JP3022131B2 - ホスホリパーゼa1とその利用 - Google Patents

ホスホリパーゼa1とその利用

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JP3022131B2
JP3022131B2 JP6009773A JP977394A JP3022131B2 JP 3022131 B2 JP3022131 B2 JP 3022131B2 JP 6009773 A JP6009773 A JP 6009773A JP 977394 A JP977394 A JP 977394A JP 3022131 B2 JP3022131 B2 JP 3022131B2
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、リン脂質の1位のアシ
ル基を選択的に加水分解し、2−アシル型のリゾリン脂
質を生成するホスホリパーゼA1、特に、アスペルギル
ス(Aspergillus )属の糸状菌が生産するホスホリパー
ゼA1及びこのような酵素の使用に関する。
【0002】
【従来の技術】リン脂質は界面活性作用、酸化防止作
用、生理活性作用等を有するため、食品、飼料、化粧
品、医薬品分野等で幅広く使用されている。
【0003】一方、リン脂質の界面活性作用は、一般に
他の合成界面活性剤に比べ乳化特性が劣るため、酵素を
利用して乳化特性を改善する試みがなされている。
【0004】リゾリン脂質とはリン脂質のグリセリン残
基に結合した脂肪酸の一部を加水分解して得られる部分
分解リン脂質である。このリゾリン脂質は、もとのリン
脂質に比べて0/W型の乳化性が強くなり、pHや温度
変化に対してより安定なエマルジョンを形成し、また、
カルシウムやマグネシウム等の金属イオンが高濃度に共
存しても乳化性が低下しない等、優れた特性を持つこと
が報告されている。このため、リゾリン脂質はリン脂質
に比べ、更に幅広く利用され得る。
【0005】また、リン脂質含有物中のリン脂質のリゾ
化は、その現象単独で又は他の共存物質との相乗効果等
により食品物性の向上に結びつくことがある。
【0006】リン脂質を分解する酵素としてはホスホリ
パーゼが知られており、その作用部位によって更に再分
類されている。このうちリン脂質をリゾリン脂質に分解
するものとしては、ホスホリパーゼA1又はホスホリパ
ーゼA2が知られているが、いずれもリン脂質のリゾ化
を目的とした用途に使用され得る。
【0007】既に微生物が生産するホスホリパーゼA
(特開昭58-212783 号公報)やリパーゼ類(特開昭63-4
2691号公報)を利用したリン脂質の分解方法が示され、
また、「酵素の宝庫」と呼ばれている麹カビ、アスペル
ギルス・オリゼ(Aspergillusoryzae)起源のタカヂア
スターゼ(登録商標)にも、古くからリン脂質分解活性
を含むリパーゼの存在が知られていた(Biochem.Z.,26
1,275(1933))が、これらの酵素を用いる方法は、酵素
活性がパンクレアチンに比べて低かったり、基質特異性
に劣る酵素を利用した場合には、リゾリン脂質の収率が
悪化したり、副生物の共存によるリゾリン脂質の品質の
低下を招く等の欠点がある。
【0008】従って、上記の問題点、欠点を克服するた
め、優れた活性及び選択性を有し、安価に定常的に供給
できる酵素の開発が望まれている。
【0009】現在、酵素を利用してリン脂質を分解した
リゾリン脂質が市販されているが、これはブタ膵臓由来
の酵素剤パンクレアチンに含まれるホスホリパーゼA2
を利用したものである。ところが、パンクレアチンは、
臓器特有の臭みがあったり、給源がブタ膵臓のためその
生産コスト低減に限界があること等が問題とされ、更
に、以下に示すような問題点が指摘されている。
【0010】第一点は、一般に、ホスホリパーゼA1、
A2作用時には、pHの調整が必要とされる点である。
ホスホリパーゼA1、A2作用時には、遊離する脂肪酸
により反応系のpHは低下するが、ブタ膵臓ホスホリパ
ーゼA2の至適pHは、中性乃至弱アルカリ性である。
そのため、酵素作用時にはpHの調整が必要であり、酵
素反応後にはpH調整のために添加した物質の除去工程
等が必要となる。
【0011】この問題を解決するために、溶剤分別(米
国特許第3,652,397 号等)、非イオン性無極性有機溶媒
中で酵素反応させる方法(特開平3-98590 号公報)又は
遊離脂肪酸と金属セッケンを作るような化合物を反応液
中に添加する方法(特開昭62-14790号公報、特公平4-81
431 号公報)等が提案されている。しかし、これらの方
法は、操作が煩雑であり、製品の安全性が問題とされる
場合もある。
【0012】第二点は、酵素反応後、得られた生成物中
に、加熱や有機溶媒等に対して極めて高い安定性を持つ
ブタ膵臓ホスホリパーゼA2が残存する点である。最終
製品中に加水分解を受けていないリン脂質が存在する
と、ホスホリパーゼA2によりリン脂質から新たに脂肪
酸が遊離し、その商品価値を著しく損ねることがある。
そのため、熱処理により残存酵素を失活させる方法が考
えられるが、酵素反応生成物を95℃で、30分程度の
加熱処理をするだけでは、ブタ膵臓ホスホリパーゼA2
は十分には失活せず、また120℃位の加熱処理をし
て、失活させると、リン脂質又は遊離脂肪酸の劣化を引
き起こす等の問題が生じる。
【0013】そのため、ホスホリパーゼA2の残存活性
を実質的に有さないリゾリン脂質含有物を得るために、
種々の方法が試みられている。例えば、その製造工程に
おいて各種の溶剤を用いた溶剤分別及びシリカゲル等を
用いたカラム処理等を組み合わせた方法、ホスホリパー
ゼA2で処理したリン脂質を乾燥させた後、極性溶媒を
用いて分別する方法(特開昭62-262998 号公報、特公平
2-11234 号公報)又は酵素処理した後、反応生成物中の
ホスホリパーゼA2をプロテアーゼで処理し、ついで該
プロテアーゼを加熱失活させる方法(特開昭63-233750
号公報)等である。しかし、それらの操作には、時間や
費用がかかり、しかも収率も低下するなど種々の問題点
がある。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、長年に
亘り、ホスホリパーゼを生産する微生物及びホスホリパ
ーゼ、並びにホスホリパーゼを用いてリン脂質からリゾ
リン脂質を製造する方法について、鋭意検討を行い、ア
スペルギルス(Aspergillus )属の糸状菌が生産する酵
素を単離精製して、優れた活性及び選択性を有する高度
に精製された酸性ホスホリパーゼA1を見出し、並びに
リン脂質を酸性ホスホリパーゼA1で処理することによ
り、酵素作用時にpHの調整を必要とせず、温和な加熱
処理により残存活性を失活させることができ、リゾ化率
が高く、品質が良いリゾリン脂質を製造する方法を見出
して、本発明を完成させた。
【0015】従って、本発明はアスペルギルス(Asperg
illus )属の糸状菌が生産するホスホリパーゼA1を提
供する。
【0016】本発明は更に、リン脂質からのリゾリン脂
質の製造において、酸性ホスホリパーゼA1、特にアス
ペルギルス(Aspergillus )属の糸状菌から得られる酸
性ホスホリパーゼA1の使用を可能にする。
【0017】
【発明の構成】
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明のホスホリパーゼ
A1は、分子量が32,000であり、等電点がpI
3.0である酵素蛋白であり、次の特性を有する。
【0019】1.作用及び基質特異性 本酵素は、リン脂質の1位のアシル基のみを加水分解
し、その作用形成は、ホスホリパーゼA1(酵素番号EC
3.1.1.32)に属する。
【0020】2.作用至適pH 本酵素の作用至適pHは、通常の活性測定系(トライト
ンX-100(登録商標) の存在下、37℃で10分間反応)
では、4乃至5である。また、トライトンX−100を
含まない活性測定系(37℃で10分間反応)では、
4.5乃至5.5である。
【0021】3.pH安定性 本酵素の安定なpH領域は、酵素それ自身の濃度、共存
する物質の種類や濃度等の影響を受け変化する。
【0022】4.作用至適温度 本酵素は、30℃乃至65℃で作用を有し、至適温度
は、50℃乃至60℃であり、55℃付近で酵素の最大
活性を示す。
【0023】5.阻害、活性化及び安定化 本酵素は、水銀、鉛、鉄等の金属多価イオンによる阻害
は特に認められない。また、エチレンジアミン4 酢酸
(EDTA)による活性の変化も認められない。
【0024】6.精製方法 アスペルギルス(Aspergillus )属の糸状菌の麹培養抽
出液に、撹拌しながら、冷却アセトンを終濃度60乃至
80(v/v )%になるように加え、しばらく放置して、
遠心分離して、沈殿を収得する。また、アセトンの変わ
りにエタノールを使用しても、同様に沈殿が得られる。
この沈殿を50mM酢酸塩緩衝液(pH5.5)に溶か
し、硫酸アンモニウムで塩析し、遠心分離して、沈殿を
分離する。得られた沈殿を1M硫酸アンモニウムを含む
50mM酢酸塩緩衝溶液(pH5.5)に溶かし、不溶
物を濾別した後、カラムクロマトグラフィー[ カラム:
ブチルトヨパールパック650S(Butyl Toyopearl pak 650
S )、東ソー社製、流出溶剤:硫酸アンモニウム含有5
0mM酢酸塩緩衝液(pH5.5)] を用いて精製す
る。得られた半精製酵素を20mM酢酸塩緩衝液(pH
5.5)で透析した後、カラムクロマトグラフィー[ カ
ラム:Q−セファロース(Q-Sepharose) 、ファルマシア
社製、流出溶剤:食塩含有20mM酢酸塩緩衝液(pH
5.5)]を用いて精製し、ホスホリパーゼA1を得る。
更に、これを硫酸アンモニウムで塩析し、カラムクロマ
トグラフィー[ カラム:スーパーロース12(Superose 1
2) 、ファルマシア社製] により精製し、酵素蛋白ホス
ホリパーゼA1をうる。
【0025】7.結晶構造 本酵素は、結晶状に得られていないため、その結晶構造
は決定できない。
【0026】本発明のホスホリパーゼA1を生産する生
産菌としては、例えば、アスペルギルス・ニガー(Aspe
rgillus niger :例えば、ATCC-9642 、IFO-4407等)、
アスペルギルス・オリゼ(Aspergillus oryzae:例え
ば、SANK-11870、IFO-30102 等)、アスペルギルス・ウ
サミイ(Aspergillus usamii、:たとえば、IAM-2414、
IFO-6082等)、アスペルギルス・アワモリ(Aspergillu
s awamori :例えば、IAM-2112、IFO-4033等)、アスペ
ルギルス・ソーヤ(Aspergillus sojae :例えば、IAM-
2666等)、アスペルギルス・ホエニシス(Aspergillus
phoenicis :例えばIAM-2215)、アスペルギルス・ウェ
ンティ(Aspergillus wentii:例えば、IAM-2133)のよ
うなアスペルギルス属に属する糸状菌があげられ、好適
にはアスペルギルス・ニガー又はアスペルギルス・オリ
ゼである。
【0027】上記糸状菌は、いずれも、公知菌(例え
ば、特公昭46-32792号公報、J.Gen.Appl.Microbiol.,1
7,281(1971)、Biochem.Z.,261 275(1933)等)であり、
アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション(Amer
ican Type Culture Collection:ATCC)、財団法人
発酵研究所(Institute for Fermentation Osaka:IF
O)、東京大学応用微生物研究所微生物微細藻類総合セ
ンター(Institute of Applied Microbiology :IA
M)等の保存機関にそれぞれの番号で保存され、自由に
分譲を受けることができる。
【0028】また、アスペルギルス・オリゼ(A.oryzae)
SANK 11870は、微工研条寄第3887号(FERM BP-3887)とし
て工業技術院微生物工業技術研究所(現在では生命工学
工業技術研究所と改称)に寄託されている。
【0029】また、これらの菌株は、天然の元株のほ
か、その人工変異株をも含む。
【0030】本発明のホスホリパーゼA1は、例えば、
以下の方法で製造される。
【0031】即ち、菌株の培養は、ふすまに、水を0.
5乃至2倍重量(好適には、等量)加えて、蒸煮して得
た固体培地に種菌を接種して、麹式培養法で行う。培地
原料としては、ふすまの他に、穀類(例えば、米、麦
等)、各種雑穀類(例えば、トウモロコシ、大豆、ゴマ
等)、綿実かす等を単独で又は組み合わせて用いること
もできる。
【0032】培養温度は、10℃乃至40℃(好適に
は、15℃乃至35℃、特に好適には、18℃乃至32
℃)であり、培養時間は、培地組成、培養温度等により
異なるが、通常3日乃至20日間(好適には、4日乃至
8日間)である。
【0033】培養終了後、麹に水又は適当な緩衝液(例
えば、酢酸塩緩衝液、リン酸塩緩衝液等)を1乃至20
倍重量加え、良く撹拌した後、圧搾濾過して、酵素液を
得ることができる。 更に、酵素を採取精製するための
常法、例えば、塩析法、有機溶媒沈殿法、イオン交換体
等を吸着体として用いる吸着法、限外濾過法、真空乾燥
法等を単独で又は適宜組み合わせて用いることにより、
上記酵素液から本発明の酵素が採取され、単離精製され
る。
【0034】本発明のホスホリパーゼA1は、優れた活
性及び選択性を有し、微生物由来の安価に定常的に供給
できる酵素であり、極めて有用なホスホリパーゼであ
る。
【0035】本発明は更に、上記ホスホリパーゼA1と
同じ酵素特性のホスホリパーゼA1を、リゾリン脂質の
製造に用いることで、酵素作用時にpHの調整を必要と
せず、温和な加熱処理により残存活性を失活させること
ができ、リゾ化率が高く、品質が良いリゾリン脂質の製
造を可能にする。
【0036】本発明のリゾリン脂質の製造法に利用され
得るホスホリパーゼA1の分子量及び等電点は、その生
産菌株により変化し、分子量は約30,000〜40,
000好適には約32,000〜37,000であり、
等電点(pI)は、等電点電気泳動法による測定で、p
I2.8〜4.5、好適にはpI3.0〜4.3であ
る。
【0037】また、更に本酵素は以下の特性を有するも
のである。
【0038】1.作用及び基質特異性 本酵素は、リン脂質の1位のアシル基のみを加水分解
し、その作用形成は、ホスホリパーゼA1(酵素番号EC
3.1.1.32)に属する。
【0039】2.活性領域 本酵素は、pH2.5乃至6、好適にはpH3乃至5.
5の活性領域を有する。
【0040】3.安定上限温度 本酵素は、45℃乃至90℃、好適には50℃乃至80
℃の安定上限温度を有する。
【0041】4.作用至適pH 本酵素の作用至適pHは、通常の活性測定系(トライト
ンX−100の存在下、37℃で10分間反応)では、
pH3.2乃至5.0である。
【0042】5.pH安定性 本酵素の安定なpH領域は、酵素それ自身の濃度、共存
する物質の種類や濃度等の影響を受け変化する。
【0043】6.作用至適温度 本酵素は、30℃乃至65℃で作用し、作用至適温度
は、50℃乃至60℃である。
【0044】7.温度安定性 本酵素は、pH4.0、30分間処理では、約30℃乃
至55℃で安定である。
【0045】本発明に利用され得るホスホリパーゼA1
で、リン脂質を分解させる反応は、酵素と基質を、水性
媒体中又は湿潤状態で接触させることにより行われ、場
合によっては非イオン性無極性有機溶媒(例えば、ジエ
チルエーテル、ジオキサンのようなエーテル類、ヘキサ
ン、ベンゼン、トルエンのような炭化水素類、酢酸エチ
ル、酢酸ブチルのようなエステル類等)共存下で酵素反
応させることも可能である。
【0046】使用される基質は、リン脂質自身又はリン
脂質含有物質であり、その給源、含有率、性状を問わな
い。それらは、例えば、大豆、小麦、大麦、トウモロコ
シ、ナタネ、ヒマワリ、落花生、綿実等の植物性リン脂
質、卵黄、動物の脳(ウシ、ヒツジ、ブタ、ニワトリ
等)等の動物性リン脂質、クロレラ細胞、糸状菌菌体等
の微生物菌体リン脂質等であり得、好適には、大豆、小
麦又は卵黄のリン脂質である。
【0047】水性又は湿潤媒体は、例えば、イオン交換
水、蒸留水、井水、水道水等であり得、必要に応じて、
酸(例えば、酢酸等)、アルカリ(例えば、水酸化ナト
リウム等)又は緩衝液(例えば、酢酸塩緩衝液)を加え
て、pH2.5乃至6.5(好適には、pH3.5乃至
5.5)に調整することもできる。また、イオン交換
水、蒸留水等の軟質の水を用いる場合には、塩化カルシ
ウム等を添加する方が好ましいことがある。
【0048】ホスホリパーゼA1の添加量は、反応温
度、反応時間、反応時のpH、基質の性状や品質、夾雑
する物質、要求される効果の程度等により異なるが、好
適には、1,000単位/gの酵素を用いて、リン脂質
(例えば、大豆リン脂質)に対して、0.05重量%乃
至10重量%(好適には、0.2重量%乃至2重量%)
である。
【0049】本酵素の反応温度は、10℃乃至70℃
(好適には、20℃乃至65℃、特に好適には、30℃
乃至60℃)であり、反応に要する時間は、反応温度、
pH等により異なるが、通常10分乃至10日間(好適
には、1時間乃至2日間)である。
【0050】また、得られるリゾリン脂質中にホスホリ
パーゼA1活性が残存することは、通常好ましくなく、
酵素反応を行った後、必要に応じて、簡便な操作、即
ち、温和な加熱処理によって、酵素反応生成物中の残存
ホスホリパーゼA1活性を容易に失活させることができ
る。この処理は、45℃乃至90℃(好適には、50℃
乃至80℃)で、5分乃至5時間(好適には、10分乃
至2時間)加熱することにより行われる。
【0051】また、加熱処理の他に、酵素を失活させる
ための常法、例えば、pH処理、加圧処理等を単独で又
は適宜組み合わせて用いても、残存ホスホリパーゼA1
活性を失活させることができる。
【0052】本酵素の反応により、反応生成物は、その
まま使用することが可能であるが、必要に応じて、薄層
濃縮等の濃縮機による濃縮又は精製、更には、噴霧乾燥
又は凍結乾燥等の乾燥手段、等の常法を施して、濃縮、
精製又は乾燥製品とすることもできる。
【0053】本発明に利用され得るホスホリパーゼA1
は、その使用用途により、部分精製して用いることが好
ましい。例えば、本酵素を、小麦粉に直接添加する場合
等には、プロテアーゼ等が夾雑していないことが適当で
ある。
【0054】更に、パン、麺等の小麦粉製品の物性改良
を目的として生地に直接添加するような場合には、必要
に応じて、ホスホリパーゼD、乳化剤(例えば、モノグ
リセライド、カルシウムステアリルラクチレート等)を
添加することが可能である。また、本酵素使用による効
果は、生地物性及び製品物性に現れ、生地は、本酵素添
加により、適度の弾力性と伸展性を有するようになり、
また粘着性も抑制されて、各作業工程での操作が容易と
なる。
【0055】
【実施例】以下に本発明のうち、ホスホリパーゼA1、
特にアスペルギルス(Aspergillus )属の糸状菌が生産
するホスホリパーゼA1について更に具体的に説明する
が、本発明は、これによってなんら限定されるものでは
ない。
【0056】[実施例1]アスペルギルス・ニガーAspergillus nigerからの
粗ホスホリパーゼA1の製造 アスペルギルス・ニガー(A.niger) ATCC 9642 株を、ふ
すまと水の等量混合物からなる培地12gで、30℃に
て6日間培養し前培養を行い、得られた全菌体を、ふす
まと水の混合物600gを金属皿[42x24x7(深
さ)cm]に入れ120℃にて30分間煮沸した本培養
培地に植菌し、30℃にて15時間、更に19℃にて5
日間培養した。こうして調製した麹に、水3lを加え、
よく混合し、37℃にて2時間放置した後、濾過して、
酵素抽出液を得た。この酵素抽出液に1N酢酸を加え、
pHを4.0に調整し、冷却したアセトンを倍量加え、
冷所に一夜放置した。その後上澄を捨て、沈殿部をアセ
トンでよく洗い、真空乾燥して、ホスホリパーゼA1を
含む酵素サンプル19.2gを得た。本酵素1g当たり
の主な酵素活性を表5に示す。なお、各酵素活性は、後
述する方法により測定した。
【0057】[実施例2]アスペルギルス・ニガーA.nigerからのホスホリパ
ーゼA1の製造 実施例1の粗製ホスホリパーゼA1 10gを水約10
0mlに溶かし、1N酢酸を加えて、pH4.0に調整
し、水を加えて200mlとした後、200mlの冷ア
セトンを加えて混合し、1時間放置した。その後、混合
液を遠心分離して、第1沈殿を得た。上澄に600ml
の冷アセトンを加えて混合し、1時間放置した。その
後、混合液を遠心分離して、第2沈殿を得た。この第2
沈殿を50mM酢酸塩緩衝液(pH5.5)500ml
に溶かし、硫酸アンモニウム300gを加えて塩析し
た。遠心分離して得た沈殿を1M硫酸アンモニウムを含
む50mM酢酸塩緩衝液(pH5.5)に溶かし、不溶
物を濾別した後、ブチルトヨパールパック650S(Butyl
Toyopearl pak 650S、東ソー社製)、Q−セファロース
(Q-Sepharose 、ファルマシア社製)及びスーパーロー
ス12(Superose 12 、ファルマシア社製)を用いたカラ
ムクロマトグラフィーにより精製し、ホスホリパーゼA
1 31.5単位を含む酵素サンプルを得た。
【0058】本酵素1g当たりの主な酵素活性を表5に
示す。なお、各酵素活性は、後述する方法により測定し
た。
【0059】上記の実施例2において調製した酵素サン
プルは、リパーゼ活性をほとんど伴わないこと(ホスホ
リパーゼA1活性の約0.1%以下)を確認した。
【0060】次に、本発明者は、上記の実施例2におい
て調製した酵素サンプル0.0236単位を(I)2位
のパルミトイル基を14C(NEN 社,NEC 764 )で標識し
たL−α- ジパルミトイルホスファチジルコリン(1mC
i /mmole)0.1μmole、及び(II)1−及び2−位
のパルミトイル基を14C(NEN 社,NEC 682 )で標識し
たL−α−ジパルミトイルホスファチジルコリン(2mC
i/mmole )0.1μmoleに添加し10分間反応させた。
その際の最終反応液は90μlであった。その結果、1
と2位のパルミトイル基が14C標識されたホスファチジ
ルコリンからのみ14C標識されたパルミチン酸が遊離
し、この酵素サンプルが1−アシル基のみに作用してい
ることを確認した。
【0061】以下に実施例2において調製したホスホリ
パーゼA1の特性を示す。 ホスホリパーゼA1 分子量:32,000(スーパーロース12を用いたゲル
濾過法による)。 等電点:pI3.0(等電点電気泳動法による)。 作用至適pH:トライトンX−100存在下では、図1
に示すようにpH4乃至5、トライトンX−100不存
在下では、図2に示すようにpH4.5乃至5.5であ
る。なお、ホスホリパーゼA1活性は、0.2M酢酸塩
緩衝液を用いて、酵素液を調製し、後述する方法で測定
し、pH4における活性を100%とした。
【0062】pH安定性:pH安定性は図3の通りであ
る。なお、ホスホリパーゼA1活性は、33mM酢酸塩
緩衝液(pH3.2〜6.0)、33mMトリスアミノ
メタン- マレイン酸緩衝液(pH5.5〜8.5)及び
33mMグリシン・食塩- 水酸化ナトリウム(pH8〜
12.5)を用いて、ホスホリパーゼA1約10単位/
mlの酵素液を調製し、37℃で60分間放置の後、後
述する方法で活性測定した。なお、最も安定であった際
の活性を100%とした。
【0063】作用至適温度:作用最適温度は、図4に示
すように50℃乃至60℃である。なお、37℃での活
性を100%とした。 温度安定性:pH4における温度安定性は、図5の通り
である。なお、ホスホリパーゼA1活性は、酵素液を、
30〜70℃で30分間加熱処理した後、後述する方法
で測定し、加熱処理しない場合の活性を100%とし
た。
【0064】以下に、本発明のうちホスホリパーゼA1
の使用について、更に説明するが、本発明は、これによ
ってなんら限定されるものではない。
【0065】[実施例3]リゾリン脂質の製造 実施例2で調製した、アスペルギルス・ニガ−(A.nige
r) 由来ホスホリパーゼA1のリン脂質分解に対するp
Hの影響を調べるために、以下の試験を行った。下記の
実験番号1-A 及び2-A 50ml及び塩化カルシウム0.2
gを100ml容ビーカーに入れ、超音波ホモジナイザ
ーで十分に分散させた。37℃で予備加温した後、実験
番号1-A 及び2-A に、それぞれ、実施例2で調製したホ
スホリパーゼA1 900単位を添加し、撹拌子で撹拌
しながら37℃で、酵素反応を進行させた。酵素反応進
行中は、水分の蒸発を防ぐためビーカーにシーロンフィ
ルム(富士フィルム社製)をかぶせた。
【0066】実験番号1-A :水45mlにSLP-ホワイト
(ツルーレシチン工業社製)5gを添加した10%(w/
w )懸濁液 実験番号2-A :20mM酢酸塩緩衝液(pH3.5)4
5mlにSLP-ホワイト5gを添加した10%(w/w )懸
濁液 反応開始時、1時間後、2時間後及び3時間後に反応液
を採取し、サンプル中の遊離脂肪酸を遊離脂肪酸定量試
薬デタミナーNEFA(協和メディクス社製)を用いて定量
した。見かけのリン脂質リゾ化率は、SLP-ホワイト中の
リン脂質の平均分子量を765であると仮定して、式 A/Bx100 A:リゾリン脂質のモル数(酵素反応により遊離した脂
肪酸のモル数) B:基質リン脂質のモル数 を用いて求めた。その結果を表1に示す。
【0067】
【表1】
【0068】アスペルギルス・ニガ−(A.niger) 由来の
ホスホリパーゼA1は、pH調整剤を使用しない場合で
も、優れたリン脂質リゾ化率を示した。
【0069】[実施例4]リゾリン脂質の製造 後述する実施例8で調製した、アスペルギルス・オリゼ
A.oryzae)由来ホスホリパーゼA1のリン脂質分解に
対するpHの影響を調べるために、以下の試験を行っ
た。
【0070】下記の実験番号3-A 、4-A 、1-B 、2-B 及
び3-B 50ml及び塩化カルシウム0.2gを100m
l容ビーカーに入れ、超音波ホモジナイザーで十分に分
散させた。37℃で予備加温した後、実験番号3-A 及び
4-A には、実施例8で調製したホスホリパーゼA1 8
65単位を、実験番号1-B 、2-B 及び3-B には、ブタ膵
臓由来ホスホリパーゼA2(シグマ社製)865単位を
それぞれ添加し、撹拌子で撹拌しながら37℃で、酵素
反応を進行させた。酵素反応進行中は、水分の蒸発を防
ぐためビーカーにシーロンフィルム(富士フィルム社
製)をかぶせた。ただし、ブタ膵臓由来ホスホリパーゼ
A2の活性はpH8.0で測定した。
【0071】実験番号3-A :水45mlにSLP-ホワイト
(ツルーレシチン工業社製)5gを添加した10%(w/
w )懸濁液 実験番号4-A :20mM酢酸塩緩衝液(pH3.5)4
5mlにSLP-ホワイト5gを添加した10%(w/w )懸
濁液 実験番号1-B :水45mlにSLP-ホワイト5gを添加し
た10%(w/w )懸濁液 実験番号2-B :20mMトリス−塩酸緩衝液(pH9.
0)45mlにSLP-ホワイト5gを添加した10%(w/
w )懸濁液 実験番号3-B :水45mlにSLP-ホワイト5gを添加
し、酵素反応中のpHを7.5〜8.5に保持するため
適宜水酸化ナトリウムを添加した10%(w/w )懸濁
液。
【0072】反応開始時、1時間後、2時間後及び3時
間後に反応液を採取し、サンプル中の遊離脂肪酸を遊離
脂肪酸定量試薬デタミナーNEFAを用いて定量した。
【0073】見かけのリン脂質リゾ化率は、実施例3に
準じて求めた。その結果を表2に示す。
【0074】
【表2】
【0075】アスペルギルス・オリゼ(A.oryzae)由来ホ
スホリパーゼA1は、pH調整剤を使用しない場合で
も、ブタ膵臓ホスホリパーゼA2に比べて、優れたリン
脂質リゾ化率を示した。
【0076】また、実験番号3-A の見かけのリン脂質リ
ゾ化率及びpHの経時変化を図6に示す。
【0077】[実施例5]熱処理による残存する酵素の失活 アスペルギルス・ニガーA.nigerから得られるホス
ホリパーゼA1 下記の実験番号5-A に記載の懸濁液10ml及び塩化カ
ルシウム0.04gをビーカーに入れ、超音波ホモジナ
イザーで十分に分散させた。37℃で予備加温した後、
実施例2のホスホリパーゼA1(151単位)を添加
し、撹拌子で撹拌しながら、37℃で5時間酵素反応を
進行させた。
【0078】実験番号5-A :5mM酢酸塩緩衝液(pH
4.5)9mlにSLP-ホワイト1gを添加した10%
(w/w )懸濁液。
【0079】反応開始5時間後の見かけのリン脂質リゾ
化率は、90%以上であった。
【0080】酵素反応後、反応液約2gずつを数本の試
験管に分注し、水分が蒸発しないようにシーロンフィル
ム(富士フィルム社製)をかぶせて、50〜80℃で3
0分間放置した。
【0081】各反応液中に残存するホスホリパーゼA1
活性は、後述する方法で測定し、熱処理しない反応液中
のホスホリパーゼA1活性に対する百分率で表した。そ
の結果を表3に示す。
【0082】
【表3】
【0083】ホスホリパーゼA1を使用した場合には、
80℃で完全にその酵素活性を失活させることができ
た。
【0084】[実施例6]熱処理による残存する酵素の失活 アスペルギルス・オリゼA.oryzaeから得られるホス
ホリパーゼA1 下記の実験番号6-A 、7-A 、4-B 及び5-B に記載の懸濁
液50ml及び塩化カルシウム0.2gを100ml容
ビーカーに入れ、超音波ホモジナイザーで十分に分散さ
せた。37℃で予備加温した後、実施例8のホスホリパ
ーゼA1 2160単位又はブタ膵臓ホスホリパーゼA
2(シグマ社製)2160単位を添加し、撹拌子で撹拌
しながら、37℃で5時間酵素反応を進行させた。
【0085】実験番号6-A :5mM酢酸塩緩衝液(pH
4.5)45mlにSLP-ホワイト5gを添加した10%
(w/w )懸濁液 実験番号7-A :5mM酢酸塩緩衝液(pH4.5)25
mlにSLP-ホワイト25gを添加した50%(w/w )懸
濁液 実験番号4-B :5mMトリス- 塩酸緩衝液(pH8.
0)45mlにSLP-ホワイト5gを添加した10%(w/
w )懸濁液 実験番号5-B :5mlトリス- 塩酸緩衝液(pH8.
0)25mlにSLP-ホワイト25gを添加した50%
(w/w )懸濁液。
【0086】反応開始5時間後の見かけのリン脂質リゾ
化率は、実験番号5-B 、即ち50%SLP-ホワイトにブタ
膵臓ホスホリパーゼA2を作用させた系では、約65%
であり、その他の系、即ち6-A 、7-A 及び4-B では90
%以上であった。
【0087】酵素反応5時間後に、各々の反応液約7g
ずつを数本のソモギー(Somogyi )試験管に分注し、水
分が蒸発しないようにシーロンフィルムをかぶせて、5
0〜80℃で30分間放置した。
【0088】各反応液中に残存するホスホリパーゼA
1、A2活性は、後述する方法で測定し、それぞれ熱処
理しない反応液中のホスホリパーゼA1、A2活性に対
する百分率で表した。その結果を表4に示す。ただし、
ブタ膵臓ホスホリパーゼA2の活性は、pH8で測定し
た。
【0089】
【表4】
【0090】ホスホリパーゼA1を使用した場合には、
ブタ膵臓ホスホリパーゼA2を使用した場合に比べて、
低温で完全にその酵素活性を失活させることができた。
【0091】[実施例7] アスペルギルス・オリゼAspergillus oryzaeからの
粗ホスホリパーゼA1の製造 アスペルギルス・ニガー(A.niger)の代わりに、アス
ペルギルス・オリゼ(A.oryzae)SANK 11870 株を用い
た以外は、実施例1と同様の操作を行って、ホスホリパ
ーゼA1を含む酵素サンプル11.1gを得た。
【0092】本酵素1g当たりの主な酵素活性を表5に
示す。なお、各酵素活性は、後述する方法により測定し
た。
【0093】[実施例8] アスペルギルス・オリゼA.oryzaeからのホスホリパ
ーゼA1の製造 実施例7 の粗製ホスホリパーゼA1 10gを用いた以
外は、実施例2と同様のアセトン分画操作を行って、第
2沈殿を得た。この第2沈殿を50mM酢酸塩緩衝液
(pH5.5)500mlに溶かし、硫酸アンモニウム
300gを加えて塩析した。遠心分離して得た沈殿を1
M硫酸アンモニウムを含む50ml酢酸塩緩衝液(pH
5.5)に溶かし、不溶物を濾別した後、カラムクロマ
トグラフィー[ カラム:ブチルトヨパールパック650S
(Butyl Toyopearl pak 650S、東ソー社製、流出溶剤:
硫酸アンモニウム含有50mM酢酸塩緩衝液(pH5.
5)硫酸アンモニウム濃度、1〜0M;グラジェント溶
出] を実施した。硫酸アンモニウム濃度0.6M以下
で、ホスホリパーゼA1活性画分が溶出した。この画分
を脱塩、濃縮して、酵素サンプル40mgを得た。な
お、本酵素サンプルに含まれる2種類のホスホリパーゼ
A1の分子量は、SDS−ポリアクリルアミドゲル電気
泳動により測定し、その値はそれぞれ37,000又は
35,000であり、Ampholine電気泳動法で
求められた等電点はそれぞれpI3.9又はpI4.3
であった。
【0094】本酵素1g当たりの主な酵素活性を表5に
示す。なお、各酵素活性は、後述する方法により測定し
た。
【0095】上記の実施例8において調製したホスホリ
パーゼA1は、リパーゼ活性をほとんど伴わないこと
(ホスホリパーゼA1活性の約0.1%以下)を確認し
た。
【0096】更に、本酵素0.0236単位を(I)2
位のパルミトイル基を14C(NEN 社,NEC 764 )で標識
したL−α- ジパルミトイルホスファチジルコリン(1
mCi/mmole )0.1μmole、及び(II)1−及び2−
位のパルミトイル基を14C(NEN 社,NEC 682 )で標識
したL−α−ジパルミトイルホスファチジルコリン(2
mCi/mmole )0.1μmoleに添加し10分間反応させ
た。その際の最終反応液は90μl であった。その結果、
1と2位のパルミトイル基が14C標識されたホスファチ
ジルコリンからのみ14C 標識されたパルミチン酸が遊離
し、本酵素が1−アシル基のみに作用していることを確
認した。
【0097】以下に実施例8において調製したホスホリ
パーゼA1の酵素の特性を示す。
【0098】作用至適pH:通常の活性測定系での作用
最適pHは、図1に示すようにpH3.2乃至5であ
る。 pH安定性:pH安定性は図3に示すようにpH3乃至
8.5である。なお、ホスホリパーゼA1活性は、0.
2M酢酸塩緩衝液(pH3.2〜6.5)及び0.01
Mトリス- 塩酸緩衝液(pH6.5〜9.0)を用い
て、1(w/v )%酵素液を調製し、37℃で60分間放
置した後、後述する方法で測定し、pH5.5におい
て、37℃で60分間放置した場合の活性を100%と
した。
【0099】作用至適温度:作用最適温度は、図4に示
すように50℃乃至60℃である。なお、37℃での活
性を100%とした。 温度安定性:pH4における温度安定性は、図5に示す
ように30℃乃至55℃である。なお、ホスホリパーゼ
A1活性は、酵素液を、30〜70℃で30分間加熱処
理した後、後述する方法で測定し、加熱処理しない場合
の活性を100%とした。
【0100】実施例で調製した酵素サンプルの主な酵素
活性は、以下の方法により測定した。
【0101】ホスホリパーゼA1 活性試験 2.0(w/v) %SLP-ホワイト(ツルーレシチン工業社
製)及び4(v/v) %トライトン(Triton)X−100水溶
液0.5mlに、0.1M塩化カルシウム0.05ml
0.2M酢酸塩緩衝液(pH4.0)0.25mlを
加えた。次いで、酵素液0.1mlを加えて撹拌して均
一にして、37℃で静置し、10分間酵素反応を行っ
た。その後、1N塩酸0.1mlを加えて、酵素反応を
停止させた。反応液0.02mlを採り、遊離脂肪酸定
量試薬デタミナーNEFA(協和メディクス社製)を用い
て、遊離脂肪酸を定量した。酵素反応1分当たり脂肪酸
1μモルを生成させる酵素活性を1単位と定義した。
【0102】リパーゼ活性試験 2.0(w/v) %オリーブ油(和光純薬工業社製)エマル
ジョン[ オリーブ油0.2gに0.5m15(w/w) %ア
ラビアゴム水溶液10mlを加え、超音波ホモジナイザ
ーで5分間分散させたもの]0.5mlに0.1M塩化
カルシウム0.05mlと0.2M7酢酸塩緩衝液(p
H6.0)0.25mlを加えた。次いで、酵素液0.
1mlを加えて、撹拌して均一にして、37℃で静置
し、10分間酵素反応を行った。その後、1N塩酸0.
1mlを加えて、酵素反応を停止させた。反応液0.0
2mlを採り、遊離脂肪酸定量試薬デタミナーNEFAを用
いて、遊離脂肪酸を定量した。酵素反応1分当たり脂肪
酸1μモルを生成させる酵素活性を1単位と定義した。
【0103】アミラーゼ(糖化型)活性試験 試験管に、基質[ 可溶性デンプン2gに水20ml( 適
当量) を加えて加熱溶解し、冷却した後、0.2M酢酸
塩緩衝液(pH4.5) を20ml加え、さらに水を加
えて50mlに調製したもの]5mlを入れ、37℃恒温水
槽にて予備加温した後、酵素液0.25mlを添加し
た。30分間の酵素反応の後、0.5N水酸化ナトリウ
ム0.25mlを加えて反応停止させた。これを酵素反
応液とし、ソモギーネルソン(Somogyi-Nelson)還元糖
測定法(J.Biol.Chem.,160,61-68(1945)、J.Biol.Che
m.,153,375-380(1944))を用いて、酵素反応によって生
じた還元糖を定量した。酵素反応1分当たりグルコース
1μモル相当量の還元糖を生成させる酵素活性を1単位
と定義した。
【0104】プロテアーゼ活性試験 萩原の方法(酵素研究法2 朝倉書店,237-246(1956))
により測定した。なお、基質のpHは3.0(酸性プロ
テアーゼ) 又は7.0(中性・アルカリ性プロテアー
ゼ) とした。酵素活性の単位は、ノースロプ(Northro
p,J.Gen.Physiol.,16,41(1932))およびアンソン(Ans
on,J.Gen.Physiol.,22,79 (1938) )に準じて基準条件
下で1分間にチロシン(tyrosine)1μg 相当量の27
5nmにおける吸収を示す非蛋白性物質を生成する酵素
活性を1単位と定義した。
【0105】
【表5】
【0106】* :リン脂質からの脂肪酸遊離活性 **:測定下限(10単位)以下
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例2(○)及び実施例8(●)のホスホリ
パーゼA1のpH活性曲線(トライトンX−100存在
下)
【図2】実施例2(○)のホスホリパーゼA1のpH活
性曲線(トライトンX−100不存在下)
【図3】実施例2(○)及び実施例8(●)のホスホリ
パーゼA1のpH安定性
【図4】実施例2(○)及び実施例8(●)のホスホリ
パーゼA1の温度活性曲線
【図5】実施例2(○)及び実施例8(●)のホスホリ
パーゼA1の温度安定性
【図6】実施例8のホスホリパーゼA1による見かけの
リン脂質リゾ化率(●)及びpH(○)の経時変化
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI (C12N 9/16 C12R 1:685) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) BIOSIS(DIALOG) WPI(DIALOG)

Claims (29)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】リン脂質を加水分解し、リゾリン脂質を生
    成する作用を有し、作用至適pHが4.0乃至5.0で
    あり、作用至適温度が50℃乃至60℃であり、分子量
    が32,000であり、等電点がpI3.0である、酸
    性ホスホリパーゼA1。
  2. 【請求項2】pH2.5乃至6.0の活性領域を有す
    る、請求項1記載の酸性ホスホリパーゼA1。
  3. 【請求項3】45℃乃至90℃の安定上限温度を有す
    る、請求項1又は2記載の酸性ホスホリパーゼA1。
  4. 【請求項4】55℃以下の温度安定性を有する、請求項
    1乃至3のいずれか一つに記載の酸性ホスホリパーゼA
    1。
  5. 【請求項5】アスペルギルス(Aspergillus)属の糸状
    菌が生産する、請求項1乃至4のいずれか一つに記載の
    酸性ホスホリパーゼA1。
  6. 【請求項6】アスペルギルス・ニガー(Aspergillus ni
    ger)が生産する、請求項5記載の酸性ホスホリパーゼ
    A1。
  7. 【請求項7】アスペルギルス・オリゼ(Aspergillus or
    yzae)が生産する、請求項5記載の酸性ホスホリパーゼ
    A1。
  8. 【請求項8】リン脂質を、請求項1乃至7のいずれか一
    つに記載の酸性ホスホリパーゼA1で処理することを特
    徴とする、リゾリン脂質の製造法。
  9. 【請求項9】リン脂質を加水分解し、リゾリン脂質を生
    成する作用を有し、作用至適pHが4.0乃至5.0で
    あり、作用至適温度が50℃乃至60℃であり、分子量
    が30,000乃至40,000であり、等電点がpI
    2.8乃至4.5である、酸性ホスホリパーゼA1。
  10. 【請求項10】分子量が32,000乃至37,000
    である、請求項9記載の酸性ホスホリパーゼA1。
  11. 【請求項11】分子量が32,000である、請求項9
    又は10記載の酸性ホスホリパーゼA1。
  12. 【請求項12】等電点がpI3.0乃至4.3である、
    請求項9乃至11のいずれか一つに記載の酸性ホスホリ
    パーゼA1。
  13. 【請求項13】等電点がpI3.0である、請求項9乃
    至12のいずれか一つに記載の酸性ホスホリパーゼA
    1。
  14. 【請求項14】pH2.5乃至6の活性領域を有する、
    請求項9乃至13のいずれか一つに記載の酸性ホスホリ
    パーゼA1。
  15. 【請求項15】45℃乃至90℃の安定上限温度を有す
    る、請求項9乃至14のいずれか一つに記載の酸性ホス
    ホリパーゼA1。
  16. 【請求項16】55℃以下の温度安定性を有する、請求
    項9乃至15のいずれか一つに記載の酸性ホスホリパー
    ゼA1。
  17. 【請求項17】アスペルギルス(Aspergillus)属の糸
    状菌が生産する、請求項9乃至16のいずれか一つに記
    載の酸性ホスホリパーゼA1。
  18. 【請求項18】アスペルギルス・ニガー(Aspergillus
    niger)が生産する、請求項17記載の酸性ホスホリパ
    ーゼA1。
  19. 【請求項19】アスペルギルス・オリゼ(Aspergillus
    oryzae)が生産する、請求項17記載の酸性ホスホリパ
    ーゼA1。
  20. 【請求項20】リン脂質を、請求項9乃至19のいずれ
    か一つに記載の酸性ホスホリパーゼA1で処理すること
    を特徴とする、リゾリン脂質の製造法。
  21. 【請求項21】 リン脂質を加水分解し、リゾリン脂質を
    生成する作用を有し、作用至適pHが、4.0乃至5.
    0であり、作用至適温度が、50℃乃至60℃であり、
    分子量が37,000であり、等電点がpI3.9であ
    る、酸性ホスホリパーゼA1。
  22. 【請求項22】 リン脂質を加水分解し、リゾリン脂質を
    生成する作用を有し、作用至適pHが、4.0乃至5.
    0であり、作用至適温度が、50℃乃至60℃であり、
    分子量が35,000であり、等電点がpI4.3であ
    る、酸性ホスホリパーゼA1。
  23. 【請求項23】 pH2.5乃至6.0の活性領域を有す
    る、請求項21又は22に記載の酸性ホスホリパーゼA
    1。
  24. 【請求項24】 45℃乃至90℃の安定上限温度を有す
    る、請求項21乃至23のいずれか一つに記載の酸性ホ
    スホリパーゼA1。
  25. 【請求項25】 55℃以下の温度安定性を有する、請求
    項21乃至24のいずれか一つに記載の酸性ホスホリパ
    ーゼA1。
  26. 【請求項26】 アスペルギルス(Aspergillus)属の糸
    状菌が生産する、請求項21乃至25のいずれか一つに
    記載の酸性ホスホリパーゼA1。
  27. 【請求項27】 アスペルギルス・ニガー(Aspergillus
    niger)が生産する、請求項26記載の酸性ホスホリパ
    ーゼA1。
  28. 【請求項28】 アスペルギルス・オリゼ(Aspergillus
    oryzae)が生産する、請求項26記載の酸性ホスホリパ
    ーゼA1。
  29. 【請求項29】 リン脂質を、請求項21乃至28のいず
    れか一つに記載の酸性ホスホリパーゼA1で処理するこ
    とを特徴とする、リゾリン脂質の製造法。
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