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JPH0797987B2 - Novel β-agarase and method for producing the same - Google Patents

Novel β-agarase and method for producing the same

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Publication number
JPH0797987B2
JPH0797987B2 JP5270088A JP5270088A JPH0797987B2 JP H0797987 B2 JPH0797987 B2 JP H0797987B2 JP 5270088 A JP5270088 A JP 5270088A JP 5270088 A JP5270088 A JP 5270088A JP H0797987 B2 JPH0797987 B2 JP H0797987B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
agarase
agar
substrate
novel
neo
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP5270088A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH01228465A (en
Inventor
敏明 河野
吾一 山口
美樹 山口
広進 北川
哲男 平賀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Meiji Seika Kaisha Ltd
Original Assignee
Meiji Seika Kaisha Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Meiji Seika Kaisha Ltd filed Critical Meiji Seika Kaisha Ltd
Priority to JP5270088A priority Critical patent/JPH0797987B2/en
Publication of JPH01228465A publication Critical patent/JPH01228465A/en
Publication of JPH0797987B2 publication Critical patent/JPH0797987B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、微生物由来の新規なβ−アガラーゼ及びその
製造法に関する。さらに詳しくは、シュードモナス(Ps
eudomonas)属に属する細菌を培養して得られる新規な
β−アガラーゼ及びその製造法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a novel β-agarase derived from a microorganism and a method for producing the same. More details, Pseudomonas ( Ps
The present invention relates to a novel β-agarase obtained by culturing a bacterium belonging to the genus Eudomonas ) and a method for producing the same.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

アガロースは、テングサ,オゴノリなどの海藻(紅藻)
から得られれ多糖類で、古くから食品用に供されてきて
いる寒天の主成分である。その構造は第1図に示したよ
うに、D−ガラクトースと3,6−アンヒドロ−L−ガラ
クトースが交互にβ−1,4結合,α−1,3結合した多糖で
ある。また、寒天にはアガロースに硫酸やピルビン酸が
部分的にエステル結合したアガロペクチンも含まれてい
る。
Agarose is a seaweed (red algae) such as Agarose japonica
It is a polysaccharide obtained from and is the main component of agar that has been used for food since ancient times. As shown in FIG. 1, its structure is a polysaccharide in which D-galactose and 3,6-anhydro-L-galactose are alternately β-1,4 linked and α-1,3 linked. The agar also contains agaropectin, which is obtained by partially esterifying agarose with sulfuric acid or pyruvic acid.

アガロースを部分加水分解すると、オリゴ糖が得られる
が、加水分解方法によって異なったオリゴ糖が生成する
ことが知られている。今までの知見をまとめると、アガ
ロースの加水分解様式は第1図のようになる。すなわ
ち、希酸で弱く加水分解すると、α−1,3結合が比較的
選択的に分解されアガロビオース(酸(1),酸
(2),酸(3)の各位置で加水分解された2糖)をは
じめとするアガロオリゴ糖が得られる(C.Araki,Procee
dings of 4th Int.Congress of Biochemistry 1,15〜30
(1959)Pergamon Press Ltd.)。
Although partial hydrolysis of agarose gives oligosaccharides, it is known that different oligosaccharides are produced depending on the hydrolysis method. To summarize the findings so far, the hydrolysis pattern of agarose is as shown in FIG. That is, when weakly hydrolyzed with a dilute acid, the α-1,3 bond is relatively selectively decomposed and the disaccharide hydrolyzed at each position of agarobiose (acid (1), acid (2), and acid (3)). ) And other agarooligosaccharides are obtained (C.Araki, Procee
dings of 4th Int. Congress of Biochemistry 1,15〜30
(1959) Pergamon Press Ltd.).

また別にα−1,3結合を分解して、アガロテトラオース
(α−アガラーゼ(1),(2)を分解)を主として生
成するα−アガラーゼも知られている(K.S.Youngら,Ca
rbohydrate Research66 207〜212(1978))。
Separately, α-agarase which decomposes α-1,3 bond to mainly produce agarotetraose (which decomposes α-agarase (1) and (2)) is also known (KSYoung et al., Ca.
rbohydrate Research 66 207-212 (1978)).

一方、β−1,4結合は酵素β−アガラーゼによってのみ
選択的に分解されて主としてネオアガロテトラオース
(β−アガラーゼ(1)と(2),ネオアガロヘキサオ
ース(β−アガラーゼ(1)と(3))を生ずる(L.M.
Morriceら,European Journal of Biochemistry 137,149
−154(1983)など)。
On the other hand, the β-1,4 bond is selectively decomposed only by the enzyme β-agarase, and mainly neoagarotetraose (β-agarase (1) and (2), neo-agarohexaose (β-agarase (1 ) And (3)) (LM
Morrice et al., European Journal of Biochemistry 137 , 149
-154 (1983)).

一般にβ−アガラーゼはネオアガロテトラオース以下の
オリゴ糖は加水分解できず、これらのオリゴ糖は別の酵
素で分解されることが知られている(H.J.van der Meul
enら、Antonie van Leeuwenhoek 42,81〜94(1976)な
ど)。
In general, β-agarase cannot hydrolyze oligosaccharides of neo-agarotetraose or less, and it is known that these oligosaccharides are degraded by another enzyme (HJ van der Meul
en et al., Antonie van Leeuwenhoek 42 , 81-94 (1976)).

寒天の主要な用途は食品用であり、ゲル化剤,増粘剤と
して幅広く使われ、他にはゲル形成能を利用した試薬,
培地原料,クロマトグラフ用担体,電気泳動用担体、さ
らには歯科印象剤,芳香・消臭剤などの用途がある。一
方、酵素分解などによって得られるオリゴ糖類の用途は
未開発であたが、最近澱粉老化防止作用,静歯作用,難
消化性が明らかになり、(特開昭62−210955,同62−210
965,同62−210974)、新たな用途開発が期待されてい
る。
The main use of agar is for foods, it is widely used as a gelling agent and a thickening agent, and there are other reagents that use gel forming ability,
It is used as a raw material for media, a carrier for chromatography, a carrier for electrophoresis, as well as dental impression agents, aroma and deodorants. On the other hand, although the use of oligosaccharides obtained by enzymatic decomposition has not been developed, recently, starch aging prevention action, static tooth action, and indigestion have been revealed (Japanese Patent Laid-Open Nos. 62-210955 and 62-210).
965, 62-210974), new application development is expected.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

寒天のオリゴ糖を効率良く製造するためには、酵素によ
る部分加水分解法は酸による方法よりもオリゴ糖の収
率,脱色脱塩などの精製の容易性,作業性,製造装置の
簡易性等の点で明らかに優れている。しかし、今までに
知られている寒天分解酵素アガラーゼはその殆んどが、
海水,海藻,海辺の土壌など海由来の微生物から調製さ
れたものである。一般に海洋性微生物から得られる酵素
の耐熱性は低いことが知られており、アガラーゼもまた
その至適温度が高いもので40〜45℃で、多くは40℃以下
である。一方、寒天は高温(80℃以上)で水に溶解する
が、寒天溶液の温度を降下させると50〜40℃でゲル化し
てしまい、酵素による分解を非常に受けにくくなる。寒
天をゲル化させないためには基質である寒天の濃度を1
%以下にしなければならず、オリゴ糖の生産性を著しく
低めてしまうという課題がある。従って、これらの課題
を解決するために耐熱性の酵素が必要となってきてい
る。
In order to efficiently produce agar oligosaccharides, the enzymatic partial hydrolysis method is better than the acid method in terms of yield of oligosaccharides, ease of purification such as decolorization and desalting, workability, and simplicity of production equipment. Is clearly superior in terms of. However, most of the agarases known to date, agarase,
It is prepared from sea-derived microorganisms such as seawater, seaweed, and seaside soil. It is generally known that enzymes obtained from marine microorganisms have low thermostability, and agarase, which also has a high optimum temperature, is 40 to 45 ° C, and most are 40 ° C or lower. On the other hand, agar dissolves in water at a high temperature (80 ° C or higher), but if the temperature of the agar solution is lowered, it will gel at 50-40 ° C, making it very difficult to be decomposed by enzymes. In order to prevent gelation of agar, the concentration of agar, which is the substrate, should be 1
% Or less, and there is a problem that the productivity of oligosaccharides is significantly reduced. Therefore, a thermostable enzyme is needed to solve these problems.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

本発明者らは上記の課題を解決するための、耐熱性の向
上したアガラーゼを取得すべく鋭意検討を重ねた結果、
シュードモナス属に属する微生物によって産生される新
規なβ−アガラーゼが従来より優れた耐熱性を有するこ
とを見出し、本発明を完成するに至った。
In order to solve the above problems, the present inventors have earnestly studied to obtain agarase with improved thermostability, as a result,
The inventors have found that a novel β-agarase produced by a microorganism belonging to the genus Pseudomonas has more excellent thermostability than ever before, and completed the present invention.

すなわち本発明は、このように微生物由来の優れた耐熱
性を有する新規なβ−アガラーゼを供給することにより
寒天オリゴ糖の製造を工業的に容易に実施可能とするも
のである。
That is, the present invention makes it possible to industrially easily carry out the production of agar oligosaccharides by supplying a novel β-agarase having excellent heat resistance derived from microorganisms.

本発明は第1に以下に示す理化学的性質を有する新規な
β−アガラーゼに関する。
The present invention firstly relates to a novel β-agarase having the following physicochemical properties.

作用 アガロースのβ−1,4結合を加水分解して急速にアガロ
ース溶液の粘度を低下させ、主としてネオアガロテトラ
オースとネオアガロヘキサオースを生成する。
Action The β-1,4 bond of agarose is hydrolyzed to rapidly reduce the viscosity of the agarose solution, producing mainly neoagarotetraose and neoagarohexaose.

基質特異性 β−1,4ガラクトシド結合を有するアガロース,アガロ
ペクチン,寒天などのガラクタン系の多糖類ならびにネ
オアガロオクタオース以上の少糖類に作用する。ネオア
ガロヘキサオース,ネオアガロテトラオース,ネオアガ
ロビオースには作用しにくく、乳糖には作用しない。
Substrate specificity It acts on galactan-based polysaccharides such as agarose, agaropectin, and agar having β-1,4 galactoside bond, and oligosaccharides of neo-agarooctaose or higher. It hardly acts on neo-agarohexaose, neo-agaro-tetraose, and neo-agarobiose, but it does not act on lactose.

至適pH及びpH安定性 寒天を基質としたとき至適pHは7.0であり、45℃,30分,
基質非存在の条件下ではpH5〜9で安定である。
Optimum pH and pH stability When agar is used as a substrate, the optimum pH is 7.0, 45 ° C, 30 minutes,
It is stable at pH 5-9 in the absence of substrate.

至適温度及び熱安定性 寒天を基質としたとき至適温度は50℃であり、pH6.0,30
分,基質非存在の条件下では45℃では安定、50℃で約75
%、55℃で約35%の活性が残存している。
Optimum temperature and thermal stability When agar is used as the substrate, the optimum temperature is 50 ° C, pH 6.0,30
Min., Stable at 45 ° C in the absence of substrate, about 75 at 50 ° C
%, About 35% of the activity remains at 55 ° C.

失活の条件 pH6.0,65℃,30分以上又はpH6.0,100℃,10分でほぼ完全
に失活する。
Deactivation condition pH 6.0, 65 ℃, 30 minutes or more, or pH 6.0, 100 ℃, 10 minutes.

分子量 360,000(ゲル濾過クロマト法) 等電点 4.9(等電点電気泳動法) 金属塩の影響 pH6.0,45℃,1mMの金属塩濃度下、3時間の処理でFe+++,
Hg++,Ag++,Al+++が10%以下、Cu++,Zn++が約50〜80%の
残存活性を示し、Na+,K+,Mg++,Co++,Mn++,Pb++では安定
である。また、Ca++によって活性化されたEDTA(5mM)
で残存活性が10%以下となる。
Molecular weight 360,000 (gel filtration chromatography method) Isoelectric point 4.9 (isoelectric focusing method) Effect of metal salt pH 6.0,45 ℃, Fe +++ ,
Hg ++ , Ag ++ , Al +++ 10% or less, Cu ++ , Zn ++ show residual activity of about 50-80%, Na + , K + , Mg ++ , Co ++ , It is stable in Mn ++ and Pb ++ . In addition, Ca ++ activated EDTA (5 mM)
The residual activity becomes less than 10%.

本発明のβ−アガラーゼの至適pH(基質:0.5%,0.5ml、
温度:45℃、反応時間10分)を第2図に、pH安定性(45
℃,30分静置、45℃,pH6,10分にて活性測定)を第3図
に、至適温度(基質:0.5%,0.5ml、pH6、リン酸緩衝
液、反応時間10分)を第4図に、熱安定性(pH6,30分静
置、45℃,pH6,10分にて活性測定)を第5図にそれぞれ
示す。
The optimum pH of the β-agarase of the present invention (substrate: 0.5%, 0.5 ml,
Figure 2 shows the temperature stability: 45 ° C, reaction time 10 minutes, and the pH stability (45
The optimum temperature (substrate: 0.5%, 0.5 ml, pH 6, phosphate buffer, reaction time 10 minutes) is shown in Fig. 3 for the activity measurement at 45 ° C, pH 6 for 10 minutes. FIG. 4 shows the thermal stability (activity was measured at pH 6, 30 minutes, and at 45 ° C., pH 6, 10 minutes) in FIG. 5, respectively.

本発明のβ−アガラーゼは分子量,至適温度,耐熱性が
高いことにおいて従来のアガラーゼとは全く異なるが、
その他の性質、たとえば等電点,至適pH,基質特異性に
ついては近似するアガラーゼがある。
The β-agarase of the present invention is completely different from the conventional agarase in that it has a high molecular weight, an optimum temperature and a high thermostability,
Other properties such as isoelectric point, optimum pH, and substrate specificity are similar to agarase.

第2に本発明は、シュードモナス(Pseudomonas)属に
属し、上記の性質を有する新規なβ−アガラーゼの産生
する微生物を培養し、培養液中に該酵素を蓄積させて分
離、採取することを特徴とするβ−アガラーゼの製造法
に関する。本発明の新規なβ−アガラーゼは微生物を用
いて生産されるが、その生産菌としてはシュードモナス
Pseudomonas)属に属し、上記性質をする酵素を生産
する能力を有する微生物であればよく、例えば本発明者
らによって新たに土壌から分離されたシュードモナス・
エスピー N−7(Pseudomonas sp.N−7)が挙げられ
る。本菌株は微工研菌寄第9884号として微生物工業技術
研究所に寄託されており、その菌学的性質は以下の通り
である。
Secondly, the present invention is characterized by culturing a microorganism that belongs to the genus Pseudomonas and produces a novel β-agarase having the above-mentioned properties, and accumulating the enzyme in a culture solution for separation and collection. And a method for producing β-agarase. The novel β-agarase of the present invention is produced by using a microorganism, and as a producing microorganism thereof, a microorganism belonging to the genus Pseudomonas ( Pseudomonas ) and having an ability to produce an enzyme having the above-mentioned property may be used. Pseudomonas newly isolated from soil by the inventors
SP N-7 ( Pseudomonas sp. N-7) is mentioned. This strain has been deposited with the Institute of Microbial Science and Technology as Microindustrial Research Institute No. 9884, and its mycological properties are as follows.

(1) 形態 細胞の形および大きさ 桿菌 0.2〜0.4μm×1.0〜2.0μm 多形性 なし 運動性 あり 鞭毛 極鞭毛1本を有する 胞子形成 なし グラム染色 陰性 抗酸性 なし (2) 各培地における生育状態 肉汁寒天平板培地 生育は微弱である。(1) Morphology Cell shape and size Bacillus 0.2 to 0.4 μm × 1.0 to 2.0 μm Polymorphism None Motility Yes Flagella having one polar flagellum No sporulation No Gram stain Negative acid-free (2) Growth in each medium Condition Meat broth agar plate medium Growth is weak.

肉汁液体培養(人工海水使用) 普通の生育、着脱色なし、表面生育なし、沈渣を生じ
る。
Liquid culture of broth (using artificial seawater) Normal growth, no detachment color, no surface growth, and sedimentation.

マリンアガー平板培地(ディフコ社) 生育は良好、形状は円形であるが、寒天を穿孔し孔の表
面に付着して生育する。コロニー周辺の寒天の濁りは透
明となる。色調は黄白色。
Marine agar plate medium (Difco) Growth is good and the shape is circular, but it grows by perforating agar and adhering to the surface of the hole. The cloudiness of the agar around the colony becomes transparent. The color is yellowish white.

(3) 生理学的性質 硝酸塩の還元:陽性 インドールの生成:陰性 硫化水素の生成:陰性 デンプンの加水分解:陽性 無機窒素源の利用: 硝酸塩,アンモニウム塩を窒素源として利用する。(3) Physiological properties Nitrate reduction: Positive Indole formation: Negative Hydrogen sulfide formation: Negative Starch hydrolysis: Positive Use of inorganic nitrogen source: Use nitrate or ammonium salt as nitrogen source.

色素生成:黄白色の非水溶性色素を生成する。Dye formation: A yellowish white water-insoluble dye is formed.

オキシダーゼ:陰性 カタラーゼ:陽性 生育の範囲: 温度10〜45℃で生育し、28〜37℃が至適である。生育の
pHは中性付近が適している。
Oxidase: Negative Catalase: Positive Growth range: Grows at a temperature of 10 to 45 ° C, optimally 28 to 37 ° C. Growing
A pH around neutral is suitable.

酸素に体する態度:好気的にのみ生育する。Attitude toward oxygen: Only grows aerobically.

O−Fテスト:O型 糖からの酸の生成 糖 類 酸生成 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 − D−ガラクトース − 麦芽糖 + ショ糖 − 乳 糖 + トレハロース + D−トルビトール − D−マンニトール − イノシトール − グリセリン − デンプン + アドニトール − ネオアガロテトラロース + ネオアガロヘキサオース + アガロース + 寒 天 + (4) その他の諸性質 DNアーゼの生産:陰性 ゼラチン分解テスト:陰性 アルギニン分解テスト:陰性 エスクリンの分解性:陽性 好塩性試験: 好塩性(人工海水と水道水を用いた同一培地で比較) 以上の菌学的性質を有する本菌株について、バージェイ
ズ・マニュアル・オブ・システマティック・バクテリオ
ロジー(Bergey's Manual of Systematic Bacteriolog
y)(1986年),海洋微生物研究法(学会出版センター,
1985年)に基づき検索した結果、シュードモナス(Pseu
domonas)属に属する菌株と同定した。また、本菌株を
詳細に比較すると、本菌株はシュードモナス属に属する
新菌株の可能性が大と認め、シュードモナス・エスピー
N−7(Pseudomonas sp.N−7)と命名した。
OF test: acid generation from O-type sugars sugar acid formation L-arabinose + D-xylose + D-glucose + D-mannose + D-fructose-D-galactose-maltose + sucrose-lactose + trehalose + D-torbitol-D-mannitol-inositol-glycerin-starch + adonitol-neoagarotetrarose + neoagarohexaose + agarose + agar + (4) Other properties DNase production: negative gelatinolysis test : Negative arginine decomposition test: Negative Esculin degradability: Positive Saltiness test: Saltiness (Comparison in the same medium using artificial seawater and tap water) About this strain having the above-mentioned mycological properties, Bergey's Manual of Systema tic Bacteriolog
y) (1986), Marine Microbiology Research Method (Japan Society Press,
1985) and found that Pseudomonas ( Pseu
It was identified as a strain belonging to the genus domonas ). Further, when the present strain was compared in detail, it was recognized that the present strain is highly likely to be a new strain belonging to the genus Pseudomonas, and the strain was named Pseudomonas sp. N-7.

本発明に用いる微生物としては、本菌株とその変種,変
異体に限定されるものでなく、新規なβ−アガラーゼ生
産能を有するものであれば良い。
The microorganism used in the present invention is not limited to the strain of the present invention and its variants and mutants, and may be any microorganism having a novel β-agarase-producing ability.

本発明の新規なβ−アガラーゼの生産菌は、公知の常法
によって培養することができる。使用する培地としては
炭素源,窒素源,無機化合物及びその他の栄養素を適当
量含有する培地ならば、合成培地または天然培地のいず
れも使用可能であり、液体または固体の培地を用いて培
養することができる。具体的には炭素源としては、アガ
ラーゼが誘導酵素であるので、寒天,アガロース,アガ
ロペクチン,寒天の部分加水分解物,さらには寒天の原
料であるテングサ,オゴノリなどの紅藻類を単独あるい
は併用して用いることが出来る。なお、グルコースなど
他の炭素源を併用することも可能である。
The novel β-agarase-producing bacterium of the present invention can be cultured by a known conventional method. As a medium to be used, either a synthetic medium or a natural medium can be used as long as it contains an appropriate amount of carbon source, nitrogen source, inorganic compound and other nutrients, and culture should be performed using a liquid or solid medium. You can Specifically, since agarase is an inducible enzyme as a carbon source, agar, agarose, agaropectin, a partial hydrolyzate of agar, and red algae such as agar, which is a raw material of agar, are used alone or in combination. Can be used. It is also possible to use other carbon sources such as glucose together.

また、窒素源としては肉エキス,ペプトン,酵母エキ
ス,乾燥酵母,大豆粉,アゼイン,カザミノ酸,各種ア
ミノ酸,コーンスティープリカー,フィッシュミール,
尿素など動物,植物,微生物由来の蛋白質、その加水分
解物のような有機窒素源や各種無機アンモニウム塩,硝
酸塩などの無機窒素化合物を使用微生物の資化性を考慮
して1種または2種以上を適宜選択して用いる。
As a nitrogen source, meat extract, peptone, yeast extract, dry yeast, soybean powder, azein, casamino acid, various amino acids, corn steep liquor, fish meal,
Urea and other proteins derived from animals, plants and microorganisms, organic nitrogen sources such as their hydrolysates and inorganic nitrogen compounds such as various inorganic ammonium salts and nitrates are used. One or more species in consideration of assimilability of microorganisms. Is appropriately selected and used.

無機塩としてナトリム,マグネシウム,カルシウム,
鉄,亜鉛,マンガン,銅などのリン酸塩,塩酸塩,硫酸
塩,炭酸塩,酢酸塩などの1種または2種以上を適宜添
加するか、好塩性の菌を使用する場合には、人工海水を
使用する食塩濃度を海水濃度程度までの適当な範囲で設
定して用いることができる。また、必要に応じて植物
油,界面活性剤などの消泡剤を添加しても良い。
As inorganic salts, sodium, magnesium, calcium,
When one or more of phosphates such as iron, zinc, manganese, and copper, hydrochlorides, sulfates, carbonates, acetates, etc. are appropriately added, or when halophilic bacteria are used, The salt concentration using artificial seawater can be set and used in an appropriate range up to the concentration of seawater. If necessary, a defoaming agent such as vegetable oil or a surfactant may be added.

培養は、前記培地成分を含む液体培地中で振とう培養,
通気撹拌培養,連続培養など通常の培養法を用いて実施
できる。培養条件は培地の種類,培養法により適宜選択
すれば良く、アガラーゼ生産菌が増殖しβ−アガラーゼ
を産生できる条件であれば特段の制限はない。通常、培
養初発pH6.5〜8.5,25〜37℃で通気撹拌して培養するの
が好ましい。培養日数は通常1〜2日が適当である。
The culture is shaking culture in a liquid medium containing the medium components,
It can be carried out using an ordinary culture method such as aeration and agitation culture or continuous culture. The culture conditions may be appropriately selected depending on the type of culture medium and the culture method, and there is no particular limitation as long as the agarase-producing bacterium can grow and produce β-agarase. Usually, it is preferable to culture by aeration and stirring at the initial pH of culture of 6.5 to 8.5 and 25 to 37 ° C. The appropriate number of days for culturing is usually 1 to 2 days.

以上のようにして培養中に産生されたβ−アガラーゼは
次のような方法で分離、回収できる。本β−アガラーゼ
は主に菌体外に蓄積されるので、培養終了後、菌体を濾
過,遠心分離等の方法で除去して培養濾液を得る。菌体
酵素については通常用いられる手段により菌体を破砕し
てβ−アガラーゼを抽出し、用いることができる。
The β-agarase produced in the culture as described above can be separated and collected by the following method. Since the β-agarase of the present invention is mainly accumulated outside the cells, after the completion of the culture, the cells are removed by a method such as filtration or centrifugation to obtain a culture filtrate. Regarding the bacterial enzyme, β-agarase can be extracted by crushing the bacterial cells by a commonly used means and used.

得られた酵素を含む液をそのまま真空濃縮又は限外濾過
膜を用いて濃縮して液状酵素として、あるいは凍結乾燥
法,噴霧乾燥法により粉末化して用いることができる。
別な方法としては通常用いられる精製方法、例えば硫安
塩析,溶媒沈澱法によりβ−アガラーゼを沈澱させ精製
する方法、あるいはイオン交換クロマト,ゲル濾過クロ
マト,さらにはアガロースアフィニティ吸着法,クロマ
トフォーカシング,等電点電気泳動などの精製方法を1
種あるいは2種以上組合わせて高純度に精製する方法を
用いることもできる。
The obtained liquid containing the enzyme can be used as it is as a liquid enzyme by concentrating it in a vacuum or using an ultrafiltration membrane, or by pulverizing it by a freeze-drying method or a spray-drying method.
As another method, a purification method usually used, for example, a method of precipitating and purifying β-agarase by salting out with ammonium sulfate, a solvent precipitation method, ion exchange chromatography, gel filtration chromatography, agarose affinity adsorption method, chromatofocusing, etc. Purification method such as electrofocusing 1
It is also possible to use a method of purifying to high purity by combining two or more species.

本発明でのβ−アガラーゼの活性測定法は以下の通りで
ある。pH6.0,0.1M酢酸緩衝液に希釈溶解した酵素0.5ml
を45℃に保温しておき、これに0.5%寒天溶液(45℃に
予熱)0.5mlを添加して反応を開始させる。反応は45℃
で10分間行ない、反応停止はソモギー液を添加すること
で行ない、ソモギー・ネルソン法で還元糖を定量する。
活性は1μm moleのガラクトースに相当する還元力を生
成する酵素量を1単位として表示する。
The method for measuring β-agarase activity in the present invention is as follows. 0.5 ml of enzyme diluted and dissolved in pH 6.0, 0.1M acetate buffer
Is kept at 45 ° C, and 0.5 ml of 0.5% agar solution (preheated to 45 ° C) is added thereto to start the reaction. Reaction is 45 ℃
The reaction is stopped for 10 minutes, and the reaction is stopped by adding a Somogy solution, and the reducing sugar is quantified by the Somogy Nelson method.
The activity is expressed as 1 unit of the amount of enzyme that produces a reducing power corresponding to 1 μm mole of galactose.

〔実施例〕〔Example〕

次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。 Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples.

実施例1 シュードモナス・エスピー N−7(Pseudomonas sp.N
−7)(微工研菌寄第9884号)を天草裁断物1.5%,ポ
リペプトン0.5%,酵母エキス0.5%を人工海水に懸濁溶
解し、pH6.5に調整し殺菌した培地40ml(200ml三角フラ
スコ)に1白金耳植菌し、25℃で45時間振とう培養し
た。培養終了後、菌体と天草残渣を遠心分離で除去し、
酵素活性を測定したところ、β−アガラーゼが0.19単位
/ml生産されていた。
EXAMPLE 1 Pseudomonas sp. N-7 (Pseudomonas sp.N
-7) (Microtechnological Research Institute No. 9884) Amakusa cut product 1.5%, polypeptone 0.5%, yeast extract 0.5% suspended and dissolved in artificial seawater, adjusted to pH 6.5 and sterilized medium 40 ml (200 ml triangle) (Plasma) was inoculated with 1 platinum loop and cultured at 25 ° C. for 45 hours with shaking. After culturing, remove the bacterial cells and Amakusa residue by centrifugation,
When the enzyme activity was measured, β-agarase contained 0.19 units.
/ ml was produced.

実施例2 ジュードモナス・エスピー N−7(微工研菌寄第9884
号)を粉末寒天0.7%,グルコース0.1%,硝酸ナトリウ
ム0.5%,酵母エキス0.5%,硫酸マグネシウム0.2%,
塩化カルシウム0.2%,塩化ナトリウム2.0%を含むpH8.
5の培地40ml(200ml三角フラスコ)に1白金耳植菌し、
37℃で1日振とうして前培養した後、この前培養液を同
じ培地1.5を含む3ジャーファーメンターに植菌し
た。37℃で24時間、通気量1.5/min撹拌速度400rpmの
条件で培養した。
Example 2 Judemonas SP N-7
No.) powder agar 0.7%, glucose 0.1%, sodium nitrate 0.5%, yeast extract 0.5%, magnesium sulfate 0.2%,
PH containing calcium chloride 0.2% and sodium chloride 2.0% 8.
Inoculate 1 platinum loop into 40 ml of 5 medium (200 ml Erlenmeyer flask),
After preculturing by shaking at 37 ° C for 1 day, this preculture solution was inoculated into a 3 jar fermenter containing the same medium 1.5. The cells were cultured at 37 ° C for 24 hours under the conditions of an aeration rate of 1.5 / min and a stirring rate of 400 rpm.

培養終了後、菌体を遠心分離で除去して培養濾液1.4
を得た。培養濾液中のアガラーゼ活性は1.0単位/mlであ
った。この培養濾液を分画分子量1万の限外濾過膜で約
20培に濃縮したところ、21.3単位/mlの酵素液60mlを得
た。
After the culture was completed, the bacterial cells were removed by centrifugation to remove the culture filtrate 1.4.
Got The agarase activity in the culture filtrate was 1.0 unit / ml. This culture filtrate was passed through an ultrafiltration membrane with a molecular weight cut-off of 10,000.
When concentrated to 20 cultures, 60 ml of an enzyme solution containing 21.3 units / ml was obtained.

実施例3 シュードモナス・エスピー N−7(微工研菌寄第9884
号)をアガロース0.5%,硝酸ナトリウム0.5%,酵母エ
キス0.5%を人工海水に溶解したpH7.5の培地で前培養し
た。前培養液を同組成の培地15を入れた30ジャーフ
ァーメンターに植菌し、30℃で30時間培養した。培養
中、通気量は15/minとし、200rpmの撹拌を行なった。
Example 3 Pseudomonas sp. N-7
No.) was pre-cultured in a medium of pH 7.5, in which 0.5% agarose, 0.5% sodium nitrate and 0.5% yeast extract were dissolved in artificial seawater. The preculture liquid was inoculated into a 30 jar fermenter containing medium 15 having the same composition, and cultured at 30 ° C for 30 hours. During the culture, the aeration rate was set to 15 / min and stirring was carried out at 200 rpm.

培養終了後、菌体を濾過により除き培養濾液を得た。培
養濾液中のアガラーゼ活性は1.1単位1mlであった。培養
濾液をCL−セファロース6B(ファルマシア社)50mlのカ
ラムに500ml/hrの流速で通液しアフィニティー吸着さ
せ、水洗浄後、2%ネオアガロオリゴ糖溶液500mlで溶
出しアガラーゼを溶出した。その後、常法として用いら
れているDEAEトヨパール(東ソー社),トヨパールHW55
S,クロマトフォーカシングで精製してほぼ鈍品に近い精
製酵素を得た(22単位/mg蛋白質)。なお、活性収率は
約15%であった。
After completion of the culture, the bacterial cells were removed by filtration to obtain a culture filtrate. The agarase activity in the culture filtrate was 1.1 units of 1 ml. The culture filtrate was passed through a CL-Sepharose 6B (Pharmacia) 50 ml column at a flow rate of 500 ml / hr for affinity adsorption, washed with water, and then eluted with 500 ml of a 2% neo-agarooligosaccharide solution to elute agarase. After that, DEAE Toyopearl (Tosoh Corporation) and Toyopearl HW55, which are used as usual methods
S, Purified by chromatofocusing to obtain a purified enzyme that was almost blunt (22 units / mg protein). The activity yield was about 15%.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、ジュードモナス属に属する細菌を培養
することにより新規なβ−アガラーゼが得られる。この
酵素は優れた耐熱性を有しているため、寒天オリゴ糖の
工業的製造に利用することができる。寒天オリゴ糖は澱
粉老化防止作用,静菌作用,難消化性などの性質を有し
ており、様々な分野での利用が期待される。
According to the present invention, a novel β-agarase can be obtained by culturing a bacterium belonging to the genus Judemonas. Since this enzyme has excellent thermostability, it can be used for industrial production of agar oligosaccharides. Agar oligosaccharides have properties such as starch aging-preventing action, bacteriostatic action, and indigestion, and are expected to be used in various fields.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はアガロースの構造と加水分解様式を示すもので
ある。 第2図は本発明のβ−アガラーゼの至適pHを示すもので
ある。 第3図は本発明のβ−アガラーゼのpH安定性を示すもの
である。 第4図は本発明のβ−アガラーゼの至適温度を示すもの
である。 第5図は本発明のβ−アガラーゼの熱安定性を示すもの
である。
FIG. 1 shows the structure and hydrolysis mode of agarose. FIG. 2 shows the optimum pH of β-agarase of the present invention. FIG. 3 shows the pH stability of β-agarase of the present invention. FIG. 4 shows the optimum temperature of β-agarase of the present invention. FIG. 5 shows the thermostability of β-agarase of the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北川 広進 東京都町田市旭町3丁目5番1号 電気化 学工業株式会社中央研究所内 (72)発明者 平賀 哲男 京都府京都市中京区西ノ京桑原町1 株式 会社島津製作所中央研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hironori Kitagawa 3-5-1, Asahimachi, Machida-shi, Tokyo Inside Denka Kagaku Kogyo Co., Ltd. (72) Inventor Tetsuo Hiraga Nishinokyo Kuwabara, Nakagyo-ku, Kyoto-shi, Kyoto Prefecture Machi 1 Stock Company Shimadzu Central Research Institute

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】下記の理化学的性質を有する新規なβ−ア
ガラーゼ。 作用 アガロースのβ−1,4結合を加水分解して急速にアガロ
ース溶液の粘度を低下させ、主としてネオアガロテトラ
オースとネオアガロヘキサオースを生成する。 基質特異性 β−1,4ガラクトシド結合を有するアガロース,アガロ
ペクチン,寒天などのガラクタン系の多糖類ならびにネ
オアガロオクタオース以上の少糖類に作用する。ネオア
ガロヘキサオース,ネオアガロテトラオース,ネオアガ
ロビオースには作用しにくく、乳糖には作用しない。 至適pH及びpH安定性 寒天を基質としたとき至適pHは7.0であり、45℃,30分,
基質非存在の条件下ではpH5〜9で安定である。 至適温度及び熱安定性 寒天を基質としたとき至適温度は50℃であり、pH6.0,30
分,基質非存在の条件下では45℃では安定、50℃で約75
%、55℃で約35%の活性が残存している。 失活の条件 pH6.0,65℃,30分以上又はpH6.0,100℃,10分でほぼ完全
に失活する。 分子量 360,000(ゲル濾過クロマト法) 等電点 4.9(等電点電気泳動法) 金属塩の影響 pH6.0,45℃,1mMの金属塩濃度下、3時間の処理でFe+++,
Hg++,Ag+,Al+++が10%以下、Cu++,Zn++が約50〜80%の
残存活性を示し、Na+,K+,Mg++,Co++,Mn++,Pb++では安定
であるまた、Ca++によって活性化され,EDTA(5mM)で残
存活性が10%以下となる。
1. A novel β-agarase having the following physicochemical properties. Action The β-1,4 bond of agarose is hydrolyzed to rapidly reduce the viscosity of the agarose solution, producing mainly neoagarotetraose and neoagarohexaose. Substrate specificity It acts on galactan-based polysaccharides such as agarose, agaropectin, and agar having β-1,4 galactoside bond, and oligosaccharides of neo-agarooctaose or higher. It hardly acts on neo-agarohexaose, neo-agaro-tetraose, and neo-agarobiose, but it does not act on lactose. Optimum pH and pH stability When agar is used as a substrate, the optimum pH is 7.0, 45 ° C, 30 minutes,
It is stable at pH 5-9 in the absence of substrate. Optimum temperature and thermal stability When agar is used as the substrate, the optimum temperature is 50 ° C, pH 6.0,30
Min., Stable at 45 ° C in the absence of substrate, about 75 at 50 ° C
%, About 35% of the activity remains at 55 ° C. Deactivation condition pH 6.0, 65 ℃, 30 minutes or more, or pH 6.0, 100 ℃, 10 minutes. Molecular weight 360,000 (gel filtration chromatography method) Isoelectric point 4.9 (isoelectric focusing method) Influence of metal salt pH 6.0,45 ℃, Fe +++ , by treatment for 3 hours at 1mM metal salt concentration
Hg ++ , Ag + , Al +++ show 10% or less, Cu ++ , Zn ++ show residual activity of about 50-80%, Na + , K + , Mg ++ , Co ++ , Mn It is stable in ++ and Pb ++ , and activated by Ca ++ , and the residual activity becomes less than 10% with EDTA (5 mM).
【請求項2】シュードモナス(Pseudomonas)属に属す
る請求項1記載の理化学的性質を有する新規なβ−アガ
ラーゼ生産菌を培養し、培養物から該β−アガラーゼを
採取することを特徴とする新規なβ−アガラーゼの製造
法。
2. A novel β-agarase-producing bacterium having a physicochemical property according to claim 1, which belongs to the genus Pseudomonas , is cultured, and the β-agarase is collected from the culture. Method for producing β-agarase.
【請求項3】シュードモナス(Pseudomonas)属に属す
る新規なβ−アガラーゼ生産菌がシュードモナス・エス
ピー N−7(Pseudomonas sp.N−7)(微工研菌寄第
9884号)である請求項2記載の製造法。
3. A novel β-agarase-producing bacterium belonging to the genus Pseudomonas is Pseudomonas sp. N-7 ( Pseudomonas sp.
No. 9884).
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