JPS6024711B2 - 新規セルラ−ゼ及びその製造法 - Google Patents

新規セルラ−ゼ及びその製造法

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JPS6024711B2
JPS6024711B2 JP3708682A JP3708682A JPS6024711B2 JP S6024711 B2 JPS6024711 B2 JP S6024711B2 JP 3708682 A JP3708682 A JP 3708682A JP 3708682 A JP3708682 A JP 3708682A JP S6024711 B2 JPS6024711 B2 JP S6024711B2
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cellulase
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ceratocystis
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高 辰野
廣 角田
信久 諸岡
岳 阿部
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RIKEN
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RIKEN
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、新規セルラーゼAおよびその製造法、更に詳
細にはセラトシスチス(Ceraのcystis)属に
属する新規セルラーゼAを培養し、該培養物より新規セ
ルラーゼAを分離、採取することを特徴とする新規セル
ラーゼAの製造法に関する新規セルラーゼAの製造法に
関するものである。
本発明において、「セルラーゼA」とは、後述の理化学
的性質を有する酵素を指称するものとする。
本発明により得られるセルラーゼAは、天然セルロース
及びセロバィオースに特異的に作用し、その8−1,4
ーグルコシド結合を末端から切断(ェキソ型)する一方
、カルボキシメチルセルロース(CMC)及びアビセル
を60分程度の極めて短時間にその内部で切断(エンド
型)する基質特異性を有する酵素である。
このような特徴的な基質特異性を有するセルラーゼは、
従来のかび類、細菌類、軟体動物、高等動物等の起源の
セルラーゼには見出されていない。したがって本発明の
セルラーゼAはその基質特異性において新規な酵素であ
る。以下に、本発明について詳述する。
まず、本発明において用いる微生物は、セルラーゼAの
生産能を有するセラトシスチス(Ceてa−toc$t
is)属に属する菌種であり、その一例として、セラト
シスチス・デンシフローラ・ノブ・エスピー(Cera
toc$tis densiflora 肌v sp)
(以下、「セラトシスチス属菌」と称する。
)と呼称される微生物が挙げられる。前記セラトシスチ
ス属菌は、松枯をおこした材質内部から分離されたもの
であり、工業技術院微生物工業技樹研究所に昭和57年
2月26日付寄託され、その微生物受託番号は、微工研
菌寄第6365号(FERMP−6365)である。
前記セラトシスチス属菌の菌学的性質は次のとおりであ
る。
【aー 各塔地における生育状態 ■ ッアベック寒天培地 培地組成 生育状態 KOZO.59、MgS04 20〜2.5℃で培養後
、10.59、K2HP04 週間で径5.5伽の円
形、白色1.09、 の菌最を形成する。
菌最の中NaN032.09、 央部は灰色であり
、全般に羊FeS04・7日20 毛状である。緊落
の裏側は、0.019、庶糖309、 外縁は濃黄色、
中央部は灰味寒天15〜209、水IZ紫黄色を呈する
。発育は良好pH6.8 で、以後菌最は
中央部より灰濃青色(黒色に近い)に変化する。
培養10日後には、廉落の 径が10肌とをり、羊毛状に 発育し、中心と外縁近くK暗 黒色の変色壕を作り、発育良 好で白色菌最部は密である。
裏側は、外縁は白色であるが、 髪落の円部は暗黒色に近く、 幾分黄青味を有する部分があ る。
以後、徐々に髪落は黒色化する。
■ ツアベツク・酵母エキス・ベプトン済地産業別審査
基準「微生物の発酵生産物」記載の菌学的性質の使用培
地(ッアベック寒天塔地を除く。
)においては生育が不十分であるため、以下の培地を用
いた。培地組成 生育状態 KO20.59、 200C附近で培養すると
、IMgS040.59、 週間で液面に白色の羊毛
状緊落K2HP041.09、 を浮遊せしめ、10日
後Kは液NaN032.0g、酵母 面を白色菌叢でお
おぅ。
20日エキス2.59、ベブトン後には菌叢は灰味色
をおび、液59、グリセリン5mZ、は黄褐色を呈し、
入れた炉紙を炉紙109、水IZ、 半分程度消失する
。以後は、灰pH6.5 黒色味が強くなり
、1ヵ月後Kは全体が灰黒色の液となり.大半の繊維を
消失する。
oHは6.5から1ヵ月後には8.2〜8. 8.5程度となる。
■ 松葉煮汁塔地 培地組成 生育.状態 KOZO.59、MgS04 発育良好で、湿性羊毛状
0.59、K2HP04 友いしくもの巣かび状で後
1.09、NaN0320公薦糖に至り暗色ないし黒色
とを509・ベプトン59、酵母 る。
培地上ではチャララェキス2.59、寒天 (ohal
ara)型分生子柄15〜20gの組成 を作り、無色
の卵形ないし物に、別途、松葉 楕円形の分生子1.
5〜2.5〃2002に水IZを ×2〜3〃を噴出
する。加え、2時間湯煮 少数ではあるが菌叢中確紐
し、布炉適した液 で結んだような接合菌糸がIZを
加えて成る みられる。古くなれば繭叢培地 pH7
.0 の乾いたところに黒色の繭核様物が形成され
る。子嚢殻は250〃程度、 縦400〃程度のナスフラ スコ形で50〜60〃の短 かい頚部をもち、内に5× 8〃程度の子菱があり、6 〜8個の子薮胞子があって、 寒色である。
子菱胞子は枕形で中央部が幾分細く、大 きさは1.0〜1.5ム×4〜 6〃である。
‘2} 生理的性質 ■ 最適生育条件 pH:PH6.8 温度:20℃ ■ 生育の範囲 pH:PH6.5〜8.5 温度:20〜25qo 以上の性質に基づき、前記セラトシスチス属菌を文献〔
T.R.NagRaiand Boyce Kendr
ick;“ A Monograph of Ch
alara and AmedCEnera’’Wil
frid Lamier UniV Press,Ca
肌da(1975)〕に記載の分類方法に従って比較検
索した結果、明らかに既知の菌種中に一致する種を見出
し得ず、前記セラトシスチス属菌をセラトシスチス属に
属する新菌種として設定することが妥当であると結論し
た。
前記セラトシスチス属菌は、その培養液中に高単位のセ
ルラーゼAご産生蓄積するものであり、その培養には、
培地中の炭素源として庶糖、グリコース、澱粉、セルロ
ース・パウダー、薮などの各種糖質原料を、窒素源とし
てべプトン、肉エキス、コーン・スチープリカー、脱脂
大豆などの有機物を用いることが好ましく、アンモニウ
ム塩類、燐酸塩、硝酸塩などの無機物も用いることがで
きる。
その他、徴量の無機金属塩類、ビタミン類、酵母エキス
などを添加するとよい。また、培養に当っては、20〜
25午○附近で静鷹培養することが好ましいが、振顔な
いし通気縄梓培養してもよく、静贋培養の場合はほぼ4
週間、振顔ないし通気蝿梓培養の場合はほぼ1〜2週間
でセルラーゼAの蓄積は最高となる。得られた培養液を
炉退助剤を加えて炉過するか、途b分離して粗酵素液を
得ることができる。
この粗酵素液はそのまま使用してもよいが、例えば硫安
塩析法、溶剤沈澱法、透析法などの公知の方法を適用す
ることによって得られる粗酵素液を使用するか、あるい
は更に公知の方法により精製、結晶化して精製酵素とし
て使用することもできる。また、本発明により得られる
セルラーゼA標品の活性は、次のようにして測定される
〔測定法及び活性の単位〕
1%CMC/の【(あるいは1%アビセルか1仇Mセロ
バィオース)、酢酸緩衝液(pH5.7)0.5の‘に
本酵素液1の‘を加え、37℃で1時間加溢する。
反応終了後、ネルソンーソモジ一法(Nelson−S
omo劉lmethod)で還元糖の定量を行なう。
即ち、反応液0.5羽にソモジー試薬0.5机上を加え
、10分間、100qCで加熱、発色させ、冷却後、ネ
ルソン試薬を0.5羽加え、5の‘の蒸留水で稀釈する
。これを波長50仇吻で比色定量する。酵素力価の単位
は、前記の条件下で1分間で1の9のグルコースに相当
する還元糖を生成する場合を100単位とした。本発明
のセルラーゼAのセロバィオースに対する比活性は10
,000〜20,000単位(unit)/夕である。
セルラーゼAは以下に記載する理化学的性質、特に作用
及び基質特異性を有する新規酵素である。〔酵素の理化
学的性質〕 【11作用 セルラーゼAは、天然セルロース及びセロバィオースに
特異的に作用し、その8一1、4−グルコシド結合を加
水分解する。
■ 基質特異性 セルラーゼAは、天然セルロース及びセロバイオースの
6一1、4ーグルコシド結合を末端から切断(ェキソ型
)する一方、カルボキシメチルセルロース(CMC)及
びアビセルを極めて短時間にその内部で切断(エンド型
)する基質特異性を有する。
即ち、炉紙屑を唯一の炭素源とて前記セラトシスチス属
菌を培養し、1週間後の培養炉液を、CMCを基質とし
てソモジー法で活性を測定すると、6ぴ分で7〃夕/泌
のグルコース相当量が定量される。また、セロバィオー
スに対しては、125ムタノの‘の活性が示され、共に
極めて遠い速度でエンド型の作用を発揮する特徴的な基
質特異性を示す。糊 至適pH及び安定pH範囲 PH3〜8はマッキルベン(Mcllivaine)緩
衝液、またpH8〜11はグリシル(GIycjne)
緩衝液を用いて夫々調整した。
セルラーゼAの至薄pHはpH5.75〜6.0であっ
た(添付図面参照)。
また、セルラーゼAを30q○、60分インキユベート
したときの残存活性を調べたところ、PH4.0〜9.
0に安定pH範囲を有することがわかった。
‘4’力価の測定法1%CMC/の‘、酢酸緩衝液(p
H5.7)0.5羽に本酵素液1の上を加え、370で
1時間加塩、反応させた後、反応液0.5の‘にソモジ
ー試薬0.5泌を加え、1吹ご間、10000で加熱、
発色させ、冷却後、0.5の‘のネルソン試薬を加え、
5の‘の蒸留水で稀釈する。
これを波長500柳で比色定量する(ネルソンーソモジ
一法)。‘5} 作用適温の範囲 セルラーゼAの作用適温は30〜37q0の範囲にある
‘6} pH及び温度による失格の条件 PHによる失活: セルラーゼAについて、前記安定pH範囲の測定と同一
の条件でpHによる失格の条件を調べた結果、pH9.
0以上及びpH3.0以下で失格する。
温度安定性:セルラーゼAについて、PH6.0の条件
で温度を変化させて、濃度による失格の条件を調べた結
果、熱失格の始まる温度は50qoである。
【7} 精製方法前記セラトシスチス属菌の培養炉液を
限外炉過法により濃縮し、燐酸緩衝液(pH7.0に調
節)で平衡化したハイドロキシルアパタィト(Hydr
o奴lapatite)(燐酸カルシウム)カラムに吸
着かけ、前記緩衝液で溶出する。
次いで、燐酸緩衝液(pH7.0に調節)で平衡化した
DEAEーセフアデツクス(Sephade×)(“S
ep−hadeで:スェーデン・ファルマシア社製)カ
ラムに吸着させ、前記緩衝液で十分に洗った後、0.8
M食塩を含む前記緩衝液で溶出する。溶出後、酢酸緩衝
液(冊5.7に調節)で平衡化し たバイオゲル(Bi
ogel)P − 60ぐBlogel”:バイオラッ
ド社製)カラムでゲル炉過を行ない、セルラーゼAの精
製酵素標品を得る。職 分子量 セルラーゼAはセフアロース(Sepharose)脂
によるゲル炉過法に基づき、分子量は約90.000と
推定され、またSDS−アクリルアミド電気泳動法に基
づき、約95,000〜100,000と推定された。
{9} 結晶構造 セルラーゼAは、蟹?日の結晶を作り難いため、結晶構
造は不詳である。
‘IQ 元素分析 セルラーゼAはゲル炉過による挙動から分子量が約90
,000、及びSDS−アクリルアミド電気泳動による
挙動から分子量が約95,000〜loo,000とそ
れぞれ推定されたが、このような高分子の酵素では元素
分析値を算出してもその特性を見出すことは不可能であ
るので、この測定は行なっていない。
以上詳述したように、本発明により、セラトシスチス属
に属するセルラーゼA生産菌を培養し、その培養液より
新規酵素のセルラーゼAを有利に製造し得るものである
以下に、本発明方法を実施例により説明する。
実施例KCI O.5夕、MgS04 0.5夕、K2
HP041.0夕、NaN032.0夕、グリシル 5
叫、酵母エキス 2.5夕、べプトン 5夕、セルロー
ス(炉週細片)10タ水1〆前記組成の滅菌塔地に前記
セラトシスチス属菌(徴工研菌寄第6365号)を接種
し、25q0、5週間平面静直培養を行なった。
培養後、培養炉液を限外炉過法により5倍に濃縮し、燐
酸緩衝液(冊7.0に調節)で平衡化したHydro地
lapa−titeカラムに吸着させ、前記緩衝液で溶
出(濃度勾配:0.0〜0.2モル)する。次いで、燐
酸緩衝液(斑7.0に調節)で平衡化したDEAE−S
ephadexカラムに吸着させ、前記緩衝液で十分に
洗った後、0.9M食塩を含む前記緩衝液で溶出(濃度
勾配:0.0〜1.0モル)する。
溶出後、酢酸緩衝液(pH5.7に調節)で平衡化した
Bio鞍IP−60カラムでゲル炉過を行ない、更にエ
タノールを添加して析出させ、乾燥粉末とした。前記培
養液1夕当り10雌のセルラーゼAの精製酵素標品(比
活性:20,00仇hit/夕)が得られた。
【図面の簡単な説明】
添付図面は、本発明のセルラーゼAの至適pHを示すグ
ラフである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 下記の理化学的性質を有る新規セルラーゼA。 (1) 作用 天然セルロース及びセロバイオースに特異的に作用し
    、そのβ−1、4−グルコシド結合を加水分解する。 (2) 基質特異性 天然セルロース及びセロバイオースのβ−1、4−グ
    ルコシド結合を末端から切断(エキソ型)する一方、カ
    ルボキシメチルセルロース(CMC)及びアビセルを6
    0分程度の極めて短時間にその内部で切断(エンド型)
    する基質許異性を有する。 (3) 至適pH及び安定pH範囲 至適pH範囲をpH5.75〜6.0に有し、安定を
    pH範囲をpH4.0〜9.0に有する。 (4) 作用適温の範囲 作用適温はpH6.0の条件で30〜37℃の範囲に
    ある。 (5) 生活の条件 50℃で失活し、pH99.0以上及び3.0以下で
    失活する。 (6) 分子量 ゲル濾過法で約90,000、SDS−アクリルアミ
    ド電気泳動法で約95,000〜100,000を示す
    。 2 セラトシスチス(Ceratocystis)属に
    属する新規セルラーゼA生産菌を培養し、該培養物より
    新規セルラーゼAを分離、採取することが特徴とする新
    規セルラーゼAの製造法。 3 セラトシスチス(Ceratocystis)属に
    属する新規セルラーゼA生産菌がセラトシスチス・デン
    シフローラ・ノブ・エスピー(Ceratocysti
    sdensiflora nov sp.(微工研菌第
    6365号)である特許請求の範囲第2項記載の製造法
JP3708682A 1982-03-09 1982-03-09 新規セルラ−ゼ及びその製造法 Expired JPS6024711B2 (ja)

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