JPH04104788A - Cellulase and production thereof - Google Patents

Cellulase and production thereof

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JPH04104788A
JPH04104788A JP22368590A JP22368590A JPH04104788A JP H04104788 A JPH04104788 A JP H04104788A JP 22368590 A JP22368590 A JP 22368590A JP 22368590 A JP22368590 A JP 22368590A JP H04104788 A JPH04104788 A JP H04104788A
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JP
Japan
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cellulase
enzyme
optimal
stable
bacillus
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Application number
JP22368590A
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Japanese (ja)
Inventor
Eiko Masatsuji
正辻 詠子
Nobuaki Sakai
酒井 伸晃
Hiroyuki Matsunaga
松永 博幸
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Resonac Holdings Corp
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Showa Denko KK
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Publication date
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  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)

Abstract

NEW MATERIAL:A cellulase having the following properties. Optimum pH; 6.0-8.0 when CMC is used as a substrate. Optimum temperature; 50 deg.C. Stable pH; stable to pH6-11 when treated at 30 deg.C for 30min. Molecular weight; 55000+ or -2000 (electrophoresis). Isoelectric point; 4.6+ or -0.2 (isoelectric focusing). Effects of surfactant; having >=90% residual activity even when treated at 30 deg.C for 2hr in the presence of a sodium straight-chain alkylbenzenesulfonate at 3000ppm concentration (pH9.0). USE:An enzyme for detergents. PREPARATION:A microorganism such as Bacillus SD403 strain (FERM P-11647), belonging to the genus Bacillus and having the ability to produce the cellulase is cultured at 25-40 deg.C for 12hr to 3 days, preferably by a liquid culture method.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は新規なセルラーゼ及びその製造法に関する。[Detailed description of the invention] [Industrial application fields] The present invention relates to a novel cellulase and a method for producing the same.

[従来の技術] セルラーゼの開発は従来、バイオマス資源、特にセルロ
ース資源の有効利用を目的として進められてきたが、バ
イオマス用セルラーゼの工業的規模での利用は必ずしも
多くはない。
[Prior Art] The development of cellulases has heretofore been advanced with the aim of effectively utilizing biomass resources, particularly cellulose resources, but cellulases for biomass have not necessarily been utilized on an industrial scale.

一方、セルラーゼの新規な産業的用途のひとつとして、
洗剤用酵素としてセルラーゼが洗浄力の向上に有効であ
るといわれ注目を集めている。洗剤用セルラーゼは、通
常の洗濯条件では洗浄液のpHが高アルカリ性であるた
め、高アルカリ条件下で機能するアルカリセルラーゼ、
あるいはアルカリ耐性を有するセルラーゼでなければな
らず、更にはまた、洗剤成分の一つである陰イオン性界
面活性剤に対しても安定に機能しなければならない。
On the other hand, one of the new industrial uses of cellulase is
Cellulase is attracting attention as an enzyme for detergents because it is said to be effective in improving detergency. Cellulases for detergents are alkaline cellulases that function under highly alkaline conditions, since the pH of cleaning solutions is highly alkaline under normal washing conditions.
Alternatively, the cellulase must have alkaline resistance, and furthermore, it must function stably against anionic surfactants, which are one of the detergent ingredients.

微生物の生産するアルカリセルラーゼとしては、好アル
カリ性バチルス属細菌の培養によるセルラーゼAを採取
する方法(特公昭5O−28515)、セルロモナス属
に属する好アルカリ性細菌を培養してアルカリセルラー
ゼ301−Aを生産する方法(特開昭58−22468
6)、好アルカリ性バチルス属細菌KSM−635を培
養してアルカリセルラーゼKを生産する方法(特開昭6
3−109776)等が、アルカリ耐性セルラーゼとし
ては、バチルス属細菌の培養によるセルラーゼに−58
8を生産する方法(特開昭64−37286) 、  
バチルス属細菌の培養によるセルラーゼに−597を生
産する方法(特開平1−112982)等が報告されて
いる。  しかし、これら従来公知のセルラーゼは洗剤
成分の−っである陰イオン性界面活性剤に対する安定性
が必ずしも十分ではない為、陰イオン性界面活性剤に対
してより安定な酵素の開発が望まれている。
Alkaline cellulase produced by microorganisms includes a method of collecting cellulase A by culturing an alkalophilic bacterium belonging to the genus Bacillus (Japanese Patent Publication No. 5O-28515), and a method of culturing an alkaliphilic bacterium belonging to the genus Cellulomonas to produce alkaline cellulase 301-A. Method (Japanese Unexamined Patent Publication No. 58-22468
6), a method for producing alkaline cellulase K by culturing alkalophilic Bacillus bacteria KSM-635 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 6
3-109776) etc., but as an alkali-resistant cellulase, -58
8 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 64-37286),
A method for producing -597 in cellulase by culturing Bacillus bacteria (Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-112982) has been reported. However, these conventionally known cellulases do not necessarily have sufficient stability against anionic surfactants, which are detergent ingredients, so there is a desire to develop enzymes that are more stable against anionic surfactants. There is.

[発明が解決しようとする課g] 本発明は、至適pHは中性域にあるが、アルカリ領域に
於いても至適pHに於ける活性に比較して十分に活性を
有し、また陰イオン性界面活性剤に対しても安定な、洗
剤用酵素として適したセルラーゼを提供しようとするも
のである。
[Problem to be solved by the invention g] The present invention has an optimal pH in a neutral range, but has sufficient activity even in an alkaline region compared to the activity at the optimal pH, and The present invention aims to provide a cellulase that is stable even against anionic surfactants and is suitable as a detergent enzyme.

[課題を解決するための手段] 本発明者等は上記のような性質を有するセルラーゼを得
るべく、多数の微生物を分離・培養して検索した結果、
東京部下の土壌中より分離したバチルス属に属するバク
テリア、バチルス5D403株が洗剤用酵素として優れ
た性質を有する新規セルラ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 conducted a search by isolating and culturing a large number of microorganisms in order to obtain cellulases having the above-mentioned properties.
We have discovered that Bacillus 5D403 strain, a bacterium belonging to the genus Bacillus isolated from the soil in the lower part of Tokyo, produces a novel cellulase that has excellent properties as a detergent enzyme, leading to the completion of the present invention.

即ち1本発明は1)カルボキシメチルセルロース(CM
C)を基質とした場合の至適pHが6、○〜 8.0、
至適温度が約50℃であり、2)安定pH領域が30℃
、30分処理したときpH6〜11であり、3)分子量
はSDS−ポリアクリルアミド電気泳動法により測定し
た場合、55、OOO+2000であり、4)等電点は
ポリアクリルアミド電気泳動法によって測定した場合、
4.6±0. 2であり、5) 3000 ppmの直
鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム存在下(pH
9,0)で30℃、2時間処理しても90%以上の残存
活性を有する等、界面活性剤に対しても極めて安定であ
る新規なセルラーゼ及びバチルス属の上記セルラーゼ生
産能を有する微生物を培地に培養し、培養物から目的の
セルラーゼを採取することを特徴とする上記セルラーゼ
の製造法を提供せんとするものである。
That is, 1) the present invention is based on 1) carboxymethyl cellulose (CM
The optimum pH when C) is used as a substrate is 6, ○ ~ 8.0,
The optimum temperature is approximately 50°C, and 2) the stable pH range is 30°C.
, when treated for 30 minutes, the pH is 6 to 11, 3) the molecular weight is 55, OOO+2000 when measured by SDS-polyacrylamide electrophoresis, 4) the isoelectric point is measured by polyacrylamide electrophoresis,
4.6±0. 2, and 5) in the presence of 3000 ppm sodium linear alkylbenzenesulfonate (pH
A novel cellulase that is extremely stable against surfactants, with a residual activity of more than 90% even after treatment at 30°C for 2 hours at 9,0), and a microorganism of the genus Bacillus that has the above-mentioned cellulase-producing ability. It is an object of the present invention to provide a method for producing the above-mentioned cellulase, which is characterized by culturing the cellulase in a medium and collecting the desired cellulase from the culture.

以下に本発明のセルラーゼとその製造法及びこれに用い
る新規な菌株について更に詳しく説明する。
The cellulase of the present invention, its production method, and the novel strain used therein will be explained in more detail below.

生2菌 本発明の新規セルラーゼの製造のために使用する微生物
バチルス5D403株は次のような性質を有する。
The microorganism Bacillus 5D403 strain used for the production of the novel cellulase of the present invention has the following properties.

(a)形態 ■細胞の形及び大きさ ■細胞の多形性 ■運動性 ■胞子 ■ダラム染色性 ■抗酸性 (b)次の各培地での 生育状態 ■肉汁寒天平板培地 桿菌であり、その大き さは0.5〜0.9X 1.4〜 3.2μmである。(a) Form ■Cell shape and size ■Cell pleomorphism ■Motility ■Spores ■Durham stainability ■Anti-acidity (b) In each of the following media growth condition ■Meat juice agar plate medium It is a bacillus and its size The size is 0.5~0.9X 1.4~ It is 3.2 μm.

多形性を示さない。Does not exhibit polymorphism.

周鞭毛を有する。Has periflagella.

胞子を形成する。Forms spores.

その形は楕円形であり、 大きさは0.8〜1.0× 1.0−1.5μm である。Its shape is oval; The size is 0.8~1.0× It is 1.0-1.5 μm.

陽性 陰性 集落は円形であり、表 面は隆起状で中心部が わずかに隆起している。positive negative The village is circular and the front The surface is raised and the center is It is slightly raised.

又、集落の色調は黄白 色の半透明である。Also, the color tone of the village is yellow-white. The color is translucent.

■肉汁寒天斜面培地 ■肉汁液体培地 ■肉汁ゼラチン穿刺培養 ■リドマスミルク (c)生理学的性質 ■硝酸塩の還元 ■脱窒反応 ■MRテスト ■vPテスト ■インドールの生成 ■硫化水素の生成 ■デンプンの加水分解 ■クエン酸の利用 ■無機窒素源の利用 [相]色素の生成 ■ウレアーゼ 0オキシダーゼ @カタラーゼ [株]生育の範囲(pH) 拡布状に生育する。■Meat juice agar slant medium ■ Broth liquid medium ■Meat juice gelatin puncture culture ■Lidomas Milk (c) Physiological properties ■Reduction of nitrates ■Denitrification reaction ■MR test ■vP test ■Generation of indole ■Generation of hydrogen sulfide ■Hydrolysis of starch ■Use of citric acid ■Use of inorganic nitrogen sources [Phase] Formation of pigment ■Urease 0 oxidase @catalase [Strain] Growth range (pH) Grows in a spreading pattern.

混濁 液化 凝固 陰性 陰性 陰性 陰性 陰性 陰性 陽性 陰性 硝酸塩及びアンモニラ ム塩を利用する。turbidity liquefaction coagulation negative negative negative negative negative negative positive negative Nitrates and ammonia Use mucilage salt.

陰性 陰性 陽性 陽性 6.8で生育するが、5.7 (温度) [相]酸素に対する態度 [相]〇−Fテスト O糖類の酸化とガスの生成 L−アラビノース D−キシロース D−グルコース D−マンノース D−フラクトース D−ガラクトース 麦芽糖 ショ糖 乳糖 トレハロース D−ツルピント で生育しない。negative negative positive positive Grows at 6.8, but 5.7 (temperature) [Phase] Attitude towards oxygen [Phase]〇-F test Oxidation of O-saccharides and production of gas L-arabinose D-xylose D-glucose D-mannose D-fructose D-galactose maltose sucrose lactose trehalose D-Tsurupinto It does not grow in

12.1で生育する。Grows at 12.1.

20℃、45℃で生育する が、15℃、50℃で生育 しない。Grows at 20℃ and 45℃ grows at 15℃ and 50℃ do not.

好気的 発酵 (Fermentation) (12) D−マンニント       +(13)イ
ノジット       + (14)グリセリン       + (15)デンプン         +以上の菌学的性
質についてバーシーズ・マニュアル・オブ・システマテ
インク・バクテリオロジイー(Bergey’s Ma
nual of SystematicBact、er
iology)、及びザ・ジーナス・バチルス(The
 Genus Bacillus)を参照した結果、本
菌は有胞子桿菌であるバチルス・ファーマス(Baci
llus firIIlus)に類縁の菌であると認め
られた。しかし、前記バーシーズ・マニュアル・オブ・
システマティック・バクテリオロジイーに記載のバチル
ス・ファーマスの標準株 ^TCC14575と本菌は
、胞子嚢の膨出、マンニトールからの酸の生成などその
菌学的性質に於て異なる性質を有し、明かに新規な菌株
であることが認められ、そこでバチルス5D403と命
名され、微工研菌寄第11647号として寄託された。
Aerobic Fermentation (12) D-manninto + (13) Inodite + (14) Glycerin + (15) Starch Bergey's Ma
nual of SystematicBact, er
iology), and The Genus Bacillus (The
As a result of referring to Genus Bacillus, this bacterium is a spore-forming bacillus Bacillus firmus.
It was recognized that it is a bacterium related to S. firIIlus). However, the Bersey's Manual of
The standard strain of Bacillus firmus described in Systematic Bacteriology ^TCC14575 and this bacterium have different mycological properties, such as swelling of sporangia and production of acid from mannitol. It was recognized that it was a new strain, and it was therefore named Bacillus 5D403 and deposited as Fiber Science and Technology Research Institute No. 11647.

尚、本発明に用いる微生物は上記バチルス5D403株
に限らず、本発明の後記する特性を有するセルラーゼの
生産性を有する限り如何なる菌株であっても良い。また
バチルス5D403についても、その自然または人偽的
突然変異株や遺伝子工学的手法による改良株も包含され
る。
The microorganism used in the present invention is not limited to the above-mentioned Bacillus 5D403 strain, but may be any strain as long as it has the productivity of cellulase having the characteristics described later in the present invention. Bacillus 5D403 also includes natural or artificial mutant strains and strains improved by genetic engineering techniques.

11方丑 本発明のセルラーゼを製造するに当たって、上述の如き
微生物の培養方法については、特別な要件はなく慣用の
方法により適宜実施できる。
11. In producing the cellulase of the present invention, there are no special requirements for the method of culturing the microorganisms as described above, and conventional methods can be used as appropriate.

培地の栄養源としては通常培養に用いられているものが
広く利用できる。炭素源としては同化できる炭素化合物
またはこれを含有するものであればよく、例えばグルコ
ース、マルトース、デンプン、CMCなどが用いられる
。窒素源としても同化可能な窒素化合物、またはこれを
含有するものであればよく、例えばアンモニウム塩、ペ
プトン。
As a nutrient source for the culture medium, a wide variety of nutrients commonly used for culture can be used. The carbon source may be any assimilable carbon compound or one containing it, such as glucose, maltose, starch, CMC, etc. Any nitrogen compound that can be assimilated as a nitrogen source or one containing it may be used, such as ammonium salts and peptone.

大豆粉、脱脂大豆粉などが用いられる。また、無機塩類
としてはリン酸塩、マグネシウム塩などの塩類が使用さ
れる。その他、菌の生育及び酵素生産に必要な各種の有
機物や無機物またはこれを含有するもの、例えばビタミ
ン類、酵母エキスを培地に添加することが出来る。
Soybean flour, defatted soybean flour, etc. are used. Further, as the inorganic salts, salts such as phosphates and magnesium salts are used. In addition, various organic and inorganic substances necessary for bacterial growth and enzyme production, or substances containing them, such as vitamins and yeast extract, can be added to the medium.

培養は液体、または固体培養いずれでも良いが液体培養
の方が好ましい。液体培養における培養条件は培地組成
により多少異なるが、生産の目的物であるセルラーゼの
生産に最も有利な条件を選択する。培養温度は25〜4
0℃の範囲であり、培養時間は12時間から3日程度で
あり、セルラーゼ生産が最高に達したときに培養を終了
すれば良い。
The culture may be either liquid or solid culture, but liquid culture is preferred. Culture conditions for liquid culture differ somewhat depending on the medium composition, but the most advantageous conditions for producing cellulase, which is the target product, are selected. Culture temperature is 25-4
The temperature range is 0°C, the culture time is about 12 hours to 3 days, and the culture may be terminated when cellulase production reaches the maximum.

培地のpHは8以上が良く、8〜9 がセルラーゼ生産
に好適である。このような培養により、目的とするセル
ラーゼが培養液中に得られる。
The pH of the medium is preferably 8 or higher, and 8 to 9 is suitable for cellulase production. Through such culturing, the desired cellulase can be obtained in the culture solution.

11葺I遣 このようにして得られた培養液からのセルラーゼの採取
は、酵素を採取するための常法に従って、分離、精製す
ることができる。すなわち、濾過法、遠心分離法などの
公知の適当な方法により菌体や培地同形物を分離して、
上澄液または濾液を得ることができる。これらの分離液
を濃縮し、噴霧乾燥する方法や凍結乾燥する方法、また
は濃縮することなく可溶性塩類を添加し沈澱させる塩析
法、親水性有機溶剤を添加して沈澱させる沈澱法により
セルラーゼを得ることができる。さらに酵素を精製する
には、例えばイオン交換樹脂等を用いた吸着脱離法、ゲ
ル濾過法等の精製手段を単独または複数組み合わせて、
セルラーゼを精製することができる。
Cellulase can be collected from the culture solution thus obtained and purified according to a conventional method for collecting enzymes. That is, bacterial cells and medium homomorphs are separated by a known appropriate method such as a filtration method or a centrifugation method,
A supernatant or filtrate can be obtained. Cellulase is obtained by concentrating these separated liquids and spray-drying or freeze-drying, or by a salting-out method in which soluble salts are added and precipitated without concentration, or by a precipitation method in which a hydrophilic organic solvent is added and precipitated. be able to. To further purify the enzyme, purification methods such as adsorption/desorption using an ion exchange resin, gel filtration, etc. may be used alone or in combination.
Cellulase can be purified.

1凛J11 本発明のセルラーゼについて、その詳細な性質を記載す
る。
1Rin J11 The detailed properties of the cellulase of the present invention will be described.

の     ′ ■カルボキシメチルセルラーゼ(CMCアーゼ)活性 カルボキシメチルセルロース(CMC)をM/20炭酸
ナトリウム−M/20ホウ酸−塩化カリウム緩衝液(p
H9.0)で溶解したものを基質として用い測定する。
' ■ Carboxymethyl cellulase (CMCase) activity Carboxymethyl cellulose (CMC) was dissolved in M/20 sodium carbonate-M/20 boric acid-potassium chloride buffer (p
H9.0) is used as a substrate for measurement.

具体的には、0.5%CM C(pH9,0)0.9 
mlからなる基質溶液に酵素液0.1mlを加え。
Specifically, 0.5% CM C (pH 9,0) 0.9
Add 0.1 ml of enzyme solution to 1 ml of substrate solution.

30℃、15分間反応した。反応後、4−ヒドロキシベ
ンゾインクヒドラジド(4−1ydrOxybenzo
ichydrazide)法(PHBAH法)にて還元
糖の定量を行った。すなわち、反応液1.0 mlにP
HBAH試薬3.0 mlを加え、10分間、100℃
で加熱発色させ、冷却後、波長4]Onmで比色定量し
た。
The reaction was carried out at 30°C for 15 minutes. After the reaction, 4-hydroxybenzoink hydrazide (4-1ydrOxybenzo
Reducing sugars were quantified by the ichhydrazide method (PHBAH method). That is, P was added to 1.0 ml of the reaction solution.
Add 3.0 ml of HBAH reagent and incubate at 100°C for 10 minutes.
The color was developed by heating, and after cooling, colorimetric determination was performed at a wavelength of 4] Onm.

酵素力価は、h記の条件下で1分間に1μmolのグル
コースに相当する還元糖を生成する酵素量を1単位とし
た。
For the enzyme titer, one unit was the amount of enzyme that produced reducing sugar equivalent to 1 μmol of glucose per minute under the conditions listed in h.

■リン酸膨潤セルロース分解活性 トミタらの方法(Tomita、Y、et al、:J
、Ferment。
■ Phosphoric acid swelling cellulose decomposition activity method of Tomita et al. (Tomita, Y. et al.: J
, Ferment.

Technol、: 52.235.1974)により
処理したアビセル(メルク社)を、リン酸膨潤セルロー
スとして阿/20ホウ酸−塩化カリウム緩衝液(PH9
,0)に懸濁したものを基質に用い測定した。具体的に
は。
Avicel (Merck & Co., Ltd.) treated with Avicel (Merck & Co., Ltd.) was treated with A/20 boric acid-potassium chloride buffer (PH9) as phosphoric acid swollen cellulose.
, 0) was used as a substrate for measurement. in particular.

0.25%リン酸膨潤セルロース(pH9,0) 0.
9mlに酵素液0.1mlを加え、30℃、120分間
反応させた。反応後、反応液1.0 mlにPHBAH
試薬3.0mlを加え、 10分間、 100℃で加熱
発色させ、冷却後、波長410 nmで比色定量した。
0.25% phosphoric acid swollen cellulose (pH 9,0) 0.
0.1 ml of enzyme solution was added to 9 ml and reacted at 30° C. for 120 minutes. After the reaction, add PHBAH to 1.0 ml of the reaction solution.
3.0 ml of reagent was added, heated at 100°C for 10 minutes to develop color, and after cooling, colorimetric determination was performed at a wavelength of 410 nm.

酵素力価は。What is the enzyme titer?

上記の条件下で1分間に1μmolのグルコースに相当
する還元糖を生成する酵素量を1単位とした。
The amount of enzyme that produced reducing sugar equivalent to 1 μmol of glucose per minute under the above conditions was defined as 1 unit.

■β−グルコシダーゼ及びp−ニトロフェニルセロビオ
シド分解活性 合成基質であるP−ニトロフェニルβ−D−グルコピラ
ノシド(pNPG)、及びP−ニトロフェニルβ−D−
セロビオシド(pNPC)を基質に用い測定した。具体
的には、M/20炭酸ナトリウム−M/20ホウ酸−塩
化カリウム緩衝液(PH9,0)1.5ml、 50m
MpNPGまたは、  5mMpNPCO,1mlから
なる基質溶液に酵素液0.1 mlを加え、30’C1
60分間反応させ、遊離するP−ニトロフェノールを波
長400 nmで比色定量した。この条件下で1分間に
1μmolのP−ニトロフェノールをMliさせる酵素
量を1単位とした。
■ P-nitrophenyl β-D-glucopyranoside (pNPG), which is a synthetic substrate for β-glucosidase and p-nitrophenyl cellobioside decomposition activity, and P-nitrophenyl β-D-
Measurement was performed using cellobioside (pNPC) as a substrate. Specifically, 1.5 ml of M/20 sodium carbonate-M/20 boric acid-potassium chloride buffer (PH9,0), 50 m
Add 0.1 ml of enzyme solution to 1 ml of substrate solution of MpNPG or 5mM pNPCO, and add 0.1 ml of enzyme solution to 30'C1
The reaction was allowed to proceed for 60 minutes, and the liberated P-nitrophenol was determined colorimetrically at a wavelength of 400 nm. Under these conditions, the amount of enzyme that caused 1 μmol of P-nitrophenol to Mli in 1 minute was defined as 1 unit.

11辺1I (1)作用 本酵素は、カルボキシメチルセルロース(CMC)、リ
ン酸膨潤セルロース等の繊維素によく作用し、β−グル
コシド結合を加水分解し溶解せしめる。
11 Side 1I (1) Action This enzyme acts well on cellulose such as carboxymethyl cellulose (CMC) and phosphoric acid-swollen cellulose, hydrolyzing and dissolving β-glucoside bonds.

(2)基質特異性 本酵素は、CMCに対する活性を主活性として有するほ
かにも、その約0.48%のリン酸膨潤セルロースに対
する活性を有する。p−ニトロフェニル−β−D−グル
コピラノシド(pNPG)、P−ニトロフェニル−β−
D−セロビオシド(pNPC)に対してはほとんど活性
を有していない。
(2) Substrate specificity In addition to its main activity on CMC, the enzyme also has activity on phosphoric acid-swollen cellulose, which accounts for about 0.48% of the activity. p-nitrophenyl-β-D-glucopyranoside (pNPG), p-nitrophenyl-β-
It has almost no activity against D-cellobioside (pNPC).

(3)至適pH ブリトン−oビンリン(Br1tton−Robins
on)の広域緩衝液(p H5〜11)を用い、CMC
を基質として測定した場合1作用p、 Hは5〜11と
極めて広範囲であり、至適pHは6. 0〜8.0であ
る。反応pHと相対活性との関係を第1図に示す6 (4)安定pH範囲 PHの異なる緩衝液の下で、30’Cで30分間放置し
、CMC(pH9,0)を基質として測定した場合、安
定pHは6〜11である。処理pHと残存活性を第2図
に示す。
(3) Optimal pH Br1tton-Robins
CMC using a broad range buffer (pH 5-11)
When measured using P as a substrate, the 1 action p and H ranges over a very wide range from 5 to 11, and the optimum pH is 6. It is 0 to 8.0. The relationship between reaction pH and relative activity is shown in Figure 1.6 (4) Stable pH range Under different pH buffers, the reaction mixture was left at 30'C for 30 minutes and measured using CMC (pH 9,0) as a substrate. In this case, the stable pH is 6-11. FIG. 2 shows the treatment pH and residual activity.

(5)至適温度 CMCを基質として測定した場合、至適温度は約50℃
である6反応温度と相対活性の関係を第3図に示す。
(5) Optimal temperature When measuring CMC as a substrate, the optimal temperature is approximately 50°C
Figure 3 shows the relationship between reaction temperature and relative activity.

(6)熱安定性 M/20炭酸ナトリウム−M/20ホウ酸−塩化カリウ
ム緩衝液(pH9,0)の下で、各温度(5〜65℃)
で30分間熱処理し、CMCを基質として測定した場合
、40℃付近まで全く失活せず、55℃で約60%の残
存活性を有する。熱処理温度と残存活性の関係を第4図
に示す。
(6) Thermal stability M/20 sodium carbonate-M/20 boric acid-potassium chloride buffer (pH 9,0) at various temperatures (5-65°C)
When measured using CMC as a substrate after heat treatment for 30 minutes, the activity does not deactivate at all until around 40°C, and it has about 60% residual activity at 55°C. FIG. 4 shows the relationship between heat treatment temperature and residual activity.

(7)金属イオン及びキレート剤の影響Cu ” (5
mM)によって阻害を受けるほか、P−クロロフルクリ
安息香酸(5m M )によっても若干阻害を受けるが
、EDTA (5mM)による影響は受けない。
(7) Influence of metal ions and chelating agents Cu” (5
In addition to being inhibited by P-chloroflucribenzoic acid (5mM), it is also slightly inhibited by EDTA (5mM), but is not affected by EDTA (5mM).

(8)分子量 SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動法により得ら
れた分子量は、55000±2000である。
(8) Molecular weight The molecular weight obtained by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis is 55,000±2,000.

(9)等重点 等電点ポリアクリルアミドゲル電気泳動法によって測定
した結果、4.6±0. 2である。
(9) As a result of measurement by isoelectric focusing polyacrylamide gel electrophoresis, the result was 4.6±0. It is 2.

(10)界面活性剤の影響 直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム3000 
ppm ノ存在下(pH9,0) テ30℃、2時間処
理してもほとんど失活しない。処理時間と残存活性の関
係を第5図に示す。
(10) Effect of surfactant Sodium linear alkylbenzene sulfonate 3000
ppm (pH 9,0) at 30°C for 2 hours, there is almost no inactivation. FIG. 5 shows the relationship between treatment time and residual activity.

本酵素は、バチルス属に属する菌株バチルス5D403
株によって生産され、特公昭50−28515号、特開
昭63−109776号、特開昭64−37288号、
特開平1−112982号に記載されているアルカリセ
ルラーゼ及びアルカリ耐性セルラーゼと比較した場合は
This enzyme is a strain of Bacillus 5D403 belonging to the genus Bacillus.
It is produced by Japanese Patent Publication No. 50-28515, Japanese Patent Application Publication No. 63-109776, Japanese Patent Application Publication No. 64-37288,
When compared with the alkaline cellulase and alkaline-resistant cellulase described in JP-A-1-112982.

本酵素の分子量が55000±2000であるのに対し
、上記アルカリセルラーゼ及びアルカリ耐性セルラーゼ
の分子量は15000. 30000.180000.
27000、 30000. 40000であること並
びに他の物理化学的性質が異なる点において明かに別異
の酵素である。
The molecular weight of this enzyme is 55,000±2,000, while the molecular weight of the alkaline cellulase and alkali-resistant cellulase is 15,000. 30000.180000.
27000, 30000. They are clearly different enzymes in that they have a molecular weight of 40,000 and other physicochemical properties.

[発明の効果コ 本発明のセルラーゼは、至適pHが6゜O〜8.0であ
るが、高アルカリのpH9においても最適pHの約80
%の相対活性を有し、pH5,5〜9.5の広いpH領
域で最適pHの約50%の相対活性を保持している。ま
た低温側においても充分活性を有する。更に洗剤成分で
ある陰イオン性界面活性剤に対する安定性が高いため、
洗剤用酵素として使用でき、洗浄力の増強を図ることが
出来る。
[Effects of the Invention] The cellulase of the present invention has an optimum pH of 6°O to 8.0, but even at a highly alkaline pH of 9, the optimum pH is about 80°.
% relative activity, and maintains a relative activity of about 50% of the optimum pH in a wide pH range from pH 5.5 to 9.5. It also has sufficient activity even at low temperatures. Furthermore, it has high stability against anionic surfactants, which are detergent ingredients.
It can be used as an enzyme for detergents to enhance detergent power.

次に本発明について代表的な実施例を挙げて更に具体的
に説明するつ 夫施I」 ペプトン1%、塩化ナトリウム0.5%、リン酸二カリ
ウム0.5%、硫酸マグネシウム0.05%、酵母xキ
スo、s%、フル)−ス0.5%、CMC015%、炭
酸ナトリウム1.0%からなる液体培地を試験管に分注
し、常法により滅菌した。これに5D403株を接種し
、35°Cで40時間振盪培養した。培養液を遠心分離
し、その上澄のセルラーゼ活性を測定したところ0.1
1J/mlであった。
Next, the present invention will be explained in more detail by giving representative examples.'' Peptone 1%, sodium chloride 0.5%, dipotassium phosphate 0.5%, magnesium sulfate 0.05% A liquid medium consisting of 0.5% yeast, 0.5% yeast, 15% CMC, and 1.0% sodium carbonate was dispensed into test tubes and sterilized by a conventional method. This was inoculated with the 5D403 strain, and cultured with shaking at 35°C for 40 hours. When the culture solution was centrifuged and the cellulase activity of the supernatant was measured, it was 0.1.
It was 1 J/ml.

見に■l 大豆粉4%、塩化ナトリウム0.5%、リン酸二カリウ
ム0.1%、硫酸マグネシウム0.02%、酵母エキス
0.5%、アミロース 0.5%、CMCO,1%、炭
酸ナトリウム0.3%からなる液体培地を5L培養槽に
入れ、蒸気滅菌した。これにあらかじめ培養しておいた
5D403株を接種し、35℃で48時間通気攪拌培養
を行った。この培養液を遠心分離し、上澄を得た。この
上澄のセルラーゼ活性は0.14 [1/mlであった
To see ■l Soy flour 4%, sodium chloride 0.5%, dipotassium phosphate 0.1%, magnesium sulfate 0.02%, yeast extract 0.5%, amylose 0.5%, CMCO, 1%, A liquid medium containing 0.3% sodium carbonate was placed in a 5 L culture tank and sterilized by steam. This was inoculated with the 5D403 strain that had been cultured in advance, and cultured with aeration at 35° C. for 48 hours. This culture solution was centrifuged to obtain a supernatant. The cellulase activity of this supernatant was 0.14 [1/ml].

支に貫に 実施例2で得られた培養液上澄から本発明のセルラーゼ
を精製した。
Firstly, the cellulase of the present invention was purified from the culture supernatant obtained in Example 2.

培養液上澄500m1から冷エタノール沈澱法により4
0−65%画分の沈澱を得た。この沈澱を10mMビス
−トリス緩衝液(pH7,0)に溶かし、 10mMビ
ス−トリス緩衝液(pH7゜0)で平衡化したDEAE
 (ジエチルアミノエチル)陰イオン交換樹脂カラム(
52mmφ、20c m )に吸着させ、塩化ナトリウ
ムの濃度勾配(0〜1M)で溶出させた。同操作で溶出
した活性画分を限外濾過膜で濃縮脱塩後、10mMビス
トリス緩衝液(p H7,0)で平衡化したフェニルセ
ファロース CL4Bカラム(20m mφ、20cm
)に吸着させ、カラムを10mMビス−トリス緩衝液(
pH7,0)で洗浄した後、イソプロパツールの濃度勾
配(0〜60%)で溶出させた。10mMビス−トリス
緩衝液(pH7,0)での洗浄分画と、インプロパツー
ルの濃度勾配(0〜60%)で溶出させた分画のそれぞ
れに少なくとも1つ以上の活性画分が得られた。フェニ
ルセファロース CL4Bでの分画と活性、吸光度(A
 280)の関係を第6図に示した。この主成分である
CMCアーゼ(分画番号26〜48)を限外濾過膜で濃
縮脱塩した後、10mMビス−トリス緩衝液(pH7,
0)で平衡化したセファデンクスG−75カラム(25
mmφ、90cm)に添加し、同緩衝液で溶出して活性
画分を得、これを精製酵素標品とした。
4 by cold ethanol precipitation method from 500 ml of culture supernatant.
A 0-65% fraction of precipitate was obtained. This precipitate was dissolved in 10mM Bis-Tris buffer (pH 7.0), and DEAE equilibrated with 10mM Bis-Tris buffer (pH 7.0).
(diethylaminoethyl) anion exchange resin column (
52 mmφ, 20 cm) and eluted with a sodium chloride concentration gradient (0 to 1 M). The active fraction eluted in the same procedure was concentrated and desalted using an ultrafiltration membrane, and then transferred to a phenyl Sepharose CL4B column (20 mmφ, 20 cm
) and the column was soaked in 10mM Bis-Tris buffer (
After washing with pH 7.0), it was eluted with a concentration gradient of isopropanol (0-60%). At least one or more active fractions were obtained in each of the washed fraction with 10 mM Bis-Tris buffer (pH 7,0) and the fraction eluted with the concentration gradient of Impropatool (0 to 60%). Ta. Fractionation, activity, and absorbance (A
280) is shown in FIG. After concentrating and desalting the main component, CMCase (fraction numbers 26 to 48), using an ultrafiltration membrane, 10 mM Bis-Tris buffer (pH 7,
Sephadenx G-75 column (25
mmφ, 90 cm) and eluted with the same buffer to obtain an active fraction, which was used as a purified enzyme preparation.

この精製酵素標品は無色であり、ポリアクリルアミドゲ
ル電気原動法により試験したところ単一であることが確
認された。
This purified enzyme preparation was colorless, and when tested by polyacrylamide gel electrodynamic method, it was confirmed to be single.

この精製酵素標品を用いて、至適pH,pH安定性、至
適温度、熱安定性、界面活性剤に対する安定性を調べた
結果は第1図〜第5図に示した通りである。
Using this purified enzyme preparation, the optimum pH, pH stability, optimum temperature, thermal stability, and stability against surfactants were investigated, and the results are shown in FIGS. 1 to 5.

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

第1図は反応pHと相対活性との関係を示すグラフであ
る。 第2図は処理pHと残存活性を示すグラフである。 第3図は反応温度と相対活性の関係を示すグラフである
。 第4図は熱処理温度と残存活性の関係を示すグラフであ
る。 第5図は直鎖アルカリベンゼンスルホン酸ナトリウム3
000ppI11の存在下での安定性を示すグラフであ
る。 第6図はフェニルセファロース CL4Bでの分画と活
性を示すグラフである。 9匹1 図 第2図 処 遭 pH 特許出願人  昭和電工株式会社 yPS3図 り54図 :I&  理 ゴ量 度(’C) 鋼吟5図 角qe;w 介画書号
FIG. 1 is a graph showing the relationship between reaction pH and relative activity. FIG. 2 is a graph showing treatment pH and residual activity. FIG. 3 is a graph showing the relationship between reaction temperature and relative activity. FIG. 4 is a graph showing the relationship between heat treatment temperature and residual activity. Figure 5 shows linear alkali sodium benzene sulfonate 3
1 is a graph showing stability in the presence of 000ppI11. FIG. 6 is a graph showing fractionation and activity on phenyl sepharose CL4B. 9 animals 1 Figure 2 Figure 2 Encounter pH Patent applicant Showa Denko Co., Ltd. yPS3 diagram 54 Figure: I & Logic amount degree ('C) Kogin 5 diagram angle qe;

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、下記の性質を有するセルラーゼ; (1)至適pH、至適温度 カルボキシメチルセルロース(CMC)を基質とした場
合の至適pHが6.0〜8.0、至適温度が約50℃で
ある。 (2)安定pH 30℃で30分処理したときpH6〜11まで安定であ
る。 (3)分子量 SDS−ポリアクリルアミド電気泳動により測定した分
子量が55000±2000である。 (4)等電点 等電点電気泳動によって測定した等電点が 4.6±0.2である。 (5)界面活性剤の影響 3000ppmの直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナト
リウム存在下(pH9.0)で30℃、2時間処理して
も90%以上の残存活性を有する。 2、バチルス属に属し請求項1に記載のセルラーゼ生産
能を有する微生物を培地に培養し、培養物から目的とす
るセルラーゼを採取することを特徴とする請求項1に記
載のセルラーゼの製造方法。
[Claims] 1. Cellulase having the following properties: (1) Optimal pH, optimal temperature When carboxymethyl cellulose (CMC) is used as a substrate, the optimal pH is 6.0 to 8.0, optimal The temperature is approximately 50°C. (2) Stable pH Stable at pH 6 to 11 when treated at 30°C for 30 minutes. (3) Molecular weight The molecular weight measured by SDS-polyacrylamide electrophoresis is 55,000±2,000. (4) Isoelectric point The isoelectric point measured by isoelectric focusing is 4.6±0.2. (5) Effect of surfactant Even after treatment in the presence of 3000 ppm of sodium linear alkylbenzene sulfonate (pH 9.0) at 30°C for 2 hours, it has a residual activity of 90% or more. 2. The method for producing cellulase according to claim 1, which comprises culturing a microorganism belonging to the genus Bacillus and having the ability to produce cellulase according to claim 1 in a medium, and collecting the desired cellulase from the culture.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997000020A1 (en) * 1995-06-14 1997-01-03 Novo Nordisk A/S Enzyme-containing oral composition for animals and process for producing the same

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