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JPH08275776A - 新規キチナーゼ及びその製造方法 - Google Patents

新規キチナーゼ及びその製造方法

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JPH08275776A
JPH08275776A JP8107895A JP8107895A JPH08275776A JP H08275776 A JPH08275776 A JP H08275776A JP 8107895 A JP8107895 A JP 8107895A JP 8107895 A JP8107895 A JP 8107895A JP H08275776 A JPH08275776 A JP H08275776A
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JP
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chitinase
chitin
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JP8107895A
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Hitoshi Izumida
仁 泉田
Hiroshi Sano
浩 佐野
Miyuki Nishijima
美由紀 西島
Kazuo Oishi
一男 大石
Masaaki Yamagishi
政昭 山岸
Mitsuaki Suzuki
光彰 鈴木
Atsuhiro Katsuyama
敦弘 勝山
Tadashi Miwa
端 三輪
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K I KASEI KK
KAIYO BIO TECH LAB
KAIYO BIO TECHNOL KENKYUSHO KK
Shizuoka Prefecture
Original Assignee
K I KASEI KK
KAIYO BIO TECH LAB
KAIYO BIO TECHNOL KENKYUSHO KK
Shizuoka Prefecture
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 新規酵素キチナーゼC−1及びキチナーゼC
−3。 【効果】 高活性で、かつ、熱安定性に優れる新規なキ
チナーゼを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ビブリオ属に属する微
生物によって生産される新規キチナーゼC−1およびキ
チナーゼC−3に関するものである。本発明の酵素は、
種々の用途に利用されるキチンを効率的に分解するの
で、キチンの有効利用を図る上で、極めて重要である。
【0002】
【従来の技術】キチンは、N−アセチル−D−グルコサ
ミンが多数β−(1,4)−結合した多糖であり、自然界
に幅広く分布している。キチナーゼは、キチンを加水分
解し、N−アセチルキトオリゴ糖を経て、N−アセチル
キトビオースにまで分解する。キチナーゼ(EC3・2
・1・14)は、微生物界に幅広く分布し、ストレプトマ
イセス属微生物を中心に研究が行われている。一方、ビ
ブリオ属微生物が生成するキチナーゼに関する研究は、
内田ら(発酵工学 第57巻 第3号 131-140 1979)によ
って最初に報告されている。さらに、最近、高橋ら(J.
Ferment. Bioeng. Vol-75 457-459 1993)によっても報
告されている。
【0003】しかしながら、上記キチナーゼは、キチナ
ーゼ活性及び熱安定性の点で満足できるものではなかっ
た。すなわち、これらの酵素の活性は、いずれもタンパ
ク質1mg当たり10ユニット未満であり、熱安定性におい
ても、50℃で1時間以上安定性を保持することはできな
かった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高い
キチナーゼ活性を有し、かつ高い熱安定を有する新規な
キチナーゼを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を解決すべく、海洋性細菌由来のキチナーゼの探索を行
った結果、ビブリオ属に属するH−8株が、高いキチナ
ーゼ活性を有し、かつ熱安定性にも優れる新規なキチナ
ーゼを産生することを見出し、本発明を完成した。
【0006】即ち、本発明は、下記の酵素化学的性質を
有するキチナーゼC−1又はキチナーゼC−3である。 A.キチナーゼC−1 (1)キチンに作用し、キチンを可溶性のN−アセチル
キトオリゴ糖にまで加水分解する。 (2)至適 pH :40℃で7.8−8.2 (3)至適温度:pH8.0で50℃ (4)pH安定性:40℃で5.5−9.0で安定 (5)熱安定性:pH8.0で50℃で一時間の処理に安定 (6)分子量:約69000(SDS−PAGE法) (7)等電点:3.6 B.キチナーゼC−3 (1)キチンに作用し、キチンを可溶性のN−アセチル
キトオリゴ糖にまで加水分解する。 (2)至適 pH :40℃で7.8−8.2 (3)至適温度:pH8.0で50℃ (4)pH安定性:40℃で5.5−9.0で安定 (5)熱安定性:pH8.0で50℃で一時間の処理に安定 (6)分子量:約81000(SDS−PAGE法) (7)等電点:3.9 また、本発明は、ビブリオ属に属し、キチナーゼC−1
またはキチナーゼC−3産生能を有する微生物を培養
し、その培養物からキチナーゼC−1またはキチナーゼ
C−3を採取することを特徴とするキチナーゼC−1ま
たはキチナーゼC−3の製造方法である。
【0007】以下、本発明を詳細に説明する。H−8株
は、静岡県浜名湖にて採取した底泥より分離された。H
−8株の菌学的性質は下記に示すが、培地は、マリンア
ガー(Bacto MarineAgar 2216)(Difco 社製)あるいは
マリンブロス(Bacto Marine Broth 2216)(Difco社製)
を用いた。これらの培地に本菌株を植菌し30℃で24から
48時間培養し、光学顕微鏡及び透過型電子顕微鏡を用い
て形態観察を行った。また、本菌株は、塩化ナトリウム
を要求することから、生化学的性状の試験は75%人工海
水を用いて培地を作成するか、あるいは培地中に3%塩
化ナトリウムを添加することによって行った。 (1)形態(好気的条件下) 細胞の形及び大きさ:曲がりのない桿菌、0.7〜1.1×
1.3〜1.8μm 細胞の多形成の有無:無し 運 動 性 :あり 鞭毛の着生状態 :極毛性、固体培地で培養した場合
菌体周辺に周鞭毛が観察される。
【0008】スウォーミング :あり 胞子の有無 :無し グラム染色性 :陰性 (2)各培地における生育状態 マリンアガー平板培養:良好に生育、コロニーは、凸円
状に生育し、全縁湿光、不透明乳白色であり、表面は平
滑である。
【0009】 マリンアガー斜面培養:良好に生育、糸状、乳白色 マリンブロス培養 :良好に生育、培養液は均一に濁
る。 マリンブロスゼラチン穿刺培養:液化する(1週間
後)。 リトマスミルク :消化する (3)生理学的性質 硝酸塩の還元 :還元する インドールの生成:生成する。
【0010】 硫化水素の生成 :TSI培地では、生成しない。 でんぷんの分解 :加水分解する。 クエン酸の利用 :Simons培地 利用する。 :Cristensen培地 利用する。 無機窒素源の利用:利用する。
【0011】色素の生成 :生成しない。 ウレアーゼ活性 :陰性 オキシダーゼ活性:陽性 カタラーゼ活性 :陽性 生育の範囲(温度、pH):温度12〜45℃ 30℃で最も
良好に成育 :pH3〜10 6〜8で最も良好に成育 酸素に対する態度:通性嫌気 O−Fテスト :ブドウ糖を発酵する。
【0012】 メチルレッド試験:陽性 VP反応 :陽性 糖類から酸及びガスの生成の有無 30℃、1週間培養後 酸の生成 ガスの生成 L−アラビノース + − D−キシロース − − D−グルコース + − D−マンノース + − D−ガラクトース + − D−フラクトース + − 麦芽糖 + − ショ糖 − − 乳 糖 − − トレハロース + − D−ソルビット − − D−マンニット + − イノシット − − グリセリン + − デンプン + − −:生成せず、 +:生成する エスクリンの分解:陰性 アルギニンの分解:陰性 DNAの分解 :陽性 PHBの蓄積 :蓄積しない 好 塩 性 :1%〜10%の範囲で生育 ONPGテスト :陽性 Tween80 分解性 :陽性 GC含量 :45.8% イソプレノイドキノン: 主たるキノン ユビキノン Q-8 マイナーなキノン ユビキノン Q-7, Q-6, Q-9 メナキノン MK-7 デメチルメナキノン DMK-8 以上の菌学的性質からバージーズ・マニュアル・オブ・
デターミネイティブ・バクテリオロジー第8版の分類基
準に従って公知の菌株と比較した結果、グラム陰性桿菌
で、極毛性の鞭毛を有し、通性嫌気性、またOFテスト
で発酵性であり、好塩性で発光性をもたず、オキシダー
ゼ陽性、GC含量が45.8%である等の理由から本菌
株は、ビブリオ属に所属すると考えられた。そして、本
菌株は、ビブリオsp.H−8株として工業技術院生命
工学技術研究所に寄託番号FERM P-14737として寄託され
ている(寄託日:平成7年1月19日)。
【0013】キチナーゼC−1及びキチナーゼC−3
は、ビブリオ属に属するキチナーゼ生産菌を培地で培養
し、培養物から得ることができる。キチナーゼ生産菌と
しては、ビブリオ属に属し、キチナーゼC−1及びキチ
ナーゼC−3を産生するものであれば、いずれの菌株で
も用いることができる。また、これら微生物の人工的変
異方法、例えば紫外線照射、X線照射、変異誘起剤処理
など、あるいは自然発生による変異株、また遺伝子操
作、細胞融合による変異株でもキチナーゼC−1又はキ
チナーゼC−3を生産するものであればいずれも本発明
に用いることができる。このようなキチナーゼ生産能を
有する菌株を選定するには、菌株の培養物を取り出し、
そのキチナーゼ活性を測定することにより行うことがで
きる。キチナーゼ生産株のうち、代表的な株としては、
ビブリオsp.H−8株(FERM P-14737) を挙げること
ができる。
【0014】本発明の微生物の培養には微生物の培養に
一般的に用いられる培養方法を用いることができる。培
地としては資化可能な炭素源、窒素源、無機物および必
要な生育、生産促進物質を程よく含有する培地であれば
合成培地、天然培地いずれでも使用可能である。本酵素
は、誘導酵素のため炭素源として、キチン又はキチンオ
リゴ糖を用いることが必須である。また、そのほかに炭
素源としてグルコース、澱粉、デキストリン、麦芽糖、
マンノース、フラクトース、シュークロース、アラビノ
ース、マンニトール、糖蜜などを単独または組み合わせ
て用いられる。更に、菌の資化能によっては炭化水素、
アルコール類、有機酸なども用いられる。窒素源として
は塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム、硝酸ナトリウ
ム、尿素、ペプトン、肉エキス、酵母エキス、乾燥酵
母、コーン・スチーブ・リカー、大豆粉、カザミノ酸な
どが単独または組み合わせて用いられる。そのほか、食
塩、塩化カリウム、硫酸マグネシウム、炭酸カルシウ
ム、リン酸二水素カリウム、リン酸水素二カリウム、硫
酸第一鉄、塩化カルシウム、硫酸マンガン、硫酸亜鉛、
硫酸銅などの無機塩類や海水を必要に応じて加える。更
に使用菌の生育やキチナーゼの生産を促進する微量成分
を適当に添加することができる。
【0015】培養法としては、一般の培養方法が用いら
れるが、液体培養法、とくに深部攪拌培養法がもっとも
適している。培養温度は16〜60℃、特に30〜42℃が適当
であり、培養中の培地のpHはアンモニア水や炭酸アンモ
ニウム溶液、塩酸溶液などを添加して、6〜11、特に7
〜9に維持することが望ましい。液体培養で通常6〜96
時間培養をおこなうと、目的物質のキチナーゼC−1及
びキチナーゼC−3が菌体外に生成される。培養物中の
生成量が最大に達したときに培養を停止する。
【0016】培養物からキチナーゼC−1及びキチナー
ゼC−3の分離、精製は、酵素をその培養物から単離精
製するために常用される方法に従っておこなわれる。例
えば培養物を濾過により培養濾液と菌体に分け、培養ろ
液を硫酸アンモニウム等を用い、塩析によって沈澱物を
得る。この沈澱物を溶解、透析、ゲルろ過クロマトグラ
フィー、イオン交換クロマトグラフィー等の手順で精製
することができる。
【0017】以上の手順で生成されたキチナーゼC−1
は、以下の酵素化学的性質を有している。 (1)キチンに作用し、キチンを可溶性のN−アセチル
キトオリゴ糖にまで加水分解する。 (2)至適 pH :40℃で7.8−8.2 (3)至適温度:pH8.0で50℃ (4)pH安定性:40℃で5.5−9.0で安定 (5)熱安定性:pH8.0で50℃で一時間の処理に安定 (6)分子量:約69000(SDS−PAGE法) (7)等電点:3.6 キチナーゼC−3は、以下の酵素化学的性質を有してい
る。 (1)キチンに作用し、キチンを可溶性のN−アセチル
キトオリゴ糖にまで加水分解する。 (2)至適 pH :40℃で7.8−8.2 (3)至適温度:pH8.0で50℃ (4)pH安定性:40℃で5.5−9.0で安定 (5)熱安定性:pH8.0で50℃で一時間の処理に安定 (6)分子量:約81000(SDS−PAGE法) (7)等電点:3.9 以上の酵素化学的性質及び後述の酵素活性について、本
発明のキチナーゼと公知のキチナーゼとを比較したとこ
ろ、50℃で1時間以上安定である点、及び、酵素活性が
タンパク質1mg当たり、10ユニット以上である点で、公
知のキチナーゼと明らかに相違する。そこで、キチナー
ゼC−1及びキチナーゼC−3を新規酵素と認定した。
【0018】本発明の酵素の用途としては、例えばカビ
のプロトプラスト化のための試薬または、Nアセチルキ
トビオースの製造のために用いることができる。
【0019】
【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。 [実施例1]キチン粉末5g/L 、ペプトン5g/L 、酵母
エキス1g/L 、グルコース5g/L 、りん酸第二鉄0.01g/
L 、天然海水1000mlの組成を有する前培養培地(殺菌前
pH7.5) 30mlを300ml フラスコに加え、ビブリオs
p.H−8株を種菌として植菌し、37℃、24時間培養し
た。このようにして得られた前培養液を 100L容量の発
酵槽中の上記組成と同一組成の培地30Lに5%v/v の割
合で植菌し、40℃で通気攪拌方式(回転数100rpm, 通気
量0.7vvm) により18時間培養を行った。この際、pHは7.
8になるように調整しながら培養した。 [実施例2]実施例1で得られた培養液30Lを1000rpm
で遠心分離し、培養上清を得た。上清を硫酸アンモニウ
ムで塩析し(80%飽和)、沈澱物をろ過後、20mM 酢酸
ナトリウム緩衝液(pH5.0)2Lに懸濁し、再び濾過
後、そのろ液を粗酵素液とした。次に、50FT-C-110
透析チューブ(三光純薬製) に上記粗酵素を入れ、20mM
酢酸ナトリウム緩衝液40Lを透析液として透析を行っ
た。透析した酵素懸濁液をDEAEトヨパール HW-55
(東ソー社製) を用いて、キチナーゼ活性画分の分画を
行った。このDEAEトヨパールHW-55 による分画を
2回行うことで、精製キチナーゼC−1を140mg 及び精
製キチナーゼC−3を120mg 得ることができた。 [実施例3]キチナーゼC−1及びキチナーゼC−3の
活性の測定には、シャーレの変法(Agr. Biol. Chem. V
ol 35, No.7, 1154-1156, 1971) を用いた。なお、キチ
ナーゼ1ユニットは、1分間に1μmol のN−アセチル
グルコサミンを遊離する活性を有する量とする。
【0020】上記方法に従って、キチナーゼC−1及び
キチナーゼC3の活性を測定した。その結果、タンパク
質1mgあたり、キチナーゼC−1の活性は、11.5ユニッ
トまた、キチナーゼC−3の活性は、10.8ユニットであ
った。
【0021】
【発明の効果】本発明は、高活性で、かつ、熱安定性に
優れる新規なキチナーゼを提供する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐野 浩 静岡県清水市袖師町1900番地 株式会社海 洋バイオテクノロジー研究所清水研究所内 (72)発明者 西島 美由紀 静岡県清水市袖師町1900番地 株式会社海 洋バイオテクノロジー研究所清水研究所内 (72)発明者 大石 一男 静岡県沼津市三園町7−1職住303 (72)発明者 山岸 政昭 静岡県焼津市小川256−2 (72)発明者 鈴木 光彰 静岡県沼津市泉町16−6大岡寮202号室 (72)発明者 勝山 敦弘 静岡県清水市殿岡2−12−17 (72)発明者 三輪 端 静岡県磐田郡福田町塩新田浜野328

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記の酵素化学的性質を有するキチナー
    ゼC−1又はキチナーゼC−3。 A.キチナーゼC−1 (1)キチンに作用し、キチンを可溶性のN−アセチル
    キトオリゴ糖にまで加水分解する。 (2)至適 pH :40℃で7.8−8.2 (3)至適温度:pH8.0で50℃ (4)pH安定性:40℃で5.5−9.0で安定 (5)熱安定性:pH8.0で50℃で一時間の処理に安定 (6)分子量:約69000(SDS−PAGE法) (7)等電点:3.6 B.キチナーゼC−3 (1)キチンに作用し、キチンを可溶性のN−アセチル
    キトオリゴ糖にまで加水分解する。 (2)至適 pH :40℃で7.8−8.2 (3)至適温度:pH8.0で50℃ (4)pH安定性:40℃で5.5−9.0で安定 (5)熱安定性:pH8.0で50℃で一時間の処理に安定 (6)分子量:約81000(SDS−PAGE法) (7)等電点:3.9
  2. 【請求項2】 ビブリオ属に属し、キチナーゼC−1ま
    たはキチナーゼC−3産生能を有する微生物を培養し、
    その培養物からキチナーゼC−1またはキチナーゼC−
    3を採取することを特徴とするキチナーゼC−1または
    キチナーゼC−3の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108342374A (zh) * 2018-04-17 2018-07-31 中国海洋大学 一种甲壳素酶及其应用
US20220071200A1 (en) * 2017-05-04 2022-03-10 TLC Products Methods of pest control

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