JPS5917984A - セルラ−ゼの製造方法 - Google Patents

セルラ−ゼの製造方法

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JPS5917984A
JPS5917984A JP12723882A JP12723882A JPS5917984A JP S5917984 A JPS5917984 A JP S5917984A JP 12723882 A JP12723882 A JP 12723882A JP 12723882 A JP12723882 A JP 12723882A JP S5917984 A JPS5917984 A JP S5917984A
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JP
Japan
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cellulase
strain
producing
glucosidase
culture
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Pending
Application number
JP12723882A
Other languages
English (en)
Inventor
Seigo Takazawa
高沢 清吾
Yasushi Morikawa
康 森川
Mikio Kawamori
河盛 幹雄
Atsushi Yasudo
安戸 饒
Kenichiro Takayama
高山 健一郎
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.)
Research Association for Petroleum Alternatives Development
Original Assignee
Research Association for Petroleum Alternatives Development
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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】 微生物の発酵によるセルラーゼの製造方法に関する。
セルロースを酵素的に加水分解し、主とじてヘキソース
からなる糖を生成させる方法は、たとえば燃料用エタノ
ールの製造等に工業的に利用されている。この種の加水
分解に多数の酵素が関与することが知られているが、そ
の代表的。
な酵素には、β−グルカナーゼ(エンド−β−グルカナ
ーゼおよびエキソ−β−グルカナーゼの両者を含む)お
よびβ−グルコシダーゼがある。この明細書で杜、これ
らの三つの酵素を総称してセルラーゼという。
トリコデルマ属に属しかつセルラーゼ生産能を有する微
生物の発酵によって得られた培養物またはこれから抽出
した酵素製剤をセルロース加水分解のための酵素源とす
ることも公知であって、培養物中に蓄積されるセルラー
ゼの活性。
値および前記の三つの酵素成分の比率の観点からトリコ
デルマ・リーセイに属する微生物が賞月されている。し
かし、公知のこの種の菌株を用いるセルラーゼ酵素源の
製造法にはなお改良の余地がある。たとえば、代表的な
セルラーゼ生産菌株トリコデルマ・リーセイQM941
4(ATCC26921)を用いた場合にさえも、培養
物に蓄積される三つの酵素成分のなかで、β−グルコシ
ダーゼの活性が比5較的低いので、これを補なうために
、たとえばアスペルギルス・ホエニクスの発酵によって
得られた別のβ−グルコシダーゼをQM9414株の発
酵によって得られた酵素源に添加することが提案されて
いるが、この方法は複雑で費用がかかる。
公知のトリコデルマ・リーセイに属する微生物の発酵に
よって蓄積されるβ−グルコシダーゼ活性の低い原因と
して、一方では、β−グルカナーゼの生産至適pHが3
〜15であるのに対して、他方ではβ−グルコシダーゼ
の生産至適pHが4〜4.5であシ、しかも培養液のp
Hが5.5以下になると、後者は失活することがあげら
れる。しかし、酸性条件に強いβ−グルコシダーゼ生産
能を有するセルラーゼ生産菌やβ−グルカナーゼ生産至
適pHが3.5以上であるセルラーゼ生産菌はまだ知ら
れていない。
本発明は、本発明者が公知のトリコデルマ・リーセイに
属する変異株から変異誘導処理によって作出しまた変異
株が、培養液のpH!+、5以上で著量のセルラーゼを
蓄積することができ、セルラーゼ中のβ−グルコシダー
ゼ活性値が高い比率を示すという知見に基いている。
本発明の目的は、培養物中に多量のセルラーゼを蓄積す
ることができ、しかもセルラーゼ中のβ−グルコシダー
ゼの比率の高い、この種のセルラーゼの製造方法を提供
することにある。
本発明は、トリコデルマ・リーセイに属する微生物の発
酵によるセルラーゼの製造方法に関し、セルラーゼ生産
至適p)(が五5以上である菌株を用いることを特徴と
する。
本発明の方法によると、通常のセルラーゼ生産菌の発酵
と同様の培養条件で、培養物中にセルラーゼを蓄積する
ことができ、培養液のpHが35以上であっても、セル
ラーゼとくにβ−グルカナーゼの比率は低下しない。ま
たある種の公知菌から得られた培養物の場合のように、
セルロース加水分解の酵素源として用いる際に、β−グ
ルコシダーゼを補なうために、別の酵素源を添加する必
要もない。
本発明を次に詳しく説明する。
本明細書において、セルラーゼの生産至適pHが5.5
以上であるというのは、培養物中に蓄積されるセルラー
ゼ(上記の三つの酵素成分の総称)の活性値がpHs、
5以上で最大になることを意味する。前述のように、公
知のトリコデルマ畢リーセイに属するセルラーゼ生産菌
の発酵では、β−グルカナーゼおよびβ−グルコシダー
ゼの生産至適pI(は、それぞれ3〜5.5および4〜
4.5であるが、これに対して、本発明の方法に用いら
れるセルラーゼ生産菌の、対応する生産至適pHはそれ
ぞれ3.5〜4.5および4〜6.0であることが認め
られる。従って、β−グルコシダーゼの失活を避けるこ
とができるので、その比率を増大することができ、全体
としてのセルラーゼの活性値も増大する。
とはできない。実施例において用いた菌株は、本発明者
が、公知のトリコデルマ・リーセイに属する変異株から
人工的変異誘導処理によって作出したものであるが、そ
の他の自然的または人工的に誘導された変異株も、本発
明の目的に利用することができる。
本発明の目的に利用される変異株を、たとえば次の方法
によって作出することができる。セルラーゼ生産能を有
しかつトリコデルマ・リーセイに属する適宜の変異株を
、紫外線照射やニトロソグアニジンのような変異誘発剤
の使用など、それ自体公知の変異誘導処理(〜、処理ず
みの菌株からセルラーゼ生産活性の大きい菌株を選ぶ。
このための実用的な手法として、たとえば、ワルセスセ
ルロース(リン酸塩膨潤セルロース)寒天平板培地(p
H5,5、温度30℃、72時間)で菌株を培養した時
に得られるクリヤゾーンの大きい菌株を選んで分離し、
純粋培養する。所望により、変異誘導、選別、分離をく
シ返すこともできる。このようにして得られ9写M い
Oイルし/−ヒー) た菌株を、各種培地上で継代培養しても逆変異へ および他の変異株の出現を認めなかった。これ・らの菌
株の性状安定性、とくにクリヤゾーンの大きさ、コロニ
ーの性状、胞子形成能、色素生産性の安定性の観点から
、変異株であることを確認した。
こうして得られた変異株をそれぞれトリコデルマ・リー
セイに−14、J−37およびH−3(微工研菌寄第乙
乙−ylZ号、第 Z7り、J>L号および第 649
号)と命名した。
これらの変異株と親株との性状の比較は表1の通シであ
る。
秦ワルセスセルロース寒天平板培地の組成は次の辿っで
ある。
FeSO4*7H201W CaC12・2H2014 本発明の目的に利用式れる菌株の培養法は、pH条件以
外は、公知のトリコデルマ・リーセイに域する菌株の培
養法と同様である。すなわち培地は天然培地でも合成培
地でもよく、炭素源、窒素源のを1か所望により無機塩
類その他の栄養物を含有していてもよい。炭素源として
は、ろ紙、−紋紙類、バガス、もみがら、稲わら、大豆
粕などの植物繊維質およびその含有物を用いることがで
き、シュークロス、グルコース。
ケーンモラセス、グリセロール、セロビオースなどセル
ラーゼ生産力価の低下につながらない濃度の糖源ならば
上記炭素源との併用も可能である。窒素源としては、硫
安などの無機アンモニウム塩および尿素、アミノ酸、肉
エキス、ペプトンなどの有機窒素源が使用できる。その
他KH2PO4,Mg804. Ca C12、Coc
 12 、 Ii’eSO4、MnSO4、ZnSO4
などの無機塩類を含有する栄養培地(pH3〜6.5)
で行われる。温度は20℃〜62℃の範囲でよく、菌体
が良く生育できる通気条件ならば通常4日〜10日でセ
ルラーゼ活性は最大となる。
培養終了後、培養物またはそれから自製された酵素製剤
をセルロース加水分解等に、それ自体公知の手法で使用
することができる。
下記の実施例および試験例において用いた培地囚の組成
は表2の通りである。
表2 トリコデルマ・リーセイの培地組成セルラーゼ酵
素活性の測定法は試験例1記載の通υである。
実施例1 トリコデルマ・リーセイQ M 9414 (ATCC
26921)をポテトデキストロース寒天斜面培地(p
H5,5,8m)で25℃、7日間培養し、着生した胞
子を−かきとシ、胞子濃度が約107個/dになるよう
に生理的食塩水に浮遊させ、紫外線照射(東芝殺菌ラン
プGL−15、距離353.40分間)後、残りの生菌
を表1に示したワルセスセルロース寒天平板培地で50
℃、5日間培養し、黄色色素生産能が低く、セルラーゼ
生産能の高いコロニーを選ぶ。所望により以上の手法を
くシ返してもよい。こうし−CIAばれたコロニーを用
いて、ワルセスセルロース含有寒天斜面培地で10代以
上継代し、他の変異株の出現や、黄色色素生産能の欠失
およびセルラーゼ生産能その他の諸性状が安定であるも
のを選んで純粋培養した。
実施例2 トリコデルマ・リーセイQM9414(ATCC269
21)  、 K  −1a  (F E RM−p4
乙e/)、J−57(FIRM−P 乙6J工 )、H
−5< FmuM−p ly乙ノ9 )の4株をポテト
デキストロース寒天培地上で25℃、7日間培養する。
生成した胞子を表2に示した培地およびこれに0.01
〜0.06チのCacosを添加した培地5od(?1
00−容三角フラスコ)に接種し、28℃、7日間振盪
培誉した。その結果を表3に示した。
表3 各種菌株のセル−ラーゼ生成量 表から明らかなように、K−14、J−37、H−5の
3株はCaC01無添加の場合においてもβ−グルカナ
ーゼ活性はQM9414よシも高く、セルラーゼ蓄積量
の増大した変異株であることがわか夛、CaC01を添
加し培養終了pHを詞整すると更にセルラーゼ蓄f*量
が増大し、エンド−β−グルカナーゼで21〜26 U
 / me、エキソ−β−グルカナーゼで1.5〜2.
IU/dとなった。一方β−グルコシダーゼがpH5,
6でQM9414の0.54 U /−であったのに対
し、0.62〜t5U/−と増大し、QM9414では
三成分の比率が揃いしかもβ−グルカナーゼ活性の高い
セルラーゼが得られないのに対1−1他の四株ではCa
CO3を添加することによシ三成分の比率が向上し、し
かもQM9414よりもすべて活性が増大したものを得
ることが可能であった。
実施例3 トリコデルマ・リーセイQM9414および実施例1に
用いた四株を表2の組成で4日間実施例1と同様に培養
した培養液50−を同じ組成の培地450mg(2を容
三角フラスコ)に接種し、28℃で振盪培養した。4目
抜アビセルpH501を60 f/を以外は表2と同じ
組成の培地2.51(51ジヤーフアメンター)に接種
し28℃で通気jt 0.8 vvm 、攪拌数45 
Orpmで培養した。培地のpHti約6〜12時間に
pH4,0以下に低下するので、15NNH40Hで2
日間pH4,0に制御し、その後はpH5,0または4
.0に制御した。7日間培養した結果を表4に示した。
表4 各種菌株のセルラーゼ蓄積量 表から明らかなように、QM9414株を使用した場合
は、β−グルカナーゼおよびβ−グルコシダーゼの三成
分の比率のよいものは得られないが、一方に−14、J
−37お“よびH−3の51I株を使用した場合は、培
養液のpHを五〇で制御するよりもpH4,0で制御す
る方がいずれの活性も高くな)、β−グルコシダーゼの
比率もQM9414株より向上した。
試験例1 酵素活性の測定 エンド−β−グルカナーゼの測定は、
カルボキシメチルセルロース拳ナトリウム塩を基質とし
生成する還元糖の量で測定した。すなわち、カルボキシ
メチルセルロース・ナトリウム塩10fをpH5の0.
1 M酢酸緩衝液1tに溶解する。この溶液SOOμt
に蒸留水450μtおよび測定する酵素液を適当に希釈
した4の50μtを添加し、45℃で30分間反応させ
る。反応液を沸騰水中に10分間放置して反応を停止さ
せる。生成した還元糖をソモジ・ネルフン法により定量
する。1分間にグルコース換算で1μmol の還元糖
を生成する酵素活性を1単位と表示した。エキソ−β−
グルカナーゼの測定にはアビセルSFを基質とし生成す
る還元糖の量で測定し九。すなわち、。
0.15Fのアビセル8Ff:pH5の0.2M酢酸緩
衝液4−に均一に懸濁して、この懸濁液に測定すべき酵
素液を適当に希釈したもの1−を加え、45℃で60分
間反応させる。以下の操作はエンド−β−グルカナーゼ
の場合と同様である。
β−グルコシダーゼの測定にはp−ニトロフェニル−β
−D−グルコピラノシドを用いる方法で実施した。すな
わち、p−ニトロフェニル−β−D−グルコピラノシド
をpH5の0.05M酢酸緩衝液に溶解し、2fiMの
溶液を作る。
この溶液1−に測定すべき酵素液管適当に希釈したもの
20μtを加え、45℃で10分間反応し、1M炭酸ナ
トリウム2μLを添加し反応を停止した。生成したp−
ニトロフェノール量をOD405nmで比色定量する。
1分間に1μmolのp−二トロフェノールを生成する
酵素活性を1単位とした。
試験例2 (1)  代表的なセルラーゼ生産菌であるトリコデル
マ・リーセイQM9414(A’l’CC26921)
は表2に示し九培地組成で50rtrl/ 500m容
三角フラスコにて7日間培養した場合、4〜5日でpH
2,6〜五〇に低下する。この時β−グルカナーゼは生
産最適pHがこの付近にあるため活性は高いが、β−グ
ルコシダーゼの活性は極端に低い。これを改善する丸め
8temberg  が報告(Appl、 gnvir
ow、)41crobiol。
31、648(1976) ) しているように、クエ
ン酸緩衝液(クエン酸とクエン酸三ソーブで調製pH5
,4)を添加しpHを3.5以上に制御すルト、β−グ
ルコシダーゼの活性は上昇するものの、β−グルカナー
ゼの活性は低下する。
(2)本発明の実施例2に記載されたトリコデルマ・リ
ーセイK −14< FERM  p−AIJ/ )を
、同じ培地で同じ条件で培養した結果、QM9414株
の場合にくらべて、β−グルカナーゼ活性は高くなるが
、しかしp)Iが低いのて、β−グルコシダーゼ活性は
改良されない。しかし上記培地に培養前に0.02〜0
・2チのCaCO3を添加することによジ、培養中のp
Hを5.5〜5.0に保つと、β−グルカナーゼおよび
β−グルコシダーゼの三成分ともに、QM9414株の
場合よりも、高い活性値が得られる。
(3)QM9414株の場合1jcacO3の添加によ
ってβ−グルカナーゼ活性の低下を防ぐこと蝶困難であ
る。即ち0.02 %のesc03 ′t−添加して培
養してもpHが5以上に上昇しβ−グルコシダーゼ活性
は上昇するが、β−グルカナーゼは低下してしまう。こ
れはQM9414と上記変異株とでは酸の生成の程度が
異なるあるいは生成した酸の資化性の程度が異なること
による。
(4)Q)J4牛14株を用いて、表2の組成で500
m/2L容三角フラスコで4日間振盪培養した培養液を
種培養として、表2の組成のアビセルを1チかも6%に
変えた培地に移し、”5t151容ジヤーフアーメンタ
ーヲ用いて培養し、温度(28℃)、通気量(1vvm
 )、およびpH(3〜45)を連続的に制御(pH制
御は0.5N〜2 N NH,OHを用いる)した。
QM9414はB、J、Ga1lo Sの文献(Bio
tecbnolBioeng Symp間8.89 (
1978) )  [示されているように、pH3〜5
5に制御することにより最大のβ−グルカナーゼが生産
される。
しかしβ−グルコシダーゼは低いレベルであった。また
、pH5,5〜4.5に制御することにより、β−グル
コシグーゼ活性は上昇するもののβ−グルカナーゼ活性
が低ドした。
(5)  本発明による菌株トリフチ′ルマ・リーセイ
J−37(FgRM−P 6〜上 )を用いて上記(4
)と同様の条件で培養し、p!(を55〜4.5に制御
すると、三成分ともにQM9414よりも活性が上昇し
、三成分の比(特にβ−グルコシダーゼの比率)が向上
した。
462−

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)トリコデルマ属に属し、セルラーゼ生成至適pH
    が5.5以上であるセルラーゼ生産菌株を培地に培養し
    、培養物中にセルラーゼを生成蓄積させ、プ生成蓄積し
    たセルラーゼを採取することを特徴とするセルラーゼの
    製造方法。
  2. (2)  該菌株がトリコデルマ・リーセイである特許
    請求の範囲第1項記載の方法。
  3. (3)  M菌株がトリコデルマ−リーセイに−14(
    yzRM−p  ly乙、?/)、 、T  −57(
    FIRM−PI:、ム、;z> またはH、−5(F’
    g)傷−P 4乙J2  )である特許請求の範囲第1
    項記載の方法。
JP12723882A 1982-07-21 1982-07-21 セルラ−ゼの製造方法 Pending JPS5917984A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4885075A (en) * 1987-01-27 1989-12-05 Machine Technology, Inc. Cooling device for a sputter target and source

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4885075A (en) * 1987-01-27 1989-12-05 Machine Technology, Inc. Cooling device for a sputter target and source

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