JP3014950B2 - Method for producing trehalose - Google Patents

Method for producing trehalose

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JP3014950B2
JP3014950B2 JP7232458A JP23245895A JP3014950B2 JP 3014950 B2 JP3014950 B2 JP 3014950B2 JP 7232458 A JP7232458 A JP 7232458A JP 23245895 A JP23245895 A JP 23245895A JP 3014950 B2 JP3014950 B2 JP 3014950B2
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maltose
phosphorylase
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雅浩 吉田
信之 中村
弘毅 掘越
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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、酵素法によるトレ
ハロース(O-α-D-glucopyranosyl-(1→1)-D-glucopyra
noside)の新規な製造方法に関する。更に詳しくは、プ
レシオモナス(Plesiomonas) 属に属する新規微生物由来
の新規なマルトースホスホリラーゼおよびトレハロース
ホスホリラーゼを用いたトレハロースの製造方法に関す
る。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to trehalose (O-α-D-glucopyranosyl- (1 → 1) -D-glucopyra) obtained by an enzymatic method.
Noside). More specifically, the present invention relates to a novel maltose phosphorylase derived from a novel microorganism belonging to the genus Plesiomonas and a method for producing trehalose using trehalose phosphorylase.

【0002】[0002]

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】トレ
ハロースは、凍結あるいは乾燥時に細胞や細胞内物質を
保護する作用を有しており、医薬、化粧品、食品等に保
存、安定剤等としての役割が期待されている物質であ
る。そこで、トレハロースを工業的に生産する多くの試
みがなされてきた。これらの技術は大別して三つに分類
する事ができる。その一つはトレハロースを菌体内に蓄
積する性質を有する微生物から該物質を抽出精製する方
法である〔ジャーナル・オブ・アメリカン・ケミカル・
ソサエテー(J.Am.Chem.Soc.)72巻,2059頁、1950年、ド
イツ特許第266584号、特開平3−130084
号、特開平5−91890号、特開平5−184353
号、特開平5−292986号〕。この方法は、微生物
の培養工程、微生物の分離工程、微生物からのトレハロ
ースの抽出工程、抽出したトレハロースの精製結晶化工
程から構成されており、製造工程が非常に煩雑である。
しかも、トレハロースの生産性も他の方法に比較して少
ないばかりでなく、多量の微生物抽出残査が廃棄物とし
て発生する事から経済的に効率の良い方法とは言えなか
った。
2. Description of the Related Art Trehalose has the effect of protecting cells and intracellular substances during freezing or drying, and serves as a preservative and stabilizer for medicines, cosmetics, foods and the like. Is a substance that is expected. Thus, many attempts have been made to industrially produce trehalose. These techniques can be broadly classified into three categories. One of them is a method of extracting and purifying trehalose from a microorganism having a property of accumulating trehalose in the cells [Journal of American Chemical.
J. Am. Chem. Soc. 72, 2059, 1950, German Patent No. 266584, JP-A-3-1300084
JP-A-5-91890, JP-A-5-184353
No. JP-A-5-292986]. This method comprises a microorganism culturing step, a microorganism separating step, a trehalose extraction step from the microorganism, and a purification and crystallization step of the extracted trehalose, and the production step is very complicated.
In addition, the trehalose productivity is not only low compared to other methods, but also a large amount of microorganism extraction residue is generated as waste, so that it cannot be said to be an economically efficient method.

【0003】また、他の方法として、トレハロースを菌
体外(培地中)に生産する微生物が検索され、ブレビバ
クテリウム(Brevibacterium)属やコリネバクテリウム(C
orynebacterium) 属等の微生物を培養してトレハロース
を菌体外(培地中)に生産させる発酵法が開発されてい
る〔特開平5−211882号〕。しかしながら、本方
法においてもトレハロースの培地中への蓄積率は約3%
(w/v)程度と低収率であることから工業的規模でト
レハロースを大量生産するためには大容量の発酵槽とそ
れに見合う精製設備が必要であり経済的に問題がある。
しかも、本方法においても精製したトレハロースを得る
ためには除菌操作が必要とされるばかりでなく、培養時
に使用菌株が生産するトレハロース以外の夾雑物あるい
は培地成分等の除去に煩雑な工程を必要としている。
As another method, microorganisms that produce trehalose extracellularly (in a culture medium) have been searched, and Brevibacterium and Corynebacterium (C) have been identified.
A fermentation method has been developed in which a microorganism of the genus Orynebacterium) or the like is cultured to produce trehalose outside the cells (in the medium) (Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-218882). However, also in this method, the accumulation rate of trehalose in the medium is about 3%.
Since the yield is as low as about (w / v), mass production of trehalose on an industrial scale requires a large-capacity fermenter and a corresponding purification equipment, which is economically problematic.
In addition, in this method, not only the eradication operation is required to obtain purified trehalose, but also complicated steps are required for removing contaminants other than trehalose or medium components produced by the strain used during culture. And

【0004】一方、これら発酵法の種々の問題点を一挙
に解決する方法として酵素法が既に開発されている。こ
れには、微生物由来のマルトースホスホリラーゼ(Malto
se:orthophosphate β-D-glucosyltransferase) と藻類
由来のトレハロースホスホリラーゼ( α, α-Trehalos
e:orthophosphate β-D-glucosyltransferase) を燐酸
存在下でマルトースに作用させてトレハロースを生産す
る方法(特許第1513517号、Agri.Biol.Chem.,49
巻, 2113頁, 1985年) 、および細菌由来のシュークロー
ズホスホリラーゼ(Sucrose:orthophosphate α-D-gluco
syltransferase)と担子菌由来のトレハロースホスホリ
ラーゼ( α, α-Trehalosep:orthophosphateα-D-gluco
syltransferase) を燐酸存在下で蔗糖に作用させてトレ
ハロースを得る方法(平成6年度日本農芸化学会大会講
演要旨集、3Ra14)とが報告されている。
On the other hand, an enzymatic method has already been developed as a method for solving all of the various problems of the fermentation method at once. This includes maltose phosphorylase from microorganisms (Malto
se: orthophosphate β-D-glucosyltransferase) and algal trehalose phosphorylase (α, α-Trehalos
e: orthophosphate β-D-glucosyltransferase) on maltose in the presence of phosphoric acid to produce trehalose (Patent No. 1513517, Agri. Biol. Chem., 49).
Volume, 2113, 1985), and bacterial sucrose phosphorylase (Sucrose: orthophosphate α-D-glucose).
syltransferase) and basidiomycete-derived trehalose phosphorylase (α, α-Trehalosep: orthophosphate α-D-glucose
syltransferase) on sucrose in the presence of phosphoric acid to obtain trehalose (Abstracts of the 2006 Annual Meeting of the Japanese Society of Agricultural Chemistry, 3Ra14).

【0005】これらの方法によればマルトースあるいは
蔗糖から60〜70%の高い収率でトレハロースが生成
する事が報告されている。また、本方法は使用する原料
が精製された高純度の糖質であることから、酵素反応に
より得られるトレハロースの精製も容易であり、他の方
法に比較して工業的に有利な方法と考えられている。し
かしながら、これらの方法においても使用される酵素、
特に、トレハロースホスホリラーゼの供給源はユーグレ
ナやマイタケなどのように藻類や担子菌であり、これら
から酵素を生産するためには経済的な問題ばかりでなく
技術的にも困難な点があった。しかも、得られるトレハ
ロースホスホリラーゼやこれに組み合わせて用いられる
シュークローズホスホリラーゼやマルトースホスホリラ
ーゼはそれぞれの酵素の至適pH領域が大きく異なるた
めに組み合わせて使用する際のpH管理が非常に困難で
あるばかりでなく、温度に対する安定性も非常に低く、
トレハロースの生成反応は25〜37℃程度の低温下で
しか行えなかった。このことは解放型の反応槽を用いて
行われる酵素反応時に雑菌汚染が起こることを示唆して
おり、これによる副次的な反応を防止するために厳密な
衛生管理を必要とする等の欠点を有している。さらに
は、これら公知の酵素を組み合わせて用いる場合、これ
らの酵素の有する基質濃度依存性の為に高濃度の原料が
使用出来なかった。この為、この方法も経済的に効率の
良い方法とは言えなかった。
According to these methods, it has been reported that trehalose is produced from maltose or sucrose in a high yield of 60 to 70%. In addition, since the method used is a purified high-purity saccharide, the trehalose obtained by the enzymatic reaction is easily purified, and is considered to be an industrially advantageous method as compared with other methods. Have been. However, the enzymes used in these methods,
In particular, sources of trehalose phosphorylase are algae and basidiomycetes, such as Euglena and Maitake, and producing enzymes from these has not only been an economic problem but also technically difficult. In addition, the obtained trehalose phosphorylase and the sucrose phosphorylase and maltose phosphorylase used in combination with the trehalose phosphorylase are extremely difficult to control pH when used in combination because the optimal pH range of each enzyme is greatly different. , Very low temperature stability,
The trehalose formation reaction could only be performed at a low temperature of about 25 to 37 ° C. This suggests that microbial contamination may occur during the enzymatic reaction performed using the open-type reaction tank, which requires strict hygiene control to prevent secondary reactions. have. Furthermore, when these known enzymes are used in combination, a high-concentration raw material cannot be used because of the substrate concentration dependence of these enzymes. For this reason, this method was not economically efficient.

【0006】以上のことから、製造および精製が容易
で、高い熱安定性を有し、基質濃度依存性が無い新たな
マルトースホスホリラーゼおよびトレハロースホスホリ
ラーゼを見出すことができれば、安易に且つ大量に入手
できるマルトースを原料として高収率でしかも容易に且
つ効率よくトレハロースを製造することができる。
[0006] From the above, if a new maltose phosphorylase and trehalose phosphorylase which are easy to produce and purify, have high thermostability and do not depend on the substrate concentration can be found, maltose which can be easily obtained in large quantities can be obtained. Trehalose can be easily and efficiently produced in a high yield from the starting material.

【0007】そこで、本発明の目的は、上記の各種条件
を満足する新規なマルトースホスホリラーゼおよびトレ
ハロースホスホリラーゼを用い、かつ基質としてマルト
ースを用いて、比較的高い温度及び比較的高い基質濃度
での酵素反応が可能であり、かつpHの調整が容易であ
るトレハロースの製造方法を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide an enzyme reaction at a relatively high temperature and a relatively high substrate concentration using a novel maltose phosphorylase and trehalose phosphorylase satisfying the above various conditions and using maltose as a substrate. It is an object of the present invention to provide a method for producing trehalose, which is capable of adjusting pH and easily adjusting pH.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、工業的に
使用するためのマルトースホスホリラーゼおよびトレハ
ロースホスホリラーゼが具備すべきこれらの諸性質を有
する酵素を生産する能力を持つ微生物を得るべくして広
く天然界を検索した。その結果、プレシオモナス属に属
する新規な微生物から新規なマルトースホスホリラーゼ
およびトレハロースホスホリラーゼを得、このマルトー
スホスホリラーゼおよびトレハロースホスホリラーゼを
用いることで、上記目的が達せられることを見出し本発
明を完成せしめたものである。
Means for Solving the Problems The present inventors have attempted to obtain a microorganism capable of producing an enzyme having these properties required for maltose phosphorylase and trehalose phosphorylase to be used industrially. I searched the natural world widely. As a result, novel maltose phosphorylase and trehalose phosphorylase were obtained from a novel microorganism belonging to the genus Plesiomonas, and by using these maltose phosphorylase and trehalose phosphorylase, it was found that the above object was achieved, and the present invention was completed. .

【0009】即ち、本発明は、以下に示す理化学的性質
を有するマルトースホスホリラーゼ及びトレハロースホ
スホリラーゼを燐酸の存在下でマルトースに作用させる
ことを特徴とするトレハロースの製造方法に関する。マルトースホスホリラーゼ (イ)作用:マルトース中のα−1,4−グルコピラノ
シド結合を燐酸存在下で可逆的に加燐酸分解し、グルコ
ースおよびβ−D−グルコース1−燐酸を生成する。 (ロ)基質特異性(分解反応):マルトースに作用し、
他の二糖類に作用しない。 (ハ)至適pHおよび安定pH範囲:分解反応の至適p
Hは7.0〜7.5であり、合成反応の至適pHは6.
0である。50℃、10分間の加熱条件下ではpH5.
5〜7.0の範囲内で安定である。 (ニ)温度に対する安定性:pH6.0、15分間の加
熱条件下では45℃まで安定である。 (ホ)作用適温の範囲:50℃近傍に分解反応の至適作
用温度を有し、合成反応の作用適温は50〜55℃であ
る。 (ヘ)失活条件:50℃、10分間の加熱条件下ではp
H5.0および8.0で完全に失活する。また、pH
6.0、15分間の処理では55℃で完全に失活する。 (ト)阻害:銅、水銀、カドミウム、亜鉛、N−ブロモ
サクシニイミド、p−クロロマーキュリベンゾエイト、
ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムで阻害される。 (チ)アイソエレクトロフォーカシング法による等電
点:3.8 (リ)SDSポリアクリルアミド電気泳動法による分子
量:約92,000(ゲル濾過法による分子量は約20
0,000であり、2ケのサブユニットから構成されて
いる)。
That is, the present invention relates to a method for producing trehalose, which comprises reacting maltose and trehalose phosphorylase having the following physicochemical properties with maltose in the presence of phosphoric acid. Maltose phosphorylase (a) action: reversibly phosphorolytically decomposes α-1,4-glucopyranoside bond in maltose in the presence of phosphoric acid to produce glucose and β-D-glucose 1-phosphate. (B) Substrate specificity (decomposition reaction): acts on maltose,
Does not act on other disaccharides. (C) Optimum pH and stable pH range: optimal p for decomposition reaction
H is from 7.0 to 7.5, and the optimum pH for the synthesis reaction is 6.
0. Under heating conditions of 50 ° C. for 10 minutes, pH5.
It is stable within the range of 5-7.0. (D) Stability to temperature: Stable up to 45 ° C. under heating conditions of pH 6.0 and 15 minutes. (E) Range of suitable temperature for operation: The optimum temperature for the decomposition reaction is around 50 ° C, and the optimum temperature for the synthesis reaction is 50 to 55 ° C. (F) Deactivation condition: p under heating conditions of 50 ° C. for 10 minutes
Completely inactivated at H5.0 and 8.0. Also, pH
It is completely inactivated at 55 ° C in the treatment for 6.0 and 15 minutes. (G) Inhibition: copper, mercury, cadmium, zinc, N-bromosuccinimide, p-chloromercurybenzoate,
Inhibited by sodium dodecylbenzenesulfonate. (H) Isoelectric focusing by isoelectrofocusing method: 3.8 (ii) Molecular weight by SDS polyacrylamide electrophoresis: about 92,000 (molecular weight by gel filtration is about 20
0000, and is composed of two subunits).

【0010】トレハロースホスホリラーゼ (イ)作用:トレハロース中のα−1,1−グルコピラ
ノシド結合を燐酸存在下で可逆的に加燐酸分解し、グル
コースおよびβ−D−グルコース1−燐酸を生成する。 (ロ)基質特異性(分解反応):トレハロースに作用
し、他の二糖類に作用しない。 (ハ)至適pHおよび安定pH範囲:分解および合成反
応の至適pHは7.0である。50℃、10分間の加熱
条件下ではpH6.0〜9.0の範囲内である。 (ニ)温度に対する安定性:pH7.0、15分間の加
熱条件下では50℃まで安定である。 (ホ)作用適温の範囲:分解反応及び、合成反応の作用
適温は50〜55℃である。 (ヘ)失活条件:50℃、10分間の加熱条件下ではp
H5.0および9.5で完全に失活する。また、pH
7.0、15分間の処理では55℃で完全に失活する。 (ト)阻害:銅、水銀、カドミウム、亜鉛、N−ブロモ
サクシニイミド、p−クロロマーキュリベンゾエイトで
阻害される。 (チ)アイソエレクトロフォーカシング法による等電
点:4.5 (リ)SDSポリアクリルアミド電気泳動法による分子
量:約88,000(ゲル濾過法による分子量は約20
0,000であり、2ケのサブユニットから構成されて
いる)。 以下本発明について説明する。
Trehalose phosphorylase (a) action: Reversibly phosphorolytically decomposes the α-1,1-glucopyranoside bond in trehalose to produce glucose and β-D-glucose 1-phosphate. (B) Substrate specificity (decomposition reaction): It acts on trehalose and does not act on other disaccharides. (C) Optimum pH and stable pH range: The optimum pH for the decomposition and synthesis reactions is 7.0. Under heating conditions of 50 ° C. for 10 minutes, the pH is in the range of 6.0 to 9.0. (D) Temperature stability: stable up to 50 ° C. under heating conditions of pH 7.0 and 15 minutes. (E) Range of suitable temperature for operation: The suitable temperature for the decomposition reaction and the synthesis reaction is 50 to 55 ° C. (F) Deactivation condition: p under heating conditions of 50 ° C. for 10 minutes
Completely inactivated at H5.0 and 9.5. Also, pH
It is completely inactivated at 55 ° C. in the treatment for 7.0 and 15 minutes. (G) Inhibition: Inhibited by copper, mercury, cadmium, zinc, N-bromosuccinimide, p-chloromercurybenzoate. (H) Isoelectric focusing by isoelectrofocusing method: 4.5 (i) Molecular weight by SDS polyacrylamide electrophoresis: about 88,000 (molecular weight by gel filtration is about 20
0000, and is composed of two subunits). Hereinafter, the present invention will be described.

【0011】本発明で用いる2種の酵素は、本発明者ら
により新たに見出された菌株に由来する。この新規菌株
は、本発明者等により静岡県富士市田子の浦海岸の汚泥
中から新たに単離されたものである。この菌株は、バー
ジェーズ・マニュアル・オブ・デターミネイティブ・バ
クテオロジー(Bergey's Mannual of Determinative Bac
teriolgy) 、第8版、第1巻に従って同定すると、単離
した菌株の菌学的諸性質を以下の表1に示しているよう
に、プレシオモナス(Pleseiomonas)属に属し、P.shigel
loidesの類縁菌と同定された。しかしながら、VPテス
トおよびウレアーゼテストが陽性であること、並びに、
D−マンノース、D−ガラクトース、L−アラビノー
ス、D−フラクトースを資化出来ること、並びに、pH
9のアルカリ性条件下でも生育出来る点において記載内
容と相違しており、しかも、トレハロースホスホリラー
ゼとマルトースホスホリラーゼの両酵素を菌体内および
培地中(菌体外)に生成・蓄積する点で既知菌株とは大
幅に異なる。なお、上記菌株プレシオモナスSH−35
は工業技術院生命工学工業技術研究所に条寄第5144
号(FERM BP-5144)として寄託している。
The two enzymes used in the present invention are derived from a strain newly discovered by the present inventors. This new strain was newly isolated by the present inventors from sludge on the Tago-no-Ura coast in Fuji City, Shizuoka Prefecture. This strain is known as Bergey's Mannual of Determinative Bac
teriolgy), identified in accordance with the 8th edition, volume 1, the mycological properties of the isolated strain belonged to the genus Pleseiomonas, as shown in Table 1 below.
loides were identified as related bacteria. However, the VP test and urease test are positive, and
D-mannose, D-galactose, L-arabinose, D-fructose can be assimilated, and pH
9 differs from the description in that it can grow even under alkaline conditions, and is different from the known strains in that both trehalose phosphorylase and maltose phosphorylase are produced and accumulated in the cells and in the medium (extracellular). Significantly different. In addition, the above strain Plesiomonas SH-35
Is with the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology.
No. (FERM BP-5144).

【0012】[0012]

【表1】 [Table 1]

【0013】上記の新菌株は次のようにしてスクリーニ
ングした。まず、採取海岸汚泥を整理食塩水に懸濁し、
該懸濁液1滴を以下の組成の寒天培地に塗沫した。使用
した寒天平板培地は寒天2%(w/v)、トレハロース
またはマルトース1%、ポリペプトン0.5%、酵母エ
キス0.5%、燐酸二カリウム0.1%、硫酸マグネシ
ウム・七水塩0.02%を含有する。かくして、寒天平
板を37℃にて好気的に培養し、平板上に現れた各コロ
ニーを得、各々のコロニーを寒天を除いた上記組成の液
体培地中で37℃にて24〜72時間、180r.p.
m.で振盪培養した。次いで、各培養液を12,000
×gにて10分間、4℃で遠心分離し菌体と上澄液とに
分離した。かくして得られた菌体は少量の0.1M燐酸
緩衝液(7.0)に菌体を懸濁させ、以下に述べる方法
で活性を測定した。その結果、上記のような菌学的諸特
性を有する菌株を分離できた。
The above-mentioned new strain was screened as follows. First, suspending the collected coastal sludge in the saline solution,
One drop of the suspension was spread on an agar medium having the following composition. The agar plate medium used was agar 2% (w / v), trehalose or maltose 1%, polypeptone 0.5%, yeast extract 0.5%, dipotassium phosphate 0.1%, magnesium sulfate heptahydrate 0. Contains 02%. Thus, the agar plate was cultured aerobically at 37 ° C. to obtain each colony that appeared on the plate, and each colony was cultured at 37 ° C. for 24 to 72 hours in a liquid medium having the above composition without agar. 180r. p.
m. With shaking. Then, each culture was added to 12,000
The cells were centrifuged at 4 ° C for 10 minutes at × g to separate the cells from the supernatant. The cells thus obtained were suspended in a small amount of 0.1 M phosphate buffer (7.0), and the activity was measured by the method described below. As a result, strains having the above-mentioned mycological characteristics could be isolated.

【0014】上記の新規な微生物は、新規なマルトース
ホスホリラーゼおよびトレハロースホスホリラーゼを生
産する菌である。次に、これらの酵素の製造方法につい
て説明する。上記の微生物(FERM P-14465)を適当な培地
に接種し、培養する。培養は、該菌体の生育温度の観点
から、25〜42℃の温度範囲とし、15〜70時間好
気的に培養することが適当である。上記の微生物を培養
することにより、本発明で用いるトレハロースホスホリ
ラーゼおよび/またはマルトースホスホリラーゼが生成
する。生成する酵素の大部分は菌体内に蓄積され、一部
分は菌体外(培地中)に蓄積される。そこで、菌体内あ
るいは菌体外(培地中)に生成蓄積されたマルトースホ
スホリラーゼおよび/またはトレハロースホスホリラー
ゼを採取する。また、上記培養は、バッチ式、連続式の
いずれによっても実施することができる。
The above-mentioned novel microorganism is a bacterium which produces novel maltose phosphorylase and trehalose phosphorylase. Next, a method for producing these enzymes will be described. The above microorganism (FERM P-14465) is inoculated into an appropriate medium and cultured. From the viewpoint of the growth temperature of the cells, the cultivation is suitably performed at a temperature in the range of 25 to 42 ° C. and aerobically cultured for 15 to 70 hours. By culturing the above microorganism, trehalose phosphorylase and / or maltose phosphorylase used in the present invention are produced. Most of the produced enzyme is accumulated in the cells, and a part is accumulated outside the cells (in the medium). Then, maltose phosphorylase and / or trehalose phosphorylase produced and accumulated in the cells or outside the cells (in the medium) are collected. The culturing can be carried out by either a batch system or a continuous system.

【0015】上記培養に用いる培地について説明する。
炭素源としては、トレハロースやマルトースおよびこれ
らを含有する糖質を用いることができる。窒素源には各
種有機および無機の窒素化合物を用い、さらに培地は各
種の無機塩をさらに含むことができる。炭素源としてト
レハロースもしくは該物質を含有する糖質を用いると、
本発明の微生物はトレハロースホスホリラーゼを優先的
に生産する。また、マルトースもしくは該物質を含有す
る糖質を炭素源として用いると、本発明の微生物はマル
トースホスホリラーゼおよびトレハロースホスホリラー
ゼを同時に生産する。但し、この場合、トレハロースホ
スホリラーゼの生産量は、炭素源としてトレハロースを
用いた場合に比べれば、少なくなる傾向がある。さら
に、炭素源としてトレハロースとマルトースの両者又は
これらの物質を含有する糖質を用いると、トレハロース
ホスホリラーゼとマルトースホスホリラーゼとを同時に
生産させることができ、トレハロースとマルトースの量
を制御することで、トレハロースホスホリラーゼとマル
トースホスホリラーゼの生成割合をコントロールするこ
ともできる。
The medium used for the above culture will be described.
As the carbon source, trehalose, maltose, and saccharides containing these can be used. Various organic and inorganic nitrogen compounds are used as the nitrogen source, and the medium can further contain various inorganic salts. When trehalose or a saccharide containing the substance is used as a carbon source,
The microorganism of the present invention produces trehalose phosphorylase preferentially. When maltose or a saccharide containing the substance is used as a carbon source, the microorganism of the present invention simultaneously produces maltose phosphorylase and trehalose phosphorylase. However, in this case, the production amount of trehalose phosphorylase tends to be smaller than when trehalose is used as a carbon source. Furthermore, when both trehalose and maltose or a saccharide containing these substances is used as a carbon source, trehalose phosphorylase and maltose phosphorylase can be produced simultaneously, and by controlling the amounts of trehalose and maltose, trehalose phosphorylase can be obtained. And maltose phosphorylase production ratio can also be controlled.

【0016】また、窒素源にはコーンスチープリカー、
大豆粕、あるいは各種ペプトン類等の有機窒素源、そし
て硫安、硝安、燐安、尿素等の無機窒素源などの一般に
微生物の培養に用いられている安価な化合物が使用可能
である。なお、尿素や有機窒素源は炭素源にもなること
はいうまでもない。
Also, corn steep liquor is used as a nitrogen source,
Inexpensive compounds generally used for culturing microorganisms such as soybean meal, an organic nitrogen source such as various peptones, and an inorganic nitrogen source such as ammonium sulfate, ammonium nitrate, phosphorus phosphorus, and urea can be used. It goes without saying that urea and organic nitrogen sources can also be carbon sources.

【0017】上記微生物の培養において使用するのに適
した培地としては、例えば、トレハロースホスホリラー
ゼを優先的に生産したい場合には、トレハロース1〜2
%(w/v)、酵母エキス2%、燐酸アンモニウム0.
15%、尿素0.15%、食塩1%、燐酸二カリウム
0.1%、硫酸マグネシウム・七水塩0.02%および
炭酸カルシウム0.2%を含むpH7.0〜7.5の液
体培地を用いることが適当である。また、マルトースホ
スホリラーゼとトレハロースホスホリラーゼを同時に生
産したい場合には、マルトース1〜2%(w/v)、ポ
リペプトンS(日本製薬製)2〜3%、燐酸アンモニウ
ム0.15%、尿素0.15%、食塩1%、燐酸二カリ
ウム0.1%、硫酸マグネシウム・七水塩0.02%お
よび炭酸カルシウム0.2%を含む液体培地を用いるこ
とが適当である。尚、前記のように、マルトースを炭素
源として用いるとマルトースホスホリラーゼばかりでな
く、トレハロースホスホリラーゼもある程度の量生産さ
れる。従って、本発明で用いるトレハロース生産用の粗
酵素(マルトースホスホリラーゼとトレハロースホスホ
リラーゼとの混合物)を得るには、マルトースを炭素源
として用いことが便利かつ経済的である。
As a medium suitable for use in culturing the microorganism, for example, when preferentially producing trehalose phosphorylase, trehalose 1-2
% (W / v), yeast extract 2%, ammonium phosphate 0.1%.
Liquid medium of pH 7.0-7.5 containing 15%, urea 0.15%, salt 1%, dipotassium phosphate 0.1%, magnesium sulfate heptahydrate 0.02% and calcium carbonate 0.2% It is appropriate to use When it is desired to simultaneously produce maltose phosphorylase and trehalose phosphorylase, maltose 1-2% (w / v), polypeptone S (manufactured by Nippon Pharmaceutical) 2-3%, ammonium phosphate 0.15%, urea 0.15% It is appropriate to use a liquid medium containing sodium chloride, 1%, dipotassium phosphate 0.1%, magnesium sulfate heptahydrate 0.02% and calcium carbonate 0.2%. As described above, when maltose is used as a carbon source, not only maltose phosphorylase but also trehalose phosphorylase is produced in a certain amount. Therefore, in order to obtain a crude enzyme (a mixture of maltose phosphorylase and trehalose phosphorylase) for trehalose production used in the present invention, it is convenient and economical to use maltose as a carbon source.

【0018】上記培養において、各酵素は、培養菌体内
又は培養上清中に蓄積される。本発明の製造方法では、
菌体内の酵素を、菌体ごと粗酵素として用いることがで
きる。さらに、菌体から菌体を破砕等した後に酵素を抽
出することで得た粗酵素を用いることもできる。さら
に、菌体外の培養上清中にも酵素は含まれており、菌体
を分離した残りの培養液を粗酵素含有液として利用する
こともできる。さらに、これらの粗酵素は、エタノー
ル、アセトン、イソプロパノール等による溶媒沈澱法、
硫安分画法、イオン交換クロマトグラフィー、ゲル濾過
クロマトグラフィー等の通常の方法を用いて、精製した
後に、本発明の製造方法に用いることもできる。尚、マ
ルトースホスホリラーゼとトレハロースホスホリラーゼ
とは、両者の等電点が異なることから、陰イオン交換ク
ロマトグラフィーにより分離することができる。マルト
ースホスホリラーゼ及びトレハロースホスホリラーゼ
は、それぞれ粗酵素又は精製酵素として利用することが
できる。さらに、両酵素の活性を有する菌体および該菌
体を適当な担体に包括、吸着あるいは化学的に結合させ
た固定化菌体を使用することも可能である。さらには、
各酵素を公知の方法で固定化させた固定化酵素として使
用することもできる。例えば、菌体をアルギン酸やκ−
カラギーナンで固定したり、或いは抽出酵素を陰イオン
交換樹脂に吸着させたものを用いることができる。
In the above culture, each enzyme is accumulated in the culture cells or in the culture supernatant. In the production method of the present invention,
Enzymes in the cells can be used as crude enzymes together with the cells. Further, a crude enzyme obtained by crushing the cells from the cells and extracting the enzyme can also be used. Further, the enzyme is also contained in the culture supernatant outside the cells, and the remaining culture solution obtained by separating the cells can be used as a crude enzyme-containing solution. Furthermore, these crude enzymes are subjected to a solvent precipitation method using ethanol, acetone, isopropanol, or the like,
It can also be used in the production method of the present invention after purification using ordinary methods such as ammonium sulfate fractionation, ion exchange chromatography, gel filtration chromatography and the like. Since maltose phosphorylase and trehalose phosphorylase have different isoelectric points, they can be separated by anion exchange chromatography. Maltose phosphorylase and trehalose phosphorylase can be used as crude enzymes or purified enzymes, respectively. Further, it is also possible to use cells having the activity of both enzymes and immobilized cells obtained by entrapping, adsorbing or chemically binding the cells in a suitable carrier. Moreover,
Each enzyme can be used as an immobilized enzyme immobilized by a known method. For example, cells can be transformed into alginic acid or κ-
It can be immobilized with carrageenan, or a product obtained by adsorbing an extraction enzyme to an anion exchange resin.

【0019】このようにして得られる酵素は、前記の理
化学的性質を有するマルトースホスホリラーゼ及びトレ
ハロースホスホリラーゼである。これらの酵素の活性測
定は、前記のプレシオモナスSH−35株がマルトース
やトレハロースを加水分解するα−グルコシダーゼ(マ
ルターゼ)、グルコアミラーゼ、トレハラーゼ等を生産
しないので、加燐酸分解反応の測定にはそれぞれマルト
ースあるいはトレハロースを基質とし、燐酸塩存在下で
酵素反応させて生成するグルコースをグルコースオキシ
ダーゼ法で測定する簡便法が適用可能である。また、合
成反応はβ−D−グルコース1燐酸とグルコースの混合
液を基質とし、酵素反応により生成する無機燐酸を常法
により測定することで可能である。
The enzymes thus obtained are maltose phosphorylase and trehalose phosphorylase having the above-mentioned physicochemical properties. The activity of these enzymes is determined by the above-mentioned Plesiomonas strain SH-35, which does not produce α-glucosidase (maltase), glucoamylase, trehalase, or the like that hydrolyzes maltose or trehalose. A simple method in which maltose or trehalose is used as a substrate and glucose produced by an enzymatic reaction in the presence of phosphate is measured by a glucose oxidase method is applicable. The synthesis reaction can be performed by using a mixed solution of β-D-glucose monophosphate and glucose as a substrate and measuring the inorganic phosphoric acid generated by the enzymatic reaction by a conventional method.

【0020】酵素活性測定法(1)分解反応: 50mMの燐酸緩衝液(pH7)に溶
解させた20mMのマルトースもしくはトレハロース溶
液0.5mlに酵素液0.01mlを添加し、50℃で
15分間反応させた後、沸騰水浴中で3分間加熱して酵
素反応を止める。次いで、流水中で冷却した後、生成し
たグルコースをグルコースオキシダーゼ法(和光純薬工
業(株)製、グルコースC−IIテスト・ワコー)で測定
する。ここで1単位の酵素活性は同条件下で1分間に1
μmole(マイクロモル)のグルコースを生成する酵
素量とする。(2)合成反応: 70mMのヘペス(HEPES)緩衝
液(pH7.0)に溶解させた27mMのβ−D−グル
コース1燐酸Na塩と同濃度のグルコースとの混合溶液
0.15mlに0.05mlの酵素液を添加し、50℃
で15分間反応させた後、沸騰水浴中で2分間加熱して
酵素活性を止める。ついで、生成した無機燐酸を和光純
薬工業(株)製ピーテストワコーを用いて測定する。こ
こで1単位の酵素活性は同上条件下で1分間に1マイク
ロモル(μmole)の無機燐酸を生成する酵素量とす
る。
Enzyme activity measurement method (1) Decomposition reaction: 0.01 ml of the enzyme solution was added to 0.5 ml of a 20 mM maltose or trehalose solution dissolved in a 50 mM phosphate buffer (pH 7) and reacted at 50 ° C. for 15 minutes. After that, the enzyme reaction is stopped by heating for 3 minutes in a boiling water bath. Next, after cooling in running water, the produced glucose is measured by a glucose oxidase method (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., glucose C-II test Wako). Here, one unit of enzyme activity is 1 minute per minute under the same conditions.
It is defined as the amount of enzyme that produces μmole (micromoles) of glucose. (2) Synthesis reaction: 0.05 ml in 0.15 ml of a mixed solution of 27 mM β-D-glucose monophosphate Na salt dissolved in 70 mM HEPES buffer (pH 7.0) and glucose of the same concentration Add enzyme solution at 50 ℃
, And then heated in a boiling water bath for 2 minutes to stop the enzyme activity. Next, the produced inorganic phosphoric acid is measured using P-test Wako manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Here, one unit of enzyme activity is defined as the amount of enzyme that produces 1 micromol (μmole) of inorganic phosphoric acid per minute under the same conditions.

【0021】本発明の製造方法は、前記2種の酵素を燐
酸の存在下でマルトースに作用させるものである。燐酸
は、マルトースが加燐酸分解されるために必要であり、
反応液中0.1〜500ミリモル/リットル、好ましく
は5〜10ミリモル/リットルの濃度範囲とすることが
適当である。燐酸としては、例えば、オルト燐酸、燐酸
ナトリウム、燐酸カリウム、燐酸2水素ナトリウム、燐
酸2水素カリウム等の無機燐酸及びその塩等を用いるこ
とができる。また、基質としては、マルトースを用い
る。但し、マルトースは、精製品であっても、或いはマ
ルトースを含有する糖質であってもよい。マルトース濃
度は、操作し易い粘度の溶液、及び仕込み1回当たりの
収量即ち経済性という観点から、10〜600g/リッ
トル、好ましくは200〜400g/リットルの範囲と
することが適当である。
In the production method of the present invention, the two enzymes are allowed to act on maltose in the presence of phosphoric acid. Phosphoric acid is necessary for maltose to undergo phosphorolysis,
It is appropriate that the concentration is in the range of 0.1 to 500 mmol / L, preferably 5 to 10 mmol / L in the reaction solution. As the phosphoric acid, for example, inorganic phosphoric acid such as orthophosphoric acid, sodium phosphate, potassium phosphate, sodium dihydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate, and salts thereof can be used. Maltose is used as a substrate. However, maltose may be a purified product or a sugar containing maltose. The maltose concentration is suitably in the range of 10 to 600 g / l, preferably 200 to 400 g / l, from the viewpoints of a solution having a viscosity that is easy to operate and the yield per operation, that is, economy.

【0022】酵素の濃度は、トレハロースの生成率や反
応時間等を考慮して適宜決めることができる。但し、通
常0.1〜50単位/g−基質とすることが適当であ
る。反応温度は、酵素の至適温度及び反応時間等を考慮
して適宜決められるが、雑菌汚染の防止等を考慮すると
30〜65℃、好ましくは45〜55℃の範囲であるこ
とが適当である。また、反応pHは、酵素の至適pHを
考慮すると、5.0〜9.0、好ましくは6.0〜7.
0の範囲であることが適当である。反応時間は、トレハ
ロースの生成率、酵素の添加量、反応容器の容量等によ
り適宜決定される。但し、一般には、工業的規模では約
50〜80時間の範囲であることが適当である。
The concentration of the enzyme can be appropriately determined in consideration of the trehalose production rate, reaction time, and the like. However, it is usually appropriate to use 0.1 to 50 units / g-substrate. The reaction temperature is appropriately determined in consideration of the optimum temperature of the enzyme, the reaction time, etc., and is preferably in the range of 30 to 65 ° C., preferably 45 to 55 ° C. in consideration of prevention of contamination by various bacteria. . The reaction pH is 5.0 to 9.0, preferably 6.0 to 7.0, in consideration of the optimum pH of the enzyme.
Suitably, it is in the range of 0. The reaction time is appropriately determined depending on the production rate of trehalose, the amount of the enzyme added, the capacity of the reaction vessel, and the like. However, in general, it is appropriate that the range is about 50 to 80 hours on an industrial scale.

【0023】上記反応により生成したトレハロースは、
澱粉糖の精製法と同様に、珪藻土濾過、イオン交換樹脂
による脱塩、イオン交換クロマトグラフィーによる分
画、濃縮、結晶化により、分離精製することができる。
The trehalose produced by the above reaction is
In the same manner as in the method for purifying starch sugar, it can be separated and purified by diatomaceous earth filtration, desalting with an ion exchange resin, fractionation by ion exchange chromatography, concentration and crystallization.

【0024】[0024]

【実施例】以下本発明について実施例及び参考例により
さらに説明する。 参考例1菌体内および菌体外トレハロースホスホリラーゼの製造 トレハロース1%(w/v)、酵母エキス(Difco社製)
2%、燐酸アンモニウム0.15%、尿素0.15%、
食塩1%、燐酸二カリウム0.1%、硫酸マグネシウム
・七水塩0.02%および炭酸カルシウム0.2%を含
むpH7.5の液体培地20リットルに予め同上培地で
一夜培養して得たプレシオモナスSH−35株種菌(FE
RM BP-5144)1リットルを無菌的に添加し、37℃、3
00rpm、通気量1v.v.mの条件下で24時間通
気攪拌培養をした。本培養液のトレハロースホスホリラ
ーゼ活性を測定した結果、培養液1ml当たり1.5単
位であった。また同様にマルトースホスホリラーゼ活性
も測定したが、活性は微量であった。次いで、12,0
00×g、4℃で10分間遠心分離し、約160gの菌
体(湿潤時)および19.5リットルの上清液を得、ロ
ミコン(Romicon) 社製UF膜(YM-30 )で濃縮し、約1
リットル(約6,400単位)の菌体外濃縮粗酵素が得
られた。上清液中の酵素活性を測定した結果、全活性
(約30×103 単位)の約25%(7.5×103
位)の活性があった。また、菌体部分については10m
Mの燐酸緩衝液(pH7)で充分洗浄し、500mlの
同上緩衝液に懸濁させた後、超音波菌体破砕機で菌体を
破砕し、常法によりトレハロースホスホリラーゼ活性を
測定した結果、全活性の約75%(22.5×103
位)が菌体内に含まれていた。
EXAMPLES The present invention will be further described below with reference to Examples and Reference Examples. Reference Example 1 Production of intracellular and extracellular trehalose phosphorylase Trehalose 1% (w / v), yeast extract (manufactured by Difco)
2%, ammonium phosphate 0.15%, urea 0.15%,
It was obtained by previously culturing overnight in 20 liters of a pH 7.5 liquid medium containing 1% of sodium chloride, 0.1% of dipotassium phosphate, 0.02% of magnesium sulfate / heptahydrate and 0.2% of calcium carbonate in the same medium as above. Plesiomonas SH-35 strain (FE
RM BP-5144) Aseptically add 1 liter, 37 ℃, 3
00 rpm, ventilation rate 1v. v. Under aeration conditions, aeration and agitation culture was performed for 24 hours. The trehalose phosphorylase activity of the main culture was measured and found to be 1.5 units per ml of the culture. Maltose phosphorylase activity was also measured, but the activity was trace. Then, 12,0
After centrifugation at 00 × g and 4 ° C. for 10 minutes, about 160 g of cells (when wet) and 19.5 liters of supernatant were obtained, and concentrated with a Romicon UF membrane (YM-30). , About 1
One liter (about 6,400 units) of extracellular concentrated crude enzyme was obtained. As a result of measuring the enzyme activity in the supernatant, the activity was about 25% (7.5 × 10 3 units) of the total activity (about 30 × 10 3 units). In addition, about 10m
M was thoroughly washed with a phosphate buffer (pH 7), suspended in 500 ml of the same buffer, and disrupted with an ultrasonic cell disrupter. The trehalose phosphorylase activity was measured by a conventional method. About 75% (22.5 × 10 3 units) of the activity was contained in the cells.

【0025】参考例2 (マルトースホスホリラーゼおよびトレハロースホスホ
リラーゼ含有菌体内および菌体外酵素の製造)参考例1
で用いた培地成分中のトレハロースをマルトースに、酵
母エキスをポリペプトンFC(日本製薬(株)製)5%
(w/v)にそれぞれ代え、他は同様な方法でSH−3
5株(FERM BP-5144)を培養した。本培養液のマルトー
スホスホリラーゼ活性並びにトレハロースホスホリラー
ゼ活性を測定した結果、培養液1ml当たり0.5単位
のマルトースホスホリラーゼ活性と0.45単位のトレ
ハロースホスホリラーゼが含まれていた。次いで、同様
に遠心分離して約150gの菌体(湿潤時)および1
9.6リットルの上清液を得た。ついで、菌体および上
清中のマルトースホスホリラーゼ活性を測定した結果、
マルトースホスホリラーゼの全活性の約78%(約1
0,000単位)が菌体内に、そして約22%が菌体外
(培養上清)に含まれていた。また、トレハロースホス
ホリラーゼの全活性の約82%(約9,000単位)が
菌体内に、そして約18%が菌体外(培養上清)に含ま
れていた。培養上清は参考例1と同様な方法で濃縮し、
約1リットルの濃縮酵素が得られ、該濃縮酵素中には約
1,700単位のマルトースホスホリラーゼと1,43
0単位のトレハロースホスホリラーゼが含まれていた。
Reference Example 2 (Production of Intracellular and Extracellular Enzymes Containing Maltose Phosphorylase and Trehalose Phosphorylase) Reference Example 1
5% of trehalose and maltose in the medium components used in the above and yeast extract in polypeptone FC (manufactured by Nippon Pharmaceutical Co., Ltd.)
(W / v), and SH-3 in a similar manner.
Five strains (FERM BP-5144) were cultured. As a result of measuring the maltose phosphorylase activity and the trehalose phosphorylase activity of the main culture solution, 0.5 unit of maltose phosphorylase activity and 0.45 unit of trehalose phosphorylase were contained per 1 ml of the culture solution. Then, the cells were centrifuged similarly to about 150 g of cells (when wet) and 1
9.6 liters of supernatant was obtained. Then, as a result of measuring maltose phosphorylase activity in the cells and supernatant,
About 78% (about 1%) of the total activity of maltose phosphorylase
(000 units) was contained in the cells, and about 22% was contained extracellularly (culture supernatant). About 82% (about 9,000 units) of the total activity of trehalose phosphorylase was contained in the cells, and about 18% was contained extracellularly (culture supernatant). The culture supernatant was concentrated in the same manner as in Reference Example 1,
About 1 liter of concentrated enzyme is obtained, in which about 1,700 units of maltose phosphorylase and 1,43
0 units of trehalose phosphorylase were included.

【0026】参考例3トレハロースホスホリラーゼの精製 参考例1で得られた菌体破砕エマルジョン気500ml
に硫安を加えて30%飽和とし、4℃で一夜放置した。
次いで、遠心分離をして沈澱物を除いて得られる上清液
にさらに硫安を加えて70%飽和とした。4℃で一夜放
置して生成する沈澱物を遠心分離で集め、0.4M食塩
を含む20mM燐酸緩衝液(pH7)に溶解させた後、
同上緩衝液で充分に透析した。
Reference Example 3 Purification of Trehalose Phosphorylase 500 ml of the disrupted cell suspension obtained in Reference Example 1
The mixture was adjusted to 30% saturation with ammonium sulfate and left at 4 ° C. overnight.
Next, the supernatant was centrifuged to remove the precipitate, and ammonium sulfate was further added to the supernatant to obtain 70% saturation. The precipitate formed by standing at 4 ° C. overnight was collected by centrifugation, and dissolved in 20 mM phosphate buffer (pH 7) containing 0.4 M sodium chloride.
Dialyzed thoroughly against the same buffer.

【0027】次いで、同上緩衝液で平衡化したDEAE−フ
ラクトゲル(メルク社製)カラムに通液し酵素を吸着さ
せた。吸着した酵素を同上緩衝液に含まれる0Mから
0.6Mの食塩の濃度勾配法で溶出させた後、UF膜
(アミコン社製、YM−30)で濃縮した。濃縮酵素は
0.2M食塩を含む同上緩衝液で平衡化したセファクリ
ルS−300(ファルマシア社製)カラムを用いてゲル
濾過クロマトグラフィーで精製した。得られた活性画分
を集め、1.5M硫安を含む同上緩衝液で充分に透析し
た後、1.5M硫安を含む同上緩衝液で平衡化したフェ
ニル・トヨパール(東ソー社製)カラムに通液し酵素を
吸着させた。吸着した酵素を同上緩衝液に含まれる1.
5Mから0Mの硫安の濃度勾配法で溶出させた後、得ら
れた活性画分を集め0.2M食塩を含む同上緩衝液で充
分に透析した。前述のUF膜を用いて濃縮した後、0.
2M食塩を含む同上緩衝液で平衡化したスーパーデック
ス(Superdex)200(ファルマシア社製)で再度ゲル濾
過クロマトグラフィーを行い、得られた活性画分を前述
の方法で濃縮してポリアクリルアミドゲルデイスク電気
泳動法(PAGE)並びにSDS−PAGE法において
均一な菌体内トレハロースホスホリラーゼ精製酵素(5
ml、約7,880単位、活性収率約35%)が得られ
た。また、菌体外酵素についても上記と同様の方法で精
製濃縮して、トレハロースホスホリラーゼ精製酵素(5
ml、約2,400単位、活性収率約32%)を得た。
Next, the solution was passed through a DEAE-Fractogel (manufactured by Merck) column equilibrated with the same buffer solution to adsorb the enzyme. The adsorbed enzyme was eluted by a concentration gradient method of 0 M to 0.6 M salt contained in the same buffer solution, and then concentrated by a UF membrane (YM-30, manufactured by Amicon). The concentrated enzyme was purified by gel filtration chromatography using a Sephacryl S-300 (Pharmacia) column equilibrated with the same buffer containing 0.2 M sodium chloride. The obtained active fractions were collected, sufficiently dialyzed against the same buffer containing 1.5 M ammonium sulfate, and passed through a phenyl toyopearl (Tosoh Corporation) column equilibrated with the same buffer containing 1.5 M ammonium sulfate. Then, the enzyme was adsorbed. The adsorbed enzyme is contained in the buffer as described above.
After elution by a concentration gradient method of 5M to 0M ammonium sulfate, the obtained active fractions were collected and sufficiently dialyzed against the same buffer containing 0.2M sodium chloride. After concentrating using the UF membrane described above, 0.
The gel filtration chromatography was performed again with Superdex 200 (manufactured by Pharmacia) equilibrated with the same buffer solution containing 2M salt, and the active fraction obtained was concentrated by the method described above, and the polyacrylamide gel disk was used. In the electrophoresis method (PAGE) and the SDS-PAGE method, a homogeneous intracellular trehalose phosphorylase purified enzyme (5
ml, about 7,880 units, activity yield about 35%). The extracellular enzyme is also purified and concentrated in the same manner as described above, and the trehalose phosphorylase purified enzyme (5
ml, about 2,400 units, activity yield about 32%).

【0028】参考例4マルトースホスホリラーゼの精製 参考例2で得られたマルトースホスホリラーゼ含有菌体
及び培養上清を参考例3と同様な方法で精製し、PAG
E法及びSDS−PAGE法において均一な菌体内マル
トースホスホリラーゼ(5ml、約2,800単位、活
性収率約28%)及び菌体外トレハロースホスホリラー
ゼ(5ml、約425単位、活性収率約25%)をそれ
ぞれ得た。
Reference Example 4 Purification of Maltose Phosphorylase The maltose phosphorylase-containing bacterial cells and the culture supernatant obtained in Reference Example 2 were purified in the same manner as in Reference Example 3 to obtain PAG.
Uniform intracellular maltose phosphorylase (5 ml, about 2,800 units, activity yield about 28%) and extracellular trehalose phosphorylase (5 ml, about 425 units, activity yield about 25%) in the method E and SDS-PAGE method Was obtained respectively.

【0029】参考例5マルトースホスホリラーゼおよびトレハロースホスホリ
ラーゼの酵素化学的諸性質 参考例1及び2で得られたプレシオモナスSH−35株
(FERM P-14465)が生産する新規マルトースホスホリラー
ゼおよびトレハロースホスホリラーゼの一般的な酵素化
学的特性を以下に示す。なお、予備実験の結果、菌体内
および菌体外の両酵素共にほぼ同様な理化学的諸性質を
示したので、ここでは菌体内酵素の諸性質を示してい
る。
Reference Example 5 Maltose phosphorylase and trehalose phosphoryl
Enzyme-chemical properties of the enzyme Plesiomonas strain SH-35 obtained in Reference Examples 1 and 2
The general enzymatic properties of the novel maltose phosphorylase and trehalose phosphorylase produced by (FERM P-14465) are shown below. As a result of the preliminary experiment, both the intracellular and extracellular enzymes showed almost the same physicochemical properties. Therefore, here, the properties of the intracellular enzymes are shown.

【0030】(イ)作用 10mM燐酸緩衝液(pH7.0)に溶解させた1%
(w/v)のマルトース及びトレハロース溶液にマルト
ースホスホリラーゼおよびトレハロースホスホリラーゼ
を基質1gに対してそれぞれ5単位(分解反応)添加
し、50℃で5時間反応させた後、沸騰水浴中で3分間
加熱して酵素を失活させて得られる糖化液中の糖を高速
液体クロマトグラフ法で測定した結果、グルコース及び
グルコース1燐酸がそれぞれ検出された。また、10m
Mのトリス(Tris)塩酸緩衝液(pH7.0)に溶
解させた1%(w/v)のグルコースおよびβ−D−グ
ルコース1燐酸Na塩もしくはα−D−グルコース1燐
酸Na塩の混合溶液を基質とし、マルトースホスホリラ
ーゼおよびトレハロースホスホリラーゼを基質1gに対
してそれぞれ5単位添加し50℃で5時間反応させた
後、前述のように処理して糖組成を測定した結果、グル
コースとβ−D−グルコース1燐酸からはマルトースお
よびトレハロースがそれぞれ検出されたが、グルコース
とα−D−グルコース1燐酸からの二糖類の合成反応は
検出されなかった。
(A) Action 1% dissolved in 10 mM phosphate buffer (pH 7.0)
To the (w / v) maltose and trehalose solution, maltose phosphorylase and trehalose phosphorylase were added in an amount of 5 units (decomposition reaction) per 1 g of the substrate, and reacted at 50 ° C. for 5 hours, followed by heating in a boiling water bath for 3 minutes. As a result of measuring the sugar in the saccharified solution obtained by inactivating the enzyme by high performance liquid chromatography, glucose and glucose monophosphate were respectively detected. Also, 10m
Mixed solution of 1% (w / v) glucose and β-D-glucose monophosphate sodium salt or α-D-glucose monophosphate sodium salt dissolved in M Tris (HCl) buffer (pH 7.0) Was used as a substrate, maltose phosphorylase and trehalose phosphorylase were added in 5 units each to 1 g of the substrate, reacted at 50 ° C. for 5 hours, treated as described above, and the sugar composition was measured. As a result, glucose and β-D- Maltose and trehalose were detected from glucose monophosphate, respectively, but no synthesis reaction of disaccharide from glucose and α-D-glucose monophosphate was detected.

【0031】生成糖の分析は以下の方法で行った。即
ち、加熱失活させて得られる糖化液中の不溶物を0.4
5μmのメンブレンフィルターで濾別して得られる濾液
を供試糖液とし、YMC−Pack、ODS−AQ(A
Q−304、YMC社製)カラムを用いる高速液体クロ
マトグラフィー法で測定した。なお、移動相には水を用
い、カラム温度を30℃とし検出には示差屈折計を用い
た。(ロ)基質特異性(分解反応) 先に述べた活性測定法(分解反応)に示した基質(マル
トースもしくはトレハロース)に代えて各種糖類を基質
とした場合の活性を相対活性として表した。結果を表2
に示す。
The analysis of the produced sugar was performed by the following method. That is, the insoluble matter in the saccharified solution obtained by heat inactivation is reduced by 0.4%.
A filtrate obtained by filtration with a 5 μm membrane filter was used as a test sugar solution, and was subjected to YMC-Pack, ODS-AQ (A
(Q-304, manufactured by YMC) column. In addition, water was used for the mobile phase, the column temperature was 30 ° C., and a differential refractometer was used for detection. (B) Substrate specificity (decomposition reaction) The activity when various saccharides were used in place of the substrate (maltose or trehalose) shown in the activity measurement method (decomposition reaction) described above was expressed as a relative activity. Table 2 shows the results
Shown in

【0032】[0032]

【表2】 [Table 2]

【0033】(ハ)至適pHおよび安定pH範囲 精製酵素を用いて分解および合成反応の最適pHを測定
した。その結果、図1のAに示したように、マルトース
ホスホリラーゼの分解反応(白丸で示す)の最適pHは
7.0〜7.5であり、合成反応(黒丸で示す)は6.
0が最適であった。また、図1のBに示すように、トレ
ハロースホスホリラーゼは分解反応(白丸)及び合成反
応(黒丸)共に7.0が最適であった。なお、pH分解
反応の場合は20mMの燐酸緩衝液を、合成反応の場合
には、MES(pH5.5〜6.5)、MOPS(pH
値6.5〜7.0)、HEPES(pH7.0〜8.
0)、トリスー塩酸(pH7.5〜9.0)の各緩衝液
を用いて調整した。また、精製した両酵素を各緩衝液中
で10分間、50℃で処理し、それらの残存酵素活性を
分解反応で測定した結果、図2に示したように、マルト
ースホスホリラーゼ(白丸)はpH5.5〜6.5の範
囲で、また、トレハロースホスホリラーゼ(黒丸)はp
H6.0〜9.0まで安定であった。なお、pHは酢酸
(pH5.0〜5.5)、燐酸(pH6.0〜8.
0)、炭酸(pH8.9)の各緩衝液を用いて調整し
た。
(C) Optimum pH and stable pH range The optimum pH for the decomposition and synthesis reactions was measured using the purified enzyme. As a result, as shown in FIG. 1A, the optimum pH for the maltose phosphorylase decomposition reaction (indicated by a white circle) is 7.0 to 7.5, and the synthesis reaction (indicated by a black circle) is 6.
0 was optimal. As shown in FIG. 1B, trehalose phosphorylase was optimally 7.0 for both the decomposition reaction (open circles) and the synthesis reaction (black circles). In the case of a pH decomposition reaction, a 20 mM phosphate buffer was used. In the case of a synthesis reaction, MES (pH 5.5 to 6.5) and MOPS (pH
Values 6.5-7.0), HEPES (pH 7.0-8.
0) and Tris-HCl (pH 7.5 to 9.0). In addition, both purified enzymes were treated in each buffer for 10 minutes at 50 ° C., and their residual enzyme activities were measured by a decomposition reaction. As shown in FIG. 2, maltose phosphorylase (open circles) had a pH of 5.5. In the range of 5-6.5, trehalose phosphorylase (solid circle) indicates p
H was stable up to 6.0 to 9.0. The pH was acetic acid (pH 5.0 to 5.5) and phosphoric acid (pH 6.0 to 8.0).
0) and carbonic acid (pH 8.9).

【0034】(ニ)作用適温 両酵素の分解反応および合成反応の作用適温を測定した
結果、図3に示したように、マルトースホスホリラーゼ
(A、白丸:分解反応、黒丸:合成反応)、トレハロー
スホスホリラーゼ(B、白丸:分解反応、黒丸:合成反
応)共に分解反応は50℃、合成反応は50〜55℃の
範囲であった。(ホ)温度による失活の条件 マルトースホスホリラーゼおよびトレハロースホスホリ
ラーゼのそれぞれの安定pHであるpH6.0および
7.0の条件下で15分間処理し、残存する失活を無処
理と比較して常法により測定した。その結果、図4に示
したように、マルトースホスホリラーゼ(白丸)は55
℃で、また、トレハロースホスホリラーゼ(黒丸)は6
0℃で完全に失活した。(ヘ)阻害剤 両酵素の合成反応における活性を各種阻害剤存在下で測
定し、無添加時の活性を100%とする相対活性で表し
た結果を表3に示す。
(D) Appropriate temperature of action As a result of measuring the appropriate temperature of the decomposition reaction and the synthesis reaction of both enzymes, as shown in FIG. 3, maltose phosphorylase (A, open circle: decomposition reaction, closed circle: synthesis reaction), trehalose phosphorylase (B, open circles: decomposition reaction, black circles: synthesis reaction) In both cases, the decomposition reaction was at 50 ° C, and the synthesis reaction was at 50 to 55 ° C. (E) Conditions for inactivation by temperature: Treat with maltose phosphorylase and trehalose phosphorylase at a stable pH of pH 6.0 and 7.0, respectively, for 15 minutes, and compare the remaining inactivation with untreated one by a conventional method. Was measured by As a result, as shown in FIG. 4, maltose phosphorylase (open circle) was 55%.
° C, trehalose phosphorylase (solid circle)
It was completely inactivated at 0 ° C. (F) Inhibitors The activity in the synthesis reaction of both enzymes was measured in the presence of various inhibitors, and the results are shown in Table 3 as relative activities with the activity without addition being 100%.

【0035】[0035]

【表3】 [Table 3]

【0036】(ト)等電点 アイソゲル(FMC BioProducto社製) を用いるアイソエレ
クトロフォーカシング法により、両酵素の等電点を測定
した結果、図5に示したようにマルトースホスホリラー
ゼは3.8、トレハロースホスホリラーゼは4.5であ
った。(チ)分子量 両精製酵素の分子量をSDS−PAGE法並びにセファ
クリルS−200を用いるゲル濾過法により測定した。
その結果、図6に示したように、ゲル濾過法では両酵素
の分子量は約200,000であったが、SDS−PA
GE法ではマルトースホスホリラーゼが約92,000
そしてトレハロースホスホリラーゼが約88,000で
あったことから、これらの酵素はそれぞれ2ケのサブユ
ニットから構成されていることが予想された。上記の理
化学的諸性質を既知のマルトースホスホリラーゼおよび
トレハロースホスホリラーゼと比較して表4および表5
にまとめた。
(G) Isoelectric focusing method using isoelectric point isogel (manufactured by FMC BioProducto). The isoelectric points of both enzymes were measured. As shown in FIG. 5, maltose phosphorylase was 3.8, and trehalose was trehalose. The phosphorylase was 4.5. (H) Molecular weight The molecular weight of both purified enzymes was measured by SDS-PAGE and gel filtration using Sephacryl S-200.
As a result, as shown in FIG. 6, in the gel filtration method, the molecular weights of both enzymes were about 200,000, but SDS-PA
In the GE method, maltose phosphorylase is about 92,000.
Since the amount of trehalose phosphorylase was about 88,000, it was expected that each of these enzymes was composed of two subunits. Tables 4 and 5 compare the above physicochemical properties with known maltose phosphorylase and trehalose phosphorylase.
Summarized in

【0037】[0037]

【表4】 [Table 4]

【0038】[0038]

【表5】 [Table 5]

【0039】実施例1 10mlの10mM燐酸緩衝液(pH6)に溶解させた
10、20、30、および40%(W/V)の各マルト
ース溶液に参考例3および参考例4と同様な方法で調製
した菌体内精製トレハロースホスホリラーゼおよび菌体
内精製マルトースホスホリラーゼを各々基質重量1g当
たり5単位(分解活性)添加し、55℃で70時間反応
させた。反応終了後、反応液を100℃で5分間加熱し
て酵素を失活させて得られる糖化液中のトレハロース含
有量を測定した。その結果、基質重量に対してそれぞれ
58.2、58.1、58.6.57.9%のトレハロ
ースが生成していた。なお、トレハロースの定量は以下
の方法で行った。即ち、加熱失活させた糖化液に水を加
え、約1%(W/V)とした後、該糖化液0.5mlに
グルコアミラーゼ(生化学工業製、ピュアグレード30
U/mg)を0.01単位添加し、50℃、pH5.0
で1時間反応させて未反応のマルトースをグルコースに
完全に分解させた。次いで100℃の沸騰水浴中で5分
間加熱してグルコアミラーゼを失活させた後、生成する
不溶性蛋白質を0.45μmのメンブレンフィルターで
除去して得られる濾液中のトレハロース含有量をYMC
−Pack ODS−AQ(AQ−304、YMC社
製)カラムを用いる液体クロマトグラフ法(HPLC
法)で測定した。なお、測定は移動相に水を用い、カラ
ム温度を30℃として、検出には示差屈折計を用いた。
Example 1 In the same manner as in Reference Examples 3 and 4, a 10, 20, 30, and 40% (w / v) maltose solution dissolved in 10 ml of 10 mM phosphate buffer (pH 6) was added. The prepared intracellular purified trehalose phosphorylase and intracellular purified maltose phosphorylase were each added at 5 units (degrading activity) per 1 g of substrate weight, and reacted at 55 ° C. for 70 hours. After the completion of the reaction, the reaction solution was heated at 100 ° C. for 5 minutes to inactivate the enzyme, and the trehalose content in the saccharified solution obtained by measurement was measured. As a result, 58.2, 58.1, and 58.6.57.9% of trehalose were formed with respect to the substrate weight, respectively. The quantification of trehalose was performed by the following method. That is, water was added to the heat-inactivated saccharified solution to make it about 1% (W / V), and 0.5 ml of the saccharified solution was added to glucoamylase (Pure Grade 30 manufactured by Seikagaku Corporation).
U / mg) at 50 ° C., pH 5.0.
For 1 hour to completely decompose unreacted maltose into glucose. Then, the glucoamylase was inactivated by heating in a boiling water bath at 100 ° C. for 5 minutes, and the resulting insoluble protein was removed with a 0.45 μm membrane filter.
Liquid chromatography using a Pack ODS-AQ (AQ-304, manufactured by YMC) column (HPLC
Method). The measurement was performed using water as the mobile phase, the column temperature was set to 30 ° C., and the differential refractometer was used for detection.

【0040】実施例2 10mlの5mM燐酸緩衝液(pH6)に溶解させた2
0%(W/V)のハイマルトースシラップ(日本食品化
工製、商品名MC−95、糖組成:グルコース2.5
%、マルトース95.2%、マルトトリオース0.8
%、マルトテトラオース1.5%)に、参考例3および
4と同様な方法で調製した菌対外精製トレハロースホス
ホリラーゼおよび菌体外精製マルトールホスホリラーゼ
を基質重量1g当たり各々5単位添加し、以下実施例1
と同様に反応させた。生成したトレハロースをHPLC
法で測定した結果、使用した基質重量に対して54.3
%であった。
Example 2 2 dissolved in 10 ml of 5 mM phosphate buffer (pH 6)
0% (W / V) high maltose syrup (manufactured by Nippon Shokuhin Kako Co., Ltd., trade name MC-95, sugar composition: glucose 2.5
%, Maltose 95.2%, maltotriose 0.8
%, Maltotetraose 1.5%), 5 units of trehalose phosphorylase extracellularly purified and 4 units of extracellularly purified maltol phosphorylase prepared in the same manner as in Reference Examples 3 and 4 were added per 1 g of substrate weight. 1
The reaction was carried out in the same manner as described above. HPLC generated trehalose
As a result of measurement by the method, 54.3 with respect to the weight of the substrate used.
%Met.

【0041】実施例3 実施例2と同様な方法で調製してトレハロースホスホリ
ラーゼおよびマルトースホスホリラーゼを含有する菌体
約1kg(湿潤時)を得た。常法により酵素活性(分解
活性)を測定した結果、該菌体には55単位/g(湿潤
時)のトレハロースホスホリラーゼおよび68単位/g
(湿潤時)のマルトースホスホリラーゼ活性を有してい
た。調製した菌体1kgを10mMの燐酸緩衝液(pH
6.5)に含まれる30%(W/V)のマルトース溶液
250リットル中に添加し、50℃で80時間反応させ
た後、菌体を遠心分離して除いた。得られた上清液の一
部をグルコアミラーゼ処理し、その糖組成をHPLC法
で測定した。その結果、トレハロース58.1%、グル
コース39.6%、グルコース1燐酸2.3%であっ
た。ついで、得られた糖化上清液約240リットル(固
形物72kg)に固形物重量に対して0.1%の工業用
粗グルコアミラーゼ(新日本化学社製、商品名スミチー
ム#3,000)を添加し、pH5.5、55℃で20
時間再糖化して残存するマルトースをグルコースにほぼ
完全に加水分解した。次いで常法により活性炭脱色、イ
オン交換樹脂による脱塩などで精製し、減圧下で濃縮し
て濃度約75%(W/V)の精製糖化液(固形物約65
kg)を得た。
Example 3 Approximately 1 kg of cells containing trehalose phosphorylase and maltose phosphorylase (when wet) were prepared in the same manner as in Example 2. As a result of measuring the enzymatic activity (decomposing activity) by a conventional method, the cells showed 55 units / g (when wet) of trehalose phosphorylase and 68 units / g.
(When wet) with maltose phosphorylase activity. 1 kg of the prepared cells is added to a 10 mM phosphate buffer (pH
The mixture was added to 250 liters of a 30% (W / V) maltose solution contained in 6.5), reacted at 50 ° C. for 80 hours, and centrifuged to remove the cells. A part of the obtained supernatant was treated with glucoamylase, and the sugar composition was measured by HPLC. As a result, trehalose was 58.1%, glucose was 39.6%, and glucose monophosphate was 2.3%. Then, about 240 liters (solids 72 kg) of the obtained saccharification supernatant liquid, 0.1% of a solid crude glucoamylase (manufactured by Shin Nippon Chemical Co., Ltd., trade name Sumiteam # 3,000) was added to the solids weight. PH 5.5, 20 at 55 ° C.
The maltose remaining after the time saccharification was almost completely hydrolyzed to glucose. Then, the purified saccharified solution (about 65% solids) having a concentration of about 75% (W / V) is purified by decolorization of activated carbon, desalting with an ion exchange resin, or the like, and concentrated under reduced pressure.
kg).

【0042】[0042]

【発明の効果】本発明によれば、新規なマルトースホス
ホリラーゼおよびトレハロースホスホリラーゼを用い
て、トレハロースを酵素的に製造することができる。ま
た、本発明のトレハロースの製造方法は、pHの調整が
容易であり、高い基質(マルトース)濃度でも、高収率
でトレハロースが得られる。さらに、反応温度も高くす
ることが可能であり、より高い反応温度を選ぶことで高
収率でトレハロースが得られる。さらに、高温での酵素
反応が可能であることから、反応中の雑菌汚染から免れ
ることもできる。
According to the present invention, trehalose can be produced enzymatically using novel maltose phosphorylase and trehalose phosphorylase. In the method for producing trehalose of the present invention, pH can be easily adjusted, and trehalose can be obtained in high yield even at a high substrate (maltose) concentration. Furthermore, the reaction temperature can be increased, and trehalose can be obtained in high yield by selecting a higher reaction temperature. Further, since the enzyme reaction at a high temperature is possible, it is possible to avoid contamination by various bacteria during the reaction.

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

【図1】 プレシオモナスSH−35株の生産するマル
トースホスホリラーゼおよびトレハロースホスホリラー
ゼの反応至適曲線〔シンボル:分解反応(○)、合成反
応(●)〕。
FIG. 1 shows a reaction optimal curve of maltose phosphorylase and trehalose phosphorylase produced by Plesiomonas strain SH-35 [symbols: decomposition reaction (○), synthesis reaction (●)].

【図2】 プレシオモナスSH−35株の生産するマル
トースホスホリラーゼおよびトレハロースホスホリラー
ゼのpH安定性〔シンボル:マルトースホスホリラーゼ
(○)、トレハロースホスホリラーゼ(●)〕。
FIG. 2 shows the pH stability of maltose phosphorylase and trehalose phosphorylase produced by Plesiomonas strain SH-35 [symbols: maltose phosphorylase ()), trehalose phosphorylase (●)].

【図3】 プレシオモナスSH−35株の生産するマル
トースホスホリラーゼおよびトレハロースホスホリラー
ゼの作用適温〔シンボル:分解反応(○)、合成反応
(●)〕。
FIG. 3 shows the optimal temperature for maltose phosphorylase and trehalose phosphorylase produced by Plesiomonas strain SH-35 [symbols: decomposition reaction (○), synthesis reaction (●)].

【図4】 プレシオモナスSH−35株の生産するマル
トースホスホリラーゼおよびトレハロースホスホリラー
ゼの温度安定性〔シンボル:マルトースホスホリラーゼ
(○)、トレハロースホスホリラーゼ(●)〕。
FIG. 4 shows the temperature stability of maltose phosphorylase and trehalose phosphorylase produced by Plesiomonas strain SH-35 [symbols: maltose phosphorylase (○), trehalose phosphorylase (●)].

【図5】 プレシオモナスSH−35株の生産するマル
トースホスホリラーゼおよびトレハロースホスホリラー
ゼの等電点。
FIG. 5 shows isoelectric points of maltose phosphorylase and trehalose phosphorylase produced by Plesiomonas strain SH-35.

【図6】 プレシオモナスSH−35株の生産するマル
トースホスホリラーゼおよびトレハロースホスホリラー
ゼの分子量。
FIG. 6 shows the molecular weights of maltose phosphorylase and trehalose phosphorylase produced by Plesiomonas strain SH-35.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI (C12N 9/10 C12R 1:01) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C12P 19/00 - 19/64 C12N 9/00 - 9/99 C12N 1/00 - 1/38 BIOSIS(DIALOG) WPI(DIALOG)──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 identification code FI (C12N 9/10 C12R 1:01) (58) Investigated field (Int.Cl. 7 , DB name) C12P 19/00-19 / 64 C12N 9/00-9/99 C12N 1/00-1/38 BIOSIS (DIALOG) WPI (DIALOG)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 以下に示す理化学的性質を有するマルト
ースホスホリラーゼ及びトレハロースホスホリラーゼを
燐酸の存在下でマルトースに作用させることを特徴とす
るトレハロースの製造方法。マルトースホスホリラーゼ (イ)作用:マルトース中のα−1,4−グルコピラノ
シド結合を燐酸存在下で可逆的に加燐酸分解し、グルコ
ースおよびβ−D−グルコース1−燐酸を生成する。 (ロ)基質特異性(分解反応):マルトースに作用し、
他の二糖類に作用しない。 (ハ)至適pHおよび安定pH範囲:分解反応の至適p
Hは7.0〜7.5であり、合成反応の至適pHは6.
0である。50℃、10分間の加熱条件下ではpH5.
5〜7.0の範囲内で安定である。 (ニ)温度に対する安定性:pH6.0、15分間の加
熱条件下では45℃まで安定である。 (ホ)作用適温の範囲:50℃近傍に分解反応の至適作
用温度を有し、合成反応の作用適温は50〜55℃であ
る。 (ヘ)失活条件:50℃、10分間の加熱条件下ではp
H5.0および8.0で完全に失活する。また、pH
6.0、15分間の処理では55℃で完全に失活する。 (ト)阻害:銅、水銀、カドミウム、亜鉛、N−ブロモ
サクシニイミド、p−クロロマーキュリベンゾエイト、
ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムで阻害される。 (チ)アイソエレクトロフォーカシング法による等電
点:3.8 (リ)SDSポリアクリルアミド電気泳動法による分子
量:約92,000(ゲル濾過法による分子量は約20
0,000であり、2ケのサブユニットから構成されて
いる)。トレハロースホスホリラーゼ (イ)作用:トレハロース中のα−1,1−グルコピラ
ノシド結合を燐酸存在下で可逆的に加燐酸分解し、グル
コースおよびβ−D−グルコース1−燐酸を生成する。 (ロ)基質特異性(分解反応):トレハロースに作用
し、他の二糖類に作用しない。 (ハ)至適pHおよび安定pH範囲:分解および合成反
応の至適pHは7.0である。50℃、10分間の加熱
条件下ではpH6.0〜9.0の範囲内である。 (ニ)温度に対する安定性:pH7.0、15分間の加
熱条件下では50℃まで安定である。 (ホ)作用適温の範囲:分解反応及び、合成反応の作用
適温は50〜55℃である。 (ヘ)失活条件:50℃、10分間の加熱条件下ではp
H5.0および9.5で完全に失活する。また、pH
7.0、15分間の処理では55℃で完全に失活する。 (ト)阻害:銅、水銀、カドミウム、亜鉛、N−ブロモ
サクシニイミド、p−クロロマーキュリベンゾエイトで
阻害される。 (チ)アイソエレクトロフォーカシング法による等電
点:4.5 (リ)SDSポリアクリルアミド電気泳動法による分子
量:約88,000(ゲル濾過法による分子量は約20
0,000であり、2ケのサブユニットから構成されて
いる)。
1. A process for producing trehalose, which comprises reacting maltose and trehalose phosphorylase having the following physicochemical properties with maltose in the presence of phosphoric acid. Maltose phosphorylase (a) action: reversibly phosphorolytically decomposes α-1,4-glucopyranoside bond in maltose in the presence of phosphoric acid to produce glucose and β-D-glucose 1-phosphate. (B) Substrate specificity (decomposition reaction): acts on maltose,
Does not act on other disaccharides. (C) Optimum pH and stable pH range: optimal p for decomposition reaction
H is from 7.0 to 7.5, and the optimum pH for the synthesis reaction is 6.
0. Under heating conditions of 50 ° C. for 10 minutes, pH5.
It is stable within the range of 5-7.0. (D) Stability to temperature: Stable up to 45 ° C. under heating conditions of pH 6.0 and 15 minutes. (E) Range of suitable temperature for operation: The optimum temperature for the decomposition reaction is around 50 ° C, and the optimum temperature for the synthesis reaction is 50 to 55 ° C. (F) Deactivation condition: p under heating conditions of 50 ° C. for 10 minutes
Completely inactivated at H5.0 and 8.0. Also, pH
It is completely inactivated at 55 ° C in the treatment for 6.0 and 15 minutes. (G) Inhibition: copper, mercury, cadmium, zinc, N-bromosuccinimide, p-chloromercurybenzoate,
Inhibited by sodium dodecylbenzenesulfonate. (H) Isoelectric focusing by isoelectrofocusing method: 3.8 (ii) Molecular weight by SDS polyacrylamide electrophoresis: about 92,000 (molecular weight by gel filtration is about 20
0000, and is composed of two subunits). Trehalose phosphorylase (a) action: reversibly phosphorolytically decomposes the α-1,1-glucopyranoside bond in trehalose to produce glucose and β-D-glucose 1-phosphate. (B) Substrate specificity (decomposition reaction): It acts on trehalose and does not act on other disaccharides. (C) Optimum pH and stable pH range: The optimum pH for the decomposition and synthesis reactions is 7.0. Under heating conditions of 50 ° C. for 10 minutes, the pH is in the range of 6.0 to 9.0. (D) Temperature stability: stable up to 50 ° C. under heating conditions of pH 7.0 and 15 minutes. (E) Range of suitable temperature for operation: The suitable temperature for the decomposition reaction and the synthesis reaction is 50 to 55 ° C. (F) Deactivation condition: p under heating conditions of 50 ° C. for 10 minutes
Completely inactivated at H5.0 and 9.5. Also, pH
It is completely inactivated at 55 ° C. in the treatment for 7.0 and 15 minutes. (G) Inhibition: Inhibited by copper, mercury, cadmium, zinc, N-bromosuccinimide, p-chloromercurybenzoate. (H) Isoelectric focusing by isoelectrofocusing method: 4.5 (i) Molecular weight by SDS polyacrylamide electrophoresis: about 88,000 (molecular weight by gel filtration is about 20
0000, and is composed of two subunits).
【請求項2】 マルトースホスホリラーゼおよびトレハ
ロースホスホリラーゼが生命研条寄第5144号の微生
物を培養して得られた菌体内酵素又は菌体外酵素である
請求項1記載の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the maltose phosphorylase and the trehalose phosphorylase are intracellular enzymes or extracellular enzymes obtained by culturing a microorganism described in No. 5144 of Life Science Research Institute.
【請求項3】 酵素反応を30〜65℃の温度範囲で行
う請求項1又は2記載の製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the enzymatic reaction is performed in a temperature range of 30 to 65 ° C.
JP7232458A 1994-09-16 1995-09-11 Method for producing trehalose Expired - Lifetime JP3014950B2 (en)

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