JPH0759562A - フィターゼ及びその製造法 - Google Patents
フィターゼ及びその製造法Info
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Abstract
る。 【構成】 フィチン酸に対して強く作用し、フルクトー
ス−1,6−二リン酸に対してもフィチン酸のおよそ半
分の強さで作用する新規なフィターゼ、及びノイロスポ
ラ属微生物を使用したその製造方法。
Description
pora) 属に属する微生物のフィターゼ、及びその製造法
に関するものである。
ノシトールの6リン酸エステルである。フィチン酸は、
現在、食品中で、金属封鎖剤、栄養剤、発酵助成剤、食
品の退色防止剤として用いられている。一方、このフィ
チン酸は、Zn,Mg,Ca,Feなどと結合し、ミネ
ラルの吸収阻害を起こす(科学同人発行、生化学辞典)
ことが確認されており、Zn欠乏症やカルシウム不足に
よる骨軟化症などを引き起こすといった報告もある。
(A. S. Prasad「Deficiency of Zn in Man and its To
xicity」, Trace Elements in Human Health and Dise-
ase (Vol. 1)., Academic Press., 1976, ISBN 0-12-56
4201-6, C. M. Berlyne et al 「Osteomatacia due to
Ca Deprivation caused by high phytic acid Concentr
ation of unleavened bread 」, Am. J. Clin. Nutri.
26, 1973) しかしながら、最近、このフィチンの部分分
解物(イノシトールの2から5リン酸エステルカルシウ
ム塩)が、カルシウム吸収促進効果を有するといった報
告が出されている(特開平04−270296)。
解することによって、ミネラルの吸収阻害を防止し、家
畜などの飼料への利用が期待できる。また、上記のフィ
チンの部分分解物の製造や、イノシトールの製造への利
用が期待できる。このように有用な酵素であるフィター
ゼは、酵素自体は古くから知られており、豆(N. C. Ma
ndal, S. Burman and B. B. Biswas, Phytochemistry,
11, 495-502 (1972)) や、小麦(Y. Nagai and S. Funa
hashi, Agric. Biol. Chem., 26,794-803 (1962))など
の植物や微生物に発見されている。
ィターゼを高生産する微生物を選択し、培養によって得
るのが効率よい製造法である。現在までに、フィターゼ
を生産すると報告されている微生物は、アスペルギルス
(Aspergillus)属、ペニシリウム(Penicillium)属、ム
コール(Mucor)属のカビ(T. R. Shieh and J. H. War
e, Applied Microbiology, 16, 1348-1351 (1968)) と
細菌、酵母が知られている。
ビにおいては、報文(T. R. Shiehand J. H. Ware, App
lied Microbiology, 16, 1348-1351 (1968)) では、液
体培養上清中にフィターゼ活性がないという記述があ
り、フィターゼ活性を示唆する内容としては、別の報文
(L. F. Johnson and M. E. Tate, Ann. N. Y. Acad. S
ci., 165, 526-532 (1969)) で、ノイロスポラ・クラサ
(Neurospora crassa)の液体培養中に栄養源として添加
したフィチン酸が分解することを記述しているのみであ
る。これらのことから、液体培養によってノイロスポラ
属のカビからフィターゼを製造することは未だ完成して
いないことは明らかである。
べて液体振とう培養で生産されており、その生産酵素量
は、1ユニットを1分間に、1μmol のリン酸を遊離す
る活性と定義すると、最も多く生産するアスペルギルス
・オリゼ(T. R. Shieh andJ. H. Ware, Applied Micro
biology, 16, 1348-1351 (1968)) で1.6ユニット/m
lの活性を示すのみで、アスペルギルス・フィカム(A.
H. J. Ullah and D.M. Gibson, Prep. Biochem., 17, 6
3-91 (1987))で0.6ユニット/ml、バチルス・ナット
ー(M. Shimizu, Biosci. Biotech. Biochem., 56, 126
6-1269 (1992))で0.11ユニット/mlの活性と低い生
産性しか示さない。
生産性の高い微生物により効率よくフィターゼを製造す
ることができる方法を提供しようとするものである。
点を解決するために、フィターゼを高生産する微生物を
求め、種々の実験を行い鋭意検討した。その結果、特
に、固体培養において、フィターゼの生産量が増大する
ノイロスポラ属の微生物を発見し、そのフィターゼを採
取することにより本発明を完成した。
は、従来よくフィターゼ生産に用いられているアスペル
ギルス属のものより強い活性を有し、ノイロスポラ属
(Neurospora) に属する微生物である。このような微生
物であればいずれもこの発明の方法において利用でき、
例えば、財団法人発酵研究所(IFO)に保存されており、
容易に入手することができるノイロスポラ・クラサIFO
6178、ノイロスポラ・シトフィラ IFO 31635、IFO 6069
などを挙げることができる。
に属するフィターゼ生産菌を培地に培養する。培地の栄
養源は、本菌が円滑に生育する限り特に限定するもので
はなく、炭素源としては、グルコース、スクロース、糖
蜜、油脂、穀類などを挙げることができ、また、窒素源
としては、各種ペプトン、大豆粉、コーンステイープリ
カー、酵母エキス、などの同化可能なものを1つあるい
は組み合わせて用いることができる。また、Mg2+,C
a2+,Na+ などの塩類や各種ビタミン類、また培養に
即してpH調整剤を培地に添加することができる。
体培養で、培養温度は通常15から45℃、好ましくは
25から35℃程度で、1から20日間、好ましくは2
から10日間程度培養する。精製方法 ついで、このようにして得られた培養物より水、生理食
塩水、または、緩衝液などを用いて抽出をおこない、固
形分をのぞいて培養抽出液を得る。そして、このように
して得た培養抽出液からフィターゼを単離し、本発明の
フィターゼを得る。まず、培養抽出液からフィターゼを
単離精製するためには、例えば、限外ろ過濃縮、硫安分
画処理、有機溶媒分画処理、イオン交換クロマトグラフ
ィー処理、疎水クロマトグラフィー処理、ゲルろ過処
理、分取ゲル電気泳動処理などのいずれかを必要に応じ
て組み合わせた処理を行い、必要ならば、脱水あるいは
乾燥を行い目的とする酵素を製造する。
方法は、以下に示すとおりである。酵素溶液0.2mlを
45℃で5分間予熱後、0.05mlの50mMフィチン酸
ナトリウム(pH5.7)を加え、15分間反応させた後
に、0.25ml30%TCAを加えて反応を停止させ
る。この液に0.35ml4%アンモニア、0.5ml70
%過塩素酸、0.5mlアミドール(20%亜硫酸水素ナ
トリウム中)、0.25ml8.6%モリブデン酸アンモ
ニウム(20%アンモニア中)、2.9mlイオン交換水
を順次添加した後に、室温に15分間放置後、650nm
の吸光度を測定し、活性を求めた。
1分間に1μmol 無機リン酸を遊離させる酵素量とす
る。酵素の性質 ノイロスポラ・シトフィラ IFO 31635が生産するフィタ
ーゼの性質は、次のとおりである。
の範囲で活性を示し、至適pHは5から6の弱酸性側であ
る。 (2)pH安定性 本フィターゼは図2に示すように5℃、24時間でpH3
より酸性側及びpH10よりアルカリ側で失活が起こり、
pH4からpH9の範囲で安定であった。
囲で活性を示し、至適温度は、約60℃である。 (4)温度安定性 各温度で30分間処理したときの残存活性は図4に示す
とおりである。本フィターゼは、55℃まで安定であ
る。
響を、処理後の残存フィターゼ活性を測定して求めた阻
害度によって調べた。5mMのMn2+,Mg2+,Ca2+,
Co2+の金属イオンとアジ化ナトリウムには阻害されな
いが、エチレンジアミン四酢酸とZn2+には約50%阻
害され、Fe2+には85%、Hg2+,Cu2+にはほぼ1
00%阻害される。
あった。 (7)基質特異性 本フィターゼの基質特異性は、特に、フィチン酸に対し
て高い活性を示し、また、フルクトース−1,6−二リ
ン酸に対しても活性を示した。そのほかの相対活性は次
のとおりである。
フィターゼを利用し、イノシトール、イノシトールリン
酸の製造や、フィチン酸のミネラル吸収阻害を防ぐなど
の用途に用いることができる。
イロスポラ属の株と他の菌株の比較を行った。小麦ふす
ま10g、脱脂大豆1g、水10mlを混合後、500ml
容三角フラスコに入れ、120℃、20分間殺菌を行
い、各菌株を植菌した。一週間、25℃で培養後、10
0mlの生理食塩水を加え、撹拌後、上清の活性を測定し
た。その結果は、次のようになった。
ゼを生産した。
100gと水1Lを加え、120℃、20分間処理を行
い、ノイロスポラ・シトフィラ IFO 31635を植菌した。
25℃、4日間の培養後、8lの水を加え、固形物を取
り除いた。この液には、5970ユニットの活性があっ
た。この液を旭化成工業社製ACL−1010限外膜ろ
過モジュールにより濃縮し、最終的にpH4.5の20mM
酢酸ナトリウム−塩酸緩衝液に置換した。この液の活性
は、7330ユニットであった。この液を同緩衝液で平
衡化したDEAE−トヨパール(トーソー社製)に付し
0から1M NaClグラジエント溶出を行ったとこ
ろ、0.1M NaCl濃度近辺で本フィターゼが溶出
された。この液の活性は、3070ユニットであった。
この画分に40%飽和になるように硫酸アンモニウムを
加え、40%飽和硫酸アンモニウムを加えた同緩衝液で
平衡化したブチルートヨパール(トーソー社製)に付
し、40%から0%飽和硫酸アンモニウムのグラジエン
ト溶出を行ったところ、20%飽和硫酸アンモニウム濃
度近辺で本フィターゼが溶出された。この液の活性は、
2550ユニットであった。濃縮後、0.1M NaC
lを加えた同緩衝液で平衡化したセファデックスG−1
00(ファルマシア社製)でゲルろ過を行い、フィター
ゼ活性画分を得た。この液の活性は、1370ユニット
であった。この液を同緩衝液で透析を一晩おこなった後
に、高速液体クロマトグラフィー用カラム、プロテイン
パックDEAE 8HR(ウォーターズ社製)を用い、
0から1M NaClのリニアグラジエントで分離を行
い活性画分を得た。この液のフィターゼ活性は、102
0ユニットであった。濃縮後、D. E. Williamsらの方法
(D. E. Williams and R. A. Reisfeld, Ann. N. Y. A
cad. Sci., 121, 373, 1964)に基づき、ポリアクリルア
ミドゲル電気泳動を行い、活性画分を蒸留水で抽出し
た。この液を、蒸留水で透析後、凍結乾燥を行うことに
よって、精製酵素標品を得ることができた。上記精製課
程での比活性(mgタンパク質当たりの活性)、回収率は
それぞれ、111ユニット/mg、11.1%であった。
に向いたノイロスポラ属のカビを用いることによって、
大量のフィターゼを容易に取得することができる。
が生産するフィターゼの至適作用pHをpH5.5の活性を
100%とした相対活性として示して有る。
の残存活性で示している。
性を100%として相対活性で示している。
ている。
Claims (3)
- 【請求項1】 次の性質: (1)作用:フィチン酸に作用し、そのリン酸基を除去
する; (2)基質特異性:フィチン酸に対して強く作用し、フ
ルクトース−1,6−二リン酸に対してもフィチン酸の
およそ半分の強さで作用する; (3)至適作用pH:pH3.0〜pH7.5の範囲で活性を
示し、そして、至適pHは、5から6にある; (4)pH安定性:5℃、24時間でpH3より酸性側及び
pH10よりアルカリ側で失活が起こり、pH4からpH9の
範囲で安定である; (5)至適作用温度:30℃から65℃の範囲で活性を
示し、至適温度は、約60℃である; (6)温度安定性:30分間処理したとき、55℃まで
安定である; (7)分子量:ゲル濾過法によって測定した分子量は、
約60kDa 〜81kDaである;を有するフィターゼ。 - 【請求項2】 ノイロスポラ(Neurospora) 属に属する
微生物により生産される請求項1に記載のフィターゼ。 - 【請求項3】 ノイロスポラ属に属し、請求項1に記載
のフィターゼを生産することができる微生物を固体培養
し、培養物からフィターゼを採取することを特徴とする
前記フィターゼの製造法。
Priority Applications (1)
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JP5205227A JPH0795946B2 (ja) | 1993-08-19 | 1993-08-19 | フィターゼ及びその製造法 |
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JPH0759562A true JPH0759562A (ja) | 1995-03-07 |
JPH0795946B2 JPH0795946B2 (ja) | 1995-10-18 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2003000256A (ja) * | 2001-06-11 | 2003-01-07 | Ichibiki Kk | フィターゼをコードする遺伝子及びそれを用いてのフィターゼの製造方法 |
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JPH0450607Y2 (ja) * | 1986-09-22 | 1992-11-30 |
-
1993
- 1993-08-19 JP JP5205227A patent/JPH0795946B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
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JPH0795946B2 (ja) | 1995-10-18 |
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