JPH06292576A - Novel cellulase - Google Patents

Novel cellulase

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Publication number
JPH06292576A
JPH06292576A JP5083490A JP8349093A JPH06292576A JP H06292576 A JPH06292576 A JP H06292576A JP 5083490 A JP5083490 A JP 5083490A JP 8349093 A JP8349093 A JP 8349093A JP H06292576 A JPH06292576 A JP H06292576A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cellulase
cmc
activity
optimum
protease
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.)
Pending
Application number
JP5083490A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Suzumatsu
淳 凉松
Yoshiyo Hashida
佳代 橋田
Takaaki Watanabe
高明 渡邉
Naoto Yamada
直人 山田
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.)
Kao Corp
Original Assignee
Kao Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Kao Corp filed Critical Kao Corp
Priority to JP5083490A priority Critical patent/JPH06292576A/en
Publication of JPH06292576A publication Critical patent/JPH06292576A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)
  • Detergent Compositions (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a novel cellulase which is isolated from the culture mixture of Streptomyces sp. KSM-26 and useful as an engyme to be added to a cloth detergent containing protease, because it has resistance to protease and broad bubstrate specificity. CONSTITUTION:Streptomyces sp. KSM-26 (FERM P-13548) is isolated from the soil in Ibraking Prefecture, Japan is cultured and the product is isolated from the culture mixture to give the novel cellulase S-1 which acts on carboxymethylcellulose to form redudcing sugar, further acts on xylan and lichenan well, and on filter paper, phosphoric acid-swollen cellulose, and laminarin a little, and on CMC sustrate in a pH range from 4 of 9, optimally at 6.5 at a temperature from 20 to 70 deg.C, optimally 40 deg.C and has more than 80% remaining activity in 3 days when treated with protease and a molecular weight of 22,000+ or -2,000 (gel filtration and SDS electrophoretic method).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は新規なセルラーゼに関
し、詳細にはプロテアーゼ耐性及び広い基質特異性を示
す新規セルラーゼS−2に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a novel cellulase, and more particularly to a novel cellulase S-2 which exhibits protease resistance and broad substrate specificity.

【0002】[0002]

【従来の技術】繊維素分解酵素(セルラーゼ)の開発
は、従来、バイオマス資源の有効利用を一大目標として
進められており、トリコデルマ属、フミコーラ属等の糸
状菌を中心に、シュウドモナス属、バチルス属等の細
菌、更に、ストレプトコッカス属、アクチノマイセス属
等の放線菌を供給源とするセルラーゼが報告されてい
る。しかしながら、作用特異性や物理化学的諸性質等、
その実態は未だ明確にされたとは言い難い。
2. Description of the Related Art The development of fibrinolytic enzymes (cellulases) has hitherto been promoted with the major goal of effectively utilizing biomass resources. Mainly filamentous fungi such as Trichoderma spp. And Humicola spp., Pseudomonas spp., Bacillus spp. Cellulases derived from bacteria such as genus and actinomycetes such as Streptococcus and Actinomyces have been reported. However, the action specificity and various physicochemical properties,
It is hard to say that the actual situation has been clarified.

【0003】上記セルラーゼのうち、カルボキシメチル
セルロース(CMC)に対する作用が特に高いものをC
MCaseと称するが、近年、このCMCaseの衣料
用洗浄剤への利用が、産業的用途として年々大きくなっ
ている(特公昭59−49279号公報、特公昭60−
23158号公報、特公昭60−36240号公報)。
Of the above cellulases, those having a particularly high action on carboxymethylcellulose (CMC) are C
Although referred to as MCase, in recent years, the use of this CMCase as a detergent for clothes has been increasing year by year as an industrial use (Japanese Patent Publication No. 59-49279, Japanese Patent Publication No. 60-).
23158, Japanese Patent Publication No. 60-36240).

【0004】衣料用洗浄剤組成物として使用しうるセル
ラーゼを生産する方法として、バチルス属に属する好ア
ルカリ性細菌を培養して培地よりセルラーゼAを採取す
る方法(特公昭50−28515号公報)、セルロモナ
ス属に属する好アルカリ性細菌を培養してアルカリセル
ラーゼ301−Aを生産する方法(特開昭58−224
686号公報)、好アルカリ性バチルスNo.1139
を培養してカルボキシメチルセルラーゼを生産する方法
(Horikoshiら、J.Gen.Microbi
ol.,131巻、3339頁、(1985))、スト
レプトマイセス属の一種を用いてアルカリセルラーゼを
生産する方法(特開昭61−19483号公報)、好ア
ルカリ性細菌の一種バチルス・エスピー KSM−63
5(Bacillus sp.KSM−635)を培養
してアルカリセルラーゼK等を生産する方法(特開昭6
3−109776〜109778号公報)、バチルス属
細菌を培養してアルカリ耐性セルラーゼK−522又は
K−588を生産する方法(特開昭64−37285号
公報、特開昭64−37286号公報)等のいわゆるア
ルカリ耐性セルラーゼを生産する方法が報告されてい
る。
As a method for producing cellulase which can be used as a detergent composition for clothes, a method of culturing an alkalophilic bacterium belonging to the genus Bacillus and collecting cellulase A from a medium (Japanese Patent Publication No. 50-28515), Cellulomonas Method for producing alkaline cellulase 301-A by culturing alkalophilic bacterium belonging to the genus (JP-A-58-224)
No. 686), alkalophilic Bacillus No. 1139
To produce carboxymethylcellulase (Horikoshi et al., J. Gen. Microbi
ol. , 131, 3339, (1985)), a method for producing alkaline cellulase using a Streptomyces genus (Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-19483), a alkalophilic bacterium Bacillus sp. KSM-63.
5 (Bacillus sp. KSM-635) is cultured to produce an alkaline cellulase K or the like (Japanese Patent Laid-Open No. 6-58242).
3-1099776-109978), a method of culturing a Bacillus bacterium to produce alkali-tolerant cellulase K-522 or K-588 (JP-A-64-37285, JP-A-64-37286), etc. Has been reported to produce the so-called alkali-tolerant cellulase.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
のセルラーゼはタンパク質分解酵素であるプロテアーゼ
に対する耐性を有しておらず、そのために、例えば、プ
ロテアーゼが配合された液体衣料用洗剤に同時に配合す
ることができなかった。また、プロテアーゼ耐性を有し
ていても、酵素活性等の点で満足できるものではなかっ
た。従って、プロテアーゼ耐性を有し、衣料用洗浄剤に
プロテアーゼとともに配合して洗浄効果を高め得る新規
なセルラーゼを新たに提供することが要望されていた。
However, these cellulases do not have resistance to protease, which is a proteolytic enzyme, and therefore, for example, they may be simultaneously added to a liquid laundry detergent containing protease. could not. Further, even if they have protease resistance, they were not satisfactory in terms of enzyme activity and the like. Therefore, it has been desired to newly provide a novel cellulase which has protease resistance and can be added to a detergent for clothes together with protease to enhance the cleaning effect.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、界面活性
剤耐性及びプロテアーゼ耐性を有するセルラーゼを生産
する微生物を自然界に求め、鋭意探索を続けた結果、今
般、茨城県鹿島郡周辺の土壌より採取したストレプトマ
イセス属に属する微生物が新規なプロテアーゼ耐性セル
ラーゼを生産すること及び該セルラーゼを更に精製する
とその主成分として新規なセルラーゼが得られることを
見いだし、本発明を完成した。
[Means for Solving the Problems] The inventors of the present invention have sought, in nature, a microorganism capable of producing a cellulase having a surfactant resistance and a protease resistance, and as a result of continuing an earnest search, the soil around Kashima-gun, Ibaraki Prefecture is now being found. It was found that the microorganisms belonging to the genus Streptomyces that were collected from the above produced a novel protease-resistant cellulase and that the cellulase was further purified to obtain a novel cellulase as a main component thereof, and thus the present invention was completed.

【0007】すなわち、本発明は、新規セルラーゼS−
2を提供するものである。
That is, the present invention provides a novel cellulase S-
2 is provided.

【0008】本発明のセルラーゼS−2は、上記のスト
レプトマイセス属に属する微生物であるストレプトマイ
セス・エスピー KSM−26の培養物から分離され
る。以下に、このストレプトマイセス・エスピー KS
M−26の菌学的性状を示す。なお、以下に記載の菌学
的性質の試験及び分類方法は、「特許庁編産業別審査基
準応用微生物工業」、「放線菌の同定実験法」(日本放
線菌学会編)及び「微生物の化学分類実験法」(駒形和
夫編)に基づいて行った。
The cellulase S-2 of the present invention is isolated from the culture of Streptomyces sp. KSM-26 which is a microorganism belonging to the genus Streptomyces. Below, this Streptomyces SP KS
The mycological property of M-26 is shown. The methods for testing and classifying the mycological properties described below are as follows: "The Japan Patent Office edited industry-specific examination criteria applied microbial industry", "Experimental method for identifying actinomycetes" (ed. Classification experiment method ”(edited by Kazuo Komagata).

【0009】(a)形態 胞子形成菌糸の分岐法は、単純分岐、車軸分岐の何れも
見られる疑似輪生分岐であり、菌糸の形態はループ状及
び螺旋状である。胞子の数は10胞子以上で、胞子表面
は平滑、大きさは短径約0.5μm 、長径1.2〜1.
4μm の楕円型である。鞭毛胞子、胞子嚢はない。胞子
柄の着生位置は気菌糸上である。
(A) Morphology The branching method of spore-forming hyphae is a pseudo-rotational bifurcation in which both simple bifurcation and axle bifurcation are observed, and the hyphae are loop-shaped and spiral-shaped. The number of spores is 10 spores or more, the spore surface is smooth, the size is about 0.5 μm in minor axis and 1.2 to 1.
It is a 4 μm elliptical shape. No flagella spores or sporangia. The spore stalk is located on the aerial mycelium.

【0010】(b)培地における生育状態 表1に示す。(B) Growth state in medium Table 1 shows.

【0011】[0011]

【表1】 [Table 1]

【0012】(c)生理学的性質 (1)生育温度範囲:20〜40℃。 (2)ゼラチンの液化(グルコース、ペプトンゼラチン
培地):20℃及び28℃の何れの培地でも液化はみら
れなかった。 (3)スターチの加水分解(スターチ寒天培地):分解
する。 (4)脱脂牛乳の凝固、ペプトン化(脱脂牛乳培地):
30℃で培養したが、凝固後ペプトン化が見られた。 (5)メラニン様色素の生成(チロシン寒天培地及びペ
プトン・イースト鉄寒天培地):生成する。
(C) Physiological properties (1) Growth temperature range: 20-40 ° C. (2) Liquefaction of gelatin (glucose, peptone gelatin medium): Liquefaction was not observed in any medium at 20 ° C and 28 ° C. (3) Starch hydrolysis (starch agar medium): Decomposes. (4) Coagulation of skim milk and peptone conversion (skim milk medium):
After culturing at 30 ° C., peptone formation was observed after coagulation. (5) Generation of melanin-like pigment (tyrosine agar medium and peptone yeast iron agar medium): Generate.

【0013】(d)炭素源の同化性(プリドハム・ゴド
リーブ寒天培地)(++:良好 +:普通)
(D) Assimilation of carbon source (Pridham-Godlieve agar medium) (++: good +: normal)

【表2】 L−アラビノース ++ D−キシロース ++ D−グルコース ++ D−フラクトース + シュークロース ++ イノシトール ++ L−ラムノース ++ ラフィノース ++ D−マンニット ++[Table 2] L-arabinose ++ D-xylose ++ D-glucose ++ D-fructose + sucrose ++ inositol ++ L-rhamnose ++ raffinose ++ D-mannitol ++

【0014】KSM−23株は、形態学的に放線菌の特
徴を有する。また、細胞壁にL−L−ジアミノピメリン
酸を含むこと、基生菌糸を通常分断せずによく発達する
こと、菌核、分生子殻、胞子嚢を形成しないこと、気菌
糸に長い分節胞子を作り、胞子柄は疑似輪生分岐である
ことから、清野、長谷川らの細胞壁を主とする検索式に
従えば、ストレプトマイセス属と同定できる。
The KSM-23 strain is morphologically characteristic of actinomycetes. It also contains LL-diaminopimelic acid in the cell wall, develops well without dividing the basal hyphae normally, does not form sclerotia, conidia shell, sporangia, and creates long segmented spores in aerial mycelia. Since the spore stalk is a pseudo-rotational branch, it can be identified as Streptomyces genus according to the search formula mainly on the cell wall of Kiyono and Hasegawa.

【0015】更に、オートミール寒天培地での気菌糸の
色が赤色系であり、胞子鎖は、ループ状及び螺旋状、胞
子表面は平滑であること、可溶性色素は生成しないが、
メラニン様色素は生成すること及び、炭素源の同化性試
験の結果から野々村、或いはクウェスターの検索式に従
って検索すると、本菌株はストレプトマイセス属の新菌
株と同定されることから、ストレプトマイセス・エスピ
ー KSM−26と命名した。なお、本菌株は、FER
M P−13548として工業技術院生命工学工業技術
研究所に寄託されている。
Furthermore, the color of the aerial mycelium on oatmeal agar medium is red, the spore chains are loop-shaped and spiral-shaped, the spore surface is smooth, and a soluble pigment is not formed,
When melanin-like pigment is produced and the result of the carbon source assimilation test is searched according to Nonomura's or Quester's search formula, this strain is identified as a new strain of Streptomyces. It was named SP KSM-26. This strain is FER
Deposited as MP-13548 to the Institute of Biotechnology, Industrial Technology Institute, AIST.

【0016】本発明のセルラーゼS−2を製造するに
は、ストレプトマイセス・エスピーKSM−26を培養
し、その培養物からセルラーゼS−2を採取すればよ
い。
To produce the cellulase S-2 of the present invention, Streptomyces sp. KSM-26 may be cultured and cellulase S-2 may be collected from the culture.

【0017】上記の菌株を用いて本発明のセルラーゼS
−2を得るには、適当な培地に該菌株を接種し、常法に
従って培養すればよい。培養培地としては、資化し得る
窒素源と炭素源を適宜組み合わせて配合したものが使用
される。この炭素源及び窒素源については、特に制限は
ない。例えば、窒素源としては、硝安、硫安、塩安、リ
ン酸アンモニウム、硝酸ソーダ、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、コーンソイビーンミ
ール、コーヒー粕、綿実油粕、カルチベータ、アジック
ス、ゼスト、グルタミン酸ソーダなどが、また、炭素源
としては、籾殻、ふすま、濾紙、一般紙類、おが屑等の
植物繊維質、廃糖蜜、転化糖、カルボキシメチルセルロ
ース(CMC)、アビセル、セルロース綿、キシラン、
ペクチン、リボース、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、乳
糖、麦芽糖、しょ糖、トレハロース、マンニット、グリ
セリン、澱粉、酢酸、クエン酸などが挙げられる。その
他に、リン酸、Mg2+、Ca2+、Mn2+、Zn2+、Co2+、Na+
K+ などの無機塩や、必要であれば、無機・有機微量栄
養源を添加することもできる。
The cellulase S of the present invention using the above strains
-2 can be obtained by inoculating the strain in an appropriate medium and culturing according to a conventional method. As the culture medium, one prepared by appropriately combining assimilable nitrogen source and carbon source is used. The carbon source and the nitrogen source are not particularly limited. For example, as a nitrogen source, ammonium nitrate, ammonium sulfate, ammonium chloride, ammonium phosphate, sodium nitrate, corn gluten meal, soybean powder, corn steep liquor, casamino acid, yeast extract, pharmamedia, sardines, meat extract,
Peptone, Hypro, Aji Power, Corn soybean meal, Coffee meal, Cottonseed meal, Calcibeta, Azix, Zest, Sodium glutamate, etc. Quality, molasses, invert sugar, carboxymethyl cellulose (CMC), Avicel, cellulose cotton, xylan,
Pectin, ribose, arabinose, xylose, glucose, mannose, fructose, galactose, lactose, maltose, sucrose, trehalose, mannitol, glycerin, starch, acetic acid, citric acid and the like can be mentioned. In addition, phosphoric acid, Mg 2+ , Ca 2+ , Mn 2+ , Zn 2+ , Co 2+ , Na + ,
Inorganic salts such as K + and, if necessary, inorganic and organic micronutrient sources can be added.

【0018】培養物からの目的物であるセルラーゼS−
2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できる。すなわち、例えば培養物を
遠心分離、濾過等によって菌体を分離し粗酵素液を得る
ことができる。この粗酵素液はそのまま使用することも
できるが、必要に応じて、例えば、塩析法、溶媒沈澱法
(メタノール、エタノール、イソプロパノール等)によ
ってタンパク質を沈澱させたり、限外濾過(例えば、旭
化成工業社製、分画分子量1.3万)により濃縮後、凍
結乾燥により、粗酵素粉末とすることができる。具体的
には塩析法の場合、例えば、硫安(30〜50%飽和画
分)で沈澱させた後、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にすることができる。脱
塩の方法としては透析又はセファデックスG−25(フ
ァルマシア社製)等を用いるゲル濾過法の一般的方法が
用いられる。更に、目的物であるセルラーゼS−2の精
製は、例えば弱酸性条件下でDEAE−トヨパールを用
いてイオン交換を行い色素を吸着させることにより行わ
れる。吸着画分について、弱アルカリ条件下でもう一度
DEAE−トヨパールでイオン交換クロマトグラフィー
を行い、次にセファクリルS−200でゲル濾過を行
う。更に精製度を上げるために必要に応じて、アフィニ
ティークロマトグラフィー、ヒドロキシアパタイトクロ
マトグラフィー、疎水クロマトグラフィー等を利用する
ことも有効である。
Cellulase S- which is the desired product from the culture
Collection and purification of 2 can be performed according to a general enzyme collection and purification means. That is, the crude enzyme solution can be obtained by separating the cells by centrifugation or filtration of the culture, for example. This crude enzyme solution can be used as it is, but if necessary, for example, a protein is precipitated by a salting out method, a solvent precipitation method (methanol, ethanol, isopropanol, etc.), or ultrafiltration (for example, Asahi Kasei Kogyo). The crude enzyme powder can be obtained by freeze-drying after concentration with a molecular weight cut-off of 13,000) produced by the company. Specifically, in the case of the salting-out method, for example, it can be made into a freeze-dried powder by precipitating with ammonium sulfate (30 to 50% saturated fraction), followed by filtration or centrifugation and desalting. As a desalting method, a general method such as dialysis or a gel filtration method using Sephadex G-25 (manufactured by Pharmacia) is used. Further, the purification of the target product, cellulase S-2, is carried out, for example, by ion exchange using DEAE-Toyopearl under a weakly acidic condition to adsorb the dye. The adsorbed fraction is again subjected to ion exchange chromatography on DEAE-Toyopearl under mildly alkaline conditions and then gel filtration on Sephacryl S-200. It is also effective to utilize affinity chromatography, hydroxyapatite chromatography, hydrophobic chromatography and the like, if necessary, in order to increase the degree of purification.

【0019】かくして得られたセルラーゼS−2は、以
下に示す酵素学的性質を有する。なお、酵素活性の測定
は、以下の方法に従って行った。
The cellulase S-2 thus obtained has the following enzymatic properties. The enzyme activity was measured according to the following method.

【0020】酵素活性測定法 (1)CMC分解活性 反応系でのCMC(A01MC、山陽国策パルプ社製)
の終濃度が1%、リン酸緩衝液(pH7)の終濃度が40
mMとなるような基質溶液0.9mlに、適宜希釈した酵素
液0.1mlを加えて40℃、20分間反応させる。反応
後1mlのDNS溶液を加え100℃で5分間煮沸する。
煮沸後直ちに氷冷し、4mlのイオン交換水を加えた後、
535nmの吸光度を測定する。同時にグルコースの検量
線を測定し、酵素力価は、上記の条件下で1分間に1μ
mol のグルコースに相当する還元糖を生成する酵素量を
1単位とした。
Enzyme activity measurement method (1) CMC decomposition activity CMC in reaction system (A01MC, Sanyo Kokusaku Pulp Co., Ltd.)
Final concentration of 1%, phosphate buffer (pH 7) final concentration is 40%
0.1 ml of the enzyme solution appropriately diluted is added to 0.9 ml of the substrate solution having a mM concentration, and the mixture is reacted at 40 ° C. for 20 minutes. After the reaction, add 1 ml of DNS solution and boil at 100 ° C. for 5 minutes.
Immediately after boiling, cool with ice, add 4 ml of deionized water,
The absorbance at 535 nm is measured. At the same time, a glucose calibration curve was measured and the enzyme titer was 1 μm / min under the above conditions.
The amount of enzyme that produces a reducing sugar corresponding to mol of glucose was defined as 1 unit.

【0021】(2)p−ニトロフェニルセロビオシド分
解活性 反応系での基質(シグマ社製)の終濃度が10mM、リン
酸緩衝液(pH7)終濃度が40mMとなるような基質溶液
0.9mlに適宜希釈した酵素液0.1mlを加えて40
℃、10分間反応させる。その後、1M Na2CO3を3ml
加えて反応を停止後、すばやく405nmの吸光度を測定
する。酵素力価は、上記の条件下で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
た。
(2) p-Nitrophenyl cellobioside degrading activity A substrate solution in which the final concentration of the substrate (manufactured by Sigma) in the reaction system is 10 mM and the final concentration of the phosphate buffer solution (pH 7) is 40 mM. Add 0.1 ml of the enzyme solution appropriately diluted to 9 ml to 40
React at 10 ° C for 10 minutes. Then, 3 ml of 1M Na 2 CO 3
In addition, after stopping the reaction, the absorbance at 405 nm is quickly measured. The enzyme titer was defined as 1 unit of the amount of enzyme that liberates 1 μmol of p-nitrophenol in 1 minute under the above conditions.

【0022】(3)p−ニトロフェニルグルコピラノシ
ド分解活性 反応系での基質(シグマ社製)の終濃度が10mM、リン
酸緩衝液(pH7)終濃度が40mMとなるような基質溶液
0.9mlに適宜希釈した酵素液0.1mlを加えて40
℃、10分間反応させる。その後、1M Na2CO3を3ml
加えて反応を停止後、すばやく405nmの吸光度を測定
する。酵素力価は、上記の条件下で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
た。
(3) p-Nitrophenyl glucopyranoside decomposition activity In 0.9 ml of a substrate solution such that the final concentration of the substrate (manufactured by Sigma) in the reaction system is 10 mM and the final concentration of phosphate buffer solution (pH 7) is 40 mM. Add 0.1 ml of the enzyme solution diluted appropriately to 40
React at 10 ° C for 10 minutes. Then, 3 ml of 1M Na 2 CO 3
In addition, after stopping the reaction, the absorbance at 405 nm is quickly measured. The enzyme titer was defined as 1 unit of the amount of enzyme that liberates 1 μmol of p-nitrophenol in 1 minute under the above conditions.

【0023】(4)p−ニトロフェニルキシロピラノシ
ド分解活性 反応系での基質(シグマ社製)の終濃度が10mM、リン
酸緩衝液(pH7)終濃度が40mMとなるような基質溶液
0.9mlに適宜希釈した酵素液0.1mlを加えて40
℃、10分間反応させる。その後、1M Na2CO3を3ml
加えて反応を停止後、すばやく405nmの吸光度を測定
する。酵素力価は、上記の条件下で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
た。
(4) p-Nitrophenyl xylopyranoside decomposing activity A substrate solution 0 such that the final concentration of the substrate (manufactured by Sigma) in the reaction system is 10 mM and the final concentration of phosphate buffer solution (pH 7) is 40 mM. Add 0.9 ml of appropriately diluted enzyme solution to 9 ml of 40
React at 10 ° C for 10 minutes. Then, 3 ml of 1M Na 2 CO 3
In addition, after stopping the reaction, the absorbance at 405 nm is quickly measured. The enzyme titer was defined as 1 unit of the amount of enzyme that liberates 1 μmol of p-nitrophenol in 1 minute under the above conditions.

【0024】(5)アビセル分解活性 基質として5%アビセル(メルク社製)を用いた以外は
CMC分解活性と同様に行った。
(5) Avicel Degrading Activity The same procedure as for CMC degrading activity was performed except that 5% Avicel (manufactured by Merck) was used as a substrate.

【0025】(6)リン酸膨潤セルロース分解活性 基質として0.4%リン酸膨潤セルロースを用いた以外
はCMC分解活性と同様に行った。
(6) Phosphoric Acid Swelling Cellulose Degrading Activity The same procedure as for CMC degrading activity was performed except that 0.4% phosphoric acid swollen cellulose was used as a substrate.

【0026】(7)濾紙分解活性 基質として0.1%濾紙を用いた以外はCMC分解活性
と同様に行った。
(7) Degradation activity of filter paper The same activity as the decomposition activity of CMC was carried out except that 0.1% filter paper was used as the substrate.

【0027】酵素学的性質 (1)作用 CMCによく作用し、これらを溶解せしめ、還元糖を生
成する。
Enzymatic properties (1) Action It acts well on CMC and dissolves them to form reducing sugar.

【0028】(2)基質特異性 CMCのほか、キシラン及びリケナンに対して明らかに
強い分解能を有することがわかった。また、濾紙、リン
酸膨潤セルロース、カードラン及びラミナリンに対して
も若干の活性を有する。しかし、アビセル等、結晶質繊
維に対する分解活性は有していない。
(2) Substrate specificity It has been found that, in addition to CMC, xylan and lichenan have a clearly strong resolution. It also has some activity against filter paper, phosphoric acid swollen cellulose, curdlan and laminarin. However, it does not have the activity of degrading crystalline fibers such as Avicel.

【0029】(3)作用pH及び至適pH CMCを基質とした場合の作用pHは4〜9、至適pHは
6.5であった。pH4.5〜8.0において、至適pHで
の活性の50%以上の活性を有する(図1)。
(3) Working pH and optimum pH When CMC was used as a substrate, the working pH was 4-9 and the optimum pH was 6.5. At pH 4.5 to 8.0, it has 50% or more of the activity at the optimum pH (Fig. 1).

【0030】(4)pH安定性 40℃、2時間処理した場合、pH3.0〜10.0で失
活しない(図2)。
(4) pH stability When treated at 40 ° C. for 2 hours, it does not deactivate at pH 3.0 to 10.0 (FIG. 2).

【0031】(5)作用温度及び至適温度 40mM、pH7のリン酸緩衝液中で作用温度を測定した結
果、CMCを基質とした場合の作用温度は20〜70
℃、至適温度は40℃であった。30〜50℃において
も至適温度での活性の50%以上の相対活性を有する
(図3)。
(5) Working temperature and optimum temperature As a result of measuring the working temperature in a phosphate buffer of 40 mM and pH 7, the working temperature when CMC is used as a substrate is 20 to 70.
The optimum temperature was 40 ° C. Even at 30 to 50 ° C, it has a relative activity of 50% or more of the activity at the optimum temperature (Fig. 3).

【0032】(6)温度安定性 40mM、pH7のリン酸緩衝液中で、30分間各温度で処
理した場合、0〜50℃の間で安定である(図4)。
(6) Temperature stability When treated in a 40 mM, pH 7 phosphate buffer for 30 minutes at each temperature, it is stable between 0 and 50 ° C (Fig. 4).

【0033】(7)界面活性剤の影響 アルキルスルホン酸ナトリウム塩(SAS)、アルキル
硫酸エステルナトリウム塩(AS)又はポリオキシエチ
レンアルキル硫酸ナトリウム塩(ES)の10%水溶液
とともに40℃で保存した場合2週間後でも50%以上
の残存活性を有する。
(7) Effect of surfactant When stored at 40 ° C. with a 10% aqueous solution of alkylsulfonic acid sodium salt (SAS), alkyl sulfate sodium salt (AS) or polyoxyethylene alkyl sulfate sodium salt (ES). It has a residual activity of 50% or more even after 2 weeks.

【0034】(8)プロテアーゼ耐性 各種プロテアーゼ0.1%存在下で3日間で80%以上
の残存活性を有する。
(8) Protease resistance It has a residual activity of 80% or more in 3 days in the presence of 0.1% of various proteases.

【0035】(9)金属イオンの影響 2mM各種金属イオンを加え、その影響を検討した結果、
Sn2+、Fe2+、Cu2+、Zn 2+及びHg2+により阻害され、Mn2+
により活性化された。
(9) Effect of metal ion As a result of studying the effect by adding 2 mM various metal ions,
Sn2+, Fe2+, Cu2+, Zn 2+And Hg2+Inhibited by Mn2+
Activated by.

【0036】(10)分子量 セファクリルS−200によるゲル濾過法及びSDS電
気泳動法にて38,000±2,000の分子量を有す
る。
(10) Molecular weight It has a molecular weight of 38,000 ± 2,000 by the gel filtration method using Sephacryl S-200 and the SDS electrophoresis method.

【0037】(11)中性糖の含量 フェノール硫酸法では、発色は認められない。(11) Content of Neutral Sugar No color is observed in the phenol-sulfuric acid method.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明の新規セルラーゼS−2は、ほと
んど糖を含有していないにも拘わらず、極めて強いプロ
テアーゼ耐性を示す。更に、基質特異性に関しては、従
来のセルラーゼと比較して非常に作用範囲が広く、より
天然に近いセルロース(濾紙、リン酸膨潤セルロース)
にも作用する。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The novel cellulase S-2 of the present invention exhibits extremely strong protease resistance despite containing almost no sugar. Furthermore, regarding the substrate specificity, it has a much wider range of action than conventional cellulases, and it is a more natural cellulose (filter paper, phosphate swollen cellulose).
Also works.

【0039】また、pH7付近に至適pHを有しているが、
作用pHは4〜9であり、アルカリ側でも作用することが
認められ、広範囲で極めて安定である。
Although it has an optimum pH around pH 7,
The working pH is 4 to 9, and it is recognized that it works even on the alkaline side, and it is extremely stable in a wide range.

【0040】従って、本発明のセルラーゼは、プロテア
ーゼ存在下で洗浄効果を発現することができるため、衣
料用洗浄剤用添加酵素その他に有効に利用することがで
きるものである。
Therefore, the cellulase of the present invention can exert a cleaning effect in the presence of protease, and thus can be effectively used as an additive enzyme for detergents for clothes and the like.

【0041】[0041]

【実施例】次に実施例を挙げ、本発明を更に詳しく説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited thereto.

【0042】実施例1 茨城県鹿島郡周辺の採取土壌約1gを1%NaCl含有滅菌
水5mlに懸濁し、攪拌静置後、その上清をスクリーニン
グ用CMC含有寒天培地(培地1)に塗布し、30℃で
2〜7日培養後、ハローを形成したコロニーを選出し、
セルラーゼ生産菌を取得した。取得菌は、肉眼的及び、
顕微鏡的に単一になるまで単集落分離を繰り返すと、純
粋な分離菌を得ることができた。更に得られた菌を液体
培地(培地2)に接種し、30℃、3日間振とう培養し
た。培養後、遠心分離した上清液に、1%ES、サビナ
ーゼ(ノボ社製)を1AU/mlとなるように添加し、4
0℃にて保存し、pH9におけるCMCase活性の残存
活性を測定し、プロテアーゼ耐性セルラーゼ生産菌を選
択した。上記の方法により、本発明のストレプトマイセ
ス・エスピー KSM−26(FERM P−1354
8)を取得することができた。
Example 1 About 1 g of collected soil around Kashima-gun, Ibaraki prefecture was suspended in 5 ml of sterilized water containing 1% NaCl, and the mixture was allowed to stand with stirring, and the supernatant was applied to an agar medium containing CMC for screening (medium 1). After culturing at 30 ° C. for 2 to 7 days, halo-forming colonies are selected,
A cellulase-producing bacterium was obtained. Acquired bacteria are macroscopic and
By repeating single colony separation until it became microscopically single, pure isolates could be obtained. Further, the obtained bacterium was inoculated into a liquid medium (medium 2) and shake-cultured at 30 ° C. for 3 days. After culturing, 1% ES and savinase (manufactured by Novo Co.) were added to the supernatant liquid after centrifugation at 1 AU / ml, and 4
It was stored at 0 ° C., the residual activity of CMCase activity at pH 9 was measured, and a protease-resistant cellulase-producing bacterium was selected. According to the method described above, Streptomyces sp. KSM-26 (FERM P-1354) of the present invention is used.
8) was able to be acquired.

【表3】 培地1 CMC含有寒天培地(HA−Agar) CMC 3% 腐植酸 0.1% KH2PO4 0.2% MgSO4・7H2O 0.05% NaCl 0.1% Agar 1% 培地2 CMC 1% ポリペプトン 0.1% 酵母エキス 0.05% KH2PO4 0.1% MgSO4・7H2O 0.02%TABLE 3 Medium 1 CMC-containing agar medium (HA-Agar) CMC 3% 0.1% humic acid KH 2 PO 4 0.2% MgSO 4 · 7H 2 O 0.05% NaCl 0.1% Agar 1% 0.05% medium 2 CMC 1% polypeptone 0.1% yeast extract KH 2 PO 4 0.1% MgSO 4 · 7H 2 O 0.02%

【0043】実施例2 実施例1で得たストレプトマイセス・エスピー KSM
−26を、実施例1の培地2においてCMCに代えて3
%ふすまをポリペプトンに代えて0.5%硝酸を用いた
液体培地に接種し、30℃、3日間、通気量0.5vvm
、攪拌数200rpm で30l発酵槽により培養した。
培養後、フィルタープレスにより、菌体及び不溶物を除
き、粗酵素液を得た。この粗酵素15lを限外濾過(旭
化成工業社製、分画分子量6,000)により濃縮、脱
塩を行い、1lの粗酵素液を得た。更に、凍結乾燥を行
い、乾燥粉体としたものをセルラーゼS−2を精製する
際の出発物質とした。
Example 2 Streptomyces sp. KSM obtained in Example 1
-26 was replaced by 3 in place of CMC in the medium 2 of Example 1.
% Bran was replaced with polypeptone in a liquid medium containing 0.5% nitric acid, and the aeration rate was 0.5 vvm at 30 ° C. for 3 days.
The cells were cultivated in a 30-liter fermenter with stirring at 200 rpm.
After culturing, the bacterial cells and insoluble matter were removed by a filter press to obtain a crude enzyme solution. 15 l of this crude enzyme was concentrated and desalted by ultrafiltration (produced by Asahi Chemical Industry Co., Ltd., molecular weight cutoff of 6,000) to obtain 1 l of crude enzyme solution. Further, freeze-drying was performed to obtain a dry powder, which was used as a starting material for purifying cellulase S-2.

【0044】実施例3 実施例2で得られた乾燥粉体(比活性10.8KU/mg
タンパク)について以下の手順で精製を行った。乾燥粉
体5gを500mlの0.02mMリン酸緩衝液(pH6)に
溶解し、9,000×gで10分間遠心分離後、上清
を、同溶液で平衡化したDEAEトヨパール650Mに
よる陰イオン交換クロマトグラフィーに付した。吸着画
分を塩化ナトリウムによる濃度勾配溶出によって溶出さ
せ、セルラーゼS−2画分を取得する。この画分を凍結
乾燥し、次にセファクリルS−200でゲル濾過を行っ
た。その結果、セルラーゼS−2(5.15KU/mg)
を分離することができた。
Example 3 Dry powder obtained in Example 2 (specific activity 10.8 KU / mg
Protein) was purified by the following procedure. Dissolve 5 g of the dry powder in 500 ml of 0.02 mM phosphate buffer (pH 6), centrifuge at 9,000 xg for 10 minutes, and then exchange the supernatant with anion exchanged with DEAE Toyopearl 650M. Subjected to chromatography. The adsorbed fraction is eluted by concentration gradient elution with sodium chloride to obtain the cellulase S-2 fraction. This fraction was lyophilized and then gel filtered on Sephacryl S-200. As a result, cellulase S-2 (5.15 KU / mg)
Could be separated.

【0045】実施例4 実施例3で得られたセルラーゼS−2及び特開昭63−
109777号公報記載のCMCアーゼIについて、種
々の基質に対する酵素活性を、pH7のリン酸緩衝液を用
いて測定した。その結果、表4に示したように、セルラ
ーゼS−2は、CMCのほかにキシラン及びリケナンに
対して明らかに高い分解能を有し、濾紙、リン酸膨潤セ
ルロース及びラミナリンに対しても活性を示した。ま
た、アビセル及びp−ニトロフェニルセロビオシドに対
しては、全く分解能を有していない。この結果から明ら
かなように、本発明のセルラーゼS−2は、CMCアー
ゼIに比較して広い基質特異性を有している。
Example 4 Cellulase S-2 obtained in Example 3 and JP-A-63-
Regarding CMCase I described in Japanese Patent No. 109777, enzyme activity against various substrates was measured using a pH 7 phosphate buffer. As a result, as shown in Table 4, cellulase S-2 has a clearly high resolution for xylan and lichenan in addition to CMC, and also shows activity for filter paper, phosphate swollen cellulose and laminarin. It was In addition, it has no resolution for Avicel and p-nitrophenyl cellobioside. As is clear from this result, the cellulase S-2 of the present invention has a broad substrate specificity as compared with CMCase I.

【0046】[0046]

【表4】 [Table 4]

【0047】実施例5 実施例3で得られたセルラーゼS−2について、プロテ
アーゼ耐性を測定した。トリプシン(シグマ社製)、サ
ビナーゼ(ノボ社製)を終濃度で0.1%となるように
添加し、0.1Mリン酸緩衝液(pH7.0)中で40℃
で保存した。この結果を表5に示す。
Example 5 With respect to the cellulase S-2 obtained in Example 3, the protease resistance was measured. Trypsin (manufactured by Sigma) and savinase (manufactured by Novo) were added to a final concentration of 0.1%, and the mixture was added at 40 ° C. in 0.1M phosphate buffer (pH 7.0).
Saved in. The results are shown in Table 5.

【0048】[0048]

【表5】 [Table 5]

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

【図1】セルラーゼS−2の酵素反応pHと相対活性の関
係を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the enzyme reaction pH and relative activity of cellulase S-2.

【図2】セルラーゼS−2の処理pHと相対活性の関係を
示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the treatment pH and relative activity of cellulase S-2.

【図3】セルラーゼS−2の反応温度と相対活性の関係
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the reaction temperature and relative activity of cellulase S-2.

【図4】セルラーゼS−2と処理温度と相対活性の関係
を示す図である。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between cellulase S-2, treatment temperature and relative activity.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 直人 茨城県鹿島郡波崎町土合本町1−8762−23 花王土合社宅1−201 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Naoto Yamada 1-8762-23 Doihonhonmachi, Hasaki-cho, Kashima-gun, Ibaraki 1-207 Kao Dogosha House 1-201

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 次の物理化学的性質を有するセルラーゼ
S−2。 (1)作用 カルボキシメチルセルロース(CMC)によく作用し、
これらを溶解せしめ、還元糖を生成する。 (2)基質特異性 CMCのほか、キシラン及びリケナンに対して非常によ
く作用し、また濾紙、リン酸膨潤セルロース及びラミナ
リンに対しても若干作用する。 (3)作用pH及び至適pH CMCを基質とした場合の作用pHは4〜9、至適pHは
6.5である。pH4.5〜8.0において、至適pHでの
活性の50%以上の活性を有する。 (4)pH安定性 40℃、2時間処理した場合、pH3.0〜10.0で失
活しない。 (5)作用温度及び至適温度 CMCを基質とした場合の作用温度は20〜70℃、至
適温度は40℃である。30〜50℃においても至適温
度での活性の50%以上の相対活性を有する。 (6)温度安定性 pH7.0、30分間処理した場合、0〜50℃の間で安
定である。 (7)界面活性剤の影響 アルキルスルホン酸ナトリウム塩(SAS)、アルキル
硫酸エステルナトリウム塩(AS)又はポリオキシエチ
レンアルキル硫酸ナトリウム塩(ES)の10%水溶液
とともに40℃で保存した場合2週間後でも50%以上
の残存活性を有する。 (8)プロテアーゼ耐性 プロテアーゼ存在下で3日間で80%以上の残存活性を
有する。 (9)金属イオンの影響 Sn2+、Fe2+、Cu2+、Zn2+及びHg2+により阻害され、Mn2+
により活性化される。 (10)分子量 38,000±2,000(セファクリルS−200に
よるゲル濾過法及びSDS電気泳動法による)。 (11)糖の含量 フェノール硫酸法では、発色は認められない。
1. Cellulase S-2 having the following physicochemical properties. (1) Action It works well on carboxymethylcellulose (CMC),
These are dissolved to produce reducing sugar. (2) Substrate specificity In addition to CMC, it acts very well on xylan and lichenan, and also slightly on filter paper, phosphate swollen cellulose and laminarin. (3) Working pH and optimum pH When CMC is used as a substrate, the working pH is 4 to 9, and the optimum pH is 6.5. At pH 4.5 to 8.0, it has 50% or more of the activity at the optimum pH. (4) pH stability When treated at 40 ° C for 2 hours, it does not deactivate at pH 3.0 to 10.0. (5) Working temperature and optimum temperature When CMC is used as a substrate, the working temperature is 20 to 70 ° C and the optimum temperature is 40 ° C. It has a relative activity of 50% or more of the activity at the optimum temperature even at 30 to 50 ° C. (6) Temperature stability When treated for 30 minutes at pH 7.0, it is stable between 0 and 50 ° C. (7) Effect of surfactant When stored at 40 ° C. with a 10% aqueous solution of alkyl sulfonic acid sodium salt (SAS), alkyl sulfate sodium salt (AS) or polyoxyethylene alkyl sulfate sodium salt (ES) Two weeks later However, it has a residual activity of 50% or more. (8) Protease resistance It has 80% or more residual activity in 3 days in the presence of protease. (9) Effect of metal ions Sn 2+, Fe 2+, Cu 2+ , is inhibited by Zn 2+ and Hg 2+, Mn 2+
Is activated by. (10) Molecular weight 38,000 ± 2,000 (by gel filtration method with Sefacryl S-200 and SDS electrophoresis method). (11) Sugar content No color was observed by the phenol-sulfuric acid method.
【請求項2】 ストレプトマイセス・エスピー KSM
−26(FERMP−13548)の培養物より分離取
得されたものである請求項1記載のセルラーゼS−2。
2. Streptomyces sp. KSM
The cellulase S-2 according to claim 1, which is isolated and obtained from a culture of -26 (FERMP-13548).
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0934997A1 (en) * 1998-02-06 1999-08-11 Henkel Kommanditgesellschaft auf Aktien Detergent composition containing cellulase

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EP0934997A1 (en) * 1998-02-06 1999-08-11 Henkel Kommanditgesellschaft auf Aktien Detergent composition containing cellulase

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