JPS60227676A - 複合酵素の製造法 - Google Patents
複合酵素の製造法Info
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Landscapes
- Enzymes And Modification Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はでん粉をマルトテラオースとマルトペンタオー
スを主成分とする糖化物に分解するアミラーゼとプルラ
ナーゼとの複合酵素の製造法に関するものである。
スを主成分とする糖化物に分解するアミラーゼとプルラ
ナーゼとの複合酵素の製造法に関するものである。
従来、アミラーゼとしては、α−アミラーゼ、β−アミ
ラーゼ、グルコアミラーゼなどでん粉に対する分解様式
を異にする種々のアミラーゼが知られ、グルコースやマ
ルトースの製造に利用されてきた。そして、最近は、よ
り分子量の大きい、例えば、マルトトリオース(G3)
、マルトテトラオース(G4)、マルトペンタオース(
G5)、マルトヘキサオース(G6)などのオリゴ糖製
造技術の開発が要望されている。これらの糖は食品の甘
味料、増量剤、賦形剤、包接剤として食品、薬品及び種
々の工業品に広く利用できると考えられているが、未だ
製法は確立されていない。
ラーゼ、グルコアミラーゼなどでん粉に対する分解様式
を異にする種々のアミラーゼが知られ、グルコースやマ
ルトースの製造に利用されてきた。そして、最近は、よ
り分子量の大きい、例えば、マルトトリオース(G3)
、マルトテトラオース(G4)、マルトペンタオース(
G5)、マルトヘキサオース(G6)などのオリゴ糖製
造技術の開発が要望されている。これらの糖は食品の甘
味料、増量剤、賦形剤、包接剤として食品、薬品及び種
々の工業品に広く利用できると考えられているが、未だ
製法は確立されていない。
本発明者は、これらオリゴ糖生産能の強い微生物をめて
、広く土壌中より微生物の検索を行ってきた結果、ハシ
ルス属の微生物が、でん粉をマルトテトラオース(G4
)とマルトペンタオース(G5)を主成分とする糖化物
に分解するアミラーゼを菌体外に著量に生産することを
認めた。
、広く土壌中より微生物の検索を行ってきた結果、ハシ
ルス属の微生物が、でん粉をマルトテトラオース(G4
)とマルトペンタオース(G5)を主成分とする糖化物
に分解するアミラーゼを菌体外に著量に生産することを
認めた。
マルトテトラオースを生成する酵素としては、Pseu
domonas 5tuzeriの生産するアミラーゼ
が、゛アミロースやアミロペクチンの非還元性末端から
マルテとラオースを生成することが知られている{Ar
chive of Biochmistry and
Biophysics 第145巻、105〜114頁
(1971)}が、この酵素はマルトペンタオースを生
成しない。
domonas 5tuzeriの生産するアミラーゼ
が、゛アミロースやアミロペクチンの非還元性末端から
マルテとラオースを生成することが知られている{Ar
chive of Biochmistry and
Biophysics 第145巻、105〜114頁
(1971)}が、この酵素はマルトペンタオースを生
成しない。
一方、マルトペンタオースを生成するアミラーゼとして
は、Bacillus Licheniformisの
生産する耐熱性α−アミラーゼがでん粉からG5を主成
分とする糖化物を生産することが報告されているがこの
酵素のマルトテトラオースの生成能はマルトペンタオー
スの生成能に比べ著しく少なく1/4程度である。また
、この酵素は61〜612め各成分も同時に生成する酵
素である( Archive oL Biochemi
stry and Biophysics第155巻、
290〜298 (1973)L、この他、Bacil
lus 5ubtilisのα−アミラーゼもでん粉か
らマルトテトラオースやマルトペンタオースを含んだ種
々の糖混合物を生成するが−、マルトテトラオースやマ
ルトペンタオースを主成分をなすものではないために、
これら糖の製造には適していない。
は、Bacillus Licheniformisの
生産する耐熱性α−アミラーゼがでん粉からG5を主成
分とする糖化物を生産することが報告されているがこの
酵素のマルトテトラオースの生成能はマルトペンタオー
スの生成能に比べ著しく少なく1/4程度である。また
、この酵素は61〜612め各成分も同時に生成する酵
素である( Archive oL Biochemi
stry and Biophysics第155巻、
290〜298 (1973)L、この他、Bacil
lus 5ubtilisのα−アミラーゼもでん粉か
らマルトテトラオースやマルトペンタオースを含んだ種
々の糖混合物を生成するが−、マルトテトラオースやマ
ルトペンタオースを主成分をなすものではないために、
これら糖の製造には適していない。
しかるに、本発明のアミラーゼにより生産されるでん粉
分解物の糖組成は、使用するでん粉のDEや糖化時の反
応条件によっても異なる(でん初濃度、反応時のpH3
酵素量によっても少し変動し、また、フル1〜ペンタオ
ースは反応時間が長くなると、次第にマルトースとマル
トトリオースに分解する)が、通常、マルトテトラオー
スが15〜35%、そしてマルトペンタオースが15〜
30%を占めており、これら糖の合計は30〜60%に
達する。
分解物の糖組成は、使用するでん粉のDEや糖化時の反
応条件によっても異なる(でん初濃度、反応時のpH3
酵素量によっても少し変動し、また、フル1〜ペンタオ
ースは反応時間が長くなると、次第にマルトースとマル
トトリオースに分解する)が、通常、マルトテトラオー
スが15〜35%、そしてマルトペンタオースが15〜
30%を占めており、これら糖の合計は30〜60%に
達する。
すなわち、本発明の生産するアミラーゼはアミロース、
アミロベクチン、でん粉などからマルトテトラオースと
マルトベンタオースの単位で分解し、マルトテトラオー
スとマルトベンタオースを主成分とする糖化物を生成す
るアミラーゼであり、この様な特徴のある酵素はいまま
で知られておらず、全く新規な酵素である。本発明者は
この酵素をアミラーゼG4、5と命名した。以下に本酵
素の酵素的性質を記載する。
アミロベクチン、でん粉などからマルトテトラオースと
マルトベンタオースの単位で分解し、マルトテトラオー
スとマルトベンタオースを主成分とする糖化物を生成す
るアミラーゼであり、この様な特徴のある酵素はいまま
で知られておらず、全く新規な酵素である。本発明者は
この酵素をアミラーゼG4、5と命名した。以下に本酵
素の酵素的性質を記載する。
本酵素の酵素的性質は下記にしめす通りである。
(1)作用;でん粉、アミロース、アミロペクチン、デ
キストリンなどのグルカンをマルトテトラオースとマル
トペンタオースの単位で分解し、これら糖を主成分とす
る糖化物を生成する。
キストリンなどのグルカンをマルトテトラオースとマル
トペンタオースの単位で分解し、これら糖を主成分とす
る糖化物を生成する。
(2)作用温度範囲及び最適作用温度;約70℃まで作
用し、最適作用温度は50〜55°C(]%でん初濃度
、最適作用pHで30分間反応)。
用し、最適作用温度は50〜55°C(]%でん初濃度
、最適作用pHで30分間反応)。
(3)最適pH範聞及び最適作用pf(;pH4,5〜
11の範囲に作用最適作用pHは6.5〜7.5゜ (4)熱安定性;o、05M)リス緩衝液(pH7,0
>の存在下で加熱した場合50℃、10分間の加熱で7
0〜90%失活する。
11の範囲に作用最適作用pHは6.5〜7.5゜ (4)熱安定性;o、05M)リス緩衝液(pH7,0
>の存在下で加熱した場合50℃、10分間の加熱で7
0〜90%失活する。
(5)pH安定性;0.05M緩衝液で、室温で3時間
放置後、残存活性を測定した。その結果pH約6〜約1
0の範囲で安定であった。
放置後、残存活性を測定した。その結果pH約6〜約1
0の範囲で安定であった。
(6)安定化;カルシウムイオンの存在により熱安定性
の増加が認められた。
の増加が認められた。
(7)阻害剤:本酵素は5×10−3MのHgCl2、
ZnSO4、FeSO4CoCl2、AgNO3などに
より95%以上失活した。
ZnSO4、FeSO4CoCl2、AgNO3などに
より95%以上失活した。
(8)生成方法及び分子量;本酵素は液体培養物の濾液
から、硫安分画、DEAE−セファロースカラムクロマ
トグラフィー(KCl0.2〜0.6Mでグラジェント
溶出)、セファディツクスG200カラムクロマトグラ
フィーとセファティックス0100カラムクロマトグラ
フイーにより分子量が約4万と約11万の2つのアイソ
マー分離されるが、通常、分子量の小さい成分が主成分
を占めている。そして、両者の酵素的性質には大きな差
は認められない。
から、硫安分画、DEAE−セファロースカラムクロマ
トグラフィー(KCl0.2〜0.6Mでグラジェント
溶出)、セファディツクスG200カラムクロマトグラ
フィーとセファティックス0100カラムクロマトグラ
フイーにより分子量が約4万と約11万の2つのアイソ
マー分離されるが、通常、分子量の小さい成分が主成分
を占めている。そして、両者の酵素的性質には大きな差
は認められない。
(9)力価測定法;0.1Mリン酸緩衝液に溶解させた
1%可溶性でん粉液(T)I(7,O) 0. 5 m
lに適量の酵素を加え、水で全量1mtaとし、40℃
で反応させる。この条件で1時間に1■のグルコースに
相当する還元力を生成する酵素量を1単位とした。
1%可溶性でん粉液(T)I(7,O) 0. 5 m
lに適量の酵素を加え、水で全量1mtaとし、40℃
で反応させる。この条件で1時間に1■のグルコースに
相当する還元力を生成する酵素量を1単位とした。
また、本菌株は前記のアミラーゼG4.5と同時に以下
に示されるプルラナーゼを同時に生産する。
に示されるプルラナーゼを同時に生産する。
(1)作用;プルランに存在するα−1,6−グルコシ
ド結合を分解し、マルトトリオースを生成する。また、
でん粉、アミロペクチン、グリコーゲン又はその派生物
のα−1,6グルコシド結合を分解する。
ド結合を分解し、マルトトリオースを生成する。また、
でん粉、アミロペクチン、グリコーゲン又はその派生物
のα−1,6グルコシド結合を分解する。
(2)作用温度範囲及び最適作用温度;約70℃まで作
用し、最適作用温度は50〜55℃(1%プルラン、0
.05M)リス緩衝液のもとて30分間反応)。
用し、最適作用温度は50〜55℃(1%プルラン、0
.05M)リス緩衝液のもとて30分間反応)。
(3)作用pH範聞及び最適作用pH;pI(約5〜約
9の範囲に作用し、最適作用pHは7付近にある(1%
プルラン、0.05Mトリス緩衝液の下で40℃で反応
)。
9の範囲に作用し、最適作用pHは7付近にある(1%
プルラン、0.05Mトリス緩衝液の下で40℃で反応
)。
(4)熱安定性i0.05M)リス緩衝液(pH7,0
)のもとで、各温度で10分間加熱後、残存活性を測定
した。その結果、50℃、10分間の加熱で約73%失
活し、55℃、10分間の加熱で約97%失活した。
)のもとで、各温度で10分間加熱後、残存活性を測定
した。その結果、50℃、10分間の加熱で約73%失
活し、55℃、10分間の加熱で約97%失活した。
(5)pH安定性、 p H約6〜約9で安定(0,1
M酢酸緩衝液又はリン酸緩衝液の下で、温室(25℃)
で放置後、残存活性を測定)。
M酢酸緩衝液又はリン酸緩衝液の下で、温室(25℃)
で放置後、残存活性を測定)。
(6)阻害剤;本酵素はCu”、Zn”、Ag” 、l
1g”、pe 2 +などにより強く阻害される。
1g”、pe 2 +などにより強く阻害される。
(7)安定化;カルシウムイオンは本酵素の熱安定性を
増加する。
増加する。
(8)精製方法;本酵素は培養濾液から硫安分画、DE
AE−セファロースカラムクロマトグラフィー(KCl
o、2〜0.5Mでグラジェント溶出することにより、
アミラーゼG4.5と分離でき、その後、セファデック
スG−200カラムクロマドグラフィーによりクロマト
的に均一まで精製できる。
AE−セファロースカラムクロマトグラフィー(KCl
o、2〜0.5Mでグラジェント溶出することにより、
アミラーゼG4.5と分離でき、その後、セファデック
スG−200カラムクロマドグラフィーによりクロマト
的に均一まで精製できる。
(9)分子量;セファデックスG−200ゲル濾過法に
よる分子量は約7万であった。
よる分子量は約7万であった。
(10)力価測定法;0.1Mリン緩衝液に溶解させた
1%プルラン液(pH7,0) 0. 51117!に
適量の酵素を加え、水で全量1mlとし、40℃で反応
させる。この条件で1時間に1■のマルトトリオースに
相当する還元力を生成する酵素量を1単位とした。
1%プルラン液(pH7,0) 0. 51117!に
適量の酵素を加え、水で全量1mlとし、40℃で反応
させる。この条件で1時間に1■のマルトトリオースに
相当する還元力を生成する酵素量を1単位とした。
本複合酵素を生産するバシルス属菌の例示菌としてバシ
ルス サーキュランスG 4’ 5を挙げる。本菌株の
菌額適性質は下記の通りであり、本菌株は微工研菌寄第
6237号として工業技術院微生物工業技術研究所に寄
託されている。
ルス サーキュランスG 4’ 5を挙げる。本菌株の
菌額適性質は下記の通りであり、本菌株は微工研菌寄第
6237号として工業技術院微生物工業技術研究所に寄
託されている。
(1)形態;桿菌、大きさ、巾0.7〜0.8μ×長さ
2.5〜5μ、2〜3個連なったものが多い。非運動性
、グラム陰性。
2.5〜5μ、2〜3個連なったものが多い。非運動性
、グラム陰性。
(2)胞子;胞子嚢細胞はふくらみ、球形〜楕円形の胞
子を形成する。
子を形成する。
(3)ゼラチン;液化する。
(4)肉汁寒天;生育良好、黄味がかった薄褐色(5)
グルコース肉汁寒天:生育不良、淡黄色(6)グルコー
ス硝酸塩寒天: (7)肉汁;わずかに混濁、白濁、沈降する(8)食塩
肉汁;1〜10%食塩濃度でも生育、1〜5%で生育促
進(9)ミルク;分解力強くないが、凝固、その後ペプ
トン化する、リトマス還元 (10)ポテト;生育普通、色素の生成なし(11)チ
ロシン寒天;生育かなり良好、淡黄色、チロシナーゼ陰
性(12)グルコース−アスパラギン寒天;殆ど生育し
ない(13)インドール;生成しない (14)アセチルメチルカルビノール;生成しない(1
5)硫化水素;弱いが生成する (16)硝塩酸の還元;陽性 (17)ウレアーゼ;生成しない (18)カタラーゼ;陽性 (19)電粉の加水分解;陽性 (20)淡水化物の利用;グルコース、フラクトース、
マンノース、ガラクトース、D−キシロース、L−アラ
ビノース、シュークロース、マルトース、L−ソルボー
ス、マンニトール、でん粉ヲ利用、生成するが、ガスの
発生なし。ラクトース、ラフイノース、ソルビット、イ
ヌリンから生酸は弱いが、殆どなし(21)メチレンブ
ルー;還元する (22)クエン酸;利用しない (23)生育温度;最適生育温度は約30℃、最高生育
温度は50〜57℃ (24)死滅温度;100℃で10分間加熱しても死滅
しない(25)最適生育pH;7.5〜8.5以上の菌
額適性質について、Bergey’s Mannual
of DeterminativeBacterio
logy の第7版及び第8版(The willia
ms & Wilkins Company1957年
及び1974年)を参照し、本微生物はバシルス サー
キュランス(Bacillus circulans
)に近縁の微生物であると同定した。
グルコース肉汁寒天:生育不良、淡黄色(6)グルコー
ス硝酸塩寒天: (7)肉汁;わずかに混濁、白濁、沈降する(8)食塩
肉汁;1〜10%食塩濃度でも生育、1〜5%で生育促
進(9)ミルク;分解力強くないが、凝固、その後ペプ
トン化する、リトマス還元 (10)ポテト;生育普通、色素の生成なし(11)チ
ロシン寒天;生育かなり良好、淡黄色、チロシナーゼ陰
性(12)グルコース−アスパラギン寒天;殆ど生育し
ない(13)インドール;生成しない (14)アセチルメチルカルビノール;生成しない(1
5)硫化水素;弱いが生成する (16)硝塩酸の還元;陽性 (17)ウレアーゼ;生成しない (18)カタラーゼ;陽性 (19)電粉の加水分解;陽性 (20)淡水化物の利用;グルコース、フラクトース、
マンノース、ガラクトース、D−キシロース、L−アラ
ビノース、シュークロース、マルトース、L−ソルボー
ス、マンニトール、でん粉ヲ利用、生成するが、ガスの
発生なし。ラクトース、ラフイノース、ソルビット、イ
ヌリンから生酸は弱いが、殆どなし(21)メチレンブ
ルー;還元する (22)クエン酸;利用しない (23)生育温度;最適生育温度は約30℃、最高生育
温度は50〜57℃ (24)死滅温度;100℃で10分間加熱しても死滅
しない(25)最適生育pH;7.5〜8.5以上の菌
額適性質について、Bergey’s Mannual
of DeterminativeBacterio
logy の第7版及び第8版(The willia
ms & Wilkins Company1957年
及び1974年)を参照し、本微生物はバシルス サー
キュランス(Bacillus circulans
)に近縁の微生物であると同定した。
本菌かぷはプルラナーゼを同時に生産する能力がありこ
の酵素がアミロペクチンの分岐結合であるα−1,6−
グルコシド結合を分解するため、でん粉やアミ、ロペク
チンなど分岐結合のある基質に対し、アミラーゼG4.
5と共同して作用してマルトテトラオースとマルトペン
タオースを収量よく生産するのに重要な役割をしている
。
の酵素がアミロペクチンの分岐結合であるα−1,6−
グルコシド結合を分解するため、でん粉やアミ、ロペク
チンなど分岐結合のある基質に対し、アミラーゼG4.
5と共同して作用してマルトテトラオースとマルトペン
タオースを収量よく生産するのに重要な役割をしている
。
本発明による酵素生産のための培養は、通常、用いられ
る固体培地または液体培地が使用され、液体培養のため
の培地の窒素源としては、ペプトン、肉エキス、酵母エ
キス、カゼイン、コーンステイープリカーなどまた炭素
源としては、でん粉、デキストリン、マルトース、グル
コース、シュクロースなどが使用され、そして、これに
補足する栄養源として、無機窒素源、リン酸塩、マグネ
シウム塩、金属塩を含む培地が使用される。培養はpH
6〜9、温度25〜55℃で、通気培養により行われる
。
る固体培地または液体培地が使用され、液体培養のため
の培地の窒素源としては、ペプトン、肉エキス、酵母エ
キス、カゼイン、コーンステイープリカーなどまた炭素
源としては、でん粉、デキストリン、マルトース、グル
コース、シュクロースなどが使用され、そして、これに
補足する栄養源として、無機窒素源、リン酸塩、マグネ
シウム塩、金属塩を含む培地が使用される。培養はpH
6〜9、温度25〜55℃で、通気培養により行われる
。
アミラーゼG45は菌体外に生産される酵素であるので
、培養終了後、濾過膜または遠心分離して除菌し、上澄
液を回収する。そして、必要に応じ、濃縮、硫安、硫酸
ナトリウムなどによる塩折によるか、又は、アセトン、
エタノール、メタノール、イソプロパツールなどの有機
溶剤を加えて、酵素を沈澱物として収得、乾燥、保存す
る。
、培養終了後、濾過膜または遠心分離して除菌し、上澄
液を回収する。そして、必要に応じ、濃縮、硫安、硫酸
ナトリウムなどによる塩折によるか、又は、アセトン、
エタノール、メタノール、イソプロパツールなどの有機
溶剤を加えて、酵素を沈澱物として収得、乾燥、保存す
る。
本酵素によるでん粉の糖化は、通常5〜40%の液化で
ん粉に添加し、pH6〜9、温度40〜60℃でおこな
われる。
ん粉に添加し、pH6〜9、温度40〜60℃でおこな
われる。
次ぎに実施例により本発明の詳細な説明する。
実施例
培地として、ポリペプトンS(大豆製)4%、K2HP
O40,3%、Mg5Oa・711200. 1%、可
溶性でん粉1%、硫酸アンモニウム0.1%と塩化コバ
ルト2.5X10−’Mを含む培地を常法により殺菌後
、バシルス・サーキュランスG45(m工研菌寄第62
37号)を接種し、30℃で2ヶ日間振盪培養した。培
養後、遠心分離機で除菌し、得られた上澄液について、
アミラーゼG45とプルラナーゼ活性を測定した。その
結果、生産されたアミラーゼG4,5は培地l当たり2
4.2単位であった。
O40,3%、Mg5Oa・711200. 1%、可
溶性でん粉1%、硫酸アンモニウム0.1%と塩化コバ
ルト2.5X10−’Mを含む培地を常法により殺菌後
、バシルス・サーキュランスG45(m工研菌寄第62
37号)を接種し、30℃で2ヶ日間振盪培養した。培
養後、遠心分離機で除菌し、得られた上澄液について、
アミラーゼG45とプルラナーゼ活性を測定した。その
結果、生産されたアミラーゼG4,5は培地l当たり2
4.2単位であった。
又、同時に生産されたブルラナーゼは培地1ml当たり
0.5単位であった。
0.5単位であった。
Claims (1)
- ハシルスに属しアミラーゼG4.5とプルラナーゼを同
時に生産する微生物を培養し、培養物からアミラーゼG
4.5とプルラナーゼからなる複合酵素を採取すること
を特徴とするバシルス属によるアミラーゼG4、5とプ
ルラー是からなる複合酵素の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7204985A JPS60227676A (ja) | 1985-04-05 | 1985-04-05 | 複合酵素の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7204985A JPS60227676A (ja) | 1985-04-05 | 1985-04-05 | 複合酵素の製造法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3753482A Division JPS6036278B2 (ja) | 1982-03-09 | 1982-03-09 | アミラ−ゼg4,5の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60227676A true JPS60227676A (ja) | 1985-11-12 |
Family
ID=13478137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7204985A Pending JPS60227676A (ja) | 1985-04-05 | 1985-04-05 | 複合酵素の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60227676A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4925795A (en) * | 1986-12-29 | 1990-05-15 | Agency Of Industrial Science & Technology | Method of using G-4 amylase to produce high maltotetraose and high maltose content starch hydrolysates |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58170476A (ja) * | 1982-03-09 | 1983-10-07 | Agency Of Ind Science & Technol | アミラ−ゼg4,5の製造法 |
-
1985
- 1985-04-05 JP JP7204985A patent/JPS60227676A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58170476A (ja) * | 1982-03-09 | 1983-10-07 | Agency Of Ind Science & Technol | アミラ−ゼg4,5の製造法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4925795A (en) * | 1986-12-29 | 1990-05-15 | Agency Of Industrial Science & Technology | Method of using G-4 amylase to produce high maltotetraose and high maltose content starch hydrolysates |
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