JP2002045177A - NEW alpha-L-ARABINOFURANOSIDASE AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME AND METHOD FOR PRODUCING L-ARABINOSE AND XYLITOL USING THE SAME - Google Patents

NEW alpha-L-ARABINOFURANOSIDASE AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME AND METHOD FOR PRODUCING L-ARABINOSE AND XYLITOL USING THE SAME

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JP2002045177A
JP2002045177A JP2000234292A JP2000234292A JP2002045177A JP 2002045177 A JP2002045177 A JP 2002045177A JP 2000234292 A JP2000234292 A JP 2000234292A JP 2000234292 A JP2000234292 A JP 2000234292A JP 2002045177 A JP2002045177 A JP 2002045177A
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Japan
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arabinofuranosidase
novel
rhizomu
pusillus
producing
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JP2000234292A
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Japanese (ja)
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Kazuhiro Takamizawa
一裕 高見澤
Masahiro Hatsu
正浩 発
Mozanmeru Hokku Muhammad
モザンメル ホック モハメッド
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Nagoya Industrial Science Research Institute
Original Assignee
Nagoya Industrial Science Research Institute
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly active α-L-arabinofuranosidase capable of specifically splitting the L-arabinose side chain of arabinoglucuronoxylan, and to provide a method for producing L-arabinose and xylitol using the above enzyme. SOLUTION: This new α-L-arabinofuranosidase has the physicochemical properties described below: (1) action and substrate specificity: acting on arabinoglucuronoxylan to specifically split the L-arabinose side chain thereof; (2) optimum pH and stable pH: the optimum pH is about 4.0 in a citrate buffer solution, and stable at about pH 7-10 under the treatment condition at 50 deg.C for 3 h; (3) optimum temperature and temperature stability: the optimum temperature is about 65 deg.C, substantially undergoing no deactivation at <=50 deg.C; (4) effect of metal ions: undergoing inhibition by Hg2+; (5) molecular weight: about 88,000 determined by gel filtration chromatography; and (6) isoelectric point pI: about 4.2.

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、アラビノグルクロ
ノキシランのL−アラビノース側鎖を特異的に切断する
高活性の新規なα−L−アラビノフラノシダーゼとその
製造方法及びこの新規なα−L−アラビノフラノシダー
ゼを使用するL−アラビノースとキシリトールの製造方
法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a novel α-L-arabinofuranosidase having a high activity, which specifically cleaves the L-arabinose side chain of arabinoglucuronoxylan, a method for producing the same, and the novel α-L-arabinofuranosidase. The present invention relates to a method for producing L-arabinose and xylitol using L-arabinofuranosidase.

【0002】[0002]

【従来の技術】地球環境、地球資源の保全のためには、
植物バイオマスの有効な利用が不可欠である。植物バイ
オマスの約90%を占める木材を含む植物性廃棄物・廃
木材の有機成分はセルロース、ヘミセルロース及びリグ
ニンに大別される。これらの中でもセルロースについて
は数多くの研究がなされ実用化された例も多く、またリ
グニンは化学構造や分子量の不均一性、生産量の寡少
性、原料コストの割高性のため利用性が低いという事実
がある。そのため、近年では、天然の有機物としてセル
ロースについで多量に存在するともいわれるヘミセルロ
ースの有効利用がますます注目されている。ヘミセルロ
ースは、セルロースとペクチン系多糖を除く陸上植物の
細胞壁を構成する多糖類と定義され、グルコマンナン、
広葉樹に含まれるグルクロノキシラン、針葉樹に含まれ
るアラビノグルクロノキシランに大別される。ヘミセル
ロースの中でも、特にキシランを分解糖化して得られる
キシロースについては研究が盛んに行われており、例え
ば微生物によるエタノール発酵に応用されている。ま
た、キシロースから得られるキシリトールは低カロリー
の甘味料として注目され、最近では、う蝕予防効果が期
待されてチューインガムやキャンディーなどの食品に添
加され、需要が急増している。
2. Description of the Related Art In order to protect the global environment and global resources,
Effective use of plant biomass is essential. The organic components of plant waste and waste wood, including wood, which make up about 90% of plant biomass, are broadly classified into cellulose, hemicellulose and lignin. Of these, many studies have been made on cellulose and many examples have been put to practical use, and the fact that lignin has low utility due to non-uniform chemical structure and molecular weight, low production volume, and high cost of raw materials. There is. Therefore, in recent years, the effective use of hemicellulose, which is said to be present in a large amount after cellulose as a natural organic substance, has been attracting more and more attention. Hemicellulose is defined as a polysaccharide that constitutes the cell wall of land plants excluding cellulose and pectin-based polysaccharides.
It is roughly classified into glucuronoxylan contained in hardwood and arabino glucuronoxylan contained in softwood. Among hemicelluloses, particularly, xylose obtained by decomposing and saccharifying xylan has been actively studied, and is applied to, for example, ethanol fermentation by microorganisms. In addition, xylitol obtained from xylose has attracted attention as a low-calorie sweetener, and has recently been added to foods such as chewing gum and candies in anticipation of a caries prevention effect, and the demand has been rapidly increasing.

【0003】キシランを分解糖化する方法には、従来よ
り硫酸や塩酸を用いる酸糖化法、高温高圧の飽和水蒸気
で処理する爆砕処理法、酵素を用いる酵素糖化法などが
知られている。酸糖化法はキシランの分解速度が速いと
いう利点があるものの、特異性がないため目的とする糖
以外の副産物を生じるという欠点がある。また、爆砕処
理法によれば無公害で短時間でキシランを分解できると
いう利点があるものの、高温・高圧の飽和水蒸気を要す
るため多量のエネルギーを消費し、地球環境の保全上好
ましくなく、また特異性に欠くという欠点がある。これ
に対し、酵素糖化法によれば特異性が高く、温和な条件
で分解が進行するため多量のエネルギーを消費しない、
糖収率がほぼ理論値どおりになる、環境汚染の虞が少な
いなど、酸糖化法や爆砕処理法に比べ優れたキシランの
分解糖化法であるといえる。
[0003] As a method for decomposing and saccharifying xylan, an acid saccharification method using sulfuric acid or hydrochloric acid, an explosion treatment method using a high-temperature and high-pressure saturated steam, and an enzymatic saccharification method using an enzyme have been known. Although the acid saccharification method has an advantage that the decomposition rate of xylan is high, it has a drawback in that by-products other than the intended sugar are generated due to lack of specificity. Although the explosion treatment method has the advantage of being able to decompose xylan in a short time without pollution, it consumes a large amount of energy because it requires high-temperature, high-pressure saturated steam, which is not preferable for the preservation of the global environment. It has the disadvantage of lacking in sex. In contrast, the enzymatic saccharification method has high specificity and does not consume a large amount of energy because decomposition proceeds under mild conditions.
It can be said that the xylan decomposition saccharification method is superior to the acid saccharification method and the explosion treatment method in that the sugar yield becomes almost the same as the theoretical value and there is little risk of environmental pollution.

【0004】アラビノグルクロノキシランは、キシロー
スがβ−1,4結合した主鎖にL−アラビノース側鎖が
結合したヘテロ多糖類である。そのため、アラビノグル
クロノキシランから上記の酵素糖化法によりキシロース
を得るには、主鎖と側鎖をそれぞれ分解切断しなければ
ならない。アラビノグルクロノキシランは、L−アラビ
ノース側鎖による複雑な立体障害があるため、アラビノ
グルクロノキシランの主鎖の分解酵素であるキシラナー
ゼやキシロシダーゼを作用させる際、側鎖を分解酵素に
より切断除去することで主鎖の分解によるキシロースの
生成が促進されることが知られており、キシロースの生
産において側鎖の切断除去は重要である。また、近年、
L−アラビノースはスクロースと同時摂取した場合、ス
クロースに由来するエネルギーの消化と吸収を減少させ
る機能を持っているため、糖尿病によるスクロース摂取
による高血糖症を抑制する効果が期待されており、有用
なL−アラビノースが得られる酵素による側鎖の切断除
去は重要である。
[0004] Arabinoglucuronoxylan is a heteropolysaccharide in which an L-arabinose side chain is bonded to a main chain in which xylose is β-1,4 bonded. Therefore, in order to obtain xylose from arabinoglucuronoxylan by the above-described enzymatic saccharification method, the main chain and the side chain must be decomposed and cleaved. Since arabinoglucuronoxylan has a complex steric hindrance due to the L-arabinose side chain, when xylanase or xylosidase, which is an enzyme for decomposing the main chain of arabinoglucuronoxylan, is acted on, the side chain is cleaved and removed by the decomposing enzyme. It is known that this promotes the production of xylose by decomposition of the main chain, and it is important to cut and remove the side chain in the production of xylose. In recent years,
L-arabinose, when taken simultaneously with sucrose, has the function of reducing the digestion and absorption of energy derived from sucrose, and is therefore expected to have the effect of suppressing hyperglycemia due to sucrose ingestion due to diabetes. Cleavage and removal of side chains by enzymes that yield L-arabinose is important.

【0005】上記のようにアラビノグルクロノキシラン
のL−アラビノース側鎖を切断する酵素はα−L−アラ
ビノフラノシダーゼと呼ばれ、動植物界に広く分布し多
くは微生物が生産する。このようなα−L−アラビノフ
ラノシダーゼとして、アスペルギルス・ニガー(Asp
ergillus niger)、ペニシリウム・カプ
シュラタム(Penicillium capsula
tum)、トリコデルマ・レセイ(Trichoder
ma ressei)などが生産するものを例示でき、
この他数多くの微生物などが生産するα−L−アラビノ
フラノシダーゼがこれまでに報告されている。
[0005] As described above, an enzyme that cleaves the L-arabinose side chain of arabinoglucuronoxylan is called α-L-arabinofuranosidase, which is widely distributed in the animal and plant kingdoms and is mostly produced by microorganisms. As such α-L-arabinofuranosidase, Aspergillus niger (Asp.
ergillus niger, Penicillium capsulatum
tun), Trichoderma Resei (Trichoder)
maresei) etc. can be exemplified,
In addition, α-L-arabinofuranosidase produced by many microorganisms has been reported so far.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来より知られているα−L−アラビノフラノシダーゼは
L−アラビノース側鎖を切断する酵素活性の他、共雑酵
素活性を有するものが多かったため、アラビノグルクロ
ノキシランの分解産物に種々の糖副産物等が夾雑し、分
解産物の分離・精製作業が煩雑化して効率的にキシロー
スあるいはL−アラビノースを得難いという問題があっ
た。また、従来より知られているα−L−アラビノフラ
ノシダーゼは酵素活性が低いものが多く、L−アラビノ
ース側鎖が除去されたキシラナーゼやキシロシダーゼが
作用するキシロオリゴ糖を高収率で得られないため、キ
シロースひいてはキリトールも高収率に生産できないと
いう問題があった。また、リゾムコール・プシラス(R
hizomucor pusillus)又はその変異
株が生産するα−L−アラビノフラノシダーゼはこれま
でに報告されていない。
However, most of the above-mentioned conventionally known α-L-arabinofuranosidases have an enzymatic activity in addition to an enzymatic activity for cleaving the L-arabinose side chain. In addition, various sugar by-products and the like are contaminated in the decomposition product of arabinoglucuronoxylan, and the work of separating and purifying the decomposition product is complicated, which makes it difficult to efficiently obtain xylose or L-arabinose. In addition, conventionally known α-L-arabinofuranosidases often have low enzyme activity, and xylanase from which L-arabinose side chains have been removed or xylo-oligosaccharides on which xylosidase acts can not be obtained in high yield. For this reason, there was a problem that xylose and also kyritol could not be produced in high yield. In addition, Risomucol Psilus (R
α-L-arabinofuranosidase produced by H. mucilor pusillus or a mutant thereof has not been reported so far.

【0007】本発明は上記従来の課題を解決するために
なされたものであり、第1には、アラビノグルクロノキ
シランのL−アラビノース側鎖を特異的に分解切断する
高活性のα−L−アラビノフラノシダーゼとその製造方
法を提供することを課題とする。また、第2にはアラビ
ノグルクロノキシランからL−アラビノースを効率的で
高収率に得られる製造方法を提供することを課題とす
る。さらに、第3にはアラビノグルクロノキシランを出
発原料として、効率的で高収率にキシリトールが得られ
る製造方法を提供することを課題とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems. First, a highly active α-L which specifically decomposes and cleaves the L-arabinose side chain of arabinoglucuronoxylan. -To provide an arabinofuranosidase and a method for producing the same. A second object is to provide a method for producing L-arabinose efficiently and with high yield from arabinoglucuronoxylan. A third object of the present invention is to provide a method for producing xylitol efficiently and with high yield using arabinoglucuronoxylan as a starting material.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、キシラナ
ーゼ高生産株であるリゾムコール・プシラス(Rhiz
omucor pusillus)の粗酵素液でキシラ
ナーゼを生産させる研究を進めていたところ、徐々にキ
シラナーゼの生産性が減少してきたため、本菌株のその
他のキシラン分解酵素につき鋭意検討を重ねた結果、本
菌株がキシラナーゼ生産性の低下に伴い、α−L−アラ
ビノフラノシダーゼを高生産することが判明し本発明に
想到した。
Means for Solving the Problems The present inventors have proposed a xylanase-producing strain, Rhizomucor psilus (Rhiz).
Oxycor pucillus), a xylanase was produced in a crude enzyme solution.Since the productivity of xylanase gradually decreased, the xylanase of the present strain was intensively studied. With the decrease in productivity, it has been found that α-L-arabinofuranosidase is highly produced, and the present invention has been reached.

【0009】すなわち、本発明の新規なα−L−アラビ
ノフラノシダーゼは、以下の理化学的性質を有する。 1)作用及び基質特異性 アラビノグルクロノキシランに作用し、特異的にL−ア
ラビノース側鎖を切断する。 2)最適pH及び安定pH 最適pHは、クエン酸緩衝液中で約pH4.0である。
50℃、3時間の処理条件において約pH7〜10で安
定である。 3)最適温度及び温度安定性 最適温度は、約65℃である。50℃以下でほとんど失
活せず、60℃で1時間放置後も約90%の残存活性を
保持する。 4)金属イオンの影響 Hg2+により阻害を受ける。 5)分子量 ゲルろ過クロマトグラフィーにより約88,000であ
る。 6)等電点 等電点pIは、約pI4.2である。
That is, the novel α-L-arabinofuranosidase of the present invention has the following physicochemical properties. 1) Action and substrate specificity It acts on arabinoglucuronoxylan and specifically cleaves L-arabinose side chains. 2) Optimum pH and stable pH The optimum pH is about pH 4.0 in citrate buffer.
It is stable at about pH 7 to 10 under the conditions of 50 ° C. for 3 hours. 3) Optimal temperature and temperature stability The optimal temperature is about 65 ° C. It hardly deactivates at 50 ° C. or less, and retains about 90% of the residual activity even after being left at 60 ° C. for 1 hour. 4) Influence of metal ions Inhibited by Hg 2+ . 5) Molecular weight It is about 88,000 by gel filtration chromatography. 6) Isoelectric point The isoelectric point pI is about pI4.2.

【0010】上記の理化学的性質を有するα−L−アラ
ビノフラノシダーゼは、L−アラビノース側鎖を特異的
に高活性で切断するので、分解産物に複雑な糖副産物等
の夾雑がなく、また側鎖が除去されたキシロオリゴ糖に
キシラナーゼやキシロシダーゼが作用しやすくなる。そ
のため、キシロースが効率的に高収率で得られ、ひいて
はキシリトールも効率的に高収率で得られる。また、機
能性甘味料として注目されるL−アラビノースも効率的
に高収率で得ることができる。
The α-L-arabinofuranosidase having the above-mentioned physicochemical properties specifically cleaves the L-arabinose side chain with high activity, so that the degradation product is free from contaminants such as complicated sugar by-products. A xylanase or a xylosidase easily acts on the xylo-oligosaccharide from which the side chain has been removed. Therefore, xylose can be efficiently obtained at a high yield, and xylitol can be efficiently obtained at a high yield. In addition, L-arabinose, which is attracting attention as a functional sweetener, can be efficiently obtained at a high yield.

【0011】また、本発明のα−L−アラビノフラノシ
ダーゼはリゾムコール・プシラス(Rhizomuco
r pusillus)又はその変異株により生産され
る。リゾムコール・プシラス(Rhizomucor
pusillus)は、バングラディシュのジュート繊
維コンポストから単離されたカビで、以下の菌学的性質
を有する。
[0011] The α-L-arabinofuranosidase of the present invention can be obtained from Rhizomuco.
r pusillus) or a mutant thereof. Rhizomucor
pusillus) is a mold isolated from jute fiber compost in Bangladesh and has the following mycological properties:

【0012】(1)培養的性質及び形態的性質 マルトエクストラクト寒天培地:45℃、1日の培養で
直径約70mm、高さ約3mmの無色ないし灰褐色のコ
ロニーを形成する。仮根から成長し多数に分枝した胞子
嚢柄は約10μm幅で、胞子嚢は直径約80μmであ
る。卵形ないし球形の柱軸は直径約45μmで、球形な
いし卵形の胞子嚢胞子は4.5〜6μmである。接合胞
子は観察されない。 アラビノース・キシラン寒天培地:37℃、5日間の培
養により良好に生育し、厚い菌苔の菌糸上に黒色の胞子
を形成する。 (2)生理学的性質 (a)生育温度範囲:30℃〜50℃(b)最適生育温
度:30℃〜40℃ (c)生育pH範囲:4.5〜6.5(d)最適生育p
H:5.5〜6.0 (e)α−L−アラビノフラノシダーゼの生産能を有す
る。
(1) Cultural and morphological properties Malt extract agar medium: A colorless to gray-brown colony having a diameter of about 70 mm and a height of about 3 mm is formed by culturing at 45 ° C. for 1 day. The sporangia stalks growing from the rhizoids and being multiply branched are about 10 μm wide, and the sporangia are about 80 μm in diameter. The ovoid or spherical pillar axis is about 45 μm in diameter, and the spherical or ovoid spore spores are 4.5-6 μm. No zygote is observed. Arabinose-Xylan agar medium: It grows well by culturing at 37 ° C. for 5 days, and forms black spores on the thick hypha moth. (2) Physiological properties (a) Growth temperature range: 30 ° C to 50 ° C (b) Optimal growth temperature: 30 ° C to 40 ° C (c) Growth pH range: 4.5 to 6.5 (d) Optimal growth p
H: 5.5-6.0 (e) Has the ability to produce α-L-arabinofuranosidase.

【0013】上記菌学的性質に基づきシッパーのスタデ
ィズ イン マイコロジー,No.17(Studie
s in Mycology,No.17)(197
8)を参考に検討した結果、本菌株はリゾムコール・プ
シラス(Rhizomucor pusillus)の
変異株であると判断され、リゾムコール・プシラス(R
hizomucor pusillus)HHT−1と
命名され、工業技術院工学工業技術研究所に受託番号F
ERM P−17973として寄託された。
On the basis of the above mycological properties, the study in Mycology, No. 17 (Studie
s in Mycology, no. 17) (197)
8), the strain was determined to be a mutant of Rhizomucor pusillus, and the strain was identified as Rhizomucor pusillus (R).
hizomucor pusillus) HHT-1 and the accession number F
Deposited as ERM P-17973.

【0014】また、本発明の新規なα−L−アラビノフ
ラノシダーゼは上記理化学的性質を有するものに限られ
ず、リゾムコール・プシラス(Rhizomucor
pusillus)又はその変異株が生産するL−アラ
ビノースを特異的に分解切断する高活性の新規なα−L
−アラビノフラノシダーゼを包含する。
[0014] The novel α-L-arabinofuranosidase of the present invention is not limited to those having the above-mentioned physicochemical properties, but may be any of Rhizomucor.
pusillus) or a mutant thereof, a novel highly active α-L that specifically degrades and cleaves L-arabinose produced by
-Arabinofuranosidases.

【0015】また、上記理化学的性質を有するα−L−
アラビノフラノシダーゼを生産する微生物は、上記微生
物に限定されるものではなく、上記理化学的性質を有す
る限りいずれの微生物でもよい。
Further, α-L- having the above physicochemical properties
The microorganism that produces arabinofuranosidase is not limited to the above microorganism, and may be any microorganism as long as it has the above physicochemical properties.

【0016】また、本発明の新規なα−L−アラビノフ
ラノシダーゼは、アラビノグルクロノキシランを出発原
料として、L−アラビノース側鎖を特異的に高活性で切
断し、L−アラビノースを効率的に高収率で製造でき
る。また、L−アラビノース側鎖の切断で得られたキシ
ロオリゴ糖にキシラナーゼあるいはキシロシダーゼを作
用させてキシロースを得、該キシロースからキシリトー
ルを効率的に高収率で製造できる。
Further, the novel α-L-arabinofuranosidase of the present invention can be used to efficiently cut L-arabinose side chains from arabinoglucuronoxylan as a starting material and to convert L-arabinose efficiently. It can be produced in high yields. In addition, xylanase or xylosidase is allowed to act on the xylo-oligosaccharide obtained by cleavage of the L-arabinose side chain to obtain xylose, and xylitol can be efficiently produced at a high yield from the xylose.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態により
詳細に説明する。本発明の新規なα−L−アラビノフラ
ノシダーゼを生産するリゾムコール・プシラス(Rhi
zomucor pusillus)HTT−1につい
て、α−L−アラビノフラノシダーゼの生産性を高める
培養条件は次のとおりである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments. Rhizomucor psilus (Rhi) producing the novel α-L-arabinofuranosidase of the present invention
The culture conditions for increasing the productivity of α-L-arabinofuranosidase for H. zomucor pusillus) HTT-1 are as follows.

【0018】30℃〜40℃の培養温度でα−L−アラ
ビノフラノシダーゼは高生産される。特に、約40℃で
最も高生産される。また、初発pHがpH5.0〜6.
0でα−L−アラビノフラノシダーゼは高生産される。
特に、約pH5.5で最も高生産される。
At a culture temperature of 30 ° C. to 40 ° C., α-L-arabinofuranosidase is highly produced. In particular, the highest production is obtained at about 40 ° C. The initial pH is 5.0 to 6.0.
At 0, α-L-arabinofuranosidase is highly produced.
In particular, it is most highly produced at about pH 5.5.

【0019】培地は通常の培地を用いることもできる
が、α−L−アラビノフラノシダーゼを高生産させるに
は、以下に述べる炭素源と窒素源を用いることが好まし
い。すなわち、炭素源としてL−アラビノース、L−ア
ラビトール、D−アラビノース、キシロオリゴサッカラ
イドのいずれか一種又は二種以上を用いることで、α−
L−アラビノフラノシダーゼは高生産される。特に、L
−アラビノースの単独使用で高生産される。L−アラビ
ノース濃度は0.5%〜1.5%が好ましく、さらに好
ましくは1.5%である。
As the medium, an ordinary medium can be used. However, in order to increase the production of α-L-arabinofuranosidase, it is preferable to use the following carbon sources and nitrogen sources. That is, by using one or more of L-arabinose, L-arabitol, D-arabinose, and xylo-oligosaccharide as a carbon source, α-arabinose
L-arabinofuranosidase is highly produced. In particular, L
-High production with arabinose alone. The L-arabinose concentration is preferably 0.5% to 1.5%, more preferably 1.5%.

【0020】窒素源として、ポリペプトン、プロテオー
スペプトン、バクトカシトン、トリプトン、バクトペプ
トン、肉エキスのいずれか一種又は二種以上を用いるこ
とで、α−L−アラビノフラノシダーゼは高生産され
る。特に、ポリペプトンの単独使用でα−L−アラビノ
フラノシダーゼは高生産される。ポリペプトン濃度は
0.5%〜1.5%が好ましく、さらに好ましくは1.
2%である。
The use of any one or more of polypeptone, proteose peptone, bactokasciton, tryptone, bactopeptone, and meat extract as a nitrogen source allows α-L-arabinofuranosidase to be highly produced. In particular, α-L-arabinofuranosidase is highly produced by using polypeptone alone. The polypeptone concentration is preferably 0.5% to 1.5%, more preferably 1.
2%.

【0021】上記培養条件に従い培養された培養物から
α−L−アラビノフラノシダーゼを分離、回収する。培
養物からの粗酵素液の採取は公知の方法で行うことがで
き、α−L−アラビノフラノシダーゼは菌体外酵素なの
で培養物の遠心分離、ろ過等により粗酵素液を容易に得
ることができる。得られた粗酵素液は、公知の精製法に
より精製される。公知の精製法は、塩析、有機溶媒によ
る分別沈殿、ゲルろ過クロマトグラフィー、陰イオン交
換クロマトグラフィー、陽イオン交換クロマトグラフィ
ー、その他の各種のクロマトグラフィー、電気泳動等を
例示でき、これらを単独であるいは組み合わせて用いる
ことができる。
Α-L-arabinofuranosidase is separated and recovered from the culture cultured under the above culture conditions. The crude enzyme solution can be collected from the culture by a known method. Since α-L-arabinofuranosidase is an extracellular enzyme, the crude enzyme solution can be easily obtained by centrifugation or filtration of the culture. Can be. The obtained crude enzyme solution is purified by a known purification method. Known purification methods include salting out, fractional precipitation with an organic solvent, gel filtration chromatography, anion exchange chromatography, cation exchange chromatography, various other types of chromatography, electrophoresis, and the like. Alternatively, they can be used in combination.

【0022】アラビノグルクロノキシランを出発原料と
して、本発明のα−L−アラビノフラノシダーゼを使用
してL−アラビノース及びキシリトールを製造できる。
アラビノグルクロノキシランを出発原料とするので、植
物系廃棄物・廃木材から特にキシラン含有率の高いもの
を選択することが好ましい。植物系廃棄物・廃木材を脱
リグニンし、その後アルカリ処理して得られるヘミセル
ロースに本発明のα−L−アラビノフラノシダーゼを作
用させ、L−アラビノース側鎖を十分に切断除去する。
α−L−アラビノフラノシダーゼの作用によるアラビノ
グルクロノキシランの分解産物はL−アラビノースとキ
シロオリゴ糖とからなり、複雑な糖副産物等の夾雑がな
いので、L−アラビノースとキシロオリゴ糖との分離・
精製作業が容易であり、また高収率でL−アラビノース
とキシロオリゴ糖とを得ることができる。次いで、L−
アラビノース側鎖が除去されたキシロオリゴ糖にキシラ
ナーゼ又はキシロシダーゼを作用させてキシロースを得
る。そして、キシロースにニッケルなどの金属触媒の存
在下、高圧水素により水素化した後、回収・分離してキ
シリトールを製造する。また、キシロースをキシリトー
ルに変換する微生物、例えばカンジダ・トロピカリス
(Candida tropicalis)などをバイ
オリアクターを利用してキシロースに作用させ、キシリ
トールを回収・分離して製造することもできる。この発
明のキシリトールの製造方法によれば、各工程における
分解産物の分離・精製作業が煩雑でないのでL−アラビ
ノースとキシリトールを効率的に得ることができる。ま
た、L−アラビノースとキシリトールは出発原料に対し
て高収率で得られる。また、従来よりキシリトールの製
造に使用される白樺のチップをアラビノグルクロノキシ
ランの原材料として本製造方法によりキシリトールを効
率的に高収率で製造することもできる。
Using arabinoglucuronoxylan as a starting material, L-arabinose and xylitol can be produced using the α-L-arabinofuranosidase of the present invention.
Since arabinoglucuronoxylan is used as a starting material, it is preferable to select one having a particularly high xylan content from plant waste and waste wood. The α-L-arabinofuranosidase of the present invention is allowed to act on hemicellulose obtained by delignification of plant waste and waste wood and then alkali treatment, thereby sufficiently cutting and removing the L-arabinose side chain.
The decomposition product of arabinoglucuronoxylan by the action of α-L-arabinofuranosidase is composed of L-arabinose and xylo-oligosaccharide, and there is no contamination such as complicated saccharide by-products. Therefore, separation of L-arabinose and xylo-oligosaccharide・
The purification operation is easy, and L-arabinose and xylo-oligosaccharide can be obtained in high yield. Then, L-
Xylose is obtained by allowing xylanase or xylosidase to act on the xylo-oligosaccharide from which the arabinose side chain has been removed. Then, xylose is hydrogenated with high-pressure hydrogen in the presence of a metal catalyst such as nickel, and then recovered and separated to produce xylitol. Alternatively, a microorganism that converts xylose into xylitol, for example, Candida tropicalis, may be allowed to act on xylose using a bioreactor, and xylitol may be recovered and separated. According to the method for producing xylitol of the present invention, L-arabinose and xylitol can be obtained efficiently because the operation of separating and purifying decomposition products in each step is not complicated. Further, L-arabinose and xylitol can be obtained in high yield relative to the starting material. In addition, xylitol can be efficiently produced at a high yield by the present production method using birch chips conventionally used in the production of xylitol as raw materials for arabinoglucuronoxylan.

【0023】[0023]

【実施例】次いで、本発明を実施例を挙げて説明する
が、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
EXAMPLES Next, the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.

【0024】実施例1(粗酵素溶液の調製) L−アラビノース1.0%、ポリペプトン0.6%、
(NHSO0.12%、KHPO1.5%
(培地組成)からなるpH5.5の培地を坂口フラスコ
に100ml分注し、オートクレーブした。保存斜面培
地に保存したリゾムコール・プシラス(Rhizomu
cor pusillus)HHT−1(FERM P
−17973)の保存菌1白菌耳を前記培養液が分注さ
れた坂口フラスコに無菌的に植菌し、振とうインキュベ
ータ(MultiPurposeIncubator、
高崎科学器械社製)を用いて、40℃、150rpmで
24時間前培養を行った。この培養液を400mlの前
記培養液が分注された三角フラスコに無菌的に植菌し、
前培養と同様の条件で6日間本培養を行った。培養終了
後、培養液を30分間、10,000rpmにて遠心分
離を行い、細胞を除去した。この上清をガラスウールで
ろ過することにより菌糸を除去し、これから粗酵素液を
得た。
Example 1 (Preparation of crude enzyme solution) L-arabinose 1.0%, polypeptone 0.6%,
(NH 4 ) 2 SO 4 0.12%, KH 2 PO 4 1.5%
100 ml of a pH 5.5 medium consisting of (medium composition) was dispensed into a Sakaguchi flask and autoclaved. Risomucol Psilus (Rhizomu) stored on a preservation slant medium
cor pusillus) HHT-1 (FERM P
-17973) aseptically inoculated into a Sakaguchi flask into which the culture solution was dispensed, and a shaking incubator (MultiPurposeIncubator,
Using Takasaki Kagaku Kikai Co., Ltd.), preculture was performed at 40 ° C. and 150 rpm for 24 hours. The culture was aseptically inoculated into an Erlenmeyer flask into which 400 ml of the culture was dispensed,
Main culture was performed for 6 days under the same conditions as in the preculture. After completion of the culture, the culture was centrifuged at 10,000 rpm for 30 minutes to remove the cells. The supernatant was filtered through glass wool to remove mycelia, from which a crude enzyme solution was obtained.

【0025】実施例2(酵素活性の測定) 上記の粗酵素液から4.0U/mlのα−L−アラビノ
フラノシダーゼ活性が得られた。酵素活性の測定は、p
−ニトロフェニルα−L−アラビノフラノシドに本粗酵
素液を作用させ、分解により得られたp−ニトロフェノ
ールに炭酸ナトリウムを加え、414nmの波長で吸光
度を測定することによりp−ニトロフェノールの濃度を
計算して行った。なお、1分間あたり1μmolのp−
ニトロフェノールを生成する酵素活性を1Uとした。ま
た、Lowry法を用いた測定により、蛋白質量は2.
5mg/mlで比活性は1.6U/mgと算出された。
この値は、これまでに報告されているα−L−アラビノ
フラノシダーゼと比較しても高い値であった。結果は、
表1に示す。
Example 2 (Measurement of enzyme activity) From the above crude enzyme solution, an α-L-arabinofuranosidase activity of 4.0 U / ml was obtained. The measurement of enzyme activity is p
The crude enzyme solution is allowed to act on -nitrophenyl α-L-arabinofuranoside, sodium carbonate is added to p-nitrophenol obtained by the decomposition, and the absorbance is measured at a wavelength of 414 nm to obtain p-nitrophenol. The concentration was calculated and performed. In addition, 1 μmol of p-
The enzyme activity for producing nitrophenol was 1 U. Further, the protein content was determined to be 2.10 by the measurement using the Lowry method.
At 5 mg / ml, the specific activity was calculated to be 1.6 U / mg.
This value was higher than that of α-L-arabinofuranosidase reported so far. Result is,
It is shown in Table 1.

【0026】[0026]

【表1】 [Table 1]

【0027】実施例3(α−L−アラビノフラノシダー
ゼの精製) 実施例1で得られた粗酵素液は、以下の各精製法により
精製された。各精製法におけるα−L−アラビノフラノ
シダーゼの確認はSDS−PAGE及び活性染色(Zy
mogram)により行った。SDS−PAGEは、1
2%ポリアクリルアミドゲルにより、蛋白質分子量マー
カーとしてミオシン(MW.200,000)、β−ガ
ラクトシダーゼ(MW.116,248)、アルブミン
(MW.66,267)、アルドラーゼ(MW.42,
400)、カルボニックアンヒドラーゼ(MW.30,
000)、ミオグロビン(MW.17,201)(いず
れも第一薬品社製)を用いた。また、活性染色による確
認は次のように行った。まず、4−メチルウンベリフェ
ニル−α−L−アラビノフラノシド(ナカライテスキュ
ーインク製)溶液を用いて作製したNative−PA
GE用のゲルを用いて電気泳動を行う。電気泳動終了
後、ゲル中のα−L−アラビノフラノシダーゼと4−メ
チルウンベリフェニル−α−L−アラビノフラノシドを
反応させ、生成した4−メチルウンベリフェニル基を紫
外線照射して発色させ、α−L−アラビノフラノシダー
ゼの存在する部位を検出した。
Example 3 (Purification of α-L-arabinofuranosidase) The crude enzyme solution obtained in Example 1 was purified by the following purification methods. Confirmation of α-L-arabinofuranosidase in each purification method was confirmed by SDS-PAGE and activity staining (Zy
mogram). SDS-PAGE is 1
Using a 2% polyacrylamide gel, myosin (MW 200,000), β-galactosidase (MW 116, 248), albumin (MW 66, 267), and aldolase (MW 42, MW) were used as protein molecular weight markers.
400), carbonic anhydrase (MW. 30,
000) and myoglobin (MW. 17, 201) (all manufactured by Daiichi Yakuhin Co., Ltd.). Confirmation by activity staining was performed as follows. First, Native-PA prepared using a solution of 4-methylumbelliphenyl-α-L-arabinofuranoside (manufactured by Nacalai Tesque Inc.)
Perform electrophoresis using a gel for GE. After completion of the electrophoresis, the α-L-arabinofuranosidase in the gel is reacted with 4-methylumbelliphenyl-α-L-arabinofuranoside, and the resulting 4-methylumbelliphenyl group is irradiated with ultraviolet light. Color was developed and the site where α-L-arabinofuranosidase was present was detected.

【0028】実施例1で得られた粗酵素液を35〜70
%硫酸アンモニウム飽和とし、得られた沈殿を透析膜
(三光純薬社製)を用いて20mMリン酸緩衝液中で透
析した。その結果、活性270U/ml、蛋白質量21
mg/ml、比活性13U/mgの酵素液が得られた。
The crude enzyme solution obtained in Example 1 was treated with 35-70
% Ammonium sulfate, and the obtained precipitate was dialyzed in a 20 mM phosphate buffer using a dialysis membrane (manufactured by Sanko Junyaku). As a result, the activity was 270 U / ml, and the protein amount was 21.
An enzyme solution having a specific activity of 13 U / mg was obtained.

【0029】次いで、上記35〜70%硫酸アンモニウ
ムによる塩析で得られた酵素液をゲルろ過クロマトグラ
フィーにより精製した。20mMリン酸緩衝液(pH
6.8)で平衡化されたSuperdex200pg
(ファルマシア社製)カラムに、前記塩析で得られた3
mlの試料を供し、流速0.2ml/min.にて溶出
させた。その結果、活性410U/ml、蛋白質量7.
5mg/ml、比活性55U/mgの酵素液が得られ
た。
Next, the enzyme solution obtained by salting out with 35 to 70% ammonium sulfate was purified by gel filtration chromatography. 20 mM phosphate buffer (pH
Superdex 200pg equilibrated in 6.8)
(Manufactured by Pharmacia), and the column obtained by the salting-out was added to the column.
ml of the sample and a flow rate of 0.2 ml / min. Was eluted. As a result, the activity was 410 U / ml and the protein content was 7.
An enzyme solution having a concentration of 5 mg / ml and a specific activity of 55 U / mg was obtained.

【0030】さらに、上記ゲルろ過クロマトグラフィー
で得られた酵素液を陽イオン交換クロマトグラフィーに
より精製した。展開溶媒の20mMリン酸緩衝液(pH
6.0)で平衡化されたCM−TOYOPEARL65
0M(東ソー社製)カラムに前記酵素液3mlを供し、
流速0.15ml/min.にて溶出させ、0〜0.1
MNaCl直線濃度勾配により吸着蛋白質の溶出を行っ
た。その結果、活性98U/ml、蛋白質量1.4mg
/ml、比活性68U/mgの酵素液が得られた。
Further, the enzyme solution obtained by the above gel filtration chromatography was purified by cation exchange chromatography. 20 mM phosphate buffer (pH
6.0) CM-TOYOPEARL65 equilibrated in)
Apply 3 ml of the enzyme solution to a 0M (manufactured by Tosoh Corporation) column,
Flow rate 0.15 ml / min. Eluted at 0-0.1
The adsorbed protein was eluted with a linear concentration gradient of MNaCl. As a result, the activity was 98 U / ml, and the protein mass was 1.4 mg.
/ Ml, an enzyme solution having a specific activity of 68 U / mg.

【0031】次いで、上記陽イオン交換クロマトグラフ
ィーで得られた酵素液をHPLCを用いた陰イオン交換
クロマトグラフィーにより精製した。HPLC装置であ
るSMART System(ファルマシア社製)に陰
イオン交換カラムのPorosQE/M(perSep
tive Biosystem Co.製)を取り付
け、展開溶媒のリン酸緩衝液(pH6.8)で平衡化し
た。前記酵素液をインジェクションバルブに注入し、流
速150μl/min.に設定し、0〜0.5MNaC
l直線濃度勾配により吸着蛋白質の溶出を行った。その
結果、活性22U/ml、蛋白質量0.25mg/m
l、比活性86U/mgの最も精製された酵素液が得ら
れた。この精製酵素液にSDS−PAGEによる純度検
定を行った結果、α−L−アラビノフラノシダーゼは単
一バンドとして確認され、分子量は85,000〜9
0,000と推定された。本酵素の精製結果は、表2に
示した。
Next, the enzyme solution obtained by the above cation exchange chromatography was purified by anion exchange chromatography using HPLC. An anion exchange column, PorosQE / M (perSep), was installed on a SMART System (manufactured by Pharmacia) as an HPLC system.
active Biosystem Co. And equilibrated with a phosphate buffer (pH 6.8) as a developing solvent. The enzyme solution was injected into an injection valve, and the flow rate was 150 μl / min. To 0-0.5M NaC
The adsorbed protein was eluted by a linear concentration gradient. As a result, the activity was 22 U / ml and the protein content was 0.25 mg / m
1. The most purified enzyme solution having a specific activity of 86 U / mg was obtained. As a result of performing a purity test by SDS-PAGE on this purified enzyme solution, α-L-arabinofuranosidase was confirmed as a single band, and the molecular weight was 85,000 to 9
It was estimated to be 0000. The purification results of this enzyme are shown in Table 2.

【0032】[0032]

【表2】 [Table 2]

【0033】実施例4(α−L−アラビノフラノシダー
ゼの諸性質)上記実施例3で最終精製されたα−L−ア
ラビノフラノシダーゼを用い、その諸性質を検討した。
Example 4 (Properties of α-L-arabinofuranosidase) The properties of α-L-arabinofuranosidase finally purified in Example 3 were examined.

【0034】基質特異性 12種類の低分子合成基質を
用いて基質溶媒を作製し、50℃で本酵素を作用させ活
性測定を行った。結果は、表3に示す。本酵素の作用基
質であるpNPα−L−アラビノフラノシドに対する酵
素活性を100とする相対活性(%)で表した。また、
粗酵素液についても検討した。表3から、本酵素はアラ
ビノグルクロノキシランに対し、L−アラビノース側鎖
以外に作用する他の共雑酵素活性を有しないことが判明
した。なお、図中、pNPはp−ニトロフェニルを意味
する。
Substrate Specificity A substrate solvent was prepared using 12 types of low-molecular synthetic substrates, and the enzyme was allowed to act at 50 ° C. to measure the activity. The results are shown in Table 3. Relative activity (%) was defined as the enzyme activity for pNPα-L-arabinofuranoside, which is an action substrate of the present enzyme, taken as 100. Also,
The crude enzyme solution was also examined. From Table 3, it was found that the present enzyme did not have any other contaminating enzyme activity acting on arabinoglucuronoxylan other than the L-arabinose side chain. In the figures, pNP means p-nitrophenyl.

【0035】[0035]

【表3】 [Table 3]

【0036】最適pH及びpH安定性 50mMクエン
酸緩衝液のpH3〜8における各基質溶液を用いて活性
測定を行うことにより、最適pHを検討したところ約p
H4.0であった。結果は、図1に示す。活性の最高値
を100とした相対活性(%)で表した。また、pH3
〜8はクエン酸緩衝液、pH8〜9はトリス緩衝液、p
H9〜11はグリシン緩衝液を用い、各緩衝液中に酵素
液を添加し、3時間室温でインキュベート後に50℃で
残存活性を測定することによりpH安定性を検討したと
ころ、約pH7〜10で安定であった。結果は、図2に
示す。活性は、インキュベート前の活性を100として
相対活性(%)で表した。
Optimum pH and pH stability The activity of each substrate solution in a 50 mM citrate buffer at pH 3 to 8 was measured to determine the optimum pH.
H4.0. The results are shown in FIG. The activity was expressed as a relative activity (%) with the maximum value of the activity being 100. In addition, pH3
-8 is citrate buffer, pH 8-9 is Tris buffer, p
For H9-11, glycine buffer was used, the enzyme solution was added to each buffer, and the pH stability was examined by measuring the residual activity at 50 ° C. after incubating at room temperature for 3 hours. It was stable. The results are shown in FIG. The activity was expressed as a relative activity (%), with the activity before incubation as 100.

【0037】最適温度及び温度安定性 20℃〜90℃
において、活性測定を行うことにより最適温度の検討を
行ったところ、約65℃であった。また、20℃〜80
℃の各温度で1時間インキュベート後、50℃で残存酵
素活性を測定して温度安定性の検討を行ったところ、6
0℃で1時間インキュベート後も約90%の残存活性を
保持した。これらのことより、最適温度はカビ由来の公
知のα−L−アラビノフラノシダーゼより高温であるこ
とが判明した。また、公知のα−L−アラビノフラノシ
ダーゼはほとんどが60℃以上の温度で失活するので、
本酵素の温度安定性は高いことが判明した。結果は、図
3及び図4に示す。図3では、活性の最高値を100と
した相対活性(%)で表し、図4ではインキュベート前
の活性を100とした相対活性(%)で表した。
Optimum temperature and temperature stability: 20 ° C. to 90 ° C.
, The activity was measured to determine the optimum temperature, which was about 65 ° C. In addition, 20 ° C-80
After incubation at each temperature of 50 ° C. for 1 hour, the remaining enzyme activity was measured at 50 ° C. to examine the temperature stability.
Approximately 90% of the residual activity was retained after 1 hour incubation at 0 ° C. From these results, it was found that the optimum temperature was higher than that of the known α-L-arabinofuranosidase derived from mold. In addition, since most known α-L-arabinofuranosidases are inactivated at a temperature of 60 ° C. or higher,
The temperature stability of this enzyme was found to be high. The results are shown in FIGS. In FIG. 3, the relative activity (%) is represented by the relative activity (%) when the highest value of the activity is 100, and in FIG. 4, the activity before the incubation is represented by 100.

【0038】金属イオンの影響 酵素液に各種金属イオ
ンを5mMになるように溶解させ、15分間室温で放置
後、残存活性を測定した。公知のほとんどのα−L−ア
ラビノフラノシダーゼは2mMのHg2+の存在下で完
全に阻害されるが、本酵素は5mMでも約10%の活性
を保持した。また、EDTAによっても阻害を受けた。
結果は表4に示す。金属イオンが無添加の場合の活性を
100として、相対活性(%)で表した。
Influence of Metal Ions Various metal ions were dissolved in an enzyme solution to a concentration of 5 mM, left at room temperature for 15 minutes, and the residual activity was measured. Most known α-L-arabinofuranosidases are completely inhibited in the presence of 2 mM Hg 2+ , but the enzyme retained about 10% activity even at 5 mM. It was also inhibited by EDTA.
The results are shown in Table 4. The activity when no metal ion was added was defined as a relative activity (%), where the activity was defined as 100.

【0039】[0039]

【表4】 [Table 4]

【0040】分子量 HPLCを用いたゲルろ過クロマ
トグラフィーにより分子量の推定を行ったところ、約8
8,000であると推定された。この分子量は、既述の
SDS−PAGEにより推定される分子量と一致し、本
酵素は一量体の酵素であると推定された。カビ由来の公
知のα−L−アラビノフラノシダーゼの分子量は低く、
本酵素はカビ由来の一量体のα−L−アラビノフラノシ
ダーゼとしては、分子量が大きいことが分かった。
Molecular weight The molecular weight was estimated by gel filtration chromatography using HPLC.
It was estimated to be 8,000. This molecular weight was consistent with the molecular weight estimated by SDS-PAGE described above, and it was estimated that this enzyme was a monomeric enzyme. Known α-L-arabinofuranosidase derived from mold has a low molecular weight,
This enzyme was found to have a large molecular weight as a mold-derived monomeric α-L-arabinofuranosidase.

【0041】等電点 等電点電気泳動法により測定した
結果、等電点は約pI4.2であった。
Isoelectric point As a result of measurement by the isoelectric focusing method, the isoelectric point was about pI4.2.

【0042】N末端アミノ酸配列分析とホモロジー検索
ペプチドシーケンサー(ProciseProtei
nSequeeningSystem、アプライドバイ
オシステム社製)によるN末端アミノ酸配列分析の結
果、Met−Ile−Gly−Arg−Gln−Leu
−Pro−Thr−Thr−Ser−Gly−Gly−
Pro−Leu−Asp−Asn−Tyr−Ile−T
hr−Leu−Asn−Leu(配列表配列番号1参
照)の22残基を分析できた。このN末端アミノ酸配列
をインターネット上のアミノ酸配列データベースにより
ホモロジー検索を行った。その結果、前記のN末端アミ
ノ酸の22残基はクラミドモナス・レインハルディチ
(Chlamydomonas reinhardti
i)由来のダイニンと60%の相同性を示した。しか
し、ダイニンは真核生物の鞭毛や繊毛に存在し、ATP
アーゼ活性を有する蛋白質であり、性質的に本酵素との
類似性が低い。また、ダイニンの分子量は一般に約1,
200,000程度であり、本酵素の分子量約88,0
00とは大きく異なる。これらのことより、本酵素とダ
イニンとは異なる蛋白質であると判断された。
N-terminal amino acid sequence analysis and homology search Peptide sequencer (ProciseProtei)
As a result of N-terminal amino acid sequence analysis using nSequenching System (manufactured by Applied Biosystems), Met-Ile-Gly-Arg-Gln-Leu
-Pro-Thr-Thr-Ser-Gly-Gly-
Pro-Leu-Asp-Asn-Tyr-Ile-T
22 residues of hr-Leu-Asn-Leu (see SEQ ID NO: 1 in the Sequence Listing) could be analyzed. This N-terminal amino acid sequence was subjected to homology search using an amino acid sequence database on the Internet. As a result, 22 residues of the N-terminal amino acid were Chlamydomonas reinhardti.
It showed 60% homology with i) -derived dynein. However, dynein is present in eukaryotic flagella and cilia, and ATP
It is a protein that has an ase activity, and has low similarity to this enzyme in nature. The molecular weight of dynein is generally about 1,
It is about 200,000, and the molecular weight of this enzyme is about 88,0
It is significantly different from 00. From these, it was determined that the present enzyme and dynein were different proteins.

【0043】さらに、本酵素と他のα−L−アラビノフ
ラノシダーゼの比較をインターネット上の上記と異なる
データベースを用いて行った結果、本酵素と相同性のあ
るものは発見されなかった。
Further, as a result of comparing this enzyme with another α-L-arabinofuranosidase using a database different from the above on the Internet, no homology with this enzyme was found.

【0044】したがって、上記ホモロジー検索の結果か
ら、また、これまでにリゾムコール・プシラス(Rhi
zomucor pusillus)又はその変異株に
由来するα−L−アラビノフラノシダーゼの報告がない
ことから、さらに、公知のカビ由来のα−L−アラビノ
フラノシダーゼと異なる点が多いことから、本酵素は新
規なα−L−アラビノフラノシダーゼであると判断され
た。
Therefore, from the results of the homology search described above, it has been reported that Rhizomucor psilus (Rhi
zomucor pusillus) or a mutant thereof, because there is no report of α-L-arabinofuranosidase, and further, there are many differences from known mold-derived α-L-arabinofuranosidase. Was determined to be a novel α-L-arabinofuranosidase.

【0045】[0045]

【発明の効果】本発明において、新規なα−L−アラビ
ノフラノシダーゼはアラビノグルクロノキシランのL−
アラビノース側鎖を特異的に分解切断するので、分解産
物に複雑な糖副産物等の夾雑がなく、分解産物の分離・
精製が容易で効率的にアラビノース、キシロース、ひい
てはキシリトールを得ることができる。また、新規なα
−L−アラビノフラノシダーゼは酵素活性が高いので、
前記基質特異性と相俟って高収率でアラビノース、キシ
ロース、ひいてはキシリトールを得ることができる。
According to the present invention, the novel α-L-arabinofuranosidase is an arabinoglucuronoxylan L-
As the arabinose side chain is specifically degraded and cleaved, there is no contamination such as complicated sugar by-products in the degraded product,
It is easy to purify and can efficiently obtain arabinose, xylose and eventually xylitol. Also, a new α
-L-arabinofuranosidase has a high enzyme activity,
In combination with the substrate specificity, arabinose, xylose, and thus xylitol can be obtained in high yield.

【0046】[0046]

【配列表】 <110> Nagoya Industrial Science Research Institute <120> Newα-L-arabinofuranosidase and its production ,furthermore production of L-arabinose and xylitol using new α-L-arabinofura nosidase <130> PTL01 <160> 1 <210> 1 <211> 22 <212> PRT <213> Rhizomucor pusillus HHT-1 <400> 1 Met Ile Gly Arg Gln Leu Pro Thr Thr Ser Gly Gly Pro Leu Asp Asn 1 5 10 15 Tyr Ile Thr Leu Asn Leu 20[Sequence List] <110> Nagoya Industrial Science Research Institute <120> New α-L-arabinofuranosidase and its production, furthermore production of L-arabinose and xylitol using new α-L-arabinofura nosidase <130> PTL01 <160> 1 <210 > 1 <211> 22 <212> PRT <213> Rhizomucor pusillus HHT-1 <400> 1 Met Ile Gly Arg Gln Leu Pro Thr Thr Ser Gly Gly Pro Leu Asp Asn 1 5 10 15 Tyr Ile Thr Leu Asn Leu 20

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

【図1】本発明の新規なα−L−アラビノフラノシダー
ゼの最適pHを示すグラフ
FIG. 1 is a graph showing the optimum pH of the novel α-L-arabinofuranosidase of the present invention.

【図2】本発明の新規なα−L−アラビノフラノシダー
ゼのpH安定性を示すグラフ
FIG. 2 is a graph showing the pH stability of the novel α-L-arabinofuranosidase of the present invention.

【図3】本発明の新規なα−L−アラビノフラノシダー
ゼの最適温度を示すグラフ
FIG. 3 is a graph showing the optimum temperature of the novel α-L-arabinofuranosidase of the present invention.

【図4】本発明の新規なα−L−アラビノフラノシダー
ゼの温度安定性を示すグラフ
FIG. 4 is a graph showing the temperature stability of the novel α-L-arabinofuranosidase of the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── 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) C12R 1:645) C12R 1:645) (C12N 1/14 (C12N 1/14 A C12R 1:645) C12R 1:645) Fターム(参考) 4B050 CC01 DD03 FF03E FF05E FF11E FF12E LL02 LL05 4B064 AC05 AF02 AG01 CA05 CB07 CB16 CD19 DA01 DA10 4B065 AA58X AC14 BA16 CA31 CA41 CA44 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C12R 1: 645) C12R 1: 645) (C12N 1/14 (C12N 1/14 A C12R 1: 645) C12R 1: 645) F term (reference) 4B050 CC01 DD03 FF03E FF05E FF11E FF12E LL02 LL05 4B064 AC05 AF02 AG01 CA05 CB07 CB16 CD19 DA01 DA10 4B065 AA58X AC14 BA16 CA31 CA41 CA44

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】以下の理化学的性質を有することを特徴と
する新規なα−L−アラビノフラノシダーゼ。 1)作用及び基質特異性 アラビノグルクロノキシランに作用し、特異的にL−ア
ラビノース側鎖を切断する。 2)最適pH及び安定pH 最適pHは、クエン酸緩衝液中で約pH4.0である。
50℃、3時間の処理条件において約pH7〜10で安
定である。 3)最適温度及び温度安定性 最適温度は、約65℃である。50℃以下でほとんど失
活せず、60℃で1時間放置後も約90%の残存活性を
保持する。 4)金属イオンの影響 Hg2+により阻害を受ける。 5)分子量 ゲルろ過クロマトグラフィーにより約88,000であ
る。 6)等電点 等電点pIは、約pI4.2である。
1. A novel α-L-arabinofuranosidase having the following physicochemical properties: 1) Action and substrate specificity It acts on arabinoglucuronoxylan and specifically cleaves L-arabinose side chains. 2) Optimum pH and stable pH The optimum pH is about pH 4.0 in citrate buffer.
It is stable at about pH 7 to 10 under the conditions of 50 ° C. for 3 hours. 3) Optimal temperature and temperature stability The optimal temperature is about 65 ° C. It hardly deactivates at 50 ° C. or less, and retains about 90% of the residual activity even after being left at 60 ° C. for 1 hour. 4) Influence of metal ions Inhibited by Hg 2+ . 5) Molecular weight It is about 88,000 by gel filtration chromatography. 6) Isoelectric point The isoelectric point pI is about pI4.2.
【請求項2】リゾムコール・プシラス(Rhizomu
cor pusillus)又はその変異株が生産する
ことを特徴とする新規なα−L−アラビノフラノシダー
ゼ。
2. Rhizomu
(cor pusillus) or a mutant strain thereof, which is a novel α-L-arabinofuranosidase.
【請求項3】リゾムコール・プシラス(Rhizomu
cor pusillus)又はその変異株が生産する
ことを特徴とする請求項1に記載の新規なα−L−アラ
ビノフラノシダーゼ。
(3) Rhizomu (Rhizomu)
(cor pusillus) or a mutant thereof. The novel α-L-arabinofuranosidase according to claim 1, wherein the novel α-L-arabinofuranosidase is produced.
【請求項4】リゾムコール・プシラス(Rhizomu
cor pusillus)HHT−1FERM P−
17973が生産する新規なα−L−アルビノフラノシ
ダーゼ。
4. Rhizomu
cor pusillus) HHT-1FERM P-
A novel α-L-albinofuranosidase produced by 17973.
【請求項5】リゾムコール・プシラス(Rhizomu
cor pusillus)HHT−1FERM P−
17973が生産する請求項1に記載の新規なα−L−
アルビノフラノシダーゼ。
5. Rhizomu
cor pusillus) HHT-1FERM P-
17973 produces the novel α-L- according to claim 1.
Albinofuranosidase.
【請求項6】リゾムコール・プシラス(Rhizomu
cor pusillus)又はその変異株を培養し、
該培養物から新規なα−L−アラビノフラノシダーゼを
分離、回収することを特徴とするα−L−アラビノフラ
ノシダーゼの製造方法。
6. Rhizomu (Rhizomu)
cor pusillus) or its mutant strain,
A method for producing α-L-arabinofuranosidase, comprising separating and recovering a novel α-L-arabinofuranosidase from the culture.
【請求項7】リゾムコール・プシラス(Rhizomu
cor pusillus)又はその変異株を培養し、
該培養物から請求項1に記載の新規なα−L−アラビノ
フラノシダーゼを分離、回収することを特徴とするα−
L−アラビノフラノシダーゼの製造方法。
7. Rhizomu Psilus (Rhizomu)
cor pusillus) or its mutant strain,
The α-L-arabinofuranosidase according to claim 1, which is separated and recovered from the culture.
A method for producing L-arabinofuranosidase.
【請求項8】リゾムコール・プシラス(Rhizomu
cor pusillus)HHT−1FERM P−
17973を培養し、該培養物から新規なα−L−アラ
ビノフラノシダーゼを分離、回収することを特徴とする
α−L−アラビノフラノシダーゼの製造方法。
8. Rhizomu Psilus (Rhizomu)
cor pusillus) HHT-1FERM P-
A method for producing α-L-arabinofuranosidase, comprising culturing 17973 and separating and recovering a novel α-L-arabinofuranosidase from the culture.
【請求項9】リゾムコール・プシラス(Rhizomu
cor pusillus)HHT−1FERM P−
17973を培養し、該培養物から請求項1に記載の新
規なα−L−アラビノフラノシダーゼを分離、回収する
ことを特徴とするα−L−アラビノフラノシダーゼの製
造方法。
9. Rhizomu (Rhizomu)
cor pusillus) HHT-1FERM P-
A method for producing α-L-arabinofuranosidase, comprising culturing 17973 and separating and recovering the novel α-L-arabinofuranosidase according to claim 1 from the culture.
【請求項10】請求項1又は請求項2のいずれか1項に
記載の新規なα−L−アラビノフラノシダーゼを生産す
ることを特徴とするリゾムコール・プシラス(Rhiz
omucor pusillus)又はその変異株。
10. A method for producing the novel α-L-arabinofuranosidase according to any one of claims 1 and 2, wherein Rhizomucor psilus (Rhiz) is produced.
omucor pusillus) or a mutant thereof.
【請求項11】受託番号がFERM P−17973で
あることを特徴とするリゾムコール・プシラス(Rhi
zomucor pusillus)HHT−1。
11. The method of claim 1, wherein the accession number is FERM P-17973.
zomucor pusillus) HHT-1.
【請求項12】アラビノグルクロノキシランを出発原料
として請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の新規
なα−L−アラビノフラノシダーゼを使用することを特
徴とするL−アラビノースの製造方法。
12. An L-arabinose comprising the novel α-L-arabinofuranosidase according to any one of claims 1 to 5 using arabinoglucuronoxylan as a starting material. Manufacturing method.
【請求項13】アラビノグルクロノキシランを出発原料
として請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の新規
なα−L−アラビノフラノシダーゼを使用することを特
徴とするキシリトールの製造方法。
13. A process for producing xylitol, which comprises using the novel α-L-arabinofuranosidase according to any one of claims 1 to 5 using arabinoglucuronoxylan as a starting material. Method.
JP2000234292A 2000-08-02 2000-08-02 NEW alpha-L-ARABINOFURANOSIDASE AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME AND METHOD FOR PRODUCING L-ARABINOSE AND XYLITOL USING THE SAME Pending JP2002045177A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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