JPH01171492A - Production of xylooligosaccharide derivative - Google Patents

Production of xylooligosaccharide derivative

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JPH01171492A
JPH01171492A JP62328470A JP32847087A JPH01171492A JP H01171492 A JPH01171492 A JP H01171492A JP 62328470 A JP62328470 A JP 62328470A JP 32847087 A JP32847087 A JP 32847087A JP H01171492 A JPH01171492 A JP H01171492A
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xylan
enzyme
transfer
xylooligosyltransferase
xylooligosaccharide
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三石 安
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倫 山辺
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八木沢 三男
Yoshiyuki Takasaki
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Abstract

PURPOSE:To obtain a xylooligosaccharide derivative useful in various starch industries, in high efficiency, by contacting a specific enzyme with xylan or hydrolyzed xylan in the presence of an alcohol. CONSTITUTION:A microbial strain of genus Acremonium (e.g. Acremonium cellulolyticus) capable of producing xylooligosyl transferase A is cultured in a medium containing a vegetable biomass (e.g. bagasse) as a carbon source and a nitrogen source (e.g. peptone) at 20-40 deg.C for 2-15 days under aerobic condition. The cultured product is heat-treated and purified to obtain a xylooligosyl transferase A having a molecular weight of 51,000, an isoelectric point of about 5.0, a working pH of 3-6 and an optimum working temperature of 50 deg.C. The enzyme A is added to a reaction liquid containing xylotetraose and a 1-10C straight-chain alkyl alcohol, etc., and made to react at about 45 deg.C for about 2hr to obtain the objective xylooligosaccharide derivative.

Description

【発明の詳細な説明】 「技術分野」 本発明は、糖転移酵素を用いたキシロオリゴ糖誘導体の
製造方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to a method for producing xylooligosaccharide derivatives using glycosyltransferases.

「従来技術」 キシランは、広葉樹およびイネを代表とする禾本科植物
の主要なヘミセルロース成分であり、これら植物体の構
成成分の20−30%をしめる重要なバイオマス原料で
ある。このキシランは、パルプ工業の副産物として、ま
た農産廃棄物、特にトウモロコシ穂軸から多量に得られ
、飼料の改質剤あるいはキシリトール製造の原料として
用いられてきた。 しかし、これらの需要はそれほど大
きいものではなく、キシランを原料としたより高付加価
値製品の開発が望まれている。
``Prior Art'' Xylan is a major hemicellulose component of plants of the Hematinaceae family, typified by broad-leaved trees and rice, and is an important biomass raw material that accounts for 20-30% of the constituents of these plants. This xylan is obtained in large quantities as a by-product of the pulp industry and from agricultural waste, especially corncobs, and has been used as a feed modifier or as a raw material for the production of xylitol. However, these demands are not so large, and there is a desire to develop higher value-added products using xylan as a raw material.

近年、キシランを原料とした新しい製品として、キシロ
オリゴ糖が注目され、その水分活性調節作用を利用した
、食品への応用などが試みられている。一方、糖質の利
用では最も先行している分野である澱粉糖工業において
は、糖転移酵素をもちいて澱粉あるいは澱粉氷解物から
、より付加価値の高い転移生成物を製造する手段が開発
されつつある。キシラン系においても、従来から糖転移
作用を持つ酵素の存在は知られていたが、未だ澱粉糖工
業にみられるような展開はみられない、これは、キシロ
ース系糖質に関して従来知られている糖転移活性が、は
とんど加水分解酵素の逆反応によるものであり、充分な
活性をもつ糖転移酵素がないこと、また糖以外の受容体
としては、水に可溶な一級アルコール類のみが知られて
いるにすぎないことなどが原因である。これらの問題点
が解決されるならば、キシランを原料として糖転移作用
による新たな物質の製造が酵素的に可能であり、より付
加価値の高まった製品をキシランから製造することがで
きる。
In recent years, xylooligosaccharide has attracted attention as a new product made from xylan, and attempts have been made to utilize its water activity regulating effect to apply it to foods. On the other hand, in the starch sugar industry, which is the most advanced field in the use of carbohydrates, methods are being developed to use glycosyltransferases to produce higher value-added transfer products from starch or starch melting products. be. Although the existence of enzymes that have a transglycosylation effect has long been known in the xylan family, the development seen in the starch sugar industry has not yet been seen. The glycosyltransfer activity is mostly due to the reverse reaction of hydrolase, and there is no glycosyltransferase with sufficient activity, and the only receptors other than sugars are primary alcohols that are soluble in water. This is partly due to the fact that it is only well known. If these problems are solved, it will be possible to enzymatically produce new substances using xylan as a raw material through transglycosylation, and products with even higher added value can be produced from xylan.

「目的」 本発明者らは、植物性バイオマスに多量に含まれている
キシランの、より高度な利用法を提供するという観点か
ら、キシランあるいはキシランから調製されるキシロオ
リゴ糖を供与体として、キシロースあるいは従来まった
く知られていなかったキシロオリゴ糖転移により、有用
な糖転移物を製造することを目指し、キシロース系での
糖転移酵素の開発に着手した。その結果、中温性糸状菌
の一種ア≦1モニウム属の一菌株が、キシロオリ、、1 ゴ糖転移作用をもつ新しい糖転移酵素を生産することを
見いだし、かつ本酵素が糖以外に一級および二級アルコ
ール類を広く受容体として利用できること、またこれら
アルコール類の水に対する溶解度が低い場合にも、効率
よく糖転移を行うことを見いだした。すなわち、糖以外
に各種のアルコール類を本酵素の受容体とすることで、
糖転移反応の結果、水酸基の修飾されたキシロオリゴ糖
誘導体が生成することを見いだし、本発明を完成するに
至った。
"Purpose" From the viewpoint of providing a more advanced use of xylan, which is contained in large amounts in plant biomass, the present inventors used xylan or xylooligosaccharide prepared from xylan as a donor, With the aim of producing useful glycosyltransferases through xylo-oligosaccharide transfer, which was previously unknown, we began the development of xylose-based glycosyltransferases. As a result, it was discovered that a strain of the genus Ammonium, a type of mesophilic fungus, produces a new glycosyltransferase that has xylooli, . We have discovered that alcohols can be widely used as receptors, and that sugar transfer can be carried out efficiently even when these alcohols have low solubility in water. In other words, by using various alcohols in addition to sugar as receptors for this enzyme,
The present inventors discovered that xylooligosaccharide derivatives with modified hydroxyl groups are produced as a result of the transglycosylation reaction, leading to the completion of the present invention.

「構成」 本発明は、キシロオリゴ糖転移酵素を酵素触媒としても
ちい、キシランあるいはキシラン氷解物から水酸基の修
飾されたキシロオリゴ糖誘導体を製造する方法に関する
ものである。
"Structure" The present invention relates to a method for producing a hydroxyl group-modified xylooligosaccharide derivative from xylan or xylan melted product using xylooligosaccharyltransferase as an enzyme catalyst.

以下に、本発明の内容を具体的に説明する0本発明にお
いては、その例示菌株としてアクレモニウム・セルロリ
ティカスが有効に利用される。
In the present invention, Acremonium cellulolyticus is effectively utilized as an exemplary strain thereof.

シル転移酵素A生産菌の菌学的性質を示すと下記の通り
である。
The mycological properties of the syltransferase A-producing bacteria are as follows.

生育: 麦芽エキス寒天培地上では生育は速く、30℃
7日間で直径70■−に達する。集落は最初白色で後に
やや黄色味をおびる。気化菌糸は緩く盛り上がり羊毛状
を呈し、時に繊状の菌糸束を形成する。
Growth: Fast growth on malt extract agar medium at 30℃
It reaches a diameter of 70cm in 7 days. The colony is initially white and later becomes slightly yellowish. The vaporized hyphae are loosely swollen, wool-like, and sometimes form filamentous hyphal bundles.

培養後期には集落裏面は桃褐色ないし赤褐色を呈する。In the later stages of cultivation, the underside of the colony becomes pinkish-brown to reddish-brown.

ツアペック寒天上でもほぼ同様な生育を示すが、気化菌
糸の盛り上がりはより少ない、生育、pi1範囲は3.
5〜6.0で最適p旧よ4付近、生育温度範囲は15℃
〜43℃で、最適生育温度は30℃である。
Almost the same growth was observed on Zapek agar, but the bulge of vaporized mycelium was smaller, and the growth and pi1 range was 3.
Optimum p is around 4 at 5-6.0, growth temperature range is 15℃
~43°C, with an optimal growth temperature of 30°C.

形R: 菌糸の直径は0゜5〜2.5μ組 無色で菌糸
には隔壁が認められる。また、菌糸表面は平滑である。
Form R: The diameter of the hyphae is 0°5-2.5μ.It is colorless and septa are observed in the hyphae. In addition, the hyphal surface is smooth.

分生子: 分生子形成能は非常に不安定で、ツアペック
寒天および麦芽エキス寒天培地による継代培養により容
易に消失した0分離時における観察では、分生子柄は気
化菌糸側面より突出し、無色であった0分生子は亜球形
で滑面、無色で連鎖はosporlus  artlg
e  Schi−melpHge)  p84.  G
、FIsher編(1971)JおよびC,Il、Di
ckinson  r MycologicalPap
ers 115巻 plO(1968) +を参照した
結果、本国はアクレモニウム(Acremonium)
属に近縁の糸状菌と考えるのが妥当であると考えた。な
お、本国はキシロオリゴシル転移酵素の他に著量のセル
ラーゼを生産するという特徴をもっており、従来アクレ
モニウム属菌にはセルラーゼ生産能の高い菌が知られて
いなかったことから、本国をアクレモニウム・セルロリ
ティカス (Acremonium cellul。
Conidia: The ability to form conidia is very unstable and easily disappeared by subculturing on Czapek agar and malt extract agar media. When observed at 0 isolation, conidiophores protruded from the sides of vaporized hyphae and were colorless. The conidia are subglobose, smooth, colorless, and the chains are Osporlus artlg.
e Schi-melpHge) p84. G
, edited by FIsher (1971) J and C, Il, Di.
ckinson r MycologicalPap
As a result of referring to ers volume 115 plO (1968) +, the home country is Acremonium.
We considered it appropriate to consider it to be a filamentous fungus closely related to the genus. Furthermore, in addition to xylo-oligosyltransferase, the native country produces a significant amount of cellulase, and since no bacteria of the Acremonium genus were previously known to have a high cellulase-producing ability, the native country is known as Acremonium. Acremonium cellul.

1ytlcus)と命名した6本国はFEBN P−6
867として工業技術院微生物工業技術研究所に寄託さ
れている。
1ytlcus) are named FEBN P-6.
It has been deposited with the Institute of Microbial Technology, Agency of Industrial Science and Technology as No. 867.

本発明のアクレモニウム属によるキシロオリゴシル転移
酵素Aを生産するためには、通常、キシログルカン、セ
ルロース、アビセル、キシラン、 フスマ、稲ワラ、バ
ガスなと植物性バイオマスを炭素源とし、これに窒素源
として、硝酸塩、アンモニウム塩あるいはペプトン、酵
母エキスのような無−″ままたは有機の窒素源と小量の
金属塩を含む液体または個体培地を用い、20〜40℃
で、2〜15日間程度、好気的に培養される。キシロオ
リゴシル転移酵素Aは菌体外に生産される酵素であるた
め、液体培地の場合は、培養後濾過あるいは遠心分離し
た上澄液を、そして個体培養の場合は培養後、水または
適当な無機塩類で抽出した液を、粗酵素液として用いる
ことができる。粗酵素液は、そのまま使用してもよいが
、例えば硫安塩析法やアセトン沈澱法など公知の方法に
より、酵素粉末を得ることができる。さらに、本酵素は
耐熱性であることから、この性質を利用して、pH4,
965℃で2時間30分の熱処理を行うことにより、キ
シロオリゴシル転移酵素Aの活性を損なうことなく、不
純物を変性沈澱させて除くことができ、キシロオリゴシ
ル転移酵素^活性の純度の高まった酵素液を簡単に調製
することができる。このようにして得られた、キシロオ
リゴシル転移酵素A標品は次のような性質を持っている
In order to produce the xylooligosyltransferase A produced by the genus Acremonium of the present invention, vegetable biomass such as xyloglucan, cellulose, avicel, xylan, bran, rice straw, and bagasse is usually used as a carbon source, and a nitrogen source is added to this. For example, using a liquid or solid medium containing a free or organic nitrogen source such as nitrates, ammonium salts or peptone, yeast extract, and small amounts of metal salts, at 20-40°C.
The cells are then cultured aerobically for about 2 to 15 days. Since xylooligosyltransferase A is an enzyme produced outside the bacterial cells, in the case of a liquid medium, the supernatant after filtration or centrifugation is used, and in the case of a solid culture, the supernatant is added to water or an appropriate inorganic solution after culturing. A solution extracted with salts can be used as a crude enzyme solution. The crude enzyme solution may be used as it is, but an enzyme powder can be obtained by a known method such as ammonium sulfate salting out method or acetone precipitation method. Furthermore, since this enzyme is thermostable, this property can be used to
By performing heat treatment at 965°C for 2 hours and 30 minutes, impurities can be denatured and precipitated and removed without impairing the activity of xylooligosyltransferase A, resulting in an enzyme solution with increased purity of xylooligosyltransferase^ activity. can be easily prepared. The thus obtained xylooligosyltransferase A specimen has the following properties.

(1) 分子量および等電点 (2)作用 キシロオリゴシル転移酵素Aは、キシランおよびキシラ
ンから調製されたキシロビオース以上のキシロオリゴ糖
に作用し、これをキシロシルまたはキシロオリゴシル供
与体として、受容体のアルコール性水酸基に転移し、キ
シロシルまたは、キシロオリゴシル転移生成物を生成す
る。この転移作用について、キシロペンタオースの場合
を例に具体的に述べると、本供与体は該酵素によってキ
シロトリオシル転移およびキシロビオシル転移を引き起
こす供与体として利用される。それぞれの転移の起こる
確率は、キシロトリオシル転移が約85%の確率で、ま
たキシロビオシル転移が約15%の確率で起こる。その
他の直鎖キシロオリゴ糖について初期反応におけるキシ
ロオリゴシル転移の起こる確率を、キシロペンタオース
も含めて表−1に示した。
(1) Molecular weight and isoelectric point (2) Action Xylo-oligosyltransferase A acts on xylan and xylo-oligosaccharides of xylobiose or higher prepared from xylan, and uses this as a xylosyl or xylo-oligosyl donor to transfer alcohol to the acceptor. It is transferred to a hydroxyl group to produce a xylosyl or xylooligosyl transfer product. To specifically describe this transfer effect using the case of xylopentaose as an example, the present donor is utilized by the enzyme as a donor that causes xylotriosyl transfer and xylobiosyl transfer. The probability of each transition occurring is approximately 85% for xylotriosyl transfer and approximately 15% for xylobiosyl transfer. Table 1 shows the probability of xylo-oligosyl transfer occurring in the initial reaction for other linear xylo-oligosaccharides, including xylopentaose.

表−1 表中のX−〜x6−はそれぞれキシロシル残基からキシ
ロトリオシル転移を示している。
Table 1 In the table, X- to x6- each indicate xylotriosyl transfer from xylosyl residue.

表に示したように、キシロヘキサオース以上のキシロオ
リゴ糖を供与体としたとき、キシロトリオシル転移物以
上の転移物が生成するが、反応時間が長くなるとこれら
は再分解され、最終的にキシロビオシル転移物およびキ
シロトリオシル転移物を与える。
As shown in the table, when a xylooligosaccharide of xylohexaose or more is used as a donor, transfer products of xylotriosyl or higher are generated, but as the reaction time becomes longer, these are re-decomposed and finally xylobiosyl Gives the transfer product and the xylotriosyl transfer product.

本酵素は、基質オリゴ糖の濃度が1%という低い濃度で
明かな転移活性を有し、またキシロビオシル以上のオリ
ゴ糖残基を受容体のアルコール性水酸基に転移できる。
This enzyme has clear transfer activity when the substrate oligosaccharide concentration is as low as 1%, and can transfer oligosaccharide residues of xylobiosyl or higher to the alcoholic hydroxyl group of the acceptor.

このような作用をもつ糖転移酵素はこれまでまったく知
られていなかったものであり、本発明による開示が最初
のものである。
A glycosyltransferase having such an action was completely unknown until now, and the disclosure of the present invention is the first one.

そこで、本酵素をキシロオリゴシル転移酵素^と命名し
た。
Therefore, this enzyme was named xylooligosyltransferase^.

(3)供与体 供与体としてはキシロビオース以上のキシロオリゴ糖お
よびキシランが利用できるが、キシロテトラオース以上
のキシロオリゴ糖およびキシランを供与体としたとき転
移活性が充分となる。
(3) Donor Although xylooligosaccharides of xylobiose or higher and xylan can be used as donors, transfer activity is sufficient when xylooligosaccharides of xylotetraose or higher and xylan are used as donors.

(4)受容体 受容体としては、キシロビオース以上のキシロオリゴ糖
が利用でき、これらは供与体としても働くので、これら
を受容体とすると、事実上オリゴ糖のキシロシド結合の
再配置、いわゆる、結合の不均化がおこる。キシロース
、グルコースなどの糖も受容体として適さない。
(4) Acceptor Xylo-oligosaccharides of xylobiose or higher can be used as acceptors, and they also act as donors, so if these are used as acceptors, this will effectively rearrange the xyloside bonds of oligosaccharides, so-called Disproportionation occurs. Sugars such as xylose and glucose are also not suitable as acceptors.

有機化学的合成手法あるいは天然物より得られる糖以外
の各種アルコール類のうち、水溶性および微水溶性のア
ルコール類は、受容体となり、その水酸基に対してキシ
ロオリゴシル転移が起こり、キシロオリゴ糖誘導体を生
成する。
Among various alcohols other than sugars obtained by organic chemical synthesis methods or natural products, water-soluble and slightly water-soluble alcohols act as acceptors, and xylo-oligosyl transfer occurs to the hydroxyl group, resulting in xylo-oligosaccharide derivatives. generate.

(5)作用pi(および最適作用pH 本酵素の作用pH範囲は、45℃で1o分間作用させた
とき第1図aに示したように、pH3〜6であり、最適
作用pHは約5に認められた。
(5) Action pi (and optimal action pH) The action pH range of this enzyme is pH 3 to 6, as shown in Figure 1a, when the enzyme is allowed to act for 10 minutes at 45°C, and the optimum action pH is approximately 5. Admitted.

(6)安定pH範囲 クエン酸−リン酸塩&!街液中で、25℃24時間放置
したときの安定pH範囲は、第111bに示したように
、約pH2,5〜8.5であった。
(6) Stable pH range citric acid-phosphate &! The stable pH range when the solution was left at 25° C. for 24 hours in street liquid was about pH 2.5 to 8.5, as shown in Section 111b.

(7)作用温度範囲および最適作用温度0.1%キシロ
テトラオースを供与体および受容体として用い、pH4
,9で10分間作用させたとき、第2図aに示したよう
に、約90℃までの高温まで転を受容体として用いたと
きは、第2図すに示したように作用温度の低下がおこり
、50%プロピルアルコール存在下では、55℃まで作
用し、最適作用温度は50℃であった。
(7) Working temperature range and optimum working temperature Using 0.1% xylotetraose as donor and acceptor, pH 4
, 9 for 10 minutes, as shown in Fig. 2a, the temperature of action decreased to a high temperature of about 90°C. occurred, and in the presence of 50% propyl alcohol, it worked up to 55°C, and the optimum action temperature was 50°C.

(8)熱安定性 キシロオリゴシル転移酵素^を0.1M酢酸緩衝液(p
H4,9)のもとで、各温度で1時間加熱処理した残存
活性は、第3 [!I aに示したように、70℃まで
はほとんど失活せず、75℃で約40%そして85℃、
1時間の加熱で約95瓢が活性を失った。また、50%
 n−プロピルアルコール存在下、pH4,9で加熱処
理した場合は、第3図すに示したように、45℃までは
ほとんど失活せず、55℃で約25χ、そして70℃、
1時間の加熱で約95駕が活性を失った。
(8) Thermostable xylooligosyltransferase^ was added to 0.1M acetate buffer (p
The residual activity after heat treatment for 1 hour at each temperature under H4,9) was the third [! As shown in Ia, there is almost no deactivation up to 70°C, about 40% at 75°C, and 85°C,
Approximately 95 gourds lost their activity after one hour of heating. Also, 50%
When heat-treated at pH 4.9 in the presence of n-propyl alcohol, as shown in Figure 3, there is almost no inactivation up to 45°C, about 25χ at 55°C, and about 25χ at 70°C.
Approximately 95 pieces lost their activity after one hour of heating.

(9)阻害剤 各種金属イオンのうちで、1sM以上の水銀イオンおよ
び銅イオンにより、本酵素は強く阻害された。
(9) Inhibitor Among various metal ions, this enzyme was strongly inhibited by 1 sM or more of mercury ion and copper ion.

(10)1精Σ製法 本酵素は培養r液を、65℃2時Ifi130分加熱処
理し、含まれる不純タンパク質を変性させ生じた沈澱を
遠心分離により除いた後、DEAL!−)ヨパール、陰
イオン交換体PBE 94のカラムをもちいたイオン交
換および吸着クロマトグラフィー、さらにバイオゲルA
0.5i+カラムによるゲルー過により、ディスクゲル
電気泳動的に均一にまで分離精製できた。
(10) 1 Preparation Method This enzyme is prepared by heating the culture solution at 65°C for 2 hours and 130 minutes, denaturing the impure proteins contained therein, removing the resulting precipitate by centrifugation, and then DEAL! -) Yopal, ion exchange and adsorption chromatography using an anion exchanger PBE 94 column, and Biogel A
By gel filtration using a 0.5i+ column, it was possible to separate and purify to homogeneity by disk gel electrophoresis.

(11)活性測定法 本酵素は、キシロオリゴ糖を受容体および供与体として
転移をおこなうことから、キシランから調製した、キシ
ロテトラオースの0.11水溶液100μr (pH4
,9)に対して、適量の酵素を添加し全量を150μ!
とし、45℃で10分間反応させ、生成するキシロペン
タオース以上の転移生成物を、リクロソルプMH2カラ
ムをもちいた高速液体クロマトグラフィーにより分離定
量して活性を求めた。この条件で、1分間に1μgのキ
シロペンタオース以上のキシロオリゴ糖を生成する酵素
量を1単位としな。
(11) Activity measurement method Since this enzyme transfers using xylooligosaccharides as acceptors and donors, 100 μr of a 0.11 aqueous solution of xylotetraose prepared from xylan (pH 4
, 9), add an appropriate amount of enzyme to make the total amount 150μ!
The reaction was carried out at 45° C. for 10 minutes, and the generated transfer products of xylopentaose or higher were separated and quantified by high performance liquid chromatography using a Licrosolp MH2 column to determine the activity. Under these conditions, the amount of enzyme that produces xylooligosaccharides of 1 μg or more of xylopentaose per minute is defined as 1 unit.

「効果J 以上のとおり、本発明に開示したキシロオリゴシル転移
酵素Aは、キシランから調製されるキシロオリゴ糖ある
いはキシランを供与体としてキシロオリゴシル転移をお
こなう、新規な酵素であり、また50%アルコール中で
安定に作用しキシロオリゴ糖誘導体を生成するという有
用な性質をもつものである。そして、このように生成し
たキシロオリゴ糖誘導体は、親水性の糖部分と疎水性の
修飾部分をもつことから界面活性作用をもつものが多く
あると推定され、キシランからこれまで考えられなかっ
た有用なキシロオリゴ糖誘導体を酵素反応により製造す
る道を開いたものである。
"Effect J" As described above, the xylooligosyltransferase A disclosed in the present invention is a novel enzyme that performs xylooligosyltransfer using xylooligosaccharide prepared from xylan or xylan as a donor, and is It has the useful property of acting stably and producing xylo-oligosaccharide derivatives.The xylo-oligosaccharide derivatives produced in this way have a hydrophilic sugar moiety and a hydrophobic modified moiety, so they have a surfactant effect. It is estimated that there are many compounds with the same properties, and this opens the door to the production of hitherto unimaginable useful xylooligosaccharide derivatives from xylan by enzymatic reactions.

次に本発明の実施例を示す。Next, examples of the present invention will be shown.

実施例1 セルロース4x、ペプトン1駕、硝酸カリウム0.6%
、塩化カリウムo、15x、vl酸マグネシウム0.1
2χ、燐酸−カリウム1.2πおよび硫酸亜鉛、硫酸銅
、硫酸後アクレモニウム・セルロリティカス (FIR
M P−6867〉を接種し、30℃で6日間通気培養
した。培養後遠心分離により除菌し、得られた上澄液に
ついてキシロオリゴシル転移酵素A活性を測定した結果
、培養液11当り220単位であった。
Example 1 Cellulose 4x, peptone 1 cup, potassium nitrate 0.6%
, potassium chloride o, 15x, magnesium chloride 0.1
2χ, potassium phosphate 1.2π and zinc sulfate, copper sulfate, Acremonium cellulolyticus after sulfate (FIR
MP-6867> was inoculated and cultured with aeration at 30°C for 6 days. After culturing, bacteria were removed by centrifugation, and the xylooligosyltransferase A activity of the resulting supernatant was measured, and the result was 220 units per 11 culture fluids.

実施例2 実施rN1において、炭素源をセルロースに代えて、キ
シログルカン(大日本製薬製 グリロイド33) 4%
を添加した培地に、アクレモニウム・セルロリティカス
(FERN P−6867)を接種し30℃で8日間通
気培養した。遠心分離した上澄液中のキシロオリゴシル
転移酵素^活性は、培養液1ml当り1200単位であ
った。
Example 2 In Example rN1, the carbon source was replaced with cellulose, and 4% xyloglucan (Glyloid 33, manufactured by Dainippon Pharmaceutical Co., Ltd.) was used.
Acremonium cellulolyticus (FERN P-6867) was inoculated into the medium to which Acremonium cellulolyticus (FERN P-6867) was added, and cultured with aeration at 30°C for 8 days. The xylooligosyltransferase activity in the centrifuged supernatant was 1200 units per ml of culture solution.

この培養上澄液のplを4.9に調製して、65℃2時
間30分加熱処理した後、生じた沈澱を遠心分離により
除き、キシロオリゴシル転移酵素A活性をもつ酵素標品
を得た。キシロオリゴシル転移酵″素Aの回++。
The PL of this culture supernatant was adjusted to 4.9, and after heat treatment at 65°C for 2 hours and 30 minutes, the resulting precipitate was removed by centrifugation to obtain an enzyme preparation with xylooligosyltransferase A activity. . Xylooligosyltransferase "A" cycle.

実施例3 実施例2で得た熱処理酵素標品を、濃縮、脱塩tIkD
I!AI!−)ヨバールM65Gおよび陰イオン交換体
PBE 94ラムによりイオン交換クロマトグラフィー
をおこない活性画分を得た。この活性画分をさらにバイ
オゲルA0.5−カラムによるゲlしr過をおこないキ
シロオリゴシル転移酵素Aを精製した。精製酵素はディ
スク電気泳動的に均一であり、活性の収率は培養上清に
たいして22罵であった。また、凍結乾燥酵素標品1m
gあたりのキシロオリゴシル転移酵素^活性は、61単
位であった。
Example 3 The heat-treated enzyme preparation obtained in Example 2 was concentrated, desalted, tIkD
I! AI! -) Ion exchange chromatography was performed using Yovar M65G and anion exchanger PBE 94 ram to obtain an active fraction. This active fraction was further subjected to gel filtration using a Biogel A0.5 column to purify xylooligosyltransferase A. The purified enzyme was disk electrophoretically homogeneous and the yield of activity was 22% relative to the culture supernatant. In addition, 1 m of lyophilized enzyme specimen
The xylooligosyltransferase^ activity per g was 61 units.

実施例4 実施例3で得られた精製酵素0.’4位を、lπキシロ
トリオース、キシロテトラオース、キシロペンタオース
およびキシロヘキサオースに60℃15分間および2時
間作用させ、反応生成物をバイオゲルP−2カラムによ
り分析した。第4図aに示すように、らはキシロヘキサ
オースが、キシロペンタオースからはキシロオクタオー
スが、またキシロヘキサオースからはキシロノナオース
およびキシロデカオースが主たる転移生成物として得ら
れ、本酵素がキシロオリゴシル転移を触媒していること
が示された。さらに、反応時間2時間では、第4図すに
示したように、転移反応が進み、加えた基質より大きな
重合度をもつキシロウンデカオース以下の多数の転移生
成物が生成し、分子間糖転移反応がおこっていることが
示された。
Example 4 Purified enzyme obtained in Example 3. The '4 position was reacted with lπ xylotriose, xylotetraose, xylopentaose, and xylohexaose at 60° C. for 15 minutes and 2 hours, and the reaction products were analyzed using a Biogel P-2 column. As shown in Figure 4a, xylohexaose is obtained from xylopentaose, xylooctaose is obtained from xylohexaose, and xylononaose and xylodecaose are obtained from xylohexaose as the main transfer products, and this enzyme is a xylooligomer. It was shown to catalyze syl transfer. Furthermore, at a reaction time of 2 hours, as shown in Figure 4, the rearrangement reaction progresses, and a large number of rearrangement products of xyloundecaose or less, which have a higher degree of polymerization than the added substrate, are produced, and the intermolecular sugar It was shown that a transfer reaction was occurring.

実hfi例5 実施例3で得られた精製酵素0.5単位を、1%キシロ
テトラオースおよび炭素数1から10までの直鎖アルキ
ルアルコールをそれぞれ25%含む反応液中で45℃、
2時間反応させ、転移生成物をリクロソルブNH2カラ
ムをもちいた高速液体クロマトグラフィーにより分析し
た結果、キシロテトラオースに対す実施4例3で得られ
た精製酵素0.5単位を、1%キシロテトラオースおよ
び炭素数2から8までの両末端に水酸基を持つ直鎖アル
キルジオールをそれぞれ25%含む反応液中で、45℃
、2時間反応させた後、転移生成物を実施例5と同様に
分析した。その結果、キシロテトラオースに対する収率
が、表−3に示したような収率でそれぞれのジオールか
らアルキル基の末端に水酸基をもった、アルキル化キシ
ロビオースが得られた。
Practical HFI Example 5 0.5 unit of the purified enzyme obtained in Example 3 was incubated at 45°C in a reaction solution containing 1% xylotetraose and 25% each of linear alkyl alcohol having 1 to 10 carbon atoms.
After reacting for 2 hours, the transfer product was analyzed by high performance liquid chromatography using a Licrosolve NH2 column. As a result, 0.5 unit of the purified enzyme obtained in Example 3 of Example 4 was added to 1% xylotetraose. and a reaction solution containing 25% of each linear alkyl diol having 2 to 8 carbon atoms and hydroxyl groups at both ends at 45°C.
After reacting for 2 hours, the rearranged product was analyzed as in Example 5. As a result, alkylated xylobiose having a hydroxyl group at the end of the alkyl group was obtained from each diol at the yield relative to xylotetraose shown in Table 3.

表−3 0テトラオースおよび5ee−ブチルアルコールを25
x含む反応液中で、45℃、2時間反応させた後、転移
生成物を実施例5と同様に分析した。その結果、キシロ
テトラオースに対する収率が26%で5ee−ブチルア
ルコールの水酸基にキシロビオースの転移した転移物が
得られた。
Table-3 0tetraose and 5ee-butyl alcohol at 25%
After reacting at 45° C. for 2 hours in a reaction solution containing x, the transfer product was analyzed in the same manner as in Example 5. As a result, a transition product in which xylobiose was transferred to the hydroxyl group of 5ee-butyl alcohol was obtained with a yield of 26% based on xylotetraose.

実施例8 実施例3で得られた精製酵素0.5単位を、Bキシロテ
トラオースおよびベンジルアルコールを25χ含む反応
液中で、45℃、2時間反応させた後、転移生成物を実
施例5と同様に分析しな、その結果、キシロテトラオー
スに対する収率が32%でベンジルアルコールの水酸基
にキシロビオースの転移した転移生成物が得られた。
Example 8 After reacting 0.5 unit of the purified enzyme obtained in Example 3 at 45°C for 2 hours in a reaction solution containing 25x of B xylotetraose and benzyl alcohol, the transfer product was converted to Example 5. As a result, a transfer product in which xylobiose was transferred to the hydroxyl group of benzyl alcohol was obtained with a yield of 32% based on xylotetraose.

実施例9 実施例5のキシロテトラオースの代わりに、キ実語例1
0 実施例3で得られた精製酵素0.5単位を、1%キシラ
ン(大麦由来)および25%h−プロピルアルコールを
含む反応液中で、45℃、18時間反応させた後、転移
生成物を実施例5と同様に分析した。その結果、キシラ
ンに対する収率が8駕でプロピルアルコールの水酸基に
キシロビオースの転移した転移生成物が得られた。
Example 9 In place of xylotetraose in Example 5, xylotetraose was used
0 After reacting 0.5 units of the purified enzyme obtained in Example 3 at 45°C for 18 hours in a reaction solution containing 1% xylan (derived from barley) and 25% h-propyl alcohol, the transfer product was analyzed in the same manner as in Example 5. As a result, a transfer product in which xylobiose was transferred to the hydroxyl group of propyl alcohol was obtained at a yield of 8 times higher than xylan.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は アクレモニウム・セルロリティカス(FER
M P−6867>の生産する、キシロオリゴシル転移
酵素Aの最適作用p II (i)、pl+安定範囲(
b)をそれぞれ示している。 第2図は アクレモニウム・セルロリティカス(FEB
M P−6867)の生産する、キシロオリゴシル転移
第3図は、アクレモニウム・セルロリティカス(FEB
N P−6867)の生産するキシロオリゴシル転移酵
素Aの、酢酸緩衝液中(&)、および50! n−プロ
ピルアルコール中(b)での熱安定性を示している。 第4図は、キシロトリオース(x3)からキシロヘキサ
オース(x6)を供与体および受容体として15分間(
&)および2時間(b)キシロオリゴシル転移酵素と反
′応させたときの、反応生成物のバイオゲルP−2によ
るゲルー過分析の溶出パターンを示している。 図の上部に示した1〜12はキシロオリゴ糖の重合度を
示し、またA−Eは15分間反応における主要な転移生
成物を示し、それらがキシロテトラオースからキシロデ
カオースであることを示している。 第1図 pH 第2図 反応温度c℃) 第3図 処理温度(”C) 図面の浄書・ 溶出液量(ml) 官庁出願 手続補正書(方式) %式% 1、事件の表示   昭和62年特許願第328470
号2、発明の名称 キシロオリゴ糖誘導体の製造方法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住  所  東京都千代田区霞が関1丁目3番1号氏 
 名  (114)工業技術院長 飯 塚 幸 三4、
指定代理人  〒305
Figure 1 shows Acremonium cellulolyticus (FER)
Optimum action of xylooligosyltransferase A produced by M
b) are shown respectively. Figure 2 shows Acremonium cellulolyticus (FEB)
The xylooligosyl transition figure 3 produced by Acremonium cellulolyticus (FEB
xylooligosyltransferase A produced by NP-6867) in acetate buffer (&), and 50! Thermal stability in n-propyl alcohol (b) is shown. Figure 4 shows xylotriose (x3) to xylohexaose (x6) as donor and acceptor for 15 minutes (
&) and 2 hours (b) shows the elution pattern of the reaction product in gel permeability analysis using Biogel P-2 when reacted with xylooligosyltransferase. 1 to 12 shown at the top of the figure indicate the degree of polymerization of xylo-oligosaccharides, and A to E indicate the main transfer products in the 15 minute reaction, indicating that they are xylotetraose to xylodecaose. There is. Figure 1: pH Figure 2: Reaction temperature (c°C) Figure 3: Processing temperature ("C) Drawing engraving/eluate volume (ml) Office application procedure amendment (method) % formula % 1. Indication of incident 1988 Patent application No. 328470
No. 2, Name of the invention Process for producing xylo-oligosaccharide derivatives 3, Relationship with the case of the person making the amendment Patent applicant address: Mr. 1-3-1 Kasumigaseki, Chiyoda-ku, Tokyo
Name (114) Director of the Agency of Industrial Science and Technology Kozo Iizuka 44,
Designated agent 〒305

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] キシロオリゴシル転移酵素A生産能を有するアクレモニ
ウム属菌を培養し、得られた培養物もしくは培養物より
採取されたキシロオリゴシル転移酵素Aをアルコール存
在下でキシランもしくはキシラン加水分解物と接触させ
ることを特徴とするキシロオリゴ糖誘導体の製造方法。
Cultivating Acremonium bacteria having the ability to produce xylooligosyltransferase A, and contacting the resulting culture or xylooligosyltransferase A collected from the culture with xylan or xylan hydrolyzate in the presence of alcohol. A method for producing a characterized xylooligosaccharide derivative.
JP62328470A 1987-12-25 1987-12-25 Production of xylooligosaccharide derivative Granted JPH01171492A (en)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61162181A (en) * 1985-01-11 1986-07-22 Agency Of Ind Science & Technol Production of thermostable xylanase

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS61162181A (en) * 1985-01-11 1986-07-22 Agency Of Ind Science & Technol Production of thermostable xylanase

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