JPH0761263B2 - Novel esterase and method for producing the same - Google Patents
Novel esterase and method for producing the sameInfo
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- JPH0761263B2 JPH0761263B2 JP14745286A JP14745286A JPH0761263B2 JP H0761263 B2 JPH0761263 B2 JP H0761263B2 JP 14745286 A JP14745286 A JP 14745286A JP 14745286 A JP14745286 A JP 14745286A JP H0761263 B2 JPH0761263 B2 JP H0761263B2
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【発明の詳細な説明】 本発明は、微生物由来の新規なエステラーゼ及びその製
造法に関する。更に詳しくは、本発明はバシラス(Baci
llus)属に属する微生物を培養して得られる新規なエス
テラーゼ及びその製法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a novel esterase derived from a microorganism and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to Baci
The present invention relates to a novel esterase obtained by culturing a microorganism belonging to the genus llus) and a method for producing the same.
一般にエステラーゼとは、エステル結合を有する基質を
加水分解する酵素の総称であり、その基質特異性により
カルボン酸エステルに作用するもの、チオールエステル
に作用するもの、リン酸エステルに作用するもの、硫酸
エステルに作用するものに分類される。狭義にはカルボ
ン酸エステルに作用するもののうち、低級脂肪酸のエス
テルを加水分解するものをエステラーゼと呼びグリセロ
ールエステルを加水分解するものをリパーゼと呼んでい
る。リパーゼの粗標品には、リパーゼ作用の他にエステ
ラーゼ作用があり、両作用は実用上、耐熱性、トリプシ
ン及びアルカリ感受性や、基質であるエステルの脂肪酸
の鎖長の差などで区別されている。In general, esterase is a general term for enzymes that hydrolyze a substrate having an ester bond, and acts on a carboxylic acid ester, acts on a thiol ester, acts on a phosphoric acid ester, and acts on a sulfate ester depending on its substrate specificity. Are classified as those that act on. In a narrow sense, among those that act on carboxylic acid esters, those that hydrolyze lower fatty acid esters are called esterases, and those that hydrolyze glycerol esters are called lipases. The crude preparation of lipase has an esterase action in addition to the lipase action, and both actions are practically distinguished by heat resistance, trypsin and alkali sensitivity, and difference in chain length of fatty acid of substrate ester. .
しかし両作用の相違はむしろ基質の物理的存在状態の相
違に起因するといわれている。即ちエステラーゼ反応
は、水溶液中の基質に対して酵素が作用するとされてい
るが、リパーゼ反応は水に不溶性の基質と水との界面で
進行すると言われている。(例えばSardaら,Biochem.Bi
ophys.Acta.30 513(1958)参照)。本発明にいうエス
テラーゼは上記の狭義のエステラーゼを意味する。However, it is said that the difference between the two actions is due to the difference in the physical existence state of the substrate. That is, in the esterase reaction, the enzyme acts on the substrate in the aqueous solution, but the lipase reaction is said to proceed at the interface between the water-insoluble substrate and water. (For example Sarda et al., Biochem. Bi
See ophys.Acta .30 513 (1958)). The esterase referred to in the present invention means the above-mentioned narrowly defined esterase.
近年、酵素を有機合成に応用する試みがさかんに行われ
ており、各種のエステル化合物を酵素エステラーゼを用
いて加水分解し、光学活性化合物を取得する事、或いは
プロキラルな化合物からキラルな化合物を創製する事等
の試みが数多く報告されている。それらの報告の多くの
ものは豚肝エステラーゼ(Pig liver esterase又はPorc
ine liver esterase)を用いたものであるが(例えばLa
umenらTetrahedron Lett.26 407〜410(1985)及びWang
らJ.Am.Chem.Soc.106 3695(1984)参照)豚肝エステラ
ーゼは高価であるうえに量的な供給に制限があり工業的
使用には不利であるため、豚肝エステラーゼの代わり
に、微生物起源のエステラーゼを用いる方法も試みられ
ている。その際エステラーゼ産生微生物菌体を用いてい
るのが一般的であり、酵素エステラーゼを精製しその性
質を明らかにしている例はほとんどない。(例えばKota
niら,Agric.Biol.Chem.47 1363〜1365(1983);Fujimot
oら,J.Chem.Soc.Chem.Commun.1333〜1334(1985);及
びBrannonら,J.Antibiot29 121〜124(1976)参照)。In recent years, many attempts have been made to apply enzymes to organic synthesis, and various ester compounds are hydrolyzed using the enzyme esterase to obtain optically active compounds, or to create chiral compounds from prochiral compounds. Many attempts to do things have been reported. Many of these reports are based on pig liver esterase (Pig liver esterase or Porc).
ine liver esterase) (eg La
umen et al. Tetrahedron Lett. 26 407-410 (1985) and Wang
J. Am. Chem. Soc. 106 3695 (1984)) Pig liver esterase is expensive and has a limited quantitative supply, which is disadvantageous for industrial use. Therefore, instead of pig liver esterase, A method using an esterase of microbial origin has also been tried. In that case, it is general to use esterase-producing microbial cells, and there are few examples in which the enzyme esterase is purified to clarify its properties. (Eg Kota
ni et al., Agric. Biol . Chem .47 1363-1365 (1983); Fujimot.
O. et al., J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1333-1334 (1985); and Brannon et al., J. Antibiot 29 121-124 (1976)).
一方、微生物起源のエステラーゼとしては Bacillus subtilis ATCC 6633(Biochem.Biophys.Act
a.485367−378(1977))、Bacillussubtilis SR22
(Biochem.Biophys.Acta.429 191−197(1976))、B
acillus subtilis NRRL−B−558(Appl.Microbiol.30
413−419(1975))、Bacillus stearothemophilus
(Archiv.Biochem.Biophys.160 504−513(1974))、
Pseudomonas aeruginosa(J.Biochem.86 643−656(1
979)、Pseudomonas cepacia(J.Bacteriol.118 880
−889(1974))、Pseudomonas fluorescens(J.Bioc
hem.95 1047−1054(1984)及び特開昭60−30681)、
Escherichia coli K−12(J.Bacteriol.149 6−14(198
2))、Aspergillus niger NRRL337(Agric.Biol.Che
m.47 1865−1868(1983)及びMycobacterium smegmat
is ATCC14468(J.Bacteriol.155 1249−1259(1983))
起源のエステラーゼ等が報告されているが、B.subtilis
NRRL−B−558起源のエステラーゼをセファロスポリン
誘導体の合成に応用した例を除いて、いずれの場合にも
有機合成反応への応用については全く触れられていな
い。On the other hand, Bacillus subtilis ATCC 6633 (Biochem.Biophys.Act
485 367-378 (1977)), Bacillus subtilis SR22
(Biochem. Biophys. Acta. 429 191-197 (1976)), B
acillus subtilis NRRL-B-558 (Appl. Microbiol. 30
413-419 (1975)), Bacillus stearothemophilus
(Archiv.Biochem.Biophys .160 504-513 (1974)) ,
Pseudomonas aeruginosa (J. Biochem .86 643-656 (1
979), Pseudomonas cepacia (J. Bacteriol. 118 880
-889 (1974), Pseudomonas fluorescens (J. Bioc
hem. 95 1047-1054 (1984) and JP-A-60-30681),
Escherichia coli K-12 (J. Bacteriol. 149 6-14 (198
2)), Aspergillus niger NRRL337 (Agric.Biol.Che
m. 47 1865-1868 (1983) and Mycobacterium smegmat
is ATCC14468 (J. Bacteriol. 155 1249-1259 (1983))
Esterases of origin have been reported, but B. subtilis
In all cases, no mention is made of the application to the organic synthesis reaction, except for the case where the esterase derived from NRRL-B-558 is applied to the synthesis of cephalosporin derivatives.
本発明者らは、この様な状況のもとで豚肝エステラーゼ
と同様に有機合成反応への応用範囲の広い、微生物起源
のエステラーゼを取得すべく研究を重ねた結果、本発明
者らによって土壌より新たに分離されたバシラス(Baci
llus)属に属する新規微生物バシラスエスピーDC−1
(Bacillus sp.DC−1)(微工研菌寄第8719号;特願昭
61−92595)の産生する新規なエステラーゼがかかる優
れた性質を有する事を見出し本発明を完成するに至っ
た。Under the circumstances, the present inventors have conducted extensive research to obtain an esterase of microbial origin, which has a wide range of applications to organic synthetic reactions like pig liver esterase. The more newly separated Baci
llus) a new microorganism belonging to the genus
(Bacillus sp. DC-1) (Ministry of Industrial Research, Microbiology Research Institute No. 8719;
61-92595) has been found to have such excellent properties, and the present invention has been completed.
即ち、本発明は、かかる優れた性質を有する微生物由来
の新規エステラーゼを供給する事によって有機合成化学
の分野で該エステラーゼを用い、光学活性化合物の製造
及びプロキラルな化合物からキラル化合物の創製等を工
業的に実施する事を可能にするものである。That is, the present invention uses the esterase in the field of synthetic organic chemistry by supplying a novel esterase derived from a microorganism having such excellent properties, to produce an optically active compound and to produce a chiral compound from a prochiral compound. It can be carried out in a targeted manner.
本発明は第1に以下に示す理化学的性質を有する新規な
エステラーゼに関する。The present invention firstly relates to a novel esterase having the following physicochemical properties.
1)作用: 有機カルボン酸エステルのエステル結合を加水分解す
る。1) Action: Hydrolyze the ester bond of the organic carboxylic acid ester.
2)基質特異性: 主として有機カルボン酸のアルコールエステルに作用
し、水溶性の短鎖脂肪酸エステルに高い活性を有する。
短鎖のモノ及びトリアシルグリセライドには作用する
が、長鎖のモノ、ジ、及びトリアシルグリセライドには
作用しない。パルミトイルCoAには作用するが、アセチ
ルCoA,コリンエステル,及びコレステロールエステルに
は作用しない。2) Substrate specificity: It acts mainly on alcohol esters of organic carboxylic acids and has high activity on water-soluble short-chain fatty acid esters.
It works on short chain mono- and triacyl glycerides but not on long chain mono-, di- and triacyl glycerides. It acts on palmitoyl CoA but not acetyl CoA, choline esters, and cholesterol esters.
3)至適pH及びpH安定性: ジクロロビニル菊酸(以下、DCP−Iと記す。)のP−
ニトロフェニルエステルを基質とした時の加水分解の至
適pHは、8.5〜9.0である。10mMトリス塩酸緩衝液(pH7.
0〜9.0)及び10mMリン酸緩衝液(pH5.0〜7.0)を用いた
場合、4℃、48時間後の残存活性はpH7.0〜9.0では約10
0%、pH6.0では約45%、pH5.0では約20%である。3) Optimum pH and pH stability: P- of dichlorovinyl chrysanthemic acid (hereinafter referred to as DCP-I).
The optimum pH for hydrolysis using nitrophenyl ester as a substrate is 8.5 to 9.0. 10 mM Tris-HCl buffer (pH 7.
0 to 9.0) and 10 mM phosphate buffer (pH 5.0 to 7.0), the residual activity after 4 hours at 4 ° C was about 10 at pH 7.0 to 9.0.
It is about 45% at 0%, pH 6.0 and about 20% at pH 5.0.
4)至適温度及び熱安定性: DCPIのP−ニトロフェニルエステルを基質とした時の加
水分解の至適温度は100mMトリス塩酸緩衝液pH9.0中で50
〜55℃である。4) Optimum temperature and thermal stability: When using P-nitrophenyl ester of DCPI as a substrate, the optimum temperature for hydrolysis is 50 in 100 mM Tris-HCl buffer pH 9.0.
It is ~ 55 ° C.
同緩衝液中、各温度で10分間処理後の残存活性は、35℃
100%、40℃で約80%、50℃で約15%である。Residual activity after treatment in the same buffer for 10 minutes at each temperature is 35 ° C.
100%, about 80% at 40 ° C, about 15% at 50 ° C.
5)分子量: 54,000±2,000(ゲル濾過及びSDS−ポリアクリルアミド
ゲル電気泳動法による) 6)等電点: 4.8±0.1 7)失活条件: a)100μMフェニルメチルスルフォニルフルオライド
(PMSF)又は80μMジイソプロピルフルオロリン酸(DI
FP)存在下に37℃10分間処理すると完全に失活する。5) Molecular weight: 54,000 ± 2,000 (by gel filtration and SDS-polyacrylamide gel electrophoresis) 6) Isoelectric point: 4.8 ± 0.1 7) Deactivation condition: a) 100 μM phenylmethylsulfonyl fluoride (PMSF) or 80 μM diisopropyl Fluorophosphoric acid (DI
FP) is completely inactivated when treated at 37 ° C for 10 minutes.
b)1mMデオキシコール酸ナトリウム及び5mMラウリル硫
酸ナトリウムを含む100mMトリス塩酸緩衝液(pH9.0)で
37℃10分間処理すると各々約25%及び約70%活性が低下
する。b) 100 mM Tris-HCl buffer (pH 9.0) containing 1 mM sodium deoxycholate and 5 mM sodium lauryl sulfate
Treatment at 37 ° C for 10 minutes decreases the activity by about 25% and about 70%, respectively.
本発明のエステラーゼはサブユニット構造を持たない1
本鎖ペプチドでその分子量が54,000±2,000である点
で、Bacillus subtilis ATCC6633(150,000),Bacillus
subtilis NRRL−B−558(190,000),Bacillus subtil
is SR−22(160,000),Bacillus stearothemophilus(4
2,000〜47,000),Pseudomonas cepacia(34,500),Pseu
dmonas fluorescens(48,000),Aspergillus niger NRR
L337(23,000、27,800、29,500、127,000)及びMycobac
terium smegmatis ATCC 14468(36,000〜41,000)由来
のエステラーゼとは明らかに異なっている。又Pseudomo
nas aeruginosa起源のエステラーゼはジイソプロピルフ
ルオロリン酸及びラウリル硫酸ナトリウムにより失活し
ないのに対して、本発明のエステラーゼは、5mMラウリ
ル硫酸ナトリウムで約70%,80μMジイソプロピルフル
オロリン酸で完全に失活する点で異なる。更にEscheric
hia coli K−12起源のエステラーゼは膜に存在するカル
ボキシルペプチダーゼと言うべきもので、これも本発明
のエステラーゼとは細胞内局在性の点で相違は明らかで
ある。よって本発明のエステラーゼは従来知られていな
い新規なエステラーゼである。The esterase of the present invention has no subunit structure 1
This chain peptide has a molecular weight of 54,000 ± 2,000, which means that Bacillus subtilis ATCC6633 (150,000), Bacillus
subtilis NRRL-B-558 (190,000), Bacillus subtil
is SR-22 (160,000), Bacillus stearothemophilus (4
2,000 ~ 47,000), Pseudomonas cepacia (34,500), Pseu
dmonas fluorescens (48,000), Aspergillus niger NRR
L337 (23,000, 27,800, 29,500, 127,000) and Mycobac
It is clearly different from the esterase derived from terium smegmatis ATCC 14468 (36,000-41,000). Also Pseudomo
The esterase of nas aeruginosa origin is not inactivated by diisopropyl fluorophosphate and sodium lauryl sulfate, whereas the esterase of the present invention is completely inactivated by about 70% at 5 mM sodium lauryl sulfate and 80 μM diisopropyl fluorophosphate. Different. Furthermore Escheric
The esterase derived from hia coli K-12 should be called a carboxylpeptidase existing in the membrane, and this is also clearly different from the esterase of the present invention in terms of intracellular localization. Therefore, the esterase of the present invention is a novel esterase that has hitherto been unknown.
第2に本発明は、バシラス(Bacills)属に属し、上記
の性質を有する新規なエステラーゼの産生能を有する微
生物を培養し、培養菌体中に該酵素を蓄積せしめ、これ
を分離、採取する事を特徴とするエステラーゼの製造法
に関する。Secondly, the present invention cultivates a microorganism which belongs to the genus Bacillus and has the ability to produce a novel esterase having the above-mentioned properties, accumulates the enzyme in the cultured cells, separates and collects it. The present invention relates to a method for producing esterase characterized by the above.
本発明の新規なエステラーゼは微生物を用いて生産さ
れ、その産生菌としてはバシラス(Bacillus)属に属
し、上記性質を有する酵素を産生する能力を有する株で
あればよく例えばバシラス エスピーDC−1(Bacillus
sp.DC−1)が挙げられる。本菌株は微工研菌寄第8719
号として寄託されており、その菌学的性質は以下のとお
りである。The novel esterase of the present invention is produced by using a microorganism, and as a producing bacterium thereof, a strain belonging to the genus Bacillus and having the ability to produce the enzyme having the above-mentioned properties may be used, for example, Bacillus sp. DC-1 ( Bacillus
sp.DC-1). This strain is Microtechnology Research Institute
It has been deposited as an issue and its mycological properties are as follows.
(a)形態 1)細胞の形態および大きさ: 桿状で(0.5〜0.6)μm×(1.2〜1.7)μm。単独また
は2〜3個の連鎖をなす。(A) Morphology 1) Cell morphology and size: Rod-shaped (0.5-0.6) μm × (1.2-1.7) μm. A single chain or 2-3 chains are formed.
2)多形性:なし 3)運動性:あり 周鞭毛を有する。2) Polymorphism: None 3) Motility: Yes Has periflagellates.
4)胞子の形成:あり 球状あるいはやや卵形で、直径0.4〜0.6μm。栄養細胞
の末端に形成されふくらみを有する。4) Spore formation: Yes Spherical or slightly oval, 0.4-0.6 μm in diameter. It is formed at the end of vegetative cells and has a bulge.
5)グラム染色:陰性 6)抗酸性:なし (b)各種培地における生育状態 1)肉汁寒天平板培地(35℃、24時間) 形状:円形 周縁:なし 隆起:凸状 光沢:あり 表面:平滑 色調:半透明で黄白色 2)肉汁寒天斜面培養(35℃、24時間) 生育度:普通 拡布状またはじゅず状に生育 表面:平滑 色調:半透明で黄白色 光沢:あり 3)肉汁液体培養(35℃、24時間) 生育度:普通 着色・脱色:なし 表面生育:菌環は形成しない 沈渣:生じる 4)肉汁ゼラチン穿刺培養(35℃、14日間) ゼラチンを液化しない。5) Gram stain: Negative 6) Anti-acidity: None (b) Growth condition in various media 1) Meat broth agar plate medium (35 ° C, 24 hours) Shape: Circular rim: None Ridge: Convex gloss: Yes Surface: Smooth color tone : Translucent and yellowish white 2) Broth agar slope culture (35 ° C, 24 hours) Growth rate: Normal Spread or juliform growth Surface: Smooth color tone: Translucent yellowish white gloss: Yes 3) Broth liquid culture (35 (° C, 24 hours) Growth rate: Normal Coloring / decolorization: None Surface growth: No bacterial ring is formed Sediment: Occurs 4) Meat juice gelatin stab culture (35 ° C, 14 days) Do not liquefy gelatin.
5)リトマスミルク培地(35℃、14日間) わずかにアルカリ化し、凝固およびペプトン化しない。5) Litmus milk medium (35 ° C, 14 days) Slightly alkalinized, not coagulated or peptone.
(c)生理学的性質 35℃、1〜5日間培養。陰性のものは14日間まで観察。(C) Physiological properties Culture at 35 ° C. for 1 to 5 days. Negative ones are observed for up to 14 days.
1)硝酸塩の還元:陽性 硝酸を還元し、亜硝酸を生成する。1) Reduction of nitrate: Positive nitric acid is reduced to produce nitrous acid.
2)脱窒反応:陰性 3)MRテスト:陰性 4)VPテスト:陰性 5)インドールの生成:陰性 6)硫化水素の生成:陰性 7)デンプンの加水分解:陰性 8)クエン酸の利用 Koserの培地:陰性 Christensenの培地:陽性 9)無機・窒素源の利用 山里らによるStanierらの培地の変法: (Yamazato et al.J.Gen.Appl.Microbiol.(1982)28:1
95−213)を用い、コハク酸ナトリウムを炭素源として
使用した。2) Denitrification reaction: negative 3) MR test: negative 4) VP test: negative 5) Indole formation: negative 6) Hydrogen sulfide formation: negative 7) Starch hydrolysis: negative 8) Use of citric acid Koser's Medium: Negative Christensen's medium: Positive 9) Utilization of inorganic and nitrogen sources Modified method of Stanier's medium by Yamazato et al .: (Yamazato et al. J. Gen. Appl. Microbiol. (1982) 28: 1.
95-213) and sodium succinate was used as the carbon source.
硝酸塩:利用しない アンモニウム塩:利用する。Nitrate: Not used Ammonium salt: Used
10)色素の生成:生成しない 11)ウレアーゼ Christensenの尿素培地:陽性 12)オキシターゼ:陽性 13)カタラーゼ:陽性 14)生育の範囲 生育温度:10〜45℃(最適30〜35℃) 生育pH:6.0〜9.5(最適8.5〜9.0) 15)酸素に対する態度:好気的にのみ生育する 16)OFテスト:陰性 17)糖類からの酸・ガスの生成 酸 ガス L−アラビノース − − D−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 − − 麦芽糖 − − ショ糖 − − 乳糖 − − トレハロース − − D−ソルビトール − − D−マンニット − − イノシット − − グリセリン − − デンプン − − 以上の菌学的性質を有する菌について、バージェイズ・
マニュアル・オブ・デターミィネィティブ・バクテリオ
ロジー(Bergey′s Manual of Determinative Bacterio
logy)第8版(1974年)に基づき検索した結果、好気的
条件下に生育する有胞子桿菌であることから、バシラス
(Bacillus)属に属する菌株と同定した。また、本菌株
を同属中の菌種と比較すると、バシラス・スファエリカ
ス(Bacillus sphaericus)およびバシラス・パステウ
リー(Bacillus pasteurii)に近似しているが、第1表
に示す点で、これらの菌種とは異なっている。10) Pigment formation: No formation 11) Urease Christensen's urea medium: positive 12) oxidase: positive 13) catalase: positive 14) Range of growth Growth temperature: 10 to 45 ° C (optimal 30 to 35 ° C) Growth pH: 6.0 ~ 9.5 (optimal 8.5-9.0) 15) Attitude toward oxygen: grows only aerobically 16) OF test: Negative 17) Production of acid / gas from sugars Acid gas L-arabinose-D-xylose-D -Glucose-D-mannose-D-fructose-D-galactose-maltose-sucrose-lactose-trehalose-D-sorbitol-D-mannitol-inosit-glycerin-starch − − For bacteria having the above-mentioned mycological properties, Barjay's
Manual of Determinative Bacterio (Bergey's Manual of Determinative Bacterio
logy) 8th edition (1974), and as a result, it was identified as a strain belonging to the genus Bacillus because it is a spore bacillus that grows under aerobic conditions. In addition, when this strain is compared with strains belonging to the same genus, it is similar to Bacillus sphaericus and Bacillus pasteurii, but in terms of Table 1, these strains are Is different.
以上のことから、本菌株をバシラス(Bacillus)属に属
する新菌種と認め、バシラス エスピーDC−1(Bacill
us sp.DC−1)と命名した。 From the above, this strain was identified as a new strain belonging to the genus Bacillus, and Bacillus sp. DC-1 (Bacillus sp.
us sp. DC-1).
本発明に用いる微生物としては本菌株とその変種、変異
株に限定されるものではなく、上記性質の酵素を有する
ものであれば良い。The microorganism used in the present invention is not limited to the strain of the present invention and its variants and mutants, and any microorganism having the above-mentioned enzyme may be used.
本発明の新規なエステラーゼの産生菌は醗酵学の分野で
公知の常法に従って培養する事ができる。使用する培地
としては炭素源、窒素源、無機物及びその他栄養素を適
当量含有する培地ならば合成培地又は天然培地のいずれ
も使用可能であり、液体培地又は固体培地を用いて培養
することができる。具体的には炭素源としては、グルコ
ース、フラクトース、マルトース、ガラクトース、リボ
ース、サッカロース、澱粉、澱粉加水分解物、糖蜜、廃
糖蜜などの糖類、麦、米などの天然炭水化物、グリセロ
ール、マンニトール、メタノール、エタノールなどのア
ルコール類、グルコン酸、ピルビン酸、酢酸、クエン酸
などの脂肪酸類、ノルマルパラフィン、ケロシンなどの
炭化水素類、グリシン、グルタミン酸、グルタミン、ア
ラニン、アスパラギンなどのアミノ酸類など一般的な炭
素源より使用する微生物の資化性を考慮して、一種また
は二種以上適宜選択して使用すれば良い。窒素源として
は、肉エキス、ペプトン、酵母エキス、乾燥酵母、大豆
加水分解物、大豆粉、ミルクカゼイン、カザミノ酸、各
種アミノ酸、コーンスティープリカー、フィッシュミー
ルないし、その加水分解物、その他の動物、植物、微生
物の加水分解物などの有機窒素化合物、アンモニア、硝
酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウ
ム、リン酸アンモニウム、酢酸アンモニウムなどのアン
モニウム塩、硝酸ナトリウムなどの硝酸塩、尿素など無
機窒素化合物より使用微生物の資化性を考慮し、一種ま
たは二種以上を適宜選択して使用する。The novel esterase-producing bacterium of the present invention can be cultured according to a conventional method known in the field of fermentation. As the medium to be used, any of synthetic medium and natural medium can be used as long as it contains a suitable amount of carbon source, nitrogen source, inorganic substance and other nutrients, and it can be cultured using liquid medium or solid medium. Specifically, as the carbon source, glucose, fructose, maltose, galactose, ribose, saccharose, starch, starch hydrolyzate, molasses, sugars such as molasses, wheat, natural carbohydrates such as rice, glycerol, mannitol, methanol, Alcohols such as ethanol, fatty acids such as gluconic acid, pyruvic acid, acetic acid and citric acid, hydrocarbons such as normal paraffin and kerosene, general carbon sources such as glycine, glutamic acid, amino acids such as glutamine, alanine and asparagine In consideration of the assimilation property of the microorganism to be used, one kind or two or more kinds may be appropriately selected and used. As the nitrogen source, meat extract, peptone, yeast extract, dry yeast, soybean hydrolyzate, soybean powder, milk casein, casamino acid, various amino acids, corn steep liquor, fish meal or its hydrolyzate, other animals, Use of organic nitrogen compounds such as hydrolysates of plants and microorganisms, ammonia, ammonium salts such as ammonium nitrate, ammonium sulfate, ammonium chloride, ammonium phosphate, ammonium acetate, nitrates such as sodium nitrate, inorganic nitrogen compounds such as urea Considering sex, one or more kinds are appropriately selected and used.
さらに、無機塩として微量のマグネシウム、マンガン、
鉄、亜鉛、銅、ナトリウム、カルシウム、カリウムなど
のリン酸塩、塩酸塩、硫酸塩、炭酸塩、酢酸塩などの一
種または二種以上適宜添加し、必要に応じて植物油、界
面活性剤などの消泡剤を添加しても良い。Furthermore, as inorganic salts, trace amounts of magnesium, manganese,
One or more of phosphates such as iron, zinc, copper, sodium, calcium and potassium, hydrochlorides, sulfates, carbonates, acetates and the like are appropriately added, and vegetable oils, surfactants and the like are added as necessary. An antifoaming agent may be added.
培養は、前記培地成分を含有する液体培地中で振盪培
養、通気攪拌培養、静置培養、連続培養などの通常の培
養法を用いて行うことができる。The culturing can be carried out in a liquid medium containing the above-mentioned medium components using a usual culturing method such as shaking culturing, aeration stirring culturing, stationary culturing, continuous culturing and the like.
培養条件は、培地の種類、培養法により適宜選択すれば
良く、本菌株が増殖し、エステラーゼを産生できる条件
であれば特に制限はない。通常は、培養開始のpHを8〜
9に調整し、30〜35℃の温度条件下で培養することが好
ましい。培養日数は通常1〜2日が適当である。The culture conditions may be appropriately selected depending on the type of medium and the culture method, and are not particularly limited as long as the strain can grow and produce esterase. Usually, the pH at the start of culture is 8 ~
It is preferable to adjust to 9 and culture under the temperature condition of 30 to 35 ° C. The appropriate number of days for culturing is usually 1 to 2 days.
以上のようにして培養中に産生蓄積されたエステラーゼ
は次の様な方法で採取、分離する事ができる。The esterase produced and accumulated in the culture as described above can be collected and separated by the following method.
本エステラーゼは、菌体内に蓄積されるので、培養終了
後、菌体を濾過、遠心分離等の方法で集め、水又は緩衝
液で洗浄した後、例えば凍結融解処理、超音波処理、加
圧処理、浸透圧差処理、,磨砕処理及びアセトン風乾処
理等の物理的手段、もしくは例えばリゾチーム、セルラ
ーゼ等の細胞壁溶解酵素処理の様な生化学的処理もしく
は界面活性剤との接触処理などの化学的処理を単独もし
くは組み合わせて施す事により、菌体を破砕し、エステ
ラーゼを抽出する事ができる。Since this esterase accumulates in the microbial cells, after culturing, the microbial cells are collected by a method such as filtration or centrifugation and washed with water or a buffer solution, for example, freeze-thaw treatment, ultrasonic treatment, pressure treatment. , Physical treatment such as osmotic pressure difference treatment, grinding treatment and acetone air-drying treatment, or biochemical treatment such as cell wall lysing enzyme treatment such as lysozyme and cellulase, or chemical treatment such as contact treatment with a surfactant. By applying these alone or in combination, the bacterial cells can be crushed and the esterase can be extracted.
その一例を挙げれば次の通りである。An example is as follows.
即ち、遠心分離により集めた菌体を100mMリン酸カリウ
ム緩衝液(pH9.0)で数回洗浄した後、同緩衝液に懸濁
し、加圧型破砕装置フレンチ・プレスにより菌体を加圧
破砕してエステラーゼを抽出する。こうして菌体抽出物
より得られる粗エステラーゼは塩析、有機溶媒による分
別沈澱、イオン交換クロマトグラフィー、ゲル濾過、疎
水性クロマトグラフィー、水素結合クロマトグラフィ
ー、アフィニティクロマトグラフィー等のカラムクロマ
トグラフィーや高速液体クロマトグラフィー及び電気泳
動などの生化学分野で公知の手段を単独にもしくは組み
合わせて用いて精製する事ができる。That is, the cells collected by centrifugation were washed several times with 100 mM potassium phosphate buffer (pH 9.0), suspended in the same buffer, and the cells were pressure-crushed with a pressure-type crusher French press. To extract esterase. The crude esterase thus obtained from the bacterial cell extract is subjected to column chromatography such as salting out, fractional precipitation with an organic solvent, ion exchange chromatography, gel filtration, hydrophobic chromatography, hydrogen bond chromatography, affinity chromatography and high performance liquid chromatography. It is possible to purify using means known in the field of biochemistry such as chromatography and electrophoresis, alone or in combination.
その一例を挙げれば次の通りである。An example is as follows.
即ち、フレンチ・プレス処理により破砕した菌体処理物
を10,000g、10分間遠心分離し、続いて上清を100,000
g、60分間超遠心分離してえられた上清を粗抽出液とす
る。That is, the treated bacterial cells crushed by the French press treatment were centrifuged at 10,000 g for 10 minutes, and subsequently the supernatant was treated with 100,000.
Use the supernatant obtained by ultracentrifugation for 60 minutes as a crude extract.
該抽出液を硫安40〜70%で塩析し、本エステラーゼを沈
澱せしめ、該沈澱を20mMトリス塩酸緩衝液(pH7.0)で
溶解した後、同緩衝液で平衡化したDEAE−セファロース
CL−6Bに通過させ、エステラーゼを吸着させる。その後
0〜0.5M Nacl直線濃度勾配法にてエステラーゼを溶出
する。0.25M付近に溶出されるエステラーゼ活性を有す
る画分を濃縮後、50mMトリス塩酸緩衝液(pH8.0)に対
して透析する。該濃縮液を同緩衝液で平衡化したセファ
クリルS−200スーパーファインに通液し、溶出したエ
ステラーゼ画分を濃縮後、続いて同緩衝液で平衡化した
セファデックスG−150スーパーファインカラムに通液
し、エステラーゼを溶出する。得られたエステラーゼ画
分を濃縮後、20mMトリス塩酸緩衝液(pH8.0)に対して
透析し、同緩衝液で平衡化したQAE−セファデックスに
通過せしめ、エステラーゼを吸着させた後、0〜0.5MNa
cl直線濃度勾配によりエステラーゼを溶出する。The extract was salted out with 40 to 70% ammonium sulfate to precipitate the esterase, the precipitate was dissolved in 20 mM Tris-HCl buffer (pH 7.0), and DEAE-Sepharose equilibrated with the same buffer.
Pass through CL-6B to adsorb esterase. After that, esterase is eluted by a 0 to 0.5 M Nacl linear gradient method. The fraction having an esterase activity eluted at around 0.25 M is concentrated and then dialyzed against 50 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0). The concentrate was passed through Sephacryl S-200 Superfine equilibrated with the same buffer, the eluted esterase fraction was concentrated, and then passed through a Sephadex G-150 Superfine column equilibrated with the same buffer. Pour out and elute the esterase. The obtained esterase fraction was concentrated, dialyzed against 20 mM Tris-hydrochloric acid buffer (pH 8.0), passed through QAE-Sephadex equilibrated with the same buffer to adsorb esterase, and then 0- 0.5MNa
Elute the esterase with a linear gradient of cl.
この溶出液を濃縮後、SDS−ポリアクリルアミドゲル電
気泳動に供したところ本エステラーゼは電気泳動的に単
一のバンドに精製され、その分子量は54,000又、サブユ
ニット構造を持たない一本鎖ペプチドである事がわかっ
た。When this eluate was concentrated and subjected to SDS-polyacrylamide gel electrophoresis, this esterase was electrophoretically purified into a single band with a molecular weight of 54,000 and a single-chain peptide with no subunit structure. I knew there was.
この精製の過程の一例を示したものが第2表である。Table 2 shows an example of this purification process.
次に本発明に於いて用いたエステラーゼの活性測定法を
示す。 Next, the method for measuring the activity of esterase used in the present invention will be described.
pH9.0の100mMトリス塩酸緩衝液中にエステラーゼ溶液を
添加し、40℃で1分間プレインキュベーションを行う。
次いで、アセトンに溶解した下記の一般式(I)で示さ
れるDCPIのP−ニトロフェニルエステルを最終濃度1mM
になる様に添加、撹拌後P−ニトロフェノールの遊離に
伴う405nmにおける吸光度の増加を分光光度計で測定す
る。1分間に1nmoleのP−ニトロフェノールを遊離する
酵素量を1単位(1unit)とする。Esterase solution is added to 100 mM Tris-HCl buffer of pH 9.0 and preincubated at 40 ° C. for 1 minute.
Then, the P-nitrophenyl ester of DCPI represented by the following general formula (I) dissolved in acetone was added to a final concentration of 1 mM.
After addition and stirring, the increase in absorbance at 405 nm accompanying the release of P-nitrophenol is measured by a spectrophotometer. The amount of enzyme that liberates 1 nmole of P-nitrophenol per minute is 1 unit.
次に実施例により本発明を説明するが、これらにより本
発明の範囲が何ら制限されるものでない事は言うまでも
ない。 Next, the present invention will be described with reference to Examples, but it goes without saying that the scope of the present invention is not limited by these.
実施例1 バシラスエスピーDC−1(Bacillus sp.DC−1)(微工
研菌寄第8719号)を可溶性デンプン1%、ポリペプトン
0.5%、酵母エキス0.5%、K2HPO4 0.1%、MgSO4・7H2O
0.02%、及び微量金属としてCuSO4・5H2O 5mg/l,MnCl2
・4H2O 5mg/l,ZnSO4・7H2O 1mg/l及びFeSO4・7H2O 2mg/
lを含むpH9.0の培地50mlに一白金耳接種し、30℃、24時
間振とう培養した。この前培養で得られた種培養液を、
さらに、上記組成の培地5lに接種し、35℃、24時間、通
気量5l/min、撹拌速度600rpmで培養した。培養終了後、
9,000g、10分間の遠心分離により得た菌体を100mMリン
酸カリウム緩衝液pH9.0で2回洗浄し、培養液100ml相当
の菌体を4mlの同緩衝液に懸濁して、フレンチ・プレッ
シャー・セル・プレス(アミンコ製)にて4℃、38.000
psiの圧で菌体を破砕した。Example 1 Bacillus sp. DC-1 (Bacillus sp. DC-1) (Microtechnology Research Institute No. 8719) was used as soluble starch 1%, polypeptone.
0.5%, 0.5% yeast extract, K 2 HPO 4 0.1%, MgSO 4 · 7H 2 O
0.02%, and CuSO 4 , 5H 2 O 5mg / l, MnCl 2 as trace metals
・ 4H 2 O 5 mg / l, ZnSO 4・ 7H 2 O 1 mg / l and FeSO 4・ 7H 2 O 2 mg / l
One platinum loop was inoculated into 50 ml of a pH 9.0 medium containing 1 l and shake-cultured at 30 ° C. for 24 hours. The seed culture obtained in this pre-culture,
Furthermore, 5 liters of the above-mentioned composition was inoculated and cultured at 35 ° C. for 24 hours with an aeration rate of 5 l / min and a stirring speed of 600 rpm. After culturing,
The cells obtained by centrifugation at 9,000 g for 10 minutes were washed twice with 100 mM potassium phosphate buffer pH 9.0, and 100 ml of the culture solution was suspended in 4 ml of the same buffer solution.・ Cels Press (Aminco) at 4 ℃, 38.000
The cells were disrupted at a pressure of psi.
得られた菌体処理物を遠心分離(10,000g、10分間)
し、その上清を続いて超遠心分離(100,000g、60分間)
して、エステラーゼ粗抽出液を得た。その結果、比活性
4.86units/mgの粗酵素が6560mg得られた。Centrifugation of the obtained treated cells (10,000g, 10 minutes)
And then the supernatant is ultracentrifuged (100,000g, 60 minutes).
Thus, a crude esterase extract was obtained. As a result, specific activity
6560 mg of 4.86 units / mg of crude enzyme was obtained.
実施例2 実施例1に準じて得られた粗エステラーゼ抽出液を100m
Mリン酸カリウム緩衝液(pH9.0)で蛋白濃度10〜20mg/m
lになる様に調整後、硫安40%飽和とし、生じた沈澱を
遠心分離により除去した(10,000×g、10分間)、続い
て上清を硫安70%飽和にし、沈澱を分取し(10,000×g1
0分間)、20mMトリス塩酸緩衝液pH7.0 40mlに溶解後、
同緩衝液に対して透析した。その結果、総活性量17848u
nits、比活性6.80units/mgの粗酵素溶液が得られた。Example 2 100m of crude esterase extract obtained according to Example 1
Protein concentration 10 to 20 mg / m in M potassium phosphate buffer (pH 9.0)
After adjusting to l, the ammonium sulfate was saturated to 40% and the formed precipitate was removed by centrifugation (10,000 xg for 10 minutes). Then, the supernatant was saturated to 70% ammonium sulfate and the precipitate was collected (10,000). × g1
(0 min), dissolved in 20 mM Tris-HCl buffer pH 7.0 40 ml,
It was dialyzed against the same buffer. As a result, total activity 17848u
A crude enzyme solution with nits and a specific activity of 6.80 units / mg was obtained.
このエステラーゼ溶液43.5mlのうち10.2ml(4199unit
s、615mg prot.)を同緩衝液で平衡化したベッド体積14
0mlのDEAE−セファロースCL−6B(2.6×26cm)に通液
し、エステラーゼをDEAE−セファロースCL−6Bに吸着さ
せた後、同緩衝液でカラムを洗浄し、0〜0.5MのNaCl直
線濃度勾配によって、エステラーゼを0.25M NaCl付近に
溶出した。その結果、活性はピーク部分に3734units回
収され(89%)、全溶出液では4115units(98%)回収
され、比活性は8.2倍上昇した。Of this 43.5 ml of esterase solution, 10.2 ml (4199unit
s, 615mg prot.) equilibrated with the same buffer 14
After passing through 0 ml of DEAE-Sepharose CL-6B (2.6 x 26 cm) to adsorb the esterase to DEAE-Sepharose CL-6B, the column was washed with the same buffer and a linear concentration gradient of 0-0.5 M NaCl was applied. Esterase was eluted around 0.25M NaCl. As a result, 3734 units (89%) were recovered in the peak portion and 4115 units (98%) were recovered in the whole eluate, and the specific activity was increased 8.2 times.
エステラーゼ活性画分を限外濾過膜で濃縮後、該濃縮液
を50mMトリス塩酸緩衝液pH8.0に対して透析し、同緩衝
液で平衡化したセファクリルS−200スーパーファイン
(2.6×100cm)に通液し、ゲル濾過を行った。溶出した
エステラーゼ画分を濃縮後50mMトリス塩酸緩衝液pH8.0
で平衡化したセファデックスG−150スーパーファイン
カラム(2.6×100cm)に通液し、同緩衝液でエステラー
ゼを溶出した。得られたエステラーゼ画分を濃縮後、20
mMトリス塩酸緩衝液pH8.0で平衡化したベッド体積70ml
のQAE−セファデックス(1.6×35cm)に通液し、エステ
ラーゼを吸着させた後、同緩衝液で洗浄した。次いで0
〜0.5M NaClの直線濃度勾配溶出法でエステラーゼを溶
出したところ、NaCl0.25〜0.3Mの部分に745unitの活性
が回収され、比活性は、413.8units/mg又、粗抽出液か
らの活性回収率は9.9%であった。After concentrating the esterase active fraction with an ultrafiltration membrane, the concentrate was dialyzed against 50 mM Tris-HCl buffer pH 8.0 to obtain Sephacryl S-200 Superfine (2.6 × 100 cm) equilibrated with the same buffer. The solution was passed through and gel filtration was performed. After concentration of the eluted esterase fraction, 50 mM Tris-HCl buffer pH8.0
The solution was passed through a Sephadex G-150 Superfine column (2.6 × 100 cm) equilibrated with, and the esterase was eluted with the same buffer solution. After concentrating the obtained esterase fraction,
Bed volume 70 ml equilibrated with mM Tris-HCl buffer pH 8.0
After passing through QAE-Sephadex (1.6 × 35 cm) to adsorb esterase, it was washed with the same buffer. Then 0
Elution of esterase by linear concentration gradient elution method of ~ 0.5M NaCl, 745 unit activity was recovered at NaCl 0.25 ~ 0.3M, specific activity was 413.8units / mg, or activity recovery from crude extract The rate was 9.9%.
このエステラーゼ溶液を約5倍に濃縮後、10%のSDS−
ポリアクリルアミドゲル電気泳動に供したところ、エス
テラーゼは分子量54,000の単一バンドとして認められ
た。これはセファクリルS−200スーパーファイン及び
セファデックスG−150スーパーファインによるゲル濾
過の結果(52,000〜58,000)とよく一致しており、エス
テラーゼがサブユニット構造を持たない1本鎖ペプチド
である事が示唆された。但し、ホスホリラーゼB(分子
量92,500)、牛血清アルブミン(66,200)、卵白アルブ
ミン(45,000)、炭酸脱水酵素(31.000)、大豆トリプ
シンインヒビター(21,500)及びリゾチーム(14,400)
をSDS−PAGEによるエステラーゼ分子量決定の標準物質
とし、ブルーデキストラン(200,000)、牛血清アルブ
ミン(66,200)、卵白アルブミン(45,000)、キモトリ
プシノーゲンA(25,000)、リボヌクレアーゼA(13,7
00)をゲル濾過によるエステラーゼ分子量決定の標準物
質とした。After concentrating this esterase solution about 5 times, 10% SDS-
When subjected to polyacrylamide gel electrophoresis, esterase was recognized as a single band with a molecular weight of 54,000. This is in good agreement with the result of gel filtration with Sephacryl S-200 Superfine and Sephadex G-150 Superfine (52,000 to 58,000), suggesting that the esterase is a single-chain peptide having no subunit structure. Was done. However, phosphorylase B (molecular weight 92,500), bovine serum albumin (66,200), ovalbumin (45,000), carbonic anhydrase (31.000), soybean trypsin inhibitor (21,500) and lysozyme (14,400)
Was used as a standard substance for determination of esterase molecular weight by SDS-PAGE, and blue dextran (200,000), bovine serum albumin (66,200), ovalbumin (45,000), chymotrypsinogen A (25,000), ribonuclease A (13,7)
00) was used as a standard substance for the determination of esterase molecular weight by gel filtration.
実施例3 実施例2に準じて得られた精製エステラーゼについてLK
B製ポリアクリルアミドゲル(濃度5%、架橋度3%、
アンフオライン濃度2.2%)を用い、pH4.0〜6.5の範囲
で等電点電気泳動(電力一定:15W)を、10℃で90分間行
った。泳動後、コマジーブリリアントブルーR−250で
染色し、蛋白質のバンドを検出した。その結果、本エス
テラーゼの等電点は4.8±0.1であった。尚、電気泳動の
際の標準物質として、バイオラッド社のPIマーカー(PI
4.65,5.10,6.00,6.50)及びオリエンタル酵母社のPIマ
ーカー(PI4.10,4.90,6.40)を用いた。Example 3 Purified esterase obtained according to Example 2 LK
B polyacrylamide gel (concentration 5%, crosslinking degree 3%,
Isoelectric focusing (constant power: 15 W) was performed in the range of pH 4.0 to 6.5 using amphiline concentration of 2.2%) for 90 minutes at 10 ° C. After the electrophoresis, staining with Coomassie Brilliant Blue R-250 was performed to detect the protein band. As a result, the isoelectric point of this esterase was 4.8 ± 0.1. In addition, as a standard substance for electrophoresis, PI marker (PI
4.65,5.10,6.00,6.50) and PI markers (PI4.10,4.90,6.40) from Oriental Yeast Co. were used.
実施例4 実施例2に準じて得られた精製エステラーゼを下記各試
薬を共に37℃で10分間インキュベーションした後、前述
の活性測定法に従って、残存酵素活性を測定した。第3
表にその結果を示す。Example 4 After the purified esterase obtained according to Example 2 was incubated with each of the following reagents at 37 ° C. for 10 minutes, the residual enzyme activity was measured according to the above-mentioned activity measuring method. Third
The results are shown in the table.
尚、第3表中、残存活性は、未処理の酵素活性を100と
した時の相対値(%)で表した。又、第3表中1)はフ
ェニルメチルサルフォニルフルオライドを示し、2)ジ
イソプロピルフルオロリン酸を示す。In Table 3, the residual activity was expressed as a relative value (%) when the untreated enzyme activity was 100. Further, in Table 3, 1) indicates phenylmethylsulfonyl fluoride, and 2) indicates diisopropylfluorophosphoric acid.
実施例5 実施例2に準じて得られた精製エステラーゼを、100mM
トリス塩酸緩衝液pH9.0中で2〜20mMの各基質に作用さ
せ、その加水分解活性をpHスタット(ラジオメーター
社)で測定した。又コリンエステル、コレステロールエ
ステル、チオールエステルの加水分解活性を測定した。
その結果を第4表及び第5表に示す。 Example 5 The purified esterase obtained according to Example 2 was treated with 100 mM.
Each substrate was allowed to act on 2 to 20 mM of Tris-HCl buffer (pH 9.0), and its hydrolysis activity was measured by pH stat (Radiometer). Also, the hydrolytic activity of choline ester, cholesterol ester and thiol ester was measured.
The results are shown in Tables 4 and 5.
第4表中、加水分解活性は、本エステラーゼの酪酸エチ
ル分解活性を100とする相対活性(%)で表した。尚、
各基質は、0.2%ポリビニルアルコールで乳化して用い
た。第5表中、コリンエステル及びコレステロールエス
テル加水分解活性に関しては、各々コリンエステラーゼ
B−テスト(和光)及びフリーコレステロールB−テス
ト(和光)を用いて測定し、チオールエステル分解活性
は、グルタチオンを標準物質とし、5,5′−ジチオビス
(2−ニトロ安息香酸)(DTNB)を用いて、分光光度計
で412nmの吸光の増加を測定した。活性は、1分間に遊
離してくるコリン、コレステロール及びCoAのモル数で
表した。In Table 4, the hydrolytic activity was expressed as a relative activity (%) with the ethyl butyrate degrading activity of the present esterase being 100. still,
Each substrate was emulsified with 0.2% polyvinyl alcohol before use. In Table 5, choline ester and cholesterol ester hydrolyzing activities were measured using cholinesterase B-test (Wako) and free cholesterol B-test (Wako), respectively, and thiol ester degrading activity was measured using glutathione as a standard substance. , 5,5'-Dithiobis (2-nitrobenzoic acid) (DTNB) was used to measure the increase in absorbance at 412 nm with a spectrophotometer. The activity was expressed by the number of moles of choline, cholesterol and CoA released in 1 minute.
実施例6 実施例2に準じて得られた精製エステラーゼを用いて、
DCPIのP−ニトロフェニルエステルを基質とした時の酵
素の至適pH及びpH安定範囲を測定した。その結果を第1
図及び第2図に示す。第1図に於いて、活性測定は40℃
で行い、pH5〜7には100mMリン酸カリウム緩衝液を、pH
7〜9には100mMトリス塩酸緩衝液を、pH9〜13には100mM
のリン酸二カリウム・水酸化カリウム緩衝液を用いた。
また活性は、pH9.0に於ける活性値を100とした時の相対
活性(%)で表した。 Example 6 Using the purified esterase obtained according to Example 2,
The optimum pH and pH stable range of the enzyme were measured when P-nitrophenyl ester of DCPI was used as a substrate. The result is first
Shown in Figures and 2. In Figure 1, activity measurement is 40 ℃
PH 5 to 7 with 100 mM potassium phosphate buffer,
100 mM Tris-HCl buffer for 7-9, 100 mM for pH 9-13
Dipotassium phosphate / potassium hydroxide buffer solution was used.
The activity was expressed as a relative activity (%) when the activity value at pH 9.0 was 100.
第2図に於いて酵素液は、pH5〜7の場合は、20mMのリ
ン酸カリウム緩衝液、pH7〜9於いては、20mMのトリス
塩酸緩衝液中に、4℃で保存し、各時間における残存活
性を40℃、100mMトリス塩酸pH9.0中で測定した。活性
は、0時間における活性値を100とした時の活性残存率
(%)で表した。In FIG. 2, the enzyme solution was stored in 20 mM potassium phosphate buffer at pH 5 to 7 and 20 mM Tris-HCl buffer at pH 7 to 9 at 4 ° C. at each time. Residual activity was measured at 40 ° C. in 100 mM Tris-HCl pH 9.0. The activity was represented by the residual activity rate (%) when the activity value at 0 hours was 100.
実施例7 実施例2に準じて得られた精製エステラーゼの、DCPIの
p−ニトロフェニルエステル水解至適温度と熱安定性を
測定した。その結果を第3図及び第4図に示す。第3図
に於いて横軸は絶対温度の逆数、縦軸は初速度の対数を
表す。又活性測定は、100mMトリス塩酸緩衝液pH9.0を用
いて行った。Example 7 The optimum temperature for hydrolyzing p-nitrophenyl ester of DCPI and thermal stability of the purified esterase obtained according to Example 2 were measured. The results are shown in FIGS. 3 and 4. In FIG. 3, the horizontal axis represents the reciprocal of the absolute temperature, and the vertical axis represents the logarithm of the initial velocity. The activity was measured using 100 mM Tris-HCl buffer (pH 9.0).
第4図に於いて、横軸に示された各温度で酵素液を15分
間前処理した後、40℃の100mMトリス塩酸緩衝液pH9.0中
で活性を測定した。活性は、未処理のエステラーゼ活性
を100とした時の活性残存率(%)で表した。In Fig. 4, the enzyme solution was pretreated for 15 minutes at each temperature shown on the horizontal axis, and the activity was measured in 100 mM Tris-HCl buffer pH 9.0 at 40 ° C. The activity was expressed as the residual activity rate (%) when the untreated esterase activity was 100.
参考例1 実施例1及び2に記載した硫安塩析法に準じて得られた
エステラーゼ粗酵素溶液(硫安40〜70%画分、比活性6.
80units/mg)を用いて、ジクロロビニル菊酸エチル(以
下本明細書中ではDCPEと略称する。)の加水分解反応を
行った。Reference Example 1 Crude enzyme solution of esterase obtained according to the ammonium sulfate salting-out method described in Examples 1 and 2 (ammonium sulfate 40-70% fraction, specific activity 6.
80 units / mg) was used to carry out the hydrolysis reaction of ethyl dichlorovinyl chrysanthemate (hereinafter abbreviated as DCPE in the present specification).
即ち、該粗酵素液1.0ml(410.0units,60.3mg)を、2%
ポリビニルアルコール1.0mlを含むpH9.0の100mMトリス
塩酸緩衝液8.0mlに添加し、(±)−シス,トランスDCP
E(シス/トランス 比=45/55)を最終2mMになる様に
加えて35℃で96時間撹拌下に反応した。96時間後この反
応液に35%HCl 0.1mlを加え反応を停止させた後ジエチ
ルエーテルで生成したDCPIと未反応のDCPEを酸析、抽出
した。That is, 1.0 ml of the crude enzyme solution (410.0 units, 60.3 mg) was added to 2%
Add (±) -cis, trans DCP to 8.0 ml of 100 mM Tris-HCl buffer of pH 9.0 containing 1.0 ml of polyvinyl alcohol.
E (cis / trans ratio = 45/55) was added so that the final concentration was 2 mM, and the mixture was reacted at 35 ° C. for 96 hours with stirring. After 96 hours, 0.1 ml of 35% HCl was added to this reaction solution to stop the reaction, and then DCPI formed with diethyl ether and unreacted DCPE were acidified and extracted.
抽出液をガスクロマトグラフィー(カラム:30%Thermon
3000,1.1m 140℃)で分析し、DCPIとDCPEのピーク面積
比より、収率(%)を算出した。Gas chromatography of the extract (column: 30% Thermon
3000, 1.1 m 140 ° C), and the yield (%) was calculated from the peak area ratio of DCPI and DCPE.
次に上記抽出液にIN NaOH 2.0mlを添加してDCPIのみを
ナトリウム塩として水層に抽出した後、水層を35%HCl
でpH2以下とし、遊離してくるDCPIをメチルイソブチル
ケトンで抽出後、濃縮した。得られたDCPIをトルエン0.
5mlに溶解し、DCPIと等モルの塩化チオニル、ピリジ
ン、3,5−ジクロロアニリンを加えて80℃で反応させア
ニリドとした後、高速液体クロマトグラフィー(カラ
ム:SUMIPAX OA−2100,移動相 n−ヘキサン:ジクロロ
エタン(10:3V/V),流速1.0ml/min)で異性体分析を行
った。その結果を第6表に示す。Next, 2.0 ml of IN NaOH was added to the above extract to extract only DCPI as a sodium salt into the aqueous layer, and the aqueous layer was extracted with 35% HCl.
The pH was adjusted to 2 or less with, the released DCPI was extracted with methyl isobutyl ketone, and then concentrated. Toluene was added to the obtained DCPI.
It was dissolved in 5 ml, and thionyl chloride, pyridine and 3,5-dichloroaniline in equimolar amounts to DCPI were added and reacted at 80 ° C to give an anilide, which was then subjected to high performance liquid chromatography (column: SUMIPAX OA-2100, mobile phase n- Isomer analysis was performed with hexane: dichloroethane (10: 3 V / V), flow rate 1.0 ml / min). The results are shown in Table 6.
1)収率は、原料中の(+)−トランスDCPEに対する得
られた(+)−トランスDCPIのモル収率を表す。 1) Yield represents the molar yield of (+)-trans DCPI obtained relative to (+)-trans DCPE in the raw material.
第1図は、本発明のエステラーゼの至適pHを示すもので
ある。 第2図は、本発明のエステラーゼのpH安定性を示すもの
である。 第3図は、本発明のエステラーゼの至適温度を示すもの
である。 第4図は、本発明のエステラーゼの熱安定性を示すもの
である。FIG. 1 shows the optimum pH of the esterase of the present invention. FIG. 2 shows the pH stability of the esterase of the present invention. FIG. 3 shows the optimum temperature of the esterase of the present invention. FIG. 4 shows the thermostability of the esterase of the present invention.
Claims (3)
ーゼ 1)作用: 有機カルボン酸エステルのエステル結合を加水分解す
る。 2)基質特異性: 主として有機カルボン酸のアルコールエステルに作用
し、水溶性の短鎖脂肪酸エステルに高い活性を有する。
短鎖のモノ及びトリアシルグリセライドには作用する
が、長鎖のモノ、ジ、及びトリアシルグリセライドには
作用しない。パルミトイルCoAには作用するが、アセチ
ルCoA、コリンエステル、及びコレステロールエステル
には作用しない。 3)至適pH及びpH安定性: ジクロロビニル菊酸(DCPI)のp−ニトロフェニルエス
テルを基質としたときの、加水分解の至適pHは、8.5〜
9.0である。 10mMトリス塩酸緩衝液(pH7.0〜9.0)及び10mMリン酸緩
衝液(pH5.0〜7.0)を用いた場合、4℃、48時間後の残
存活性は、pH7.0〜9.0では約100%、pH6.0では約45%、
pH5.0では約20%である。 4)至適温度及び熱安定性: ジクロロビニル菊酸(DCPI)のp−ニトロフェニルエス
テルを基質としたときの加水分解の至適温度は100mMト
リス塩酸緩衝液pH9.0中で50〜55℃である。 同緩衝液中、各温度で10分間処理後の残存活性は、35℃
で100%、40℃で約80%、50℃で約15%である。 5)分子量: 54,000±2,000(ゲルろ過及びSDS−ポリアクリルアミド
ゲル電気泳動法による) 6)等電点:4.8±0.1 7)失活条件: a)100μMフェニルメチルスルフォニルフルオライド
(PMSF)又は80μMジイソプロピルフルオロリン酸(DI
FP)存在下に37℃、10分間処理すると完全に失活する。 b)1mMデオキシコール酸ナトリウム及び5mMラウリル硫
酸ナトリウムを含む100mMトリス塩酸緩衝液(pH9.0)で
37℃、10分間処理すると、各々約25%及び約70%活性が
低下する。1. A novel esterase having the following physicochemical properties 1) Action: Hydrolyze the ester bond of an organic carboxylic acid ester. 2) Substrate specificity: It acts mainly on alcohol esters of organic carboxylic acids and has high activity on water-soluble short-chain fatty acid esters.
It works on short chain mono- and triacyl glycerides but not on long chain mono-, di- and triacyl glycerides. It acts on palmitoyl CoA but not acetyl CoA, choline esters, and cholesterol esters. 3) Optimum pH and pH stability: When p-nitrophenyl ester of dichlorovinyl chrysanthemic acid (DCPI) is used as a substrate, the optimum pH for hydrolysis is 8.5-
It is 9.0. When using 10 mM Tris-HCl buffer (pH 7.0 to 9.0) and 10 mM phosphate buffer (pH 5.0 to 7.0), the residual activity after 48 hours at 4 ° C is about 100% at pH 7.0 to 9.0. , At pH 6.0 about 45%,
It is about 20% at pH 5.0. 4) Optimum temperature and thermal stability: The optimum temperature for hydrolysis when using p-nitrophenyl ester of dichlorovinyl chrysanthemic acid (DCPI) as a substrate is 50 to 55 ° C in 100 mM Tris-HCl buffer pH 9.0. Is. Residual activity after treatment in the same buffer for 10 minutes at each temperature is 35 ° C.
It is 100% at 40 ° C, about 80% at 40 ° C, and about 15% at 50 ° C. 5) Molecular weight: 54,000 ± 2,000 (by gel filtration and SDS-polyacrylamide gel electrophoresis) 6) Isoelectric point: 4.8 ± 0.1 7) Inactivation condition: a) 100 μM phenylmethylsulfonyl fluoride (PMSF) or 80 μM diisopropyl Fluorophosphoric acid (DI
When it is treated at 37 ℃ for 10 minutes in the presence of FP), it is completely inactivated. b) 100 mM Tris-HCl buffer (pH 9.0) containing 1 mM sodium deoxycholate and 5 mM sodium lauryl sulfate
Treatment at 37 ° C for 10 minutes reduces the activity by about 25% and about 70%, respectively.
テラーゼ産生菌を培養し、該培養物から新規エステラー
ゼを分離、回収する事を特徴とする新規エステラーゼの
製造法。2. A method for producing a novel esterase, which comprises culturing a novel esterase-producing bacterium belonging to the genus Bacillus and separating and recovering the novel esterase from the culture.
テラーゼ産生菌がバシラスエスピーDC−1(Bacillus s
p.DC−1)(微工研菌寄第8719号)である特許請求の範
囲第2項記載の製造法。3. A Bacillus (Bacillus) is a new esterase producing bacteria belonging to the genus Bacillus sp DC-1 (Bacillus s
p.DC-1) (Ministry of Microbiological Research, No. 8719), The method according to claim 2.
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EP87303531A EP0243167B1 (en) | 1986-04-22 | 1987-04-22 | A novel microorganism, a novel esterase and method for preparing the same |
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JPS633789A JPS633789A (en) | 1988-01-08 |
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CN113166766A (en) * | 2018-12-06 | 2021-07-23 | 天野酶制品株式会社 | Modified chrysanthemic acid esterase |
-
1986
- 1986-06-24 JP JP14745286A patent/JPH0761263B2/en not_active Expired - Lifetime
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JPS633789A (en) | 1988-01-08 |
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