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JPH0587238B2 - - Google Patents
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JPH0587238B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0587238B2
JPH0587238B2 JP22422290A JP22422290A JPH0587238B2 JP H0587238 B2 JPH0587238 B2 JP H0587238B2 JP 22422290 A JP22422290 A JP 22422290A JP 22422290 A JP22422290 A JP 22422290A JP H0587238 B2 JPH0587238 B2 JP H0587238B2
Authority
JP
Japan
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polygalactosamine
galactosaminooligosaccharides
galactosamine
polymerization
enzyme
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP22422290A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH04108395A (en
Inventor
Etsuko Murakami
Junichi Tamura
Kaname Hasegawa
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.)
Higeta Shoyu Co Ltd
Original Assignee
Higeta Shoyu Co Ltd
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Publication date
Application filed by Higeta Shoyu Co Ltd filed Critical Higeta Shoyu Co Ltd
Priority to JP22422290A priority Critical patent/JPH04108395A/en
Publication of JPH04108395A publication Critical patent/JPH04108395A/en
Publication of JPH0587238B2 publication Critical patent/JPH0587238B2/ja
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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)

Description

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

(産業上の利用分野) 本発明は、ガラクトサミノオリゴ糖の製造方法
に関するものである。 更に詳細には、本発明は、酵素を用いる生化学
的な手法によつて、ガラクトサミノオリゴ5糖
(GOS5)、ガラクトサミノオリゴ6糖(GOS6)、
またはそれ以上の比較的高重合度のガラクトサミ
ノオリゴ糖を非常に効率的に製造する方法に関す
るものである。また、本発明は限外濾過膜を用い
た該オリゴ糖の連続的な製造方法にも関するもの
である。 (従来の技術) ポリガラクトサミン(特公昭56−12639、特公
平1−41160)は、不完全菌の一種である
Paecilomycessp.I−1株により生産されるガラク
トサミンがα−1,4結合した30万以上の分子量
をもつ多糖である。 近年、微生物、植物、あるいは動物の生産する
多糖あるいはそれらのオリゴ糖が種々の生理活性
を有することが知られているようになり、多糖ま
たはそれらのオリゴ糖に関心がたかまつている。 また、ポリガラクトサミンの類似多糖として知
られるキチン、キトサン及びそのオリゴ糖が抗腫
瘍活性を有する事も確認されている。さらにポリ
ガラクトサミン自身においても同様な生理活性の
ある事が見いだされ(Kouki ISHITANI et
al.,J.Pharmacobio−Dyn,11,58〜65(1988)、
そのオリゴ糖の生理活性にも関心が高まつてい
る。生理活性以外の用途にもポリガラクトサミ
ン、ガラクトサミノオリゴ糖が有用になる可能性
があり、特に、オリゴマーは用途分野、作用面で
ポリマーにない特性を発揮するものと期待され、
注目されている。 ガラクトサミノオリゴ糖は、ポリガラクトサミ
ンを加水分解することにより得られる。分解の方
法には、酸又はアルカリによるものと加水分解酵
素による方法が知られているが、重合度の高いガ
ラクトサミノオリゴ糖の収率は非常に悪い。特に
塩酸によつてポリガラクトサミンを加水分解する
場合、ランダムな分解の結果、得られるオリゴ糖
の量はモノ−ガラクトサミン、ジ−ガラクトサミ
ン、トリ−ガラクトサミン、テトラ−ガラクトサ
ミン、ペンタ−ガラクトサミンの順であり、重合
度が高い程その収量は激減し、ペンタマー以上の
高重合度のオリゴ糖の収率は極端に悪かつた。さ
らに、高濃度塩酸を高温で使用するために作業に
危険が伴うという欠点もあつた。 一方、ポリガラクトサミン分解酵素による方法
では、常温で反応が行えるという、酸、アルカリ
による加水分解法にはない大きなメリツトがあ
る。しかし、従来知られている酵素による分解法
では得られるガラクトサミノオリゴ糖は酸、アル
カリによる加水分解と同様に重合度の低いものが
大部分であり、比較的高重合度のガラクトサミノ
オリゴ糖の収量は低いものであつた。 (発明が解決しようとする問題点) 比較的高重合度のガラクトサミノオリゴ糖に
種々の生理活性が期待されているが、従来の酸又
はアルカリによるものや、加水分解酵素による方
法では比較的高重合度のガラクトサミノオリゴ糖
の収率が悪く、該オリゴ糖を効率よく得る方法が
なく、それに関する試験研究及び応用範囲を狭く
していた。 (問題点を解決するための手段) 本発明は上記した問題点を一挙に解決するため
になされたものであつて、比較的高重合度なガラ
クトサミノオリゴ糖を効率よく製造する目的でな
されたものである。 従来より、ガラクトサミノオリゴ糖を得る方法
としては酵素による加水分解法があり、ポリガラ
クトサミン分解酵素としては、例えば、シユード
モナスsp.H881株(FERM P−8955)、バチルス
sp.A−4(FERM P−10473)、バチルスsp.E−
1(FERM P−10581)などにより生産される酵
素が知られている。 本発明者らは各々の酵素についてその基質特異
性、反応条件等鋭意検討した結果、酵素反応時の
PHを各々の酵素の至適PHより低いPHに設定するこ
とにより、低重合度のオリゴ糖の生成が抑制され
比較的高重合度のガラクトサミノオリゴ糖が効率
良く得られることを見い出した。例えば、第1図
は、反応PHを6.0と4.0に設定したときのCM−セ
フアデツクスカラムクロマトパターンであるが、
ガラクトサミノオリゴ糖の生成率を較べると、PH
6.0では低重合度のガラクトサミノオリゴ糖がほ
とんどであるのに対して、PH4.0では比較的高重
合度のガラクトサミノオリゴ糖が効率良く得られ
ている。 本発明は、この知見に基づき、酵素反応液のPH
をポリガラクトサミン分解酵素の至適PHをはずれ
た低いPH3.0〜4.5に設定することにより比較的高
重合度のガラクトサミノオリゴ糖を効率良く得る
方法を完成するにいたつた。また、特に工業的見
地から、反応液を限外濾過膜を介して低分子の生
成物を反応系外に取り出し、未分解のポリガラク
トサミンと酵素は反応系に戻し、反応系にポリガ
ラクトサミンを補充することにより連続反応系を
完成するに至つた。 本発明方法において原料として用いるポリガラ
クトサミンは、常法により調製したもので良くそ
の調製例を示すと次の通りである。 ガラクトサミン生産菌Paecilomyces I−1
(FERMBP−1180)をシヨ糖5%、ペプトン1
%、塩化カルシウム0.6%、PH7.0の組成の培地
で、27℃好気的条件にて5日間培養し、培養液を
遠心分離し菌体を除いた上清を加温しながら限外
濾過膜(分画分子量100000)で濃縮し、この濃縮
物に塩を加えPHを8.5に調整して沈澱させ、更に
この沈澱物を集め酸に溶解し、再度PHを8.5にす
るという操作を繰り返すことにより、高純度のポ
リガラクトサミンを得ることができる。 また、本発明で用いるポリガラクトサミン分解
酵素は、シユードモナス属、またはバチルス属に
属する微生物により生産される。ポリガラクトサ
ミン分解酵素生産菌の培養培地としては、炭素
源、窒素源、無機物、その他の栄養素を程よく含
有する培地ならば、合成培地あるいは天然培地の
いずれでも使用可能である。例えばシユードモナ
スsp.H881菌(FERM P−8955)の酵素を使用
する場合の培養培地の好適な例としては、ポリガ
ラクトサミン0.25%、グルコース0.25%、酵母エ
キス0.05%、ポロペプトン0.05%、PH7.0の例が挙
げられる。培養温度は20〜40℃、好ましくは30〜
38℃の範囲、培養開始PHは6〜8、好ましくは7
付近で35〜72時間振とう又は深部攪拌培養すれ
ば、培養液中にポリガラクトサミン分解酵素が得
られる。 そして、ポリガラクトサミン分解酵素は必要に
応じて単離精製される。例えば、培養濾液をエタ
ノール沈澱法によつて粗酵素を分離し、これを水
性溶媒に溶解し、セフアデツクスG−50ゲル濾
過、CM−セフアデツクスC−25イオン交換クロ
マトグラフイー、フエニル−セフアロースCL−
4B疎水クロマトグラフイー等の処理により精製
されたポリガラクトサミン分解酵素が得られる。 このようにして得られたポリガラクトサミン分
解酵素もポリガラクトサミン溶液に酵素至適PHよ
りも低いPH、特にPH3.0〜4.5で作用させると、比
較的高重合度のオリゴガラクトサミンを効率的に
得ることができる。反応の例を示すと、まずポリ
ガラクトサミンを低濃度の酸に溶解せしめる。酸
としては、例えば酢酸、ギ酸等の有機酸のほか、
硫酸を除く無機酸が広く使用できる。こうして得
られたポリガラクトサミン溶液のPHを6.0未満、
例えば3.0〜4.5に調整した後、上記により調製し
たポリガラクトサミン分解酵素を加えて、30℃前
後の温度で酵素分解を行う。 また本発明によれば、上記反応液を限外濾過膜
を介すことにより低分子生成物を反応系外に取り
出し(一方、未分解のポリガラクトサミン及びそ
れが一部分解した高分子物質は、酵素とともに再
度酵素反応系に返してやり、そして反応系には原
料であるポリガラクトサミンを新たに補充してや
り)、これをイオン交換樹脂に吸着させた後、適
当な濃度勾配の溶剤で順次溶出して、比較的高重
合度の各ガラクトサミノオリゴ糖画分を連続的に
得ることができる。 この連続法は、特に工業的製法としてすぐれて
いる。なお限外濾過膜としてはポリアクリルニト
リル系、ポリエーテルスルホン酸系等市販されて
いるものが適宜自由に使用され、モジユールタイ
プとしても、管状モジユール、中空系モジユー
ル、プリーツモジユール、スパイラルモジユール
等が適宜選択使用される。 以下、実施例により本発明を更に詳細に説明す
る。 実施例 1 ポリガラクトサミンの調製 グルコース600g、ポリペプトン60g、CaC2
2H2O 125gを水道水17に溶解し、濃NaOH溶
液でPH7.0に調整した後、30容ジヤーフアーメ
ンターに移した。 この培地溶液に蒸気を注入することにより加
圧、加熱滅菌(121℃、20分間)を行つた。冷却
後の培地(最終液量20)に、500ml三角フラス
コに150ml同組成の培地(グルコース3%、ポリ
ペプトン0.3%、CaC2 0.5%、PH7.0)で26℃、
4日間振とう培養したペエシロマイセスI−1
(FERM BP−1180)を、容量比で約10%無菌的
に接種した。接種後27℃、通気量0.5VVM、攪拌
数200RPMの条件で5日間培養した。 培養終了後培養物を濾布濾過することにより培
養濾液17を得た。この培養濾液を50℃〜60℃に
加熱しながら分画分子量15万の限外濾過膜(三菱
レイヨン・エンジニアリング社製UF膜チユーブ
ラーモジユールFタイプ)を通過させることによ
り、低分子画分を除き液量が約3になる迄濃縮
した。更に、約14000×Gで遠心分離することに
より菌体残渣、熱変性蛋白を除去した。 遠心分離後に上澄液画分3に食塩約750g(約
25%濃度)を加えて攪拌し、溶解後、濃NaOH
でPHを7.0〜8.5に調整した。一夜放置した塩析物
を十分析出させた後、サラン製の布(塩化ビニリ
デンと塩化ビニールの共重合体、商品名)上に塩
析物を回収した。更にこの塩析物の上から大量の
アルカリ性の水(PH7.0以上)を散布することに
より余分の食塩及び培養物に同時に混在している
中性糖、その他の爽雑物を洗い流した。 次に、水洗物の塩析物に0.1M塩酸溶液を容量
比で約3倍量加え溶解した。この溶解物に濃
NaOH溶液を加えポリガラクトサミンの等電点
であるPH8.5に合せた。一夜放置し十分析出物を
析出させた後、上記と同様サラン製の布上に析出
物を回収し、大量の水道水で洗つた。この水洗物
をもう一度0.1M塩酸に溶解後、等電点沈澱を行
い水洗を繰り返すことにより精製した。 この精製した析出物を121℃、15分間滅菌後、
凍結乾燥することにより、ポリガラクトサミンを
主成分とするPF−102の精製粉末(ポリガラクト
サミンとしての純度約99%)を7g得た。 また、用途により上記精製粉末の一部を0.1M
塩酸に溶解し分画分子量30万の限外濾過膜(アミ
コン社製分子篩膜タイプXM300)で分画し、平
均分子量16〜30万のものと平均分子量30万以上の
ものに分画することもできる。 実施例 2 ポリガラクトサミン分解酵素の調製 シユードモナス sp.H881,FERM P−8955
を500ml三角フラスコ中で、グルコース0.5%、酵
母エキス0.05%、ポリペプトン0.05%の組成を有
する種培地100mlに植菌し、30℃で20時間培養し
た。 得られた種培養物を30のジヤーフアーメンタ
ー中で、実施例1で得たポリガラクトサミン
(PF−102)0.25%、グルコース0.25%、酵母エキ
ス0.05%、ポリペプトン0.05%の酵素生産培地に
植菌し、30℃で通気量1VVM、攪拌数
200RPMで48時間培養した。 得られた培養物を遠心分離(14000RPM)し
て、菌体を除き、得られた培養濾液に冷却したエ
タノールを60%濃度まで加えて、タンパク質を沈
澱させ、この沈澱タンパクを遠心して、溶液から
分離した。得られたタンパク質を0.1モル酢酸緩
衝液(PH5.0)で平衡化したCM−セフアデツクス
C−25カラム(2.5×60cm)に吸着させ、0〜0.5
モル食塩の濃度勾配を有する同緩衝液を用いて溶
出させた。 溶出した酵素活性区分を集め、限外濾過装置
(分画分子量1万)を使つて濃縮した。次に、2
モル食塩を含む0.1モル酢酸緩衝液(PH6.0)溶液
とし、同緩衝液で平衡化したセフアデツクスG−
50カラム(5×90cm)クロマトグラフイーにかけ
た。次いで、活性区分の食塩濃度を4モルにまで
高め、同様な溶液で平衡化したフエニル−セフア
ロースCL−4Bカラム(2.5×20cm)に吸着させ、
食塩の逆濃度勾配を持つ0.1モル酢酸緩衝液で溶
出して精製ポリガラクトサミン分解酵素50mg(収
率23.1%、比活性52μgGaIN/min/mg protien)
を得た。 実施例 3 ガラクトサミノオリゴ糖の調製 ポリガラクトサミン20gを5の0.1モル酢酸に
溶解し、水酸化ナトリウムを用いてPH4.0に調整
し、ポリガラクトサミン分解酵素溶液を0.2ユニ
ツト/ml(1ユニツトは1分間にガラクトサミン
1μモルを生成する酵素力価)になるように加え、
30℃にて反応させた。30分後、加熱して酵素を失
活させ、反応を停止させた後、反応液は直ちに
CM−セフアデツクスカラム(210mmID×30cm×
3)に吸着させNaCの濃度勾配をかけること
により順次各ガラクトサミノオリゴ糖を溶出させ
分画した。それぞれの画文を脱塩、濃縮後凍結乾
燥してジ−ガラクトサミン、トリ−ガラクトサミ
ン、テトラ−ガラクトサミン、ペンタ−ガラクト
サミン、ヘキサ−ガラクトサミン、ヘプタ−ガラ
クトサミン、オクタ−ガラクトサミン、ノナ−ガ
ラクトサミンを得た。 本発明方法におけるガラクトサミノオリゴ糖の
収量は従来法(PH6.0、第1表)との比較をもつ
て、第2表に示す。なお、分解に供したポリガラ
クトサミンはともに20gであつた。
(Industrial Application Field) The present invention relates to a method for producing galactosaminooligosaccharides. More specifically, the present invention relates to the production of galactosaminooligopentasaccharides (GOS5), galactosaminoligohexasaccharides (GOS6),
The present invention relates to a method for very efficiently producing galactosaminooligosaccharides having a relatively high degree of polymerization. The present invention also relates to a method for continuously producing the oligosaccharide using an ultrafiltration membrane. (Prior art) Polygalactosamine (Japanese Patent Publication No. 56-12639, Japanese Patent Publication No. 1-41160) is a type of Deuteromycota.
Galactosamine produced by Paecilomycess sp. In recent years, it has become known that polysaccharides or their oligosaccharides produced by microorganisms, plants, or animals have various physiological activities, and interest in polysaccharides and their oligosaccharides has increased. It has also been confirmed that chitin, chitosan, and their oligosaccharides, which are known as polysaccharides similar to polygalactosamine, have antitumor activity. Furthermore, polygalactosamine itself was found to have similar physiological activity (Kouki ISHITANI et al.
al., J. Pharmacobio-Dyn, 11 , 58-65 (1988),
There is also growing interest in the physiological activity of oligosaccharides. Polygalactosamine and galactosaminooligosaccharides may be useful for uses other than physiological activity, and in particular, oligomers are expected to exhibit properties that polymers do not have in terms of application and action.
Attention has been paid. Galactosaminooligosaccharides are obtained by hydrolyzing polygalactosamine. As decomposition methods, methods using acids or alkalis and methods using hydrolytic enzymes are known, but the yield of galactosaminooligosaccharides with a high degree of polymerization is very low. In particular, when polygalactosamine is hydrolyzed with hydrochloric acid, as a result of random decomposition, the amount of oligosaccharides obtained is in the order of mono-galactosamine, di-galactosamine, tri-galactosamine, tetra-galactosamine, and penta-galactosamine, The higher the degree of polymerization, the lower the yield, and the yield of oligosaccharides with a higher degree of polymerization than pentamer was extremely poor. Another drawback was that the work was dangerous because highly concentrated hydrochloric acid was used at high temperatures. On the other hand, the method using a polygalactosamine degrading enzyme has the great advantage of being able to carry out the reaction at room temperature, which is not found in the hydrolysis methods using acids and alkalis. However, most of the galactosamino-oligosaccharides obtained by conventionally known enzymatic decomposition methods have a low degree of polymerization, similar to hydrolysis with acids and alkalis, and galactosamino-oligosaccharides with a relatively high degree of polymerization. The yield of sugar was low. (Problems to be Solved by the Invention) Galactosaminooligosaccharides with a relatively high degree of polymerization are expected to have various physiological activities, but conventional methods using acids or alkalis or using hydrolytic enzymes have relatively low levels of bioactivity. The yield of galactosaminooligosaccharides with a high degree of polymerization is poor, and there is no method for efficiently obtaining the oligosaccharides, which has narrowed the scope of research and application thereof. (Means for Solving the Problems) The present invention was made to solve the above-mentioned problems at once, and was made for the purpose of efficiently producing galactosaminooligosaccharides having a relatively high degree of polymerization. It is something that Conventionally, enzymatic hydrolysis has been used as a method for obtaining galactosaminooligosaccharides, and polygalactosamine-degrading enzymes include, for example, Pseudomonas sp. H881 strain (FERM P-8955), Bacillus sp.
sp.A-4 (FERM P-10473), Bacillus sp.E-
1 (FERM P-10581) and the like are known. The present inventors have carefully studied the substrate specificity, reaction conditions, etc. of each enzyme, and found that
It has been found that by setting the pH to a value lower than the optimum pH of each enzyme, the production of oligosaccharides with a low degree of polymerization can be suppressed and galactosaminooligosaccharides with a relatively high degree of polymerization can be efficiently obtained. For example, Figure 1 shows the CM-Sephadex column chromatography pattern when the reaction pH was set at 6.0 and 4.0.
Comparing the production rate of galactosaminooligosaccharides, the PH
At PH 6.0, most galactosaminooligosaccharides have a low degree of polymerization, whereas at PH4.0, galactosaminooligosaccharides with a relatively high degree of polymerization are efficiently obtained. Based on this knowledge, the present invention aims to improve the pH of the enzyme reaction solution.
By setting the PH to a low PH of 3.0 to 4.5, which is outside the optimum PH of polygalactosamine degrading enzyme, we have completed a method for efficiently obtaining galactosaminooligosaccharides with a relatively high degree of polymerization. In addition, especially from an industrial standpoint, the reaction solution is passed through an ultrafiltration membrane to remove low-molecular products from the reaction system, undecomposed polygalactosamine and enzymes are returned to the reaction system, and polygalactosamine is replenished into the reaction system. By doing so, we were able to complete a continuous reaction system. The polygalactosamine used as a raw material in the method of the present invention may be prepared by a conventional method, and examples of its preparation are as follows. Galactosamine-producing bacterium Paecilomyces I-1
(FERMBP-1180) with 5% sucrose and 1 peptone
%, calcium chloride 0.6%, and pH 7.0 for 5 days at 27°C under aerobic conditions.The culture solution was centrifuged, and the supernatant after removing the bacterial cells was ultrafiltered while heating. Concentrate with a membrane (molecular weight cutoff 100,000), add salt to this concentrate, adjust the pH to 8.5, precipitate it, collect this precipitate, dissolve it in acid, and repeat the operation to adjust the pH to 8.5 again. High purity polygalactosamine can be obtained. Furthermore, the polygalactosamine-degrading enzyme used in the present invention is produced by a microorganism belonging to the genus Pseudomonas or the genus Bacillus. As a culture medium for polygalactosamine-degrading enzyme-producing bacteria, either a synthetic medium or a natural medium can be used as long as it contains a suitable amount of carbon sources, nitrogen sources, inorganic substances, and other nutrients. For example, when using the enzyme of Pseudomonas sp. An example can be given. Culture temperature is 20~40℃, preferably 30~
38℃ range, culture starting pH 6-8, preferably 7
If shaken or stirred in the vicinity for 35 to 72 hours, polygalactosamine-degrading enzyme can be obtained in the culture solution. Then, the polygalactosamine degrading enzyme is isolated and purified as necessary. For example, the crude enzyme is separated from the culture filtrate by ethanol precipitation, dissolved in an aqueous solvent, subjected to Sephadex G-50 gel filtration, CM-Sephadex C-25 ion exchange chromatography, phenyl-Sepharose CL-
A purified polygalactosamine degrading enzyme is obtained by treatment such as 4B hydrophobic chromatography. When the polygalactosamine degrading enzyme thus obtained is allowed to act on a polygalactosamine solution at a pH lower than the enzyme's optimum pH, particularly at pH 3.0 to 4.5, it is possible to efficiently obtain oligogalactosamine with a relatively high degree of polymerization. I can do it. To give an example of the reaction, first, polygalactosamine is dissolved in a low concentration of acid. Examples of acids include organic acids such as acetic acid and formic acid;
Inorganic acids except sulfuric acid can be widely used. The pH of the polygalactosamine solution thus obtained is lower than 6.0,
For example, after adjusting the temperature to 3.0 to 4.5, the polygalactosamine degrading enzyme prepared above is added and enzymatic decomposition is performed at a temperature of around 30°C. Furthermore, according to the present invention, low-molecular products are taken out of the reaction system by passing the reaction solution through an ultrafiltration membrane (on the other hand, undecomposed polygalactosamine and high-molecular substances partially decomposed by it are removed by enzymes). (The reaction system was then refilled with the raw material polygalactosamine), adsorbed onto an ion exchange resin, and sequentially eluted with a solvent with an appropriate concentration gradient for comparison. Each galactosaminooligosaccharide fraction with a high degree of polymerization can be obtained continuously. This continuous method is particularly excellent as an industrial production method. As the ultrafiltration membrane, commercially available ones such as polyacrylonitrile type and polyether sulfonic acid type can be used as appropriate.Module types include tubular module, hollow module, pleated module, and spiral module. etc. are selected and used as appropriate. Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples. Example 1 Preparation of polygalactosamine 600 g of glucose, 60 g of polypeptone, CaC 2 .
125 g of 2H 2 O was dissolved in 17 g of tap water, the pH was adjusted to 7.0 with concentrated NaOH solution, and the mixture was transferred to a 30-volume jar fermenter. Pressure and heat sterilization (121° C., 20 minutes) was performed by injecting steam into this medium solution. After cooling, add 150 ml of a medium of the same composition (glucose 3%, polypeptone 0.3%, CaC 2 0.5%, PH 7.0) to a 500 ml Erlenmeyer flask at 26°C.
Peecilomyces I-1 cultured with shaking for 4 days
(FERM BP-1180) was aseptically inoculated at a volume ratio of about 10%. After inoculation, the cells were cultured for 5 days at 27°C, aeration rate of 0.5 VVM, and stirring rate of 200 RPM. After completion of the culture, the culture was filtered through a filter cloth to obtain a culture filtrate 17. By passing this culture filtrate through an ultrafiltration membrane with a molecular weight cutoff of 150,000 (UF membrane tubular module F type manufactured by Mitsubishi Rayon Engineering Co., Ltd.) while heating the culture filtrate to 50°C to 60°C, the low molecular fraction was removed. It was concentrated until the amount of removed liquid was about 3. Furthermore, bacterial cell residue and heat-denatured proteins were removed by centrifugation at approximately 14,000×G. After centrifugation, approximately 750 g of table salt (approx.
25% concentration), stir, and after dissolving, add concentrated NaOH
The pH was adjusted to 7.0-8.5. After allowing the salted-out product to stand overnight, it was collected on Saran cloth (copolymer of vinylidene chloride and vinyl chloride, trade name). Furthermore, by spraying a large amount of alkaline water (pH 7.0 or higher) over the salted-out material, excess salt, neutral sugars, and other impurities mixed in the culture were washed away. Next, about 3 times the volume of 0.1M hydrochloric acid solution was added to the salted out product washed with water and dissolved. Concentrate this lysate.
A NaOH solution was added to adjust the pH to 8.5, which is the isoelectric point of polygalactosamine. After leaving it overnight to precipitate ten analytical precipitates, the precipitates were collected on Saran cloth in the same manner as above and washed with a large amount of tap water. This washed product was dissolved once again in 0.1M hydrochloric acid, subjected to isoelectric precipitation, and purified by repeated washing with water. After sterilizing this purified precipitate at 121℃ for 15 minutes,
By freeze-drying, 7 g of purified powder of PF-102 containing polygalactosamine as a main component (about 99% purity as polygalactosamine) was obtained. Depending on the purpose, some of the above purified powder may be added to 0.1M.
It can also be dissolved in hydrochloric acid and fractionated using an ultrafiltration membrane with a molecular weight cutoff of 300,000 (Molecular Sieve Membrane Type XM300 manufactured by Amicon) to separate those with an average molecular weight of 160,000 to 300,000 and those with an average molecular weight of 300,000 or more. can. Example 2 Preparation of polygalactosamine degrading enzyme Pseudomonas sp.H881, FERM P-8955
was inoculated into 100 ml of a seed medium having a composition of 0.5% glucose, 0.05% yeast extract, and 0.05% polypeptone in a 500 ml Erlenmeyer flask, and cultured at 30°C for 20 hours. The obtained seed culture was inoculated into the enzyme production medium obtained in Example 1 containing 0.25% polygalactosamine (PF-102), 0.25% glucose, 0.05% yeast extract, and 0.05% polypeptone in 30 jar fermenters. Incubate the bacteria at 30℃, aeration volume 1VVM, and stirring number.
Cultured at 200 RPM for 48 hours. The resulting culture is centrifuged (14,000 RPM) to remove bacterial cells, and chilled ethanol is added to the resulting culture filtrate to a concentration of 60% to precipitate proteins.The precipitated proteins are centrifuged to remove them from the solution. separated. The obtained protein was adsorbed onto a CM-Sephadex C-25 column (2.5 x 60 cm) equilibrated with 0.1 molar acetate buffer (PH5.0), and 0 to 0.5
Elution was performed using the same buffer with a molar saline gradient. The eluted enzyme activity fraction was collected and concentrated using an ultrafiltration device (molecular weight cut off: 10,000). Next, 2
Sephadex G- was prepared as a solution in 0.1 molar acetate buffer (PH6.0) containing molar salt and equilibrated with the same buffer.
Chromatography was performed on 50 columns (5 x 90 cm). Next, the salt concentration in the active fraction was increased to 4 molar and adsorbed onto a phenyl-Sepharose CL-4B column (2.5 x 20 cm) equilibrated with the same solution.
50 mg of purified polygalactosamine-degrading enzyme (yield 23.1%, specific activity 52 μg GaIN/min/mg protien) eluted with 0.1 molar acetate buffer with a reverse concentration gradient of sodium chloride.
I got it. Example 3 Preparation of galactosaminooligosaccharides 20 g of polygalactosamine was dissolved in 0.1 molar acetic acid of 5, adjusted to pH 4.0 using sodium hydroxide, and the polygalactosamine degrading enzyme solution was dissolved at 0.2 units/ml (1 unit is galactosamine per minute
Add so that the enzyme titer yields 1 μmol).
The reaction was carried out at 30°C. After 30 minutes, heat to inactivate the enzyme and stop the reaction, and then immediately pour the reaction solution into
CM-Sephadex column (210mm ID x 30cm x
3) and applied a concentration gradient of NaC, each galactosaminooligosaccharide was sequentially eluted and fractionated. Each image was desalted, concentrated, and lyophilized to obtain di-galactosamine, tri-galactosamine, tetra-galactosamine, penta-galactosamine, hexa-galactosamine, hepta-galactosamine, octa-galactosamine, and nona-galactosamine. The yield of galactosaminooligosaccharides in the method of the present invention is shown in Table 2 in comparison with the conventional method (PH6.0, Table 1). The amount of polygalactosamine used for decomposition was 20 g in both cases.

【表】【table】

【表】【table】

【表】 第1、第2表の結果から明らかなように、本発
明方法によれば、比較的高重合度のガラクトサミ
ノオリゴ糖の収量が従来法に比して大幅に増加し
ていることが判る。 実施例 4 ガラクトサミノオリゴ糖の調製(連続系) ポリガラクトサミン200gを50の0.1モル酢酸
に溶解し、水酸化ナトリウムを用いてPH4.0に調
整し、ポリガラクトサミン分解酵素溶液を0.2ユ
ニツト/ml(1ユニツトは1分間にガラクトサミ
ン1μモルを生成する酵素力価)になるように加
え、30℃にて反応させた。反応液は分画分子量
30000の限外濾過膜(アミコン・フアー・イース
ト・リミテツド社製 DC−2型ホローフアイバ
ーHIP−30)を用いて、連続的に分解生成したガ
ラクトサミノオリゴ糖を反応系の外に取り出し
た。反応系には0.1モル酢酸に溶解したポリガラ
クトサミン0.1%溶液PH4.0を10ml/min.で添加し
た。 反応系外に取り出したガラクトサミノオリゴ糖
は直ちにCM−セフアデツクスカラム(210mmID
×30cm×3)に吸着させNaCの濃度勾配をか
けることにより順次各ガラクトサミノオリゴ糖を
溶出させ分画した。それぞれの画分を脱塩、濃縮
後凍結乾燥したガラクトサミノオリゴ糖を得た。 反応開始2時間後のそれぞれのガラクトサミノ
オリゴ糖の生成量は、ジ−ガラクトサミン12g、
トリ−ガラクトサミン36g、テトラ−ガラクトサ
ミン9.4g、ペンタ−ガラクトサミン13.8g、ヘキ
サ−ガラクトサミン18.0g、ヘプタ−ガラクトサ
ミン11.6g、オクタ−ガラクトサミン6.0g、ノナ
−ガラクトサミン4.0gであつた。 (発明の効果) 本発明によれば、酵素反応液のPHをコントロー
ルするという非常にシンプルな工程を新規に採用
したことにより、比較的高重合度の各種ガラクト
サミノオリゴ糖を非常に高い収率で製造すること
ができる。 更にまた、限外濾過膜処理を行えば、連続化が
可能となるので、この方法は、工業的な製法とし
て特に好適である。
[Table] As is clear from the results in Tables 1 and 2, according to the method of the present invention, the yield of galactosaminooligosaccharides with a relatively high degree of polymerization is significantly increased compared to the conventional method. I understand that. Example 4 Preparation of galactosaminooligosaccharide (continuous system) 200 g of polygalactosamine was dissolved in 0.1 molar acetic acid of 50, adjusted to pH 4.0 using sodium hydroxide, and the polygalactosamine degrading enzyme solution was dissolved at 0.2 units/ml. (1 unit has an enzyme titer of producing 1 μmol of galactosamine per minute) and the reaction was carried out at 30°C. The reaction solution has a molecular weight cutoff.
Using a 30,000 ultrafiltration membrane (DC-2 type hollow fiber HIP-30 manufactured by Amicon Far East Limited), the galactosaminooligosaccharide produced by continuous decomposition was taken out of the reaction system. A 0.1% solution of polygalactosamine dissolved in 0.1 molar acetic acid, pH 4.0, was added to the reaction system at a rate of 10 ml/min. The galactosaminooligosaccharide taken out of the reaction system was immediately transferred to a CM-Sephadex column (210 mm ID
x 30 cm x 3) and applied a concentration gradient of NaC, each galactosaminooligosaccharide was sequentially eluted and fractionated. After desalting and concentrating each fraction, galactosaminooligosaccharides were obtained by freeze-drying. The amount of each galactosaminooligosaccharide produced 2 hours after the start of the reaction was 12 g of di-galactosamine,
The contents were 36 g of tri-galactosamine, 9.4 g of tetra-galactosamine, 13.8 g of penta-galactosamine, 18.0 g of hexa-galactosamine, 11.6 g of hepta-galactosamine, 6.0 g of octa-galactosamine, and 4.0 g of nona-galactosamine. (Effects of the invention) According to the present invention, by newly adopting a very simple process of controlling the pH of the enzyme reaction solution, various galactosaminooligosaccharides with a relatively high degree of polymerization can be produced in very high yields. can be manufactured at a high rate. Furthermore, if ultrafiltration membrane treatment is performed, continuous production becomes possible, so this method is particularly suitable as an industrial production method.

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

第1図は、PH6及び4におけるCM−セフアデ
ツクスカラムクロマトパターンである。 図中、〜は、モノ−〜ノナ−ガラクトサミ
ンのピークをそれぞれ表わす。
FIG. 1 is a CM-Sephadex column chromatography pattern at pH 6 and 4. In the figure, ~ represents the peaks of mono-~nona-galactosamine, respectively.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ポリガラクトサミン分解酵素をポリガラクト
サミンに作用させることによりガラクトサミノオ
リゴ糖を製造する際、反応液のPHを酵素の至適PH
よりも低いPHに設定することにより、特異的な高
重合度のガラクトサミノオリゴ糖を得ることを特
徴とするガラクトサミノオリゴ糖の製造方法。 2 反応液のPHを3〜4.5に設定することを特徴
とする請求項1に記載のガラクトサミノオリゴ糖
の製造方法。 3 限外濾過膜を用い生成したガラクトサミノオ
リゴ糖を反応系外に取り出し、未分解のポリガラ
クトサミンと酵素を含む反応液を反応系にもど
し、反応系にポリガラクトサミンを補充すること
により、連続的に高重合度のガラクトサミノオリ
ゴ糖を得ることを特徴とする請求項1又は2に記
載のガラクトサミノオリゴ糖の製造方法。
[Claims] 1. When producing galactosaminooligosaccharides by allowing a polygalactosamine-degrading enzyme to act on polygalactosamine, the pH of the reaction solution is adjusted to the optimum pH of the enzyme.
1. A method for producing galactosaminooligosaccharides, which is characterized by obtaining galactosaminooligosaccharides with a specific high degree of polymerization by setting the pH to be lower than that of PH. 2. The method for producing galactosaminooligosaccharide according to claim 1, characterized in that the pH of the reaction solution is set to 3 to 4.5. 3. The galactosamino-oligosaccharide produced using an ultrafiltration membrane is taken out of the reaction system, the reaction solution containing undegraded polygalactosamine and enzyme is returned to the reaction system, and polygalactosamine is replenished into the reaction system. 3. The method for producing a galactosaminooligosaccharide according to claim 1 or 2, characterized in that a galactosaminooligosaccharide having a high degree of polymerization is obtained.
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