JP3026322B2 - Method for producing trehalose - Google Patents

Method for producing trehalose

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JP3026322B2
JP3026322B2 JP4350241A JP35024192A JP3026322B2 JP 3026322 B2 JP3026322 B2 JP 3026322B2 JP 4350241 A JP4350241 A JP 4350241A JP 35024192 A JP35024192 A JP 35024192A JP 3026322 B2 JP3026322 B2 JP 3026322B2
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phosphorylase
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この出願発明は、トレハロースの
製造法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing trehalose.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近、各種のオリゴ糖が注目され、その
開発が進められている。トレハロースは、酵母、カビ、
細菌、海藻、藻類、昆虫等の微生物界、植物界、動物界
に広く分布する二糖類であり、他の二糖類例えばシュク
ローズ等に比べ安定なことから甘味剤、増量剤等(特開
昭63−240758号公報)として、また、蛋白等の
乾燥保護剤(特表昭63−500562号公報)として
等の利用が考えられている。従来、トレハロースを得る
方法としては、上記天然物、酵母、カビなどからの抽出
法、酵母、アースロバクター、ノカルディア等を用いる
微生物による発酵法等が知られているが、これらの方法
では、トレハロースの純度、不純物の問題、大量生産が
操作的、設備的に困難である。他の方法として、マルト
ースを基質としてβ−グルコース−1−燐酸を経てトレ
ハロースを製造する酵素法が知られている(特開昭63
−60998号公報)。β−グルコース−1−燐酸経由
のトレハロースの製造法は、β−グルコース−1−燐酸
の供給を、マルトースフォスフォリラーゼによりマルト
ースから製造しなければならず基質の値段、酵素の供
給、酵素の安定性等問題がある。さらに、β−グルコー
ス−1−燐酸よりトレハロースを生成するトレハロース
フォスフォリラーゼは、例えば緑藻であるユーグレナか
ら得ることが出来るが、その培養は必ずしも容易ではな
く、またこのトレハロースフォスフォリラーゼはあまり
安定な酵素ではない。また、従来α−グルコース−1−
燐酸からトレハロースを生産する酵素として、エノキタ
ケの抽出物より得られる酵素をpH7近辺でα−グルコ
ース−1−燐酸に作用させてトレハロースを得られるこ
とが唯一知られている(FEMS Microbiol
ogy Letters.55.147−150(19
88))。しかし、この酵素は、温度安定性が悪く酵素
調製、酵素反応性に問題があり、トレハロースの量産に
適していない。
2. Description of the Related Art Recently, various types of oligosaccharides have attracted attention and are being developed. Trehalose is a yeast, mold,
It is a disaccharide widely distributed in the microbial, plant, and animal kingdoms of bacteria, seaweeds, algae, insects, etc., and is more stable than other disaccharides such as sucrose. 63-240758) and as a dry protective agent such as a protein (Japanese Patent Publication No. 63-500562). Conventionally, as a method for obtaining trehalose, the above-mentioned natural product, yeast, a method of extracting from mold, yeast, Arthrobacter, a fermentation method using a microorganism using Nocardia, and the like are known.In these methods, Trehalose purity, problems of impurities, mass production is difficult in terms of operation and equipment. As another method, an enzymatic method for producing trehalose via β-glucose-1-phosphate using maltose as a substrate is known (Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 63).
-60998 publication). In the method for producing trehalose via β-glucose-1-phosphate, the supply of β-glucose-1-phosphate must be produced from maltose by maltose phosphorylase, and the price of the substrate, supply of the enzyme, and stability of the enzyme There are problems such as gender. Furthermore, trehalose phosphorylase that produces trehalose from β-glucose-1-phosphate can be obtained, for example, from the green alga Euglena, but its culture is not always easy, and this trehalose phosphorylase is not very stable. Not an enzyme. Conventionally, α-glucose-1-
As an enzyme that produces trehalose from phosphate, it is known that trehalose can be obtained by reacting an enzyme obtained from an enokitake extract with α-glucose-1-phosphate at around pH 7 (FEMS Microbiol).
oggy Letters. 55.147-150 (19
88)). However, this enzyme has poor temperature stability and has problems in enzyme preparation and enzyme reactivity, and is not suitable for mass production of trehalose.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】この出願発明は、上述
のような現状に鑑み、安価な原料から得られるα−グル
コース−1−燐酸と、入手が容易で、かつ安定に存在し
得る酵素を用いて、トレハロースを容易に、かつ、生産
性に優れたトレハロースの製造方法を提供することを課
題とする。なお、α−グルコース−1−燐酸を製造する
方法としてはフォスフォリラーゼの酵素作用によりα−
グルカン(澱粉、グリコーゲン等)とオルト燐酸塩から
製造する方法が種々知られている。例えば、ポテトすり
汁を用いデキストリンとオルト燐酸塩からα−グルコー
ス−1−燐酸の製造法が開示されている(特開昭63−
208594号公報)。
In view of the above situation, the present invention relates to α-glucose-1-phosphate obtained from inexpensive raw materials and an enzyme which is easily available and can be stably present. It is an object of the present invention to provide a method for producing trehalose easily using trehalose and having excellent productivity. As a method for producing α-glucose-1-phosphate, α-glucose-1-phosphate is produced by enzymatic action of phosphorylase.
Various methods for producing from glucan (starch, glycogen, etc.) and orthophosphate are known. For example, a method for producing α-glucose-1-phosphoric acid from dextrin and orthophosphate using potato ground juice has been disclosed (Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 63-163).
208594).

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】この出願発明者らは、ト
レハロースを効率よく安価に製造することについて鋭意
研究をした結果、澱粉、デキストリン等の安価な糖質か
ら製造し得るα−グルコース−1−燐酸及びグルコース
に特定のpHで、または、新規なトレハロースフォスフ
ォリラーゼを作用させることにより、効率よくトレハロ
ースを製造し得ることを見いだした。
The present inventors have conducted intensive studies on the efficient and inexpensive production of trehalose, and as a result, have found that α-glucose-1 which can be produced from inexpensive saccharides such as starch and dextrin. -It has been found that trehalose can be efficiently produced at a specific pH or by reacting a novel trehalose phosphorylase with phosphate and glucose.

【0005】この出願発明の構成上の特徴は、α−グル
コース−1−燐酸及びグルコースに、シゾフィラム(S
chizophyllum)属、アガリカス(Agar
icus)属、プルロータス(Pleurotus)
属、リフィラム(Lyophyllum)属、グリフォ
ラ(Grifola)属、より選ばれる微生物由来のト
レハロースフォスフォリラーゼを作用させてトレハロー
スを生成させるトレハロースの製造法であり、詳しく
は、α−グルコース−1−燐酸及びグルコースに、トレ
ハロースフォスフォリラーゼを好適にはpH2.0〜
6.0で作用させるトレハロースの製造法である。
A structural feature of the present invention is that α-glucose-1-phosphate and glucose have schizophyllam (S
chizophyllum, Agaricus (Agar)
icus), Pullotus
The present invention relates to a method for producing trehalose by generating a trehalose by reacting a trehalose phosphorylase derived from a microorganism selected from the genus, phyllum (Lyophilum), and the genus Grifola, and more specifically, α-glucose-1-phosphate and Trehalose phosphorylase is preferably added to glucose at pH 2.0 to
This is a method for producing trehalose, which is operated at 6.0.

【0006】以下、この出願発明を詳しく説明する。α
−グルコース−1−燐酸からトレハロースを生成し得る
より安定な酵素について、この出願発明者等は鋭意研究
した結果、シゾフィラム(Schizophyllu
m)属、アガリカス(Agaricus)属、プルロー
タス(Pleurotus)属、リフィラム(Lyop
hyllum)属、グリフォラ(Grifola)属、
等の子実体、菌糸体あるいは液体培養菌糸体等の中にα
−グルコース−1−燐酸に作用してトレハロースを生産
するトレハロースフォスフォリラーゼが存在することを
見出した。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. α
The present inventors have conducted intensive studies on a more stable enzyme capable of producing trehalose from glucose-1-phosphate, and as a result, found that Schizophyllu.
m), genus Agaricus, genus Pleurotus, lyophilum (Lyop)
yllum) genus, Grifola genus,
In the fruiting body, mycelium, liquid culture mycelium, etc.
-Trehalose phosphorylase which acts on glucose-1-phosphate to produce trehalose was found to be present.

【0007】上記のようなトレハロースフォスフォリラ
ーゼを得るには、シゾフィラム・コミューネ(Schi
zophyllum commune)、アガリカス・
ビスポーラス(Agaricus bisporu
s)、プルロータス・オストレアタス(Pleurot
us ostreatus)、リフィラム・ウルマリウ
ム(Lyophyllum ulmarium)、グリ
フォラ・フロンドーサ(Grifola frondo
sa)等の担子菌を公知の培養法、例えば、酵母エキス
0.75%、麦芽エキス0.2%、グルコース3%、p
H6.0の培地で、28℃振とう培養を数日間行い、培
養後、遠心分離により菌体を集めて酵素源とする。その
他、シゾフィラム・コミューネ(Schizophyl
lum commune)、アガリカス・ビスポーラス
(Agaricus bisporus)、プルロータ
ス・オストレアタス(Pleurotus ostre
atus)、リフィラム・ウルマリウム(Lyophy
llum ulmarium)、グリフォラ・フロンド
ーサ(Grifola frondosa)等の担子菌
を公知のおがくず培地等で1〜2月培養した子実体ある
いは市販のヒラタケ、ブナシメジ、マイタケ、マッシュ
ルーム等を酵素源とすることもできる。
[0007] To obtain trehalose phosphorylase as described above, Schizophyllum commune (Schi)
zophyllum commune), Agaricus
Bisporous (Agaricus bisporu)
s), Pullotus ostreatus (Pleurot)
us ostreatus, Lyphyllum ulmarium, Grifola frontosa
basidiomycetes such as sa), for example, yeast extract 0.75%, malt extract 0.2%, glucose 3%, p
Shaking culture is performed at 28 ° C. for several days in a medium of H6.0, and after the culture, the cells are collected by centrifugation and used as an enzyme source. In addition, Schizophyllum
lum commune), Agaricus bisporus, Plurotus ostreatus
atus), Riphilum ulmarium (Lyophy)
An enzyme source may be a fruiting body obtained by cultivating basidiomycetes such as Ilum ulmarium and Grifola frontosa in a known sawdust medium for one to two months or a commercially available oyster mushroom, Bunashimeji, maitake, or mushroom.

【0008】トレハロースフォスフォリラーゼの調製
は、上記担子菌の菌体または子実体を燐酸バッファー中
で破砕した後、破砕不溶物を分離除去して得られる液を
粗酵素とする。粗酵素をそのままトレハロースの製造に
用いることができるが、更に精製して用いることもでき
る。粗酵素の分離、精製法としては、硫安沈澱による塩
祈法、溶媒沈澱法、イオン交換樹脂による吸着、透析膜
等による分離、限外濾過膜による濃縮法、ハイドロキシ
アパタイト等による吸着、疎水性担体による分離等の一
般的な蛋白質の精製法を利用することができる。また菌
体をトルエン、アセトン処理等して酵素を菌体中に固定
して用いることもできる。更には、粗酵素若しくは精製
酵素を公知の固定化手段例えば、ゲル包括法、マイクロ
カプセル化法等により固定化し、固定化酵素として利用
してもよい。また、合成高分子プレポリマーを素材とす
る包括固定化法により生菌体を固定化して用いることも
できる。
[0008] In preparing trehalose phosphorylase, a cell obtained by crushing the basidiomycete cells or fruiting bodies in a phosphate buffer and separating and removing the crushed insolubles is used as a crude enzyme. The crude enzyme can be used as it is for the production of trehalose, but it can also be used after further purification. The separation and purification methods of the crude enzyme include salt precipitation by ammonium sulfate precipitation, solvent precipitation, adsorption by ion exchange resin, separation by dialysis membrane, etc., concentration by ultrafiltration membrane, adsorption by hydroxyapatite, etc., hydrophobic carrier General protein purification methods such as separation by HPLC can be used. Alternatively, the cells can be treated with toluene, acetone, or the like, and the enzyme can be immobilized in the cells and used. Further, the crude enzyme or the purified enzyme may be immobilized by a known immobilization means, for example, a gel entrapment method, a microencapsulation method or the like, and used as the immobilized enzyme. In addition, live cells can be immobilized and used by a comprehensive immobilization method using a synthetic polymer prepolymer as a material.

【0009】この出願発明の実施に当たっては、反応液
中に基質としてα−グルコース−1−燐酸が5〜500
mM、好ましくは50〜200mMと、グルコースが5
0〜2000mM、好ましくは100〜500mMをト
レハロースフォスフォリラーゼの存在下に、pH2〜
7、好ましくは2.5〜6.0で、反応温度20〜60
℃、好ましくは25〜50℃で反応させればよい。ま
た、トレハロースフォスフォリラーゼは基質1グラムに
対して0.01単位以上、好ましくは0.1〜100単
位の割合で用いる。
In carrying out the present invention, α-glucose-1-phosphoric acid is used as a substrate in a reaction solution in an amount of from 5 to 500 μm.
mM, preferably 50-200 mM, and glucose of 5 mM.
0-2000 mM, preferably 100-500 mM, in the presence of trehalose phosphorylase,
7, preferably 2.5-6.0, reaction temperature 20-60
C., preferably at 25 to 50.degree. Trehalose phosphorylase is used in an amount of 0.01 unit or more, preferably 0.1 to 100 units per gram of the substrate.

【0010】上記酵素反応は10〜200時間で完了す
る。反応終了後は、加熱処理して酵素を失活させた後、
遠心分離、濾過等により沈澱を除去する。得られる上清
を例えば活性炭吸着処理により生成トレハロースを吸着
させた後、20%エタノール水溶液により溶出させ、つ
づいてダウエックス−1(ダウケミカル社製)、CMセ
ルロース等のアニオン型イオン交換樹脂で処理すること
によって糖液として精製することができる。また、この
糖液をほう酸型イオン交換樹脂に吸着させた後、ほう酸
カリウム等の水溶液で溶出させ、トレハロース画分を取
出し、この画分を濃縮等の処理をすることによりトレハ
ロースを得ることができる。また、必要に応じて再結晶
等により精製することができる。
The above enzyme reaction is completed in 10 to 200 hours. After the reaction is complete, heat-treat to deactivate the enzyme,
The precipitate is removed by centrifugation, filtration or the like. The resulting supernatant is adsorbed with trehalose produced by, for example, activated carbon adsorption treatment, then eluted with a 20% aqueous ethanol solution, and subsequently treated with an anion-type ion exchange resin such as Dowex-1 (manufactured by Dow Chemical Company) and CM cellulose. By doing so, it can be purified as a sugar solution. Further, after adsorbing this sugar solution to a boric acid type ion exchange resin, it is eluted with an aqueous solution of potassium borate or the like, a trehalose fraction is taken out, and trehalose can be obtained by subjecting this fraction to treatment such as concentration. . Further, if necessary, it can be purified by recrystallization or the like.

【0011】なお、この出願発明の酵素反応は、α−グ
ルコース−1−燐酸を生成させることが出来るフォスフ
ォリラーゼ、例えば、α−グルカンフォスフォリラー
ゼ、シュクロースフォスフォリラーゼ、セオビオースフ
ォスフォリラーゼ等と、それら酵素の基質と、同時に酵
素反応を行わせることも出来る。なお、後記する実施例
1のようにして調製した各種トレハロースフォスフォリ
ラーゼの温度安定性について比較すると、公知のフラム
リナ・ベルティペス(Flammulina velu
tipes)由来の酵素は、30℃、30分処理により
完全失活するのに対し、シゾフィラム・コミューネ、ア
ガリカス・ビスポーラス、プルロータス・オストレタ
ス、グリフォラ・フロンドーサ由来の酵素は、30℃、
30分処理で失活することはなかった。以下、実施例を
あげてこの出願発明を具体的に示す。
The enzymatic reaction of the present invention is carried out by a phosphorylase capable of producing α-glucose-1-phosphate, for example, α-glucan phosphorylase, sucrose phosphorylase, and biobiophosphate. An enzymatic reaction can also be carried out simultaneously with an enzyme such as an enzyme and a substrate of the enzyme. In addition, comparing the temperature stability of various trehalose phosphorylases prepared as described in Example 1 below, it was found that the known flamalina vertipes (Flammulina verulus) was used.
The enzymes derived from Schizophyllum commune, Agaricus bisporus, Plutus ostretas, and Grifola frondosa are completely inactivated by treatment at 30 ° C. for 30 minutes.
There was no inactivation by the treatment for 30 minutes. Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples.

【0012】[0012]

【実施例】実施例1 (トレハロースフォスフォリラーゼの調製) グリフォラ・フロンドーサ子実体(Grifola f
rondosa CM−236、微工研条寄第35号)
100gに50mM燐酸バッファー(pH7.0、20
%グリセロール、1mM、1mMEDTA、1mMジチ
オスレイトールを含む、以下同じ)200mlを加えワ
ーリングブレンダーで、子実体を破砕する。遠心分離に
より破砕不溶物を分離し、上清液である粗酵素液175
mlを得た。粗酵素液165mlを、DEAEトヨパー
ル(トーソー製)20mlを充填したカラムに吸着させ
た後、上記と同じ50mM燐酸バッファー200mlと
塩化カリウム0.5モル/1を含む50mM燐酸バッフ
ァー(pH7.0)200mlとを用いて直線濃度勾配
溶出を行った。3mlの分画を行った結果、フラクショ
ン10〜20の画分にトレハロースフォスフォリラーゼ
活性が認められた。この画分を限外ろ過により濃縮し、
酵素活性4.1単位/ml、比活性は、0.32単位/
mg蛋白の酵素液を得た。なお、酵素の活性単位は、ト
レハロースフォスフォリラーゼの加燐酸分解反応による
α−グルコース−1−燐酸の生成反応により生成するα
−グルコース−1−燐酸をフォスフォグルコムターゼ、
グルコース−6−燐酸デヒドロゲナーゼのカップリング
反応によりNADPから生成するNADPH量を吸光度
340nmの増加を測定することにより測定した。酵素
反応液組成は40mM燐酸バッファー(pH7.0)、
200mMトレハロース、0.16mMEDTA、14
mMグルタチオン、1mMNADP、1.3mM塩化マ
グネシウム、0.067mMα−グルコース−1,6−
二燐酸、フォスフォグルコムターゼ3.1単位/ml、
グルコース−6−燐酸3.5単位/ml、及び酵素液を
含む反応液2000μlを、30℃で反応させ吸光度3
40nmの変化から、生成したNADPHの量を測定し
た。この条件下で1分間に1μmolのNADPHを生
成する酵素量を1単位とした。
EXAMPLES Example 1 (Preparation of Trehalose Phosphorylase) The fruiting body of Grifola frondosa (Grifola f
(Rondosa CM-236, No. 35
100 g of 50 mM phosphate buffer (pH 7.0, 20
% Glycerol, 1 mM, 1 mM EDTA, 1 mM dithiothreitol; the same applies hereinafter) 200 ml, and the fruiting bodies are crushed with a Waring blender. The crushed insolubles were separated by centrifugation, and the crude enzyme solution 175 as a supernatant was separated.
ml were obtained. After adsorbing 165 ml of the crude enzyme solution to a column packed with 20 ml of DEAE Toyopearl (manufactured by Tosoh), 200 ml of the same 50 mM phosphate buffer and 200 ml of 50 mM phosphate buffer (pH 7.0) containing 0.5 mol / 1 of potassium chloride as described above. Was used to perform a linear concentration gradient elution. As a result of fractionation of 3 ml, trehalose phosphorylase activity was observed in the fractions of fractions 10 to 20. This fraction is concentrated by ultrafiltration,
Enzyme activity 4.1 units / ml, specific activity 0.32 units / ml
An enzyme solution of mg protein was obtained. The activity unit of the enzyme is α-glucose-1-phosphoric acid produced by the phosphorylation reaction of trehalose phosphorylase.
-Glucose-1-phosphate to phosphoglucomutase,
The amount of NADPH produced from NADP by the coupling reaction of glucose-6-phosphate dehydrogenase was measured by measuring the increase in absorbance at 340 nm. Enzyme reaction solution composition is 40 mM phosphate buffer (pH 7.0),
200 mM trehalose, 0.16 mM EDTA, 14
mM glutathione, 1 mM NADP, 1.3 mM magnesium chloride, 0.067 mM α-glucose-1,6-
Diphosphate, phosphoglucomutase 3.1 units / ml,
A reaction solution containing glucose-6-phosphate 3.5 units / ml and a reaction solution containing 2000 μl containing an enzyme solution was reacted at 30 ° C. to obtain an absorbance of 3
From the change of 40 nm, the amount of NADPH generated was measured. Under these conditions, the amount of the enzyme producing 1 μmol of NADPH per minute was defined as 1 unit.

【0013】(トレハロースの生成) このようにして調製したトレハロースフォスフォリラー
ゼ粗酵素液500μl(4.1単位/ml)、グルコー
ス200mM、α−グルコース−1−燐酸100mMか
らなる100mM MES(2−(N−Morphol
ino)ethanesulfonic acid)バ
ッファー(pH5.25)5mlを用い、30℃で、1
3時間、22時間および50時間反応させた。反応終了
後、各反応液をポリアミンカラム(YMC pack
Polyamine 4.6mm I.D.× 250
mm)、溶離液アセトニトリル/水(7/3)、流速1
ml/min、カラム温度35℃、示差屈折計(セル温
度35℃)を検出手段とする高速液体クロマトグラフィ
ーにより生成したトレハロースを定量した結果、生成し
たトレハロースは反応時間13時間で酵素反応液中54
mM、反応時間22時間で64mM、反応時間50時間
で70mMであった。
(Generation of trehalose) A 100 mM MES (2-(-()-) comprising 500 μl (4.1 units / ml) of the crude enzyme solution of trehalose phosphorylase thus prepared, 200 mM glucose, and 100 mM α-glucose-1-phosphate. N-Morphor
ino) ethanesulfonic acid) buffer (pH 5.25) at 30 ° C with 1 ml
The reaction was carried out for 3, 22 and 50 hours. After completion of the reaction, each reaction solution was applied to a polyamine column (YMC pack).
Polyamine 4.6mm I.I. D. × 250
mm), eluent acetonitrile / water (7/3), flow rate 1
As a result of quantifying the amount of trehalose generated by high performance liquid chromatography using ml / min, a column temperature of 35 ° C., and a differential refractometer (cell temperature of 35 ° C.) as a detecting means, the generated trehalose was added to the enzymatic reaction solution in a reaction time of 13 hours.
mM, 64 mM at a reaction time of 22 hours, and 70 mM at a reaction time of 50 hours.

【0014】実施例2 (トレハロースフォスフォリラーゼの調製) 市販のプルロータス・オストレアタス子実体100gを
50mM燐酸バッファー(pH7.0)250mlを加
えワーリングブレンダーで、子実体を破砕する。遠心分
離により破砕不溶物を分離し、上清液である粗酵素液2
25mlを得た。この粗酵素液220mlを、DEAE
トヨパール(トーソー製)20mlを充填したカラムに
吸着させた後、上記と同じ50mM燐酸バッファー20
0mlと塩化カリウム0.5モル/リットルを含む50
mM燐酸バッファー(pH7.0)200mlとを用い
て直線濃度勾配溶出を行った。3mlの分画を行った結
果、フラクション10〜20の画分にトレハロースフォ
スフォリラーゼ活性が認められた。この画分を限外ろ過
により濃縮し、酵素活性11.5単位/ml、比活性
0.21単位/mg蛋白の酵素液を得た。
Example 2 (Preparation of Trehalose Phosphorylase) 100 g of a commercially available fruit body of Plutus ostreatus is added with 250 ml of 50 mM phosphate buffer (pH 7.0), and the fruit body is crushed with a Waring blender. The crushed insolubles were separated by centrifugation, and the crude enzyme solution 2
25 ml were obtained. 220 ml of this crude enzyme solution is added to DEAE
After adsorption to a column packed with 20 ml of Toyopearl (manufactured by Tosoh), the same 50 mM phosphate buffer 20
50 containing 0 ml and 0.5 mol / l of potassium chloride
A linear concentration gradient elution was performed using 200 ml of an mM phosphate buffer (pH 7.0). As a result of fractionation of 3 ml, trehalose phosphorylase activity was observed in the fractions of fractions 10 to 20. This fraction was concentrated by ultrafiltration to obtain an enzyme solution having an enzyme activity of 11.5 units / ml and a specific activity of 0.21 units / mg protein.

【0015】(トレハロースの生成) 上記により調製したトレハロースフォスフォリラーゼ酵
素液10μl(11.5単位/ml)、グルコース10
0mM、α−グルコース−1−燐酸100mMからなる
100mM MESバッファー(pH6.0)500μ
lを用い、30℃、12時間および36時間反応させ
た。反応終了後、各反応液をポリアミンカラム(YMC
pack Polyamine 4.6mm I.
D.× 250mm)、溶離液アセトニトリル/水(7
/3)、流速1ml/min、カラム温度35℃、示差
屈折計(セル温度35℃)を検出手段とする高速液体ク
ロマトグラフィーにより生成したトレハロースを定量し
た結果、生成したトレハロースは反応時間12時間で酵
素反応液中31mM、反応時間36時間で50mMであ
った。
(Production of trehalose) 10 μl (11.5 units / ml) of trehalose phosphorylase enzyme solution prepared as described above, glucose 10
500 μm of 100 mM MES buffer (pH 6.0) composed of 0 mM and α-glucose-1-phosphate 100 mM
The mixture was reacted at 30 ° C. for 12 hours and 36 hours. After completion of the reaction, each reaction solution is applied to a polyamine column (YMC
pack Polyamine 4.6 mm
D. × 250 mm), eluent acetonitrile / water (7
/ 3), a flow rate of 1 ml / min, a column temperature of 35 ° C., and trehalose produced by high performance liquid chromatography using a differential refractometer (cell temperature of 35 ° C.) as a detection means. It was 31 mM in the enzyme reaction solution, and 50 mM in a reaction time of 36 hours.

【0016】実施例3 (トレハロースフォスフォリラーゼの調製) リフィラム・ウルマリウム子実体(Lyophyllu
m ulmariumCM−506、微工研菌寄第98
5号)100gを50mM燐酸バッファー(pH7.
0)250mlを加えワーリングブレンダーで、子実体
を破砕する。遠心分離により破砕不溶物を分離し、上清
液である粗酵素液235mlを得た。この粗酵素液20
0mlを、DEAEトヨパール(トーソー製)20ml
を充填したカラムに吸着させた後、上記と同じ50mM
燐酸バッファー200mlと塩化カリウム0.5モル/
リットルを含む50mM燐酸バッファー(pH7.0)
200mlとを用いて直線濃度勾配溶出を行った。3m
lの分画を行った結果、フラクション14〜22の画分
にトレハロースフォスフォリラーゼ活性が認められた。
この画分を限外ろ過により濃縮し、酵素活性1.4単位
/ml、比活性0.05単位/mg蛋白の酵素液を得
た。
Example 3 (Preparation of trehalose phosphorylase) [0016] Lyphyllum ulmarium fruiting body (Lyophyllu)
mulmarium CM-506, 98
No. 5) 100 g of 50 mM phosphate buffer (pH 7.
0) Add 250 ml and crush the fruiting body with a Waring blender. The crushed insolubles were separated by centrifugation to obtain 235 ml of a crude enzyme solution as a supernatant. This crude enzyme solution 20
0 ml, 20 ml of DEAE Toyopearl (Tosoh)
After adsorption to a column packed with
200 ml of phosphate buffer and 0.5 mol of potassium chloride /
Liter containing 50 mM phosphate buffer (pH 7.0)
A linear concentration gradient elution was performed using 200 ml. 3m
As a result of fractionation of l, trehalose phosphorylase activity was observed in fractions 14 to 22.
This fraction was concentrated by ultrafiltration to obtain an enzyme solution having an enzyme activity of 1.4 units / ml and a specific activity of 0.05 units / mg protein.

【0017】(トレハロースの生成) 上記により調製したトレハロースフォスフォリラーゼ粗
酵素液10μl(1.4単位/ml)、グルコース10
0mM、α−グルコース−1−燐酸100mMからなる
100mM MESバッファー(pH6.0)500μ
lを用い、25℃、111時間反応させた。反応終了
後、反応液をポリアミンカラム(YMC pack P
olyamine 4.6mm I.D.× 250m
m)、溶離液アセトニトリル/水(7/3)、流速1m
l/min、カラム温度35℃、示差屈折計(セル温度
35℃)を検出手段とする高速液体クロマトグラフィー
により生成したトレハロースを定量した結果、生成した
トレハロースは17.5mMであった。
(Production of trehalose) 10 μl (1.4 units / ml) of trehalose phosphorylase crude enzyme solution prepared as described above, glucose 10
500 μm of 100 mM MES buffer (pH 6.0) composed of 0 mM and α-glucose-1-phosphate 100 mM
The reaction was carried out at 25 ° C. for 111 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was applied to a polyamine column (YMC pack P
olyamine 4.6 mm I.O. D. × 250m
m), eluent acetonitrile / water (7/3), flow rate 1m
As a result of quantifying trehalose produced by high performance liquid chromatography using 1 / min, a column temperature of 35 ° C. and a differential refractometer (cell temperature of 35 ° C.) as a detecting means, the produced trehalose was 17.5 mM.

【0018】実施例4 シゾフィラム・コミューネ(Schizophyllu
m communeFr.CM−556、微工研菌寄第
1744号)を酵母エキス0.75%、麦芽エキス0.
2%、グルコース5%、pH6.2の組成の培地100
リットルを200リットルのジャーファーメンターで、
培養温度25℃、攪はん数290rpm、通気量0.5
vvmで70時間培養した。培養後、培養液400ml
から遠心分離により菌糸体を集め、培養菌糸体を実施例
1の場合と同様の処理をした。得られた酵素液は3.5
単位/ml、比活性0.13単位/mg蛋白であった。
Example 4 Schizophyllum commune
m_communeFr. CM-556, No. 1744), a yeast extract 0.75%, a malt extract 0.
Medium 100 having a composition of 2%, glucose 5%, and pH 6.2
Liters with a 200 liter jar fermenter,
Culture temperature 25 ° C, stirring number 290 rpm, aeration 0.5
The cells were cultured at vvm for 70 hours. After culturing, 400 ml of culture solution
, Mycelium was collected by centrifugation, and the cultured mycelium was treated in the same manner as in Example 1. The resulting enzyme solution was 3.5
Unit / ml, specific activity 0.13 unit / mg protein.

【0019】(トレハロースの生成) 上記により調製したトレハロースフォスフォリラーゼ粗
酵素液10μl(3.5単位/ml)、グルコース10
0mM、α−グルコース−1−燐酸100mMからなる
100mM MESバッファー(pH5.5)500μ
lを用い、30℃、24時間反応させた。反応終了後、
反応液をポリアミンカラム(YMC pack Pol
yamine 4.6mm I.D.× 250m
m)、溶離液アセトニトリル/水(7/3)、流速1m
l/min、カラム温度35℃、示差屈折計(セル温度
35℃)を検出手段とする高速液体クロマトグラフィー
により生成したトレハロースを定量した結果、生成した
トレハロースは11mMであった。
(Production of trehalose) 10 μl (3.5 units / ml) of trehalose phosphorylase crude enzyme solution prepared as described above, glucose 10
500 μm of 100 mM MES buffer (pH 5.5) consisting of 0 mM and α-glucose-1-phosphate 100 mM
The mixture was reacted at 30 ° C. for 24 hours. After the reaction,
The reaction solution was applied to a polyamine column (YMC pack Pol).
yamine 4.6mm I. D. × 250m
m), eluent acetonitrile / water (7/3), flow rate 1m
As a result of quantifying trehalose produced by high performance liquid chromatography using 1 / min, a column temperature of 35 ° C., and a differential refractometer (cell temperature of 35 ° C.) as a detecting means, the produced trehalose was 11 mM.

【0020】実施例5 (トレハロースフォスフォリラーゼの調製) アガリカス・ビスポーラス子実体(Agaricus
bisporus (Lange)Sing.CM−6
86、微工研菌寄第1748号)90gを50mM燐酸
バッファー(pH7.0)250mlを加えワーリング
ブレンダーで、子実体を破砕する。遠心分離により破砕
不溶物を分離し、上清液である粗酵素液200mlを得
た。この粗酵素液200mlを、DEAEトヨパール
(トーソー製)20mlを充填したカラムに吸着させた
後、上記と同じ50mM燐酸バッファー200mlと塩
化カリウム0.5モル/lを含む50mM燐酸バッファ
ー(pH7.0)200mlとを用いて直線濃度勾配溶
出を行った。3mlの分画を行った結果、フラクション
16〜24の画分にトレハロースフォスフォリラーゼ活
性が認められた。この画分を限外ろ過により濃縮し、酵
素活性2.5単位/ml、比活性0.14単位/mg蛋
白の酵素液を得た。
Example 5 (Preparation of Trehalose Phosphorylase) Agaricus bisporous fruiting body (Agaricus)
bisporus (Lange) Sing. CM-6
No. 86, No. 1748, manufactured by Micro Koken Co., Ltd.), 250 ml of 50 mM phosphate buffer (pH 7.0) is added, and the fruiting bodies are crushed with a Waring blender. The crushed insolubles were separated by centrifugation to obtain 200 ml of a crude enzyme solution as a supernatant. After adsorbing 200 ml of the crude enzyme solution to a column packed with 20 ml of DEAE Toyopearl (manufactured by Tosoh), the same 50 mM phosphate buffer as above and 200 mM 50 mM phosphate buffer (pH 7.0) containing 0.5 mol / l potassium chloride were used. A linear concentration gradient elution was performed using 200 ml. As a result of fractionation of 3 ml, trehalose phosphorylase activity was observed in fractions 16 to 24. This fraction was concentrated by ultrafiltration to obtain an enzyme solution having an enzyme activity of 2.5 units / ml and a specific activity of 0.14 units / mg protein.

【0021】(トレハロースの生成) 上記により調製したトレハロースフォスフォリラーゼ粗
酵素液10μl(2.5単位/ml)、グルコース10
0mM、α−グルコース−1−燐酸100mMからなる
100mM MESバッファー(pH5.5)500μ
lを用い、30℃、12時間反応させた。反応終了後、
反応液をポリアミンカラム(YMC pack Pol
yamine 4.6mm I.D.× 250m
m)、溶離液アセトニトリル/水(7/3)、流速1m
l/min、カラム温度35℃、示差屈折計(セル温度
35℃)を検出手段とする高速液体クロマトグラフィー
により生成した、トレハロースを定量した結果、生成し
たトレハロースは17.3mMであった。
(Production of trehalose) 10 μl (2.5 units / ml) of the crude enzyme solution of trehalose phosphorylase prepared above and glucose 10
500 μm of 100 mM MES buffer (pH 5.5) consisting of 0 mM and α-glucose-1-phosphate 100 mM
The mixture was reacted at 30 ° C. for 12 hours. After the reaction,
The reaction solution was applied to a polyamine column (YMC pack Pol).
yamine 4.6mm I. D. × 250m
m), eluent acetonitrile / water (7/3), flow rate 1m
As a result of quantifying trehalose generated by high-performance liquid chromatography using 1 / min, a column temperature of 35 ° C., and a differential refractometer (cell temperature of 35 ° C.) as a detection means, the generated trehalose was 17.3 mM.

【0022】実施例6 実施例1により生成したトレハロースを精製するため
に、活性炭カラム(φ10×200mm、約16ml、
クロマトグラフ用、和光純薬製)にかけ、トレハロース
を吸着させ、次に水20mlで洗浄し、次に20%エタ
ノール30mlで溶出させた。次に、この画分を濃縮
し、高速液体クロマトグラフィーにより分取を行った。
分取は、ポリアミンカラム(YMC pack Pol
yamine 10mmI.D.× 250mm)、溶
離液アセトニトリル/水(75/25)、流速3ml/
min.、カラム温度30℃、示差屈折計(セル温度3
5℃)によって行った。35分のトレハロースのピーク
を分取した。この画分から白色粉末110mgを得るこ
とが出来た。この白色粉末の250MHzのH1NMR
スペクトルは、標準トレハロースと同一のスペクトラム
を示した。
Example 6 In order to purify trehalose produced in Example 1, an activated carbon column (φ10 × 200 mm, about 16 ml,
Chromatograph, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) to adsorb trehalose, then washed with 20 ml of water and then eluted with 30 ml of 20% ethanol. Next, this fraction was concentrated and fractionated by high performance liquid chromatography.
The fractionation was performed using a polyamine column (YMC pack Pol
yamine 10mmI. D. × 250 mm), eluent acetonitrile / water (75/25), flow rate 3 ml /
min. , Column temperature 30 ° C, differential refractometer (cell temperature 3
5 ° C.). The trehalose peak at 35 minutes was collected. From this fraction, 110 mg of a white powder could be obtained. 250 MHz H 1 NMR of this white powder
The spectrum showed the same spectrum as the standard trehalose.

【0023】実施例7 実施例1の方法に準じて得たトレハロースフォスフォリ
ラーゼを用いて、pHを表1に示すように変えてトレハ
ロースの生成反応を行った。反応液組成は0.5Mバッ
ファー50μl、400mMグルコース125μl、4
00mMα−グルコース−1−燐酸62.5μl,酵素
液12.5μl(18.6単位/ml)を用いた。バッ
ファーは、pH2〜5.0には酢酸ナトリウム−塩酸バ
ッファーを用い、pH5.0〜6.5にはMESバッフ
ァーを用いた。反応は、30℃で4時間行い、実施例1
と同様に処理して酵素活性を調べ、表1に示した。な
お、表1では最もよい反応性を示すpH4.5における
トレハロース生成量を100とし、その比で各pHの酵
素活性(比)を示した。
Example 7 Using trehalose phosphorylase obtained according to the method of Example 1, trehalose was produced by changing the pH as shown in Table 1. The composition of the reaction solution was 50 μl of 0.5 M buffer, 125 μl of 400 mM glucose,
62.5 μl of 00 mM α-glucose-1-phosphate and 12.5 μl of an enzyme solution (18.6 units / ml) were used. As a buffer, a sodium acetate-hydrochloric acid buffer was used for pH 2 to 5.0, and an MES buffer was used for pH 5.0 to 6.5. The reaction was carried out at 30 ° C. for 4 hours.
The enzyme activity was examined by treating in the same manner as described above. In Table 1, the amount of trehalose produced at pH 4.5 showing the best reactivity was set to 100, and the enzyme activity (ratio) at each pH was shown by the ratio.

【0024】[0024]

【表1】 [Table 1]

【0025】[0025]

【発明の効果】この出願発明のトレハロースフォスフォ
リラーゼを用いることにより、安価な澱粉、シュクロー
スのような糖質から製造できるα−グルコース−1−燐
酸とグルコースから、トレハロースを安定に、かつ、高
収率で生産することができる。
EFFECT OF THE INVENTION By using the trehalose phosphorylase of the present invention, trehalose can be stably produced from α-glucose-1-phosphate and glucose which can be produced from inexpensive saccharides such as starch and sucrose. It can be produced in high yield.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C12R 1:645) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI C12R 1: 645)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 α−グルコース−1−燐酸及びグルコー
スに、シゾフィラム(Schizophyllum)
属、アガリカス(Agaricus)属、プルロータス
(Pleurotus)属、リフィラム(Lyophy
llum)属、グリフォラ(Grifola)属より選
ばれる微生物由来のトレハロースフォスフォリラーゼを
作用させてトレハロースを生成させることを特徴とする
トレハロースの製造法。
1. The method according to claim 1, wherein α-glucose-1-phosphate and glucose are added to Schizophyllum.
Genus, Agaricus, Pleurotus, Lyophilum
A method for producing trehalose, which comprises producing trehalose by reacting a trehalose phosphorylase derived from a microorganism selected from the genus Ilum and the genus Grifola.
【請求項2】 トレハロースフォスフォリラーゼが、シ
ゾィラム・コミューネ(Schizophyllum
commune)、アガリカス・ビスポーラス(Aga
ricus bisporus)、プルロータス・オス
トレアタス(Pleurotus ostreatu
s)、リフィラム・ウルマリウム(Lyophyllu
m ulmarium)またはグリフォラ・フロンドー
サ(Grifola frondosa)に由来する請
求項1に記載のトレハロースの製造法。
2. The method according to claim 1, wherein the trehalose phosphorylase is Schizophyllum.
commune), Agaricus Bisporous (Aga)
ricus bisporus, Plurotus ostreatus (Pleurotus ostreatus)
s), Lyphilum ulmarium
2. The method for producing trehalose according to claim 1, wherein the trehalose is derived from M. mulmarium or Grifola frondosa.
【請求項3】 α−グルコース−1−燐酸及びグルコー
スに、トレハロースフォスフォリラーゼをpH2.0〜
6.0で作用させることを特徴とする請求項1又は2に
記載のトレハロースの製造法。
3. A method in which trehalose phosphorylase is added to α-glucose-1-phosphate and glucose at a pH of 2.0 or more.
3. The method for producing trehalose according to claim 1, wherein the trehalose is acted on at 6.0.
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