JPH02227074A - Production of new exo-type hydrolase and inulotriose and/or inulotetraose - Google Patents

Production of new exo-type hydrolase and inulotriose and/or inulotetraose

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JPH02227074A
JPH02227074A JP1047361A JP4736189A JPH02227074A JP H02227074 A JPH02227074 A JP H02227074A JP 1047361 A JP1047361 A JP 1047361A JP 4736189 A JP4736189 A JP 4736189A JP H02227074 A JPH02227074 A JP H02227074A
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JP
Japan
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inulotetraose
inulotriose
fructan
fructose
enzyme
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JP1047361A
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Japanese (ja)
Inventor
Takao Uchiyama
内山 喬夫
Mishio Kawamura
川村 三志夫
Reiko Sashita
玲子 指田
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Mitsubishi Kasei Corp
Original Assignee
Mitsubishi Kasei Corp
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Publication date
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    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Abstract

PURPOSE:To advantageously produce inulotriose and/or inulotetraose by reacting fructan with new enzyme hydrolyzing in every 3-4 saccharide units from fructose end side of said fructan. CONSTITUTION:Streptomyces sp.MCI 2423 strain (FERM P-2678) is cultured in medium containing fructan such as inulin as substrate and supernatant solution separated from culturing solution is purified. Then, fructose of said fructan is hydrolyzed in every 3-4 units from fructose end side to obtain purified substance of new exo-type hydrolase having properties of generating inulotriose and/or inulotetraose. Next, said purified enzyme is added to phosphoric acid buffer solution containing inulin and affected at 20-50 deg.C for 5min-100 hour, then inulotrigse and/or inulotetraose is specifically generated since initial stage of the reaction. Thus, the both are able to be advantageously produced.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、フルクタンをそのフルクトース末端側から3
〜4A個の糖単位ごとに特異的に加水分解するという、
従来全く知られていなかった新規なエキソ型加水分解酵
素〔エキソ−イヌロートリオアンドテトラオーヒドロリ
アーゼ(仮称)〕並びに該酵素を用いてイヌロトリオー
ス及び/又はイヌロテトラオースを製造する方法に関す
るものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Field of Application) The present invention provides a method for extracting fructan from the fructose terminal side.
It is said that it specifically hydrolyzes each ~4A sugar unit.
This invention relates to a novel exo-type hydrolase [exo-inulotrioandtetraohydrolyase (tentative name)] that was completely unknown in the past, and a method for producing inulotriose and/or inulotetraose using the enzyme. be.

(従来技術及び発明が解決しようとする問題点)フルク
トースが3〜参個結合したイヌロトリオース及びイヌロ
テトラオースは、高機能(ビフィズス因子、抗う触性、
低カロリー等)を有するイヌロオリゴ糖であり、食品、
或いは医薬品分野に有用である。
(Prior art and problems to be solved by the invention) Inulotriose and inulotetraose, which have 3 to 3 fructose bonds, have high functions (bifidus factor, anti-cariogenic properties,
It is an inulooligosaccharide with low calorie, etc.), and can be used as food,
Or it is useful in the pharmaceutical field.

従来、フルクタンからイヌロトリオースおよびイヌロテ
トラオースを製造する方法として、フルクタン、例えば
イヌリンを酸で加水分解する方法が知られている。
BACKGROUND ART Conventionally, as a method for producing inulotriose and inulotetraose from fructans, a method of hydrolyzing fructans, such as inulin, with an acid is known.

しかし、この方法によると生成物の大部分がフルクトー
ス(Fl)であシ、イヌロオリゴ糖、もとよシイヌロト
リオース及びイヌロテトラオースの生成収率が極めて悪
く、シかも、着色物質が生成したシ、ジフルクトースア
ンハイドライドの様な副生物が生じてイヌロトリオース
及びイヌロテトラオースの精製を困難にしていた。
However, according to this method, most of the products are fructose (Fl), inulooligosaccharide, inulotriose, and inulotetraose.The production yield is extremely poor, and colored substances are also produced. However, by-products such as difructose anhydride were produced, making it difficult to purify inulotriose and inulotetraose.

一方、酵素を利用してフルクタンを分解し、イヌロトリ
オース及びイヌロテトラオースを製造する方法が提案さ
れている。しかし、従来知られている酵素は、フルクタ
ンをランダムに加水分解するエンド型イヌリナーゼが知
られているのみであり、従って、例えばイヌリンに作用
させた場合、イヌロトリオース、イヌロテトラオースの
他、イヌ口ビオース(Fりイヌロテトラオース(F、)
ヤイヌロヘキサオース(F6)など種々のフルクトース
が結合したイヌロオリゴ糖が生成し、 しかも、副生フ
ル、クトースを生じるなど生成収率は低く、目的とする
イヌロトリオース及びイヌロテトラオースの製造には不
適当であった。
On the other hand, a method has been proposed for producing inulotriose and inulotetraose by decomposing fructan using enzymes. However, the only known enzyme is endo-type inulinase, which randomly hydrolyzes fructans. bios (Fri inulotetraose (F,)
Various types of fructose-linked inulooligosaccharides such as inulohexaose (F6) are produced, and the production yield is low as by-products such as fructose are produced, making it difficult to produce the desired inulotriose and inulotetraose. It was inappropriate.

(問題点を解決するための手段) 本発明者らは、フルクタンからイヌロチトオース及ヒ/
又はイヌロテトラオースを製造する方法について鋭意検
討した結果、フルクタンを3〜弘個のフルクトースが結
合した糖単位に特異的に加水分解する性質を有する、従
来全く知られていなかった新規なエキソ型加水分解酵素
〔エキンーイヌロートリオアンドテトラオーヒドロリア
ーゼ(仮称)〕を初めて見い出し、本発明を完成するに
至った。
(Means for Solving the Problems) The present inventors have discovered that canine rotitose and human
Or, as a result of intensive studies on the method for producing canine lotetraose, we discovered a novel exo type that was completely unknown until now and has the property of specifically hydrolyzing fructan into sugar units that have 3 to 1000 fructose bonded. He discovered for the first time a hydrolytic enzyme [echin-canine rotoriotriandtetrahydrolyase (tentative name)] and completed the present invention.

即ち、本発明の要旨は、フルクタンに作用し、そのフル
クトース末端側から3〜μ個の糖単位ごとに加水分解し
て、イヌロトリオース及び/又はイヌロテトラオースを
生成させる性質を有することを特徴とする新規なエキソ
型加水分解酵素並びにフルクタンを、フルクタンのフル
クトース末端側から3〜4!個の糖単位ごとに加水分解
してイヌロトリオース及び/又はイヌロテトラオースを
生成させる性質を有する新規なエキソ型加水分解酵素と
反応させて、イヌ口) IJオース及び/又はイヌロテ
トラオースを生成させ、該イヌロトリオース及び/又は
イヌロテトラオースを取得することを特徴とするイヌロ
トリオース及び/又はイヌロテトラオースの製造方法に
存する。
That is, the gist of the present invention is that it has the property of acting on fructan and hydrolyzing every 3 to μ sugar units from the fructose terminal side to produce inulotriose and/or inulotetraose. A novel exo-type hydrolase and fructan that can be extracted from the fructose end of fructan by 3 to 4! IJ ose and/or inulotetraose are produced by reacting with a novel exo-type hydrolase that has the property of hydrolyzing each sugar unit to produce inulotriose and/or inulotetraose. The present invention relates to a method for producing inulotriose and/or inulotetraose, which comprises obtaining the inulotriose and/or inulotetraose.

以下本発明につき、詳細に説明する。The present invention will be explained in detail below.

イヌロオリゴ糖を生成する酵素(イヌリナーゼ)として
従来知られている酵素は、イヌリン等をランダムに加水
分解して種々の数のフルクトースが結合したイ、ヌロオ
リゴ糖を生成させるエンド型のもの、及びエキソ型とし
て1個の糖単位ごとに加水分解してフルクトースのみを
生成させるもの及びジフルクトース7ノへンドライドを
生成させるもののみであり、本発明の上記性質を有する
酵素は従来知られていなかった全く新しいタイプのエキ
ソ・型加水分解酵素である。
The enzyme conventionally known as the enzyme that produces inulooligosaccharides (inulinase) is an endo-type enzyme that randomly hydrolyzes inulin etc. to produce i- and nullooligosaccharides in which various numbers of fructose are bonded, and an exo-type enzyme. The enzyme that hydrolyzes each sugar unit to produce only fructose and the enzyme that produces difructose heptahendride is a completely new enzyme that has not been previously known. It is a type of exo-type hydrolase.

本発明、の酵素は、例えばストレプトマイセス属に属す
る微生物から得られる。
The enzyme of the present invention is obtained, for example, from a microorganism belonging to the genus Streptomyces.

本発明において使用する微生物は、上記した性質を有す
るエキソ型加水分解酵素を生産する能力を有する゛もの
であればよく、ストレプトマイセス属およびその変種、
変異種等に限定されるものではない。
The microorganisms used in the present invention may be those having the ability to produce exo-hydrolytic enzymes having the above-mentioned properties, including Streptomyces and its variants;
It is not limited to mutant species, etc.

かかるストレプトマイセス属に属する微生物の具体例と
しては、例えばストレプトマイセスsp、MCI J≠
23号菌が挙げられる。かかる菌株[微工研菌IF第f
o51>3号(F E RM  P−7θ、flB )
として寄託されている。
Specific examples of such microorganisms belonging to the genus Streptomyces include, for example, Streptomyces sp, MCI J≠
Bacteria No. 23 is mentioned. Such strains [Feikokenbacterium IF No.
o51>3 (FERM P-7θ, flB)
It has been deposited as.

ストレプトマイセスsp、Mc1.2!23(以下、「
放線菌MCI、?≠23号菌または本菌株という)」の
形態学的特徴、各種培地上における性状及び生理学的・
生化学的性、質は以下の通シである。
Streptomyces sp, Mc1.2!23 (hereinafter referred to as “
Actinobacterium MCI,? Morphological characteristics, properties on various media, and physiological
The biochemical properties and quality are as follows.

l)形態学的特徴 胞子形成培地として、ペネット寒天培養及ヒクルコース
・アスパラギン寒天培養を用い、27℃で1週間培養し
た。
l) Morphological characteristics Pennett's agar culture and hiculcose-asparagine agar culture were used as the sporulation medium, and the cells were cultured at 27°C for one week.

ペネット寒天培地上では、コロニーははじめ黄味白色を
呈し、気菌糸の形成に伴って明るいオリーブ灰色となる
。気菌糸上に分節型の比較的短かい胞子連鎖部を形成す
る。胞子連鎖部は2〜ダ本位放射状に生じて直立し、ラ
セン状に巻くことはない。胞子表面は平滑。
On Pennett's agar medium, colonies initially appear yellowish-white, then turn light olive-gray as aerial mycelia form. Forms relatively short segmented spore chains on aerial hyphae. The spore chains occur in a 2- to 2-way radial pattern, stand upright, and do not coil in a spiral shape. Spore surface is smooth.

胞子は短円筒形で、その大きさはi−、at、iμm×
へ2〜八へμmである。
The spore has a short cylindrical shape, and its size is i-, at, iμm×
It is 2 to 8 μm.

グルコース曹アスパラギン寒天培地上では、コロニーは
黄味白色を呈す。気菌糸及び胞子形成は貧弱。基生菌糸
の発達は良好で、培養3〜l/−日間以降、基生菌糸の
所々で分節して長い胞子連鎖部を形成する。
Colonies appear yellowish white on a glucose-asparagine agar medium. Aerial hyphae and spore formation are poor. The basal hyphae develop well, and after 3 to 1/- days of culture, the basal hyphae segment at some places to form long spore chains.

2)各種液体培地中での特徴(17℃で1週間振とう培
養) 3)各種寒天培地上における培養性状 27℃、l参日間培養後の各種寒天培地上における性状
は以下に示す通りである。
2) Characteristics in various liquid media (1 week of shaking culture at 17°C) 3) Culture properties on various agar media The properties on various agar media after culturing at 27°C for 1 day are as shown below. .

なお、上記の表中、項目の項における記号の意味は、以
下の通シである。
In addition, the meanings of the symbols in the item section in the above table are as follows.

G;生育、 AM;気菌糸、 So;胞子形成、SP:
可溶性色素 4/−)生理学的性状 メラニン様色素の生成 (ペプトン、酵母エキス、 鉄寒天培地)、   。
G: Growth, AM: Aerial mycelium, So: Spore formation, SP:
Soluble pigments 4/-) Physiological properties Production of melanin-like pigments (peptone, yeast extract, iron agar),

デンプンの加水分解 : ゼラチンの液化    0 脱脂乳の凝固 陰性 陽性 陽性 陰性 脱脂乳のペブトシ化 : 陽性 炭素源の資化性 D−グルコース     + し−アラビノース    士 D−キシロース     + イノシトール D−マンニトール D−7ラクトース    士 し−ラムノース     + シェフロース      士 ラフィノース +:資可能有、 ±:疑わしい、 一:資化能無 り生化学的性状 細胞壁のアミノ酸組成: L L −At ptn s  グリシン(細胞壁タイ
プ■型)主要メナキノン  : MKり(H6)、MK
り(H8) DNAのGC含量 ニアo、/% 菌体脂肪酸    二 分枝型脂肪酸を含有乙)分類学
的考察 属レベルの同定 イヌロオリゴ糖を産生ずる当該放線菌MCIJ4cJj
号菌は以下に示す特徴を持っニーIG)直立した胞子連
鎖部を持つ、コロニーはづ明るいオリーブ灰色 コ)気菌糸の形成は貧弱で、気菌糸の大半が胞子に発達
する 3)培地中の基生菌糸が分節して胞子を形成する り 液体培養中で菌糸の分断が見られるり細胞壁組成:
L山−ジアミノピメリン酸、グリシン含有(細胞壁タイ
プI型) 6)主要メナキノン:MKP(H@)、MKり(H8)
7)分校型脂肪酸を含有する。
Hydrolysis of starch: Liquefaction of gelatin 0 Coagulation of skim milk Negative Positive Positive Negative Pebutosylation of skim milk: Positive Assimilation of carbon sources D-glucose + arabinose D-xylose + inositol D-mannitol D-7 lactose Shishi-rhamnose + Shelfrose Shi-raffinose +: Possible to assimilate, ±: Doubtful, 1: No assimilation ability Biochemical properties Amino acid composition of cell wall: L L -At ptns Glycine (Cell wall type ■ type) Main menaquinone : MKri (H6), MK
(H8) GC content of DNA Niao, /% Bacterial fatty acids Contains biantennary fatty acids B) Taxonomic considerations Identification at the genus level The actinomycete MCIJ4cJj that produces canine oligosaccharides
The fungus has the following characteristics: 1) It has an upright spore chain, the colony is bright olive gray, 3) The formation of aerial hyphae is poor, and most of the aerial hyphae develop into spores. The basal hyphae segment and form spores. The hyphae are seen to be fragmented during liquid culture. Cell wall composition:
L mountain - Contains diaminopimelic acid and glycine (cell wall type I) 6) Major menaquinones: MKP (H@), MKri (H8)
7) Contains branched fatty acids.

これらの形態学的性状及び生化学的性状よシ、本菌株は
ストレプトマイセス(St rep tomyces 
)属に帰属する。基生菌糸中が分節する放線菌として“
エリトロスポランギウム(Elytrosporang
iun)属“ ミクa x oボスボリア(Micro
ellobosporia)属”カイニア(Chain
ia )属“  アクチノ菌が知られていたが、グツド
フェロ−(Good−fellow)等(System
、Appl 、Microbiol 、 lr : u
弘−At、1916)はこれらの温域がStrepto
myces属と共通した生化学的性状を有することを重
視して、温域をStreptomyces属の異物同名
(シノニム)として扱っている。
Based on these morphological and biochemical properties, this strain is Streptomyces.
) belongs to the genus. As an actinomycete with segmented basal hyphae,
Elythrosporangium (Elytrosporangium)
iun) genus “Miku a x o Bosboria (Micro
ellobosporia) genus "Chainia"
ia) genus Actinobacteria were known, but good-fellows and others (System
, Appl, Microbiol, lr: u
(Hiro-At, 1916) found that these temperature ranges are Streptococcal.
Emphasizing that it has biochemical properties in common with the genus Streptomyces, it is treated as a synonym for a foreign substance in the genus Streptomyces.

種レベルの同定 本菌株MCI2112J号菌はl)直立した胞子連鎖部
を形成する、コ)コロニーは明るいオリーブ灰色を呈す
ることからStreptomyces属のISP菌種検
索表(野々村英夫、醗酵工学雑誌12巻2号7を一タコ
、127参年)によって検索したところ、Rec tu
s−whi te節に属することが示唆された。
Identification at the species level This strain, MCI2112J, l) forms an upright spore chain, and c) the colony exhibits a light olive gray color.The ISP species search table for the genus Streptomyces (Hideo Nonomura, Fermentation Engineering Journal Vol. 12, Vol. 2) When I searched for No. 7 by 1 octopus, 127 years), Rec tu
It was suggested that it belongs to the s-white clause.

周辺菌として、ストレプトマイセス カンジトレプトマ
イセス セトニ−(S、 5etonii ) 。
As a peripheral bacterium, Streptomyces Candithreptomyces settonii (S, 5etonii).

ストレプトマイセス シンデネンシス (S。Streptomyces syndenensis (S.

げられる。本成とISP記載の各種の性状を対比したと
ころ、これらのISP記載種には基生菌糸の分断に関す
る知見は記載されておらず、本菌株とは区別された。
can be lost. When we compared the properties of this species and the various species described in ISP, these ISP-described species did not contain any information regarding division of basal hyphae, and were distinguished from this strain.

さらにt従来” Elytrosporangium 
” 、”Microe−11obosporia  A
ctinosporangium II及び” Act
inopycnidium″′属に含まれていた各属菌
種の原記載と本菌株の形態学上の性状、生理学的性質を
対比したところ、本菌株はこれらの各菌種から明瞭に区
別された。従って、本菌株をストレプトマイセス エス
ピー(Streptomycessp 、 )MCIコ
4!23号菌と同定した。
In addition, conventional “Elytrosporangium”
” , “Microe-11 obosporia A
ctinosporangium II and” Act
When we compared the morphological characteristics and physiological properties of this strain with the original descriptions of the bacterial species of each genus included in the genus inopycnidium''', this strain was clearly distinguished from each of these bacterial species. This strain was identified as Streptomyces sp. MCI No. 4!23.

本発明の新規エキソ型加水分解酵素を生産するためめ放
線菌MCIJ≠23号菌の培養は、通常の、微生物が利
用し得る栄養物を含有する培地で行うことができる。
Cultivation of Streptomyces MCIJ≠23 for producing the novel exo-type hydrolase of the present invention can be carried out in a conventional medium containing nutrients that can be utilized by microorganisms.

具体的には、β−コーl′フラクトシド結合を含む7ラ
クトオリゴ糖、イヌロオリゴ糖、イヌリン等のフルクタ
ンを基質とし、その細菌の生育に必要な成分、例えば窒
素源として、大豆粉、小麦はい芽、コーンステイープ 
リカー 綿実粕、肉エキス、ペプトン、酵母エキス、硫
酸アンモニウム、硝酸ソーダ、尿素等を使用し、必要に
応じ、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マクネシウ
ム、コバルト、塩素、硫酸及ヒソノ他のイオンを生成す
ることのできる無機塩類、ビタミン類等を含む培地で培
養する。その際、培地に加えるフルクタンの量は、たと
えばイヌリンの場合、015〜20%の範囲が有効であ
る。
Specifically, fructans such as 7-lacto-oligosaccharides, inulooligosaccharides, and inulin containing β-col' fructoside bonds are used as substrates, and components necessary for the growth of the bacteria, such as soybean flour, wheat germ, etc., are used as nitrogen sources. corn staple
Liquor Use cottonseed meal, meat extract, peptone, yeast extract, ammonium sulfate, sodium nitrate, urea, etc. to generate sodium, potassium, calcium, magnesium, cobalt, chlorine, sulfuric acid, and other ions as necessary. Culture in a medium containing inorganic salts, vitamins, etc. In this case, the effective amount of fructan added to the medium is, for example, in the case of inulin, in the range of 0.15 to 20%.

さらに、培養温度は20〜37℃が、また培養時間は2
弘〜26時間が適当である。
Furthermore, the culture temperature is 20-37℃, and the culture time is 20-37℃.
26 hours is appropriate.

培養終了後、培養液上清から本発明の新規なエキソ型加
水分解酵素を精製する方法は、各種公知の精製方法を適
宜組合せることにより行うことができるが、その1例を
示すと次の通シである。
After completion of the culture, the novel exo-hydrolase of the present invention can be purified from the culture supernatant by appropriately combining various known purification methods. One example is as follows. It is common knowledge.

培養液からろ過遠心分離等の適当な手段によシ除菌を杓
い上清液を得、蒸留水に対して透析を行う。得られた透
析液に参〇%飽和になるよう硫酸アンモニウムを加え、
aO%飽和の硫酸アンモニウム含有リン酸緩衝液(0,
02M1pH7,0)  で平衡化したトヨパールHW
4tF(東ソー社製)に吸着し、カラムクロマトグラフ
ィーを行う。こめ時go−o%飽和の硫酸アンモ三つム
水溶液の直線的濃度勾配により溶出を行う。次にイヌリ
ナーゼ活性のある画分を集め、20rrMリン酸緩衝液
(pH7,0)で透析を行う。得られる粗酵素液をDE
A’E−)ヨパールカラム(東ソー社製)に通すと非吸
着画分にイヌリナーゼ活性が認められ、さらにその酵素
液ヲトヨパールHWljF(東ソー社製)を用いて分子
ふるいによシ分離し、次に/ OmM トリス−塩酸緩
衝液(pHr、7)  で平衡化したQAE−トヨパー
ル(東ソー社製)に吸着させる。O−0,1M食塩水の
直線的濃度勾配によシ溶出、を行い活性画分を集め透析
することにょシ新規エキソ型加水分解酵素の精製品を得
ることができる。
Remove bacteria from the culture solution by appropriate means such as filtration and centrifugation to obtain a supernatant, which is then dialyzed against distilled water. Add ammonium sulfate to the obtained dialysate to make it 30% saturated,
aO% saturated ammonium sulfate-containing phosphate buffer (0,
Toyopearl HW equilibrated with 02M1pH7,0)
Adsorb to 4tF (manufactured by Tosoh Corporation) and perform column chromatography. Elution is carried out using a linear concentration gradient of an aqueous solution of ammonium sulfate that is saturated at go-o%. Next, fractions with inulinase activity are collected and dialyzed against 20rrM phosphate buffer (pH 7.0). The obtained crude enzyme solution is DE
A'E-) When passed through a Yopar column (manufactured by Tosoh Corporation), inulinase activity was observed in the non-adsorbed fraction, and the enzyme solution was further separated by molecular sieving using Wotoyopar HWljF (manufactured by Tosoh Corporation), and then / It is adsorbed onto QAE-Toyopearl (manufactured by Tosoh Corporation) equilibrated with OmM Tris-HCl buffer (pHr, 7). A purified product of the novel exo-type hydrolase can be obtained by performing elution with a linear concentration gradient of O-0.1M saline, collecting the active fraction, and dialyzing it.

例えば、後述の実施例1のようにして得られる精製され
た本発明の酵素は、以下の様な性質を有する。
For example, the purified enzyme of the present invention obtained as in Example 1 below has the following properties.

ビ) フルクタンのフルクトース末端側からそのフルク
トースを3〜4c単位ごとに加水分解してイヌロトリオ
ース及び/又はイヌロテトラオースを生成させる。
b) From the fructose terminal side of fructan, fructose is hydrolyzed into every 3 to 4 c units to produce inulotriose and/or inulotetraose.

本酵素はl−ケスドース系のオリゴ糖ではペンタオース
以上の糖に作用し、ペンタオースからはシェークロース
とイヌロトリオースを生成し、ヘプタオース以上からは
イヌロトリオース、イヌロテトラオースO両方を生成す
る。
This enzyme acts on pentaose and higher sugars in l-kesdose oligosaccharides, producing shakerose and inulotriose from pentaose, and both inulotriose and inulotetraose O from heptaose and higher.

イヌロトリオース(Fl)とイヌロテトラオース(F4
)の生成比はイヌリンの鎖長によって決tシ、鎖長が長
い時はFa >  Fs 、短い時はF。
Inulotriose (Fl) and Inulotetraose (F4)
) is determined by the chain length of inulin; when the chain length is long, Fa > Fs, and when the chain length is short, F.

〉F4 となる。〉F4 .

(ロ)至適pHがt〜7で、pHLj〜りで安定である
(b) The optimum pH is t~7, and it is stable at pHLj~.

(ハ) pHJ〜7における至適温度が約10℃付近で
、4tO−ぶ0℃で良好な活性°を示す。
(c) The optimum temperature at pHJ~7 is around 10°C, and good activity is shown at 4tO-0°C.

に) pH4〜7、30分間の熱処理条件、下:C!Q
′℃まで安定である。
) pH 4-7, heat treatment conditions for 30 minutes, bottom: C! Q
Stable up to ’°C.

pH1jで各種温度に30分間静置した後、50℃で反
応を行い、残存活性を測定したところ、10℃までは活
性の低下がほぼみられず、それ以上の温度では急激に失
活した。
After standing at various temperatures at pH 1j for 30 minutes, the reaction was carried out at 50°C and the residual activity was measured. As a result, there was almost no decrease in activity up to 10°C, and the activity was rapidly lost at temperatures higher than that.

(ホ) 5DS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動によ
る分子量が約7♂0,00である。
(e) The molecular weight determined by 5DS-polyacrylamide gel electrophoresis is approximately 7♂0.00.

本発明の酵素を使用してイヌロトリオース及び/又はイ
ヌロテトラオースを製造する方法は、フルクトースを弘
個以上を含むフルクタン、特にイヌリンを基質に用い、
酵素を作用させることによシ、イヌロトリオース及び/
又はイヌロテトラオースを製造することかできる。作用
させる酵素としては培養上清から精製した精製酵素を使
っても良いし、また上記基質を含んだ培地で菌体を培養
した時の培養上清を使っても良い。或いは、酵素若しく
は菌体を公知の方法で固定化担体に吸着、結合、包括さ
せたものを使っても良い。
The method for producing inulotriose and/or inulotetraose using the enzyme of the present invention uses a fructan containing at least 100% of fructose, particularly inulin, as a substrate,
Inulotriose and/or
Alternatively, canine lotetraose can be produced. As the enzyme to be acted on, a purified enzyme purified from the culture supernatant may be used, or a culture supernatant obtained by culturing the bacterial cells in a medium containing the above-mentioned substrate may be used. Alternatively, enzymes or microbial cells may be adsorbed, bound, and encapsulated on an immobilization carrier by a known method.

例えば精製酵素を作用させる時は、イヌリンo、i N
1oq6含有0./ Mリン酸緩衝液(pH6,t)に
酵素o、ot−io単位で、20〜!O℃、!分〜10
0時間の条件で作用させると、反応の初期段階からイヌ
ロトリオース及び/又はイヌロテトラオースが特異的に
生成する。
For example, when treating purified enzymes, inulin o, i N
1 oz6 containing 0. / M phosphate buffer (pH 6, t) with enzyme o, ot-io units, 20~! O℃! minutes to 10
When allowed to act under conditions of 0 hours, inulotriose and/or inulotetraose are specifically produced from the initial stage of the reaction.

また上記基質含有培地で菌体を培養すると、培養液中に
イヌロトリオース及び/又はイヌロテトラオースが生成
する。この培養物を除菌し、得られた培養上清を、活性
炭処理、脱塩処理することにより、不純物塩等をとり除
く。次に得られたもので活性炭カラムクロマトグラフィ
ーを行う。エタノール0−10%の濃度勾配溶出を行う
と、j−io%のフラクション部分にイヌロトリオース
及び/又はイヌロテトラオースが溶出され、エタノール
を除くことによシ培養上清中のイヌロトリオース及び/
又はイヌロテトラオースを精製することができる。
Furthermore, when the bacterial cells are cultured in the above substrate-containing medium, inulotriose and/or inulotetraose are produced in the culture solution. This culture is sterilized, and the resulting culture supernatant is treated with activated carbon and desalted to remove impurity salts and the like. Next, the obtained product is subjected to activated carbon column chromatography. When gradient elution with 0-10% ethanol is performed, inulotriose and/or inulotetraose are eluted in the j-io% fraction, and by removing ethanol, inulotriose and/or inulotetraose in the culture supernatant can be removed.
Alternatively, canine lotetraose can be purified.

(発明の効果) 本発明の酵素は、フルクタンをそのフルクトース末端側
から3〜≠個のフルクトースが結合した糖単位ごとに特
異的に加水分解する新規なエキン型加水分解酵素であっ
て、イヌロトリオース及び/又はイヌロチドラオースを
有利に製造することができる。
(Effects of the Invention) The enzyme of the present invention is a novel echin-type hydrolase that specifically hydrolyzes fructan from the fructose terminal side to each sugar unit to which 3 to ≠ fructose is bonded, /or Canine rotidolaose can be advantageously produced.

(実施例) 次に本発明を実施例により詳しく説明するが、本発明は
、その要旨を越えない限り、以下に限定されるものでは
ない。
(Examples) Next, the present invention will be explained in detail using Examples, but the present invention is not limited to the following unless it exceeds the gist thereof.

実施例1 ストレプトマイセスsp、MCI−2≠J J 号M株
を、イヌリン八j%、硝酸ナトリウム0.2%、硫酸マ
グネシウム0.0j%、塩化カリウム0.02係、リン
酸lカリウムo、oz%、flp母エキス0.02%及
び微量の塩化鉄を含む液体培地に接種し、JO”Cで2
日間培養した後、その一部をとり、同じ組成の液体培地
(100yd培地/100m1三角フラスコ)に移し、
30℃で3日間通気振とり培養を行った。
Example 1 Streptomyces sp, MCI-2≠J J No. , oz%, flp mother extract 0.02%, and a trace amount of iron chloride.
After culturing for days, a portion of the culture was taken and transferred to a liquid medium of the same composition (100 yd medium/100 ml Erlenmeyer flask).
Aerated shaking culture was performed at 30°C for 3 days.

次に、粗酵素液を蒸留水に対して透析後、4!O係飽和
になるように硫酸アンモニウムを加えて分画した。次い
で、・≠Q%飽和硫安含有20mMリン酸緩衝液・(p
H7−0)で平衡化した トヨパールHW4 jFカラ
ムクロマト(φj 4 X −3−0crr1)に吸着
し、4cO〜0%飽和硫安の濃度勾配をかけて溶出した
Next, after dialyzing the crude enzyme solution against distilled water, 4! Ammonium sulfate was added and fractionated to achieve O saturation. Then, 20mM phosphate buffer containing ≠Q% saturated ammonium sulfate (p
It was adsorbed onto a Toyopearl HW4 jF column chromatograph (φj 4

活性画分を20 mMリン酸緩衝液、(pH7,0)に
対して透析した後、DEAE−)ヨバールカラムクロマ
ト(φj cm X / j cm )にかけ、非吸着
部分を次のトヨパールHWIjFカラムクロマト(φJ
、/X70cIn)を用いて分子節によシ分離精製した
The active fraction was dialyzed against 20 mM phosphate buffer (pH 7,0) and then subjected to DEAE-) Jobar column chromatography (φj cm (φJ
, /X70cIn) for molecular separation and purification.

更に、活性画分を/ OmM ) ’)スー塩酸緩衝液
(pHr、7)で平衡化したQAEトヨパールカラムク
ロマト(φJ、/ cm X / Ocm )に吸着さ
せ、Q〜0.5M塩化ナトリウムの濃度勾配をかけて溶
出した。
Furthermore, the active fraction was adsorbed onto a QAE Toyopearl column chromatograph (φJ, /cm Elution was performed by applying a concentration gradient.

各工程における精製結果を表1に示した。以上の操作に
より本発明酵素は単離・精製される。
Table 1 shows the purification results in each step. The enzyme of the present invention is isolated and purified by the above operations.

表1 粗酵素画分 l弘10 /3/ 3/、り Q、λ≠  100 尚、力価の測定は次の様にして行った。Table 1 Crude enzyme fraction lhiro 10/3/ 3/, ri Q, λ≠ 100 Note that the titer was measured as follows.

即ち、0.x係イヌリス水溶液Q、コよd及びp)li
tの0.2 M +7ン酸緩衡液0./、1の混合基質
に、酵素液0.1jttlを加え、37℃で1時間反応
させ、生成したイヌロトリオース及び/又はイヌロテト
ラオースをHPLC(高速液体クロマトグラフィー)で
定量した。1分間に/μmolのイヌロオリゴ糖を生成
する酵素量をl単位(u)とした。
That is, 0. x-related dog squirrel aqueous solution Q, coyo d and p) li
t of 0.2 M + 7 phosphoric acid buffer 0. 0.1 jttl of the enzyme solution was added to the mixed substrate of /, 1 and reacted at 37°C for 1 hour, and the produced inulotriose and/or inulotetraose was quantified by HPLC (high performance liquid chromatography). The amount of enzyme that produced canine oligosaccharide/μmol per minute was defined as 1 unit (u).

実施例2 基質として0.1%(w/ v )イヌリンを含む0.
01Mリン酸緩衝液(pH1j)/肩l中に、実施例1
で得られた精製加水分解酵素0./ 単位を含む溶液を
加え30℃にて10分間反応を行った。
Example 2 0.1% (w/v) inulin as substrate.
Example 1 in 01M phosphate buffer (pH 1j)/l
The purified hydrolytic enzyme obtained in 0. / A solution containing the unit was added and the reaction was carried out at 30°C for 10 minutes.

反応液を加熱して酵素を失活後、反応液中のイヌロオリ
ゴ糖の生成率をHPLCを用いて求めると、イヌロトリ
オースが70./ %、イヌロテトラオースが一!、、
r %夫々生成しておシ、他のイヌロオリゴ糖の生成は
見られなかった。尚未反応のイヌリンはtj、1%であ
った。
After heating the reaction solution to inactivate the enzyme, the production rate of inulooligosaccharide in the reaction solution was determined using HPLC, and it was found that inulotriose was 70. / %, dog lotetraose is one! ,,
r% of each, and no other inulo-oligosaccharides were observed to be produced. The amount of unreacted inulin was tj, 1%.

この様に、本発明の酵素を使用すれば、イヌロトリオー
ス及びイヌロテトラオースを特異的に生成させることが
できる。
In this way, by using the enzyme of the present invention, inulotriose and inulotetraose can be specifically produced.

実施例3 実施例2と同様な方法で2j時間反応を行い、実施例コ
と同様な方法で分゛析した結果、イヌロトリオース及び
イヌロテトラオースの生成収率(イヌロトリオース:イ
ヌロテトラオース=グ:6)は計1r/(1)であった
Example 3 The reaction was carried out in the same manner as in Example 2 for 2j hours, and the results were analyzed in the same manner as in Example 2. As a result, the production yields of inulotriose and inulotetraose (inulotriose: inulotetraose = group) :6) was 1r/(1) in total.

実施例弘 実施例1と同様な方法でストレプトマイセスsp、Mc
 I 24AAl1菌を培養し、培養後除菌した酵素液
+rO1!Llにイヌリン、20?を添加し、≠を時間
30℃で反応させた。
Example 1 Streptomyces sp, Mc
I 24AAl1 bacteria was cultured and the enzyme solution was sterilized after culturing + rO1! Inulin for Ll, 20? was added, and ≠ was allowed to react at 30°C for a period of time.

反応後、反応液を液体クロマトグラフィーにより分析し
たところ、反応液中にイヌロトリオース及びイヌロテト
ラオースの生成率(イヌロトリオース:イヌロテトラオ
ース=4c:6)は計73係であった。
After the reaction, the reaction solution was analyzed by liquid chromatography, and the production rate of inulotriose and inulotetraose (inulotriose:inulotetraose=4c:6) in the reaction solution was 73 in total.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)フルクタンに作用し、そのフルクトース末端側か
ら3〜4個の糖単位ごとに加水分解してイヌロトリオー
ス及び/又はイヌロテトラオースを生成させる性質を有
することを特徴とする新規なエキソ型加水分解酵素。
(1) A novel exo-type hydration characterized by having the property of acting on fructan and hydrolyzing every 3 to 4 sugar units from the fructose terminal side to generate inulotriose and/or inulotetraose. Degrading enzyme.
(2)フルクタンを、フルクタンのフルクトース末端側
から3〜4個の糖単位ごとに加水分解してイヌロトリオ
ース及び/又はイヌロテトラオースを生成させる性質を
有する新規なエキソ型加水分解酵素と反応させて、イヌ
ロトリオース及び/又はイヌロテトラオースを生成させ
、該イヌロトリオース及び/又はイヌロテトラオースを
取得することを特徴とするイヌロトリオース及び/又は
イヌロテトラオースの製造方法。
(2) Reacting fructan with a novel exo-type hydrolase that has the property of hydrolyzing every 3 to 4 sugar units from the fructose terminal side of fructan to produce inulotriose and/or inulotetraose. A method for producing inulotriose and/or inulotetraose, which comprises producing inulotriose and/or inulotetraose and obtaining the inulotriose and/or inulotetraose.
JP1047361A 1989-02-28 1989-02-28 Production of new exo-type hydrolase and inulotriose and/or inulotetraose Pending JPH02227074A (en)

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JP1047361A JPH02227074A (en) 1989-02-28 1989-02-28 Production of new exo-type hydrolase and inulotriose and/or inulotetraose
DE69008585T DE69008585D1 (en) 1989-02-28 1990-02-26 An exotype hydrolase and method of making inulotriose and / or inulotetrose.
EP90103721A EP0385361B1 (en) 1989-02-28 1990-02-26 A novel exo-type hydrolase and a method of manufacturing inulotriose and/or inulotetrose
US07/484,243 US5089402A (en) 1989-02-28 1990-02-26 Exo-type hydrolase capable of hydrolyzing a fructan only every 3 or 4 sugar units
CA002010978A CA2010978A1 (en) 1989-02-28 1990-02-27 Novel exo-type hydrolase and a method of manufacturing inulotriose and/or inulotetrose
US07/734,558 US5122460A (en) 1989-02-28 1991-07-23 Method of manufacturing inulotriose and/or inulotetrose using an exo-type hydrolase capable of hydrolyzing a fructan only every 3 or 4 sugar units from a terminal fructose

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5585480A (en) * 1993-12-08 1996-12-17 S udzucker Aktiengesellschaft Mannheim/Ochsenfurt Hydrogenated fructooligosaccharides

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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