JP2657801B2 - Glycosyl transfer reaction method - Google Patents
Glycosyl transfer reaction methodInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、糖転移反応方法に関し、より詳細には、特
定のアミノ酸配列を有し、且つシクロマルトデキストリ
ン グルカノトランスフェラーゼ活性を有するポリペプ
チドを、澱粉質に作用させることを特徴とする糖転移反
応に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a glycosyltransfer reaction method, and more particularly, to a polypeptide having a specific amino acid sequence and having cyclomaltodextrin glucanotransferase activity. A sugar transfer reaction characterized by acting on starch.
(従来の技術) シクロマルトデキストリン グルカノトランスフェラ
ーゼ(以下、本明細書ではCGT−aseと略称する。)は、
マセランス アミラーゼとも言われ、古くからバチルス
マセランス(Bacillus macerans)の産生する酵素と
として知られている。近年、CGT−aseは、バチルス マ
セランスだけでなくバチルス ステアロサーモフィラス
(Bacillus stearothermophilus)、バチルス サーキ
ュランス(Bacillus circulans)、バチルス メガテリ
ウム(Bacillus megaterium)、バチルス ポリミキサ
(Bacillus polymyxa)、クレブシーラ ニューモニア
エ(Klebsiella pneumoniae)などの微生物によっても
産生されることが知られている。(Prior Art) Cyclomaltodextrin glucanotransferase (hereinafter abbreviated as CGT-ase in the present specification) is
It is also called macerans amylase, and has long been known as an enzyme produced by Bacillus macerans. In recent years, CGT-ase has been used in addition to Bacillus macerans as well as Bacillus stearothermophilus, Bacillus circulans, Bacillus megaterium, Bacillus polymyxia, Klebsiella emmonia pneumoniae ) Are also known to be produced by microorganisms.
しかしながら、これら微生物から産生されるCGT−ase
は、一部の酵素的性質しか知られておらず、工業的に安
心して広範に利用するにはなお不充分であり、とりわ
け、飲食物の製造に利用するに際しては、より解明され
たCGT−aseを利用することが望まれている。However, CGT-ase produced from these microorganisms
Is known for only a part of its enzymatic properties and is still insufficient for widespread industrial use with peace of mind.In particular, when used for the production of food and drink, CGT- It is desired to use ase.
(発明の解決しようとする問題点) 本発明者等は、CGT−aseを工業的に安心して利用する
ために、より詳細に解明されたCGT−ase、とりわけアミ
ノ酸配列まで解明されたCGT−ase活性を有するポリペプ
チド(以下、本明細書では、単にポリペプチドと略称す
る。)を飲食物の製造方法に利用することについて鋭意
研究した。(Problems to be Solved by the Invention) In order to use CGT-ase with a sense of security in industry, the present inventors have studied CGT-ase which has been elucidated in more detail, especially CGT-ase which has been elucidated even to the amino acid sequence. The present inventors have intensively studied the use of a polypeptide having activity (hereinafter, simply referred to as a polypeptide in the present specification) in a method for producing a food or drink.
その結果、ポリペプチドは、部分アミノ酸敗列とし
て、 (a) Asn−Lys−Ile−Asn−Asp−Gly−Tyr−Leu−Th
r、 (b) Pro−Val−Phe−Thr−Phe−Gly−Glu−Trp−Ph
e−Leu、 (c) Val−Thr−Phe−Ile−Asp−Asn−His−Asp−Me
t−Asp−Arg−Phe、 (d) Ile−Tyr−Tyr−Gly−Thr−Glu−Gln−Tyr−Me
t−Thr−Gly−Asn−Gly−Asp−Pro−Asn−Asn−Arg、お
よび (e) Asn−Pro−Ala−Leu−Ala−Tyr−Gly から選ばれる1種以上の配列を有していることが判明
し、更に詳細には、前記の部分配列がN末端側から近い
順に、(a)、(b)、(c)、(d)、(e)の部分
配列を有していることが判明した。As a result, the polypeptide is expressed as a partial amino acid sequence: (a) Asn-Lys-Ile-Asn-Asp-Gly-Tyr-Leu-Th
r, (b) Pro-Val-Phe-Thr-Phe-Gly-Glu-Trp-Ph
e-Leu, (c) Val-Thr-Phe-Ile-Asp-Asn-His-Asp-Me
t-Asp-Arg-Phe, (d) Ile-Tyr-Tyr-Gly-Thr-Glu-Gln-Tyr-Me
has at least one sequence selected from t-Thr-Gly-Asn-Gly-Asp-Pro-Asn-Asn-Arg, and (e) Asn-Pro-Ala-Leu-Ala-Tyr-Gly More specifically, the partial sequence has the partial sequences (a), (b), (c), (d), and (e) in order from the N-terminal side. There was found.
そして、その特徴的性質は、可溶性澱粉からシクロデ
キストリンを生成し、SDS−ポリアクリルアミドゲル電
気泳動法で70,000±10,000の分子量を示すポリペプチド
であって、比活性200±30単位/mg蛋白質である。And its characteristic property is a polypeptide which produces cyclodextrin from soluble starch and has a molecular weight of 70,000 ± 10,000 by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis, and has a specific activity of 200 ± 30 units / mg protein. .
また、バチルス ステアロサーモフィラス由来のポリ
ペプチドは、後に説明するように、表2−1に示される
アミノ酸配列を有していることが判明した。In addition, it was found that the polypeptide derived from Bacillus stearothermophilus had the amino acid sequence shown in Table 2-1 as described later.
更に、バチルス マセランス由来のポリペプチドは、
後に説明するように、表5−1に示されるアミノ酸配列
を有していることが判明した。Furthermore, a polypeptide derived from Bacillus macerans
As will be described later, it was found to have the amino acid sequence shown in Table 5-1.
更に、本発明のアミノ酸配列が解明されたポリペプチ
ドは、澱粉質に作用して糖転移反応に利用できるだけで
なく、糖転移反応物とともに飲食物に含有せしめ風味を
損うことなくそのまま食用に供し得ることも判明した。Furthermore, the polypeptide of the present invention whose amino acid sequence has been elucidated can act not only on starch and used in a glycosyltransfer reaction, but can also be incorporated into foods and drinks together with the glycosyltransferred product and used as it is without losing flavor. It turned out to be gained.
以下、本発明の内容を詳述し、併せて本発明の効果を
説明する。本明細書の記載においてアミノ酸、ペプチ
ド、その他に関し略号で表記する場合、それらは当該分
野における慣用略号に基づくものである。それらの例を
以下に列記する。アミノ酸に関し、光学異性体があり得
る場合には、時に明示しなければL体を示すものとす
る。Hereinafter, the contents of the present invention will be described in detail, and the effects of the present invention will be described together. When abbreviations are used for amino acids, peptides, and the like in the description of the present specification, they are based on commonly used abbreviations in the art. Examples are listed below. In the case where an amino acid can have an optical isomer, the L-form is indicated unless otherwise specified.
DNA:デオキシリボ核酸 RNA:リポ核酸 A:アデニン T:チミン G:グアニン C:シトシン dNTP:デオキシヌ−クレオチド三リン酸 ddNTP:ジデオキシヌ−クレオチド三リン酸 dCTP:デオキシシチジン三リン酸 SDS:ドデシル硫酸ナトリウム Ala:アラニン Arg:アルギニン Asn:アスパラギン Asp:アスパラギン酸 Cys:システイン Gln:グルタミン Glu:グルタミン酸 Gly:グリシン His:ヒスチジン Ile:イソロイシン Leu:ロイシン Lys;リジン Met:メチオニン Phe:フェニルアラニン Pro:プロリン Ser:セリン Thr:スレオニン Trp:トリプトファン Tyr:チロシン Val:バリン 本発明において、ポリペプチドのアミノ酸配列は、CG
Tase産生菌からポリペプチド遺伝子をクローニングした
後、その塩基配列を解読して決定した。DNA: deoxyribonucleic acid RNA: liponucleic acid A: adenine T: thymine G: guanine C: cytosine dNTP: deoxynucleotide triphosphate ddNTP: dideoxynucleotide triphosphate dCTP: deoxycytidine triphosphate SDS: sodium dodecyl sulfate Ala: Alanine Arg: Arginine Asn: Asparagine Asp: Aspartic acid Cys: Cysteine Gln: Glutamine Glu: Glutamic acid Gly: Glycine His: Histidine Ile: Isoleucine Leu: Leucine Lys; Lysine Met: Methionine Phe: Phenylalanine Pro: Proline Ser: Serine Thr: Threonine Trp: tryptophan Tyr: tyrosine Val: valine In the present invention, the amino acid sequence of the polypeptide is CG
After cloning a polypeptide gene from a Tase-producing bacterium, its nucleotide sequence was decoded and determined.
一方、ポリペプチドのN末端を含有する部分のアミノ
酸配列は、ポリペプチドを高純度に精製した後、気相プ
ロテイン シークエンサーを用いて調べた。On the other hand, the amino acid sequence of the portion containing the N-terminus of the polypeptide was examined using a gas-phase protein sequencer after purifying the polypeptide to high purity.
ポリペプチド遺伝子のクローニング ポリペプチド産生能を有する供与体微生物よりその微
生物のDNAを分離精製した後、例えば、超音波、制限酵
素などで切断し、得られたDNA断片と、同様にしてベク
ターを切断して得られたベクター断片とを、例えば、DN
Aリガーゼなどより結合させ、ポリペプチド遺伝子を含
む組換えDNAを形成する。Cloning of polypeptide gene After separating and purifying the DNA of the microorganism from a donor microorganism capable of producing a polypeptide, for example, sonication, cutting with a restriction enzyme, etc., and cutting the vector in the same manner as the obtained DNA fragment The vector fragment obtained by
A ligase is used to form a recombinant DNA containing the polypeptide gene.
この際、供与体微生物としては、ポリペプチド産生能
を有する微生物、例えば、特開昭47−20373号公報、特
開昭50−63189号公報、特開昭50−88290号公報およびハ
ンス ベンダー(Hans Bander)、アーカイブス オブ
マイクロバイオロジー(Archives of Microbiolog
y),Vol.111,271〜282(1977年)などに示されているバ
チルス マセランス、バチルス メガテリウム、バチル
ス サーキュランス、バチルス ポリミキサ、バチルス
ステアロサーモフィラスなどのバチルス属、クレーブ
シーラ ニューモニアエなどのクレーブシーラ属などの
最近が適宜選ばれる。At this time, as the donor microorganism, a microorganism having a polypeptide producing ability, for example, JP-A-47-20373, JP-A-50-63189, JP-A-50-88290, and Hans Bender (Hans Bander), Archives of Microbiolog
y), Vol. 111, 271-282 (1977) and other Bacillus genus such as Bacillus macerans, Bacillus megaterium, Bacillus circulans, Bacillus polymixer, Bacillus stearothermophilus, and Clavesea genus such as Clavesea pneumoniae. Such as recent is appropriately selected.
まだ、ポリペプチド産生能を遺伝子組換えにより導入
した形質転換微生物を供与体微生物として利用すること
もできる。Still, a transformed microorganism having a polypeptide-producing ability introduced by genetic recombination can also be used as a donor microorganism.
供与体微生物由来のDNAは、供与体微生物を、例え
ば、液体培地で約1〜3日間通気撹拌培養し、得られる
培養物を遠心分離して集菌し、次いでこれを溶菌させる
ことによって調製することができる。溶菌方法は、例え
ば、リゾチームやβ−グルカナーゼなどの細胞壁溶解酵
素による処理や超音波処理などが用いられる。また、必
要によりプロテアーゼなどの他の酵素剤やラウリル硫酸
ナトリウムなどの界面活性剤を併用することも、更に凍
結融解処理を施すことも自由である。The DNA derived from the donor microorganism is prepared by, for example, culturing the donor microorganism in a liquid medium with aeration and stirring for about 1 to 3 days, collecting the resulting culture by centrifugation, and then lysing it. be able to. As the lysis method, for example, treatment with a cell wall lysing enzyme such as lysozyme or β-glucanase, or ultrasonic treatment is used. If necessary, other enzyme agents such as protease, a surfactant such as sodium lauryl sulfate, and the like, and freezing and thawing treatment can be freely used.
このようにして得られる溶菌物からDNAを分離、精製
するには、常法に従って、例えばフェノール抽出、除蛋
白処理、プロテアーゼ処理、リボヌクレアーゼ処理、ア
ルコール沈澱、遠心分離などの方法を適宜組み合せるこ
とによって行うことができる。In order to separate and purify DNA from the lysate thus obtained, conventional methods such as phenol extraction, protein removal, protease treatment, ribonuclease treatment, alcohol precipitation, and centrifugation are appropriately combined. It can be carried out.
DNAを切断する方法は、例えば、超音波処理、制限酵
素処理などにより行うことができるが、得られるDNA断
片とベクター断片との結合を容易にするためには、制限
酵素、とりわけ特定ヌクレオチド配列に作用する、例え
ば、EcoR I、Hind II、BamH I、Sal I、Sla I、Xma I、
Mbo I、Xba I、Sac I、Pat IなどのII型制限酵素が適し
ている。The method of cutting DNA can be carried out, for example, by sonication, treatment with a restriction enzyme, and the like.However, in order to facilitate binding of the obtained DNA fragment to a vector fragment, a restriction enzyme, particularly a specific nucleotide sequence, is used. Act, for example, EcoR I, Hind II, BamH I, Sal I, Sla I, Xma I,
Type II restriction enzymes such as Mbo I, Xba I, Sac I, Pat I are suitable.
ベクターとしては、宿主微生物で自律的に増殖しうる
ファージ又はプラスミドが適している。A phage or plasmid capable of autonomous propagation in a host microorganism is suitable as a vector.
ファージとしては、例えば、エッシェリヒアコリ(Ea
cherichia coli)を宿主微生物とする場合には、λgt・
λC、λgt・λBなどが、バチルス ズブチリス(Baci
llus subtilis)を宿主微生物とする場合には、ρ11、
φ1、φ105などが使用できる。Examples of the phage include Escherichia coli (Ea
cherichia coli) is used as the host microorganism.
λC, λgt and λB are Bacillus subtilis (Baci
llus subtilis) as the host microorganism, ρ11,
φ1, φ105, etc. can be used.
また、ブラスミドとしては、例えば、エッシェリヒア
コリを宿主微生物とする場合には、pBR322、pBR325な
どが、バチルス ズブチリスを宿主微生物とする場合に
は、pUP110、pTZ4(pTP4)、pC194などが使用でき、更
に、例えば、エッシェリヒア コリ、バチルス ズブチ
リスなどの二種以上の宿主微生物で自律的増殖の可能
な、例えば、pHV14、TRp7、YEp7、pBS7などのベクター
を利用することも可能である。このようなベクターを、
先きに述べたDNAと同様に制限酵素などで切断し、ベク
ター断片を得る。Examples of the plasmid include pBR322 and pBR325 when Escherichia coli is used as a host microorganism, and pUP110, pTZ4 (pTP4) and pC194 when Bacillus subtilis is used as a host microorganism. For example, vectors capable of autonomous growth in two or more host microorganisms such as Escherichia coli and Bacillus subtilis can be used, for example, vectors such as pHV14, TRp7, YEp7, and pBS7. Such a vector,
Similar to the DNA described above, the vector is cleaved with a restriction enzyme or the like to obtain a vector fragment.
DNA断片とベクター断片とを結合させる方法は、公知
のDNAリガーゼを用いる方法であればよく、例えば、DNA
断片とベクター断片とをアニールングの後、生体外で適
当なDNAリガーゼの作用により組換えDNAを作成する。必
要ならば、アニーリングの後、宿主微生物に導入して、
生体内のDNAリガーゼを利用して組換えDNAにすることも
できる。The method of binding the DNA fragment and the vector fragment may be a method using a known DNA ligase, for example, DNA
After annealing the fragment and the vector fragment, a recombinant DNA is prepared in vitro by the action of an appropriate DNA ligase. If necessary, after annealing, introduce into the host microorganism,
Recombinant DNA can also be obtained by using in vivo DNA ligase.
宿主微生物としては、組換えDNAが安定かつ自律的増
殖が可能でその形質発現のできるものであればよい。な
かでも、α−アミラーゼ(EC3.2.1.1)産生能を欠いて
いる微生物は、ポリペプチド産生量の測定が容易である
だけでなく、産生されるポリペプチドの分離、精製も容
易であり有利に利用できる。Any host microorganism may be used as long as the recombinant DNA is capable of stable and autonomous growth and capable of expressing its trait. Among them, microorganisms lacking the ability to produce α-amylase (EC 3.2.1.1) are not only easy to measure the amount of polypeptide produced, but also easy to separate and purify the produced polypeptide, which is advantageous. Available to
宿主微生物に組換えDNAを導入する方法は、公知の方
法、例えば、宿主微生物がエッシェリヒア属に属する微
生物の場合にはカルシュウムイオン存在下で行ない、バ
チルス属に属する微生物の場合にはコンピテントセル法
又はプロトプラスト法などを採用することができる。A method for introducing a recombinant DNA into a host microorganism is a known method, for example, in the case where the host microorganism is a microorganism belonging to the genus Escherichia, in the presence of calcium ions, and in the case of a microorganism belonging to the genus Bacillus, the competent cell method. Alternatively, a protoplast method or the like can be employed.
組換えDNAが導入された形質転換微生物の選択方法
は、澱粉を含む平板培地上で生育し、かつ、澱粉からシ
クロデキストリンを生成するものを選択すればよい。As a method for selecting a transformed microorganism into which the recombinant DNA has been introduced, a microorganism that grows on a plate medium containing starch and that generates cyclodextrin from the starch may be selected.
このようにして一度選択されたポリペプチド遺伝子を
含む組換えDNAは、形質転換微生物から取り出して、他
の宿主微生物に導入することも容易に実施できることが
判明した。またポリペプチド遺伝子を含む組換えDNAを
制限酵素などにより切断してポリペプチド遺伝子を含む
DNA断片とし、これと同様にプラスミドなどのベクター
を切断して得られるベクター断片とを結合させることも
容易に実施できることが判明した。It has been found that the recombinant DNA containing the polypeptide gene once selected in this manner can be easily removed from the transformed microorganism and introduced into another host microorganism. In addition, the recombinant DNA containing the polypeptide gene is cleaved with a restriction enzyme or the like to contain the polypeptide gene.
It has been found that a DNA fragment can be easily combined with a vector fragment obtained by cutting a vector such as a plasmid in the same manner.
また、ポリペプチド遺伝子を含む組換えDNAは、制限
酵素Pvu II(東洋紡績株式会社製造)による切断部位を
有しており、制限酵素Pvu IIの作用を受けポリペプチド
遺伝子が切断され、その形質発現能を失うことが判明し
た。In addition, the recombinant DNA containing the polypeptide gene has a cleavage site by the restriction enzyme Pvu II (manufactured by Toyobo Co., Ltd.), and the polypeptide gene is cleaved by the action of the restriction enzyme Pvu II, and its expression It turned out to lose ability.
ポリペプチド遺伝子の塩基配列 ポリペプチドの遺伝子塩基配列は、ジーン(Gene)、
Vol.9,259〜268(1982年)に示されているジデオキシ
チェーンターミネーター法で解読すればよい。Nucleotide sequence of polypeptide gene The nucleotide sequence of the gene of the polypeptide is Gene,
Vol. 9,259-268 (1982)
What is necessary is just to decode by the chain terminator method.
この方法は、クローニングにより得られたポリペプチ
ド遺伝子を含むDNA断片を、プラスミドpUC18などのプラ
スミドに制限酵素を利用して、そのクローニング部位に
挿入する。得られた組換えプラスミドは、形質転換によ
ってエッシェリヒア コリ JM83などに移入し、次いで
組換えプラスミドを有する微生物を選択する。In this method, a DNA fragment containing a polypeptide gene obtained by cloning is inserted into a cloning site of a plasmid such as plasmid pUC18 by using a restriction enzyme. The obtained recombinant plasmid is transferred to Escherichia coli JM83 or the like by transformation, and then a microorganism having the recombinant plasmid is selected.
この微生物を増殖させたものを用いて組換えプラスミ
ドを調製する。A recombinant plasmid is prepared using the product obtained by growing this microorganism.
得られた組換えプラスミドを合成プライマーとアニー
リングし、これにクレノウ(Klenow)断片を働らかせて
プライマーを伸長させ相補DNAを生成させる。The obtained recombinant plasmid is annealed with a synthetic primer, and a Klenow fragment is acted on to anneal the primer to generate a complementary DNA.
この反応物をポリアクリルアミドゲル電気泳動、次い
で、ラジオオートグラフィー法を行った後、ポリペプチ
ド遺伝子の塩基配列を決定する。After subjecting this reaction product to polyacrylamide gel electrophoresis and then to radioautography, the nucleotide sequence of the polypeptide gene is determined.
また、ポリペプチドを菌体外に分泌させるジグナルペ
プチド遺伝子の塩基配列も、同様にして決定する。In addition, the nucleotide sequence of the signal peptide gene that secretes the polypeptide out of the cells is determined in the same manner.
ポリペプチドのアミノ酸配列 ポリペプチドのアミノ酸配列は、塩基配列より決定す
る。Amino acid sequence of polypeptide The amino acid sequence of the polypeptide is determined from the base sequence.
また、ポリペプチドを菌体外に分泌させるシグナルペ
プチドのアミノ酸配列も、同様にして決定する。In addition, the amino acid sequence of a signal peptide that causes the polypeptide to be secreted out of the cells is determined in the same manner.
ポリペプチドのN末端を含有する部分アミノ酸配列 ポリペプチド産生能を有するバチルス属に属する微生
物を栄養培地で培養してポリペプチドを産生させる。培
養終了後、遠心分離して上清を採取し、これを硫安分
画、イオン交換クロマトグラフィー、高速液体クロマト
グラフィーにより精製し高純度ポリペプチドとする。こ
の試料を用いてジャーナル オブ バイオロジカル ケ
ミストリー(Journal of Biological Chemistry),Vol.
256,7990〜7997(1981年)の記載に準じて、気相プロテ
ィン シークエンサーにより分解し、高速液体クロマト
グラフィーで同程して、ポリペプチドのN末端を含有す
る部分アミノ酸配列を決定する。A partial amino acid sequence containing the N-terminus of a polypeptide A microorganism belonging to the genus Bacillus capable of producing a polypeptide is cultured in a nutrient medium to produce the polypeptide. After completion of the culture, the supernatant is collected by centrifugation, and the supernatant is purified by ammonium sulfate fractionation, ion exchange chromatography, and high performance liquid chromatography to obtain a high-purity polypeptide. Using this sample, Journal of Biological Chemistry, Vol.
According to the description of 256,7990-7997 (1981), the partial amino acid sequence containing the N-terminus of the polypeptide is determined by digestion with a gas phase protein sequencer and by high performance liquid chromatography.
形質転換微生物によるポリペプチドの調製 上述のようにして得られた形質転換微生物を栄養培地
で培養することにより多量のポリペプチドを安定して産
生しうることを見いだした。Preparation of polypeptide by transformed microorganism It has been found that a large amount of polypeptide can be stably produced by culturing the transformed microorganism obtained as described above in a nutrient medium.
栄養培地には、例えば、炭素源、窒素源、ミネラル、
更に必要ならば、アミノ酸、ビタミンなどの有機微量栄
養素などを含有させればよい。Nutrient media include, for example, carbon sources, nitrogen sources, minerals,
If necessary, organic trace nutrients such as amino acids and vitamins may be contained.
この際、炭素源としては、澱粉、澱粉部分加水分解
物、グルコース、フラクトース、スクロースなどの糖質
が有利に用いられる。窒素源としては、アンモニアガ
ス、アンモニア水、アンモニウム塩、硝酸塩などの無機
窒素源、ペプトン、酵母エキス、脱脂大豆、コーンステ
ィーブリカー、肉エキスなどの有機窒素源が適宜用いら
れる。At this time, as the carbon source, starch, starch partially hydrolysate, saccharides such as glucose, fructose, and sucrose are advantageously used. As the nitrogen source, an inorganic nitrogen source such as ammonia gas, aqueous ammonia, ammonium salt, and nitrate, and an organic nitrogen source such as peptone, yeast extract, defatted soybean, corn steep liquor, and meat extract are appropriately used.
培養方法は、例えば、液体培地をpH4〜10、温度25〜6
5℃の範囲に維持しつつ、通気撹拌などの好気的条件下
で約1〜4日間培養し、ポリペプチドを生成蓄積せしめ
ればよい。The culture method is, for example, a liquid medium at pH 4 to 10 and a temperature of 25 to 6
The polypeptide may be cultured for about 1 to 4 days under aerobic conditions such as aeration and stirring while maintaining the temperature in the range of 5 ° C. to produce and accumulate the polypeptide.
培養物中のポリペプチドは、そのままを採取し利用す
ることもできるが、一般には常法に従って、過、遠心
分離などによりポリペプチド溶液と微生物菌体とに分離
した後に利用される。The polypeptide in the culture can be collected and used as it is, but is generally used after being separated into a polypeptide solution and microbial cells by filtration, centrifugation or the like according to a conventional method.
ポリペプチドが菌体中に存在する場合には、細胞を超
音波、界面活性剤、細胞壁溶解酵素などで処理し、次い
で過、遠心分離などしてポリペプチド溶液を採取す
る。When the polypeptide is present in the cells, the cells are treated with ultrasonic waves, a surfactant, a cell wall lysing enzyme and the like, and then the polypeptide solution is collected by filtration and centrifugation.
このようにして得られるポリペプチド溶液をそのまま
利用することも、また、例えば、減圧濃縮、膜濃縮し、
澱粉吸着、溶出し、更に、硫安、硫酸ソーダなどによる
塩析、メタノール、エタノール、アセトンなどによる分
別沈澱法などを適宜組み合せて精製し、より高純度のポ
リペプチドを採取して利用することも、また、このポリ
ペプチドを、反応に利用した後、膜分離により回収し、
繰り換し利用することも、更に、このポリペプチドを、
例えば、特開昭58−19276号公報および特公昭60−1879
号公報などに記載されている固定化方法により固定化
し、固定換酵素として利用することも自由である。The polypeptide solution thus obtained can be used as it is, or, for example, concentrated under reduced pressure, concentrated by membrane,
Starch adsorption, elution, further purification by appropriately combining salt precipitation with ammonium sulfate, sodium sulfate, etc., fractional precipitation with methanol, ethanol, acetone, etc., and collecting and using a polypeptide of higher purity, Also, after utilizing this polypeptide for the reaction, it is recovered by membrane separation,
Repetition and use, furthermore, this polypeptide,
For example, JP-A-58-19276 and JP-B-60-1879
It can be immobilized by the immobilization method described in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H10-15095 and used as an immobilization enzyme.
本発明で利用するポリペプチドは、特定するアミノ酸
配列まで解明され、安心して利用しうるものであればよ
く、先に述べた遺伝子組換えによる形質転換微生物から
のもののみに限定されるものではない。The polypeptide used in the present invention is not limited to those derived from the above-described transgenic microorganism by genetic recombination, as long as the amino acid sequence to be specified is elucidated and can be used with a sense of security. .
本発明で特定するアミノ酸配列を有するポリペプチド
は、本発明糖転移反応方法に有利に利用できる。The polypeptide having the amino acid sequence specified in the present invention can be advantageously used in the glycosyltransfer reaction method of the present invention.
即ち、本発明糖転移反応方法は、ポリペプチドを糊化
澱粉、液化澱粉、アミロースなどの澱粉質に作用させて
分子内転移反応を起させ、例えば、α−シクロデキスト
リン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリ
ンなどを生成せしめるか、または、澱粉質などの糖供与
体と澱粉質以外の糖類、配糖体などの糖受容体との混合
物に作用させて分子間転移反応を起させ、各種糖転移反
応物を生成せしめる方法である。分子内反応で得られる
各種シクロデキストリンは、香料、色素、調味料、油溶
性物質などと包接化合物を形成させることにより、飲食
物、化粧品、医薬品、日用品などに有利に利用できる。That is, the glycosyltransfer reaction method of the present invention comprises causing the polypeptide to act on starches such as gelatinized starch, liquefied starch and amylose to cause an intramolecular transfer reaction, for example, α-cyclodextrin, β-cyclodextrin, γ To produce a cyclodextrin or the like, or to act on a mixture of a sugar donor such as starch and a sugar acceptor other than starch or a sugar acceptor such as a glycoside to cause an intermolecular transfer reaction to cause various sugars. This is a method for generating a transfer reaction product. Various cyclodextrins obtained by an intramolecular reaction can be advantageously used in foods and drinks, cosmetics, pharmaceuticals, daily necessities, and the like by forming inclusion compounds with fragrances, pigments, seasonings, oil-soluble substances, and the like.
分子間転移反応に利用する場合には、例えば、澱粉、
液化澱粉、デキストリン、シクロデキストリン、アミロ
ースなどの澱粉質を糖供与体とし、例えば、キシロー
ス、ソルボース、フラクトースなどの単糖類、シュクロ
ース、マルチュロース、イソマルチュロースなどの二糖
類から選ばれる糖質甘味料を糖受容体として、これら糖
供与体と糖受容体との混合物にポリペプチドを作用さ
せ、α−グルコシル、α−マルトシル、α−マルトトリ
オシルなどα−グリコシル化された糖質甘味料を調製す
ることは、きわめて有利に実施できる。得られるα−グ
リコシル化された糖質甘味料は、原料の糖質甘味料と比
較して呈味がまろやかに改善されており、その水溶性が
増大し、結晶析出が防止され、その糖質甘味料の用途を
著しく拡大し、各種飲食物に有利に利用できる。When used for the intermolecular transfer reaction, for example, starch,
Liquefied starch, dextrin, cyclodextrin, amylose and other starches as sugar donors, for example, xylose, sorbose, sugars selected from monosaccharides such as fructose, sucrose, maltulose, and disaccharides such as isomaltulose Using a sugar as a sugar acceptor, a polypeptide is allowed to act on a mixture of these sugar donors and sugar acceptors, and an α-glycosylated saccharide sweetener such as α-glucosyl, α-maltosyl, α-maltotriosyl is obtained. The preparation can be carried out very advantageously. The obtained α-glycosylated saccharide sweetener has a mildly improved taste as compared with the saccharide sweetener of the raw material, its water solubility is increased, crystal precipitation is prevented, and the saccharide The use of sweeteners is significantly expanded and can be advantageously used for various foods and drinks.
また、分子間転移反応において、糖受容体として、例
えば、ステビオサイド、レバウディオサイド、ルブソサ
イドなどのステビオール配糖体、グリチルリチン、ソヤ
サポニン、茶サポニン、ジンセノサイド、ルチン、エス
クリンなどの配糖体を用いる際には、前記澱粉質などの
糖供与体と配糖体との混合物にポリペプチドを作用させ
ることにより、α−グルコシル、α−マルトシル、α−
マルトトリオシルなどのα−グリコシル化された配糖体
を調製することもまた有利に実施できる。Further, in the intermolecular transfer reaction, as a sugar acceptor, for example, steviol glycosides such as stevioside, rebaudioside, and rubusoside, glycyrrhizin, soyasaponin, tea saponin, ginsenoside, rutin, when using a glycoside such as esculin By reacting a polypeptide on a mixture of a sugar donor such as starch and a glycoside, α-glucosyl, α-maltosyl, α-glucosyl
The preparation of α-glycosylated glycosides such as maltotriosyl can also be advantageously carried out.
得られるα−グリコシル化された配糖体は、原料の配
糖体と比較して、苦味、渋味などの嫌味が解消し、水溶
性が増大するなどの物性が改善され、その配糖体の用途
を著しく拡大することができる。特に、α−グリコシル
化されたステビオール配糖体やα−グリコシル化された
グリチルリチンなどの場合には、その呈味の改善が著し
く、砂糖に近い甘味質になることより、各種飲食物、経
口医薬品などに有利に利用できる。また、本発明は、こ
れら糖転移反応方法を利用した飲食物の製造方法であ
る。The resulting α-glycosylated glycoside has improved properties such as bitterness, astringency and other unpleasant tastes and increased water solubility, as compared with the glycoside of the raw material, Can be significantly expanded. In particular, in the case of α-glycosylated steviol glycoside or α-glycosylated glycyrrhizin, the taste is remarkably improved and the sweetness is close to that of sugar. It can be used to advantage. Further, the present invention is a method for producing a food or drink using the above-mentioned glycosyltransfer reaction method.
即ち、飲食物の製造に際し、ポリペプチドを澱粉質に
作用させ、生成する糖転移反応物を含有せしめて品質の
向上した飲食物を製造する方法である。That is, in the production of foods and drinks, a polypeptide is allowed to act on starch, and the resulting transglycosylation reaction is contained to produce foods and drinks of improved quality.
本発明でいう澱粉質とは、ポリペプチドが作用して分
子内または分子間転移反応を起しうる澱粉質であればよ
く、例えば、澱粉、アミロース、アミロペクチンまた
は、これらを酸または酵素で部分加水分解したデキスト
リンなどの澱粉質、およびこれら澱粉質を多量に含有し
ている米、大麦、小麦、トウモロコシ、アズキ、ササゲ
などの穀類、サツマイモ、ジャガイモなどのイモ類、ま
たはこれらのチップ、グリッツ、粉末などをいう。The starch used in the present invention may be any starch capable of causing an intramolecular or intermolecular transfer reaction by the action of a polypeptide, for example, starch, amylose, amylopectin, or partially hydrolyzing these with an acid or an enzyme. Starch such as decomposed dextrin, and cereals such as rice, barley, wheat, corn, adzuki beans, cowpea, etc., potatoes such as sweet potato, potato, or chips, grits, powder thereof And so on.
飲食物の製造に際して、澱粉質にポリペプチドを作用
させ、生成する糖転移反応物を含有せしめる方法は、本
発明の目的が達成できればよく、例えば、予じめ糊化分
散させた澱粉質溶液にポリペプチドを作用させて、これ
をそのまま若しくは必要に応じて濃縮、乾燥させた後、
飲食物に配合してもよい。In the production of foods and drinks, a method in which a polypeptide is allowed to act on starch and the resulting glycosyltransferase is contained may be any method as long as the object of the present invention can be achieved.For example, a method for preliminarily gelatinizing and dispersing a starch solution may be used. After the polypeptide is allowed to act and concentrated or dried as it is or as necessary,
You may mix it with food and drink.
また、バチルス ステアロサーモフィラス由来のポリ
ペプチドのように好熱性の場合には、予じめ澱粉質とポ
リペプチドとを共存させて、澱粉質の糊化とポリペプチ
ドによる液化および糖転移反応とを同時に行なって飲食
物を製造してもよい。また、ポリペプチドとともに他の
酵素、例えば、アミラーゼ、プロテアーゼ、リパーゼな
どを併用することも自由である。このようにして得られ
る飲食物は、ポリペプチドの作用により澱粉質の老化を
抑制し、飲食物の口当り、呈味改良、風味向上するだけ
でなく、結晶析出防止、乳化性、保湿性などの物性を改
善し、しかも、これら性質が変化しにくく、高品質を長
期間維持できるので、極めて商品価値が高い。In addition, in the case of a thermophilic substance such as a polypeptide derived from Bacillus stearothermophilus, starch and gelatin are preliminarily coexisted and gelatinization of the starch, liquefaction by the polypeptide, and a sugar transfer reaction are performed. May be performed at the same time to produce food and drink. In addition, other enzymes such as amylase, protease, lipase and the like can be used in combination with the polypeptide. The food and beverage thus obtained suppresses starch aging by the action of the polypeptide, and not only improves the mouthfeel, taste, and flavor of the food, but also prevents crystal precipitation, emulsifying properties, moisturizing properties, and the like. Since the properties are improved, these properties are hardly changed, and high quality can be maintained for a long period of time, the commercial value is extremely high.
本発明を適用しうる飲食物としては、澱粉質を含有し
ているか、または、澱粉質を原料とする飲食物が好適で
あって、例えば、クッキー、ビスケット、おかき、スポ
ンジケーキ、ういろう、求肥、餅などの菓子類、菓子パ
ン、食パンなどのパン類、うどん、そば、ラーメン、マ
カロニなどの麺類、カマボコ、魚肉ソーセージなどの魚
肉練製品、焼肉のタレ、カレールウ、シチューの素、ス
ープの素、α−グリコシル ステビオサイド、α−グリ
コシル レバウディオサイド、α−グリコシル ルブソ
サイドなどのα−グリコシル ステビオール配糖体、α
−グリコシル グリチルリチンなどの調味料、甘酒、か
たくり、しるこなどの飲料、清酒、味淋、ビール、酢、
醤油、味噌などの醗酵飲食物などが好適である。As foods and drinks to which the present invention can be applied, foods containing starchy material or foods made from starchy material are suitable, for example, cookies, biscuits, oysters, sponge cake, uiro, fertilizer, Cakes such as mochi, buns such as sweet bread, bread, noodles such as udon, buckwheat, ramen, macaroni, fish meat products such as kamaboko, fish sausage, grilled meat sauce, curry roux, stew ingredients, soup ingredients, α Α-glycosyl steviol glycosides such as glycosyl stevioside, α-glycosyl rebaudioside, α-glycosyl rubusoside, α
-Glycosyl, seasonings such as glycyrrhizin, amazake, hard drinks, drinks such as shiruko, sake, sake, beer, vinegar,
Fermented foods and drinks such as soy sauce and miso are suitable.
以下、実験で本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail by experiments.
実験1 バチルス ステアロサーモフィラス ポリペプ
チド遺伝子のエッシェリヒア コリへのクローニング (1) バチルス ステアロサーモフィラスの耐熱性ポ
リペプチド遺伝子を含む染色体DNAの調製バチルス ス
テアロサーモフィラスの耐熱性ポリペプチド遺伝子を含
む染色体DNAは、斉藤、三浦等の方法〔ビオキミカ エ
ト ビオフィジカ アクタ(Biochimica et Biophisica
Acta),Vol.72、619〜629(1963年)〕に準じて調製し
た。即ち、バチルス ステアロサーモフィラス FERM−
P No.2225をブレイン ハート インフュージョン培地
で50℃、一夜通気撹拌培養した。培養液を遠心分離にて
集菌し、得られた菌体をTES緩衝剤(pH8.0、トリスアミ
ノメタン、塩酸、EDTA、塩化ナトリウム含有)に懸濁
し、次にリゾチームをml当り2mgの割合で加え、37℃で3
0分間保持した。これを、−20℃で一夜結凍した後、TSS
緩衝液(pH9.0、トリスアミノメタン、HCl、ラウリル硫
酸ナトリウム、塩化ナトリウム含有)を加え、60℃に加
温した後、TESフェノール混液(TES緩衝液(pH7.5)1
容とフェノール4容との混合液)を加え、氷水中で冷却
後、遠心分離し上清を得た。この上清に2倍容の冷エタ
ノールを加え粗染色体DNAを回収し、これをSSC緩衝液
(pH7.1、塩化ナトリウム、クエン酸3ナトリウム含
有)に溶解し、リポヌクレアーゼ(シグマ社製造、商品
名 RNase A)およびプロテアーゼ(科研製薬株式会社
製造、商品名Pronase E)を作用させ、次いで、TESフェ
ノール混液を加え、冷却し遠心分離して、得られる上清
に2倍容の冷エタノールを加え精製染色体DNAを回収
し、緩衝液(pH7.5、トリスアミノメタン、HCl、EDTA含
有)に溶解して−20℃に保存した。Experiment 1 Cloning of Bacillus stearothermophilus polypeptide gene into Escherichia coli (1) Preparation of chromosomal DNA containing Bacillus stearothermophilus heat-resistant polypeptide gene Bacillus stearothermophilus heat-resistant polypeptide gene Chromosomal DNA containing DNA can be prepared by the method of Saito, Miura, etc. [Biochimica et Biophisica acta (Biochimica et Biophisica
Acta), Vol. 72, 619-629 (1963)]. That is, Bacillus stearothermophilus FERM-
P No. 2225 was cultured in a Brain Heart Infusion medium at 50 ° C. overnight with aeration and agitation. The culture solution is collected by centrifugation, and the obtained cells are suspended in a TES buffer (pH 8.0, containing trisaminomethane, hydrochloric acid, EDTA, and sodium chloride), and then lysozyme is added at a rate of 2 mg / ml. At 37 ° C
Hold for 0 minutes. After freezing overnight at -20 ℃, TSS
After adding a buffer solution (pH 9.0, containing trisaminomethane, HCl, sodium lauryl sulfate, and sodium chloride) and heating to 60 ° C., a TES phenol mixture (TES buffer solution (pH 7.5) 1
The mixture was cooled in ice water and centrifuged to obtain a supernatant. To the supernatant was added two volumes of cold ethanol to recover the crude chromosomal DNA, which was dissolved in SSC buffer (pH 7.1, containing sodium chloride and trisodium citrate), and liponuclease (manufactured by Sigma). RNase A) and protease (Pronase E, manufactured by Kaken Pharmaceutical Co., Ltd.), then add a TES phenol mixture, cool and centrifuge, and add 2 volumes of cold ethanol to the resulting supernatant. The purified chromosomal DNA was recovered, dissolved in a buffer (pH 7.5, containing trisaminomethane, HCl, and EDTA) and stored at -20 ° C.
(2) プラスミド pBR322の調製 プラスミド pBR322(ATCC 37017)は、ゼイ メイ
ヤーズ(J.Meyers)等の方法〔ジャーナル オブ バク
テリオロジー(Journal of Bacteriology),Vol.127、1
524〜1537(1976年)〕に準じてエッシェリヒア コリ
から分離、調製した。(2) Preparation of plasmid pBR322 Plasmid pBR322 (ATCC 37017) was prepared by the method of J. Meyers (Journal of Bacteriology, Vol. 127, 1).
524-1537 (1976)] and prepared from Escherichia coli.
(3) ポリペプチド遺伝子を含む組換えDNAの作製 実験1−(1)で調製した耐熱性ポリペプチド遺伝子
を含む精製染色体DNAに対して、制限酵素Mbo I(株式会
社ニッポンジーン製造)を作用させ、DNA断片が1〜20K
bpになるよう染色体DNAを部分的に切断した。一方、実
験1−(2)で調製したプラスミドpBR322に対して、制
限酵素BamH I(株式会社ニッポンジーン製造)を作用さ
せ、完全に切断し、次いで、プラスミド断片のセルフラ
イゲーションを防止するため、エッシェリヒア コリ由
来のアルカリフォスファターゼ(宝酒造株式会社製造)
を作用させ、pBR322断片の5′末端を脱リン酸化した。(3) Preparation of Recombinant DNA Containing Polypeptide Gene The purified chromosomal DNA containing the heat-resistant polypeptide gene prepared in Experiment 1- (1) was allowed to act on the restriction enzyme Mbo I (manufactured by Nippon Gene Co., Ltd.) DNA fragment is 1-20K
The chromosomal DNA was partially cut to bp. On the other hand, a restriction enzyme BamHI (manufactured by Nippon Gene Co., Ltd.) was allowed to act on the plasmid pBR322 prepared in Experiment 1- (2) to completely cut the plasmid, and then Escherichia coli was used to prevent self-ligation of the plasmid fragment. Alkaline phosphatase derived from Takara Shuzo Co., Ltd.
To dephosphorylate the 5 'end of the pBR322 fragment.
両断片の結合は、T4DNAリガーゼ(株式会社ニッポン
ジーン製造)を4℃で一夜反応させて行ない、組換えDN
Aを作製した。Binding of both fragments was carried out by reacting T 4 DNA ligase (manufactured by Nippon Gene Co., Ltd.) at 4 ° C. overnight, and the recombinant DN was
A was prepared.
(4) 組換えDNAのエッシェリヒア コリへの導入宿
主微生物として、アミラーゼ産生能を欠いているエッシ
ェリヒア コリHB101(ATCC33694)を用いた。(4) Introduction of Recombinant DNA into Escherichia coli As a host microorganism, Escherichia coli HB101 (ATCC33694) lacking amylase-producing ability was used.
本微生物をL−ブロスで37℃、4時間培養し集菌した
後、10mM塩化ナトリウム、50mM塩化マンガンを含有する
10mM酢酸塩緩衝液(pH5.6)に懸濁し、遠心分離にて集
菌し、続いて25mM塩化カルシウム、125mM塩化マンガン
を含有する10mM酢酸塩緩衝液(pH5.6)に懸濁したもの
に、実験1−(3)で得た組換えDNAを加え、氷水中で3
0分間静置した。更に、37℃に加温し、L−ブロスを加
え37℃で30分間保ち、これを抗生物質アンピシリン50μ
g/mlを含有し、かつ澱粉2mg/mlを含有するL−アガー平
板培地上に拡げ、37℃で24時間保ち、コロニーを形成さ
せた。This microorganism is cultured in L-broth at 37 ° C. for 4 hours and collected, and then contains 10 mM sodium chloride and 50 mM manganese chloride.
The cells were suspended in 10 mM acetate buffer (pH 5.6), collected by centrifugation, and then suspended in 10 mM acetate buffer (pH 5.6) containing 25 mM calcium chloride and 125 mM manganese chloride. , The recombinant DNA obtained in Experiment 1- (3) was added, and
Let stand for 0 minutes. Further, the mixture was heated to 37 ° C, L-broth was added, and the mixture was kept at 37 ° C for 30 minutes.
g / ml and spread on L-Agar plate containing 2 mg / ml starch and kept at 37 ° C for 24 hours to allow colonies to form.
本平板から、ヨード呈色法により、澱粉を分解し、サ
イクロデキストリンを生成しているコロニーを選択し、
ポリペプチド遺伝子を含む組換えDNAが導入されている
形質転換微生物を選択した。本微生物を増殖させ、実験
1−(2)のプラスミドの調製方法に準じて組換えDNA
を取り出し、これに各種制限酵素を作用させ、その切断
部位を決定した後、制限酵素EcoR I(株式会社ニッポン
ジーン製造)で組換えDNAとプラスミドpBR322とに完全
切断し、次いで、実験1−(3)と同様にT4DNAリガー
ゼを作用させ、組換えDNAを作製し、実験1−(4)の
方法に準じてポリペプチド遺伝子を含む小型の組換えDN
Aを保有する形質転換微生物を選択した。From this plate, the starch was decomposed by the iodine coloration method, and colonies producing cyclodextrin were selected.
Transformed microorganisms into which the recombinant DNA containing the polypeptide gene had been introduced were selected. This microorganism is grown, and recombinant DNA is prepared according to the plasmid preparation method of Experiment 1- (2).
Was taken out, various restriction enzymes were allowed to act thereon, the cleavage site was determined, and then the recombinant DNA and the plasmid pBR322 were completely cleaved with the restriction enzyme EcoRI (manufactured by Nippon Gene Co., Ltd.). ) and reacted with similarly T 4 DNA ligase to prepare a recombinant DNA, a small recombinant DN comprising a polypeptide gene according to the method in experiment 1- (4)
Transformed microorganisms carrying A were selected.
更に、この小型の組換えDNAとプラスミドpBR322を制
限酵素Sal I(株式会社ニッポンジーン製造)で完全切
断し、以後、前記のEcoR Iの場合と同様に処理して、ポ
リペプチド遺伝子を含む更に小型の組換えDNAを保有す
る形質転換微生物を選択した。Further, this small recombinant DNA and plasmid pBR322 were completely digested with the restriction enzyme SalI (manufactured by Nippon Gene Co., Ltd.), and then treated in the same manner as in the case of EcoRI described above to obtain a further smaller plasmid containing the polypeptide gene. Transformed microorganisms carrying the recombinant DNA were selected.
本微生物の一菌株をエッシェリヒア コリ TCH201
(FERM P−7924)と命名し、これが保有する組換えDNA
をpTCH201と命名した。Escherichia coli TCH201
(FERM P-7924) and the recombinant DNA it possesses
Was named pTCH201.
組換えDNA pTCH201について、バチルス ステアロサ
ーモフィラス由来DNA部分の制限酵素切断地図を第1図
に示す。FIG. 1 shows a restriction map of the DNA portion derived from Bacillus stearothermophilus for the recombinant DNA pTCH201.
第1図から明らかなように、制限酵素Pvu II(東洋紡
績株式会社製造)、Kpn I、Hind III(株式会社ニッポ
ンジーン製造)、Xba I(宝酒造株式会社製造)で切断
を受けることが判明した。As is clear from FIG. 1, it was found that cleavage was caused by restriction enzymes Pvu II (manufactured by Toyobo Co., Ltd.), Kpn I, Hind III (manufactured by Nippon Gene Co., Ltd.), and Xba I (manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd.).
一方、制限酵素EcoR I、BamH I、Pst I、Xho I、Bgl
II、Acc I(以上、株式会社ニッポンジーン製造)では
切断されなかった。On the other hand, restriction enzymes EcoR I, BamH I, Pst I, Xho I, Bgl
II, Acc I (above, manufactured by Nippon Gene Co., Ltd.) did not cut.
実験2 バチルス ステアロサーモフィラスポリペプチ
ド遺伝子のバチルス ズブチロスへのクローニング (1) 組換えDNA pTCH201の調製 組換えDNA pTCH201は、実験1−(2)の方法に準じ
てエッシェリヒア コリ TCH201(FERM P−7924)か
ら分離調製した。Experiment 2 Cloning of Bacillus stearothermophilus polypeptide gene into Bacillus subtilis (1) Preparation of recombinant DNA pTCH201 Recombinant DNA pTCH201 was prepared according to the method of Experiment 1- (2), Escherichia coli TCH201 (FERM P-7924). ).
(2) プラスミド pUB110の調製 プラスミド pUB110(ATCC 37015)は、グリッガン
(gryczan)らの方法〔ジャーナル オブ バクテリオ
ロジー(Journal of Bacterioriology),Vol.134,318〜
329(1978年)〕に準じてバチルス ズブチリスから分
離、調製した。(2) Preparation of plasmid pUB110 Plasmid pUB110 (ATCC 37015) was prepared according to the method of Gryczan et al. [Journal of Bacterioriology, Vol.
329 (1978)] and prepared from Bacillus subtilis.
(3) ポリペプチド遺伝子を含む組換えDNAの作製 実験2−(1)で調製した耐熱性ポリペプチド遺伝子
を含む組換えDNA pTCH201に対して、制限酵素EcoR Iお
よびXba Iを同時に作用させ完全に切断した。(3) Preparation of Recombinant DNA Containing Polypeptide Gene Restriction enzymes EcoR I and Xba I were allowed to act simultaneously on recombinant DNA pTCH201 containing the heat-resistant polypeptide gene prepared in Experiment 2- (1) and completely. Cut.
一方、実験2−(2)で調製したプラスミド pUB110に対して、制限酵素EcoR IおよびXba Iを同様
に作用させ完全に切断した。On the other hand, restriction enzymes EcoRI and XbaI acted similarly on plasmid pUB110 prepared in Experiment 2- (2) to completely cut it.
両断片の結合は、T4DNAリガーゼを用いて、実験1−
(3)と同様に作用させ組換えDNAを作製した。Binding of both fragments using T 4 DNA ligase, experiment 1
A recombinant DNA was prepared by the same action as in (3).
(4) 組換えDNAのバチルス ズブチリスへの導入 宿主微生物として、アミラーゼ産生能を欠いているバ
チルス ズブチリス 715Aを用いた。本微生物をブレイ
ン ハート インフュージョン培地で28℃、5時間培養
し集菌した後、シェーファー(Schacffer)等の方法
〔プロシーディング オブ ザ ナショナル アカデミ
ー オブ サイエンシズ オブ ザ ユナイテッド ス
テイツ オブ アメリカ(Proceeding of the National
of Academy of Sciences of the United States of Am
erica),Vol.73,2151〜2155(1976年)〕に準じてプロ
トプラスト懸濁液を調製した。(4) Introduction of recombinant DNA into Bacillus subtilis Bacillus subtilis 715A lacking amylase-producing ability was used as a host microorganism. After culturing the microorganism in a Brain Heart Infusion medium at 28 ° C. for 5 hours and collecting cells, a method such as Schacffer is used [Proceeding of the National Academy of Sciences of the United States of America (Proceeding of the National States).
of Academy of Sciences of the United States of Am
erica), Vol. 73, 2151-2155 (1976)] to prepare a protoplast suspension.
本液に、実験2−(3)で調製した組換えDNAを加
え、関口等の方法〔アグリカルチュラル アンド バイ
オロジカル ケミストリー(Agricultural and Biologi
cal Chemistry),Vol.46,1617〜1621(1982年)〕に準
じて形質転換を行った後、HCP培地に抗生物質カナマイ
シン250μg/mlを含有し、かつ澱粉10mg/mlを含有するア
ガー平板培地上に拡げ、28℃、72時間保ち、コロニーを
形成させた。To this solution, the recombinant DNA prepared in Experiment 2- (3) was added, and the method of Sekiguchi et al. [Agricultural and Biological chemistry (Agricultural and Biologi
cal Chemistry), Vol. 46, 1617-1621 (1982)], and an agar plate medium containing the antibiotic kanamycin 250 μg / ml in the HCP medium and starch 10 mg / ml in the HCP medium. The cells were spread on the top and kept at 28 ° C. for 72 hours to form colonies.
以後、実験1−(4)の方法に準じて耐熱性ポリペプ
チド遺伝子を含む組換えDNAが導入されている形質転換
微生物を選択した。本微生物の一菌株のバチルス ズブ
チリス TCU211(FERM P−7927)と命名し、これが保有
する組換えDNAをpTCU211と命名した。Thereafter, a transformed microorganism into which a recombinant DNA containing a thermostable polypeptide gene had been introduced was selected according to the method of Experiment 1- (4). One strain of the present microorganism was designated as Bacillus subtilis TCU211 (FERM P-7927), and the recombinant DNA contained in the strain was designated as pTCU211.
組換えDNA pTCU211について、バチルス ステアロサ
ーモフィラス由来DNA部分の制限酵素切断地図を第2図
に示す、第2図から明らかなように、制限酵素Pvu II、
Kpn I、Hind IIIで切断を受けることが判明した。FIG. 2 shows a restriction map of the DNA portion derived from Bacillus stearothermophilus of the recombinant DNA pTCU211. As is clear from FIG. 2, the restriction enzymes Pvu II,
Kpn I and Hind III were found to undergo cleavage.
一方、制限酵素EcoR I、BamH I、Pst I、Xho I、Bgl
II、Acc I、Xba Iでは切断されなかった。On the other hand, restriction enzymes EcoR I, BamH I, Pst I, Xho I, Bgl
It was not cleaved by II, Acc I and Xba I.
実験3 バチルス ステアロ−サーモフィラス由来ポリ
ペプチドのN末端を含有した部分アミノ酸配列 (1) ポリペプチドの調製 バチルス ステアロサーモフィラス FERM−P No.222
5を、実験 5に示す方法と同様にして液体培養し、培
地中にポリペプチドを産生させた。遠心分離にて上清を
採取し、硫酸塩析によりポリペプチド画分を得、次い
で、陰イオン交換体カラムクロマトグラフィー(東洋曹
達株式会社製造、商品名 DEAE・トヨパール650使
用)、クロマトフオーカッシング法(ファルマシア社製
造、商品名 Mono P使用)により精製して、高度に精製
されたポリペプチドを採取した。Experiment 3 Partial amino acid sequence containing N-terminal of polypeptide derived from Bacillus stearothermophilus (1) Preparation of polypeptide Bacillus stearothermophilus FERM-P No. 222
5 was subjected to liquid culture in the same manner as in Experiment 5, to produce a polypeptide in the medium. The supernatant was collected by centrifugation, the polypeptide fraction was obtained by sulfate precipitation, and then anion exchanger column chromatography (manufactured by Toyo Soda Co., Ltd., using trade name DEAE / Toyopearl 650), chromatofocusing method (Manufactured by Pharmacia, using trade name Mono P) to collect highly purified polypeptide.
本品は、ケイ ウェーバー アンド エム オズボー
ン(K.Weber and M.Osborn)、ジャーナル オブ バイ
オロジカル ケミストリィ(Jounal of Biological Che
mistry),Vol.244,4406(1969年)の記載に準じて行っ
たSDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動法で70,000±1
0,000の分子量を示した。This product is available from K. Weber and M. Osborn, Journal of Biological Chemistry
mistry), Vol. 244, 4406 (1969), 70,000 ± 1 by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis.
It had a molecular weight of 0,000.
また、比活性は、200±30単位/mg蛋白質を示した。 The specific activity was 200 ± 30 units / mg protein.
本発明でいうCGTase活性1単位とは、pH5.5、0.02Mの
酢酸緩衝液及び2×10-3Mの塩化カルシウムを含む0.3w/
w%のソリュブルスターチ溶液5mlに適当に希釈した酵素
液0.2mlを加え40℃で10分間反応した後、その反応液0.5
mlをとり、0.02N−硫酸水溶液15mlに混合して反応を停
止させ、更にこの反応停止液に0.1Nヨウ素ヨウ化カリウ
ム溶液0.2mlを加えて発色させ、次いで660nmにおける吸
光度を測定して、40℃で10分間反応させることによりソ
リュブルスターチ15mgのヨウ素の呈色を完全に消失させ
る酵素量をいう。One unit of the CGTase activity referred to in the present invention is pH w / 0.3 w / 0.02 M acetate buffer and 2 × 10 −3 M calcium chloride.
0.2 ml of an appropriately diluted enzyme solution was added to 5 ml of w% soluble starch solution and reacted at 40 ° C. for 10 minutes.
Then, the reaction was stopped by mixing with 15 ml of a 0.02 N-sulfuric acid aqueous solution, and 0.2 ml of a 0.1 N potassium iodide iodide solution was added to the reaction stop solution to cause color development. The amount of enzyme that completely eliminates the color of iodine in 15 mg of soluble starch by reacting at 10 ° C. for 10 minutes.
(2) N末端を含有する部分アミノ酸配列 実験3−(1)の方法で調製したポリペプチドを、気
相プロテイン シークエンサー(アプライドバイオシス
テム社製造、商品名470A型)にかけ、次いで、高速液体
クロマトグラフィーにより分析して、N末端を含有する
部分アミノ酸配列を決定した。(2) Partial amino acid sequence containing N-terminus The polypeptide prepared by the method of Experiment 3- (1) was applied to a gas-phase protein sequencer (manufactured by Applied Biosystems, trade name: Model 470A), and then subjected to high performance liquid chromatography. And the partial amino acid sequence containing the N-terminus was determined.
結果は、Ala−Gly−Asn−Leu−Asn−Lys−Val−Asn−
Phe−Thrの配列を有していることが判明した。The result was Ala-Gly-Asn-Leu-Asn-Lys-Val-Asn-
It was found to have a Phe-Thr sequence.
実験4 バチルス ステアロサーモフィラス由来ポリペ
プチド遺伝子の塩基配列およびポリペプチドのアミノ酸
配列 (1) プラスミド pUC18の調製 プラスミド pUC18は、これを導入したエッシュリヒ
ア コリ JM 83(ATCC 35607)から、実験1−(2)
の方法に準じて調製した。Experiment 4 Base sequence of polypeptide gene derived from Bacillus stearothermophilus and amino acid sequence of polypeptide (1) Preparation of plasmid pUC18 Plasmid pUC18 was prepared from Escherichia coli JM83 (ATCC 35607) into which the plasmid pUC18 was introduced, using Experiment 1- ( 2)
It was prepared according to the method described above.
(2) ポリペプチド遺伝子を含む組換えDNAを作製 実験1−(3)の方法に準じて組換えDNAを作製し
た。(2) Preparation of Recombinant DNA Containing Polypeptide Gene Recombinant DNA was prepared according to the method of Experiment 1- (3).
即ち、実験2−(3)の方法で調製したポリペプチド
遺伝子を含む断片に、更に、各種制限酵素を作用させて
切断し、また、実験4−(1)の方法で調製したプラス
ミドpUC 18を同様に各種制限酵素で切断し、これら両断
片にT4DNAリガーゼを作用させて組換えDNAを作製した。That is, the fragment containing the polypeptide gene prepared by the method of Experiment 2- (3) is further cleaved by the action of various restriction enzymes, and the plasmid pUC18 prepared by the method of Experiment 4- (1) is ligated. similarly cleaved with various restriction enzymes to prepare a recombinant DNA by the action of T 4 DNA ligase in these two fragments.
(3) 組換えDNAのエッシェリヒア コアへの導入 宿主微生物として、エッシェリヒア コリJM83を用い
た。(3) Introduction of recombinant DNA into Escherichia core Escherichia coli JM83 was used as a host microorganism.
この微生物に、実験1−(4)の方法に準じて、組換
えDNAを移入し、形質転換させた。Recombinant DNA was introduced into this microorganism and transformed according to the method of Experiment 1- (4).
次いで、5−ブロモ−4−クロロ−3−インドリル−
β−ガラクトシド(5−bromo−4−chloro−3−indol
y−β−galactoside or Xgal)を含有する培地に生育さ
せ、無色のプラークを形成した微生物を形質転換微生物
として選択した。Then, 5-bromo-4-chloro-3-indolyl-
β-galactoside (5-bromo-4-chloro-3-indol
A microorganism that grew on a medium containing (y-β-galactoside or Xgal) and formed a colorless plaque was selected as a transformed microorganism.
(4) 形質転換微生物からの組換えDNAの調製 形質転換微生物を、抗生物質アンピシリン50μg/mlを
含むL−ブロスで培養し、得られる菌体からアルカリ溶
菌法により組換えDNAを調製した。(4) Preparation of Recombinant DNA from Transformed Microorganism The transformed microorganism was cultured in L-broth containing 50 μg / ml of the antibiotic ampicillin, and recombinant DNA was prepared from the obtained cells by an alkaline lysis method.
(5) 組換えDNAの塩基配列 ジデオキシ チェーンターミネータ法に従って解読し
た。(5) Nucleotide sequence of recombinant DNA Decoded according to the dideoxy chain terminator method.
すなわち、実験4−(4)で調製した組換えDNAと合
成ブライマー(17塩基)を加え、60℃で20分間アニーリ
ングした後、dNTP、ddNTP、〔α−32P〕dCTPおよびクレ
ノー断片を加え、37℃で30分間反応させ、プライマーを
5′側から3′方向へ伸長させて相補DNAを生成させ
た。これに過剰のdNTPを加えて、さらに37℃で30分間反
応させた後、ホルムアミド色素溶液を加えて反応を停止
させた。次いで、3分間煮沸し、これを6%ポリアクリ
ルアミドゲルを用いて、約25mAで電気泳動し、伸長した
相補DNAを分離した。電気泳動した後、ゲル固定し乾燥
させた。That is, after adding the recombinant DNA prepared in Experiment 4- (4) and a synthetic primer (17 bases) and annealing at 60 ° C. for 20 minutes, dNTP, ddNTP, [α- 32 P] dCTP and Klenow fragment were added. The reaction was carried out at 37 ° C. for 30 minutes, and the primer was extended from the 5 ′ side to the 3 ′ direction to generate complementary DNA. An excess of dNTP was added thereto, and the mixture was further reacted at 37 ° C. for 30 minutes. Then, a formamide dye solution was added to stop the reaction. Then, the mixture was boiled for 3 minutes and electrophoresed on a 6% polyacrylamide gel at about 25 mA to separate the elongated complementary DNA. After electrophoresis, the gel was fixed and dried.
本ゲルを用いて、オートラジオグラフィーを行ない、
オートラジオグラム上の塩基断片のシークエンス解析を
行ってポリペプチド遺伝子の塩基配列を決定した。Perform autoradiography using this gel,
The nucleotide sequence of the polypeptide gene was determined by performing sequence analysis on the base fragment on the autoradiogram.
その結果は、第1−1表に示した。 The results are shown in Table 1-1.
また、それらの5′側の上流に続くシグナルペプチド
遺伝子の塩基配列も同様にして調べた。In addition, the nucleotide sequence of the signal peptide gene following the 5 'upstream thereof was examined in the same manner.
その結果は、第1−2表に示した。 The results are shown in Table 1-2.
(6) ポリペプチドのアミノ酸配列 第1−1表の塩基配列を用いて、ポリペプチドのアミ
ノ酸配列を決定し、その結果を第2−1表に示した。(6) Amino acid sequence of polypeptide The amino acid sequence of the polypeptide was determined using the nucleotide sequences in Table 1-1, and the results are shown in Table 2-1.
また、それらのN末端側の上流に続くシグナルペプチ
ドのアミノ酸配列を決定し、その結果を第2−2表に示
した。In addition, the amino acid sequences of the signal peptides following the N-terminal upstream thereof were determined, and the results are shown in Table 2-2.
以上の結果から、バチルス ステアロサーモフィラス
由来ポリペプチドのアミノ酸配列は、第2−1表の配列
を有していることが明らかになった。From the above results, it was revealed that the amino acid sequence of the polypeptide derived from Bacillus stearothermophilus has the sequence shown in Table 2-1.
実験5 形質転換微生物によるポリペプチドの調製 (1) ポリペプチドの調製および活性測定 バチルス ステアロサーモフィラス由来の耐熱性ポリ
ペプチド遺伝子を含む組換えDNAを導入した形質転換微
生物エッシェリヒア コリTCH201(FERM P−7924)およ
びバチルス ズブチリス TCU211(FERM P−7927)を用
いてポリペプチドを調製した。 Experiment 5 Preparation of polypeptide by transformed microorganism (1) Preparation of polypeptide and measurement of activity Transformed microorganism Escherichia coli TCH201 (FERM P) into which a recombinant DNA containing a thermostable polypeptide gene derived from Bacillus stearothermophilus was introduced. -7924) and Bacillus subtilis TCU211 (FERM P-7927) to prepare polypeptides.
また、これら形質転換微生物と宿主微生物ならびに供
与体微生物バチルス ステアロサーモフィラスの産生す
るポリペプチド産生量をその活性で比較した。In addition, the amounts of polypeptides produced by these transformed microorganisms, the host microorganisms and the donor microorganism Bacillus stearothermophilus were compared by their activities.
液体培地は、コーンスティープリカー1.0w/v%、硫酸
アンモニウム0.1w/v%、炭酸カルシウム1.0w/v%、澱粉
1w/v%および水からなり、pH7.2に調製して120℃で20分
間滅菌し、冷却して調製した。エッシェリヒア コリTC
H201の場合には、この培地に、抗生物質アンピシリンを
ml当り50μgの割合で加えて植菌し、またエッシェリヒ
ア コリHB101の場合には抗生物質を加えずに植菌し、
それぞれ37℃、48時間通気撹拌培養した。The liquid medium is corn steep liquor 1.0 w / v%, ammonium sulfate 0.1 w / v%, calcium carbonate 1.0 w / v%, starch
It was made up of 1 w / v% and water, adjusted to pH 7.2, sterilized at 120 ° C. for 20 minutes, and cooled. Escherichia coli TC
In the case of H201, the antibiotic ampicillin is added to this medium.
Inoculate at a rate of 50 μg per ml, and in the case of Escherichia coli HB101, inoculate without adding antibiotics.
Each was cultured at 37 ° C. for 48 hours with aeration and stirring.
また、バチルス ズブチリス TCU211の場合には、前
記液体培地に抗生物質カナマイシンをml当り5μgの割
合で加えて植菌し、また、バチルス ズブチリス 715A
の場合には抗生物質を加えずに植菌し、それぞれ28℃で
72時間培養した。In the case of Bacillus subtilis TCU211, the antibiotic kanamycin was added to the liquid medium at a rate of 5 μg per ml, and the mixture was inoculated with Bacillus subtilis 715A.
In the case of, inoculate without adding antibiotics,
The culture was performed for 72 hours.
また、バチルス ステアロサーモフィラスFERM−P N
o.2225の場合には、前記液体培地に抗生物質を加えるこ
となく、50℃で48時間培養した。角培養液を、遠心分離
し、上清と菌体とに分離し、上清はそのまま活性測定
し、菌体は超音波処理にて破壊した後活性測定し、培養
液量に換算して活性を求めた。結果は、第3表に示す。Also, Bacillus stearothermophilus FERM-PN
In the case of o.2225, the liquid medium was cultured at 50 ° C. for 48 hours without adding antibiotics. The horn culture solution is centrifuged, separated into a supernatant and cells, the supernatant is measured for activity as it is, the cells are disrupted by sonication, and the activity is measured. I asked. The results are shown in Table 3.
第3表の結果から明らかなごとく、形質転換微生物か
らのポリペプチド産生量は向上しており、工業的生産方
法として好都合である。 As is clear from the results in Table 3, the amount of polypeptide produced from the transformed microorganism is improved, which is advantageous as an industrial production method.
(2) ポリペプチドの理化学的性質 実験5(1)で得たエッシェリヒア コリ TCH201の
上清を硫安0.5飽和で塩析して粗ポリペプチド剤を調
製、採取した。このポリペプチド剤を用いて、エヌ カ
シンプーラス(N.Catsimpoolas)の方法[アナリティカ
ル バイオケミストリィ(Analytical Biochemistr
y)、第26巻、第480〜482頁(1968年]に準じて、ポリ
ペプチドの等電点を調べた。具体的には、等電点電気泳
動用ゲル(LKB社製、商品名「アンフォライン」)を充
填した長さ65mmのガラス製カラムを用いて、200Vの定電
圧で16時間、更に、400Vの定電圧で1時間の通常条件に
て、等電点電気泳動を行った。通電終了後、ガラス製カ
ラムからゲルを取り出し、これを5mm間隔に切断し、水
抽出して、そのpHを測定することにより、ゲル全体のpH
勾配を求めた。これとは別に、ガラス製カラムから取り
出したゲルをクーマシー・ブルーで染色し、脱色処理を
行った後、波長600nmにてクロマトスキャナー(島津製
作所製、商品名「Model CS−930)にかけた。結果は、
第5図に示す。(2) Physicochemical properties of polypeptide The supernatant of Escherichia coli TCH201 obtained in Experiment 5 (1) was salted out with ammonium sulfate 0.5 saturation to prepare and collect a crude polypeptide agent. Using this polypeptide agent, the method of N. Catsimpoolas [Analytical Biochemistr
y), Vol. 26, pp. 480-482 (1968), and the isoelectric point of the polypeptide was examined, specifically, a gel for isoelectric focusing (LKB, trade name " Isoelectric focusing was carried out using a glass column having a length of 65 mm packed with “ampholine”) under a normal condition of a constant voltage of 200 V for 16 hours and further a constant voltage of 400 V for 1 hour. After the power was turned off, the gel was removed from the glass column, cut at 5 mm intervals, extracted with water, and its pH was measured.
The gradient was determined. Separately, the gel removed from the glass column was stained with Coomassie Blue, decolorized, and then applied to a chromatoscanner (Shimadzu Corp., trade name "Model CS-930") at a wavelength of 600 nm. Is
As shown in FIG.
本実験結果から、形質転換微生物からのポリペプチド
の等電点は、5.0±0.1(±SD、n=8)であることが
判明した。また、これと同様に、バチルス ズブチリス
TCU211の等電点についても調べたところ、エッシェリ
ヒア コリ TCH201と同様の結果を得た。From the results of this experiment, it was found that the isoelectric point of the polypeptide from the transformed microorganism was 5.0 ± 0.1 (± SD, n = 8). Similarly, Bacillus subtilis
When the isoelectric point of TCU211 was examined, the same result as that of Escherichia coli TCH201 was obtained.
また、実験5(1)で得たエッシェリヒア コリTCH2
01の上清を硫安0.6飽和で塩析して得た粗ポリペプチド
剤を用いて、その熱安定性について調べた。In addition, Escherichia coli TCH2 obtained in Experiment 5 (1)
The thermal stability was examined using a crude polypeptide agent obtained by salting out the supernatant of 01 with ammonium sulfate 0.6 saturation.
5mMのCaCl2を含有する50mMトリス−マレイン酸塩緩衝
剤(pH7.0)中にて、ポリペプチド剤を異なる温度で30
分間インキュベートした。その後、残存するCGTase活性
を測定し、その残存活性を相対活性で表した。結果は、
第3−2表に示す。50mM Tris containing CaCl 2 of 5 mM - maleate buffer C. in (pH 7.0), the polypeptide agent at different temperatures 30
Incubated for minutes. Thereafter, the remaining CGTase activity was measured, and the remaining activity was expressed as a relative activity. Result is,
The results are shown in Table 3-2.
第3−2表の結果から、形質転換微生物からのポリペ
プチドの熱安定性は、70℃以上であることが判明した。
また、これと同様に、バチルス ズブチリスTCU211から
のポリペプチドの熱安定性についても調べたところ、エ
ッシェリヒア コリTCH201からのポリペプチドと同様の
結果を得た。 From the results in Table 3-2, it was found that the heat stability of the polypeptide from the transformed microorganism was 70 ° C or higher.
Similarly, when the thermal stability of the polypeptide from Bacillus subtilis TCU211 was examined, the same results as those obtained from the polypeptide from Escherichia coli TCH201 were obtained.
更に、実験5(1)で得たエッシェリヒア コリ TC
H201及びバチルス ズブチリス TCU211の上清を硫安0.
6飽和で塩析して調製し採取した粗ポリペプチド剤を用
いて、澱粉からスクロースの糖転移量、澱粉からのシク
ロデキストリン生成量、シクロデキストリンα、βおよ
びγの生成比率、至適温度、至適pH、安定pHなどの酵素
適性質について調べたところ、形質転換微生物のポリペ
プチドは、供与体微生物バチルス ステアロサーモフィ
ラスのそれと類似する性質を示した。Furthermore, Escherichia coli TC obtained in Experiment 5 (1)
The supernatant of H201 and Bacillus subtilis TCU211 was added to ammonium sulfate.
Using a crude polypeptide agent prepared and collected by salting out at 6 saturation, the amount of sugar transfer from starch to sucrose, the amount of cyclodextrin produced from starch, the production ratio of cyclodextrin α, β and γ, the optimal temperature, Examination of the enzyme properties such as optimum pH and stable pH revealed that the polypeptide of the transformed microorganism showed properties similar to those of the donor microorganism Bacillus stearothermophilus.
以下、2〜3の実施例について述べる。 Hereinafter, a few examples will be described.
実施例1 食パン 小麦粉650gに、実験3−(1)の方法に準じてバチル
ス ステアロサーモフィラスから調製したポリペプチド
3,000単位を加え、次いで、砂糖20g、食塩11gを少量の
水に溶解して加え、よくかきまぜ、さらに圧搾酵母13
g、ショートニグオイル13g、イーストフード2gを加える
と共に、適量の水を追加してよく練り、ドウを作成し、
以後は常法に従って26℃で2時間発酵させ、熟成時間15
分、ベンチタイム15分、次いでオープン温度約200℃で
約40分間焼いて、食パンを製造した。Example 1 Bread Polypeptide prepared from Bacillus stearothermophilus in 650 g of wheat flour according to the method of Experiment 3- (1)
Add 3,000 units, then dissolve 20 g of sugar and 11 g of salt in a small amount of water, stir well, and press squeeze yeast 13
g, 13g of short nig oil, 2g of yeast food, add an appropriate amount of water and knead well to make a dough,
After that, ferment at 26 ° C for 2 hours according to the usual method.
Minutes, a bench time of 15 minutes, and then baked at an open temperature of about 200 ° C. for about 40 minutes to produce bread.
本品は、風味良好で、適度の弾性を有し、経日変化も
少なかった。This product had good flavor, moderate elasticity, and little change over time.
実施例2 甘酒 米飯1Kgに、実験5の方法で調製したポリペプチドを
2,000単位加え、70℃で3時間反応させた後、55℃に下
げ、市販の麺300gを加えて24時間反応させて甘酒を製造
した。Example 2 Amazake The polypeptide prepared by the method of Experiment 5 was added to 1 kg of cooked rice.
After adding 2,000 units and reacting at 70 ° C. for 3 hours, the temperature was lowered to 55 ° C., and 300 g of commercially available noodles were added and reacted for 24 hours to produce amazake.
本品は、風味、口当りとも良好であった。 This product had good flavor and mouthfeel.
実施例3 蒸しようかん 小麦粉600gに、かたくり粉250g、食塩20g、さらしあ
ん400g、砂糖1Kg、マルトース1.4Kgおよび実験3−
(1)の方法で製造したポリペプチド1,000単位を含有
する水2.4とよく練合せた後、これを成形し、常法に
従って約40分間蒸し上げた。Example 3 Steamed Kankan Wheat Flour 600g, Potato Flour 250g, Salt 20g, Bleached Bean 400g, Sugar 1Kg, Maltose 1.4Kg and Experiment 3
After well kneading with water 2.4 containing 1,000 units of the polypeptide produced by the method (1), it was molded and steamed for about 40 minutes according to a conventional method.
本品は、老化を起しにくく、口当り、風味が良好で、
長期間高品質を維持した。This product is resistant to aging, has good mouthfeel, good flavor,
Maintained high quality for a long time.
実施例4 シクロデキストリン含有水飴 10w/w%馬鈴薯澱粉乳に、実験5の方法でバチルス
ズブチリスTCU211から調製したポリペプチドを澱粉グラ
ム当り2単位になるように加え、pH6.5、温度85℃で液
化し、70℃に冷却してポリペプチドを同量追加し、40時
間反応させ、常法に従って、活性炭で脱色、イオン交換
樹脂で脱塩して精製し、濃縮してシクロデキストリンを
含有する水飴を固形物当り収率92%で得た。本水飴は保
香性の良好な水飴で、風味良好な飲食物の原材料に、ま
た香気を大切にする香料、化粧品などの配合材として有
利に利用できる。Example 4 Cyclodextrin-containing starch syrup 10% w / w potato starch milk was subjected to Bacillus by the method of Experiment 5.
The polypeptide prepared from T.subtilis TCU211 was added to give 2 units per gram of starch, liquefied at pH 6.5 and a temperature of 85 ° C, cooled to 70 ° C, added with the same amount of polypeptide, and allowed to react for 40 hours. According to the method, decolorization with activated carbon, desalting with an ion exchange resin, purification, and concentration were performed to obtain a syrup containing cyclodextrin in a yield of 92% based on solids. This syrup is a syrup with good fragrance retention and can be advantageously used as a raw material for foods and drinks with good flavor, and as a compounding material for flavors and cosmetics that value fragrance.
また、この水飴を、トルエン、トリクロロエタンなど
有機沈澱剤を使用する方法、カラムクロマトグラフィー
などの公知の方法によって、α−シクロデキストリン、
β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリンを分
離採取することも有利に実施できる。In addition, this starch syrup, α- cyclodextrin, by a method using an organic precipitant such as toluene and trichloroethane, a known method such as column chromatography,
It is also advantageous to separate and collect β-cyclodextrin and γ-cyclodextrin.
このシクロデキストリン含有水飴の製造工程中におい
て、ポリペプチド反応後、β−アミラーゼおよびイソア
ミラーゼ(EC3.2.1.68)を作用させ、シクロデキストリ
ンおよびマルトース高含有物とし、これに、プルラナー
ゼ(EC3.2.1.41)を作用させ、精製、濃縮してマルトシ
クロデキストリン高含有水飴を製造することも、更に、
これから高純度のマルトシクロデキストリンを分離し、
採取することも有利に実施できる。In the production process of the cyclodextrin-containing starch syrup, after the polypeptide reaction, β-amylase and isoamylase (EC3.2.1.68) are allowed to act to obtain a high content of cyclodextrin and maltose. .41), purified and concentrated to produce maltocyclodextrin-rich starch syrup.
From this, high purity maltocyclodextrin is separated,
Harvesting can also be performed advantageously.
実施例5 α−グリコシル ステビオサイド ステビオシド200gとデキストリン(DE8)600gとを水
3に加熱溶解した後、70℃に冷却し、これに実験5の
方法でバチルス ズブチリスTCU211から調製したポリペ
プチドをデキストリングラム当り5単位になるよう加え
pH6.0、温度65℃で35時間反応させた。反応終了後、95
℃に15分間加熱し、過精製、濃縮し、乾燥、粉末化し
て、α−グリコシル ステビオサイドを含有する粉末甘
味料を固形物当り収率92%で得た。Example 5 200 g of α-glycosyl stevioside stevioside and 600 g of dextrin (DE8) were dissolved by heating in water 3 and then cooled to 70 ° C., and the polypeptide prepared from Bacillus subtilis TCU211 by the method of Experiment 5 was added to the dextrin trauma. Add 5 units
The reaction was carried out at pH 6.0 and a temperature of 65 ° C. for 35 hours. After the end of the reaction, 95
Heated to 15 ° C for 15 minutes, overpurified, concentrated, dried and powdered to give a powdered sweetener containing α-glycosyl stevioside in 92% yield per solid.
本甘味料は、ステビオサイドの嫌味の解消した砂糖に
近い甘味質を有し、その甘味度は砂糖の約100倍であっ
た。This sweetener had a sweetness similar to that of sugar in which stevioside was eliminated, and the degree of sweetness was about 100 times that of sugar.
本甘味料は、虫歯の心配もなく、ほとんどカロリーも
ないのでダイエット甘味料として、また他の甘味料など
と併用して各種飲食物の調味に自由に利用できる。Since the present sweetener has no fear of tooth decay and has almost no calories, it can be freely used as a diet sweetener or in combination with other sweeteners for seasoning various foods and drinks.
(発明の効果) 上記したことから明らかなように、本発明は、ポリペ
プチドのアミノ酸配列を解明し、その解明されたポリペ
プチドを用いる糖転移反応であり、また、飲食物を製造
する方法である。(Effects of the Invention) As is clear from the above, the present invention is a glycosyltransfer reaction using the elucidated polypeptide, elucidating the amino acid sequence of the polypeptide, and a method for producing food and drink. is there.
本発明は、特定のアミノ酸配列を有するポリペプチド
を用いることにより、安心して糖転移反応させることが
できるのみならず、この糖転移反応がそのまま風味良好
な飲食物の製造方法に利用し得ることが判明し、その工
業的意識はきわめて大きい。In the present invention, not only can a glycosyltransfer reaction be performed with confidence by using a polypeptide having a specific amino acid sequence, but this glycosyltransfer reaction can be used as it is in a method for producing a flavorful food or drink. It turns out, its industrial consciousness is very large.
更に、飲食物の製造に際して、殿粉質に含有せしめた
ポリペプチドが、飲食物の風味を損うことなく、しかも
安心してそのまま食用に供しうることも大きな特徴であ
る。Further, when producing foods and drinks, it is also a great feature that the polypeptide contained in the starch can be used for food as it is without any loss of the flavor of the foods and drinks.
第1図は、組換えDNA pTCH201について、バチルス ス
テアロサーモフィラス由来DNA部分の制限酵素切断地図
を示す。 第2図は、組換えDNA pTCU211について、バチルス ス
テアロサーモフィラス由来DNA部分の制限酵素切断地図
を示す。 第3図は、形質転換微生物エッシュリヒア コリ TCH2
01からのポリペプチドの等電点を示す図である。FIG. 1 shows a restriction map of a DNA portion derived from Bacillus stearothermophilus for recombinant DNA pTCH201. FIG. 2 shows a restriction map of a DNA portion derived from Bacillus stearothermophilus for the recombinant DNA pTCU211. FIG. 3 shows that the transformed microorganism Escherichia coli TCH2
FIG. 3 shows the isoelectric point of the polypeptide from 01.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 (C12N 15/09 ZNA C12R 1:07) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical indication (C12N 15/09 ZNA C12R 1:07)
Claims (5)
い順に、 (a)Asn−Lys−Ile−Asn−Asp−Gly−Tyr−Leu−Th
r、 (b)Pro−Val−Phe−Thr−Phe−Gly−Glu−Trp−Phe
−Leu、 (c)Val−Thr−Phe−Ile−Asp−Asn−His−Asp−Met
−Asp−Arg−Phe、 (d)Ile−Tyr−Tyr−Gly−Thr−Glu−Gln−Tyr−Met
−Thr−Gly−Asn−Gly−Asp−Pro−Asn−Asn−Arg、お
よび (e)Asn−Pro−Ala−Leu−Ala−Tyr−Gly の配列を有し、分子量がSDS−ポリアクリルアミドゲル
電気泳動法で70,000±10,000、熱安定性が70℃以上、且
つシクロマルトデキストリン グルカノトランスフェラ
ーゼ活性を有するバチルス ステアロサーモフィラス由
来のポリペプチドの産生能を有する微生物を栄養培地中
で培養し、得られる当該ポリペプチドを澱粉質に作用さ
せることを特徴とする糖転移反応方法。(1) As partial amino acid sequences, in order from the N-terminal side, (a) Asn-Lys-Ile-Asn-Asp-Gly-Tyr-Leu-Th
r, (b) Pro-Val-Phe-Thr-Phe-Gly-Glu-Trp-Phe
-Leu, (c) Val-Thr-Phe-Ile-Asp-Asn-His-Asp-Met
-Asp-Arg-Phe, (d) Ile-Tyr-Tyr-Gly-Thr-Glu-Gln-Tyr-Met
-Thr-Gly-Asn-Gly-Asp-Pro-Asn-Asn-Arg, and (e) having the sequence of Asn-Pro-Ala-Leu-Ala-Tyr-Gly and having a molecular weight of SDS-polyacrylamide gel. A microorganism capable of producing a polypeptide derived from Bacillus stearothermophilus having a thermostability of 70,000 ± 10,000, thermostability of 70 ° C. or higher, and cyclomaltodextrin glucanotransferase activity is cultured in a nutrient medium to obtain A glycosyltransfer reaction method comprising causing the polypeptide to act on starch.
アミノ酸配列として、Ala−Gly−Asn−Leu−Asn−Lys−
Val−Asn−Phe−Thrの配列を有していることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載の糖転移反応方法。2. The polypeptide according to claim 1, wherein the partial amino acid sequence having an N-terminus is Ala-Gly-Asn-Leu-Asn-Lys-
2. The method according to claim 1, wherein the method has a Val-Asn-Phe-Thr sequence.
たは第2項記載の糖転移反応方法。(3) the polypeptide has an amino acid sequence: The method according to claim 1 or 2, wherein the method comprises the steps of:
ストリン、デキストリンから選ばれることを特徴とする
特許請求の範囲第1項、第2項または第3項記載の糖転
移反応方法。4. The method according to claim 1, wherein the starch is selected from starch, amylose, cyclodextrin, and dextrin.
間転移反応であることを特徴とする特許請求の範囲第1
項、第2項、第3項または第4項記載の糖転移反応方
法。5. The method according to claim 1, wherein the glycosyl transfer reaction is an intramolecular transfer reaction or an intermolecular transfer reaction.
Item 5. The method for transglycosylation according to Item 2, 2, 3 or 4.
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- 1986-03-30 JP JP61072290A patent/JP2657801B2/en not_active Expired - Lifetime
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