JPS62155086A - α−L−フコシダ−ゼの製造法 - Google Patents

α−L−フコシダ−ゼの製造法

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JPS62155086A
JPS62155086A JP29543085A JP29543085A JPS62155086A JP S62155086 A JPS62155086 A JP S62155086A JP 29543085 A JP29543085 A JP 29543085A JP 29543085 A JP29543085 A JP 29543085A JP S62155086 A JPS62155086 A JP S62155086A
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武 酒井
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侑 松井
Junko Akiyoshi
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はα−L−フコシダーゼの製造法に関する。さら
に詳しくは細菌を培養して、その培養物よりα−L−フ
コシダーゼを製造する方法に関する。
〔従来の技術〕
α−L−フフシダーゼはα−L−フコシドに作用して、
L−7コースを遊離する酵素で、細菌、カビ、植物、軟
体動物、哺乳類などに広く、分布している。高等動物由
来の複合糖鎖の非還元末端、または枝分れ部分には、α
−L−フコシル基が頻繁に見いだされ、これらの糖鎖の
構造と機能の解明には、α−も一フフシダーゼの使用が
強力な手段となる。
従来より、アスペルギルス属(ジャーナル・オブ・バイ
オロジカル・ケミストリー第245巻、第299頁、1
970年)、クロストリディウム属(ジャーナル・オブ
φバイオロジカル・ケミストリー第245巻、第165
9頁、1970年)などの微生物がα−L−フコシダー
ゼを生産することが知られている。しかしこれらの菌株
の生産するα−L−フコシダーゼはブタ顎下腺ムチンや
2′−フコシルラクトースなどの複合糖質には作用する
が、p−ニトロフェニル−α−L−フコシドには全く作
用しない。そのため、α−L−フコシダーゼを生産する
場合、培養および精製工程における酵素活性測定が非常
に繁雑となる。また、動物起源ではサザエ(アーカイプ
ズ拳オブ書バイオケミストリー・アンド・バイオフイジ
クス第145巻、第50頁、1971年)、ボウシュウ
ポラ(ジャーナル・オブ・バイオケミストリー第70巻
、第75頁、1971年)にアグリコン特異性の広いα
−り一7コシダーゼが見い出されている。これら巻貝の
酵素はムチン型側タンパク質、糖ペプチド、糖脂質など
の天然基質のみならず、p−ニトロ7xニル−α−L−
フコシドのごとき合成基質にも作用する。しかし、サザ
エ、ポウシュウボラのような動物由来の酵素を工業生産
する場合原料の安定供給の而から不利であり、微生物酵
素の開発が望まれる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
最近、フサリウム属に属する微生物がα−L−フコシダ
ーゼを生産することが報告された(日本農芸化学会昭和
60年度大会講演要旨集、第685頁)。この酵素は天
然基質のみならず、p−ニトロフェニル−α−L−フコ
シトニモ作用し、従来の微生物起源のα−L−フコシダ
ーゼとは異なるタイプの酵素である。しかし、酵素の反
応至適pHが酸性側にあることから、細胞に障害を与え
ることなく糖鎖の構造と機能を解明するためには満足な
ものではない。そこで、中性付近に至適pHを有するα
−L−フコシダーゼを高収率で有利に工業生産するため
には、さらに優れたα−L−フコシダーゼを生産する微
生物の検索が望まれる。
従って本発明の目的は、上記現状に鑑みp−二トロフェ
ニルーα−L−7コシドに作用シ、かつ中性付近に至a
pHを有するα−L−フコシダーゼを工業的に安価に製
造する方法を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明を概説すれば、本発明はα−L−フコシダーゼの
製造法に関するものであって、コリネバクテリウム属ま
たはフラボバクテリウム属に属し、α−L−フコシダー
ゼ生産能を有する微生物を培養し、培養物からα−L−
フコシダーゼを採取することからなる。
本発明で用いられるコリネバクテリウム属またはフラボ
バクテリウム属に属する細菌はα−L−フコシダーゼを
培養物中に著量生産することが可能で、また後述するご
とく非常に精製が容易であり、かつ優れた性質を有して
いる。
以下、本発明について詳細に説明する。
まず、本発明に使用される菌株としては、コリネバクテ
リウム属またはフラボバクテリウム属に属するα−L−
フコシダーゼ生産能を有する菌株であればいかなる菌株
でもよく、またこれらの菌株の変異株でもよい。そして
、コリネバクテリウム属に1しα−L−フコシダーゼ生
産能を有する菌株の具体例としては、例えば、コリネバ
クテリウム(C!orynebacterium ) 
8paFS−0077が挙げられる。本閑は、滋賀県内
の土壌中より本発明者らが新たに検索して得た菌株で、
その菌学的性質は次のとおりである。
a、形態的性質 顕微視的観察(肉汁寒天培地上で30℃で培養) (1)細胞の形および大きさ: 通常細胞の大きさは03〜0.5 X 3〜5声m。直
線状あるいは若干彎曲した杆菌であり、片端あるいは両
端がグラブ状に曲がったものもあり、多形成である。
(2)運動性の有無: なし く3)周鞭毛の有無: なし く4)ダラム染色性: 陽性 (5)胞子の有無: なし く6)抗酸性: 陰性 す洛培地における生育状態 (1)肉汁寒天平板培養: 30℃の培養で、直径2〜4rrnの凸円形コロニー企
形成する。表面および川縁はなめらかである。コロニー
の色は白黄色不透明で光沢がある。
(2)肉汁寒天針面培養: 30℃培養で拡幅によく生育する。
(3)肉汁液体培養: 30℃静置培養で皮膜の形成はないが、沈殿物の形成が
ある。
(4)肉汁ゼラチン穿刺培養: 20℃静置培養で表面および穿刺線に沿つて生育し、ゆ
っくりとゼラチンを液化する。
(5)リドマスミルク培養: 30℃静置培養でミルクのアルカリ化が見られる。
C1生理学的性質 (1)硝酸塩の還元: 陽性 (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: 陽性 (′7)デンプンの加水分解二 極少量あるいは分解し
ない (8)クエン酸の利用: 陽性 (9)無機窒素源の利用: 陽性(アンモニウム塩およ
び硝酸塩) (10)色素の生成: 陰性 (11)ウレアーゼ: 陰性 (12)カタラーゼ: @性 (13)オキシダーゼ: 陰性 (14)最適生育条件: 22℃〜37℃、pH7〜8
.5 (15)l!F)素に対する態度: 好気性(16)O
Fテスト: 陰性 (17〕ビタミン要求性: 陰性 (18)炭素源の利用: L−7コース、D−アラビ/−ス、L−ガラクトース、
L−アラビノース、D−7ラクトース、D−グルコース
、D−ガラクトース、マルトース、ラクトース、グリセ
ロール、シュクロース、デキストリンナト(19)DN
AのGC含量: 58%(Tm法による)上記したごと
く、本菌はその性状より、バーシーズ・マニュアル・オ
プ拳デターミネイティブ・バクテリオロジ−(Berg
ey’s Manual ofDeterminati
ve Eacteriology )第8版(1974
年)と対比すると、フリネバクテリウム属に属するもの
と認められる。よって、本菌株をコリネバクテリウム(
Oorynebacterium ) sp、 FS−
0077と称することとした。なお、本菌株は工業技術
院微生物工業技術研究所に微工研菌寄第8545号(F
IRM P −8545)として寄託されている。
また、7ラボバクテリウム属に属し、α−も一7フシダ
ーゼ生産能を有する菌株の具体例としては、例えば、7
ラボパクテリウム・ファルギニューム(Flavobo
cterium faruginsum )工AM 1
493が挙げられる。
本発明において培地に加える栄養源は使用する菌株が利
用し、α−L−フコシダーゼを生産するものであればよ
く、炭素源としては、例えばグリセロール、グルコース
、シュクロース、マルトース、ラクトース、L−フコー
スなどが利用でき、窒素源としては酵母エキス、ペプト
ン、コーンステイープリカー、肉エキス、脱脂大豆、硫
安、塩化アンモニウムなどが適当である。その他にリン
糟塩、カリウム塩、マグネシウム塩、亜鉛塩などの無機
質および金属塩類を加えてもよい。なお、本発明のα−
L−フコシダーゼは誘導酵緊である故、L−7コースを
培地に添加すれば著しく酵素生産量が増大する。
例えばL−7コース0.1%添加により無添加に比べて
約50倍の本発明によるα−L−フコシダーゼが生産さ
れる。
α−L−フコシダーゼ生産菌を培養するにあたり、生産
量は培養条件により大きく変動するが、一般に培′i!
!温度は20〜35℃、培地のpH5〜7.5が良く、
15〜48時間の通気撹拌培養で本発明によるα−L−
フコシダーゼの生産は最高に達する。培養条件は使用す
る菌株、培地組成などに応じ、α−L−フコシダーゼの
生産量が最大になるように設定するのは当然である0 本発明の菌によって生産されたα−9L−フコシダーゼ
は主に菊体内に存在するので、培イI−物を固液分離し
、得られた湿菌体から通常用いられる超音波処理、フレ
ンチプレス、ダイナミルなどの種々の破壊手段を用いて
の体を破壊すると、あるいはりゾチームのごとき細胞壁
溶解醇素を用いて菌体細胞壁を溶解すると無細胞抽出液
が得られる。次いでこの抽出液から通常用いられる精製
手段により精製酵素標品を得ることができる。例えば、
塩析、有機溶媒沈殿、イオン交換カラムクロマト、疎水
結合カラムクロマト、ゲルー過、凍結乾燥などにより、
精製を行ない、ポリアクリルアミドゲルディスク電気泳
動的に単一な精製α−L−フコシダーゼを得ることがで
きる。
本発明により得られるα−L−フコシダーゼの酵素化学
的および理化学的性質は次のとおりである。
(1)作用: OHOH α−L−フコシド          L−7コ一ス本
酵素は上記反応式のごとく、α−L−フコシドに作用し
て、L−7コースを遊離する。
(2)基質特異性: 合成w rtでは1ノーニトロフェニル−α−L−フコ
シドのみに作用し、p−ニトロフェニル−β−L−フコ
シド、p−ニトロフェニル−α−L−グルコシドなどに
は全く作用しない。また、天然基質では人乳出来の21
−7コシルラクトースやブタ顎下腺ムチンなどの複合糖
質に作用する。
(3)至適pHおよびpH安定性: 本酵素の至適p)tは第1図の曲線で表わされるごと<
 pH8,5付近に極めて高い活性を有しいる。本酵素
を25℃においてそれぞれのpHで60分間処理したと
きのpH安定性を第3図に示した。第3図より明らかな
ように本酵素はpH5,5〜9.5の間で安定である。
(4)至適温度および熱安定性: 本酵素の至適温度は第2図の曲線で表わされるごとく3
4℃に至適温度を有している。
本酵素をpH8,0においてそれぞれの温度で60分間
処理したときの熱安定性を第4図に示した。本酵素は2
6℃まで安定であったが、50℃でも約70%の残存活
性を示した。
(5)分子量: 本酵素の分子量はセファクリルS−200(ファルマシ
ア製)によるゲpvfs過法では約43000であった
・。
(6)等電点: ファルマライト(pH3〜10、ファルマシア製)を用
いた等電点電気泳動法により求めた本酵素の等電点け3
.8±0.1であった。
(7)金属イオンの影響: 本酵素は第1表に示すように、Ag+、HI!+および
Ou  なとにより強力に阻害された。
第  1  表 金属塩(1mM)    相対活性(灼熱添加    
110 0A+O Hg・+     O Cu”      Q Zn″     9O Nit+94 + 血 、MgN NILまたはCua       10
0(8)にm値: ラインライバー−パーク(Lineweaver −B
urk ) 7’ロツトにより本酵素のp−ニトロフェ
ニル−α−L−7フシドに対するにm値を求めたところ
、4.5X10−’Mであった。
(9)酵素活性測定法: α−L−フコシダーゼ活性の測定は次のようにして求め
た。即ちIQmMp−二)ロフ工二ルーα−L−フコシ
ド0.1”sloOmMリン酸緩衝液(pH8,0) 
1.3 mlおよび適当に希釈した酵素液0.1 me
 、反応液量1.5 meで35℃、10分間反応させ
た後、0.25 M  N&zCO31,5rrd!を
添加して反応を停止させ、405 nmの吸光度を測定
する(0・D−9yグル )0別に対照として酵素溶液
の代りに蒸留水0.1 d加え、同様の操作によって吸
光度を測定しく 0.D、プッ、り)△ O,D、ao
sC0−D−tyyh   O,D−プラyp  ) 
 を求?bた。
α−L−フコシダーゼ活性は下記の計算式によって求め
られる。
−へへ一一〜へ〜 。
d:光路長(C1) df:希釈率 〔実施例〕 以下に本発明によるα−L−フコシダーゼの製造方法を
実施例をもって示すが、本発明が以下の実施例の範囲の
みに限定されるものではない。なお、%は他に特記せぬ
限りw/v%である。
実施例 1 コリネバクテリウム8p、 FS −0077(微工研
菌寄第8545号)を、酵母エキス0.5%、ペプトン
160%、KHzPOa  0.3%およびMg5O4
C7HzO0,1%、pH7,Oからなる培地10〇−
を分注して殺菌(120℃、20分間)した500me
の三角フラスコに接種し、30℃で24時間培養して種
培養液とした。L−7コース0.1%、ペプトン0.5
%、KHzPOa  o、 3%、Mg504117 
HzO0,1%および消泡剤(日本油脂社製CB−44
2)0.01v/v%、pH7,0からなる培地15t
を301容のジャーファーメンタ−に入れ、120℃で
20分間殺菌した。冷却後、上記の種培養液100rn
lを接種し、30℃で40時間、毎分15tの通気量と
毎分250回転の攪拌速度の条件で培養した。培養終了
後、培養液を遠心分離して菌体を集め、50 mM ’
)ン酸緩衝液(pH8,0)500−に懸濁した後、超
音波処理で菌体を破砕した。菌体破砕液を遠心分離して
上澄液550−を得た。この上澄液のα−L−フコシダ
ーゼ活性は26.5単位/−であった。この上澄液をあ
らかじめ50mM!Jン醗緩衝液(pH8,0)で緩衝
化したDEAE−セファロース0L−6B(ファルマシ
ア社製)のカラム(直径501×長さ10 an )に
吸着させ、吸着物を150mMリン酸緩衝液(p)!8
.0)で洗浄後、300mMリン酸緩衝液(pH8,0
)で溶出して活性画分を集めた。次にこの活性画分を限
外沖過で濃縮、脱塩後、5OmMリン酸緩衝液(pH8
,0)で緩衝化したDEAE−セファロース(!L−5
Bのカラム(直径2.5 CI X長さ10 cm )
に再び吸着させ、上記と同様な方法で溶出して得た活性
画分に塩化ナトリウムを添加し4M濃度とした。これを
あらかじめ4M塩化ナトリウム含有100mMリン酸緩
衝液(1)H8,O)で緩衝化したフェニルセファロー
ス(!L−4B(ファルマシア社りのカラム(直径2.
5 cm X長さ20cm)に吸着させ、吸着物を4M
塩化ナトリウム含有10mM!Jン酸緩衝液(pH8,
0)で洗浄後、3λべ塩化す) IJウム含有lQmM
リン酸緩衝液(1)H8,0)で溶出し、活性画分を集
めた。この活性画分をコロジオン膜で濃縮後、あらかじ
め100mMリン酸緩衝液(pH8,0)で緩衝化した
セファロース0L−6B(ファルマシア社製)のカラム
(U径2.5G×長さ90 Cl )でゲル洲過を行な
い、得た活性画分に安定化剤としてEDTAを最終濃度
1 mMになるように加えて凍結乾燥し、精製酵素粉末
780岬を得た。この粉末の比活性は9.59単位/岬
であった。この酵素粉末はポリアクリルアミドゲルディ
スク電気泳動的に単一であった0以上の精製工程を第2
表に示す。
実施例 2 フラボバクテリウム・ファルギニュームエAM1493
をL−7コース 0.1%、酵母エキス1.0%、ペプ
トン1.0%、KH!PO40,3%およびZn01g
  40 ppm % pH7,0からなる培地100
meを分注して殺菌(120℃、20分間)した500
dの三角フラスコに接種して、30℃で48時間培養し
た。この培養物中のα−L−フコシダーゼ活性は0.1
単位/−であった。
〔発明の効果〕
本発明により、複合糖鎖の構造と機能の解明に有用なα
−L−フコシダーゼの新たな工業的生産に適した製造法
が提供された。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明により得られるα−L−フコシダーゼの
pHと活性の関係ご表わすグラフであり、第2図は温度
と活性の関係を表わすグラフであり、第3図はα−L−
フコシダーゼを25℃において、それぞれのpHで60
分間処理した後のpHと活性の関係を表わすグラフであ
り、第4図はplt8.0においてそれぞれの温度で6
0分間処理した後の温度と活性の関係を表わすグラフで
ある。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、コリネバクテリウム属またはフラボバクテリウム属
    に属するα−L−フコシダーゼ生産菌を培養し、培養物
    よりα−L−フコシダーゼを採取することを特徴とする
    α−L−フコシダーゼの製造法。
JP29543085A 1985-12-26 1985-12-26 α−L−フコシダ−ゼの製造法 Granted JPS62155086A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0919237A4 (en) * 1996-01-26 2004-10-13 Takara Bio Inc APOPTOSIS INDUCERS

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0919237A4 (en) * 1996-01-26 2004-10-13 Takara Bio Inc APOPTOSIS INDUCERS

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