JPS6225976A - γ―サイクロデキストリン合成酵素及びその製造法 - Google Patents

γ―サイクロデキストリン合成酵素及びその製造法

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JPS6225976A
JPS6225976A JP60167128A JP16712885A JPS6225976A JP S6225976 A JPS6225976 A JP S6225976A JP 60167128 A JP60167128 A JP 60167128A JP 16712885 A JP16712885 A JP 16712885A JP S6225976 A JPS6225976 A JP S6225976A
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cyclodextrin
bacillus
synthase
gamma
synthetase
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堀越 弘毅
Taku Kato
卓 加藤
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  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、新規なγ−サイクロデキストリン合成酵素、
その製造法および該酵素を用いたT−サイクロデキスト
リンの製造法に関する。
〔従来の技術〕
従来、サイクロデキストリンを合成する酵素はバチルス
属細菌においてその存在が知られている。
すなわら、バチルス・マセランス(Racillusm
acerans)がα−サイクロデキストリンを主成分
とするサイクロデキストリンの混合物を生成する酵素を
生産すること(アミラーゼシンポジウムνo1.8. 
(1973)、 p、21)、好アルカリ性バチルス属
細菌がβ−サイクロデキストリンを主成分とするサイク
ロデキストリンの混合物を生成する酵素を生産すること
(特公昭53−31223号公報)が知られている。こ
のようにα−およびβ−サイクロデキストリンを主成分
とする混合物を生成する酵素を生産する微生物について
は多くの文献に報告されているが、γ−サイクロデキス
トリンを主成分とするサイクロデキストリン混合物を生
成する酵素を生産する微生物については全く報告されて
いない。
本発明者は、γ−サイクロデキストリンを特異的に合成
し、かつ、α−およびβ−サイクロデキストリンを生成
しない酵素を見い出すことができれば、γ−サイクロデ
キストリンの生産にきわめて有用な酵素になり得るとの
見地から、γ−サイク電」デキストリン合成酵素を生産
することのできる菌を求めて探索したところ、土壌中よ
り見出されたバチルス属に属するものと認められる一菌
株がT−サイクロデキストリンを特異的に合成し、かつ
α−およびβ−サイクロデキストリンを合成しない酵素
を生産すること、この酵素は従来のサイクロデキストリ
ン合成酵素の性状に比し明らかに相違する全く新しい酵
素であることを見出した。
〔発明の構成〕
本発明は、上記新しい知見に基いて完成されたものであ
る。本発明は、下記の理化学的性質を有するγ−ザイク
ロデキストリン合成酵素A(以下「本酵素jともいう)
、バチルス属に属するγ−サイクロデキストリン合成酵
素A生産菌を培養し、培養物からγ−サイクロデキスト
リン合成酵素Aを採取する方法および本酵素を用いてγ
−44イクロデキストリンを製造する方法を提供するも
のである。
〔γ−→J・イクロデキストリン合成酵素Aの理化学的性質〕
(11作用および基質特異性:澱粉、アミロース、アミ
l:Jペクチン、グリコーゲンなどからγ−ザイクロデ
キストリンを特異的に合成し、かつ、α−およびβ−サ
イクロデキストリンの生成は認められない。
(2)作用pH範囲:pH4〜9(0,02M緩衝液)
〔酢酸ナトリウム−酢#I緩衝液(pu 4〜6)、1
1Jスー塩酸緩衝液(pH7〜8)、グリシン−塩化す
]・リウムー水酸化ナトリウム緩衝1(pt19〜10
)、5%可溶性澱粉中で、50℃で60分間反応〕。
(3)最適作用pH: pH 8付近(測定方法は(2
)と同じ)(4)作用温度:約75℃まで(0,02M
トリス−塩酸緩衝液(pH8) 、5%可溶性澱粉中で
、各温度で60分間反応〕。
(6)最適作用温度:約65℃(測定方法は(4)と同
じ)(6)熱安定性: 0.05 M l−リス−塩酸
緩衝液(pH7)中で各温度で30分間加熱し、残存活
性を測定した。その結果、本酵素は50℃までの温度で
は殆んど失活が認められず、55℃、30分間の加熱で
約19%失活し、60℃、30分間の加熱で約37%失
活し、65℃130分間の加熱で約75%失活し、そし
て70℃、30分間の加熱でほぼ完全に失活する。
+71p11安定性:p86〜8で安定(0,1M緩衝
液0.1mlに酵素液を添加し、全量を0.2 m l
として後、50℃で30分放置後、残存活性を測定した
)。
(8)精製方法:培養上澄液に3倍Yの冷アセトン(−
20℃)を加えて生成する沈澱物を集め、0.01Mの
トリス−塩酸緩衝液(ptl 7.5 )で透析し、前
記緩衝液で充分に平衡化したCM−トヨパール(東洋曹
達OS製、商品名)に吸着させる。前記緩衝液で充分に
洗った後、0.1 M 危篤を含む前記緩衝液で溶出す
る。濃縮後、0.2M食塩を含む0.05 M )リス
−塩酸緩衝液(pH7)で充分に平衡化したセファクリ
ル1200(ファルマシア社製、商品名)でゲル濾過を
行なうことにより、電気泳動的に争−のT−ザイクロデ
キスi・リン合成酵素へを得た。
(9)分子量: 5DS−ポリアクリルアミド電気泳動
法により測定した結果、64.000という値が得られ
た。
(I[l1等電点:キャリヤーアンホライン(セルバ社
製セルパライト)を用いた電気泳動法により測定した結
果7.05という値が得られた。
(10力価測定法:10%可溶性澱粉を含む0.04 
Mトリス−塩酸緩衝液(pH8) 0.5 m l!に
通計の酵素液を加え、蒸留水で余聞1mlとし、50℃
で60分間反応させた。そして生成されるγ−ザイクロ
デキストリンをブロム・クレゾール・グリーン法により
定量した。
上記反応条件下で1時間あたりImgのγ−サイクロデ
キストリンを生成する酵装置を1単位とした。
本発明のγ−サイクロデキストリン合成酵素Aと、従来
、報告されているサイクロデキストリン合成酵素の理化
学的性質を下表に比較して示す。
この表から明らかなように本酵素は従来知られているサ
イクロデキストリン合成酵素のいずれにも分類されない
新規なγ−サイクロデキストリン合成酵素と認められる
本酵素は、バチルス属に属するT−サイクロデキストリ
ン合成酵素Aの生産能を有する微生物を培養し、培養物
から採取することができる。このような微生物の一例と
して、バチルス・エスピーNa 313 (Bacil
lus sp Na 313 )を挙げることができる
。バチルス・エスピーNo、313は昭和60年7月2
2日付で工業技術院微生物工業技術研究所に寄託され、
その受託番号は微工研菌寄第8366号(FF、RM 
 P−8366)である。
バチルス・エスピー阻313の菌学的性質は次のとおり
である。
(1)形B=桿菌(0,6〜0.8メツ×2〜3メl)
で、運動性はあり、胞子を形成し、その大きさは0.8
〜1.0メl×0.8〜1.0μの円形である。胞子ノ
ウのはっきりしたふくらみは認められない。
細胞の多形性及び抗酸性は、いずれもない。ダラム染色
陽性である。
(2)肉汁寒天平板培養:集落の形状は円形、集落の表
面は扁平状であり、集落の周縁は波状である。また集落
の色調は白色で光沢はない。
(3)肉汁寒天斜面培養:生育良好、糸状に生育する。
(4)肉汁液体培養:生育良好、菌膜を形成する。
(6)リドマスミルク:ペプトン化する。
(6)ゼラチン:液化しない。
(7)硝酸塩の還元:還元しない。
(8)脱窒反応:なし く9)MRテスト:陽性 (10) V Pテスト:陽性 (11)インドールの生成:なし く12)硫化水素の生成:なし く13)デンプンの加水分解:陽性 (14)カゼインの加水分解:陽性 (16)クエン酸の利用:陽性 (16)無機窒素源の利用二陽性 (17)色素の生成:生成しない。
(]8)ウレアーゼ:陽性 (19)オキシダーゼ:陽性 (20)カタラーゼ:陽性 (21)食塩肉汁:食塩10%以−Lで生育しない。
(22)li+育の範囲:pH4−9温度23−48℃ (23)酸素に対する態度:好気性 (24)糖類の利用性j L−アラビノース、D−キシ
ロース、D−グルコース、D−マンノース、D−フラク
トース、 麦芽糖、ショ糖、乳糖、トレハロース、D−
ソルビット、D−マンニット、イノジット、グリセリン
を利用し、酸を生成する。ガスの生成なし。
D−ガラクトース、デンプンも利用するが酸もガスも生
成しない。
以上の菌学的性質について、バージニーのマニュアル・
オブ・デタミネーティブ・バタテリオロジ第8版を参照
し、バチルス・ズブチリス(Ilacillus 5u
btilis)と同定されるべき微生物であることを認
めた。
T−サイクロデキストリン合成酵素A生産菌の培養にお
いては普通に使用されている培地が広く使用できる。一
般的には澱粉、デキストリンなどの澱粉部分分解物など
の炭素源を含む培地で培養される。その他、窒素源とし
て、ペプトン、カゼイン、肉エキス、酵母エキス、コー
ンステイープリカーあるいは大豆または大豆粕などの抽
出物、およびこれを補足するため、無機窒素源、リン酸
塩、マグネシウム塩、カルシウム塩を含む培地などが使
用される。培養はpH4〜9、温度30〜40℃で、3
〜5日間、通気しながらおこなわれる。
得られた培養物においては、T−サイクロデキストリン
合成酵素Aは菌体外に出て培養液中に存在している。培
養物は濾過して菌体を除去し、濾液を濃縮し、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
機溶剤を加えて沈降さセるか、硫安などの塩析材で沈澱
させるなどして更に濃縮させることができる。
こうして得られたT−サイクロデキストリン合成酵素A
を用いてγ−サイクロデキストリンを合成するには、澱
粉、アミロース、アミロペクチン、グリコーゲンの少な
くとも1種に、本酵素を加え、pl(4〜9、好ましく
は6〜8、温度40〜60℃、好ましくは約55℃で反
応さゼればよい。
好ましくは、反応終了後、酵素を失活さセたのち、反応
液をグリコアミラーゼまたは細菌液化型α〜アミラーゼ
、好ましくは両者を併用して処理し、γ−サイクロデキ
ストリン以外の糖をグルコースに分解したのち、γ−サ
イクロデキストリンを採取する。T−サイクロデキスト
リンの採取には、1l11常の方法、たとえば、カラム
法、溶媒沈澱法などが適宜利用される。
〔実施例〕
以下に、本発明の実施例を示す。
実施例1 ハレイショデンプン21%、ペプトン1%、K112P
0.0.3%、酵母エキス0.1%、NaC(10,1
%、M g S O40,1%、CaCAzo、02%
からなる培地500mj+を21容三角フラスコに入れ
常法により殺菌後、バチルス・エスピー隘313  (
FERM  I’−8366)を接種し、37℃で5日
間振盪培養した。培養終了後、遠心分離機で菌体を除去
し、生産された酵素量を測定した結果、培地1m/当り
、0.33単位であった。
実施例2 実施例1と同様の組成培地に前記バチルス・エスピー1
1kL313 (FERM P−8366)を接種し、
37℃で5日間振盪培養後、遠心分離機で菌体を除去し
、得られた相酵素液を通常の方法によってアセトン乾燥
粉末となした。培養液17!当り6.9gのT−サイク
ロデキストリン合成酵素A(比活性43車位/g)を得
ることができた。
実施例3 5%バレイショデンプン糊化液201CINN a O
HでpH8,0に調整)に240単位のγ−サイクロデ
キストリン合成酵素Aを加え、55℃で200時間反応
せT−サイクロデキストリンを生成させた。反応後、酵
素を加熱失活(100℃、30分間)させた後、lNH
ClでpH5,5に調整し、グルコアミラーゼ2.00
(1位と細菌液化型α−アミラーゼ4.O00単位を加
え、50℃で5時間反応させ、γ−サイクロデキストリ
ン以外の糖をグルコースに分解した。この反応液を活性
炭処理後、γ−サイクロデキストリンをトリクロルエチ
レンによって沈澱させた。沈澱物をろ過により分別し、
トリクロルエチレンを水蒸気蒸留で除いた。得られたγ
−サイクロデキストリン溶液を凍結乾燥しγ−サイクロ
デキストリン10gを得た。
実施例3で得られたT−サイクロデキストリンを高速液
体クロマトグラフィー(充填材ヌクレオシル5NHz 
、4.6X25cm、アセトニトリル/水−65/35
、流速1m71/分)およびブCIム・クレゾール・グ
リーン法により同定を行った。
第1図は高速液体クロマトグラムを示す図面であり、(
A)はグルコース(G)、α−Cr)(サイクロデキス
トリン)、β−CDおよびγ−CDの標品を含むサンプ
ル、(B)はグルコース単位数1〜7のオリゴ糖を含む
サンプル、(C)は本発明のγ−CDを含むサンプル、
(D)ばサンプル(A)とサンプル(C)を混合したサ
ンプルのクロマトグラムである。」二記りロマトダラム
から本発明のr−CDの保持時間は、r−CD標品の保
持時間と完全に一致していることがわかる。
第2図はブロム・クレゾール・グリーン法によるγ−C
Dの吸光スペクトルを示す図面であり、本発明のγ−C
Dのスペクトルはr−CD標品のスペクトルと完全に一
致していることがわかる。
【図面の簡単な説明】
第1図は高速液体クロマトグラムを示す図面であり、第
2図はブロム・クレゾール・グリーン法による吸光スペ
クトルを示す図面である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)下記の理化学的性質を有するγ−サイクロデキス
    トリン合成酵素A。 作用および基質特異性:澱粉、アミロース、アミロペク
    チン、グリコーゲンなどからγ− サイクロデキストリンを特異的に合成する。 α−およびβ−サイクロデキストリンの生 成は認められない。 作用pHの範囲:pH4〜9(0.02M緩衝液中)最
    適作用pH:pH8付近 作用温度の範囲:約75℃以下 最適作用温度:約65℃ 熱安定性:0.05Mトリス−塩酸緩衝液中、30分間
    加熱により、50℃以下ではほとんど 失活しないが、70℃以上ではほぼ完全に 失活する。 pH安定性:pH6〜8で安定 分子量:64,000(SDS−ポリアクリルアミド電
    気泳動法による測定) 等電点:7.05(キャリヤーアンホラインを用いた電
    気泳動法による測定) (2)バチルス属に属するγ−サイクロデキストリン合
    成酵素A生産菌を培養し、培養物からγ−サイクロデキ
    ストリン合成酵素Aを採取することを特徴とするγ−サ
    イクロデキストリン合成酵素Aの製造法。 (3)バチルス属に属するγ−サイクロデキストリン合
    成酵素A生産菌がバチルス・エスピー・No.313(
    Bacillus sp No.313)である特許請
    求の範囲第(2)項記載の方法。 (4)澱粉、アミロース、アミロペクチン、グリコーゲ
    ンの少なくとも1種に、γ−サイクロデキストリン合成
    酵素Aを加え、pH4〜9、温度40〜60℃で反応さ
    せることを特徴とするγ−サイクロデキストリンの製造
    法。 (6)反応終了後、反応液をグリコアミラーゼおよび細
    菌液化型α−アミラーゼで処理してγ−サイクロデキス
    トリン以外の糖をグルコースに分解したのち、γ−サイ
    クロデキストリンを採取することを特徴とする特許請求
    の範囲第(4)項記載の方法。
JP60167128A 1985-07-29 1985-07-29 γ―サイクロデキストリン合成酵素及びその製造法 Expired - Lifetime JPH0632611B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0614971A3 (en) * 1993-02-09 1994-11-02 Amano Pharma Co Ltd Novel cyclodextrin glucanotransferase, process for its manufacture and method for obtaining cyclodextrin using this enzyme.
US5474917A (en) * 1993-06-24 1995-12-12 Consortium Fur Elektrochemische Industrie Gmbh Modified cyclodextrin glycosyltransferases for producing γ-cyclodextrins

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0614971A3 (en) * 1993-02-09 1994-11-02 Amano Pharma Co Ltd Novel cyclodextrin glucanotransferase, process for its manufacture and method for obtaining cyclodextrin using this enzyme.
US5474917A (en) * 1993-06-24 1995-12-12 Consortium Fur Elektrochemische Industrie Gmbh Modified cyclodextrin glycosyltransferases for producing γ-cyclodextrins

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