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JPH0212557B2 - - Google Patents
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JPH0212557B2 - - Google Patents

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JPH0212557B2
JPH0212557B2 JP14168381A JP14168381A JPH0212557B2 JP H0212557 B2 JPH0212557 B2 JP H0212557B2 JP 14168381 A JP14168381 A JP 14168381A JP 14168381 A JP14168381 A JP 14168381A JP H0212557 B2 JPH0212557 B2 JP H0212557B2
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JP
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pyranose oxidase
glucose
culture
enzyme
buffer
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JP14168381A
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Tooru Nakanishi
Yozo Machida
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KH Neochem Co Ltd
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Kyowa Hakko Kogyo Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は発酵法によるピラノース・オキシダー
ゼの製造法に関する。さらに詳しくは、本発明は
コリオラス属、ダエダレオプシス属、プロイロタ
ス属またはグロエオフイルム属に属しピラノー
ス・オキシダーゼ生産能を有する微生物を栄養培
地に培養し、培養物中にピラノース・オキシダー
ゼを生成蓄積せしめ、これを採取することを特徴
とする発酵法によるピラノース・オキシダーゼの
製造法に関する。ピラノース・オキシダーゼ(酵
素番号1.1.3.10)は、グルコースをグルコソンに、
キシロースをキシロソンに、ソルボースを5−ケ
トラクトースに酸化する反応を触媒する酵素であ
り(Methods in Enzymol VolXLI,P170,
1975)、各々の物質を酸化する際に酵素を吸収し、
過酸化水素を生成する。 従来、発酵法によるピラノース・オキシダーゼ
の製法としては、ポリポラス属に属する微生物を
培養して得る方法が知られている。〔Methode in
Enzymol volXLI,P170(1975)〕。 本発明者らは発酵法によるピラノース・オキシ
ダーゼの製造法について種々検討した結果、コリ
オラス属、ダエダレオプシス属、プロイロタス属
またはグロエオフイルム属に属し、ピラノース・
オキシターゼ生産能を有する微生物を培地に培養
することにより培養物中にピラノース・オキシダ
ーゼが生成することを見い出し本発明を完成し
た。 以下に本発明を詳細に説明する。 本発明に使用される微生物は、コリオラス属、
ダエダレオプシス層、プロイロタス属、グロエオ
フイルム属に属し、ピラノース・オキシダーゼを
生産する能力を有するものであればいずれの菌株
でもよい。好適な菌株の例としてはコリオラス・
ペルシカラー(Coriolus versicolor)IFO4937、
ダエダレオプシス・スチラシナ(Daedaleopsie
styracina)IFO4910、グロエオフイルム・セピ
アリウム(Gloeophyllum sepiarium)Z−41
(MRRL12506)、プロイロタス・オストレアタス
(Pleuroutus ost−reatus)Z−64(NRRL12507)
等があげられる。 これらの微生物の菌学的性質は次の文献に記載
されている。 コリオラス・ベルシカラー ダエダレオプシス・スチラシナ グロエオフイルム・セピアリウム 伊藤誠哉「日本菌類誌」 第二巻、第4号(1955)養賢堂 プロイロタス・オストレアタス:今関六也、本郷次雄
著「原色日本菌類図鑑」(1957)保育社 本発明に使用される栄養培地は炭素源、窒素
源、無機物その他使用菌株の必要とする微量栄養
素を程よく含有するものであれば合成培地、天然
培地のいずれも使用可能である。 炭素源としては、グルコース、シユクロース、
デキストリン、でんぷん、グリセリン、糖密など
の炭水化物などが用いられる。 窒素源としては、塩化アンモニウム、硫酸アン
モニウム、リン酸アンモニウム、硝酸アンモニウ
ム、グルタミン酸などのアミノ酸などの無機ある
いは有機の窒素化合物、ペントン、肉エキス、酵
母エキス、麦芽エキス、コーン・スチープ・リカ
ーなどの窒素含有天然物が使用できる。 無機物としては、リン酸−カリウム、リン酸二
カリウム、硫酸マグネシウム、塩化第2鉄などが
使用できる。 培養は通常振盪培養あるいは通気撹拌培養で行
う。 培養温度は20〜35℃、好適には25〜30℃で行な
う。培地のPHは3.0〜8.0、好適は4.5〜6.5の範囲
にあることが望ましい。培養期間は1〜7日、通
常は2〜4日間で完了する。 上記の方法で培養することにより、培養物中、
主に菌体中にピラノース・オキシダーゼが生成蓄
積する。 培養物中からのピラノース・オキシダーゼの採
取は例えば次のように行なう。 培養終了後、培養液を過して菌体を得、つい
でこの菌体を適当な手段で破砕し、破砕液から遠
心分離等によつて上清液を得る。上清液を通常酵
素精製に用いられる方法、たとえば、塩析、有機
溶媒沈殿、透析、イオン交換カラムクロマト、ゲ
ル過、凍結乾燥などの方法で処理する。以上の
ようにして精製ピラノース・オキシダーゼを採取
することができる。本発明におけるピラノース・
オキシダーゼの活性は次の方法で測定する。 〔測定法〕 0.1Mトリス−塩酸緩衝液(PH7.0)1.0ml、発
色液〔4−アミノアンチピリ、フエノールを各々
10mmol/含む0.1Mトリス−塩酸緩衝液
(pH7.0)にパーオキシダーゼを該溶液100ml当り
2000単位含有させたもの〕0.2ml、1Mグルコース
溶液0.1ml、ピラノース・オキシダーゼ溶液0.1
ml、0.1mMRAD0.1ml、水1.5mlより成る全量3.0
mlの酵素含有液を37℃で反応し、500nmの吸光度
の増加を記録計で自動的に記録した。この条件下
で生成するキノンイミン色素の分子吸光係数を
5.3×103とし、37℃、pH7.0において1分間に
1μmolの過酸化水素を生成する酵素量を1単位と
すると、ピラノース・オキシダーゼの単位は △A500/5.3×3.0/0.1×酵素の希釈率 として表示される。 △A500:単位時間(1分間)当りの500nmの吸
光度増加量 次に、実施例1より得られたピラノース・オキ
シダーゼの性質を示す。 (1) 安定PH範囲 酵素標品を第1図に示した種々のpHを有す
るクエン酸緩衝液、トリス緩衝液、ほう酸緩衝
液に100mU/0.7mlとなるように溶解し、これ
らの溶液を50℃に30分間保持した。冷却後中和
し、残存活性を測定した。第1図から本酵素の
安定pH範囲は5.0〜7.4であることがわかる。 (2) 最適pH 酵素標品を第2図に示した種々のpHを有す
るトリス緩衝液に250mU/3.7mlとなるように
溶解し酸素吸収測定用セル(給水科学研究所製
BIOXYGRAPH)入れ、1Mグルコース50μ
を添加して酸素吸収量を測定した。第2図から
本酵素の最適pHは6.2付近にあることがわか
る。 (3) 最適温度 活性測定法と同じ組成を有する反応液で
100mUのピラノース・オキシダーゼを使用し、
第3図に示した各温度で5分間反応した。第3
図より本酵素の最適温度は50℃にあることがわ
かる。 (4) 耐熱性 0.2Mトリス緩衝液pH6.0 0.6mlに本酵素を
100mU/0.7mlとなるように溶解し、第4図に
示した各温度で30分間熱処理後、残存活性を測
定した。第4図より本酵素は60℃30分間処理後
も90%の残存活性を有することがわかる。 (5) 基質特異性 活性測定法と同じ組成を有する反応液で、ピ
ラノース・オキシダーゼ2.5単位、反応の基質
として第1表に示した各種の糖溶液(100mM)
0.1mlを使用した。活性は相対活性であらわし
た。第1表より本酵素はグルコースに対する特
異性が高く、他にソルボース、キシロースに作
用した。
The present invention relates to a method for producing pyranose oxidase by fermentation. More specifically, the present invention involves culturing in a nutrient medium a microorganism belonging to the genus Coriolus, Daedaleopsis, Proirotus, or Gloeophylum that has the ability to produce pyranose oxidase, and producing and accumulating pyranose oxidase in the culture. The present invention relates to a method for producing pyranose oxidase by a fermentation method characterized by collecting pyranose oxidase. Pyranose oxidase (enzyme number 1.1.3.10) converts glucose to glucosone,
It is an enzyme that catalyzes the reactions that oxidize xylose to xylosone and sorbose to 5-ketoractose (Methods in Enzymol VolXLI, P170,
(1975), absorbs enzymes when oxidizing each substance,
Produces hydrogen peroxide. Conventionally, as a method for producing pyranose oxidase using a fermentation method, a method is known in which it is obtained by culturing microorganisms belonging to the genus Polyporus. [Method in
Enzymol volXLI, P170 (1975)]. The present inventors investigated various methods for producing pyranose oxidase by fermentation, and found that pyranose oxidase belongs to the genus Coriolus, Daedaleopsis, Proirotus, or Gloeophylum.
The present invention was completed by discovering that pyranose oxidase is produced in a culture by culturing a microorganism capable of producing oxidase in a culture medium. The present invention will be explained in detail below. The microorganisms used in the present invention include Coriolus spp.
Any strain may be used as long as it belongs to the Daedaleopsis layer, the genus Proirotus, or the genus Gloeophylum and has the ability to produce pyranose oxidase. Examples of suitable strains include Coriolus
Persicolor (Coriolus versicolor) IFO4937,
Daedaleopsis styracina (Daedaleopsis)
styracina) IFO4910, Gloeophyllum sepiarium (Gloeophyllum sepiarium) Z-41
(MRRL12506), Pleuroutus ost-reatus Z-64 (NRRL12507)
etc. can be mentioned. The mycological properties of these microorganisms are described in the following literature: Coriolus versicoloradaedaleopsis Styracinagroeophyllum sepiarium Seiya Ito "Japanese Journal of Mycology" Volume 2, No. 4 (1955) Yokendo Proirotus ostreatus: Rokuya Imazeki, Tsuguo Hongo ""Illustrated Encyclopedia of Japanese Fungi" (1957), Yukusha The nutrient medium used in the present invention may be either a synthetic medium or a natural medium, as long as it contains carbon sources, nitrogen sources, inorganic substances, and other micronutrients required by the strain used. is also available. Carbon sources include glucose, sucrose,
Carbohydrates such as dextrin, starch, glycerin, and molasses are used. Nitrogen sources include inorganic or organic nitrogen compounds such as amino acids such as ammonium chloride, ammonium sulfate, ammonium phosphate, ammonium nitrate, and glutamic acid; nitrogen-containing natural sources such as pentones; meat extracts, yeast extracts, malt extracts, and corn steep liquor. Things can be used. As the inorganic substance, potassium phosphate, dipotassium phosphate, magnesium sulfate, ferric chloride, etc. can be used. Culture is usually carried out by shaking culture or aerated agitation culture. The culture temperature is 20-35°C, preferably 25-30°C. It is desirable that the pH of the medium is in the range of 3.0 to 8.0, preferably 4.5 to 6.5. The culture period is completed in 1 to 7 days, usually 2 to 4 days. By culturing in the above method, in the culture,
Pyranose oxidase is mainly produced and accumulated in the bacterial body. Pyranose oxidase is collected from the culture, for example, as follows. After completion of the culture, the culture solution is filtered to obtain bacterial cells, which are then disrupted by an appropriate means, and a supernatant liquid is obtained from the disrupted fluid by centrifugation or the like. The supernatant liquid is treated by methods commonly used for enzyme purification, such as salting out, organic solvent precipitation, dialysis, ion exchange column chromatography, gel filtration, and lyophilization. Purified pyranose oxidase can be collected as described above. Pyranose in the present invention
Oxidase activity is measured by the following method. [Measurement method] 1.0 ml of 0.1M Tris-HCl buffer (PH7.0), coloring solution [4-aminoantipyri and phenol each]
Add peroxidase to 0.1M Tris-HCl buffer (pH 7.0) containing 10 mmol per 100 ml of the solution.
Containing 2000 units] 0.2ml, 1M glucose solution 0.1ml, pyranose oxidase solution 0.1
ml, 0.1mMRAD0.1ml, water 1.5ml total volume 3.0
ml of enzyme-containing solution was reacted at 37°C, and the increase in absorbance at 500 nm was automatically recorded with a recorder. The molecular extinction coefficient of the quinoneimine dye produced under these conditions is
5.3×10 3 per minute at 37℃ and pH 7.0.
If the amount of enzyme that produces 1 μmol of hydrogen peroxide is 1 unit, the unit of pyranose oxidase is expressed as ΔA 500 /5.3×3.0/0.1×enzyme dilution rate. ΔA 500 : Increase in absorbance at 500 nm per unit time (1 minute) Next, the properties of the pyranose oxidase obtained in Example 1 are shown. (1) Stable pH range Dissolve the enzyme preparation in citrate buffer, Tris buffer, and borate buffer having various pH values shown in Figure 1 to a concentration of 100 mU/0.7 ml, and dilute these solutions at 50 mU/0.7 ml. It was kept at ℃ for 30 minutes. After cooling, it was neutralized and the residual activity was measured. From FIG. 1, it can be seen that the stable pH range of this enzyme is 5.0 to 7.4. (2) Optimum pH Dissolve the enzyme preparation in Tris buffer solutions with various pH values shown in Figure 2 to a concentration of 250 mU/3.7 ml, and use a cell for oxygen absorption measurement (manufactured by Water Supply Science Institute).
BIOXYGRAPH) and 1M glucose 50μ
was added to measure the amount of oxygen absorbed. From Figure 2, it can be seen that the optimum pH of this enzyme is around 6.2. (3) Optimal temperature A reaction solution with the same composition as the activity measurement method.
using 100 mU of pyranose oxidase,
The reaction was carried out for 5 minutes at each temperature shown in FIG. Third
The figure shows that the optimum temperature for this enzyme is 50°C. (4) Heat resistance Add this enzyme to 0.6ml of 0.2M Tris buffer pH6.0.
The solution was dissolved to a concentration of 100 mU/0.7 ml, and after heat treatment for 30 minutes at each temperature shown in Figure 4, the residual activity was measured. From FIG. 4, it can be seen that this enzyme has 90% residual activity even after treatment at 60°C for 30 minutes. (5) Substrate specificity A reaction solution with the same composition as the activity measurement method, containing 2.5 units of pyranose oxidase and various sugar solutions (100mM) shown in Table 1 as substrates for the reaction.
0.1ml was used. Activity was expressed as relative activity. As shown in Table 1, this enzyme had high specificity for glucose, and also acted on sorbose and xylose.

【表】 従来のポリポラス属の微生物から得られたピラ
ノース・オキシダーゼに比べてソルボース、キ
シロースに対する基質特異性が極めて弱い
(B.B.A.167501−510(1968)の表1参照)。 (6) 電子受容体 50mMトリス−塩酸緩衝液pH7.0 1.4ml、酵
素溶液0.1ml(250mU)、第3表に示した各濃度
を有する種々の電子受容体溶液0.5mlをツンベ
ルク管付セルに入れ、吸引して溶存酵素を除去
した後、側室の0.1Mグルコース溶液0.5mlを混
合する。混合後、30秒から90秒間の1分間の吸
光度の変化量を測定し、各電子受容体の活性を
相対活性で表わした。第2表より、本酵素の分
子状酵素を最適の電子受容体とするが、2,6
−デイクロフエノールインドフエノールおよび
チトクロームCをも電子受容体とし得ることが
わかる。
[Table] The substrate specificity for sorbose and xylose is extremely weak compared to the conventional pyranose oxidase obtained from microorganisms of the genus Polyporus (see Table 1 of BBA 167 501-510 (1968)). (6) Electron acceptor 1.4 ml of 50 mM Tris-HCl buffer pH 7.0, 0.1 ml of enzyme solution (250 mU), and 0.5 ml of various electron acceptor solutions having the concentrations shown in Table 3 were placed in a cell with a Thunberg tube. After removing the dissolved enzyme by aspiration, mix 0.5 ml of 0.1 M glucose solution in the side chamber. After mixing, the change in absorbance per minute from 30 seconds to 90 seconds was measured, and the activity of each electron acceptor was expressed as relative activity. From Table 2, the molecular enzyme of this enzyme is considered to be the optimal electron acceptor, and 2,6
-Diclophenol It can be seen that indophenol and cytochrome C can also be electron acceptors.

【表】 (7) 阻害例 (2)の最適pH測定と同様酸素吸収測定によつ
て求めた。50mMトリス−塩酸緩衝液
(pH7.0)3.4ml、酵素溶液0.1ml(280mU)、阻
害剤溶液(18.5mM)0.2mlより成る反応液を酸
素吸収測定用セルに入れ、37℃で1Mグルコー
ス50μを添加して反応を行なつた。結果を第
3表に示した。本酵素はCu2+、Ag+、Ni2+
PCMBによつて阻害されることがわかる。
[Table] (7) Example of inhibition Determined by oxygen absorption measurement similar to the optimum pH measurement in (2). A reaction solution consisting of 3.4ml of 50mM Tris-HCl buffer (pH 7.0), 0.1ml of enzyme solution (280mU), and 0.2ml of inhibitor solution (18.5mM) was placed in a cell for oxygen absorption measurement, and 50μ of 1M glucose was added at 37°C. was added to carry out the reaction. The results are shown in Table 3. This enzyme contains Cu 2+ , Ag + , Ni 2+ ,
It can be seen that this is inhibited by PCMB.

【表】 (8) 等電点 pH3.5〜10.0のキヤリアアンフオライトを用
いたイソエレクトリツクフオカシング法により
本酵素の等電点を求めた結果、4.2であつた。 (9) 分子量 セフアデツクスG−200によるゲル過法で
求めた。標準蛋白質として卵アルブミン、牛血
清アルブミン、アルコール脱水素酵素、γ−グ
ロブリン、牛乳のキサンチン・オキシダーゼを
用いた。その結果、本酵素の分子量は約220000
と求められた。 (10) Km値 ピラノース・オキシダーゼを2.5単位使用し
てラインウイバー−パーク(Lineweaver−
Burk)ブロツトによりグルコースに対する
Km値を求めた。 その結果、グルコースに対するKm値は
0.83mMであつた。 この値はグルコースオキシダーゼの場合のKm
値(10〜20mM)に比べて約1/24〜1/24である。 次に、本発明の方法によつて得られたピラノー
ス・オキシダーゼを用いるピラノース・オキシダ
ーゼの基質の測定について説明する。 ピラノース・オキシダーゼの基質にコリオラス
属、ダエダレオプシス層、プロイロタス属または
グロエオフイルム属の微生物起源のピラノース・
オキシダーゼを適当な緩衝液中で作用せしめ、生
成する過酸化水素を色素系に導いて、色素よる吸
収を測定することによつて基質を定量することが
できる。 一例として、グルコースが基質の場合のピラノ
ース・オキシダーゼの反応式が次に示される。 又、グルコースを含有する試料中のグルコース
の定量のみならず、反応、分解等によつてグルコ
ースを定量的に生成せしめうるような系における
反応にあずかる化合物、反応を触媒する酵素の活
性等の測定に応用できる。 例えばマルトース、メチルグルコシド等のグル
コース誘導体の定量に応用できる。これらのグル
コース誘導体は酸あるいは酵素によつて分解し、
グルコースに変換されるのでこれらを定量すれば
よい。 具体的なグルコース誘導体の分解酵素としてグ
ルコシダーゼ、マルトース、ホスホリラーゼ、ア
ミラーゼ等が例示される。 例えばマルトースにマルトース・ホスホリラー
ゼ作用させるとグルコースとグルコース−1−リ
ン酸が生成し、マルトースにグルコシダーゼを作
用させると2モルのグルコースが生成し、メチル
−α−D−グルコシドにグルコシダーゼを作用さ
せるとグルコースが生成し、デンプンにα−アミ
ラーゼとマルトース・ホスホリラーゼを作用させ
るとグルコースとグルコース−1−リン酸が生成
する。これらの反応における生成物のグルコース
を定量すれば元の化合物の定量、用いられた酵素
の活性が測定できる。 基質を定量するに際しては、基質を含有する試
料およびピラノース・オキシダーゼを約pH7.0〜
8.0の緩衝液に加て反応させればよい。ピラノー
ス・オキシダーゼは必要によつてマイクロカプセ
ル化、あるいは担体に固定化して用いることもで
きる。 緩衝液としてはリン酸緩衝液、トリス塩酸緩衝
液などが用いられる。酵素は通常基質の0.1〜
1μmolに対し0.5〜15Uが用いられ、反応は全量を
水で3mlとした濃度で行われる。 生成した過酸化水素を色素系に導びくについて
は公知のいずれの手段も適用できる。例えばパー
オキシダーゼおよび発色剤を加えて色素を生成せ
しめる。 発色剤としては4−アミノアンチピリンとフエ
ノール、4−アミノアンチピリンとN,N−ジメ
チルアニリン、3−メチル−2−ベンゾチアゾリ
ノンヒドラゾン(以下MBTHと略す)とo−ト
ルイジン、MBTHとN,N−ジメチルアニリン
などが例示される。 パーオキシダーゼおよび発色剤は記3mlの反応
液に2〜10Uおよび5〜20μmol存在させて反応
が行われる。反応は30〜50℃で行なわれ5〜20分
で完了する。 生成した色素による反応液の可視部における吸
収を測定する。通常400〜600nmにおける吸収が
測られる。基質の含有量と吸光度との関係をあら
かじめ標準物質について検量線として求めてお
き、試料について得られた吸光度から基質の含有
量を求めることができる。 基質の定量法としては、基質の酸化反応と、生
成した過酸化水素を色素へ導びく反応とを別々に
行なうこともできるが、好ましくはピラノース・
オキシダーゼおよび過酸化水素定量用組成物を一
緒に試料に加えて一段階反応で着色した反応液を
得、この反応液の可視部における吸収を測定する
ことによつて簡便に目的が達成される。 本発明は測定用組成物およびそれを利用するキ
ツトをも包含する。 この組成物はピラノース・オキシダーゼ、パー
オキシダーゼおよび発色剤が0.5〜15U、2〜10U
および5〜20μmolからなり、キツトはこの組成
物と緩衝液1〜3mlとの組合せからなる。 この組成物は、グルコース誘導体をグルコース
に分解できる酵素あるは分解剤を含むことができ
る。例えばα−アミラーゼ測定用組成物としてデ
ンプンを含む組成物にマルトース・ホスホリラー
ゼ1〜10Uを含んだ組成物が例示される。 以下に、本発明の実施例および参考例(実施例
1で得られたピラノース・オキシダーゼを用いる
グルコースの定量)を示す。 実施例 1 グルコース0.5g/dl、酵母エキス0.4g/dl、
麦芽エキス1g/dl、塩化第二鉄1mg/dl
(pH6.0)より成る種培養培地を30mlを300ml容フ
ラスコに入れ、120℃で15分間殺菌する。この培
地にコリオラス・ベルシカラーIFO4937を1白金
耳接種し、30℃で5日間振盪培養する。得られる
種培養液(第一種培養液)30mlを2培養フラス
コに入れた前記と同じ組成を有する種培養培地
300mlに接種し、30℃で4日間振盪培養する。得
られる種培養液(第二種培養液)1.2を30ジ
ヤーフアーメンターに入れた種培養培地と同じ組
成の発酵培地8に接種し、30℃、250rpm、通
気量1//minで2日間本培養を行なう。 培養物中のピラノース・オキシダーゼは発酵液
1ml当り161mUである。 培養液からのピラノース・オキシダーゼの採取
は次のごとく行なう。培養物を吸引過して湿菌
体約1Kgを得る。この菌体を50mMトリスー塩酸
緩衝液(pH7.0)(以下用いる緩衝液はすべてこ
の緩衝液である。)1.8に懸濁した後、ホモジナ
イザーで菌体を細断する。遠心分離して得た上清
1.8にアルカリを添加してpH7.0に調整した後、
緩衝液で平衡化したHPA−75(三菱化成)の1
カラムに流し緩衝液で洗浄する。次に0.1M硫安
を含む緩衝液で洗浄し、0.25M硫安を含む緩衝液
で酵素の溶出を行なう。活性画分を合わせ、硫安
80%飽和とし遠心分離によつて沈殿物を得る。沈
殿を30mlの緩衝液に溶解し、セフアロース4Bの
1カラムにかけ、緩衝液で溶出する。活性画分
を合わせ、硫安80%飽和沈殿を遠心分離によつて
集める。これを30mlの緩衝液に溶解しセフアデツ
クスG−100の500mlカラムにかけ、緩衝液で溶出
する。活性画分を凍結乾燥し、ピラノース・オキ
シダーゼの粉末815mgを得る。菌体抽出液からの
精製収率は43%、比活性9.6U/mg蛋白質である。 実施例 2 実施例1において、菌株をグロエオフイルムセ
ピアリウムZ−41に代え、実施例1と同じ培地組
成を有する培地(2培養フラスコ)で6日間培
養する。培養物中のピラノース・オキシダーゼは
365mU/mlである。 実施例 3 実施例1において菌株をダエダレオプシス・ス
チラシナIFO4910に代えた以外は実施例1と同様
に培養する。培養物中のピラノース・オキシダー
ゼは189mU/mlである。 実施例 4 実施例1において、菌株をプロイロタス・オス
トレアタスZ−64に代えた以外は実施例1と同様
に培養する。培養物中のピラノース・オキシダー
ゼは59mU/mlである。 参考例 基質としてグルコースを第5図の各測定点に示
す濃度で含有する溶液0.2mlに1.5mlの0.1Mリン酸
カリウム緩衝液pH7.5、発色液〔4−アミノアン
チピリン、フエノールを各々10mmol/含む
0.1Mリン酸カリウム緩衝液(pH7.5)にパーオキ
シダーゼを該溶液100ml当り2000単位含有させた
もの〕0.2ml、0.1mMFAD0.1ml、ピラノース・オ
キシダーゼ1ml(6.7U)を加えた全量3.0mlの反
応液で37℃で10分間反応し500nmの吸光度を測定
した。結果を第5図に示した。グルコース濃度と
吸光度との間に比例関係が認められた。
[Table] (8) Isoelectric point The isoelectric point of this enzyme was determined to be 4.2 by the isoelectric focusing method using carrier ampholite with a pH of 3.5 to 10.0. (9) Molecular weight Determined by gel filtration method using Cephadex G-200. Egg albumin, bovine serum albumin, alcohol dehydrogenase, γ-globulin, and milk xanthine oxidase were used as standard proteins. As a result, the molecular weight of this enzyme was approximately 220,000.
was asked. (10) Km value: Lineweaver-Park (Lineweaver-Park) using 2.5 units of pyranose oxidase
Burk) blot for glucose
Km value was calculated. As a result, the Km value for glucose is
It was 0.83mM. This value is Km for glucose oxidase
It is about 1/24 to 1/24 compared to the value (10 to 20 mM). Next, measurement of the substrate of pyranose oxidase using pyranose oxidase obtained by the method of the present invention will be explained. Pyranose from microorganisms of the genus Coriolus, Daedaleopsis, Proirotus, or Gloeophyllum is used as a substrate for pyranose oxidase.
The substrate can be quantified by allowing oxidase to act in a suitable buffer, introducing the generated hydrogen peroxide into a dye system, and measuring absorption by the dye. As an example, the reaction formula of pyranose oxidase when glucose is the substrate is shown below. In addition to quantifying glucose in a sample containing glucose, it also measures compounds that participate in reactions in systems that can quantitatively produce glucose through reaction, decomposition, etc., and the activity of enzymes that catalyze reactions. It can be applied to For example, it can be applied to the determination of glucose derivatives such as maltose and methyl glucoside. These glucose derivatives are decomposed by acids or enzymes,
Since it is converted to glucose, these can be quantified. Specific examples of glucose derivative degrading enzymes include glucosidase, maltose, phosphorylase, amylase, and the like. For example, when maltose is treated with maltose phosphorylase, glucose and glucose-1-phosphate are produced, when maltose is treated with glucosidase, 2 moles of glucose are produced, and when glucosidase is treated with methyl-α-D-glucoside, glucose is produced. is produced, and when α-amylase and maltose phosphorylase act on starch, glucose and glucose-1-phosphate are produced. By quantifying the glucose produced in these reactions, it is possible to quantify the original compound and measure the activity of the enzyme used. When quantifying the substrate, prepare the sample containing the substrate and pyranose oxidase at a pH of approximately 7.0~
It can be reacted by adding it to 8.0 buffer solution. Pyranose oxidase can also be used in microencapsulation or immobilized on a carrier, if necessary. As the buffer, phosphate buffer, Tris-HCl buffer, etc. are used. Enzymes usually have a substrate of 0.1~
0.5 to 15 U is used per 1 μmol, and the reaction is carried out at a concentration of 3 ml with water. Any known means can be used to introduce the generated hydrogen peroxide to the dye system. For example, peroxidase and a color former are added to produce a pigment. Color formers include 4-aminoantipyrine and phenol, 4-aminoantipyrine and N,N-dimethylaniline, 3-methyl-2-benzothiazolinone hydrazone (hereinafter abbreviated as MBTH) and o-toluidine, MBTH and N,N -Dimethylaniline and the like are exemplified. The reaction is carried out in the presence of 2 to 10 U and 5 to 20 μmol of peroxidase and coloring agent in 3 ml of the reaction solution. The reaction is carried out at 30-50°C and is completed in 5-20 minutes. Measure the absorption in the visible region of the reaction solution due to the generated dye. Absorption is usually measured between 400 and 600 nm. The relationship between the content of the substrate and the absorbance is determined in advance as a calibration curve for a standard substance, and the content of the substrate can be determined from the absorbance obtained for the sample. As a method for quantifying the substrate, the oxidation reaction of the substrate and the reaction that leads the generated hydrogen peroxide to the dye can be performed separately, but it is preferable to use pyranose.
The objective can be easily achieved by adding oxidase and a composition for quantifying hydrogen peroxide together to a sample to obtain a colored reaction solution in a one-step reaction, and measuring the absorption in the visible region of this reaction solution. The present invention also includes a measuring composition and a kit using the same. This composition contains pyranose oxidase, peroxidase and color former from 0.5 to 15 U and from 2 to 10 U.
and 5 to 20 μmol, and the kit consists of a combination of this composition and 1 to 3 ml of buffer. The composition may include an enzyme or degrading agent capable of degrading the glucose derivative to glucose. For example, as a composition for measuring α-amylase, a composition containing 1 to 10 U of maltose phosphorylase in a composition containing starch is exemplified. Examples and reference examples of the present invention (determination of glucose using pyranose oxidase obtained in Example 1) are shown below. Example 1 Glucose 0.5g/dl, yeast extract 0.4g/dl,
Malt extract 1g/dl, ferric chloride 1mg/dl
Pour 30 ml of seed culture medium consisting of (pH 6.0) into a 300 ml flask and sterilize at 120°C for 15 minutes. One platinum loop of Coriolus versicolor IFO4937 is inoculated into this medium and cultured with shaking at 30°C for 5 days. 30 ml of the obtained seed culture solution (first type culture solution) was placed in a second culture flask. Seed culture medium having the same composition as above.
Inoculate 300ml and culture with shaking at 30°C for 4 days. The obtained seed culture solution (second type culture solution) 1.2 was inoculated into a fermentation medium 8 having the same composition as the seed culture medium placed in a 30-jar fermentor, and incubated at 30°C, 250 rpm, and aeration rate 1//min for 2 days. Perform main culture. Pyranose oxidase in the culture is 161 mU/ml of fermentation broth. Pyranose oxidase is collected from the culture solution as follows. The culture was aspirated to obtain about 1 kg of wet bacterial cells. After suspending the cells in 50 mM Tris-HCl buffer (pH 7.0) (all buffers used below are this buffer), the cells are shredded with a homogenizer. Supernatant obtained by centrifugation
After adjusting the pH to 7.0 by adding alkali to 1.8,
1 of HPA-75 (Mitsubishi Kasei) equilibrated with buffer solution
Pour into the column and wash with buffer. Next, wash with a buffer containing 0.1M ammonium sulfate, and elute the enzyme with a buffer containing 0.25M ammonium sulfate. Combine the active fractions and add ammonium sulfate.
Obtain the precipitate by centrifugation at 80% saturation. The precipitate is dissolved in 30 ml of buffer, applied to one column of Sepharose 4B, and eluted with the buffer. The active fractions are combined and the ammonium sulfate 80% saturated precipitate is collected by centrifugation. This was dissolved in 30 ml of buffer, applied to a 500 ml column of Sephadex G-100, and eluted with the buffer. The active fraction is lyophilized to obtain 815 mg of pyranose oxidase powder. The purification yield from the bacterial cell extract was 43%, and the specific activity was 9.6 U/mg protein. Example 2 In Example 1, the strain is replaced with Gloeofilm sepialium Z-41, and the strain is cultured for 6 days in a medium (two culture flasks) having the same medium composition as in Example 1. Pyranose oxidase in culture is
It is 365 mU/ml. Example 3 Culture is carried out in the same manner as in Example 1 except that the bacterial strain in Example 1 is replaced with Daedaleopsis tyracina IFO4910. Pyranose oxidase in the culture is 189 mU/ml. Example 4 Culture is carried out in the same manner as in Example 1 except that the bacterial strain in Example 1 is changed to Ploylotus ostreatus Z-64. Pyranose oxidase in the culture is 59 mU/ml. Reference example 0.2 ml of a solution containing glucose as a substrate at the concentration shown at each measurement point in Figure 5, 1.5 ml of 0.1 M potassium phosphate buffer pH 7.5, coloring solution [4-aminoantipyrine, phenol, 10 mmol each] include
0.1M potassium phosphate buffer (pH 7.5) containing 2000 units of peroxidase per 100ml of the solution] 0.2ml, 0.1mMFAD 0.1ml, and pyranose oxidase 1ml (6.7U) added for a total volume of 3.0ml. The reaction solution was reacted at 37°C for 10 minutes, and the absorbance at 500 nm was measured. The results are shown in Figure 5. A proportional relationship was observed between glucose concentration and absorbance.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はピラノース・オキシダーゼの相対活性
と安定pH範囲との関係を示す。第2図はピラノ
ース・オキシダーゼの相対活性と最適pHとの関
係を示す。第3図はピラノース・オキシダーゼの
相対活性と最適温度との関係を示す。第4図はピ
ラノース・オキシダーゼの相対活性と耐熱性との
関係を示す。第5図は吸光度とグルコースの濃度
との関係を示す。
FIG. 1 shows the relationship between the relative activity of pyranose oxidase and the stable pH range. Figure 2 shows the relationship between relative activity of pyranose oxidase and optimum pH. FIG. 3 shows the relationship between relative activity of pyranose oxidase and optimum temperature. FIG. 4 shows the relationship between relative activity of pyranose oxidase and heat resistance. FIG. 5 shows the relationship between absorbance and glucose concentration.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 コリオラス属、ダエダレオプシス層、プロイ
ロタス属またはグロエアフイルム属に属しピラノ
ース・オキシダーゼ生産能を有する微生物を栄養
培地に培養し、培養物中にピラノース・オキシダ
ーゼを生成蓄積せしめ、これを採取することを特
徴とする発酵法によるピラノース・オキシダーゼ
の製造法。
1. A microorganism belonging to the genus Coriolus, Daedaleopsis, Ploylotus, or Gloeaphyllum that has the ability to produce pyranose oxidase is cultured in a nutrient medium, and pyranose oxidase is produced and accumulated in the culture, and the microorganism is collected. A method for producing pyranose oxidase using a fermentation method.
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