JPS59166083A - Preparation of cellulase - Google Patents

Preparation of cellulase

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JPS59166083A
JPS59166083A JP3843483A JP3843483A JPS59166083A JP S59166083 A JPS59166083 A JP S59166083A JP 3843483 A JP3843483 A JP 3843483A JP 3843483 A JP3843483 A JP 3843483A JP S59166083 A JPS59166083 A JP S59166083A
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polyethylene glycol
cellulase
cellulose
enzyme
acremonium
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Yasushi Mitsuishi
三石 安
Hitoshi Yamabe
倫 山辺
Yoshiyuki Takasaki
高崎 義幸
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Abstract

PURPOSE:To prepare cellulase in high yield, by cultivating a specific microorganism belonging to the genus Acremonium in a medium containing polyethylene glycol. CONSTITUTION:Novelly separated Acremonium cellulolyticus (FERM P6867) is cultivated in a medium containing cellulose as a carbon source and 0.01-5wt% (especially 0.05-0.5wt%) polyethylene glycol, and production of cellulose is extremely increased by comparison with the case where no polyethylene glycol is added to the medium. Polyethylene glycol 1000, polyethylene glycol 2000, polyethylene glycol 4000, etc. having different polymerization degree may be cited as the polyethylene glycol, any of them can be used, and especially polyethylene 1000 having low polymerization degree is effective.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、アクレモニウム属菌によるセルラーゼの製造
方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing cellulase using Acremonium bacteria.

セルラーげはセルロースをグルコースまたはレロビΔ−
スやL?[」オリゴ糖にまで分解する酵素反応系を触媒
する酵素群の総称であり、その作用様式により、C1酵
索、C×酵索とβ−グルコシダーUあるいはエキソ−β
−グルカナーゼ、エンド−β−グルカナーセとヒロビア
ーゼなど種々の名称で呼ばれる酵素で椙成されているが
、いまだその実体は明らかでない。それは、セルラーゼ
を生産する微生物起源により、結晶性セルロース、カル
ボキシメチルセルロース(CMC) 、セロデキスi〜
リン、セロオリゴ糖、セロビオース等に対Jる作用様式
の異なる酵素が多種多様に存在することと、天然セルロ
ースの構造上の複雑さに起因している。しかし、セルラ
ーゼは、これら複数の酵素が調和のとれた相互作用を°
リ−ることによりセルロースをその構成糖に分解する複
合酵素である。
For cellulose, cellulose is converted into glucose or RerobiΔ-
Su or L? ['' is a general term for a group of enzymes that catalyze the enzymatic reaction system that decomposes them into oligosaccharides, and depending on their mode of action, C1 enzymes, Cx enzymes, β-glucosider U, or exo-β
It is made up of enzymes called by various names such as -glucanase, endo-β-glucanase, and hyrobiase, but their true nature is still unclear. Due to the microbial origin that produces cellulases, it can be used to produce crystalline cellulose, carboxymethylcellulose (CMC), cellodex i~
This is due to the presence of a wide variety of enzymes with different modes of action on phosphorus, cellooligosaccharides, cellobiose, etc., and the structural complexity of natural cellulose. However, cellulases require harmonious interactions between these multiple enzymes.
It is a complex enzyme that decomposes cellulose into its constituent sugars by leaching.

近年、セルラーゼはバイオマス賀源の有効利用を図ると
いう観点から注目を集め、盛んに研究されるようになっ
たが。しかし、従来、よく知られているトリコデルマ属
やアスペルギルス属等の微生物の生産するセルラーゼは
、天然セルロースに対づる分解力が充分でなく、またセ
ルロースを完全にグルコースに分解できないでセロビオ
ースや、それ以上のセロオリゴ糖を多量に生成するなど
の問題があっ1ζ。更にまた、従来、知られているセル
ラーゼは、通常、熱安定性に劣っているため、長時間の
糖化反応では45〜50℃程度での反応しか行なえない
ため、糖化中しばしば雑菌に汚染されるという危険があ
った。
In recent years, cellulases have attracted attention and have been actively researched from the perspective of making effective use of biomass sources. However, cellulases produced by well-known microorganisms such as Trichoderma and Aspergillus do not have sufficient decomposition power for natural cellulose, and cannot completely decompose cellulose into glucose, producing cellobiose and more. There are problems with 1ζ, such as the production of large amounts of cellooligosaccharides. Furthermore, conventionally known cellulases usually have poor thermostability and can only be used for long-term saccharification reactions at temperatures of about 45 to 50°C, so they are often contaminated with bacteria during saccharification. There was a danger that.

本発明者らは、結晶性セルロースに対する分解力が優れ
、且つグルコースへの糖化力の優れたセルラーゼ生産菌
を求めて、広く自然界より微生物の検索を行ってきた結
果、土壌中より分離し、アクレモニウム(Acremo
nium )属と同定した糸状菌を分離した。そしてこ
の菌の生産するセルラーゼを工業的に使用Jべく、生産
力価の向上について、鋭意、研究を続けてぎた結果、セ
ルラーゼを生産するアクレモニウム属菌をポリエチレン
グリコールの存在下で培養−するとセルラーゼの生産但
が顕著に増加することを認めた。本発明はこの知見にも
とづいてなされたものである。
The present inventors have searched extensively for microorganisms in the natural world in search of cellulase-producing bacteria that have excellent decomposition power for crystalline cellulose and saccharification power to glucose. Monium (Acremo)
A filamentous fungus identified as belonging to the genus Nium was isolated. In order to use the cellulase produced by this bacterium industrially, we have continued our intensive research into improving the production titer.As a result, we have found that when cellulase-producing bacteria of the genus Acremonium are cultured in the presence of polyethylene glycol, cellulase is produced. However, it was observed that the production of The present invention has been made based on this knowledge.

ずなわら、本発明はセルラーゼを生産井るアクレモニウ
ム属菌を培養してセルラーゼ生産するに際し、ポリエチ
レングリコールの存在下で培養することを特徴どするセ
ルラーゼの生産方法に関するものである。
Specifically, the present invention relates to a method for producing cellulase, which comprises culturing cellulase-producing bacteria of the genus Acremonium to produce cellulase in the presence of polyethylene glycol.

以下に、本発明の詳細な説明する、。The present invention will be described in detail below.

本発明において使用される、ポリエチレングリコールと
して(ま例えば、ポリエチレングリコール1000、ポ
リエチレングリコール2000゜ポリエチレングリコー
ル4000など、車合度の異なる種々なものが知られて
おり、これらは、いずれも本発明に対し、有効に適用り
−ることができるが、なかんずくポリエチレングリコー
ル1000程合度のものがより効果的であった。
As the polyethylene glycol used in the present invention, there are various known polyethylene glycols (for example, polyethylene glycol 1000, polyethylene glycol 2000°, polyethylene glycol 4000, etc.) with different degrees of purity, and all of these can be used in the present invention. Although it can be applied effectively, polyethylene glycol of about 1000 was particularly effective.

ポリエチレングリコールは、培地に対して、通常、0.
01〜5%稈度、望ましくは、0.05〜0.5%程度
添加される。そして、このようなポリエチレングリコー
ルを添加した培地で、)7クレモニウム属菌を培養りる
と、セルラーゼの生産品が、無添加の場合に比べ顕著に
増加する。例えば、セルラーゼのうらアビレラーゼ話性
は1.1〜1.5倍、カルボキシメチルセルラーゼは1
.5〜2.9倍、β−グルコシダーゼは1.3〜2倍に
増加する。
Polyethylene glycol is usually added at 0.0% to the medium.
It is added in an amount of about 0.01 to 5% culm, preferably about 0.05 to 0.5%. When Cremonium bacteria are cultured in such a medium to which polyethylene glycol is added, the production of cellulase significantly increases compared to the case without the addition of polyethylene glycol. For example, the talkability of cellulase is 1.1 to 1.5 times higher, and that of carboxymethyl cellulase is 1.
.. 5-2.9 times, β-glucosidase increases 1.3-2 times.

本発明において使用されるセルラーげ生産菌の菌学的性
質は下記の通りである。
The mycological properties of the cellulose producing bacteria used in the present invention are as follows.

生育二麦芽エキス寒天上では生育は速く、30℃7日で
直径701101に達する。集落は最初白色で後にやや
黄色味を45ひる。気生菌糸はゆるく盛り上がり羊毛状
を呈し、時に細状の菌糸束を形成覆る。
Growth: Growth on malt extract agar is fast, reaching a diameter of 701101 in 7 days at 30°C. The village was initially white and later became slightly yellowish. The aerial hyphae are loosely raised and wool-like, sometimes forming thin hyphal bundles.

培養後期には集落裏面は桃褐邑ないし赤褐色を呈する。In the later stages of cultivation, the back side of the colony becomes pinkish-brown or reddish-brown.

ツアペック寒天上でもほぼ同様の生育を承りが気生菌糸
の盛り上がりはより少い。生育1)H範囲は3.5へ−
6.0で最適pHは4イ」近、生育温度範囲は 15℃
〜43℃ で、最適作用温度は30℃(q近である。
Almost the same growth was observed on Zapek agar, but the growth of aerial mycelium was less. Growth 1) H range to 3.5-
At 6.0, the optimum pH is close to 4', and the growth temperature range is 15℃.
~43°C, and the optimum working temperature is close to 30°C (q).

形態:菌糸の直径は0.5〜2.5  μm、無色で菌
糸には隔壁が認められる。また、菌糸表面は滑面である
Morphology: The diameter of the hyphae is 0.5 to 2.5 μm, colorless, and septa are observed in the hyphae. In addition, the hyphal surface is smooth.

分生子、分生子形成能は非常に不安定でツアペック寒天
および麦芽エキス寒天培地による継代培釡により容易に
消失した。分離時におりる観察では、分生子柄は気生国
糸側面より突出し、無色である。
Conidia and the ability to form conidia were extremely unstable and were easily lost by subculturing on Czapek agar and malt extract agar media. When observed during separation, the conidiophores are colorless and protrude from the side of the aerial kunihito.

分住子は亜球形(2.5〜5×2〜4.5μm )で滑
面、無色で連鎖は非常にゆるく分散しやすい。
The conidia are subglobular (2.5-5 x 2-4.5 μm), smooth, colorless, and the chains are very loose and easily dispersed.

以上の菌学的性質について、W,Qamsのr Cep
halosporiumartige  3chimm
elpi1gcj P84、G. Fisl+er  
(1971年)及びC, l−1, DiCkillS
On, Mycol、Papers ’115  P 
1 0 (1968年)を参照した結果、水筒はアクレ
モニウム(Acremonium )属に近縁の糸状菌
と考えるのが妥当であると考えた。なお、アクレモニウ
ム属に゛は、従来、強力なセルラーゼ生産性が知られて
いなかったこと、及び、本発明の菌株が強力、カリ特徴
的なセルラーゼを生産することから、水筒をアクレモニ
ウム・ヒルロリテイノJス(ACrenlOniUmc
el 1ulolyticus)と命名した。なお、水
筒は、Fl=RIVI  P−6867として、工業技
術院微生物工業技術研究所に寄託されている。
Regarding the above mycological properties, W. Qams' r Cep
halosporiumartige 3chimm
elpi1gcj P84,G. Fisl+er
(1971) and C, l-1, DiCkillS
On, Mycol, Papers '115 P
10 (1968), we concluded that it is appropriate to consider the canteen to be a filamentous fungus closely related to the genus Acremonium. In addition, since Acremonium genus Acremonium has not been known to have a strong cellulase productivity, and the strain of the present invention produces a strong cellulase characteristic of potash, the water bottle should be made of Acremonium hirloliteino. Jsu(ACrenlOniUmc
el 1ulolyticus). The water bottle has been deposited at the Institute of Microbial Technology, Agency of Industrial Science and Technology as Fl=RIVI P-6867.

アクレモニウム属は Q amsにより詳細な検Nがな
され、以前にセファロスポリウム属どして記載されてい
た属の再検討を行うことにより、近年採用された局名で
ある。従って、アクレモニウム属の局名を用いたセルラ
ーゼ生産菌の記載はまだない。更に、本発明の示すよう
な結晶性セルロースに作用覆ることのできる強力な真の
セルラーゼ、すなわちアビセラーげやl−Pアーゼを生
産するセファロスポリウム属菌は、本発明以前には全く
知られ一Cいない。
The genus Acremonium is a name adopted in recent years after a detailed examination by Qams and a reexamination of genera previously described as the genus Cephalosporium. Therefore, there have been no descriptions of cellulase-producing bacteria using the local name of the genus Acremonium. Furthermore, Cephalosporium bacteria that produce strong true cellulases that can act on crystalline cellulose, such as Avicelage and l-Pase, as shown in the present invention, were completely unknown prior to the present invention. C isn't there.

水筒の生産するセルラーゼは、作用特性から結晶性の高
いセルロースであるアビヒルに作用する解水、′?Jな
わちアビセラーL’u:たはFPアーゼで代表されるC
1酵素、カルボキシメチルセルラーゼ(CMC)に作用
する、いわゆるCMCアーゼで代表されるCxtW素と
、セロビオースなどセロオリゴ糖に作用づるβーグルコ
シダーLの主とじ13種類の酵素群からなる複合酵素系
である。そして、これら酵素群の調和のとれた相互作用
により、天然のけルロースを゛完全にグルコースにまで
分解づることができるのである。以下(ここれら酵素の
性質を記載する。
The cellulase produced by the water bottle is a dehydrator that acts on Avihil, a highly crystalline cellulose, due to its action characteristics. J or Avicella L'u: or C represented by FPase.
It is a complex enzyme system consisting of 13 types of enzymes, including CxtW, represented by the so-called CMCase, which acts on one enzyme, carboxymethyl cellulase (CMC), and β-glucosider L, which acts on cellooligosaccharides such as cellobiose. The harmonious interaction of these enzymes makes it possible to completely break down natural cellulose into glucose. The properties of these enzymes are described below.

(A)アビセラーゼの酵素的性質 (1) 作用 セルロース末、アビヒル、脱脂綿など結晶性の高い不溶
性セルロースに対し作用してグルコース、セロビオース
等の還元糖を生成する。
(A) Enzymatic properties of Avicelase (1) Action Avicelase acts on highly crystalline insoluble cellulose such as cellulose powder, Avicil, and absorbent cotton to produce reducing sugars such as glucose and cellobiose.

(2) 作用pl−1及び最適作用p1−1本酵素の作
用pH1J囲は2〜8、@適作用pl−1は約4.5に
認められノこ。  (第1 図 (a ) )(3) 
安定pH クエン酸−リン酸塩緩@液の下で45℃で20時間放同
じたときの安定pHl値間は約3.5〜約6であった。
(2) Action pl-1 and optimal action pl-1 The action pH range of this enzyme is 2 to 8, and the optimum action pl-1 is approximately 4.5. (Figure 1 (a)) (3)
Stable pH Stable pHl values ranged from about 3.5 to about 6 when exposed to a citric acid-phosphate solution for 20 hours at 45°C.

(第1図(C))(4) 作用温度範囲及び最適作用温
度本酵素は約90°Cまでの高温に作用づるが、1%ア
ビセル、0.05M酢酸緩衝液(p1〜(/1.5)の
下で10分間反応さ氾たときの最適作用温度は約65℃
に認められた。(第1図(b〉)(5) 熱安定性 本酵素を0.05 M耐酸緩衝液(pl−1 4.5)
の下で、各温度で10分間加熱処理した結果、本酵素は
約60℃までの渇1腿ではほとんど失活せず、65℃、
10分間の加熱で約50%、そして70’C。
(Fig. 1 (C)) (4) Action temperature range and optimal action temperature This enzyme works at high temperatures up to about 90°C, but it is effective at high temperatures up to about 90°C. The optimum working temperature when reacting for 10 minutes under 5) is approximately 65℃.
was recognized. (Figure 1 (b)) (5) Add the thermostable enzyme to 0.05 M acid-resistant buffer (pl-1 4.5)
As a result of heat treatment at each temperature for 10 minutes under
About 50% and 70'C after 10 minutes of heating.

10分間の加熱で約80%失活した。(第1図(d))
(6)  1iII害剤 各種小金属イオンのうらで1mM以上の水銀イオンJ5
 にび銅イオンにより強く阻害される。また、5HII
害i1j c、あるパラクロルマーキュリ−ベンゾエイ
1〜によっても1mMで約と)′1%の1tlJ害を受
(プる。
Approximately 80% of the activity was inactivated by heating for 10 minutes. (Figure 1(d))
(6) Mercury ion J5 of 1mM or more behind various small metal ions of 1iIII harmful agent
Strongly inhibited by copper ions. Also, 5HII
However, some parachlormercury benzoei 1 also caused about 1% of the 1tlJ damage at 1mM.

(7) 精製法 本酵素は培M 濾ii1から小口ファイバー(アミコン
1刊−P5)ににり脱塩濃縮してのら、DE八[−レフ
ァーース(CL−6B>によるカラムクロマトグラフィ
ー(Nacl  O→1Mグラジエン1〜)と同カラム
による再クロマトグラフィー(NaCI  O→0.6
〜1)により、より精製Jることが−cきる。
(7) Purification method The enzyme was desalted and concentrated from medium M filtration II1 through a small fiber (Amicon 1st edition-P5), and then subjected to column chromatography (NaCl O → 1M gradientene 1~) and rechromatography using the same column (NaCl O → 0.6
~1) allows for further purification.

(8) 分子M Bio−gel  (A 0.5m )ノJラムによる
ゲル’aG過払により測定した分子量は約140,00
0であった。
(8) Molecule M Bio-gel (A 0.5m) Molecular weight measured by overspraying Gel'aG with J Lamb is approximately 140,00.
It was 0.

(9) 活性測定法 0.1Ml!it酸緩衝液に0.5%濶1哀のアビセル
恕澗物(i)l−14,5)0.5mlに適量の酵素液
を加え、蒸溜水で全量1.0 −mlとし、50”Cで
反応を行った。そして生成覆る還元糖はソモギー・ネル
ソン法により測定した。
(9) Activity measurement method 0.1Ml! Add an appropriate amount of enzyme solution to 0.5 ml of 0.5% Avicel compound (i)l-14,5) in IT acid buffer, make the total volume 1.0-ml with distilled water, and add 50" The reaction was carried out at C. The amount of reducing sugar produced was measured by the Somogyi-Nelson method.

この条件で、1分間に1μmolのグルコースに相当す
る還元ツノを生成する酵素南を1単位とした。
Under these conditions, the enzyme Minami that produced reduced horns corresponding to 1 μmol of glucose per minute was defined as one unit.

(B)CMCアーゼの酵素的性質 (1)  CIVICアーゼの多成分法CMCアーLは
ディスク電気泳動的に少くとも4成分に分離され、それ
ぞれは分子量と等電点により区別される。CMCアーゼ
Iは分子量約160,000で等電点5,08 、以下
同様に■は約160,000.4.95.111tcl
:約120,000.4,60 、IVハ約120,0
00. 4.48テあり、これらアイソザイムの複合物
よりCMCアーゼは成っている。
(B) Enzymatic properties of CMCase (1) Multi-component method of CIVICase CMCase is separated into at least four components by disk electrophoresis, each of which is distinguished by its molecular weight and isoelectric point. CMCase I has a molecular weight of about 160,000 and an isoelectric point of 5.08, and similarly, ■ is about 160,000.4.95.111 tcl.
: approx. 120,000.4,60, IV Ha approx. 120,0
00. There are 4.48 isozymes, and CMCase consists of a composite of these isozymes.

(2) カッ囲ζキシメチルセルロース(CMC) 等
の可溶性セル1]−ス誘導体に作用し、これをグルコー
ス及びセロビオース等に分解する成分(CMCアーゼ■
および■)とグルコースを極わずがしか生成けずセロビ
オース以上のセロオリゴ糖に分解する作用を持゛っ成分
(CtvlCアーゼ■、IV)が存在する。
(2) A component (CMCase) that acts on soluble cellulose derivatives such as CMC and decomposes them into glucose, cellobiose, etc.
and (2), and a component (CtvlCase (2), IV) which only generates glucose very little and has the action of decomposing it into cellooligosaccharides greater than cellobiose.

(3) 作用1)H及び最適作用1)HCMCアーゼ複
合体の作用1)H範囲は、はぼ2〜8にわたり最適作用
1)Hは約4.5に認められた。(第1図(a)〉(4
) 安定1)l−1 クエン酸−リンM塩緩衝液の下で45℃で20時間放置
したときのCMCアーゼ複合体の安定p1−1範囲は約
3.5〜約6であった。
(3) Effect 1) H and Optimal Effect 1) Effect of HCMCase Complex 1) H ranged from 2 to 8, and optimum effect 1) H was found to be approximately 4.5. (Figure 1 (a)> (4
) Stability 1) l-1 The stable p1-1 range of the CMCase complex when left at 45° C. for 20 hours under citrate-phosphorus M salt buffer was about 3.5 to about 6.

く第1区+  (C’  )  ) (5) 作用温度範囲及び最適作用温度このCM CL
i’ −f複合体は約90℃までの高温に作用Jるが、
1%CMC,0,05Ml酸緩衝液(pH4,5>の下
で10分間反応さぼたときの最適作用)晶磨は約65℃
にt2められた。く第1図(b))(6) 熱安定性 本酵素を0.05 M酢酸緩衝液(1)l−14,5)
の下で、各温度で10分間加熱処理した結果、本酵素は
約60℃までの温度ではほとんど失活せず、65°C1
10分間の加熱で約10%、そして70℃、10分間の
加熱で約70%失活した。(第1図(d))(7) 阻
害剤 各種重金属イオンのうちでln+M以−ヒの水銀イオン
J3よび銅イオンにより強く阻害される。
(5) Working temperature range and optimum working temperature This CM CL
The i'-f complex acts at high temperatures up to about 90°C, but
1% CMC, 0.05M 1 acid buffer (optimum effect when reaction is stopped for 10 minutes under pH 4, 5>) crystallization temperature is approximately 65°C
He was defeated in t2. (Figure 1(b))
As a result of heat treatment at each temperature for 10 minutes under
Heating for 10 minutes deactivated about 10%, and heating at 70° C. for 10 minutes deactivated about 70%. (FIG. 1(d)) (7) Inhibitor Among various heavy metal ions, it is strongly inhibited by mercury ion J3 and copper ion of ln+M and lower.

(8) 精製法 本酵素は培養濾液からボロファイバー(アミコンI」1
−P5)により脱塩濃縮してのち、DEAE−セファロ
ース(CL−6B)によるカラムク[1マドグラフイー
(NaCI  O→1Mグラジエン1へ)と同カラムに
よる再クロマ1〜グラフイー及びクロマトフA−カスシ
ングにJ:り各成分に精製できる。
(8) Purification method This enzyme is purified from the culture filtrate by borofiber (Amicon I)1.
After desalting and concentration using DEAE-Sepharose (CL-6B), rechromatography using the same column (NaCI O → 1M gradient 1) and chromatography using the same column and chromatography A-cassing. It can be purified into each component.

(9) 活性測定法 0.1M酢酸緩衝液に溶解させた1 %CMc溶a (
pt−14,5>0.5mlに、適量の酵素液を加え、
蒸溜水で全量1.0mlとし、50℃で反応を行った。
(9) Activity measurement method 1% CMc solution dissolved in 0.1M acetate buffer (
Add an appropriate amount of enzyme solution to pt-14,5>0.5ml,
The total volume was made up to 1.0 ml with distilled water, and the reaction was carried out at 50°C.

そして、生成する還元糖はソモギー・ネルソン法により
測定した。
The reducing sugar produced was measured by the Somogyi-Nelson method.

この条件で、1分間に1μmol’のグルコースに相当
する還元力を生成する酵素岱を1単位とした。
Under these conditions, one unit of enzyme was used to generate a reducing power equivalent to 1 μmol' of glucose per minute.

<C)β−グルコシダーげの酵素的性71(1) 作用 1ナリシン、ゼロビオース、L’DI−リA−ス、レロ
テトラオース、レロベンタオース、セロテトラオースの
ようなセロオリゴ糖に作用して、これをグルコースに分
解づる。また、本酵素はアビセルのJ:うな高分子セル
ロースにも作用するがCMCや1−IEC(ヒドロギシ
エヂルセルロース)にはほとんど作用しない。ザリシン
、LロビA−ス、セロトリオース、セロテトラオース、
LロペンタA−ス及びレロヘキザオースに対するKm値
は、それぞれ3.40 、 2.2G、1.19.0.
82.0.52 ソシT: 0,5111Mテアッた。
<C) Enzymatic properties of β-glucosidase 71 (1) Action 1 Acts on cellooligosaccharides such as naricin, xerobiose, L'DI-lyase, lerotetraose, lerobentaose, cellotetraose, and breaks down into glucose. In addition, this enzyme acts on Avicel's J:Una high molecular cellulose, but hardly acts on CMC or 1-IEC (hydrogythyl cellulose). Zarysin, L-RobiA-se, cellotriose, cellotetraose,
The Km values for L-ropentase and lerohexaose are 3.40, 2.2G, and 1.19.0, respectively.
82.0.52 Soshi T: 0,5111M tear.

(2) 作用1)l−(及び最適作用1))−1本酵素
の作用pH範囲は2〜8、最適作用pHは約4.5にル
2められた。(第1図(a)) (3〉 安定1)H クエン酸−リン酸塩緩衝液の下で45℃で20時間放置
したときの安定吐範囲は約3.5〜約5であった。(第
1図(C))く4) 作用温1良範聞及び114適作川
温瓜本酵素は約90℃までの高温に作用するが、1%1
ノ′リジン、0.05 M酢酸緩衝液(pH4,!i)
の下で10分間反応さUたときの最適作用温度は約65
℃に認められた。(第1図(b))(5〉 熱安定性 0.05 M酢酸緩衝液(pl−14,5)の下で、各
温度で10分間加熱処理した結果、本酵素は約65°C
までの高温ではほとんど失活せず、70℃、10分間の
加熱で約40%失活し、そして80’C110分間の加
熱で90%以上失話した。(第1図(d))(6) 阻
害剤 各種重金属イオンのうち11IIM以上の水銀イオンi
l’i 、Iび14イA−ンにより強く阻害される。ま
た、グルコース−δ−ラクトン(ま基?1に対して拮抗
阻害剤とし−C作用覆る。
(2) Effect 1) l-(and optimum effect 1))-1 The action pH range of this enzyme was 2 to 8, and the optimum action pH was found to be about 4.5. (Figure 1(a)) (3> Stability 1) H The stable ejection range was about 3.5 to about 5 when left at 45° C. for 20 hours under a citric acid-phosphate buffer. (Fig. 1 (C)) 4) The action temperature of 1%1 and 114% of the enzyme acts at high temperatures up to about 90°C.
Nor'lysine, 0.05 M acetate buffer (pH 4,!i)
The optimum working temperature is approximately 65
℃ was observed. (Figure 1(b)) (5> Thermostability As a result of heat treatment at each temperature for 10 minutes under 0.05 M acetate buffer (pl-14,5), the enzyme was heated at approximately 65°C.
There was almost no deactivation at high temperatures up to 70° C., approximately 40% deactivation occurred when heated at 70° C. for 10 minutes, and more than 90% deactivated when heated at 80° C. for 10 minutes. (Figure 1 (d)) (6) Inhibitor: Among various heavy metal ions, mercury ion i of 11IIM or more
It is strongly inhibited by l'i, I and 14-ion. In addition, it acts as a competitive inhibitor against glucose-δ-lactone (1) and reverses the action of -C.

(7) 精製法 本酵素は培養d液からポロファイバー(アミコンl−1
1−P5)により脱塩濃縮したのち、DEAE−セファ
0−ス(CL−6B)によるカラムクロマトグラフィー
(NaCI  O→1Mグラジエン1〜)とクロマl−
フォーカシング(pH6→4)とBio−gel  (
A 0.5m )によるゲル濾過により、電気泳動的に
均一まで精製づ−ることができ染 (8) 分子量 Bio−get  (A O,5m )を用いるゲル濾
過法により測定した分子mは約240,000であった
(7) Purification method This enzyme is purified from culture solution d using poro fiber (Amicon l-1
After desalting and concentration using 1-P5), column chromatography (NaCI O → 1M gradientene 1 to 1) using DEAE-Sepharose (CL-6B) and chroma l-
Focusing (pH 6→4) and Bio-gel (
It can be electrophoretically purified to homogeneity by gel filtration using A 0.5 m).The molecular weight measured by the gel filtration method using Bio-get (A 0,5 m) is approximately 240. ,000.

(9) 活性測定法 0.1M酢酸緩衝液に溶解させた2%サリシン溶液(1
)H4,5)0.5mlに適量の酵素液を加え、蒸溜水
で全fi 1.0tnlとし、50℃で反応を行った。
(9) Activity measurement method 2% salicin solution (1%) dissolved in 0.1M acetate buffer
) H4,5) An appropriate amount of enzyme solution was added to 0.5 ml, the total fi was adjusted to 1.0 tnl with distilled water, and the reaction was carried out at 50°C.

そして生成覆るグルコースをソモギー・ネルソン払によ
り測定した。
Then, the produced glucose was measured by Somogyi-Nelson measurement.

この条件で、1分間に1μ1Ilolのグルコースに相
当する還元力を生成する酵素量を1単位とした。
Under these conditions, the amount of enzyme that produced a reducing power equivalent to 1 μl Ilol of glucose per minute was defined as 1 unit.

本発明のβ−グルコシダーゼは、ザリシンやeロピオー
スのような小さい分子の基idよりもセロヘキザオ°−
スやけロペンタオースのようなΔリボ糖に対してJ:り
親和性が大きく、かつ本酵素はアどレルのような高分子
坦の基質に対しても作用する。特にセミビオースを分解
し、かつアヒレルを相当程度分解できる基質特異性を持
った酵素の存在は本発明により初めて明らかになったも
のであり、しかも生成物はりべてグルコースであること
など本閑の生産するβ−グルコシダーゼは、従来知られ
ていない新規なβ−グルコシダーゼであって、源粉に対
するグルコアミラーゼとよく似た作用特性をもっことか
ら本発明賃らはこの酵素をグルコセルラーゼと命名した
The β-glucosidases of the present invention are more suitable for cellohexade than small molecular groups such as xyricin and elopiose.
This enzyme has a high affinity for Δribosaccharides such as burnopentaose, and also acts on polymeric substrates such as alleles. In particular, the present invention revealed for the first time the existence of an enzyme with substrate specificity that can decompose semibiose and to a considerable extent Achrel, and furthermore, the product is glucose, which is a major improvement in production. This β-glucosidase is a novel β-glucosidase that has not been previously known, and the present inventors have named this enzyme glucocellulase because it has similar action characteristics to glucoamylase on raw flour.

二のように、本発明のアクレモニウム属菌により生産さ
れるセルラーゼは、新規なβ−グルコシダーゼを含む新
規なセルラーゼ複合酵素剤である。
2, the cellulase produced by the Acremonium bacterium of the present invention is a novel cellulase complex enzyme agent containing a novel β-glucosidase.

次に実施例により本発明の詳細な説明する。Next, the present invention will be explained in detail with reference to Examples.

実施例1 セルロース4%、 KII2 PO41,2%、 バク
1〜ペプトン 1%、Zn’SO4・7H20ix i
Q−:]%、 KNO30,6%、へ411804  
・ 71−120 1x  10−コ %、  尿素 
 0.2%、Cu 804  ・5H20ix 10.
−3%、 KCQ O,16%、1)l−14,0、M
!J 804 ・7H200,12%、の組成からなる
培地と、これにポリエチレングリコール1000を0.
05〜0.4  %吊添加した培地、各20m1を20
0m1容三角フラスコ1に入れ、常法により殺菌後、ア
クレモニウム・セルロリティカス(FERM  P−6
867)を接種し、30℃で80間好気的に培養した。
Example 1 Cellulose 4%, KII2 PO4 1.2%, Baku1~Peptone 1%, Zn'SO4・7H20ix i
Q-:]%, KNO30,6%, to411804
・71-120 1x 10-co%, urea
0.2%, Cu 804 ・5H20ix 10.
-3%, KCQ O, 16%, 1) l-14,0, M
! J804・7H200, 12%, and a medium containing 0.0% polyethylene glycol 1000.
05-0.4% suspended medium, 20ml each
Pour into a 0m1 Erlenmeyer flask 1, sterilize it using a conventional method, and add Acremonium cellulolyticus (FERM P-6).
867) and cultured aerobically at 30°C for 80 hours.

培養後、遠心分離して得た上澄液について、生産された
ゼルラーゼのアビレラーゼ、カルボキシメチルレルラー
ゼ(CMCアーゼ)及びβ−グルコシダーゼ活性を測定
した。結果は第1表に示す通りであっIC0 第1表 表から明らかなように、0,05% 量のポリエチレン
グリコール1000の添加にJ:リアごセラーゼは、無
添加の場合に比べ1.2イ8に増加した。CMCアーゼ
は、0.4%量のポリエチレングリコール1000の添
加にj、す2.1倍に増加した。そして、β−グルコシ
ダーゼは0.4%用のポリエチレングリコール1000
の添加により1.7倍に増加した。
After culturing, the supernatant obtained by centrifugation was measured for abilerase, carboxymethyllerulase (CMCase), and β-glucosidase activities of the produced xerulase. The results are shown in Table 1. IC0 As is clear from Table 1, the addition of 0.05% polyethylene glycol 1000 resulted in a 1.2-year increase in J. The number increased to 8. CMCase increased 2.1 times upon addition of 0.4% amount of polyethylene glycol 1000. And β-glucosidase is 0.4% polyethylene glycol 1000
It increased 1.7 times by adding .

実施例2 実施例1で使用した基本培地にポリエチレングリコール
1ooo、2000ど4000をそれぞれ0.1%添加
した培地にアクレモニウム・セルロリティカス(FER
M  P−6867)を接種し、30℃で6日間好気的
に培養した。培養後、遠心分離して得た上澄液について
、生産されたセルラーゼのアビセラーゼ、CMCアーゼ
とβ−グルコシダーゼ活性を測定した。(;1られた結
果は第2表に示8J−通りであった。
Example 2 Acremonium cellulolyticus (FER
MP-6867) was inoculated and cultured aerobically at 30°C for 6 days. After culturing, the supernatant obtained by centrifugation was measured for the avicelase, CMCase, and β-glucosidase activities of the produced cellulases. (1) The results were 8J- as shown in Table 2.

表から明らかなように、試験したポリエチレングリコー
ル1ooo 。
As is clear from the table, the polyethylene glycol tested was 1ooo.

2000及び4000はいずれもアビセラーゼ、CMC
アーゼとβ−グルコシダーゼの生産に対して有効であっ
たが、中で−bポリエヂレングリコール1000はより
効果的であった。
Both 2000 and 4000 are Avicelase, CMC
of which -b polyethylene glycol 1000 was more effective.

第2表 第1図はアクレモニウム(FFRM 、P−6867>
の生産するLルラーゼのアビレラ−1、CMCアーゼ及
びβ−グルコシダーゼについて、(a )最適作用pH
1(b)最適作用温度、(c ) pl−1安定性そし
て(d )熱安定性を示している。
Table 2 Figure 1 shows Acremonium (FFRM, P-6867>
(a) Optimal action pH for Avirella-1, CMCase and β-glucosidase of L-lulase produced by
1 (b) optimal working temperature, (c) pl-1 stability and (d) thermal stability.

官庁出願 手続補正書 く自発) 昭和59年2月9日 特許庁長官殿 1、 事件の表示  昭和 58 年特許願第 384
34  号2、 発明の名称   セルラーゼの生産方
法5、 補正命令Q日イ]  自  弁 別  紙 1、明細書第2頁第4行目の「なったが。しかし」を「
なった。しかし」に訂正する。
(Spontaneous) February 9, 1980, Commissioner of the Patent Office 1, Indication of the case Patent Application No. 384 of 1982
34 No. 2, Title of the invention Cellulase production method 5, Amendment order Q-day] Self-discrimination Sheet 1, page 2 of the specification, line 4, ``Nataga. But'' was changed to ``
became. However, it is corrected to "However."

2、明細書第2頁第11行目の「行なえないため」を「
行えないため」に訂正する。
2. Change “because it cannot be carried out” on page 2, line 11 of the specification to “
This is corrected to "because it cannot be done."

3、間層1山第3頁第3行のUセルラーゼ生産するJを
「セルラーゼを生産する」に訂正する。
3. In the third row of page 3 of the interlayer 1 pile, correct J to "produce cellulase" to "produce cellulase".

4、明細書第4頁第11行目の「分生子、分生子形成能
は」を「分生子:分生子形成能は」に訂正する。
4. On page 4, line 11 of the specification, "conidia, conidium-forming ability" is corrected to "conidia: conidium-forming ability."

5、明細書第4頁第12行目の1容易に消滅した。」を
「消滅する。」に訂正する。
5. 1 on page 4, line 12 of the specification easily disappeared. ” is corrected to “disappear.”

6、明細書第5頁第9〜10行目の「近年採用された・
・・・・・記載はまだない。更に、本発明」を「近年採
用された局名であり、本発明」に訂正する。
6. “Recently adopted
...No description yet. Furthermore, "the present invention" is corrected to "the present invention, which is a recently adopted station name."

7、明細書第5頁第12行目〜第13頁第1行目の1セ
フアロスポリウム」を1アクレモニウム」に訂正する。
7. In the specification, page 5, line 12 to page 13, line 1, "1 Cephalosporium" is corrected to "1 Acremonium."

8、明細書第8頁第4行目の「多成分法」を「多成分性
」に訂正する。
8. "Multi-component method" on page 8, line 4 of the specification is corrected to "multi-component property."

9、明!1111第9頁第18行目の「クロマトフォー
カスシング」を「クロマトフを一カシング」に訂正する
9. Ming! 1111, page 9, line 18, "chromatofocusing" is corrected to "chromatofocusing".

10、明f@F5第12頁第1行目の「均一まで精製す
る」を「均一なまで精製する」に訂正する。
10. Correct "Refining to homogeneity" in the first line of page 12 of Akira f@F5 to "Refining to homogeneity."

11、明細書第2頁第4行目の12%サリシン溶液」を
「1%サリシン溶液」に訂正する。
11. Correct "12% salicin solution" on page 2, line 4 of the specification to "1% salicin solution."

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] セルラーゼを生産するアクレモニウム属菌を培養してけ
ルラーゼを生産するに際し、ポリエチレングリコールの
存在下で培養することを特徴とするセルラーゼの生産方
A method for producing cellulase, which comprises culturing cellulase-producing bacteria of the genus Acremonium in the presence of polyethylene glycol.
JP3843483A 1983-03-09 1983-03-09 Cellulase production method Expired JPS6024712B2 (en)

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