JPH04349882A - 新規アルカリプロテアーゼ及びその製造方法 - Google Patents
新規アルカリプロテアーゼ及びその製造方法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
ーゼK−16及びその製造方法に関し、更に詳細には界
面活性剤に対して極めて優れた安定性を有し、洗浄剤配
合酵素として有用なアルカリプロテアーゼK−16及び
その製造方法に関する。
り行われており、現在多くのアルカリプロテアーゼが洗
剤用酵素として用いられている。その代表的なものとし
ては、アルカラーゼ、サビナーゼ、エスペラーゼ(ノヴ
ォ・インダストリー社製)等が挙げられるが、これらア
ルカリプロテアーゼの多くのものは、界面活性剤液中で
の安定性が悪いという問題があった。
酵素(特開昭61−280278 号公報)等が報告さ
れているが、これは活性領域が高温度側にあるため、一
般的に室温付近で洗浄を行う日本の洗濯様式には適合し
ないという問題があった。
プロテアーゼよりも活性発現力の強いプロテアーゼとし
てAPI−21(特公昭60−55118号公報)が開
発されているが、これも界面活性剤液中での安定性は未
だ充分満足のいくものではなかった。
で高い安定性を有し、洗浄剤配合酵素として優れた機能
を有するアルカリプロテアーゼを新たに提供することが
望まれていた。
記課題を解決するため、広く日本の土壌よりアルカリプ
ロテアーゼ生産菌を得るべく、鋭意検索した。その結果
、栃木県芳賀郡の土壌より採取したバチルス属に属する
微生物が洗浄剤配合系において優れた安定性を有する新
規なアルカリプロテアーゼを生産することを見出し、本
発明を完成した。
アーゼK−16及びその製造方法を提供するものである
。
産生する微生物はバチルス(Bacillus)属に属
し、例えば以下に示すような菌学的性質を有するものが
挙げられる。
m × 2.2〜25μm (b)多形性:無し。 (c)運動性:周鞭毛を有し、運動性あり。 (d)胞子〔大きさ、形、位置〕: 1.0〜1.2
μm ×1.4〜2.2 μm 、楕円形、中央準端、
胞子嚢の膨潤ややあり。 (e)グラム染色:陽性 (f)抗酸性:陰性 (g)肉汁寒天平板上での発育形態:円形、葉状、表面
円滑、淡黄色、半透明のコロニー。 (h)肉汁寒天斜面上での生育:不規則な葉状、表面少
しだけ粗な円滑、淡黄色、半透明のコロニー。 (i)肉汁液体培養:生育良好で混濁あり菌膜無し。 (j)肉汁ゼラチン穿刺培養:生育良好で液化する。 (k)リトマスミルク:ペプトン化するが、ミルクの凝
固なし、リトマスの変化なし。
ニウム塩は利用しない。 (j)色素の生成:陰性 (k)ウレアーゼ:陰性 (l)オキシダーゼ:陽性 (m)カタラーゼ:陽性 (n)生育の温度範囲:55℃以下 (o)生育のpH範囲:pH 6.6〜10.3で生育
可能。 (p)酸素に対する態度:好気的 (q)OFテスト:酸化型(O型) (r)塩化ナトリウムに対する耐性:10%塩化ナトリ
ウム存在下で生育する。 (s)糖からの酸生成及びガス生成
マニュアル オブ システマティック バク
テリオロジー(Williams & Wilkins
社,1984年)」(Bergey’s Manual
of Systematic Bacteriolo
gy) の記載に準じ検討したところ、本菌株は、バチ
ルス ズブチルス(Bacillus subtil
is)に属させることが妥当である。しかし、バチルス
ズブチルスがpH10の培地には全く生育しないの
に対し、本菌株はpH10でも良好に生育する。 また、バチルス ズブチルスが55℃では生育できな
いのに対し、本菌株は55℃においても生育が可能であ
ること等の相違点が認められる。
バチルス ズブチルスに属させることが妥当であるが
、いくつかの点においてこれと相違し、また他の公知の
菌株とも異なるので、本菌株をバチルス・エスピー(B
acillus sp.)KSM−K16と命名し、工
業技術院微生物工業技術研究所に微工研菌寄第1141
8 号として寄託した。
めて安定な本発明のアルカリプロテアーゼK−16を生
産するには、当該菌体を適当な培地に接種し、常法に従
って培養すればよい。
培養に用いられ本菌株に利用可能なものであれば何れを
も使用することができるが、該培地中には資化しうる炭
素源及び窒素源を適当量含有せしめておくことが好まし
い。
はないが、その例としては、窒素源としてはコーングル
テンミール、大豆粉、コーンスチープリカー、カザミノ
酸、酵母エキス、ファーマメディア、イワシミール、肉
エキス、ペプトン、ハイプロ、アジパワー、コーンミー
ル、ソイビーンミール、コーヒー粕、綿実油粕、カルチ
ベーター、アミフレックス及びアジプロン、ゼスト、ア
ジックス等が挙げられる。また、炭素源としては、資化
しうる炭素源、例えばアラビノース、キシロース、グル
コース、マンノース、フラクトース、ガラクトース、蔗
糖、麦芽糖、乳糖、ソルビトール、マンニトール、イノ
シトール、グリセリン、可溶性澱粉や廉価な廃糖蜜、転
化糖等、また資化しうる有機酸、例えば酢酸等が挙げら
れる。また、その他、リン酸、Mg2+、Ca2+、M
n2+、Zn2+、Co2+、Na+ 、K+ 等の無
機塩や、必要であれば、無機、有機微量栄養源を培地中
に適宜添加することもできる。
であるアルカリプロテアーゼK−16の採取及び精製は
、一般の酵素の採取及び精製の手段に準じて行うことが
出来る。
することによって菌体を分離し、その菌体及び培養濾液
から通常の分離手段、例えば、塩析法、等電点沈澱法、
溶媒沈澱法(メタノール、エタノール、イソプロピルア
ルコール、アセトン等)によって蛋白質を沈澱させたり
、また、限外濾過(例えばダイアフローメンブレンYC
、アミコン社製)により濃縮させて本発明のアルカリプ
ロテアーゼK−16を得る。塩析法では、例えば硫安(
30〜70%飽和画分)、溶媒沈澱では、例えば75%
エタノール中で酵素を沈澱させた後、濾過或いは遠心分
離、脱塩することによってこれを凍結乾燥粉末とするこ
とも可能である。ここで脱塩の方法としては、透析又は
、セファデックスG−25等を用いるゲル濾過法等の一
般的方法が用いられる。
ま使用することもできるが、更に公知の方法により精製
結晶化して用いることも出来る。更に酵素を精製するに
は、例えばヒドロキシアパタイトクロマトグラフィー等
の吸着クロマトグラフィー、DEAE−セファデックス
、DEAE−セルロース、CM−セルロースやCM−バ
イオゲル等のイオン交換クロマトグラフィー及びセファ
デックスやバイオゲルのような分子篩ゲルクロマトグラ
フィーを適宜組み合わせて分別精製すればよい。
アーゼK−16は、以下に示すような酵素学的性質を有
する。尚、以下において、酵素活性の測定は次の如くし
て行った。
OH緩衝液(pH10)1mlを 0.1mlの酵素溶
液と混合し、40℃、10分間反応させた後、反応停止
液(0.123Mトリクロロ酢酸−0.246M酢酸ナ
トリウム− 0.369M 酢酸)2mlを加え、30
℃、20分間放置した。次に濾紙(ワットマン社製、N
o.2)で濾過し、濾液中の蛋白分解物をフォーリン・
ローリー法の改良法によって測定した。
て1分間に1mmole のチロシンを遊離する酵素量
とした。
性を、他の市販プロテアーゼと比較した。用いた基質は
、カゼイン、尿素変性ヘモグロビン、獣毛ケラチン、エ
ラスチンでこれらに対する分解活性を測定した。50m
Mホウ酸−NaOH緩衝液(pH10.0)に各基質を
1%(尿素変性ヘモグロビンは 2.2%)加え、各酵
素液 0.5×10−4P.U.(エラスチンは 3.
5×10−4P.U.)を添加し、40℃、10分間反
応を行った。各々の基質におけるアルカリプロテアーゼ
K−16の活性を100とした時の各酵素の活性を表2
に示す。
アルカリプロテアーゼK−16は水可溶性及び水不溶性
の蛋白質を良好に分解し、現在洗剤用酵素として良く用
いられている市販酵素A、市販酵素Bと比較して、特に
エラスチンに対して優れた作用を示す。
なるようにカゼインを加え、アルカリプロテアーゼK−
16を 5.2×10−5P.U.加えて40℃、10
分間反応して活性を測定した。最適pHでの活性を10
0とし、各pHでの活性を相対的に表した。結果を図1
に示す。図1からも明らかなように本発明アルカリプロ
テアーゼK−16の至適pHは11.0〜12.3であ
る。尚、使用した各種緩衝液、及びそのpH範囲は次の
とおりである。 酢酸緩衝液 p
H3.9〜5.7リン酸緩衝液
pH6.6〜8.3炭酸緩衝液
pH9.2〜10.9リ
ン酸−NaOH緩衝液 pH10
.9〜12.7KCl−NaOH緩衝液
pH10.9 〜12.6
(4)pH安定性 (3)で用いたのと同じ緩衝液(20mM)中に 7.
9×10−3P.U.のアルカリプロテアーゼK−16
を加え、25℃で48時間放置した。この処理液を50
mMホウ酸−NaOH緩衝液(pH10.0)で40倍
に希釈後、活性を測定した。処理前の酵素活性を100
%として各pHでの相対活性を求めた。結果を図2に示
す。図2から明らかなように本発明アルカリプロテアー
ゼK−16は、Ca2+非存在下ではその安定領域がp
H 6.0〜12.0であり、2mM Ca2+存在下
ではその安定域はpH 5.0〜12.0であった。
−NaOH緩衝液(pH10.0)に3.1 ×10−
5P.U.のアルカリプロテアーゼK−16を加え、1
0分間各温度で反応を行った。40℃での活性を100
%として各温度での相対活性を求めた。結果は図3に示
す。図3からも明らかなように、本発明アルカリプロテ
アーゼK−16の至適温度は、Ca2+非存在下では5
5℃であり、5mM Ca2+存在下では70℃であっ
た。
1.6×10−3P.U.のアルカリプロテアーゼK−
16を加え、各温度で10分間熱処理し、氷冷後、50
mMホウ酸−NaOH緩衝液(pH10.0)で5倍希
釈した。そして0.91%カゼインを基質として活性を
測定した。未処理時の活性を100%として各処理温度
での相対活性を求めた。結果を図4に示す。図4からも
明らかなように、Ca2+非存在下で50℃、5mMC
a2+存在下では60℃まで上記熱処理条件下で、90
%以上の活性が維持された。
ナトリウム(SDS)−ポリアクリルアミドゲル電気泳
動法により調べた。分子量マーカーには低分子量用マー
カーキット(バイオラッド)すなわち、ホスホリラーゼ
b(分子量:97,400)、牛血清アルブミン(分子
量:66,200)、卵白アルブミン(分子量:42,
700)、カルボニックアンヒドラーゼ(分子量:31
,000)、大豆トリプシンインヒビター(分子量:2
1,500)、リゾチーム(分子量:14,400)を
用いた。この方法により本発明のアルカリプロテアーゼ
K−16の分子量は28,000±1,000 と決定
した。
動法により調べた。カラム用の両性担体にはサーバライ
ト9−11を用いた。この方法により本発明アルカリプ
ロテアーゼK−16の等電点は10.5以上であること
がわかった。
ゼK−16に対して与える影響を調べた。まず、20m
Mホウ酸−NaOH緩衝液(pH9.5 )に各種金属
塩を1mMの濃度で添加し、そこに 3.9×10−3
P.U.の酵素を加えて30℃、20分間放置した。そ
の後、50mMホウ酸−NaOH緩衝液(pH10.0
)で5倍に希釈して残存活性を測定した。残存活性は、
金属塩無添加で同様に処理した酵素活性に対する相対値
で表した。結果を表3に示した。この結果から明らかな
ように、本発明のアルカリプロテアーゼK−16は、H
g2+及びCu2+により活性が阻害されることがわか
る。また、前記(5)及び(6)の結果よりCa2+に
より熱安定性が向上することがわかる。
アーゼK−16に対して与える影響を調べた。10mM
リン酸緩衝液(pH7.0 )に各種阻害剤を所定濃度
になるように加え、そこにアルカリプロテアーゼK−1
6 7.9×10−3P.U.を添加し、30℃で20
分間放置した。その後、該処理液をイオン交換水にて2
0倍希釈し、残存活性を測定した。残存活性は、阻害剤
無添加で同様に処理した酵素活性に対する相対値で表し
た。結果を表4に示した。この結果から明らかなように
、本発明のアルカリプロテアーゼK−16は、セリンプ
ロテアーゼの阻害剤であるジイソプロピルフルオロリン
酸(DFP)、フェニルメタンスルホニルフルオリド(
PMSF)、キモスタチンで活性が阻害されることから
、活性中心にセリン残基を有するプロテアーゼであるこ
とがわかる。
−2P.U.の酵素液を、所定濃度の各種界面活性剤を
溶かした5mlの0.1Mトリス−塩酸緩衝液(pH9
.0 、エタノールを10%含む)に加え40℃で4時
間放置し、その後50mMホウ酸−NaOH緩衝液(p
H10.0)で20倍希釈後、残存活性を測定した。処
理時間0分での活性を100%とし残存活性を相対値で
表した。結果を表5に示した。この結果から明らかなよ
うに本発明のアルカリプロテアーゼK−16は、各種界
面活性剤が高濃度(1〜10%)存在しても高い安定性
を示すものであった。
ーゼK−16は不溶性蛋白質に対し優れた作用を示し、
広範な温度域で充分な活性を発揮するのに加え、界面活
性剤中で極めて高い安定性を有するため、洗浄剤の添加
用酵素として有用なものである。
明する。
lに懸濁し、80℃にて2 0分間放置し熱処理した。熱処理上清液 0.1mlを
ケラチンハロー寒天培地へ接種し、30℃で48時間静
置培養した。用いたケラチンハロー寒天培地の組成は以
下に示す通りである。 グルコース
1%酵母エキス
0.2%獣
毛ケラチン
1%カルボキシメチルセルロース
1%リン酸第一カリウム
0.1%硫酸マグ
ネシウム・7水塩 0.
02%寒天
1.5%
(2)上記培地組成物に、別滅菌を施した10%炭酸ナ
トリウムを1%添加し、最終pHを10.5に調整後、
平板培地を作製した。培養後、生育したコロニーの周囲
にハローを生じたものを選抜し、同培地で2〜3回純化
し、均一のプロテアーゼ生産菌を得た。
下に示す液体培地へ接種し、30℃で好気的に48時間
振盪培養を行った。 グルコース
2.0%ポリペプトンS
1.0%酵
母エキス
0.05%リン酸第一カリウム
0.1%硫酸マ
グネシウム・7水塩 0
.02%炭酸ナトリウム(別滅菌)
1.0%pH
10.5培
養終了後、得られた培養物を遠心分離(3000rpm
;10分間)して菌を除去し、得られた培養上清を酵素
液とした。
結乾燥により粗酵素サンプルを調製し、市販液体洗剤中
における40℃での保存安定性評価を行った。そのなか
から、最も安定性に優れる酵素を生産するものの一菌株
としてバチルス・エスピー KSM−K16株を得た
。
1)実施例1で得られた好アルカリ性細菌、バチルス・
エスピー KSM−K16を以下の液体培地(3.0
l) に接種し、30℃で好気的に48時間振盪培養を
行い、アルカリプロテアーゼK−16を生産させた。 グルコース
2.0%魚肉エキス
1.0
%大豆粉
1.0%硫酸マグネシウム
0.0
2%リン酸第一カリウム
0.1%pH
10.0
を遠心分離(10,000rpm;5分間)して菌を除
去し、その上清液を凍結乾燥した。凍結乾燥粉末2gを
イオン交換水10mlに溶解(粗酵素液)した後、同溶
液を透析膜を用いて10mMトリス−塩酸緩衝液(2m
M Ca2+添加、pH7.5 )に対して一晩透析し
、26mlの透析処理液(活性3.15P.U./ml
、比活性1.97P.U./mg蛋白)を得た。次に、
10mMトリス−塩酸緩衝液(2mM Ca2+添加、
pH7.5 )で平衡化したCM−52セルロース担体
を充填したカラムにかけ、同緩衝液でカラム内を洗浄し
た後、0〜0.15M 塩化ナトリウムを含む同緩衝液
でアルカリプロテアーゼK−16を溶出させた。この活
性画分を集めたところ全量は15ml、活性は1.12
P.U./ml、比活性は5.75P.U./mg蛋白
であった。そして、当溶液を50mMトリス−塩酸緩衝
液(10mMCa2+、0.2M塩化ナトリウム添加、
pH8.0 )に対して一晩透析した後、限外濾過(ア
ミコン社製、分画分子量 5,000)により濃縮し、
50mMトリス−塩酸緩衝液(10mM Ca2+、0
.2M塩化ナトリウム添加、pH8.0 )で平衡化し
たセファデックスG−50(ファルマシア社製)のゲル
濾過クロマトグラフィーにかけ同緩衝液にて展開させた
。ここで得られた活性画分は全量11.5ml、活性は
0.9P.U./ml、比活性は6.03P.U./
mg蛋白であった。当溶液を、イオン交換水に対して一
晩透析後、活性0.56P.U./ml、比活性5.6
0P.U./mg蛋白の溶液を得た。
に及ぼすpHの影響を示す図面である。
性に及ぼすpHの影響を示す図面である。
に及ぼす温度の影響を示す図面である。
性に及ぼす温度の影響を示す図面である。
Claims (3)
- 【請求項1】 下記の酵素学的性質を有するアルカリ
プロテアーゼK−16。 (1)作用 高アルカリ性条件下で各種蛋白質に対して作用する。 (2)基質特異性 カゼイン、牛血清アルブミン等の水可溶性蛋白質ならび
にケラチン、ヘモグロビン、エラスチン等の水不溶性蛋
白質に対して良好な活性を有する。 (3)至適pH カゼインを基質とし、40℃にて10分間反応を行った
場合、至適pHは11.0〜12.3である。 (4)pH安定性 カゼインを基質とし、25℃で処理した場合、Ca2+
存在下、pH 5.0〜12.0の範囲で極めて安定で
ある。 (5)至適温度 カゼインを基質とし、pH10.0で反応を行った場合
、至適温度は55℃である。 (6)耐熱性 pH 9.5、50℃にて10分間熱処理した場合、9
0%以上の残存活性を有する。 (7)分子量 28,000±1,000 (ドデシル硫酸ナトリウム
(SDS)−ポリアクリルアミドゲル電気泳動法による
)(8)等電点 10.5以上(等電点電気泳動法による)(9)金属イ
オンの影響 カゼインを基質とした場合、Hg2+及びCu2+で活
性が阻害される。また、Ca2+で熱安定性が増大する
。 (10)阻害剤の影響 エチレンジアミン四酢酸、p−クロロマーキュリー安息
香酸、アンチパインで活性が阻害されない。ジイソプロ
ピルフルオロリン酸、フェニルメタンスルホニルフルオ
リド、キモスタチンによって活性が阻害される。 (11)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、ポリオキ
シエチレンアルキル硫酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナト
リウム、α−オレフィンスルホン酸ナトリウム、アルカ
ンスルホン酸ナトリウム、α−スルホ脂肪酸エステル等
の界面活性剤が高濃度に存在しても、酵素は極めて安定
である。 - 【請求項2】 バチルス属に属し、アルカリプロテア
ーゼK−16を生産する微生物を培養し、得られた培養
物より該酵素を採取することを特徴とする請求項1記載
のアルカリプロテアーゼK−16の製造方法。 - 【請求項3】 バチルス属に属し、アルカリプロテア
ーゼK−16を生産する微生物がバチルス・エスピー(
Bacillus sp.)KSM−K16である請求
項2記載のアルカリプロテアーゼK−16の製造方法。
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---|---|---|---|
MYPI91002413A MY107664A (en) | 1991-01-17 | 1991-12-28 | Novel alkaline proteinase and process for producing the same |
US07/816,243 US5296367A (en) | 1991-01-17 | 1992-01-03 | Alkaline proteinase isolated from bacillus sp. |
DE69229134T DE69229134T2 (de) | 1991-01-17 | 1992-01-09 | Alkalische Proteinase und deren Verfahren zur Herstellung |
SG1996000495A SG50411A1 (en) | 1991-01-17 | 1992-01-09 | Novel alkaline proteinase and process for producing the same |
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DK92100297T DK0495401T3 (da) | 1991-01-17 | 1992-01-09 | Hidtil ukendt alkalisk proteinase og fremgangsmåde til fremstilling af denne |
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US08/141,019 US5344770A (en) | 1991-01-17 | 1993-10-26 | Bacillus SP. ferm BP-3376 and a method for its use to produce an alkaline proteinase K-16 |
HK98111987A HK1011049A1 (en) | 1991-01-17 | 1998-11-13 | Novel alkaline proteinase and process for producing the same |
Applications Claiming Priority (2)
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JP3026111B2 JP3026111B2 (ja) | 2000-03-27 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4905351B2 (ja) * | 2005-08-30 | 2012-03-28 | 味の素株式会社 | プロテアーゼ活性が低減されているトランスグルタミナーゼ含有物の製造方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4905351B2 (ja) * | 2005-08-30 | 2012-03-28 | 味の素株式会社 | プロテアーゼ活性が低減されているトランスグルタミナーゼ含有物の製造方法 |
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