DE2245342A1 - Stable crystalline pullulanase prodn. - using cholate treatment for selective denaturing of protease - Google Patents

Stable crystalline pullulanase prodn. - using cholate treatment for selective denaturing of protease

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DE2245342A1 DE19722245342 DE2245342A DE2245342A1 DE 2245342 A1 DE2245342 A1 DE 2245342A1 DE 19722245342 DE19722245342 DE 19722245342 DE 2245342 A DE2245342 A DE 2245342A DE 2245342 A1 DE2245342 A1 DE 2245342A1
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Abstract

Stable, protease-free crystalline pullulanase (I) is produced by (a) culturing Aerobacter aerogenes ATCC 15050 continuously or batchwise in a liq. medium contg. maltose, soluble starch or pullulan as C source at conventional temp. and pH under aerobic conditions; (b) sepg. the cell mass from the medium; (c) extracting the cell mass with an aq. buffer soln. in the presence of a cholate; (d) dialysing the extract; and (e) isolating (I) by fractional pptn. with acetone in the presence of dodecyl sulphate.

Description

Verfahren zur Herstellung kristallisierter Pullulanase Das Enzym Pullulanase des Bakteriums Aerobacter aerogenes ist von Bedeutung als Hilfsenzym zur Strukturaufklärung von Amylopektinen und Glykogenen sowie in der stärke-verarbeitenden Industrie, beispielsweise zum Abbau der Stärke ungemälzten Getreides bei der Bierherstellung.Process for the production of crystallized pullulanase The enzyme pullulanase of the bacterium Aerobacter aerogenes is important as an auxiliary enzyme for structure elucidation of amylopectins and glycogens as well as in the starch processing industry, for example to break down the starch of unmalted grain in beer production.

Ein Verfahren zur Herstellung von Pullulanase ist nach DOS 1 517 752 bekannt. Weiterhin ist bekannt, daß Pullulanase nilt der externen Membran der Zellen assoziiert ist (vgl. H. Bender, Arch. Mikrobiol. 71, 331(1970)), sie laßt sich von diesen durch Detergentien ablösen. Nach K.Wallenfels, H.Bender und I.R.Rasched Biochem. biophys. Res. Commun. 22, 254, (1966) und K.Wallenfels und I.R.Rasched, Biochem.Z. 344, 524 (1966) kann zur Ablösung Hatriumdodecylsulfat verwendet erden. Das so hergestellte Enzym ist jedoch nicht rein. Vielmehr enthält es auch nach wiederholter Chromatographie an Säulen Spuren eines proteolytischen Enzyms, das einen langsamen aber stetigen Abfall der Pullulanase Aktivität bewirkt (vgl. B.Eisele, I.R.Rasched und K. Wallenfels, European Journal of Biochemistry Vol.26, 62 (1972).A process for the production of pullulanase is according to DOS 1 517 752 known. It is also known that pullulanase nests the external membrane of the cells is associated (cf. H. Bender, Arch. Mikrobiol. 71, 331 (1970)), it can be derived from replace this with detergents. According to K.Wallenfels, H.Bender and I.R. Rasched Biochem. biophys. Res. Commun. 22, 254, (1966) and K.Wallenfels and I.R. Rasched, Biochem.Z. 344, 524 (1966) can be used to remove sodium dodecyl sulfate. The one made in this way However, the enzyme is not pure. Rather, it contains even after repeated chromatography on columns traces of a proteolytic enzyme, which is slow but steady Decrease in pullulanase activity causes (see B.Eisele, I.R. Rasched and K. Wallenfels, European Journal of Biochemistry Vol. 26, 62 (1972).

Die Erfindung betrifft ein Verfahren. Pullulanase aus den Zellen von Aerobacter aerogenes zu extrahieren, von Protease zu befreien und zu krlstallisieren.The invention relates to a method. Pullulanase from the cells of To extract, free from protease and crystallize Aerobacter aerogenes.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Jlerstellung von kristalliller, stabller Pullulanase durch kontinuierliches oder diskontinuierliches Kultivieren von Aerobacter aerogenes ATOG 15050 in einem flüssigeii Nährmedium, das Maltose, lösliche Stärke oder Pullulan als Kohlenstoff-Quelle enthäit, bei hierfür üblichen Temperatur- und pH-Verhätnissen unter aeroben Bedingen durch isolieren der Pullulanase aus den Zellen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die vom Nährmedium abgetrennte zellmasse in einer wässerigen Pufferlösung in Gegenwart von Cholat extrahiert, den Extrakt dialysiert und daraus die Pullulanase durch fraktionierte Präzipitation mit Aceton in Gegenwart von Dodecylsulfat abtrennt.The invention relates to a process for the production of crystalline, stable pullulanase by continuous or discontinuous cultivation of Aerobacter aerogenes ATOG 15050 in a liquid nutrient medium, the maltose, Contains soluble starch or pullulan as a carbon source, with the usual ones Temperature and pH conditions under aerobic conditions by isolating the pullulanase from the cells, which is characterized in that the separated from the nutrient medium cell mass extracted in an aqueous buffer solution in the presence of cholate, the Dialyzed extract and from it the pullulanase by fractional precipitation separated with acetone in the presence of dodecyl sulfate.

Zur Durchführung des Verfahrens wird Aerobacter aerogenes im allgemeinen in einem Nährmedium gezüchtet, das zwischen 0,4 und 1 ,2 Gewichtsprozent Naitose, lösliche Stärke oder Pullulan enthält.Aerobacter aerogenes is generally used to carry out the process grown in a nutrient medium that contains between 0.4 and 1.2 percent by weight of Naitose, Contains soluble starch or pullulan.

Dabei wird ür die kontinuierliche Kultur ein Nährmedium bevor zugt, das 0,4 bis 1,0 Gewichtsprozent Maltose entbält, insbesondere 0,5 - 0,7 Gewichtsprozent Maltose.A nutrient medium is preferred for continuous culture, which contains 0.4 to 1.0 percent by weight of maltose, in particular 0.5 to 0.7 percent by weight Maltose.

Für die diskontinuierliche Kultur werden als Kohlenstoffquelle ebenfalls 0,4 bis 1,0 Gewichtsprozent Maltose bevorzugt. Mit besonderem Vorteil wird hierfür auch eine Mischung aus Maltose und Glukose, insbesondere 0,2 bis o,6 Gewichtsprozent Maltose und ebensoviel Glucose verwendet.For the discontinuous culture are also used as a carbon source 0.4 to 1.0 percent by weight maltose is preferred. This is particularly advantageous also a mixture of maltose and glucose, in particular 0.2 to 0.6 percent by weight Maltose and just as much glucose are used.

Für die diskontinuierliche Kultur lcann ais Kohlenstoffquelle auch lösliche Stärke verwendet werden, vorzugsweise o,6 bis 1,2 Gewichtsprozent, insbesondere 0,7 bis 0,9 Gewichtsprozent lösliche Stärke.For discontinuous culture it can also be used as a carbon source soluble starch can be used, preferably 0.6 to 1.2 percent by weight, in particular 0.7 to 0.9 percent by weight soluble starch.

ZlJeckmäßig wird die Anzucht des Bazillus Aerobacter aerogenes in diskontinuicrlicher kultur vorgenommen. Die so erhaltene Kultur wird dann kontinuierlich weiter gezüchtet, wobei mit Vorteil ein nach Czapek-Dox modifiziertes minimalmedium (wie iij Beispiel 1 angegeben) und als Kohlenstoffquelle Maltose vewrwendet werden.The aim is to cultivate the Bacillus Aerobacter aerogenes in discontinuous culture made. The thus obtained Culture is then continuously bred further, with an advantage according to Czapek-Dox modified minimal medium (as indicated in Example 1) and as a carbon source Maltose can be used.

Die im Gleichgewichtszustand derkontinuierlichen @ultur erhaltenen Zellen werden - zweckmäßig durch Zentrifagieren -vom Nährmedium abgetrennt. Sie werden dann in einer schwach al.Those obtained in the steady state of continuous culture Cells are separated from the nutrient medium, expediently by centrifuging. she are then in a weak al.

kalischen Pufferlösung - zweckmäßig in 0,1 bis 0,01 molarer Tris-(hydroxymethyl)-aminomethan-Mineralsäure-Pufferläsung von einem pH-Wert zwischen 7,5 und 8,7 - suspendiort, die zusätzlich ein lösliches Cholat, insbesondere ein Alkalicholat wie Natriumcholat, und vorteilhaft auch ein lösliches Magnesiumsalz wie Magnesiumchlorid enthält; gute Ergebnisse worden erzielt, wenn beide Salze jeweils in einer Molarität zwischon 1-10² und 5. 10-² in der Pufferlösung enthalten sind.Kalischen buffer solution - expediently in 0.1 to 0.01 molar tris (hydroxymethyl) aminomethane mineral acid buffer solution from a pH value between 7.5 and 8.7 - suspendiort, which also has a soluble Cholate, especially an alkali cholate such as sodium cholate, and advantageously also a contains soluble magnesium salt such as magnesium chloride; good results have been achieved, when both salts are each in a molarity between 1-10² and 5.10-2 in the buffer solution are included.

Das Gewichtsverhältnis der abgetrennten Zellmagse zur Pufferlösung liegt dabei zwischen 1:1 und 1:3 Die Temperatur liegt zwischen 20 und 40, vorzugsweise 25 37°C Die Extraktion der Zellen von Aerobacter aerogenes dadurch die Pufferlösung in Gegenwart von Chloat und Magnesiumsalz erfolgt zweckmä5ig durch Rühren oder Schütteln während 3 bis 6 Stunden Der nach Abtrennen der Zellen gewonnene Extrakt enthält im allgemeinen zwischen 75 und 80 Gewichtsprozent der ursprünglichen Pullulanase-Aktivitat.The weight ratio of the separated cell mags to the buffer solution is between 1: 1 and 1: 3. The temperature is between 20 and 40, preferably 25 37 ° C The extraction of the cells of Aerobacter aerogenes thereby the buffer solution in the presence of chloat and magnesium salt, it is best done by stirring or shaking for 3 to 6 hours The extract obtained after separating the cells contains generally between 75 and 80 percent by weight of the original pullulanase activity.

Der Extrakt wird anschließend dialysiert. Vorteilhaft dialysiert man zunächst 24 bis 48 Stunden lang gegen Wasser und anschliessend 24 bis 36 Stunden lang gegen eine 0,03 bis 0,06 molare Zitratpufferlösung mit einem pH-Wert zwischen 4,8 und 5,5.The extract is then dialyzed. It is advantageous to dialyze initially for 24 to 48 hours against water and then for 24 to 36 hours long against a 0.03 to 0.06 molar citrate buffer solution with a pH between 4.8 and 5.5.

Dadurch werden Salze wie Natriumcholat entfernt und ein größerer Teil inaktiven Materials präzipitiert. Der dialysierte Extrakt wird zweckmäßig durcll Zentrifugieren geklärt.This will remove salts like sodium cholate and a larger part inactive material precipitated. The dialyzed extract is expediently durcll Centrifugation clarified.

Der so erhaltene zellfreie, dialysierte, klare Extrakt wird mit Alkalidodecylsulfat - zweckmäßig mit dem Natriumsalz - versetzt; man verwendet davon mit Vorteil 1,2 bis 1,8 Gewichtsprozent. Die Mischung wird dann der fraktionierten Fällung mit Aceton unterworfen. In der ersten Fraktion, die zweckmäßig bis zu etwa 41 Volunlenprozent Aceton enthält, fallen inalctive Begleitstoffe aus.The cell-free, dialyzed, clear extract obtained in this way is treated with alkali dodecyl sulfate - expediently with the sodium salt - added; one of these uses 1,2 with advantage up to 1.8 percent by weight. The mixture is then subjected to fractional precipitation with acetone subject. In the first fraction, which is expediently up to about 41 percent by volume Contains acetone, inalctive accompanying substances fall out.

Die Pullulanase wird anschließend, vorzugsweise nach Kochsa:Lzzusatz, bei einem Acetongehalt von etwa 48 - 53 Volumenprozent ausgefällt. Die Fällung wird in einer Pufferlösung - zweckmäßig einer neutralen Phosphatpufferlösung - aufgenommen und mit Streptomycinsulfat zur Fällung geringer Mengen Nukleinsäuren versetzt; mit Vorteil verwendet man zwischen 1,2 und 1,8 Gewichtsprozent Streptomycinsulfat.The pullulanase is then, preferably after Kochsa: Lzzusatz, precipitated at an acetone content of about 48 - 53 percent by volume. The precipitation will in a buffer solution - expediently a neutral phosphate buffer solution - added and mixed with streptomycin sulfate to precipitate small amounts of nucleic acids; with It is advantageous to use between 1.2 and 1.8 percent by weight of streptomycin sulfate.

Nach Abtrennen der Nukleinsäuren erhält man eine klare Lösung, die im allgemeinen etwa 70 Gewichtsprozent der in der Kultur ursprünglich vorhandenen Pullulanase-Aktivität enthält. Aus dieser Lösung wird das Enzym zweckmäßig durch Zugabe von Ammoniumsulfat kristallisiert erhalten.After separating the nucleic acids, a clear solution is obtained which generally about 70 percent by weight of that originally present in the culture Contains pullulanase activity. The enzyme is expediently carried out from this solution Addition of ammonium sulfate obtained crystallized.

Das kristalline Enzym enthält 65 % der Gesamtaktivität mit einer spezifischen Aktivität von 38 Einheiten pro Milligramm Protein. Es kann mit den bekannten Metlloden' der Proteinreinigung, beispiel sweise durch Säulenchromatographie, vollständig gereini gt werden; es hat dann eine spezifische Aktivität von 60 Einheiten pro Milligramm Protein. Für viele Anwendungszwecke genügt jedoch der Reinheitsgrad des ioiikristaliisats, da andere Glykosidasen in ihm nicht nachzuweisen sind.The crystalline enzyme contains 65% of the total activity with a specific Activity of 38 units per milligram of protein. It can be done with the well-known Metlloden ' the protein purification, for example by column chromatography, completely purified gt be; it then has a specific activity of 60 units per milligram Protein. For many purposes, however, the degree of purity of the ioiikristaliisats is sufficient, since other glycosidases cannot be detected in it.

Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung wird Pullulanase aus den Zellen von Aerobacter aerogenes proteasefrei und stabil in kristallinem Zustand erhalten. Dazu sind nur wenige Schritte der Extraktion und Reinigung erforderlich. Das neue Verfahren läßt sich somit wesentlich einfacher durchführen als die bekannten Verfahren und kommt für eine Produktion in technischem Maßstab bevorzugt in -Hetracht. Zudem sind die Ausbeuten und insbesondere die Stabilität der nach dem neuen Verfahren hergestellten Pullulanase dem Stand der Technik überlegen. Außerdem ist es aber raschend, daß der'zum Erzielen der Stabilität notwendige Zusatz von Cholat zwar die Protease, nicht aber die Pullulanase denaturiert.According to the method according to the invention, pullulanase is obtained from the cells Obtained from Aerobacter aerogenes protease-free and stable in crystalline state. This only requires a few steps of extraction and purification. The new The method can thus be carried out much more easily than the known methods and is preferred for production on an industrial scale. In addition are the yields and in particular the stability of the according to the new process produced pullulanase superior to the prior art. Besides, it is surprising that the addition of cholate necessary to achieve stability denatures the protease but not the pullulanase.

Beispiel 1 a) Zunächst wird Aerobacter aerogenes ATCC 15050 diskontinuierlich in einem Nährmedium gezüchtet, das 0,4 % Glucose und 0,4 % Maltose enthalt. Die so erhaltene Kultur wird in einem nach Czapek-Dox modifizierten Minimalmedium (NaNO3 0,3 %; KH2PO4 0,1 %; MgSO4. 7 H2O, 0,05 %; KC1 0,05 %; Natriumcitrat 0,05 %; FeSO4.7 H2O, 0,0025 %) unter. den folgenden Bedingungen in einem Fermenter kontinuierlich ge-ziclltet: Temperatur 28°C, Rührergeschwindigkeit 400 Umdrehungen pre Minute, Luftzufuhr ein Volumen Luft pro Volumen-Kulturflüssigkeit und Minute, Verdünnungsrate 0,2 pro Stunde. Als Kohlenstoffquelle wird ein 0,6 %iger Maltosesirup verwendet oder auch ein Sirup aus etwa gleichen Teilen Maltose und Glucose (Sirup Mor Sweet der Maizena Cmbll, Hamburg).Example 1 a) First, Aerobacter aerogenes ATCC 15050 becomes discontinuous grown in a nutrient medium containing 0.4% glucose and 0.4% maltose. the The culture obtained in this way is placed in a minimal medium modified according to Czapek-Dox (NaNO3 0.3%; KH2PO4 0.1%; MgSO4. 7 H2O, 0.05%; KC1 0.05%; Sodium citrate 0.05%; FeSO4.7 H2O, 0.0025%) below. the following conditions in a fermenter continuously targeted: temperature 28 ° C, stirrer speed 400 revolutions per minute, Air supply one volume of air per volume of culture liquid and minute, dilution rate 0.2 per hour. A 0.6% maltose syrup is used as the carbon source or a syrup made from roughly equal parts of maltose and glucose (Mor Sweet der Maizena Cmbll, Hamburg).

Im Gleichgewichtszustand dieser kontinuierlichen Kultur liegen die Enzymkonzentrationen bei 1,5 bis 1,8 Pullulanase-Einheiten pro Milliliter Kulturflüssigkeit bei einer Zelldichte von 2,0 bis 2,5 Milligramm Trockenzollen pro Milliliter. In the state of equilibrium of this continuous culture are the Enzyme concentrations at 1.5 to 1.8 pullulanase units per milliliter of culture fluid with a cell density of 2.0 to 2.5 milligrams dry rolls per milliliter.

b) Ein Kilogramm der frisch zentrifugierten Zellen von Aerobacter aerogenes aus dem Gleichgewichtszustand der kontinuierlichen Kultur mit einem Gehalt von 1,72 Pullulanase-Einheiten pro Millillter der ursprünglichen Suspension werden in 1,2 Litern m/30 Tris-(hydroxymethyl)-aminomethan-H2SO4 -Puffer vom pH 8,0 unter Zusatz von 2,5 . 10-² Mol. pro Liter Magnesiumchlorid und 3 . 1 -2 Mol. pro Liter Natriumcholat suspendiert und vier Stunden lang bei 300C kräftig gerührt.b) One kilogram of the freshly centrifuged Aerobacter cells aerogenes from the equilibrium state of continuous culture with a content of 1.72 pullulanase units per milliliter of the original suspension in 1.2 liters m / 30 tris- (hydroxymethyl) -aminomethane-H2SO4 -buffer of pH 8.0 below Addition of 2.5. 10-² mol. Per liter of magnesium chloride and 3. 1-2 moles per liter Suspended sodium cholate and stirred vigorously for four hours at 300C.

Danach wird die Masse 30 Minuten lang lei 20 000 Umdrehunger pro Minute zentrifugiert. The mass is then rotated for 30 minutes at 20,000 revolutions per minute Centrifuged minute.

Die Gesamtaktivität der Suspension, die ein Volumen von zwei Litern hatte, betrug vor dem Zentrifugieren 100 Einbeiten pro Milliliter, entsprechend einem Gesamtgehalt von 200 000 Einheiten Pullulanase. The total activity of the suspension, which has a volume of two liters was 100 units per milliliter before centrifugation, correspondingly a total of 200,000 units of pullulanase.

In den durch Zentrifugieren enthaltenen 1,3 Litern des zelifreien Überstandes bofinden sich 120 Einheiten1Pullulanase pro Milliliter, entsprechend 156 000 Einheiten insgesamt; das sind 78 /o der ursprünglichen Aktivität. In the 1.3 liters of the cell-free obtained by centrifugation There are 120 units of 1 pululanase per milliliter of the supernatant, accordingly 156,000 units in total; that is 78 / o of the original activity.

Die spezifische Aktivität der so erhaltenen Pullulanase wurde zu 4,5 Einheiten pro Milligramm Protein bestimmt. The specific activity of the pullulanase thus obtained became 4.5 units per milligram of protein determined.

c) Der zellfreie, klare Überstand wird durch Zugabe von Tris-(hydroxymethyl)-aminomethan auf pTI 8,0 gebracht und 48 Stunden lang zunächst gegen fliessendes Leitungswasser und dann gegen 0,5 molaren Phosphat-Citratpuffer von pII 5,0 dialysiert. Das entstehende Präzipitat wird bei 20 000 Umdrehungen pro Minute abzentrifugiert und verworfen. Der Überstand wird auf pH 7,2 eingestellt.-Nach Zugabe von 1,5 % Natriumdodecylsulfat wird in der Kälte unter Huhren Aceton zugetropft.c) The cell-free, clear supernatant is obtained by adding tris (hydroxymethyl) aminomethane brought to pTI 8.0 and initially against running tap water for 48 hours and then dialyzed against 0.5 molar phosphate-citrate buffer of pII 5.0. The emerging Precipitate is centrifuged off at 20,000 revolutions per minute and discarded. The supernatant is adjusted to pH 7.2. After adding 1.5% sodium dodecyl sulfate acetone is added dropwise in the cold under Huhren.

Das bei einer Acetonkonzentration von 41 Vol. % entstehende Präzipitat wird mit 20 000 Umdrehungen pro Minute abzentrifugiert und verworfen. The precipitate formed at an acetone concentration of 41% by volume is centrifuged at 20,000 revolutions per minute and discarded.

Dem Überstand werden zur Begünstigung der Fällung 2 Eochsalz zugesetzt und weiteres Aceton bis zu einer Konzentration von 50 Vol. % zugetropft. Das entstehende Präzipitat wird mit 12 000 Umdrehungen pro Minute abzentrifugiert und in 14-0 Milliliter 0,01 molare Phosphat-Puffer-Lösung vom pH 7,0 aufgenommen. Nach Zugabe von 1,5 % Streptomycinsulfat wird die Lösung zehn Stunden lang in der Kälte stehen gelassen und danach mit 20 000 Umdrehungen pro Minute zentrifugiert. To promote precipitation, 2 table salt are added to the supernatant and further acetone was added dropwise up to a concentration of 50% by volume. The emerging Precipitate is centrifuged off at 12,000 revolutions per minute and in 14-0 milliliters 0.01 molar phosphate buffer solution of pH 7.0 was added. After adding 1.5% Streptomycin sulfate, the solution is left in the cold for ten hours and then centrifuged at 20,000 revolutions per minute.

Vor der Zugabe von Aceton beträgt die Aktivität des dialysierten und durch Zentrifugieren geklärten Überstandes 108 Pullulanase-Linheiten pro Milliliter, das sind bei 1,4 Litern 1 51 200 Pullulanase-Einheiten insgesamt. Before the addition of acetone, the activity of the dialyzed and supernatant clarified by centrifugation 108 pullulanase lines per milliliter, At 1.4 liters, that's a total of 1 51 200 pullulanase units.

Die Aktivität des bei einer Aceton-Konzentration von 50 % erhaltenen Präzipitats beträgt 860 Pullulanase-Einheiten pro Milliliter, das sind bei einer Menge von 160 Millilitern 139 200 Pullulanase-Einheiten insgesamt, entsprechend 69,5 % der anfänglichen Gesamtaktivität. The activity of the obtained at an acetone concentration of 50% Precipitate is 860 pullulanase units per milliliter, that's one Amount of 160 milliliters 139,200 pullulanase units in total, accordingly 69.5% of the total initial activity.

Die Aktivität des klaren Überstandes nach Abtrennen der mit Streptomycinsulfat gefällten Nucleinsäuren beträgt 920 I'ullulanase-Einheiten pro Milliliter., das sind bei 150 Millilitern erhaltenem Volumen 138 000 Pullulanase-Einheiten entsprechend 69 % der anfänglichen Gesamtaktivität. The activity of the clear supernatant after separation with streptomycin sulfate precipitated nucleic acids is 920 I'ullulanase units per milliliter., das with a volume of 150 milliliters obtained, 138,000 pullulanase units are correspondingly 69% of the total initial activity.

Die spezifische Aktivität beträgt 28 Einheiten pro Milligramm Protein. The specific activity is 28 units per milligram of protein.

d) Der wio vorstehend beschrieben nach c) erhaltenen Enzymlösung wird unter Rühren bei 0°C gesättigte Ammoniumsulfatlösung auf G"i 7,0) zugetropft. Ein möglicherweise bei einer Ammoniumsulfat-Konzentration von 18 % entstehendes Präzipitat wird abzentrifugiert, in 15 Milliliter 0,01 molarem Phosphatpuffer bei p 7,0 aufgenommen, zentrifugiert und der klare Überstand zur Enzymlösung zurückgegeben. Wenn eine Arumoniumsulfat-Konzentration von 2(3 9 erreicht ist, beginnt die Kristallisation der Pullulanase. Die Ammoniumsulf2tt-Konzentration wird langsam auf 30 % erhöht. Zur Vervollständigung der Kristallisation läßt man zwei Tage bei 4°C stehen.d) The enzyme solution obtained as described above according to c) is with stirring at 0 ° C., saturated ammonium sulfate solution was added dropwise to a level of 7.0) possible precipitate at an ammonium sulphate concentration of 18% is centrifuged off, taken up in 15 milliliters 0.01 molar phosphate buffer at p 7.0, centrifuged and the clear supernatant returned to the enzyme solution. When an arumonium sulfate concentration of 2 (3 9 is reached, the crystallization of pullulanase begins. The ammonium sulfate concentration is slowly increased to 30%. To complete the crystallization one leaves stand at 4 ° C for two days.

Die Aktivität der abzentrifugierten und in 0,01 molarer Phosphat-Pufferlösung von pH 7,0 aufgelösten Kristalle beträgt nach Klären der Lösung durch Zentrifugieren bei 20 000 Umdrehungen pro Minute 1 300 Pullulanase-Einheiten pro Milliliter, also insgesamt 130 000 Pullulanase-Einheiten insgesamt, entsprechen 65 % der anfänglichen Gesamtaktivität. The activity of the centrifuged and in 0.01 molar phosphate buffer solution crystals dissolved by pH 7.0 is after clarification of the solution by centrifugation at 20,000 revolutions per minute 1,300 pullulanase units per milliliter, that is a total of 130,000 pullulanase units in total, corresponding to 65% of the initial one Total activity.

Die spezifische Aktivität beträgt 38 Einheiten pro Milligramm Protein. The specific activity is 38 units per milligram of protein.

e) Aus der wie unter d) beschrieben erhaltenen Enzymlösung kann die Pullulanase durch tropfenweise Zugabe von in der Kälte gesättigter Ammoniumsulfat-Lösung bei 0°C kristallisiert erhalten werden.e) From the enzyme solution obtained as described under d), the Pullulanase by adding dropwise ammonium sulfate solution saturated in the cold be obtained crystallized at 0 ° C.

Die Aktivität der in 50 Millilitern 0,01 molarer Phosphatpufferlösung aufgelösten Kristalle beträgt 2 270 Pullulanase-Einheiten pro Milliliter, das sind bei einem Volumen von 55 Milliliter insgesamt 125 000 Pullulanase-Einheiten. The activity of the 0.01 molar phosphate buffer solution in 50 milliliters dissolved crystals is 2,270 pullulanase units per milliliter, that is with a volume of 55 milliliters, a total of 125,000 pullulanase units.

Die spezifische Aktivität beträgt 48,5 Einheiten pro Milligramm Protein. The specific activity is 48.5 units per milligram of protein.

Beispiel 2 Die nach 1 d) erhaltene Enzymlösung wird 24 Stunden gegen 0,01 molare Phosphat-Pufferlösung vom pH 7,0 dialysiert und anschliessend lyophilisiert. Man erhält 3,7 g Trockensubstanz mit einem Salzgehalt von 1,5 . Die Aktivität beträgt 40 Einheiten pro Milligramm organischer Trockensubstanz, entsprechend 129500 Einheiten insgesamt.Example 2 The enzyme solution obtained according to 1 d) is counteracted for 24 hours 0.01 molar phosphate buffer solution of pH 7.0 dialyzed and then lyophilized. 3.7 g of dry substance with a salt content of 1.5 are obtained. The activity is 40 units per milligram of organic dry matter, corresponding to 129,500 units all in all.

Beispiel 3 Eine Probe der nach 1 d) erhaltenen Pullulanase-Lösung wird unter Vermeidung eines Mikroorganismenbewuchses 6 Tage bei Zimmerteniperatur aufbewahrt. Innerhalb dieses Zeitraumes ist kein Aktivitätsverlust festzustellen.Example 3 A sample of the pullulanase solution obtained according to 1 d) is 6 days at room temperature, avoiding microorganism growth kept. There was no loss of activity during this period.

Beispiel 4 Aerobacter aerogenes ATCC 15050 wird unter Luftzufuhr diskontinuierlich in einem Nährmedium gezüchtet, das 0,8 Gewichtsprozent lösliche Stärke als Kohlenstoffquelle in dem nach Czapek-Dox modifizierten Nährmedium (wie in Beispiel 1 a angegeben) enthält. Die Temperatur beträgt 280C. Die Züchtung wird zu Ende des logarithmischen Wachstums der Zellen abgebrochen. Man erhält 2,3 bis 2,6 Pullulanase-Einheiten pro Milliliter lCulturflüssigkeit bei einer Zelldichte von 3,0 bis 3,2 Trockenzellen pro Milliliter. Die Isolierung der Pullulanase erfolgt wie in Dcispiel 1 b-e beschrieben.Example 4 Aerobacter aerogenes ATCC 15050 becomes discontinuous with a supply of air grown in a nutrient medium containing 0.8 percent by weight soluble starch as a carbon source in the nutrient medium modified according to Czapek-Dox (as indicated in Example 1 a) contains. The temperature is 280C. The breeding will be at the end of the logarithmic Cells stopped growing. You get 2.3 to 2.6 pullulanase units per milliliter of culture fluid with a cell density of 3.0 to 3.2 dry cells per milliliter. The pullulanase is isolated as described in Example 1 b-e.

Claims (7)

P a t e n t a n s p r ü c h eP a t e n t a n s p r ü c h e 1) Verfahren zur Herstellung von kristalliner, stabiler Pulliilanase durch kon tinuerliche s oder diskontinuierliches Kultivieren von Aerobacter aerogenes ATCC 15050 in einem flüssigen Nährmedium, das Maltose, lösliche Stärke. oder Pullulan als Kohlenstoff-Quelle enthält, bei hierfür iiblichen Temperatur- und pH-Verhältnissen unter aeroben Bedingungen durch Isolieren der Pullulanase aus den Zellen, dadurch gekennzeichnet, daß man die vom Nährmedium abgetrennte Zellmasse in einer wässerigen Pufferlösung in Gegenwart von Cholat extrahiert, den Extrakt dialysiert und daraus die Pullulanase durch fraktioni-erte Präzipitation mit Aceton in Gegenwart von Dodecylsulfat abtrennt.1) Process for the production of crystalline, stable pulliilanase by continuous or discontinuous cultivation of Aerobacter aerogenes ATCC 15050 in a liquid nutrient medium containing maltose, soluble starch. or pullulan as a carbon source, with the usual temperature and pH conditions under aerobic conditions, by isolating the pullulanase from the cells, thereby characterized in that the cell mass separated from the nutrient medium is in an aqueous Buffer solution extracted in the presence of cholate, the extract dialyzed and extracted from it pullulanase by fractional precipitation with acetone in the presence of dodecyl sulfate separates. 2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Natriumcholat in einer Konzentration von 1.10-² bis 5.10-² Mol pro Liter verwendet.2) Method according to claim 1, characterized in that sodium cholate is used used at a concentration of 1.10-² to 5.10-² moles per liter. 3) Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man 0,10 bis 0,01 molare Lösung von Tris-(hydroxySmethyl)-aminomethan-Mineralsäure mit einem pH-Wert zwischen 7,5 und 8,7 verwendet.3) Process according to claims 1 and 2, characterized in that 0.10 to 0.01 molar solution of tris (hydroxySmethyl) aminomethane mineral acid used with a pH between 7.5 and 8.7. 4) Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis der abgetrennten Zellmasse zu der Tris-Pufferlösung zwischen 1:1 und 1:3 liegt.4) Method according to claim 3, characterized in that the weight ratio the separated cell mass to the Tris buffer solution is between 1: 1 and 1: 3. 5) Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man der Pufferlösung Magnesiumionen in einer Konzentration von 1.10-2 bis 5.10-² Mol pro Liter zusetzt.5) Method according to claim 3, characterized in that one of the Buffer solution magnesium ions at a concentration of 1.10-2 to 5.10-² mol per Liters added. 6) Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Extraktion bei einer Temperatur zwischen 25 und 37 oc durchführt.6) Process according to claims 1 and 2, characterized in that the extraction is carried out at a temperature between 25 and 37 oc. 7) Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Extraktion 3 bis 6 Stunden lang unter Rüliren durchführt.7) Process according to claims 1 and 2, characterized in that the extraction is carried out with stirring for 3 to 6 hours.
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