JP3468626B2 - β-glucosidase and method for producing the same - Google Patents

β-glucosidase and method for producing the same

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JP3468626B2 JP25824295A JP25824295A JP3468626B2 JP 3468626 B2 JP3468626 B2 JP 3468626B2 JP 25824295 A JP25824295 A JP 25824295A JP 25824295 A JP25824295 A JP 25824295A JP 3468626 B2 JP3468626 B2 JP 3468626B2
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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】本発明は新規なβ−グルコシ
ダーゼ、その製造方法およびそのβ−グルコシダーゼを
生産する微生物に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a novel β-glucosidase, a method for producing the same and a microorganism producing the β-glucosidase.

【0002】[0002]

【従来の技術】モノテルペン類はブドウやワインの香り
に重要な働きをしており、ブドウでは、これらの化合物
の多くは、香りのない配糖体として存在している。また
テルペン類と糖とのβ−グルコシド結合は、β−グルコ
シダーゼにより加水分解され、テルペン類が遊離してく
ることが知られている。従ってワインの芳香成分の増加
にβ−グルコシダーゼが適用可能かどうか多くの関心が
もたれているが、β−グルコシダーゼを利用するにあた
りその基質特異性やグルコース阻害などの問題がある。
特に植物、酵母、かび由来のβ−グルコシダーゼはグル
コースによる阻害を受けることが知られている。この中
で唯一グルコース耐性を示すのがサッカロマイセス・セ
ラビシエ(Saccharomyces cerevi
siae)のペリプラズムより単離されたβ−グルコシ
ダーゼで、グルコース濃度が5%(280mM)でもま
ったく阻害を受けないことが報告されている(Vign
eVin.1988,22,189)。
BACKGROUND OF THE INVENTION Monoterpenes play an important role in the scent of grapes and wines, and in grapes, many of these compounds exist as unscented glycosides. Further, it is known that the β-glucoside bond between the terpene and the sugar is hydrolyzed by β-glucosidase to release the terpene. Therefore, there is much interest in whether β-glucosidase can be applied to increase the aroma component of wine, but there are problems in using β-glucosidase such as its substrate specificity and glucose inhibition.
In particular, β-glucosidase derived from plants, yeasts and molds is known to be inhibited by glucose. Saccharomyces cerevisiae is the only one showing glucose tolerance.
It was reported that β-glucosidase isolated from periplasm of Siae) was not inhibited at all even at a glucose concentration of 5% (280 mM) (Vign.
eVin. 1988, 22, 189).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、グ
ルコース耐性およびエタノール耐性を具えた新規なβ−
グルコシダーゼ、その製造方法およびそのβ−グルコシ
ダーゼを生産する微生物を提供することにある。
Therefore, the present invention provides a novel β-comprising glucose tolerance and ethanol tolerance.
It is to provide a glucosidase, a method for producing the same, and a microorganism that produces the β-glucosidase.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、グルコー
ス耐性およびエタノール耐性を具えたβ−グルコシダー
ゼを産生し得る微生物を求めてスクリーニングを行なっ
た結果、デバリオマイセス(Debaryomyce
s)に属する一菌株が新規なβ−グルコシダーゼを生産
することを見出し、本発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted a screening for a microorganism capable of producing β-glucosidase having glucose tolerance and ethanol tolerance, and as a result, have found that Debaryomyces.
It was found that one strain belonging to s) produces a novel β-glucosidase, and completed the present invention.

【0005】本発明の酵素を産生する菌株は以下に述べ
るとおり、菌学的性質からデバリオマイセス(Deba
ryomyces)属に属する一菌株と判断され、他の
公知菌株との比較によりデバリオマイセス・ハンセニイ
(Debaryomyceshansenii)に属す
る新規な菌株と同定された。本発明者らは本菌株をデバ
リオマイセス・ハンセニイ(Debaryomyces
hansenii)Y−44と命名して、通商産業省
工業技術院生命工学工業技術研究所に平成7年9月11
日付で受託番号FERM P−15168として寄託し
ている。
As described below, the strain producing the enzyme of the present invention is characterized by debaryomyces (Deba) due to its mycological properties.
It was determined to be a single strain belonging to the genus Ryomyces), and was identified as a new strain belonging to Debaryomyces hansenii by comparison with other known strains. The present inventors have identified this strain as Debaryomyces.
Hansenii) Y-44 and named it to Institute of Biotechnology, Institute of Biotechnology, Ministry of International Trade and Industry, September 11, 1995.
Deposited under accession number FERM P-15168 by date.

【0006】デバリオマイセス・ハンセニイ(Deba
ryomyces hansenii)Y−44株の菌
学的性質は以下のとおりである。 (1)形態的性質 麦芽エキス液体培地での増殖形式は多極性出芽増殖であ
り、細胞は球形または短卵形でその大きさは2〜7×
2.4〜8.5μmである。沈殿物や皮膜を形成する。
麦芽エキス寒天培地で黄色がかった灰白色のコロニーを
形成する。有性生殖は、異形接合で母細胞と娘細胞との
間に起こる。子嚢内に1個ないしは非常に希に2個形成
する。子嚢形成後のコロニーの色調は茶色になる。
Debaryomyces hansenii (Deba
The mycological properties of the Ryomyces hansenii) Y-44 strain are as follows. (1) Morphological properties The malt extract liquid medium growth form is multipolar sprouting growth, and the cells are spherical or short oval and the size is 2 to 7 ×.
It is 2.4 to 8.5 μm. Form precipitates and films.
A yellowish off-white colony forms on malt extract agar. Sexual reproduction occurs between a mother cell and a daughter cell in a heterozygote. One or very rarely two in the ascus. The color tone of the colony after ascus formation becomes brown.

【0007】(2)生理的性質 (2−1)発酵性 グルコース −または非常に弱い ガラクトース −または非常に弱い ラクトース − マルトース −または非常に弱い シュクロース −または非常に弱い (2−2)資化性 ガラクトース + エリスリトール + マルトース + リビトール + シュクロース + マンニトール + セロビオース + イノシトール − トレハロース + 可溶性澱粉 + ラフィノース + コハク酸 + キシロース + 硝酸塩 − アラビノース + (+:資化する, −:資化しな
い) (2−3)ビタミン要求性 ビオチンおよびチアミン要求性である。
(2) Physiological properties (2-1) Fermentable glucose-or very weak galactose-or very weak lactose-maltose-or very weak sucrose-or very weak (2-2) assimilation Galactose + erythritol + maltose + ribitol + sucrose + mannitol + cellobiose + inositol-trehalose + soluble starch + raffinose + succinic acid + xylose + nitrate-arabinose + (+: assimilate, 2-: do not assimilate) 3) Vitamin requirement Biotin and thiamine requirement.

【0008】以上の性質をもとにThe yeasts
/a taxonomic study(third
revised and enlarged edit
ion;edited by N.J.W.Krega
r−Van Rij)で検索し、Y−44株をデバリオ
マイセス・ハンセニイ(Debaryomycesha
nsenii)に同定した。
The theeastes based on the above properties
/ A taxonomy study (third
revised and enriched edit
ion; edited by N.I. J. W. Krega
r-Van Rij), and the Y-44 strain was searched for Debaryomyces ha.
nsenii).

【0009】Y−44株を用いて本発明のβ−グルコシ
ダーゼを得るためには、この菌株を適当な培地に接種
し、常法に従って培養すればよい。なお、本発明の酵素
を取得するために用いる微生物は、上記Y−44株に限
られず、後記する特性を有する本発明のβ−グルコシダ
ーゼを生産するものであればいかなる菌株を使用しても
よい。
To obtain the β-glucosidase of the present invention using the Y-44 strain, this strain may be inoculated into an appropriate medium and cultured according to a conventional method. The microorganism used to obtain the enzyme of the present invention is not limited to the Y-44 strain, and any strain may be used as long as it produces the β-glucosidase of the present invention having the characteristics described below. .

【0010】本発明において使用される培地は、本発明
に係るデバリオマイセス属の菌が増殖し、β−グルコシ
ダーゼを生産し得るものならば任意の培地が用いられ
る。例えば、炭素源としては通常グルコース、キシロー
ス、セロビオース、グリセロール、コハク酸などが用い
られるが、多量のβ−グルコシダーゼを生産する点から
セロビオースが最も適当である。窒素源としてはミート
エキス、ペプトン、脱脂大豆粉、酵母エキス、麦芽エキ
ス、コーンスティープリカーなどが用いられる他、リン
酸塩、ナトリウム塩、カルシウム塩、マグネシウムなど
の無機塩が添加される。
As the medium used in the present invention, any medium can be used as long as the bacteria of the genus Devariomyces according to the present invention can grow and produce β-glucosidase. For example, glucose, xylose, cellobiose, glycerol, succinic acid and the like are usually used as the carbon source, and cellobiose is most suitable because it produces a large amount of β-glucosidase. As the nitrogen source, meat extract, peptone, defatted soybean powder, yeast extract, malt extract, corn steep liquor and the like are used, and inorganic salts such as phosphate, sodium salt, calcium salt and magnesium are added.

【0011】培養は好気的条件で、例えば通気撹拌法や
振とう培養法で行なう。培養温度は20〜35℃の温度
範囲で行なうが、生育の良好な25〜32℃が望まし
い。初発pHは4.0〜7.0が望ましく、培養中のp
Hも4.0〜7.0が望ましい。培養時間は12〜30
時間程度であり、β−グルコシダーゼ活性が最高に達し
た時に培養を終了すればよい。
The culture is carried out under aerobic conditions, for example, the aeration and stirring method or the shaking culture method. The culturing temperature is 20 to 35 ° C., preferably 25 to 32 ° C. where growth is good. The initial pH is preferably 4.0-7.0, p
H is also preferably 4.0 to 7.0. Culture time is 12-30
It takes about time, and the culture may be terminated when the β-glucosidase activity reaches the maximum.

【0012】培養後、ろ過または遠心分離またはろ過法
によって菌体を集め、溶菌酵素処理あるいは超音波処
理、フレンチプレス、ホモジナイザーなどの機械的破砕
処理により菌体を破砕し、遠心分離して得られた上清を
粗酵素液として用いる。粗酵素液はそのまま使用するこ
ともできるが、一般の酵素の分離精製法に準じて分離精
製することができる。すなわち、分離液に硫酸アンモニ
ウムなどの塩類を添加し蛋白を沈殿させる塩析沈澱法、
あるいはエタノール、アセトンなどの親水性有機溶媒を
添加し蛋白を沈殿させる溶媒沈澱法により沈澱物を得、
乾燥粉末として用いることもできる。また、さらにイオ
ン交換クロマトグラフィー、ゲルろ過クロマトグラフィ
ーなどの精製法を用いて活性純度の高い酵素標品を調製
することもできる。
After culturing, the cells are collected by filtration, centrifugation or filtration, and the cells are disrupted by lysis enzyme treatment or ultrasonic treatment, mechanical disruption treatment such as French press, homogenizer, etc., and obtained by centrifugation. The supernatant obtained is used as a crude enzyme solution. The crude enzyme solution can be used as it is, but can be separated and purified according to a general enzyme separation and purification method. That is, a salting-out precipitation method in which salts such as ammonium sulfate are added to the separated liquid to precipitate proteins,
Alternatively, a precipitate is obtained by a solvent precipitation method in which a hydrophilic organic solvent such as ethanol or acetone is added to precipitate the protein,
It can also be used as a dry powder. Further, an enzyme preparation having a high activity purity can be prepared by further using a purification method such as ion exchange chromatography or gel filtration chromatography.

【0013】このようにして得られた本発明の酵素の活
性は以下の方法にて測定する。100mMクエン酸−リ
ン酸緩衝液(pH5.0)で希釈した酵素サンプル溶液
0.2mlに、同緩衝液に溶解した5mM p−ニトロ
フェニル−β−D−グルコピラノシド溶液0.2mlを
混合し、30℃で10分間反応させる。その後、1M炭
酸ナトリウム1.6mlを加えて反応を停止させ、40
0nmにおける吸光度を測定することにより遊離したp
−ニトロフェノールを定量する。このとき1.0mMp
−ニトロフェノール溶液の400nmにおける吸光度を
0.057として計算した。また酵素活性を示す1酵素
単位(U)は、30℃、pH5.0において、p−ニト
ロフェニル−β−D−グルコピラノシドから1分間に1
μmolのp−ニトロフェノールを生成させる酵素量と
して定義した。
The activity of the enzyme of the present invention thus obtained is measured by the following method. 0.2 ml of the enzyme sample solution diluted with 100 mM citric acid-phosphate buffer (pH 5.0) was mixed with 0.2 ml of 5 mM p-nitrophenyl-β-D-glucopyranoside solution dissolved in the same buffer, and 30 React at 10 ° C for 10 minutes. Then, the reaction was stopped by adding 1.6 ml of 1 M sodium carbonate,
P released by measuring the absorbance at 0 nm
-Quantify nitrophenol. At this time 1.0 mMp
Calculated by taking the absorbance of the nitrophenol solution at 400 nm as 0.057. Further, one enzyme unit (U) showing the enzyme activity is 1 minute per minute from p-nitrophenyl-β-D-glucopyranoside at 30 ° C. and pH 5.0.
It was defined as the amount of enzyme that produced μmol of p-nitrophenol.

【0014】粗酵素液から各種クロマトグラフィー法を
組合わせて精製することにより得られた本発明酵素の性
質は以下のとおりである。 (1)作用:p−ニトロフェニル−β−D−グルコピラ
ノシド、p−ニトロフェニル−β−D−キシロピラノシ
ド、p−ニトロフェニル−α−L−アラビノフラノシド
またはp−ニトロフェニル−α−L−ラムノピラノシド
を基質として作用させた場合、いずれの基質もp−ニト
ロフェノールを遊離する。 (2)至適pH:p−ニトロフェニル−β−D−グルコ
ピラノシドを基質とし、緩衝液として100mMクエン
酸−リン酸緩衝液(pH2.0〜7.0)、100mM
リン酸緩衝液(pH8.0〜9.0)、100mMグリ
シン−水酸化ナトリウム緩衝液(pH10.0)を用い
る以外は前記酵素活性測定法に従い、相対活性を測定し
た。その結果は図1に示すとおりであり、反応至適pH
は7.0付近にある。 (3)pH安定性:100mMクエン酸−リン酸緩衝液
(pH2.0〜7.0)、100mMリン酸緩衝液(p
H8.0〜9.0)、100mMグリシン−水酸化ナト
リウム緩衝液(pH10.0)の各緩衝液中で30℃に
て30分間保持した後、前記酵素活性測定法に従い、残
存活性を測定した。その結果は図2に示すとおりであ
り、安定pH範囲は、pH6.0〜9.0である。
The properties of the enzyme of the present invention obtained by purifying the crude enzyme solution by combining various chromatographic methods are as follows. (1) Action: p-nitrophenyl-β-D-glucopyranoside, p-nitrophenyl-β-D-xylopyranoside, p-nitrophenyl-α-L-arabinofuranoside or p-nitrophenyl-α-L- When rhamnopyranoside is used as a substrate, both substrates release p-nitrophenol. (2) Optimum pH: p-nitrophenyl-β-D-glucopyranoside as a substrate, 100 mM citric acid-phosphate buffer solution (pH 2.0 to 7.0), 100 mM as a buffer solution
Relative activity was measured according to the above-described enzyme activity measuring method except that a phosphate buffer (pH 8.0 to 9.0) and a 100 mM glycine-sodium hydroxide buffer (pH 10.0) were used. The results are shown in Fig. 1, which shows the optimum pH of the reaction.
Is around 7.0. (3) pH stability: 100 mM citric acid-phosphate buffer (pH 2.0 to 7.0), 100 mM phosphate buffer (p
H8.0-9.0), 100 mM glycine-sodium hydroxide buffer (pH 10.0), after holding for 30 minutes at 30 ° C. in each buffer, the residual activity was measured according to the above-mentioned enzyme activity measuring method. . The result is as shown in FIG. 2, and the stable pH range is pH 6.0 to 9.0.

【0015】(4)至適温度:前記酵素活性測定法に従
い、各種温度において相対活性を測定した。その結果は
図3に示すとおりであり、至適温度は約25℃である。 (5)温度安定性:100mMクエン酸−リン酸緩衝液
(pH5.0)中で30分間保持した後、前記酵素活性
測定法に従い、残存活性を測定した。その結果、本酵素
は図4に示すように、30℃まで安定した酵素活性を示
し、それを超えると急速に失活した。 (6)各種試薬の影響:各種試薬の本酵素に対する影響
を調べた。すなわち、表1に示す各種試薬を100mM
クエン酸−リン酸緩衝液(pH5.0)に1mMとなる
ように溶解し、これに酵素溶液を混合し、30℃におい
て10分間保持した後の残存酵素活性を前記酵素活性測
定法に従い測定し表1の結果を得た。
(4) Optimum temperature: Relative activity was measured at various temperatures according to the method for measuring enzyme activity. The result is as shown in FIG. 3, and the optimum temperature is about 25 ° C. (5) Temperature stability: After maintaining in 100 mM citric acid-phosphate buffer (pH 5.0) for 30 minutes, the residual activity was measured according to the above-mentioned enzyme activity measuring method. As a result, as shown in FIG. 4, the present enzyme showed stable enzyme activity up to 30 ° C., and was rapidly inactivated beyond that. (6) Effects of various reagents: The effects of various reagents on this enzyme were examined. That is, various reagents shown in Table 1 were added to 100 mM.
It was dissolved in a citric acid-phosphate buffer solution (pH 5.0) to a concentration of 1 mM, the enzyme solution was mixed with this, and the residual enzyme activity after holding at 30 ° C. for 10 minutes was measured according to the enzyme activity measuring method. The results shown in Table 1 were obtained.

【0016】[0016]

【表1】 [Table 1]

【0017】(7)分子量:精製した本酵素をスラブゲ
ル電気泳動を行なった結果は1バンドであり、マーカー
としてカタラーゼ(分子量232,000ダルトン)、
乳酸デヒドロゲナーゼ(分子量140,000ダルト
ン)および牛血清アルブミン(分子量67,000ダル
トン)を用いて測定した分子量は約95,000ダルト
ンである。またSDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳
動法を行なった結果は1バンドであり、マーカーとして
b型ホスホリラーゼ(分子量94,000ダルトン)、
ウシ血清アルブミン(分子量67,000ダルトン)、
卵白アルブミン(分子量43,000ダルトン)、カル
ボニックアンヒドロラーゼ(分子量30,000ダルト
ン)およびダイズトリプシンインヒビター(分子量2
0,100ダルトン)を用いて測定した分子量は約2
5,000ダルトンである。 (8)等電点:マーカーとしてレンズ豆レクチン(ba
sic:pI8.65)、レンズ豆レクチン(midd
le:pI8.45)、レンズ豆レクチン(acidi
c:pI8.15)、馬ミオグロビン(basic:p
I7.35)、馬ミオグロビン(acidic:pI
6.85)、ヒトカルボニックアンヒドロラーゼB(p
I5.85)、β−ラクトグロブリンA(pI5.2
0)、大豆トリプシンインヒビター(pI4.55)、
アミログルコシダーゼ(pI3.50)を用いて測定し
た等電点は、pI4.9である。
(7) Molecular weight: The purified enzyme was subjected to slab gel electrophoresis, and the result was 1 band. As a marker, catalase (molecular weight 232,000 dalton),
The molecular weight measured using lactate dehydrogenase (molecular weight 140,000 daltons) and bovine serum albumin (molecular weight 67,000 daltons) is approximately 95,000 daltons. The result of SDS-polyacrylamide gel electrophoresis was 1 band, and b-type phosphorylase (molecular weight 94,000 daltons) was used as a marker.
Bovine serum albumin (molecular weight 67,000 Dalton),
Ovalbumin (molecular weight 43,000 daltons), carbonic anhydrolase (molecular weight 30,000 daltons) and soybean trypsin inhibitor (molecular weight 2
The molecular weight measured using 0,100 daltons is about 2
It is 5,000 daltons. (8) Isoelectric point: Lentil lectin (ba) as a marker
sic: pI8.65), lentil lectin (midd)
le: pI 8.45), lentil lectin (acidi)
c: pI 8.15), equine myoglobin (basic: p)
I7.35), horse myoglobin (acidic: pI)
6.85), human carbonic anhydrolase B (p
I5.85), β-lactoglobulin A (pI5.2)
0), soybean trypsin inhibitor (pI4.55),
The isoelectric point measured with amyloglucosidase (pI3.50) is pI4.9.

【0018】(9)グルコース耐性:0〜500mM濃
度のグルコースを含む100mMクエン酸−リン酸緩衝
液(pH5.0)中で、前記酵素活性測定法に従い、相
対活性を測定した。その結果は図5に示すとおりであ
り、500mMグルコースにおいても80%の相対活性
を示す。 (10)エタノール耐性:0〜20容量%濃度のエタノ
ールを含む100mMクエン酸−リン酸緩衝液(pH
5.0)中で、前記酵素活性測定法に従い、相対活性を
測定した。その結果は図6に示すとおりであり、20容
量%エタノールにおいても80%の相対活性を示す。
(9) Glucose tolerance: The relative activity was measured in 100 mM citrate-phosphate buffer (pH 5.0) containing glucose at a concentration of 0 to 500 mM according to the above-mentioned enzyme activity measuring method. The results are shown in FIG. 5, and show a relative activity of 80% even at 500 mM glucose. (10) Ethanol resistance: 100 mM citric acid-phosphate buffer solution (pH containing 0 to 20% by volume of ethanol)
In 5.0), the relative activity was measured according to the enzyme activity measuring method described above. The results are shown in FIG. 6, and 80% relative activity is exhibited even in 20% by volume ethanol.

【0019】[0019]

【発明の効果】本発明の酵素は、その酵素活性がグルコ
ースおよびエタノールに対し耐性を示し、モノテルペン
配糖体に作用してモノテルペン類を遊離させる微生物起
源のβ−グルコシダーゼであり、食品製造、特にワイン
製造の分野においてその香味改善に応用し得る道を開い
たものである。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The enzyme of the present invention is a β-glucosidase of microbial origin whose enzymatic activity shows resistance to glucose and ethanol, and acts on monoterpene glycosides to release monoterpenes. , It opens the way for its application in improving the flavor, especially in the field of winemaking.

【0020】[0020]

【実施例】以下に実施例を示し本発明を具体的に説明す
るが本発明はこれらの実施例により何等限定されるもの
ではない。下記の説明中特に記載がない限り表示濃度は
重量%である。
EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Unless otherwise specified in the following description, the indicated concentration is% by weight.

【0021】実施例1:炭素源の影響 ペプトン0.5%、酵母エキス0.3%、麦芽エキス
0.3%からなるYM基本培地に表2に示す炭素源を
2.0%添加し、塩酸でpH4.0に調整した。これを
250ml容の三角フラスコに50ml仕込み、120
℃、15分間加圧滅菌した。これにあらかじめグルコー
ス2.0%を含むYM基本培地で培養しておいたデバリ
オマイセス・ハンセニイ(Debaryomyces
hansenii)Y−44株(FERM P−151
68)の種母を1ml接種し、28℃、200rpmに
て24時間振盪培養した。得られた各培養液中のβ−グ
ルコシダーゼ活性を表2に示す。デバリオマイセス・ハ
ンセニイ(Debaryomyces hanseni
i)Y−44株のβ−グルコシダーゼ生産には、炭素源
としてセロビオースが適していることがわかる。またグ
ルコースはβ−グルコシダーゼの発現を抑制している。
Example 1: Effect of carbon source 2.0% of the carbon source shown in Table 2 was added to a YM basic medium consisting of 0.5% peptone, 0.3% yeast extract and 0.3% malt extract, The pH was adjusted to 4.0 with hydrochloric acid. Charge 50 ml of this to a 250 ml Erlenmeyer flask and
It was sterilized by autoclaving at 15 ° C for 15 minutes. Debaryomyces hansenii (Debaryomyces) which was previously cultured in YM basic medium containing 2.0% glucose
hansenii) Y-44 strain (FERM P-151
1 ml of the seed mother of 68) was inoculated and cultured with shaking at 28 ° C. and 200 rpm for 24 hours. Table 2 shows the β-glucosidase activity in each of the obtained culture solutions. Debaryomyces hansenii
i) It is found that cellobiose is suitable as a carbon source for β-glucosidase production of Y-44 strain. Further, glucose suppresses the expression of β-glucosidase.

【0022】[0022]

【表2】 [Table 2]

【0023】実施例2:菌株の培養 セロビオース2.0%、ペプトン0.5%、酵母エキス
0.3%、麦芽エキス0.3%からなる培地を塩酸でp
H4.0に調整し、これを500ml容の三角フラスコ
に100ml仕込み、120℃、15分間加圧滅菌し
た。これに実施例1と同様に調製したデバリオマイセス
・ハンセニイ(Debaryomyceshansen
ii)Y−44株の種母を2ml接種し、28℃、20
0rpmにて24時間振盪培養した。得られた培養液を
遠心分離し、菌体を集め、30mlの20mMトリス塩
酸緩衝液(pH7.0)で2回洗浄した。これを同緩衝
液60mlに懸濁し、菌体重量の2.5倍量のガラスビ
ーズ(直径0.45〜0.55mm)を加え、菌体を破
砕した。遠心分離により菌体破砕物を除き、細胞抽出液
50mlを得た。これを超遠心処理(100000×
g、60分)してミクロゾーム分画と上清分画に分離し
た。これらの分画のβ−グルコシダーゼ活性を測定する
と、すべての活性が上清分画に存在していたので上清分
画を以下に述べる精製操作に供した。
Example 2 Culture of Strains A medium consisting of 2.0% cellobiose, 0.5% peptone, 0.3% yeast extract and 0.3% malt extract was added with hydrochloric acid to p.
The mixture was adjusted to H4.0, 100 ml was charged into a 500 ml Erlenmeyer flask, and autoclaved at 120 ° C. for 15 minutes. Debaryomyces hansenii prepared in the same manner as in Example 1 was added thereto.
ii) Inoculate 2 ml of the seed mother of Y-44 strain, and
The cells were cultured with shaking at 0 rpm for 24 hours. The obtained culture solution was centrifuged to collect the bacterial cells, and the cells were washed twice with 30 ml of 20 mM Tris-HCl buffer (pH 7.0). This was suspended in 60 ml of the same buffer and glass beads (diameter 0.45 to 0.55 mm) 2.5 times the weight of the cells were added to disrupt the cells. The disrupted cells were removed by centrifugation to obtain 50 ml of cell extract. This is ultracentrifuged (100,000 ×
(g, 60 minutes) and separated into a microsomal fraction and a supernatant fraction. When the β-glucosidase activity of these fractions was measured, all the activities were present in the supernatant fraction, so the supernatant fraction was subjected to the purification operation described below.

【0024】実施例3:酵素の精製 実施例2で得た上清分画50mlを、20mMビス(2
−ヒドロキシエチル)イミノトリス(ヒドロキシメチ
ル)メタン緩衝液(Bis/Tris緩衝液:pH6.
0)で平衡化したDEAEトヨパール(DEAE−To
yopearl)650Mカラム(φ26mm×80m
m:東ソー株式会社製)に付し、500mlの塩化ナト
リウムリニアグラジエント(0〜0.5M)で溶出し
た。活性分画を集め、1.0M硫酸アンモニウムを含む
20mM Bis/Tris緩衝液(pH6.0)で平
衡化したブチルトヨパール(Butyl−Toyope
arl)650Sカラム(φ9mm×63mm:東ソー
株式会社製)に付し、吸着した蛋白質を100mlの硫
酸アンモニウムリニアグラジエント(1.0〜0M)で
溶出した。活性分画を集め、限外ろ過装置(PM−1
0:Amicon社製)を用い、4℃にて濃縮した。こ
れを再度、20mM Bis/Tris緩衝液(pH
6.0)で平衡化したDEAEトヨパール(DEAE−
Toyopearl)650Mカラム(φ9mm×50
mm)に付し、80mlの塩化ナトリウムリニアグラジ
エント(0〜0.5M)で溶出し、精製β−グルコシダ
ーゼを得た。以上の精製工程毎における酵素の活性を表
3に示す。
Example 3: Purification of enzyme 50 ml of the supernatant fraction obtained in Example 2 was added to 20 mM bis (2
-Hydroxyethyl) iminotris (hydroxymethyl) methane buffer (Bis / Tris buffer: pH 6.
0) equilibrated with DEAE Toyopearl (DEAE-To
yopearl 650M column (φ26mm × 80m
m: manufactured by Tosoh Corporation) and eluted with 500 ml of a sodium chloride linear gradient (0 to 0.5 M). The active fractions were collected and equilibrated with 20 mM Bis / Tris buffer (pH 6.0) containing 1.0 M ammonium sulfate (Butyl-Toyope).
arl) 650S column (φ9 mm × 63 mm: manufactured by Tosoh Corporation), and the adsorbed protein was eluted with 100 ml of an ammonium sulfate linear gradient (1.0 to 0 M). Active fractions were collected and collected by ultrafiltration (PM-1
0: manufactured by Amicon) and concentrated at 4 ° C. Repeat this with 20 mM Bis / Tris buffer (pH
DEAE Toyopearl equilibrated with 6.0) (DEAE-
Toyopearl 650M column (φ9mm × 50)
mm) and eluted with 80 ml of sodium chloride linear gradient (0 to 0.5 M) to obtain purified β-glucosidase. Table 3 shows the activity of the enzyme in each of the above purification steps.

【0025】[0025]

【表3】 [Table 3]

【0026】実施例4:基質特異性 実施例3で得られた精製酵素を用い、表4に示す各種発
色基質の分解試験を行なった。なお、分解試験は前記酵
素活性測定の方法に準じて行ない、p−ニトロフェノー
ルの生成により活性の有無を調べた。結果を表4に示
す。
Example 4 Substrate Specificity Using the purified enzyme obtained in Example 3, decomposition tests of various color-developing substrates shown in Table 4 were conducted. The decomposition test was carried out according to the method for measuring the enzyme activity, and the presence or absence of the activity was examined by the production of p-nitrophenol. The results are shown in Table 4.

【0027】[0027]

【表4】 [Table 4]

【0028】表4より、本酵素はp−ニトロフェニル−
β−D−グルコピラノシド、p−ニトロフェニル−β−
D−キシロピラノシド、p−ニトロフェニル−α−L−
アラビノフラノシドおよびp−ニトロフェニル−α−L
−ラムノピラノシドに作用し、いずれの基質もp−ニト
ロフェノールを遊離することがわかる。
From Table 4, this enzyme is p-nitrophenyl-
β-D-glucopyranoside, p-nitrophenyl-β-
D-xylopyranoside, p-nitrophenyl-α-L-
Arabinofuranoside and p-nitrophenyl-α-L
It can be seen that both substrates release p-nitrophenol by acting on rhamnopyranoside.

【0029】実施例5:ブドウ果汁由来のグリコシド類
に対する作用 水酸化ナトリウムでpH7.0に調整した濃縮ブドウ果
汁(3倍濃縮:マスカット種)1000mlを合成吸着
樹脂カラム(φ22mm×350mm、Amberli
te XAD−2:ローム・アンド・ハース社製)に通
した。これを蒸留水500mlで洗浄し、水溶性化合物
を除去した。さらにペンタン−エーテル(1:1)10
00mlを通し、フリーのテルペン類を除去した後、メ
タノール1000mlでグリコシド類を溶出させた。こ
の分画を30℃、減圧下にて濃縮乾固し、グリコシド類
200mgを得た。実施例3で得られた精製酵素溶液2
0ml(3.2U、100mMクエン酸−リン酸緩衝液
(pH5.0))に上記グリコシド類100mgを溶解
し、22℃にて3日間反応させた。遊離したテルペン類
を20mlのペンタン−エーテル(1:1)で2回抽出
し、それを濃縮した後、キャピラリーガスクロマトグラ
フィーを用い下記の条件にて分析した。結果を表5に示
す。
Example 5: Action on Glycosides Derived from Grape Juice 1000 ml of concentrated grape juice (three times concentrated: Muscat seed) adjusted to pH 7.0 with sodium hydroxide was used as a synthetic adsorption resin column (φ22 mm × 350 mm, Amberli).
te XAD-2: manufactured by Rohm and Haas Company). This was washed with 500 ml of distilled water to remove the water-soluble compound. Further pentane-ether (1: 1) 10
After passing through 00 ml to remove free terpenes, glycosides were eluted with 1000 ml of methanol. This fraction was concentrated to dryness under reduced pressure at 30 ° C. to obtain 200 mg of glycosides. Purified enzyme solution 2 obtained in Example 3
100 mg of the above glycosides was dissolved in 0 ml (3.2 U, 100 mM citric acid-phosphate buffer solution (pH 5.0)) and reacted at 22 ° C. for 3 days. The liberated terpenes were extracted twice with 20 ml of pentane-ether (1: 1), concentrated, and then analyzed using capillary gas chromatography under the following conditions. The results are shown in Table 5.

【0030】[0030]

【表5】 [Table 5]

【0031】(分析条件) 装置:Hewlett Packard 5980 カラム:DB−WAXキャピラリーカラム(φ0.25
mm×30m:J&WScientific社製) 検出器:FID ヘリウム流速:2.0ml/分 初期カラム温度:75℃ カラム昇温速度:4℃/分 最終カラム温度:220℃ 試料注入部温度:230℃ 検出部温度:220℃
(Analysis conditions) Apparatus: Hewlett Packard 5980 Column: DB-WAX capillary column (φ0.25
mm × 30 m: manufactured by J & WS Scientific) Detector: FID Helium Flow rate: 2.0 ml / min Initial column temperature: 75 ° C. Column heating rate: 4 ° C./min Final column temperature: 220 ° C. Sample injection part temperature: 230 ° C. Detection part Temperature: 220 ° C

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

【図1】 デバリオマイセス・ハンセニイ(Debar
yomyces hansenii)Y−44株の生産
するβ−グルコシダーゼの作用pHと活性の関係を示す
グラフである。
[Figure 1] Debariomyces Hansenii (Debar
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the action pH and the activity of β-glucosidase produced by the Yomyces hansenii) Y-44 strain.

【図2】 デバリオマイセス・ハンセニイ(Debar
yomyces hansenii)Y−44株の生産
するβ−グルコシダーゼの安定pH域を示すグラフであ
る。
[Figure 2] Debaryomyces Hansenii (Debar
FIG. 2 is a graph showing a stable pH range of β-glucosidase produced by Yomyces hansenii) Y-44 strain.

【図3】 デバリオマイセス・ハンセニイ(Debar
yomyces hansenii)Y−44株の生産
するβ−グルコシダーゼの作用温度と活性の関係を示す
グラフである。
[Figure 3] Debaryomyces Hansenii (Debar)
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the action temperature and the activity of β-glucosidase produced by the Yomyces hansenii) Y-44 strain.

【図4】 デバリオマイセス・ハンセニイ(Debar
yomyces hansenii)Y−44株の生産
するβ−グルコシダーゼの作用温度安定性を示すグラフ
である。
[Figure 4] Debaryomyces Hansenii (Debar
FIG. 2 is a graph showing the action temperature stability of β-glucosidase produced by Yomyces hansenii) Y-44 strain.

【図5】 デバリオマイセス・ハンセニイ(Debar
yomyces hansenii)Y−44株の生産
するβ−グルコシダーゼの活性とグルコース濃度の関係
を示すグラフである。
Figure 5: Debaryomyces hansenii (Debar)
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the activity of β-glucosidase produced by Yomyces hansenii) Y-44 strain and glucose concentration.

【図6】 デバリオマイセス・ハンセニイ(Debar
yomyces hansenii)Y−44株の生産
するβ−グルコシダーゼの活性とエタノール濃度の関係
を示すグラフである。
[Figure 6] Debaryomyces Hansenii (Debar
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the activity of β-glucosidase produced by Yomyces hansenii) Y-44 strain and the concentration of ethanol.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C12R 1:645) (56)参考文献 J. Appl. Bacterio logy,1994年,77 (5),519− 527 Applied Microbiol ogy and Biotechnol ogy,1987年,26 (6),552−554 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) BIOSIS/WPI(DIALOG)─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI C12R 1: 645) (56) References J. Appl. Bacteriology, 1994, 77 (5), 519-527 Applied Microbiology and Biotechnology, 1987, 26 (6), 552-554 (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) BIOSIS / WPI (DIALOG)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】下記の性質を有するβ−グルコシダーゼ。 (1)作用:p−ニトロフェニル−β−D−グルコピラ
ノシド、p−ニトロフェニル−β−D−キシロピラノシ
ド、p−ニトロフェニル−α−L−アラビノフラノシド
またはp−ニトロフェニル−α−L−ラムノピラノシド
を基質として作用させた場合、いずれの基質もp−ニト
ロフェノールを遊離する。 (2)至適pH:p−ニトロフェニル−β−D−グルコ
ピラノシドを基質として反応させ、遊離するp−ニトロ
フェノールの量を400nmの吸光度により測定する方
法での反応至適pHは7.0付近にある。 (3)pH安定性:30℃にて30分間保持した場合、
pH6.0〜9.0で安定した酵素活性を示す。 (4)至適温度:p−ニトロフェニル−β−D−グルコ
ピラノシドを基質として反応させ、遊離するp−ニトロ
フェノールの量を400nmの吸光度により測定する方
法での反応至適温度は約25℃である。 (5)温度安定性:pH5.0にて30分間保持し酵素
活性を測定する方法で、30℃まで安定した酵素活性を
示し、それを超えると急速に失活する。 (6)阻害剤:p−クロロ安息香酸水銀、Cu2+、Al
3+により阻害を受け、エチレンジアミン四酢酸では殆ど
阻害されない。 (7)分子量:SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳
動法により測定した分子量は約25,000ダルトンで
ある。 (8)等電点:pI4.9である。 (9)グルコース耐性:500mMグルコース中におい
て80%の相対活性を示す。 (10)エタノール耐性:20容量%エタノール中にお
いて80%の相対活性を示す。
1. A β-glucosidase having the following properties. (1) Action: p-nitrophenyl-β-D-glucopyranoside, p-nitrophenyl-β-D-xylopyranoside, p-nitrophenyl-α-L-arabinofuranoside or p-nitrophenyl-α-L- When rhamnopyranoside is used as a substrate, both substrates release p-nitrophenol. (2) Optimum pH: The reaction has an optimum pH of about 7.0 in a method of reacting with p-nitrophenyl-β-D-glucopyranoside as a substrate and measuring the amount of released p-nitrophenol by absorbance at 400 nm. It is in. (3) pH stability: When kept at 30 ° C. for 30 minutes,
It exhibits stable enzyme activity at pH 6.0 to 9.0. (4) Optimum temperature: The optimum reaction temperature is about 25 ° C. in the method of reacting with p-nitrophenyl-β-D-glucopyranoside as a substrate and measuring the amount of released p-nitrophenol by absorbance at 400 nm. is there. (5) Temperature stability: It is a method of measuring the enzyme activity by keeping it at pH 5.0 for 30 minutes, and shows stable enzyme activity up to 30 ° C., and when it exceeds it, it is rapidly deactivated. (6) Inhibitors: mercury p-chlorobenzoate, Cu 2+ , Al
It is inhibited by 3+ and hardly inhibited by ethylenediaminetetraacetic acid. (7) Molecular weight: The molecular weight measured by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis is about 25,000 daltons. (8) Isoelectric point: pI 4.9. (9) Glucose tolerance: 80% relative activity is shown in 500 mM glucose. (10) Ethanol resistance: 80% relative activity in 20% by volume ethanol.
【請求項2】 デバリオマイセス(Debaryomy
ces)に属する微生物を培養して得られる培養物から
請求項1に記載のβ−グルコシダーゼを採取することを
特徴とするβ−グルコシダーゼの製造方法。
2. Debaryomy
ces), a β-glucosidase according to claim 1 is collected from a culture obtained by culturing a microorganism belonging to ces).
【請求項3】 デバリオマイセス(Debaryomy
ces)に属する微生物をセロビオース(cellob
iose)を含む培地で培養して得られる培養物から請
求項1に記載のβ−グルコシダーゼを採取することを特
徴とするβ−グルコシダーゼの製造方法。
3. Debaryomy
The microorganism belonging to ces is cellobiose (cellob).
A method for producing β-glucosidase, which comprises collecting the β-glucosidase according to claim 1 from a culture obtained by culturing in a medium containing iose).
【請求項4】 請求項1に記載のβ−グルコシダーゼ産
生能を有するデバリオマイセス・ハンセニイ(Deba
ryomyces hansenii)Y−44株(F
ERM P−15168)。
4. Debaryomyces hansenii (Deba) having the β-glucosidase-producing ability according to claim 1.
ryomyces hansenii) Y-44 strain (F
ERM P-15168).
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Applied Microbiology and Biotechnology,1987年,26 (6),552−554
J. Appl. Bacteriology,1994年,77 (5),519−527

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