JP2021087390A - β-galactosidase - Google Patents

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JP2021087390A JP2019219686A JP2019219686A JP2021087390A JP 2021087390 A JP2021087390 A JP 2021087390A JP 2019219686 A JP2019219686 A JP 2019219686A JP 2019219686 A JP2019219686 A JP 2019219686A JP 2021087390 A JP2021087390 A JP 2021087390A
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金子 哲
Satoru Kaneko
哲 金子
吉川 潤
Jun Yoshikawa
潤 吉川
伶 尾▲高▼
Rei Odaka
伶 尾▲高▼
彩緒理 玉置
Saori Tamaki
彩緒理 玉置
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Godo Shusei KK
University of the Ryukyus NUC
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Godo Shusei KK
University of the Ryukyus NUC
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To provide a new β-galactosidase and a method for producing galactooligosaccharides using the same.SOLUTION: The present disclosure provides β-galactosidase that is derived from Streptomyces bacteria and has the following property (1). Action (1): transferring of a β-D-galactoside bond.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、ストレプトマイセス(Streptomyces)属菌に由来するβ-ガラクトシダーゼ及びそれを用いたガラクトオリゴ糖の製造方法に関する。 The present invention relates to β-galactosidase derived from Streptomyces spp. And a method for producing galactooligosaccharide using the same.

ガラクトオリゴ糖(GOS)は、消化管内でビフィズス菌を増加させ整腸作用を示す機能性オリゴ糖の一つである。ガラクトオリゴ糖の主な成分として、ラクトースの非還元末端にガラクトースがグリコシド結合した三糖、さらに結合した四糖などが知られており、ガラクトースとグルコースがβ-1,4-グリコシド結合以外で結合した転移二糖もその中に含まれる。 Galactooligosaccharide (GOS) is one of the functional oligosaccharides that increases bifidobacteria in the digestive tract and exhibits an intestinal regulating effect. As the main components of galactooligosaccharides, trisaccharides in which galactose is glycosidic-bonded to the non-reducing end of lactose, and tetrasaccharides in which galactose is further bound are known. Transferred disaccharides are also included in it.

ガラクトオリゴ糖は、工業的にはラクトースを原料として、β-ガラクトシダーゼ(EC3.2.1.23)による糖転移反応を利用して生産される。このようなβ-ガラクトシダーゼを産生する微生物としては、バチルス・サーキュランス(Bacillus circulans)、アスペルギルス・オリゼ(Aspergillus oryzae)、クリベロマイセス・ラクティス(Kluyveromyces lactis)等が報告されている。なかでも、バチルス・サーキュランス(Bacillus circulans)由来のβ-ガラクトシダーゼはその高い糖転移活性から広く利用されている(例えば、特許文献1)。 Galactooligosaccharides are industrially produced using lactose as a raw material by utilizing a sugar transfer reaction with β-galactosidase (EC3.2.1.23). As microorganisms that produce such β-galactosidase, Bacillus circulans, Aspergillus oryzae, Kluyveromyces lactis, and the like have been reported. Among them, β-galactosidase derived from Bacillus circulans is widely used due to its high transglycosylation activity (for example, Patent Document 1).

一方、ストレプトマイセス(Streptomyces)属菌に代表される放線菌は、細胞壁の物理的な強固さとDNAの化学的な強固さとを兼ね備えた細菌で、抗生物質をはじめとする多様な二次代謝産物を生産する有用菌群として工業的に利用されている。しかし、ストレプトマイセス(Streptomyces)属菌に由来し、糖転移活性が高いβ-ガラクトシダーゼは知られていない。 On the other hand, actinomycetes represented by Streptomyces spp. Are bacteria that have both the physical strength of the cell wall and the chemical strength of DNA, and are various secondary metabolites such as antibiotics. It is industrially used as a group of useful bacteria that produce. However, β-galactosidase, which is derived from Streptomyces spp. And has high transglycosylation activity, is not known.

国際公開第2016/027747号International Publication No. 2016/027747

本発明は、新たなβ-ガラクトシダーゼ及びそれを用いたガラクトオリゴ糖の製造方法を提供しようとするものである。 The present invention is intended to provide a novel β-galactosidase and a method for producing a galactooligosaccharide using the same β-galactosidase.

本発明者は、ストレプトマイセス(Streptomyces)属に属するStreptomyces olivaceoviridisから糖転移活性が高い2種類のβ-ガラクトシダーゼを見出した。さらに、このβ-ガラクトシダーゼを用いればガラクトオリゴ糖を生産性よく得られることを見出し、本発明を完成した。 The present inventor has found two types of β-galactosidase having high transglycosylation activity from Streptomyces olivaceoviridis belonging to the genus Streptomyces. Furthermore, they have found that galactooligosaccharides can be obtained with high productivity by using this β-galactosidase, and completed the present invention.

すなわち、本発明は、以下の[1]〜[12]を提供するものである。
[1]ストレプトマイセス(Streptomyces)属菌に由来し、以下の性質(1)を有するβ-ガラクトシダーゼ。
(1)作用:β−D−ガラクトシド結合を転移する
[2]さらに以下の性質(2)を有する、[1]記載のβ-ガラクトシダーゼ。
(2)作用:β-ガラクトシダーゼ活性
[3]さらに以下の性質(3)を有する、[1]又は[2]記載のβ-ガラクトシダーゼ。
(3)SDSポリアクリルゲル電気泳動による分子量:50〜55kDa
[4]さらに以下の性質(4)〜(5)を有する、[1]〜[3]記載のβ-ガラクトシダーゼ。
(4)至適pH;pH5.5
(5)至適温度:50℃
[5]さらに以下の性質(4)〜(5)を有する、[1]〜[3]記載のβ-ガラクトシダーゼ。
(4)至適pH;pH6.5〜7.0
(5)至適温度:40℃
[6]ストレプトマイセス(Streptomyces)属菌がストレプトマイセス・オリバセオビリディス(Streptomyces olivaceoviridis)である[1]〜[5]記載のβ-ガラクトシダーゼ。
[7]下記(i)〜(iii)のいずれかのアミノ酸配列からなる[1]〜[6]記載のβ-ガラクトシダーゼ。
(i)配列番号1又は2で表されるアミノ酸配列
(ii)配列番号1又は2で表されるアミノ酸配列において1〜数個のアミノ酸残基が欠失、置換又は挿入されたアミノ酸配列
(iii)配列番号1又は2で表されるアミノ酸配列と80%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列
[8][1]〜[7]記載のβ−ガラクトシダーゼをコードする遺伝子。
[9]下記(a)〜(d)のいずれかのDNAからなる遺伝子である[8]記載の遺伝子。
(a)配列番号3又は4で示される塩基配列からなるDNA
(b)配列番号3又は4で示される塩基配列において1〜数個の塩基が欠失、置換又は付加された塩基配列からなり、かつβ‐ガラクトシダーゼ活性を有するタンパク質をコードするDNA
(c)配列番号3又は4で示される塩基配列に対して80%以上の配列同一性を有する塩基配列からなり、かつβ‐ガラクトシダーゼ活性を有するタンパク質をコードするDNA
(d)配列番号3又は4で示される塩基配列に相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつβ‐ガラクトシダーゼ活性を有するタンパク質をコードするDNA
[10][8]又は[9]記載の遺伝子を有する組み換えベクター。
[11][10]記載の組み換えベクターで形質転換した形質転換体。
[12]ラクトースを含有する基質に[1]〜[7]記載のβ‐ガラクトシダーゼを作用させる工程を含む、ガラクトオリゴ糖の製造方法。
That is, the present invention provides the following [1] to [12].
[1] A β-galactosidase derived from the genus Streptomyces and having the following property (1).
(1) Action: The β-galactosidase according to [1], which transfers the β-D-galactoside bond [2] and has the following properties (2).
(2) Action: β-galactosidase activity [3] The β-galactosidase according to [1] or [2], which further has the following property (3).
(3) Molecular weight by SDS polyacrylic gel electrophoresis: 50 to 55 kDa
[4] The β-galactosidase according to [1] to [3], which further has the following properties (4) to (5).
(4) Optimal pH; pH 5.5
(5) Optimal temperature: 50 ° C
[5] The β-galactosidase according to [1] to [3], which further has the following properties (4) to (5).
(4) Optimal pH; pH 6.5-7.0
(5) Optimal temperature: 40 ° C
[6] The β-galactosidase according to [1] to [5], wherein the genus Streptomyces is Streptomyces olivaceoviridis.
[7] The β-galactosidase according to [1] to [6], which comprises the amino acid sequence of any of the following (i) to (iii).
(I) Amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or 2 (ii) Amino acid sequence in which one to several amino acid residues are deleted, substituted or inserted in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or 2 (iii) ) A gene encoding β-galactosidase according to the amino acid sequences [8] [1] to [7] having 80% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or 2.
[9] The gene according to [8], which is a gene consisting of any of the following DNAs (a) to (d).
(A) DNA consisting of the base sequence represented by SEQ ID NO: 3 or 4.
(B) DNA encoding a protein consisting of a base sequence in which one to several bases are deleted, substituted or added in the base sequence represented by SEQ ID NO: 3 or 4 and having β-galactosidase activity.
(C) A DNA encoding a protein having a base sequence having 80% or more sequence identity with respect to the base sequence represented by SEQ ID NO: 3 or 4 and having β-galactosidase activity.
(D) DNA encoding a protein that hybridizes under stringent conditions with a DNA having a base sequence complementary to the base sequence shown in SEQ ID NO: 3 or 4 and has β-galactosidase activity.
[10] A recombinant vector having the gene according to [8] or [9].
[11] A transformant transformed with the recombinant vector according to [10].
[12] A method for producing a galactooligosaccharide, which comprises a step of allowing the β-galactosidase described in [1] to [7] to act on a substrate containing lactose.

本発明のβ-ガラクトシダーゼは、糖転移活性が高いためガラクトオリゴ糖製造用の酵素として有用である。当該β-ガラクトシダーゼを使用することによって、ラクトース等の基質からガラクトオリゴ糖を工業的に有利に製造することができる。 The β-galactosidase of the present invention is useful as an enzyme for producing galactooligosaccharides because of its high transglycosylation activity. By using the β-galactosidase, galactooligosaccharides can be industrially advantageously produced from a substrate such as lactose.

反応生成物のTLC分析結果を示す図である。It is a figure which shows the TLC analysis result of a reaction product. β-ガラクトシダーゼpH依存性を示す図である。It is a figure which shows the pH dependence of β-galactosidase. β-ガラクトシダーゼの温度依存性を示す図である。It is a figure which shows the temperature dependence of β-galactosidase. 酵素3−3の反応生成物のTLC分析結果を示す図である。Lac:ラクトース、Gal:ガラクトース、Glc:グルコース。It is a figure which shows the TLC analysis result of the reaction product of enzyme 3-3. Lac: lactose, Gal: galactose, Glc: glucose. 酵素4−1の反応生成物のTLC分析結果を示す図である。Lac:ラクトース、Gal:ガラクトース、Glc:グルコース。It is a figure which shows the TLC analysis result of the reaction product of enzyme 4-1. Lac: lactose, Gal: galactose, Glc: glucose. FN5の反応生成物のTLC分析結果を示す図である。Lac:ラクトース、Gal:ガラクトース、Glc:グルコース。It is a figure which shows the TLC analysis result of the reaction product of FN5. Lac: lactose, Gal: galactose, Glc: glucose. 反応生成物のHPLC分析結果を示す図である。It is a figure which shows the HPLC analysis result of a reaction product. 反応生成物のHPAEC−PAD分析結果を示す図である。It is a figure which shows the HPAEC-PAD analysis result of a reaction product.

本発明のβ-ガラクトシダーゼは、ストレプトマイセス(Streptomyces)属菌に由来し、以下の性質(1)を有する。
(1)作用:β−D−ガラクトシド結合を転移する
本明細書において、この作用を糖転移活性という。タンパク質(β-ガラクトシダーゼ)の糖転移活性は、例えば、ラクトースを基質として当該タンパク質と反応させ、糖転移産物を測定することによって決定することができる。
本発明のβ-ガラクトシダーゼは、さらに、以下の性質(2)を有する。
(2)作用:β-ガラクトシダーゼ活性
β-ガラクトシダーゼ活性は、PNPG法で測定することができる。
The β-galactosidase of the present invention is derived from the genus Streptomyces and has the following property (1).
(1) Action: Transfer β-D-galactoside bond In the present specification, this action is referred to as glycosyl transfer activity. The transglycosylation activity of a protein (β-galactosidase) can be determined, for example, by reacting lactose with the protein as a substrate and measuring the transglycosylation product.
The β-galactosidase of the present invention further has the following property (2).
(2) Action: β-galactosidase activity The β-galactosidase activity can be measured by the PNPG method.

好適な本発明のβ-ガラクトシダーゼは、さらに以下の性質(3)〜(5)を有する。
(3)SDSポリアクリルゲル電気泳動による分子量:50〜55kDa
(4)至適pH;pH5.5
(5)至適温度:50℃
本酵素の分子量は、SDS−PAGEで測定した分子量を示す。
本酵素の至適pHはpH5.5であり、pH5〜7において高い糖転移活性を示す。至適pHの測定にはマッキルベイン緩衝液を使用して、後述の実施例に記載の方法により測定することができる。
本酵素の至適温度は50℃であり、40〜50℃において高い活性を示す。至適温度の測定は後述の実施例に記載の方法により測定することができる(反応時のpH6.0)。
The suitable β-galactosidase of the present invention further has the following properties (3) to (5).
(3) Molecular weight by SDS polyacrylic gel electrophoresis: 50 to 55 kDa
(4) Optimal pH; pH 5.5
(5) Optimal temperature: 50 ° C
The molecular weight of this enzyme indicates the molecular weight measured by SDS-PAGE.
The optimum pH of this enzyme is pH 5.5, and it exhibits high transglycosylation activity at pH 5-7. McIlvaine buffer can be used to measure the optimum pH, and the pH can be measured by the method described in Examples described later.
The optimum temperature of this enzyme is 50 ° C, and it exhibits high activity at 40 to 50 ° C. The optimum temperature can be measured by the method described in Examples described later (pH 6.0 during reaction).

また、好適な本発明のβ-ガラクトシダーゼは、さらに以下の性質(3)〜(5)を有する。
(3)SDSポリアクリルゲル電気泳動による分子量:50〜55kDa
(4)至適pH;pH6.5〜7.0
(5)至適温度:40℃
本酵素の分子量は、SDS−PAGEで測定した分子量を示す。
本酵素の至適pHはpH6.5〜7.0であり、pH3〜8において高い糖転移活性を示す。至適pHの測定にはマッキルベイン緩衝液、Athkins-Pantin緩衝液を使用して、後述の実施例に記載の方法により測定することができる。
本酵素の至適温度は40℃であり、20〜45℃において高い活性を示す。至適温度の測定は後述の実施例に記載の方法により測定することができる(反応時のpH6.0)。
Further, the suitable β-galactosidase of the present invention further has the following properties (3) to (5).
(3) Molecular weight by SDS polyacrylic gel electrophoresis: 50 to 55 kDa
(4) Optimal pH; pH 6.5-7.0
(5) Optimal temperature: 40 ° C
The molecular weight of this enzyme indicates the molecular weight measured by SDS-PAGE.
The optimum pH of this enzyme is pH 6.5-7.0, and it exhibits high transglycosylation activity at pH 3-8. McIlvaine buffer and Athkins-Pantin buffer can be used to measure the optimum pH, and the pH can be measured by the method described in Examples described later.
The optimum temperature of this enzyme is 40 ° C, and it shows high activity at 20 to 45 ° C. The optimum temperature can be measured by the method described in Examples described later (pH 6.0 during reaction).

本発明のβ-ガラクトシダーゼを産生するストレプトマイセス(Streptomyces)属菌は、ストレプトマイセス・オリバセオビリディス(Streptomyces olivaceoviridis)が好ましい。ストレプトマイセス属菌は、主に土壌から分離することができる。ストレプトマイセス属菌は抗生物質を産生することで知られているが、β‐ガラクトシダーゼを産生し、糖転移活性を有することは意外であった。糖転移活性の有無及び高低は、菌の塩基配列から予測することが困難であり、実際に試験をしないと評価することができない。 The genus Streptomyces that produces β-galactosidase of the present invention is preferably Streptomyces olivaceoviridis. Streptomyces can be isolated mainly from soil. Although Streptomyces is known to produce antibiotics, it was surprising that it produced β-galactosidase and had glycosyltransferase activity. It is difficult to predict the presence or absence of glycosyltransferase activity and its level from the base sequence of the bacterium, and it cannot be evaluated without actual testing.

本発明のβ-ガラクトシダーゼは、好ましくは下記(i)〜(iii)のいずれかのアミノ酸配列からなる。
(i)配列番号1又は2で表されるアミノ酸配列
(ii)配列番号1又は2で表されるアミノ酸配列において1〜数個のアミノ酸残基が欠失、置換又は挿入されたアミノ酸配列
(iii)配列番号1又は2で表されるアミノ酸配列と80%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列
The β-galactosidase of the present invention preferably comprises any of the following amino acid sequences (i) to (iii).
(I) Amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or 2 (ii) Amino acid sequence in which one to several amino acid residues are deleted, substituted or inserted in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or 2 (iii) ) An amino acid sequence having 80% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or 2.

配列番号1又は2で表されるアミノ酸配列からなるβ-ガラクトシダーゼは、配列番号1又は2で表されるアミノ酸配列からなるStreptomyces olivaceoviridis由来β-ガラクトシダーゼが好ましい例として挙げられる。
配列番号1又は2で表されるアミノ酸配列において1〜数個のアミノ酸残基が欠失、置換又は挿入されたアミノ酸配列における、アミノ酸残基の欠失、置換又は挿入の数は、配列番号1又は2で表されるアミノ酸配列からなるβ-ガラクトシダーゼと同等の酵素活性を示すものであれば限定されないが、1〜20個が好ましく、1〜10個がさらに好ましく、1〜8個がさらに好ましい。
また、本明細書において、配列番号1又は2で表されるアミノ酸配列との配列同一性は80%以上であるが、85%以上が好ましく、90%以上がより好ましく、95%以上がさらに好ましく、99%以上がさらに好ましい。このような配列の同一性パーセンテージは、基準配列を照会配列として比較するアルゴリズムをもった公開又は市販されているソフトウエアを用いて計算することができる。例として、BLAST、FASTA又はGENETYX(ゼネティックス社製)等を用いることができる。
As the β-galactosidase consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or 2, Streptomyces olivaceoviridis-derived β-galactosidase consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or 2 is a preferable example.
The number of amino acid residue deletions, substitutions or insertions in the amino acid sequence in which one to several amino acid residues are deleted, substituted or inserted in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or 2 is SEQ ID NO: 1. Alternatively, it is not limited as long as it exhibits an enzymatic activity equivalent to that of β-galactosidase consisting of the amino acid sequence represented by 2, but 1 to 20 is preferable, 1 to 10 is more preferable, and 1 to 8 is further preferable. ..
Further, in the present specification, the sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or 2 is 80% or more, preferably 85% or more, more preferably 90% or more, still more preferably 95% or more. , 99% or more is more preferable. The identity percentage of such sequences can be calculated using publicly available or commercially available software with an algorithm that compares the reference sequence as a query sequence. As an example, BLAST, FASTA, GENETYX (manufactured by Genetics) and the like can be used.

本発明のβ-ガラクトシダーゼをコードする遺伝子は、好ましくは上記(i)〜(iii)のいずれかのアミノ酸配列をコードする遺伝子であり、より好ましくは下記(a)〜(d)のいずれかのDNAからなる遺伝子である。
(a)配列番号3又は4で示される塩基配列からなるDNA
(b)配列番号3又は4で示される塩基配列において1〜数個の塩基が欠失、置換又は付加された塩基配列からなり、かつβ‐ガラクトシダーゼ活性を有するタンパク質をコードするDNA
(c)配列番号3又は4で示される塩基配列に対して80%以上の配列同一性を有する塩基配列からなり、かつβ‐ガラクトシダーゼ活性を有するタンパク質をコードするDNA
(d)配列番号3又は4で示される塩基配列に相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつβ‐ガラクトシダーゼ活性を有するタンパク質をコードするDNA
The gene encoding β-galactosidase of the present invention is preferably a gene encoding any of the above amino acid sequences (i) to (iii), and more preferably any of the following (a) to (d). It is a gene consisting of DNA.
(A) DNA consisting of the base sequence represented by SEQ ID NO: 3 or 4.
(B) DNA encoding a protein consisting of a base sequence in which one to several bases are deleted, substituted or added in the base sequence represented by SEQ ID NO: 3 or 4 and having β-galactosidase activity.
(C) A DNA encoding a protein having a base sequence having 80% or more sequence identity with respect to the base sequence represented by SEQ ID NO: 3 or 4 and having β-galactosidase activity.
(D) DNA encoding a protein that hybridizes under stringent conditions with a DNA having a base sequence complementary to the base sequence shown in SEQ ID NO: 3 or 4 and has β-galactosidase activity.

配列番号3又は4で示される塩基配列において1〜数個の塩基が欠失、置換又は付加された塩基配列における、1〜数個の塩基とは、1〜10個が好ましく、1〜5個がより好ましく、1〜3個がさらに好ましく、1又は2個がさらに好ましい。また、塩基の欠失とは塩基の欠落又は消失を意味し、塩基の置換とは塩基が別の塩基に置き換えられていることを意味し、塩基の付加とは塩基が付け加えられていることを意味する。「付加」には、配列の一端又は両端への塩基の付加、及び配列中の塩基の間に別の塩基が挿入されることが含まれる。 In the base sequence in which 1 to several bases are deleted, substituted or added in the base sequence represented by SEQ ID NO: 3 or 4, the number of 1 to several bases is preferably 1 to 10, preferably 1 to 5. Is more preferable, 1 to 3 is more preferable, and 1 or 2 is further preferable. In addition, deletion of a base means loss or disappearance of a base, substitution of a base means that a base has been replaced with another base, and addition of a base means that a base has been added. means. "Addition" includes the addition of a base to one or both ends of a sequence and the insertion of another base between the bases in the sequence.

本明細書において、塩基配列の配列同一性は、85%以上が好ましく、90%以上がより好ましく、95%以上がさらに好ましく、99%以上がさらに好ましい。
塩基配列の配列同一性は、Karlin and AltschulによるアルゴリズムBLAST(Pro.Natl.Acad.Sci.USA,1993,90:5873-5877)を用いて決定することができる。このアルゴリズムBLASTに基づいて、BLASTNやBLASTXとよばれるプログラムが開発されている(J.Mol.Biol.,1990,215,p.403-410)。また、遺伝情報処理ソフトウェアGenetyxのホモロジー解析(Search homology)プログラムを用いてもよい。これらの解析方法の具体的な手法は公知である(www.ncbi.nlm.nih.gov参照)。
In the present specification, the sequence identity of the base sequence is preferably 85% or more, more preferably 90% or more, further preferably 95% or more, still more preferably 99% or more.
Nucleotide sequence identity can be determined using the algorithm BLAST (Pro. Natl. Acad. Sci. USA, 1993, 90: 587-5877) by Karlin and Altschul. Based on this algorithm BLAST, programs called BLASTN and BLASTX have been developed (J.Mol.Biol., 1990,215, p.403-410). You may also use the Search homology program of the genetic information processing software Geneticx. Specific methods for these analysis methods are known (see www.ncbi.nlm.nih.gov).

また、本明細書において、ストリンジエントな条件とは、同一性が高い塩基配列同士がハイブリダイズし、それより同一性が低い塩基配列同士がハイブリダイズしない条件をいう。「ストリンジェントな条件」とは、求める同一性の高低によって、適宜条件を変えることができる。より高ストリンジェントな条件であるほど、より同一性の高い配列のみがハイブリダイズすることになる。例えば、ストリンジエントな条件として、Molecular Cloning:A Laboratory Manual (Second Edition,J.Sambrook et.al,1989)に記載の条件等が挙げられる。すなわち、6×SSC(1×SSCの組成:0.15M塩化ナトリウム、0.015Mクエン酸ナトリウム、pH7.0)、0.5%SDS、5×デンハート及び100mg/mLニシン精子DNAを含む溶液にプローブとともに65℃で8〜16時間恒温し、ハイブリダイズさせる条件等が挙げられる。 Further, in the present specification, the stringent condition means a condition in which base sequences having high identity hybridize with each other and base sequences having lower identity do not hybridize with each other. The "stringent condition" can be appropriately changed depending on the level of identity required. The higher the stringent conditions, the more identical sequences will hybridize. For example, as stringent conditions, the conditions described in Molecular Cloning: A Laboratory Manual (Second Edition, J. Sambrook et.al, 1989) can be mentioned. That is, in a solution containing 6 × SSC (composition of 1 × SSC: 0.15 M sodium chloride, 0.015 M sodium citrate, pH 7.0), 0.5% SDS, 5 × denhart and 100 mg / mL hercin sperm DNA. Conditions include conditions for constant temperature at 65 ° C. for 8 to 16 hours together with the probe for hybridization.

本発明のβ-ガラクトシダーゼは、公知の方法に従って、β-ガラクトシダーゼをコードする遺伝子を含むベクターを微生物に導入して得られた形質転換体により得ることができる。なお、当該形質転換体はベクターの状態で保持させても良いし、当該遺伝子をゲノム内に保持させても良い。すなわち、当該形質転換体を適切な培地で培養すれば、形質転換体が含有するベクター上にコードされた遺伝子が発現して、本発明のβ-ガラクトシダーゼが産生される。産生されたβ-ガラクトシダーゼを該培養物から単離、精製することにより、β-ガラクトシダーゼを取得することができる。 The β-galactosidase of the present invention can be obtained by a transformant obtained by introducing a vector containing a gene encoding β-galactosidase into a microorganism according to a known method. The transformant may be retained in the vector state, or the gene may be retained in the genome. That is, when the transformant is cultured in an appropriate medium, the gene encoded on the vector contained in the transformant is expressed and the β-galactosidase of the present invention is produced. The β-galactosidase can be obtained by isolating and purifying the produced β-galactosidase from the culture.

β-ガラクトシダーゼをコードする遺伝子は、ストレプトマイセス(Streptomyces)属菌から当該分野で用いられる任意の方法を用いて単離することができる。例えば、当該遺伝子は、ストレプトマイセス(Streptomyces)属菌の全ゲノムDNAを抽出した後、配列番号3又は4の塩基配列を元に設計したプライマーを用いたPCRにより標的遺伝子を選択的に増幅し、増幅した遺伝子を精製することで得ることができる。 The gene encoding β-galactosidase can be isolated from Streptomyces spp. Using any method used in the art. For example, for the gene, after extracting the whole genomic DNA of Streptomyces spp., The target gene is selectively amplified by PCR using a primer designed based on the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 or 4. , Can be obtained by purifying the amplified gene.

β-ガラクトシダーゼをコードする遺伝子を含むベクターの種類としては、特に限定されず、タンパク質生産に通常用いられるベクター、例えば、プラスミド、コスミド、ファージ、ウイルス、YAC、BAC等が挙げられる。なかでも、プラスミドベクターが好ましく、市販のタンパク質発現用プラスミドベクター、例えば、pETやpBIC等を好適に用いることができる。プラスミドベクターへの遺伝子の導入手順は、当該分野で周知である。 The type of vector containing the gene encoding β-galactosidase is not particularly limited, and examples thereof include vectors usually used for protein production, such as plasmids, cosmids, phages, viruses, YAC, and BAC. Among them, a plasmid vector is preferable, and a commercially available plasmid vector for protein expression, for example, pET or pBIC can be preferably used. Procedures for introducing genes into plasmid vectors are well known in the art.

また、構築された上記ベクターを導入するための微生物としては、ストレプトマイセス属、ブレビバチルス(Brevibacillus)属、スタフィロコッカス(Staphylococcus)属、エンテロコッカス(Enterococcus)属、リステリア(Listeria)属、バチルス(Bacillus)属、エシェリキア(Escherichia)属、サッカロマイセス(Saccharomyces)属、シゾサッカロマイセス(Shizosaccharomyces)属、クリベロマイセス属、アスペルギルス(Aspergillus)属、ペニシリウム(Penicillium)属、トリコデルマ(Trichoderma)属に属する細菌ならびに真核微生物が挙げられる。導入の方法としては、当該分野で通常使用される方法を用いることができる。 In addition, as the microorganisms for introducing the constructed vector, Streptomyces, Brevibacillus, Staphylococcus, Enterococcus, Listeria, Bacillus ( Bacillus, Escherichia, Saccharomyces, Shizosaccharomyces, Cribellomyces, Aspergillus, Penicillium and Trichoderma Bacteria can be mentioned. As a method of introduction, a method usually used in the art can be used.

得られた形質転換体を適切な培地で培養すれば、形質転換体が含有する導入された遺伝子が発現して、本発明のβ-ガラクトシダーゼが生産される。培養に使用する培地は、形質転換体の種類にあわせて当業者が適宜選択することができる。生成された目的のβ-ガラクトシダーゼは該培養物から通常の方法により単離、公知の精製方法を用いて精製することができる。 When the obtained transformant is cultured in an appropriate medium, the introduced gene contained in the transformant is expressed and the β-galactosidase of the present invention is produced. The medium used for culturing can be appropriately selected by those skilled in the art according to the type of transformant. The produced β-galactosidase of interest can be isolated from the culture by a conventional method and purified by a known purification method.

ストレプトマイセス(Streptomyces)属菌に由来するβ‐ガラクトシダーゼは、後述の実施例に示したように、糖転移活性が高い。このため、本発明のβ‐ガラクトシダーゼはガラクトオリゴ糖の製造に有用である。ガラクトオリゴ糖は、ガラクトース残基を有するオリゴ糖で、Gal-(Gal)n−Glc(Gal:ガラクトース残基、Glc:グルコース残基、n=0〜5)で表される。
本発明のβ‐ガラクトシダーゼは、当該β‐ガラクトシダーゼを含有するガラクトオリゴ糖製造用酵素組成物の形態で提供することができる。ガラクトオリゴ糖製造用酵素組成物は、有効成分(β‐ガラクトシダーゼ)の他、例えば、賦形剤、懸濁剤、緩衝剤、安定化剤、保存剤、生理食塩水等を含有してもよい。
Β-galactosidase derived from Streptomyces spp. Has high transglycosylation activity, as shown in Examples described later. Therefore, the β-galactosidase of the present invention is useful for the production of galactooligosaccharides. Galactooligosaccharide is an oligosaccharide having a galactose residue and is represented by Gal- (Gal) n-Glc (Gal: galactose residue, Glc: glucose residue, n = 0 to 5).
The β-galactosidase of the present invention can be provided in the form of an enzyme composition for producing a galactooligosaccharide containing the β-galactosidase. The enzyme composition for producing galactooligosaccharide may contain, for example, an excipient, a suspending agent, a buffer, a stabilizer, a preservative, a physiological saline solution, etc., in addition to the active ingredient (β-galactosidase).

ガラクトオリゴ糖の製造においては、ラクトースを含有する基質に、本発明のβ‐ガラクトシダーゼを作用させる工程を含む。基質にβ‐ガラクトシダーゼを作用させる条件は、β‐ガラクトシダーゼが失活しない条件であれば特に限定されない。
適切な条件は、基質の種類等により当業者が決定できるが、例えば、反応pHとしては、pH1〜15が好ましく、pH3〜8がさらに好ましい。配列番号1(酵素3−3)で示すβ‐ガラクトシダーゼは、反応pHが4〜8であることが好ましく、5〜7であることがより好ましく、5〜6であることがさらに好ましい。配列番号2(酵素4−1)で示すβ‐ガラクトシダーゼは、反応pHが4〜9であることが好ましく、5〜8であることがより好ましく、6〜7であることがさらに好ましい。
反応温度は、80℃以下が好ましく、70℃以下がさらに好ましく、60℃以下がさらに好ましい。配列番号1で示すβ‐ガラクトシダーゼは、反応温度が20〜70℃であることが好ましく、30〜60℃であることがより好ましく、40〜50℃であることがさらに好ましい。配列番号2で示すβ‐ガラクトシダーゼは、反応温度が1〜70℃であることが好ましく、10℃〜50℃であることがより好ましく、30〜45℃であることがさらに好ましい。
反応時間は、96時間以下が好ましく、72時間以下がさらに好ましく、48時間以下がさらに好ましい。
得られたガラクトオリゴ糖はそのまま、或いは必要に応じて精製してもよい。ガラクトオリゴ糖は粉乳に混合して、育児用の粉乳として使用することができる。ガラクトオリゴ糖を含むシロップとして使用しても良い。
The production of galactooligosaccharide includes a step of allowing the β-galactosidase of the present invention to act on a substrate containing lactose. The conditions under which β-galactosidase acts on the substrate are not particularly limited as long as β-galactosidase is not inactivated.
Appropriate conditions can be determined by those skilled in the art depending on the type of substrate and the like, but for example, the reaction pH is preferably pH 1 to 15, and more preferably pH 3 to 8. The β-galactosidase represented by SEQ ID NO: 1 (enzyme 3-3) preferably has a reaction pH of 4 to 8, more preferably 5 to 7, and even more preferably 5 to 6. The β-galactosidase represented by SEQ ID NO: 2 (enzyme 4-1) preferably has a reaction pH of 4 to 9, more preferably 5 to 8, and even more preferably 6 to 7.
The reaction temperature is preferably 80 ° C. or lower, more preferably 70 ° C. or lower, and even more preferably 60 ° C. or lower. The β-galactosidase shown in SEQ ID NO: 1 preferably has a reaction temperature of 20 to 70 ° C, more preferably 30 to 60 ° C, and even more preferably 40 to 50 ° C. The β-galactosidase shown in SEQ ID NO: 2 preferably has a reaction temperature of 1 to 70 ° C, more preferably 10 ° C to 50 ° C, and even more preferably 30 to 45 ° C.
The reaction time is preferably 96 hours or less, more preferably 72 hours or less, still more preferably 48 hours or less.
The obtained galactooligosaccharide may be purified as it is or if necessary. Galactooligosaccharides can be mixed with milk powder and used as milk powder for childcare. It may be used as a syrup containing galactooligosaccharides.

本発明のβ‐ガラクトシダーゼにより得られるガラクトオリゴ糖は、転移二糖及び三糖を多く含む。当該ガラクトオリゴ糖は、既存のβ-ガラクトシダーゼの糖転移産物と組成が異なるため、ガラクトオリゴ糖の新たな機能が期待され、様々な分野で有用と考えられる。 The galactooligosaccharide obtained by the β-galactosidase of the present invention contains a large amount of metastatic disaccharides and trisaccharides. Since the galactooligosaccharide has a different composition from the existing β-galactosidase sugar metastasis product, a new function of the galactooligosaccharide is expected, and it is considered to be useful in various fields.

次に実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明は何らこれに限定されるものではない。 Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

実施例1
1.β‐ガラクトシダーゼの製造
バイオインフォマティクス解析によりStreptomyces olivaceoviridis菌株ゲノム上のβ‐ガラクトシダーゼ様配列を抽出した。これをもとに設計した下記のプライマーを用いてPCR反応を行い、β‐ガラクトシダーゼ様タンパク質をコードする遺伝子3−3と4−1を増幅した。該遺伝子3−3の塩基配列を配列番号3、遺伝子4−1の塩基配列を配列番号4に、また、遺伝子3−3がコードするβ‐ガラクトシダーゼのアミノ酸配列を配列番号1、遺伝子4−1がコードするβ‐ガラクトシダーゼのアミノ酸配列を配列番号2に示す。
Example 1
1. 1. Production of β-galactosidase A β-galactosidase-like sequence on the Streptomyces olivaceoviridis strain genome was extracted by bioinformatics analysis. A PCR reaction was carried out using the following primers designed based on this, and genes 3-3 and 4-1 encoding β-galactosidase-like protein were amplified. The base sequence of the gene 3-3 is shown in SEQ ID NO: 3, the base sequence of the gene 4-1 is shown in SEQ ID NO: 4, and the amino acid sequence of β-galactosidase encoded by the gene 3-3 is shown in SEQ ID NO: 1, gene 4-1. The amino acid sequence of β-galactosidase encoded by is shown in SEQ ID NO: 2.

Figure 2021087390
Figure 2021087390

発現プラスミドの取得及びβ‐ガラクトシダーゼ酵素液の取得は、Brevibacillus Expression System(Takara HB300 製品名BIC System)を用いて行った。先ず、取得した遺伝子3−3と4−1をpBIC4ベクターへ添付のマニュアルに則ってBrevibacillus形質転換体を取得した。この形質転換体を添付のマニュアルに従って培養した。培養終了後、遠心分離(15,000r/min、により菌体を除去することでβ‐ガラクトシダーゼ酵素液(以下、酵素3−3と酵素4−1)を取得した。 The expression plasmid and β-galactosidase enzyme solution were obtained using the Brevibacillus Expression System (Takara HB300 product name BIC System). First, Brevibacillus transformants were obtained by adding the obtained genes 3-3 and 4-1 to the pBIC4 vector according to the attached manual. This transformant was cultured according to the attached manual. After completion of the culture, β-galactosidase enzyme solution (hereinafter referred to as enzyme 3-3 and enzyme 4-1) was obtained by removing the bacterial cells by centrifugation (15,000 r / min).

2.酵素活性
上記で調製したβ‐ガラクトシダーゼ酵素3−3と酵素4−1のβ−ガラクトシダーゼ活性ならびに糖転移活性を測定した。
(β−ガラクトシダーゼ活性測定)
2mM パラニトロフェニル−β−D−ガラクトピラノシドとマッキルベイン緩衝液(pH6.0)40μLを混合し、40℃で5分間予温した。酵素液10μLを添加して反応を開始し、10分間後に0.2M炭酸ナトリウム100μLを加えて反応を停止した。反応液中に遊離したパラニトロフェノールをの400nmにおける吸光度を酵素活性とした。
(糖転移活性測定)
62.5%ラクトース(終濃度50%)を含むマッキルベイン緩衝液(pH6.0)450μLを40℃、5分間予温し、ここに酵素液を50μL添加し、40℃、16時間反応後、100℃で5分間加熱して反応を停止した。
反応液を適宜希釈し、イオン交換樹脂を用いて脱塩した後、薄層クロマトグラフィー(以下、TLCと称する)で分析した。TLCは、クロロホルム:メタノール:水=90:65:15の溶媒で展開して行った。検出はN−1−ナフチルエチレンジアミン二塩酸:エタノール:硫酸=0.9g:100mL:10mLをTLCプレートに噴霧後、加熱することで行った。
その結果、図1に示すとおり、基質であるラクトースと分解物であるグルコースならびにガラクトース以外のスポットとして、糖転移産物の生成が確認され、酵素3−3と酵素4−1は糖転移活性を有することが確認された。
2. Enzyme activity The β-galactosidase activity of β-galactosidase enzyme 3-3 and enzyme 4-1 prepared above and the transglycosylation activity were measured.
(Measurement of β-galactosidase activity)
2 mM paranitrophenyl-β-D-galactopyranoside and 40 μL of McIlvaine buffer (pH 6.0) were mixed and preheated at 40 ° C. for 5 minutes. 10 μL of the enzyme solution was added to start the reaction, and after 10 minutes, 100 μL of 0.2 M sodium carbonate was added to stop the reaction. The absorbance of para-nitrophenol liberated in the reaction solution at 400 nm was defined as the enzymatic activity.
(Measurement of glycosyl transfer activity)
Preheat 450 μL of McIlvaine buffer (pH 6.0) containing 62.5% lactose (final concentration 50%) at 40 ° C. for 5 minutes, add 50 μL of enzyme solution thereto, react at 40 ° C. for 16 hours, and then 100. The reaction was stopped by heating at ° C. for 5 minutes.
The reaction solution was appropriately diluted, desalted with an ion exchange resin, and then analyzed by thin layer chromatography (hereinafter referred to as TLC). TLC was developed with a solvent of chloroform: methanol: water = 90:65:15. Detection was performed by spraying N-1-naphthylethylenediamine dihydrochloric acid: ethanol: sulfuric acid = 0.9 g: 100 mL: 10 mL on a TLC plate and then heating.
As a result, as shown in FIG. 1, the production of glycosyltransferase was confirmed as spots other than lactose as a substrate, glucose as a decomposition product, and galactose, and enzyme 3-3 and enzyme 4-1 have glycosyltransferase activity. It was confirmed that.

3.酵素学的性質
異なるpH及び温度におけるβ−ガラクトシダーゼ活性を測定した。40℃で異なるpH条件(pH2.2〜9.0)、又はpH6.0での異なる温度条件(10〜70℃)において、マッキルベイン緩衝液(pH2.2〜8.0)又はAthkins-Pantin緩衝液(pH7.0〜9.0)を用いた以外は上記2.と同様の方法によりβ−ガラクトシダーゼ活性を測定し、最大の活性を示した条件を100%とした際の各条件での相対活性を求めた。
その結果、図2に示すとおり、至適pHは、酵素3−3がpH5.5、酵素4−1がpH6.5〜7.0であった。また、図3に示すとおり、至適温度は、酵素3−3が50℃、酵素4−1が40℃であった。
3. 3. Enzymatic properties β-galactosidase activity at different pH and temperature was measured. McIlvaine buffer (pH 2.2-8.0) or Athkins-Pantin buffer under different pH conditions (pH 2.2-9.0) at 40 ° C or different temperature conditions (10-70 ° C) at pH 6.0. Except for using a liquid (pH 7.0-9.0), the above 2. The β-galactosidase activity was measured by the same method as in the above, and the relative activity under each condition was determined when the condition showing the maximum activity was set to 100%.
As a result, as shown in FIG. 2, the optimum pH was pH 5.5 for enzyme 3-3 and pH 6.5-7.0 for enzyme 4-1. Further, as shown in FIG. 3, the optimum temperature was 50 ° C. for enzyme 3-3 and 40 ° C. for enzyme 4-1.

実施例2
1.ガラクトオリゴ糖の製造
ラクトース0.2gにリン酸緩衝液(pH3.0〜8.0)200μLを添加し、基質濃度が40%となるように蒸留水を添加後、ここに上記実施例1で調製した酵素溶液50μLを添加して反応液を調製した。比較のため、バチルス・サーキュランス(Bacillus circulans)由来β−ガラクトシダーゼ(ビオラクタFN5、天野エンザイム社製)を添加した反応液を調製した。各反応液は、50℃、6時間又は24時間反応後、100℃で10分間加熱して反応を停止した。
Example 2
1. 1. Production of galactooligosaccharide 200 μL of phosphate buffer (pH 3.0 to 8.0) is added to 0.2 g of lactose, distilled water is added so that the substrate concentration becomes 40%, and then prepared in Example 1 above. 50 μL of the above enzyme solution was added to prepare a reaction solution. For comparison, a reaction solution containing β-galactosidase (Biolacta FN5, manufactured by Amano Enzyme) derived from Bacillus circulans was prepared. Each reaction solution was reacted at 50 ° C. for 6 hours or 24 hours, and then heated at 100 ° C. for 10 minutes to stop the reaction.

2.TLC分析
反応終了後、得られた反応生成物をTLCで分析した。TLCは、クロロホルム:メタノール:水=90:65:15の溶媒で展開して行った。検出はN−1−ナフチルエチレンジアミン二塩酸:エタノール:硫酸=0.9g:100mL:10mLをTLCプレートに噴霧後、加熱することで行った。
その結果、図4〜図6に示すように、それぞれ糖転移産物と思われるスポット(Rf値=0〜0.22)が確認された。酵素4−1では、pH3.0〜8.0の全てで糖転移産物が確認でき(図5)、酸性ホエーを基質とする際など、広いpH範囲で利用可能と考えられた。
2. TLC analysis After completion of the reaction, the obtained reaction product was analyzed by TLC. TLC was developed with a solvent of chloroform: methanol: water = 90:65:15. Detection was performed by spraying N-1-naphthylethylenediamine dihydrochloric acid: ethanol: sulfuric acid = 0.9 g: 100 mL: 10 mL on a TLC plate and then heating.
As a result, as shown in FIGS. 4 to 6, spots (Rf value = 0 to 0.22), which are considered to be glycosyl metastases, were confirmed. With enzyme 4-1 the glycosyltransferase could be confirmed at all pHs of 3.0 to 8.0 (Fig. 5), and it was considered that it could be used in a wide pH range, such as when using acidic whey as a substrate.

実施例3
1.ガラクトオリゴ糖の製造
ラクトース0.1gにリン酸緩衝液(pH6.0)80μLを添加し、基質濃度が50%となるように蒸留水を添加後、ここに上記実施例1で調製した酵素溶液20μLを添加して反応液を調製した。比較のため、バチルス・サーキュランス(Bacillus circulans)由来β−ガラクトシダーゼ(ビオラクタFN5)を添加した反応液を調製した。各反応液は、50℃、24時間反応後、100℃で10分間加熱して反応を停止した。
Example 3
1. 1. Production of galactooligosaccharide 80 μL of phosphate buffer (pH 6.0) is added to 0.1 g of lactose, distilled water is added so that the substrate concentration becomes 50%, and then 20 μL of the enzyme solution prepared in Example 1 above is added. Was added to prepare a reaction solution. For comparison, a reaction solution to which β-galactosidase (Biolacta FN5) derived from Bacillus circulans was added was prepared. Each reaction solution was reacted at 50 ° C. for 24 hours and then heated at 100 ° C. for 10 minutes to stop the reaction.

2.HPLCならびにHPAEC−PAD分析
HPLC分析では、装置にAlliance HPLC Waters2629 (Waters社製)、カラムにCARBOSep CHO-620 (φ6.5×300 mm, Concise Separations社製)を用いた。移動相は水を用い、糖を分離した。反応液の糖濃度を5.25 mg/mlとなるように調製し、分析用サンプルとした。これを流速0.4 mL/min、注入量5 μL、カラム温度85℃、Waters 2414 RI検出器にて分析した。
HPAEC−PADでは、装置にイオンクロマトグラフ ICS-3000 (Thermo Scientific社製) 、カラムにCarboPac PA1 (φ4 mm x 250 mm, Thermo Scientific社製) を用いた。移動相は100 mM 水酸化ナトリウム溶液 (A)、100 mM 水酸化ナトリウム含有600 mM 酢酸ナトリウム溶液 (B)、水 (C)、50 mM 酢酸ナトリウム溶液 (D) を用い、グラジエントにて糖を分離した。条件を表2に示す。反応液の糖濃度を0.5 mg/mLとなるように調製し、分析用サンプルとした。これを流速1.0 mL/min、注入量25 μL、カラム温度 20℃、検出器PADにて分析した。
2. HPLC and HPAEC-PAD analysis In the HPLC analysis, Alliance HPLC Waters2629 (manufactured by Waters) was used as the apparatus, and CARBO Sep CHO-620 (φ6.5 × 300 mm, manufactured by Concise Separations) was used as the column. Water was used as the mobile phase to separate sugars. The sugar concentration of the reaction solution was adjusted to 5.25 mg / ml and used as a sample for analysis. This was analyzed with a Waters 2414 RI detector at a flow rate of 0.4 mL / min, an injection volume of 5 μL, and a column temperature of 85 ° C.
In HPAEC-PAD, an ion chromatograph ICS-3000 (manufactured by Thermo Scientific) was used as an apparatus, and CarboPac PA1 (φ4 mm x 250 mm, manufactured by Thermo Scientific) was used as a column. As the mobile phase, 100 mM sodium hydroxide solution (A), 100 mM sodium hydroxide-containing 600 mM sodium acetate solution (B), water (C), and 50 mM sodium acetate solution (D) were used, and sugars were separated by gradient. did. The conditions are shown in Table 2. The sugar concentration of the reaction solution was adjusted to 0.5 mg / mL and used as a sample for analysis. This was analyzed with a flow rate of 1.0 mL / min, an injection volume of 25 μL, a column temperature of 20 ° C, and a detector PAD.

Figure 2021087390
Figure 2021087390

その結果、図7、8に示すように、酵素3−3では特に転移二糖の生成が多く見られ、酵素3−3及び酵素4−1ではFN5と全く異なるガラクトオリゴ糖を生産性よく生産することが確認された。転移二糖の主成分は、既存の報告より、ガラクトースとグルコースがβ-1,2又はβ-1,3-グリコシド結合した二糖であると推察された。転移二糖は基質である乳糖と同じ分子量であり、食品用途で用いた時に浸透圧などの物性を変化させずに用いることが可能となる。 As a result, as shown in FIGS. 7 and 8, enzyme 3-3 produced a large amount of transferred disaccharides, and enzyme 3-3 and enzyme 4-1 produced galactooligosaccharides completely different from FN5 with high productivity. It was confirmed that. From existing reports, it was inferred that the main component of the transferred disaccharide is a disaccharide in which galactose and glucose are β-1,2 or β-1,3-glycosidic bonded. The transferred disaccharide has the same molecular weight as lactose, which is a substrate, and can be used without changing physical properties such as osmotic pressure when used in food applications.

Claims (12)

ストレプトマイセス(Streptomyces)属菌に由来し、以下の性質(1)を有するβ-ガラクトシダーゼ。
(1)作用:β−D−ガラクトシド結合を転移する
A β-galactosidase derived from the genus Streptomyces and having the following property (1).
(1) Action: Transfer β-D-galactoside bond
さらに、以下の性質(2)を有する、請求項1記載のβ-ガラクトシダーゼ。
(2)作用:β-ガラクトシダーゼ活性
The β-galactosidase according to claim 1, further having the following property (2).
(2) Action: β-galactosidase activity
さらに、以下の性質(3)を有する、請求項1又は2記載のβ-ガラクトシダーゼ。
(3)SDSポリアクリルゲル電気泳動による分子量:50〜55kDa
Furthermore, the β-galactosidase according to claim 1 or 2, which has the following property (3).
(3) Molecular weight by SDS polyacrylic gel electrophoresis: 50 to 55 kDa
さらに以下の性質(4)〜(5)を有する、請求項1〜3のいずれか1項記載のβ-ガラクトシダーゼ。
(4)至適pH;pH5.5
(5)至適温度:50℃
The β-galactosidase according to any one of claims 1 to 3, further having the following properties (4) to (5).
(4) Optimal pH; pH 5.5
(5) Optimal temperature: 50 ° C
さらに以下の性質(4)〜(5)を有する、請求項1〜3のいずれか1項記載のβ-ガラクトシダーゼ。
(4)至適pH;pH6.5〜7.0
(5)至適温度:40℃
The β-galactosidase according to any one of claims 1 to 3, further having the following properties (4) to (5).
(4) Optimal pH; pH 6.5-7.0
(5) Optimal temperature: 40 ° C
ストレプトマイセス(Streptomyces)属菌がストレプトマイセス・オリバセオビリディス(Streptomyces olivaceoviridis)である請求項1〜5のいずれか1項記載のβ-ガラクトシダーゼ。 The β-galactosidase according to any one of claims 1 to 5, wherein the genus Streptomyces is Streptomyces olivaceoviridis. 下記(i)〜(iii)のいずれかのアミノ酸配列からなる請求項1〜6のいずれか1項記載のβ-ガラクトシダーゼ。
(i)配列番号1又は2で表されるアミノ酸配列
(ii)配列番号1又は2で表されるアミノ酸配列において1〜数個のアミノ酸残基が欠失、置換又は挿入されたアミノ酸配列
(iii)配列番号1又は2で表されるアミノ酸配列と80%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列
The β-galactosidase according to any one of claims 1 to 6, which comprises the amino acid sequence of any of the following (i) to (iii).
(I) Amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or 2 (ii) Amino acid sequence in which one to several amino acid residues are deleted, substituted or inserted in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or 2 (iii) ) An amino acid sequence having 80% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or 2.
請求項1〜7のいずれか1項記載のβ-ガラクトシダーゼをコードする遺伝子。 The gene encoding β-galactosidase according to any one of claims 1 to 7. 下記(a)〜(d)のいずれかのDNAからなる遺伝子である請求項8記載の遺伝子。
(a)配列番号3又は4で示される塩基配列からなるDNA
(b)配列番号3又は4で示される塩基配列において1〜数個の塩基が欠失、置換又は付加された塩基配列からなり、かつβ‐ガラクトシダーゼ活性を有するタンパク質をコードするDNA
(c)配列番号3又は4で示される塩基配列に対して80%以上の配列同一性を有する塩基配列からなり、かつβ‐ガラクトシダーゼ活性を有するタンパク質をコードするDNA
(d)配列番号3又は4で示される塩基配列に相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつβ‐ガラクトシダーゼ活性を有するタンパク質をコードするDNA
The gene according to claim 8, which is a gene consisting of any of the following DNAs (a) to (d).
(A) DNA consisting of the base sequence represented by SEQ ID NO: 3 or 4.
(B) DNA encoding a protein consisting of a base sequence in which one to several bases are deleted, substituted or added in the base sequence represented by SEQ ID NO: 3 or 4 and having β-galactosidase activity.
(C) A DNA encoding a protein having a base sequence having 80% or more sequence identity with respect to the base sequence represented by SEQ ID NO: 3 or 4 and having β-galactosidase activity.
(D) DNA encoding a protein that hybridizes under stringent conditions with a DNA having a base sequence complementary to the base sequence shown in SEQ ID NO: 3 or 4 and has β-galactosidase activity.
請求項8又は9記載の遺伝子を有する組み換えベクター。 A recombinant vector comprising the gene according to claim 8 or 9. 請求項10記載の組み換えベクターで形質転換した形質転換体。 A transformant transformed with the recombinant vector according to claim 10. ラクトースを含有する基質に請求項1〜7のいずれか1項記載のβ‐ガラクトシダーゼを作用させる工程を含む、ガラクトオリゴ糖の製造方法。 A method for producing a galactooligosaccharide, which comprises the step of allowing the β-galactosidase according to any one of claims 1 to 7 to act on a substrate containing lactose.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115896139A (en) * 2022-07-11 2023-04-04 广西大学 Beta-galactosidase and application thereof

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