DK143947B - Glucose-isomeriserende enzym og fremgangsmaade til fremstilling heraf samt fremgangsmaade til omdannelse af glucose til fructose - Google Patents
Glucose-isomeriserende enzym og fremgangsmaade til fremstilling heraf samt fremgangsmaade til omdannelse af glucose til fructose Download PDFInfo
- Publication number
- DK143947B DK143947B DK464777AA DK464777A DK143947B DK 143947 B DK143947 B DK 143947B DK 464777A A DK464777A A DK 464777AA DK 464777 A DK464777 A DK 464777A DK 143947 B DK143947 B DK 143947B
- Authority
- DK
- Denmark
- Prior art keywords
- glucose
- fructose
- isomerase
- enzyme
- conversion
- Prior art date
Links
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 title description 28
- 239000008103 glucose Substances 0.000 title description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 19
- 229930091371 Fructose Natural products 0.000 title description 18
- 239000005715 Fructose Substances 0.000 title description 18
- RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N Fructose Chemical compound OC[C@H]1O[C@](O)(CO)[C@@H](O)[C@@H]1O RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N 0.000 title description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title description 8
- 108090000769 Isomerases Proteins 0.000 description 27
- 102000004195 Isomerases Human genes 0.000 description 27
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 23
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 22
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 22
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 14
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 10
- 240000004320 Fuchsia arborescens Species 0.000 description 9
- GUBGYTABKSRVRQ-QKKXKWKRSA-N Lactose Natural products OC[C@H]1O[C@@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)C(O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QKKXKWKRSA-N 0.000 description 9
- 239000008101 lactose Substances 0.000 description 9
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 8
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 7
- SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N D-xylopyranose Chemical compound O[C@@H]1COC(O)[C@H](O)[C@H]1O SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N 0.000 description 6
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 6
- 238000006317 isomerization reaction Methods 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 239000006188 syrup Substances 0.000 description 6
- 235000020357 syrup Nutrition 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 241001467579 Microbacterium arborescens Species 0.000 description 5
- 108700040099 Xylose isomerases Proteins 0.000 description 5
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 4
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 4
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 4
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 3
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 3
- 235000021120 animal protein Nutrition 0.000 description 3
- PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N arabinose Natural products OCC(O)C(O)C(O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N beta-D-Pyranose-Lyxose Natural products OC1COC(O)C(O)C1O SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 description 3
- 229910000396 dipotassium phosphate Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000402 monopotassium phosphate Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000019796 monopotassium phosphate Nutrition 0.000 description 3
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 description 3
- OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 100676-05-9 Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC1C(O)C(O)C(O)C(OC2C(OC(O)C(O)C2O)CO)O1 OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N Maltose Natural products O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)OC(O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N 0.000 description 2
- 241000736110 Sphingomonas paucimobilis Species 0.000 description 2
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 2
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 2
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 2
- 235000016383 Zea mays subsp huehuetenangensis Nutrition 0.000 description 2
- ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L dipotassium hydrogen phosphate Chemical compound [K+].[K+].OP([O-])([O-])=O ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 235000019797 dipotassium phosphate Nutrition 0.000 description 2
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 2
- 235000009973 maize Nutrition 0.000 description 2
- PJNZPQUBCPKICU-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid;potassium Chemical compound [K].OP(O)(O)=O PJNZPQUBCPKICU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 2
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- IHPYMWDTONKSCO-UHFFFAOYSA-N 2,2'-piperazine-1,4-diylbisethanesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)CCN1CCN(CCS(O)(=O)=O)CC1 IHPYMWDTONKSCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000187844 Actinoplanes Species 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-XLOQQCSPSA-N Alpha-Lactose Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)O[C@H](O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-XLOQQCSPSA-N 0.000 description 1
- 241000186063 Arthrobacter Species 0.000 description 1
- 241000193830 Bacillus <bacterium> Species 0.000 description 1
- 229920002261 Corn starch Polymers 0.000 description 1
- 241000589565 Flavobacterium Species 0.000 description 1
- 239000007836 KH2PO4 Substances 0.000 description 1
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SEQKRHFRPICQDD-UHFFFAOYSA-N N-tris(hydroxymethyl)methylglycine Chemical group OCC(CO)(CO)[NH2+]CC([O-])=O SEQKRHFRPICQDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000061176 Nicotiana tabacum Species 0.000 description 1
- 235000002637 Nicotiana tabacum Nutrition 0.000 description 1
- 239000007990 PIPES buffer Substances 0.000 description 1
- 241000364057 Peoria Species 0.000 description 1
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 1
- 235000014680 Saccharomyces cerevisiae Nutrition 0.000 description 1
- 241000187747 Streptomyces Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N beta-maltose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 239000008120 corn starch Substances 0.000 description 1
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 1
- 239000007857 degradation product Substances 0.000 description 1
- 239000008121 dextrose Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 1
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M potassium dihydrogen phosphate Chemical compound [K+].OP(O)([O-])=O GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- DWRMIRJHBQXKHV-UHFFFAOYSA-N sodium;2-[4-(2-sulfoethyl)piperazin-1-yl]ethanesulfonic acid Chemical compound [Na].OS(=O)(=O)CCN1CCN(CCS(O)(=O)=O)CC1 DWRMIRJHBQXKHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 239000012137 tryptone Substances 0.000 description 1
- 229920001221 xylan Polymers 0.000 description 1
- 150000004823 xylans Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
- C12N9/90—Isomerases (5.)
- C12N9/92—Glucose isomerase (5.3.1.5; 5.3.1.9; 5.3.1.18)
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S435/00—Chemistry: molecular biology and microbiology
- Y10S435/8215—Microorganisms
- Y10S435/822—Microorganisms using bacteria or actinomycetales
- Y10S435/85—Flavobacterium
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Enzymes And Modification Thereof (AREA)
Description
(19) DANMARK
/φ ^ (12) FREMLÆGGELSESSKRIFT (1)) 1^3947 Β
DIREKTORATET FOR PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENET
(21) Ansøgning nr. 4647/77 (51) C 12 H 9/92 (22) Indleveringsdag 19· okt. 1977 C 12 P 19/02 (24) Løbedag 19· okt. 1977 C 07 H 3/02 (41) Aim. tilgængelig 21. apr. 1978 (44) Fremlagt 2. nov. 1981 (86) International ansøgning nr. - (86) International indleveringsdag - (85) Videreførelsesdag - (62) Stamansøgning nr. -
(30) Prioritet 20. okt. 1 976j 734222, US
(71) Ansøger R. J. REYNOLDS TOBACCO COMPANY, Winston-Salem, US.
(72) Opfinder Chin Kee Lee, US.
(74) Fuldmægtig Ingeniørfirmaet Hofman-Bang & Boutard.
(54) Glucose-isomeriserende enzym og fremgangsmåde til fremstilling heraf samt fremgangsmåde til om= dannelse af glucose til fructose.
Opfindelsen angår et glucose-isomeriserende enzym og en fremgangsmåde til fremstilling af dette enzym samt en fremgangsmåde til omdannelse af glucose til fructose under anvendelse af enzymet.
Der har i de senere år været betydelig interesse for den enzyma-Uj tiske omdannelse af glucose til fructose, især i forbindelse med > fremstillingen af fructoseholdige sirupper ud fra majsstivelse, ft Den glucose-isomerase, som anvendes til denne omdannelse, kan op-
J
70 ct Γ” * □ 1*3947 2 nås udfra mikroorganismer tilhørende forskellige slægter, herunder Arthrobacter, Streptomyces, Bacillus og Actinoplanes. En anden kilde til glucose-isomerase er fornylig blevet angivet i US patentskrift nr. 3956066, som beskriver fremstillingen af glucose-isomerase ved hjælp af mikroorganismer bl. a. tilhørende arten Flavo-bacterium devorans.
Den foreliggende opfindelse bygger på den erkendelse, at stammer af arten Flavobacterium arborescens er i stand til at producere glucose-isomerase i betydelige mængder. Dette enzym er eminent egnet til anvendelse ved en glucose-isomeriseringsproces.
Det glucose-isomeriserende enzym ifølge opfindelsen er ejendommeligt ved, at det udøver nyttig aktivitet ved en temperatur på 45-90°C og en pH-værdi på 6-10, og at det er opnået ud fra en mikroorganisme tilhørende arten Flavobacterium arborescens.
Selv om de her omhandlede organismer identificeres som tilhørende arten Flavobacterium arborescens, må det bemærkes, at der for øjeblikket er nogen uoverensstemmelse med hensyn til den rigtige klassificering af disse organismer. Side 362-363 i den 8. udgave af Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology angiver, at arten F. arborescens er urigtigt klassificeret som tilhørende slægten Flavobacterium. En ny klassificering og revideret nomenklatur er endnu ikke blevet etableret for disse organismer. Derfor anvendes den eksisterende nomenklatur i denne beskrivelse, underforstået at en anden slægtsbetegnelse i sidste ende vil blive vedtaget ved omklassificering af Flavobacterium arborescens. Det må også bemærkes, at Flavobacterium devorans, som er omtalt i US patentskrift nr. 3956066,ikke påregnes omklassificeret og således i virkeligheden tilhører en anden slægt.
Fremgangsmåden ifølge opfindelsen til fremstilling af det glucose-isomeriserende enzym er ejendommelig ved, at en mikroorganisme tilhørende arten Flavobacterium arborescens dyrkes i et næringsmedium under aerobe betingelser, hvorpå enzymet udvindes.
De foretrukne organismer til anvendelse i forbindelse med den foreliggende opfindelse er mutantstammer isoleret fra kulturen ATCC 4358, som kan fås fra the American Type Culture Collection. De foretrukne stammer af F. arborescens, som er i stand til at producere 3 143947 betydelige mængder glucose-isomerase, er blevet deponeret i den permanente ARS kultursamling ved the USDA Northern Regional Research Laboratory i Peoria, Illinois og er tilgængelige som kulturerne NRRL B-11022 og NRRL B-11023.
De heri omhandlede mikroorganismer kan dyrkes i en lang række medier indeholdende kilder for carbon, nitrogen og uorganiske salte. Et typisk medium inkluderer hydrolyseret dyreprotein, majsstøbevand, ølgærekstrakt, kaliumdihydrogenphosphat, kaliummonohydrogenphosphat og et egnet carbonhydrat. Carbonhydrater, som kan anvendes, inkluderer xylose, glucose, maltose, saccarose og lactose så vel som hydrolysater af xylan, stivelse og cellulose. Dyrkningsmediets begyndelse s-pH- værdi er omkring 7, og gæringen gennemføres aerobt ved omkring 30°C i en egnet fermentor eller rystekolbe. Den maksimale isomerase-aktivitet opnås almindeligvis i løbet af fra omkring 48 til omkring 72 timer.
Den af mikroorganismerne producerede isomerase-aktivitet prøves ved inkubering ved 60°C i 30 minutter af en blanding indeholdende 0,5 ml af det enzymholdige præparat og 1,5 ml af en opløsning indeholdende tilstrækkelig dextrose, "Triein-puffer" (pH 8) og magnesiumchlorid til at give slutkoncentrationer på henholdsvis 1,0M, 0,1M og 0,03M.
Ved enden af inkuberingsperioden afsluttes isomeriseringsreaktionen ved tilsætning af 0,5 ml 1,0N saltsyre. Efter centrifugering fortyndes den klare overvæske passende, og den producerede fructose bestemmes ved den procedure, som er beskrevet af L. Messineo and E. Musarra i Int. J. Biochem. 3(18), 691-699 (1972). Isomerase-ak-tiviteten udtrykkes i mikroenheder, hvor en mikroenhed aktivitet defineres som den mængde enzym, der vil producere et ^ug fructose pr. minut under de ovenfor beskrevne prøvningsbetingelser.
Den mængde isomerase, som produceres af de foretrukne stammer under gunstige dyrkningsbetingelser, har vist sig at være betydelig og væsentlig større end med andre isomerase-producerende mikroorganismer, som er angivet i den kendte teknik. De foretrukne stammers isomerase-produktion varierer betydeligt med anvendte dyrkningsbetingelser. Et særligt overraskende og uventet resultat, er, at den maksimale isomerase-produktion har vist sig at ske, når lactose anvendes i dyrkningsmediet. F.eks. gav dyrkning af NRRL B-11022 i et medium indeholdende 2% lactose 2892 mikroenheder isomerase pr. ml gæringsvæske. Således adskiller de foretrukne stammer sig U3947 4 yderligere fra de hidtil kendte organismer ved den karakteristiske egenskab, at de er i stand til at producere væsentlige mængder (d.v.s. 500/U enh. eller mere pr. ml gæringsvæske) isomerase-akti-vitet, når de dyrkes i et næringsmedium indeholdende lactose som den eneste carbonhydratkilde. Meget væsentlig enzymproduktion sker også, når der ikke sættes carbonhydrater til mediet. Dette påvises ved de i tabel 1 anførte data, baseret på dyrkning ved 30°C af stammer af F. arborescens i et medium indeholdende 1% hydrolyseret dyreprotein ("Bacto-Tryptone" opnået fra Difco Laboratories i Detroit, Michigan, U.S.A.), 1% majsstøbevand, 1% gærekstrakt, 1% ka-liummonohydrogenphosphat, 0,5% kaliumdihydrogenphosphat og 2% car-bonhydrat, hvor det er anført.
Tabel 1
Isomerase-produktion af F.arborescens
Carbonhydrat Isomerase-aktivitet i ^enh/ml 1 medium Timer ATCC 4558 NRRL B-11022 NRRL B-11025
Intet 72 0 1042 1480
Xylose 72 546 892 775
Glucose 72 0 89 1125
Lactose 72 0 2892 1679
Maltose 72 - 1314
Saccharose 72 - 1190 1
Den af F. arborescens producerede isomerase udviser nyttig aktivitet i pH-området fra omkring 6 til omkring 10 ved en temperatur på fra omkring 45 til 90°C. Tabel 2 viser virkningen af pH-vær-dien, og tabel 3 viser virkningen af temperaturen på isomerase-aktiviteten af hele celler opnået ved dyrkning af NRRL B-11022 i et lactoseholdigt næringsmedium ved 30°C i 72 timer. Enzymets stabilitet er angivet ved data i tabel 4. Til opnåelse af de i tabel 2 og 3 anførte data blev indhøstede celler vasket en gang og gensuspenderet i vand til den oprindelige koncentration af cellerne i gæringsvæsken. Den ovenfor beskrevne standard prøvningsprocedure anvendtes til måling af isomerase-aktivitet, undtagen at pufferen blev varieret ved pH-undersøgelsen, og temperaturen blev varieret ved forsøgene med temperaturens virkning. Den i tabel 4 sammenfattede stabilitetsundersøgelse involverede inkubering af vaskede 14 3 9 A 7 5 celler i 0,05M "TRIdNE" puffer (pH 8) indeholdende magnesium-chlorid (0,004M) og prøvning af de inkuberede celler ved de angivne intervaller under anvendelse af standard prøvningsproceduren.
Tabel 2
Virkning af pH på isomerase fra NRRL B-11022
Puffer pH Isomerase-aktlvltet i yu enh./ml PIPES1 6,0 598 PIPES1 6,5 1204 PIPES1 7,0 1782 PIPES1 7,5 2202 TRICINE2 7,5 2624 TRICINE2 8,0 3016 TRICINE2 8,5 5456 TRICINE2 9,0 3408 Ί PIPES er mononatrium-1,4-piperazindiethansulfonsyre.
2TRICINE er N-[2-hydroxy-l,l-bis(hydroxymethyl)ethyl]-glycin.
Tabel 3
Virkning af temperatur på isomerase fra NRRL B-11022 ved pH 8,0_
Temperatur i °C Isomerase-aktivitet i μ enh./ml 45 775 50 1717 55 2776 60 3500 65 4400 70 5104 75 5960 80 6592 85 7088 143947
Tabel 4 6
Stabilitet af isomerase fra NRRL B-11022 ved udvalgte temperaturer_
Total incubations- Isomerase-aktivitet i u erih./ml.
tid i timer_ 60°C incubation 70°C inculpation 24 2212 2340 96 2276 2244 168 2276 2036
Det fremgår klart af dataene i tabel 4, at enzymet er i hovedsagen stabilt i mindst 200 timer ved pH 8 og 60°C som bestemt ved prøvning af vaskede celler indeholdende enzymet. Enzympræparatet bestående af vaskede celler er yderligere karakteriseret ved at bevare mindst 85% af dets aktivitet, når det opvarmes i 200 timer ved 70°C ved pH 8.
Fremgangsmåden ifølge opfindelsen til omdannelse af glucose til fructose er ejendommelig ved, at en glucoseholdig opløsning bringes i kontakt med et glucose isomeriserende enzym ifølge krav 1-4, eller fremstillet ifølge krav 5 eller 6, ved en temperatur på fra omkring 45 til omkring 90°C indenfor et pH-område på fra omkring 6 til omkring 10, og at der udvindes fructoseholdig væske.
Isomerase produceret af F. arborescens er meget effektiv til omdannelse af glucose til fructose, og forskellige procedurer, som allerede er beskrevet i den kendte teknik, kan anvendes til sådanne omdannelser. F.eks. kan de hele celler anvendes direkte i en charge-process, hvorved enzympræparatet består af cellemateriale af mikroorganismen, eller cellerne kan immobiliseres i et fast lag til kontinuert arbejde. Alternativt kan anvendes en cellefri ekstrakt, hvori isomerasen er frigjort fra cellerne ved kendte metoder og anvendes som opløseligt enzym i et charge-system eller immobiliseret til anvendelse ved en kontinuert process. Metoder til anvendelse af enzymer i sådanne former er som sagt velkendte, f.eks. fra en oversigt af W.R. Vieth and K. Venkatasubramanian publiceret i CHEMTECH 2» 677-684 (1973) og 4, 47-55, 309-320 og 434-444 (1974).
7 143947
Uanset formen, hvori isomerasen anvendes til glucose-isomerisering, skal reaktionen udføres ved en temperatur mellem 45 og 90°C, og fortrinsvis mellem 60 og 75°C. Den glucoseholdige opløsnings pH-værdi skal holdes mellem ca. 6 og 10, og fortrinsvis mellem 6,5 og 8,0, for at holde dannelsen af nedbrydningsprodukter minimal ved de forhøjede temperaturer. Enzymet er effektivt med relativt rene glucoseopløsninger såvel som med stivelsehydrolysater fremstillet ved syre- og/eller enzymbehandling. Glucosekoncentrationer på 30-60 vægt-9é foretrækkes til omdannelsestrinnet. Enzymaktiviteten forhøjes ved tilsætning af små mængder magnesiumioner til den glucoseholdige opløsning. Den fructoseholdige opløsning, som opnås fra isomeriseringen, kan renses ved anvendelse af konventionelle metoder, såsom behandling med aktivkul og ionbytterharpikser.
De følgende eksemper tjener til nærmere at belyse udøvelsen af og fordelene ved opfindelsen.
Eksempel 1 I en 500 ml Erlenmeyer-kolbe anbragtes 100 ml næringsmedium indeholdende følgende:
Procent
Hydrolyseret dyreprotein 1,0
Majsstøbevand 1,0 Gærekstrakt 1,0 k2hpo4 1,0 KH2P04 0,5
Lactose 2,0
Dette medium blev podet med frisk fremstillet podemateriale fra F. arborescens NRRL B-11022, og det podede medium blev omrørt ved 30°C under anvendelse af et roterende rysteapparat. Efter 72 timer blev cellerne indhøstet og vasket. En prøvning viste tilstedeværelsen af isomerase-aktivitet svarende til 2892 ja enh/ml hel væske.
8 M3947
Eksempel 2
Isomeriseringen af glucose til fructose udførtes ved tilsætning af 10 g vaskede hele celler, opnået ved proceduren i eks. 1, til 500 ml af en 50 vægt/vol.-% glucosesirup, som var 0,01M med hensyn til magnesiumchlorid. Siruppens pH-værdi blev indstillet til 8,0 ved hjælp af natriumhydroxid, og siruppen hlev incu-beret ved 60°C under svag omrøring. Efter 20 timer blev siruppen analyseret for fructose, og det fandtes, at 45% af glucosen ved blevet omdannet til fructose.
Eksempel 5
Proceduren fra eks. 1 blev gentaget, undtagen at der anvendtes xylose i næringsmediet i stedet for lactose, og at podematerialet var fremstillet ud fra F. arborescens ATCC 4358. Efter 72 timer blev cellerne indhøstet, og en prøvning viste tilstedeværelsen af isomerase-aktivitet svarende til 546 yu enh./ml hel væske.
Eksempel 4
Proceduren fra eks. 1 blev gentaget, undtagen at der anvendtes glucose i stedet for lactose i næringsmediet, og at podematerialet var opnået ud fra F. arborescens NRRL B-11023. Efter 64 timer blev de indhøstede celler prøvet og fandtes at have isomerase-aktivitet svarende til 580pi enh./ml hel væske.
Eksempel 5
Enzymatisk omdannelse af glucose til fructose frembragtes ved indførelse af 9 g våde celler opnået ved proceduren i eks. 4, i 500 ml af en 50 vægt/vol.-% glucoseopløsning, som var 0,005M med hensyn til magnesiumchlorid. Siruppens pH-værdi blev indstillet til 8,0 ved hjælp af natriumhydroxid, og opløsningen blev incuberet ved 60°C under svag omrøring. Analyse af opløsningen efter 27 timer viste et fructoseindhold på 38%.
Eksempel 6 F.arborescens NRRL B-11022 blev dyrket ved 30°C i 70 timer i en 9 143947 10 liters New Brunswick fermentor under anvendelse af det i eks.
1 beskrevne næringsmedium. Cellerne blev indhøstet og immobili-seret ved den i US patentskrift nr. 3821086 beskrevne flokkule-ringsprocedure til opnåelse af et tørt flokkuleret celleaggregat, som udviste isomerase-aktivitet svarende til 75 enh./ml.
En glaskolonne på 2,5 cm i diameter indeholdende 5 g af det tørrede aggregat anvendtes til kontinuert glucose-isomeriseri.ng. Kolonnen holdtes ved 60°C, og en 50 vægt/vol.-9é glucoseopløs-ning, som var 0,005M med hensyn til magnesiumchlorid og indstillet til en pH-værdi på 8,0-8,4 sendtes igennem kolonnen med en strømningshastighed på 26 ml pr. time. Afløbet fra kolonnen blev analyseret for fructose, og omdannelsesgraden af glucose til fructose fandtes at være omkring 4596.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/734,222 US4061539A (en) | 1976-10-20 | 1976-10-20 | Preparation and use of glucose isomerase |
| US73422276 | 1976-10-20 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DK464777A DK464777A (da) | 1978-04-21 |
| DK143947B true DK143947B (da) | 1981-11-02 |
| DK143947C DK143947C (da) | 1982-04-19 |
Family
ID=24950789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DK464777A DK143947C (da) | 1976-10-20 | 1977-10-19 | Glucose-isomeriserende enzym og fremgangsmaade til fremstilling heraf samt fremgangsmaade til omdannelse af glucose til fructose |
Country Status (31)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4061539A (da) |
| JP (1) | JPS5820269B2 (da) |
| AR (1) | AR218040A1 (da) |
| AT (1) | AT359023B (da) |
| AU (1) | AU510174B2 (da) |
| BE (1) | BE859830A (da) |
| BG (2) | BG33588A3 (da) |
| BR (1) | BR7706944A (da) |
| CA (1) | CA1107209A (da) |
| CH (2) | CH630116A5 (da) |
| DE (1) | DE2746939C2 (da) |
| DK (1) | DK143947C (da) |
| ES (1) | ES463344A1 (da) |
| FI (1) | FI58939C (da) |
| FR (1) | FR2368538A1 (da) |
| GB (1) | GB1551897A (da) |
| GR (1) | GR70082B (da) |
| IL (1) | IL53095A (da) |
| IT (1) | IT1086910B (da) |
| LU (1) | LU78355A1 (da) |
| NL (1) | NL176871C (da) |
| NO (1) | NO148297C (da) |
| NZ (1) | NZ185334A (da) |
| PL (1) | PL110770B1 (da) |
| PT (1) | PT67162B (da) |
| RO (1) | RO73285A (da) |
| SE (1) | SE435634B (da) |
| SU (2) | SU747436A3 (da) |
| TR (1) | TR19534A (da) |
| YU (1) | YU40173B (da) |
| ZA (1) | ZA775921B (da) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4399222A (en) * | 1979-08-06 | 1983-08-16 | A. E. Staley Manufacturing Company | Carbohydrases from acidophilic streptomyces |
| US4459354A (en) * | 1979-08-06 | 1984-07-10 | A. E. Staley Manufacturing Company | Carbohydrases from acidophilic streptomyces |
| US4348481A (en) * | 1979-11-29 | 1982-09-07 | Institute Po Microbiologia | Method of obtaining glucose isomerase |
| US4348480A (en) * | 1980-06-04 | 1982-09-07 | Miles Laboratories, Inc. | Process for producing glucose isomerase |
| US4317883A (en) * | 1980-12-03 | 1982-03-02 | Institute Po Microbiologia | Method for obtaining of glucose isomerase |
| US4429044A (en) | 1982-09-28 | 1984-01-31 | Miles Laboratories, Inc. | Preparation of an alkaline protease from flavobacterium arborescens |
| US4920052A (en) * | 1988-02-05 | 1990-04-24 | Miles Inc. | Process for producing glucose isomerase |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5311929B2 (da) * | 1972-08-31 | 1978-04-25 | ||
| US3834988A (en) * | 1972-10-10 | 1974-09-10 | Anheuser Busch | Method of making glucose isomerase and using same to convert glucose to fructose |
| GB1455993A (en) * | 1973-01-12 | 1976-11-17 | Novo Industri As | Glucose isomerase |
| US3956066A (en) * | 1973-08-16 | 1976-05-11 | A. E. Staley Manufacturing Company | Glucose isomerizing enzyme |
-
1976
- 1976-10-20 US US05/734,222 patent/US4061539A/en not_active Expired - Lifetime
-
1977
- 1977-10-03 SE SE7711054A patent/SE435634B/sv not_active IP Right Cessation
- 1977-10-04 NZ NZ185334A patent/NZ185334A/xx unknown
- 1977-10-04 ZA ZA00775921A patent/ZA775921B/xx unknown
- 1977-10-10 GB GB42135/77A patent/GB1551897A/en not_active Expired
- 1977-10-10 IL IL53095A patent/IL53095A/xx unknown
- 1977-10-10 YU YU2439/77A patent/YU40173B/xx unknown
- 1977-10-11 FI FI773006A patent/FI58939C/fi not_active IP Right Cessation
- 1977-10-12 AU AU29603/77A patent/AU510174B2/en not_active Expired
- 1977-10-12 AR AR269560A patent/AR218040A1/es active
- 1977-10-13 CA CA288,604A patent/CA1107209A/en not_active Expired
- 1977-10-14 GR GR54577A patent/GR70082B/el unknown
- 1977-10-17 RO RO7791859A patent/RO73285A/ro unknown
- 1977-10-17 DE DE2746939A patent/DE2746939C2/de not_active Expired
- 1977-10-17 FR FR7731190A patent/FR2368538A1/fr active Granted
- 1977-10-17 PT PT67162A patent/PT67162B/pt unknown
- 1977-10-18 IT IT28750/77A patent/IT1086910B/it active
- 1977-10-18 BG BG037603A patent/BG33588A3/xx unknown
- 1977-10-18 BR BR7706944A patent/BR7706944A/pt unknown
- 1977-10-18 BE BE1008451A patent/BE859830A/xx not_active IP Right Cessation
- 1977-10-18 BG BG038882A patent/BG33589A3/xx unknown
- 1977-10-19 TR TR19534A patent/TR19534A/xx unknown
- 1977-10-19 SU SU772540996A patent/SU747436A3/ru active
- 1977-10-19 DK DK464777A patent/DK143947C/da not_active IP Right Cessation
- 1977-10-19 ES ES463344A patent/ES463344A1/es not_active Expired
- 1977-10-19 JP JP52125639A patent/JPS5820269B2/ja not_active Expired
- 1977-10-19 CH CH1274177A patent/CH630116A5/fr not_active IP Right Cessation
- 1977-10-19 NO NO773591A patent/NO148297C/no unknown
- 1977-10-20 LU LU78355A patent/LU78355A1/xx unknown
- 1977-10-20 PL PL1977201627A patent/PL110770B1/pl unknown
- 1977-10-20 AT AT750677A patent/AT359023B/de not_active IP Right Cessation
- 1977-10-20 NL NLAANVRAGE7711563,A patent/NL176871C/xx not_active IP Right Cessation
-
1978
- 1978-02-17 SU SU782584101A patent/SU764617A3/ru active
-
1981
- 1981-10-30 CH CH692681A patent/CH635128A5/fr not_active IP Right Cessation
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3645848A (en) | Process of preparing glucose isomerase | |
| DK143947B (da) | Glucose-isomeriserende enzym og fremgangsmaade til fremstilling heraf samt fremgangsmaade til omdannelse af glucose til fructose | |
| US5057418A (en) | Process for the preparation of difructose dianhydride iii | |
| US4283496A (en) | Preparation and use of glucose isomerase | |
| WO1990010080A1 (fr) | Production de nucleoside | |
| US3834988A (en) | Method of making glucose isomerase and using same to convert glucose to fructose | |
| US4179335A (en) | Thermostable lactase derived from Bacillus coagulans | |
| US4458017A (en) | Process for preparing fructose from starch | |
| JP3026857B2 (ja) | 新規プルラナーゼおよびその製造法 | |
| JP3235904B2 (ja) | 耐熱性マンノースイソメラーゼ及びその製造法並びにこれを用いたマンノースの製造法 | |
| JP3062409B2 (ja) | 新規なβ−ガラクトシド−α２，６−シアル酸転移酵素及びその製造方法 | |
| US3813320A (en) | Methods of making glucose isomerase and of converting glucose to fructose | |
| US4605619A (en) | Process for preparing fructose from starch | |
| US4920052A (en) | Process for producing glucose isomerase | |
| KR820001312B1 (ko) | 글루코즈-이성화 효소의 제조방법 | |
| Fitzgerald et al. | Sulphur utilization during growth of pseudomonas fluorescens on potassium D-glucose 6-O-sulphate | |
| JP2970932B2 (ja) | 新規耐熱性β―ガラクトシル基転移酵素、その製造法及びその用途 | |
| US4551430A (en) | Constitutive producer of a thermostable glucose isomerase | |
| FI58940C (fi) | Foerfarande foer enzymatisk omvandling av glukos till fruktos | |
| CA1195275A (en) | Process for preparing fructose | |
| KR820001311B1 (ko) | 글루코즈를 프락토즈로 전환시키는 방법 | |
| JPS6331195B2 (da) | ||
| JP4439153B2 (ja) | 耐熱性マンノースイソメラーゼ及び該酵素を用いたマンノースの製造法 | |
| JP3012356B2 (ja) | フルクトキナーゼの製造法 | |
| JPH08187080A (ja) | 耐酸、耐熱性グルコースイソメラーゼ、その製造法及びそれを用いるフラクトースの製造法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PBP | Patent lapsed |