JPH0523183A - New alpha-galactosidase and production of sugar using the same - Google Patents

New alpha-galactosidase and production of sugar using the same

Info

Publication number
JPH0523183A
JPH0523183A JP3203372A JP20337291A JPH0523183A JP H0523183 A JPH0523183 A JP H0523183A JP 3203372 A JP3203372 A JP 3203372A JP 20337291 A JP20337291 A JP 20337291A JP H0523183 A JPH0523183 A JP H0523183A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
galactosidase
enzyme
galactose
galactomannan
minutes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP3203372A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mikio Yamamoto
幹男 山本
Masahiro Yoshida
雅浩 吉田
Nobuyuki Nakamura
信之 中村
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.)
Japan Maize Products Co Ltd
Japan Science and Technology Agency
Nihon Shokuhin Kako Co Ltd
Original Assignee
Japan Maize Products Co Ltd
Nihon Shokuhin Kako Co Ltd
Research Development Corp of Japan
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Maize Products Co Ltd, Nihon Shokuhin Kako Co Ltd, Research Development Corp of Japan filed Critical Japan Maize Products Co Ltd
Priority to JP3203372A priority Critical patent/JPH0523183A/en
Publication of JPH0523183A publication Critical patent/JPH0523183A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Abstract

PURPOSE:To provide the subject new enzyme which is an extracellular secretion enzyme produced by Bacillus stearothermophilus JD-72 strain and capable of producing sugars such as mannooligo-saccharide and mannose from galactomannan in high efficiency. CONSTITUTION:The objective new enzyme is produced by culturing Bacillus stearothermophilus JD-72 strain (FERM P-12274), collecting the product secreted from the cell into the cultured product and purifying the substance. The enzyme has the following properties. Specifically hydrolyzing the galactopyranoside bond on the side chain of a heteropolysaccharide having galactosyl group on the side chain to produce galactose, having an optimum pH of 6.0, stable at pH6-8 under the heating condition of 45 deg.C and 20min, having an optimum work temperature of about 55 deg.C, completely inactivated at pH3.0 and 10.0 under the condition of 45 deg.C and 20min, completely inactivated at 70 deg.C by the treatment at pH7.0 for 20min, having an isoelectric point of 5.6 and a molecular weight of about 80,000 (SDS-PAGE method) and capable of producing sugars such as mannose and galactose from galactomannan.

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α−ガラクトシ
ダーゼと、この酵素を用いてガラクトマンナンからマン
ノオリゴ糖、マンノース、ガラクトース等の糖類を製造
する方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a novel α-galactosidase and a method for producing saccharides such as mannooligosaccharides, mannose and galactose from galactomannan using this enzyme.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、低う蝕性であり、腸内菌叢を改善
する等の機能を有する機能性食品として各種のオリゴ糖
が注目されている。これらのうち、β−ガラクトシダー
ゼの転移反応を利用して製造されるβ−ガラクトオリゴ
糖はすでに市販されている。これは、β−ガラクトシダ
ーゼは、工業的に容易に、効率よく、安価に製造するこ
とができるからである。
2. Description of the Related Art In recent years, various oligosaccharides have been attracting attention as functional foods having a low cariogenic property and having functions such as improving the intestinal flora. Among these, β-galacto-oligosaccharides produced by utilizing the transfer reaction of β-galactosidase are already on the market. This is because β-galactosidase can be industrially easily, efficiently, and inexpensively produced.

【0003】一方、ガラクトマンナンは、例えばイナゴ
マメやグアーの種子に含まれる粘質物、すなわちローカ
ストビーンガム、グアーガムなどとして得られ、天然界
に比較的多量に存在する。このガラクトマンナンは、澱
粉と同様に、そのまま、又は化学的改質処理を施した
後、糊料、増粘剤、食品材料等として、繊維、化粧品、
食品、農薬等の各分野において広く利用されている。
On the other hand, galactomannan is obtained as a mucilage contained in the seeds of carob and guar, that is, locust bean gum, guar gum, etc., and is present in a relatively large amount in the natural world. This galactomannan is used as a starch, a thickener, a food material, etc., as is the case with starch, or after being subjected to a chemical modification treatment, such as fiber, cosmetics,
It is widely used in various fields such as food and agricultural chemicals.

【0004】ところで、ガラクトマンナンを効率よく加
水分解する酵素が得られれば、これを分解してマンノオ
リゴ糖、マンノース、ガラクトース等の糖類とし、これ
らの糖類をより付加価値の高い製品に利用することがで
き、また、ガラクトマンナン自体として利用した後に、
これを分解、除去するという分野にも応用できる。
By the way, if an enzyme that efficiently hydrolyzes galactomannan is obtained, it can be decomposed into sugars such as mannooligosaccharides, mannose, and galactose, and these sugars can be used for products with higher added value. Yes, and after using it as the galactomannan itself,
It can also be applied to the field of disassembling and removing this.

【0005】このような目的に沿って、近年、β−マン
ナナーゼ及びβ−マンノシダーゼが開発され、既に工業
化されようとしている(特開昭63-56289号、 特開昭63-3
6779号、特開昭63-49093号参照)。
In order to meet such a purpose, in recent years, β-mannanase and β-mannosidase have been developed and are about to be industrialized (JP-A-63-56289, JP-A-63-3).
6779, JP-A-63-49093).

【0006】しかしながら、ガラクトマンナンは、マン
ノースがβ-1,4結合した主鎖に、ガラストースがα-1,4
結合した側鎖を有する構造をなすので、上記のようなβ
−マンナナーゼやβ−マンノシダーゼを作用させたと
き、側鎖の近傍で反応が中断されてしまい、分解効率、
経済性の観点からは満足の行くものではなかった。
However, in galactomannan, mannose is attached to the main chain by β-1,4, and glassose is α-1,4.
As it has a structure with attached side chains, β
-When mannanase or β-mannosidase is allowed to act, the reaction is interrupted in the vicinity of the side chain, resulting in degradation efficiency,
It was not satisfactory from an economical point of view.

【0007】このような観点から、本発明者らは、ガラ
クトマンナンに、マンナンの主鎖を実質的に分解するこ
となく、側鎖のガラクトースを遊離させることができる
酵素を作用させれば、マンノオリゴ糖、マンノース、ガ
ラクトースなどの糖類を効率よく回収、利用することが
できると考えた。
From this point of view, the inventors of the present invention, if galactomannan is allowed to act with an enzyme capable of releasing galactose in the side chain without substantially degrading the main chain of mannan, the mannooligosaccharides. We thought that sugars, mannose, galactose and other sugars could be efficiently collected and used.

【0008】このような酵素としては、α−ガラクトシ
ダーゼが考えられる。α−ガラクトシダーゼは、メリビ
オース、ラフィノース、スタキオースなどのα−D−ガ
ラクトシドに作用し、これを加水分解してガラクトース
を遊離する酵素である。
As such an enzyme, α-galactosidase can be considered. α-Galactosidase is an enzyme that acts on α-D-galactoside such as melibiose, raffinose, stachyose, and hydrolyzes it to release galactose.

【0009】これまでに知られているα−ガラクトシダ
ーゼは、植物、細菌、酵母及び高等動物臓器由来のもの
である。これらのうち、糸状菌、放線菌、バクテリア由
来のα−ガラクトシダーゼは、従来より甜菜糖工業にお
いて自家生産され、甜菜より抽出した糖液中に含まれる
ラフィノースの分解に用いられてきた。
The α-galactosidases known so far are derived from plants, bacteria, yeast and higher animal organs. Of these, α-galactosidase derived from filamentous fungi, actinomycetes, and bacteria has been conventionally produced in-house in the sugar beet sugar industry and used for decomposing raffinose contained in the sugar solution extracted from sugar beet.

【0010】また、後述するように、バチルス・ステア
ロサーモフィラスに属し、α−ガラクトシダーゼ生産能
を有する菌株についての報告もいくつかなされている。
Further, as will be described later, some reports have been made on strains belonging to Bacillus stearothermophilus and having the ability to produce α-galactosidase.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たα−ガラクトシダーゼは、いずれもα−D−ガラクト
シダーゼ力価が低く、培養法、精製法が煩雑なものが多
く、工業的に安価に生産することは困難であるという問
題を有し、したがってその用途も、甜菜糖工業以外には
研究用に若干用いられているにすぎなかった。
However, all of the above-mentioned α-galactosidases have low α-D-galactosidase titers, and many of them are complicated in culture method and purification method, and should be produced industrially at low cost. Has the problem that it is difficult to use, and therefore its use has only been used for research purposes outside of the beet sugar industry.

【0012】また、前記バチルス・ステアロサーモフィ
ラスに属し、α−ガラクトシダーゼ生産能を有する菌株
は、そのほとんどが、α−ガラクトシダーゼを菌体内に
生産するものであり、培養物から酵素を容易に分離精製
することができず、工業的な利用には適していなかっ
た。
Most of the strains belonging to Bacillus stearothermophilus and capable of producing α-galactosidase are those which produce α-galactosidase in the cells, and the enzyme can be easily produced from the culture. It could not be separated and purified and was not suitable for industrial use.

【0013】したがって、本発明の目的は、工業的に有
利に生産できる菌体外分泌型の新規なα−ガラクトシダ
ーゼと、この酵素を用いてガラクトマンナンからマンノ
オリゴ糖、マンノース、ガラクトース等の糖類を効率的
に製造する方法を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to produce a novel extracellular secretory type α-galactosidase which can be industrially advantageously produced, and to efficiently use this enzyme to efficiently produce saccharides such as mannooligosaccharides, mannose and galactose from galactomannan. To provide a manufacturing method.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明者らは、工業的に有利な菌体外分泌型で力価
の高いα−ガラクトシダーゼを生産する微生物を得るべ
く広く天然界を検索した結果、静岡県函南町畑毛温泉の
源泉付近の土壌中から採取したバチルス属に属するある
種の微生物が、上記要件を備えた新規なα−ガラクトシ
ダーゼを量産性よく産生することを見出し、本発明を完
成するに至った。
In order to achieve the above-mentioned object, the present inventors have widely used the natural world to obtain microorganisms which produce industrially advantageous exocrine secretory and highly potent α-galactosidase. As a result of the search, it was found that a certain microorganism belonging to the genus Bacillus collected from the soil near the source of Hatage Onsen, Kannan Town, Shizuoka Prefecture, produces a novel α-galactosidase with the above requirements in a mass-producible manner. The invention was completed.

【0015】すなわち、本発明の新規なα−ガラクトシ
ダーゼは、下記の理化学的性質を有することを特徴とす
る。
That is, the novel α-galactosidase of the present invention is characterized by having the following physicochemical properties.

【0016】(イ)作用:メリビオース、ラフィノー
ス、スタキオースなどのオリゴ糖及びガラクトマンナン
など側鎖にガラクトシル基を有するヘテロ多糖類の側鎖
に存在するガラクトピラノシド結合を特異的に加水分解
し、ガラクトースを生成する。
(A) Action: An oligosaccharide such as melibiose, raffinose and stachyose, and a galactopyranoside bond present in the side chain of a heteropolysaccharide having a galactosyl group in the side chain such as galactomannan are specifically hydrolyzed, Produces galactose.

【0017】(ロ)基質特異性:メリビオースを完全に
分解し、ラフィノース、スタキオースなど非還元末端に
ガラクトースを含むオリゴ糖に作用しガラクトースを遊
離する。p−ニトロフェニル−グルコシドのα−D−ガ
ラクトピラノシドを基質となし得るが、β−D−ガラク
トピラノシド、α−L−アラビノピラノシド、α−及び
β−D−グルコシド、α−及びβ−D−キシロシド、α
−及びβ−L−フコシド、β−D−フコシド、α−及び
β−D−マンノシドを基質となし得ない。
(B) Substrate specificity: It completely decomposes melibiose and acts on oligosaccharides containing galactose at the non-reducing end such as raffinose and stachyose to release galactose. α-D-galactopyranoside of p-nitrophenyl-glucoside can be used as a substrate, but β-D-galactopyranoside, α-L-arabinopyranoside, α- and β-D-glucoside, α- and β-D-xyloside, α
-And β-L-fucoside, β-D-fucoside, α- and β-D-mannoside cannot serve as substrates.

【0018】(ハ)至適pH及び安定pH範囲:至適pHは6.
0 であり、45℃、20分間の加熱条件下ではpH6〜8の範
囲内で安定である。
(C) Optimum pH and stable pH range: The optimum pH is 6.
It is 0, and it is stable within the range of pH 6 to 8 under the heating condition of 45 ° C. for 20 minutes.

【0019】(ニ)温度に対する安定性:pH7.0 、20分
間の加熱条件下では45℃まで安定である。
(D) Stability to temperature: It is stable up to 45 ° C. under heating conditions of pH 7.0 and 20 minutes.

【0020】(ホ)作用適温の範囲:55℃近傍に至適作
用温度を有する。
(E) Optimum working temperature range: The optimum working temperature is around 55 ° C.

【0021】(ヘ)失活条件:45℃、20分間の処理条件
下では、pH3.0 及び10.0で完全に失活する。また、pH7.
0 、20分間の処理では、70℃で完全に失活する。
(F) Deactivation condition: Under the treatment condition of 45 ° C. for 20 minutes, it is completely deactivated at pH 3.0 and 10.0. Also, pH 7.
It is completely inactivated at 70 ° C for 0 or 20 minutes.

【0022】(ト)阻害及び活性化:塩化第二水銀及び
鉛、亜鉛、銅、第一鉄、p−クロロマーキュリベンゾエ
ート、N−ブロモサクシニミドにより阻害を受ける。
(G) Inhibition and activation: Inhibited by mercuric chloride and lead, zinc, copper, ferrous iron, p-chloromercuribenzoate, N-bromosuccinimide.

【0023】(チ)等電点電気泳動による等電点: 5.
6
(H) Isoelectric point Isoelectric point by electrophoresis: 5.
6

【0024】(リ)SDS−ポリアクリルアミドゲル電
気泳動による分子量: 約80,000
(I) Molecular weight by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis: about 80,000

【0025】また、本発明の糖類の製造法は、ガラクト
マンナンに、上記のα−ガラクトシダーゼと、β−マン
ナナーゼ及び/又はβ−マンノシダーゼとを作用させる
ことを特徴とする。
The method for producing saccharides of the present invention is characterized in that galactomannan is caused to act with the above-mentioned α-galactosidase and β-mannanase and / or β-mannosidase.

【0026】以下、本発明について好ましい態様を挙げ
て更に詳細に説明する。
The present invention will be described in more detail below with reference to preferred embodiments.

【0027】本発明のα−ガラクトシダーゼは、本発明
者らによって静岡県函南町畑毛温泉の源泉付近の土壌中
から新たに分離された新規な微生物である、バチルス・
ステアロサーモフィラス JD-72株によって生産される。
この菌株は、α−ガラクトシダーゼを菌体外に生産する
能力を有している。
The α-galactosidase of the present invention is a novel microorganism newly isolated from the soil near the source of Hatage Onsen, Kannan Town, Shizuoka Prefecture by the present inventors, Bacillus
Produced by Stearothermophilus strain JD-72.
This strain has the ability to produce α-galactosidase extracellularly.

【0028】このバチルス・ステアロサーモフィラス J
D-72株の菌学的諸性質は、以下の通りである。
This Bacillus stearothermophilus J
The mycological properties of the D-72 strain are as follows.

【0029】 1.形態学的性質 形状 桿菌 サイズ 0.8 〜1.2 ×3.0 〜4.0 運動性 有り(周鞭毛) グラム染色 陽性 胞子嚢 膨らまないか僅かに膨らんでいる 胞子の形 楕円形で末端 胞子のサイズ 0.8 〜1.0 ×1.7 〜2.0 [0029]   1. Morphological properties     Shape bacillus     Size 0.8-1.2 x 3.0-4.0     Motile (periflagellated)     Gram stain positive     Sporangia not swelling or slightly swelling     Spore shape Elliptical and terminal     Spore size 0.8-1.0 x 1.7-2.0

【0030】 2.各種培地での生育 肉汁寒天平板培養 白色を呈し、円形状の集落を形成。表 面の隆起は偏平状。周縁は糸状。 肉汁寒天斜面培養 拡布状に生育 肉汁ゼラチン穿刺培養 液化しない グルコース肉汁液体培地による 嫌気的生育 − 硝酸塩からの嫌気的ガスの生成 − 5.0 %食塩肉汁液体培地 − 7.5 %食塩肉汁液体培地 −[0030]   2. Growth on various media     Meat broth agar plate culture It appears white and forms a circular colony. table                                       The ridge of the surface is flat. The periphery is filamentous.     Meat broth agar slope culture Grows in spread form     Broth gelatin puncture culture not liquefied     Glucose broth liquid medium     Anaerobic growth −     Generation of Anaerobic Gas from Nitrate −     5.0% salt broth liquid medium −     7.5% Salt broth liquid medium −

【0031】3.生化学的性質 ゼラチンとカゼインの加水分解 − 澱粉の加水分解 + クエン酸の利用 − 硝酸塩の還元 + VP−テスト − インドールの生成 − 硫化水素 + 無機窒素源の利用 + 色素の生成 − ウレアーゼ + オキシダーゼ − カタラーゼ + 酸素に対する態度 好気3. Biochemical properties Hydrolysis of gelatin and casein − Hydrolysis of starch + Use of citric acid − Reduction of nitrate + VP-Test- Generation of indole − Hydrogen sulfide + Use of inorganic nitrogen source + Dye formation − Urease + Oxidase Catalase + Attitude toward oxygen

【0032】4.生育のpHと温度 生育pH 5.0 〜8.0 生育温度 30〜70℃4. Growth pH and temperature Growth pH 5.0-8.0 Growth temperature 30-70 ℃

【0033】5.糖の資化 L−アラビノース、L−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、マルトース、蔗糖、乳糖、メリビオース、ラフィノ
ース、澱粉、グリセリンを資化する。また、L−アラビ
ノース、L−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−ガラクトースから酸を生
成し、ガスは生成しない。
5. Utilization of sugar L-arabinose, L-xylose, D-glucose,
It assimilates D-mannose, D-fructose, D-galactose, maltose, sucrose, lactose, melibiose, raffinose, starch and glycerin. In addition, L-arabinose, L-xylose, D-glucose, D-mannose, D-fructose, and D-galactose produce an acid, and no gas is produced.

【0034】 6.GC含量 52.4%[0034] 6. GC content 52.4%

【0035】なお、上記2、3の項目において、+は生
育する又は陽性、−は生育しない又は陰性を表わす。
In the above items 2 and 3, + means growth or positive, and − means no growth or negative.

【0036】この菌株を、バージェーズ マニュアル
オブ システマチック バクテリオロジー(Bergey's M
annual of Systematic Bacteriology)、第1版、及びザ
・ジーナス・バチルス[The Genus Bacillus: 米国農務
省(Dept.of Agriculture)刊行]に従って同定すると、
好気性有胞子桿菌であり、運動性があり、周鞭毛を有
し、グラム染色陽性であることから、バチルス属(Baci
llus sp.) に属することが明らかとなった。また、カタ
ラーゼ陽性、V−P反応陰性で、65℃以上で生育するこ
とから、バチルス・ステアロサーモフィラス(Bacillus
stearothermophilus) と同定された。
This strain was prepared by the Burgers Manual.
Of systematic bacteriology (Bergey's M
annual of Systematic Bacteriology), First Edition, and the Genus Bacillus: Published by the US Department of Agriculture.
It is an aerobic spore-forming bacterium, has motility, has periflagellates, and is positive for Gram stain.
llus sp.). In addition, since it is positive for catalase and negative for VP reaction and grows at 65 ° C or higher, it can be used for Bacillus stearothermophilus (Bacillus).
stearothermophilus).

【0037】一方、α−ガラクトシダーゼ生産能を有す
るバチルス・ステアロサーモフィラスとしては、これま
でにも次のものが報告されている。 SBTF株 「J.Delente et al, Biotech. Bioeng.,16, 1227-1243
(1974)」 AT−7株 「D.M.Pederson et al, Canadian J.Microbiol., 26, 9
78-984(1980)」 KVE39株 「C.Ganter et al, J.Biotechnol., 8, 301-310(1988)
」 (ATCC)株 「G.Talbot et al, Appl. Environ. Microbiol., 56, 3
505-3510(1990)」
On the other hand, as the Bacillus stearothermophilus capable of producing α-galactosidase, the following have been reported so far. SBTF strain "J. Delente et al, Biotech. Bioeng., 16, 1227-1243
(1974) "AT-7 strain" DMPederson et al, Canadian J. Microbiol., 26, 9 "
78-984 (1980) "KVE39 strain" C. Ganter et al, J. Biotechnol., 8, 301-310 (1988)
(ATCC) strain "G. Talbot et al, Appl. Environ. Microbiol., 56, 3
505-3510 (1990) ''

【0038】しかしながら、上記〜の菌株は、α−
ガラクトシダーゼを菌体内に生産するのに対し、本発明
者らが分離した上記菌株は、α−ガラクトシダーゼを菌
体外に生産する点で異なっている。また、上記の菌株
は、α−ガラクトシダーゼとともに、β−マンナナーゼ
を生産するが、上記菌株は、β−マンナナーゼを生産し
ない点で異なっている。上記の菌株は、α−ガラクト
シダーゼとともに、β−マンナナーゼを生産するので、
粗酵素として使用する場合、両酵素が同時に存在するこ
とにより、使用量のコントロールが難しいという欠点が
ある。
However, the above-mentioned strains are α-
While galactosidase is produced intracellularly, the strains isolated by the present inventors are different in that α-galactosidase is produced extracellularly. The above strains also produce β-mannanase together with α-galactosidase, but the above strains differ in that they do not produce β-mannanase. Since the above strain produces β-mannanase together with α-galactosidase,
When used as a crude enzyme, it is difficult to control the amount used because both enzymes are present at the same time.

【0039】以上の検討結果により、上記菌株は、バチ
ルス・ステアロサーモフィラスに属する新菌株であると
判断された。この菌株は、工業技術院微生物工業技術研
究所に、「Bacillus stearothermophilusJD-72 」、微
工研菌寄第12274 号として寄託されている。
From the above examination results, it was determined that the above strain was a new strain belonging to Bacillus stearothermophilus. This strain has been deposited at the Institute of Microbial Science and Technology of the Agency of Industrial Science and Technology as "Bacillus stearothermophilus JD-72", Microorganism Research Institute No. 12274.

【0040】本発明のα−ガラクトシダーゼは、上記の
バチルス・ステアロサーモフィラスJD-72株を培養し、
この培養物から採取することができる。
The α-galactosidase of the present invention is prepared by culturing the above Bacillus stearothermophilus JD-72 strain,
It can be harvested from this culture.

【0041】培養を行なう培地は、炭素源と、窒素源
と、必要に応じて無機塩、微量栄養素等とを含むものが
好ましい。
The medium for culturing is preferably a medium containing a carbon source, a nitrogen source, and if necessary, inorganic salts, trace nutrients and the like.

【0042】炭素源としては、ガラクトース、アラビノ
ース、乳糖が好ましく、そのほか、玉蜀黍種子外皮及び
そのアルカリ抽出物、グアガム部分分解物、コプラミー
ル等も用いることができる。
As the carbon source, galactose, arabinose and lactose are preferable, and in addition to these, corn shrimp seed coat and its alkali extract, guar gum partial decomposition product, copra meal and the like can also be used.

【0043】また、窒素源としては、酵母エキス、コー
ンスティープリカー、脱脂大豆粉等が好ましく用いられ
る。なお、有機態窒素源は炭素源にもなることは言うま
でもない。
As the nitrogen source, yeast extract, corn steep liquor, defatted soybean powder and the like are preferably used. Needless to say, the organic nitrogen source also serves as a carbon source.

【0044】更に、必要に応じて添加される無機塩、微
量栄養素等としては、一般に使用されている各種のもの
を用いることができ、例えば、マグネシウム塩、カリウ
ム塩、燐酸塩、鉄塩等の無機塩、ビタミン等を用いるこ
とができる。
Further, various commonly used inorganic salts, micronutrients and the like can be used as necessary, and examples thereof include magnesium salt, potassium salt, phosphate salt, iron salt and the like. Inorganic salts, vitamins, etc. can be used.

【0045】上記成分を含有する培地として、具体的に
は、例えば、1%の乳糖、2%の脱脂大豆粉、0.2 %の
K2HPO4、及び0.02%のMgSO4・7H2Oを含有する液体培地を
用いることができる。
Specific examples of the medium containing the above components include 1% lactose, 2% defatted soybean flour, and 0.2%.
A liquid medium containing K 2 HPO 4 and 0.02% MgSO 4 · 7H 2 O can be used.

【0046】培養は、バッチ式、連続式のいずれの方法
によっても行なうことができる。
The culture can be carried out by either a batch method or a continuous method.

【0047】上記のような培地は、pHを5.0 〜7.5 、好
ましくは6.5 〜7.0 に調整した後、バチルス・ステアロ
サーモフィラス JD-72株を接種し、37〜60℃、好ましく
は45℃付近の温度下に、72時間前後、好気的に培養する
のが好ましい。このようにして培養すると、培養液中
に、菌体外分泌型酵素として、α−ガラクトシダーゼが
生成、蓄積される。
The medium as described above is adjusted to pH 5.0 to 7.5, preferably 6.5 to 7.0, and then inoculated with Bacillus stearothermophilus JD-72 strain at 37 to 60 ° C., preferably 45 ° C. It is preferable to cultivate aerobically at around temperature for about 72 hours. By culturing in this way, α-galactosidase is produced and accumulated in the culture solution as an extracellular secretory enzyme.

【0048】生成、蓄積されたα−ガラクトシダーゼの
分離・精製は、例えば以下のようにして実施することが
できる。
Separation and purification of the produced and accumulated α-galactosidase can be carried out, for example, as follows.

【0049】まず、培養液中の菌体を、遠心分離、濾過
等の公知の手段により菌体と濾液とに分離する。
First, the cells in the culture solution are separated into the cells and the filtrate by a known means such as centrifugation or filtration.

【0050】こうして得られた濾液には、α−ガラクト
シダーゼが含まれており、この濾液をそのまま、マンノ
オリゴ糖の加水分解反応、ガラクトオリゴ糖の転移反応
などに使用することも可能であり、これは経済的に有利
である。
The filtrate thus obtained contains α-galactosidase, and this filtrate can be used as it is for the hydrolysis reaction of mannooligosaccharides, the transfer reaction of galactooligosaccharides, etc., which is economical. Is advantageous.

【0051】また、上記濾液からα−ガラクトシダーゼ
を更に精製することもでき、その方法としては、例え
ば、硫安による塩析、エタノール、アセトン、イソプロ
パノール等による溶媒沈殿法、限外濾過法、ゲル濾過
法、イオン交換樹脂等による一般的な酸素精製法等が採
用される。
Further, α-galactosidase can be further purified from the above-mentioned filtrate. Examples of the method include salting out with ammonium sulfate, solvent precipitation with ethanol, acetone, isopropanol, etc., ultrafiltration and gel filtration. A general oxygen purification method using an ion exchange resin or the like is adopted.

【0052】本発明のα−ガラクトシダーゼは、より具
体的には、次のような方法によって製造することができ
る。
More specifically, the α-galactosidase of the present invention can be produced by the following method.

【0053】バチルス・ステアロサーモフィラス JD-72
株を、前述した液体培地に植菌し、45℃で、72時間好気
的に培養して得られる培養液を、4℃で、10,000g ×20
分間遠心分離して菌体を除き、上澄み液を得る。次い
で、この上澄み液に、硫酸アンモニウムを加えて90%飽
和とし、4℃で、一夜放置して塩析を行う。生じた沈殿
を、遠心分離して集め、pH7.0 の20mM燐酸緩衝液に溶解
させ、4℃で、一夜、上記と同じ緩衝液に対して透析す
る。
Bacillus stearothermophilus JD-72
The strain was inoculated into the above liquid medium and aerobically cultivated at 45 ° C for 72 hours to obtain a culture broth at 4 ° C of 10,000 g × 20
The cells are removed by centrifugation for a minute to obtain a supernatant. Next, ammonium sulphate is added to the supernatant to make it 90% saturated, and the mixture is allowed to stand overnight at 4 ° C. for salting out. The precipitate formed is collected by centrifugation, dissolved in 20 mM phosphate buffer pH 7.0 and dialyzed against the same buffer as above at 4 ° C. overnight.

【0054】透析により生じた沈殿を、遠心分離して除
き、上澄み液を、前記と同様の燐酸緩衝液で平衡化した
「DEAE−トヨパール650M」(商品名、東ソー株式会社
製)に吸着させた後、0〜0.5Mの塩化ナトリウムを含有
する前記と同様の燐酸緩衝液の濃度勾配法によって、酵
素を溶出させる。
The precipitate produced by dialysis was removed by centrifugation, and the supernatant was adsorbed on "DEAE-Toyopearl 650M" (trade name, manufactured by Tosoh Corporation) equilibrated with the same phosphate buffer as above. After that, the enzyme is eluted by the same concentration gradient method of a phosphate buffer solution containing 0 to 0.5 M sodium chloride as described above.

【0055】上記で溶出した活性画分を集め、この画分
を平均分画分子量10,000の限外濾過膜を用いて濃縮し、
0.2Mの塩化ナトリウムを含む前記と同様の燐酸緩衝液で
平衡化した「セファクリルS-300HR 」(商品名、ファル
マシア株式会社製)に充填し、溶出する。得られた活性
画分を、再度、「DEAE−トヨパール650M」及び「セファ
クリルS-300HR 」で処理した後、活性画分を濃縮し、次
いで、ポリアクリルアミドゲル電気泳動法にかけて、均
一なバンドからなる精製酵素を得る。
The active fractions eluted as described above were collected, and this fraction was concentrated using an ultrafiltration membrane having an average molecular weight cut-off of 10,000,
"Sephacryl S-300HR" (trade name, manufactured by Pharmacia Co., Ltd.) equilibrated with the same phosphate buffer solution containing 0.2 M sodium chloride as described above is filled and eluted. The obtained active fraction was treated again with "DEAE-Toyopearl 650M" and "Sephacryl S-300HR", and then the active fraction was concentrated and then subjected to polyacrylamide gel electrophoresis to form a uniform band. Obtain purified enzyme.

【0056】本発明において、α−ガラクトシダーゼ活
性の測定法及び活性表示法は、以下の通りである。
In the present invention, the method for measuring the α-galactosidase activity and the method for displaying the activity are as follows.

【0057】2mM のp−ニトロフェニル−α−D−ガラ
クトピラノシドを含むpH6.0 の50mMの燐酸緩衝液1.0mL
(ミリリットル)に、酵素液50μL (マイクロリット
ル)を混合し、50℃で、10分間反応させた後、0.2Mの炭
酸ナトリウム水溶液1.0mL を添加して酵素を失活させ、
反応を停止する。得られた溶液の着色度を、1μmol/mL
のp−ニトロフェノールを標準として、波長420nm の紫
外光により測定する。
1.0 mL of 50 mM phosphate buffer, pH 6.0, containing 2 mM p-nitrophenyl-α-D-galactopyranoside
Mix 50 μL (microliter) of enzyme solution with (mL), react at 50 ° C for 10 minutes, and add 1.0 mL of 0.2M sodium carbonate aqueous solution to inactivate the enzyme.
Stop the reaction. The degree of coloring of the obtained solution is 1 μmol / mL
Using p-nitrophenol as a standard, it is measured by ultraviolet light having a wavelength of 420 nm.

【0058】また、酵素活性の単位は、上記条件下で、
1分間に1μmol のp−ニトロフェノールを遊離させる
酵素量を1単位として表示する。
The unit of enzyme activity is:
The amount of enzyme that releases 1 μmol of p-nitrophenol in 1 minute is shown as 1 unit.

【0059】こうして得られた本発明のα−ガラクトシ
ダーゼは、前述したような理化学的性質を有しており、
これまでに報告されているα−ガラクトシダーゼのいず
れとも相違し、新規な酵素であると判断された。因み
に、本発明のα−ガラクトシダーゼと、前述した(AT
CC)株が生産するα−ガラクトシダーゼとを比較する
と表1に示す通りである。
The α-galactosidase of the present invention thus obtained has the physicochemical properties as described above,
It was judged to be a novel enzyme, unlike any of the α-galactosidases reported so far. Incidentally, the α-galactosidase of the present invention and the above-mentioned (AT
Table 1 shows a comparison with α-galactosidase produced by the (CC) strain.

【0060】[0060]

【表1】 (なお、表中、pNP-α-Galは、p−ニトロフェニル−α
−D−ガラクトピラノシドを意味する。)
[Table 1] (In the table, pNP-α-Gal is p-nitrophenyl-α
-D-galactopyranoside is meant. )

【0061】次に、本発明の糖類の製造法は、ガラクト
マンナンに、上記のα−ガラクトシダーゼと、β−マン
ナナーゼ及び/又はマンノシダーゼとを反応させて、マ
ンノオリゴ糖、マンノース、ガラクトースなどの糖類を
製造する方法である。
Next, in the method for producing saccharides of the present invention, galactomannan is reacted with the above α-galactosidase and β-mannanase and / or mannosidase to produce saccharides such as mannooligosaccharides, mannose and galactose. Is the way to do it.

【0062】ガラクトマンナンにα−ガラクトシダーゼ
を作用させると、マンノースの側鎖となっているガラス
トースを遊離させることができる。そして、β−マンナ
ナーゼを作用させると、マンナンの主鎖がいくつかの分
子量単位にランダムに分解されて、マンノースが2〜9
分子連結されたマンノオリゴ糖が生成される。また、β
−マンノシダーゼを作用させると、マンナンの主鎖が端
から1分子ずつ分解されて、マンノースが生成される。
By allowing α-galactosidase to act on galactomannan, it is possible to release the glassose, which is the side chain of mannose. When β-mannanase is allowed to act, the main chain of mannan is randomly decomposed into several molecular weight units, and mannose is separated from 2 to 9
A molecularly linked mannooligosaccharide is produced. Also, β
-When mannosidase is allowed to act, the main chain of mannan is decomposed one molecule from the end to produce mannose.

【0063】したがって、マンノオリゴ糖を得たい場合
には、α−ガラクトシダーゼと、マンナナーゼとを作用
させることが好ましく、マンノースを得たい場合には、
α−ガラクトシダーゼとマンノシダーゼとを作用させる
か、あるいはα−ガラクトシダーゼ、マンノシダーゼ及
びマンナナーゼを作用させることが好ましい。これらの
酵素は、反応系に全てを同時に添加して反応させてもよ
いが、最初にα−ガラクトシダーゼを反応させ、次いで
β−マンナナーゼ及び/又はマンノシダーゼを反応させ
てもよい。
Therefore, when it is desired to obtain mannooligosaccharide, it is preferable to allow α-galactosidase and mannanase to act, and to obtain mannose,
It is preferable that α-galactosidase and mannosidase act, or α-galactosidase, mannosidase and mannanase act. All of these enzymes may be added to the reaction system at the same time for reaction, but α-galactosidase may be reacted first, and then β-mannanase and / or mannosidase may be reacted.

【0064】本発明において、β−マンナナーゼとして
は、特開昭63-56289号に開示された酵素が好ましく用い
られる。また、β−マンノシダーゼとしては、特開昭63
-36779号に開示された酵素が好ましく用いられる。これ
らの酵素の調製方法については、上記公報に詳細に説明
されているので、その説明を省略する。
In the present invention, as β-mannanase, the enzyme disclosed in JP-A-63-56289 is preferably used. Further, as β-mannosidase, there is disclosed in JP-A-63-63
The enzyme disclosed in No. -36779 is preferably used. The method for preparing these enzymes is described in detail in the above publication, and therefore the description thereof is omitted.

【0065】基質をなすガラクトマンナンとしては、例
えばローカストビーンガム、グアガムなど、各種植物由
来のものを利用することができる。反応液中における基
質濃度は、特に限定されないが、1〜100mg/mLとするこ
とが好ましい。
As the substrate galactomannan, various plant-derived substances such as locust bean gum and guar gum can be used. The substrate concentration in the reaction solution is not particularly limited, but it is preferably 1 to 100 mg / mL.

【0066】反応液中の各酵素の濃度は、基質1g に対
して、α−ガラクトシダーゼについては10〜1000 U(単
位)、β−マンナナーゼについては100 〜10000 U 、β
−マンノシダーゼについては100 〜10000 U が好まし
い。
The concentration of each enzyme in the reaction solution was 10 to 1000 U (unit) for α-galactosidase, 100 to 10,000 U for β-mannanase, and β to 1 g of the substrate.
For mannosidases, 100-10000 U is preferred.

【0067】また、反応液のpHは5〜7が好ましく、反
応温度は40〜60℃が好ましく、反応時間は1〜72時間が
好ましい。
The pH of the reaction solution is preferably 5 to 7, the reaction temperature is preferably 40 to 60 ° C., and the reaction time is preferably 1 to 72 hours.

【0068】こうして酵素反応を行わせた後、例えば脱
色、脱塩、各種カラムによる分画処理、濃縮、乾燥など
の常法によって処理することにより、マンノオリゴ糖、
マンノース、ガラクトースなどの糖類を、個別にあるい
は混合した状態で、濃縮液、粉末などとして得ることが
できる。
After the enzymatic reaction is carried out in this manner, the mannooligosaccharides can be treated by a conventional method such as decolorization, desalting, fractionation by various columns, concentration and drying.
Sugars such as mannose and galactose can be obtained individually or as a mixture in the form of a concentrate, a powder or the like.

【0069】[0069]

【作用】本発明のα−ガラクトシダーゼは、菌体外に生
産されるので、酵素の分離、精製が極めて容易であり、
労力、製造コストの点で、工業的に非常に有利である。
また、この酵素は、高温安定性に優れ、ほぼ中性領域に
酵素反応の至適pHを有するので、希アルカリで抽出され
たガラクトマンナン液に対し、わずかなpH調節を施した
後、次の分解反応に移行することができる。更に、この
酵素は、α−D−ガラクトシダーゼ力価が高く、メリビ
オース、ラフィノース、スタキオースなどのオリゴ糖、
及びガラクトマンナンなど側鎖にガラクトシル基を有す
るヘテロ多糖類の側鎖に存在するガラクトピラノシド結
合を特異的に加水分解し、ガラクトースを生成するの
で、各種糖類の製造に応用することができる。
Since the α-galactosidase of the present invention is produced outside the cells, it is extremely easy to separate and purify the enzyme.
It is industrially very advantageous in terms of labor and manufacturing cost.
Further, this enzyme is excellent in high temperature stability and has an optimum pH for the enzyme reaction in a substantially neutral region. Therefore, after slightly adjusting the pH of the galactomannan solution extracted with a dilute alkali, It is possible to shift to a decomposition reaction. Furthermore, this enzyme has a high α-D-galactosidase titer, and oligosaccharides such as melibiose, raffinose and stachyose,
Further, since galactopyranoside bond existing in the side chain of a heteropolysaccharide having a galactosyl group in the side chain such as galactomannan is specifically hydrolyzed to produce galactose, it can be applied to the production of various saccharides.

【0070】また、本発明の糖類の製造方法によれば、
ガラクトマンナンにα−ガラクトシダーゼを作用させる
ことにより、ガラクトマンナンの側鎖のガラクトースを
遊離させることができる。そして、α−ガラクトシダー
ゼとともに、β−マンナナーゼを作用させると、マンナ
ンの主鎖がいくつかの分子量単位にランダムに分解され
て、マンノオリゴ糖が生成され、また、β−マンノシダ
ーゼを作用させると、マンナンの主鎖が端から1分子ず
つ分解されて、マンノースが生成される。この場合、α
−ガラクトシダーゼにより側鎖であるガラクトースが遊
離されるので、β−マンナナーゼやβ−マンノシダーゼ
が立体障害を受けることなく、ガラクトマンナンを効率
よく分解することが可能となる。
According to the method for producing saccharides of the present invention,
By allowing α-galactosidase to act on galactomannan, galactose in the side chain of galactomannan can be released. Then, together with α-galactosidase, when β-mannanase is allowed to act, the main chain of mannan is randomly decomposed into several molecular weight units to produce manno-oligosaccharide, and when β-mannosidase is allowed to act, mannan The main chain is decomposed from the end one molecule at a time to produce mannose. In this case, α
-Since galactose which is a side chain is released by galactosidase, galactomannan can be efficiently decomposed without steric hindrance of β-mannanase and β-mannosidase.

【0071】[0071]

【実施例】【Example】

実施例1 乳糖1.0 %、酵母エキス1.0 %、燐酸二カリウム(無水
塩)0.1 %、硫酸マグネシウム(7水塩)0.02%を含む
液体培地250mL を、2L(リットル)容の三角フラスコ
に入れ、バチルス・ステアロサーモフィラス JD-72株を
植菌し、45℃で、72時間、180 回転/分で回転振盪培養
した。
Example 1 250 mL of a liquid medium containing lactose 1.0%, yeast extract 1.0%, dipotassium phosphate (anhydrous salt) 0.1%, and magnesium sulfate (heptahydrate) 0.02% was placed in a 2 L (liter) Erlenmeyer flask, and the Bacillus Stearothermophilus JD-72 strain was inoculated and cultured at 45 ° C. for 72 hours at 180 rpm with rotary shaking.

【0072】次いで、この培養液を、4℃で、10,000g
×20分間遠心分離して菌体を除去し、培養上澄み液を回
収した。得られた上澄み液のα−ガラクトシダーゼの活
性を測定した結果、14.6単位/mL であった。
Next, this culture solution was subjected to 10,000 g at 4 ° C.
The cells were removed by centrifugation for 20 minutes, and the culture supernatant was collected. The activity of α-galactosidase in the obtained supernatant was measured and found to be 14.6 units / mL.

【0073】この上澄み液に、硫酸アンモニウムを加え
て90%飽和とし、4℃で、一夜放置して沈殿を生じさせ
た。この沈殿を、遠心分離して集め、pH7.0 の20mM燐酸
緩衝液に溶解させ、4℃で、一夜、上記と同じ緩衝液に
対して透析した。
Ammonium sulfate was added to the supernatant to 90% saturation, and the mixture was allowed to stand overnight at 4 ° C. to cause precipitation. The precipitate was collected by centrifugation, dissolved in 20 mM phosphate buffer pH 7.0 and dialyzed against the same buffer as above at 4 ° C. overnight.

【0074】透析により生じた沈殿を、遠心分離して除
き、上澄み液を、前記と同様の燐酸緩衝液で平衡化した
「DEAE−トヨパール650M」(商品名、東ソー株式会社
製)に吸着させた後、0〜0.5Mの塩化ナトリウムを含有
する前記と同様の燐酸緩衝液の濃度勾配法によって、酵
素を溶出させた。
The precipitate generated by dialysis was removed by centrifugation, and the supernatant was adsorbed on "DEAE-Toyopearl 650M" (trade name, manufactured by Tosoh Corporation) equilibrated with the same phosphate buffer as above. After that, the enzyme was eluted by the same concentration gradient method of a phosphate buffer solution containing 0 to 0.5 M sodium chloride as described above.

【0075】上記で溶出した活性画分を集め、平均分画
分子量10,000の限外濾過膜を用いて濃縮し、0.2Mの塩化
ナトリウムを含む前記と同様の燐酸緩衝液で平衡化した
「セファクリルS-300HR 」(商品名、ファルマシア株式
会社製)に充填し、溶出した。得られた活性画分を、再
度、「DEAE−トヨパール650M」及び「セファクリルS-30
0HR 」で処理した後、活性画分を濃縮し、次いで、ポリ
アクリルアミドゲル電気泳動法により、均一なバンドか
らなる酵素標品0.624mg を得た。活性収率は4.8 %であ
った。
The active fractions eluted above were collected, concentrated using an ultrafiltration membrane having an average molecular weight cut off of 10,000, and equilibrated with the same phosphate buffer solution containing 0.2 M sodium chloride as "Sephacryl S". -300HR "(trade name, manufactured by Pharmacia Co., Ltd.) was filled and eluted. The obtained active fractions were again used for "DEAE-Toyopearl 650M" and "Sephacryl S-30".
After treatment with "0 HR", the active fraction was concentrated and then, by polyacrylamide gel electrophoresis, 0.624 mg of an enzyme preparation having a uniform band was obtained. The activity yield was 4.8%.

【0076】実施例2 実施例1で得られた酵素標品を用いて、その作用に関す
る実験を行った。 (1)各種多糖類に対する作用 起源を異にする各種の多糖類の1.0 %水溶液(pH6.0 )
1mLに、実施例1で得た精製α−ガラクシトダーゼを3.
3 単位添加し、50℃で24時間反応させ、その後、100 ℃
で3分間加熱失活し、遊離されたガラクトースを、乳糖
/ガラクトース分析用Fキット(ベーリンガーマンハイ
ム社製)を用いて定量した。その結果を表2に示す。
Example 2 Using the enzyme preparation obtained in Example 1, an experiment on its action was carried out. (1) 1.0% aqueous solution of various polysaccharides (pH 6.0) with different origins of action on various polysaccharides
The purified α-galactosidase obtained in Example 1 was added to 1 mL of 3.
Add 3 units, react at 50 ℃ for 24 hours, and then at 100 ℃
The galactose liberated by heating for 3 minutes was quantified using a lactose / galactose analysis F kit (Boehringer Mannheim). The results are shown in Table 2.

【0077】[0077]

【表2】 [Table 2]

【0078】表2の結果から、この酵素は、ガラクトマ
ンナンなど側鎖にガラクトシル基を有するヘテロ多糖類
の側鎖に存在するガラクトピラノシド結合を特異的に加
水分解し、ガラクトースを生成することがわかる。
From the results shown in Table 2, this enzyme is capable of specifically hydrolyzing the galactopyranoside bond present in the side chain of a heteropolysaccharide having a galactosyl group in the side chain such as galactomannan to produce galactose. I understand.

【0079】(2)基質特異性 2mMの各種p−ニトロフェニル誘導体、あるいは10mMの
各種糖液を含む50mM燐酸ナトリウム緩衝液(pH6.0)1mL
に0.16単位のα−ガラクトシダーゼを添加し、50℃で10
分間反応させた。反応後、遊離されたp−ニトロフェノ
ールあるいはガラクトースを定量し、比較した。各種合
成基質について測定した結果を表3に示す。また、その
中で基質となり得たもの及び天然少糖類について反応速
度を測定した結果を表4に示す。
(2) Substrate specificity 1 mL of 50 mM sodium phosphate buffer (pH 6.0) containing 2 mM of various p-nitrophenyl derivatives or 10 mM of various sugar solutions
0.16 units of α-galactosidase was added to the
Let react for minutes. After the reaction, the released p-nitrophenol or galactose was quantified and compared. Table 3 shows the results of measurement of various synthetic substrates. In addition, Table 4 shows the results of measuring the reaction rates of those that could be substrates and natural oligosaccharides.

【0080】[0080]

【表3】 [Table 3]

【0081】[0081]

【表4】 [Table 4]

【0082】(3)至適pH及び安定pH範囲 各pHの50mM緩衝液に溶解させた2mMのpNP-α-D- ガラク
トピラノシドに、本発明の精製酵素液50μL を混合し、
前述した方法で活性測定し、最大活性を100 とする相対
活性を求めた。この結果を図1左欄に示す。なお、使用
した緩衝液は、酢酸ナトリウム緩衝液(〜pH6.0 )、燐
酸ナトリウム緩衝液(pH6.0 〜8.0 )、グリシン−NaCl
−NaOH緩衝液(pH8.0 〜)である。
(3) Optimum pH and stable pH range 50 μL of the purified enzyme solution of the present invention was mixed with 2 mM of pNP-α-D-galactopyranoside dissolved in 50 mM buffer of each pH,
The activity was measured by the method described above, and the relative activity with the maximum activity being 100 was determined. The results are shown in the left column of FIG. The buffers used were sodium acetate buffer (~ pH 6.0), sodium phosphate buffer (pH 6.0 ~ 8.0), glycine-NaCl.
-NaOH buffer (pH 8.0-).

【0083】また、pH4.0 〜10.0の範囲で前記の緩衝液
を用いて、各pHで45℃、20分間の加熱処理を行い、その
残存活性を測定し、前記と同様に最大活性を100 とする
相対活性を求めた。この結果を図1右欄に示す。
Further, the above-mentioned buffer solution was used in the range of pH 4.0 to 10.0, and heat treatment was carried out at 45 ° C. for 20 minutes at each pH, and the residual activity was measured. The relative activity was calculated. The results are shown in the right column of FIG.

【0084】(4)作用適温の範囲及び温度に対する安
定性 精製酵素の活性をpH6.0 において各温度で測定した。こ
の結果を図2左欄に示す。
(4) Action Stability against temperature range and temperature The activity of the purified enzyme was measured at pH 6.0 at each temperature. The results are shown in the left column of FIG.

【0085】また、精製酵素を40〜80℃の各温度で、pH
7.0、20分間の加熱処理後の残存活性を測定した。この
結果を図2の右欄に示す。
The purified enzyme was added at pH of 40 to 80 ° C. to pH
The residual activity after heat treatment for 7.0 and 20 minutes was measured. The results are shown in the right column of FIG.

【0086】(5)阻害及び活性化 20mM MOPS緩衝液(pH7.0 )に溶解した精製酵素液
に、終濃度0.01〜1mMとなるように各種金属の塩化物を
添加し、20℃で20分間処理後、その活性を測定し、無添
加時の活性を100 として相対活性を求めた。この結果を
表5に示す。
(5) Inhibition and activation To the purified enzyme solution dissolved in 20 mM MOPS buffer (pH 7.0), chlorides of various metals were added so that the final concentration was 0.01 to 1 mM, and the mixture was kept at 20 ° C. for 20 minutes. After the treatment, the activity was measured, and the relative activity was determined by setting the activity without addition as 100. The results are shown in Table 5.

【0087】同様に、各種酵素阻害剤について測定した
結果を表6に示す。
Similarly, Table 6 shows the measurement results of various enzyme inhibitors.

【0088】[0088]

【表5】 [Table 5]

【0089】[0089]

【表6】 [Table 6]

【0090】(6)等電点 セルバ社製セルバライトプレコート(PI 3〜10)を
用いる等電点電気泳動法により、本発明のα−ガラクト
シダーゼの等電点を求めた。この結果は、図3に示す通
りであり、5.6 であった。
(6) Isoelectric point The isoelectric point of the α-galactosidase of the present invention was determined by the isoelectric focusing method using Cervalite Precoat (PI 3-10) manufactured by Selva. The result is as shown in FIG. 3, which was 5.6.

【0091】(7)分子量 第一化学薬品製のSDS−PAGプレート(4/20)
を用いるSDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動によ
り分子量を求めた。この結果は、図4に示す通りであ
り、約80,000であった。
(7) SDS-PAG plate manufactured by Daiichi Pure Chemicals (4/20)
The molecular weight was determined by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis. The result was as shown in FIG. 4, and was about 80,000.

【0092】実施例3 1%のガラクトマンナン溶液(pH6.0 )に、市販工業用
マンナナーゼ(ノボ社製、商品名「ガマナーゼ」)5,00
0 VHCU/g-ds 及び本発明のα−ガラクトシダーゼ100 U/
g-dsを添加し、50℃で48時間反応させた。反応液に少量
の活性炭を加えて煮沸し、0.45μmのメンブレンフィル
ターで濾過し、サンプルとした。バイオラッド社製の高
速液体クロマトグラフィー用カラム(商品名「アミネッ
クスHPX42A」)を用いて、上記サンプルの糖組成
を分析した。
Example 3 A 1% galactomannan solution (pH 6.0) was added to a commercially available industrial mannanase (Novo, trade name "Gamanase") 5,00.
0 VHCU / g-ds and α-galactosidase of the present invention 100 U /
g-ds was added, and the mixture was reacted at 50 ° C for 48 hours. A small amount of activated carbon was added to the reaction solution, which was boiled and filtered through a 0.45 μm membrane filter to obtain a sample. The sugar composition of the sample was analyzed using a column for high performance liquid chromatography manufactured by Bio-Rad (trade name "Aminex HPX42A").

【0093】ガラクトマンナンとしてローカストビーン
(イナゴマメ)ガム及びグアガムを用い、それぞれ本発
明のα−ガラクトシダーゼを添加した場合としなかった
場合の比較を行った結果を、表7、8に示す。
Locust bean (carob) gum and guar gum are used as the galactomannans, and the results of comparison with and without addition of the α-galactosidase of the present invention are shown in Tables 7 and 8.

【0094】[0094]

【表7】 [Table 7]

【0095】[0095]

【表8】 [Table 8]

【0096】表7、8に示されるように、ガラクトマン
ナンに、マンナナーゼとともに、本発明のα−ガラクト
シダーゼを添加すると、α−ガラクトシダーゼを添加し
た場合に比べて、ガラクトース、マンノース、分子数2
〜4のマンノオリゴ糖などの糖類の生成量が増大するこ
とがわかる。
As shown in Tables 7 and 8, when the α-galactosidase of the present invention was added to galactomannan together with mannanase, galactose, mannose, and the number of molecules were 2 as compared with the case where α-galactosidase was added.
It can be seen that the production amount of sugars such as mannooligosaccharides of ~ 4 increases.

【0097】[0097]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のα−ガラ
クトシダーゼは、菌体外分泌型の酵素であるため、酵素
の分離、精製が極めて容易であり、工業的生産に適して
いる。また、この酵素は、α-D- ガラクトシダーゼ力価
が高く、高温安定性に優れており、ほぼ中性領域に酵素
反応の至適pHを有するので、希アルカリで抽出されたガ
ラクトマンナン液に対して、わずかなpH調節を施した
後、次の分解反応に移行できるなど、優れた特性を有し
ている。また、本発明の糖類の製造法によれば、ガラク
トマンナンの側鎖であるガラクトースをα−ガラクトシ
ダーゼで遊離させるとともに、マンナナーゼやマンノシ
ダーゼを作用させるので、ガラクトマンナンを効率的に
分解して、マンノオリゴ糖、マンノース、ガラクトース
などの糖類の生成量を増大させることができる。
As described above, since the α-galactosidase of the present invention is an extracellular secretory enzyme, it is extremely easy to separate and purify the enzyme and is suitable for industrial production. In addition, this enzyme has high α-D-galactosidase titer, excellent stability at high temperature, and has an optimum pH for enzyme reaction in a nearly neutral region. Thus, it has excellent properties such as being able to shift to the next decomposition reaction after slightly adjusting the pH. Further, according to the method for producing a saccharide of the present invention, galactose, which is a side chain of galactomannan, is released by α-galactosidase, and since mannanase and mannosidase are allowed to act, galactomannan is efficiently decomposed, and a manno-oligosaccharide. The production amount of sugars such as mannose, mannose and galactose can be increased.

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

【図1】本発明のα−ガラクトシダーゼの至適pH及び安
定pH範囲を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing the optimum pH and stable pH range of α-galactosidase of the present invention.

【図2】本発明のα−ガラクトシダーゼの作用適温の範
囲及び温度に対する安定性を示す図である。
FIG. 2 is a graph showing the stability of the α-galactosidase of the present invention with respect to the optimum working temperature range and temperature.

【図3】本発明のα−ガラクトシダーゼの等電点電気泳
動法による等電点測定結果を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing the results of isoelectric point measurement of α-galactosidase of the present invention by an isoelectric focusing method.

【図4】本発明のα−ガラクトシダーゼのSDS−ポリ
アクリルアミドゲル電気泳動による分子量測定の結果を
示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing the results of molecular weight measurement of α-galactosidase of the present invention by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis.

Claims (3)

【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ことを特徴
とする新規なα−ガラクトシダーゼ。 (イ)作用:メリビオース、ラフィノース、スタキオー
スなどのオリゴ糖及びガラクトマンナンなど側鎖にガラ
クトシル基を有するヘテロ多糖類の側鎖に存在するガラ
クトピラノシド結合を特異的に加水分解し、ガラクトー
スを生成する。 (ロ)基質特異性:メリビオースを完全に分解し、ラフ
ィノース、スタキオースなど非還元末端にガラクトース
を含むオリゴ糖に作用しガラクトースを遊離する。p−
ニトロフェニル−グルコシドのα−D−ガラクトピラノ
シドを基質となし得るが、β−D−ガラクトピラノシ
ド、α−L−アラビノピラノシド、α−及びβ−D−グ
ルコシド、α−及びβ−D−キシロシド、α−及びβ−
L−フコシド、β−D−フコシド、α−及びβ−D−マ
ンノシドを基質となし得ない。 (ハ)至適pH及び安定pH範囲:至適pHは6.0 であり、45
℃、20分間の加熱条件下ではpH6〜8の範囲内で安定で
ある。 (ニ)温度に対する安定性:pH7.0 、20分間の加熱条件
下では45℃まで安定である。 (ホ)作用適温の範囲:55℃近傍に至適作用温度を有す
る。 (ヘ)失活条件:45℃、20分間の処理条件下では、pH3.
0 及び10.0で完全に失活する。また、pH7.0 、20分間の
処理では、70℃で完全に失活する。 (ト)阻害及び活性化:塩化第二水銀及び鉛、亜鉛、
銅、第一鉄、p−クロロマーキュリベンゾエート、N−
ブロモサクシニミドにより阻害を受ける。 (チ)等電点電気泳動による等電点: 5.6 (リ)SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動による
分子量: 約80,000
1. A novel α-galactosidase having the following physicochemical properties. (A) Action: The galactopyranoside bond present in the side chain of the heteropolysaccharide having a galactosyl group in the side chain such as oligosaccharides such as melibiose, raffinose, stachyose and galactomannan is specifically hydrolyzed to produce galactose. To do. (B) Substrate specificity: It completely decomposes melibiose and acts on oligosaccharides containing galactose at the non-reducing end such as raffinose and stachyose to release galactose. p-
The α-D-galactopyranoside of nitrophenyl-glucoside can be used as a substrate, but β-D-galactopyranoside, α-L-arabinopyranoside, α- and β-D-glucoside, α- And β-D-xyloside, α- and β-
L-fucoside, β-D-fucoside, α- and β-D-mannoside cannot serve as substrates. (C) Optimum pH and stable pH range: The optimum pH is 6.0,
It is stable in the pH range of 6 to 8 under heating conditions of 20 ° C. and 20 minutes. (D) Stability against temperature: It is stable up to 45 ° C under heating conditions of pH 7.0 and 20 minutes. (E) Optimal working temperature range: Optimal working temperature is around 55 ° C. (F) Deactivation condition: pH 3. under treatment conditions of 45 ° C and 20 minutes.
Complete deactivation at 0 and 10.0. When treated at pH 7.0 for 20 minutes, it is completely inactivated at 70 ° C. (G) Inhibition and activation: mercuric chloride and lead, zinc,
Copper, ferrous iron, p-chloromercuribenzoate, N-
Inhibited by bromosuccinimide. (H) Isoelectric point by isoelectric focusing: 5.6 (b) Molecular weight by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis: about 80,000
【請求項2】 バチルス・ステアロサーモフィラス JD-
72株 (Bacillus stearothermophilus JD-72 、微工研菌
寄第12274 号)により生産された菌体外分泌型酵素であ
る請求項1記載の新規なα−ガラクトシダーゼ。
2. Bacillus stearothermophilus JD-
The novel α-galactosidase according to claim 1, which is an extracellular secretory enzyme produced by strain 72 (Bacillus stearothermophilus JD-72, Microtechnology Research Institute, No. 12274).
【請求項3】 ガラクトマンナンに、請求項1記載のα
−ガラクトシダーゼと、β−マンナナーゼ及び/又はβ
−マンノシダーゼとを作用させることを特徴とする糖類
の製造法。
3. The galactomannan has the α according to claim 1.
-Galactosidase and β-mannanase and / or β
-A method for producing a saccharide, which comprises reacting with mannosidase.
JP3203372A 1991-07-19 1991-07-19 New alpha-galactosidase and production of sugar using the same Withdrawn JPH0523183A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3203372A JPH0523183A (en) 1991-07-19 1991-07-19 New alpha-galactosidase and production of sugar using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3203372A JPH0523183A (en) 1991-07-19 1991-07-19 New alpha-galactosidase and production of sugar using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0523183A true JPH0523183A (en) 1993-02-02

Family

ID=16472947

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3203372A Withdrawn JPH0523183A (en) 1991-07-19 1991-07-19 New alpha-galactosidase and production of sugar using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0523183A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002018614A1 (en) * 2000-08-30 2002-03-07 Amano Enzyme Inc. METHOD OF ELEVATING YIELD OF OLIGOSACCHARIDES CONTAINING α-GALACTOSYL AND ANTI-CANDIDA COMPOSITIONS
JP2008054508A (en) * 2006-08-29 2008-03-13 Taiyo Kagaku Co Ltd Method for producing enzymatically hydrolyzed galactomannan
CN100441198C (en) * 2002-12-10 2008-12-10 西安大鹏生物科技股份有限公司 Lead-removing health article containing stachyose
JP2009207452A (en) * 2008-03-06 2009-09-17 Asahi Kasei Chemicals Corp Method for producing melibiose using strain belonging to bacillus coagulans
JPWO2008081817A1 (en) * 2006-12-26 2010-04-30 旭化成ケミカルズ株式会社 Method for producing α-galactooligosaccharide

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002018614A1 (en) * 2000-08-30 2002-03-07 Amano Enzyme Inc. METHOD OF ELEVATING YIELD OF OLIGOSACCHARIDES CONTAINING α-GALACTOSYL AND ANTI-CANDIDA COMPOSITIONS
JPWO2002018614A1 (en) * 2000-08-30 2004-09-30 天野エンザイム株式会社 Method for increasing yield of oligosaccharide containing α-galactosyl group and anti-candida composition
US7491518B2 (en) 2000-08-30 2009-02-17 Amano Enzyme Inc. Method of elevating yield of oligosaccharides containing α-galactosyl and anti-candida compositions
CN100441198C (en) * 2002-12-10 2008-12-10 西安大鹏生物科技股份有限公司 Lead-removing health article containing stachyose
JP2008054508A (en) * 2006-08-29 2008-03-13 Taiyo Kagaku Co Ltd Method for producing enzymatically hydrolyzed galactomannan
JPWO2008081817A1 (en) * 2006-12-26 2010-04-30 旭化成ケミカルズ株式会社 Method for producing α-galactooligosaccharide
JP2009207452A (en) * 2008-03-06 2009-09-17 Asahi Kasei Chemicals Corp Method for producing melibiose using strain belonging to bacillus coagulans

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2626662B2 (en) Novel β-mannanase and method for producing the same
JPH0365754B2 (en)
JPH0518554B2 (en)
JPH0412707B2 (en)
JPH04278087A (en) New heparitinases, their production and microorganism producing the same
CA1329161C (en) Process for the preparation of difructose dianhydride iii
US4657865A (en) Pullulanase-like enzyme, method for preparation thereof, and method for saccharification of starch therewith
JPH0523183A (en) New alpha-galactosidase and production of sugar using the same
JP3865801B2 (en) Novel β-agarase, process for producing the same and use thereof
JP2894293B2 (en) Galactanase S-39 and Bacillus sp. S-39 producing the same
JPH0523175A (en) Bacillus stearothermophilus jd-72 strain and production of alpha-galactosidase using the strain
JP3656762B2 (en) Manufacturing method of laminari triose
EP0158435B1 (en) Thermostable pullulanase possessing a wide operating ph and process for production thereof
JP3002140B2 (en) Novel chitinase and its production method
JP2626663B2 (en) Method for producing novel β-mannosidase
JP3710997B2 (en) Novel microorganism, enzyme produced by the microorganism, and plant fiber decomposition method using the enzyme
JP4291442B2 (en) Arabinofuranosidase
JP2866460B2 (en) Saccharification method of polysaccharide
JP3729910B2 (en) Alkaline α-amylase, microorganism producing the same, and method for producing the alkali α-amylase
JPH0379991B2 (en)
JP2894292B2 (en) Galactanase S-2 and Bacillus sp. S-2 producing the same
Abdel‐Aziz Production and some properties of two chitosanases from Bacillus alvei
JP2929023B2 (en) Cellulase, microorganism producing it, and method for producing cellulase
JPH07213282A (en) Production of thermistabler alpha-1,3-glucanase
JPH0761264B2 (en) Novel cyclomaltodextrinase and method for producing the same

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19981008