JP2002017391A - Method for mass production of difructose dianhydride iv - Google Patents

Method for mass production of difructose dianhydride iv

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JP2002017391A
JP2002017391A JP2000205772A JP2000205772A JP2002017391A JP 2002017391 A JP2002017391 A JP 2002017391A JP 2000205772 A JP2000205772 A JP 2000205772A JP 2000205772 A JP2000205772 A JP 2000205772A JP 2002017391 A JP2002017391 A JP 2002017391A
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levan
ala
gly
enzyme
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Hiroto Kikuchi
裕人 菊地
Hiroaki Sakurai
博章 櫻井
Koji Sayama
晃司 佐山
Tsutomu Aritsuka
勉 有塚
Fusao Tomita
房男 冨田
Kozo Asano
行蔵 浅野
Atsushi Yokota
篤 横田
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Japan Science and Technology Agency
Nippon Beet Sugar Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Nippon Beet Sugar Manufacturing Co Ltd
Japan Science and Technology Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing difuructose dianhydride IV (DFA IV) by applying an LFTase gene which is a new gene prepared based on a new design and is mass producable the DFA IV that is a functional oligo saccharide, efficiently, since it highly expresses a highly active enzyme, to levan which can be efficiently produced in a large amount by culturing bacteria belonging to the genus Serratia (Serratia levanicum) on a sucrose-containing medium, and then possible to produce the DFA IV through a route of sucrose to levan and to DFA IV in a continuous process. SOLUTION: This method for producing the DFA IV is to apply the new LFTase to the level for producing the DFA IV efficiently in the large amount.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ジフルクトース・
ジアンヒドリドIV(以下、DFA IVということも
ある)の製造方法に関するものであり、更に詳細には、
新規レバンフルクトトランスフェラーゼを用いることに
よりレバンからDFA IVを効率的に大量製造する新
規にして有用な方法に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to difructose
The present invention relates to a method for producing dianhydride IV (hereinafter, also referred to as DFA IV).
The present invention relates to a novel and useful method for efficiently mass-producing DFA IV from levan by using a novel levanfructotransferase.

【0002】[0002]

【従来の技術】DFA IVは、6,2’:2,6’型
のフラクトシド結合を有する難消化性の二糖類であっ
て、低カロリーで且つフルクトース系の冷涼感のある甘
味を有し、またカルシウム吸収促進作用も有する等、甘
味料のほか機能性食品としても有用であることが確認さ
れているが、更に新たに有用な用途の開発も期待され、
その量産が希求されている。そして、DFA IVは、
レバンにレバンフルクトトランスフェラーゼ(以下、L
FTaseということもある)を作用させて製造されて
いるが、レバン及びLFTaseのいずれについても、
生産量が不足しており、十分に満足できる効率的な製造
方法は未だ開発されていないのが現状であり、DFA
IVの量産のため、高純度のレバン及び高純度のLFT
aseを大量に工業生産する方法の確率が強く要望され
ている。また、効率的なDFA IVの回収、分離精製
法の開発も希求されている。
2. Description of the Related Art DFA IV is an indigestible disaccharide having a 6,2 ': 2,6'-type fructoside bond, and has a low calorie and fructose-based cool sweetness. It also has a calcium absorption promoting effect, and has been confirmed to be useful as a functional food in addition to sweeteners.
Its mass production is desired. And DFA IV is
Levan has a levan fructotransferase (hereinafter referred to as L
(Also referred to as FFTase), but for both Levan and LFTase,
At present, the production volume is insufficient, and a satisfactory and efficient manufacturing method has not yet been developed.
High-purity levan and high-purity LFT for mass production of IV
There is a strong demand for the probability of a method of industrially producing ase in large quantities. There is also a need for the development of an efficient DFA IV recovery, separation and purification method.

【0003】レバンに作用させてDFA IVを製造す
るのにLFTaseは、アルスロバクター・ニコチノボ
ランスGS−9株(Arthrobacter nicotinovorans GS-9
(以下、GS−9菌ということもある)を培養中、培地
中のレバンにより誘導発現される誘導酵素である。しか
しながら、この酵素の発現量は微量であって、工業的応
用は困難であるし、更にLFTase酵素溶液の生産に
はレバンを必須とするため、工程が複雑となり、工業生
産上大きな障害となっているだけでなく、現時点におい
ては、レバン自体の工業的大量生産が確立されておら
ず、この方法によるLFTase生産性の低下は否めな
い。
[0003] For the production of DFA IV by reacting with levan, LFTase is prepared by using Arthrobacter nicotinovorans GS-9.
(Hereinafter, also referred to as GS-9 bacteria) is an inducing enzyme that is induced and expressed by levan in the medium during culturing. However, the expression level of this enzyme is very small, and it is difficult to apply it industrially. Further, the production of an LFTase enzyme solution requires levan, which complicates the process and is a major obstacle to industrial production. In addition, at this time, industrial mass production of levan itself has not been established, and the decrease in LFTase productivity by this method cannot be denied.

【0004】また、上記したような天然型LFTase
の製造のほかに、遺伝子組換え型LFTaseの製造に
ついても検討された。すなわち、GS−9由来のLFT
ase遺伝子がSaitoら(Saito et al.; Biosci.
Biotech. Biochem., 1997, 61(12), 2076-2079)によっ
てクローン化されており、その1次配列が解明されると
ともに、pUCプラスミドベクター系を利用し、大腸菌
を宿主とした発現系が構築されている。しかしながら、
その発現量は充分に満足できるものとはいえず、未だ改
良の余地が残されている。
[0004] In addition, as described above, natural LFTase
In addition to the production of LFTase, the production of recombinant LFTase was also studied. That is, LFT derived from GS-9
The ase gene is described in Saito et al. (Saito et al .; Biosci.
Biotech. Biochem., 1997, 61 (12), 2076-2079), the primary sequence of which has been elucidated, and an expression system using E. coli as a host has been constructed using the pUC plasmid vector system. Have been. However,
The expression level is not sufficiently satisfactory, and there is still room for improvement.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した技
術の現状に鑑み、上記した欠点を解決して、高純度DF
A IVを効率的に製造する方法を新たに開発する目的
でなされたものであって、新規LFTaseの開発、D
FA IV製造法自体の効率化、その効率的精製工程の
開発を目的としてなされたものである。また、DFA
IVは、レバンをLFTaseで処理することによって
製造することができるのであるが、その原料ないし基質
であるレバン自体について、その効率的大量製法が確立
していないため、DFA IVの効率的大量製法を確立
するには、レバンの量産も必要であるし、蔗糖の新規用
途の開発が待望されている製糖業界ににあっては、蔗糖
を利用するレバンの大量製造法が開発されればなおさら
好都合である。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the state of the art described above, the present invention solves the above-mentioned disadvantages and provides a high-purity DF.
It was made for the purpose of newly developing a method for efficiently producing AIV, and a new LFTase was developed.
The purpose of the present invention is to increase the efficiency of the FA IV production method itself and to develop an efficient purification process. Also, DFA
IV can be produced by treating levan with LFTase. However, since an efficient mass production method of levan itself, which is a raw material or a substrate, has not been established, an efficient mass production method of DFA IV has been established. To establish it, mass production of levan is necessary, and in the sugar industry where the development of new uses for sucrose is expected, it would be even more convenient if a mass production method of levan using sucrose was developed. is there.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされたものであって、微生物工学、遺伝
子工学、クロマトグラフィー論等すべての面から検討し
た結果、活性の高い新規組換えLFTase、これを使
用するDFA IVの効率的製造方法及び精製方法を新
たに開発するに至り、遂に本発明の完成に至った。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made to achieve the above object, and has been studied from all aspects such as microbial engineering, genetic engineering, and chromatography theory. A new method for the efficient production and purification of DFT IV using the modified LFTase and DFA IV has been newly developed, and finally the present invention has been completed.

【0007】また、原料として用いるレバンについて
も、その効率的大量生産方法を新たに開発するのに成功
しただけでなく、蔗糖を用いる新規なレバンの製造方法
を新たに開発するのに成功し、しかも全く予期せざるこ
とに、レバンを生成した後、培養液からレバンを単離す
ることなく、次のLFTase処理に移行することがで
き、引き続いて、粗DFA IVの精製、単離、結晶化
ができるというきわめて有用な知見が得られ、蔗糖を原
料とし、途中で中断することなく連続して高純度DFA
IVを大量に製造することにもはじめて成功し、本発
明を完成するに至った。
[0007] In addition, for levan used as a raw material, not only succeeded in developing a new efficient mass production method, but also succeeded in developing a new method for producing levan using sucrose. Moreover, quite unexpectedly, after the production of levan, it is possible to proceed to the next LFTase treatment without isolating levan from the culture broth, followed by purification, isolation and crystallization of the crude DFA IV A very useful finding is that sucrose can be used as a raw material, and high-purity DFA can be continuously obtained without interruption.
For the first time, mass production of IV was also successful, and the present invention was completed.

【0008】このように、一連の工程で、しかも複数の
微生物、酵素を使用するとともに各種の複雑な処理を行
うにもかかわらず、相互の干渉をひき起すことなく、反
応がスムーズに進行し、高純度DFA IVがきわめて
効率的に大量生産できることは、まさに驚異的なことで
ある。
As described above, the reaction proceeds smoothly without causing mutual interference in a series of processes, and even though a plurality of microorganisms and enzymes are used and various complicated treatments are performed, The fact that high-purity DFA IV can be mass-produced very efficiently is just astonishing.

【0009】以下、本発明を、蔗糖を出発原料として一
連の操作によりDFA IVを製造する方法を例にとっ
て説明するが(図8)、一連の操作の途中で反応生成物
を一部取り出し、これを用いて次の反応を行う断続操作
も可能であるし、例えば市販されているレバンを用い、
これにLFTaseを作用させてDFA IVを製造す
ることも、もちろん可能である。以下、本発明を、連続
処理を例にとり、このフローにしたがって説明する。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to an example of a method of producing DFA IV by a series of operations using sucrose as a starting material (FIG. 8). It is also possible to perform an intermittent operation to perform the next reaction using, for example, using commercially available levan,
It is of course possible to produce DFA IV by acting on LFTase. Hereinafter, the present invention will be described according to this flow, taking continuous processing as an example.

【0010】レバンは、β−2,6結合型のポリフラク
タン(フルクトフラノースのβ−2,6結合による連鎖
からなる多糖類)であって、試薬や代用血液に添加する
といった医薬的用途のほか、フルクトースの連鎖からな
る多糖類であることから、飲食品の分野においても有効
利用が期待されている。そして、レバンは、Bacillussu
btilis. Bacillus megatherium. Streptococcus saliva
rius等の培養によって製造されているが、本発明は更に
効率的な製法を開発したものである。
Levan is a β-2,6-linked polyfructan (a polysaccharide composed of a chain of β-2,6 bonds of fructofuranose), and is used for pharmaceutical purposes such as addition to reagents or blood substitutes. In addition, since it is a polysaccharide composed of a fructose chain, it is expected to be effectively used in the field of food and drink. And Leban, Bacillussu
btilis. Bacillus megatherium. Streptococcus saliva
Although it is produced by culturing rius or the like, the present invention has developed a more efficient production method.

【0011】すなわち本発明は、セラチア属に属するレ
バン生成菌を砂糖含有液中で培養することにより、レバ
ンを生成することによりレバンの効率的に製造するもの
である。
That is, the present invention is to produce levan efficiently by culturing levanogenic bacteria belonging to the genus Serratia in a sugar-containing solution to produce levan.

【0012】本発明においては、セラチア属に属するレ
バン生成菌であればすべての微生物が使用でき、その1
例としてセラチア・レバニカム(Serratia levanicum)
(以下、セラチア菌ということもある)が例示される。
そして更にセラチア菌の中から好適株をスクリーニング
するのに成功し、その内の1株をSerratiale
vanicum NN株と命名し(以下、セラチアNN
菌ということもある)、工業技術院生命工学工業技術研
究所にFERM P−17895として寄託した。
In the present invention, any microorganism can be used as long as it is a levan-forming bacterium belonging to the genus Serratia.
Serratia levanicum as an example
(Hereinafter, sometimes referred to as Serratia).
Further, a successful strain was successfully screened from among Serratia strains, and one of the strains was identified as Serratiale.
vanicum NN strain (hereinafter referred to as Serratia NN strain).
(Also referred to as a bacterium) and deposited with the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology as a FERM P-17895.

【0013】本発明を実施するには、蔗糖とセラチア菌
とを接触させる必要があり、例えば、1〜35%砂糖含
有液中でセラチア菌を培養すればよい。本発明における
セラチア菌の培養は、培地に砂糖を含有せしめた点を除
き、常法にしたがって行うことができ、常用される炭素
源、窒素源、ミネラル等に蔗糖を加え、セラチア菌の培
養に適したpH(6〜7.5)、温度(25〜35℃)
に調整して培養すればよい。蔗糖の含有量は、培地1L
当たり、10〜400g、好適には100〜300g、
更に好適には150〜250gとするが、上記範囲より
少なくても、培養時間を延長すればよく、上記範囲のみ
に限定されるものではない。
In order to carry out the present invention, it is necessary to contact sucrose with Serratia bacteria. For example, Serratia bacteria may be cultured in a liquid containing 1 to 35% sugar. The cultivation of Serratia bacterium in the present invention can be performed according to a conventional method, except that sugar is contained in the medium, and sucrose is added to commonly used carbon sources, nitrogen sources, minerals, etc. to culture Serratia bacterium. Suitable pH (6-7.5), temperature (25-35 ° C)
The culture may be adjusted to the above. The sucrose content is 1 L of medium.
Per, 10 to 400 g, preferably 100 to 300 g,
More preferably, the amount is 150 to 250 g, but if it is less than the above range, the culturing time may be extended, and it is not limited to only the above range.

【0014】このようにして本発明者らは、セラチア菌
を蔗糖含有培養液中で培養することによりレバンが生成
するので、これを分離、採取することによってレバンを
製造する方法を開発するのにはじめて成功した。そして
更に特徴的なことに、本発明者らが開発したセラチア属
に属する細菌によって生成するレバンは、他の微生物に
よって生成するレバンに比較して、β−2、1結合が少
ない直鎖型のレバンである。そのため、セラチア属に属
する細菌によって生成するレバンは、オリゴ糖製造原料
として適しており、高収率でオリゴ糖を得ることができ
る点でも優れている。したがって、この方法で得たレバ
ンを使用すれば、オリゴ糖の一種であるDFA IVを
製造する本発明にあっては、その製造効率を更に高める
ことができるという著効が奏される。そして、本発明者
らは、これに満足することなく、更にレバンの生成効率
を高めるために研究を行った結果、前培養法及び冷却熟
成法を新たに開発し、これらの方法の少なくともひとつ
を上記した蔗糖含有培地を用いる方法と結合したとこ
ろ、レバンの生成効率を大幅に高めることにも成功し
た。本発明は、これらも包含するものである。
As described above, the present inventors produce Levan by culturing Serratia in a sucrose-containing culture medium. Therefore, the present inventors have developed a method for producing Levan by separating and collecting Levan. It was successful for the first time. And more characteristically, the levan produced by the bacteria belonging to the genus Serratia developed by the present inventors is a linear type having fewer β-2, 1 bonds compared to levan produced by other microorganisms. It is Leban. Therefore, levan produced by a bacterium belonging to the genus Serratia is suitable as a raw material for producing oligosaccharides, and is also excellent in that oligosaccharides can be obtained in high yield. Therefore, when levan obtained by this method is used, the present invention for producing DFA IV which is a kind of oligosaccharide has a remarkable effect that the production efficiency can be further improved. The present inventors were not satisfied with this, and as a result of conducting research to further increase the production efficiency of levan, newly developed a preculture method and a cooling ripening method, and at least one of these methods was used. When combined with the method using a sucrose-containing medium as described above, the production efficiency of levan was also significantly improved. The present invention also includes these.

【0015】前培養法は、蔗糖含有培地で行う培養法
(本培養法ということもある)に先立ち、セラチア菌を
少量の培地で培養するものであって、場合によっては蔗
糖を添加してもよいが、通常は蔗糖を添加しない培地
(本培養法で使用する培地と同じ組成のものでもよい
し、相違するものであってもよい)で培養するものであ
る。一定期間(10〜30時間程度)培養した後、菌体
を分離又は分離することなく培養物(菌体+培地)全体
をそのまま本培養液に接種する。蔗糖含有液で前培養し
た場合、培養物中にはレバンが既に生成している場合も
ある。
The pre-culture method involves culturing Serratia bacteria in a small amount of medium prior to a culture method (sometimes called a main culture method) performed in a sucrose-containing medium. Usually, the medium is cultured in a medium to which sucrose is not added (the medium may have the same composition as the medium used in the main culture method or may be different). After culturing for a certain period (about 10 to 30 hours), the whole culture (cells + medium) is inoculated directly into the main culture solution without separating or separating the cells. When precultured with a sucrose-containing solution, levan may already be produced in the culture.

【0016】冷却熟成法は、本培養終了後ないし一定期
間経過後、低下したpHを上げるとともに低温に維持す
る方法であって、本発明者らが創製した方法であって、
これを冷却熟成法と新たに命名したものである。本培養
の終了は、レバン生成量がピークに達したときとする
が、レバン生成量はこれを実際の測定により求めること
ができることは当然のことであるが、培養液の粘度測定
によって求めてもよいし、及び/又は、pHを測定して
pHが3.5〜5.3付近にまで低下したときとしても
よい。また、本培養は、通常、5〜20時間経過後に終
了する場合が多いので、培養時間で本培養の終了を決定
してもよいし、上記培養時間を目安として、レバン生成
量、粘度、pHの少なくともひとつを測定して、培養終
了時を決定してもよい。
The cooling ripening method is a method of raising the lowered pH and maintaining the temperature at a low temperature after completion of the main culture or after a certain period of time, and is a method created by the present inventors,
This is a new name for the cooling aging method. The end of the main culture is when the amount of levan production reaches a peak, and it is natural that the amount of levan production can be obtained by actual measurement. It may be good and / or when the pH is measured and the pH drops to around 3.5 to 5.3. In addition, since the main culture usually ends in many cases after 5 to 20 hours, the end of the main culture may be determined by the culture time, or the amount of levan production, viscosity, and pH may be determined based on the culture time. May be measured to determine the end of the culture.

【0017】このようにして培養を中止ないし終了した
後、低下したpHを上げ(pH4.5〜7.0)、低温
(20℃以下、好ましくは15℃以下、更に好ましくは
1〜10℃)に維持する。その期間は、上記と同様にし
てレバンの生成量を測定してピークになったときまでと
すればよく、通常3日〜10日以上であるが、1週間〜
2週間程度が一応の目安となる。
After the culture is stopped or terminated in this way, the lowered pH is raised (pH 4.5-7.0), and the temperature is lowered (20 ° C. or lower, preferably 15 ° C. or lower, more preferably 1-10 ° C.). To maintain. The period may be set to the time when the production amount of levan is measured and reaches a peak in the same manner as described above, and is usually 3 days to 10 days or more, but 1 week to
About two weeks is a good guide.

【0018】このようにして冷却熟成した後は、常法に
したがってレバンを回収すればよく、例えば、培養物の
固液分離を行い(濾過、遠心分離、デカンテーション等
常法による)、得られた培養液に40〜100%、好ま
しくは50〜70%アルコールを加えてレバンを沈澱せ
しめて、レバンを白色沈澱として得る。そして必要あれ
ば、これを乾燥して白色無定形粉末状のレバンを得る。
アルコールとしては、メタノール、プロパノール、イソ
プロパノール、エタノール、ブタノール、sec(又は
tert)ブタノール、アミルアルコール、イソアミル
アルコール、アリルアルコール等の脂肪族の飽和又は不
飽和アルコールその他各種アルコールが1種又は2種以
上併用できる。沈澱したレバンは、これを分離し、通風
乾燥、減圧乾燥、デシケーター乾燥その他の方法で乾燥
する。
After cooling and ripening in this manner, levan may be recovered according to a conventional method. For example, a solid-liquid separation of a culture is performed (by a conventional method such as filtration, centrifugation, and decantation), and the obtained product is obtained. The levan is precipitated as a white precipitate by adding 40-100%, preferably 50-70% alcohol to the resulting culture. If necessary, it is dried to obtain levan in the form of a white amorphous powder.
As the alcohol, one or more kinds of aliphatic saturated or unsaturated alcohols such as methanol, propanol, isopropanol, ethanol, butanol, sec (or tert) butanol, amyl alcohol, isoamyl alcohol, and allyl alcohol, and other various alcohols are used in combination. it can. The precipitated levan is separated and dried by ventilation drying, drying under reduced pressure, desiccator drying or other methods.

【0019】このようにして一旦単離した精製レバンを
用いて、これを緩衝液に再溶解し得られた溶液にLFT
ase(又は酵素液)を添加し、レバンを分解してDF
AIVを合成することができるが、本発明においては、
レバンを単離することなく、例えば冷却熟成後、溶液の
温度を30〜40℃に調節し、50〜200rpmで撹
拌しながら、pHを5〜7に調整し、LFTase(又
はその酵素溶液)を添加して、例えば12〜36時間合
成反応を行い、レバンからDFA IVを製造してもよ
い。
Using the purified levan once isolated in this manner, this was redissolved in a buffer, and the resulting solution was added to LFT.
ase (or an enzyme solution),
Although AIV can be synthesized, in the present invention,
Without isolating levan, for example, after cooling and aging, the temperature of the solution is adjusted to 30 to 40 ° C., the pH is adjusted to 5 to 7 while stirring at 50 to 200 rpm, and LFTase (or its enzyme solution) is dissolved. After the addition, a synthesis reaction may be performed, for example, for 12 to 36 hours to produce DFA IV from levan.

【0020】次に、DFA IV合成反応に使用するL
FTaseについて述べる。本発明においては、前記し
たような欠点を有しない、活性の高いすぐれたLFTa
seを使用する必要があるため、各方面から検討の結
果、遺伝子工学的手法に着目し、更に発現効率を高める
ためにシステムの設計を行うこととした。
Next, L used in the DFA IV synthesis reaction
FTase will be described. In the present invention, an excellent active LFTa which does not have the above-mentioned drawbacks is used.
Since it is necessary to use se, as a result of studies from various fields, we focused on genetic engineering techniques and decided to design a system to further enhance expression efficiency.

【0021】すなわち本発明者らは、Saitoらが構
築するのに成功したLFTase遺伝子の発現系を大幅
に改良して発現効率を高めるため、そしてそれと同時に
従来未知の新規にして活性の高い酵素を新規に開発する
ため、LFTase遺伝子のオープンリーディングフレ
ーム(以下、ORFということもある)のみの新規作成
を試み、各種設計の結果、遂にORFの塩基配列の決定
に成功した。そして、PCR法によってそのORFの作
成を行うこととし、それを実施するため、検討の結果、
センスプライマー及びアンチセンスプライマーの塩基配
列の決定及びそれらの人工合成を試みそれらにも成功し
た。そしてGS−9の染色体DNAを鋳型としてPCR
を行うことにより、ORFのみの調製に成功した。
That is, the inventors of the present invention aimed to greatly improve the expression system of the LFTase gene which Saito et al. Succeeded in constructing and to increase the expression efficiency. In order to develop a new one, an attempt was made to newly create only an open reading frame (hereinafter sometimes referred to as an ORF) of the LFTase gene, and as a result of various designs, the ORF base sequence was finally determined. Then, the ORF is to be created by the PCR method.
Determination of the base sequences of sense primers and antisense primers and their artificial synthesis were attempted and succeeded. PCR using GS-9 chromosomal DNA as a template
By carrying out, ORF only was successfully prepared.

【0022】これを、pET系プラスミドベクター、例
えばpET−3aプラスミドベクターのマルチクローニ
ングサイトに連結して、新たな発現プラスミドpET/
LFTsaを構築した。ORFの切り出しは、LFTa
se遺伝子の開始および終止コドン部に、部位特異的変
換法で制限酵素NdeIおよびBamHI部位を作製す
ることで行い、特にORFのフレームを合わせた。この
プラスミドベクターには大腸菌中で外来遺伝子として連
結された遺伝子を効率的に転写、翻訳できる、T7La
プロモーターが導入されており、Isopropyl
−β−D−thiogalactopyranosid
e(IPTGということもある)により高発現が可能と
なり、簡易的な操作で部分精製が行えるように工夫し
た。
This is ligated to a multi-cloning site of a pET-type plasmid vector, for example, a pET-3a plasmid vector, and a new expression plasmid pET /
LFTsa was constructed. ORF cutout is LFTa
The restriction enzyme NdeI and BamHI sites were created at the start and stop codons of the se gene by site-specific conversion, and the ORF was framed particularly. This plasmid vectors efficiently transfer the gene linked as a foreign gene in E. coli, the translation may, T7 La
c promoter has been introduced and Isopropyl
-Β-D-thiogalactopyranosid
e (sometimes referred to as IPTG) enables high expression and is devised so that partial purification can be performed by a simple operation.

【0023】このプラスミドベクターを大腸菌BL21
(DE3)株に形質転換した形質転換体をEscher
ichia coli BL21(DE3)−pET/
LFTsaと命名し、工業技術院生命工学工業技術研究
所にFERM P−17896として寄託した。このよ
うにして創製した形質転換体は、非常に高いLFTas
e活性を取得しており、本発明によれば、元株(GS−
9菌)の5〜50倍、Saitoらが構築するのに成功
した、DNA分子pBB−1を導入した大腸菌JM10
9株(大腸菌JM109/pLFT−BBI:特開平1
1−69978、FERM P−16316)の2〜2
0倍もの高活性を取得できるようになり、更にスクリー
ニングすれば、これら以上の数十倍の活性を取得するこ
とも可能である。また、本発明によれば、酵素製造に従
来必要であったレバンが不必要になるという著効が得ら
れることも確認された。
This plasmid vector is used for E. coli BL21.
The transformant transformed into the (DE3) strain was Escher
ichia coli BL21 (DE3) -pET /
It was named LFTsa and deposited with the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology as a FERM P-17896. The transformant thus created has a very high LFTas
e activity, and according to the present invention, the original strain (GS-
E. coli JM10 transfected with DNA molecule pBB-1, which was successfully constructed by Saito et al.
9 strains (Escherichia coli JM109 / pLFT-BBI: JP-A-1)
1-69978, FERM P-16316) 2-2
It is possible to obtain an activity as high as 0-fold, and it is possible to obtain an activity several tens of times higher than these by further screening. In addition, it was also confirmed that according to the present invention, a remarkable effect of eliminating the need for levan, which was conventionally required for enzyme production, was obtained.

【0024】このようにして創製した形質転換体を培養
することにより、LFTaseの大量発現が可能となっ
た。なお、本形質転換体は、LFTaseを菌体内に生
産したため、培養終了後、菌体を破砕し、上清を無細胞
抽出液とし、この無細胞抽出液から酵素精製の常法にし
たがい、透析、クロマト処理、濃縮、限外濾過処理等を
適宜組み合わせて行い、精製酵素を得る。
By culturing the transformant thus created, LFTase can be expressed in large amounts. Since the transformant produced LFTase in the cells, after the culture was completed, the cells were disrupted, and the supernatant was used as a cell-free extract. From this cell-free extract, dialysis was performed according to a conventional method for enzyme purification. , Chromatographic treatment, concentration, ultrafiltration, etc., as appropriate, to obtain a purified enzyme.

【0025】本発明に係るLFTaseは、遺伝子設計
によりきわめて綿密な計算の結果、人工的に創製された
ものであって、下記する理化学的性質を有する新規酵素
であり、しかもその活性はきわめて高く、その生成にレ
バンの存在を必須とする誘導酵素ではない等すぐれた効
果も有するものである。このようにして調製したLFT
aseは、これをレバンに作用させることにより、DF
A IVを効率的に製造することができる。その際LF
Taseは、単離精製したもののほか、部分精製したも
の、あるいは上記した無細胞抽出液(又はその濃縮液)
を使用することもできる。
The LFTase of the present invention is a novel enzyme having the following physicochemical properties, which has been artificially created as a result of extremely careful calculation by gene design, and has an extremely high activity. It has excellent effects such as not being an inducible enzyme that requires the presence of levan for its production. LFT thus prepared
Ase, by making this act on Levan, DF
AIV can be manufactured efficiently. At that time LF
Tase is not only isolated and purified, but also partially purified, or the above-described cell-free extract (or its concentrated solution).
Can also be used.

【0026】(1)作用 本酵素は、β−2,6フラクトシド結合を有する、ポリ
フラクタンのレバンを分解し、DFA IVを合成する
作用を有する。
(1) Action The present enzyme has an action of decomposing levane, a polyfractane having a β-2,6 fructoside bond, to synthesize DFA IV.

【0027】(2)力価の測定法 本酵素活性は、Saitoら(Saito et al. ; Biosci.
Biotech. Biochem.,1997, 61(12), 2076-2079)の方法
に準じて行った。0.1Mリン酸ナトリウム緩衝液(p
H6.0)中で、終濃度が10g/Lとなる様にレバン
を溶解させた基質溶液に、酵素溶液を混合して、37℃
で10分間反応した。その後、反応溶液を沸騰水中で5
分間保持することで反応停止とした。生成したDFA
IVをHPLCにより定量し、活性値を算出した。ここ
で、酵素1単位は、本酵素反応条件下で、1分間当たり
に1μmolの反応生成物を生じる酵素量とした。
(2) Method for measuring titer The enzyme activity was determined by the method of Saito et al. (Saito et al .; Biosci.
Biotech. Biochem., 1997, 61 (12), 2076-2079). 0.1 M sodium phosphate buffer (p
H6.0), the enzyme solution was mixed with a substrate solution in which levan was dissolved so that the final concentration became 10 g / L, and the mixture was heated at 37 ° C.
For 10 minutes. Then, the reaction solution is placed in boiling water for 5 hours.
The reaction was stopped by holding for about 1 minute. Generated DFA
IV was quantified by HPLC, and the activity value was calculated. Here, one unit of the enzyme was defined as the amount of the enzyme that produced 1 μmol of a reaction product per minute under the present enzyme reaction conditions.

【0028】(3)基質特異性 本酵素の触媒可能な糖質関連物質を調査した。その結
果、本酵素は、レバンと、鎖長が3から7のレバンオリ
ゴ糖に作用することが判明した。その他の各種糖質には
作用しなかった。
(3) Substrate Specificity Carbohydrate-related substances that can be catalyzed by the present enzyme were investigated. As a result, the enzyme was found to act on levan and levan oligosaccharides having a chain length of 3 to 7. It did not act on various other carbohydrates.

【0029】(4)至適pH及び安定pH範囲 本酵素のpHに対する影響を調査した。安定性の検討
は、酵素溶液を各pHの緩衝液中で24時間、4℃で保
持した後、溶液をpH6.0の緩衝液で置換し、定法に
従い酵素活性を測定した。その結果、本酵素の至適pH
は6.0であり、pH4.0から12.0の幅広い範囲
で安定であった。
(4) Optimum pH and stable pH range The effect of the present enzyme on pH was investigated. For the study of stability, the enzyme solution was maintained at 4 ° C. for 24 hours in a buffer at each pH, and then the solution was replaced with a buffer at pH 6.0, and the enzyme activity was measured according to a standard method. As a result, the optimal pH of the enzyme
Was 6.0 and stable over a wide range of pH from 4.0 to 12.0.

【0030】(5)至適温度及び安定温度範囲 本酵素の温度に対する影響を調査した。安定性の検討
は、酵素溶液を各温度で20分間保持した後、素早く4
℃に冷却し、定法に従い酵素活性を測定した。その結
果、至適温度は50℃であり、40℃まで安定であっ
た。
(5) Optimum temperature and stable temperature range The effect of the present enzyme on the temperature was investigated. Stability was examined by keeping the enzyme solution at each temperature for 20 minutes and then quickly
C., and the enzyme activity was measured according to a standard method. As a result, the optimum temperature was 50 ° C., and the temperature was stable up to 40 ° C.

【0031】(6)pH、温度等による失活の条件 (4)及び(5)に記載のpH及び温度の条件、特に安
定性において、相対活性が低下している範囲以上が失活
の条件であると考察される。また、酵素溶液を沸騰水中
に5分間保持した後の酵素活性消失は確認している。
(6) Deactivation Conditions Due to pH, Temperature, etc. In the pH and temperature conditions described in (4) and (5), especially in stability, deactivation conditions are in a range where the relative activity is reduced or more. Is considered. Further, disappearance of the enzyme activity after keeping the enzyme solution in boiling water for 5 minutes has been confirmed.

【0032】(7)阻害、活性化及び安定化 Hg2+イオン、およびAg2+イオン存在下で、著しく活
性が阻害された。
(7) Inhibition, activation and stabilization In the presence of Hg 2+ ions and Ag 2+ ions, the activity was significantly inhibited.

【0033】(8)精製方法 形質転換大腸菌の無細胞抽出液を調製した後、DEAE
−Toyopearl650M(東ソ社製)陰イオン交
換樹脂などで、効率的に部分精製できる。
(8) Purification Method After preparing a cell-free extract of transformed E. coli,
-Toyopearl 650M (manufactured by Toso Corporation) anion exchange resin or the like can be partially purified efficiently.

【0034】(9)分子量及び分子量の測定方法 LFTaseタンパク質の分子量測定は、タンパク質の
精製純度検定と同時に、Laemmli(Laemmli : Na
ture(London), 1970, 227, 680-685)の方法に従いSD
S−PAGEにより行った。ゲルの濃度は7.5%とし
た。タンパク質の染色はCoomassie Bril
liant Blueを用いた。その結果、分子量は、
およそ50,000Daと測定された。この値は、遺伝
子のDNA塩基配列から推定されるアミノ酸配列から算
出される分子量53,153Daと類似しており、信頼
性がある。
(9) Method of Measuring Molecular Weight and Molecular Weight The molecular weight of the LFTase protein was measured simultaneously with Laemmli (Laemmli: Na
ture (London), 1970, 227, 680-685)
Performed by S-PAGE. The gel concentration was 7.5%. Protein staining by Coomassie Brill
lient Blue was used. As a result, the molecular weight is
It was measured at approximately 50,000 Da. This value is similar to the molecular weight of 53,153 Da calculated from the amino acid sequence deduced from the DNA base sequence of the gene, and is reliable.

【0035】(10)反応生産物の同定 本酵素により生産されたオリゴ糖を精製後、C13−NM
Rにより、スペクトル分析をした。その結果、反応生成
物は、DFA IVと同定された。
(10) Identification of Reaction Product After purification of the oligosaccharide produced by the present enzyme, C 13 -NM
The spectrum was analyzed by R. As a result, the reaction product was identified as DFA IV.

【0036】(11)酵素の誘導性 本酵素の誘導発現にはレバンを要しない。 (11) Inducibility of the enzyme Levan is not required for the induced expression of the enzyme.

【0037】本発明に係る新規酵素は、上記した理化学
的性質を有する酵素であればすべてのものが包含され、
例えば配列番号1のアミノ酸配列(図1)で示されるタ
ンパク質もその1例として例示される。その製造方法に
しても、その遺伝子(その塩基配列を配列番号2、図2
に示す)を含有した新規形質転換体(FERM P−1
7896)を培養することにより本発明に係る新規酵素
を得ることができるし、その新規アミノ酸配列の1例が
明らかにされたので(配列番号1)、合成によっても本
酵素を得ることができる。
The novel enzyme according to the present invention includes all enzymes having the above-mentioned physicochemical properties.
For example, the protein represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 (FIG. 1) is also exemplified as an example. Even in the production method, the gene (the base sequence is shown in SEQ ID NO: 2, FIG.
No. 1) (FERM P-1)
7896), the novel enzyme according to the present invention can be obtained. Since one example of the novel amino acid sequence has been clarified (SEQ ID NO: 1), the enzyme can also be obtained by synthesis.

【0038】このようにして調製した新規LFTase
は、それ自体又は酵素溶液(例えは、前記した無細胞抽
出液)を、前記した冷却熟成後のレバン溶液(pH5〜
6.5付近に調整)に添加して、レバンを分解してDF
A IVを合成せしめる。
The novel LFTase thus prepared
Is a solution of the enzyme itself (for example, the above-described cell-free extract) or a levan solution (pH 5-
Adjusted to around 6.5) to decompose Levan and
AIV is synthesized.

【0039】DFA IVを結晶化するためにはその含
有量を高める必要がある。まず、DFA IV含有液に
含有される糖を資化又は/及び除去し、可能な限り少な
くし、DFA IVの含有率を高める。次に、そのDF
A IV含有液を脱塩するために、強塩基性イオン交換
樹脂及び強酸性イオン交換樹脂、又は、強塩基性イオン
交換樹脂を用いて、それぞれ充填したカラムに通液す
る。その流出液を集めて濃縮した液を、塩型陽イオン交
換樹脂のクロマト塔に通液し、流出するDFAIV画分
をクロマトフラフィーで分離、採取し、純度の高いDF
A IV液を得る。そして、このDFA IV画分を濃
縮し、それを煎糖または冷却すればDFA IVの結晶
を析出させることができ、DFA IV結晶を製造する
ことができる。DFA IVを効率的に結晶化させるに
は、その純度(DFA IV/固形分W/W%)を60
%以上にする必要がある。
In order to crystallize DFA IV, it is necessary to increase its content. First, the saccharide contained in the DFA IV-containing liquid is assimilated or / and removed, and is reduced as much as possible to increase the DFA IV content. Next, the DF
In order to desalt the AIV-containing solution, the solution is passed through a packed column using a strongly basic ion exchange resin and a strongly acidic ion exchange resin or a strongly basic ion exchange resin. A liquid obtained by collecting and concentrating the effluent is passed through a chromatographic column made of a salt-type cation exchange resin, and the effluent DFAIV fraction is separated and collected by chromatography to obtain high-purity DF.
A liquid IV is obtained. Then, if the DFA IV fraction is concentrated and then decocted or cooled, DFA IV crystals can be precipitated, and DFA IV crystals can be produced. In order to crystallize DFA IV efficiently, its purity (DFA IV / solid content W / W%) should be 60
% Or more.

【0040】DFA IV含有液中の糖の資化に用いら
れるイーストはSaccharomyces cerevisiaeに属するもの
であれば良く、生イースト、乾燥イーストが利用され
る。イースト通気培養処理に供されるDFA IV含有
液の濃度は高ければ高いほど、後工程のクロマトグラフ
ィー分離に供される原液の濃度が上がり、濃縮費用が少
なくなるので好ましい。イーストを生産する場合には、
通常、培養槽の濃度は固形分0.01W/W%度に保持
されるが、本発明の場合、培養槽のDFA IV含有液
の濃度は固形分10から60W/W%の範囲でイースト
処理されること、好ましくは、30〜50W/W%が良
く、イースト処理の差異の濃度を高くすることができ
る。
The yeast used for assimilating the sugar in the DFA IV-containing liquid may be any yeast belonging to Saccharomyces cerevisiae, and raw yeast and dried yeast are used. The higher the concentration of the DFA IV-containing liquid to be subjected to the yeast aeration culture treatment, the higher the concentration of the stock solution to be subjected to the chromatographic separation in the subsequent step, which is preferable since the concentration cost is reduced. When producing yeast,
Normally, the concentration in the culture tank is maintained at a solid content of 0.01 W / W%, but in the case of the present invention, the concentration of the DFA IV-containing solution in the culture tank is in the range of 10 to 60 W / W% of the solid content in the yeast treatment. And preferably 30 to 50 W / W%, so that the concentration of the difference in the yeast treatment can be increased.

【0041】尚、DFA IV含有液のイースト処理の
温度は、30〜37℃で行われ、DFA IV含有液へ
のイースト添加量とその処理時間は大略比例関係にあ
り、その添加量と処理時間は適宜選択されるものであ
る。又、クロマトグラフィーの処理に使用する塩型陽イ
オン交換樹脂として、Na、K、Ca型の樹脂が用いら
れる。クロマト分離法としては、モノベット方式、疑似
移動方式、前記の中間の方法等があるがいずれの方法で
も使用することができる。
The temperature of the yeast treatment of the DFA IV-containing liquid is 30 to 37 ° C., and the amount of yeast added to the DFA IV-containing liquid and the treatment time are in a substantially proportional relationship. Is appropriately selected. In addition, Na-, K-, and Ca-type resins are used as the salt-type cation exchange resin used in the chromatography. As the chromatographic separation method, there are a monobet method, a pseudo-movement method, an intermediate method described above, and the like, and any method can be used.

【0042】以上、これらの技術を駆使し、砂糖からの
DFA IV生産を効率・連続化した。砂糖1000グ
ラムからおよそ150〜200グラム以上の高純度(9
0%以上)のDFA IV単一画分を製造することが可
能となった。
As described above, by making full use of these technologies, the production of DFA IV from sugar has been made efficient and continuous. High purity (about 9 to 150 g or more) from 1000 g of sugar (9
(0% or more) DFA IV single fraction.

【0043】なお、イースト処理後、所望するのであれ
ば、凝集剤(例えば、三菱化学製PAC)を添加した
後、遠心分離処理等により菌体を回収した後、加熱処理
し(80〜100℃)、濃縮し、脱塩処理に移行しても
よい。
After the yeast treatment, if desired, a flocculant (for example, PAC manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) is added, the cells are recovered by centrifugation or the like, and then heat-treated (80 to 100 ° C.). ), May be concentrated and then proceed to desalination treatment.

【0044】以下、本発明の実施例について述べる。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

【0045】[0045]

【実施例1】セラチアNN菌(FERM P−1789
5)を用いてレバンの製造を行った。セラチア菌の培養
は、Yokotaら(Yokota et al. : Biosci. Biotec
h. Biochem., 1993, 57, 745-749)、およびKojim
aら(Kojima et al. : J. Ferment. Bioeng., 1993, 7
5, 9-12)の方法を参考に、これに改良を施した。以
下、詳細を記述する。
Example 1 Serratia NN (FERM P-1789)
Levan was manufactured using 5). The culture of Serratia is described in Yokota et al. (Yokota et al .: Biosci. Biotec
h. Biochem., 1993, 57, 745-749), and Kojim
(Kojima et al .: J. Ferment. Bioeng., 1993, 7
This was improved with reference to the method of 5, 9-12). The details are described below.

【0046】前培養法 5.0g/L 酵母エキス、1
0.0g/L ポリペプトン、10.0g/L 塩化ナ
トリウム(pH7.0)の組成である培地(培地1とい
うことがある)を、3L容三角フラスコに1L調製し、
セラチア菌を1白金耳接種し、30℃で、24時間、ロ
ータリー振とう培養した。
Preculture method 5.0 g / L yeast extract, 1
In a 3 L Erlenmeyer flask, 1 L of a medium having a composition of 0.0 g / L polypeptone and 10.0 g / L sodium chloride (pH 7.0) (sometimes referred to as Medium 1) is prepared.
One loopful of Serratia was inoculated and rotary-cultured with shaking at 30 ° C. for 24 hours.

【0047】本培養法 200g/L 蔗糖、g/L
酵母エキス、8.5g/L ポリペプトン、0.3g/
L グルコース(pH7.0)の組成である培地(培地
2ということがある)を、200L容ステンレス製ジャ
ーファメンター(日立製作所製、モデルF−02)に調
製し、前培養したセラチア菌の培養液を全量接種した。
培地2の酵母エキス、およびポリペプトン量は、半量に
しても問題はない。そして、温度30℃、攪拌80rp
m、通気1vvmで培養を行った。温度、pH、粘度を
経時的に測定した。
Main culture method 200 g / L sucrose, g / L
Yeast extract, 8.5 g / L polypeptone, 0.3 g /
A medium (sometimes referred to as medium 2) having a composition of L glucose (pH 7.0) was prepared in a 200-L stainless steel jar fermenter (Model F-02, manufactured by Hitachi, Ltd.), and cultured for pre-cultured Serratia bacteria The whole liquid was inoculated.
There is no problem even if the amounts of the yeast extract and polypeptone in the medium 2 are half. Then, at a temperature of 30 ° C. and stirring of 80 rpm
m and aeration at 1 vvm. Temperature, pH and viscosity were measured over time.

【0048】培養終了と冷却熟成法 培養10時間後を
目安とし、培養液粘度が最も増加して、pHが4.0付
近まで低下した時に培養を中止し、pHを5.5に調整
し、温度を4℃に冷却した。この条件は1週間以上保持
される様に制御した。
Cultivation is terminated when the culture solution viscosity has increased the most and the pH has dropped to around 4.0. The culture is stopped and the pH is adjusted to 5.5. The temperature was cooled to 4 ° C. This condition was controlled so as to be maintained for one week or more.

【0049】上記したように、培地1と培地2を用い、
200L容のファーメンターでセラチア菌を培養し、レ
バンを合成させた。その時の経過を図9に示した。10
時間経過時にpHを調整し、冷却熟成すると、レバン合
成は減少することなく、増加した。レバン合成と培地中
の粘度には高い相関があり、レバン合成の程度は粘度で
モニターしている。フラスコ試験の粘度の最高値は30
であるので、本実施例では40の値となり、十分に効率
化できた。
As described above, using Medium 1 and Medium 2,
Serratia was cultured in a 200 L fermenter to synthesize levan. The progress at that time is shown in FIG. 10
When the pH was adjusted over time and cooled and aged, levan synthesis increased without decreasing. There is a high correlation between levan synthesis and the viscosity in the medium, and the degree of levan synthesis is monitored by viscosity. The highest viscosity in the flask test is 30
Therefore, in the present example, the value was 40, and the efficiency was sufficiently improved.

【0050】65%エタノールでレバンを沈澱せしめ
た。これを遠心分離処理してレバンを分離、回収した。
次いでこれを電気乾燥機中で50℃に1時間乾燥せし
め、白色粉末状のレバン60gを得た。
The levan was precipitated with 65% ethanol. This was centrifuged to separate and collect levan.
Next, this was dried in an electric dryer at 50 ° C. for 1 hour to obtain 60 g of levan as a white powder.

【0051】[0051]

【実施例2】(1)Arthrobacter nic
otinovorans GS−9株のレバンフルクト
トランスフェラーゼ(LFTase)遺伝子のオープン
リーディングフレーム(ORF)のみの調製 本明細書において多用する遺伝子組み換え操作実験の基
礎技術は、斯界において公知のものであり、特に断らな
い限りSambrookらの方法(Sambrook et al. :
モレキュラー・クローニング・ア・ラボラトリー・マニ
ュアル、第2版、1989年)に従って行った。
Embodiment 2 (1) Arthrobacter nic
Preparation of only the open reading frame (ORF) of the levanfructotransferase (LFTase) gene of otinovorans GS-9 strain The basic techniques for gene recombination manipulation experiments frequently used in the present specification are known in the art, and are not specifically described. The method of Sambrook et al. (Sambrook et al .:
Molecular Cloning A Laboratory Manual, 2nd Edition, 1989).

【0052】LFTase遺伝子の発現と活性に必要な
部分のみを調製する目的で、遺伝子組み換えを行った。
ここで指す「必要な部分のみ」とは、「成熟LFTas
eに相当する遺伝子のみ」という意味である。Sait
oら(Saito et al. : Biosci. Biotech. Biochem., 19
97, 61, 2076-2079)が解明した遺伝子情報を基に設計
した。LFTase遺伝子を含む遺伝子DNAの塩基配
列を配列番号4(図4)に示し(塩基配列91番目から
塩基配列1644番目までがLFTase遺伝子のOR
F)、それから推定されるLFTaseのアミノ酸配列
を配列番号3(図3)に示した。
Genetic recombination was performed for the purpose of preparing only the parts necessary for the expression and activity of the LFTase gene.
Here, “only necessary parts” means “mature LFTas
e only the gene corresponding to e). Sait
o et al. (Saito et al .: Biosci. Biotech. Biochem., 19
97, 61, 2076-2079). The nucleotide sequence of the gene DNA containing the LFTase gene is shown in SEQ ID NO: 4 (FIG. 4) (where the nucleotide sequence from the 91st nucleotide to the 1644th nucleotide is the OR of the LFTase gene.
F) and the amino acid sequence of LFTase deduced therefrom is shown in SEQ ID NO: 3 (FIG. 3).

【0053】まず設計は、配列表の配列番号4におい
て、塩基配列1番目から90番目までと、LFTase
の構造遺伝子の一部である塩基配列91番目から189
番目までを除去する。塩基配列91番目から189番目
までは、LFTaseの最初のシグナルペプチド配列に
相当するカ所(アミノ酸配列1番目から33番目)で、
除去されても成熟部が機能し、酵素活性には全く問題が
ない。そしてさらに、新たに開始コドンを付加する。ま
た、開始コドンの直前、および終始コドンの直後で、遺
伝子が任意に切断できる様に、塩基配列を強制的に置換
して、適当な制限酵素部位を設定する。
First, in the design, SEQ ID No. 4 in the sequence listing was set to include the first to 90th nucleotide sequences and the LFTase
Base sequence 91 to 189, which is a part of the structural gene of
Remove up to th. The 91st to 189th nucleotide sequences correspond to the first signal peptide sequence of LFTase (the 1st to 33rd amino acid sequences),
Even if removed, the mature part functions and there is no problem with the enzyme activity. Further, a new start codon is added. Immediately before the start codon and immediately after the stop codon, an appropriate restriction enzyme site is set by forcibly replacing the nucleotide sequence so that the gene can be arbitrarily cut.

【0054】実際には、塩基配列187番目から189
番目に開始コドン配列(atg)を付加し、直前を切断
できる様に、制限酵素NdeI(catatg)部位
を、そして終始コドン部にBamHI(ggatcc)
部位を設計した。置換予定の塩基配列を含む20塩基ほ
どのプライマーを作製し、GS−9菌の染色体DNAを
鋳型にPCR反応を行った。Taqポリメラーゼは宝酒
造製を用いた。PCR反応後、産物を回収・精製し、制
限酵素NdeIとBamHIで処理後、適当なプラスミ
ドベクターに連結し、塩基配列の置換具合をDNAシー
ケンスにより確認した。なお、LFTaseの構造遺伝
子中には、制限酵素NdeIとBamHI部位は存在し
ないので、途中で切断されない。
In practice, the nucleotide sequence from the 187th to 189th nucleotides
First, a start codon sequence (atg) is added, and a restriction enzyme NdeI (catatg) site is added so that the immediately preceding codon sequence can be cleaved, and BamHI (ggatcc) is added at the stop codon.
The site was designed. Primers of about 20 bases containing the base sequence to be replaced were prepared, and a PCR reaction was performed using chromosomal DNA of GS-9 bacteria as a template. Taq polymerase was manufactured by Takara Shuzo. After the PCR reaction, the product was recovered and purified, treated with the restriction enzymes NdeI and BamHI, ligated to an appropriate plasmid vector, and the nucleotide sequence substitution was confirmed by DNA sequencing. In addition, since there are no restriction enzymes NdeI and BamHI sites in the structural gene of LFTase, it is not cleaved midway.

【0055】まとめると、置換された塩基は、次のよう
になった。配列番号186番をcからTへ、配列番号1
87番をgからAへ、配列番号188番をcからTへ、
配列番号189番をcからGへ、
In summary, the substituted bases are as follows: SEQ ID NO: 186 from c to T, SEQ ID NO: 1
No. 87 from g to A, SEQ ID NO: 188 from c to T,
SEQ ID NO: 189 from c to G,

【0056】配列番号1646番をcからGへ、配列番
号1647番をcからAへ、配列番号1649番をgか
らCへ、変換した。配列番号2(図2)に示すように、
本発明で使用する重要な個所を切り出したものであっ
て、制限酵素NdeI(catatg)とBamHI
(ggatcc)部位を強制的に作り出した。あとの配
列(ハイフン部)は、使用しない。
SEQ ID NO: 1646 was converted from c to G, SEQ ID NO: 1647 from c to A, and SEQ ID NO: 1649 from g to C. As shown in SEQ ID NO: 2 (FIG. 2),
Important portions used in the present invention are cut out, and include restriction enzymes NdeI (catatg) and BamHI.
A (ggatcc) site was forcibly created. The remaining array (hyphen) is not used.

【0057】上記した設計の実施は、PCR法で行っ
た。LFTaseのORFのみを調製するために、Sa
itoら(Saito et al. : Biosci. Biotech. Bioche
m., 1997, 61(12), 2076-2079)の解析したDNA塩基
配列を参考にして、下記のDNA塩基配列を有する、2
7塩基の2種類の合成オリゴヌクレオチドプライマーを
作製した。これらのプライマーは、DNA合成装置(ア
プライド・バイオシステムズ社製)を用いて人工的に合
成した。
The above-described design was implemented by the PCR method. To prepare only the LFTase ORF, Sa
Ito et al. (Saito et al .: Biosci. Biotech. Bioche
m., 1997, 61 (12), 2076-2079) with reference to the analyzed DNA base sequence.
Two types of synthetic oligonucleotide primers of 7 bases were prepared. These primers were artificially synthesized using a DNA synthesizer (manufactured by Applied Biosystems).

【0058】増幅されたPCR産物(LFTaseのO
RFのみを指す)の両端が、制限酵素処理で切断でき、
プラスミドベクターに連結可能とするために、強制的に
塩基配列を置換し、制限酵素部位を作製した。制限酵素
部位も開始コドン側と終止コドン側が識別できる様に、
NdeIとBamHIの2種類を設定した。センスプラ
イマー、アンチセンスプライマーを配列番号5、6(図
5、6)に示し、図中、置換された塩基は下線表示し
た。
The amplified PCR product (OFT of LFTase)
RF only) can be cleaved by restriction enzyme treatment,
To enable ligation to a plasmid vector, the nucleotide sequence was forcibly replaced to create a restriction enzyme site. Restriction enzyme sites can also be distinguished between the start codon side and the stop codon side.
Two types of NdeI and BamHI were set. The sense primer and the antisense primer are shown in SEQ ID NOS: 5 and 6 (FIGS. 5 and 6), and the substituted bases are underlined in the figures.

【0059】これとは別にSaitoらの手法により調
製したGS−9菌の染色体DNAと、上記2種類のプラ
イマー、およびPCR反応用試薬とを混合し、PCR反
応を行った。TaqDNAポリメラーゼは宝酒造製の標
準品を用いた。PCR反応条件は、総液量が100マイ
クロリットル、サイクル数が35回、1サイクルが98
℃の1分間、68℃の3分間とした。増幅されたLFT
aseのORF断片、約1,500塩基対のDNA塩基
配列、特に置換された部位のDNA塩基配列の確認は、
シーケンスレベルで行った。得られたDNA塩基配列を
配列番号2(図2)に示す。
Separately, the GS-9 chromosomal DNA prepared by the method of Saito et al. Was mixed with the above two kinds of primers and a reagent for PCR reaction, and a PCR reaction was carried out. Taq DNA polymerase used a standard product from Takara Shuzo. The PCR reaction conditions were as follows: the total solution volume was 100 microliters, the number of cycles was 35, and one cycle was 98.
1 minute at 68 ° C and 3 minutes at 68 ° C. Amplified LFT
Confirmation of the ORF fragment of ase, the DNA base sequence of about 1,500 base pairs, particularly the DNA base sequence of the substituted site,
Performed at the sequence level. The obtained DNA base sequence is shown in SEQ ID NO: 2 (FIG. 2).

【0060】(2)LFTaseのORFとプラスミド
ベクターの連結 (1)のPCR反応液(LFTaseのORF断片を含
む)をエタノール沈殿法で回収・精製後、制限酵素Nd
eIとBamHIで2重消化した。これを更にエタノー
ル沈殿法で回収・精製した。これとは別にpET−3a
プラスミドベクター(宝酒造製)を制限酵素NdeIと
BamHIで2重消化し、エタノール沈殿法で回収・精
製したものを調製し、先に精製されたPCR産物とライ
ゲーション反応により連結した。ここで作製されたプラ
スミドベクターを、pET/LFTsaと命名した(図
7)。なお、従来のpLFT−BB1の構築も示した。
(2) Ligation of ORF of LFTase and Plasmid Vector The PCR reaction solution (containing ORF fragment of LFTase) of (1) was recovered and purified by ethanol precipitation, and then the restriction enzyme Nd
Double digestion was performed with eI and BamHI. This was further recovered and purified by the ethanol precipitation method. Apart from this, pET-3a
A plasmid vector (manufactured by Takara Shuzo) was double-digested with restriction enzymes NdeI and BamHI, recovered and purified by an ethanol precipitation method, and ligated to the previously purified PCR product by a ligation reaction. The plasmid vector prepared here was named pET / LFTsa (FIG. 7). The construction of the conventional pLFT-BB1 is also shown.

【0061】(3)プラスミドベクターpET/LFT
saの形質転換 (2)で作製した、プラスミドベクターpET/LFT
saはHanahan(D. Hanahan : Techniques for
transformation of E. coli, in DNA Cloning: A Pract
ical Approach, Vol.1, ed. by D. M. Glover, IRL Pre
ss, Oxford, 1985, 109-135)の手法に従い、ヒートシ
ョック法で、大腸菌BL21(DE3)株のコンピテン
ト細胞(宝酒造製)に形質転換した。選択培地で培養
し、単一化された遺伝子組換え大腸菌をEscherichia co
li BL21(DE3)-pET/LFTsaと命名し、これを工業技術院生
命工学工業技術研究所に、FERM P−17896と
して寄託した。
(3) Plasmid vector pET / LFT
Transformation of sa Plasmid vector pET / LFT prepared in (2)
sa is Hanahan (D. Hanahan: Techniques for
transformation of E. coli, in DNA Cloning: A Pract
ical Approach, Vol.1, ed.by DM Glover, IRL Pre
ss, Oxford, 1985, 109-135), and transformed into competent cells of E. coli BL21 (DE3) strain (Takara Shuzo) by the heat shock method. After culturing in a selective medium, the unified transgenic E. coli is
li BL21 (DE3) -pET / LFTsa, which was deposited as FERM P-17896 with the National Institute of Bioscience and Biotechnology, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology.

【0062】(4)Escherichia coli BL21(DE3)-pET/L
FTsaによるLFTaseの生産 Escherichia coli BL21(DE3)-pET/LFTsa(FERM P-1789
6)を、100マイクログラム/mlのアンピシリンを
含む5mlのLB培地で、対数増殖中期まで培養した
(37℃)。この菌液0.2mlを、終濃度で1mMと
なる様にIsopropyl-β-D-thiogalactopyranoside(IPTG)
を含む100mlの同培地に接種し、37℃で24時間
振とう培養した。培養後、大腸菌菌体を遠心分離し培養
上清とに分けた。菌体は10mMリン酸ナトリウム緩衝
液(pH6.0)で2回洗浄後、同緩衝液に再懸濁し、
超音波破砕機で破砕した。破砕液を遠心分離し、この上
清を無細胞抽出液とした。この溶液が、LFTase溶
液である。
(4) Escherichia coli BL21 (DE3) -pET / L
Production of LFTase by FTsa Escherichia coli BL21 (DE3) -pET / LFTsa (FERM P-1789
6) was cultured in 5 ml of LB medium containing 100 microgram / ml ampicillin until mid-log phase growth (37 ° C.). 0.2 ml of this bacterial solution was treated with Isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside (IPTG) to a final concentration of 1 mM.
Was inoculated into 100 ml of the same medium containing the mixture, and cultured with shaking at 37 ° C. for 24 hours. After the culture, the E. coli cells were centrifuged and separated into culture supernatants. The cells were washed twice with 10 mM sodium phosphate buffer (pH 6.0) and then resuspended in the same buffer.
Crushed with an ultrasonic crusher. The crushed liquid was centrifuged, and the supernatant was used as a cell-free extract. This solution is the LFTase solution.

【0063】このようにして調製した大腸菌BL21
(DE3)−PET/LFTsaの無細胞抽出液のLF
Tase活性を定法にしたがい測定したところ、10
5.1単位/培養液(ml)であった。本発明によれ
ば、元株(GS−9菌)の約30倍、Saitoらの系
の約5倍と非常に高い生産性が得られた。なお、遺伝子
組換え体は菌体内に酵素を生産したため(GS−9菌は
菌体外に分泌発現)、酵素単位は培養液1ml当りの数
値に換算して比較した(表1)。
The thus prepared E. coli BL21
(DE3) -LF of cell-free extract of PET / LFTsa
Tase activity was measured according to a standard method.
It was 5.1 units / culture solution (ml). According to the present invention, very high productivity was obtained, about 30 times that of the original strain (GS-9 bacteria) and about 5 times that of the system of Saito et al. In addition, since the recombinants produced the enzyme in the cells (GS-9 was secreted and expressed outside the cells), the enzyme units were converted into numerical values per 1 ml of the culture solution and compared (Table 1).

【0064】 (表1) 表1:レバンフルクトトランスフェラーゼ活性の比較 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 株 名 所 在 LFTase活性 (U/ml培養液) ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 元株A. nicolinovorans GS-9 菌体外 3.3 pLTF-BB1/大腸菌JM109 菌体内 17.6 pET/LFTsa/大腸菌BL-21(DE3) 菌体内 105.1 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━(Table 1) Table 1: Comparison of levanfructotransferase activities Location LFTase activity (U / ml culture) ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ Original strain A. nicolinovorans GS-9 Extracellular 3.3 3.3 pLTF-BB1 / Escherichia coli JM109 17.6 pET / LFTsa / Escherichia coli BL-21 (DE3) 105.1 ━━━━━━━━━━━━━━

【0065】この無細胞抽出液から発現LFTaseの
部分精製を行った。この無細胞抽出液を10mMリン酸
ナトリウム緩衝液(pH6.0)に対し一晩透析した。
そして担体として緩衝液で平衡化したDEAE Bio
−Gel A(バイオ−ラッド製)を用いた陰イオン交
換カラムクロマトグラフィーに供した。吸着したタンパ
ク質の溶出は緩衝液中に含まれる塩化ナトリウム濃度を
0−0.4Mまで直線的に変化させて行った。定法に従
い、LFTase活性画分を測定し、活性画分を遠心限
外ろ過膜で濃縮した。この粗酵素液を10mMリン酸ナ
トリウム緩衝液(pH6.0)に対し一晩透析した。こ
の溶液を組み換え酵素の部分精製液とした。
The expressed LFTase was partially purified from this cell-free extract. The cell-free extract was dialyzed overnight against a 10 mM sodium phosphate buffer (pH 6.0).
And DEAE Bio equilibrated with buffer as carrier
-It was subjected to anion exchange column chromatography using Gel A (manufactured by Bio-Rad). Elution of the adsorbed protein was performed by linearly changing the concentration of sodium chloride contained in the buffer solution from 0 to 0.4 M. According to a standard method, the LFTase active fraction was measured, and the active fraction was concentrated with a centrifugal ultrafiltration membrane. This crude enzyme solution was dialyzed overnight against a 10 mM sodium phosphate buffer (pH 6.0). This solution was used as a partially purified solution of the recombinant enzyme.

【0066】[0066]

【実施例3】LFTaseを用いてレバンよりDFA
IVを製造した。
Embodiment 3 DFA from Leban using LFTase
IV was produced.

【0067】(1)先に製造したセラチア菌培養液の冷
却熟成後の溶液を、アルコールによるレバン沈澱を行う
ことなく、37℃に調節し、100rpmで撹拌しなが
ら、pHを6.0付近に調節した。このようにして得た
レバン含有液200Lに、上記で調整したLFTase
溶液(100U/ml)10mlを添加して、24時
間、40℃でインキュベートし、レバンからのDFA
IV合成反応を行った。
(1) The solution obtained by cooling and aging the Serratia bacterium culture solution prepared above was adjusted to 37 ° C. without subjecting Levan precipitation with alcohol to pH around 6.0 while stirring at 100 rpm. Adjusted. The thus prepared LFTase was added to 200 L of the levan-containing liquid thus obtained.
Add 10 ml of solution (100 U / ml), incubate for 24 hours at 40 ° C.,
An IV synthesis reaction was performed.

【0068】セラチア菌の培養液中からレバンを分離回
収することは、レバンと培地中の余剰糖分、不純物、及
び菌体とを分離するという意味、そして次反応のDFA
IV合成反応時に至適緩衝液中にレバンを溶解できる
という意味で重要であると考えられてきた。しかし、冷
却熟成終了時に、酵素反応時の至適pHにpHを調整す
る操作のみで、その後の効率に何の問題も生じないこと
が明らかとなった。このことでエタノール沈澱によるレ
バンの回収が不必要になり、エタノール沈澱に使用する
資材と時間を大幅に省略することが可能となった。
Separating and recovering levan from the culture of Serratia bacteria means separating levan from surplus sugars, impurities and cells in the medium, and DFA in the next reaction.
It has been considered important in the sense that levan can be dissolved in an optimal buffer during the IV synthesis reaction. However, it was revealed that only the operation of adjusting the pH to the optimum pH at the time of the enzyme reaction at the end of cooling ripening did not cause any problem in the subsequent efficiency. As a result, the recovery of levan by ethanol precipitation becomes unnecessary, and the materials and time used for ethanol precipitation can be greatly reduced.

【0069】また、この後の操作でイースト菌を添加し
て、余剰の糖分を除去する工程が存在するが(この操作
を、イースト処理ということがある)、これも同タンク
内で行なうことが可能であった。イーストで通気培養処
理する酵素反応液の濃度は、1〜40重量%、好ましく
は5〜30重量%であった。
Further, there is a step of removing the excess sugar by adding yeast in a subsequent operation (this operation is sometimes referred to as yeast treatment), but this step can also be performed in the same tank. Met. The concentration of the enzyme reaction solution subjected to aeration culture treatment with yeast was 1 to 40% by weight, preferably 5 to 30% by weight.

【0070】(2)上記により得られた酵素反応液(D
FA IV320gを含有)10Lにパン酵母(ニッテ
ンイースト、商品名)300g(水分66%)を添加
し、30℃で24時間通気培養した。その培養液を濾過
した後、濃縮してBx50に調整した。内径12cm高
さ79cmの樹脂製カラムにNa型とした強酸性陽イオ
ン交換樹脂Amberlite CR−1310(商品
名)7.6Lを充填し、これに前記濃縮液を0.02か
ら0.10L/L−R/1サイクル、空間速度0.13
〜0.53、温度80℃の条件で通液し、温水で押し出
した。DFA IV純度の高い画分を採取し、DFA
IV画分とした。この操作を10回実施して得られたD
FA IV画分を混合し、混合液0.6kgに活性炭を
加えて脱色した。珪藻土濾過によって活性炭を除去し、
ろ液を70℃で減圧濃縮した。その後、冷却結晶化(7
0→25℃)を行い、その結晶化物を遠心分離器で分離
し、純度99.9%のDFA IV結晶120gを得
た。
(2) The enzyme reaction solution (D
To 10 L of FA IV (containing 320 g), 300 g of baker's yeast (Nitten Yeast, trade name) (water content: 66%) was added, followed by aeration culture at 30 ° C. for 24 hours. The culture was filtered and then concentrated to a Bx50. A resin column having an inner diameter of 12 cm and a height of 79 cm is filled with 7.6 L of a strong acidic cation exchange resin Amberlite CR-1310 (trade name) in the form of Na, and the concentrated solution is charged with 0.02 to 0.10 L / L. -R / 1 cycle, space velocity 0.13
The solution was passed under the conditions of 0.50.53 and a temperature of 80 ° C., and was extruded with warm water. DFA IV The fraction with high purity is collected and DFA
The fraction was designated as IV fraction. D obtained by performing this operation 10 times
The FA IV fractions were mixed and activated carbon was added to 0.6 kg of the mixture to decolorize it. Activated carbon is removed by diatomaceous earth filtration,
The filtrate was concentrated under reduced pressure at 70 ° C. Then, cooling crystallization (7
(0 → 25 ° C.), and the crystallized product was separated by a centrifugal separator to obtain 120 g of DFA IV crystals having a purity of 99.9%.

【0071】(3)また、上記したイースト処理後の粗
DFA IV溶液を、図10に示した条件で、カチオン
交換樹脂次いでアニオン交換樹脂に通液して、脱塩及び
クロマトグラフィーの効果を生起させる処理を行なっ
た。精製処理後のDFA IV溶液のHPLCによる分
析結果を図10に示した。なお対照として精製処理前の
粗DFA IV溶液のHPLCによる分析結果も図10
に示した。その結果から明らかなように、脱塩効果によ
って不純物を吸着除去できるとともに、クロマト効果に
よってDFA IVと不純物(主に、図中、点線の右か
ら1番目及び2番みのピーク)を分離できることがわか
る。
(3) The crude DFA IV solution after the yeast treatment is passed through a cation exchange resin and then an anion exchange resin under the conditions shown in FIG. 10 to produce the effects of desalting and chromatography. Was performed. FIG. 10 shows the results of HPLC analysis of the purified DFA IV solution. As a control, the result of HPLC analysis of the crude DFA IV solution before the purification treatment is also shown in FIG.
It was shown to. As is clear from the results, it is possible to adsorb and remove impurities by the desalting effect and to separate DFA IV and impurities (mainly, the first and second peaks from the right of the dotted line in the figure) by the chromatographic effect. Understand.

【0072】その精製メカニズムは、現時点において
は、次のとおりである。図11に示すように、カチオン
交換樹脂を充填したカラムとアニオン交換樹脂を充填し
たカラムを直結し、そこに粗DFA IV溶液を通液し
て脱塩している。本法によって粗DFA IV溶液中の
カチオンおよびアニオンが除去されるのは当然である
が、さらにアニオン交換樹脂によるクロマトグラフィー
効果も大きく、高純度のDFA IV溶液を得ることに
成功している。(図11、図12)
The purification mechanism is as follows at present. As shown in FIG. 11, a column filled with a cation exchange resin and a column filled with an anion exchange resin were directly connected, and a crude DFA IV solution was passed through the column to desalinate. It is natural that the cations and anions in the crude DFA IV solution are removed by the present method, but the chromatographic effect by the anion exchange resin is also large, and a high purity DFA IV solution has been successfully obtained. (FIGS. 11 and 12)

【0073】アニオン交換樹脂から出てきた液を回収す
るタイミングを調整する(遅らせる)ことによって、図
中AだけでなくB(イースト処理時に生成したグリセロ
ールなど)も除去することが可能となる。本法を用いる
ことによって、純度90%以上のDFA IV溶液を回
収率70〜80%で得ることが可能である。
By adjusting (delaying) the timing of collecting the liquid discharged from the anion exchange resin, not only A in the figure but also B (glycerol generated during the yeast treatment) can be removed. By using this method, it is possible to obtain a DFA IV solution having a purity of 90% or more with a recovery rate of 70 to 80%.

【0074】[0074]

【発明の効果】本発明に係る新規LFTaseをレバン
に作用させることにより、効率的にDFA IVを製造
することが可能となった。また、その精製法も開発さ
れ、高純度のDFA IVの製造が可能となった。
The present invention makes it possible to produce DFA IV efficiently by applying the novel LFTase according to the present invention to levan. In addition, a purification method has been developed, and high-purity DFA IV can be produced.

【0075】本発明に係るLFTaseは(同酵素遺伝
子も同様)、従来未知の新規物質である。本酵素は、β
−2,6−ポリフラクタンを還元末端から二糖単位で切
断する作用を有する。本酵素は非常に活性が高く、これ
をレバンに作用させることにより、各種機能性を有する
DFA IVを効率的に製造することができる。しかも
本酵素は、遺伝子組換え型であり、活性が高いだけでな
く、工業的に大量生産できるという特徴も有する。
The LFTase according to the present invention (as well as the enzyme gene) is a novel substance which is hitherto unknown. The enzyme is β
It has the effect of cleaving -2,6-polyfructan from the reducing end in disaccharide units. This enzyme has a very high activity, and by allowing it to act on levan, DFA IV having various functions can be efficiently produced. In addition, the enzyme is of a genetically modified type, has not only high activity, but also has the feature that it can be industrially mass-produced.

【0076】また、本発明によって、セラチア属菌を使
用する従来未知の新しいレバンの製造方法が開発され、
効率的にレバンを製造することが可能となった。そのう
え、本発明によれば、更に、前培養法及び/又は冷却熟
成法を新たに併用することにより、レバンの生成効率を
更に大幅に高めることがはじめて可能となり、レバンの
工業的製造にはじめて成功したものである。
Further, according to the present invention, a novel method for producing a conventionally unknown levan using Serratia sp. Has been developed,
Leban can be produced efficiently. Furthermore, according to the present invention, it is possible for the first time to further increase the production efficiency of levan by newly using a preculture method and / or a cooling ripening method, and to succeed in the industrial production of levan for the first time. It was done.

【0077】このように、本発明によって、原料である
レバン及びLFTaseの大量生産が可能となったの
で、従来なし得なかったDFA IVの大量生産がはじ
めて可能となり、そのうえ、その効率的精製法も開発さ
れたので、高純度のDFA IVを大量に製造すること
がはじめて可能となった。したがって、DFA IVの
機能性食品や医薬等への更なる工業的応用が可能となっ
た。
As described above, the present invention makes it possible to mass-produce raw materials such as levan and LFTase, which makes it possible for the first time to mass-produce DFA IV, which has never been possible before. Since it was developed, it has become possible for the first time to produce high-purity DFA IV in large quantities. Therefore, further industrial application of DFA IV to functional foods, pharmaceuticals, and the like has become possible.

【0078】そのうえ、本発明は、蔗糖からDFA I
Vの結晶化までの一連の工程を中断することなく連続し
て実施できるという画期的な特徴を有し、単離操作、他
のタンクへの移送その他の作業が省略され、低コストで
DFA IVを製造することが可能となるとともに、蔗
糖の有効利用にも新たに途を拓くものであって、製糖業
界に対して大きな貢献をなすものである。
In addition, the present invention relates to a method for preparing DFA I from sucrose.
It has an epoch-making feature that a series of steps up to the crystallization of V can be carried out continuously without interruption, the isolation operation, the transfer to another tank and other operations are omitted, and the DFA is reduced in cost. In addition to being able to produce IV, it also opens up new ways to make effective use of sucrose, making a significant contribution to the sugar industry.

【0079】[0079]

【配列表】 SEQUENCE LISTING <110> Nippon Tensaiseito Kabushiki Kaisha <120> Production Method of DFA IV in Large Amount <130> 6337 <141> 2000-7-6 <160> 6 <210> 1 <211> 485 <212> PRT <213> Arthrobacter nicotinovorans <400> 1 MET Gln Ala Ser Leu Arg Ala Ile Tyr His MET Thr Pro Pro Ser 5 10 15 Gly Trp Leu Cys Asp Pro Gln Arg Pro Val His Thr Asn Gly Ala 20 25 30 Tyr Gln Leu Tyr Tyr Leu His Ser Gly Gln Asn Asn Gly Pro Gly 35 40 45 Gly Trp Asp His Ala Thr Thr Gly Asp Gly Val Ser Tyr Thr His 50 55 60 His Gly Val Val MET Pro MET Gln Pro Asp Phe Pro Val Trp Ser 65 70 75 Gly Ser Ala Val Val Asp Thr Ala Asn Thr Ala Gly Phe Gly Ala 80 85 90 Gly Ala Val Ile Ala Leu Ala Thr Gln Pro Thr Asp Gly Lys Phe 95 100 105 Gln Glu Gln Tyr Leu Tyr Trp Ser Thr Asp Gly Gly Tyr Ser Phe 110 115 120 Thr Ala Leu Pro Asp Pro Val Ile Val Asn Thr Asp Gly Arg Thr 125 130 135 Ala Thr Thr Pro Ala Glu Val Glu Asn Ala Glu Trp Phe Arg Asp 140 145 150 Pro Lys Ile His Trp Asp Ala Thr Arg Asn Glu Trp Val Cys Val 155 160 165 Ile Gly Arg Ala Arg Tyr Ala Ala Phe Tyr Thr Ser Pro Asn Leu 170 175 180 Arg Asp Trp Gln Trp Lys Ser Asn Phe Asp Tyr Pro Asn His Ala 185 190 195 Leu Gly Gly Ile Glu Cys Pro Asp Leu Phe Glu MET Thr Ala Gly 200 205 210 Asp Gly Thr Arg His Trp Val Phe Gly Ala Ser MET Asp Ala Tyr 215 220 225 Ser Ile Gly Leu Pro MET Thr Phe Ala Tyr Trp Thr Gly Ser Trp 230 235 240 Asn Gly Thr Ala Phe Ile Ala Asp Asn Leu Thr Pro Gln Trp Leu 245 250 255 Asp Trp Gly Trp Asp Trp Tyr Ala Ala Val Thr Trp Pro Ala Val 260 265 270 Glu Ala Pro Glu Thr Lys Arg Leu Ala Thr Ala Trp MET Asn Asn 275 280 285 Trp Lys Tyr Ala Ala Arg Asn Val Pro Thr Asp Ala Ser Asp Gly 290 295 300 Tyr Asn Gly Gln Asn Ser Ile Thr Arg Glu Leu Arg Leu Glu Arg 305 310 315 Gln Ser Gly Gly Trp Tyr Thr Leu Leu Ser Thr Pro Val Pro Ala 320 325 330 Leu Ser Asn Tyr Ala Thr Ser Ser Thr Thr Leu Pro Asp Arg Thr 335 340 345 Val Asn Gly Ser Phe Val Leu Pro Trp Ser Gly Arg Ala Tyr Glu 350 355 360 Leu Glu Leu Asp Ile Ser Trp Asp Thr Ala Ala Asn Val Gly Val 365 370 375 Ser Val Gly Arg Ser Ser Asp Gly Ser Arg His Thr Asn Ile Gly 380 385 390 Lys Tyr Gly Asp Glu Leu Tyr Val Asp Arg Ala Ser Ser Glu Gln 395 400 405 Ser Gly Tyr Ala Leu Ala Pro Tyr Thr Arg Ala Ala Ala Pro Ile 410 415 420 Asp Ala Asn Ala Arg Ser Val His Leu Arg Ile Phe Val Asp Thr 425 430 435 Gln Ser Val Glu Val Phe Val Asn Ser Gly His Thr Val Val Ser 440 445 450 Gln Gln Val His Phe Ala Ala Gly Asp Thr Gly Ile Ser Leu Tyr 455 460 465 Ala Asp Gly Gly Pro Ala Asn Phe Thr Gly Ile Thr Ile Arg Glu 470 475 480 Phe Gly Asn Pro Ile 485 <210> 2 <211> 1467 <212> DNA <213> Arthrobacter nicotinovorans <400> 2 caTATGcagg catccctccg ggcgatctac cacatgaccc cgccctcggg ctggctatgt 60 gatccgcagc gacccgtaca tacaaacggc gcctaccagc tctactacct ccactccggc 120 cagaacaacg gaccgggcgg atgggaccac gcgaccaccg gcgacggagt gtcttacacc 180 caccatggag tggtgatgcc aatgcaaccg gacttccccg tgtggtcggg atcggcagta 240 gtggacaccg ccaacaccgc cggcttcggc gccggcgcag tcatcgcgct cgccacccaa 300 cccaccgacg gaaaattcca ggaacagtac ctttactggt ccacggatgg cggctactcc 360 ttcaccgcat tgcctgaccc ggtcattgtg aacactgatg gacggacggc caccaccccc 420 gccgaggtgg agaacgcaga atggttccgc gacccgaaaa ttcactggga cgcgacgcgc 480 aacgagtggg tctgtgtcat cggcagggcc cgctacgctg ccttctacac ctctcccaac 540 ctgcgggatt ggcaatggaa gtccaacttc gactacccca accacgccct cggcggtatc 600 gaatgcccgg atctgttcga aatgaccgca ggagacggaa cccggcactg ggtgttcggg 660 gcgagcatgg acgcctacag catcggcttg cccatgacct ttgcctactg gacaggttca 720 tggaacggca cagcattcat cgccgacaac ctcacaccac agtggcttga ctggggatgg 780 gactggtacg ccgccgtgac ctggccggcc gtggaagcac ctgagaccaa gcggcttgcc 840 acagcgtgga tgaacaactg gaaatatgcc gcccgcaacg tgcccacgga cgcgtccgat 900 ggctataacg ggcaaaattc catcacgcgc gagctcaggc tcgagcgcca atcgggcggc 960 tggtacacct tgctcagcac gcccgttccg gcgctttcga actatgccac ctccagcacc 1020 acccttccgg accgcacagt caacggcagt ttcgtacttc cgtggagcgg ccgggcgtat 1080 gaactggaac tcgatatttc atgggacacg gcagcgaacg tgggagtctc ggtgggccgc 1140 tcgtccgatg gcagccgcca tacgaacatc ggcaaatacg gtgacgagtt gtacgtcgat 1200 cgcgcatcct cggagcaaag cggttatgcg ctggcaccct acacccgcgc cgccgcgccc 1260 atcgatgcga acgccagatc cgtccacctg cgcatctttg tagacaccca aagtgttgag 1320 gtgttcgtaa attccgggca cacggtggtt tcgcagcagg tgcacttcgc ggccggggac 1380 acggggatct ccctctatgc ggacggcggt ccggccaact tcaccggcat caccatccgc 1440 gagttcggga accccatcta agGAtCc <210> 3 <211> 517 <212> PRT <213> Arthrobacter nicotinovorans <400> 3 MET Thr Tyr Asp Ile Ser Arg Arg Thr Ala Leu Gln Gly Ala Gly 5 10 15 Val Gly Ala Leu Ala Leu Phe MET Ser Asn Ala Ile Pro Val Ala 20 25 30 Ala His Ala Gln Ala Ser Leu Arg Ala Ile Tyr His MET Thr Pro 35 40 45 Pro Ser Gly Trp Leu Cys Asp Pro Gln Arg Pro Val His Thr Asn 50 55 60 Gly Ala Tyr Gln Leu Tyr Tyr Leu His Ser Gly Gln Asn Asn Gly 65 70 75 Pro Gly Gly Trp Asp His Ala Thr Thr Gly Asp Gly Val Ser Tyr 80 85 90 Thr His His Gly Val Val MET Pro MET Gln Pro Asp Phe Pro Val 95 100 105 Trp Ser Gly Ser Ala Val Val Asp Thr Ala Asn Thr Ala Gly Phe 110 115 120 Gly Ala Gly Ala Val Ile Ala Leu Ala Thr Gln Pro Thr Asp Gly 125 130 135 Lys Phe Gln Glu Gln Tyr Leu Tyr Trp Ser Thr Asp Gly Gly Tyr 140 145 150 Ser Phe Thr Ala Leu Pro Asp Pro Val Ile Val Asn Thr Asp Gly 155 160 165 Arg Thr Ala Thr Thr Pro Ala Glu Val Glu Asn Ala Glu Trp Phe 170 175 180 Arg Asp Pro Lys Ile His Trp Asp Ala Thr Arg Asn Glu Trp Val 185 190 195 Cys Val Ile Gly Arg Ala Arg Tyr Ala Ala Phe Tyr Thr Ser Pro 200 205 210 Asn Leu Arg Asp Trp Gln Trp Lys Ser Asn Phe Asp Tyr Pro Asn 215 220 225 His Ala Leu Gly Gly Ile Glu Cys Pro Asp Leu Phe Glu MET Thr 230 235 240 Ala Gly Asp Gly Thr Arg His Trp Val Phe Gly Ala Ser MET Asp 245 250 255 Ala Tyr Ser Ile Gly Leu Pro MET Thr Phe Ala Tyr Trp Thr Gly 260 265 270 Ser Trp Asn Gly Thr Ala Phe Ile Ala Asp Asn Leu Thr Pro Gln 275 280 285 Trp Leu Asp Trp Gly Trp Asp Trp Tyr Ala Ala Val Thr Trp Pro 290 295 300 Ala Val Glu Ala Pro Glu Thr Lys Arg Leu Ala Thr Ala Trp MET 305 310 315 Asn Asn Trp Lys Tyr Ala Ala Arg Asn Val Pro Thr Asp Ala Ser 320 325 330 Asp Gly Tyr Asn Gly Gln Asn Ser Ile Thr Arg Glu Leu Arg Leu 335 340 345 Glu Arg Gln Ser Gly Gly Trp Tyr Thr Leu Leu Ser Thr Pro Val 350 355 360 Pro Ala Leu Ser Asn Tyr Ala Thr Ser Ser Thr Thr Leu Pro Asp 365 370 375 Arg Thr Val Asn Gly Ser Phe Val Leu Pro Trp Ser Gly Arg Ala 380 385 390 Tyr Glu Leu Glu Leu Asp Ile Ser Trp Asp Thr Ala Ala Asn Val 395 400 405 Gly Val Ser Val Gly Arg Ser Ser Asp Gly Ser Arg His Thr Asn 410 415 420 Ile Gly Lys Tyr Gly Asp Glu Leu Tyr Val Asp Arg Ala Ser Ser 425 430 435 Glu Gln Ser Gly Tyr Ala Leu Ala Pro Tyr Thr Arg Ala Ala Ala 440 445 450 Pro Ile Asp Ala Asn Ala Arg Ser Val His Leu Arg Ile Phe Val 455 460 465 Asp Thr Gln Ser Val Glu Val Phe Val Asn Ser Gly His Thr Val 470 475 480 Val Ser Gln Gln Val His Phe Ala Ala Gly Asp Thr Gly Ile Ser 485 490 495 Leu Tyr Ala Asp Gly Gly Pro Ala Asn Phe Thr Gly Ile Thr Ile 500 505 510 Arg Glu Phe Gly Asn Pro Ile 515 <210> 4 <211> 1752 <212> DNA <213> Arthrobacter nicotinovorans <400> 4 cccgggacct ttcccgacgg tctcacacac ccatcaccat gacgtttggc gtgtcgtcgc 60 gcccgccgaa cactgagagg aaacgaatcg atgacgtatg acatctctcg ccgcactgcc 120 ctgcaaggtg caggggttgg tgccttggca cttttcatga gcaatgccat tcccgtggcc 180 gcccacgccc aggcatccct ccgggcgatc taccacatga ccccgccctc gggctggcta 240 tgtgatccgc agcgacccgt acatacaaac ggcgcctacc agctctacta cctccactcc 300 ggccagaaca acggaccggg cggatgggac cacgcgacca ccggcgacgg agtgtcttac 360 acccaccatg gagtggtgat gccaatgcaa ccggacttcc ccgtgtggtc gggatcggca 420 gtagtggaca ccgccaacac cgccggcttc ggcgccggcg cagtcatcgc gctcgccacc 480 caacccaccg acggaaaatt ccaggaacag tacctttact ggtccacgga tggcggctac 540 tccttcaccg cattgcctga cccggtcatt gtgaacactg atggacggac ggccaccacc 600 cccgccgagg tggagaacgc agaatggttc cgcgacccga aaattcactg ggacgcgacg 660 cgcaacgagt gggtctgtgt catcggcagg gcccgctacg ctgccttcta cacctctccc 720 aacctgcggg attggcaatg gaagtccaac ttcgactacc ccaaccacgc cctcggcggt 780 atcgaatgcc cggatctgtt cgaaatgacc gcaggagacg gaacccggca ctgggtgttc 840 ggggcgagca tggacgccta cagcatcggc ttgcccatga cctttgccta ctggacaggt 900 tcatggaacg gcacagcatt catcgccgac aacctcacac cacagtggct tgactgggga 960 tgggactggt acgccgccgt gacctggccg gccgtggaag cacctgagac caagcggctt 1020 gccacagcgt ggatgaacaa ctggaaatat gccgcccgca acgtgcccac ggacgcgtcc 1080 gatggctata acgggcaaaa ttccatcacg cgcgagctca ggctcgagcg ccaatcgggc 1140 ggctggtaca ccttgctcag cacgcccgtt ccggcgcttt cgaactatgc cacctccagc 1200 accacccttc cggaccgcac agtcaacggc agtttcgtac ttccgtggag cggccgggcg 1260 tatgaactgg aactcgatat ttcatgggac acggcagcga acgtgggagt ctcggtgggc 1320 cgctcgtccg atggcagccg ccatacgaac atcggcaaat acggtgacga gttgtacgtc 1380 gatcgcgcat cctcggagca aagcggttat gcgctggcac cctacacccg cgccgccgcg 1440 cccatcgatg cgaacgccag atccgtccac ctgcgcatct ttgtagacac ccaaagtgtt 1500 gaggtgttcg taaattccgg gcacacggtg gtttcgcagc aggtgcactt cgcggccggg 1560 gacacgggga tctccctcta tgcggacggc ggtccggcca acttcaccgg catcaccatc 1620 cgcgagttcg ggaaccccat ctaagcctgc gtcccacggc tggaaaggac gacggcgacg 1680 ctgcagcagg cgggtgcgtc gccgtcgttc ttccgggtcc gttgggcagt tcgcatctga 1740 caagcacccg gg <210> 5 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial sequence <400> 5 ccgcccatat gcaggcatcc ctccggg 27 <210> 6 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial sequence <400> 6 gggacggatc cttagatggg gttcccg 27[Sequence List] SEQUENCE LISTING <110> Nippon Tensaiseito Kabushiki Kaisha <120> Production Method of DFA IV in Large Amount <130> 6337 <141> 2000-7-6 <160> 6 <210> 1 <211> 485 <212 > PRT <213> Arthrobacter nicotinovorans <400> 1 MET Gln Ala Ser Leu Arg Ala Ile Tyr His MET Thr Pro Pro Ser 5 10 15 Gly Trp Leu Cys Asp Pro Gln Arg Pro Val His Thr Asn Gly Ala 20 25 30 Tyr Gln Leu Tyr Tyr Leu His Ser Gly Gln Asn Asn Gly Pro Gly 35 40 45 Gly Trp Asp His Ala Thr Thr Gly Asp Gly Val Ser Tyr Thr His 50 55 60 His Gly Val Val MET Pro MET Gln Pro Asp Phe Pro Val Trp Ser 65 70 75 Gly Ser Ala Val Val Asp Thr Ala Asn Thr Ala Gly Phe Gly Ala 80 85 90 Gly Ala Val Ile Ala Leu Ala Thr Gln Pro Thr Asp Gly Lys Phe 95 100 105 Gln Glu Glu Gln Tyr Leu Tyr Trp Ser Thr Asp Gly Gly Tyr Ser Phe 110 115 120 Thr Ala Leu Pro Asp Pro Val Ile Val Asn Thr Asp Gly Arg Thr 125 130 135 Ala Thr Thr Pro Ala Glu Val Glu Asn Ala Glu Trp Phe Arg Asp 140 145 150 Pro Lys Ile His Trp Asp Ala Thr Arg Asn Glu Trp Val Cys Val 155 160 165 Ile Gly Arg Ala Arg Tyr Ala Ala Phe Tyr Thr Ser Pro Asn Leu 170 175 180 Arg Asp Trp Gln Trp Lys Ser Asn Phe Asp Tyr Pro Asn His Ala 185 190 195 Leu Gly Gly Ile Glu Cys Pro Asp Leu Phe Glu MET Thr Ala Gly 200 205 210 Asp Gly Thr Arg His Trp Val Phe Gly Ala Ser MET Asp Ala Tyr 215 220 225 Ser Ile Gly Leu Pro MET Thr Phe Ala Tyr Trp Thr Gly Ser Trp 230 235 240 Asn Gly Thr Ala Phe Ile Ala Asp Asn Leu Thr Pro Gln Trp Leu 245 250 255 Asp Trp Gly Trp Asp Trp Tyr Ala Ala Val Thr Trp Pro Ala Val 260 265 270 Glu Ala Pro Glu Thr Lys Arg Leu Ala Thr Ala Trp MET Asn Asn 275 280 285 285 Trp Lys Tyr Ala Ala Arg Asn Val Pro Thr Asp Ala Ser Asp Gly 290 295 300 Tyr Asn Gly Gln Asn Ser Ile Thr Arg Glu Leu Arg Leu Glu Arg 305 310 315 Gln Ser Gly Gly Trp Tyr Thr Leu Leu Ser Thr Pro Val Pro Ala 320 325 330 Leu Ser Asn Tyr Ala Thr Ser Ser Thr Thr Leu Pro Asp Arg Thr 335 340 345 345 Val Asn Gly Ser Phe Val Leu Pro Trp Ser Gly Arg Ala Tyr Glu 350 355 360 Leu Glu Leu Asp Ile Ser Trp Asp Thr Ala Ala Asn Val Gly Val 365 370 375 Ser Val Gly Arg Ser Ser Asp Gly Ser Arg His Thr Asn Ile Gly 380 385 390 Lys Tyr Gly Asp Glu Leu Tyr Val Asp Arg Ala Ser Ser Glu Gln 395 400 405 Ser Gly Tyr Ala Leu Ala Pro Tyr Thr Arg Ala Ala Ala Pro Ile 410 415 420 Asp Ala Asn Ala Arg Ser Val His Leu Arg Ile Phe Val Asp Thr 425 430 435 Gln Ser Val Glu Val Phe Val Asn Ser Gly His Thr Val Val Ser 440 445 450 Gln Gln Val His Phe Ala Ala Gly Asp Thr Gly Ile Ser Leu Tyr 455 460 465 Ala Asp Gly Gly Pro Ala Asn Phe Thr Gly Ile Thr Ile Arg Glu 470 475 480 Phe Gly Asn Pro Ile 485 <210> 2 <211> 1467 <212> DNA <213> Arthrobacter nicotinovorans <400> 2 caTATGcagg catccctccg ggcgatctac cacatgaccc cgccctcggg ctggctatgt 60 gatccgcagc gacccgtaca tacaaacggc gcctaccagc tctactacct ccactccggc 120 cagaacaacg gaccgggcgg atgggaccac gcgaccaccg gcgacggagt gtcttacacc 180 caccatggag tggtgatgcc aatgcaaccg gacttccccg tgtggtcggg atcggcagta 240 gtggacaccg ccaacaccgc cggcttcggc gccggcgcag tcatcgcgct cgccacccaa 300 cccaccgacg gaaaattcca ggaacagtac ctttactggt ccacggatgg cggctactcc 360 ttcaccgcat tgcctgaccc ggtcattgtg aacactgatg gacggacggc caccaccccc 420 gccgaggtgg agaacgcaga atggttccgc gacccgaaaa ttcactggga cgcgacgcgc 480 aacgagtggg tctgtgtcat cggcagggcc cgctacgctg ccttctacac ctctcccaac 540 ctgcgggatt ggcaatggaa gtccaacttc gactacccca accacgccct cggcggtatc 600 gaatgcccgg atctgttcga aatgaccgca ggagacggaa cccggcactg ggtgttcggg 660 gcgagcatgg acgcctacag catcggcttg cccatgacct ttgcctactg gacaggttca 720 tggaacggca cagcattcat cgccgacaac ctcacaccac agtggcttga ctggggatgg 780 gactggtacg ccgccgtgac ctggccggcc gtggaagcac ctgagaccaa gcggcttgcc 840 acagcgtgga tgaacaactg gaaatatgcc gcccgcaacg tgcccacgga cgcgtccgat 900 ggctataacg ggcaaaattc catcacgcgc gagctcaggc tcgagcgcca atcgggcggc 960 tggtacacct tgctcagcac gcccgttccg gcgctttcga actatgccac ctccagcacc 1020 acccttccgg accgcacagt caacggcagt ttcgtacttc cgtggagcgg ccgggcgtat 1080 gaactggaac tcgatatttc atgggacacg gcagcgaacg tgggagtctc ggtgggccgc 1140 tcgtccgatg gcagccgcca tacgaacatc ggcaaatacg gtgacgagtt gtacg tcgat 1200 cgcgcatcct cggagcaaag cggttatgcg ctggcaccct acacccgcgc cgccgcgccc 1260 atcgatgcga acgccagatc cgtccacctg cgcatctttg tagacaccca aagtgttgag 1320 gtgttcgtaa attccgggca cacggtggtt tcgcagcagg tgcacttcgc ggccggggac 1380 acggggatct ccctctatgc ggacggcggt ccggccaact tcaccggcat caccatccgc 1440 gagttcggga accccatcta agGAtCc <210> 3 <211> 517 <212> PRT <213> Arthrobacter nicotinovorans <400> 3 MET Thr Tyr Asp Ile Ser Arg Arg Thr Ala Leu Gln Gly Ala Gly 5 10 15 Val Gly Ala Leu Ala Leu Phe MET Ser Asn Ala Ile Pro Val Ala 20 25 30 Ala His Ala Gln Ala Ser Leu Arg Ala Ile Tyr His MET Thr Pro 35 40 45 Pro Ser Gly Trp Leu Cys Asp Pro Gln Arg Pro Val His Thr Asn 50 55 60 Gly Ala Tyr Gln Leu Tyr Tyr Leu His Ser Gly Gln Asn Asn Gly 65 70 75 Pro Gly Gly Trp Asp His Ala Thr Thr Gly Asp Gly Val Ser Tyr 80 85 90 Thr His His Gly Val Val MET Pro MET Gln Pro Asp Phe Pro Val 95 100 105 Trp Ser Gly Ser Ala Val Val Asp Thr Ala Asn Thr Ala Gly Phe 110 115 120 Gly Ala Gly Ala Val Ile Ala Leu Ala Thr Gln Pro Thr Asp Gly 125 130 135 Lys Phe Gln Glu Gln Tyr Leu Tyr Trp Ser Thr Asp Gly Gly Tyr 140 145 150 Ser Phe Thr Ala Leu Pro Asp Pro Val Ile Val Asn Thr Asp Gly 155 160 165 Arg Thr Ala Thr Thr Pro Ala Glu Val Glu Asn Ala Glu Trp Phe 170 175 180 180 Arg Asp Pro Lys Ile His Trp Asp Ala Thr Arg Asn Glu Trp Val 185 190 195 Cys Val Ile Gly Arg Ala Arg Tyr Ala Ala Phe Tyr Thr Ser Pro 200 205 210 Asn Leu Arg Asp Trp Gln Trp Lys Ser Asn Phe Asp Tyr Pro Asn 215 220 225 His Ala Leu Gly Gly Ile Glu Cys Pro Asp Leu Phe Glu MET Thr 230 235 240 Ala Gly Asp Gly Thr Arg His Trp Val Phe Gly Ala Ser MET Asp 245 250 255 Ala Tyr Ser Ile Gly Leu Pro MET Thr Phe Ala Tyr Trp Thr Gly 260 265 270 Ser Trp Asn Gly Thr Ala Phe Ile Ala Asp Asn Leu Thr Pro Gln 275 280 285 Trp Leu Asp Trp Gly Trp Asp Trp Tyr Ala Ala Val Thr Trp Pro 290 295 300 Ala Val Glu Ala Pro Glu Thr Lys Arg Leu Ala Thr Ala Trp MET 305 310 315 Asn Asn Trp Lys Tyr Ala Ala Arg Asn Val Pro Thr Asp Ala Ser 320 325 330 Asp Gly Tyr Asn Gly Gln Asn Ser Ile ThrArg Glu Leu Arg Leu 335 340 345 Glu Arg Gln Ser Gly Gly Trp Tyr Thr Leu Leu Ser Thr Pro Val 350 355 360 Pro Ala Leu Ser Asn Tyr Ala Thr Ser Ser Thr Thr Leu Pro Asp 365 370 375 Arg Thr Val Asn Gly Ser Phe Val Leu Pro Trp Ser Gly Arg Ala 380 385 390 Tyr Glu Leu Glu Leu Asp Ile Ser Trp Asp Thr Ala Ala Asn Val 395 400 405 Gly Val Ser Val Gly Arg Ser Ser Asp Gly Ser Arg His Thr Asn 410 415 420 Ile Gly Lys Tyr Gly Asp Glu Leu Tyr Val Asp Arg Ala Ser Ser 425 430 435 Glu Gln Ser Gly Tyr Ala Leu Ala Pro Tyr Thr Arg Ala Ala Ala 440 445 450 Pro Ile Asp Ala Asn Ala Arg Ser Val His Leu Arg Ile Phe Val 455 460 465 Asp Thr Gln Ser Val Glu Val Phe Val Asn Ser Gly His Thr Val 470 475 480 Val Ser Gln Gln Val His Phe Ala Ala Gly Asp Thr Gly Ile Ser 485 490 495 Leu Tyr Ala Asp Gly Gly Pro Ala Asn Phe Thr Gly Ile Thr Ile 500 505 510 Arg Glu Phe Gly Asn Pro Ile 515 <210> 4 <211> 1752 <212> DNA <213> Arthrobacter nicotinovorans <400> 4 cccgggacct ttcccgacgg tctcacacac ccatcaccat gacgtttggc gtgtcgtcgc60 gcc cgccgaa cactgagagg aaacgaatcg atgacgtatg acatctctcg ccgcactgcc 120 ctgcaaggtg caggggttgg tgccttggca cttttcatga gcaatgccat tcccgtggcc 180 gcccacgccc aggcatccct ccgggcgatc taccacatga ccccgccctc gggctggcta 240 tgtgatccgc agcgacccgt acatacaaac ggcgcctacc agctctacta cctccactcc 300 ggccagaaca acggaccggg cggatgggac cacgcgacca ccggcgacgg agtgtcttac 360 acccaccatg gagtggtgat gccaatgcaa ccggacttcc ccgtgtggtc gggatcggca 420 gtagtggaca ccgccaacac cgccggcttc ggcgccggcg cagtcatcgc gctcgccacc 480 caacccaccg acggaaaatt ccaggaacag tacctttact ggtccacgga tggcggctac 540 tccttcaccg cattgcctga cccggtcatt gtgaacactg atggacggac ggccaccacc 600 cccgccgagg tggagaacgc agaatggttc cgcgacccga aaattcactg ggacgcgacg 660 cgcaacgagt gggtctgtgt catcggcagg gcccgctacg ctgccttcta cacctctccc 720 aacctgcggg attggcaatg gaagtccaac ttcgactacc ccaaccacgc cctcggcggt 780 atcgaatgcc cggatctgtt cgaaatgacc gcaggagacg gaacccggca ctgggtgttc 840 ggggcgagca tggacgccta cagcatcggc ttgcccatga cctttgccta ctggacaggt 900 tcatggaacg gcacagcatt c atcgccgac aacctcacac cacagtggct tgactgggga 960 tgggactggt acgccgccgt gacctggccg gccgtggaag cacctgagac caagcggctt 1020 gccacagcgt ggatgaacaa ctggaaatat gccgcccgca acgtgcccac ggacgcgtcc 1080 gatggctata acgggcaaaa ttccatcacg cgcgagctca ggctcgagcg ccaatcgggc 1140 ggctggtaca ccttgctcag cacgcccgtt ccggcgcttt cgaactatgc cacctccagc 1200 accacccttc cggaccgcac agtcaacggc agtttcgtac ttccgtggag cggccgggcg 1260 tatgaactgg aactcgatat ttcatgggac acggcagcga acgtgggagt ctcggtgggc 1320 cgctcgtccg atggcagccg ccatacgaac atcggcaaat acggtgacga gttgtacgtc 1380 gatcgcgcat cctcggagca aagcggttat gcgctggcac cctacacccg cgccgccgcg 1440 cccatcgatg cgaacgccag atccgtccac ctgcgcatct ttgtagacac ccaaagtgtt 1500 gaggtgttcg taaattccgg gcacacggtg gtttcgcagc aggtgcactt cgcggccggg 1560 gacacgggga tctccctcta tgcggacggc ggtccggcca acttcaccgg catcaccatc 1620 cgcgagttcg ggaaccccat ctaagcctgc gtcccacggc tggaaaggac gacggcgacg 1680 ctgcagcagg cgggtgcgtc gccgtcgttc ttccgggtcc gttgggcagt tcgcatctga 1740 caagcacccg gg <210 > 5 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial sequence <400> 5 ccgcccatat gcaggcatcc ctccggg 27 <210> 6 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial sequence <400> 6 gggacggatc cttagatggg gttcccg 27

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

【図1】本発明に係るLFTaseのアミノ酸配列を示
す。
FIG. 1 shows the amino acid sequence of LFTase according to the present invention.

【図2】本発明に係るLFTase遺伝子DNAの塩基
配列を示す。
FIG. 2 shows the nucleotide sequence of the LFTase gene DNA according to the present invention.

【図3】GS−9由来のLFTaseのアミノ酸配列を
示す。
FIG. 3 shows the amino acid sequence of LFTase derived from GS-9.

【図4】GS−9由来のLFTase遺伝子DNAの塩
基配列を示す。
FIG. 4 shows the nucleotide sequence of GS-9-derived LFTase gene DNA.

【図5】センスプライマーの塩基配列を示す。FIG. 5 shows the nucleotide sequence of a sense primer.

【図6】アンチセンスプライマーの塩基配列を示す。FIG. 6 shows the nucleotide sequence of an antisense primer.

【図7】LFTaseの大量発現系の構築図である。FIG. 7 is a construction diagram of a large-scale expression system of LFTase.

【図8】蔗糖からのDFA IVの大量製造法のフロー
チャートを示す。
FIG. 8 shows a flowchart of a method for mass production of DFA IV from sucrose.

【図9】実施例1におけるSerratia levanicumのファー
メンターによるレバン合成を示す。なお、粘度は、B型
粘度計(No.2回転軸、20℃)の実測値である。
FIG. 9 shows Levan synthesis by a fermenter of Serratia levanicum in Example 1. The viscosity is an actually measured value of a B-type viscometer (No. 2 rotation axis, 20 ° C.).

【図10】DFA IV含有液の脱塩前及び脱塩後のH
PLCクロマトグラムである。
FIG. 10: H before and after desalination of a DFA IV-containing solution
It is a PLC chromatogram.

【図11】DFA IVの精製図である。FIG. 11 is a purification diagram of DFA IV.

【図12】粗DFA IV溶液のHPLCクロマトグラ
ムである。なお、縦軸はmV、横軸は保持時間(分)を
表わす。
FIG. 12 is an HPLC chromatogram of a crude DFA IV solution. The vertical axis represents mV, and the horizontal axis represents retention time (minutes).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) (C12N 9/10 C12R 1:19) C12R 1:19) 1:06) (C12N 15/09 C12N 15/00 A C12R 1:06) C12R 1:06) (72)発明者 櫻井 博章 北海道帯広市稲田町南9線西13番地 日本 甜菜製糖株式会社総合研究所内 (72)発明者 佐山 晃司 北海道帯広市稲田町南9線西13番地 日本 甜菜製糖株式会社総合研究所内 (72)発明者 有塚 勉 北海道帯広市稲田町南9線西13番地 日本 甜菜製糖株式会社総合研究所内 (72)発明者 冨田 房男 北海道札幌市北区北9条西9丁目 北海道 大学農学部内 (72)発明者 浅野 行蔵 北海道札幌市北区北9条西9丁目 北海道 大学農学部内 (72)発明者 横田 篤 北海道札幌市北区北9条西9丁目 北海道 大学農学部内 Fターム(参考) 4B024 AA05 BA80 CA04 DA06 GA11 GA19 HA01 4B050 CC01 CC03 DD02 LL02 4B064 AF03 CA19 CB07 CC24 CD19 CE10 CE11 DA10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) (C12N 9/10 C12R 1:19) C12R 1:19) 1:06) (C12N 15/09 C12N 15 / 00 A C12R 1:06) C12R 1:06) (72) Inventor Hiroaki Sakurai 13th west of Inadacho Minami 9 Line, Obihiro City, Hokkaido Japan Beet Sugar Manufacturing Co., Ltd. (72) Inventor Koji Sayama 9 Inadamachi Minami 9 Obihiro City, Hokkaido 13 Line West Nippon Sugar Beet Sugar Co., Ltd. (72) Inventor Tsutomu Arizuka 13 Nishi Line 9 Inadacho Minami Line, Obihiro City, Hokkaido Inside Japan Sugar Beet Sugar Co., Ltd. (72) Inventor Fumio Tomita Kita, Sapporo, Hokkaido 9-chome, Kita-ku, Ku-ku, Hokkaido University, Faculty of Agriculture (72) Inventor Gyzo Asano, 9-chome, Kita 9-Jo Nishi, Kita-ku, Sapporo, Hokkaido Who Atsushi Yokota Sapporo, Hokkaido Kita-ku, Kita 9 Jo Nishi 9-chome, Hokkaido University Faculty of Agriculture in the F-term (reference) 4B024 AA05 BA80 CA04 DA06 GA11 GA19 HA01 4B050 CC01 CC03 DD02 LL02 4B064 AF03 CA19 CB07 CC24 CD19 CE10 CE11 DA10

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記の理化学的性質を有するレバンフル
クトトランスフェラーゼ(LFTase)をレバンに作
用させてジフルクトース・ジアンヒドリドIV(DFA
IV)を製造すること、を特徴とするDFA IVの
製造方法。 (1)作用 β−2,6フラクトシド結合を有する、ポリフラクタン
のレバンを分解し、ジフルクトース・ジアンヒドリドI
V(DFA IV)を合成する作用を有する。 (2)基質特異性 レバン及び鎖長が3から7のレバンオリゴ糖に作用す
る。 (3)至適pH及び安定pH範囲 至適pH:6.0 安定pH範囲:4.0〜12.0 (4)至適温度及び安定温度範囲 至適温度:50℃ 安定温度範囲:本酵素は、40℃まで安定であった。 (5)分子量 分子量:約50,000Da(SDS−PAGE、ゲル
温度7.5%) (6)酵素の誘導性 本酵素の誘導発現にはレバンを要しない。
1. Lefructose dianhydride IV (DFA) by reacting levan fructotransferase (LFTase) having the following physicochemical properties with levan
IV). A method for producing DFA IV. (1) Action Decomposes levan, a polyfructan having a β-2,6 fructoside bond, to give difructose dianhydride I
V (DFA IV). (2) Substrate specificity It acts on levan and levan oligosaccharides having a chain length of 3 to 7. (3) Optimum pH and stable pH range Optimum pH: 6.0 Stable pH range: 4.0 to 12.0 (4) Optimum temperature and stable temperature range Optimum temperature: 50 ° C Stable temperature range: the present enzyme Was stable up to 40 ° C. (5) Molecular weight Molecular weight: about 50,000 Da (SDS-PAGE, gel temperature 7.5%) (6) Inducibility of enzyme Levan is not required for inducible expression of this enzyme.
【請求項2】 配列番号1のアミノ酸配列で示されるL
FTaseをレバンに作用させてDFA IVを製造す
ること、を特徴とするDFA IVの製造方法。
2. L represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1.
A method for producing DFA IV, wherein FTase is allowed to act on levan to produce DFA IV.
【請求項3】 配列番号2の塩基配列で示されるLFT
ase遺伝子に対応するアミノ酸配列を有するLFTa
seをレバンに作用させてDFA IVを製造するこ
と、を特徴とするDFA IVの製造方法。
3. An LFT represented by the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2.
LFTa having an amino acid sequence corresponding to the ase gene
A method for producing DFA IV, wherein se is allowed to act on levan to produce DFA IV.
【請求項4】 配列番号2の塩基配列で示されるLFT
ase遺伝子のDNAを含有するプラスミドで形質転換
してなる形質転換体を培養し、得られた培養物由来のL
FTaseを使用すること、を特徴とする請求項1に記
載のDFAIVの製造方法。
4. An LFT represented by the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2.
A transformant obtained by transforming with a plasmid containing the DNA of the ase gene is cultured, and L-derived from the resulting culture is cultured.
The method for producing DFAIV according to claim 1, wherein FTase is used.
【請求項5】 形質転換体としてエシエリヒア・コリ
(Escherichia coli)BL21(DE
3)−pET/LTFsa(FERM P−1789
6)を使用すること、を特徴とする請求項4に記載のD
FA IVの製造方法。
5. A transformant, Escherichia coli BL21 (DE
3) -pET / LTFsa (FERM P-1789)
The method according to claim 4, wherein 6) is used.
Manufacturing method of FA IV.
【請求項6】 酵素反応液中の糖を資化及び/又は除去
する処理、脱塩処理、クロマトグラフィー分離処理の少
なくともひとつの処理によりDFA IV画分を精製、
回収すること、を特徴とする請求項1〜5のいずれか1
項に記載の方法。
6. A DFA IV fraction is purified by at least one of a treatment for assimilating and / or removing sugar in an enzyme reaction solution, a desalting treatment, and a chromatographic separation treatment,
The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the collection is performed.
The method described in the section.
【請求項7】 イーストで通気培養処理することにより
酵素反応液中の糖を資化及び/又は除去すること、を特
徴とする請求項6に記載の方法。
7. The method according to claim 6, wherein sugar in the enzyme reaction solution is assimilated and / or removed by aeration culture treatment with yeast.
【請求項8】 強塩基性イオン交換樹脂及び強酸性イオ
ン交換樹脂、又は、強塩基性イオン交換樹脂を用いて脱
塩処理すること、を特徴とする請求項6又は7に記載の
方法。
8. The method according to claim 6, wherein desalting treatment is performed using a strongly basic ion exchange resin and a strongly acidic ion exchange resin, or a strongly basic ion exchange resin.
【請求項9】 クロマトグラフィー分離の担体として、
Na型またはCa型の強酸性イオン交換樹脂を使用する
こと、を特徴とする請求項6〜8のいずれか1項に記載
の方法。
9. A carrier for chromatographic separation,
The method according to any one of claims 6 to 8, wherein a strongly acidic ion exchange resin of Na type or Ca type is used.
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