JPH04211369A - Halophilic alkali amylase and production thereof - Google Patents

Halophilic alkali amylase and production thereof

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JPH04211369A
JPH04211369A JP3008369A JP836991A JPH04211369A JP H04211369 A JPH04211369 A JP H04211369A JP 3008369 A JP3008369 A JP 3008369A JP 836991 A JP836991 A JP 836991A JP H04211369 A JPH04211369 A JP H04211369A
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JP
Japan
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halophilic
amylase
producing
alkaline
natronococcus
Prior art date
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Pending
Application number
JP3008369A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takaya Hayashi
林 隆哉
Koichi Sakano
阪野 公一
Koki Horikoshi
堀越 弘毅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Shokubai Co Ltd
Original Assignee
Nippon Shokubai Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH04211369A publication Critical patent/JPH04211369A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To obtain the title enzyme efficiently providing maltotriose, from various starch-based substrates by culturing a fungus capable of producing amylase, belonging to the genus Natronococcus, in a salt-containing alkali medium and separating. CONSTITUTION:A fungus capable of producing amylase, belonging to the genus Natronococcus, is cultured in an alkali medium containing >=5wt.% salt. Then, a halophilic alkali amylase is separated from the culture mixture and recovered. The fungus capable of producing a halophilic amylase is preferably Natronococcus sp. Ah-36 strain or Natronococcus Ah-477 strain.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、新規な好塩性アルカリ
アミラーゼおよびその製造方法に関するものである。詳
しく述べると、ナトロノコッカス(Natronoco
ccus) 属に属するアミラーゼ生産菌を培養し、該
培養物より作用至適pHがアルカリ側にある好塩性アミ
ラーゼを分離、採取する方法に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a novel halophilic alkaline amylase and a method for producing the same. To be more specific, Natronococcus
The present invention relates to a method for culturing amylase-producing bacteria belonging to the genus C. ccus and isolating and collecting halophilic amylase whose optimal pH for action is on the alkaline side from the culture.

【0002】0002

【従来の技術および発明が解決すべき課題】従来、中性
または酸性に作用最適pHを有するアミラーゼ産生微生
物には、様々なものが知られている。またアルカリ側に
最適pHを有するアルカリアミラーゼを生産する微生物
については、バチルス属(例えば特公昭48−4533
号公報、特公昭50−5272号公報参照)、シュード
モナス属(例えば特公昭50−5274号公報参照)な
どが報告されている。また食塩の存在しないときは活性
がほとんど発現しないが、食塩が数%以上存在する場合
には活性を発現する、いわゆる好塩性アミラーゼを生産
する微生物についてもミクロコッカス属(例えば特公昭
50−5273号公報参照)やアシネトバクター属(例
えば特開昭54−49391号公報参照)などが報告さ
れている。しかしながら、好塩性でかつ至適pHがアル
カリ側に存在するアミラーゼを生産する微生物について
は現在のところ報告は全く無かった。
BACKGROUND OF THE INVENTION Conventionally, various amylase-producing microorganisms have been known that have an optimum pH for action in neutral or acidic conditions. In addition, microorganisms that produce alkaline amylase having an optimum pH on the alkaline side are of the genus Bacillus (e.g.,
(see Japanese Patent Publication No. 50-5272), and Pseudomonas (for example, see Japanese Patent Publication No. 50-5274). Microorganisms that produce so-called halophilic amylases, which exhibit almost no activity in the absence of common salt but exhibit activity in the presence of several percent or more of common salt, also include microorganisms of the genus Micrococcus (e.g., (see Japanese Patent Laid-Open No. 54-49391) and the genus Acinetobacter (for example, see Japanese Patent Application Laid-open No. 54-49391). However, to date, there have been no reports on microorganisms that produce amylase that is halophilic and has an optimum pH on the alkaline side.

【0003】0003

【課題を解決するための手段】本発明者らは、微生物に
よる好塩性アミラーゼの製造方法について鋭意努力した
結果、本発明者らが今回土壌より分離した新菌種ナトロ
ノコッカス属を培養することにより好塩性アルカリアミ
ラーゼが菌体外に著量生産されることを見いだした。そ
して、この酵素は従来の一般アミラーゼとは性格を異と
しており、作用至適pHがアルカリ側にあること、また
水にて透析する時は速やかに失活し、塩化ナトリウム、
酢酸ナトリウムまたは塩化カリウムなどの塩濃度が1モ
ル以上の時に著しい活性を発現することなどの特徴を有
しており、従来のアミラーゼとは異なる新しい酵素であ
ることの知見を得、この知見において本発明を完成した
。本発明の好塩性アルカリアミラーゼ(以下、アミラー
ゼAと称する)は、つぎの理化学的性質を有している。
[Means for Solving the Problems] As a result of intensive efforts by the present inventors to find a method for producing halophilic amylase using microorganisms, the present inventors have cultivated a new bacterial species of the genus Natronococcus that they have isolated from soil. As a result, we found that halophilic alkaline amylase was produced in significant amounts outside the bacterial cells. This enzyme is different from conventional general amylase in that its optimum pH for action is on the alkaline side, and it is quickly deactivated when dialyzed against water, resulting in sodium chloride,
It has the characteristics of exhibiting remarkable activity when the concentration of salts such as sodium acetate or potassium chloride is 1 molar or more, and we have found that it is a new enzyme that is different from conventional amylases. Completed the invention. The halophilic alkaline amylase (hereinafter referred to as amylase A) of the present invention has the following physical and chemical properties.

【0004】1)作用および基質特異性アミラーゼAは
1モル以上の塩化ナトリウム、酢酸ナトリウム、塩化カ
リウムの存在下で著しい酵素活性を示し、塩非存在下で
は活性を発現しない、好塩性の著しい酵素であることを
特徴とし、デンプン、アミロース、アミロペクチン、デ
キストリンまたはその部分分解物に特異的に作用し、マ
ルトトリオースを主成分とする糖分解物を生成する。
1) Action and substrate specificity Amylase A exhibits significant enzymatic activity in the presence of 1 mole or more of sodium chloride, sodium acetate, or potassium chloride, and exhibits no activity in the absence of salt; it is extremely halophilic. It is characterized by being an enzyme, acting specifically on starch, amylose, amylopectin, dextrin, or their partial decomposition products, and producing saccharide decomposition products whose main component is maltotriose.

【0005】 2)作用pHおよび最適pH範囲(図1参照)作用pH
はpH5〜12にあり、最適作用pHは8〜10にある
2) Working pH and optimum pH range (see Figure 1) Working pH
is at pH 5-12, and the optimum working pH is at 8-10.

【0006】3)安定pH範囲(図1参照)2.5モル
の塩化ナトリウムを含む含む20mM緩衝液下、4℃、
20時間放置においてpH6〜12の範囲で失活が認め
られない。
3) Stable pH range (see Figure 1) under a 20mM buffer containing 2.5M sodium chloride at 4°C.
No deactivation was observed within the pH range of 6 to 12 after standing for 20 hours.

【0007】4)力価の測定法 基質として2.5モルの塩化ナトリウムを含む75mM
のトリス緩衝液(pH9.0)に溶解させた1.5%の
可溶性デンプン溶液200μlに本酵素を含む試料10
0μlを加え50℃で15分間反応させ、生成した還元
糖を3,5−ジニトロサリチル酸試薬法により定量し、
1分間に1μmol のグルコースに相当する還元力を
生成する酵素量を1単位(1U)とする。
4) Method for measuring titer 75mM containing 2.5 mol of sodium chloride as substrate
Sample 10 containing this enzyme in 200 μl of 1.5% soluble starch solution dissolved in Tris buffer (pH 9.0)
0 μl was added and reacted at 50°C for 15 minutes, and the resulting reducing sugar was quantified by the 3,5-dinitrosalicylic acid reagent method.
The amount of enzyme that generates a reducing power equivalent to 1 μmol of glucose per minute is defined as 1 unit (1 U).

【0008】 5)作用温度および最適作用温度範囲(図2参照)pH
9において約80℃まで作用し、最適作用温度は55〜
65℃にある。 6)熱安定性(図2参照) 2.5モルの塩化ナトリウムを含む50mMトリス緩衝
液(pH9.0)中、各温度下20分間加熱後、活性測
定を行ない、55℃の加熱までは失活が認められない。
5) Working temperature and optimal working temperature range (see Figure 2) pH
9, it works up to about 80°C, and the optimum working temperature is 55~
It is at 65°C. 6) Thermal stability (see Figure 2) The activity was measured after heating for 20 minutes at each temperature in 50mM Tris buffer (pH 9.0) containing 2.5M sodium chloride. Life is not recognized.

【0009】7)阻害、活性化 アミラーゼAはHg+ 、Ni2+により強い阻害を受
ける。アミラーゼAはCa2+により活性化されない。
7) Inhibition and activation Amylase A is strongly inhibited by Hg+ and Ni2+. Amylase A is not activated by Ca2+.

【0010】8)精製方法および分子量アミラーゼAの
精製方法の1例は、液体培養物の遠心上清液にその2.
5〜3倍量の冷却飽和硫酸アンモニウム溶液を加え、沈
澱したタンパク質を2.5モルの塩化ナトリウムを含む
20mMトリス緩衝液(pH8.0)に溶解し、セファ
クリル(商標)S−200カラムによるゲル濾過、さら
にシンクロパック(商標)GPC100カラムによる高
速液体クロマトグラフにより行うことができる。かくし
て得られた精製酵素の分子量はSDS−アクリルアミド
ゲル電気泳動法より算出して、70,000〜80,0
00であった。
8) Purification method and molecular weight One example of a purification method for amylase A is to add 2.
Add 5-3 volumes of cold saturated ammonium sulfate solution, dissolve the precipitated protein in 20mM Tris buffer (pH 8.0) containing 2.5M sodium chloride, and gel filtrate with Sephacryl™ S-200 column. , and can be further carried out by high performance liquid chromatography using a Synchropack (trademark) GPC100 column. The molecular weight of the purified enzyme thus obtained was calculated from SDS-acrylamide gel electrophoresis, and was 70,000 to 80,000.
It was 00.

【0011】また、本発明は、ナトロノコッカス (N
atronococcus)属に属するアミラーゼ生産
菌を5重量%以上の食塩を含有するアルカリ性培地で培
養し、該培養物より好塩性アルカリアミラーゼを分離、
回収することを特徴とする好塩性アルカリアミラーゼの
製造方法である。
[0011] The present invention also provides a method for cultivating Natronococcus (N
amylase-producing bacteria belonging to the genus Atronococcus are cultured in an alkaline medium containing 5% by weight or more of salt, and halophilic alkaline amylase is isolated from the culture,
This is a method for producing halophilic alkaline amylase, which comprises recovering the halophilic alkaline amylase.

【0012】本発明は、ナトロノコッカス(Natro
nococcus) 属に属するアミラーゼ生産菌を培
養し、その培養物より好塩性アルカリアミラーゼを分離
、採取することを特徴とするものある。
[0012] The present invention is directed to the use of Natronococcus
There is a method characterized by culturing amylase-producing bacteria belonging to the genus P. nococcus and separating and collecting halophilic alkaline amylase from the culture.

【0013】以下、本発明について詳細に説明する。The present invention will be explained in detail below.

【0014】まず、本発明において用いる微生物はナト
ロノコッカス属に属するアミラーゼ生産菌であり、この
微生物の具体例としては、本発明者らがケニヤ、マガデ
ィ(Magadi)湖畔の土壌より分離し、同定したナ
トロノコッカス属Ah−36菌およびAh−471菌が
挙げられる。本菌は食塩を含む細菌増殖培地中で生育す
るが、特に表1に示す組成の培地において良好に生育し
、かつ、本発明の好塩性アルカリアミラーゼを効率よく
生産するナトロノコッカス属に属する微生物である。
First, the microorganism used in the present invention is an amylase-producing bacterium belonging to the genus Natronococcus, and a specific example of this microorganism is that the present inventors isolated and identified it from soil on the shores of Lake Magadi, Kenya. Examples include Natronococcus Ah-36 bacteria and Ah-471 bacteria. This bacterium grows in a bacterial growth medium containing salt, particularly in a medium with the composition shown in Table 1, and belongs to the genus Natronococcus, which efficiently produces the halophilic alkaline amylase of the present invention. It is a microorganism.

【0015】[0015]

【表1】[Table 1]

【0016】以下に本発明の実施例において使用した前
記菌株の菌学的性質を示す。なお、以下記載の菌学的試
験は、バージイズ・マニュアル・オブ・ディターミネイ
ティブ・バクテリオロジー( Bergey´s Ma
nual of Determinative Bac
treriology)第8版(1974 年)、駒形
  和男編著「微生物の化学分類実験法」(1982年
)およびジャーナル・オブ・ジェネティク・マイクロバ
イオロジー、123巻、75ページに記載されているロ
ス(Ross)らの方法(Ross et  al.,
 Journal of Genetic Micro
biology, 123, p75(1981 年)
に記載の方法に基づいて行なったものであり、特に記載
しない限り、すべて炭酸ナトリウム1.5%を添加して
pHを約9.5に調製した15重量%の塩化ナトリウム
を含む培地を使用した。
[0016] The mycological properties of the above-mentioned bacterial strains used in the examples of the present invention are shown below. The mycological tests described below are based on Bergey's Manual of Determinative Bacteriology.
nual of Determinative Bac
treriology) 8th edition (1974), "Experimental Methods for Chemical Classification of Microorganisms" (1982) edited by Kazuo Komagata, and Ross (Ross) described in Journal of Genetic Microbiology, Vol. 123, p. 75. method (Ross et al.,
Journal of Genetic Micro
biology, 123, p75 (1981)
Unless otherwise specified, a medium containing 15% by weight of sodium chloride was used in all cases, with the pH adjusted to approximately 9.5 by adding 1.5% of sodium carbonate. .

【0017】Ah−36菌株 (1)形態 a)細胞の形と大きさ    球菌(径1〜2μm)で
不規則状に群を成す。 b)運動性              無しc)胞子
                無し(2)培地にお
ける生育状態 a)肉汁寒天平板培地    集落の形状は円形、集落
の表面は円状に隆起。色調は赤味をおびた桃色。 b)肉汁液体培地        菌の生育に伴い赤味
を帯びる。粘ちょう性は無い。 c)肉汁ゼラチン培地    ゼラチンを液化しない。 (3)生理学的性質 a)硝酸塩の還元        陽性b)インドール
の産出    陽性 c)色素の産出          陽性d)デンプン
の加水分解  陽性 e)無機窒素の利用      陰性 f)オキシダーゼ        陽性g)カタラーゼ
          陽性h)酸素に対する態度   
 好気性 i)クエン酸の利用      陰性 j)耐塩性              8重量%以上
の食塩存在下においてよく生育し、特に15〜20重量
%において良好に生育し、また飽和食塩下においても生
育する。 k)生育範囲            pH8〜10;
最適pH9〜9.5 温度20〜50℃;最適温度35〜45℃l)炭素源の
利用        グルコース、マルトース、シュウ
クロース、ラクトース、フラクトース、デンプンを利用
、ガスの生成なし。 m)核酸(DNA) 塩基配列  DNA のGC含有
量(mol%)は63.5% n)細胞膜脂質          グリセリルジエー
テル骨格C20,C20ジエーテルコア脂質 o)坑生物質感受性試験 アニソマイシン、バシトラシン、エリスロマイシン、リ
ファンピシン、テトラサイクリンに感受性あり。アンピ
シリン、クロラムフェニコール、ポリミキシンB、スト
レプトマイシンに感受性なし。
Ah-36 strain (1) Morphology a) Cell shape and size Cocci (1 to 2 μm in diameter) form irregular groups. b) Motility None c) Spores None (2) Growth status in medium a) Juicy agar plate medium The shape of the colony is circular, and the surface of the colony is circularly raised. The color is pink with a reddish tinge. b) Meat juice liquid medium becomes reddish as the bacteria grow. There is no viscosity. c) Broth gelatin medium Does not liquefy gelatin. (3) Physiological properties a) Nitrate reduction Positive b) Indole production Positive c) Pigment production Positive d) Starch hydrolysis Positive e) Inorganic nitrogen utilization Negative f) Oxidase Positive g) Catalase Positive h) Oxygen attitude
Aerobic i) Utilization of citric acid Negative j) Salt tolerance Grows well in the presence of 8% by weight or more of salt, particularly in the presence of 15 to 20% by weight, and also grows in saturated salt. k) Growth range pH 8-10;
Optimum pH 9-9.5 Temperature 20-50°C; Optimum temperature 35-45°C 1) Utilization of carbon sources: Utilizes glucose, maltose, sucrose, lactose, fructose, starch, no gas generation. m) Nucleic acid (DNA) Base sequence DNA GC content (mol%) is 63.5% n) Cell membrane lipid Glyceryl diether skeleton C20, C20 diether core lipid o) Antibiotic susceptibility test Anisomycin, bacitracin, erythromycin, rifampicin , sensitive to tetracycline. Not susceptible to ampicillin, chloramphenicol, polymyxin B, and streptomycin.

【0018】Ah−471菌株 (1)形態 a)細胞の形と大きさ    球菌(径3〜6μm)で
不規則状に群を成す。 b)運動性              無しc)胞子
                無し(2)培地にお
ける生育状態 a)肉汁寒天平板培地    集落の形状は円形、集落
の表面は円状に隆起。 色調桃色。 b)肉汁液体培地        菌の生育に伴い赤味
を帯びる。粘ちょう性は無い。 c)肉汁ゼラチン培地    ゼラチンを液化しない。 (3)生理学的性質 a)硝酸塩の還元        陽性b)インドール
の産出    陽性 c)色素の産出          陽性d)デンプン
の加水分解  陽性 e)無機窒素の利用      陰性 f)オキシダーゼ        陽性g)カタラーゼ
          陽性h)酸素に対する態度   
 好気性 i)クエン酸の利用      陰性 j)耐塩性              5重量%以上
の食塩存在下においてよく生育し、特に10〜15重量
%において良好に生育し、また飽和食塩下においても生
育する。 k)生育範囲            pH7.5〜1
1;最適pH9〜9.5 温度20〜50℃;最適温度35〜45℃l)炭素源の
利用        グルコース、マルトース、シュウ
クロース、ラクトース、フラクトース、デンプンを利用
、ガスの生成なし。 m)核酸(DNA) 塩基配列  DNA のGC含有
量(mol%)は63.9% n)細胞膜脂質          グリセリルジエー
テル骨格C20,C20ジエーテルコア脂質 o)坑生物質感受性試験 アニソマイシン、エリスロマイシン、リファンピシン、
テトラサイクリンに感受性あり。 アンピシリン、バシトラシン、クロラムフェニコール、
ポリミキシンB、ストレプトマイシンに感受性なし。
Ah-471 strain (1) Morphology a) Cell shape and size Cocci (3 to 6 μm in diameter) form irregular groups. b) Motility None c) Spores None (2) Growth status in medium a) Juicy agar plate medium The shape of the colony is circular, and the surface of the colony is circularly raised. Pink color. b) Meat juice liquid medium becomes reddish as the bacteria grow. There is no viscosity. c) Broth gelatin medium Does not liquefy gelatin. (3) Physiological properties a) Nitrate reduction Positive b) Indole production Positive c) Pigment production Positive d) Starch hydrolysis Positive e) Inorganic nitrogen utilization Negative f) Oxidase Positive g) Catalase Positive h) Oxygen attitude
Aerobic i) Utilization of citric acid Negative j) Salt tolerance Grows well in the presence of 5% by weight or more of salt, particularly in the presence of 10 to 15% by weight, and also grows in saturated salt. k) Growth range pH 7.5-1
1; Optimum pH 9-9.5 Temperature 20-50°C; Optimum temperature 35-45°C 1) Utilization of carbon sources Glucose, maltose, sucrose, lactose, fructose, starch are used, no gas is generated. m) Nucleic acid (DNA) Base sequence DNA GC content (mol%) is 63.9% n) Cell membrane lipid Glyceryl diether skeleton C20, C20 diether core lipid o) Antibiotic susceptibility test Anisomycin, erythromycin, rifampicin,
Sensitive to tetracycline. ampicillin, bacitracin, chloramphenicol,
Not sensitive to polymyxin B and streptomycin.

【0019】以上の菌学的性質を基に、前記文献中に本
菌株を検索したところ、生育に際して高濃度の塩化ナト
リウムを必要とする球菌として、高度好塩性細菌である
ハロコッカス属に属する微生物が挙げられるが、本菌株
は上記に示した種々の特徴的な性質、特に生育pHがア
ルカリ側に存在する点でハロコッカス属と異なっている
Based on the above mycological properties, we searched for this strain in the literature and found that it is a microorganism belonging to the genus Halococcus, a highly halophilic bacterium, which requires a high concentration of sodium chloride for growth. However, this strain differs from the genus Halococcus in the various characteristic properties shown above, particularly in that the growth pH is on the alkaline side.

【0020】近年、チンダル(Tindall) らは
高度高塩性でしかもアルカリ側のpHで生育する細菌群
について検討を行い、検討の結果、高度高塩性でしかも
アルカリ側のpHで生育する球菌群を明らかにハロコッ
カス属と異なる細菌群として、これらの菌を新たにナト
ロノコッカス属と命名している[システマティック・ア
プライド・マイクロバイオロジー(Tindall e
t al., Systematic Applied
 Microbiology)第 5巻第41頁(19
84 年)参照]。 本菌株は好塩性好アルカリ性細菌であることからチンダ
ルらが命名したナトロノコッカス属に属する微生物と同
定されるが、デンプンの加水分解能力を有する点、細胞
膜脂質の構成がC20、C20コアジエーテル脂質であ
る点などから判断して明らかに公知の菌種と区別される
ため、これを新菌種として設定することが妥当であると
の結論に達し、本菌株をナトロノコッカス・エスピー・
Ah−36(Natronococcus  sp. 
Ah−36)(以下Ah−36株という)およびナトロ
ノコッカス・エスピー・Ah−471(Natrono
coccus  sp. Ah−471) (以下Ah
−471株という)と命名した。Ah−36株およびA
h−471株は平成元年9月25日付にて工業技術院微
生物工業技術研究所に寄託され、その受託番号はそれぞ
れ微工研菌寄第11024号および微工研菌寄第110
25号である。
[0020] In recent years, Tindall et al. have investigated a group of bacteria that are highly saline and grow at alkaline pH, and as a result of their investigation, they have found a group of cocci that is highly hypersaline and grows at alkaline pH. As a group of bacteria clearly different from the genus Halococcus, these bacteria have been newly named the genus Natronococcus [Systematic Applied Microbiology (Tindall e.g.
tal. , Systematic Applied
Microbiology) Volume 5, Page 41 (19
1984)]. Since this strain is a halophilic and alkalophilic bacterium, it is identified as a microorganism belonging to the genus Natronococcus, which was named by Tyndall et al.; Since it is clearly distinguishable from known bacterial species, judging from the fact that it is a lipid, we came to the conclusion that it is appropriate to designate this strain as a new bacterial species.
Ah-36 (Natronococcus sp.
Ah-36) (hereinafter referred to as Ah-36 strain) and Natronococcus sp. Ah-471 (Natronococcus sp.
coccus sp. Ah-471) (hereinafter referred to as Ah
-471 strain). Ah-36 strain and A
The h-471 strain was deposited with the Institute of Microbial Technology, Agency of Industrial Science and Technology on September 25, 1989, and its accession numbers are FAIKENBIBIKI NO.
It is No. 25.

【0021】なお本発明においては、上記菌体あるいは
その変種、変異種に限ることなく、ナトロノコッカス属
に属し、当該好塩性アルカリアミラーゼを生産する能力
を有する菌であれば全てに有効に使用することが可能で
ある。
[0021] The present invention is not limited to the above-mentioned bacterial cells or their variants and mutants, but is effective against all bacteria that belong to the genus Natronococcus and have the ability to produce the halophilic alkaline amylase. It is possible to use.

【0022】次に本発明による酵素生産について述べる
。酵素生産のための上記微生物の培養は固体または液体
培地のいずれでもよい。炭素源としてはデンプン、アミ
ロペクチン、デキストラン、デキストリン、グルコース
などの糖質原料を、窒素源としては酵母エキス、カサミ
ノ酸、ペプトンなどの有機物を利用することが望ましい
。その他、カリウム塩、マグネシウム塩、鉄塩、カルシ
ウム塩などの無機塩類を添加するとよい。そして、本菌
株の生育および目的物のアミラーゼの生産のためには上
記の栄養源を含む培地に10%以上の塩化ナトリウムを
加え、さらに炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウムなど
の炭酸塩を添加してpHを9〜10にする事が必要であ
り、特に塩化ナトリウムを10〜20%加えることが望
ましい。
Next, enzyme production according to the present invention will be described. The above-mentioned microorganisms for enzyme production may be cultured in either solid or liquid media. It is desirable to use carbohydrate raw materials such as starch, amylopectin, dextran, dextrin, and glucose as a carbon source, and organic substances such as yeast extract, casamino acids, and peptone as a nitrogen source. In addition, inorganic salts such as potassium salts, magnesium salts, iron salts, and calcium salts may be added. In order to grow this strain and produce the target amylase, 10% or more of sodium chloride is added to the medium containing the above nutrients, and carbonates such as sodium carbonate and sodium hydrogen carbonate are added to adjust the pH. It is necessary to adjust the amount of sodium chloride to 9 to 10, and it is particularly desirable to add 10 to 20% of sodium chloride.

【0023】培養は好気的条件下で行なわれ、培養に適
当な温度は35〜45℃であるが、多くの場合37℃付
近で培養する。本発明のアミラーゼは菌体外に分泌され
る。
[0023] Cultivation is carried out under aerobic conditions, and the appropriate temperature for culturing is 35 to 45°C, but in most cases it is cultured at around 37°C. The amylase of the present invention is secreted outside the bacterial cell.

【0024】上記培養液から本発明酵素を採取、精製す
るには既知の精製法が単独もしくは併用して用いられる
。例えば、培養終了後、培養液を濾過または遠心分離に
かけて菌体を除去した後、硫安塩析法、溶剤沈澱法、透
析法など公知の方法を適宜組み合わせて適用する。さら
にゲル濾過法を用いたカラムクロマトグラフィー、ハイ
ドロキシアパタイトクロマトグラフィー、イオン交換樹
脂を用いたカラムクロマトグラフィーなどを適宜組み合
わせて行なうことができる。
[0024] In order to collect and purify the enzyme of the present invention from the above-mentioned culture solution, known purification methods can be used alone or in combination. For example, after completion of the culture, the culture solution is filtered or centrifuged to remove bacterial cells, and then known methods such as ammonium sulfate salting out, solvent precipitation, and dialysis are applied in combination as appropriate. Further, column chromatography using a gel filtration method, hydroxyapatite chromatography, column chromatography using an ion exchange resin, etc. can be carried out in an appropriate combination.

【0025】本発明により得られる好塩性アルカリアミ
ラーゼ(以下アミラーゼAと称する)の性質については
、前記のとおりである。
The properties of the halophilic alkaline amylase (hereinafter referred to as amylase A) obtained by the present invention are as described above.

【0026】本発明方法の具体例である好塩性アルカリ
アミラーゼAは、作用至適pHがアルカリ側にあり、か
つ高濃度の塩濃度下において活性を発現する特徴以外に
、デンプン、アミロース、アミロペクチン、デキストリ
ンまたはその分解物に作用してマルトトリオースを主成
分とする糖分解物を生成する特徴を有していた。
Halophilic alkaline amylase A, which is a specific example of the method of the present invention, has an optimum pH on the alkaline side and exhibits activity under high salt concentrations. , had the characteristic of acting on dextrin or its decomposition products to produce glycolysates containing maltotriose as the main component.

【0027】例えば、その1例を示すに、2.5%の可
溶性デンプン、2.5Mの塩化ナトリウムを含む50m
Mのトリス緩衝液(pH9.0)10mlに精製アミラ
ーゼA2単位を加え、60℃で5時間酵素反応を行ない
、この反応液を100℃、10分間保ち、酵素を失活さ
せ、イオン交換樹脂を用いて脱塩の後、ペーパークロマ
トグラフィー(展開溶媒:n−ブタノール/ピリジン/
水=6:4:3(v/v))および高速液体クロマトグ
ラフィー(カラム:シンパック  CLC  NH2、
溶出液アセトニトリル/水=65:35、検出示差屈折
計)を用いて分析した。その結果、図3に示すようにマ
ルトトリオースを主成分とする糖分解物を得た。デンプ
ン分解物を液体クロマトグラフィー法によって確認した
ところ、マルトトリオースの含量は約70%であった。
For example, to give one example, a 50ml solution containing 2.5% soluble starch and 2.5M sodium chloride
Add 2 units of purified amylase A to 10 ml of M. Tris buffer (pH 9.0), perform an enzyme reaction at 60°C for 5 hours, keep this reaction solution at 100°C for 10 minutes to inactivate the enzyme, and remove the ion exchange resin. After desalting using paper chromatography (developing solvent: n-butanol/pyridine/
water = 6:4:3 (v/v)) and high performance liquid chromatography (column: Shinpack CLC NH2,
The eluate was analyzed using acetonitrile/water = 65:35 using a detection differential refractometer). As a result, a glycolysate containing maltotriose as a main component was obtained as shown in FIG. When the starch decomposition product was confirmed by liquid chromatography, the maltotriose content was approximately 70%.

【0028】従来デンプン型基質をマルトトリオースに
加水分解する酵素としては、ストレプトマイセス  グ
リシウス(Streptomyces  griseu
s)N−A468株が生産するアミラーゼ(特公昭57
−6915公報)、バチルス(Bacillus)YT
−1004株が生産するアミラーゼ(特公昭60−15
315号公報)、バチルスKP1071株が生産するア
ミラーゼ(特公平1−16157号公報)が知られてい
る。しかしながら、本酵素Aは報告されている既知の酵
素のいずれとも種々の点において明らかに性質を異にし
ている。例えば、本酵素Aはアルカリ性側で安定であり
、作用pH範囲もpH5〜12、至適作用pHが8〜1
0とアルカリ側にある点で他の酵素と大きく異なってい
る。また本酵素Aは好塩性アミラーゼである点でも他の
酵素と全く性質を異にしている。即ち、本酵素Aは水に
て透析する時は速やかに失活し、塩化ナトリウム、酢酸
ナトリウムまたは塩化カリウムなど塩の濃度が1モル以
上の時に著しい活性を発現する。
Conventional enzymes that hydrolyze starch-type substrates into maltotriose include Streptomyces griseus.
s) Amylase produced by strain N-A468 (Special Publication No. 57
-6915 Publication), Bacillus YT
-Amylase produced by strain 1004
315) and amylase produced by Bacillus KP1071 strain (Japanese Patent Publication No. 1-16157). However, the present enzyme A clearly differs in properties from any of the known reported enzymes in various respects. For example, this enzyme A is stable on the alkaline side, with an effective pH range of 5 to 12, and an optimal operating pH of 8 to 1.
It differs greatly from other enzymes in that it is on the alkaline side. Furthermore, the present enzyme A has completely different properties from other enzymes in that it is a halophilic amylase. That is, this enzyme A is rapidly inactivated when dialyzed against water, and exhibits significant activity when the concentration of salt such as sodium chloride, sodium acetate, or potassium chloride is 1 molar or more.

【0029】一方、好塩性アミラーゼとしては例えば特
公報昭50−5273号公報(好塩性αアミラーゼの製
造方法)、特公昭54−49391号公報(好塩性α−
アミラーゼ1および/または2の製造法)などに報告例
はあるが、マルトトリオースを特異的に生成するアミラ
ーゼは従来知られていない。
On the other hand, examples of halophilic amylases are disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 50-5273 (method for producing halophilic α-amylase), Japanese Patent Publication No. 49391-1983 (method for producing halophilic α-amylase),
Although there have been reports on methods for producing amylase 1 and/or 2), there have been no known amylases that specifically produce maltotriose.

【0030】またアルカリアミラーゼとしては例えば特
公昭50−5272号公報(アミラーゼの製造法)、特
公昭50−5274号公報(微生物によるアルカリアミ
ラーゼ製造法)などに報告例はあるが、高濃度の食塩中
において活性発現されない。
Alkaline amylase has been reported in, for example, Japanese Patent Publication No. 50-5272 (Production method of amylase) and Japanese Patent Publication No. 50-5274 (Production method of alkaline amylase using microorganisms). No activity is expressed in the inside.

【0031】この様に本発明の好塩性アルカリアミラー
ゼはその諸性質から判断して、従来にはない新しいアミ
ラーゼであることが判明した。
[0031] As described above, the halophilic alkaline amylase of the present invention was found to be a novel amylase not found in the past, judging from its various properties.

【0032】本発明の具体例である、ナトロノコッカス
属に属する細菌Ah−36菌およびAh−471菌を用
いることにより新規の好塩性アルカリアミラーゼが得ら
れ、この酵素を用いることにより各種デンプン系基質か
ら効果的に、マルトトリオースが製造しうる。マルトト
リオースは低甘味食品成分、食品改質剤、低う蝕性食品
基材、輸液成分、静脈栄養補給製粉など各方面での利用
があり、本酵素の有効利用が望まれている有用なオリゴ
糖である。
By using the bacteria Ah-36 and Ah-471 belonging to the genus Natronococcus, which are specific examples of the present invention, a novel halophilic alkaline amylase can be obtained, and by using this enzyme, various starches can be produced. Maltotriose can be effectively produced from the system substrate. Maltotriose is used in various fields such as low-sweetness food ingredients, food modifiers, low-cariogenic food bases, intravenous fluid components, and parenteral nutritional supplements, and the effective use of this enzyme is desired. It is an oligosaccharide.

【0033】[0033]

【実施例】以下、本発明を実施例を示しながらさらに詳
細にかつ具体的に説明するが、本発明はこれらの例に限
定されるものではない。
[Examples] The present invention will be explained in more detail and concretely below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

【0034】実施例1 可溶性デンプン1%、カサミノ酸0.75%、酵母エキ
ス1%、塩化カリウム0.2%、硫酸マグネシウム0.
2%、硫酸第1鉄0.005%および炭酸ナトリウム1
.5%を含むpH9.5の培地に別滅菌した塩化ナトリ
ウム溶液を最終濃度0〜25%(w/v)になるように
無菌的に添加した。上記培地50mlを予め殺菌してお
いた300ml容エルレンマイヤ‐フラスコにいれ、ナ
トロノコッカス属Ah−36菌株(微工研菌寄第110
24号)あるいはAh−471菌株(微工研菌寄第11
025号)の前培養液2.5mlを接種し、37℃で4
日間回転振とう培養した。培養後、培養液を遠心分離し
て除菌し、上清を回収してこれを粗酵素液としてアミラ
ーゼの活性を測定した。その結果を表2に示す。
Example 1 Soluble starch 1%, casamino acids 0.75%, yeast extract 1%, potassium chloride 0.2%, magnesium sulfate 0.
2%, ferrous sulfate 0.005% and sodium carbonate 1
.. A separately sterilized sodium chloride solution was aseptically added to a pH 9.5 medium containing 5% to give a final concentration of 0 to 25% (w/v). Pour 50 ml of the above medium into a 300 ml Erlenmeyer flask that had been sterilized in advance.
24) or Ah-471 strain (Feikoken Bibori No. 11)
025) was inoculated with 2.5 ml of preculture solution and incubated at 37°C for 4 hours.
The cells were cultured with rotational shaking for days. After culturing, the culture solution was centrifuged to remove bacteria, and the supernatant was collected and used as a crude enzyme solution to measure amylase activity. The results are shown in Table 2.

【0035】[0035]

【表2】[Table 2]

【0036】実施例2 馬鈴薯デンプン1%、カサミノ酸0.75%、酵母エキ
ス1%、塩化カリウム0.2%、硫酸マグネシウム0.
2%、硫酸第1鉄0.005%、炭酸ナトリウム1.5
%および塩化ナトリウム15%を含む培地4リットルに
アミラーゼA生産菌(微工研菌寄第11024号)を接
種し、37℃で好気的に72時間培養後、培養液を遠心
分離し菌体を除去し、得られた上澄み約4リットルに冷
飽和硫安溶液(pH8)約12リットルを加えてタンパ
ク質を沈澱させた。得られた沈澱物を2.5Mの塩化ナ
トリウムを含む20mMトリス緩衝液(pH8)に溶か
し、上記緩衝液中で4℃下24時間にわたり透析し粗酵
素液約350mlを得た。得られた酵素量は1800単
位であった(回収率70%)。粗酵素液はポリエチレン
グリコール6000で濃縮後、セファクリルS−200
カラム(2.6×83cm)を用いてゲル濾過を行い、
得られた活性区分をシンクロパックGPC100(7.
8×300mm)を用いて高速液体クロマトグラフを行
い、活性区分を分取することにより、電気泳動的に単一
なバンドを示す精製標品136単位(粗酵素液からの収
量約8%)を得た。
Example 2 Potato starch 1%, casamino acids 0.75%, yeast extract 1%, potassium chloride 0.2%, magnesium sulfate 0.
2%, ferrous sulfate 0.005%, sodium carbonate 1.5
Amylase A-producing bacteria (Feikoken Bacteria No. 11024) were inoculated into 4 liters of a medium containing 15% sodium chloride and 15% sodium chloride, and after culturing aerobically at 37°C for 72 hours, the culture solution was centrifuged to remove the bacterial cells. was removed, and about 12 liters of cold saturated ammonium sulfate solution (pH 8) was added to about 4 liters of the resulting supernatant to precipitate proteins. The obtained precipitate was dissolved in 20 mM Tris buffer (pH 8) containing 2.5 M sodium chloride, and dialyzed in the above buffer at 4° C. for 24 hours to obtain about 350 ml of a crude enzyme solution. The amount of enzyme obtained was 1800 units (recovery rate 70%). The crude enzyme solution was concentrated with polyethylene glycol 6000 and then treated with Sephacryl S-200.
Gel filtration was performed using a column (2.6 x 83 cm),
The obtained activity classification was transferred to Synchropack GPC100 (7.
By performing high-performance liquid chromatography using a 8 x 300 mm sample and separating the active fraction, we obtained 136 units of a purified sample (yield approximately 8% from the crude enzyme solution) that showed a single band electrophoretically. Obtained.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ナ
トロノコッカス・エスピーAh−36株、ナトロノコッ
カス・エスピーAh−471株等のナトロノコッカス属
に属するアミラーゼ生産菌から新規な好塩性アルカリア
ミラーゼが得られる。この酵素は、各種デンプン系基質
から効果的に、マルトトリオースを製造し得る。このマ
ルトトリオースは、低甘味食品成分、食品改質剤、低う
蝕性食品基材、輸液成分、静脈栄養補給成分等として有
用である。
As described above, according to the present invention, novel amylase-producing bacteria belonging to the genus Natronococcus, such as Natronococcus sp. Ah-36 strain and Natronococcus sp. Ah-471 strain, can be produced. Halophilic alkaline amylase is obtained. This enzyme can effectively produce maltotriose from various starch-based substrates. This maltotriose is useful as a low-sweet food component, a food modifier, a low-cariogenic food base, an infusion component, an intravenous nutritional supplement, and the like.

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

図1は本酵素アミラーゼAの最適作用pHおよび安定p
Hを示すグラフであり、図2は本酵素の作用適温および
熱安定性を示すグラフであり、また図3は本酵素をデン
プンに作用させた場合の糖分解物を示すペーパークロマ
トグラフィーおよび液体クロマトグラフィーである。
Figure 1 shows the optimal action pH and stable p of the enzyme amylase A.
FIG. 2 is a graph showing the optimum temperature for action and thermal stability of this enzyme, and FIG. 3 is a graph showing paper chromatography and liquid chromatography showing the saccharide decomposition products when this enzyme is applied to starch. It is a graph.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  以下の理化学的性質を有する好塩性ア
ルカリアミラーゼ。 1)作用および基質特異性 1モル以上の塩化ナトリウム、酢酸ナトリウムまたは塩
化カリウムの存在下で著しい酵素活性を示し、塩非存在
下では活性を発現しない好塩性の著しい酵素であること
を特徴とし、デンプン、アミロース、アミロペクチン、
デキストリンまたはその部分分解物に特異的に作用し、
マルトトリオースを主成分とする糖分解物を生成する。 2)作用pHおよび最適pH範囲 作用pHはpH5〜12にあり、最適作用pHは8〜1
0にある。 3)安定pH範囲 2.5モルの塩化ナトリウムを含む20mM緩衝液下、
4℃、20時間放置において、pH6〜12の範囲で失
活が認められない。 4)作用温度および最適作用温度範囲 pH9において約80℃まで作用し、最適作用温度は5
5〜65℃にある。 5)熱安定性 2.5モルの塩化ナトリウムを含む50mMトリス緩衝
液(pH9.0)中、各温度下20分間加熱後、活性測
定を行ない、60℃の加熱まではほとんど失活が認めら
れない。 6)阻害、活性化 Hg+ 、Ni2+により強い阻害を受け、Ca2+に
より活性化されない。 7)分子量 飽和硫酸アンモニウム溶液を加えて沈澱したタンパク質
を2.5モルの塩化ナトリウム含有20mMトリス緩衝
液に溶解し、ゲル透過し、さらに高速液体クロマトグラ
フにより精製したものの分子量がSDS−アクリルアミ
ドゲル電気泳動法により算出して70,000〜80,
000である。
Claim 1: A halophilic alkaline amylase having the following physical and chemical properties. 1) Action and substrate specificity It is a highly halophilic enzyme that exhibits significant enzymatic activity in the presence of 1 mol or more of sodium chloride, sodium acetate, or potassium chloride, and exhibits no activity in the absence of salt. , starch, amylose, amylopectin,
Acts specifically on dextrin or its partial decomposition products,
Generates saccharide decomposition products whose main component is maltotriose. 2) Working pH and optimum pH range Working pH is between pH 5 and 12, and optimum working pH is between 8 and 1.
It is at 0. 3) stable pH range under 20mM buffer containing 2.5M sodium chloride;
No deactivation was observed in the pH range of 6 to 12 when left at 4°C for 20 hours. 4) Working temperature and optimum working temperature range It works up to about 80°C at pH 9, and the optimum working temperature is 5.
It is between 5 and 65 degrees Celsius. 5) Thermal stability After heating in 50mM Tris buffer (pH 9.0) containing 2.5 mol of sodium chloride at each temperature for 20 minutes, the activity was measured, and almost no inactivation was observed until heating to 60°C. do not have. 6) Inhibition, activation Strongly inhibited by Hg+ and Ni2+, not activated by Ca2+. 7) Molecular weight The protein precipitated by adding a saturated ammonium sulfate solution was dissolved in 20mM Tris buffer containing 2.5M sodium chloride, permeated through the gel, and further purified by high performance liquid chromatography.The molecular weight of the protein was determined by SDS-acrylamide gel electrophoresis. 70,000 to 80, calculated according to the law.
It is 000.
【請求項2】  ナトロノコッカス(Natronoc
occus) 属に属するアミラーゼ生産菌を5重量%
以上の食塩を含有するアルカリ性培地で培養し、該培養
物より好塩性アルカリアミラーゼを分離、回収すること
を特徴とする好塩性アルカリアミラーゼの製造方法。
Claim 2: Natronococcus
5% by weight of amylase-producing bacteria belonging to the genus
A method for producing halophilic alkaline amylase, which comprises culturing in an alkaline medium containing salt as described above, and separating and recovering halophilic alkaline amylase from the culture.
【請求項3】  好塩性アルカリアミラーゼ生産菌がナ
トロノコッカス・エスピー・Ah−36(Natron
ococcus   sp.Ah−36) 株である請
求項2に記載の好塩性アルカリアミラーゼの製造方法。
[Claim 3] The halophilic alkaline amylase-producing bacterium is Natronococcus sp. Ah-36 (Natron
ococcus sp. 3. The method for producing halophilic alkaline amylase according to claim 2, wherein the strain is Ah-36).
【請求項4】  好塩性アルカリアミラーゼ生産菌がナ
トロノコッカス・エスピー・Ah−471(Natro
nococcus  sp. Ah−471) 株であ
る請求項2に記載の好塩性アルカリアミラーゼの製造方
法。
4. The halophilic alkaline amylase producing bacterium is Natronococcus sp. Ah-471 (Natro
nococcus sp. 3. The method for producing halophilic alkaline amylase according to claim 2, wherein the halophilic alkaline amylase is a strain of A.Ah-471).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100396777C (en) * 2005-10-28 2008-06-25 南开大学 Thermophilic alkali alpha amylase and its coding gene
JP2017528146A (en) * 2015-05-14 2017-09-28 インテリジェント シンセティック バイオロジー センター Process for producing cinnamaldehyde
JP2018007681A (en) * 2010-05-24 2018-01-18 ザイレコ,インコーポレイテッド Biomass process

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