JP2010252680A - New microorganism having polysaccharide-producing ability and polysaccharide produced thereby - Google Patents

New microorganism having polysaccharide-producing ability and polysaccharide produced thereby Download PDF

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Atsuo Kimura
淳夫 木村
Yasuyuki Hashitoko
泰之 橋床
Jintanart Wongchawalit
ジンタナート ワングチャワリット
Min-Sun Kang
ミンソン カン
Takayoshi Tagami
貴祥 田上
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Hokkaido University NUC
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new microorganism having polysaccharide-producing ability and a polysaccharide produced by the microorganism, especially a new species belonging to the genus Rhizobium and the polysaccharide produced by the new species. <P>SOLUTION: The new microorganism having the polysaccharide-producing ability is Rhizobium JW (Accession number: NITE P-736). The polysaccharide is produced by the microorganism. As a result, a polysaccharide having a β-(1→3) bonded glucan and a β-(1→4) bonded glucan can be produced industrially. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、多糖生成能を有する新規微生物およびこれに生成される多糖、特にRhizobium属に属する新種菌株およびこれに生成される多糖に関する。   The present invention relates to a novel microorganism having the ability to produce polysaccharides, polysaccharides produced thereby, in particular, new strains belonging to the genus Rhizobium and polysaccharides produced thereby.

多糖とは、単糖分子がグリコシド結合によって重合した糖をいい、食品としてのほか、繊維、製紙、化粧品、歯磨剤、接着剤、医療用材料などの広い範囲で利用される重要な物質群である。一般に親水性を有するが、水に不溶性のものと可溶性のものとがあり、いずれも生物により生成され、例えば、細胞壁、外骨格、エネルギー貯蔵物質、あるいは分泌物質などとして存在する。   Polysaccharides are sugars in which monosaccharide molecules are polymerized by glycosidic bonds, and are an important group of substances used in a wide range of foods, fibers, papermaking, cosmetics, dentifrices, adhesives, medical materials, etc. is there. Generally, it has hydrophilicity, but is insoluble and soluble in water, and all are produced by living organisms, and exist as, for example, cell walls, exoskeletons, energy storage substances, or secretory substances.

多糖のうち、特にβ−グルカンは、マクロファージ、NK細胞、T細胞、あるいはキラーT細胞を活性化させ、免疫力や抵抗力を増強させる作用を有することが知られている。体内の免疫力や抵抗力を増強させることにより、体内に侵入した細菌や異物の排除能を高め、発病を抑制する効果を得られるとともに、アレルギー反応を鎮め、ガンなどの腫瘍を抑える効果も期待できる。さらには、血糖値の低下、利尿作用、血圧調整、血中コレステロールや中性脂肪値の低下などの効果も期待できることから、さまざまな臨床試験がなされている。   Among polysaccharides, in particular, β-glucan is known to have an action of activating macrophages, NK cells, T cells, or killer T cells to enhance immunity and resistance. By enhancing the body's immunity and resistance, it is possible to increase the ability to eliminate bacteria and foreign substances that have invaded the body, and to suppress the onset of disease, to suppress allergic reactions, and to suppress tumors such as cancer it can. Furthermore, since various effects such as a decrease in blood glucose level, diuretic action, blood pressure adjustment, and a decrease in blood cholesterol and triglyceride levels can be expected, various clinical trials have been conducted.

これに伴い、従来、β−グルカンをはじめとするさまざまな多糖を工業的に生産しようとする試みがなされている。すなわち、多糖を生成する新規微生物をスクリーニングして、この新規微生物に多糖を生産させる方法や、多糖を生成する微生物の培養条件を改良して多糖の生産効率を向上させる方法などの研究開発がなされている。例えば、新規微生物に多糖を生産させる方法として、特開2004−049013号公報には、β−グルカンを菌体外に分泌生産するアウレオバシジウム属の新規菌株が開示されている(特許文献1)。また、多糖を生成する微生物の培養条件を改良して多糖の生産効率を向上させる方法として、特開2008−043308号公報には、マクロホモプシスを用いたマクロホモプシスガム製造の改良法が開示されている(特許文献2)。   Accordingly, attempts have been made to industrially produce various polysaccharides including β-glucan. In other words, research and development has been conducted on methods for screening new microorganisms that produce polysaccharides and for producing these polysaccharides to produce polysaccharides, and improving culture conditions for microorganisms that produce polysaccharides to improve polysaccharide production efficiency. ing. For example, as a method for causing a novel microorganism to produce a polysaccharide, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-049013 discloses a novel strain of the genus Aureobasidium that secretes and produces β-glucan outside the cell (Patent Document 1). . As a method for improving the production efficiency of polysaccharides by improving the culture conditions of microorganisms that produce polysaccharides, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-043308 discloses an improved method for producing macrohomopsis gum using macrohomopsis. (Patent Document 2).

特開2004−049013号公報JP 2004-049013 A 特開2008−043308号公報JP 2008-043308 A

このように、β−グルカンをはじめとするさまざまな多糖を工業的に生産するためには、さらなる研究開発が望まれる。   Thus, in order to industrially produce various polysaccharides including β-glucan, further research and development are desired.

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、多糖生成能を有する新規微生物およびこれに生成される多糖、特にRhizobium属に属する新種菌株およびこれに生成される多糖を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such problems, and includes a novel microorganism capable of producing a polysaccharide and a polysaccharide produced therefrom, in particular, a new strain belonging to the genus Rhizobium and a polysaccharide produced thereby. The purpose is to provide.

本発明者らは、Rhizobium属に属する新種菌株が多糖を生成することを見いだし、下記の発明を完成した。   The present inventors have found that a new strain belonging to the genus Rhizobium produces a polysaccharide, and completed the following invention.

(1)Rhizobium JW(受領番号:NITE AP−736)である、多糖生成能を有する新規微生物。 (1) A novel microorganism capable of producing a polysaccharide, which is Rhizobium JW (reception number: NITE AP-736).

(2)新規微生物であるRhizobium JW(受領番号:NITE AP−736)より生成される、多糖。 (2) A polysaccharide produced from Rhizobium JW (reception number: NITE AP-736), which is a novel microorganism.

(3)多糖がβ−(1→3)結合したグルカンおよび/またはβ−(1→4)結合したグルカンを有する多糖である、(2)に記載の多糖。 (3) The polysaccharide according to (2), wherein the polysaccharide is a polysaccharide having a β- (1 → 3) -linked glucan and / or a β- (1 → 4) -linked glucan.

(4)多糖がグルカンである、(2)または(3)に記載の多糖。 (4) The polysaccharide according to (2) or (3), wherein the polysaccharide is glucan.

(5)グルカンがβ−グルカンである、(4)に記載の多糖。 (5) The polysaccharide according to (4), wherein the glucan is β-glucan.

本発明に係る多糖生成能を有する新規微生物およびこれに生成される多糖によれば、β−(1→3)結合したグルカンおよび/またはβ−(1→4)結合したグルカンを有する多糖を工業的に生産することができる。   According to the novel microorganism capable of producing a polysaccharide and the polysaccharide produced thereby according to the present invention, a polysaccharide having a β- (1 → 3) -linked glucan and / or a β- (1 → 4) -linked glucan is industrially produced. Can be produced.

相同性検索により見つかったRhizobium JWとRhizobium radiobacterの塩基配列のアラインメントを示す図である。図中、※印はこれら配列の一致する箇所を示し、四角で囲んだ部分は配列が異なる箇所を示す。It is a figure which shows the alignment of the base sequence of Rhizobium JW and Rhizobium radiobacter found by the homology search. In the figure, asterisks indicate locations where these sequences match, and portions enclosed by squares indicate locations where the sequences are different. 培地中の炭素源の違いによるRhizobiu m JWの増殖数の違いを示す図である。It is a figure which shows the difference in the growth number of Rhizobi m JW by the difference in the carbon source in a culture medium. 培地中の炭素源の違いによるRhizobium JWの多糖生成量の違いを示す図である。It is a figure which shows the difference in the polysaccharide production amount of Rhizobium JW by the difference in the carbon source in a culture medium. 培地中のショ糖濃度の違いによるRhizobium JWの増殖数の違いを示す図である。It is a figure which shows the difference in the growth number of Rhizobium JW by the difference in the sucrose density | concentration in a culture medium. 培地中の窒素源の違いによるRhizobium JWの増殖数の違いを示す図である。It is a figure which shows the difference in the growth number of Rhizobium JW by the difference in the nitrogen source in a culture medium. 培地中の窒素源の違いによるRhizobium JWの多糖生成量の違いを示す図である。It is a figure which shows the difference in the polysaccharide production amount of Rhizobium JW by the difference in the nitrogen source in a culture medium. 培地のpHの違いによるRhizobium JWの増殖数の違いを示す図である。It is a figure which shows the difference in the growth number of Rhizobium JW by the difference in the pH of a culture medium. 培地のpHの違いによるRhizobium JWの多糖生成量の違いを示す図である。It is a figure which shows the difference in the polysaccharide production amount of Rhizobium JW by the difference in pH of a culture medium. Rhizobium JWの増殖過程における培地のpH変化を示す図である。It is a figure which shows the pH change of the culture medium in the growth process of Rhizobium JW. トリフルオロ酢酸による多糖の加水分解物を薄層クロマトグラフィーにより展開した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having developed the hydrolyzate of the polysaccharide by trifluoroacetic acid by thin layer chromatography. α−アミラーゼによる多糖の加水分解物を薄層クロマトグラフィーにより展開した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having developed the hydrolyzate of the polysaccharide by alpha-amylase by thin layer chromatography. セルラーゼまたはデキストラナーゼによる多糖の加水分解物を薄層クロマトグラフィーにより展開した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having developed the hydrolyzate of the polysaccharide by a cellulase or a dextranase by thin layer chromatography. ラミナリナーゼによる多糖の加水分解物を薄層クロマトグラフィーにより展開した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having developed the hydrolyzate of the polysaccharide by laminarinase by thin layer chromatography. セルラーゼおよびラミナリナーゼによる多糖の加水分解物を薄層クロマトグラフィーにより展開した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having developed the hydrolyzate of the polysaccharide by a cellulase and a laminarinase by the thin layer chromatography.

以下、本発明に係る多糖生成能を有する新規微生物およびこれに生成される多糖について詳細に説明する。本発明に係る多糖生成能を有する新規微生物は、Rhizobium JW(受領番号:NITE AP−736)である。   Hereinafter, the novel microorganisms having the ability to produce polysaccharides according to the present invention and the polysaccharides produced thereby will be described in detail. A novel microorganism having the ability to produce a polysaccharide according to the present invention is Rhizobium JW (reception number: NITE AP-736).

本発明において用いられる「微生物」は、「菌」、「菌株」、「微生物株」あるいは「細菌」と交換可能に用いられる。従って「新規微生物」は、例えば「新規菌株」としても表すことができる。後述の実施例に示すように、多糖を生成する能力を有し、Rhizobium属に属する公知の種に含まれない新規微生物が、発明者らにより発見された。その新規微生物は、Rhizobium JWと命名され、平成21年4月20日に独立行政法人製品評価技術基盤機構特許微生物寄託センターに寄託され、受領番号NITE AP−736が与えられているため、この機関より入手することができる。   The “microorganism” used in the present invention is used interchangeably with “fungus”, “strain”, “microorganism strain” or “bacteria”. Accordingly, the “new microorganism” can also be expressed as, for example, a “new strain”. As shown in Examples described later, the inventors have discovered a novel microorganism that has the ability to produce a polysaccharide and is not included in a known species belonging to the genus Rhizobium. The new microorganism was named Rhizobium JW, deposited on April 20, 2009 at the National Institute of Technology and Evaluation of the National Institute of Technology and Evaluation, and given the receipt number NITE AP-736. It can be obtained more.

本発明に係る新規微生物は、国立大学法人北海道大学の農場に自生しているゴボウ実生の根圏土壌から単離されている。また本願においては、本発明に係る多糖生成能を有する新規微生物の16S rRNA遺伝子の塩基配列が開示されている(配列番号1)。従って最も簡易には、当業者であれば、この配列情報を基にして、本発明に係る新規微生物の16S rRNA遺伝子を標的とするプローブやプライマーを合成し、ゴボウあるいはその他の植物の根に付着した土壌に目的の菌が存在するかを検出し、それを単離することもできる。特にその16S rRNA遺伝子をPCR法により特異的に増幅し、定量することもできる。   The novel microorganism according to the present invention has been isolated from the rhizosphere soil of burdock seedlings growing naturally on the farm of the National University Corporation Hokkaido University. Moreover, in this application, the base sequence of the 16S rRNA gene of the novel microorganisms which have the polysaccharide production ability based on this invention is disclosed (sequence number 1). Therefore, most simply, a person skilled in the art will synthesize a probe or primer targeting the 16S rRNA gene of the novel microorganism according to the present invention based on this sequence information and attach it to the roots of burdock or other plants. It is also possible to detect the presence of the target fungus in the soil and isolate it. In particular, the 16S rRNA gene can be specifically amplified by PCR and quantified.

さらに、例えば、保存性の高いrRNA領域を増幅して得られる核酸混合物を変性剤濃度勾配ゲル電気泳動法(DGGE法)により分離して、分離した核酸の配列を決定し濃度を測定することにより、その試料中の、同一試料中に存在する同種ないし近縁の微生物群における各種微生物の存在比を示す菌相構造を知ることも可能である。すなわち、本発明において「16S rRNA遺伝子を標的とする検出」に言及する場合は、16S rRNA遺伝子のプローブを用いた検出のほか、16S rRNA遺伝子を鋳型としたPCRなど、当該遺伝子の存在を知るためのあらゆる検出法が含まれる。   Furthermore, for example, by separating a nucleic acid mixture obtained by amplifying a highly conserved rRNA region by denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE method), determining the sequence of the separated nucleic acid, and measuring the concentration It is also possible to know the microflora structure showing the abundance ratio of various microorganisms in the same or similar microbial groups present in the same sample. That is, in the present invention, when referring to “detection targeting 16S rRNA gene”, in addition to detection using a probe of 16S rRNA gene, in order to know the presence of the gene such as PCR using 16S rRNA gene as a template. All detection methods are included.

また、本発明に係る新規微生物には、Rhizobium JWのほか、自然にもしくは人工的手段によって変異させて得られる変異株および子孫であっても、Rhizobium JWを有するものはすべて本発明に係る微生物に包含される。   In addition to Rhizobium JW, the novel microorganisms according to the present invention include all mutants and progeny obtained by mutating naturally or by artificial means, all having Rhizobium JW as microorganisms according to the present invention. Is included.

本発明に係る新規微生物の培養には、特に限定されず、当業者によって適宜選択することができる培地や緩衝液を用いることができる。そのような培地としては、例えば、MEM(Eagle’s Minimum Essential Medium)、DMEM(Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium)、IMDM (Iscove’s Modified Dulbecco’s Medium)、RPMI1640 、AIM−V、ADC、LPM、Ham’s F10、Ham’sF12、DCCM1、DCCM2、BGJ、BME(Basal Medium Eagle)、GMEM(Glasgow’s Modified Eagle’s Medium)、L−15(Leibovitz−15)、McCoy5A、M199、Fisher、Schneider、MW(Modified Winogradsky’s nitrogen−free mineral medium)、MW寒天平板培地などを挙げることができる。さらに、必要に応じて、公知の構成の培地成分や、アール平衡塩溶液、ハンクス平衡塩溶液、ダルベッコPBS、スピナー塩溶液などの公知の平衡塩類組成成分、種々の細胞増殖因子、抗生物質、ビタミン類、ホルモン類、pH調整剤、血清、その他生物由来成分などを加えることができる。また、緩衝液としては、例えば、4−(2−hydroxyethyl)−piperazine−1−ethansulfonicacid(HEPES)緩衝液、ウシ胎児血清(FBS)、ゼラチン水溶液、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)などを挙げることができる。   The culture of the novel microorganism according to the present invention is not particularly limited, and a medium or buffer that can be appropriately selected by those skilled in the art can be used. Such media include, for example, MEM (Eagle's Minimum Essential Medium), DMEM (Dulbecco's Modified Eagle's Medium), IMDM (Iscove's Modified 40A, RP , LPM, Ham's F10, Ham'sF12, DCCM1, DCCM2, BGJ, BME (Basal Medium Eagle), GMEM (Glassow's Modified Eagle's Medium), L-15 (LeibovMc, 15A) Fisher, Schneider, MW (Modified Wingradsky's nitrogen-fr e mineral medium), and the like MW agar plate medium. In addition, if necessary, known medium components, known balanced salt components such as Earl balanced salt solution, Hanks balanced salt solution, Dulbecco PBS, spinner salt solution, various cell growth factors, antibiotics, vitamins , Hormones, pH adjusters, serum, other biological components, and the like can be added. Examples of the buffer include 4- (2-hydroxyethyl) -piperazin-1-ethanesulfonic acid (HEPES) buffer, fetal bovine serum (FBS), gelatin aqueous solution, phosphate buffered saline (PBS), and the like. be able to.

また、本発明において用いる培地の組成を適宜変更して、本発明に係る新規微生物の増殖や多糖生成についての至適条件を検討することができる。例えば、培地に含まれる炭素源や窒素源を適宜変更することにより、これら至適条件を検討することができ、このような炭素源としては、例えば、ショ糖、ブドウ糖、乳糖、デキストラン、麦芽糖、果糖などを挙げることができ、窒素源としては、例えば、酵母エキス、トリプトン、尿素、硝酸ナトリウムなどを挙げることができる。   In addition, the optimal conditions for the growth of the novel microorganisms and the production of polysaccharides according to the present invention can be studied by appropriately changing the composition of the medium used in the present invention. For example, these optimal conditions can be examined by appropriately changing the carbon source and nitrogen source contained in the medium. Examples of such carbon sources include sucrose, glucose, lactose, dextran, maltose, Fructose can be exemplified, and examples of the nitrogen source include yeast extract, tryptone, urea, sodium nitrate and the like.

なお、本発明において用いる培地のpHは、好ましくはpH3〜11であり、より好ましくはpH4〜9であり、さらに好ましくはpH5またはpH8である。   In addition, the pH of the medium used in the present invention is preferably pH 3 to 11, more preferably pH 4 to 9, and further preferably pH 5 or pH 8.

次に、本発明に係る多糖は、新規微生物であるRhizobium JW(受領番号:NITE AP−736)より生成される。   Next, the polysaccharide according to the present invention is produced from Rhizobium JW (reception number: NITE AP-736), which is a novel microorganism.

すなわち、本発明に係る多糖は、新規微生物であるRhizobium JWが生産するという点で特徴があるが、この多糖は、β−(1→3)結合したグルカンおよび/またはβ−(1→4)結合したグルカンを有しており、この多糖自体がグルカンである場合や、さらにはβ−グルカンである場合があることから、新規な多糖たり得る。   That is, the polysaccharide according to the present invention is characterized in that it is produced by a novel microorganism, Rhizobium JW. This polysaccharide is a β- (1 → 3) -linked glucan and / or β- (1 → 4). Since it has a bound glucan and this polysaccharide itself may be a glucan, or even a β-glucan, it may be a novel polysaccharide.

本発明に係る多糖の構造解析は特に限定されず、当業者によって適宜選択することができる方法や試薬、装置などを用いることができるが、例えば、塩酸、硫酸、フルオロ酢酸などの各種酸や、α−アミラーゼ、β−アミラーゼ、グルコアミラーゼ、デキストラナーゼ、アミロプルラナーゼ、β−グルカナーゼ、セルラーゼ(エンドグルカナーゼ、エキソグルカナーゼ)、ヘミセルラーゼ、アラバナーゼ、ペクチナーゼ、フィターゼ、キシラナーゼなどの各種加水分解酵素を用いて加水分解し、得られた加水分解物を薄層クロマトグラフィー(Thin−Layer Chromatography;TLC)などの各種クロマトグラフィーや、ガスクロマトグラフ質量分析法(Gas Chromatograph Mass Spectrometry;GC−MS)などの各種質量分析法を用いて、構成する単糖やオリゴ糖あるいはそれらの結合などを解析することができる。また、核磁気共鳴分光法(Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy;NMR)などを用いて、この多糖の構造を解析することができる。   The structure analysis of the polysaccharide according to the present invention is not particularly limited, and methods, reagents, devices and the like that can be appropriately selected by those skilled in the art can be used. For example, various acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, fluoroacetic acid, Using various hydrolases such as α-amylase, β-amylase, glucoamylase, dextranase, amylopullulanase, β-glucanase, cellulase (endoglucanase, exoglucanase), hemicellulase, arabanase, pectinase, phytase, xylanase Hydrolysis, and the resulting hydrolyzate is subjected to various chromatographies such as thin-layer chromatography (TLC) and gas chromatograph mass spectrometry (Gas Chromatography Mass Spectrometry). The constituent monosaccharides, oligosaccharides or their binding can be analyzed using various mass spectrometry methods such as try; GC-MS). In addition, the structure of this polysaccharide can be analyzed using nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR) or the like.

本発明に係る多糖の分子量の測定は特に限定されず、当業者によって適宜選択することができる方法や試薬、装置などを用いることができるが、例えば、ゲルろ過クロマトグラフィー法を用いて測定することができる。ゲルろ過クロマトグラフィー法による測定は常法に従って行えばよく、特に限定されるものではないが、例えば、J.C.Moore、J. Polym.Sci.、1964年,第2巻,第835−843頁などを参照することができる。   The measurement of the molecular weight of the polysaccharide according to the present invention is not particularly limited, and a method, a reagent, an apparatus, or the like that can be appropriately selected by those skilled in the art can be used. For example, the measurement can be performed using gel filtration chromatography. Can do. The measurement by gel filtration chromatography may be carried out according to a conventional method, and is not particularly limited. C. Moore, J.M. Polym. Sci. 1964, Vol. 2, pp. 835-843, and the like.

本発明に係る多糖の粘度の測定は特に限定されず、当業者によって適宜選択することができる方法や試薬、装置などを用いることができるが、例えば、B型粘度計を用いて測定することができる。B型粘度計を用いた測定のとしては、例えば、25℃に調整したスリープに本発明に係る多糖の水溶液を適量充填し、5分間静置した後、適当な回転数で20秒間測定を行うことにより粘度を測定することができる。   The measurement of the viscosity of the polysaccharide according to the present invention is not particularly limited, and methods, reagents, devices, and the like that can be appropriately selected by those skilled in the art can be used. For example, the measurement can be performed using a B-type viscometer. it can. As a measurement using a B-type viscometer, for example, an appropriate amount of the polysaccharide aqueous solution according to the present invention is filled in a sleep adjusted to 25 ° C., left to stand for 5 minutes, and then measured for 20 seconds at an appropriate rotational speed. Thus, the viscosity can be measured.

本発明に係る多糖の用途は、適宜選択することができ、例えば、医薬組成物、食品添加物、皮膚外用剤などの用途に適用し得る。   The use of the polysaccharide according to the present invention can be appropriately selected. For example, it can be applied to uses such as pharmaceutical compositions, food additives, and skin external preparations.

医薬組成物として用いられる場合、その製剤化には公知の方法を用いることができる。また、投与形態は適宜選択することができ、そのような投与形態としては、例えば、経口投与製剤として調製する場合は、錠剤、顆粒剤、散剤、カプセル剤、コーティング剤、液剤、懸濁剤などの形態を挙げることができ、非経口投与製剤にする場合には、注射剤、点滴剤、座薬などの形態を挙げることができる。また、その投与量は、医薬組成物の製剤形態、投与方法、使用目的およびこれに適用される投与対象の年齢、体重、症状によって適宜設定することができる。   When used as a pharmaceutical composition, known methods can be used for its formulation. In addition, the dosage form can be appropriately selected. As such an administration form, for example, when it is prepared as an oral administration preparation, tablets, granules, powders, capsules, coating agents, liquid agents, suspensions, etc. In the case of a preparation for parenteral administration, forms such as injections, drops, suppositories and the like can be mentioned. In addition, the dosage can be appropriately set depending on the formulation form of the pharmaceutical composition, the administration method, the purpose of use, and the age, weight and symptom of the administration subject applied thereto.

食品添加物として用いられる場合、その形態は適宜選択することができ、例えば、本発明に係る多糖をそのまま食品として調製したもの、他の食品に添加したもの、あるいは、カプセル、錠剤等、食品または健康食品に通常用いられる任意の形態を挙げることができる。また、食品中に配合して摂取あるいは投与する場合には、適宜、賦形剤、増量剤、結合剤、増粘剤、乳化剤、着色料、香料、食品添加物、調味料などと混合し、用途に応じて、粉末、顆粒、錠剤等の形に成形することができる。さらには、食品原料中に混合して食品を調製し、機能性食品として製品化することによって摂取することができる。   When used as a food additive, the form thereof can be appropriately selected. For example, the polysaccharide according to the present invention is prepared as it is as a food, added to other foods, or capsules, tablets, etc. The arbitrary form normally used for health food can be mentioned. In addition, when ingested or administered by blending in food, appropriately mixed with excipients, extenders, binders, thickeners, emulsifiers, colorants, fragrances, food additives, seasonings, etc. Depending on the application, it can be formed into a powder, granule, tablet or the like. Furthermore, it can be ingested by preparing a food by mixing it into a food material and commercializing it as a functional food.

皮膚外用剤として用いられる場合、その剤型は適宜選択することができ、例えば、溶液系、可溶化系、乳化系、粉末分散系、水−油二層系、水−油−粉末三層系、ジェル、ミスト、スプレー、ムース、ロールオン、スティックなどの他、不織布などのシートに含浸ないし塗布した製剤などを挙げることができる。また、本発明に係る多糖に、例えば、植物油などの油脂類、ラノリンやミツロウなどのロウ類、炭化水素類、脂肪酸、高級アルコール類、エステル類、各種界面活性剤、色素、香料、ビタミン類、植物や動物の抽出成分、紫外線吸収剤、抗酸化剤、防腐剤、殺菌剤などの、通常の皮膚外用剤の原料として使用されているものを適宜配合し、皮膚外用剤を製造することができる。また、抗炎症性の皮膚外用剤原料であるグリチルレチン酸などの甘草抽出成分、塩酸ジフェンヒドラミン、アズレン、dl−α−トコフェロールおよびその誘導体、ビタミンB2、ビタミンB6などとともに用いることができる。   When used as a skin external preparation, the dosage form can be appropriately selected. For example, a solution system, a solubilization system, an emulsification system, a powder dispersion system, a water-oil two-layer system, and a water-oil-powder three-layer system. In addition to gels, mists, sprays, mousses, roll-ons, sticks, and the like, preparations impregnated or coated on sheets such as non-woven fabrics can be used. Further, the polysaccharide according to the present invention includes, for example, fats and oils such as vegetable oils, waxes such as lanolin and beeswax, hydrocarbons, fatty acids, higher alcohols, esters, various surfactants, pigments, fragrances, vitamins, A skin external preparation can be produced by appropriately blending ingredients used as raw materials for normal skin external preparations such as plant and animal extract components, ultraviolet absorbers, antioxidants, preservatives, and bactericides. . Further, it can be used together with licorice extract components such as glycyrrhetinic acid, which is a raw material for external preparations for anti-inflammatory skin, diphenhydramine hydrochloride, azulene, dl-α-tocopherol and its derivatives, vitamin B2, vitamin B6 and the like.

以下、本発明に係る多糖生成能を有する新規微生物およびこれに生成される多糖について、実施例に基づいて説明する。なお、本発明の技術的範囲は、これらの実施例によって示される特徴に限定されない。   Hereinafter, the novel microorganisms having the ability to produce polysaccharides according to the present invention and the polysaccharides produced thereby will be described based on examples. Note that the technical scope of the present invention is not limited to the features shown by these examples.

本実施例で用いる無機塩溶液、ならびにこれを用いたModified Winogradsky’s nitrogen−free mineral medium(MW培地)およびModified Winogradsky’s nitrogen−free mineral medium寒天平板培地(MW寒天平板培地)の組成は、以下のとおりである。   Inorganic salt solution used in this example, and Modified Winogradsky's nitrogen-free mineral medium (MW medium) and Modified Winogradsky's nitrogen-free mineral medium agar plate medium (MW) It is as follows.

(無機塩溶液の組成;水溶液1L中)pH7.2
リン酸二水素カリウム 50g
硫酸マグネシウム七水和物 25g
塩化ナトリウム 25g
硫酸鉄七水和物 1g
四酸化モリブデン二ナトリウム二水和物 1g
硫酸マンガン四水和物 1g
この無機塩溶液を1mol/L水酸化ナトリウムでpHを7.2に合わせた。また、無機塩溶液は常温保存可能であるが、無機塩が非常に溶解しづらいので、使用時に再混合した。
(Composition of inorganic salt solution; in 1 L of aqueous solution) pH 7.2
50g potassium dihydrogen phosphate
Magnesium sulfate heptahydrate 25g
Sodium chloride 25g
Iron sulfate heptahydrate 1g
1g of molybdenum tetraoxide disodium dihydrate
Manganese sulfate tetrahydrate 1g
The pH of this inorganic salt solution was adjusted to 7.2 with 1 mol / L sodium hydroxide. In addition, the inorganic salt solution can be stored at room temperature, but the inorganic salt is very difficult to dissolve, so it was mixed again at the time of use.

(MW培地の組成;培地1005mL中)pH6.2
無機塩溶液 5mL
炭酸カルシウム 100mg
酵母エキス 50mg
ショ糖 10g
調製した無機塩溶液をイオン交換水に加えて超音波処理を行い、塩を溶解させた後、炭酸カルシウム、ショ糖および酵母エキスを加えて溶解させた。次いで、0.45μmのPTFE膜(OMNIPORE;ミリポア社)で濾過を行った。濾過した培地を2mol/L硫酸でpHを6.2に合わせた後、121℃で15分間オートクレーブにかけて殺菌した。
(Composition of MW medium; in 1005 mL of medium) pH 6.2
Inorganic salt solution 5mL
Calcium carbonate 100mg
Yeast extract 50mg
Sucrose 10g
The prepared inorganic salt solution was added to ion-exchanged water and subjected to ultrasonic treatment to dissolve the salt, and then calcium carbonate, sucrose and yeast extract were added and dissolved. Next, filtration was performed with a 0.45 μm PTFE membrane (OMNIPORE; Millipore). The filtered medium was adjusted to pH 6.2 with 2 mol / L sulfuric acid and then sterilized by autoclaving at 121 ° C. for 15 minutes.

(MW寒天平板培地の組成;培地1L中)pH7
MW培地 1L
寒天 15g
オートクレーブにかける前のMW培地に寒天を加え、121℃で15分間オートクレーブにかけて殺菌した。その後シャーレに流し入れて冷まし、MW寒天平板培地を作製した。
(Composition of MW agar plate medium; in 1 L of medium) pH 7
MW medium 1L
Agar 15g
Agar was added to the MW medium before being autoclaved, and sterilized by autoclaving at 121 ° C. for 15 minutes. Thereafter, it was poured into a petri dish and cooled to prepare a MW agar plate medium.

<実施例1>新規菌株の同定
本発明者らは、国立大学法人北海道大学の農場に生育しているゴボウの根に付着した土壌から、以下の方法にて新規菌株を単離し、同定した。
<Example 1> Identification of a new strain The present inventors isolated and identified a new strain from the soil attached to the roots of burdock growing on a farm of National University Corporation Hokkaido University by the following method.

(1)菌株の単離 (1) Isolation of strains

国立大学法人北海道大学の農場に自生しているゴボウ実生の根に付着した土壌をサンプルとして採取し、これを根ごと滅菌水10mLに入れ、常温下でボルテックスミキサー(サイエンティフィックインダストリーズ社)により1分間攪拌した後、10分間静置した。次いで、この操作により得た上清100μLをMW寒天平板培地(pH7)に播き、コンラージ棒で塗布した後、25℃で4日間培養した。出現したコロニーのうち、周囲に粘着性物質の生成が確認されるポリマー形成の良好な菌株を目視により選抜して白金耳で拾った。これをnutrient agar培地(Oxoid社)上に画線し、25℃で2日間培養することを、単一のコロニーになるまで繰り返して、菌株を単離した。単離した菌株をMW培地5mLに植菌し、25℃、100rpmの条件下で24時間振盪培養した後、得られた菌株をL−乾燥した。   The soil adhering to the roots of burdock seedlings growing on the farm of the National University Corporation Hokkaido University is collected as a sample. The mixture was stirred for 10 minutes and then allowed to stand for 10 minutes. Subsequently, 100 μL of the supernatant obtained by this operation was seeded on a MW agar plate medium (pH 7), applied with a conage bar, and then cultured at 25 ° C. for 4 days. Among the appearing colonies, a strain with good polymer formation in which the production of an adhesive substance was confirmed was visually selected and picked up with a platinum ear. This was streaked on a nutrient agar medium (Oxoid) and cultured at 25 ° C. for 2 days until a single colony was obtained to isolate the strain. The isolated strain was inoculated into 5 mL of MW medium, shake-cultured under conditions of 25 ° C. and 100 rpm for 24 hours, and then the obtained strain was L-dried.

(2)Rhizobium JWの同定
本実施例(1)でL−乾燥した菌株を株式会社テクノスルガ・ラボにおいてnutrient agar培地(Oxoid社)に画線し、30℃にて24時間培養した。得られた菌株について、16S rRNA遺伝子塩基配列解析および菌学的性状試験を行い、帰属分類群の推定を行った。
(2) Identification of Rhizobium JW The strain L-dried in this Example (1) was streaked on a nutrient agar medium (Oxoid) at Techno Suruga Lab Co., Ltd. and cultured at 30 ° C. for 24 hours. The obtained strain was subjected to 16S rRNA gene nucleotide sequence analysis and bacteriological property test to estimate the attribution taxon.

[2−1]16S rRNA遺伝子の塩基配列解析
まず、InstaGene Matrix(BIO−RAD社)を用いて添付の使用書に従い、菌株のゲノムDNAを抽出した。この抽出したゲノムDNAをテンプレートとして、PrimeSTAR HS DNA Polymerase(タカラバイオ社)を用い、添付の使用書に従って、16S rRNA遺伝子のPCR増幅を行った。
[2-1] Nucleotide sequence analysis of 16S rRNA gene First, genomic DNA of the strain was extracted using InstaGene Matrix (BIO-RAD) according to the attached instruction. Using this extracted genomic DNA as a template, PCR amplification of 16S rRNA gene was performed using PrimeSTAR HS DNA Polymerase (Takara Bio Inc.) according to the attached instruction manual.

次に、この増幅した遺伝子の塩基配列を、ABI 3130xl ジェネティックアナライザー(Applied Biosystems社)およびBigDye Terminator v3.1 Cycle Sequencing Kit(Applied Biosystems社)を用いて、添付の使用書に従ってシークエンスを行った。得られたシークエンスデータについて、ChromasPro 1.4(Technelysium Pty Ltd.社)を用いて塩基配列決定を行った。その塩基配列を配列番号1に示す。   Next, the base sequence of the amplified gene was determined using an ABI 3130xl genetic analyzer (Applied Biosystems) and BigDye Terminator v3.1 Cycle Sequencing Kit (Applied Biosystems) according to the attached instructions for use. The obtained sequence data was subjected to nucleotide sequence determination using ChromaPro 1.4 (Technology Pty Ltd.). The base sequence is shown in SEQ ID NO: 1.

次に、配列番号1に示す本実施例(2)[2−1]の塩基配列について、アポロン2.0(テクノスルガ・ラボ社)を用いて、細菌基準株データベース(アポロンDB−BA Ver4.0;テクノスルガ・ラボ社)および国際塩基配列データベース(GenBank、DDBJおよびEMBL)上の既知遺伝子と比較し、相同性検索を行った(S.F.Altschulら、Gapped BLAST and PSI−BLAST;a new generation of protein database search programs、Nucleic Acids Res. 、1997年、第25号、第3389頁)。   Next, with respect to the base sequence of this Example (2) [2-1] shown in SEQ ID NO: 1, the bacterial reference strain database (Apollon DB-BA Ver4. 0; Technosurga Laboratories) and known genes on international base sequence databases (GenBank, DDBJ and EMBL), and homology search was performed (SF Altschul et al., Gapped BLAST and PSI-BLAST; a new generation of protein database search programs, Nucleic Acids Res., 1997, 25, 3389).

さらに、配列番号1に示す本実施例(2)[2−1]の塩基配列について、細菌基準株データベース(アポロンDB−BA Ver4.0;テクノスルガ・ラボ社)における相同性検索上位15株の16S rRNA遺伝子に対して、アポロン2.0(テクノスルガ・ラボ社)を用いて簡易分子系統解析を行った(N.SAITOUら、The neighbor−joining method;a new method forreconstructing phylogenetic trees、Mol.Biol.Evol.、1987年、第4号、第406頁)。   Furthermore, for the base sequence of this Example (2) [2-1] shown in SEQ ID NO: 1, the top 15 homology search strains in the bacterial reference strain database (Apollon DB-BA Ver4.0; Technosuruga Lab.) The 16S rRNA gene was subjected to a simple molecular phylogenetic analysis using Apollon 2.0 (Techno Suruga Lab.) (N. SAITOU et al., The newborn-joining method; a new method for phytogenetics biotechnology, Molecule. Evol., 1987, No. 4, page 406).

細菌基準株データベース(アポロンDB−BA Ver4.0;テクノスルガ・ラボ社)における相同性検索の結果、配列番号1の塩基配列は、最も相同性の高い塩基配列として、Rhizobium radiobacter ATCC19358株の16S rRNA遺伝子のものと99.4%の相同性を示した。一方、国際塩基配列データベース(GenBank、DDBJおよびEMBL)における相同性検索の結果、配列番号1の塩基配列は、最も相同性の高い塩基配列として、Agrobacterium tumefaciensの16S rRNA遺伝子のものと100%の相同性を示した。Agrobacterium tumefaciensは現在、Rhizobium radiobacterに移籍統合されていることから、細菌基準株データベース(アポロンDB−BA Ver4.0;テクノスルガ・ラボ社)における相同性検索の結果と国際塩基配列データベース(GenBank、DDBJおよびEMBL)における相同性検索の結果は、いずれもこの菌株がRhizobium radiobacterと近縁であることを示唆している。   As a result of homology search in the bacterial reference strain database (Apollon DB-BA Ver4.0; Technosuruga Laboratories), the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 is the most homologous nucleotide sequence, and 16S rRNA of Rhizobium radiobacter ATCC19358 strain It showed 99.4% homology with that of the gene. On the other hand, as a result of homology search in the international nucleotide sequence databases (GenBank, DDBJ and EMBL), the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 is 100% homologous to that of the 16S rRNA gene of Agrobacterium tumefaciens as the most homologous nucleotide sequence. Showed sex. Since Agrobacterium tumefaciens has now been transferred to Rhizobium radiobacter, the results of homology search in the bacterial reference strain database (Apollon DB-BA Ver4.0; Technosuruga Laboratories) and the international nucleotide sequence database (GenBank, DDBJ) And EMBL) all suggest that this strain is closely related to Rhizobium radiobacter.

さらに、16S rRNA遺伝子をもちいた簡易分子系統解析の結果、この菌株はRhizobium属の16S rRNA遺伝子で形成される系統群において、Rhizobium radiobacterの16S rRNA遺伝子とクラスターを形成することから、16S rRNA遺伝子の塩基配列上、近縁であることが示された。   Furthermore, as a result of simple molecular phylogenetic analysis using the 16S rRNA gene, this strain forms a cluster with the 16S rRNA gene of the Rhizobium radiobacter in the strain group formed of the 16S rRNA gene of the Rhizobium genus. It was shown to be closely related on the base sequence.

[2−2]菌学的性状試験
次に、この単離した菌株について、株式会社テクノスルガ・ラボにおいて菌学的性状試験を行った。その結果は次のとおりである。
1)形態学的性状
nutrient agar培地(Oxoid社)上、30℃
1.細胞形態 桿状
2.細胞の大きさ 0.6〜0.7×1.2〜1.5μm
3.運動性 あり
4.グラム染色 陰性
5.コロニー形態
5−1.培地 nutrient agar培地
5−2.培養時間 24時間
5−3.直径 1.0〜2.0mm
5−4.色調 淡黄色
5−5.形 円形
5−6.隆起状態 レンズ状
5−7.周縁 全縁
5−8.表面の形状など スムーズ
5−9.透明度 不透明
5−10.粘調度 バター状
2)生理学的性状
1.生育温度試験
1−1.37℃ +
1−2.45℃ −
2.カタラーゼ +
3.オキシダーゼ +
4.グルコースからの酸生成 −
5.グルコースからのガス生成 −
6.O/Fテスト(酸化) +
7.O/Fテスト(発酵) −
8.硝酸塩の還元 +
9.インドール生成 +
10.グルコースの酸性化 −
11.アルギニンジヒドロラーゼ −
12.ウレアーゼ +
13.エスクリン加水分解 +
14.ゼラチン加水分解 −
15.β−ガラクトシダーゼ +
16.2%NaCl存在下での生育 +
17.マッコンキー寒天培地での生育 +
18.キシロースからの酸生成 +
19.マンニトールからの酸生成 +
20.ラクトースからの酸生成 +(反応弱い)
21.資化性試験
21−1.グルコース +
21−2.L−アラビノース +
21−3.D−マンノース +
21−4.D−マンニトール +
21−5.N−アセチル−D−グルコサミン +
21−6.マルトース +
21−7.グリセロール +
21−8.グルコン酸カリウム +
21−9.n−カプリン酸 −
21−10.アジピン酸 −
21−11.d1−リンゴ酸 +
21−12.クエン酸ナトリウム −
21−13.酢酸フェニル −
[2-2] Bacteriological property test Next, this isolated strain was subjected to a mycological property test at Techno Suruga Lab. The results are as follows.
1) Morphological properties 30 ° C. on a nutrient agar medium (Oxoid)
1. Cell morphology Sponge 2. Cell size 0.6-0.7 × 1.2-1.5 μm
3. 3. There is mobility. Gram staining negative 5. Colony form 5-1. Medium Nutrient agar medium 5-2. Culturing time 24 hours 5-3. Diameter 1.0-2.0mm
5-4. Color tone Light yellow 5-5. Shape Round 5-6. Raised state Lenticular shape 5-7. Perimeter edge Full edge 5-8. Surface shape, etc. Smooth 5-9. Transparency Opaque 5-10. Viscosity buttery 2) Physiological properties Growth temperature test 1-1.37 ° C +
1-2.45 ° C. −
2. Catalase +
3. Oxidase +
4). Acid production from glucose −
5). Gas production from glucose −
6). O / F test (oxidation) +
7). O / F test (fermentation)-
8). Reduction of nitrate +
9. Indole generation +
10. Glucose acidification −
11. Arginine dihydrolase −
12 Urease +
13. Esculin hydrolysis +
14 Gelatin hydrolysis-
15. β-galactosidase +
16. Growth in the presence of 2% NaCl +
17. Growth on MacConkey agar +
18. Acid production from xylose +
19. Acid production from mannitol +
20. Acid production from lactose + (weak reaction)
21. Utilization test 21-1. Glucose +
21-2. L-arabinose +
21-3. D-Mannose +
21-4. D-mannitol +
21-5. N-acetyl-D-glucosamine +
21-6. Maltose +
21-7. Glycerol +
21-8. Potassium gluconate +
21-9. n-Capric acid-
21-10. Adipic acid −
21-11. d1-malic acid +
21-12. Sodium citrate −
21-13. Phenyl acetate −

この菌株についての、本実施例(2)[2−2]の菌学的性状は、Rhizobium radiobacterの菌学的性状にほぼ一致した(坂崎利一監訳、臨床材料にみられる腸内細菌以外のグラム陰性、好気性および通性嫌気性菌の同定、近代出版、1993年、J.M.Youngら、A revision of Rhizobium Frank 1889,with an emended description of the genus,and the inclusion of all species of Agrobacterium Conn 1942 and Allorhizobium undicola de Lajudie et al.1998 as new combinations;Rhizobium radiobacter,R.rhizogenes,R. rubi,R.undicola and R.vitis、Int.J. Syst. Evol.Microbiol.、2001年、第51号、第89頁)。このことから、この菌株は、Rhizobium radiobacterと菌学的性状上、近縁であることが示された。   The bacteriological properties of this strain (2) [2-2] for this strain almost matched the bacteriological properties of Rhizobium radiobacter (translated by Toshikazu Sakazaki, other than the enteric bacteria found in clinical materials) Identification of Gram-negative, aerobic and facultative anaerobes, Modern Publishing, 1993, J. M. Young et al., A revision of Rhizobium Frank 1889, with an endored description of the genf es gen sf es gen s, and the gen sf Conn 1942 and Allorhizobium undecola de Lajudie et al. 1998 as new combinations; Rhizobium radioba ter, R.rhizogenes, R. rubi, R.undicola and R.vitis, Int.J. Syst. Evol.Microbiol., 2001 year, No. 51, pp. 89). From this, it was shown that this strain is closely related to Rhizobium radiobacter on mycological characteristics.

(3)分類学的考察
以上より、この菌株の16S rRNA遺伝子の塩基配列は、Rhizobium radiobacterの16S rRNA遺伝子の塩基配列と高い相同性を示したこと、および本菌株の菌学的性状がRhizobium radiobacterの菌学的性状とほぼ一致したことから、この菌株はRhizobium radiobacterに近縁であることが確認された。
(3) Taxonomic consideration From the above, the 16S rRNA gene base sequence of this strain showed high homology with the base sequence of the Rhizobium radiobacter 16S rRNA gene, and the bacteriological properties of this strain were Rhizobium radiobacter. Since this mycobacterial property was almost the same, this strain was confirmed to be closely related to Rhizobium radiobacter.

しかしながら、この菌株とRhizobium radiobacterの16S rRNA遺伝子の塩基配列には、図1に示すように、9塩基の相違点があり、いずれも明確に異なっていた。このことから、この菌株はRhizobium radiobacterに近縁ではあるものの、種としては異なるといえる。   However, the base sequences of the 16S rRNA gene of this strain and Rhizobium radiobacter had 9 base differences as shown in FIG. 1, and all were clearly different. From this, it can be said that although this strain is closely related to Rhizobium radiobacter, it is different as a species.

以上の結果から、この菌株は新規微生物であり、これをRhizobium JWと命名し、平成21年4月20日に独立行政法人製品評価技術基盤機構特許微生物寄託センターに受領番号NITE AP−736として寄託した。   Based on the above results, this strain is a novel microorganism, which was named Rhizobium JW and deposited on April 20, 2009 at the National Institute of Technology and Evaluation Microbiology Deposit Number as NITE AP-736. did.

<実施例2>Rhizobium JWの培養および多糖の生成における至適条件の検討
実施例1にて単離し同定したRhizobium JWを培養し、多糖を生成させた。この際、培地に添加する炭素源、窒素源および培地のpHを変えて、Rhizobium JWの培養および多糖の生成を試みることにより、炭素源、窒素源およびpHの違いによる菌体の増殖量および多糖生成量について比較検討した。また、菌体の増殖過程における培地のpH変化を確認した。
Example 2 Optimal Conditions for Rhizobium JW Culture and Polysaccharide Production Rhizobium JW isolated and identified in Example 1 was cultured to produce a polysaccharide. At this time, by changing the pH of the carbon source, nitrogen source and medium to be added to the medium and attempting to culture Rhizobium JW and produce polysaccharides, the amount of cell growth and polysaccharides due to differences in carbon source, nitrogen source and pH The amount produced was compared. Moreover, the pH change of the culture medium in the growth process of a microbial cell was confirmed.

(1)至適炭素源の検討
培地に含まれる炭素源を変化させることにより、菌体の増殖および多糖生成に至適な炭素源を検討した。
(1) Examination of optimal carbon source By changing the carbon source contained in the culture medium, the optimal carbon source for cell growth and polysaccharide production was examined.

[1−1]菌体の増殖量の確認
まず、国立大学法人北海道大学の農場に自生しているゴボウ実生の根に付着した土壌をサンプルとして採取し、これを根ごと滅菌水10mLに入れ、常温下でボルテックスミキサー(サイエンティフィックインダストリーズ社)により1分間攪拌した後、10分間静置した。次いで、この操作により得た上清100μLをMW寒天平板培地(pH7)に播き、コンラージ棒で塗布した後、25℃で4日間培養した。出現したコロニーのうち、周囲に粘着性物質の生成が確認されるポリマー形成の良好な菌株を目視により選抜して白金耳で拾うことにより菌株を単離した。単離した菌株をMW培地5mLに植菌し、25℃、100rpmの条件下で24時間振盪培養した。この培養液5mLのうちの3mLを、MW培地のショ糖を他の炭素源に変えて作製した培地100mLに加え、25℃、100rpmの条件下で10日間振盪培養した。前記炭素源としては、ショ糖、ブドウ糖、乳糖、デキストラン、麦芽糖および果糖をそれぞれ用いた。各培養液の濁度(吸光度600nm)を毎日測定することにより菌体の増殖量を確認した。その結果を図2に示す。
[1-1] Confirmation of the amount of bacterial cell growth First, the soil attached to the roots of burdock seedlings growing on the farm of the National University Corporation Hokkaido University was collected as a sample, and this was put into 10 mL of sterile water together with the roots. The mixture was stirred for 1 minute with a vortex mixer (Scientific Industries) at room temperature and then allowed to stand for 10 minutes. Subsequently, 100 μL of the supernatant obtained by this operation was seeded on a MW agar plate medium (pH 7), applied with a conage bar, and then cultured at 25 ° C. for 4 days. Among the emerged colonies, the strains were isolated by visually selecting strains with good polymer formation in which the production of sticky substances was confirmed in the surroundings and picking them up with platinum ears. The isolated strain was inoculated into 5 mL of MW medium and cultured with shaking at 25 ° C. and 100 rpm for 24 hours. 3 mL of 5 mL of this culture solution was added to 100 mL of a medium prepared by changing sucrose in the MW medium to another carbon source, and cultured under shaking at 25 ° C. and 100 rpm for 10 days. As the carbon source, sucrose, glucose, lactose, dextran, maltose and fructose were used, respectively. The growth amount of the bacterial cells was confirmed by measuring the turbidity (absorbance 600 nm) of each culture medium every day. The result is shown in FIG.

図2に示すように、ショ糖を炭素源とした場合の菌体の増殖量は、ブドウ糖、乳糖、デキストラン、麦芽糖、果糖を各々炭素源とした場合と比較して、最も多いことが確認された。   As shown in FIG. 2, it was confirmed that the amount of cell growth when sucrose was used as a carbon source was the largest as compared with the case where glucose, lactose, dextran, maltose, and fructose were each used as a carbon source. It was.

[1−2]抽出した多糖の乾燥重量の測定
次に、本実施例(1)[1−1]と同様の手法で10日間培養したそれぞれの培養液に含まれる菌体について、菌体内で生成され、かつ培養液中に分泌された多糖を抽出してその乾燥重量を測定した。その抽出方法を以下に詳述する。
[1-2] Measurement of Dry Weight of Extracted Polysaccharide Next, the cells contained in each culture solution cultured for 10 days by the same method as in Example (1) [1-1] The polysaccharide produced and secreted into the culture solution was extracted and its dry weight was measured. The extraction method will be described in detail below.

本実施例(1)[1−1]で得られた粘着性の培養液100mLを70℃に15分置くことにより殺菌した。その後4℃、15000×g、20分間の条件で遠心分離を行い、細胞を含む沈殿物と多糖を含む上清100mLを分取した。   It sterilized by putting 100 mL of the adhesive culture solution obtained in this example (1) [1-1] at 70 ° C. for 15 minutes. Thereafter, centrifugation was performed at 4 ° C. and 15000 × g for 20 minutes, and a precipitate containing cells and 100 mL of a supernatant containing polysaccharides were collected.

次に、細胞を含む沈殿物に滅菌水約10mLを加えて混ぜた後、4℃、15000×g、20分間の条件で遠心分離を行い、細胞を含む沈殿物と多糖を含む上清とを分けることにより洗浄を行った。この沈殿物洗浄の操作を2回行った後、細胞を含む沈殿物を除去することにより、上清約20mLを得た。   Next, about 10 mL of sterilized water is added to the precipitate containing cells and mixed, and then centrifuged at 4 ° C., 15000 × g for 20 minutes to obtain a precipitate containing cells and a supernatant containing polysaccharides. Washing was done by dividing. After performing this precipitate washing operation twice, the precipitate containing cells was removed to obtain about 20 mL of the supernatant.

それぞれ得られた上清を合わせて約120mLとし、これに冷却されたイソプロパノールを3倍量加えて混合して4℃で24時間静置することにより、上清に含まれる多糖を沈殿させた。その後、4℃、15000×g、20分間の条件で遠心分離を行った。上清を除去して多糖を回収した後、蒸留水50mLに溶解した。この操作を2回おこなうことにより蒸留水50mLに溶解された多糖を得た。   The obtained supernatants were combined to make about 120 mL, and 3 times the amount of cooled isopropanol was added thereto, mixed and allowed to stand at 4 ° C. for 24 hours to precipitate polysaccharides contained in the supernatant. Thereafter, the mixture was centrifuged at 4 ° C., 15000 × g, 20 minutes. After removing the supernatant and recovering the polysaccharide, it was dissolved in 50 mL of distilled water. By performing this operation twice, a polysaccharide dissolved in 50 mL of distilled water was obtained.

その後、これに等量の1mol/LのNaOHを加えて混合し、4℃、10000×g、20分間の条件で遠心分離をおこなった。沈殿物を除去して上清を回収した後、中性になるまで3mol/Lの酢酸をこれに加えて多糖を沈殿させ、さらに等量のメタノールを加えて混合した。4℃、10000×g、20分間の条件で遠心分離を行った後、上清を除去して多糖を回収し、最終濃度5%となるよう蒸留水を加えて溶解した。さらに回収した多糖を精製するため、等量のメタノールを加えて多糖を沈殿させ、4℃、10000×g、20分間の条件で遠心分離を行った。再度上清を除去して多糖を回収し、蒸留水30mLを加えて溶解した。   Thereafter, an equal amount of 1 mol / L NaOH was added thereto and mixed, followed by centrifugation under conditions of 4 ° C., 10,000 × g, 20 minutes. After removing the precipitate and recovering the supernatant, 3 mol / L of acetic acid was added thereto until it became neutral to precipitate the polysaccharide, and an equal amount of methanol was added and mixed. After centrifugation at 4 ° C. and 10,000 × g for 20 minutes, the supernatant was removed to recover the polysaccharide, and distilled water was added and dissolved to a final concentration of 5%. Further, in order to purify the recovered polysaccharide, an equal amount of methanol was added to precipitate the polysaccharide, followed by centrifugation under conditions of 4 ° C. and 10,000 × g for 20 minutes. The supernatant was removed again to recover the polysaccharide, and 30 mL of distilled water was added and dissolved.

さらに、クロロホルムと1−ブタノールとを体積比4:1となるように混合して得た溶液(Sevag溶液)を等量加えて10分間ボルテックスミキサー(サイエンティフィックインダストリーズ社)により攪拌した後、30分室温に静置した。4℃、10000×g、20分間の条件で遠心分離を行い、分離したSevag溶液を除去することによりタンパク質の除去を行った後(Staub,A.M.Removal of Proteins:Sevag Method.In:R.L.Whistler(ed.),Methods in Carbohydrate Chemistry,Vol.5,pp.5〜6.New York:Academic Press,Inc.,1965.)、1日につき3回蒸留水の交換を行うことにより2日間透析を行い、多糖を精製した。精製した多糖は凍結乾燥し、−20℃で保存した。以上のようにして抽出した、それぞれ、ショ糖、ブドウ糖、乳糖、デキストラン、麦芽糖および果糖を炭素源として培養し得られた多糖の乾燥重量を図3に示す。   Further, an equal amount of a solution obtained by mixing chloroform and 1-butanol in a volume ratio of 4: 1 (Sevag solution) was added and stirred for 10 minutes with a vortex mixer (Scientific Industries), then 30 Left at room temperature for 5 minutes. After removing the separated Sevag solution by centrifuging at 4 ° C. and 10,000 × g for 20 minutes (Staub, AM Removal of Proteins: Sevag Method. In: R L. Whistler (ed.), Methods in Carbohydrate Chemistry, Vol.5, pp.5-6.New York: Academic Press, Inc., 1965.) By exchanging distilled water three times a day Dialysis was performed for 2 days to purify the polysaccharide. The purified polysaccharide was lyophilized and stored at -20 ° C. FIG. 3 shows the dry weights of the polysaccharides obtained by culturing using sucrose, glucose, lactose, dextran, maltose and fructose as carbon sources, extracted as described above.

図3に示すように、ショ糖を炭素源として培養し得られた多糖の乾燥重量は、ブドウ糖、乳糖、デキストラン、麦芽糖および果糖を各々炭素源とした場合と比較して、最も多いことが確認された。   As shown in FIG. 3, it is confirmed that the dry weight of the polysaccharide obtained by culturing sucrose as a carbon source is the largest compared with the case where glucose, lactose, dextran, maltose and fructose are used as carbon sources, respectively. It was done.

本実施例(1)[1−1]および[1−2]の結果より、Rhizobium JWの培養および多糖生成の炭素源として、ショ糖が好適であることが確認された。   From the results of this Example (1) [1-1] and [1-2], it was confirmed that sucrose was suitable as a carbon source for cultivation and polysaccharide production of Rhizobium JW.

(2)至適ショ糖濃度の検討
次に、培地に含まれるショ糖の濃度を変化させることにより、菌体の増殖に至適なショ糖濃度を検討した。
(2) Examination of optimal sucrose concentration Next, the optimal sucrose concentration for growth of a microbial cell was examined by changing the density | concentration of the sucrose contained in a culture medium.

まず、本実施例(1)[1−1]と同様の手法で得られた培養液3mLを、MW培地のショ糖濃度を、0.2w/v%、0.5w/v%、1.0w/v%、2.0w/v%および3.0w/v%に変えた培地100mLにそれぞれ加え、25℃、100rpmの条件下で5日間振盪培養した。各々の培養液の濁度(吸光度600nm)を毎日測定することにより菌体の増殖量を確認した。その結果を図4に示す。   First, 3 mL of a culture solution obtained by the same method as in Example (1) [1-1] was used, and the sucrose concentration of the MW medium was 0.2 w / v%, 0.5 w / v%, 1. Each medium was changed to 0 w / v%, 2.0 w / v%, and 3.0 w / v%, and then cultured with shaking at 25 ° C. and 100 rpm for 5 days. By measuring the turbidity (absorbance 600 nm) of each culture medium every day, the amount of bacterial cell growth was confirmed. The result is shown in FIG.

図4に示すように、1.0%のショ糖を含むMW培地で培養した場合の菌体の増殖量は、重量比0.2%、0.5%、1.0%、2.0%、3.0%のショ糖をそれぞれ含むMW(培地で培養した場合と比較して、最も多いことが確認された。以上の結果より、Rhizobium JWの培養における好適なショ糖濃度は1.0%であることが確認された。   As shown in FIG. 4, the growth amount of the cells when cultured in an MW medium containing 1.0% sucrose is 0.2%, 0.5%, 1.0%, 2.0% by weight. MW containing 3.0% and 3.0% sucrose (the most sucrose was confirmed as compared with the case of culturing in a medium. From the above results, the preferred sucrose concentration in the culture of Rhizobium JW is 1. It was confirmed to be 0%.

(3)至適窒素源の検討
次に、培地に含まれる窒素源を変化させることにより、菌体の増殖および多糖生成に至適な窒素源を検討した。
(3) Examination of optimal nitrogen source Next, the optimal nitrogen source for proliferation of a microbial cell and polysaccharide production | generation was examined by changing the nitrogen source contained in a culture medium.

[3−1]菌体の増殖量の確認
まず、本実施例(1)[1−1]と同様の手法で得られた培養液3mLを、MW培地の酵母エキスを他の窒素源に変え、その濃度を重量比0.01%として作製した培地100mLに加え、25℃、100rpmの条件下で10日間振盪培養した。前記窒素源としては、酵母エキス、トリプトン、尿素および硝酸ナトリウムをそれぞれ用いた。各培養液の濁度(吸光度600nm)を毎日測定することにより菌体の増殖量を確認した。その結果を図5に示す。
[3-1] Confirmation of growth amount of bacterial cells First, 3 mL of the culture solution obtained by the same method as in Example (1) [1-1] is used, with the yeast extract of the MW medium replaced with another nitrogen source. The medium was added to 100 mL of the medium prepared at a weight ratio of 0.01%, and cultured with shaking at 25 ° C. and 100 rpm for 10 days. As the nitrogen source, yeast extract, tryptone, urea and sodium nitrate were used, respectively. The growth amount of the bacterial cells was confirmed by measuring the turbidity (absorbance 600 nm) of each culture medium every day. The result is shown in FIG.

図5に示すように、尿素を窒素源とした場合の菌体の増殖量は、トリプトン、酵母エキス、硝酸ナトリウムを各々窒素源とした場合と比較して、最も多いことが確認された。   As shown in FIG. 5, it was confirmed that the amount of cell growth when urea was used as a nitrogen source was the largest as compared with the case where tryptone, yeast extract, and sodium nitrate were used as nitrogen sources.

[3−2]抽出した多糖の乾燥重量の測定
本実施例(1)[1−2]と同様の手法により抽出した、それぞれ、酵母エキス、トリプトン、尿素および硝酸ナトリウムを窒素源として培養し得られた多糖の乾燥重量を図6に示す。
[3-2] Measurement of dry weight of extracted polysaccharide This example (1) can be cultured using yeast extract, tryptone, urea and sodium nitrate, respectively, as a nitrogen source, extracted in the same manner as [1-2]. The dry weight of the obtained polysaccharide is shown in FIG.

図6に示すように、酵母エキスを窒素源として培養し得られた多糖の乾燥重量は、トリプトン、尿素および硝酸ナトリウムを各々窒素源とした場合と比較して、最も多いことが確認された。   As shown in FIG. 6, it was confirmed that the dry weight of the polysaccharide obtained by culturing yeast extract as a nitrogen source was the largest as compared with the case where tryptone, urea and sodium nitrate were each used as the nitrogen source.

本実施例(1)[3−1]および[3−2]の結果より、Rhizobium JWの培養における窒素源としては、尿素が好適であることが確認され、Rhizobium JWの多糖の生成における窒素源としては、酵母エキスが好適であることが確認された。   From the results of this Example (1) [3-1] and [3-2], it was confirmed that urea is suitable as the nitrogen source in the culture of Rhizobium JW, and the nitrogen source in the production of Rhizobium JW polysaccharide. As a result, it was confirmed that a yeast extract is suitable.

(4)至適pHの検討
次に、培地のpHを変化させることにより、菌体の増殖および多糖生成に至適なpHを検討した。
(4) Examination of optimum pH Next, the optimum pH for cell growth and polysaccharide production was examined by changing the pH of the medium.

[4−1]菌体の増殖量の確認
まず、本実施例(1)[1−1]と同様の手法で得られた培養液3mLを、MW培地に1mol/Lの水酸化ナトリウムまたは2mol/Lの硫酸を加えることによってpHをそれぞれ4、5、6、7および8に調製した培地100mLに加え、25℃、100rpmの条件下で10日間振盪培養した。各々の培養液の濁度(吸光度600nm)を毎日測定することにより菌体の増殖量を確認した。その結果を図7に示す。
[4-1] Confirmation of growth amount of bacterial cells First, 3 mL of a culture solution obtained by the same method as in Example (1) [1-1] was added to 1 mol / L sodium hydroxide or 2 mol in an MW medium. / L sulfuric acid was added to 100 mL of the medium adjusted to pH 4, 5, 6, 7 and 8, respectively, and cultured with shaking at 25 ° C. and 100 rpm for 10 days. By measuring the turbidity (absorbance 600 nm) of each culture medium every day, the amount of bacterial cell growth was confirmed. The result is shown in FIG.

図7に示すように、培地のpHが5または8とした場合の菌体の増殖量は、培地のpHが4、6および7の場合と比較して、より多いことが確認された。   As shown in FIG. 7, it was confirmed that the amount of bacterial cell growth when the pH of the medium was 5 or 8 was larger than that when the pH of the medium was 4, 6, and 7.

[4−2]抽出した多糖の乾燥重量の測定
本実施例(1)[1−2]と同様の手法により抽出した、それぞれ、pHを4、5、6、7および8として培養し得られた多糖の乾燥重量を図8に示す。
[4-2] Measurement of Dry Weight of Extracted Polysaccharide Extracted by the same method as in Example (1) [1-2], and can be cultured with pH of 4, 5, 6, 7 and 8, respectively. The dry weight of the polysaccharide is shown in FIG.

図8に示すように、培地のpHを8として培養し得られた多糖の乾燥重量は、培地のpHを4、5、6および7として培養した場合と比較して、最も多いことが確認された。   As shown in FIG. 8, it was confirmed that the dry weight of the polysaccharide obtained by culturing with the medium pH set to 8 was the largest compared with the case where the culture was cultivated with the medium pH set to 4, 5, 6 and 7. It was.

本実施例(1)[4−1]および[4−2]の結果より、Rhizobium JWの培養および多糖の生成の培地のpHとして、pH8が好適であることが確認された。   From the results of this Example (1) [4-1] and [4-2], it was confirmed that pH 8 was suitable as the culture medium for Rhizobium JW culture and polysaccharide production.

(5)Rhizobium JWの増殖過程における培地のpH変化の確認
次に、Rhizobium JWの増殖過程における培地のpH変化を経時的に確認した。
(5) Confirmation of pH change of medium during growth process of Rhizobium JW Next, the pH change of the medium during the growth process of Rhizobium JW was confirmed over time.

まず、本実施例(1)[1−1]と同様の手法で得られた培養液3mLを、MW培地100mLに加え、25℃、100rpmの条件下で10日間振盪培養した。培養液のpHを毎日測定することにより菌体の増殖過程における培地のpH変化を確認した。その結果を図9に示す。   First, 3 mL of the culture solution obtained by the same method as in Example (1) [1-1] was added to 100 mL of MW medium and cultured with shaking for 10 days under the conditions of 25 ° C. and 100 rpm. By measuring the pH of the culture medium every day, changes in the pH of the medium during the growth of the cells were confirmed. The result is shown in FIG.

図9に示すように、MW培地調製時のpHであるpH6.2が、培養2日後には約pH5.6となり、その後わずかに低下するものの、ほぼ一定であることが確認された。   As shown in FIG. 9, it was confirmed that pH 6.2, which is the pH at the time of preparing the MW medium, became about pH 5.6 after 2 days of culture and decreased slightly thereafter, but was almost constant.

<実施例3>Rhizobium JWにより生成される多糖の物性についての検討
(1)Rhizobium JWにより生成される多糖の溶解性の検討
Rhizobium JWにより生成される多糖の濃度が1mg/1mLになるように様々な溶媒に溶かし、その溶解性について検討した。前記溶媒としては、蒸留水、0.1mol/L水酸化ナトリウム溶液、0.2mol/L水酸化ナトリウム溶液、0.4mol/L水酸化ナトリウム溶液、0.6mol/L水酸化ナトリウム溶液、0.8mol/L水酸化ナトリウム溶液、1.0mol/L水酸化ナトリウム溶液、メタノール、アセトン、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、クロロホルム、テトラヒドロフラン、エーテル、トルエンおよび酢酸エチルである。その結果を表1に示す。
<Example 3> Examination of properties of polysaccharides produced by Rhizobium JW (1) Examination of solubility of polysaccharides produced by Rhizobium JW Various concentrations of polysaccharides produced by Rhizobium JW are 1 mg / 1 mL. In a different solvent, the solubility was examined. Examples of the solvent include distilled water, 0.1 mol / L sodium hydroxide solution, 0.2 mol / L sodium hydroxide solution, 0.4 mol / L sodium hydroxide solution, 0.6 mol / L sodium hydroxide solution,. 8 mol / L sodium hydroxide solution, 1.0 mol / L sodium hydroxide solution, methanol, acetone, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, chloroform, tetrahydrofuran, ether, toluene and ethyl acetate. The results are shown in Table 1.

表1に示すように、Rhizobium JWにより生成される多糖は1.0mol/L水酸化ナトリウム溶液に非常によく溶け、0.6mol/L水酸化ナトリウム溶液および0.8mol/L水酸化ナトリウム溶液によく溶けることが確認された。また、0.6mol/L水酸化ナトリウム溶液、0.8mol/L水酸化ナトリウム溶液および1.0mol/L水酸化ナトリウム溶液には劣るものの、蒸留水および0.4mol/L水酸化ナトリウム溶液に溶けることが確認された。さらに、0.1mol/L水酸化ナトリウム溶液、0.2mol/L水酸化ナトリウム溶液、メタノール、アセトン、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、クロロホルム、テトラヒドロフラン、エーテル、トルエンおよび酢酸エチルには溶けないことが確認された。   As shown in Table 1, the polysaccharide produced by Rhizobium JW dissolves very well in 1.0 mol / L sodium hydroxide solution and into 0.6 mol / L sodium hydroxide solution and 0.8 mol / L sodium hydroxide solution. It was confirmed that it melted well. Moreover, although it is inferior to 0.6 mol / L sodium hydroxide solution, 0.8 mol / L sodium hydroxide solution and 1.0 mol / L sodium hydroxide solution, it is soluble in distilled water and 0.4 mol / L sodium hydroxide solution. It was confirmed. Furthermore, it was confirmed that it was insoluble in 0.1 mol / L sodium hydroxide solution, 0.2 mol / L sodium hydroxide solution, methanol, acetone, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, chloroform, tetrahydrofuran, ether, toluene and ethyl acetate. It was.

(2)Rhizobium JWにより生成される多糖を構成する単糖の検討
Rhizobium JWにより生成される多糖をトリフルオロ酢酸により加水分解し、多糖を構成する成分について検討した。
(2) Examination of monosaccharide constituting the polysaccharide produced by Rhizobium JW The polysaccharide produced by Rhizobium JW was hydrolyzed with trifluoroacetic acid, and the components constituting the polysaccharide were examined.

Rhizobium JWにより生成される多糖3.5mgに2mol/Lのトリフルオロ酢酸1mLを加え、100℃で30分、1時間ないし2時間それぞれ反応させ、加水分解を行った。その後、加水分解物に含まれるトリフルオロ酢酸を80℃で揮発させ、数滴のエタノールを加える行程を2度繰り返すことにより、加水分解物を乾燥させた。乾燥させた加水分解物はMilliQ水(ミリポア社)0.01mLに溶解し、薄層クロマトグラフィーを用いて、加水分解物に含まれる成分を確認した。展開溶媒は85%アセトニトリルを用い、2回の多重展開を行った。指示薬はナフトールが0.03%および硫酸が5%となるようそれぞれを含むエタノール溶液をスプレー試薬として用いた。その結果を図10に示す。   Hydrolysis was carried out by adding 1 mL of 2 mol / L trifluoroacetic acid to 3.5 mg of polysaccharide produced by Rhizobium JW and reacting at 100 ° C. for 30 minutes, 1 hour to 2 hours, respectively. Thereafter, the trifluoroacetic acid contained in the hydrolyzate was volatilized at 80 ° C., and the process of adding a few drops of ethanol was repeated twice to dry the hydrolyzate. The dried hydrolyzate was dissolved in 0.01 mL of MilliQ water (Millipore), and the components contained in the hydrolyzate were confirmed using thin layer chromatography. The developing solvent was 85% acetonitrile and multiple development was performed twice. As the indicator, an ethanol solution containing 0.03% of naphthol and 5% of sulfuric acid was used as a spray reagent. The result is shown in FIG.

図10に示すように、Rhizobium JWにより生成される多糖をトリフルオロ酢酸によって加水分解し、得られた加水分解物に含まれる成分はすべてグルコースであった。この結果より、Rhizobium JWにより生成される多糖を構成する成分はグルコースのみであること、すなわちRhizobium JWにより生成される多糖はグルカンであることが確認された。   As shown in FIG. 10, the polysaccharide produced | generated by Rhizobium JW was hydrolyzed with trifluoroacetic acid, and all the components contained in the obtained hydrolyzate were glucose. From this result, it was confirmed that the component which comprises the polysaccharide produced | generated by Rhizobium JW is only glucose, ie, the polysaccharide produced | generated by Rhizobium JW is a glucan.

(3)Rhizobium JWにより生成される多糖を構成するグルコースの結合形態の検討
Rhizobium JWにより生成される多糖を様々な酵素により加水分解し、多糖が有するグルコースの結合形態を検討した。
(3) Examination of the binding form of glucose constituting the polysaccharide produced by Rhizobium JW The polysaccharide produced by Rhizobium JW was hydrolyzed by various enzymes, and the binding form of glucose possessed by the polysaccharide was examined.

[3−1]α−アミラーゼによる加水分解
Rhizobium JWにより生成される多糖2mgを1mLの蒸留水に溶解し、1820Uのα−アミラーゼを含む等量の50mmol/L酢酸ナトリウム緩衝液(pH5)を加えた。この反応溶液を20℃で30分、1時間、2時間、3時間、4時間、6時間、8時間、12時間および24時間、それぞれ反応させた後、100℃に10分間静置することにより反応を止めた。薄層クロマトグラフィーを用いて、加水分解物に含まれる成分を確認した。展開溶媒は85%アセトニトリルを用い、2回の多重展開を行った。指示薬はナフトールが0.03%および硫酸が5%となるようそれぞれを含むエタノール溶液をスプレー試薬として用いた。その結果を図11に示す。
[3-1] Hydrolysis with α-amylase 2 mg of polysaccharide produced by Rhizobium JW was dissolved in 1 mL of distilled water, and an equal amount of 50 mmol / L sodium acetate buffer (pH 5) containing 1820 U of α-amylase was added. It was. The reaction solution was reacted at 20 ° C. for 30 minutes, 1 hour, 2 hours, 3 hours, 4 hours, 6 hours, 8 hours, 12 hours and 24 hours, and then allowed to stand at 100 ° C. for 10 minutes. The reaction was stopped. The components contained in the hydrolyzate were confirmed using thin layer chromatography. The developing solvent was 85% acetonitrile and multiple development was performed twice. As the indicator, an ethanol solution containing 0.03% of naphthol and 5% of sulfuric acid was used as a spray reagent. The result is shown in FIG.

図11に示すように、α−アミラーゼにより加水分解された成分は検出されず、原点の位置に分離されずに残った多糖が濃く検出された。ショ糖の位置に薄いシグナルが検出されたが、これは培地に由来するショ糖が精製不十分のため検出されたものと考えられる。このことから、Rhizobium JWにより生成される多糖は、α−アミラーゼによる加水分解を受けないことが示され、α−(1→4)結合を有さないことが確認された。   As shown in FIG. 11, the component hydrolyzed by α-amylase was not detected, and the polysaccharide remaining without being separated at the position of the origin was detected deeply. A thin signal was detected at the position of sucrose, which is considered to be detected due to insufficient purification of sucrose derived from the medium. From this, it was shown that the polysaccharide produced | generated by Rhizobium JW does not receive the hydrolysis by (alpha) -amylase, and it was confirmed that it does not have an (alpha)-(1-> 4) coupling | bonding.

[3−2]セルラーゼによる加水分解
Rhizobium JWにより生成される多糖2mgを1mLの蒸留水に溶解し、138Uのセルラーゼを含む等量の50mmol/L酢酸ナトリウム溶液(pH5)溶液を加えた。この反応溶液を37℃で10分、30分、1時間、2時間および4時間、それぞれ反応させた後、100℃に10分間静置することにより反応を止めた。薄層クロマトグラフィーを用いて、加水分解物に含まれる成分を確認した。展開溶媒は85%アセトニトリルを用い、2回の多重展開を行った。指示薬はナフトールが0.03%および硫酸が5%となるようそれぞれを含むエタノール溶液をスプレー試薬として用いた。その結果を図12に示す。
[3-2] Hydrolysis by cellulase 2 mg of polysaccharide produced by Rhizobium JW was dissolved in 1 mL of distilled water, and an equal volume of 50 mmol / L sodium acetate solution (pH 5) containing 138 U of cellulase was added. The reaction solution was reacted at 37 ° C. for 10 minutes, 30 minutes, 1 hour, 2 hours, and 4 hours, and then allowed to stand at 100 ° C. for 10 minutes to stop the reaction. The components contained in the hydrolyzate were confirmed using thin layer chromatography. The developing solvent was 85% acetonitrile and multiple development was performed twice. As the indicator, an ethanol solution containing 0.03% of naphthol and 5% of sulfuric acid was used as a spray reagent. The result is shown in FIG.

図12に示すように、セルラーゼにより加水分解された成分がグルコースを示す位置に濃いシグナルとして検出された。また、マルトースを示す位置よりやや下側と加水分解物をスポットした位置の間に薄いシグナルが多数検出されたが、これらはRhizobium JWにより生成される多糖がセルラーゼにより分解された結果生成したオリゴ糖を示すものであった。また、加水分解物をスポットした位置には、展開せずに残存した加水分解物のシグナルが濃く検出された。このことから、Rhizobium JWにより生成される多糖は、セルラーゼによる加水分解を受けてグルコースやオリゴ糖を生成することが示された。すなわち、Rhizobium JWにより生成される多糖は、β−(1→4)結合したグルカンを有することが確認された。さらに、加水分解物をスポットした位置に多糖が残存していることから、Rhizobium JWにより生成される多糖は、セルラーゼにより分解されるβ−(1→4)結合以外の結合形態を有することが示唆された。   As shown in FIG. 12, the component hydrolyzed by cellulase was detected as a dark signal at a position indicating glucose. In addition, many thin signals were detected between the position slightly below maltose and the position where the hydrolyzate was spotted. These were oligosaccharides produced as a result of degradation of the polysaccharide produced by Rhizobium JW with cellulase. Was shown. Moreover, the signal of the hydrolyzate which remained without developing was detected deeply at the position where the hydrolyzate was spotted. From this, it was shown that the polysaccharide produced | generated by Rhizobium JW receives the hydrolysis by a cellulase and produces | generates glucose and an oligosaccharide. That is, it was confirmed that the polysaccharide produced by Rhizobium JW has a β- (1 → 4) linked glucan. Furthermore, since the polysaccharide remains at the position where the hydrolyzate is spotted, it is suggested that the polysaccharide produced by Rhizobium JW has a binding form other than β- (1 → 4) bond that is degraded by cellulase. It was done.

[3−3]デキストラナーゼによる加水分解
Rhizobium JWにより生成される多糖2mgを1mLの蒸留水に溶解し、258Uのデキストラナーゼを含む等量の50mmol/L酢酸ナトリウム溶液(pH6)溶液を加えた。この反応溶液を37℃で10分、30分、1時間、2時間および4時間、それぞれ反応させた後、100℃に10分間静置することにより反応を止めた。薄層クロマトグラフィーを用いて、加水分解物に含まれる成分を確認した。展開溶媒は85%アセトニトリルを用い、2回の多重展開を行った。指示薬はナフトールが0.03%および硫酸が5%となるようそれぞれを含むエタノール溶液をスプレー試薬として用いた。その結果を図12に示す。
[3-3] Hydrolysis by dextranase 2 mg of polysaccharide produced by Rhizobium JW was dissolved in 1 mL of distilled water, and an equal volume of 50 mmol / L sodium acetate solution (pH 6) containing 258 U of dextranase was added. It was. The reaction solution was reacted at 37 ° C. for 10 minutes, 30 minutes, 1 hour, 2 hours, and 4 hours, and then allowed to stand at 100 ° C. for 10 minutes to stop the reaction. The components contained in the hydrolyzate were confirmed using thin layer chromatography. The developing solvent was 85% acetonitrile and multiple development was performed twice. As the indicator, an ethanol solution containing 0.03% of naphthol and 5% of sulfuric acid was used as a spray reagent. The result is shown in FIG.

図12に示すように、デキストラナーゼにより加水分解された成分は検出されず、加水分解物をスポットした位置には、展開せずに残存した加水分解物のシグナルが濃く検出された。このことから、Rhizobium JWにより生成される多糖は、デキストラナーゼによる加水分解を受ないことが示され、α−(1→6)結合を有さないことが確認された。   As shown in FIG. 12, a component hydrolyzed by dextranase was not detected, and a signal of the hydrolyzate remaining without development was detected deeply at the position where the hydrolyzate was spotted. This indicates that the polysaccharide produced by Rhizobium JW is not subject to hydrolysis by dextranase and has no α- (1 → 6) bond.

[3−4]ラミナリナーゼによる加水分解
Rhizobium JWにより生成される多糖2mgを1mLの蒸留水に溶解し、3.38Uのラミナリナーゼを含む等量の50mmol/Lクエン酸緩衝液(pH6.8)溶液を加えた。この反応溶液を50℃で15分、30分、1時間、3時間、6時間、18時間および24時間、それぞれ反応させた後、100℃に10分間静置することにより反応を止めた。薄層クロマトグラフィーを用いて、加水分解物に含まれる成分を確認した。展開溶媒は85%アセトニトリルを用い、2回の多重展開を行った。指示薬はナフトールが0.03%および硫酸が5%となるようそれぞれを含むエタノール溶液をスプレー試薬として用いた。その結果を図13に示す。
[3-4] Hydrolysis by laminarinase 2 mg of polysaccharide produced by Rhizobium JW was dissolved in 1 mL of distilled water, and an equal volume of 50 mmol / L citrate buffer (pH 6.8) solution containing 3.38 U of laminarinase was added. added. The reaction solution was reacted at 50 ° C. for 15 minutes, 30 minutes, 1 hour, 3 hours, 6 hours, 18 hours and 24 hours, and then allowed to stand at 100 ° C. for 10 minutes to stop the reaction. The components contained in the hydrolyzate were confirmed using thin layer chromatography. The developing solvent was 85% acetonitrile and multiple development was performed twice. As the indicator, an ethanol solution containing 0.03% of naphthol and 5% of sulfuric acid was used as a spray reagent. The result is shown in FIG.

図13に示すように、ラミナリナーゼにより加水分解された成分がグルコースを示す位置に濃いシグナルとして検出された。また、マルトースを示す位置よりやや下側に薄いシグナルが検出されたが、これらはRhizobium JWにより生成される多糖がラミナリナーゼにより分解された結果生成したオリゴ糖を示すものであった。また、加水分解物をスポットした位置には、展開せずに残存した加水分解物のシグナルが濃く検出された。このことから、Rhizobium JWにより生成される多糖は、ラミナリナーゼによる加水分解を受けてグルコースやオリゴ糖を生成することが示された。すなわち、Rhizobium JWにより生成される多糖は、β−(1→3)結合したグルカンを有することが確認された。さらに、加水分解物をスポットした位置に多糖が残存していることから、Rhizobium JWにより生成される多糖は、ラミナリナーゼにより分解されるβ−(1→3)結合以外の結合形態を有することが示唆された。   As shown in FIG. 13, the component hydrolyzed by laminarinase was detected as a dark signal at a position indicating glucose. In addition, a thin signal was detected slightly below the position indicating maltose, which indicated oligosaccharides produced as a result of degradation of the polysaccharide produced by Rhizobium JW with laminarinase. Moreover, the signal of the hydrolyzate which remained without developing was detected deeply at the position where the hydrolyzate was spotted. From this, it was shown that the polysaccharide produced | generated by Rhizobium JW receives the hydrolysis by laminarinase and produces | generates glucose and an oligosaccharide. That is, it was confirmed that the polysaccharide produced by Rhizobium JW has a β- (1 → 3) linked glucan. Furthermore, since the polysaccharide remains at the position where the hydrolyzate is spotted, it is suggested that the polysaccharide produced by Rhizobium JW has a binding form other than β- (1 → 3) bond that is degraded by laminarinase. It was done.

[3−5]セルラーゼおよびラミナリナーゼによる加水分解
Rhizobium JWにより生成される多糖2mgを1mLの蒸留水に溶解し、138Uのセルラーゼを含む等量の50mmol/L酢酸ナトリウム溶液(pH5)溶液と、3.38Uのラミナリナーゼを含む等量の50mmol/Lクエン酸緩衝液(pH6.8)溶液とを加えた。この反応溶液を37℃で15分、30分、1時間、3時間、6時間、18時間および24時間、それぞれ反応させた後、100℃に10分間静置することにより反応を止めた。薄層クロマトグラフィーを用いて、加水分解物に含まれる成分を確認した。展開溶媒は85%アセトニトリルを用い、2回の多重展開を行った。指示薬はナフトールが0.03%および硫酸が5%となるようそれぞれを含むエタノール溶液をスプレー試薬として用いた。その結果を図14に示す。
[3-5] Hydrolysis with cellulase and laminarinase 2 mg of polysaccharide produced by Rhizobium JW was dissolved in 1 mL of distilled water, and an equal volume of 50 mmol / L sodium acetate solution (pH 5) containing 138 U of cellulase; An equal volume of 50 mmol / L citrate buffer (pH 6.8) solution containing 38 U laminarinase was added. The reaction solution was allowed to react at 37 ° C. for 15 minutes, 30 minutes, 1 hour, 3 hours, 6 hours, 18 hours, and 24 hours, and then left at 100 ° C. for 10 minutes to stop the reaction. The components contained in the hydrolyzate were confirmed using thin layer chromatography. The developing solvent was 85% acetonitrile and multiple development was performed twice. As the indicator, an ethanol solution containing 0.03% of naphthol and 5% of sulfuric acid was used as a spray reagent. The result is shown in FIG.

図14に示すように、セルラーゼおよびラミナリナーゼにより加水分解された成分がグルコースを示す位置に濃いシグナルとして検出された。また、マルトースを示す位置よりやや下側から加水分解物をスポットした位置の間にオリゴ糖を示す薄いシグナルが検出された。さらに、加水分解物をスポットした位置には、展開せずに残存した加水分解物のシグナルが濃く検出された。このことから、Rhizobium JWにより生成される多糖は、セルラーゼおよびラミナリナーゼによる加水分解を受けてグルコースやオリゴ糖を生成することが示された。すなわち、Rhizobium JWにより生成される多糖は、β−(1→3)結合したグルカンおよび/またはβ−(1→4)結合したグルカンを有することが確認された。   As shown in FIG. 14, the components hydrolyzed by cellulase and laminarinase were detected as a dark signal at the position indicating glucose. Moreover, the thin signal which shows an oligosaccharide was detected between the position which spotted the hydrolyzate from the position slightly lower than the position which shows maltose. Furthermore, the signal of the hydrolyzate remaining without spreading was detected deeply at the position where the hydrolyzate was spotted. This indicates that the polysaccharide produced by Rhizobium JW undergoes hydrolysis by cellulase and laminarinase to produce glucose and oligosaccharides. That is, it was confirmed that the polysaccharide produced by Rhizobium JW has β- (1 → 3) -linked glucan and / or β- (1 → 4) -linked glucan.

また、加水分解物をスポットした位置に多糖が残存していることから、Rhizobium JWにより生成される多糖は、セルラーゼにより分解されるβ−(1→4)結合および/またはラミナリナーゼにより分解されるβ−(1→3)結合および/またはセルラーゼとラミナリナーゼの共同作用により分解される結合以外の結合形態(分岐構造が予想される)を有することが示唆された。   In addition, since the polysaccharide remains at the position where the hydrolyzate is spotted, the polysaccharide produced by Rhizobium JW is β- (1 → 4) bond that is degraded by cellulase and / or β that is degraded by laminarinase. -It was suggested that it has a binding form (a branched structure is expected) other than a (1 → 3) bond and / or a bond that is degraded by the joint action of cellulase and laminarinase.

以上のような本実施例によれば、β−(1→3)結合したグルカンおよび/またはβ−(1→4)結合したグルカンを有する多糖を工業的に生産することができる。   According to the present Example as described above, a polysaccharide having β- (1 → 3) -linked glucan and / or β- (1 → 4) -linked glucan can be industrially produced.

なお、本発明に係る多糖生成能を有する新規微生物およびこれに生成される多糖は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更することができる。   In addition, the novel microorganisms which have the polysaccharide production | generation ability based on this invention, and the polysaccharide produced | generated by this are not limited to embodiment mentioned above, It can change suitably.

Claims (5)

Rhizobium JW(受領番号:NITE AP−736)である、多糖生成能を有する新規微生物。   A novel microorganism capable of producing a polysaccharide, which is Rhizobium JW (reception number: NITE AP-736). 新規微生物であるRhizobium JW(受領番号:NITE AP−736)より生成される、多糖。   A polysaccharide produced from Rhizobium JW (reception number: NITE AP-736), a novel microorganism. 多糖がβ−(1→3)結合したグルカンおよび/またはβ−(1→4)結合したグルカンを有する多糖である、請求項2に記載の多糖。   The polysaccharide according to claim 2, wherein the polysaccharide is a polysaccharide having β- (1 → 3) -linked glucan and / or β- (1 → 4) -linked glucan. 多糖がグルカンである、請求項2または請求項3に記載の多糖。   The polysaccharide according to claim 2 or 3, wherein the polysaccharide is glucan. グルカンがβ−グルカンである、請求項4に記載の多糖。   The polysaccharide according to claim 4, wherein the glucan is β-glucan.
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