FI58940C - Foerfarande foer enzymatisk omvandling av glukos till fruktos - Google Patents
Foerfarande foer enzymatisk omvandling av glukos till fruktos Download PDFInfo
- Publication number
- FI58940C FI58940C FI792126A FI792126A FI58940C FI 58940 C FI58940 C FI 58940C FI 792126 A FI792126 A FI 792126A FI 792126 A FI792126 A FI 792126A FI 58940 C FI58940 C FI 58940C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- glucose
- isomerase
- activity
- fructose
- enzymatic
- Prior art date
Links
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 title description 5
- 108090000769 Isomerases Proteins 0.000 description 30
- 102000004195 Isomerases Human genes 0.000 description 30
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 27
- 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 description 24
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 24
- 229930091371 Fructose Natural products 0.000 description 15
- 239000005715 Fructose Substances 0.000 description 15
- RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N Fructose Chemical compound OC[C@H]1O[C@](O)(CO)[C@@H](O)[C@@H]1O RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N 0.000 description 15
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 15
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 14
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 14
- 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 12
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 11
- 239000008101 lactose Substances 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 10
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- 240000004320 Fuchsia arborescens Species 0.000 description 8
- 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
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 6
- 238000006317 isomerization reaction Methods 0.000 description 6
- 239000006188 syrup Substances 0.000 description 6
- 235000020357 syrup Nutrition 0.000 description 6
- 108700040099 Xylose isomerases Proteins 0.000 description 5
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 5
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 5
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 5
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 5
- 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 4
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 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 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007997 Tricine buffer Substances 0.000 description 3
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 3
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 3
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 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
- 235000005822 corn Nutrition 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
- 241000589565 Flavobacterium Species 0.000 description 2
- 108010010803 Gelatin Proteins 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
- 241001467579 Microbacterium arborescens Species 0.000 description 2
- SEQKRHFRPICQDD-UHFFFAOYSA-N N-tris(hydroxymethyl)methylglycine Chemical compound OCC(CO)(CO)[NH2+]CC([O-])=O SEQKRHFRPICQDD-UHFFFAOYSA-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
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 2
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000396 dipotassium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 2
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 2
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 2
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 2
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 2
- PJNZPQUBCPKICU-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid;potassium Chemical compound [K].OP(O)(O)=O PJNZPQUBCPKICU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 238000012289 standard assay Methods 0.000 description 2
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 2
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 2
- 239000005720 sucrose Substances 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
- 229920001817 Agar Polymers 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
- 239000004471 Glycine Substances 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
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 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
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 description 1
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 description 1
- 241000187747 Streptomyces Species 0.000 description 1
- UZMAPBJVXOGOFT-UHFFFAOYSA-N Syringetin Natural products COC1=C(O)C(OC)=CC(C2=C(C(=O)C3=C(O)C=C(O)C=C3O2)O)=C1 UZMAPBJVXOGOFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 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
- 230000001413 cellular effect Effects 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
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000008120 corn starch Substances 0.000 description 1
- 239000007857 degradation product Substances 0.000 description 1
- KCFYHBSOLOXZIF-UHFFFAOYSA-N dihydrochrysin Natural products COC1=C(O)C(OC)=CC(C2OC3=CC(O)=CC(O)=C3C(=O)C2)=C1 KCFYHBSOLOXZIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L dipotassium hydrogen phosphate Chemical compound [K+].[K+].OP([O-])([O-])=O ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000019797 dipotassium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L disodium hydrogen phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].OP([O-])([O-])=O BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 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
- 239000002054 inoculum 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
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 1
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 1
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 150000002826 nitrites Chemical class 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
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 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
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000002277 temperature effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000012137 tryptone Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001221 xylan Polymers 0.000 description 1
- 150000004823 xylans Chemical class 0.000 description 1
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Enzymes And Modification Thereof (AREA)
Description
κ '^Τ'-Λ Γβ1 KUULUTUSJULKAISU r Q π λ η jj&l·» W (11)UTlAOONINO*SKRIFT 58940 C «ο Patentti myCnr... tty il 05 1931 Patent ir.eddelat (St, Kv.*.W3 o 12 If 9/92 // o 12 a 1/20 SUOMI —FINLAND (21) ^Miwtlhikemut — Pw*ntti»ftknlnj 792126 (22) Hakamlapilvi — Am6knin(id«( 05.07.79 (23) AlkupUvt—GHtighetidaf 11.10.77 (41) Tullut JulklMksI — Bllvlt off«ntllg
Patentti- )a rakistarihallittM NihtMkrtp™» „ kuuL|«iw*,n pvm. -
Patant* och roglstcrstyrofMn ' Amöku uti*|d och uti.*knft*n pubikarad 30.01.81 (32)(33)(31) Pyydetty ·ωο»ι«ιι*—β·*ΐΛΐ priorit·* 20.10.76 USA(US) 73^222 (71) R.J. Reynolds Tobacco Company, Main & Fourth Streets, Winston Salem,
North Carolina, USA(US) (72) Chin Kee Lee, Winston Salem, North Carolina, USA(US) (ib) Oy Kolster Ab (5*0 Menetelmä glukoosin entsymaattiseksi muuttamiseksi fruktoosiksi -Förfarande för enzymatisk omvandling av glukos tili fruktos (62) Jakamalla erotettu hakemuksesta 773006 (kuulutusjulkaisu 5Ö939) ~
Avdelad frän ansökan 773006 (utläggningsskrift 58939)
Keksinnön kohteena on menetelmä glukoosin entsymaattiseksi muuttamiseksi fruktoosiksi.
Viime vuosina on esiintynyt huomattava mielenkiintoa glukoosin muuttamiseksi entsymaattisesti fruktoosiksi erityisesti fruktoosia sisältävien siirappien valmistuksen yhteydessä maissitärkkelyk-sestä. Tätä konversiota varten käytettyä glukoosi-isomeraasia voidaan saada mikro-organismeista, jotka kuuluvat eri sukuihin, kuten Arthrobacter, Streptomyces, Bacillus ja Actinoplanes. Eräs glukoosi-isomeraasilähde on äskettäin esitetty US-patentissa n:o 3 965 066, jossa esitetään glukoosi-isomeraasin valmistusta Flavobacterium devorans -lajin avulla.
Tämä keksintö perustuu havaintoon, että Flavobacterium arborescens -lajin kannat pystyvät tuottamaan glukoosi-isomeraasia 2 58940 huomattavissa määrissä. Tämä entsyymi sopii hyvin käytettäväksi glu-koosi-isomerointiprosessissa.
Vaikka tässä esitetyt organismit luetaan kuuluviksi Flavobac-terium arborescens -lajiin, on huomattava, että on erilaisia mielipiteitä näiden organismien oikeasta luokittelusta. Sivuilla 362-363 Bergey'n teoksen Manual of Determinative Bacteriology 8. painoksessa ilmoitetaan, että F. arborescens -laji on väärin luokiteltu Flavobacterium-suvun jäseneksi. Näiden organismien uutta luokittelua ja korjattua nimistöä ei vielä ole julkaistu. Sen tähden tässä käytetään olemassa olevaa nimistöä, jolloin on ymmärrettävää, että mahdollisesti otetaan käyttöön toinen suku-nimitys Flavobacte-rium arborescens1 in uudelleen luokittelussa. Huomattakoon, että Flavobacterium devorans -lajia, johon US-patentissa n:o 3 956 066 viitataan, ei ole ehdotettu uudelleen luokiteltavaksi ja täten itse asiassa kuuluu eri sukuun.
Edulliset organismit, joita tämän keksinnön yhteydessä käytetään, ovat kannasta ATCC 4358 eristetyt kaksi mutanttikantaa, jotka on saatavissa kokoelmasta "American Type Culture Collection", F. arborescens -lajin mainitut edulliset mutanttikannat, jotka pystyvät tuottamaan merkittäviä määriä glukoosi-isomeraasia, on talletettu pysyvään kokoelmaan ARS Culture Collection of the, USDA Northern Regional Research Laboratory Peoriassa, Illinoisissa, ja niitä on saatavina viljelminä NRRL B-11,022 ja NRRL B-11,023.
Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetyn kahden edullisen kannan ominaisuudet ovat seuraavat: muoto sauvamainen; sauvat esiintyvät yksittäin tai ketjuina; sauvojen pituus 0,5-2,5 ^im; käymisliemes-sä muodostuu pitkiä, aaltomaisia nauhoja; kannat liikkumattomia, gram-positiivisia.
Gelatiinikoloniat: pienellä suurennuksella katsottuna koloniat ovat ensin haarautuneita säikeitä; keskusta tulee kellertäväksi ja reunat tulevat läpikuultaviksi ja puumaisiksi.
Gelatiinisauvakoe: nesteytymistä ja keltaisen saostuman muodostuminen.
Agar-vinoviljelmä: hidas, likaisen oranssinvärinen kasvu.
Käymisliemi: turbulentti keltainen liete, ei kalvoa.
Lakmus-maito: hidas koagulaatio, lakmus pelkistyy, reaktio neutraali.
Viljely kiinteässä väliaineessa (peruna): tumman oranssi, 3 58940 rehevä kasvu. Nitraattiliuoksessa ei kasvua, nitriittejä ei muodostu. Aerobinen, fakultatiivisesti anaerobinen. Optimi kasvulämpöti-la 30°C.
ATCC 4358 kykenee kehittämään isomeraasi-aktiviteettia vil-jeltäessä tätä kantaa elatusaineessa, joka sisältää ksyloosia ainoana hiilihydraattilähteenä, mutta ei kykene tuottamaan isomeraasia käytettäessä glukoosia tai laktoosia ainoana hiilihydraattilähteenä .
NRRL B-11,022 kykenee kehittämään oleellisen isomeraasiak-tiviteetin viljeltäessä tätä kantaa elatusaineessa, joka sisältää laktoosia ainoana hiilihydraattilähteenä, mutta kykenee kehittämään vain vähän aktiviteettia, kun glukoosi on ainoana hiilihydraatti-lähteenä.
NRRL B-11,023 kykenee kehittämään oleellisen isomeraasiak-tiviteetin viljeltäessä tätä kantaa elatusaineessa, joka sisältää joko glukoosia tai laktoosia ainoana hiilihydraattilähteenä.
Oleellinen isomeraasiaktiviteetti tarkoittaa aktiviteettia vähintään 500 mikroyksikköä yhtä viljelyliemimillilitraa kohden.
Tässä esitettyjä mikro-organismeja voidaan viljellä useissa eri väliaineissa, jotka sisältävät hiili- ja typpilähteitä sekä epäorgaanisia suoloja. Eräs tyypillinen väliaine sisältää hydrolysoitua eläinproteiinia, maissinliuotusnestettä, panimohiivauutetta, kaliumdivetyfosfaattia, kaliummonovetyfosfaattia ja sopivan hiilihydraatin. Käyttökelpoisia hiilihydraatteja ovat ksyloosi, glukoosi, maltoosi, sakkaroosi ja laktoosi sekä myös ksylaanin, tärkkelyksen ja selluloosan hydrolysaatit. Kasvuväliaineen alku-pH on noin 7 ja käyminen saatetaan tapahtumaan aerobisesti noin 30°C:ssa sopivassa käymislaitteessa tai ravistuspullossa. Suurin isomeraa-siaktiivisuus, saavutetaan yleensä noin 48-72 tunnissa.
Mikro-organismien tuottama isomeraasiaktiivisuus määritettiin inkuboimalla 60°C:ssa 30 minuuttia seosta, joka sisältää 0,5 ml entsyymiä sisältävää valmistetta ja 1,5 ml liuosta, joka sisältää riittävästi glukoosia, Tricine-puskuria (pH 8) ja magnesium-kloridia antamaan loppupitoisuudeksi vastaavasti 1,0M, 0,1M ja 0,03M. Inkubointijakson lopussa isamerointireaktio lopetetaan lisäämällä 0,5 ml 1,0N kloorivetyhappoa. Linkoamisen jälkeen sakan päällä oleva kirkas jae laimennetaan sopivasti ja muodostunut fruktoosi määritetään L. Messineo'n ja E. Musarra'n menetelmällä, kuten on 4 58940 kuvattu julkaisussa Int. J. Biochem. 3 (18), 691-699 (1972). Iso-meraasiaktiivisuus ilmaistaan mikroyksikköinä, jolloin aktiivisuuden yksi mikroyksikkö määritellään määräksi entsyymiä, joka tuottaa yhden mikrogramman fruktoosia minuutissa edellä kuvatuissa määritys-olosuhteissa.
Edullisten kantojen tuottaman isomeraasin määrän edullisissa viljelyolosuhteissa on havaittu olevan melko suuren ja merkittävästi suuremman kuin muilla tekniikan tunnettuun tasoon kuuluvilla isomeraasia tuottavilla mikro-organismeilla. Edullisten kantojen isomeraasituotanto vaihtelee huomattavasti riippuen käytetyistä viljelyolosuhteista. Erityisen yllättävä ja odottamaton tulos on, että maksimi-isomeraasituotantoon on havaittu päästävän käytettäessä laktoosia kasvuväliaineessa. Esimerkiksi NRRL B-ll,022:n viljely väliaineessa, joka sisältää 2 % laktoosia, antaa 2 892 mikroyk-sikköä isomeraasia ml:aa kohti käymislientä. Edullisille kannoille on edelleen ominaista ja ne eroavat aikaisemmin tunnetuista läheisistä kannoista siinä, että ne pystyvät tuottamaan suuria määriä (ts. 500 mikroyksikköä/ml lientä tai enemmän) isoraeraasiaktiivi-suutta yiljeltäessä niitä ravintovänaineessa, joka sisältää laktoosia ainoana hiilihydraattilähteenä. Hyvin suurta entsyymin tuotantoa tapahtuu myös, kun hiilihydraatteja ei ollenkaan lisätä väliaineeseen. Tämä osoitetaan taulukon 1 arvoilla, jotka perustuvat F. arborescens -kantojen viljelyyn 30°C:ssa väliaineessa, joka sisältää 1 % hydrolysoitua eläinproteiinia (Bacto-Tryptone, jota tuottaa Difco Laboratories Detroitissa, Michiganissa), 1 % maissin-liuotusnestettä, 1 % hiivauutetta, 1 % natriummonovetyfosfaattia, 0,5 % kaliumdivetyfosfaattia ja 2 % hiilihydraattia.
Taulukko 1 F. arborescens'in tuottama isomeraasi
Hiilihydraatti Isomeraasiaktiviteetti mikroyksikköinä/ml väliaineessa tuntia ATCC 4358 NRRL B-11,022 NRRL B-11,023 ei läsnä 72 0 1 042 1 480 ksyloosi 72 546 892 775 glukoosi 72 0 89 1 123 laktoosi 72 02 892 1 679 maltoosi 72 1 314 sakkaroosi 72 - 1 190 5 58940 F. abrorescens'ilia tuotetulla isomeraasilla on käyttökelpoinen aktiviteetti pH-alueella noin 6-10 ja noin 45-90°C:n lämpötilassa. Taulukko 2 osoittaa pH:n vaikutuksen ja taulukko 3 osoittaa lämpötilan vaikutuksen isomeraasiaktiviteettiin, joka liittyy ehjiin soluihin, jotka on saatu viljelemällä kantaa NRRL B-11,022 laktoosia sisältävässä ravintoliuoksessa 30°C:ssa 72 tuntia. Entsyymin pysyvyys on osoitettu taulukossa 4. Taulukossa 2 ja 3 esitettyjä arvoja varten pestiin talteenotetut solut kerran ja suspendoi-tiin uudelleen veteen alkuperäiseen solupitoisuuteen käymisliemes-sä. Edellä kuvattua standardimääritysmenetelmää käytettiin isome-raasiaktiviteetin mittaamiseen, paitsi että puskuria vaihdeltiin pH-tutkimuksessa ja lämpötilaa vaihdeltiin lämpötilan vaikutusko-keissa. Pysyvyystutkimus, joka on koottu taulukkoon 4, käsitti pestyjen solujen inkuboinnin 0,05M TRICINE-puskurissa (pH 8), joka sisältää magnesiumkloridia (0,004M) sekä inkuboitujen solujen määrittämisen määrätyin väliajoin käyttäen standardimääritysmenetelmää.
Taulukko 2 pH:n vaikutus NRRL B-ll,022:sta saatuun isomeraasiin
Puskuri pH Isomeraasiaktiviteetti mikro- yksikköinä/ml PIPES1 6,0 598 PIPES1 6,5 1 204 PIPES1 7,0 1 782 PIPES1 7,5 2 202 TRICINE2 7,5 2 624 TRICINE2 8,0 3 016 TRICINE2 8,5 3 456 TRICINE2 9,0 3 408 PIPES on mononatrium-1,4-piperatsiinidietaanisulfonihappo 2 TRICINE on N-/5-hydroksi-l,l-bis(hydroksimetyyli^-glysiini β 58940
Taulukko 3 Lämpötilan vaikutus kannasta NRRL B-11,022 saatuun isomeraa-siin pH 8,0:ssa Lämpötila °C:ssa Isomeraasiaktiviteetti mikroyksikköinä/ml 45 775 50 1 717 55 2 776 60 3 500 65 4 400 70 5 104 75 5 960 80 6 592 85 7 088
Taulukko 4
Kannasta NRRL B-11,022 saadun isomeraasin pysyvyys valituissa lämpötiloissa
Kokonaisin- Isomeraasiaktiviteetti mikroyksiköissä/ml kubointiaika 60°C:seen 70°C=seen un emä inkubointi inkubointi 24 2 212 2 340 96 2 276 2 244 158 2 276 2 036 240 2 262 2 092
Taulukon 4 arvoista ilmenee, että entsyymi on pääasiallisesti pysyvä ainakin 200 tuntia pH-arvossa 8 ja 60°C:ssa, kuten on määritetty analysoimalla entsyymin sisältäviä pestyjä soluja. Pestyjen solujen muodostamalle entsyymivalmisteelle on edelleen ominaista, että se säilyttää ainakin 85 % aktiviteetistaan, kun sitä kuumennetaan 200 tuntia 70°C:ssa ja pH-arvossa 8.
F. arborescens'in tuottama isomeraasi on hyvin tehokas glukoosin muuttamisessa fruktoosiksi ja useita erilaisia tunnettuja menetelmiä voidaan käyttää tällaisia konversioita varten. Esimerkiksi ehjiä soluja voidaan käyttää suoraan panoksittaisessa prosessissa, jossa entsyymivalmiste käsittää soluaineen, joka on peräisin mikro-organismista tai solut voidaan immobilisoida kiinteään patjaan jatkuvaa toimintaa varten. Vaihtoehtoisesti voidaan 7 58940 käyttää soluvapaata uutetta, jolloin isomeraasi vapautetaan soluista tunnetuin menetelmin ja käytetään liukoisena entsyyminä panok-sittaisessa järjestelmässä tai tehdään liikkumattomaksi käytettäväksi jatkuvassa prosessissa. Menetelmät entsyymien käyttämiseksi tällä tavalla ovat hyvin tunnettuja, kuten on osoitettu esimerkiksi W.R. Vieth’in ja K. Venkatasubramanian'in katsauksessa, joka on julkaistu CHEMTECH 3:ssa, 677-684 (1973) ja 4:ssä, 47-55, 309-320 ja 434-444 (1974).
Huolimatta muodosta, jossa isomeraasia käytetään glukoosi-isomerointia varten, tulee reaktio saattaa tapahtumaan lämpötilassa väliltä 45-90°C ja edullisesti noin 60-75°C:ssa. Glukoosia sisältävän liuoksen pH tulee pitää arvossa noin 6-10, edullisesti arvossa noin 6,5 - 8,0 hajoamistuotteiden muodostumisen vähentämiseksi korotetuissa lämpötiloissa. Entsyymi on tehokas suhteellisen puhtaiden glukoosiliuosten kanssa sekä myös tärkkelyshydrolysaat-tien kanssa, jotka on valmistettu happo- ja/tai entsyymikäsittelyl-lä. 30-60 paino-%:n glukoosipitoisuudet ovat edullisia konversio-vaihetta varten. Entsyymiaktiviteettia parannetaan lisäämällä pieniä määriä magnesiumioneja glukoosia sisältävään liuokseen. Fruktoosia sisältävä liuos, joka on saatu isomeroinnista, voidaan puhdistaa käyttäen tavanomaisia menetelmiä, kuten käsittelyä aktiivihiilellä ja ioninvaihtohartseilla.
Seuraavat esimerkit valaisevat keksinnön käyttöä ja etuja edelleen.
Esimerkki 1 500 ml:n Erlenmeyer-pulloon pantiin 100 ml ravintoväliainet-ta, joka sisälsi seuraavaa: hydrolysoitua eläinproteiinia 1,0 % maissin liuotusnestettä 1,0 % hiivauutetta 1,0 % k2hpo4 1,0 % KH2P04 0,5 % laktoosia 2,0 %
Edellä esitetty väliaine ympättiin vastavalmistetulla F. arborescens NRRL B-ll,022:sta saadulla ympillä ja ympättyä väliainetta sekoitettiin 30°C:ssa käyttäen pyörivää ravistinta. 72 tunnin kuluttua solut otettiin talteen ja pestiin. Analyysi ilmai- 8 58940 si isomeraasiaktiviteettiekvivalentteja olevan läsnä 2 892 mikro-yksikköä yhtä ml kohti kokonaislientä.
Glukoosin isomerointi fruktoosiksi suoritettiin lisäämällä 10 g pestyjä ehjiä soluja, jotka oli saatu edellä esitetyllä tavalla, 500 ml:aan 50-%:ista (paino/tilavuus) glukoosisiirappia, joka oli 0,01M magnesiumkloridin suhteen. Siirapin pH säädettiin arvoon 8,0 natriumhydroksidin avulla ja siirappia inkuboitiin 60°C:ssa lievästi sekoittaen. 20 tunnin jälkeen siirappi analysoitiin fruktoosin suhteen ja havaittiin, että 45 % glukoosista oli muuttunut fruktoosiksi.
Esimerkki 2
Kantaa F. arborescens NRRL B-11,023 viljeltiin esimerkin 1 mukaisesti, paitsi että laktoosi korvattiin glukoosilla ravintoväli-aineessa. 64 tunnin päätyttyä talteenotetut solut analysoitiin ja havaittiin isomeraasiaktiviteettiekvivalentin olevan 580 mikro-yksikköä yhtä ml kohti kokonaislientä.
Glukoosin entsymaattinen konversio fruktoosiksi suoritettiin lisäämällä 9 g märkiä soluja, jotka oli saatu edellä esitetyllä tavalla, 500 mitään 50-%:ista (paino/tilavuus) glukoosiliuosta, joka oli 0,005M magnesiumkloridin suhteen. Siirapin pH säädettiin arvoon 8,0 natriumhydroksidin avulla ja liuosta inkuboitiin 60°C:ssa lievästi sekoittaen. Liuoksen analyysi 27 tunnin kuluttua antoi fruktoosipitoisuuöeksi 38 %.
Esimerkki 3 F. arborescens-kantaa NRRL B-11,022 viljeltiin 30°C:ssa 70 tuntia 10 l:n New Brunswick-käymislaitteessa käyttäen esimerkissä 1 kuvattua ravintoväliainetta. Solut otettiin talteen ja immobilisoi-tiin flokkulointimenetelmällä, joka on esitetty US-patentissa n:o 3 821 086, niin että saatiin kuiva, flokkuloitu soluaggregaatti, jonka isomeraasiaktiviteetti oli 75 mikroyksikköä/g. 2,54 cm:n läpimittaiseen lasipylvääseen, joka sisälsi 5 g kuivattua aggregaattia, käytettiin glukoosin jatkuvaan isomerointiin. Pylväs pidettiin 60°C:ssa ja 50-%:ista (paino/tilavuus) glukoosiliuosta, joka oli 0,005M magnesiumkloridin suhteen ja jonka pH oli säädetty arvoon 8,0-8,4, syötettiin pylvään läpi virtausnopeudella 26 ml/h. Pylväästä tuleva ulosvirtaus analysoitiin fruktoosin suhteen ja glukoosin konversioasteen fruktoosiksi havaittiin olevan noin 45 %.
Applications Claiming Priority (4)
| 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 | ||
| FI773006A FI58939C (fi) | 1976-10-20 | 1977-10-11 | Foerfarande foer framstaellning av ett glukos isomeriserande enzym |
| FI773006 | 1977-10-11 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI792126A7 FI792126A7 (fi) | 1979-07-05 |
| FI58940B FI58940B (fi) | 1981-01-30 |
| FI58940C true FI58940C (fi) | 1981-05-11 |
Family
ID=26156897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI792126A FI58940C (fi) | 1976-10-20 | 1979-07-05 | Foerfarande foer enzymatisk omvandling av glukos till fruktos |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FI (1) | FI58940C (fi) |
-
1979
- 1979-07-05 FI FI792126A patent/FI58940C/fi not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI792126A7 (fi) | 1979-07-05 |
| FI58940B (fi) | 1981-01-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Allais et al. | Isolation and characterization of thermophilic bacterial strains with inulinase activity | |
| EP0552894A2 (en) | D-tagatose production by enzymatic isomerization of D-galactose | |
| Chellapandian et al. | Production and properties of a dextransucrase from Leuconostoc mesenteroides IBT-PQ isolated from ‘pulque’, a traditional Aztec alcoholic beverage | |
| Kandler et al. | Lactobacillus bifermentans sp. nov., nom. rev., an organism forming CO2 and H2 from lactic acid | |
| FI58939B (fi) | Foerfarande foer framstaellning av ett glukos isomeriserande enzym | |
| US4283496A (en) | Preparation and use of glucose isomerase | |
| IE842913L (en) | 2,5-diketo-d-gluconic acid reductase. | |
| FI58940B (fi) | Foerfarande foer enzymatisk omvandling av glukos till fruktos | |
| JP3026857B2 (ja) | 新規プルラナーゼおよびその製造法 | |
| DE3789181T2 (de) | Eine neue NAD-Synthetase benutzende Testmethode und Verfahren zur Herstellung des Enzyms. | |
| Yi et al. | Formation of α, ω-dodecanedioic acid and α, ω-tridecanedioic acid From different substrates by immobilized cells of a mutant of Candida tropicalis | |
| US7927843B2 (en) | Method of preparing 2-deoxyribose 5-phosphate | |
| Sanchez et al. | D-Glucose isomerase: constitutive and catabolite repression-resistant mutants of Streptomyces phaeochromogenes | |
| 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 | |
| DE3689181T2 (de) | Thermostabile Tryptophanase, Verfahren zu deren Herstellung und thermostabile Tryptophanase erzeugender Mikroorganismus. | |
| US5240717A (en) | Process for mannose and mannose isomerase production using mannose isomerase-producing pseudomonas | |
| JPH0515368A (ja) | 新規プルラナーゼおよびその製造方法 | |
| JP4161181B2 (ja) | コージオリゴ糖およびニゲロオリゴ糖を含む糖質の新規な製造方法およびそれに用いる菌体、酵素とその製造方法 | |
| KR820001311B1 (ko) | 글루코즈를 프락토즈로 전환시키는 방법 | |
| KR820001312B1 (ko) | 글루코즈-이성화 효소의 제조방법 | |
| 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 | |
| JPH0561911B2 (fi) | ||
| JPH04341186A (ja) | 新規なグルコースイソメラーゼおよびその製造法ならびに異性化糖の製造法 | |
| JPH026512B2 (fi) | ||
| JPH0550270B2 (fi) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM | Patent lapsed |
Owner name: R.J. REYNOLDS TOBACCO COMPANY |