JPH06225755A - デキストランスクラーゼ生産性新規微生物及びこの新規微生物を用いるデキストランスクラーゼの生産方法 - Google Patents

デキストランスクラーゼ生産性新規微生物及びこの新規微生物を用いるデキストランスクラーゼの生産方法

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JPH06225755A
JPH06225755A JP5040552A JP4055293A JPH06225755A JP H06225755 A JPH06225755 A JP H06225755A JP 5040552 A JP5040552 A JP 5040552A JP 4055293 A JP4055293 A JP 4055293A JP H06225755 A JPH06225755 A JP H06225755A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】デキストランを生成することなくデキストラン
スクラーゼを産生するロイコノストック属菌の新規微生
物を提供すること。 【構成】ロイコノストック属菌に属し、スクロース以外
の糖類を炭素源としてデキストランスクラーゼを生産す
る微生物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、スクロース以外の糖
類を炭素源としデキストランを副成することなくデキス
トランスクラーゼを生産するデキストランスクラーゼ生
産性新規微生物に関するものであり、さらにこの新規微
生物を用いるデキストランスクラーゼの生産方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】多糖類であるデキストランは、α−1,
6−グルコシド結合を主体とするグルコースの重合体で
あり、従来より医療あるいは生化学の分野で有用である
とともに、その安全性が広く認められている。このよう
なデキストランは、自然界では主としてロイコノストッ
ク属などの乳酸菌に存在するデキストランスクラーゼ
(以下、DSaseという。)によりスクロース等を基
質として生産されている。DSaseはα−グルコシル
転移酵素の一種であり、スクロースに作用して、デキス
トランを生産する。
【0003】ここに、デキストランを工業的に生産する
方法として、スクロースを原料としてロイコノストック
属菌を培養して菌体にデキストランを合成させる発酵法
と、同様にスクロースを原料として生産させたDSas
eそのものを利用して、酵素化学的に合成する酵素的合
成法がある。
【0004】この場合、発酵法に比較して酵素的合成方
法の方が、以下の点で工業的に有利である。 発酵原料であるスクロースの濃度を高く設定すること
ができる。 合成されるデキストランの分子量の調整が発酵法に比
して容易であり、製造バッチ毎に均一な品質のデキスト
ランを得ることができる。 酵素の固定化により連続的合成が可能である。 菌体がふくまれないため、デキストランの精製が容易
で、厳格な規格に適合させるための精製コストが低い。
【0005】かかる酵素的合成法に必要なDSase
は、DSaseが触媒する反応の基質である培地中のス
クロースにより始めてその合成が誘導される酵素であ
り、通常スクロースを含む培地でのみ生産される。した
がって、前述の発酵法を利用し、スクロースを炭素源と
してロイコノストック属菌を培養してDSaseを生産
させることになる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、新たに
誘導・生産されたDSaseは培地中のスクロースを基
質として、本目的においては副生成物でしかないデキス
トランを生産してしまう。デキストランは非常に粘稠な
多糖類であるため、これが培養液中に蓄積されると培養
液からの酵素の分離精製工程が極めて煩雑になり、精製
効率も低くなる。このようにDSaseの大量生産が困
難であるため、安価なDSaseの提供が困難となり、
酵素的合成法によるデキストランの合成が妨げられてい
た。そこで、本発明は、デキストランを生成することな
くDSaseを産生するロイコノストック属に由来する
新規微生物を提供することを目的とし、また安価にDS
aseを得ることができる方法を提供することを目的と
する。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記した
課題を解決するため、スクロース以外の糖類からでもD
Saseを産生することができるDSaseの構成的変
異株である新規微生物を造成、取得した。さらに、炭素
源としてスクロース以外の糖類を用いてこの新規微生物
株を培養することにより、デキストランを生成すること
なく培養液中に酵素を生産させると同時に高単位に酵素
を生産できることを見いだし、本発明を完成した。
【0008】本発明に係わる微生物は、DSaseを生
産するロイコノストック属菌で、培地中の炭素源として
スクロース以外の糖類からでもDSaseを生産する性
質を有する菌株を用いうる。一般には、DSaseを生
産するロイコノストック属菌を、親株としてこれを変異
誘導処理して得られた変異株から、スクロース以外の糖
類から恒常的にDSaseを生産するものを選択し、こ
れを用いる。
【0009】変異誘導の方法としては、通常用いられる
公知の変異手段を使用することができる。すなわち、ニ
トロソグアニジン(以下、NTGという)処理、UV処
理、エチルメタンスルホネート処理などの一般的な変異
手段を使用することができる。また、自然変異によって
も安定な変異株の取得が可能である。変異誘導された変
異株の中からスクロース以外の糖類からDSaseを生
産する菌株を選択するには、変異処理した株を、スクロ
ース以外の糖類を炭素源とした培地において培養した
後、新たなタンパク質合成を抑制した状態で、スクロー
スを炭素源として与えることによりデキストランの合成
を確認できる菌株を選択すればよい。選択のために炭素
源として使用する糖類としては、グルコース、フルクト
ース、マルトースを単独、あるいは2種以上を組み合わ
せて使用することができる。
【0010】したがって、スクロース以外の糖類からD
Saseを生産できるとは、DSaseによるデキスト
ラン合成の基質であるスクロースの誘導なくしてDSa
seを常に生産することを意味し、変異処理によりこの
ような性質を有する菌株はDSase構成的変異株とい
うものとする。
【0011】以下に、本発明に用いるのに具体的に好適
な菌株の一例として、ロイコノストック メセンテロイ
デス NRRL B−512F(ATCC 10830
a)(Leuconostoc mesenteroi
des NorthernUtilization R
esearch and DevelopmentDi
vision,U.S.Department of
Agriculture B−512F(Americ
an Type Culture Collectio
n 10830a))を親株として得られたロイコノス
トック属菌のDSase構成的変異株であるロイコノス
トック メセンテロイデス(Leuconostoc
mesenteroides) M898株(以下、単
にM898株という)の取得例を示す。なお、本菌は、
工業技術院生命工学工業技術研究所に FERM 第P
−13385号として、平成5年1月25日付けで寄託
されている。
【0012】まず前記親株をMRS液体培地(米国DI
FCO社製 Lactobacilli MRS Br
oth、炭素源はグルコースであり、スクロースを含ま
ない)で、30℃、24時間培養し、菌体を洗浄後、N
TGで処理(0.5mg/ml,60分)した。さら
に、菌体を洗浄した後、適宜希釈してMRS寒天平板培
地に塗布し、30℃で二日間培養した。この後、400
0ppmのテトラサイクリンを含む10%スクロース寒
天を重層し、25℃で2〜6時間放置した。ここに、重
層寒天中のテトラサイクリンは、MRS寒天培地中の変
異株の新規なタンパク質合成を阻害する。このため、寒
天の重層前のMRS寒天培地中での培養により既に生産
されたDSaseのみが、重層された寒天中のスクロー
スを基質としてデキストランを合成することができる。
【0013】平板を観察して、コロニーの周りに粘性の
デキストランを生成した株をDSase構成的変異株と
して分離した。これらの変異株について、菌の安定性と
各種の炭素源を含む液体培地におけるDSase生産性
を検討し、M898株を選択した。この液体培地の組成
について表1に示す。
【0014】
【0015】取得した微生物によりDSaseの生産を
行うための培地としては、炭素源、窒素源、有機天然栄
養源、燐酸塩、金属イオン、ビタミンなどが、バランス
良く含有されていれば良く、天然培地、合成培地に限定
されない。炭素源としては、グルコース、フルクトー
ス、マルトース、液糖(グルコースとフルクトースの混
合物)等がスクロースよりも優れた炭素源として使用で
きる。すなわち、スクロース以外の糖を使用すれば、副
生成物としてのデキストランが培地中に蓄積しないた
め、高い糖濃度で培養を開始したり、あるいは間欠的に
糖を添加することによりその濃度を維持して連続的に培
養したりすることができる。例えば、従来2%であった
初期糖濃度を10%とすることもできる。なお、これら
の糖類は単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用い
ることができる。
【0016】培養の条件は、デキストランの酵素的合成
法として通常使用されている条件を用いることができ
る。すなわち、静置培養もしくはゆっくりとした撹拌培
養により、12〜48時間培養する。培養温度は、15
〜35℃で、好ましくは25〜30℃である。培養時の
pHは、4.0〜7.5で、好ましくは5.0〜7.0
である。
【0017】所定条件の培養により得られた培養液には
デキストランは含まれず、DSase構成的変異株によ
って生産され、分泌された高濃度のDSaseが含まれ
ている。したがって、この培養液をそのままデキストラ
ン合成等の酵素反応に使用することができる。また、培
養液から遠心分離法やろ過法によって菌体を除去した上
清液等、あるいはこの上清液から通常用いられている公
知の分離精製法により任意純度に精製したDSaseを
デキストランの酵素的合成法に使用することもできる。
さらに抽出・精製された酵素を適当な担体に固定化して
連続使用することもできる。分離精製法としては、通常
の酵素精製法として利用されている方法、例えば、硫酸
アンモニウムによる塩析法、有機溶媒による沈殿法、透
析、限外ろ過法、セファデックスによるゲルろ過法、ジ
エチルアミノエチルセルロースなどによるイオン交換カ
ラムクロマトグラフィー等を精製酵素の使用目的や目的
の純度に応じて適宜組み合わせて用いることができる。
【0018】なお、本発明におけるDSaseの酵素活
性は、小林らの方法(バイオケミカエト バイオフィジ
カ アクタ(Biochimica et Bioph
ysica Acta)、614巻、46〜62頁、1
980年)に準じて行った。すなわち、pH5.2の酢
酸緩衝液中に溶かしたスクロース溶液中で、30℃で酵
素を作用させた時、1分間に1μmolのフルクトース
を遊離させる酵素量を1単位とする方法である。遊離し
たフルクトースの量は高速液体クロマトグラフィーによ
り測定することができる。
【0019】
【作用】DSaseによるデキストラン生成の基質であ
るスクロースの誘導を受けることのないDSaseの構
成的変異株を、スクロース以外の糖類を炭素源として培
養すれば培地中に粘稠なデキストランが生成することな
くDSaseを生産することができる。したがって、酵
素の抽出・精製段階においてデキストランを除去するた
めの煩雑な工程を排除することができる。また、構成的
変異株を用いることにより高単位のDSaseの生産が
可能である。
【0020】
【実施例】以下に、本発明を具現化した一実施例とし
て、前記したM898株を用いたDSaseの生産方法
について説明する。前記MRS寒天培地で、24時間培
養したM898株をMRS液体培地10mlの入った試
験管に植菌し、24時間培養したものを種菌とし、炭素
源としてグルコース、フクルトース、マルトース、スク
ロース、グルコースとフルクトースの混合物(1:1)
をそれぞれ2%を含むように調製した表1に示す培地
(合計5種類)に1%となるようにそれぞれ植菌し、2
5℃で静置培養した。
【0021】この培養液について培養開始後、24時
間、48時間に培養液の一部を採取し、DSase活性
の測定、デキストラン生成の有無を試験した。DSas
e活性の測定結果を表2に示す。また、M898株のD
Sase生産性を従来のロイコノストック属菌と比較す
るために、親株であるロイコノストック メセンテロイ
デスNRRL B−512F株につき、上記と同様の試
験を行った。このDSase活性の測定結果も併せて表
2に示す。
【0022】
【表2】
【0023】表2から明らかなように、M898株は、
スクロース以外の糖を炭素源としてDSaseを生産し
た。その酵素活性は、親株であるB−512F株がスク
ロースを炭素源としてDSaseを生産した際に得られ
た活性に比較して、著しく高かった。また、スクロース
を炭素源としても、B−512F株に比較して高活性を
呈した。このことから、本変異株は、DSaseの大量
生産が可能なDSase構成的変異株であることが明ら
かである。
【0024】また、スクロースを炭素源とした培養液中
にはデキストランが生成されたが、スクロース以外の糖
を炭素源として用いたときの培養液中には、デキストラ
ンが生成されなかった。この結果、スクロース以外の糖
類を炭素源として使用すれば、DSaseの精製を、従
来のような煩雑な手順を経ることなく容易に行いうるこ
とが確認できた。
【0025】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明により造成
取得したDSase構成的変異株は、DSaseがデキ
ストランを生成する際の基質であるスクロースの誘導な
しにDSaseを高濃度に生産することができる新規微
生物である。したがって、この新規微生物により粘稠な
デキストランを培養液中に副成させることなくDSas
eの生産をすることができ、培養液からのDSaseの
分離精製工程が著しく簡略化される。また、培養液中に
高濃度にDSaseが得られ、生産効率を高めることが
できる。この結果、大量かつ安価にDSaseを提供す
ることができて、酵素的合成法によるデキストランの生
産コストを低減することができるとともに、デキストラ
ンの広範な利用が可能となる。また、DSaseの固定
化による連続的合成法への応用等、DSase自体の活
用を図ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 (C12N 9/10 C12R 1:01)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ロイコノストック属菌に属し、スクロース
    以外の糖類を炭素源としてデキストランスクラーゼを生
    産することを特徴とする微生物。
  2. 【請求項2】微生物がロイコノストック メセンテロイ
    デス M898(生命工学工業技術研究所 受託番号
    FERM 第P−13385号)である請求項1に記載
    の微生物。
  3. 【請求項3】スクロース以外の糖類を炭素源として、請
    求項1に記載の微生物を培養することを特徴とするデキ
    ストランスクラーゼの生産方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0401610A2 (de) * 1989-06-07 1990-12-12 Agfa-Gevaert AG Farbfotografisches Silberhalogenidmaterial
SG86999A1 (en) * 1997-05-31 2002-03-19 Nestle Sa Dextran production

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EP0401610A2 (de) * 1989-06-07 1990-12-12 Agfa-Gevaert AG Farbfotografisches Silberhalogenidmaterial
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