JPH06327485A - ゲンチアノースの製造方法 - Google Patents

ゲンチアノースの製造方法

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JPH06327485A
JPH06327485A JP14154593A JP14154593A JPH06327485A JP H06327485 A JPH06327485 A JP H06327485A JP 14154593 A JP14154593 A JP 14154593A JP 14154593 A JP14154593 A JP 14154593A JP H06327485 A JPH06327485 A JP H06327485A
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gentianose
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sucrose
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真紀 滝本
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武志 宮田
Michio Aikawa
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ゲンチアノースを収率良く簡便に製造するこ
と。 【構成】 β−グルコシド結合を持つ多糖あるいはその
分解物とショ糖とを含有する溶液にβ−グルコシル転移
活性を有するフラボバクテリウム属に属する微生物SK
P4001または当該微生物SKP4001由来の酵素
とを反応する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ゲンチアノースを収率
よく、簡便に製造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ゲンチアノースは南部ヨーロッパ産のゲ
ンチアナなどのリンドウ科植物の根茎などに含まれる、
O−β−D−グルコピラノシル−(1→6)−α−D−
グルコピラノシル−(1→2)−β−D−フラクトフラ
ノシドという構造を持つ非還元三糖であり天然に少量存
在するのみであるが、ニトロソ尿素誘導体に合成して、
抗白血病剤、抗腫瘍剤として、医薬品としての用途を有
するものである(特公昭60-41078号公報)。しかし、従
来、原料となるゲンチアノースを得るためには、天然物
からの抽出あるいは、多段階の化学合成法によるしかな
く、前者は、夾雑物が多く、ゲンチアノースを単離する
事が困難である等の欠点があり、後者は、、反応工程が
複雑、多段階であり、ゲンチアノースの最終的収率が低
い等の欠点があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者ら
は、上述した問題点を微生物学的手法により解決すべ
く、鋭意研究した結果、製造工程を大幅に簡略化し、そ
のことによってゲンチアノースの最終的収率を高めるこ
とができることを見いだし本発明を完成するに至った。
従って、本発明の目的はゲンチアノースを収率よく、簡
便に製造する方法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者の目的は、β−
グルコシド結合を持つ多糖あるいはその一部分解物とシ
ョ糖とを含有する溶液に、β−グルコシル転移活性を有
する特定の微生物またはその微生物由来の酵素を反応さ
せることにより達成される。
【0005】以下に発明の詳細を説明する。本発明にお
いて用いられるβ−グルコシド結合を持つ多糖とは、基
本的には、β−グルコシル転移反応が進行するものであ
れば特に限定されるものではなく、入手しやすく、低価
格などの点から、実用的なパキマン、カードラン、ラミ
ナリンが好ましい。β−グルコシド結合を持つ多糖の分
解物は、上記の糖などを、それぞれの分解酵素で適当に
分解し、オリゴ糖にしたものや、少糖類にしたもののい
ずれを用いても良い。またショ糖については、精製度は
特に問題でなく、工業用のものでも十分に利用できる。
【0006】本発明で使用する微生物は、徳島県小松島
市で採集された土壌より得られたものであり、単一の炭
素源としてラミナリンを含む寒天培地に生育したものの
中から選択されたものである。
【0007】なお、本発明に使用するこの微生物の菌学
的性質は以下の通りである。 A.形態学的特徴 細胞の形及び大きさ:桿菌、大きさは 0.5μm× 1.0〜
3.0 μm 細胞の多形成:なし 運動性:なし 胞子形成能:なし グラム染色性:陰性 抗酸性:なし
【0008】B.培養学的性質 次の各培地における生育状況 肉汁寒天培地:生育良。コロニーの色は培養初期は淡黄
色であるが、日数の経過にともなって、深黄色になる。
コロニーの形は、完全な円形、光沢があり盛り上がって
いて、粘張性がある。普通寒天培地上で2日間培養後の
コロニーの直径は2〜3ミリメートル。果実様芳香を発
する。 肉汁斜面培地:生育程度は普通。黄色で透明がかってい
て粘張性がある。湿った感じで光沢がある。 肉汁液体培地:生育程度普通から良。濁り、沈殿あり。
不完全なリング形成。 肉汁ゼラチン穿刺培養:20℃にて2日後液化開始。層状
液化。 リトマスミルク:酸により凝固
【0009】C.生理学的性質 硝酸塩の還元:− 脱窒反応:− MRテスト:− VPテスト:− インドールの生成:+ 硫化水素の生成:± 澱粉の加水分解:+ クエン酸の利用:クリステンセン培地には少し生育する
がコーザーの培地には生育しない。 無機窒素の利用:アンモニウム塩も硝酸塩もほとんど利
用しない。 色素の生成:非水溶性の黄色の色素を生成する。 ウレアーゼ:+ オキシダーゼ:+ カタラーゼ:+ 生育の範囲:pH5.0 〜pH9.0 で生育し、4℃〜40℃
で生育する。 酸素に対する態度:通性嫌気性 O−Fテスト* :発酵的(パラフィン封入下では酸化反
応が非常に遅い。) * OFテストの嫌気条件は、パラフィンでスラントを封
入して行った。
【0010】D.その他の生理学的性質 エスクリンの分解:+ マロン酸の利用:− アルギニンの分解:− リジンの脱炭酸反応:− オルニチンの脱炭酸反応:− フェニルアラニンの脱アミノ反応:− β−ガラクトシダーゼ:+ 塩化ナトリウムの耐性:塩化ナトリウム濃度2%までは
生育する。 マッコンキー培地での生育:− リゾチーム耐性:+ レシチナーゼ(Egg-york反応):+ カゼインの分解:+ チロシンの分解:+ チロシン培地での色素の生成:+ ジオキシアセトンの生成:+ グルコン酸の酸化:− セルロースの分解:− 溶血性(羊血寒天):+(7日目に溶血する) ツイーン80の分解:+
【0011】以上の菌学的性質に基づき、本発明に使用
する微生物を、バージェイズ・マニュアル・オブ・シス
テマチック・バクテリオロジー第2巻(Bergey's Manua
l ofsystematic Bacteriology Volume 2)の記載及びそ
の他の研究(岐阜大医学部記要,Vol.38,P380(1990) 、
Microbiol. Immunol.,Vol.34,P73(1990)、Ann. Rev.Mic
robiol., Vol.37,P233(1983) 、J. Gen. Appl. micro-b
iol.,Vol.27,P57(1981))の記載と比較したところ、フ
ラボバクテリウム属に属する細菌であり、フラボバクテ
リウム・インドロゲネスに近い種であると推定される
が、糖の資化性、ウレアーゼ、β−ガラクトシダーゼの
産生及びマロン酸の利用等で違いがあった。また、イン
ドロゲネスは臨床からの分離菌であるのに対し、本発明
で用いる菌は土壌からの分離菌である。以上のような生
育環境の大幅な違い、生理学的性質の違いから、インド
ロゲネスと本菌は類縁ではあるが、同一種ではないと考
えられた。そこで、本菌をフラボバクテリウム・エスピ
ーSKP4001と命名し、平成5年3月22日「微工研
菌寄13537号(FERM P−13537)」とし
て寄託されている。
【0012】本発明の実施に際しては、上記した微生物
の通気攪拌培養により得られた菌体培養液を遠心分離し
て培養上清液を除いた菌体を使用するか、あるいは菌体
から調整した粗酵素液、その粗酵素を各種カラムクロマ
トグラフィーにより精製し、比活性を高めたもの等を使
用することができる。
【0013】また、本発明に使用する酵素としては、シ
ョ糖にグルコースをβ−1、6結合させるものであれば
自由に使用することができるが、中でもフラボバクテリ
ウム属に属する細菌由来のβ−グルコシル糖転移活性を
有する酵素を使用することができる。
【0014】これらの酵素は、菌体膜結合あるいは菌体
内酵素であるので、超音波破砕、フレンチプレス処理、
細菌壁溶解酵素処理等公知の方法により菌体を破砕し、
遠心分離によって菌体残さを除いた後、さらに各種クロ
マトグラフィー、例えばDEAE−セルロースカラム、ゲル
濾過カラム等の公知の方法を使用して精製すると比活性
の高い酵素が得られる。
【0015】本発明で使用する微生物あるいはその微生
物由来の酵素は、ゲンチアノースの生産のみでなく、そ
のβ−グルコシル転移活性を用いて、他の二糖類、例え
ばマルトース、セロビオースや、少糖類、オリゴ糖類、
糖類類似物質例えばアスコルビン酸、リボフラビン、ま
たは配糖体例えばステビオサイド等に、β−グルコシル
転移することもできる。
【0016】次に本発明の転移反応条件について説明す
る。本発明における転移反応に使用するショ糖とβ−グ
ルコシル結合を持つ多糖または、その分解物は、まず水
に溶解させ、その濃度をショ糖は 0.1〜15W/V%、β−グ
ルコシル結合を持つ多糖または分解物は、 0.1〜50W/V%
程度として使用する。転移反応において、β−グルコシ
ル結合を持つ多糖とその分解物の挙動は同じであるの
で、どちらを用いても同様に目的は達成しうるが、グル
コシル結合を持つ多糖の中には、水溶性の低いものがあ
るので、その場合は、水溶性の高い分解物を使用し、反
応操作を容易にすることができる。
【0017】転移反応における、転移酵素の添加量は、
菌体を用いる場合には、基質1gに対して、培養液とし
て5ml以上、好ましくは20〜50ml、菌由来の酵素を用い
る場合には、基質に対して、タンパク質量として 0.5%
以上、好ましくは 2.0〜5.0%である。
【0018】転移反応における反応液のpHと温度は、
β−グルコシル転移活性を有する酵素が反応してゲンチ
アノースを生成させ得る条件であれば良いが、そのpH
としては通常pH4〜10、好ましくはpH5〜8、反応
温度としては20〜85℃、好ましくは30〜75℃が適当であ
る。反応時間は10分以上であれば良く、好ましくは2〜
48時間である。
【0019】なお、転移酵素が最適に反応する条件下で
は、使用したショ糖のうち、40%がゲンチアノースに変
換していた。
【0020】また転移反応方式としては、バッチ方式の
他、公知の方法により菌体、もしくはその酵素を固定化
して連続変換反応による方法等を使用することができ
る。
【0021】以上の転移反応条件により得たゲンチアノ
ース生成溶液は、公知の方法により、各種のカラムクロ
マトグラフィーを組み合わせて、ショ糖、残存したβ−
グルコシル糖化合物と分離することができる。
【0022】
【実施例】
(1)菌体の調整 フラボバクテリウム・エスピーSKP4001をラミナ
リン 0.5W/V%,KH2 PO4 0.5W/V%,(NH4 2
4 0.3W/V%,MgSO4 ・7H2 O0.05W/V%,ポリペ
プトン 0.1W/V%,メタルソルーション(FeSO4 ・7
2 O0.01g,MnCl2 ・4H2 O 0.01g,ZnS
4 ・7H2 O 0.01gを脱イオン水に溶解し、 100ml
にフィルアップした溶液) 0.5V/V%からなる培地1リッ
トルに植菌し、30℃で48時間通気攪拌培養した。得られ
た菌体培養液を遠心分離し、培養上清を除いた菌体を使
用菌体とした。
【0023】(2)転移反応 ショ糖(市販グラニュー糖、純度98%)5g、ラミナリ
ン20g、先に調整した菌体を50mMリン酸バッファー(p
H 7.0)100ml に溶解し、70℃で24時間反応後、温度95
℃で10分間加熱し酵素を失活させた。
【0024】(3)ゲンチアノースの分離 得られた反応液をゲル濾過カラムクロマトグラフィー
(ファルマシア(株)製Sephadex LH−20)に供
し、水で溶出し、ラミナリンとショ糖・反応生成物混合
液を分離した。ショ糖・反応生成物混合液は、減圧濃縮
し、さらにシリカゲル(MERCK製シリカゲル60)
カラムクロマトグラフィー(溶媒;クロロホルム:メタ
ノール:水=6:4:1)に供し、反応生成物 1.7gを
得た。
【0025】(4)ゲンチアノースの確認 前記反応生成液を高速液体クロマトグラフィー(株式会
社島津製作所製LC−10A)にて以下の条件で測定し
たところ、酵素を失活させて反応させた対照と比較する
と、保持時間17分のところと29分のところに新しいピー
クを確認した。(図1及び図2) (HPLCによる分析条件) カラム:順相シリカゲル系カラム(東ソー(株)製 Ami
do−80) 移動相:アセトニトリル:水=70:30 流量: 1.0ml/min 温度:30℃ 検出:RI検出器
【0026】ついで、保持時間17分の生成物について、
起伝導核磁気共鳴装置(株式会社日本電子製GX−27
0型)と、核磁気共鳴装置(株式会社日本電子製GX−
68型)にて、以下の条件によりその構造の確認を行っ
たところ、ゲンチアノースであることが判明した。(図
3及び図4) (H−NMRによる分析条件) 測定溶媒:重水 標準物質:Tsp−d6 270KHz ,20℃ (C−NMRによる分析条件) 測定溶媒:重水 標準物質:Tsp−d6 68KHz ,20℃
【0027】以上のH−NMR,C−NMRによる解析
結果から、本発明により得られた生成物はゲンチアノー
スであることを確認した。なお、もう一方の保持時間29
分のピークは、ゲンチアノースにグルコースが一個付加
した物質であると推定される。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、ゲンチアノースを、従
来の天然からの抽出、あるいは化学合成法によって製造
していたのに比べて、収率よく、簡便に生産でき、工業
的に優れた方法である。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例で得られた反応生成物のクロマトグラフ
ィーを示す図である。
【図2】実施例の転移反応のブランクのクロマトグラフ
ィーを示す図である。
【図3】実施例で得られた反応生成物のH−NMRスペ
クトル線図である。
【図4】実施例で得られた反応生成物のC−NMRのス
ペクトル線図である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 β−グルコシド結合を持つ多糖あるいは
    その分解物とショ糖とを含有する溶液にβ−グルコシル
    転移活性を有するフラボバクテリウム属に属する微生物
    SKP4001または当該微生物SKP4001由来の
    酵素とを反応することを特徴とするゲンチアノースの製
    造方法。
  2. 【請求項2】 β−グルコシド結合を持つ多糖あるいは
    その分解物とフラボバクテリウム属に属する微生物SK
    P4001または当該微生物SKP4001由来の酵素
    とを用いて、二糖類、少糖類、オリゴ糖類、糖類類似物
    質、配糖体等の糖類にβ−グルコシル転移する方法。
  3. 【請求項3】 糖類がショ糖である請求項2記載のβ−
    グルコシル転移する方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62155096A (ja) * 1985-12-27 1987-07-10 Dainippon Ink & Chem Inc β−1,3−グリコシルステビオ−ル配糖体の製造法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62155096A (ja) * 1985-12-27 1987-07-10 Dainippon Ink & Chem Inc β−1,3−グリコシルステビオ−ル配糖体の製造法

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