JPH0856662A - Amylase, its production and microbe capable of producing the same - Google Patents

Amylase, its production and microbe capable of producing the same

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JPH0856662A
JPH0856662A JP20360894A JP20360894A JPH0856662A JP H0856662 A JPH0856662 A JP H0856662A JP 20360894 A JP20360894 A JP 20360894A JP 20360894 A JP20360894 A JP 20360894A JP H0856662 A JPH0856662 A JP H0856662A
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Japan
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amylase
minutes
starch
strain
bacillus
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Tatsu Araya
龍 新家
Tatsuya Mizukoshi
達也 水越
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Showa Denko KK
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Abstract

PURPOSE: To obtain a new amylase presenting high activity at elevated temperatures in alkaline region, capable of hydrolyzing the α-1,4-glucoside linkage of starch, thus useful as a detergent enzyme or for starch processing, by culturing Bacillus bacteria. CONSTITUTION: This new amylase is obtained by culturing bacteria belonging to Bacillus and having ability to produce amylase [e.g. Bacillus sp. SD 773 strain (FERM P-14462)] and taking the resultant amylase from the cultured product. This amylase has the following characteristics: activity: hydrolyzing the α-1,4-glycoside linkage of starch by acting thereon; optimal pH: about 10.5 when reacted at 60 deg.C for 10min with soluble starch as substrate, and optimal temperature: about 65 deg.C when reacted at pH10 for 10min; stability: stable at pH6-11 when treated at 40 deg.C for 30min, having 100% residual activity up to 60 deg.C in the presence of 2-mM CaCl2 when treated at pH10 for 30min, while 60% residual activity at 50 deg.C in the absence of 2mM CaCl2 ; and molecular weight: 110000 (SDS-PAGE).

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は新規なアミラーゼ、その
製造方法及びそのアミラーゼを生産する微生物に関す
る。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a novel amylase, a method for producing the same, and a microorganism producing the amylase.

【0002】[0002]

【従来の技術】アミラーゼは工業的には、でんぷん加
工、食品加工、繊維加工、醸造、医薬、臨床検査などに
広く利用されており、その起源も微生物、植物、動物と
多岐にわたる。アミラーゼの別の用途として、洗剤への
配合の有用性が示されている。具体的には、洗濯用洗
剤、自動食器洗い機用洗剤などへの配合があげられる
が、使用時の条件を考えると、アルカリに至適pHを持
ち、熱に対する安定性が優れていることが望まれる。し
かしながら、現在工業的に使用されている酵素は、すべ
て酸性、あるいは中性アミラーゼであり、実際の洗浄条
件下で十分機能を発揮する酵素はまだ無い。
BACKGROUND OF THE INVENTION Amylase is widely used industrially for starch processing, food processing, fiber processing, brewing, medicine, clinical examinations, etc., and its origins are diverse including microorganisms, plants and animals. Another application of amylase has been shown to be useful in detergent formulations. Specific examples include blending with laundry detergents and detergents for automatic dishwashers. Considering the conditions during use, it is desirable that they have an optimum pH for alkalis and excellent stability against heat. Be done. However, all of the enzymes currently used industrially are acidic or neutral amylase, and there is no enzyme that exerts a sufficient function under actual washing conditions.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、至適pHが
アルカリ側にあり、高温でも十分に活性を保持するアミ
ラーゼを提供しようとするものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention is to provide an amylase having an optimum pH on the alkaline side and having sufficient activity even at high temperatures.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明者等は上記のよう
な性質を有するアミラーゼを得るべく、多数の微生物を
分離・培養して検索した結果、兵庫県下において採取し
た土壌より分離したバチルス属に属するバクテリアバチ
ルス sp.SD773株が洗剤用酵素として優れた性質を
有する新規アミラーゼを生産することを見いだし、本発
明を完成するに至った。
[Means for Solving the Problems] The present inventors have conducted a search by isolating and culturing a large number of microorganisms to obtain an amylase having the above-mentioned properties. As a result, the genus Bacillus isolated from soil collected under Hyogo Prefecture It was found that the Bacillus bacillus sp. SD773 strain belonging to the group produces a new amylase having excellent properties as an enzyme for detergent, and has completed the present invention.

【0005】(発明の開示)即ち、本発明は以下の新規
アミラーゼ、その製造方法および新菌株を提供する。 1)下記の性質を有するアミラーゼ。 (1)作用 でんぷんに作用して、α−1,4−グリコシド結合を加
水分解する。 (2)至適pH 可溶性でんぷんを基質として60℃で10分間反応させ
た場合、至適pHは約10.5。 (3)至適温度 可溶性でんぷんを基質としてpH10で10分間反応さ
せた場合、至適温度は約65℃。 (4)安定pH 40℃で30分間処理した場合、pH6〜11の範囲で
安定である。 (5)熱安定性 pH10で30分間処理した場合、2mM塩化カルシウ
ム存在下では60℃まで100%の残存活性を有し、非
存在下では50℃で約60%の残存活性を有する。 (6)分子量 SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動法により測定
した分子量が約110,000である。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention provides the following novel amylase, a method for producing the same, and a new strain. 1) An amylase having the following properties. (1) Action It acts on starch to hydrolyze the α-1,4-glycoside bond. (2) Optimum pH When a soluble starch is used as a substrate and reacted at 60 ° C. for 10 minutes, the optimum pH is about 10.5. (3) Optimum temperature When soluble starch is used as a substrate and reacted at pH 10 for 10 minutes, the optimum temperature is about 65 ° C. (4) Stable pH When treated at 40 ° C for 30 minutes, it is stable in the pH range of 6-11. (5) Thermal stability When treated at pH 10 for 30 minutes, it has a residual activity of 100% up to 60 ° C in the presence of 2 mM calcium chloride, and a residual activity of about 60% at 50 ° C in the absence thereof. (6) Molecular weight The molecular weight measured by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis is about 110,000.

【0006】2)下記の性質を有するアミラーゼ。 (1)作用 でんぷんに作用して、α−1,4−グリコシド結合を加
水分解する。 (2)至適pH 可溶性でんぷんを基質として60℃で10分間反応させ
た場合、至適pHは約10。 (3)至適温度 可溶性でんぷんを基質としてpH10で10分間反応さ
せた場合、至適温度は約65℃。 (4)安定pH 40℃で30分間処理した場合、pH6〜11の範囲で
安定である。 (5)熱安定性 pH10で30分間処理した場合、2mM塩化カルシウ
ム存在下では60℃で約90%の残存活性を有し、非存
在下では50℃で約60%の残存活性を有する。 (6)分子量 SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動法により測定
した分子量が約90,000である。
2) An amylase having the following properties. (1) Action It acts on starch to hydrolyze the α-1,4-glycoside bond. (2) Optimum pH When a soluble starch is used as a substrate and reacted at 60 ° C. for 10 minutes, the optimum pH is about 10. (3) Optimum temperature When soluble starch is used as a substrate and reacted at pH 10 for 10 minutes, the optimum temperature is about 65 ° C. (4) Stable pH When treated at 40 ° C for 30 minutes, it is stable in the pH range of 6-11. (5) Thermal stability When treated at pH 10 for 30 minutes, it has a residual activity of about 90% at 60 ° C in the presence of 2 mM calcium chloride, and a residual activity of about 60% at 50 ° C in the absence. (6) Molecular weight The molecular weight measured by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis is about 90,000.

【0007】3)前記1)に記載のアミラーゼの生産能
を有するバチルス属細菌を培養し、その培養物から該ア
ミラーゼを採取することを特徴とするアミラーゼの製造
方法。 4)前記2)に記載のアミラーゼの生産能を有するバチ
ルス属細菌を培養し、その培養物から該アミラーゼを採
取することを特徴とするアミラーゼの製造方法。 5)バチルス属細菌がバチルスsp.SD773株(F
ERM P−14462)またはその突然変異株もしく
は遺伝子操作株である前記3)もしくは4)に記載のア
ミラーゼの製造方法。 6)前記1)もしくは2)に記載のアミラーゼの生産能
を有するバチルス属細菌。 7)バチルスsp.SD773株(FERM P−14
462)またはその突然変異株もしくは遺伝子操作株。
3) A method for producing amylase, which comprises culturing a bacterium belonging to the genus Bacillus having the ability to produce amylase described in 1) above and collecting the amylase from the culture. 4) A method for producing amylase, which comprises culturing a bacterium of the genus Bacillus having the ability to produce amylase according to 2) above and collecting the amylase from the culture. 5) The bacterium of the genus Bacillus is Bacillus sp. SD773 strain (F
The method for producing amylase according to the above 3) or 4), which is ERM P-14462) or a mutant strain or genetically engineered strain thereof. 6) A bacterium belonging to the genus Bacillus having the amylase-producing ability according to 1) or 2) above. 7) Bacillus sp. SD773 strain (FERM P-14
462) or a mutant or genetically engineered strain thereof.

【0008】以下に本発明のアミラーゼとその製造法お
よびこれに用いる新規な菌株についてさらに詳しく説明
する。
The amylase of the present invention, the method for producing the same, and the novel strains used therein will be described in more detail below.

【0009】(アミラーゼ生産菌)本発明のアミラーゼ
の製造のために使用する微生物は、該アミラーゼを生産
することが出来る細菌であればよく、好ましくはバチル
ス属細菌、より好ましくはバチルスsp.SD773株
またはその変異株もしくは遺伝子操作株である。
(Amylase-Producing Bacterium) The microorganism used for producing the amylase of the present invention may be any bacterium capable of producing the amylase, preferably Bacillus bacterium, more preferably Bacillus sp. The SD773 strain or its mutant strain or genetically engineered strain.

【0010】以下にバチルスsp.SD773株の菌学
的性質を示す。 (a)形態 細胞の形及び大きさ;桿菌、0.7 × 3〜4.5 μm 、培
養条件により連鎖を生じる。 運動性の有無;有り 胞子;細胞の中央に円形でやや膨出した胞子のうを形
成する。 グラム染色;陽性 (b)各培地における生育状態 ニュートリエントブロス 生育する。 グルコースーニュートリエントブロス 生育する。 グルコースブロスでの好気的培養 生育する。 グルコースブロスでの嫌気的培養 生育する。 (c)生理学的性質 ゼラチン液化 陽性 カゼインの加水分解 陽性 デンプンの加水分解 陽性 クエン酸塩の利用 陽性 カタラーゼ 陽性 VPテスト 陰性 生育の範囲(pH) 6.0 から10.0で生育する。 (温度) 45℃まで生育する。 糖類からの酸の生成 (1) D-グルコース 生育しない。 (2) D-マルトース 生育しない。 (3) D-アラビノース 生育しない。 (4) D-ラクトース 生育しない。 (5) D-マンニトール 酸を生成しない。 ニュートリエントブロス中の食塩濃度 2% 生育する。 10% 生育する。
Below, Bacillus sp. The mycological property of SD773 strain is shown. (A) Morphology Cell shape and size; bacillus, 0.7 × 3 to 4.5 μm, producing chains depending on culture conditions. Motile or not; yes Spores: Form a rounded, slightly swollen sporangium in the center of the cell. Gram stain; Positive (b) Growth condition in each medium Nutrient broth Grows. Glucose-Nutrient Broth Grows. Aerobic culture in glucose broth Grows. Anaerobic culture in glucose broth Grows. (C) Physiological properties Gelatin liquefaction Positive hydrolysis of casein Positive hydrolysis of starch Positive Use of citrate Positive catalase Positive VP test Negative Growth range (pH) 6.0 to 10.0. (Temperature) It grows up to 45 ℃. Acid production from sugars (1) D-glucose Does not grow. (2) D-maltose Does not grow. (3) D-arabinose Does not grow. (4) D-lactose Does not grow. (5) Does not form D-mannitol acid. It grows with a salt concentration of 2% in nutrient broth. It grows 10%.

【0011】この株は工業技術院生命工学工業技術研究
所にFERM P−14462として寄託されている。
本菌は前記の菌学的性質からバチルス属に属する細菌と
同定された。そして、バージーズ・マニュアル・オブ・
システマチック・バクテリオロジー(Bergey's Manual o
f Systematic Bacteriology)、およびザ・ジーナス・バ
チルス(The Genus Bacillus USDA Handbook No.427) 記
載にある類似菌と、本菌との主な性状の相違を以下に示
す。 Bacillus megaterium 本菌 径の大きさ 1.0μm 以上 0.7 μm 嫌気的条件での生育 生育しない。 生育する。
This strain has been deposited as FERM P-14462 at the Institute of Biotechnology, Institute of Biotechnology, AIST.
This bacterium was identified as a bacterium belonging to the genus Bacillus based on the above-mentioned mycological properties. And the Burgies Manual of
Systematic Bacteriology (Bergey's Manual o
f Systematic Bacteriology) and similar strains described in The Genus Bacillus USDA Handbook No. 427 and main differences between the present strains are shown below. Bacillus megaterium The size of this bacterium 1.0 μm or more 0.7 μm Growth under anaerobic conditions No growth. To grow.

【0012】以上の菌学的性質より、本菌は他の公知の
菌と明らかに相違する新規な菌株である。また、本菌を
原菌株として自然または誘発突然変異により、本発明の
アミラーゼを生産する変異株を得ることができ、本発明
によるアミラーゼの生産菌として用いることができる。
これらの変異株の調製法としては、例えば慣用の方法と
して、原菌株を人工の変異処理を施さず、または紫外線
照射処理あるいはN−メチル−N’−ニトロ−N−ニト
ロソグアニジン(NTG)等の薬剤による人工的突然変
異処理を施して、可溶性でんぷん等を含む寒天培地に広
げ、生育してくる菌株の中からコロニーのまわりに形成
されるクリアゾーンの大きさが、より大きいコロニーを
選抜し、アミラーゼ生産用培地にて培養して生産性の最
も優れた菌株を選抜する方法がある。
From the above-mentioned mycological properties, the present bacterium is a novel strain which is clearly different from other known strains. Moreover, a mutant strain producing the amylase of the present invention can be obtained by natural or induced mutation using the present bacterium as a progenitor strain and can be used as the amylase-producing bacterium of the present invention.
As a method for preparing these mutant strains, for example, as a conventional method, the original strain is not subjected to artificial mutation treatment, or is subjected to ultraviolet irradiation treatment or N-methyl-N′-nitro-N-nitrosoguanidine (NTG) or the like. By applying an artificial mutation treatment with a drug, spread on an agar medium containing soluble starch etc., the size of the clear zone formed around the colony from the growing strains, select a larger colony, There is a method of culturing in an amylase-producing medium to select a strain having the highest productivity.

【0013】また、本発明のアミラーゼの生産菌として
用いることの出来る遺伝子操作株の調製法としては、慣
用の方法が使える。例えば、アミラーゼのアミノ酸配列
からDNA塩基配列を推定し、その配列の特徴的な部分
のDNAを合成して、さらにそのリン酸基のリン原子を
ラジオアイソトープ32Pでラベルする。一方、原菌株よ
り全染色体DNAを取り出し適当な制限酵素で切断し、
上記のラベルした合成DNAとSouthern Hybridyzation
method によってハイブリダイズする染色体DNAの断
片を選び出す。このようにして選び出した染色体DNA
の断片を適当なベクターに組み込んで、それをアミラー
ゼ非生産性の菌株に導入し、アミラーゼ生産の有無をチ
ェックする。アミラーゼ生産の確認されたDNA断片を
プラスミド等の適当なベクターを用いて原菌株または酵
素生産性の高い(タンパク分泌能の高い)菌株に導入す
ることにより生産性の改良された菌株が得られる。
As a method for preparing a genetically engineered strain that can be used as the amylase-producing bacterium of the present invention, a conventional method can be used. For example, the DNA base sequence is deduced from the amino acid sequence of amylase, the DNA of the characteristic portion of the sequence is synthesized, and the phosphorus atom of the phosphate group is labeled with radioisotope 32P. On the other hand, whole chromosomal DNA is extracted from the original strain and cleaved with an appropriate restriction enzyme,
Synthetic DNA labeled above and Southern Hybridyzation
A fragment of chromosomal DNA that hybridizes is selected by the method. Chromosomal DNA selected in this way
The above fragment is incorporated into an appropriate vector and introduced into an amylase non-producing strain to check the presence or absence of amylase production. By introducing a DNA fragment whose amylase production has been confirmed into an original strain or a strain having high enzyme productivity (high protein secreting ability) using an appropriate vector such as a plasmid, a strain having improved productivity can be obtained.

【0014】(菌の培養)本発明のアミラーゼを製造す
るにあたって、前記の微生物の培養のための培地は格別
である必要はなく、栄養源としては通常培養に用いられ
ているものが広く利用できる。炭素源としては利用でき
る炭素化合物またはこれを含有するものであれば良く、
たとえばグルコース、マルトース、でんぷんなどが用い
られる。窒素源としても利用可能な窒素化合物、または
これを含有するものであれば良く、例えばペプトン、大
豆粉、CSL(コーン・スチープ・リカー)などが用い
られる。また、無機塩類としては燐酸塩、マグネシウム
塩などの塩類が使用される。その他、菌の生育及び酵素
生産に必要な各種の有機物、無機物、またはこれらを含
有するもの、例えば酵母エキス、ビタミン類などを培地
に添加することが出来る。培養は、液体培養が好まし
く、培養条件は培地組成により異なる。生産の目的物で
あるアミラーゼの生産に最も有利な条件は、好気的な条
件下培養温度が約30〜35℃であり、培養時間は12時間
から3日程度であり、アミラーゼの生産量が最高に達し
たときに培養を終了すれば良い。培地のpHは8以上が
良く、約9.5がアミラーゼ生産に好適である。本発明
のアミラーゼは主として培養液中に分泌され、蓄積され
る。
(Bacterial Cultivation) In producing the amylase of the present invention, the medium for culturing the above-mentioned microorganism does not need to be special, and those commonly used for culturing can be widely used as nutrient sources. . As the carbon source, any carbon compound that can be used or one that contains it can be used.
For example, glucose, maltose, starch, etc. are used. Any nitrogen compound that can be used as a nitrogen source or a compound containing the same may be used, and for example, peptone, soybean powder, CSL (corn steep liquor), etc. are used. Further, salts such as phosphates and magnesium salts are used as the inorganic salts. In addition, various organic substances and inorganic substances necessary for the growth of bacteria and enzyme production, or those containing them, such as yeast extract and vitamins, can be added to the medium. The culture is preferably liquid culture, and the culture conditions vary depending on the medium composition. The most advantageous conditions for the production of amylase, which is the target of production, are that the culture temperature is about 30 to 35 ° C under aerobic conditions, the culture time is about 12 hours to 3 days, and the amount of amylase produced is The culture may be terminated when the maximum is reached. The pH of the medium is preferably 8 or more, and about 9.5 is suitable for amylase production. The amylase of the present invention is mainly secreted and accumulated in the culture medium.

【0015】(酵素の精製)得られた培養液からのアミ
ラーゼの精製は、酵素を取得するための常法にしたがっ
て行うことができる。まず、ろ過、遠心分離など適当な
方法により、培地中の菌体など固形物を分離して上清液
を得ることが出来る。この分離液を濃縮し、噴霧乾燥す
る方法、凍結乾燥する方法、塩析法、親水性有機溶媒で
の沈澱法などによりアミラーゼの粗製物を得ることが出
来る。さらに精製するには、イオン交換樹脂、疎水クロ
マトグラフィー、ゲルろ過法などの精製手段を単独また
は複数組み合わせる方法を用いることができる。
(Purification of enzyme) Purification of amylase from the obtained culture broth can be carried out according to a conventional method for obtaining an enzyme. First, a solid solution such as cells in the medium can be separated by an appropriate method such as filtration or centrifugation to obtain a supernatant. The crude product of amylase can be obtained by concentrating the separated solution and spray-drying it, freeze-drying it, salting out it, precipitating it with a hydrophilic organic solvent, and the like. For further purification, a method of using ion-exchange resin, a hydrophobic chromatography, a gel filtration method or the like alone or in combination can be used.

【0016】(酵素力価の測定方法)本発明のアミラー
ゼは以下に示す方法により、酵素力価を測定することが
できる。 (1)3,5−DNS(3,5−ジニトロサリチル酸)
試薬の調製 35%水酸化ナトリウム溶液100mlに3,5−DN
Sを2.0g加え、50〜60℃の温浴中で溶解させ
る。ついでロッシェル塩(酒石酸カリウムナトリウム)
20gを加えて溶解し200mlに定容する。 (2)活性測定 1.0%可溶性でんぷんを含む100mMグリシン−N
aCl−NaOH緩衝液(pH10)0.4mlに酵素
溶液0.1mlを加え、60℃で10分間反応させる。
反応終了後直ちに水冷し、3,5−DNS試薬を0.5
ml加え、5分間煮沸する。水冷後、イオン交換水5.
0mlを加えて540nmで比色する。上記の条件で、
1分間当り1μmolのグルコースに相当する還元糖を
生成する酵素量を1Uとする。
(Method for measuring enzyme titer) The enzyme titer of the amylase of the present invention can be measured by the following method. (1) 3,5-DNS (3,5-dinitrosalicylic acid)
Preparation of reagents 3,5-DN in 100 ml of 35% sodium hydroxide solution
Add 2.0 g of S and dissolve in a warm bath at 50-60 ° C. Then Rochelle salt (potassium sodium tartrate)
Add 20 g to dissolve and make up to 200 ml. (2) Activity measurement 100 mM glycine-N containing 1.0% soluble starch
0.1 ml of the enzyme solution is added to 0.4 ml of aCl-NaOH buffer (pH 10), and the mixture is reacted at 60 ° C for 10 minutes.
Immediately after completion of the reaction, water-cool the reaction mixture, and add 3,5-DNS reagent to 0.5
Add ml and boil for 5 minutes. After water cooling, deionized water 5.
Add 0 ml and color compare at 540 nm. Under the above conditions,
The amount of enzyme that produces a reducing sugar corresponding to 1 μmol of glucose per minute is 1 U.

【0017】(酵素の性質)本発明のアミラーゼについ
て、その詳細な性質を記載する。 (1)作用 両酵素(アミラーゼA、アミラーゼB)は、でんぷんあ
るいはその部分分解物に作用して、α−1,4−グリコ
シド結合を加水分解し、主としてマルトオリゴ糖( G1
〜G4)を生成する。
(Enzyme Properties) Detailed properties of the amylase of the present invention will be described. (1) Action Both enzymes (amylase A, amylase B) act on starch or a partial degradation product thereof to hydrolyze α-1,4-glycoside bond, and mainly malto-oligosaccharide (G1
~ G4) is generated.

【0018】(2)作用pH及び至適pH 前記活性測定法と同様の方法で、酢酸緩衝液(pH4〜
6)、Tris−HCl緩衝液(pH7−8)、グリシ
ン緩衝液(pH9−11)、Na2 HPO4 −NaOH
緩衝液(pH12)中で可溶性でんぷんを基質として6
0℃で活性測定した場合の至適pHは、アミラーゼAが
10.5付近、アミラーゼBが10付近である。反応p
Hと活性との関係を図1に示す。どちらもpH4〜12
で作用する。
(2) Working pH and optimum pH By the same method as the above-mentioned activity measuring method, an acetate buffer solution (pH 4 to 4) is used.
6), Tris-HCl buffer (pH 7-8), glycine buffer (pH 9-11), Na 2 HPO 4 -NaOH
Soluble starch as substrate in buffer (pH 12) 6
When the activity is measured at 0 ° C., the optimum pH is around 10.5 for amylase A and around 10 for amylase B. Reaction p
The relationship between H and activity is shown in FIG. Both pH 4-12
Works with.

【0019】(3)安定pH範囲 酢酸緩衝液(pH4〜6)、Tris−HCl緩衝液
(pH7−8.5)、グリシン緩衝液(pH8.5−1
1)もしくはNa2 HPO4 −NaOH緩衝液(pH1
1〜12)で調製した酵素液を40℃、30分間放置し
た後、前記活性測定法により残存活性を測定した。安定
pHはアミラーゼA、B共に6〜11である。処理pH
と残存活性との関係を図2に示す。
(3) Stable pH range Acetate buffer (pH 4-6), Tris-HCl buffer (pH 7-8.5), glycine buffer (pH 8.5-1)
1) or Na 2 HPO 4 -NaOH buffer (pH 1
After the enzyme solution prepared in 1) to 12) was left at 40 ° C. for 30 minutes, the residual activity was measured by the above activity measuring method. The stable pH is 6 to 11 for both amylase A and B. Treatment pH
The relationship between the residual activity and the residual activity is shown in FIG.

【0020】(4)作用温度及び至適温度 反応温度を変えて前記活性測定法により測定した場合、
至適温度はアミラーゼA、B共に約65℃である。反応
温度と活性との関係を図3に示す。どちらも測定範囲
(40℃〜80℃)全域で作用する。
(4) Working temperature and optimum temperature When measured by the above-mentioned activity measuring method while changing the reaction temperature,
The optimum temperature for both amylase A and B is about 65 ° C. The relationship between reaction temperature and activity is shown in FIG. Both work over the entire measuring range (40 ° C to 80 ° C).

【0021】(5)熱安定性 グリシン緩衝液(pH10)の下で、各温度(40℃〜
90℃)で30分間熱処理し、氷冷後前記活性測定法に
より残存活性を測定した。アミラーゼA、B共にカルシ
ウム未添加では、50℃で約60%迄活性の低下がみら
れたが、2mMCaCl2 存在下では60℃処理後も安
定であった。熱処理温度と残存活性の関係を図4に示
す。
(5) Thermal stability Under a glycine buffer solution (pH 10), at various temperatures (40 ° C-
It was heat-treated at 90 ° C.) for 30 minutes, cooled with ice, and the residual activity was measured by the above-mentioned activity measuring method. When calcium was not added to both amylase A and B, the activity was decreased to about 60% at 50 ° C, but it was stable in the presence of 2 mM CaCl 2 even after the treatment at 60 ° C. The relationship between heat treatment temperature and residual activity is shown in FIG.

【0022】(6)分子量 SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動法により得ら
れた分子量は、アミラーゼAが約110,000、アミ
ラーゼBが約90,000である。
(6) Molecular Weight The molecular weights obtained by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis are about 110,000 for amylase A and about 90,000 for amylase B.

【0023】(7)生デンプン分解能 アミラーゼAはじゃがいも、小麦の生デンプンに対する
分解能を有する。
(7) Degradation of Raw Starch Amylase A has a capability of degrading raw starch of potato and wheat.

【0024】アミラーゼA、Bは、バチルス属に属する
菌株バチルスsp.SD773株によって生産され、ア
ルカリ領域に最適pHを有するものである。同様の酵素
として特公昭48−4553に記載されているアルカリ
アミラーゼ、特公昭51−9033に記載されているア
ルカリアミラーゼ、特開平2−49584に記載されて
いる耐熱アルカリアミラーゼ等があるが、いづれのもの
と比較しても分子量が異なっており、明らかに別の酵素
である。
Amylases A and B are strains of Bacillus sp. It is produced by strain SD773 and has an optimum pH in the alkaline region. As similar enzymes, there are alkali amylase described in JP-B-48-4553, alkali amylase described in JP-B-51-9033, heat-resistant alkali amylase described in JP-A-2-49584 and the like. Compared to the ones, the molecular weight is different, and it is clearly another enzyme.

【0025】(8)阻害剤の効果 種々の阻害剤存在下で前記活性測定法により測定した活
性を、阻害剤非存在下における活性を100%として以
下に示す。 阻害剤 阻害剤濃度 活性 FeCl3 1mM 93% CuSO4 〃 122% HgCl2 〃 20% AgNO3 〃 91% ZnSO4 〃 90% EDTA 0.1mM 7% SDS 0.1 % 100% なお、EDTAはエチレンジアミン四酢酸、SDSはド
デシル硫酸ナトリウムの略。
(8) Effect of inhibitor The activity measured by the above-mentioned activity measuring method in the presence of various inhibitors is shown below, assuming that the activity in the absence of the inhibitor is 100%. Inhibitor Inhibitor concentration Active FeCl 3 1 mM 93% CuSO 4 〃 122% HgCl 2 〃 20% AgNO 3 〃 91% ZnSO 4 〃 90% EDTA 0.1 mM 7% SDS 0.1% 100% EDTA is ethylenediaminetetraacetic acid, SDS Is an abbreviation for sodium dodecyl sulfate.

【0026】[0026]

【実施例】次に、本発明について代表的な実施例を挙げ
て更に具体的に説明する。
EXAMPLES Next, the present invention will be described more specifically with reference to typical examples.

【0027】実施例1:アミラーゼ生産菌の培養 カザミノ酸0.5%、でんぷん(溶性)2%、酵母エキ
ス0.3%、リン酸水素二カリウム0.1%、硫酸マグ
ネシウム7水和物0.02%、炭酸ナトリウム0.35
%からなる液体培地を常法により滅菌し、無菌的に試験
管および坂口フラスコに分注した。SD773株を試験
管に接種し、33℃で 24時間振盪培養したものを前
培養菌体懸濁液としてその0.1mlを前記の培地の入
った坂口フラスコに接種した。33℃で21時間培養
後、培養液を遠心分離し、その上清のアミラーゼ活性を
測定したところ約1.3U/mlであった。
Example 1: Culture of amylase-producing bacterium 0.5% casamino acid, 2% starch (soluble), 0.3% yeast extract, 0.1% dipotassium hydrogen phosphate, magnesium sulfate heptahydrate 0 0.02%, sodium carbonate 0.35
The liquid medium consisting of 10% was sterilized by a conventional method and aseptically dispensed into a test tube and a Sakaguchi flask. The SD773 strain was inoculated into a test tube and shake-cultured at 33 ° C. for 24 hours to give a precultured cell suspension of which 0.1 ml was inoculated into the Sakaguchi flask containing the above-mentioned medium. After culturing at 33 ° C. for 21 hours, the culture solution was centrifuged, and the amylase activity of the supernatant was measured and found to be about 1.3 U / ml.

【0028】実施例2:アミラーゼの精製 実施例1で得られた上清から本発明のアミラーゼを精製
した。まず、上清から硫酸アンモニウム沈澱法により3
0−85%飽和画分の沈澱を得た。この沈澱を20mM
Tris−HCl緩衝液(pH7.5)に溶かし、透
析により脱塩後、同じ緩衝液で平衡化したDEAE(ジ
エチルアミノエチル)陰イオン交換樹脂カラム(16mm
φ、10cm )に吸着させ、塩化ナトリウムの濃度勾配(0
−1M)で溶出させた。活性画分に最終濃度15%飽和
になるように硫安を加え、15%飽和硫安を含む緩衝液
で平衡化したフェニルトヨパール650M(16mmφ、10cm ;
東ソー(株)商品名)に吸着させた。硫安15−0%の
濃度勾配をかけ溶出した活性画分を限外濾過で濃縮し、
トヨパールHW-55 Superfine (東ソー(株)商品名)の
カラムで分画した。活性画分をポリアクリルアミドゲル
電気泳動で調べたところ2本のバンドが見られた。活性
染色により2つのバンドがそれぞれアミラーゼ活性を有
することが確認された。さらにこのゲルから活性バンド
を切り出した後、20mM Tris−HCl緩衝液
(pH7.5)で各々の酵素を抽出した(アミラーゼ
A、B)。前記活性測定法によりこれらの酵素溶液の活
性を測定したところ、各々237倍、236倍に精製さ
れていた。
Example 2 Purification of Amylase The amylase of the present invention was purified from the supernatant obtained in Example 1. First, 3 from the supernatant by ammonium sulfate precipitation
A 0-85% saturated fraction precipitate was obtained. 20 mM of this precipitate
A DEAE (diethylaminoethyl) anion exchange resin column (16 mm) was dissolved in Tris-HCl buffer (pH 7.5), desalted by dialysis, and equilibrated with the same buffer.
Φ, 10 cm) and then a sodium chloride concentration gradient (0
-1M). Ammonium sulphate was added to the active fraction to a final concentration of 15% saturation and equilibrated with a buffer containing 15% saturated ammonium sulphate phenyl Toyopearl 650M (16 mmφ, 10 cm;
It was adsorbed on Tosoh Corporation (trade name). The active fraction eluted by applying a concentration gradient of 15-0% ammonium sulfate was concentrated by ultrafiltration,
Fractionation was performed using a Toyopearl HW-55 Superfine (trade name of Tosoh Corporation) column. When the active fraction was examined by polyacrylamide gel electrophoresis, two bands were found. It was confirmed by activity staining that each of the two bands had amylase activity. Further, after cutting out an active band from this gel, each enzyme was extracted with 20 mM Tris-HCl buffer (pH 7.5) (amylase A, B). When the activities of these enzyme solutions were measured by the above-mentioned activity measuring method, they were purified 237 times and 236 times, respectively.

【0029】[0029]

【発明の効果】本酵素は、高温、アルカリ領域で高い活
性を示す酵素である。現在、高温で作用するアミラーゼ
はすべて中性酵素であるし、アルカリ酵素は熱に弱いと
いった欠点があり、両方を満足する酵素はまだ市販され
ていない。本酵素を用いることにより、高温アルカリ領
域でのでんぷん分解を大幅に改善することが出来る。例
えば、繊維工業においては、精練漂白工程中アルカリ条
件下での糊抜き工程に使用することができ、従来とは違
った風合いを出すことが可能になる。またアルカリでの
安定性が高いことから、洗剤用酵素として使用でき、洗
浄力の増強を図ることが出来る。更に、自動食器洗い機
用洗剤に配合することにより、飯粒などのでんぷん性の
汚れに対する洗浄効果を向上させることが可能である。
この他にも、アルカリ性領域ででんぷんを加工する工程
など極めて広範囲の分野に使用され得る。また、本発明
のバチルスsp.SD773株を培養することにより、
本発明の酵素を効率良く取得できる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present enzyme is an enzyme which exhibits high activity in high temperature and alkaline regions. At present, amylases that act at high temperatures are all neutral enzymes, and alkaline enzymes have the drawbacks that they are sensitive to heat. Enzymes that satisfy both of them are not yet on the market. By using this enzyme, starch decomposition in a high temperature alkaline region can be significantly improved. For example, in the textile industry, it can be used in a desizing step under alkaline conditions during a scouring and bleaching step, and a texture different from the conventional one can be obtained. In addition, since it has high stability in alkali, it can be used as a detergent enzyme and can enhance the detergency. Furthermore, by adding it to an automatic dishwashing detergent, it is possible to improve the cleaning effect on starchy stains such as rice grains.
In addition to this, it can be used in a very wide range of fields such as a step of processing starch in an alkaline region. In addition, the Bacillus sp. By culturing the SD773 strain,
The enzyme of the present invention can be efficiently obtained.

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

【図1】本発明のアミラーゼの反応pHと活性との関係
を示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing the relationship between reaction pH and activity of amylase of the present invention.

【図2】本発明のアミラーゼの処理pHと残存活性を示
すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing the treatment pH and residual activity of the amylase of the present invention.

【図3】本発明のアミラーゼの反応温度と活性の関係を
示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between reaction temperature and activity of amylase of the present invention.

【図4】本発明のアミラーゼの熱処理温度と残存活性の
関係を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the heat treatment temperature and the residual activity of the amylase of the present invention.

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 (C12N 1/20 C12R 1:07) (C12N 1/21 C12R 1:07) Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location (C12N 1/20 C12R 1:07) (C12N 1/21 C12R 1:07)

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記の性質を有するアミラーゼ。 (1)作用 でんぷんに作用して、α−1,4−グリコシド結合を加
水分解する。 (2)至適pH 可溶性でんぷんを基質として60℃で10分間反応させ
た場合、至適pHは約10.5。 (3)至適温度 可溶性でんぷんを基質としてpH10で10分間反応さ
せた場合、至適温度は約65℃。 (4)安定pH 40℃で30分間処理した場合、pH6〜11の範囲で
安定である。 (5)熱安定性 pH10で30分間処理した場合、2mM塩化カルシウ
ム存在下では60℃まで100%の残存活性を有し、非
存在下では50℃で約60%の残存活性を有する。 (6)分子量 SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動法により測定
した分子量が約110,000である。
1. An amylase having the following properties. (1) Action It acts on starch to hydrolyze the α-1,4-glycoside bond. (2) Optimum pH When a soluble starch is used as a substrate and reacted at 60 ° C. for 10 minutes, the optimum pH is about 10.5. (3) Optimum temperature When soluble starch is used as a substrate and reacted at pH 10 for 10 minutes, the optimum temperature is about 65 ° C. (4) Stable pH When treated at 40 ° C for 30 minutes, it is stable in the pH range of 6-11. (5) Thermal stability When treated at pH 10 for 30 minutes, it has a residual activity of 100% up to 60 ° C in the presence of 2 mM calcium chloride, and a residual activity of about 60% at 50 ° C in the absence thereof. (6) Molecular weight The molecular weight measured by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis is about 110,000.
【請求項2】 下記の性質を有するアミラーゼ。 (1)作用 でんぷんに作用して、α−1,4−グリコシド結合を加
水分解する。 (2)至適pH 可溶性でんぷんを基質として60℃で10分間反応させ
た場合、至適pHは約10。 (3)至適温度 可溶性でんぷんを基質としてpH10で10分間反応さ
せた場合、至適温度は約65℃。 (4)安定pH 40℃で30分間処理した場合、pH6〜11の範囲で
安定である。 (5)熱安定性 pH10で30分間処理した場合、2mM塩化カルシウ
ム存在下では60℃で約90%の残存活性を有し、非存
在下では50℃で約60%の残存活性を有する。 (6)分子量 SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動法により測定
した分子量が約90,000である。
2. An amylase having the following properties. (1) Action It acts on starch to hydrolyze the α-1,4-glycoside bond. (2) Optimum pH When a soluble starch is used as a substrate and reacted at 60 ° C. for 10 minutes, the optimum pH is about 10. (3) Optimum temperature When soluble starch is used as a substrate and reacted at pH 10 for 10 minutes, the optimum temperature is about 65 ° C. (4) Stable pH When treated at 40 ° C for 30 minutes, it is stable in the pH range of 6-11. (5) Thermal stability When treated at pH 10 for 30 minutes, it has a residual activity of about 90% at 60 ° C in the presence of 2 mM calcium chloride, and a residual activity of about 60% at 50 ° C in the absence. (6) Molecular weight The molecular weight measured by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis is about 90,000.
【請求項3】 請求項1に記載のアミラーゼの生産能を
有するバチルス属細菌を培養し、その培養物から該アミ
ラーゼを採取することを特徴とするアミラーゼの製造方
法。
3. A method for producing amylase, which comprises culturing a bacterium belonging to the genus Bacillus having the ability to produce amylase according to claim 1 and collecting the amylase from the culture.
【請求項4】 請求項2に記載のアミラーゼの生産能を
有するバチルス属細菌を培養し、その培養物から該アミ
ラーゼを採取することを特徴とするアミラーゼの製造方
法。
4. A method for producing amylase, which comprises culturing a bacterium of the genus Bacillus having the ability to produce amylase according to claim 2 and collecting the amylase from the culture.
【請求項5】 バチルス属細菌がバチルスsp.SD7
73株(FERMP−14462)またはその突然変異
株もしくは遺伝子操作株である請求項3もしくは4に記
載のアミラーゼの製造方法。
5. A bacterium of the genus Bacillus is Bacillus sp. SD7
The method for producing amylase according to claim 3 or 4, which is strain 73 (FERMP-14462) or a mutant strain or genetically engineered strain thereof.
【請求項6】 請求項1もしくは2に記載のアミラーゼ
の生産能を有するバチルス属細菌。
6. A bacterium belonging to the genus Bacillus having the ability to produce the amylase according to claim 1.
【請求項7】 バチルスsp.SD773株(FERM
P−14462)またはその突然変異株もしくは遺伝
子操作株。
7. Bacillus sp. SD773 strain (FERM
P-14462) or a mutant strain or a genetically engineered strain thereof.
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