JPH03277275A - 新規酵素及びその酵素を用いた配糖体の製造方法 - Google Patents

新規酵素及びその酵素を用いた配糖体の製造方法

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JPH03277275A
JPH03277275A JP2079375A JP7937590A JPH03277275A JP H03277275 A JPH03277275 A JP H03277275A JP 2079375 A JP2079375 A JP 2079375A JP 7937590 A JP7937590 A JP 7937590A JP H03277275 A JPH03277275 A JP H03277275A
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steviol
aglycon
glycoside
glycosyltransferase
aglycone
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JP2079375A
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Hitoshi Shibata
均 柴田
Akira Sonoya
暁 園家
Hideji Nishibashi
秀治 西橋
Masaharu Yamada
正治 山田
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Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はステビア属植物より得られる新規酵素及び医薬
品その他で重要な生理活性又は物性を有する配糖体の新
規な製造法に関する。
(従来の技術) ステビア属に属する植物は154種以上あることが知ら
れているがその中の1種であるステビア・レバウディア
ナ・ベルトニーは特に甘味を有するステビオサイドやレ
バウデイオサイドA等の配糖体を著量に生産するので現
在天然甘味料の原料として栽培されている。これら甘味
成分はいずれもステビオール骨格をアグリコンとした配
糖体である。このことよりステビア・レバウディアナ・
ベルトニーの中には糖転移酵素の存在が推察されている
しかし、これまでその酵素を取り出して、性質を明らか
にされたこともないし、又それを利用して配糖体を製造
する試みもまったくなされていない。
(本発明が解決しようとする課M) 本発明は、ステビア属植物特にステビア・レバウディア
ナ・ベルトニーに存在する新規な糖転移酵素及びそれを
利用した新規な配糖体の製造方法を提供することである
(課題を解決するための手段) 本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ね
た結果、本発明を完成するに至った。即ち本発明は、ス
テビア属植物より以下の性質を有する糖転移酵素(I)
(以下Enz■という)及び糖転移酵素(■戸以下En
zI[という)、並びにこれらを用いて配糖体を製造す
る方法である。  以下、本発明の構成について詳細に
説明する。
(構成) ここで用いるステビア属植物としては、例えばステビア
レバウディアナ ベルトニー(STEVIA  reb
avdiana  BERTONI)、ステビア ロン
ビフォリア(STEVIA  rhombifolia
)、ステビア サツレイネフォリア(STEVIA  
5atureinef。
1ia)等があけられる。この中で、特にステビア レ
バウディアナ ベルトニ〜が甘味成分を生産する目的で
大量に栽培されていること、及び原料入手の点から最も
好ましい、勿論その中のステビオール配糖体の含量及び
組成比を限定するものではない。
EnzIとは以下の性質を有するものである。
(EnzIの酵素的性質〕 ■作用及び基質特異性 主としてウリジン−5−〜ジフオスフオグルコース(以
下UDPGという)を糖の供与体とし、アグリコンにグ
ルコースを転移する。
この場合のアグリコンはステビオール骨格を有するもの
として、ステビオール、ステビオールモノサイドかあげ
られる。又アントシアン合成系の例えばフラボノイド類
やキノン類もアグリコンとなる。
■至適pH 本酵素の至適PHは7.0〜8.0である■作用至適温
度 40℃。
■熱安定性 40℃以上で失活する。
■阻害 ウリジン−5′−シフオスフェート(以下UDPという
)及びアンモニウムイオンにより阻害される。
■分子量 約6万である。
又EnzIIとは以下の性質を有するものである。
[EnzI[の酵素的性質〕 ■作用nび基#′″”性 主としてUDPGを糖の供与体としてアグリコンにグル
コースを転移する。この場合のアグリコンはステビオー
ル骨格を有するものとして、ルプソサイド、ステビオー
ルバイオサイド、ステビオサイドがある。又長鎖アルコ
ールもアグリコンとなり、例えばヘキシルアルコール、
オクチルアルコール、デシルアルコールがある。
■至適pH 本酵素の至適pHは7.0〜8.0である。
■作用至適温度 40℃である。
■熱安定性 40℃以上で失活する。
■阻害 UDP及びアンモニウムイオンで阻害。
■分子量 約6万である。
ステビア属植物よりこれらの酵素を取り出す方法は植物
体またはカルスより常用の手法を用いて行うことができ
る0例えば、ステビア葉の生葉その凍結されたもの、又
はカルスの適量に2〜10倍量好ましくは3〜5倍量の
緩衝液を加えるが、そこに酵素の失活を防ぐ目的で適当
な金属塩やキレート剤または還元剤を適当量加えても良
い、これをミキサーなどで数分間磨砕し、濾過及び遠心
分離をおこなって透明な酵素液を得る。
これに硫酸アンモニウムで30−75%飽和として濃縮
し、透析により脱塩する。更にセファデックスG−25
でゲル濾過して得られたものを粗酵素液とし、DEAE
I−ヨパールを用いてカラムクロマトを行う、このとき
カラムを素通りした画分をEnzIとし、約0.15M
のKCIで溶出される画分をEnzIIとして両酵素が
得られる。又本酵素を用いて反応を行うには適当な緩衝
液にアグリコンとすべき基質を加え、グルコース供与体
としてUDPGを加えるが、この場合、生成物の確認を
容易に行うためにU D P −”Cグルコースを用い
る。この組成液に酵素標品を添加し、15℃〜60℃好
ましくは25°C〜40℃、pH6,0〜9.0好まし
くはpH7,0〜8.0で反応させればよい4反応生成
物の同定は、ラジオ液体クロマトグラフィー及びオート
ラジオグラフィーによっておこない得る。
(実施例) 以下に実施例を挙げてより詳細に説明する。
実施例1 影l互上二M 凍結しておいたステビア葉に、5%ポリビニルポリピロ
リドン(PVPP)と1%イソアスコルビン酸ナトリウ
ムを加え、4倍量の5nllEDT八と201Hの2−
メルカプトエタノールを含有する0、2Mリン酸カリウ
ム緩衝液、(pH7,5)と共にミキサーで合計3分間
磨砕した。布で沢過した後、20.0000 Xll 
20分の遠心で得た上澄液を硫酸アンモニウム30−7
5%飽和でタンパク質を濃縮し、l 1HEDTAと1
012−メルカプトエタノールを含む501Hリン酸カ
リウム緩衝液、(pH7,5)に対して一晩透析後、生
成した沈澱物を遠心で除き、まだ混在しているステビオ
サイド類を更に除くために上記の緩衝液で平衡化したセ
ファデックスG−25でゲル7濾過して溶出されたタン
パク画分を粗酵素液とした(可溶性粗酵素)、この可溶
性粗酵素画分を更に1 n+HEDTAと1(lnH2
−メルカプトエタノールを含む50nHリン酸カリウム
緩衝液、(pH7,5>で平衡化しておいたOE^[−
トヨパールのカラムにかけ、吸着されない両分はステビ
オールを基質としてUDPGよりυDPを遊離した。
即ちEnzIを得ることができた。(第1図参照実施例
2 乱l互19II 実施例1で得られた可溶性粗酵素をこれも実施例1と同
様の緩衝液で平衡化したDEAE−)ヨバールのカラム
にかけ、吸着された画分のうちおよそ0、158のKC
Iで溶出される両分は、ステビオールバイオサイドを基
質としてtlDPGよりIJDPを遊離することが確認
された。即ちEnzlIを得ることができた。(第1図
参照) 標準的な反応混液として、O,iHトリス塩酸緩衝液、
EIH7,5,10−40μHのステビオサイド類(ス
テビオール、ステビオールモノサイド、ルプソサイド、
ステビオールバイオサイド、ステビオサイド、レバウデ
イオサイドA)、グルコース供与体として1−2μHの
tlDP−”Cグルコース(0,05−1μCi ) 
、更にEnzIまたはEnzlIを添加し、全量0.2
5m1として35゛Cで反応させた反応結果は表−1の
とおりであるが、 ステビオ ール誘導体をアグリコンとしたEnzI、Enz■の反
応を示したものである。この表からEnzIはステビオ
ールに特異的に作用しステビオールモノサイドとも反応
した。一方Enz[はステビオールバイオサイドを最良
の基質とし、ルプソサイドやステビオサイドとも反応す
ることが認められる。尚このときの反応の確認は、UD
PGやグルコースがブタノールにほとんど溶解しない性
質を利用して、予めUDPGを含む水で飽和させておい
たブタノールで分液させて未反応のUDPGをのぞいた
ブタノール層について、ステビオサイド類に取り込まれ
た14Cを液体シンチレーションカウンター(アロカ社
製 LSC−700)で測定した。
(2)l巖り上 EnzIとEnzIIの至適pHは第2図に示した様に
最51!lpHはどちらもpH7−8の範囲にあった。
尚反応条件は、EnzIでは基質としてステビオールを
用い、Enz[ではステビオールバイオサイドを用い1
−2時間反応後液体シンチレーションカウンターにより
測定した。
(3)作用至適温度 EnzJとEnzllの作用至適温度は表−2に示した
表−2 この表から40℃で最大の活性を示すことが認められる
(4)熱安定性 表−2から20.30,40,50°Cで30分間保温
した後、40°Cで1時間反応させたところ予備保温温
度40℃までは活性の低下は認められなかったが、50
°Cでは80%失活したことが認められる。
(5〉阻害 EnzIとEnzIIの阻害物質の検討を表−3に示し
た。
両者ともUDPとアンモニウムイオンにより阻害される
ことが示された。
(6)分子量 GPCカラムを用いた高速液体クロマトクラフィーによ
り測定したところ、EnzI及び■とも約6万という値
を得た。
実施例4  EnzIを用いた  体の 造反応混液は
実施例3の(1)で用いた方法と同様に行った。ステビ
オサイド類をアグリコンとした場合の反応生成物である
配糖体の確認は標準物質を指標としたオートラジオグラ
フィー及びラジオスキャナー(ベルホールド社製 トレ
ースマスターズ LB−785)で140の分布を分析
することにより行った。又標準物質のないものについて
は、アグリコンに取り込まれた14Cグルコースを液体
シンチレーションカウンターにより測定して確認しな。
(1)ステビオールからの  体の製造第3図に示した
ようにステビオールとUDPGを基質としてEnz 工
を作用させた場合の生成物はステビオールモノサイドで
あることが確認された。
表−4はステビオール誘導体にEnzIを反応された結
果を示すが、この表からステビオールの13位の水酸基
をメチル化した基質では14Cの取り込みがないことよ
り、得られた生成物はステビオール13−0−モノサイ
ド(Steviol 13−O−no−nos+de)
であることが認められる。
(2)ステビオールモノサイドからの 糖 の製造 ステビオール13−〇モノサイドとU[lPGを基質と
した場合の生成物は第3図に示したようにステビオール
バイオサイドである。
(3)クエルセチンからの  体の 造表−5はその他
のアグリコンにEnzI、EnzIIを反応させた結果
を示している。
この表からクエルセチンとUDPGを基質として反応さ
せたとき、EnzIは高い活性を示し、クエルセチンに
グルコースが取り込まれ配糖体が生成されていることが
ii!認された。
(4)ケンフェロールからの 糖体の 造tた、ケンフ
ェロールとUDPGを基質として反応させたとき、表−
5に示したようにアグリコンへのグルコースの取り込み
が確認され、配糖体が生成したことを示した。
(5)ハイドロキノンからの 糖 の ハイドロキノンとUDPGを基質として反応させたとき
、表−5に示したようにアグリコンへのグルコースの取
り込みが確認され、配糖体が生成したことを示した。
実施例5  EnzIIを いた 糖 の製゛6反応混
液は実施例3の(1)で用いたのと同様の方法で行った
。ステビオサイド類をアグリコンとした場合の反応生成
物の確認は標準物質を指標としてオートラジオグラフィ
ー及びラジオスキャナーで行い、標準物質のないものに
ついては、アグリコンに取り込まれた14Cグルコース
を液体シンチレーションカウンターで測定することによ
り確認した。
(1)ステビオールバイオサイドがらの   の1童 ステビオールバイオサイドとUDPGを基質としてEn
zlIを作用させた場合の生成物は第3図に示したよう
にステビオサイドであることが確認された。
(2)ステビオサイドからの   の 遺ステビオサイ
ドとIIDPGを、基質として反応させた時、第3図に
示したようにレバウデイオサイドAが生成物であること
が確認された。
(3)n−オフ ルアルコールからの   め達 ノルマルオクチルアルコール(n−Octyl alc
ho−1)とIIDPGを基質として反応させたとき表
−5に示したようにアグリコンペのグルコースの取り込
みが確認され、配糖体が生成したことを示した。
(4)イソオクチルアルコールからの   の1逍 イソオクチルアルコール(sec−Octyl alc
hol)と110PGを基質として反応させたとき表−
5に示したようにアグリコンペのグルコースの取り込み
が確認され、配糖体が生成したことを示した。
(発明の効果) 本発明により、初めてステビア属植物より新規な糖転移
酵素かえられるとともに、その諸性質を明らかにするこ
とができ、又本酵素を用いて医薬品その他で重要な生理
活性または物性をしめす配糖体を得る方法が提供された
【図面の簡単な説明】
第1図はI)EAE−トヨバールを用いたカラムクロマ
トグラフィーでのEnz IとEnzIIの溶出パター
ンを、第2図はEnzIとEnzIIの作用PHを、そ
して第3図は姓下段に示した糖受容体との反応生成物を
薄層で展開させラジオスキャナーで140の分布を見た
ものである。A〜Fにはそれぞれの異なる糖受容体での
反応を示し、Fの反応液ではEnzIを使用し、その他
はEnz■を用いた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ステビア属植物より得られる下記の性質を有する糖
    転移酵素( I )。 [1]作用及び基質特異性 主としてウリジン−5^−−ジフォスフォ グルコースを糖の供与体としてアグリコン にグルコースを転移する。 ステビオールをアグリコンとした時、ステ ビオールモノサイドを生成し、ステビオー ルモノサイドをアグリコンとして、ステビ オールバイオサイドを生成する。 [2]至適pH 至適pHは7.0〜8.0である。 [3]件用至適温度 40℃。 [4]熱安定性 40℃以上で失活する。 [5]阻害 ウリジン−5^−−ジフォスフェート及びアンモニウム
    イオンにより阻害される。 [6]分子量 約6万。 2、ステビア属植物より得られる下記の性質を有する糖
    転移酵素(II)。 [1]作用及び基質特異性 主としてウリジン−5^−−ジフォスフォ グルコースを糖の供与体としてアグリコン にグルコースを転移する。 ステビオールバイオサイドをアグリコンと したとき、ステビオサイドを生成し、ステ ビオサイドをアグリコンとして、レバウデ ィオサイドAを生成する。 [2]至適pH 至適pHは7.0〜8.0である。 [3]件用至適温度 40℃。 [4]熱安定性 40℃以上で失活する。 [5]阻害 ウリジン−5^−−ジフォスフェート及びアンモニウム
    イオンで阻害される。 [6]分子量 約6万。 3、糖転移酵素( I )又は糖転移酵素(II)をアグリ
    コンに作用させることを特徴とする配糖体の製造方法。 4、糖転移酵素( I )を作用させて得られる配糖体が
    フェノール糖化合物である請求項3、記載の配糖体の製
    造方法。 5、糖転移酵素(II)を作用させて得られる配糖体が長
    鎖の糖アルコールである請求項3、記載の配糖体の製造
    方法。 6、フェノール糖化合物が、アントンアン糖化合物又は
    キノン糖化合物である請求項3、又は4、記載の配糖体
    の製造方法。
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