JP2894292B2 - Galactanase S-2 and Bacillus sp. S-2 producing the same - Google Patents

Galactanase S-2 and Bacillus sp. S-2 producing the same

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JP2894292B2 JP8244363A JP24436396A JP2894292B2 JP 2894292 B2 JP2894292 B2 JP 2894292B2 JP 8244363 A JP8244363 A JP 8244363A JP 24436396 A JP24436396 A JP 24436396A JP 2894292 B2 JP2894292 B2 JP 2894292B2
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  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は新規ガラクタナーゼ
及びこれを産生する新規微生物に関する。
The present invention relates to a novel galactanase and a novel microorganism producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、食物繊維等の分解には酸分解、ア
ルカリ分解又は酵素分解等が用いられてきたが、これら
の方法では単糖類の生成が多く、食物繊維等を改質(例
えば可溶化、低分子化等)やオリゴ糖を目的とする場合
にはその収率が下がる欠点を有している。
2. Description of the Related Art Conventionally, dietary fiber and the like have been decomposed by acid decomposition, alkali decomposition or enzymatic decomposition. However, in these methods, monosaccharides are often generated, and dietary fiber or the like is modified (for example, However, in the case of using oligosaccharides for solubilization, low molecular weight, etc.), the yield is reduced.

【0003】食物繊維のなかでも、かんきつ類、じゃが
いも、大豆等の植物由来の繊維はβ−1,4ガラクトシ
ド結合した主鎖を有し、このβ−1,4ガラクトシド結
合を加水分解する酵素としてβ−1,4ガラクタナーゼ
が知られているが、従来知られているβ−1,4ガラク
タナーゼも単糖(ガラクトース)まで分解してしまう。
Among dietary fibers, fibers derived from plants such as citrus fruits, potatoes, and soybeans have a main chain of β-1,4 galactoside bonds, and β is an enzyme that hydrolyzes the β-1,4 galactoside bonds. Although -1,4 galactanase is known, conventionally known β-1,4 galactanase also degrades to monosaccharide (galactose).

【0004】一方、β−1,4ガラクタナーゼを産生す
る微生物としてカビ(例えば、Penicillium citrinum起
源のもの)、バクテリア(例えば Bacillus属起源のも
の)が知られているが、いずれもβ−1,4ガラクトシ
ド結合を加水分解して単糖類(ガラクトース)を生成
し、ガラクトオリゴ糖の生成が少ないものである。
On the other hand, fungi (for example, those originating from Penicillium citrinum) and bacteria (for example, originating from Bacillus genus) are known as microorganisms that produce β-1,4 galactanase. It hydrolyzes 4 galactoside bonds to produce monosaccharides (galactose) and produces less galacto-oligosaccharides.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】前述したように食物繊
維を酸、アルカリ、酵素等による加水分解を行うと単糖
が多く生成しオリゴ糖の収率が低下する問題があった。
As described above, when dietary fiber is hydrolyzed with an acid, an alkali, an enzyme, or the like, a large amount of monosaccharides is produced, and the yield of oligosaccharides is reduced.

【0006】本発明者等は(1)食物繊維を加水分解して
も単糖(ガラクトース等)の生成が極めて少なく、高収
率でオリゴ糖(ガラクトオリゴ糖等)を得ることができ
る新規なガラクタナーゼ及び)(2)かかるガラクタナー
ゼを産生する新規微生物を目的とした。
[0006] The present inventors (1) have produced a very small amount of monosaccharides (such as galactose) even when hydrolyzing dietary fiber, and are able to obtain oligosaccharides (such as galacto-oligosaccharides) in high yield. And (2) a novel microorganism producing such galactanase.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者等は前記目的を
達成すべく鋭意研究の結果、自然界の土壌から前記目的
に適合した酵素を産生するバチルス属に属する微生物を
スクリーニングでき(表1にBacillus subtilis との相
違点を示す)、目的とするガラクタナーゼを生成・分離
・同定することができ(表2にカビ由来及びBacillus s
ubtilis 由来のガラクタナーゼとの相違点を示す)、本
発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have been able to screen microorganisms belonging to the genus Bacillus that produce enzymes suitable for the above purpose from soil in nature (see Table 1). Bacillus subtilis is shown), and the desired galactanase can be produced, separated, and identified (Table 2 shows mold-derived and Bacillus s.
ubtilis-derived galactanase), which has led to the completion of the present invention.

【0008】即ち、本発明は、次の酵素学的性質を有す
るガラクタナーゼS−2である。a.作用:大豆繊維に作
用してガラクトオリゴ糖を生成し単糖(ガラクトース)
を殆ど遊離しない。b.基質特異性:β−1,4ガラクタ
ンに作用するがβ−1,3ガラクタンには作用しない。
c.作用pHは9〜12。d.作用温度は30〜60℃。e.最
適pHが10.0。 f.pH安定性が4〜12。g.温度安
定性が50℃未満。h.最適温度が50℃。i.分子量が4
万。
That is, the present invention relates to galactanase S-2 having the following enzymatic properties. a. Action: Acts on soybean fiber to produce galactooligosaccharides and monosaccharides (galactose)
Is hardly released. b. Substrate specificity: acts on β-1,4 galactan but not β-1,3 galactan.
c. Working pH is 9-12. d. Working temperature is 30-60 ° C. e. The optimum pH is 10.0. f. pH stability is 4-12. g. Temperature stability is less than 50 ° C. h. The optimal temperature is 50 ° C. i. Molecular weight is 4
Ten thousand.

【0009】又、本発明は、バチルス属に属しガラクタ
ナーゼを産生する次の菌学的性質を有するバチルスエス
ピーS−2(微工研菌寄第11229号)である。a.生
理学的性質等:(1)脱窒素反応が陰性。(2)グルコースか
らのガス発生性が陽性。(3)クエン酸の利用においてコ
ーサ培地は陰性。 (4)生育のpH範囲が7.5〜10。
b.嫌気的生育が陽性、VPテストが陰性、カゼイン加水
分解が陰性。c.硝酸塩の還元が陰性。
The present invention also relates to Bacillus sp. S-2 (Microtechnical Laboratories No. 11229) which belongs to the genus Bacillus and produces galactanase and has the following mycological properties. a. Physiological properties, etc .: (1) Denitrification reaction is negative. (2) Positive gas generation from glucose. (3) The use of citric acid was negative for the Cosa medium. (4) The pH range for growth is 7.5-10.
b. Positive anaerobic growth, negative VP test, negative casein hydrolysis. c. Nitrate reduction is negative.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下はスクリーニングした菌の性
質の内公知のBacillus subtilis と異なる主な性質を表
にしたものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The following is a table listing the main properties of the screened bacteria which differ from known Bacillus subtilis.

【0011】[0011]

【表1】菌学的性質 但し、*1 はBacillus subtilis(バージーズマニュアル
より引用) *2はBacillus sp. S-2 又、以下はBacillus sp. S-2から得たガラクタナーゼの
酵素的性質の内公知のカビ(Penicillium)由来のもの、B
acillus subtilis K-50由来のもの、Bacillussubtilis
var amylosacchariticus、Bacillus subtilis WT168由
来のものとの比較表である。
[Table 1] Mycological properties However, * 1 is Bacillus subtilis (quoted from the Barges Manual) * 2 is Bacillus sp. S-2 and the following is a known mold (Penicillium) among the enzymatic properties of galactanase obtained from Bacillus sp. S-2 Origin, B
acillus subtilis derived from K-50, Bacillus subtilis
It is a comparison table with those derived from var amylosacchariticus and Bacillus subtilis WT168.

【0012】[0012]

【表2】酵素的性質 尚、基質特異性はβ1,4 ガラクタンで、 *1の反応生成物はGal<<Gal2<Gal3,Gal4 *2 の反応生成物はGal,Gal2 *3 の反応生成物はGal,Gal2 *4 の反応生成物はGal 〜 Gal4 *5の反応生成物はGal 〜 Gal4 又、*1 はガラクタナーゼS-2 *2はカビ(Penicillium) 由来のガラクタナーゼ(Agric.
Biol.Chem,49,3445(1986)引用。
[Table 2] Enzymatic properties The substrate specificity is β1,4 galactan. The reaction product of * 1 is Gal << Gal2 <Gal3, the reaction product of Gal4 * 2 is Gal, and the reaction product of Gal2 * 3 is Gal, Gal2 * 4. The reaction product is Gal-Gal4 * 5, and the reaction product is Gal-Gal4. * 1 is galactanase S-2 * 2 is mold (Penicillium) -derived galactanase (Agric.
Biol. Chem, 49, 3445 (1986).

【0013】*3 はBacillus subtilis K-50 由来のガ
ラクタナーゼ(Agric.Biol.Chem,35,1891 (1971) 引用。
* 3 indicates galactanase derived from Bacillus subtilis K-50 (cited from Agric. Biol. Chem, 35, 1891 (1971)).

【0014】*4 はBacillus subtilis var amylosacc
harilium由来のガラクタナーゼ (Agric.Biol.Chem,36,1
946(1972) 引用。
* 4: Bacillus subtilis var amylosacc
harilium-derived galactanase (Agric. Biol. Chem, 36, 1
946 (1972) quoted.

【0015】*5 はBacillus subtilis WT168 由来のガ
ラクタナーゼ J.Biol.Chem.,251,5904(1976)である。
* 5 is galactanase derived from Bacillus subtilis WT168, J. Biol. Chem., 251, 5904 (1976).

【0016】先ず、本発明のガラクタナーゼについて説
明する。本発明のガラクタナーゼの酵素学的性質は前述
の通りである。
First, the galactanase of the present invention will be described. The enzymatic properties of the galactanase of the present invention are as described above.

【0017】又、ガラクタナーゼS−2の反応生成物は
Gal が極めて少なく( ほとんどない) 、Gal2よりGal3、
Gal4を主に生成する。
The reaction product of galactanase S-2 is
Gal is extremely low (almost no), Gal3 than Gal2,
It mainly produces Gal4.

【0018】尚、酵素活性の測定方法及びこれに用いた
緩衝液は次の通りである。 〔酵素活性の測定方法〕1%精製大豆繊維を含有する次
表に示す0.1 M緩衝液0.5 mlに酵素溶液0.1mlを混
合し、40℃で60分間反応させた。反応後遠心分離(1
5,000R.P.M.×1分)して得た上澄液中の全糖量をフェ
ノール硫酸法により測定する。この条件下で1分間に1
μmol のガラクトースに相当する糖を生成する酵素量を
1単位と定義する。
The method for measuring the enzyme activity and the buffer used for the method are as follows. [Method of measuring enzyme activity] 0.1 ml of the enzyme solution was mixed with 0.5 ml of a 0.1 M buffer solution containing 1% purified soybean fiber as shown in the following table, and reacted at 40 ° C for 60 minutes. After the reaction, centrifuge (1
The total amount of sugar in the supernatant obtained by 5,000 RPM × 1 minute) is measured by the phenol sulfate method. One minute per minute under these conditions
The amount of the enzyme that produces a sugar corresponding to μmol galactose is defined as one unit.

【0019】〔緩衝液〕 -------------------------------------------- pH範囲 緩衝液 -------------------------------------------- 3〜4 クエン酸緩衝液 4〜6 酢酸緩衝液 6〜8 リン酸緩衝液 8.5〜10.5 グリシン-NaCl-NaOH緩衝液 11〜12 KCL-NaOH緩衝液 -------------------------------------------- 次に本発明の(2)ガラクタナーゼを産生する微生物につ
いて説明する。
[Buffer] ------------------------------------------- -pH range buffer -------------------------------------------- 3 -4 Citrate buffer 4-6 Acetate buffer 6-8 Phosphate buffer 8.5-10.5 Glycine-NaCl-NaOH buffer 11-12 KCL-NaOH buffer ------------- ------------------------------- Next, a microorganism that produces (2) galactanase of the present invention will be described.

【0020】この微生物の菌学的性質は以下の通りであ
る。 1.形態の顕微鏡観察によれば桿菌である。菌体の
大きさは、0.5 〜0.7 μm×1.5 〜3.0 μmである。菌
体の片端は卵形の内性胞子(0.5 〜1.0 μm×1.0 〜2.
0 μm)を作る。周鞭毛もあり、運動性を有する。
The microbiological properties of this microorganism are as follows. 1. Microscopic observation of the morphology indicates bacilli. The size of the cells is 0.5-0.7 μm × 1.5-3.0 μm. One end of the cells is an ovoid endogenous spore (0.5-1.0 μm × 1.0-2.
0 μm). It also has periflagellate and has motility.

【0021】2.グラム染色性は陽性。3.抗酸性はない。
b生育状態等(以下数値は重量%)は以下の通りであ
る。
2. Gram stainability is positive. 3. No acid resistance.
b. The growth state and the like (hereinafter the numerical values are% by weight) are as follows.

【0022】(1)肉汁寒天平板培地(Difco Nutrient br
oth0.8 、寒天1.5 、Na2CO3 1.0、pH 10.0 )での生育
状態は普通。コロニーの形状は、円形。表面は円滑で、
周縁も円滑。色調は淡黄土色の透明で、光沢がある、
(2)肉汁寒天斜面培地(肉汁寒天平板培地と同組成)で
の生育は普通で、バチルス エスピーS−2は糸状で、
光沢があり、色調は淡黄土色の透明である。
(1) Gravy agar plate medium (Difco Nutrient br
Growth on oth0.8, agar 1.5, Na2CO3 1.0, pH 10.0) is normal. The shape of the colony is circular. The surface is smooth,
The periphery is smooth. The color is light ocher transparent and shiny,
(2) Growth on gravy agar slant medium (same composition as gravy agar plate medium) is normal, and Bacillus sp.
It is glossy and the color tone is light ocher transparent.

【0023】(3)肉汁液体培地(Difco Nutrient broth
0.8Na2CO3 1.0、pH 10 .0)で生育するが、表面生育は
ない。 次に、c生理学的性質等はつぎの通りである。
1培地(KNO30.1、Difco Nutrient broth 0.8、Na
2CO3 1.0、pH 10.0 )による硝酸塩の還元は、陰性であ
る。
(3) Liquid broth liquid medium (Difco Nutrient broth
It grows at 0.8Na2CO3 1.0, pH 10.0) but has no surface growth. Next, c physiological properties and the like are as follows.
1 medium (KNO30.1, Difco Nutrient broth 0.8, Na
Reduction of nitrate by 2CO3 1.0, pH 10.0) is negative.

【0024】同培地による脱窒素反応は陰性。 2.培地(ペプトン1.0、ブドウ糖0.5、Na2CO31.
0、pH10.0)によるVPテストはバチルス エスピ
ーS−2は陰性である。
The denitrification reaction using the same medium was negative. 2. Medium (peptone 1.0, glucose 0.5, Na2CO3 1.
0, pH 10.0) is negative for Bacillus sp. S-2.

【0025】3.培地(ペプトン1.0 、NaCL 0.5、Na2CO3
1.0、pH 10.0 )によるインドールの生成は陰性。
3. Medium (peptone 1.0, NaCL 0.5, Na2CO3
1.0, pH 10.0) negative for indole formation.

【0026】4.培地(Difco Nutrient broth 0.8、Na2C
O31.0 、pH 10.0 )及び培地(Difco SIM medium指示
量、Na2CO3 1.0、pH 10.0 )による酢酸鉛紙法、及びSI
M 培地での硫化水素の生成は共に陰性。
4. Medium (Difco Nutrient broth 0.8, Na2C
O31.0, pH 10.0) and medium (indicated amount of Difco SIM medium, Na2CO3 1.0, pH 10.0) with lead acetate paper method, and SI
Production of hydrogen sulfide in M medium was both negative.

【0027】5.培地(可溶性澱粉1.0 、ポリペプトン0.
5 、酵母エキス0.5 、K2HPO4 0.1、MgSO4 ・7H2O 0.0
2、寒天1.5 、Na2CO3 1.0、pH 10.0 )による澱粉の 分
解は陽性。
5. Medium (soluble starch 1.0, polypeptone 0.
5, Yeast extract 0.5, K2HPO4 0.1, MgSO4.7H2O 0.0
2. Decomposition of starch by agar 1.5, Na2CO3 1.0, pH 10.0) is positive.

【0028】6.培地(Difco Nutrient broth 0.8、ゼラ
チン0.4 、寒天1.5 、NaOHにてpH10.0に調整)によるゼ
ラチン分解活性は陽性。
6. The gelatin decomposition activity by the medium (Difco Nutrient broth 0.8, gelatin 0.4, agar 1.5, adjusted to pH 10.0 with NaOH) is positive.

【0029】7.培地(スキムミルク 1.0、ポリペプトン
0.5、酵母エキス 0.5、K2HPO4 0.1、MgSO4 ・7H2O 0.0
2、寒天1.5 、Na2CO3 1.0 pH 10.0) によるカゼイン分
解は陰性である。
7. Medium (Skim milk 1.0, polypeptone
0.5, yeast extract 0.5, K2HPO4 0.1, MgSO4 ・ 7H2O 0.0
2. Casein degradation by agar 1.5, Na2CO3 1.0 pH 10.0) is negative.

【0030】8.クエン酸の利用に関して、(1)コーサ培
地(NH4H2PO4 0.1 、K2HPO4 0.1、クエン酸0.2 、NaCL
0.5 、MgSO4 ・7H2O 0.02、Na2CO3 1.0、pH 10.0 )は
陰性。しかし、(2)クリステンセン培地(酵母エキス0.0
5、システイン塩酸塩0.01、クエン酸ナトリウム0.3 、N
aCL 0.5、ブドウ糖0.02、KH2PO4 0.1、寒天1.5 、Na2CO
3 1.0、pH 10.0)は陽性である。
8. Regarding the use of citric acid, (1) Cosa medium (NH4H2PO4 0.1, K2HPO4 0.1, citric acid 0.2, NaCL
0.5, MgSO4.7H2O 0.02, Na2CO3 1.0, pH 10.0) are negative. However, (2) Christensen medium (yeast extract 0.0
5, cysteine hydrochloride 0.01, sodium citrate 0.3, N
aCL 0.5, glucose 0.02, KH2PO4 0.1, agar 1.5, Na2CO
3 1.0, pH 10.0) is positive.

【0031】9.培地(ブドウ糖1.0 、NaCL 0.5、MgSO4
・7H2O 0.02、K2HPO4 0.1、NH4H2PO4又はKNO3 0.1、Na
HCO3 1.0、pH 9.2)による無機窒素源の利用は硝酸塩、
アンモニウム塩共に陰性。
9. Medium (glucose 1.0, NaCL 0.5, MgSO4
・ 7H2O 0.02, K2HPO4 0.1, NH4H2PO4 or KNO3 0.1, Na
HCO3 1.0, pH 9.2) uses inorganic nitrogen sources for nitrates,
Negative for both ammonium salts.

【0032】10.培地(可溶性澱粉1.0 、ポリペプトン
0.5 、酵母エキス0.5 、K2HPO4 0.4、MgSO4 ・7H2O 0.
02、寒天1.5 、Na2CO3 1.0、pH 10.0 )による色素の生
成は陰性。
10. Medium (soluble starch 1.0, polypeptone
0.5, yeast extract 0.5, K2HPO4 0.4, MgSO4.7H2O
02, agar 1.5, Na2CO3 1.0, pH 10.0) negative for pigment formation.

【0033】11.培地(KH2PO4 0.1、Na2HPO4 0.1 、尿
素2.1、酵母エキス0.01、0.02%フェノールレッド溶液
5.0 、pH7.0 )によるウレアーゼは陰性。
11. Medium (KH2PO4 0.1, Na2HPO4 0.1, urea 2.1, yeast extract 0.01, 0.02% phenol red solution
5.0, pH 7.0).

【0034】12.培地(可溶性澱粉1.0 、ポリペプトン
0.5 、酵母エキス0.5 、K2HPO4 0.1、MgSO4 ・7H2O 0.
02、寒天1.5 、Na2CO3 1.0、pH 10.0 )によるオキシダ
ーゼは、バチルス エスピーS−2は陽性である。
12. Medium (soluble starch 1.0, polypeptone
0.5, yeast extract 0.5, K2HPO4 0.1, MgSO4.7H2O 0.
02, agar 1.5, Na2CO3 1.0, pH 10.0) is positive for Bacillus sp. S-2.

【0035】13.培地(可溶性澱粉1.0、ポリペプト
ン0.5酵母エキス0.5、K2HPO40.1、MgSO4 ・7
H2O0.02、寒天1.5、Na2CO31.0、pH10.
0)によるカタラーゼは陽性。
13. Medium (soluble starch 1.0, polypeptone 0.5 yeast extract 0.5, K2HPO40.1, MgSO4.7
H2O 0.02, agar 1.5, Na2CO3 1.0, pH10.
Catalase by 0) is positive.

【0036】14.生育温度範囲は20〜45℃、生育最
適温度範囲は25〜40℃が適当である。 (2)生育pH範囲は7.5〜10、生育最適pH範囲は
8〜9.5が適当である。
14. A suitable growth temperature range is 20 to 45 ° C, and an optimum growth temperature range is 25 to 40 ° C. (2) The growth pH range is suitably 7.5 to 10, and the optimal growth pH range is 8 to 9.5.

【0037】又、15.糖類からの酸及びガスの生成の有
無は表3の通りである。
15. Table 3 shows the presence / absence of acid and gas generation from saccharides.

【0038】[0038]

【表3】 -------------------------------------------- 糖類 酸生成 ガス生成 -------------------------------------------- (1)L−アラビノース + + (2)D−キシロース + + (3)D−グルコース + + (4)D−マンノース + + (5)D−フラクトース + + (6)D−ガラクトース + + (7)麦芽糖 + + (8)しょ糖 + + (9)乳糖 ± ± (10)トレハロース + + (11)D−ソルビット + + (12)D−マンニット + + (13)イノシット ± ± (14)グリセリン ± ± (15)澱粉 + + -------------------------------------------- 16.食塩含有培地における生育は、食塩15%まで生育
する。 17.ジハイドロキシアセトンの生成は陰性。
[Table 3] -------------------------------------------- Saccharic acid Generated gas -------------------------------------------- (1) L-arabinose ++ (2) D-xylose ++ (3) D-glucose ++ (4) D-mannose ++ (5) D-fructose ++ (6) D-galactose ++ (7) Maltose + + (8) sucrose ++ (9) lactose ± ± (10) trehalose ++ (11) D-sorbitol ++ (12) D-mannitol ++ (13) inosit ± ± (14) glycerin ± ± (15 ) Starch + + -------------------------------------------- 16. The growth in the medium containing salt grows up to 15% of salt. 17. Production of dihydroxyacetone is negative.

【0039】以上の菌学的性質についてバージーズ マ
ニュアル(Bergy's Manual of Determinative Bacterio
logy)第8版を参考にして比較・探索した結果これらの
菌は有胞子桿菌のバチルス(Bacillus)属の一種である
と認められるものの、公知のバチルス属の菌株の中には
一致するものがなく、この菌は新菌株であると判断し
た。この菌株をバチルスエスピーS−2と命名し微生物
工業技術研究所に奇託した。微工研菌寄第11229号
である。
Regarding the above mycological properties, the Bergy's Manual of Determinative Bacterio
The results of comparison and search with reference to the 8th edition indicate that these bacteria are a member of the genus Bacillus, a spore-forming bacillus, but some of the known Bacillus strains are identical. No, this strain was determined to be a new strain. This strain was named Bacillus sp. S-2 and was entrusted to the Research Institute of Microbial Industry. No. 11229.

【0040】本発明のバチルス属微生物を培地を用いて
培養してガラクタナーゼを産生せしめることができる。
The microorganism of the genus Bacillus of the present invention can be cultured in a medium to produce galactanase.

【0041】培地に用いる炭素源、窒素源等は資化し得
るものであればいずれも利用できる。例えば炭素源とし
て大豆粕、小麦ふすま等の植物繊維質、廃糖密、澱粉、
各種糖類等、又窒素源として、各種アミノ酸、コーンス
ティープリカー、大豆粉、ペプチド、酵母エキス、尿素
等の窒素含有物を利用することができる。
As the carbon source, nitrogen source and the like used in the medium, any can be used as long as they can be assimilated. For example, as a carbon source, soybean meal, plant fiber such as wheat bran, waste molasses, starch,
Various sugars and the like, and nitrogen-containing substances such as various amino acids, corn steep liquor, soybean flour, peptides, yeast extract, urea and the like can be used as a nitrogen source.

【0042】その他必要に応じミネラル、ビタミン等を
適宜用いることができる。本発明のバチルス属微生物を
培養した後、菌体を遠心分離、ろ過等の公知の手段によ
り除去して粗酵素液とすることができる。又、塩析、透
析、限外ろ過等の手段を用い、乾燥等して粗酵素を得る
こともできる。さらに精製して精製酵素とすることもで
きる。
In addition, minerals, vitamins and the like can be used as needed. After culturing the microorganism of the genus Bacillus of the present invention, the cells can be removed by known means such as centrifugation and filtration to obtain a crude enzyme solution. Further, a crude enzyme can be obtained by drying or the like using means such as salting out, dialysis, and ultrafiltration. It can be further purified to obtain a purified enzyme.

【0043】[0043]

【実施例】以下実施例により本発明の実施態様を説明す
る。 実施例1 鳥取県米子市付近から採取した土壌約0.5gを滅菌水
に懸濁し、分離用寒天培地(*1)に塗布し、37℃で
1〜2日間培養しコロニーを形成させた。コロニー周辺
にガラクタンの分解に基づく透明帯(ハロー)を形成す
るものを選出し、ガラクタナーゼ生産菌を取得した。菌
学的性質は前記発明の詳細な説明の項に記載した通りで
あった。
The embodiments of the present invention will be described below with reference to examples. Example 1 About 0.5 g of soil collected from the vicinity of Yonago City, Tottori Prefecture, was suspended in sterile water, applied to an agar medium for separation (* 1), and cultured at 37 ° C. for 1 to 2 days to form colonies. Those that formed a clear zone (halo) based on the decomposition of galactan around the colonies were selected, and galactanase-producing bacteria were obtained. Mycological properties were as described in the detailed description section of the invention.

【0044】次に、これら取得菌を更に液体培地(*
2)に接種し37℃にて2日間振とう培養し、遠心分離
(10,000R.P.M.×10分)して得た上澄について次の方
法でガラクタナーゼ活性を測定(*3)した。
Next, these obtained bacteria were further added to a liquid medium (*
2), and cultured with shaking at 37 ° C. for 2 days. The supernatant obtained by centrifugation (10,000 RPM × 10 minutes) was measured for galactanase activity by the following method (* 3).

【0045】以上の方法にてガラクターゼ活性の強い菌
をスクリーニングし、その一つバチルス エスピーS−
2を得た。
By the above method, bacteria having a strong galactase activity were screened, and one of them was Bacillus sp.
2 was obtained.

【0046】*1(寒天培地)・・・pH10.0 オカラ〔不二製油〓製「プロプラスSA」〕1% 酵母エキス 0.5% K2 HPO4 0.1% MgSO4 ・7H2 O 0.02% Na2 CO3 1% 寒天 1.5% *2(液体培地)・・・pH10.0 オカラ(不二製油〓製「プロプラスSA」)2% ポリペプトン 0.5% 酵母エキス 0.5% NaCl 0.5% K2 HPO4 0.1% MgSO4 ・7H2 O 0.02% Na2 CO3 1% *3(ガラクタナーゼ活性の測定法は前述の酵素活性測
定法) 実施例2 実施例1で得たバチルス エスピーS−2株を液体培地
(実施例1の*2と同様)に接種し37℃で40日間振
とう培養し、菌体を遠心分離して得た上澄液を粗酵素ガ
ラクタナーゼS−2とした。pH10におけるガラクタ
ナーゼ活性(実施例1の*3の方法による)は0.9単
位/mlであった。
* 1 (agar medium) pH 10.0 Okara [Proplus SA manufactured by Fuji Oil Co., Ltd.] 1% Yeast extract 0.5% K2 HPO4 0.1% MgSO4.7H2O 0.02% Na2 CO3 1% Agar 1.5% * 2 (liquid medium) pH 10.0 Okara ("Proplus SA" manufactured by Fuji Oil Co., Ltd.) 2% Polypeptone 0.5% Yeast extract 0.5% NaCl 5% K2 HPO4 0.1% MgSO4.7H2 O 0.02% Na2 CO3 1% * 3 (The method for measuring galactanase activity is the above-mentioned enzyme activity measuring method) Example 2 Bacillus sp S- obtained in Example 1 The two strains were inoculated into a liquid medium (same as * 2 in Example 1), cultured with shaking at 37 ° C. for 40 days, and the supernatant obtained by centrifuging the cells was used as crude enzyme galactanase S-2. . The galactanase activity at pH 10 (by the method * 3 in Example 1) was 0.9 units / ml.

【0047】次に、オカラ(「プロプラスSA」,不二
製油〓製)1gに前記粗酵素ガラクタナーゼS−2を2
5単位加え、pH10.0、40℃で6時間反応させ
た。
Next, 2 g of the above-mentioned crude enzyme galactanase S-2 was added to 1 g of okara (“Proplus SA”, manufactured by Fuji Oil Co., Ltd.).
Five units were added and reacted at pH 10.0 and 40 ° C. for 6 hours.

【0048】反応後100℃で3分間加熱して酵素失活
させ、エタノール150ml加え、沈澱画分を遠心分離
(6000R.P.M.×10分)して除き、上澄を減
圧濃縮し39%の収率でガラクトオリゴ糖を得た。
After the reaction, the enzyme was inactivated by heating at 100 ° C. for 3 minutes, 150 ml of ethanol was added, the precipitated fraction was removed by centrifugation (6000 RPM × 10 minutes), and the supernatant was concentrated under reduced pressure. Galacto-oligosaccharides were obtained in a% yield.

【0049】得られたガラクトオリゴ糖をHPLC(高
速液体クロマトグラフィー)にて下記条件にて分析した
ところ、ガラクトビオース9%、ガラクトトリオース3
3%、ガラクトテトラオース38%、ガラクトペンタオ
ース16%でガラクトースは4%であった。
When the obtained galactooligosaccharide was analyzed by HPLC (high performance liquid chromatography) under the following conditions, galactobiose 9%, galactotriose 3
Galactose was 3%, galactotetraose 38%, galactopentaose 16% and galactose 4%.

【0050】(HPLC条件) カラム:センシューパック(NH2 −1251N)¢
4.6×250mm カラム温度:室温 溶出液:アセトニトリル/水=2/1(V/V ) 流 速:1ml/min 検出器:示差屈折計 比較例1 市販セルラーゼ(Sigma 社製のPenicillium 属起源のも
の)及び市販セルラーゼ(協和醗酵工業〓製Polyporus
属起源のもの)をそれぞれ25単位づつ実施例2と同様
にしてオカラに加え、pH4.5にて6時間反応させ、
オリゴ糖を得た。
(HPLC conditions) Column: Sensepak (NH2-1251N)
4.6 × 250 mm Column temperature: room temperature Eluent: acetonitrile / water = 2/1 (V / V) Flow rate: 1 ml / min Detector: differential refractometer Comparative Example 1 Commercially available cellulase (Sigma, originated from Penicillium genus) ) And commercially available cellulase (Polyporus manufactured by Kyowa Hakko Kogyo Co., Ltd.)
Genus) was added to okara in the same manner as in Example 2 in 25 units each, and reacted at pH 4.5 for 6 hours.
An oligosaccharide was obtained.

【0051】HPLCにより分析した結果、前者は収率
54%、糖としてガラクトースがほぼ100%であっ
た。後者は収率57%、糖はガラクトース44%、ガラ
クトビオース26%、ガラクトトリオース24%、ガラ
クトテトラオース6%であった。 実施例3 β−1,3ガラクタンには作用しない例。
As a result of analysis by HPLC, the former yield was 54%, and galactose as sugar was almost 100%. The latter had a yield of 57% and sugars of 44% galactose, 26% galactobiose, 24% galactotriose and 6% galactotetraose. Example 3 An example in which it does not act on β-1,3 galactan.

【0052】実施例1で得られたガラクタナーゼS−2
をβ−1,3ガラクタン(Sigma 社製)に実施例2の条
件で作用させたが、いずれも分解しなかった。 実施例4 (最適pH及びpH安定性)前記〔酵素活性測定法〕に
より、実施例1で得られたガラクタナーゼS−2の最適
pHを調べた。結果を図1に示す。
Galactanase S-2 obtained in Example 1
Was reacted with β-1,3 galactan (manufactured by Sigma) under the conditions of Example 2, but none of them decomposed. Example 4 (Optimal pH and pH stability) The optimal pH of galactanase S-2 obtained in Example 1 was examined by the above [enzyme activity measurement method]. The results are shown in FIG.

【0053】又、各々のpHで20℃、15時間保持した後
の残存活性を測定してpH安定性を調べた結果を図2に
示す。 実施例5 (最適温度度及び温度安定性)実施例1で得られたガラ
クタナーゼS−2の最適温度及び温度安定性(各温度で
15分間処理した後の残存活性を測定) を前記〔酵素活性
測定法〕により調べた。結果を図3及び図4に示す。 実施例6 実施例1と同様にして得たガラクタナーゼS−2を次記
クロマトグラフィー法により精製し、SDSポリクリル
アミドゲル電気泳動法によりマーカーと共に電気泳動し
たところ図5に各々示すように単一ピークを示した。こ
れよりガラクタナーゼS−2は分子量約4万であること
がわかった。 〔クロマトグラフィー法による精製〕ガラクタナーゼ粗
酵素液5lに硫安80%飽和となるように硫安を加え、生
じた沈澱を7,000R.P.M. ×20分遠心分離して集め、100m
lの水に溶解した。20mMトリス塩酸緩衝液(pH 7.0)に対
して、4℃で24時間透析をした後、同緩衝液で平衡化し
たDEAEセルロファイン( 生化学工業〓製)カラム(Φ4.
6 ×30 cm)にかけ吸着させた。
FIG. 2 shows the results obtained by measuring the residual activity after maintaining at each pH for 15 hours at 20 ° C. and examining the pH stability. Example 5 (Optimum temperature and temperature stability) The optimum temperature and temperature stability of galactanase S-2 obtained in Example 1 (at each temperature)
The residual activity after treatment for 15 minutes was measured) according to the above [enzymatic activity measurement method]. The results are shown in FIGS. Example 6 Galactanase S-2 obtained in the same manner as in Example 1 was purified by the following chromatography method, and electrophoresed together with a marker by SDS polyacrylamide gel electrophoresis. As shown in FIG. One peak was shown. This indicates that galactanase S-2 has a molecular weight of about 40,000. [Purification by Chromatography] Ammonium sulfate was added to 5 l of galactanase crude enzyme solution so as to be 80% saturated with ammonium sulfate, and the resulting precipitate was collected by centrifugation at 7,000 RPM × 20 minutes, and collected by centrifugation.
dissolved in 1 l of water. After dialysis against 20 mM Tris-HCl buffer (pH 7.0) at 4 ° C for 24 hours, a DEAE Cellulofine (Seikagaku Corporation) column (Φ4.
(6 × 30 cm).

【0054】同緩衝液で洗浄した後、同緩衝液と塩化ナ
トリウムを用いたイオン強度 0〜0.7 のリニアグラディ
エント法により溶出を行い、12 mlづつ分取し、前記酵
素活性測定法にて酵素活性を測定して、酵素活性画分を
得た。
After washing with the same buffer solution, elution was carried out by a linear gradient method using the same buffer solution and sodium chloride at an ionic strength of 0 to 0.7. Was measured to obtain an enzyme active fraction.

【0055】この画分を分画分子量が1万以下の限外濾
過膜(アミコン社製)で濃縮し、この酵素液を0.1 MNaC
Lを含む同緩衝液で平衡化したセルロファイン GC 200m
( 生化学工業〓製)カラム( Φ2.0 ×70 cm)にかけ、同
緩衝液で洗浄した後、1.0M NaCLを含む同緩衝液で溶出
し、ガラクタナーゼ活性画分を得た。この酵素液を蒸留
水に対して4 ℃で24時間透析して凍結乾燥して約2mg の
精製酵素を得た。
This fraction was concentrated with an ultrafiltration membrane having a molecular weight cut off of 10,000 or less (manufactured by Amicon).
Cellulofine GC 200m equilibrated with the same buffer containing L
After applying to a column (manufactured by Seikagaku Corporation) with a buffer (Φ2.0 × 70 cm) and washing with the same buffer, the column was eluted with the same buffer containing 1.0 M NaCL to obtain a galactanase active fraction. This enzyme solution was dialyzed against distilled water at 4 ° C. for 24 hours and freeze-dried to obtain about 2 mg of purified enzyme.

【0056】[0056]

【発明の効果】)以上説明したように、本発明により、
(1)β−1,4ガラクタンに作用してガラクトースを殆
ど生成せず高収率でガラクトオリゴ糖を生成する新規な
ガラクタナーゼが可能になり、又、(2)かかるガラクタ
ナーゼを産生する新規微生物が可能になったものであ
る。
As described above, according to the present invention,
(1) A novel galactanase that acts on β-1,4 galactan to produce galacto-oligosaccharides with high yield without producing much galactose, and (2) a novel microorganism that produces such galactanase Is made possible.

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

 "

【図1】」はガラクタナーゼS−2の最適pHを示す図
面である 「
FIG. 1 is a drawing showing the optimal pH of galactanase S-2.

【図2】」はガラクタナーゼS−2のpH安定性を示す
図面である 「
FIG. 2 is a drawing showing the pH stability of galactanase S-2.

【図3】」はガラクタナーゼS−2の最適温度を示す図
面である 「
FIG. 3 is a drawing showing the optimal temperature of galactanase S-2.

【図4】」はガラクタナーゼS−2の温度安定性を示す
図面である 「
FIG. 4 is a drawing showing the temperature stability of galactanase S-2.

【図5】」はガラクタナーゼS−2のSDSポリアクリ
ルアミドゲル電気泳動パターンを示す図面である。
FIG. 5 is a drawing showing an SDS polyacrylamide gel electrophoresis pattern of galactanase S-2.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI (C12N 9/42 C12R 1:07) ──────────────────────────────────────────────────の Continued on front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI (C12N 9/42 C12R 1:07)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】次の酵素学的性質を有するガラクタナーゼ
S−2, a.作用 大豆繊維に作用してガラクトオリゴ糖を生成し単糖(ガ
ラクトース)を殆ど遊離しない。 b.基質特異性 β−1,4ガラクタンに作用するがβ−1,3ガラクタ
ンには作用しない。 c.作用pHは9〜12。 d.作用温度は30〜60℃。 e.最適pHが10.0。 f.pH安定性が4〜12。 g.温度安定性が50℃未満。 h.最適温度が50℃。 i.分子量が4万。
1. Galactanase S-2 having the following enzymatic properties: a. Action It acts on soybean fiber to produce galactooligosaccharides and hardly releases monosaccharides (galactose). b. Substrate specificity It acts on β-1,4 galactan but not β-1,3 galactan. c. Working pH is 9-12. d. Working temperature is 30-60 ° C. e. The optimum pH is 10.0. f. pH stability is 4-12. g. Temperature stability is less than 50 ° C. h. The optimal temperature is 50 ° C. i. The molecular weight is 40,000.
【請求項2】バチルス属に属しガラクタナーゼを産生す
る次の菌学的性質を有するバチルスエスピーS−2(微
工研菌寄第11229号)。 a.生理学的性質等 (1)脱窒素反応が陰性。 (2)グルコースからのガス発生性が陽性。 (3)クエン酸の利用においてコーサ培地は陰性。 (4)生育のpH範囲が7.5〜10。 b.嫌気的生育が陽性、VPテストが陰性、カゼイン加水
分解が陰性。 c.硝酸塩の還元が陰性。
2. Bacillus sp. S-2 belonging to the genus Bacillus and producing galactanase and having the following mycological properties (Microtechnical Laboratories No. 11229). a. Physiological properties (1) Denitrification reaction is negative. (2) Positive gas generation from glucose. (3) The use of citric acid was negative for the Cosa medium. (4) The pH range for growth is 7.5-10. b. Positive anaerobic growth, negative VP test, negative casein hydrolysis. c. Nitrate reduction is negative.
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