JPS58198291A - β−ガラクトシダ−ゼおよびその製造法 - Google Patents

β−ガラクトシダ−ゼおよびその製造法

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JPS58198291A
JPS58198291A JP8069682A JP8069682A JPS58198291A JP S58198291 A JPS58198291 A JP S58198291A JP 8069682 A JP8069682 A JP 8069682A JP 8069682 A JP8069682 A JP 8069682A JP S58198291 A JPS58198291 A JP S58198291A
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JP
Japan
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galactosidase
lactose
temperature
substrate
range
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Pending
Application number
JP8069682A
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English (en)
Inventor
Koichi Matsumoto
浩一 松本
Mitsuo Ehata
江幡 光雄
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.)
Shionogi and Co Ltd
Original Assignee
Shionogi and Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規にして有用なβ−ガラクトシダーゼおよび
その製造法に関する。
本発明で提供するβ−ガラクトシダーゼは乳糖に高い基
質特異性を有するβ−ガラクトシダーゼであり、ケトメ
ラ属に属するβ−ガラクトシダーゼ産生菌を培地に培養
し、得られる培養物から分離採取することにより得られ
る。
β−ガラクトシダーゼは乳糖などのもつβ−ガラクトシ
ド結合を分解してD−ガラクトースを遊離する酵素であ
り、従来より、乳糖不耐症の治療剤・各種乳製品の処理
剤などに応用すべく1種々の微生物を培養してβ−ガラ
クトシダーゼを得る研究が進められている。
一般にβ−ガラクトシダーゼの活性度は測定が容易であ
るという理由から合成基質の0−ニトロフェニル−β−
D−ガラクトピラノシド(以下0NPGと略す)に対す
る分解力で表わされる場合が多いが・この値は生体内で
実際に基質となる乳糖に対する分解力とは通常一致しな
い。これまでに研究開発更に市販化されたβ−ガラクト
シダーゼは殆んど全てが乳糖よりも0NPGに高い基質
特異性を有しており・従って体内では表記された分解力
どおりの効力を期待できない。
本発明者らは、乳糖に対し0NPG以上の基質特異性を
もつβ−ガラクトシダーゼを見い出すべく種々の微生物
を検索した結果、ケトメラ属に属する菌株がその目的に
合致するβ−ガラクトシダーゼを生産することを見い出
し1本発明を完成した。
次に本発明β−ガラクトシダーゼの製造法を示す。本発
明β−ガラクトシダーゼの製造はケトメラ属に属するβ
−ガラクトシダーゼ産生菌を好気的条件下に栄養培地に
培養し、培養終了後当該β−ガラクトシダーゼを分離採
取することにより行なう。
本発明で使用するβ−ガラクトシダーゼ産生菌はケトメ
ラ属に属するカビの一種で具体的には例えば、ケトメラ
・ラフイゲーラP F  661 (Chae −to
mella raphigera PF−1,gJ’ 
 )が挙げられる。該菌株は、粉胞子器(pycnid
ia )を形成してその上に形成されるトゲ(5eta
e  )には直状のもの(straight ) 、曲
がったもの(bent  )ならびに鍵形のもの(ho
ok)が観られること。
および、胞子が円筒形(cylindrical  )
 +紡錘形(fusiform )またハソーセーシ形
(alantoid)を呈し、大きさは44j〜4 X
 /、 7 X 2μであることなどの性状が下記文献
に記載されているケトメラ・ラフイゲーラの性状と一致
するところから同定されたものである。
A new 5pecies of Chaetome
lla on rose : M、 E。
シイt、 Mycol ogia 、 22 、 / 
1. !;−161しかし9文献中には、記載のケート
メラ・ラフイゲ〜うがβ−ガラクトシダーゼを産生する
ことあるいはそれを示唆するような記述は全く見い出せ
ない。従ってケトメラ・ラフィゲーラを使用してβ〜ガ
ラクトシダーゼを得る本発明方法は、新規なβ−ガラク
トシダ〜ゼ製造法である。ケトメラ・ラフイゲ〜うPF
−4J(f′の標準菌株は微生物工業技術研究所に昭和
タフ年3月27日より微工研菌寄第乙t♂3号として寄
託しである。
本発明においては、上記のケトメラ・ラフィゲ〜うPF
−6乙r株ならびにその天然および人工変異株は勿論の
ことケトメラ属に属する当該β−ガラクトシダーゼ産生
菌は全て使用でき5本発明に包含する。
β−ガラクトシダーゼ産生菌の培地組成、培地条件など
は、酵素の製造に関して一般に用いられているものを用
いればよい。培地としては、皺。
油カス、米ヌカ、コーンステイープリカー、硝酸アンモ
ニウムなどを含有する液体培地または固体培地が利用で
き、その他必要に応じて、グルコース、デキストリン、
アラビノース、シヨ糖、グリセリンなどの炭素源、麦芽
エキス・大豆粉、ペプトン、肉エキス、酵母エキスなど
の窒素源および無機リン酸塩、マグネシウム塩、カルシ
ウム塩などの無機塩を添加してもよい、またビタミンな
どを添加して菌の生育を促してもよい。培養は、lO〜
to”c、p)I2.s〜7.5′の好奇的条件下で好
ましくは20〜3!;′C,pH3〜乙で行なう。培養
時間は、培養の規模、振盪の強さなどにより異なるが。
通常/−J’日である。培養中に培地のpHが変動しう
る場合には、培地中に緩衝剤を加えてもよい。
培養終了後、培養物から当該β−ガラクトシダーゼを分
離採取するには9通常の酵素精製法を用いればよい。即
ち、遠心分離、ヌツチェ濾過、抽出などの方法により培
養物から菌体を除去して粗酵素液を得、これに塩酸、硫
酸、リン酸などのアルカリ金属塩またはアンモニウム塩
などのような水溶性塩を加えて塩析させたり、あるいは
、アセトン、アルコールなどにより沈澱させることによ
り粗酵素蛋白が得られる。これを更に、透析、遠心分離
、濾過、抽出、各種イオン交換樹脂や吸着剤による脱吸
着、クロマトグラフィーなどを適当に組み合わせて用い
て精製し、純粋な酵素標品を得ることができる。
以上のようにして得られる本発明のβ−ガラクトシダー
ゼは下記の理化学的性質を有する。
(1)作用 β−D−ガラクトピラノシル誘導体に特異的に作用して
D−ガラクトースを遊離する。
(2)基質特異性       ′ニ 一般にβ−ガラクトシダーゼは、天然基質である乳糖に
対する分解力が合成基質である0NPGに対する分解力
に比べてはるかに小さいが7本酵素は乳糖に対する分解
の方が強い。0NPC分解力に△ 対する乳糖分解力の比率は/−2゜ (3)全適所および安定pm範囲 第1図および第2図に示す通りである。第1図はリン酸
・クエン酸緩衝液中で37°c、is分間反応させたと
きのpI(変化に伴なう酵素比活性(俤)の変化を示す
図である。図中1曲線■は乳糖を基質とした場合を5曲
線■は0NPGを基質とした場合をそれぞれ表わす。第
2図は、リン酸・クエン酸緩衝液中で37°O,/時間
、各pHに保ったのちの各pHでの残存活性(係)を示
す図である。
至適pH: lAs (第7図参照) 安定声範囲:、2..5〜73(第2図参照)(4)力
価の測定法 (a)乳糖に対する加水分解力の測定 /、 5%乳糖を含有する0θjM′リン酸・クエン酸
緩衝液(pHIA!;)0!−に本酵素03txlを加
え。
37°c、is分間反応きせたのち、100°C,!;
分間熱湯につけて反応を停止させる。生成したグルコー
ス量をグルコース測定試薬を用いて測定り、・乳糖の分
解量を求める。1分間当たり、lμMの乳糖を加水分解
する酵素量を/I、act単位とする。
(bl 0NPGの加水分解力の測定 002M0NPGを含有する00.!;Mリン酸・クエ
ン酸緩衝液(pH4t、、5)03 ml ニ本酵素0
6tttlヲ加ニー37°c、is分間反応させたのち
、/M炭酸ナトリウム液1yxlを加えて反応を停止さ
せる。生成した0−ニトロフェノール量を測定して、 
0NPCの分解量を求める。1分間当たり、lμMの0
NPCを加水分解する酵素量を/ 0NPC単位とする
(5)作用適温の範囲 第3図に示す通りである。第3図は、pHlA3゜各温
度でis分間反応させたときの温度変化に伴なう酵素比
活性(チ)の変化を示す図である。図中。
番号■および■は第1図と同意義である。
至適温度:乳糖を基質とする場合は約jj’c。
0NPGを基質とする場合は約1.0°c0(第3図参
照) (6)I)T(、温度などによる失活の条件筒を図に示
す通りである。第を図は、pH3およびpH6のそれぞ
れのリン酸・クエン酸緩衝液中において、13分間、各
温度に保ったのちの各温度での残存活性(チ)を示す図
である。
安定温度範囲: pH3では&j’C以下。pH乙では
to’c以下。(第1図参照) (7)阻害、活性化および安定化 各種金属イオンおよび糖の本酵素におよぼす影響を、各
種金属イオンおよび糖存在下の残存活性(チ)により表
わしたのが次表である。
豪乳糖に対する分解力は、生成したグルコース量を定量
することによっているため測定不能。
上表から明らかな様に5本酵素の酵素活性は。
硫酸マグネシウム、硫酸鉄、硫酸銅、塩化カルシウム、
ガラクトースおよびグルコースによす影響を受けない。
(8)分子量 分子量は、セファデックスG−’、7θO(ファルマシ
ア・ファイン・ケミカルズ社製ゲル濾過剤)カラムクロ
マトグラフィ=(φ/、3×70cm)を使用しゲル濾
過法により測定。分子量既知の試料として、オバルブミ
ン(分子量’13,000)、牛血溝アルブ゛ミン(分
子量6’y、ooo )、アルドラーゼ(分子量t、5
yooo  )およびカタラーゼ(分子量24t4θO
0)を使用した。分子量は約l♂万。
(9)等電点 アンフオラインの電気泳動により本酵素の等電点を求め
た。等電点はpI(J: o”―よ3゜01元素分析値 C:4t/、73チ、H:A、/Jチ、N:170係係
上下本発明品°と従来のβ−ガラクトシダーゼとの比較
を示す。表中、 [La c t]は乳糖に対する分解
力を、  [0NPG]は0NPGに対する分解力をそ
れぞれ表わしており、即ち、  [Lact] / [
0NPG]値が大きいほど乳糖に対して基質特異性が高
いこA:特開昭!;ll−10!;290執記載のβ−
ガラクトシ一記 載:特開昭!;3−/1gj91記載のβ−ガラクトシ
ダーゼ C:東京田辺製β−ガラクトシダーゼ市販品D:マイル
スボラトリーズ・インコーホレッド製市販品 表から明らかな様に本発明標品(表中本酵素と記載)は
、乳糖に対する基質特異性が非常に高い。
即ち体内での作用が非常に強力なβ−ガラクトシダーゼ
であるといえる。酵素標品Bは従来品の中で0NPCよ
りも乳糖に高い基質特異性を有する唯一の例であるが、
非常に不安定なことが欠点となっている。本発明酵素は
非常に安定で収率がよく。
また耐酸性を有する点においても、標品Bより応用範囲
の広い優れたβ−ガラクトシダーゼである。
上記の理化学的性質から明らかなように2本発明のβ−
ガラクトシダーゼは乳糖に対する基質特異性が高いため
、胃腸管内で乳糖が分解されず乳糖に起因した消化不良
や下痢などを起こす乳糖不耐症の治療および防止には特
に有効であり、医薬品としであるいは牛乳その他の乳製
品に添加して用いられる。また本酵素は、胃内の卯でも
充分安定な耐酸性9通常の乳製品の加熱温度下で充分安
定な耐熱性を合わせ持ち 更には、金属イオンや糖と共
存しても安定であるな゛どの利点を有するので、使用に
際して取扱いが非常に容易であり、また体内で充分にそ
の効力を発揮することができる。
以下に実施例を示して本発明の様態を明らかにするが、
これらはいづれも本発明をなんら限定するものではない
実施例1 皺3.0%、米ヌカ/、 01 、コーンステイープリ
カー/、0%、硝酸アンモニウム01%を含む液体培養
基(pH6,0)100mlを300 I11容三角フ
ラスコに分注し、i2i′cで30分間蒸気滅菌する。
これに予め同様の培養基に2t″Cで2日間培養してお
いたケトメラ・ラフィゲーラPF−6tFの種培養液’
Al11lを接種し、2θor、p、m、の回転振盪機
で2r°C,7日間培養する。培養液10本分を合して
、ヌツチェ濾過により菌体を除去して培養炉液7θ0 
g/ (77/ 0NPC単位/ ml )を得る。
この培養P液を013飽和の硫安塩析し、生ずる沈澱を
水lθθmlに溶解し、不溶分除去して透析し、低温下
でアセトン100m1を添加し、生ずる沈澱を分離後、
凍結乾燥してβ−ガラクトシダーゼの粉末oiざg(ム
lざθ0NPG単位/11゜5sざθLac を単位/
g)を得る。収率:/73%。
実施例コ 米胚芽r、oi、油カス(ナタネ)!0%を含む液体培
養基(pHJ、θ)100mlfe!;00m1容三角
フラスコに分注し、i、;zi’cで3θ分間蒸気滅菌
後、予め実施例1記載と同様の培養基に21′Cで2日
間培養しておいたケトメラ・ラフイゲーラPF−6乙ざ
の種培養液1istを接種し、20Or、p、m。
の回転振盪機で2f°C,乙日間培養する。培養液乙O
本分を合して、P布式遠心分離機で菌体を除去し、培養
炉液4! J (/ 11.!0NPG単位/!I/)
を得る。
この培養P液を限外濾過により水分および塩分を除去し
tθθゴとする。さらに低温下でアセトン’AOOml
を添加し、生ずる沈澱を分離し、遠心分離で不溶分を除
去後、凍結乾燥してβ−ガラクトシダーゼの粉末3.O
fCム92θ0NPG単位/f。
6.3θ0Lact単位/g)を得る、収率:30!%
実施例3 実施例1記載の培養基(pHA、θ)♂θθゴを21容
三角フラスコに分注し、121”Cで30分間蒸気滅菌
する。これに予め同様の培養基に2g°Cで2日間培養
しておいたケトメラ・ラフイケーラPF−、g乙♂の種
培養液qθmlを接種し、lざQr、p、m、  の回
転振盪機で21′C,1日間培養する。
米胚芽g、θ俤、市販フィツシュミールλ、θチを含む
液体培養基(pHA、θ)20!を301容ジャーファ
ーメンタ−に入れ、121′cで3θ分間蒸気滅菌する
。これに前記の種培養液fθOxlを接種し・通気量2
0!/分、攪拌数Jj0r、p、m、で2ざ°C,7日
間培養する。培養液を炉布式遠心分離機で濾過し、菌体
を除去して培養炉液l乙l(lよ7 0NPG単位/l
xl>を得る。
この培養ろ液を限外濾過により水分および塩分を除去し
1.乙でとする。さらに低温下でアセトンt6jを添加
し、生ずる沈澱を分離し、遠心分離で不溶分を除去後、
凍結乾燥してβ−ガラクトシダーゼの粉末20g(lA
θθ0ONPG単位/fl。
久3θQLact単位/g)を得る。収率:311g係
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明酵素の活性度に及ぼすpHの影響を示す
図である。 第2図は本発明酵素の安定性に及ぼすpHの影響を示す
図である。 第3図は本発明酵素の活性度に及ぼす温度の影響を示す
図である。 第4図は本発明酵素の安定性に及ぼす温度の影響を示す
図である。 尚、第1図および第3図において1曲線■は乳、糖を基
質とする場合5曲線■は0NPGを基質とする場合をそ
れぞれ表わす。 特許出願人  塩野義製薬株式会社 図面  第1図 pH 第コ 図 図面  第3図 第t 図 温度 CC)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ケトメラ属に属するβ−ガラクトシダーゼ産生菌
    を培地に培養し、得られる培養物からβ−ガラクトシダ
    ーゼを分離採取することを特徴とするβ−ガラクトシダ
    ーゼの製造法。
  2. (2)ケトメラ属に属する菌株により産生されるβ−ガ
    ラクトシダーゼ。
  3. (3)下記の理化学的性質を有する特許請求の範囲(2
    )記載のβ−ガラクトシダーゼ。 (a)基質特異性 0−ニトロフェニル−β−D−カラクトヒラノシド(以
    下0NPGと略記)分解力に対する乳糖分解力の比率は
    /−2゜ 山)至適pHおよび安定声範囲 至適pH14j 安定pH範囲:2.S〜7j (c)作用適温の範囲 至適温度:乳糖を基質とする場合は約SS′Cl0NP
    Gを基質とする場合は約t O’C0(d)pH,温度
    などによる失活の条件安定温度範囲: pH3ではgj
    00以下。pH6では60℃以下。 (e)阻害、活性化および安定化。 硫酸マグネシウム、硫酸鉄、硫酸銅、塩化カルシウム、
    ガラクトースおよびグルコースにより影響を受けない。 (f)分子量 約it万(セファデックスG−200使用、ゲル濾過法
    による。) <g)等重点 p)Iよ0−j:3 (h)元素分析値 C: It/、78 、 H: t、13% 、 N 
    : 170%
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2529013A2 (en) * 2010-01-28 2012-12-05 Academia Sinica Novel -glucosidase and uses thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2529013A2 (en) * 2010-01-28 2012-12-05 Academia Sinica Novel -glucosidase and uses thereof
EP2529013A4 (en) * 2010-01-28 2013-12-11 Academia Sinica NOVEL BETA GLUCOSIDASE AND USES THEREOF

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