JPH07322883A - 組換え型酵素とその製造方法並びに用途 - Google Patents
組換え型酵素とその製造方法並びに用途Info
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- JPH07322883A JPH07322883A JP7058258A JP5825895A JPH07322883A JP H07322883 A JPH07322883 A JP H07322883A JP 7058258 A JP7058258 A JP 7058258A JP 5825895 A JP5825895 A JP 5825895A JP H07322883 A JPH07322883 A JP H07322883A
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- Enzymes And Modification Thereof (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
末端にトレハロース構造を有する非還元性糖質を生成す
る組換え型酵素と、その酵素の製造方法並びに用途を提
供する。 【構成】 特定の作用を有する組換え型酵素と、その組
換え型酵素を産生する形質転換体を培養し、培養物から
組換え型酵素を採取する組換え型酵素の製造方法と、グ
ルコース重合度3以上の還元性澱粉糖に組換え型酵素を
作用させてその澱粉糖から末端にトレハロース構造を有
する非還元性糖質を生成させる工程を含んでなる還元性
澱粉糖の変換方法を構成とする。
Description
以上の還元性澱粉糖から末端にトレハロース構造を有す
る非還元性糖質を生成する新規な組換え型酵素とその製
造方法並びに用途に関する。
元性基同士結合した二糖類であり、天然には細菌、真
菌、藻類、昆虫などに微量存在する。トレハロースは分
子中に還元性基を持たないので、アミノ酸類の存在下で
加熱しても褐変反応を起こすことがなく、着色や変質の
懸念なく飲食物を甘味付けできる利点がある。しかしな
がら、従来の製造方法では所望量を入手するのが難し
く、実際に飲食物の甘味付けに使われることは殆ど無か
った。
用する方法と、糖質に複合酵素系を作用させる方法とに
大別される。前者の方法は、特開昭50−154485
号公報などにも見られるように、細菌、酵母などの微生
物を栄養培地で増殖させ、培養物中の菌体からトレハロ
ースを採取するものである。一方、後者の方法は、特開
昭58−216695号公報などにも見られるように、
基質にマルトースを使用し、これにマルトース・フォス
フォリラーゼとトレハロース・フォスフォリラーゼから
なる複合酵素系を作用させ、生成したトレハロースを系
外に取出すものである。前者の方法は、微生物そのもの
の増殖は比較的容易なものの、トレハロースを菌体から
採取するのに一連の繁雑な工程を要し、しかも、菌体に
含まれるトレハロースが15%(w/w)と僅少である
という問題があった。後者の方法は、トレハロースその
ものの分離は比較的容易なものの、反応自体が2種類の
酵素による平衡反応であり、しかも、その平衡が常時グ
ルコース燐酸側に傾いていることから、基質を高濃度に
して反応させ、トレハロースの収量を上げることが原理
的に難しかった。
らトレハロース構造を有する糖質を生成する酵素につき
鋭意検索したところ、リゾビウム・スピーシーズM−1
1やアルスロバクター・スピーシーズQ36などの微生
物が、グルコース重合度3以上の還元性澱粉糖から末端
にトレハロース構造を有する非還元性糖質を生成すると
いう、従来未知の全く新規な酵素を産生することが判明
した。この知見とあい前後して、この非還元性糖質は、
同じくリゾビウム・スピーシーズM−11やアルスロバ
クター・スピーシーズQ36が産生する別の酵素によ
り、ほぼ定量的にトレハロースとグルコース及び/又は
マルトオリゴ糖に加水分解されることが判明した。これ
ら酵素を併用することにより、澱粉を原料に所望量のト
レハロースが比較的容易に得られることとなり、トレハ
ロースに係わる前記課題は悉く解決されていくものと期
待される。しかしながら、リゾビウム・スピーシーズM
−11もアルスロバクター・スピーシーズQ36も当該
酵素の産生能が充分でなく、トレハロースや末端にトレ
ハロース構造を有する非還元性糖質を大規模に製造しよ
うとすると、微生物を大量に培養しなければならないと
いう問題がある。
目覚しいものがある。今日では、全アミノ酸配列が解明
されていない酵素であっても、これをコードする遺伝子
を単離し、その塩基配列を解明できれば、その酵素をコ
ードするDNAを含む組換えDNAを作製し、これを微
生物や動植物の細胞に導入して得られる形質転換体を培
養することにより、比較的容易に所望量の酵素が取得で
きるようになった。斯かる状況に鑑み、両酵素をコード
する遺伝子を突き止め、その塩基配列を解明するのが急
務となっている。
換えDNA技術を応用して斯かる酵素を創製することに
ある。
素の製造方法を提供することにある。
れた酵素を使用する還元性澱粉糖の変換方法を提供する
ことにある。
課題を、グルコース重合度3以上の還元性澱粉糖から末
端にトレハロース構造を有する非還元性糖質を生成する
組換え型酵素により解決するものである。
え型酵素を産生する形質転換体を培養し、培養物から組
換え型酵素を採取する組換え型酵素の製造方法により解
決するものである。
ス重合度3以上の還元性澱粉糖に組換え型酵素を作用さ
せて該澱粉糖から末端にトレハロース構造を有する非還
元性糖質を生成させる工程を含んでなる還元性澱粉糖の
変換方法により解決するものである。
合度3以上の還元性澱粉糖に作用して末端にトレハロー
ス構造を有する非還元性糖質を生成する。
体を培養すれば、所望量の組換え型酵素が比較的容易に
得られる。
合度3以上の還元性澱粉糖は、末端にトレハロース構造
を有する非還元性糖質に変換される。
元性澱粉糖から末端にトレハロース構造を有する非還元
性糖質を生成する、従来未知の全く新規な酵素の発見に
基づくものである。斯かる酵素はリゾビウム・スピーシ
ーズM−11やアルスロバクター・スピーシーズQ36
の培養物から得ることができ(以下、それぞれ「酵素M
−11」又は「酵素Q36」と云う。)、本発明者がカ
ラムクロマトグラフィーを中心とする種々の精製方法を
組合せてこの酵素を単離し、その性質・性状を調べたと
ころ、その本質はポリペプチドであり、次のような理化
学的性質を有することが判明した。 (1) 作用 グルコース重合度3以上の還元性澱粉糖から末端にトレ
ハロース構造を有する非還元性糖質を生成する。 (2) 分子量 約76,000乃至87,000ダルトン(SDS−ポ
リアクリルアミドゲル電気泳動) (3) 等電点 約3.6乃至4.6(等電点電気泳動) (4) 至適温度 pH7.0で60分間インキュベートすると、35乃至
40℃付近に至適温度を示す。 (5) 至適pH 40℃で60分間インキュベートすると、pH6.4乃
至7.2付近に至適pHを示す。 (6) 熱安定性 pH7.0で60分間インキュベートすると、35乃至
40℃付近まで安定である。 (7) pH安定性 25℃で16時間インキュベートすると、pH5.5乃
至11.0付近まで安定である。
なった実験について説明する。
角フラスコにマルトース2.0%(w/v)、ペプトン
0.5%(w/v)、酵母エキス0.1%(w/v)、
燐酸水素二ナトリウム0.1%(w/v)及び燐酸二水
素カリウム0.1%(w/v)を含む液体培地(pH
7.0)を100mlずつとり、120℃で20分間オ
ートクレーブして滅菌した。冷却後、三角フラスコ内の
液体培地にリゾビウム・スピーシーズM−11を植菌
し、回転振盪下、27℃で24時間種培養した。別途、
30l容ジャーファーメンタに上記と同組成の液体培地
を20lとり、滅菌後、上記で得た種培養液を1%(v
/v)接種し、液体培地をpH6乃至8に保ちつつ、3
0℃で24時間通気撹拌培養した。
菌体破砕装置にとり、菌体を破砕後、遠心分離により採
取した上清約16lに硫酸アンモニウムを20%飽和に
なるように加え、4℃で1時間静置後、遠心分離により
沈澱部を除去した。得られた上清に60%飽和になるよ
うに硫酸アンモニウムを加え、4℃で24時間静置後、
沈澱部を遠心分離により採取し、最少量の10mM燐酸
緩衝液(pH7.0)に溶解し、10mM燐酸緩衝液
(pH7.0)に対して24時間透析後、遠心分離によ
り不溶物を除去した。得られた上清を予め10mM燐酸
緩衝液(pH7.0)により平衡化させておいた東ソー
製イオン交換クロマトグラフィー用カラム『DEAE−
トヨパール』に負荷し、0Mから0.5Mに上昇する塩
化ナトリウムの濃度勾配下、カラムに10mM燐酸緩衝
液(pH7.0)を通液した。溶出液より酵素を含む画
分を採取し、2M硫酸アンモニウムを含む50mM燐酸
緩衝液(pH7.0)に対して10時間透析後、遠心分
離により不溶物を除去した。その後、上清を予め2M硫
酸アンモニウムを含む50mM燐酸緩衝液(pH7.
0)により平衡化させておいた東ソー製疎水クロマトグ
ラフィー用カラム『ブチルトヨパール』に負荷し、2M
から0Mに低下する硫酸アンモニウムの濃度勾配下、カ
ラムに50mM燐酸緩衝液(pH7.0)を通液した。
溶出液から酵素を含む画分を採取し、予め50mM燐酸
緩衝液(pH7.0)により平衡化させておいた東ソー
製ゲル濾過カラムクロマトグラフィー用カラム『トヨパ
ールHW−55』に負荷し、カラムに50mM燐酸緩衝
液(pH7.0)を通液し、溶出液から酵素を含む画分
を採取した。このようにして精製した酵素M−11の比
活性は約195単位/mg蛋白質であり、収量は培養物
1l当たり約220単位であった。
の方法により測定した活性値(単位)で表示する。すな
わち、マルトペンタオースを1.25%(w/v)含む
50mM燐酸緩衝液(pH7.0)を4mlとり、これ
に酵素液を1ml加え、40℃で60分間インキュベー
トして反応させた後、反応液を100℃で10分間加熱
して反応を停止させる。反応液を蒸留水で10倍希釈し
た後、ソモギ・ネルソン法により還元力を測定する。当
該酵素の1単位とは、上記条件下において、1分間にマ
ルトペンタオース1μmolに相当する還元力を低下さ
せる酵素の量と定義する。
様にアルスロバクター・スピーシーズQ36を培養し、
培養物を処理したところ、比活性約200単位/mg蛋
白質の精製酵素Q36が、培養物1l当たり、約295
単位の収量で得られた。
ース、マルトトリオース、マルトテトラオース、マルト
ペンタオース、マルトヘキサオース又はマルトヘプタオ
ースを20%(w/v)含む50mM燐酸緩衝液(pH
7.0)に実験例1で得た精製酵素M−11又は精製酵
素Q36を基質1g当たり2単位加え、40℃で48時
間反応させた。常法により反応物を脱塩した後、和光純
薬製高速液体クロマトグラフィー用カラム『WB−T−
330』に負荷し、溶出液の糖濃度を東ソー製示差屈折
計『RI−8012型』でモニターしながら、室温下に
てカラムに蒸留水を0.5ml/分の流速で通液するこ
とにより、反応物に含まれる糖質を分離した。表1及び
表2に、それぞれ、酵素M−11または酵素Q36を加
えた場合の反応物の糖組成を示す。 なお、表中の糖質
P1乃至P5は、反応により生成した糖質をグルコース
重合度の小さい順に命名したものである。
酵素M−11及び酵素Q36は、マルトトリオース、マ
ルトテトラオース、マルトペンタオース、マルトヘキサ
オース及びマルトヘプタオースなどのグルコース重合度
が3以上の還元性澱粉糖からは新たな糖質を生成するけ
れども、グルコース重合度が3を下回るグルコースやマ
ルトースからは新たな糖質を生成しない。また、反応に
より生成した糖質はそれぞれ糖質P1乃至P5のみであ
り、糖質P2乃至P5の含量は固形分当たり85%以上
と著しく高かった。
京有機化学工業製強酸性カチオン交換樹脂『XT−10
16(Na+型)』を内径2.0cm、長さ1mのジャ
ケット付きステンレス製カラム3本に充填し、これらカ
ラムを直列に連結した。そして、カラム内の温度を55
℃に保ちつつ、カラムに糖質P1乃至P5のいずれかを
含む前記反応物を別々に負荷した後、カラムに55℃の
蒸留水をSV0.13の流速で通液した。溶出液の糖組
成を調べ、糖質P1乃至P5のいずれかを固形分で97
%以上含む画分を採取し、真空乾燥により粉末化した。
このようにして精製した糖質P1乃至P5の還元力をソ
モギ・ネルソン法により調べたところ、いずれの糖質に
も実質的な還元力は認められなかった。
これら糖質のいずれかを50mgとり、50mM酢酸緩
衝液(pH4.5)1mlに溶解後、グルコアミラーゼ
を1単位加え、40℃で6時間インキュベートした。表
1及び表2に示す反応物の糖組成を高速液体クロマトグ
ラフィーにより分析したところ、それぞれ表3及び表4
に示すように、全ての反応物からグルコースとトレハロ
ースが検出された。同様にして、糖質P1乃至P5にβ
−アミラーゼを作用させたところ、糖質P1及びP2が
β−アミラーゼの作用を受けなかったのに対して、糖質
P3は1分子のマルトースと糖質P1を、糖質P4は1
分子のマルトースと糖質P2を、また、糖質P5は2分
子のマルトースと糖質P1を与えた。
が1分子のトレハロースと1乃至5分子のグルコースに
より構成されることを強く示唆している。また、グルコ
アミラーゼがマルトオリゴ糖におけるα−1,4結合及
びα−1,6結合に特異的に切断することと、β−アミ
ラーゼがマルトオリゴ糖におけるα−1,4結合をその
末端よりマルトース単位で切断することから、糖質P1
乃至P5は、グルコース又はグルコース重合度が2乃至
5のマルトオリゴ糖の末端にトレハロース残基が1個結
合した構造を有していると推定される。
1乃至P5は、それぞれ、α−グルコシルトレハロー
ス、α−マルトシルトレハロース、α−マルトトリオシ
ルトレハロース、α−マルトテトラオシルトレハロース
又はα−マルトペンタオシルトレハロースと同定され、
このことは、当該酵素にグルコース重合度3以上の還元
性澱粉糖から末端にトレハロース構造を有する非還元性
糖質を生成する作用のあることを裏付けている。
チャー』、第227巻、第680〜685頁(1970
年)に報告している方法に準じて精製酵素をSDS−ポ
リアクリルアミドゲル電気泳動したところ、酵素M−1
1、酵素Q36とも、分子量約76,000乃至87,
000ダルトンに相当する位置に単一バンドが観察され
た。なお、このときの分子量マーカは、ミオシン(20
0,000ダルトン)、β−ガラクトシダーゼ(11
6,250ダルトン)、フォスフォリラーゼB(97,
400ダルトン)、血清アルブミン(66,200ダル
トン)及びオボアルブミン(45,000ダルトン)で
あった。
したところ、酵素M−11、酵素Q36とも、約3.6
乃至4.6に等電点を示した。
緩衝液(pH7.0)中で60分間インキュベートする
条件で試験したところ、図1又は図2に示すように、酵
素M−11、酵素Q36とも、35乃至40℃付近に至
適温度を示した。
る50mM酢酸緩衝液、燐酸緩衝液又は炭酸ナトリウム
−炭酸水素ナトリウム緩衝液中、40℃で60分間イン
キュベートする条件で試験したところ、図3又は図4に
示すように、酵素M−11、酵素Q36とも、pH6.
4乃至7.2付近に至適pHを示した。
緩衝液(pH7.0)中で60分間インキュベートする
条件で試験したところ、図5又は図6に示すように、酵
素M−11、酵素Q36とも、35乃至40℃付近まで
安定であった。
する50mM酢酸緩衝液、燐酸緩衝液又は炭酸ナトリウ
ム−炭酸水素ナトリウム緩衝液中、25℃で16時間イ
ンキュベートする条件で試験したところ、図7又は図8
に示すように、酵素M−11、酵素Q36とも、pH
5.5乃至11.0付近まで安定であった。
プライッド・バイオシステム製気相プロテイン・シーケ
ンサ『470A型』を使用して分析したところ、酵素M
−11は、N末端に配列表における配列番号7に示すア
ミノ酸配列を有していることが判明した。
末端に配列表における配列番号8に示すアミノ酸配列を
有していることが判明した。
た精製酵素M−11を適量とり、10mMトリス−塩酸
緩衝液(pH9.0)に対して4℃で18時間透析後、
10mMトリス−塩酸緩衝液(pH9.0)を加えて酵
素濃度を約1mg/mlとした。この溶液を約1mlと
り、リジルエンドペプチダーゼを10μg加え、30℃
で22時間インキュベートして酵素を部分加水分解し
た。加水分解物を、予め16%(v/v)水性アセトニ
トリルを含む0.1%(v/v)トリフルオロ酢酸によ
り平衡化させておいた資生堂製逆相高速液体クロマトグ
ラフィー用カラム『カプセルパックC18』に負荷し、
次いで、16%(v/v)から64%(v/v)に上昇
するアセトニトリルの濃度勾配下、カラムに0.1%
(v/v)トリフルオロ酢酸を0.9ml/分の流速で
通液した。そして、通液開始から約28分後又は約40
分後に溶出したペプチド断片(以下、それぞれ「ペプチ
ド断片A」又は「ペプチド断片B」と云う。)を含む画
分を別々に採取し、真空乾燥後、50%(v/v)水性
アセトニトリルを含む0.1%(v/v)トリフルオロ
酢酸に溶解した。以後、実験例2−8と同様に分析した
ところ、ペプチド断片A及びBは、配列表における配列
番号9及び10に示すアミノ酸配列を有していることが
判明した
を上記と同様にして部分加水分解し、予め24%(v/
v)水性アセトニトリルを含む0.1%(v/v)トリ
フルオロ酢酸により平衡化させておいた日本ミリポア・
リミテッド製逆相高速液体クロマトグラフィー用カラム
『マイクロボンダパックC18』に負荷し、24%(v
/v)から44%(v/v)に上昇する水性アセトニト
リルの濃度勾配下、カラムに0.1%(v/v)トリフ
ルオロ酢酸を0.9ml/分の流速で通液した。そし
て、通液開始から約22分後又は約40分後に溶出した
ペプチド断片(以下、それぞれ「ペプチド断片C」又は
「ペプチド断片D」と云う。)を含む画分を採取し、真
空乾燥後、50%(v/v)水性アセトニトリルを含む
0.1%(v/v)トリフルオロ酢酸に溶解した。以
後、上記と同様に分析したところ、ペプチド断片C及び
Dは、配列表における配列番号11及び12に示すアミ
ノ酸配列を有していることが判明した。
未だ知られておらず、新規物質であると判断される。な
お、リゾビウム・スピーシーズM−11は岡山県岡山市
の土壌から分離され、平成4年12月24日以降、茨城
県つくば市東1丁目1番3号にある通商産業省、工業技
術院、生命工学工業技術研究所、特許微生物寄託センタ
ーに寄託番号『FERM BP−4130』で寄託され
ている。一方、アルスロバクター・スピーシーズQ36
は岡山県総社市の土壌から分離されたものであり、平成
5年6月3日以降、同センターに寄託番号『FERM
BP−4316』で寄託されている。同じ出願人による
特願平5−349216号明細書には、酵素の性質・性
状とともに、両微生物の菌学的性質が詳細に開示されて
いる。
かにした酵素M−11の部分アミノ酸配列に基づき化学
合成したオリゴヌクレオチドをプローブに使用し、リゾ
ビウム・スピーシーズM−11の染色体DNAを鋭意検
索した結果、配列表における配列番号3に示す塩基配列
を有する2,316塩基対からなるDNA断片が得られ
た。そして、その塩基配列を解読したところ、酵素M−
11は772個のアミノ酸からなる配列表における配列
番号1に示すアミノ酸配列を有していることが判明し
た。
づき化学合成したオリゴヌクレオチドをプローブにし、
アルスロバクター・スピーシーズQ36の染色体DNA
を同様に検索したところ、配列表における配列番号4に
示す塩基配列を有する2,325塩基対からなるDNA
断片が得られた。この塩基配列を解読したところ、酵素
Q36は775個のアミノ酸からなり、配列表における
配列番号2に示すアミノ酸配列を有していることが判明
した。
基配列及びアミノ酸配列を解明するに到った一連の工程
を要約すると、次のようになる。 (1) 供与体微生物の培養物から当該酵素を分離し、
高度に精製した。精製酵素をプロテアーゼにより部分加
水分解後、加水分解物から2種類のペプチド断片を単離
し、そのアミノ酸配列を決定した。 (2) 別途、供与体微生物の菌体より染色体DNAを
分離し、精製後、制限酵素により部分的に切断して約
3,000乃至7,000塩基対からなるDNA断片を
採取した。DNAリガーゼにより、このDNA断片を予
め制限酵素で切断しておいたプラスミドベクターに連結
し、組換えDNAを作製した。 (3) 大腸菌に組換えDNAを導入して形質転換体を
作製し、前記部分アミノ酸配列に基づき化学合成したオ
リゴヌクレオチドをプローブとするコロニーハイブリダ
イゼーションにより当該酵素をコードするDNAを含む
形質転換体を選択した。 (4) 形質転換体から組換えDNAを採取し、プライ
マーとともにアニーリング後、DNAポリメラーゼを作
用させてプライマーを伸長し、得られた相補鎖DNAを
ジデオキシ・チェーン・ターミネータ法により分析して
塩基配列を決定した。そして、その塩基配列から推定さ
れるアミノ酸配列と前記部分アミノ酸配列とを比較し、
その塩基配列が当該酵素をコードしていることを確認し
た。
(2)乃至(4)を具体的に説明するが、これら実施例
で用いる手法自体は斯界において公知のものであり、例
えば、ジェー・サムブルック等『モレキュラー・クロー
ニング・ア・ラボラトリー・マニュアル』、第2版、1
989年、コールド・スプリング・ハーバー・ラボラト
リー・プレス発行などにも詳述されている。
するDNAを含む組換えDNAと形質転換体の調製】
ピーシーズM−11をバクト・ニュートリエント・ブロ
ス培地(pH7.0)に植菌し、27℃で24時間回転
振盪培養した。遠心分離により培養物から菌体を分離
し、TES緩衝液(pH8.0)に浮遊させ、リゾチー
ムを0.05%(w/v)加えた後、37℃で30分間
インキュベートした。処理物を−80℃で1時間凍結
後、TSS緩衝液(pH9.0)を加えて60℃に加温
し、TES緩衝液/フェノール混液を加え、氷冷後、遠
心分離により上清を採取した。この上清に2倍容の冷エ
タノールを加え、沈澱した粗染色体DNAを採取し、S
SC緩衝液(pH7.1)に溶解後、リボヌクレアーゼ
とプロテアーゼをそれぞれ7.5μg又は125μg加
え、37℃で1時間インキュベートして反応させた。そ
の後、反応物にクロロフォルム/イソアミルアルコール
混液を加えて染色体DNAを抽出し、冷エタノールを加
え、生成した染色体DNAを含む沈澱を採取した。この
ようにして得た精製染色体DNAを濃度約1mg/ml
になるようにSSC緩衝液(pH7.1)に溶解し、溶
液を−80℃で凍結した。
体BMT7の調製】実験例3−1で得た精製染色体DN
A溶液を約1mlとり、これに制限酵素Sau 3AI
を約35単位加え、37℃で約20分間反応させて染色
体DNAを部分切断した後、蔗糖密度勾配超遠心法によ
り約3,000乃至7,000塩基対からなるDNA断
片を採取した。別途、プラスミドベクターBluesc
ript II SK(+)を1μgとり、常法により
制限酵素Bam HIを作用させて完全に切断した後、
上記で得たDNA断片10μgとT4 DNAリガーゼ
を2単位加え、4℃で一夜静置することによりDNA断
片をベクター断片に連結した。そして、得られた組換え
DNAに東洋紡績製コンピテントセル『Epicuri
an Coli XLI−Blue』を30μl加え、
氷冷下に30分間静置後、42℃に加温し、SOCブロ
スを加えて37℃で1時間インキュベートすることによ
り、組換えDNAを大腸菌に導入した。
−4−クロロ−3−インドリル−β−ガラクトシド50
μg/mlを含む寒天平板培地(pH7.0)に植菌
し、37℃で18時間培養後、培地上にナイロン膜を載
置し、培地上に形成された約4,400個のコロニーを
ナイロン膜に固定した。別途、常法により、配列表にお
ける配列番号9に示すアミノ酸配列における第17乃至
21番目のPro−Glu−Trp−Glu−Lysで
表される配列に基づき5′−CCNGARTGGGAR
AA−3′で表される塩基配列のプローブ1を化学合成
し、同位体32Pで標識後、前記ナイロン膜上に固定した
形質転換体のコロニーにハイブリダイズさせ、顕著な会
合が認められた9種類の形質転換体を選択した。
ら組換えDNAを採取し、配列表における配列番号10
に示すアミノ酸配列における第16乃至20番目のTh
r−Glu−Phe−Trp−Aspで表される配列に
基づき化学合成した5′−ACNGARTTYTGGG
A−3′で表される塩基配列のプローブ2をイー・エム
・サザーン『ジャーナル・オブ・モレキュラー・バイオ
ロジー』、第98巻、第503〜517頁(1975
年)に記載されている方法に準じてハイブリダイズさ
せ、プローブ2と顕著な会合を示した組換えDNAを選
択した。以上のようにして選択した組換えDNAと形質
転換体を、それぞれ、『pBMT7』又は『BMT7』
と命名した。
リン100μg/mlを含むL−ブロス培地(pH7.
0)に植菌し、37℃で24時間回転振盪培養した。培
養終了後、遠心分離により培養物から菌体を採取し、通
常一般のアルカリ法により組換えDNAを菌体外に溶出
させた。処理物を常法により精製し、分析したところ、
組換えDNA pBMT7は約9,300塩基対からな
り、図9に示す制限酵素地図で表される構造を有してい
た。図9に示すように、酵素M−11をコードする2,
316塩基対からなるDNAは、制限酵素Pst Iに
よる切断部位付近の下流に位置していることが判明し
た。
ース2.0%(w/v)、ペプトン0.5%(w/
v)、酵母エキス0.1%(w/v)、燐酸水素二ナト
リウム0.1%(w/v)、燐酸二水素カリウム0.1
%(w/v)を含む液体培地をpH7.0に調整し、ア
ンピシリンを50μg/ml加え、120℃で20分間
加熱滅菌し、冷却後、実験例3−2で得た形質転換体B
MT7を植菌し、37℃で24時間回転振盪培養した。
培養物を超音波処理して菌体を破砕し、遠心分離により
不溶物を除去後、上清中の酵素活性を測定したところ、
培養物1l当たりに換算して、約3,000単位の酵素
が産生していた。
e株及びリゾビウム・スピーシーズM−11をアンピシ
リン無含有の同じ液体培地に植菌し、リゾビウム・スピ
ーシーズM−11の場合、培養温度を30℃に設定した
以外は上記と同様に培養・処理した。処理物の活性を測
定したところ、リゾビウム・スピーシーズM−11によ
る酵素の産生は培養物1l当たり約1,500単位と、
形質転換体BMT7と比較して有意に低いものであっ
た。なお、宿主に使用した大腸菌XLI−Blue株
は、当該酵素を全く産生しなかった。
素を実験例1−1と同様に精製し、その性質・性状を調
べたところ、組換え型酵素はSDS−ポリアクリルアミ
ドゲル電気泳動で分子量値約76,000乃至87,0
00ダルトンを、また、等電点電気泳動で約3.6乃至
4.6に等電点を示すなど、実験例2で得られた酵素M
−11のものと同様の理化学的性質を有することが判明
した。このことは、組換えDNA技術によっても当該酵
素を製造でき、且つ、酵素の生産性も有意に向上するこ
とを示唆している。
−11に由来する相補鎖DNAの調製とその塩基配列、
アミノ酸配列の決定】実験例3−2で得た組換えDNA
pBMT7を、常法に従って、各種制限酵素で分解
し、Bluescript II SK(+)にサブク
ローニングして、塩基配列決定用DNAとした。これら
塩基配列決定用DNAを2μgとり、これに2M水酸化
ナトリウム水溶液を加えて変性させた後、適量の冷エタ
ノールを加え、生成したテンプレートDNAを含む沈澱
を採取し、真空乾燥した。このテンプレートDNAに化
学合成した5′−GTAAAACGACGGCCAGT
−3′で表される塩基配列のプライマー1を50pmo
l/mlと、20mM塩化マグネシウムと50mM塩化
ナトリウムを含む40mMトリス−塩酸緩衝液(pH
7.5)を10μl加え、65℃で2分間インキュベー
トしてアニーリングした後、dATP、dGTP及びd
TTPをそれぞれ7.5μM含む水溶液を2μlと、
[α−32P]dCTP(2mCi/ml)を0.5μl
と、0.1Mジチオスレイトールを1μlと、1.5単
位/mlのT7 DNAポリメラーゼを2μl加え、2
5℃で5分間インキュベートすることによりプライマー
1を5′末端から3′末端に向かって伸長させ、相補鎖
DNAを生成させた。
物を四等分し、それぞれにddATP、ddCTP、d
dGTP及びddTTPのいずれかを8μMと80μM
dNTPを含む50mM塩化ナトリウム水溶液を2.
5μl加え、37℃で5分間インキュベートして反応さ
せ、20mM EDTA、0.05%(w/v)ブロム
フェノールブルー及び0.05%(w/v)キシレンシ
アノールを含む95%(v/v)水性ホルムアミド溶液
を4μl加えて反応を停止させた。反応物を沸騰水浴中
で3分間加熱後、6%(w/v)ポリアクリルアミドゲ
ル上にとり、約2,000Vの定電圧を印加しながら電
気泳動してDNA断片を分離し、次いで、常法によりゲ
ルを固定し、乾燥させた後、オートラジオグラフィーし
た。
析した結果、相補鎖DNAは配列表における配列番号5
に示す2,936塩基対からなる塩基配列を含んでいる
ことが判明した。この塩基配列から推定されるアミノ酸
配列は配列表における配列番号5に併記したとおりであ
り、このアミノ酸配列と配列表における配列番号7、9
又は10に示す酵素M−11のN末端アミノ酸配列、部
分アミノ酸配列を比較したところ、配列番号7のN末端
アミノ酸配列は配列表における配列番号5における第1
乃至20番目の配列に、また、配列番号9又は10の部
分アミノ酸配列は配列表における配列番号5における第
486乃至506番目又は第606乃至626番目の配
列に一致した。これは、酵素M−11が配列表における
配列番号1に示すアミノ酸配列を有するものであり、リ
ゾビウム・スピーシーズM−11においては、酵素M−
11が配列表における配列番号3に示す塩基配列のDN
Aによりコードされていることを示している。
ーズQ36に由来するDNAを含む組換えDNAと形質
転換体の調製】
同様にしてアルスロバクター・スピーシーズQ36から
染色体DNAを分離・精製し、濃度約1mg/mlにな
るようにSSC緩衝液(pH7.1)に溶解し、−80
℃で凍結した。
換体BQT13の調製】実験例5−1で得た精製染色体
DNA溶液を実験例3−2と同様に部分切断した後、蔗
糖密度勾配超遠心法により約3,000乃至6,000
塩基対からなるDNA断片を採取した。その後、T4
DNAリガーゼを使用し、このDNA断片を実験例3−
2と同様に制限酵素Bam HIによるベクターBlu
escript II SK(+)の消化物に連結し、
得られた組換えDNAを大腸菌XLI−Blue株に導
入した。得られた形質転換体を実験例3−2と同様に5
−ブロモ−4−クロロ−3−インドリル−β−ガラクト
シドを含む寒天平板培地で培養し、生成した約4,50
0個のコロニーをナイロン膜上に固定する一方、配列表
における配列番号12に示すアミノ酸配列における第1
1乃至16番目のPhe−Asp−Val−Asp−T
rp−Aspで表される配列に基づき5′−TTYGA
YGTNGAYTGGGA−3′で表される塩基配列の
プローブ3を化学合成し、同位体32Pで標識後、前記ナ
イロン膜上に固定した形質転換体のコロニーにハイブリ
ダイズさせ、顕著な会合が認められた8種類の形質転換
体を選択した。
の形質転換体から組換えDNAを採取し、配列表におけ
る配列番号11に示すアミノ酸配列における第16乃至
20番目のThr−Glu−Phe−Trp−Aspで
表される配列に基づき化学合成した5′−ACNGAR
TTYTGGGA−3′で表される塩基配列のプローブ
4をハイブリダイズさせ、顕著な会合を示した組換えD
NAを選択した。以上のようにして選択した組換えDN
Aと形質転換体を、それぞれ、『pBQT13』又は
『BQT13』と命名した。
ピシリンを含むL−ブロス培地で実験例3−2と同様に
培養し、培養物より採取した菌体から組換えDNAを溶
出させ、精製し、分析したところ、組換えDNA pB
QT13は約7,200塩基対からなり、図10に示す
制限酵素地図で表される構造を有していた。図10に示
すように、酵素Q36をコードする2,325塩基対か
らなるDNAは、制限酵素Xmn Iによる切断部位付
近の下流に位置していることが判明した。
生】マルトース2.0%(w/v)、ペプトン0.5%
(w/v)、酵母エキス0.1%(w/v)、燐酸水素
二ナトリウム0.1%(w/v)、燐酸二水素カリウム
0.1%(w/v)を含む液体培地をpH7.0に調整
し、アンピシリンを50μg/ml加え、120℃で2
0分間加熱滅菌し、冷却後、実験例5−2で得た形質転
換体BQT13を植菌し、37℃で24時間回転振盪培
養した。培養物を超音波処理して菌体を破砕し、遠心分
離により不溶物を除去後、上清中の酵素活性を測定した
ところ、培養物1l当たりに換算して、約2,450単
位の酵素が産生していた。
e株及びアルスロバクター・スピーシーズQ36をアン
ピシリン無含有の同じ組成の液体培地に植菌し、アルス
ロバクター・スピーシーズQ36の場合、培養温度を3
0℃に設定した以外は上記と同様に培養・処理した。処
理物の活性を測定したところ、アルスロバクター・スピ
ーシーズQ36による酵素の産生は培養物1l当たり約
1,200単位と、形質転換体BQT13と比較して有
意に低いものであった。なお、宿主に使用した大腸菌X
LI−Blue株は、当該酵素を産生しなかった。
酵素を実験例1−1と同様に精製し、その性質・性状を
調べたところ、SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳
動で分子量約76,000乃至87,000ダルトン
を、また、等電点電気泳動で約3.6乃至4.6に等電
点を示すなど、実験例2で得られた酵素Q36のものと
同様の理化学的性質を有することが判明した。このこと
は、組換えDNA技術によっても当該酵素を製造でき、
且つ、酵素の生産性も有意に向上することを示唆してい
る。
ーズQ36に由来する相補鎖DNAの調製とその塩基配
列、アミノ酸配列の決定】実験例5−2で得た組換えD
NA pBQT13を実験例4と同様に処理してテンプ
レートDNAとし、これをプライマー1とともにアニー
リング後、T7DNAポリメラーゼを作用させてプライ
マー1を5′末端から3′末端に向かって伸長させ、相
補鎖DNAを生成させた。実験例4と同様に、この相補
鎖DNAにジデオキシ・チェーン・ターミネータ法を適
用し、ラジオグラム上に分離したDNA断片を解析した
結果、相補鎖DNAは配列表における配列番号6に示す
3,073塩基対からなる塩基配列を含んでいることが
判明した。この塩基配列から推定されるアミノ酸配列は
配列表における配列番号6に併記したとおりであり、こ
のアミノ酸配列と配列表における配列番号8、11又は
12に示すN末端アミノ酸配列、部分アミノ酸配列を比
較したところ、配列番号8のN末端アミノ酸配列は配列
表における配列番号6における第1乃至20番目の配列
に、また、配列番号11又は12の部分アミノ酸配列は
配列表における配列番号6における第606乃至625
番目又は第110乃至129番目の配列に一致した。こ
れは、酵素Q36が配列表における配列番号2に示すア
ミノ酸配列を有するものであり、アルスロバクター・ス
ピーシーズQ36においては、酵素Q36が配列表にお
ける配列番号4に示す塩基配列のDNAによりコードさ
れていることを示している。
以上の還元性澱粉糖から末端にトレハロース構造を有す
る非還元性糖質を生成する酵素は、本発明者が長年に亙
る研究の一成果として見出されたものであり、従来公知
の酵素には見られない独特の理化学的性質を具備してい
る。この発明は、組換えDNA技術を応用することによ
り、この酵素を創製しようというものである。以下、実
施例等を参照しながら、この発明の組換え型酵素とその
製造方法並びに用途につき、具体的に説明する。
DNA技術により創製され、グルコース重合度3以上の
還元性澱粉糖から末端にトレハロース構造を有する非還
元性糖質を生成する酵素全般を意味する。この発明の組
換え型酵素は、通常、解明されたアミノ酸配列を有して
おり、その一例として、例えば、配列表における配列番
号1又は2に示すアミノ酸配列かそれに相同的なアミノ
酸配列が挙げられる。配列表における配列番号1又は2
のアミノ酸配列に相同的なアミノ酸配列を有する変異体
は、所期の酵素作用を実質的に変えることなく、配列表
における配列番号1又は2に示すアミノ酸配列における
構成アミノ酸の1個又は2個以上を他のアミノ酸で置換
することにより得ることができる。なお、同じDNAで
あっても、それを導入する宿主や、そのDNAを含む形
質転換体の培養に使用する栄養培地の成分・組成、培養
温度・pHなどに依っては、宿主内酵素によるDNA発
現後の修飾などにより、所期の酵素反応は保持している
ものの、配列表における配列番号1又は2に示すアミノ
酸配列におけるN末端付近のアミノ酸が1個又は2個以
上欠失したり、N末端に1個又は2個以上のアミノ酸が
新たに付加した変異体の産生することがある。斯かる変
異体も、それがグルコース重合度3以上の還元性澱粉糖
から末端にトレハロース構造を有する非還元性糖質を生
成するかぎり、当然、この発明の組換え型酵素に包含さ
れる。
NAを含む形質転換体の培養物から採取することができ
る。この発明で使用する形質転換体は、例えば、配列表
における配列番号3又は4に示す塩基配列かそれに相同
的な塩基配列又はそれらに相補的な塩基配列のDNAを
適宜宿主に導入することにより得ることができる。な
お、上記塩基配列は、遺伝子コードの縮重を利用して、
コードするアミノ酸配列を変えることなく、塩基の1個
又は2個以上を他の塩基で置き換えてもよい。また、D
NAが宿主中で実際に当該酵素の産生を発現するため
に、当該酵素又はその相同変異体をコードする塩基配列
における塩基の1個又は2個以上を他の塩基で適宜置換
し得ることはいうまでもない。
のような配列を有するかぎり、それが天然に由来するも
のか人為的に合成されたものであるかは問わない。天然
の給源としては、例えば、リゾビウム・スピーシーズM
−11(FERM BP−4130)、アルスロバクタ
ー・スピーシーズQ36(FERM BP−431
6)、ブレビバクテリウム・ヘロボルム(ATCC11
822)、フラボバクテリウム・アクアチレ(IFO3
772)、ミクロコッカス・ルテウス(IFO306
4)、ミクロコッカス・ロゼウス(ATCC186)、
クルトバクテリウム・シトレウム(IFO1523
1)、マイコバクテリウム・スメグマチス(ATCC1
9420)及びテラバクター・ツメスセンス(IFO1
2960)を含むリゾビウム属、アルスロバクター属、
ブレビバクテリウム属、フラボバクテリウム属、ミクロ
コッカス属、クルトバクテリウム属、マイコバクテリウ
ム属、テラバクター属の微生物が挙げられ、これら微生
物の菌体からはこの発明のDNAを含む遺伝子が得られ
る。すなわち、斯かる微生物を栄養培地に植菌し、好気
的条件下で約1乃至3日間培養後、培養物から菌体を採
取し、リゾチームやβ−グルカナーゼなどの細胞壁溶解
酵素や超音波で処理することにより、当該DNAを含む
遺伝子を菌体外に溶出させる。このとき、細胞壁溶解酵
素にプロテアーゼなどの蛋白質加水分解酵素を併用した
り、菌体を超音波処理する際、SDSなどの界面活性剤
を共存させたり凍結融解してもよい。斯くして得られる
処理物に、例えば、フェノール抽出、アルコール沈澱、
遠心分離、プロテアーゼ処理、リボヌクレアーゼ処理な
どの斯界における通常一般の方法を適用すれば目的のD
NAが得られる。一方、DNAを人為的に合成するに
は、例えば、配列表における配列番号3又は4に示す塩
基配列に基づいて化学合成するか、配列表における配列
番号1又は2に示すアミノ酸配列をコードするDNAを
自律複製可能な適宜ベクターに挿入して組換えDNAと
し、これを適宜宿主に導入して得られる形質転換体を培
養し、培養物から菌体を分離し、その菌体から当該DN
Aを含むプラスミドを採取すればよい。
態で宿主に導入される。組換えDNAは、通常、DNA
と自律複製可能なベクターを含んでなり、DNAが入手
できれば、通常一般の組換えDNA技術により比較的容
易に調製することができる。斯かるベクターの例として
は、pBR322、pUC18、Bluescript
II SK(+)、pUB110、pTZ4、pC1
94、pHV14、TRp7、YEp7、pBS7など
のプラスミドベクターやλgt・λC、λgt・λB、
ρ11、φ1、φ105などのファージベクターが挙げ
られ、このうち、この発明のDNAを大腸菌で発現させ
るにはpBR322、pUC18、Bluescrip
t II SK(+)、λgt・λC及びλgt・λB
が好適であり、一方、枯草菌で発現させるにはpUB1
10、pTZ4、pC194、ρ11、φ1及びφ10
5が好適である。pHV14、TRp7、YEp7及び
pBS7は、組換えDNAを2種以上の宿主内で増殖さ
せる場合に有用である。
斯界において通常一般の方法が採用される。具体的に
は、先ず、DNAを含む遺伝子と自律複製可能なベクタ
ーとを制限酵素及び/又は超音波により切断し、次に、
生成したDNA断片とベクター断片とを連結する。遺伝
子及びベクターの切断にヌクレオチドに特異的に作用す
る制限酵素、とりわけ、II型の制限酵素、詳細には、
Sau 3AI、EcoRI、Hind III、Ba
m HI、Sal I、Xba I、SacI、Pst
Iなどを使用すれば、DNA断片とベクター断片を連
結するのが容易となる。DNA断片とベクター断片を連
結するには、必要に応じて、両者をアニーリングした
後、生体内又は生体外でDNAリガーゼを作用させれば
よい。斯くして得られる組換えDNAは、適宜宿主に導
入して形質転換体とし、これを培養することにより無限
に複製可能である。
大腸菌、枯草菌、放線菌、酵母を始めとする適宜の宿主
微生物に導入することができる。宿主が大腸菌の場合に
は、宿主を組換えDNAとカルシウムイオンの存在下で
培養すればよく、一方、宿主が枯草菌の場合には、コン
ピテントセル法やプロトプラスト法を適用すればよい。
形質転換体をクローニングするには、コロニーハイブリ
ダイゼーション法を適用するか、グルコース重合度3以
上の還元性澱粉糖を含む栄養培地で培養し、該澱粉糖よ
り末端にトレハロース構造を有する非還元性糖質を生成
するものを選択すればよい。
で培養すると、菌体内外に当該酵素を産生する。栄養培
地には、通常、炭素源、窒素源、ミネラル、さらには、
必要に応じて、アミノ酸やビタミンなどの微量栄養素を
補足した通常一般の液体培地が使用され、個々の炭素源
としては、例えば、澱粉、澱粉加水分解物、グルコー
ス、果糖、蔗糖などの糖質が、また、窒素源としては、
例えば、アンモニア若しくはアンモニウム塩、尿素、硝
酸塩、ペプトン、酵母エキス、脱脂大豆、コーンスティ
ープリカー、肉エキスなどの含窒素無機乃至有機物が挙
げられる。形質転換体を斯かる栄養培地に植菌し、栄養
培地を温度25乃至65℃、pH2乃至8に保ちつつ、
通気撹拌などによる好気的条件下で約1乃至6日間培養
すれば、当該酵素を含む培養物が得られる。この培養物
は酵素剤としてそのまま使用可能ではあるが、通常は使
用に先立ち、必要に応じて、超音波や細胞壁溶解酵素に
より菌体を破砕した後、濾過、遠心分離などにより酵素
を菌体又は菌体破砕物から分離し、精製する。精製には
酵素を精製するための通常一般の方法が採用でき、例え
ば、菌体又は菌体破砕物を除去した培養物に濃縮、塩
析、透析、分別沈澱、ゲル濾過クロマトグラフィー、イ
オン交換クロマトグラフィー、疎水クロマトグラフィ
ー、アフィニティークロマトグラフィー、ゲル電気泳
動、等電点電気泳動などの1種若しくは2種以上を適宜
組合せて適用すればよい。
素は、グルコース重合度3以上の還元性澱粉糖から末端
にトレハロース構造を有する非還元性糖質を生成すると
いう、従来の酵素に見られない顕著な性質を有する。生
成した非還元性糖質は温和で上品な甘味に加えて適度の
粘度と保湿性を有し、そして、何よりも、分子中に還元
性基を有しないので、着色や変質の懸念なく飲食物を甘
味付けできるという大きな利点がある。当該組換え型酵
素のこの性質を利用することにより、従来、還元性故に
敬遠されがちであった種々の澱粉糖を、還元性を有しな
いか還元性が顕著に低下した、扱い易い、有用な糖質に
変換できることとなる。
この発明による組換え型酵素の基質には、通常、澱粉、
又はアミロペクチン、アミロースなどの澱粉質を酸及び
/又はアミラーゼによって部分的に加水分解して得られ
る還元性澱粉加水分解物が用いられる。斯かる澱粉加水
分解物は斯界における通常一般の方法により得ることが
でき、通常、マルトトリオース、マルトテトラオース、
マルトペンタオース、マルトヘキサオース、マルトヘプ
タオースなどのグルコース重合度3以上のマルトオリゴ
糖の1種若しくは2種以上を含んでなる。アミラーゼ研
究会編『ハンドブック・オブ・アミレーシーズ・アンド
・リレイテッド・エンザイムズ』、1988年、パーガ
モン・プレス発行に記載されているα−アミラーゼ、マ
ルトテトラオース生成アミラーゼ、マルトペンタオース
生成アミラーゼ及びマルトヘキサオース生成アミラーゼ
は、この発明で使用する還元性澱粉糖の調製に特に有用
であり、これらアミラーゼのいずれかを使用することに
より、グルコース重合度3以上の還元性澱粉糖を豊富に
含む澱粉糖混合物が容易且つ効率的に得られる。なお、
このとき、必要に応じて、プルラナーゼやイソアミラー
ゼなどの澱粉枝切酵素を併用すれば、当該組換え型酵素
の基質となり得る還元性澱粉糖の収量を上げることがで
きる。
常、基質として上記したような還元性澱粉糖の1種又は
2種以上を含む水溶液にこの発明による組換え型酵素を
共存せしめ、水溶液を所定の温度、pHに保ちつつ、所
望量の非還元性糖質が生成するまで反応させる。反応は
0.1%(w/w)程度の基質濃度下でも進行するが、
この発明による変換方法を大規模に実施する場合には、
より高濃度の2%(w/w)以上、望ましくは、5乃至
50%(w/w)とするのがよい。反応時の温度とpH
は組換え型酵素が失活することなく基質に効率的に作用
するレベルに設定され、温度は55℃付近まで、望まし
くは、約40乃至55℃に、また、pHは5乃至10、
望ましくは、約6乃至8の範囲に設定される。組換え型
酵素の量と反応時間は、反応の進行具合に依って適宜に
設定する。斯かる反応によりグルコース重合度3以上の
還元性澱粉糖の還元力は顕著に低下し、マルトペンタオ
ースの場合、還元力はもとの約7%程度にまで低下す
る。
はそのまま使用可能であるが、通常、使用に先立ち精製
する。すなわち、濾過・遠心分離などにより反応物から
不溶物を除去し、活性炭により脱色した後、イオン交換
樹脂により脱塩・精製し、濃縮してシロップ状物とす
る。用途に依っては、このシロップ状物を真空乾燥、噴
霧乾燥などにより固状物としてもよい。実質的に非還元
性糖質のみからなる製品を得るには、上記シロップ状物
にイオン交換樹脂、活性炭、シリカゲルなどによる糖質
を分離するための種々のクロマトグラフィー、アルコー
ル、アセトンなどによる分別沈澱、膜濾過、酵母による
発酵、アルカリによる還元性糖質の分解除去などの1種
若しくは2種以上を適用する。大量の反応物を処理する
には、例えば、特開昭58−23799号公報や特開昭
58−72598号公報に開示されている強酸性カチオ
ン交換樹脂を使用する固定床方式、移動床方式又は擬似
移動床方式のイオン交換クロマトグラフィーが有用であ
り、これらの方法によるときには、非還元性糖質の含量
が高い製品を大量且つ効率的に得ることができる。
味剤の還元性を嫌う種々の物品に広範な用途を有し、例
えば、食品、化粧品、医薬品の甘味剤、呈味改善剤、品
質改善剤、安定剤、賦形剤として極めて有用である。加
えて、当該非還元性糖質は、グルコアミラーゼ、α−グ
ルコシダーゼ、あるいは、特願平5−340343号明
細書に開示されているトレハロース遊離酵素を作用させ
ると、ほぼ定量的にトレハロースを与えることから、従
来、大量入手が難しかったトレハロースを製造するため
の中間体としても有用である。
よる組換え型酵素の製造方法と還元性澱粉糖の変換方法
を具体的に説明する。
角フラスコにマルトース2.0%(w/v)、ペプトン
0.5%(w/v)、酵母エキス0.1%(w/v)、
燐酸水素二ナトリウム0.1%(w/v)、燐酸二水素
カリウム0.1%(w/v)を含む液体培地(pH7.
0)を100mlずつとり、アンピシリンを50μg/
ml加えた後、120℃で20分間オートクレーブして
加熱滅菌した。冷却後、三角フラスコ内の液体培地に実
験例3−2の方法で得た形質転換体BMT7を植菌し、
回転振盪下、27℃で24時間種培養した。別途、上記
と同組成の液体培地を18lとり、アンピシリンを50
μg/ml加え、120℃で20分間加熱滅菌し、冷却
後、上記で得た種培養液を1%(v/v)接種し、37
℃で24時間通気撹拌培養した。培養物を超音波処理し
て菌体を破砕し、遠心分離により不溶物を除去後、上清
中の酵素活性を測定したところ、培養物1l当たりに換
算して、約3,000単位の酵素が産生していた。この
上清を実験例1−1の方法により精製したところ、比活
性約200単位/mg蛋白質の組換え型酵素を1ml当
たり約135単位含む水溶液が約50ml得られた。
方法により得た形質転換体BQT13を実施例A−1と
同様に培養し、培養物を超音波処理して菌体を破砕し、
遠心分離により不溶物を除去後、上清中の酵素活性を測
定したところ、培養物1l当たりに換算して、約2,4
50単位の酵素が産生していた。この上清を実施例1−
1の方法により精製したところ、比活性約200単位/
mg蛋白質の組換え型酵素を1ml当たり約120単位
含む水溶液が約45ml得られた。
変換】馬鈴薯澱粉を濃度6%(w/w)になるよう水中
に懸濁し、120℃で10分間オートクレーブして糊化
した。糊化液を50℃に急冷し、pHを約4.5に調整
後、林原生物化学研究所製イソアミラーゼ剤を澱粉固形
分1g当たり2,500単位加え、50℃で20時間反
応させた。反応物をpH6.0に調整し、120℃で1
0分間オートクレーブして酵素を失活させた後、45℃
に急冷し、ノボ・ノルディスク・インダストリー製α−
アミラーゼ剤『ターマミル60L』を澱粉固形分1g当
たり150単位加え、45℃で24時間反応させてマル
トトリオース、マルトテトラオース、マルトペンタオー
スなどのグルコース重合度3以上の還元性澱粉糖を含む
反応物を得た。この反応物を120℃で20分間オート
クレーブして酵素を失活させ、45℃まで急冷後、実施
例A−1で得た組換え型酵素を澱粉糖固形分1g当たり
1単位加え、45℃で96時間反応させた。反応物を9
6℃で10分間加熱して酵素を失活させ、冷却し、濾過
後、常法にしたがって濾液を活性炭により脱色し、イオ
ン交換樹脂により脱塩・精製し、濃縮して濃度約70%
(w/w)のシロップ状物を澱粉固形分当たり約91%
の収率で得た。
物を分析したところ、DE値は18.7、主成分とし
て、固形分当たりα−グルコシルトレハロースを8.4
%、α−マルトシルトレハロースを5.6%、α−マル
トリオシルトレハロースを37.9%含み、前記還元性
糖質の殆どが対応する非還元性糖質に変換されていた。
温和で上品な甘味に加えて適度の粘性と保湿性を有する
本品は、食品、化粧品、医薬品の甘味剤、呈味改善剤、
品質改善剤、安定剤、賦形剤として有用である。また、
本品は非還元性糖質の含量が高いので、トレハロースを
製造するための中間体としても有用である。
変換】トウモロコシ澱粉を33%(w/w)になるよう
水中に懸濁し、炭酸カルシウムを0.1%(w/w)加
えた。懸濁液にノボ・ノルディスク・インダストリー製
α−アミラーゼ剤『ターマミル60L』を澱粉固形分当
たり0.2%加え、95℃で15分間反応させて澱粉を
液化した。液化物を120℃で10分間オートクレーブ
して酵素を失活させ、55℃に急冷後、特開昭63−2
40784号公報に開示されているシュードモナス・ス
ツッツェリ由来のマルトテトラオース生成アミラーゼを
澱粉固形分1g当たり5単位加え、55℃で6時間反応
させた。その後、反応物に上田化学製α−アミラーゼ剤
『α−アミラーゼ2A』を澱粉固形分1g当たり30単
位加え、65℃で4時間反応させてマルトトリオース、
マルトテトラオース、マルトペンタオースなどのグルコ
ース重合度3以上の還元性澱粉糖を固形分当たり約50
%含む反応物を得た。この反応物を120℃で10分間
オートクレーブして酵素を失活させ、45℃に急冷後、
pH6.5に調整し、実施例A−1の方法で得た組換え
型酵素を澱粉糖固形分1g当たり2単位加え、45℃で
64時間反応させた。反応物を95℃で10分間加熱し
て酵素を失活させ、冷却し、濾過後、常法にしたがって
活性炭により脱色し、イオン交換樹脂により脱塩・精製
し、濃縮して濃度約70%(w/w)のシロップ状物を
澱粉固形分当たり約90%の収量で得た。
物を分析したところ、DE値は10.5、主成分とし
て、固形分当たりα−グルコシルトレハロースを3.8
%、α−マルトシルトレハロースを43.8%、α−マ
ルトリオシルトレハロースを1.2%含み、前記還元性
澱粉糖の殆どが対応する非還元性糖質に変換されてい
た。温和で上品な甘味に加えて適度の粘性と保湿性を有
する本品は、食品、化粧品、医薬品の甘味剤、呈味改善
剤、品質改善剤、安定剤、賦形剤として有用である。ま
た、本品は非還元性糖質の含量が高いので、トレハロー
スを製造するための中間体としても有用である。
スの変換】林原生物化学研究所製高純度マルトペンタオ
ースを20%(w/w)になるよう水中に溶解し、pH
6.5に調整後、実施例A−1の方法で得た組換え型酵
素をマルトペンタオース1g当たり1単位加え、45℃
で48時間反応させた。反応物を95℃で10分間加熱
して酵素を失活させ、冷却し、濾過し、濃縮後、実験例
2−1の方法により分析したところ、マルトペンタオー
スの約92%がα−マルトトリオシルトレハロースに変
換されていた。
ット付きステンレス製カラム4本に東京有機化学工業製
強酸性カチオン交換樹脂『XT−1016(Na
+型)』を均一に充填し、カラムを直列に連結して全長
を20mとした。カラム内温度を55℃に保ちつつ上記
反応物を樹脂に対して約5%(v/v)の割合で負荷
し、次いで、カラムに55℃の温水をSV0.13の流
速で通液して糖質成分を溶出させた。溶出液の糖組成を
分析し、当該非還元性糖質の含量が高い画分を採取し、
これを濃縮し、真空乾燥し、破砕して固状物を固形分当
たり約55%の収量で得た。
ろ、この固状物のDE値は約0.2未満であり、固形分
当たりα−マルトトリオシルトレハロースを99.0%
含んでいた。吸湿性低く、極めて低い還元性とかすかな
甘味を有する本品は、食品、化粧品、医薬品の甘味剤、
呈味改善剤、品質改善剤、安定剤、賦形剤として有用で
ある。また、本品は非還元性糖質の含量が高いので、ト
レハロースを製造するための中間体としても有用であ
る。
変換】松谷化学工業製澱粉加水分解物『パインデックス
#4』を40%(w/w)となるよう水中に溶解し、溶
液を45℃、pH6.5に調整後、実施例A−1の方法
で得た組換え型酵素を澱粉加水分解物1g当たり1単位
加えて96時間反応させ、末端にトレハロース構造を有
する非還元性糖質を含む反応物を得た。次いで、この反
応物を100℃で10分間加熱して酵素を失活させ、濃
度約20%(w/w)まで濃縮し、55℃に冷却後、p
H4.5に調整してナガセ生化学工業製グルコアミラー
ゼ剤『グルコチーム』を糖質固形分1g当たり10単位
加え、40時間反応させた。反応物を100℃で10分
間加熱して酵素を失活させ、冷却し、濾過後、常法にし
たがって活性炭により脱色し、イオン交換樹脂により脱
塩・精製し、濃縮してトレハロースを固形分当たり約2
9.7%含む濃度約60%(w/w)のシロップ状物を
得た。
脂としてオルガノ製『CG6000(Na+型)』を使
用した以外実施例B−3と同様に分画し、トレハロース
を固形分当たり約90%含む画分を採取した。この画分
を濃度約75%(w/w)に濃縮後、助晶罐にとり、種
晶としてトレハロース含水結晶を糖質固形分当たり約2
%加え、緩やかに撹拌しながら助晶して結晶化度約45
%のマスキットを得た。このマスキットを約150kg
/cm2の圧力下、噴霧乾燥塔の上部に設けた噴霧ノズ
ルより噴霧乾燥塔下方に向かって噴霧する一方、約85
℃の温風を噴霧乾燥塔の上部から下方に向かって送風し
つつ、噴霧乾燥塔の底部に設けたベルトコンベア上に蓄
積した結晶性粉状物を噴霧乾燥塔外に徐々に搬出した。
その後、粉状物を熟成塔に移し、約40℃の温風を送風
しながら10時間熟成して結晶化と乾燥を完了した。
品は、食品、化粧品、医薬品、飼料の甘味剤、呈味改善
剤、品質改善剤、安定剤、賦形剤として有用である。
変換】タピオカ澱粉を34%(w/w)になるように水
中に懸濁し、炭酸カルシウムを0.1%(w/w)加え
た。懸濁液にノボ・ノルディスク・インダストリー製α
−アミラーゼ剤『ターマミル60L』を澱粉固形分当た
り0.2%加え、95℃で15分間反応させて澱粉を液
化した。液化物を120℃で10分間オートクレーブし
て酵素を失活させ、55℃に急冷し、pH5.2に調整
後、上田化学製α−アミラーゼ剤『α−アミラーゼ2
A』と林原生物化学研究所製イソアミラーゼ剤を澱粉固
形分1g当たりそれぞれ10単位又は500単位加え、
55℃で20時間反応させてマルトトリオース、マルト
テトラオース、マルトペンタオース、マルトヘキサオー
スなどのグルコース重合度3以上の還元性澱粉糖を固形
分当たり約60%含むDE約29の反応物を得た。この
反応物を120℃で10分間オートクレーブして酵素を
失活させ、45℃に急冷し、pH6.5に調整後、実施
例A−2の方法で得た組換え型酵素を澱粉糖固形分1g
当たり2単位加え、45℃で64時間反応させた。反応
物を95℃で10分間加熱して酵素を失活させ、冷却
し、濾過後、常法にしたがって活性炭により脱色し、イ
オン交換樹脂により脱塩・精製し、濃縮して濃度約70
%(w/w)のシロップ状物を澱粉固形分当たり約90
%の収量で得た。
物を分析したところ、DE値は15.8、主成分とし
て、固形分当たりα−グルコシルトレハロースを5.8
%、α−マルトシルトレハロースを8.5%、α−マル
トトリオシルトレハロースを13.1%、α−マルトテ
トラオシルトレハロースを18.9%、α−マルトペン
タオシルトレハロースを3.6%含み、前記還元性澱粉
糖の殆どが対応する非還元性糖質に変換されていた。温
和で上品な甘味に加えて適度の粘性と保湿性を有する本
品は、食品、化粧品、医薬品の甘味剤、呈味改善剤、品
質改善剤、安定剤、賦形剤として有用である。本品は非
還元性糖質の含量が高いので、トレハロースを製造する
ための中間体としても有用である。
変換】実施例B−2と同様に液化トウモロコシ澱粉にマ
ルトテトラオース生成アミラーゼとα−アミラーゼを逐
次反応させ、マルトトリオース、マルトテトラオース、
マルトペンタオースなどのグルコース重合度3以上の還
元性澱粉糖を固形分当たり約50%含む反応物を得た。
この反応物を120℃で10分間オートクレーブして酵
素を失活させ、45℃に急冷後、pH6.5に調整し、
実施例A−2の方法で得た組換え型酵素を澱粉糖固形分
1g当たり2単位加え、45℃で64時間反応させた。
反応物を95℃で10分間加熱して酵素を失活させ、冷
却し、濾過後、常法にしたがって活性炭により脱色し、
イオン交換樹脂により脱塩・精製し、濃縮して濃度約7
0%(w/w)のシロップ状物を澱粉固形分当たり約9
0%の収量で得た。
物を分析したところ、DE値は10.3、主成分とし
て、固形分当たりα−グルコシルトレハロースを3.6
%、α−マルトシルトレハロースを44.0%、α−マ
ルトリオシルトレハロースを1.0%含み、前記還元性
澱粉糖の殆どが対応する非還元性糖質に変換されてい
た。温和で上品な甘味に加えて適度の粘性と保湿性を有
する本品は、食品、化粧品、医薬品の甘味剤、呈味改善
剤、品質改善剤、安定剤、賦形剤として有用である。ま
た、本品は非還元性糖質の含量が高いので、トレハロー
スを製造するための中間体としても有用である。
コース重合度3以上の還元性澱粉糖から末端にトレハロ
ース構造を有する非還元性糖質を生成する、従来未知の
全く新規な酵素の発見に基づくものである。この発明
は、組換えDNA技術により斯かる酵素を大規模且つ効
率的に生産する道を拓くものである。この発明による組
換え型酵素を使用する変換方法により、還元性澱粉糖は
効率的に対応する非還元性糖質に変換され、その生成し
た非還元性糖質は温和で上品な甘味に加えて適度の粘性
と保湿性を有し、しかも、分子中に還元性基を有しない
ので、着色や変質の懸念なく飲食物を甘味付けできる実
益がある。加えて、この発明による組換え型酵素は全ア
ミノ酸配列までが明らかにされた酵素であり、飲食物等
への配合使用を前提とするトレハロースや末端にトレハ
ロース構造を有する非還元性糖質の製造に安心して使用
し得るものである。
意義のある発明であり、斯界に貢献すること誠に多大な
発明であると言える。
r sp.) 株名:Q36(FERM BP-4316) 配列の特徴 特徴を表わす記号:5´UTR 存在位置:1..677 特徴を決定した方法:E 特徴を表わす記号:mat peptide 存在位置:678..3002 特徴を決定した方法:S 特徴を表わす記号:3´UTR 存在位置:3003..3073 特徴を決定した方法:E 配列 GATCCGGACG GCAACCTCAT GTCCCCGGAG GACTGGGACA GCGGCTTCGG CCGTTCGGTG 60 GGCATGTTCC TCAACGGCGA CGGCATCCAG GGCCACGATG ACCGCGGCCG CCGCATCACG 120 GACGTGAACT TCCTGCTGTA CTTCAACGCC CACGACGGCG ACGTCGAGTT CACGCTGCCG 180 CCGGACGAAT ACGCCCCGGC CTGGGACGTC ATCATCGACA CCGCCGGTGA AGGGGCCGAC 240 TCCAAGCCCG CGGACGCCGG AACCATCCTG TCCGTTGCGG CCAAGTCGCT GGTTGTGCTT 300 CGCGCCCACA GCGCACCGGA GGAGGAGCCT GACCATTCCG TGGCTGCTTC CCTGGCTGCA 360 CTGACGCAGA CCGCCACCGC CGAGACGGCG GCGCTCACAG CTCCTGCCGT TCCCGAGCCG 420 GCCAAGACGA AGAAGCCGGC CGCTGACCCG GTTGCTGAAC CGGCCGACCC GCCGGTTGCT 480 GACCCGGCCG ACCCGGTTGC TGACCCGGTT GCTGACCCGG CGCCGGAACC GGCTGCGGAG 540 CCTGCGAAAT CCGCAGCGGA ACCTGGTGCG GAGCCTGCGA AGGACCCGGA GGAGCAGCCG 600 GCGGAAAAGC CGGCGCGCAA GCCTGCGGCA AAGCGCGGCG GCCACCTGAG GGCGGTCAAG 660 CCCGCTGGGG AGGACGC 677 ATG AGA ACG CCA GTC TCC ACG TAC AGG CTG CAG ATC AGG AAG GGA TTC 725 Met Arg Thr Pro Val Ser Thr Tyr Arg Leu Gln Ile Arg Lys Gly Phe 1 5 10 15 ACA CTC TTC GAC GCG GCC AAA ACC GTT CCG TAC CTG CAC TCG CTC GGC 773 Thr Leu Phe Asp Ala Ala Lys Thr Val Pro Tyr Leu His Ser Leu Gly 20 25 30 GTC GAC TGG GTC TAC CTT TCT CCG GTC CTG ACT GCC GAG CAG GGC TCC 821 Val Asp Trp Val Tyr Leu Ser Pro Val Leu Thr Ala Glu Gln Gly Ser 35 40 45 GAC CAC GGG TAC GAC GTC ACC GAT CCC TCC GCC GTC GAC CCC GAA CGC 869 Asp His Gly Tyr Asp Val Thr Asp Pro Ser Ala Val Asp Pro Glu Arg 50 55 60 GGC GGG CCG GAG GGC CTC GCG GCG GTT TCC AAG GCG GCC CGC GCC GCG 917 Gly Gly Pro Glu Gly Leu Ala Ala Val Ser Lys Ala Ala Arg Ala Ala 65 70 75 80 GGC ATG GGC GTG CTG ATC GAC ATC GTG CCC AAC CAC GTG GGC GTC GCG 965 Gly Met Gly Val Leu Ile Asp Ile Val Pro Asn His Val Gly Val Ala 85 90 95 ACG CCG GCG CAG AAC CCC TGG TGG TGG TCG CTG CTC AAG GAG GGA CGC 1013 Thr Pro Ala Gln Asn Pro Trp Trp Trp Ser Leu Leu Lys Glu Gly Arg 100 105 110 CAG TCC CGT TAC GCG GAG GCG TTC GAC GTC GAT TGG GAC CTC GCC GGG 1061 Gln Ser Arg Tyr Ala Glu Ala Phe Asp Val Asp Trp Asp Leu Ala Gly 115 120 125 GGA CGC ATC CGG CTG CCG GTG CTC GGC AGC GAC GAT GAC CTC GAC CAG 1109 Gly Arg Ile Arg Leu Pro Val Leu Gly Ser Asp Asp Asp Leu Asp Gln 130 135 140 CTC GAA ATC AGG GAC GGG GAG CTG CGG TAC TAC GAC CAC CGA TTC CCG 1157 Leu Glu Ile Arg Asp Gly Glu Leu Arg Tyr Tyr Asp His Arg Phe Pro 145 150 155 160 CTC GCC GAG GGA ACC TAC GCC GAA GGC GAC GCC CCG CGG GAT GTC CAC 1205 Leu Ala Glu Gly Thr Tyr Ala Glu Gly Asp Ala Pro Arg Asp Val His 165 170 175 GCC CGG CAG CAC TAC GAG CTC ATC GGC TGG CGC CGC GCG GAC AAC GAG 1253 Ala Arg Gln His Tyr Glu Leu Ile Gly Trp Arg Arg Ala Asp Asn Glu 180 185 190 CTG AAC TAC CGC CGC TTT TTC GCG GTG AAC ACG CTC GCC GGC GTC CGC 1301 Leu Asn Tyr Arg Arg Phe Phe Ala Val Asn Thr Leu Ala Gly Val Arg 195 200 205 GTG GAA ATC CCC GCC GTC TTC GAC GAG GCA CAC CAG GAG GTG GTG CGC 1349 Val Glu Ile Pro Ala Val Phe Asp Glu Ala His Gln Glu Val Val Arg 210 215 220 TGG TTC CGC GAG GAC CTT GCG GAC GGC CTG CGG ATC GAC CAC CCG GAC 1397 Trp Phe Arg Glu Asp Leu Ala Asp Gly Leu Arg Ile Asp His Pro Asp 225 230 235 240 GGC CTC GCT GAC CCC GAG GGG TAC CTG AAG CGA CTC CGG GAA GTC ACC 1445 Gly Leu Ala Asp Pro Glu Gly Tyr Leu Lys Arg Leu Arg Glu Val Thr 245 250 255 GGC GGC GCT TAC CTG CTG ATC GAA AAG ATC CTG GAG CCG GGG GAG CAG 1493 Gly Gly Ala Tyr Leu Leu Ile Glu Lys Ile Leu Glu Pro Gly Glu Gln 260 265 270 CTG CCC GCC AGC TTC GAG TGT GAA GGC ACC ACA GGC TAC GAC GCC CTC 1541 Leu Pro Ala Ser Phe Glu Cys Glu Gly Thr Thr Gly Tyr Asp Ala Leu 275 280 285 GCC GAC GTC GAC CGG GTT CTC GTG GAC CCG CGC GGC CAG GAA CCG CTG 1589 Ala Asp Val Asp Arg Val Leu Val Asp Pro Arg Gly Gln Glu Pro Leu 290 295 300 GAC CGG CTT GAC GCG TCC CTG CGT GGC GGC GAG CCC GCC GAC TAC CAG 1637 Asp Arg Leu Asp Ala Ser Leu Arg Gly Gly Glu Pro Ala Asp Tyr Gln 305 310 315 320 GAC ATG ATC CGC GGA ACC AAG CGC CGG ATC ACC GAC GGT ATC CTG CAC 1685 Asp Met Ile Arg Gly Thr Lys Arg Arg Ile Thr Asp Gly Ile Leu His 325 330 335 TCG GAG ATC CTG CGG CTG GCC CGG CTG GTT CCG GGC GAC GCC AAC GTT 1733 Ser Glu Ile Leu Arg Leu Ala Arg Leu Val Pro Gly Asp Ala Asn Val 340 345 350 TCA ATC GAC GCC GGA GCC GAC GCT CTC GCC GAA ATC ATC GCC GCC TTC 1781 Ser Ile Asp Ala Gly Ala Asp Ala Leu Ala Glu Ile Ile Ala Ala Phe 355 360 365 CCG GTC TAC CGC ACC TAC CTG CCG GAG GGC GCC GAG GTC CTG AAG GAG 1829 Pro Val Tyr Arg Thr Tyr Leu Pro Glu Gly Ala Glu Val Leu Lys Glu 370 375 380 GCG TGC GAG CTT GCC GCG CGT AGG CGG CCG GAA CTC GAC CAG GCC ATC 1877 Ala Cys Glu Leu Ala Ala Arg Arg Arg Pro Glu Leu Asp Gln Ala Ile 385 390 395 400 CAG GCT CTG CAG CCG CTG CTG CTG GAC ACG GAC CTC GAG CTT GCC CGG 1925 Gln Ala Leu Gln Pro Leu Leu Leu Asp Thr Asp Leu Glu Leu Ala Arg 405 410 415 CGC TTC CAG CAG ACC TCG GGC ATG GTC ATG GCC AAG GGC GTG GAG GAC 1973 Arg Phe Gln Gln Thr Ser Gly Met Val Met Ala Lys Gly Val Glu Asp 420 425 430 ACC GCG TTC TTC CGC TAC AAC CGC CTG GGC ACC CTC ACG GAA GTG GGC 2021 Thr Ala Phe Phe Arg Tyr Asn Arg Leu Gly Thr Leu Thr Glu Val Gly 435 440 445 GCC GAC CCC ACC GAG TTC GCC GTG GAG CCG GAC GAG TTC CAC GCC CGG 2069 Ala Asp Pro Thr Glu Phe Ala Val Glu Pro Asp Glu Phe His Ala Arg 450 455 460 CTG GCA CGC CGG CAG GCC GAG CTT CCG CTG TCC ATG ACG ACG CTG AGC 2117 Leu Ala Arg Arg Gln Ala Glu Leu Pro Leu Ser Met Thr Thr Leu Ser 465 470 475 480 ACG CAC GAC ACC AAG CGC AGC GAG GAC ACC CGA GCA AGG ATT TCG GTC 2165 Thr His Asp Thr Lys Arg Ser Glu Asp Thr Arg Ala Arg Ile Ser Val 485 490 495 ATT TCC GAG GTT GCG GGT GAC TGG GAA AAG GCC TTG AAC CGG CTG CGC 2213 Ile Ser Glu Val Ala Gly Asp Trp Glu Lys Ala Leu Asn Arg Leu Arg 500 505 510 GAC CTG GCC CCG CTG CCG GAC GGC CCG CTG TCC GCG CTG CTC TGG CAG 2261 Asp Leu Ala Pro Leu Pro Asp Gly Pro Leu Ser Ala Leu Leu Trp Gln 515 520 525 GCC ATT GCC GGC GCC TGG CCC GCC AGC CGG GAA CGC CTG CAG TAC TAC 2309 Ala Ile Ala Gly Ala Trp Pro Ala Ser Arg Glu Arg Leu Gln Tyr Tyr 530 535 540 GCG CTG AAG GCC GCG CGT GAA GCG GGG AAC TCG ACC AAC TGG ACC GAT 2357 Ala Leu Lys Ala Ala Arg Glu Ala Gly Asn Ser Thr Asn Trp Thr Asp 545 550 555 560 CCG GCC CCC GCG TTC GAG GAG AAG CTG AAG GCC GCG GTC GAC GCC GTG 2405 Pro Ala Pro Ala Phe Glu Glu Lys Leu Lys Ala Ala Val Asp Ala Val 565 570 575 TTC GAC AAT CCC GCC GTG CAG GCC GAG GTG GAA GCC CTC GTC GAG CTC 2453 Phe Asp Asn Pro Ala Val Gln Ala Glu Val Glu Ala Leu Val Glu Leu 580 585 590 CTG GAG CCG TAC GGA GCT TCG AAC TCC CTC GCC GCC AAG CTC GTG CAG 2501 Leu Glu Pro Tyr Gly Ala Ser Asn Ser Leu Ala Ala Lys Leu Val Gln 595 600 605 CTG ACC ATG CCC GGC GTC CCG GAC GTC TAC CAG GGC ACG GAG TTC TGG 2549 Leu Thr Met Pro Gly Val Pro Asp Val Tyr Gln Gly Thr Glu Phe Trp 610 615 620 GAC CGG TCG CTG ACG GAC CCG GAC AAC CGG CGG CCG TTC AGC TTC GAC 2597 Asp Arg Ser Leu Thr Asp Pro Asp Asn Arg Arg Pro Phe Ser Phe Asp 625 630 635 640 GAC CGC CGC GCC GCG CTG GAG CAG CTG GAT GCC GGC GAC CTT CCC GCG 2645 Asp Arg Arg Ala Ala Leu Glu Gln Leu Asp Ala Gly Asp Leu Pro Ala 645 650 655 TCA TTT ACC GAT GAG CGG ACG AAG CTG CTA GTG ACG TCG CGC GCG CTG 2693 Ser Phe Thr Asp Glu Arg Thr Lys Leu Leu Val Thr Ser Arg Ala Leu 660 665 670 CGG CTG CGC CGG GAC CGT CCG GAG CTG TTC ACG GGG TAC CGG CCG GTC 2741 Arg Leu Arg Arg Asp Arg Pro Glu Leu Phe Thr Gly Tyr Arg Pro Val 675 680 685 CTG GCC AGC GGG CCC GCC GCC GGG CAC CTG CTC GCG TTC GAC CGC GGC 2789 Leu Ala Ser Gly Pro Ala Ala Gly His Leu Leu Ala Phe Asp Arg Gly 690 695 700 ACC GCG GCG GCG CCG GGT GCA TTG ACC CTC GCC ACG CGG CTT CCC TAC 2837 Thr Ala Ala Ala Pro Gly Ala Leu Thr Leu Ala Thr Arg Leu Pro Tyr 705 710 715 720 GGG CTG GAA CAG TCG GGT GGA TGG CGG GAC ACC GCC GTC GAA CTT AAC 2885 Gly Leu Glu Gln Ser Gly Gly Trp Arg Asp Thr Ala Val Glu Leu Asn 725 730 735 ACC GCC ATG AAA GAC GAA CTG ACC GGT GCC GGC TTC GGA CCG GGG GCA 2933 Thr Ala Met Lys Asp Glu Leu Thr Gly Ala Gly Phe Gly Pro Gly Ala 740 745 750 GTG AAG ATC GCC GAC ATC TTC CGG TCG TTC CCC GTT GCG CTG CTG GTG 2981 Val Lys Ile Ala Asp Ile Phe Arg Ser Phe Pro Val Ala Leu Leu Val 755 760 765 CCG CAG ACA GGA GGA GAG TCA 3002 Pro Gln Thr Gly Gly Glu Ser 770 775 TGACGCACAC CTACCCGCGG GAAGCCGCGA AACCCGTCCT GGGCCCCGCA CGCTACGACG 3063 TCTGGGCGCC C 3073
の制限酵素地図である。なお、図中、太線表示部は、酵
素をコードするDNAを示す。
13の制限酵素地図である。なお、図中、太線表示部
は、酵素をコードするDNAを示す。
Claims (22)
- 【請求項1】 グルコース重合度3以上の還元性澱粉糖
から末端にトレハロース構造を有する非還元性糖質を生
成する組換え型酵素。 - 【請求項2】 下記の理化学的性質を有する請求項1に
記載の組換え型酵素。 (1) 分子量 約76,000乃至87,000ダルトン(SDS−ポ
リアクリルアミドゲル電気泳動) (2) 等電点 約3.6乃至4.6(等電点電気泳動) - 【請求項3】 配列表における配列番号1又は2に示す
アミノ酸配列かそれに相同的なアミノ酸配列を有する請
求項1又は2に記載の組換え型酵素。 - 【請求項4】 請求項1に記載の組換え型酵素を産生す
る形質転換体を培養し、培養物から組換え型酵素を採取
する組換え型酵素の製造方法。 - 【請求項5】 組換え型酵素が下記の理化学的性質を有
する請求項4に記載の組換え型酵素の製造方法。 (1) 分子量 約76,000乃至87,000ダルトン(SDS−ポ
リアクリルアミドゲル電気泳動) (2) 等電点 約3.6乃至4.6(等電点電気泳動) - 【請求項6】 組換え型酵素が配列表における配列番号
1又は2に示すアミノ酸配列かそれに相同的なアミノ酸
配列を有する請求項4又は5に記載の組換え型酵素の製
造方法。 - 【請求項7】 形質転換体が、グルコース重合度3以上
の還元性澱粉糖から末端にトレハロース構造を有する非
還元性糖質を生成する酵素をコードするDNAと自律複
製可能なベクターを含む組換えDNAを適宜宿主に導入
してなる請求項4、5又は6に記載の組換え型酵素の製
造方法。 - 【請求項8】 DNAが配列表における配列番号3又は
4に示す塩基配列かそれに相同的な塩基配列又はそれら
に相補的な塩基配列を有する請求項7に記載の組換え型
酵素の製造方法。 - 【請求項9】 DNAが、遺伝子コードの縮重に基づ
き、配列表における配列番号1又は2に示すアミノ酸配
列を変えることなく、配列表における配列番号3又は4
に示す塩基配列における塩基の1個又は2個以上を他の
塩基で置換したものである請求項7又は8に記載の組換
え型酵素の製造方法。 - 【請求項10】 DNAが配列表における配列番号5又
は6に示す塩基配列を有する請求項7、8又は9に記載
の組換え型酵素の製造方法。 - 【請求項11】 DNAがリゾビウム属、アルスロバク
ター属、ブレビバクテリウム属、フラボバクテリウム
属、ミクロコッカス属、クルトバクテリウム属、マイコ
バクテリウム属又はテラバクター属の微生物に由来する
請求項7、8、9又は10に記載の組換え型酵素の製造
方法。 - 【請求項12】 宿主が大腸菌である請求項7、8、
9、10又は11に記載の組換え型酵素の製造方法。 - 【請求項13】 自律複製可能なベクターがプラスミド
ベクターBluescript II SK(+)であ
る請求項7、8、9、10、11又は12に記載の組換
え型酵素の製造方法。 - 【請求項14】 形質転換体を炭素源及び窒素源を含む
pH2乃至8の液体培地に植菌し、温度25乃至65℃
で1乃至6日間培養する請求項4、5、6、7、8、
9、10、11、12又は13に記載の組換え型酵素の
製造方法。 - 【請求項15】 培養物中の組換え型酵素を遠心分離、
濾過、濃縮、塩析、透析、イオン交換クロマトグラフィ
ー、ゲル濾過クロマトグラフィー、疎水クロマトグラフ
ィー、アフィニティークロマトグラフィー、ゲル電気泳
動及び/又は等電点電気泳動により採取する請求項4、
5、6、7、8、9、10、11、12、13又は14
に記載の組換え型酵素の製造方法。 - 【請求項16】 グルコース重合度3以上の還元性澱粉
糖に請求項1に記載の組換え型酵素を作用させて該澱粉
糖から末端にトレハロース構造を有する非還元性糖質を
生成させる工程を含んでなる還元性澱粉糖の変換方法。 - 【請求項17】 組換え型酵素が下記の理化学的性質を
有する請求項16に記載の還元性澱粉糖の変換方法。 (1) 分子量 約76,000乃至87,000ダルトン(SDS−ポ
リアクリルアミドゲル電気泳動) (2) 等電点 約3.6乃至4.6(等電点電気泳動) - 【請求項18】 組換え型酵素が配列表における配列番
号1又は2に示すアミノ酸配列かそれに相同的なアミノ
酸配列を有する請求項16又は17に記載の還元性澱粉
糖の変換方法。 - 【請求項19】 還元性澱粉糖が澱粉又は澱粉質を酸及
び/又はアミラーゼにより加水分解して得られたもので
ある請求項16、17又は18に記載の還元性澱粉糖の
変換方法。 - 【請求項20】 還元性澱粉糖がマルトトリオース、マ
ルトテトラオース、マルトペンタオース、マルトヘキサ
オース及び/又はマルトヘプタオースである請求項1
6、17、18又は19に記載の還元性澱粉糖の変換方
法。 - 【請求項21】 還元性澱粉糖の濃度が50%(w/
w)以下の水溶液中に組換え型酵素を共存せしめ、温度
40乃至55℃、pH5乃至10で作用させる請求項1
6、17、18、19又は20に記載の還元性澱粉糖の
変換方法。 - 【請求項22】 非還元性糖質がα−グルコシルトレハ
ロース、α−マルトシルトレハロース、α−マルトトリ
オシルトレハロース、α−マルトテトラオシルトレハロ
ース又はα−マルトペンタオシルトレハロースである請
求項16、17、18、19、20又は21に記載の還
元性澱粉糖の変換方法。
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|---|---|---|---|
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| JP6-90705 | 1994-04-06 | ||
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| US6497862B2 (en) | 2000-03-02 | 2002-12-24 | Kabushiki Kaisha Hayashibara | Composition for inhibiting body odor and uses thereof |
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| WO2013042587A1 (ja) | 2011-09-21 | 2013-03-28 | 株式会社林原 | α,α-トレハロース二含水結晶含有粉末の製造方法 |
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| US7582463B2 (en) | 1998-09-11 | 2009-09-01 | Kabushiki Kaisha Hayashibara Seibutsu Kagaku Kenkyujo | Non-reducing saccharide-forming enzyme, trehalose-releasing enzyme, and process for producing saccharides using the enzymes |
| US7575900B2 (en) | 1998-09-11 | 2009-08-18 | Kabushiki Kaisha Hayashibara Seibutsu Kagaku Kenkyujo | Non-reducing saccharide-forming enzyme, trehalose-releasing enzyme, and process for producing saccharides using the enzymes |
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| US7060310B2 (en) | 1999-01-11 | 2006-06-13 | Kabushiki Kaisha Hayashibara Seibutsu Kagaku Kenyuojo | Process for producing a kneaded meat |
| US6497862B2 (en) | 2000-03-02 | 2002-12-24 | Kabushiki Kaisha Hayashibara | Composition for inhibiting body odor and uses thereof |
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| US7732425B2 (en) | 2000-09-14 | 2010-06-08 | Kabushiki Kaisha Hayashibara Seibutsu Kagaku Kenkyujo | Pharmaceutical composition for ophthalmic use |
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| WO2013042587A1 (ja) | 2011-09-21 | 2013-03-28 | 株式会社林原 | α,α-トレハロース二含水結晶含有粉末の製造方法 |
| EP3404110A1 (en) | 2011-09-21 | 2018-11-21 | Hayashibara Co., Ltd. | Particulate composition comprising crystalline alpha, alpha-trehalose dihydrate |
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