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JPH0375150B2 - - Google Patents
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JPH0375150B2 - - Google Patents

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JPH0375150B2
JPH0375150B2 JP13026587A JP13026587A JPH0375150B2 JP H0375150 B2 JPH0375150 B2 JP H0375150B2 JP 13026587 A JP13026587 A JP 13026587A JP 13026587 A JP13026587 A JP 13026587A JP H0375150 B2 JPH0375150 B2 JP H0375150B2
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enzyme
aspartase
acid
culture
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Description

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

本発明は新規好熱性アスパルターゼを生産する
能力を有する新規微生物に関する。 L−アスパラギン酸は疲労回復剤、アンモニア
解毒剤、アミノ酸輸液等、医薬品、食品添加物ま
たは臨床診断薬として用いられる重要な物質であ
る。現在L−アスパラギン酸の製造法としては、
北原等によるエシヤリキア・コリを用いる方法
(特公昭38−6588号公報)があり、これを中心に
固定化法による生産についても2、3の報告がな
されている。 (鮫島、木村:Enzyme Engineering
131、(1974)Plenum Press、New York and
London、土佐、干畑:Appl Microbiol 27
886、(1974))。公知の事例はすべて常温菌を利用
したものである。 本発明者等は熱安定なアスパルターゼを得る目
的で種々の好熱性細菌についてアスパルターゼ活
性を調べた結果、バチルス属に属する好熱性細菌
が好熱性のアスパルターゼ活性を有することを見
い出し、本発明を完成するに到つた。発酵操作、
酵素反応などを高温条件下で行なえることは、雑
菌汚染防止、酵素反応の迅速性、冷却エネルギー
の節約などの点から極めて有利である。 本発明に係る好熱性アスパルターゼは、該酵素
を生産する能力を有する微生物を栄養培地中に培
養し、培養物中に該酵素を蓄積せしめ、該培養物
から該酵素を採取することにより製造することが
できる。 好熱性アスパルターゼ生産能力を有する菌株と
しては、具体的にはバチルス属に属する菌株、例
えばバチルス・リケニホルミス(Bacillus
licheniformis)T−514(微工研菌寄第5241号、
NRRL B−12062)、バチルス・ブレビス
(Bacillus brevis)T−616(微工研菌寄第5242
号、NRRL B−12063)、バチルス・アミノゲネ
ス・ノブ・エスピ(Bacillus aminogenes nov
sp)T−596(微工研菌寄第5240号、NRRL B−
12061)、バチルス・サーモアミノフイラス・ノ
ブ・エスピー(Bacillus thermoaminophilus
nov sp)T−585(微工研菌寄第5239号、NRRL
B−12060)などがあげられる。 本発明者らが分離同定したアスパルターゼ生産
菌株4株の菌学的性質(第1表)および同定の準
拠について以下に示す。
The present invention relates to a novel microorganism capable of producing a novel thermophilic aspartase. L-aspartic acid is an important substance used as a fatigue reliever, an ammonia antidote, an amino acid infusion, etc., a pharmaceutical, a food additive, or a clinical diagnostic agent. Currently, the manufacturing method for L-aspartic acid is as follows:
There is a method using Esiyarichia coli by Kitahara et al. (Japanese Patent Publication No. 38-6588), and a few reports have also been made on production using immobilization methods. (Samejima, Kimura: Enzyme Engineering 2 ,
131, (1974) Plenum Press, New York and
London, Tosa, Hidehata: Appl Microbiol 27 ,
886, (1974)). All known examples use room-temperature bacteria. The present inventors investigated the aspartase activity of various thermophilic bacteria for the purpose of obtaining thermostable aspartase, and found that thermophilic bacteria belonging to the genus Bacillus have thermophilic aspartase activity. I have come to complete it. fermentation operation,
Being able to perform enzymatic reactions and the like under high temperature conditions is extremely advantageous in terms of preventing bacterial contamination, speeding up enzymatic reactions, and saving cooling energy. Thermophilic aspartase according to the present invention is produced by culturing a microorganism capable of producing the enzyme in a nutrient medium, accumulating the enzyme in the culture, and collecting the enzyme from the culture. be able to. Examples of strains having the ability to produce thermophilic aspartase include strains belonging to the genus Bacillus, such as Bacillus licheniformis (Bacillus licheniformis).
licheniformis) T-514 (Feikoken Bibori No. 5241,
NRRL B-12062), Bacillus brevis T-616 (Feikoken Bacterial Service No. 5242)
No., NRRL B-12063), Bacillus aminogenes nov sp.
sp) T-596 (Feikoken Bibori No. 5240, NRRL B-
12061), Bacillus thermoaminophilus knob sp.
nov sp) T-585 (Microtechnology Research Institute No. 5239, NRRL
B-12060) etc. The mycological properties (Table 1) and identification standards of the four aspartase-producing strains isolated and identified by the present inventors are shown below.

【表】【table】

【表】【table】

【表】 上記の菌学的性質をもとにして、バージーズ・
マニユアル・オブ・デイターミナテイブ・バクテ
リオロジー、第8版(1974)およびR.E.Gordon
ら著。The Genus Bacillus(Agricultural
Research Service、U.S.Department of
Agriculture、(1973))を参考にして公知の菌株
とその異同を検討した。 上記4菌株はグラム陽性、有胞子の好気性ある
いは通性嫌気性の桿状菌である故、いずれも
Bacillus属である。T−514菌およびT−616菌
は、同定実験に際して対照菌として使用したバチ
ルス・リケニホルミスおよびバチルス・ブレビス
の標準株についての実験結果およびマニユアル中
の記載とほぼ完全に一致するので、バチルス・リ
ケニホルミスおよびバチルス・ブレビスと同定し
た。 T−596菌は、生育最高温度、スポランジア膨
潤、嫌気的に生育せず、VPテスト陰性、でん粉
加水分解陰性、7%食塩耐性陰性などの点からバ
チルス・ブレビスに類似しているが、上記マニユ
アルの記載およびバチルス・ブレビスATCC8185
についての比較実験結果での相違点が第2表の如
くであること、さらにT−596菌は強力なアスパ
ルターゼ活性を有する特徴があること等の根拠か
ら本菌を新種と見做し、バチルス・アミノゲネ
ス・ノブ・エスピー(Bacillus aminogenes nov
sp)と命名した。
[Table] Based on the above mycological properties, Virgies
Manual of Determinative Bacteriology, 8th Edition (1974) and REGordon
Written by et al. The Genus Bacillus (Agricultural
Research Service, USDepartment of
Agriculture, (1973)), we examined known bacterial strains and their differences. The above four strains are Gram-positive, spore-bearing aerobic or facultatively anaerobic rod-shaped bacteria, so all of them are
It belongs to the genus Bacillus. Bacillus T-514 and Bacillus T-616 almost completely match the experimental results and descriptions in the manual for the standard strains of Bacillus licheniformis and Bacillus brevis used as control bacteria in the identification experiment, so they are considered to be Bacillus licheniformis and Bacillus brevis. It was identified as Bacillus brevis. The T-596 bacterium is similar to Bacillus brevis in terms of maximum growth temperature, sporangia swelling, does not grow anaerobically, negative VP test, negative starch hydrolysis, negative 7% salt tolerance, etc., but according to the above manual. Description of and Bacillus brevis ATCC8185
Table 2 shows the differences in the results of comparative experiments regarding T-596, and the T-596 bacterium is characterized by strong aspartase activity. Therefore, this bacterium is regarded as a new species, and Bacillus・Bacillus aminogenes nov
sp).

【表】 *:バージーズ・マニユアル・オブ・デイタ
ーミナテイブ・バクテリオロジー第8版
T−585菌は生育温度範囲、スポランジアの膨
潤、嫌気的に生育せず、VPテスト陰性、7%食
塩耐性陰性などの点からバチルス・ステアロサー
モフイラスに類似しているが、上記マニユアルの
記載およびバチルス・ステアロサーモフイラス
ATCC12980についての比較実験結果での相違点
が第3表の如くであること、さらにT−585菌は
強力なアスパルターゼ活性を有する特徴があるこ
と等の根拠から本菌を新種と見做し、バチルス・
サーモアミノフライス・ノブ・エスピー
(Bacillus thermoaminophilus nov sp)と命名
した。
[Table] *: Virgie's Manual of Dataminative Bacteriology 8th Edition Although it is similar to Bacillus stearothermophilus, it is similar to Bacillus stearothermophilus as described in the above manual and Bacillus stearothermophilus.
The differences in the comparative experiment results for ATCC12980 are as shown in Table 3, and the T-585 bacterium is characterized by having strong aspartase activity, so this bacterium is considered to be a new species. Bacillus・
It was named Bacillus thermoaminophilus nov sp.

【表】 *:バージーズ・マニユアル・オブ・デイタ
ーミナテイブ・バクテリオロジー第
8版
これらの菌株の培養法について以下に述べる。
こられの菌株の培養においては、通常の好熱性細
菌の培養法が一般に用いられる。炭素源として
は、グルコース、フラクトース、マルトース、シ
ユークロース、マニトール、澱粉、糖蜜、グリセ
リン等の糖質および糖・アルコールが単独または
組合せて用いられる。また菌の資化性によつて
は、炭化水素、アルコール類、有機酸等も用いう
る。窒素源としては、硫酸アンモニウム、塩化ア
ンモニウム、硝酸アンモニウム、硝酸ナトリウ
ム、尿素等の無機窒素源、あるいはポリペプト
ン、ペプトン、イーストエキス、コーン・スチー
ブ・リカー、アミノ酸等の有機窒素源を単独また
は組合せて用いることができる。またフマール
酸、リンゴ酸、ピルビン酸等有機酸、各種のビタ
ミンおよびMn 、Co 、Mg 、Mo を含む各
種塩の添加により菌の生育や酵素の生産が促進さ
れる。培養法としては、液体培養法が適してい
る。培養温度は菌株により異なるが30〜60℃、好
ましくは生育適温以上の温度が望ましい。培養の
PHは5〜8、好ましくは6〜7.5の中性付近で行
なうことが望ましい。 培養終了後、培養液より好熱性アスパルターゼ
を採取するには一般の酵素採取法、例えば次のよ
うな方法で単離することができる。まず、得られ
た菌体を充分洗浄し、50g/程度の濃度で超音
波処理し、無細胞抽出液を得る。この液に硫酸ス
トレプトマイシンまたは硫酸プロタミンを5〜30
mg/ml加え脱核した後、0.1M酢酸を加えてPH5.0
程度に下げて酸処理し、遠沈後、水酸化カリウム
でPH7.0に調整する。 次に硫酸アンモニウムで0〜30%、30〜55%、
55〜75%の塩析を行ない、DEAEセルロース処
理、セフアデツクスG−100クロマトグラフイー
などを行つた後最終的に硫酸アンモニウム抽出を
行なつて、凍結乾燥し精製標品を得る。 本酵素の活性の測定は次のようにおこなう。 0.1Mフマール酸アンモニウムと本酵素、菌体
または菌体処理物とを菌体濃度10g・dry・
cell/で接触させ、PH8.0、温度35〜60℃で30分
間反応を行なう。反応液をフマール酸として1〜
10g/程度になるように稀釈し硫酸酸性下過マ
ンガン酸カリウムで滴定する。残存フマール酸よ
りアスパルターゼ活性を測定する。その他
Shodex OH Pakカラムによる高速液体クロマト
グラフイー法、L−アスパラギン酸−4−脱炭酸
酵素によるワールブルグ法等が使用可能である。
いずれの場合も酵素活性は国際単位(unit/g・
min)で表示する。 次に得られた酵素の性質について述べる。 (1) 作用および基質特異性 フマール酸およびL−アスパラギン酸にのみ
作用し、フマール酸とアンモニアからL−アス
パラギン酸を生成する反応を特異的に触媒す
る。 (2) 至適PH 0.1Mリン酸緩衝液(PH7.0〜8.0)、0.1Mトリ
ス・塩酸緩衝液(PH8.0〜9.5)中でフマール酸
アンモニウム15g/を基質として活性を55
℃、60分間の反応にて測定した。結果は第1図
に示す通りであり、PH8.5〜9.0付近に至適PHが
ある一般的な常温菌である。プロピオン酸菌、
大腸菌などのアスパルターゼの至適PHが7.2付
近であるので好熱性アスパルターゼは若干アル
カリ側にシフトしている。 (3) 安定PH範囲 0.2Mリン酸緩衝液(PH6.0〜8.0)、0.2Mトリ
ス・塩酸緩衝液(PH7.5〜9.5)中、50℃で17時
間各々のPHに処理した後50℃、PH8.5で30分間
反応して活性を測定した。結果は第2図に示す
通りである。 図のように7.0〜8.5までは相対的に安定と思
われる。 (4) 至適温度 45℃〜80℃の範囲でPH8.0で30分間反応した。
結果は第3図に示す通りであり、55℃に至適温
度がある。 (5) 温度安定性 本酵素を0.1Mリン酸緩衝液(PH7.0)に30〜
80℃で60分間処理した後100g/のフマール
酸アンモニウムを加えて50℃、30分間反応して
活性を測定した。結果を第4図に示す。50℃ま
では安定である。 (6) 活性化・安定化作用 本酵素は基質フマール酸アンモニウム、生成
物L−アスパラギン酸の存在下安定化され非常
に安定である。2価の金属イオンMg 、Mo
、Co 、Zn により若干の活性化と安定性
の向上が認められた。 (7) 分子量 内部標準蛋白としてチトクローム・C、オバ
ルブミン、γ−グロブリンを使用してセフアデ
ツクスG−200によるゲル過を行なつた結果
分子量は約17.5万であつた。 (8) アミノ酸組成(%) リジン:7.78 アルギニン:5.48 ヒスチジン:2.15 アスパラギン酸:11.37 アラニン:7.16 スレオニン:5.39 セリン:3.83 グルタミン酸:13.13 プロリン:5.64 グリシン:5.00 バリン:6.77 メチオニン:3.00 イソロイシン:5.28 ロイシン:8.90 チロシン:3.42 フエニルアラニン:4.56 トリプトフアン:1.18 シスチン:0 (9) 蛋白変性温度(Tm値):70℃ 本酵素、本酵素を含有する菌体または該菌体
の処理物をフマール酸アンモニウムまたはフマ
ール酸とアンモニアとの混合物に作用させるこ
とにより、L−アスパラギン酸を製造すること
ができる。反応は通常35〜60℃、PH7.0〜8.5で
行なう。反応に際してのフマール酸アンモニウ
ム、フマール酸、アンモニアの濃度は0.2〜2.0
モル程度が適当である。また酵素濃度は1〜
10unit/ml程度が適当である。反応に際して
は、酵素、菌体、菌体処理物を固定化して用い
るとより実用的にL−アスパラギン酸を製造す
ることができる。これらの固定化は、酵素、菌
体等の固定化に用いられる一般的方法により行
なうことができる。たとえば、酵素液はアスパ
ルターゼを吸着しうる一般的な陰イオン交換樹
脂と接触させればよく、菌体の固定化には、エ
チルセルロース、酢酸・酪酸セルロース等によ
るマイクロカプセル化、アクリルアミド系単量
体によるゲル包括法、ポリビニールアルコール
による包括、コラーゲンによる膜状包括等が用
いられる。また、単に菌体を充填混合剤と混合
し架橋剤等で処理する方法、たとえばゼラチ
ン・グルタールアルデヒド法、キトサン・グル
タールアルデヒド法、カラゲーニン・グルター
ルアルデヒド法、アルブミン・ジアルデヒドデ
ンプン法などが利用できる。 反応液からのL−アスパラギン酸の採取は、
固定化酵素の場合、単に反応液を等電点PH2.77
程度に硫酸酸性とし冷却熟成して結晶L−アス
パラギン酸を得る。純度を良好にするためには
(加温下)300g/程度の濃度にリスラリーし
て冷却熟成して標品を得る。 実施例 1 1/2濃度のブイヨン培地にて活性化スラントと
したバチルス・アミノゲネスT−596、バチル
ス・ブレビスT−616、バチルス・サーモアミノ
フイラスT−585、バチルス・リケニホルミスT
−514、をポリペプトン8g/、イースト・エ
キス4g/、食塩2g/の組成のPH7.0に調
整した培地30mlを含む300ml容量フラスコに接種
し、第4表に示す温度で18時間種培養する。次に
この種培養液全量をグルコース30g/、ペプト
ン25g/、肉エキス4g/、炭酸カルシウム
5g/、大豆油1ml/の組成を有し、PH7.2
に調整した培地300mlを含む2容量バツフル付
フラスコに植替えて第4表に示した温度で24時間
培養した結果、第4表に示す量の菌体が得られ
た。得られた菌体を8000Gで遠心分離を行ない、
0.01Mリン酸緩衝液(PH7.2)で洗浄した。この
湿潤細胞を10g/の菌体濃度で1モルのフマー
ル酸アンモニウムと接触させ、各々の至適温度で
30分間反応し、生成するL−アスパラギン酸によ
りアスパルターゼ活性を測定した結果をまとめて
第4表に示す。
[Table] *: Virgies Manual of Determinative Bacteriology No.
8th edition The culture methods for these strains are described below.
In culturing these strains, conventional thermophilic bacteria culturing methods are generally used. As the carbon source, carbohydrates such as glucose, fructose, maltose, sucrose, mannitol, starch, molasses, and glycerin, and sugars and alcohols are used alone or in combination. Depending on the assimilation ability of the bacteria, hydrocarbons, alcohols, organic acids, etc. may also be used. As a nitrogen source, inorganic nitrogen sources such as ammonium sulfate, ammonium chloride, ammonium nitrate, sodium nitrate, urea, etc., or organic nitrogen sources such as polypeptone, peptone, yeast extract, corn stave liquor, amino acids, etc. can be used alone or in combination. can. Furthermore, the growth of bacteria and the production of enzymes are promoted by the addition of organic acids such as fumaric acid, malic acid, and pyruvic acid, various vitamins, and various salts containing Mn, Co, Mg, and Mo. As a culture method, a liquid culture method is suitable. The culture temperature varies depending on the strain, but is preferably 30 to 60°C, preferably a temperature higher than the optimum growth temperature. cultured
It is desirable that the pH is around neutral, 5 to 8, preferably 6 to 7.5. After completion of the culture, thermophilic aspartase can be isolated from the culture solution by a general enzyme collection method, for example, the following method. First, the obtained bacterial cells are thoroughly washed and subjected to ultrasonic treatment at a concentration of about 50 g/min to obtain a cell-free extract. Add streptomycin sulfate or protamine sulfate to this solution for 5 to 30 minutes.
After adding mg/ml and denucleating, add 0.1M acetic acid to pH5.0.
After lowering the pH to a moderate level and treating with acid, centrifuging, adjust the pH to 7.0 with potassium hydroxide. Next, with ammonium sulfate 0-30%, 30-55%,
After 55 to 75% salting out, DEAE cellulose treatment, Sephadex G-100 chromatography, etc., ammonium sulfate extraction is finally performed, followed by freeze-drying to obtain a purified sample. The activity of this enzyme is measured as follows. 0.1M ammonium fumarate and this enzyme, bacterial cells or treated bacterial cells were mixed at a bacterial cell concentration of 10 g dry.
cell/ and react for 30 minutes at pH 8.0 and temperature 35-60°C. 1 to 1 using fumaric acid as the reaction solution
Dilute to about 10 g/dose and titrate with potassium permanganate under acidic sulfuric acid. Aspartase activity is measured from residual fumaric acid. others
High performance liquid chromatography using a Shodex OH Pak column, Warburg method using L-aspartate-4-decarboxylase, etc. can be used.
In both cases, the enzyme activity is expressed in international units (unit/g・
min). Next, the properties of the obtained enzyme will be described. (1) Action and substrate specificity It acts only on fumaric acid and L-aspartic acid, and specifically catalyzes the reaction that produces L-aspartic acid from fumaric acid and ammonia. (2) Optimum pH: 55% activity using 15 g of ammonium fumarate as a substrate in 0.1M phosphate buffer (PH7.0-8.0) and 0.1M Tris-HCl buffer (PH8.0-9.5).
Measurement was performed by reaction at ℃ for 60 minutes. The results are shown in Figure 1, and it is a common normal-temperature bacterium with an optimum pH around 8.5 to 9.0. propionic acid bacteria,
Since the optimum pH of aspartase from Escherichia coli and other bacteria is around 7.2, thermophilic aspartase is slightly shifted to the alkaline side. (3) Stable PH range 0.2M phosphate buffer (PH6.0-8.0), 0.2M Tris-HCl buffer (PH7.5-9.5) at 50℃ for 17 hours at each pH, then 50℃ The activity was measured by reacting at pH 8.5 for 30 minutes. The results are shown in FIG. As shown in the figure, values from 7.0 to 8.5 seem to be relatively stable. (4) Optimum temperature Reaction was carried out at pH 8.0 for 30 minutes in the range of 45°C to 80°C.
The results are shown in Figure 3, and the optimum temperature is 55°C. (5) Temperature stability This enzyme was added to 0.1M phosphate buffer (PH7.0) for 30~
After treatment at 80°C for 60 minutes, 100g/ammonium fumarate was added and reacted at 50°C for 30 minutes to measure activity. The results are shown in Figure 4. Stable up to 50℃. (6) Activation/Stabilization Effect This enzyme is stabilized in the presence of the substrate ammonium fumarate and the product L-aspartic acid and is extremely stable. Divalent metal ions Mg, Mo
, Co , and Zn showed slight activation and stability improvement. (7) Molecular weight The molecular weight was approximately 175,000 as a result of gel filtration using Sephadex G-200 using cytochrome C, ovalbumin, and γ-globulin as internal standard proteins. (8) Amino acid composition (%) Lysine: 7.78 Arginine: 5.48 Histidine: 2.15 Aspartic acid: 11.37 Alanine: 7.16 Threonine: 5.39 Serine: 3.83 Glutamic acid: 13.13 Proline: 5.64 Glycine: 5.00 Valine: 6.77 Methionine: 3.00 Isoleucine: 5.28 Leucine: 8.90 Tyrosine: 3.42 Phenylalanine: 4.56 Tryptophan: 1.18 Cystine: 0 (9) Protein denaturation temperature (Tm value): 70°C L-aspartic acid can be produced by acting on a mixture of fumaric acid and ammonia. The reaction is usually carried out at 35-60°C and pH 7.0-8.5. The concentration of ammonium fumarate, fumaric acid, and ammonia during the reaction is 0.2 to 2.0.
A mole level is appropriate. Also, the enzyme concentration is 1~
Approximately 10 units/ml is appropriate. During the reaction, L-aspartic acid can be produced more practically by using immobilized enzymes, bacterial cells, and treated bacterial cells. These immobilizations can be carried out by common methods used for immobilizing enzymes, bacterial cells, etc. For example, the enzyme solution may be brought into contact with a general anion exchange resin capable of adsorbing aspartase, and for immobilization of bacterial cells, microencapsulation with ethyl cellulose, cellulose acetate/butyrate, etc., or acrylamide monomer The gel entrapment method using polyvinyl alcohol, the membrane entrapment method using collagen, etc. are used. In addition, there are methods in which bacterial cells are simply mixed with a filling mixture and treated with a crosslinking agent, such as the gelatin/glutaraldehyde method, the chitosan/glutaraldehyde method, the carrageenan/glutaraldehyde method, and the albumin/dialdehyde starch method. Available. To collect L-aspartic acid from the reaction solution,
For immobilized enzymes, simply adjust the reaction solution to the isoelectric point of PH2.77.
The mixture is acidified with sulfuric acid to a moderate degree and then cooled and ripened to obtain crystalline L-aspartic acid. In order to improve the purity, reslurry (under heating) to a concentration of about 300g/cooling and ripening is performed to obtain a standard product. Example 1 Bacillus aminogenes T-596, Bacillus brevis T-616, Bacillus thermoaminophilus T-585, Bacillus licheniformis T-activated in 1/2 concentration broth medium
-514 was inoculated into a 300 ml flask containing 30 ml of a medium adjusted to pH 7.0 with the composition of 8 g of polypeptone, 4 g of yeast extract, and 2 g of salt, and seed culture was carried out at the temperature shown in Table 4 for 18 hours. Next, the total amount of this seed culture solution has a composition of glucose 30g/, peptone 25g/, meat extract 4g/, calcium carbonate 5g/, and soybean oil 1ml/, and has a pH of 7.2.
The cells were transplanted into a 2-capacity flask containing 300 ml of medium adjusted to 300 ml, and cultured for 24 hours at the temperatures shown in Table 4. As a result, the amounts of bacterial cells shown in Table 4 were obtained. The obtained bacterial cells were centrifuged at 8000G,
Washed with 0.01M phosphate buffer (PH7.2). The wet cells were brought into contact with 1 mol of ammonium fumarate at a bacterial cell concentration of 10 g/cell at each optimum temperature.
Table 4 summarizes the results of measuring aspartase activity using the L-aspartic acid produced after reacting for 30 minutes.

【表】 実施例 2 バチルス・アミノゲネスT−596菌を実施例1
と同様の培地で種培養し、さらに30容量ジヤー
フアーメンターにて大量培養した。ジヤーフアー
メンター培養の培地は、グルコース20g/、フ
マール酸アンモニウム10g/、ペプトン25g/
、肉エキス4g/、硫酸マグネシウム0.25
g/、モリブデン酸ナトリウム0.25g/、塩
化カルシウム1.4g/、大豆油1.2ml/の組成
のものを用い、培養は回転数200r.p.m.通気量
0.8v.v.m.で46℃、17.5時間の条件で行つた。菌体
量は9.0g/でアスパルターゼ活性2000unit/
g・dry・cellの活性のものが得られた。培養液
を12000Gでシヤープレスにかけ菌体分離し、PH
8.0の0.01Mリン酸緩衝液で2度洗浄して凍結乾
燥を行ない、菌体標品とした。 実施例 3 実施例2で得られた凍結乾燥菌体500gを
0.05Mリン酸緩衝液(PH8.5)10に懸濁し、菌
体破砕機であるダイノーミル(シンマルエンター
プライス社製)にかけ、8000Gで遠心分離を行な
い無細胞抽出液を得た。抽出液6を弱塩基性陰
イオン交換樹脂デユオライト−A7(米国ダイヤモ
ンドシヤムロツクケミカル社製)1.2を充填し
たカラムに流速15/hr室温で通液した。蛋白負
荷量は約20mg/ml・Rで行つた。次に20g/の
フマール酸アンモニウムを含む0.1Mリン酸緩衝
液(PH8.5)3と0.4%グルタールアルデヒド3
を含む溶液で30分間架橋し、グルタールアルデ
ヒドを十分洗浄して固定化酵素を作成した。この
固定化酵素を50ml容量のカラムに充填し、1モ
ル・フマール酸アンモニウム(PH8.5)を基質と
し、SV=1.0〜1.1で連続運転を実施したところ、
50℃で約20日間転換率98%以上で安定したL−ア
スパラギン酸の生産が可能であつた。反応液は完
全清澄液であり、酵素の洩れもなく、また高温操
作の為雑菌汚染もなく非常に効率のよいL−アス
パラギン酸の生産が可能であつた。 実施例 4 バチルス・アミノゲネスT−596を実施例2と
同様に培養する。得られた菌体を50g/の濃度
で超音波破砕する。この破砕液上澄を30mg/mlの
硫酸プロタミンで処理し、沈殿を遠心分離する。
さらに、0.1M酢酸を加えてPH5.0に調整し生じた
沈殿を遠心分離してから上澄を得、このPHを水酸
化カリウムで7.0にする。次に硫酸アンモニウム
で0〜30、30〜55、55〜75%の3段階で濃度勾配
で塩析する。得られた溶液をDEAE・セルロース
カラムで処理し、活性区分を集めて硫酸アンモニ
ウムにより沈殿させ、酵素標品とした。得られた
アスパルターゼの蛋白当りの比活性は無細胞抽出
液の約100倍であつた。ここで得られたアスパル
ターゼを蛋白換算1mg/の濃度で1Mフマール
酸アンモニウムと50℃、PH8.5で18時間接触させ
たところ約95%の転換率でL−アスパラギン酸が
得られた。
[Table] Example 2 Bacillus aminogenes T-596 bacteria in Example 1
Seed culture was carried out in the same medium as above, and then mass culture was carried out in a 30-capacity jar fermenter. The medium for Jafermentor culture is glucose 20g/, ammonium fumarate 10g/, peptone 25g/
, meat extract 4g/, magnesium sulfate 0.25
g/, sodium molybdate 0.25 g/, calcium chloride 1.4 g/, and soybean oil 1.2 ml/, and the culture was performed at a rotation speed of 200 r.pm and aeration rate.
The test was carried out at 0.8vvm at 46°C for 17.5 hours. The amount of bacterial cells is 9.0g/, and the aspartase activity is 2000 units/
A product with g.dry.cell activity was obtained. The culture solution was applied to a shear press at 12,000G to isolate the bacterial cells, and the pH
The cells were washed twice with 8.0 0.01M phosphate buffer and freeze-dried to obtain a bacterial cell preparation. Example 3 500g of freeze-dried bacterial cells obtained in Example 2 were
The suspension was suspended in 0.05M phosphate buffer (PH8.5) 10, applied to a cell disruptor Dyno Mill (manufactured by Shinmaru Enterprises), and centrifuged at 8000G to obtain a cell-free extract. Extract 6 was passed through a column filled with a weakly basic anion exchange resin Duolite-A7 (manufactured by Diamond Shamlok Chemical Company, USA) 1.2 at a flow rate of 15/hr at room temperature. The protein loading amount was approximately 20 mg/ml·R. Next, 0.1M phosphate buffer (PH8.5) containing 20g/ammonium fumarate 3 and 0.4% glutaraldehyde 3
The immobilized enzyme was prepared by cross-linking with a solution containing the following for 30 minutes and thoroughly washing the glutaraldehyde. This immobilized enzyme was packed into a column with a capacity of 50 ml, and continuous operation was performed at SV = 1.0 to 1.1 using 1 mol ammonium fumarate (PH 8.5) as a substrate.
Stable production of L-aspartic acid was possible at 50°C for about 20 days with a conversion rate of 98% or higher. The reaction solution was completely clear, and there was no leakage of enzyme, and because of the high temperature operation, there was no bacterial contamination, making it possible to produce L-aspartic acid very efficiently. Example 4 Bacillus aminogenes T-596 is cultured in the same manner as in Example 2. The obtained bacterial cells are disrupted by ultrasonication at a concentration of 50 g/ml. This crushed liquid supernatant is treated with 30 mg/ml protamine sulfate, and the precipitate is centrifuged.
Further, add 0.1M acetic acid to adjust the pH to 5.0, centrifuge the resulting precipitate, obtain a supernatant, and adjust the pH to 7.0 with potassium hydroxide. Next, salt out with ammonium sulfate using a concentration gradient in three stages: 0 to 30%, 30 to 55%, and 55 to 75%. The resulting solution was treated with a DEAE/cellulose column, and the active fraction was collected and precipitated with ammonium sulfate to obtain an enzyme preparation. The specific activity per protein of the aspartase obtained was about 100 times that of the cell-free extract. When the aspartase obtained here was brought into contact with 1 M ammonium fumarate at a concentration of 1 mg protein equivalent at 50 DEG C. and pH 8.5 for 18 hours, L-aspartic acid was obtained with a conversion rate of about 95%.

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

第1図は、本酵素の至適PHを示す。第2図は、
本酵素の安定PH範囲を示す。第3図は、本酵素の
至適温度を示す。第4図は、本酵素の温度安定性
を示す。
Figure 1 shows the optimum pH of this enzyme. Figure 2 shows
The stable PH range of this enzyme is shown. Figure 3 shows the optimum temperature of this enzyme. Figure 4 shows the temperature stability of this enzyme.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 硝酸塩還元性を有さず、硫化水素の発生を認
めず、酢酸およびフマール酸を資化し、かつ好熱
性のアスパルターゼ活性を有することを特徴とす
る新菌種バチルス・アミノゲネス。
1. A new bacterial species, Bacillus aminogenes, which is characterized by not having nitrate-reducing properties, not producing hydrogen sulfide, assimilating acetic acid and fumaric acid, and having thermophilic aspartase activity.
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