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JPH0655138B2 - CMCase ▲I▼ - Google Patents
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JPH0655138B2 - CMCase ▲I▼ - Google Patents

CMCase ▲I▼

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JPH0655138B2
JPH0655138B2 JP25777786A JP25777786A JPH0655138B2 JP H0655138 B2 JPH0655138 B2 JP H0655138B2 JP 25777786 A JP25777786 A JP 25777786A JP 25777786 A JP25777786 A JP 25777786A JP H0655138 B2 JPH0655138 B2 JP H0655138B2
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sodium
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は新規なCMCアーゼに関し、更に詳細にはアル
カリ側に最適pHを有する新規酵素CMCアーゼIに関す
る。
Detailed Description of the Invention [Industrial Application Field] The present invention relates to a novel CMCase, and more specifically to a novel enzyme, CMCase I, which has an optimum pH on the alkaline side.

〔従来の技術〕PRIOR ART

セルラーゼはセルロースとその類似多糖をグルコース、
又はセロビオース、或いはセロオリゴ糖まで分解する酵
素反応を触媒する複雑な酵素系から成り、その作用機構
により、C酵素、C酵素とβ−グルコシダーゼ、或
いはエキソ−β−グルカナーゼ、エンド−β−グルカナ
ーゼ、セロビアーゼなどの名称で呼ばれる酵素の総称と
理解されている。長年、セルラーゼ研究の歴史は専らバ
イオマス資源の有効利用を図る目的から進められてきて
おり、例えばトリコデルマ属、アスペルギルス属、アク
レモニウム属、フミコーラ属などのカビの類にその供給
源を求めてきた。然るに、カビを含めて微生物起源のセ
ルラーゼには、その構成酵素群の作用特異性や物理化学
的諸性質等の多様性が有り、その実態は未だ明確化され
たとは言い難い。
Cellulase converts cellulose and related polysaccharides into glucose,
It is understood as a general term for enzymes called C1 enzymes, C X enzymes and β-glucosidases, or exo-β-glucanases, endo-β-glucanases, cellobiases, etc., depending on their mechanism of action. For many years, cellulase research has been conducted solely for the purpose of making effective use of biomass resources, and sources of cellulase have been sought in molds such as Trichoderma, Aspergillus, Acremonium, and Humicola. However, cellulases of microbial origin, including mold, have diversity in the action specificity and physicochemical properties of their constituent enzymes, and the actual situation has not yet been clearly defined.

上記セルラーゼのうち、カルボキシメチルセルロース
(CMC)に対する作用、すなわちC酵素作用が特に
高いものをCMCアーゼと称するが、最近、CMCアー
ゼを含むセルラーゼの新規な産業用途として、例えば、
衣料用洗浄剤組成物の添加成分としての用途が開発され
つつある。しかしながら、自然界において微生物の産生
するセルラーゼは、上述の微生物起源のものをみるかぎ
り、大部分がアルカリpHにおいて失活する不安定性を有
する、いわゆる酸性セルラーゼ(最適作用pHが4〜6)
であつて、衣料用洗浄剤組成物の要件である、アルカリ
側で最大活性を有し、且つ耐性を有する、いわゆるアル
カリセルラーゼの存在は極めて少ないのが実情である。
Among the above cellulases, those with particularly high activity against carboxymethylcellulose (CMC), i.e., CX enzyme activity, are called CMCases. Recently, new industrial uses of cellulases including CMCases have been reported, for example:
Its use as an additive component in laundry detergent compositions is being developed. However, in the case of cellulases produced by microorganisms in nature, most of them are unstable and inactivated at alkaline pH levels, i.e., so-called acid cellulases (optimal pH for activity is 4 to 6).
However, the reality is that there are very few so-called alkaline cellulases that have maximum activity on the alkaline side and also have resistance, which are the requirements for a laundry detergent composition.

すなわち、衣料用洗浄剤組成物として使用し得るアルカ
リセルラーゼに関しては、好アルカリ性微生物起源のア
ルカリセルラーゼを生産する方法として、バチルス属に
属する細菌を培養して培地よりセルラーゼAを採取する
方法(特公昭50−28515号公報)、セルロモナス
属に属する好アルカリ性細菌を培養してアルカリセルラ
ーゼ301−Aを生産する方法(特開昭58−2246
86号公報)、好アルカリ性バチルスNo.1139を培
養してカルボキシメチルセルラーゼを生産する方法(Ho
rikoshiら、J.Gen.Microbiol.,131巻,3339頁
(1985年))、及びストレプトマイセス属の種を用いて
アルカリセルラーゼを生産する方法(特開昭61−19
483号公報)が知られているにすぎない。
Specifically, with regard to alkaline cellulases that can be used in laundry detergent compositions, methods for producing alkaline cellulases derived from alkalophilic microorganisms include a method in which bacteria belonging to the genus Bacillus are cultured and cellulase A is extracted from the medium (JP Patent Publication No. 50-28515), a method in which alkalophilic bacteria belonging to the genus Cellulomonas are cultured to produce alkaline cellulase 301-A (JP Patent Publication No. 58-2246), and a method in which alkaline cellulases derived from alkalophilic microorganisms are cultured and cellulase A is extracted from the medium (JP Patent Publication No. 58-2246).
86), and a method for producing carboxymethylcellulase by culturing alkaliphilic Bacillus No. 1139 (Ho
Rikoshi et al., J. Gen. Microbiol., vol. 131, p. 3339 (1985)), and a method for producing alkaline cellulase using Streptomyces species (JP-A-61-1986).
Only one such technique is known (Publication No. 483).

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention aims to solve]

従つて、アルカリ側において至適pHを有し、衣料洗浄用
酵素としての機能を有するアルカリセルラーゼを新たに
提供することが要望されていた。
Therefore, there has been a demand for a new alkaline cellulase which has an optimum pH on the alkaline side and functions as an enzyme for washing clothes.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明者は、アルカリセルラーゼを生産する微生物を自
然界に求め、鋭意探索を続けて来たが、今般、栃木県芳
賀郡の土壌より採取したバチルス属に属する微生物が、
衣料用洗浄剤組成物の添加成分として有効な新規アルカ
リセルラーゼKを生産すること及び該アルカリセルラー
ゼを更に精製するとその主成分として新規なCMCアー
ゼI及びIIが得られることを見出し、本発明を完成し
た。
The present inventors have been searching for alkaline cellulase-producing microorganisms in nature and have now discovered that a microorganism belonging to the genus Bacillus collected from soil in Haga County, Tochigi Prefecture,
The present invention has been completed by discovering that a novel alkaline cellulase K, which is effective as an additive component in laundry detergent compositions, can be produced and that further purification of said alkaline cellulase gives novel CMCases I and II as its main components.

すなわち、本発明は新規酵素CMCアーゼIを提供する
ものである。
That is, the present invention provides a novel enzyme, CMCase I.

本発明のCMCアーゼIの製造において用いられる微生
物は次のような菌学的性状を示す。なお、以下において
菌株の分類に用いた培地は次の培地1〜24であり、特
にことわりの無い限り別滅菌した適当量の1.0重量%の
炭酸ナトリウム(Na2CO3)を含むものである。
The microorganisms used in the production of CMCase I of the present invention exhibit the following bacteriological properties. The media used for classifying the strains below are the following media 1 to 24, which contain an appropriate amount of 1.0% by weight of separately sterilized sodium carbonate ( Na2CO3 ) unless otherwise specified.

分類用検定培地の組成(表示は重量%): 培地1:バクトペプトン,0.5;肉エキス,0.3 ;バクト寒天,1.5 培地2:バクトペプトン,0.5;肉エキス,0.3 培地3:バクトペプトン,0.5;肉エキス,0.3 ;食塩,7.0 培地4:バクトペプトン,0.5;肉エキス,0.3 ;バクトゼラチン,20.0 培地5:バクトリトマスミルク,10.5 培地6:バクトペプトン,0.5;肉エキス,0.3 ;KNO3,0.1 培地7:バクトペプトン,0.7;グルコース, 0.5;食塩,0.5 培地8:バクトペプトン,3.0;肉エキス,0.3 ;チオ硫酸ナトリウム,0.005;塩酸 システイン,0.02;クエン酸鉄アンモニウム ,0.05;バクト寒天,0.5 培地9:バクトペプトン,1.5;肉エキス,0.4 ;乳糖,1.0;蔗糖,1.0;グルコース, 1.0;食塩,0.5;チオ硫酸ナトリウム, 0.008;亜硫酸ナトリウム,0.04; 硫酸第一鉄,0.02;フエノール・レツド, 0.002;バクト寒天,1.5 培地10:バクトペプトン,1.5;酵母エキス, 0.5;可溶性澱粉,2.0;K2HPO4,0.1 ;バクト寒天,1.5;MgSO4・7H2O, 0.02 培地11:リン酸アモニウム,0.1;塩化カリウ ム,0.02;酵母エキス,0.05; MgSO4・7H2O,0.02;糖類,1.0(濾過滅菌) 培地12:リン酸一水素カリウム,0.1;リン酸二 水素アンモニウム,0.1;クエン酸ナト リウム,0.2;MgSO4・7H2O,0.03; 食塩,0.5;ブロム・チモール・ブルー, 0.0024;バクト寒天,1.5 培地13:酵母エキス,0.05;塩酸システイン, 0.01;クエン酸ナトリウム,0.3;食 塩,0.5;チオ硫酸ナトリウム,0.008 ;クエン酸鉄アンモニウム,0.04;グ ルコース,0.02;リン酸二水素カリウ ム,0.15;フエノール・レツド, 0.0012;バクト寒天,1.5 培地14:リン酸アンモニウム,0.1;リン酸二水 素カリウム,0.05;クエン酸ナトリウ ム,0.2;バクト寒天,1.5;MgSO4・ 7H2O,0.02 培地15:酵母エキス,0.05;Na2SO4,0.1; KH2PO4,0.1;グルコース,1.0;無 機窒素源,適当量 *硝酸ナトリウムは0.25%,亜硝酸ナトリ ウムは0.2025%,塩化アンモニウムは 0.158%,リン酸アンモニウムは0.195 %(各々,0.0412N%に相当)になる ように加えた。Composition of the classification test medium (in % by weight): Medium 1: Bacto peptone, 0.5; meat extract, 0.3; Bacto agar, 1.5 Medium 2: Bacto peptone, 0.5; meat extract, 0.3 Medium 3: Bacto peptone, 0.5; meat extract, 0.3; salt, 7.0 Medium 4: Bacto peptone, 0.5; meat extract, 0.3; Bacto gelatin, 20.0 Medium 5: Bacto toritoma milk, 10.5 Medium 6: Bacto peptone, 0.5; meat extract, 0.3; KNO3 , 0.1 Medium 7: Bacto peptone, 0.7; glucose, 0.5; salt, 0.5 Medium 8: Bacto peptone, 3.0; meat extract, 0.3; sodium thiosulfate, 0.005; cysteine hydrochloride, 0.02; ferric ammonium citrate. , 0.05; bacto agar, 0.5 Medium 9: bacto peptone, 1.5; meat extract, 0.4; lactose, 1.0; sucrose, 1.0; glucose, 1.0; salt, 0.5; sodium thiosulfate, 0.008; sodium sulfite, 0.04; ferrous sulfate, 0.02; phenol red, 0.002; bacto agar, 1.5 Medium 10: bacto peptone, 1.5; yeast extract, 0.5; soluble starch, 2.0; K 2 HPO 4 , 0.1; bacto agar, 1.5; MgSO 4 · 7H 2 O, 0.02 Medium 11: ammonium phosphate, 0.1; potassium chloride, 0.02; yeast extract, 0.05; MgSO 4 · 7H 2 O, 0.05 Medium 12: Potassium monohydrogen phosphate, 0.1; Ammonium dihydrogen phosphate, 0.1; Sodium citrate, 0.2; MgSO4 · 7H2O , 0.03; Salt, 0.5; Bromthymol blue, 0.0024; Bacto agar, 1.5 Medium 13: Yeast extract, 0.05; Cysteine hydrochloride, 0.01; Sodium citrate, 0.3; Salt, 0.5; Sodium thiosulfate, 0.008; Ammonium ferric citrate, 0.04; Glucose, 0.02; Potassium dihydrogen phosphate, 0.15; Phenol red, 0.0012; Bacto agar, 1.5 Medium 14: Ammonium phosphate, 0.1; Potassium dihydrogen phosphate, 0.05; Sodium citrate Medium 15 : Yeast extract, 0.05; Na2SO4, 0.1; KH2PO4 , 0.1 ; glucose, 1.0; inorganic nitrogen source, appropriate amount * *Sodium nitrate was added to 0.25%, sodium nitrite to 0.2025%, ammonium chloride to 0.158%, and ammonium phosphate to 0.195% ( each equivalent to 0.0412 N%).

培地16:酵母エキス,0.05;Na2SO4,0.1; KH2PO4,0.1;グルコース,1.0;無機 窒素源,適当量**;CaCl2・2H2O,0.05 ;MnSO4・4〜6H2O,0.001;FeSO4・ 7H2O,0.001(濾過滅菌);MgSO4・ 7H2O,0.02(濾過滅菌) **硝酸ナトリウムは0.25%,亜硝酸ナトリ ウムは0.2025%,塩化アンモニウムは 0.158%,リン酸アンモニウムは0.195 %(各々0.0412N%に相当)になるよ うに加えた。Medium 16: Yeast extract, 0.05; Na2SO4 , 0.1 ; KH2PO4 , 0.1 ; glucose, 1.0; inorganic nitrogen source , appropriate amount ** ; CaCl2.2H2O , 0.05 ; MnSO4.4-6H2O , 0.001; FeSO4.7H2O , 0.001 (filter sterilized); MgSO4.7H2O , 0.02 (filter sterilized) **Sodium nitrate was added to 0.25%, sodium nitrite to 0.2025%, ammonium chloride to 0.158%, and ammonium phosphate to 0.195% (each equivalent to 0.0412 N%).

培地17:キングA培地“栄研”(栄研化学社製), 指示量 培地18:キングB培地“栄研”(栄研化学社製), 指示量 培地19:ポテトデキストロース寒天培地“栄研”) (栄研化学社製),指示量 培地20:バクトペプトン,0.25;食塩,0.25 ;酵母エキス,0.25;マンニツト, 0.5;バクト寒天,2.0 培地21:尿素培地“栄研”(栄研化学社製), 指示量 培地22:バクトペプトン,0.1;食塩,0.5; KH2PO4,0.2;酵母エキス, 0.05;グルコース,0.1;尿素, 2.0;フエノール・レッド,0.001 培地23:バクトペプトン,0.5;酵母エキス,0.5; K2HPO4,0.1;グルコース,1.0;MgSO4・7H2O, 0.02 培地24:酵母エキス,0.5;グルコース,1.0;カゼイン (ハーマーシュタイン,メルク社製),0.5; K2HPO4,0.1;MgSO4・7H2O,0.02;バクト寒 天,1.5 (菌学的性状) 1.顕微鏡的観察結果: 菌体の大きさは、0.5〜1.2μm×1.5〜4.0μmの桿菌で
あり、菌体の一端に内生胞子(0.7〜1.2μm×1.0〜2.0
μm)を作る。周鞭毛。運動性;陽性。グラム染色;陽
性。
Medium 17: King A medium "Eiken" (Eiken Chemical Co., Ltd.), indicated amount Medium 18: King B medium "Eiken" (Eiken Chemical Co., Ltd.), indicated amount Medium 19: Potato dextrose agar medium "Eiken" (Eiken Chemical Co., Ltd.), indicated amount Medium 20: Bactopeptone, 0.25; salt, 0.25; yeast extract, 0.25; mannitol, 0.5; bacto agar, 2.0 Medium 21: Urea medium "Eiken" (Eiken Chemical Co., Ltd.), indicated amount Medium 22: Bactopeptone, 0.1; salt, 0.5 ; KH2PO4 , 0.2; yeast extract, 0.05; glucose, 0.1; urea, 2.0; phenol red, 0.001 Medium 23: Bactopeptone, 0.5; yeast extract, 0.5; K2HPO Culture medium 24: Yeast extract, 0.5 ; glucose, 1.0; casein (Harmerstein, Merck), 0.5; K2HPO4 , 0.1 ; MgSO4.7H2O , 0.02; Bacto agar, 1.5 (Mycological properties) 1. Microscopic observation results: The size of the fungus is a rod-shaped bacterium with a size of 0.5-1.2 μm x 1.5-4.0 μm, and an endospore (0.7-1.2 μm x 1.0-2.0 μm) is attached to one end of the fungus.
It produces a periflagellate. Motility: positive. Gram staining: positive.

2.各種培地における生育状態: 肉汁寒天培地(培地1) 集落の形状は円形で、集落の表面は偏平状である。又、
集落の色調は白色乃至黄色の半透明であり、光沢があ
る。
2. Growth state in various media: Nutrition agar medium (medium 1) The colony shape is circular and the surface of the colony is flat.
The colonies are white to yellow in color and semi-transparent, and glossy.

肉汁液体培地(培地2) 生育し、混濁する。Broth liquid medium (medium 2) Grows and becomes turbid.

7%食塩肉汁液体培地(培地3) 生育し、混濁する。7% salt broth liquid medium (medium 3) Grows and becomes turbid.

肉汁ゼラチン穿刺培養(培地4) 生育しない。Meat juice gelatin stab culture (medium 4) No growth.

トリマスミルク培地(培地5) ミルクの凝固、ペプトン化:陰性。又、培地5がアルカ
リ性のため、リトマスの変色も認められなかつた。
Triton milk medium (medium 5) Milk coagulation and peptonization: negative. Also, because medium 5 is alkaline, no discoloration of litmus was observed.

3.生理学的性質: 硝酸塩の還元及び脱窒反応 硝酸還元;陽性、脱窒反応;陰性(培地6)。3. Physiological properties: Nitrate reduction and denitrification reaction Nitrate reduction: positive, denitrification reaction: negative (medium 6).

MRテスト(培地7) 培地がアルカリ性のため、メチルレツドの変化は認めら
れず、判定不能。
MR test (medium 7) Because the medium is alkaline, no change in methyl red was observed and a judgment was not possible.

VPテスト(培地7) 陽性。VP test (medium 7) positive.

インドールの生成(培地8) インドール産生試験用濾紙(「ニツサン」,日水製薬社
製)に対する反応、コバツクの試薬に対する呈色のいず
れに対しても陰性。
Indole production (medium 8) Negative for both reaction with indole production test filter paper ("Nitsan", manufactured by Nissui Pharmaceutical Co., Ltd.) and color reaction with Kovac's reagent.

硫化水素の生成(培地9) 陰性。Hydrogen sulfide production (Medium 9) Negative.

澱粉の加水分解 平板寒天培地、培地10、を4N塩酸で酸性にしても通
常のヨウ素反応による検出法では陰性といえる。液体培
地11において、可溶性澱粉の資化性は陰性。
Hydrolysis of starch Even when the plate agar medium, medium 10, was acidified with 4N hydrochloric acid, the usual detection method using iodine reaction gave a negative result. In the liquid medium 11, the assimilation of soluble starch was negative.

クエン酸の利用性 培地11;陽性。Citric acid utilization Medium 11: positive.

培地12(コーサ(シモンズ)のクエン酸寒天平板培
地);陰性。培地12から寒天を除き、0.05%の酵母エ
キスを加えた液体培地では、陽性。
Medium 12 (Cosa (Simmons) citric acid agar plate medium): negative. A liquid medium prepared by removing the agar from Medium 12 and adding 0.05% yeast extract was positive.

培地13(クリステンセンの寒天平板培地);陽性。但
し、アルカリ性のためフエノールレツドの変化なし。
Medium 13 (Christensen's agar plate medium): Positive. However, due to its alkalinity, there was no change in the phenol red.

培地14;陰性(生育せず)。培地14から寒天を除き
0.05%の酵母エキスを加えた液体培地では、陽性。
Medium 14: Negative (no growth). Remove the agar from medium 14.
Positive in liquid medium containing 0.05% yeast extract.

無機窒素源の利用 培地15;硝酸、亜硝酸、アンモニアのいずれも陰性か
らぎ陽性。
Utilization of inorganic nitrogen sources Medium 15: Nitrate, nitrite, and ammonia all ranged from negative to positive.

培地16;微量金属塩類を含有する本培地では、硝酸と
亜硝酸に関し陽性。塩化アンモニウム;ぎ陽性。リン酸
アンモニウム;陽性。
Medium 16: This medium contains trace metal salts and is positive for nitrate and nitrite. Ammonium chloride: positive. Ammonium phosphate: positive.

色素の生成 キングA培地(培地17)では生育せず、判定不能。Pigment production: No growth on King A medium (medium 17), so determination was impossible.

キングB培地(培地18)では淡黄色(螢光性無し)。
ポテトデキストロース寒天培地(培地19)とマンニツ
ト酵母エキス寒天培地(培地20)では生育するが、色
素の生成は陰性。
Light yellow (no fluorescence) on King B medium (medium 18).
The strain grew on potato dextrose agar medium (medium 19) and mannitol yeast extract agar medium (medium 20), but was negative for pigment production.

ウレアーゼ 培地21;生育せず。培地21からフエノール・レツド
を除き、本菌を培養後、ネスラー試薬でアンモニアの生
成を確認したが、陰性。
Urease Medium 21: No growth. Phenol red was removed from Medium 21, and the bacteria was cultivated. Ammonia production was confirmed using Nessler's reagent, but the result was negative.

培地22(クリステンセンの尿素培地に酵母エキスを添
加);培地からフエノール・レツドを除き、本菌を培養
後、ネスラー試薬でアンモニアの生成を確認したが、陰
性。又、細胞毒性を予測して、培地22の尿素濃度を0.
1,0.2,0.5,1.0,2.0%と変化させて試験したが、陰性。
Medium 22 (Christensen's urea medium with yeast extract added): After removing the phenol red from the medium and culturing the bacteria, the production of ammonia was confirmed using Nessler's reagent, but the result was negative. Also, in anticipation of cytotoxicity, the urea concentration of Medium 22 was reduced to 0.
Tests were performed at 1, 0.2, 0.5, 1.0, and 2.0%, but the results were negative.

オキシダーゼ 陽性、陰性はつきりせず。Oxidase: Positive or negative, but not clear.

カタラーゼ 陽性。Catalase positive.

生育の範囲(培地23) 生育温度範囲は20〜45゜C、生育最適温度範囲は29
〜37゜C。生育のpH範囲を調べる目的で、Na2CO3により
初発pHを変えて試験したところ、生育pH範囲は8〜1
1、生育最適pH範囲は9.5〜10.2であつた。一方、K2CO3
でpHを調整すると、生育量は著しく少なく、生育至適pH
は、約9であつた。
Growth range (medium 23) The growth temperature range is 20 to 45°C, the optimum growth temperature range is 29
To investigate the pH range for growth, we changed the initial pH with Na2CO3 and found that the pH range for growth was 8 to 1.
1. The optimum pH range for growth was 9.5-10.2 .
When the pH was adjusted to the optimum pH, the growth rate was significantly reduced.
was about 9.

酸素に対する態度 好気的。Attitude towards oxygen: Aerobic.

O−Fテスト アルカリ性のため変色せず。好気のみ生育する。O-F test: No discoloration due to alkaline nature. Grows only in aerobic conditions.

糖類の利用性(培地11) 利用できる炭素源;D−リボース、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
−フラクトース、麦芽糖、シヨ糖、トレハロース、D−
マンニツト、イノシツト、グリセリン 利用できない炭素源:D−ガラクトース、乳糖、D−ソ
ルビツト、デンプン、デキストリン、ラフイノース カゼインの加水分解(培地24) 寒天平板培地24に菌を生育せしめ、30%トリタロロ
酢酸を流し込んで判定したが、菌体周囲に透明帯を形成
せず、陰性。
Sugar utilization (medium 11) Available carbon sources: D-ribose, L-arabinose,
D-xylose, D-glucose, D-mannose, D
-Fructose, maltose, sucrose, trehalose, D-
Mannite, inositol, glycerin Unavailable carbon sources: D-galactose, lactose, D-sorbitol, starch, dextrin, raffinose Hydrolysis of casein (medium 24) The bacteria was grown on agar plate medium 24 and 30% trichloroacetic acid was poured in to judge the results, but no clear zone was formed around the bacteria, so the result was negative.

栄養要求性 ビオチン(又はデスチオビオチン)。Auxotrophy: biotin (or desthiobiotin).

以上の菌学的性質について、バージーズ・マニユアル・
オブ・デイタミネイテイブ・バクテリオロジー(Berge
y′s Mannual of Determinative Bacteriology)第8版
を参照した結果、本菌株は有胞子桿菌であるバチルス
(Bacillus)属の一種であると認められる。しかし、本
菌株が中性pHでは生育できず、専ら高アルカリpHで良好
な生育を示すことから、細菌、掘越と秋葉(“Alkaloph
ilic Microorganism”,Japan Scientific Society Pre
ss(Tokyo),1982年刊)の主張する、いわゆる好ア
ルカリ性(alkalophilic)微生物として暫定的に、従来
の中性で生育するバチルスと区別される。
The above mycological properties are described in the Burgess Manual.
of Determinative Bacteriology (Berge
According to the results of the 8th edition of "Y's Manual of Determinant Bacteriology", this strain is recognized as a species of the genus Bacillus, which is a spore-forming rod-shaped bacillus. However, since this strain cannot grow at neutral pH and grows well only at high alkaline pH, it is considered to be a type of bacteria, Horikoshi and Akiba ("Alkaloph
ilic Microorganism”, Japan Scientific Society Pre
As a so-called alkaliphilic microorganism, as claimed by the Japanese Society for Bacillus Subtilis, SS (Tokyo, 1982), it is provisionally differentiated from conventional bacilli that grow in neutral conditions.

そして、本菌株の菌学的性質は、公知の好アルカリ性バ
チルスのいずれとも一致しないのでこれを新規菌株と判
断してバチルス エスピーKSM−635と命名し、微
工研菌寄第8872号として工業技術院微生物工業技術
研究所に寄託した。
Since the bacteriological properties of this strain do not coincide with those of any of the known alkaliphilic bacilli, it was determined to be a novel strain, named Bacillus sp. KSM-635, and deposited at the Fermentation Research Institute, Agency of Industrial Science and Technology under Microbial Research Institute Deposit No. 8872.

本発明のCMCアーゼIを収得するには、上記バチルス
エスピーKSM−635若しくはその変異株を培地中
で培養し、アルカリセルラーゼKを得た後、これを通常
の酵素精製法に付し、分離、精製すれば良い。
To obtain the CMCase I of the present invention, the above-mentioned Bacillus sp. KSM-635 or a mutant thereof is cultured in a medium to obtain alkaline cellulase K, which is then separated and purified by a conventional enzyme purification method.

アルカリセルラーゼKの発酵生産にあたつては、適当な
培地を加熱等により殺菌後、バチルス エスピーKSM
−635(FERM P−8872)を接種し、22゜C〜40゜
C、好ましくは26゜C〜37゜Cで、1〜4日振盪又は通
気攪拌培養すれば良い。pHは8〜11に調整すると良い
結果が得られる。発酵生産培地がアルカリ性なので、時
として発泡するが、適当な消泡剤を適宜添加することに
よつて解消される。
In the fermentation production of alkaline cellulase K, a suitable medium is sterilized by heating or the like, and then Bacillus sp. KSM is added.
-635 (FERM P-8872) was inoculated and incubated at 22°C to 40°C.
C., preferably at 26.degree. C. to 37.degree. C., for 1 to 4 days with shaking or aeration and agitation.Good results can be obtained by adjusting the pH to 8 to 11.Since the fermentation production medium is alkaline, foaming may occur in some cases, but this can be eliminated by adding an appropriate antifoaming agent.

アルカリセルラーゼK生産には、資化し得る窒素源と炭
素源を適宜組み合わせて培養培地に含有させれば良く、
特に両栄養源を限定するものではない。例えば、窒素源
としては、無機態の硝案、硫安、塩安、リン酸アンモニ
ウム、硝酸ソーダや、コーングルテンミール、大豆粉、
コーンスチープリカー、カザミノ酸、酵母エキス、フア
ーマメデイア、イワシミール、肉エキス、ペプトン、ハ
イプロ、アジパワー、コーンソイビーンミール、コーヒ
ー粕、綿実油粕、カルチベータ、アミフレツクス及びア
ジプロン、ゼスト、アジツクスなどが挙げられる。又、
炭素源としては、籾殻、麩、濾紙、一般紙類、おが屑、
などの植物繊維質、廃糖蜜、転化糖、カルボキシメチル
セルロース(CMC)、アビセル、セルロース綿、キシラ
ン、ペクチンに加え、資化し得る炭素源、例えば、リボ
ース、アラビノーズ、キシロース、グルコース、マンノ
ース、フラクトース、麦芽糖、シヨ糖、トレハロース、
マンニツト、イノシツト、グリセリンや資化し得る有機
酸、例えば、酢酸、クエン酸などが挙げられる。すなわ
ち、これらの窒素源と炭素源を適宜組み合わせたいかな
る培地を使用しても良く、上述の栄養源を特に限定する
ものではない。その他、リン酸、Mg2+,Ca2+,Mn2+,Zn2+,
Co2+,Na+,K+などの無機塩や、必要であれば、無機、有
機微量栄養源を含有する培地を適宜選択して使用され
る。
For the production of alkaline cellulase K, a suitable combination of assimilable nitrogen and carbon sources may be added to the culture medium.
There is no particular limitation on the sources of both nutrients. For example, the nitrogen source may be inorganic nitrate, ammonium sulfate, ammonium chloride, ammonium phosphate, sodium nitrate, corn gluten meal, soybean flour,
Corn steep liquor, casamino acids, yeast extract, pharmamedia, sardine meal, meat extract, peptone, hypro, ajipower, corn soybean meal, coffee grounds, cottonseed meal, cultivator, amiflex, ajipron, zest, ajitux, etc.
Carbon sources include rice husk, wheat bran, filter paper, general paper, sawdust,
In addition to vegetable fibers such as molasses, invert sugar, carboxymethylcellulose (CMC), avicel, cellulose cotton, xylan, and pectin, assimilable carbon sources such as ribose, arabinose, xylose, glucose, mannose, fructose, maltose, sucrose, trehalose,
Examples of nutrient sources include mannite, inositol, glycerin, and assimilable organic acids, such as acetic acid and citric acid. In other words, any medium that appropriately combines these nitrogen sources and carbon sources may be used, and the above-mentioned nutrient sources are not particularly limited. Other examples include phosphoric acid, Mg 2+ , Ca 2+ , Mn 2+ , Zn 2+ ,
A suitable medium is selected and used, which contains inorganic salts such as Co 2+ , Na + , and K + , and, if necessary, inorganic and organic trace nutrient sources.

斯くして得られた培養物中からアルカリセルラーゼKを
得るには、例えば、後記実施例に示す如く、一般の酵素
の採取及び精製の手段に準じて行うことができる。
Alkaline cellulase K can be obtained from the thus obtained culture by, for example, following the general procedures for obtaining and purifying enzymes, as shown in the Examples below.

すなわち、培養物を遠心分離、又は濾過等によつて菌体
を分離し、その菌体及び培養濾液から通常の分離手段、
例えば、塩析法、等電点沈澱法、溶媒沈澱法(メタノー
ル、エタノール、イソプロパノール等)によつて蛋白を
沈澱させたり、又、限外濾過(例えばダイアアフローメ
ンブレンYC、アミコン社製)により濃縮させてアルカ
リセルラーゼKを得る。塩析法では例えば、硫安(30
〜70%飽和画分)、溶媒沈澱では例えば、75%エタ
ノール中で酵素を沈澱させた後、濾過或いは遠心分離、
脱塩することによつてこれを凍結乾燥粉末とすることも
可能である。脱塩の方法としては透析又はセフアデツク
ス G−25等を用いるゲル濾過法等の一般的方法を用
いられる。
That is, the culture is centrifuged, filtered, or the like to separate the bacterial cells, and the bacterial cells and the culture filtrate are separated by a conventional separation means.
For example, alkaline cellulase K can be obtained by precipitating proteins by salting out, isoelectric precipitation, or solvent precipitation (methanol, ethanol, isopropanol, etc.), or by concentrating the protein by ultrafiltration (e.g., Diaflow Membrane YC, manufactured by Amicon Co., Ltd.).
~70% saturation fraction), solvent precipitation, for example, in 75% ethanol, followed by filtration or centrifugation,
It is also possible to prepare a lyophilized powder by desalting the product, which can be carried out by a general method such as dialysis or gel filtration using Sephadex G-25 or the like.

さらに、このアルカリセルラーゼKからCMCアーゼI
を得るには例えば、ヒドロキシアパタイトクロマトグラ
フイー、DEAE−セフアデツクス又はDEAE−セル
ロース等のイオン交換クロマトグラフイー及びセフアデ
ツクスやバイオゲルのような分子篩ゲルクロマトグラフ
イーを適宜組み合わせて分別精製すれば良い。
Furthermore, this alkaline cellulase K is converted to CMCase I.
To obtain the above compound, for example, separation and purification may be carried out by appropriately combining hydroxyapatite chromatography, ion exchange chromatography using, for example, DEAE-Sephadex or DEAE-cellulose, and molecular sieve gel chromatography using, for example, Sephadex or Biogel.

斯くして得られたCMCアーゼIは、以下に示すような
性質を有する。
The CMCase I thus obtained has the following properties:

(1)作用 本酵素は、カルボキシメチルセルロース(CMC)に作用
するC酵素活性を有する。しかしながら、更に、リン
酸膨潤セルロースにも作用し、作用特異性として結晶性
セルロース(セルロース綿)や結晶性の高いセルロース
であるアビセルに作用する酵素(すなわちアビセラー
ゼ)と濾紙崩壊活性(FPアーゼ)などに代表されるC
酵素、セロビオースやセロオリゴ糖に作用するβ−グ
ルコシダーゼ活性も有する。また、人工基質であるp−
ニトロフエニルセロビオシドに対しても若干ながら作用
してp−ニトロフエノールを遊離させる。
(1) Action This enzyme has CX enzyme activity acting on carboxymethylcellulose (CMC). However, it also acts on phosphoric acid-swollen cellulose, and has specific action on crystalline cellulose (cellulose cotton) and Avicel, a highly crystalline cellulose (i.e., Avicelase), and C enzyme activity such as filter paper disintegration activity (FPase).
It also has β -glucosidase activity that acts on cellobiose and cellooligosaccharides.
It also acts slightly on nitrophenyl cellobioside to liberate p-nitrophenol.

(2)基質特異性 本酵素はCMCアーゼ活性を主活性とするが、その約0.
3%のアビセラーゼ及びFPアーゼ活性(C活性)を
有する。また、人工基質p−ニトロフエニルセロビオシ
ド分解活性は、その約1.5〜1.8%であつた(第1表)。
一方、キシラン、アミロース、デキストリン、ペクチ
ン、イヌリン、カードランに対し分解能力を有しなかつ
た。
(2) Substrate specificity The main activity of this enzyme is CMCase activity, of which approximately 0.
The enzyme had avicelase and FPase activities ( C1 activity) of 3%, and the activity for decomposing the artificial substrate p-nitrophenyl cellobioside was about 1.5-1.8% of that of the enzyme (Table 1).
On the other hand, it had no decomposition ability for xylan, amylose, dextrin, pectin, inulin and curdlan.

(3)作用pH及び至適pH 本酵素の作用pH範囲は、3〜12.5であり、作用の強いpH
範囲は6〜11.5である(第1図)。至適pHは約9.5であ
る。
(3) Active pH and Optimal pH The active pH range of this enzyme is 3 to 12.5.
The range is 6 to 11.5 (Figure 1). The optimum pH is about 9.5.

なお、p−ニトロフエニルセルビオシドに対する作用pH
範囲は4〜11であり、最適pHは約7であつた。
In addition, the pH of action against p-nitrophenyl cerbioside
The range was 4-11 with an optimum pH of about 7.

(4)pH安定性 本酵素を各々のpHで30゜C、1時間保持した後の残存活
性を測定し、pH安定性を調べた。その結果、pH5から1
2で極めて安定で、失活しなかつた(第2図)。
(4) pH stability The enzyme was incubated at 30°C for 1 hour at each pH level and the residual activity was measured to examine the pH stability.
2, it was extremely stable and did not become inactivated (Figure 2).

(5)力価の測定法 CMCアーゼ活性 CMC(2.5%)0.2ml、0.5Mグリシン緩衝液(pH9.0)0.
1ml、及び脱イオン水0.1mlからなる基質溶液に酵素液0.
1mlを加え、40゜Cで20分間反応した。反応後、3,
5−ジニトロ−サリチル酸(3,5−dinitro-salicyli
c acid(DNS))法にて還元糖の定量を行つた。すなわ
ち、反応液0.5mlにDNS試薬1mlを加え、5分間、1
00゜Cで加熱発色させ、冷却後、4.5mlの脱イオン水を
加えて希釈した。これを波長532nmで比色定量した。
酵素力価は、上記の条件下で1分間に1μmolのグルコ
ースに相当する還元糖を生成する酵素量を1単位とし
た。
(5) Titer measurement method CMCase activity 0.2 ml of CMC (2.5%), 0.5 M glycine buffer (pH 9.0) 0.
Add 0.1 ml of enzyme solution to a substrate solution consisting of 0.1 ml of PBS and 0.1 ml of deionized water.
1 ml was added and reacted at 40°C for 20 minutes.
5-dinitro-salicylic acid
The amount of reducing sugar was determined by the DNS method. That is, 1 ml of DNS reagent was added to 0.5 ml of the reaction solution, and the solution was incubated for 5 minutes.
The color was developed by heating at 00°C, and after cooling, 4.5 ml of deionized water was added for dilution. This was then colorimetrically quantified at a wavelength of 532 nm.
The enzyme activity was defined as 1 unit, which was the amount of enzyme that produces reducing sugars equivalent to 1 μmol of glucose per minute under the above conditions.

p−ニトロフエニルセロビオシド分解活性100μmo
lリン酸緩衝液(pH7.0)、0.1μmolp−ニトロフエニルセ
ロビオシド(シグマ社)を含む反応液1.0ml中に適当量
のCMCアーゼを30゜Cで作用させた後、1MNa2CO3
0.3ml、脱イオン水を1.7ml順次加え、遊離するp−ニト
ロフエノールを400nmで比色定量した。この条件で1
分間に1μmolのp−ニトロフエノールを遊離させる酵
素量を1単位とした。
p-Nitrophenyl cellobioside decomposition activity 100 μmol
A suitable amount of CMCase was reacted at 30°C in 1.0 ml of a reaction mixture containing phosphate buffer (pH 7.0) and 0.1 μmol p-nitrophenyl cellobioside (Sigma), and then 1 M Na 2 CO 3 was added.
0.3 ml of the solution and 1.7 ml of deionized water were added in sequence, and the liberated p-nitrophenol was colorimetrically quantified at 400 nm.
The amount of enzyme that liberates 1 μmol of p-nitrophenol per minute was defined as one unit.

アビセラーゼ及びFPアーゼ活性 反応液2ml中、CMC反応液の基質CMCに代えて20
mgのアビセル(メルク社)、又は塊状にした、幅0.5c
m、長さ5cmの濾紙片(セルラーゼ活性度検定用濾紙、
東洋No.51−特)を加え、アビセラーゼ及びFPアー
ゼ活性を測定した。この条件で1分間にグルコース換算
で1μmolの還元糖を遊離させる酵素量を1単位とし
た。
Avicelase and FPase activity In 2 ml of reaction solution, 20
mg of Avicel (Merck) or in chunks, width 0.5 cm
m, 5 cm long filter paper piece (cellulase activity test filter paper,
Toyo No. 51-special) was added and the avicelase and FPase activities were measured. The amount of enzyme that liberates 1 μmol of reducing sugar (calculated as glucose) per minute under these conditions was defined as 1 unit.

蛋白定量法 バイオ・ラド プロテイン アツセイ キツト(バイオ
・ラド社)を用いて、牛血清アルブミンを標準蛋白とし
て算出した。
Protein quantification was performed using a Bio-Rad Protein Assay Kit (Bio-Rad) with bovine serum albumin as the standard protein.

(6)作用温度及び至適温度 CMCアーゼIの作用温度範囲は、10〜60゜Cであ
る。また至適温度範囲は22〜53゜Cである。なお、本
酵素の作用最適温度は40゜Cである。また、本酵素は低
温において充分に耐性を有し、20゜Cの低温下でもその
約50%の活性を有する(第3図)。
(6) Active temperature and optimum temperature The active temperature range of CMCase I is 10 to 60°C. The optimum temperature range is 22 to 53°C. The optimal active temperature of this enzyme is 40°C. This enzyme is also sufficiently resistant to low temperatures, and retains about 50% of its activity even at a temperature as low as 20°C (Figure 3).

(7)温度安定性 50゜C、30分間の加温処理によつても約50%の残存
活性を有する(グリシン緩衝液中;pH9.0)。
(7) Temperature stability: Approximately 50% of the activity remains even after heating at 50°C for 30 minutes (in glycine buffer, pH 9.0).

(8)金属の影響 金属やイオンはCMCの物理化学的性質、特に粘性等を
変えるので、本発明の酵素成分の活性を測定するにあた
り、CMCを基質とする場合、アルカリセルラーゼKの
反応動力学的諸因子を正確に反映しないことは自明であ
る。そこで、CMCアーゼIがp−ニトロフエニルセロ
ビオシド分解活性を有することを指標として、酵素活性
に及ばす金属の影響を調べた。この結果、Zn2+,Co2+,Ni
2+,Cu2+,Hg2+は、CMCアーゼIの活性を阻害した。一
方、活性化については、Mn2+とBa2+で若干の活性化を認
めた。
(8) Influence of metals Metals and ions change the physicochemical properties of CMC, especially its viscosity, so it is self-evident that when CMC is used as a substrate, the activity of the enzyme component of the present invention will not accurately reflect the reaction kinetic factors of alkaline cellulase K. Therefore, the influence of metals on the enzyme activity was investigated using the p-nitrophenyl cellobioside decomposition activity of CMCase I as an indicator. As a result, Zn2 + , Co2 + , Ni
2+ , Cu 2+ and Hg 2+ inhibited the activity of CMCase I. On the other hand, Mn 2+ and Ba 2+ slightly activated the activity of CMCase I.

(9)キレートの影響 CMCアーゼIはキレート剤であるEDTA、EGT
A、NTA、STPP及びゼオライトによつて何ら阻害
を受けなかつた。
(9) Effect of chelators CMCase I reacts with chelators such as EDTA and EGT.
No inhibition was observed by A, NTA, STPP or zeolite.

(10)糖類の影響 (8)と同様にp−ニトロフエニルセロビオシドをCMC
アーゼIの基質として、各種糖類の影響を調べた。セロ
ビオースは、両酵素成分を阻害し、生成物阻害(produc
t inhibition)の型式を示したが、他の2糖類、例えば
乳糖、麦芽糖は、無影響であつた。単糖であるグルコサ
ミン、N−アセチルグルコサミン、リボース、アラビノ
ース、ソルボース、キシロース、果糖、ガラクトース、
グルコース、その誘導体である3−O−メチル−D−グ
ルコース、α−メチル−β−D−グルコース、α−メチ
ル−D−グルコシド、α−メチル−b−マンノシド、2
−デオキシグルコースあるいは、その他の糖類、例えば
ラムノースなども何ら活性を阻害しなかつた。
(10) Effect of sugars As in (8), p-nitrophenyl cellobioside was added to CMC.
The effects of various sugars as substrates for α-aspartase I were examined. Cellobiose inhibited both enzyme components and caused product inhibition.
The β-glucosamine, N-acetylglucosamine, ribose, arabinose, sorbose, xylose, fructose, galactose, and glycerol showed a type of inhibition (t inhibition) in the β-glucosamine-induced β-glucosamine complex. However, other disaccharides, such as lactose and maltose, had no effect. The monosaccharides glucosamine, N-acetylglucosamine, ribose, arabinose, sorbose, xylose, fructose, galactose, and glycerol showed no effect.
Glucose, its derivatives 3-O-methyl-D-glucose, α-methyl-β-D-glucose, α-methyl-D-glucoside, α-methyl-β-mannoside, 2
-Deoxyglucose or other sugars such as rhamnose did not inhibit the activity.

(11)塩濃度の影響 反応緩衝液としてリン酸緩衝液、バイシン(BICINE-N
a)緩衝液、トリス−塩酸緩衝液を用い、イオン強度調
節剤として、食塩(0〜250mM)を用いて、p−ニトロ
フエニルセロビオシド分解活性を指標として、CMCア
ーゼIに対するイオン強度の効果を調べた。この結果、
イオン強度と酵素活性の間には促進、阻害等の関係は認
められなかつた。
(11) Effect of salt concentration Phosphate buffer, bicine (BICINE-N)
a) Using a Tris-HCl buffer as a buffer and sodium chloride (0-250 mM) as an ionic strength regulator, the effect of ionic strength on CMCase I was investigated using p-nitrophenyl cellobioside decomposition activity as an index.
No significant relationship was observed between ionic strength and enzyme activity, such as promotion or inhibition.

(12)界面活性剤の影響 線状アルキルベンゼスルホン酸ナトリウム(LAS)、
アルキル硫酸エステルナトリウム塩(ES)、ポリオキ
シエチレンアルキル硫酸エステルナトリウム塩(E
S)、α−オレフインスルホン酸ナトリウム(AO
S)、α−スルフオン化脂肪酸エステルナトリウム塩
(α−SFE)、アルキルスルホン酸ナトリウム(SA
S)、ポリオキシエチレンセカンダリ−アルキルエーテ
ル、脂肪酸塩(ナトリウム塩)、ジメチルジアルキルア
ンモニウムクロライド及びタウロコール酸によつて殆ん
ど活性は阻害されなかつた。
(12) Effect of surfactants: sodium linear alkyl benzene sulfonate (LAS),
Sodium alkyl sulfate (ES), sodium polyoxyethylene alkyl sulfate (E
S), sodium α-olefin sulfonate (AO
S), α-sulfonated fatty acid ester sodium salt (α-SFE), sodium alkylsulfonate (SA
The activity was hardly inhibited by polyoxyethylene secondary alkyl ether, fatty acid salts (sodium salts), dimethyldialkylammonium chloride and taurocholic acid.

(13)分子量 ゲルクロマトグラフイー(トヨパール55S;東洋曹
達)を用いて測定した分子量は、145,000±10,000であ
つた。
(13) Molecular weight: The molecular weight measured by gel chromatography (Toyopearl 55S; Toyo Soda) was 145,000±10,000.

(14)UV吸収スペクトル 本酵素をバイシン(BICINE)−ナトリウム緩衝液に溶解
してUV吸収スペクトルを測定した結果、約280nmに
最大吸収を有し、微分吸収スペクトラムを調べることに
よつて290nmにおける肩吸収の存在が示された(第5
図)。(15)糖の検出 精製した本酵素蛋白をフエノール硫酸法で発色試験した
ところ480nmに最大吸収を有した。本結果は、本酵素
が糖を含有することを示す。アルデイトール・酢酸法を
用いてガスクロマトグラフイーにて糖を検出し、構成糖
としてN−アセチルグルコサミンを含むことが認められ
た。本酵素は1.3〜4.0重量%の当該糖成分を含有してい
た。
(14) UV absorption spectrum: The enzyme was dissolved in bicine-sodium buffer and the UV absorption spectrum was measured. The maximum absorption was found at about 280 nm, and the differential absorption spectrum showed the presence of a shoulder absorption at 290 nm (5th
(Figure). (15) Detection of sugars When the purified enzyme protein was subjected to a color development test using the phenol-sulfuric acid method, it had a maximum absorption at 480 nm. This result indicates that the enzyme contains sugars. Sugars were detected by gas chromatography using the alditol-acetic acid method, and it was found to contain N-acetylglucosamine as a constituent sugar. The enzyme contained 1.3-4.0% by weight of the relevant sugar component.

(16)プロテアーゼ耐性 洗剤用プロテアーゼ、例えばAPI(昭和電工)、マク
サターゼ(ギスト社)、及びアルカラーゼ(ノボ社)を
本酵素と共存させ(0.0002〜0.1重量%)、15゜C、1
2時間プリインキユベーシヨン処理標品の残存活性を測
定したところ、全く失活は認められず、本酵素がプロテ
アーゼに対して強い耐性を有することがわかつた(第2
表)。
(16) Protease resistance Detergent proteases, such as API (Showa Denko), Maxatase (Gist), and Alcalase (Novo) were coexisted with the present enzyme (0.0002 to 0.1% by weight).
The residual activity of the sample preincubated for 2 hours was measured, and no inactivation was observed, indicating that the enzyme has strong resistance to proteases (Secondary
table).

上記した、本発明のCMCアーゼIの諸性質を公知のセ
ルラーゼと比較すれば次の通りである。
The above-mentioned properties of the CMCase I of the present invention can be compared with those of known cellulases as follows.

本酵素は、高pH領域に最適pHを有するものであり、トリ
コデルマ属、ペニシリウム属、アスペルギルス属(西沢
一俊、「セルラーゼ」(東京南江堂、昭和49年
刊))、アクレモニウム属(特公昭59−16608
1)、フミコーラ属(特公昭61−16316)などに
代表されるカビの中性ないし酸性側に最適pHを有するセ
ルラーゼと区別されるものであることは明らかである。
This enzyme has an optimum pH in the high pH range, and is effective in treating Trichoderma, Penicillium, Aspergillus (Kazutoshi Nishizawa, "Cellulase" (Tokyo Nankodo, published in 1974)), Acremonium (JP Patent Publication 59-16608) and other genus.
1) It is clear that it is different from cellulases having an optimum pH on the neutral to acidic side, such as those of molds represented by the genus Humicola (JP Patent Publication 61-16316).

また、特公昭50−28515号に開示のセルラーゼ及
びJ.Gen.microbiol 131巻、3339頁(198
5)に報告されたセルラーゼと比較した場合は、本アル
カリセルラーゼが分子量145,000±10,000であるのに対
し、特公昭50−28515号のアルカリセルラーゼの
分子量が15,000ないし30,000であり、バチルスNo.11
39の分子量が92,000である点並びに本願CMCアーゼ
Iの反応動力学的諸性質や、これが糖を構成成分として
含む点において明らかに区別される。
Also, the cellulase disclosed in Japanese Patent Publication No. 50-28515 and the cellulase disclosed in J. Gen. Microbiol, Vol. 131, p. 3339 (198
In comparison with the cellulase reported in 5), the molecular weight of this alkaline cellulase is 145,000±10,000, whereas the molecular weight of the alkaline cellulase in JP-B-50-28515 is 15,000 to 30,000, and the molecular weight of Bacillus No.
It is clearly distinguished from the present CMCase I in that it has a molecular weight of 92,000 and in that it contains sugar as a constituent component.

〔作用及び発明の効果〕[Action and Effect of the Invention]

本発明のCMCアーゼIは、pH11においても最適pHの
約75〜80%の相対活性を有しており、過去に研究さ
れたアルカリセルラーゼの中でも最もアルカリ側で充分
活性が発揮される酵素群であることがわかる。又、最適
pHが高アルカリ側に強く発揮されるにも拘らず、pH3.5
前後の強酸性側でも活性を有するという点でも特異的で
ある。このように広いpH領域において活性を有し、かつ
安定なセルラーゼは従来存在しないものである。また、
比較的低温下(15゜C前後)でも充分活性を有し、界面
活性剤、キレート剤や各種プロテアーゼに対する強力な
耐性を合せ持つセルラーゼも従来知られておらず、本発
明によつて初めて見出されたものである。
The CMCase I of the present invention has a relative activity of about 75 to 80% of the optimum pH even at pH 11, and is therefore an enzyme group that exerts sufficient activity at the most alkaline side among the alkaline cellulases previously studied.
Although the pH is strongly on the alkaline side, pH 3.5
It is also unique in that it has activity in the strong acidic range both before and after. There has never been a cellulase that is stable and active in such a wide pH range.
A cellulase which has sufficient activity even at relatively low temperatures (around 15°C) and which also has strong resistance to surfactants, chelating agents and various proteases has not been known up to now, and has been discovered for the first time by the present invention.

したがつて、本発明のCMCアーゼIは、低温洗浄にお
いても強力な洗浄効果を発現する、衣料用洗浄剤添加酵
素を始め、バイオマスその他の用途に有効に利用するこ
とができるものである。
Therefore, the CMCase I of the present invention exhibits a strong cleaning effect even at low temperatures and can be effectively used as an enzyme added to laundry detergents, as well as for biomass and other applications.

〔実施例〕[Example]

次に実施例を挙げ、本発明を更に詳しく説明する。The present invention will now be described in more detail with reference to examples.

実施例1. 栃木県芳賀郡市貝町の土壌を滅菌生理食塩水に懸濁し、
80゜Cで30分間熱処理した。この熱処理液を適当に希
釈してマスタープレート(1%肉エキス(オキソイド社
製)、1%バクトペプトン(デイフコ社製)、1%NaC
l、0.1%KH2PO4、0.5%Na2CO3(別滅菌)、1.5%バクト寒
天)に塗沫し30゜Cで3日間培養し、集落を形成させ
た。レプリカ法により、2%CMC含有マスタープレー
トに移植し、再度集落を形成させた後、コンゴーレツド
色素溶液を流し込み、周囲が透明になる集落を検出し
た。当該する集落をマスタープレートから選出し、高力
価CMCアーゼ生産菌をスクリーニングした。
Example 1. Soil from Ichikai-machi, Haga-gun, Tochigi Prefecture was suspended in sterilized physiological saline.
The heat treatment was performed at 80°C for 30 minutes. The heat treatment solution was appropriately diluted and applied to a master plate (1% meat extract (Oxoid), 1% bactopeptone (Difco), 1% NaCl)
The bacteria were smeared on agar containing 0.1% KH2PO4 , 0.5% Na2CO3 (sterilized separately), and 1.5% Bacto agar, and cultured at 30°C for 3 days to form colonies. The bacteria were transferred to a master plate containing 2% CMC by replica method, and colonies were allowed to form again. After that, a Congolais dye solution was poured on the plate, and colonies with transparent periphery were detected. The corresponding colonies were selected from the master plate, and high-titer CMCase producing bacteria were screened.

上述の手法により、本発明のバチルス エスピー KS
M−635(FERM P−8872)を取得した。
By the above-mentioned method, the Bacillus sp. KS of the present invention can be obtained.
M-635 (FERM P-8872) was obtained.

実施例2. バチルス エスピー KSM−635(FERM P-8872)
を1.5%肉エキス、0.5%酵母エキス、1%CMC、0.1
%KH2PO4と0.75%Na2CO3からなる液体培地中、34゜Cで
2日間好気培養した。その培養上清液1に対して3
の冷エタノール(−10゜C)を徐々に加えて蛋白沈澱を
生じさせ、得られる沈澱物を最小量の滅菌脱イオン水に
溶解し、希酢酸で中和した後、流水に対して15時間透
析し、凍結乾燥して酵素粉末8.6gを得た。得られた乾
燥粉末中の各種酵素活性は第3表に示した通りであつ
た。
Example 2. Bacillus sp. KSM-635 (FERM P-8872)
1.5% meat extract, 0.5% yeast extract, 1% CMC, 0.1
The bacteria were cultured in a liquid medium containing 0.75 % KH2PO4 and 0.75% Na2CO3 at 34°C for 2 days.
Cold ethanol (-10°C) was slowly added to precipitate the protein, and the precipitate was dissolved in a minimum amount of sterile deionized water, neutralized with dilute acetic acid, dialyzed against running water for 15 hours, and freeze-dried to obtain 8.6 g of enzyme powder. The enzyme activities in the resulting dry powder are shown in Table 3.

実施例3. 実施例2.において、バクトペプトンに代えて魚肉エキス
1.5%添加した培地にバチルス エスピー KSM−6
35(FERM P−8872)を接種し、30゜Cで3日間
振盪培養した。培養後、遠心分離した上清液についてC
MCアーゼ活性を測定した結果、3,000単位/であつ
た。
Example 3. In Example 2, fish extract was used instead of bactopeptone.
Bacillus sp. KSM-6 was added to the medium at 1.5%
35 (FERM P-8872) was inoculated and cultured at 30°C for 3 days with shaking. After the culture, the supernatant was centrifuged and
The MCase activity was measured and found to be 3,000 units/g.

実施例4. 実施例3.で得られた培養上清1について、以下の手順
に従つて精製をおこない、CMCアーゼIを得た。ス
トレプトマイシン処理、硫安分画(30〜75%飽和
沈澱画分)、分取高速液体クロマトグラフイー(例え
ば、SW 3000 Gカラム(東洋曹達))、DE
AE−トヨパール(東洋曹達)クロマトグラフイー、
ヒドロキシアパタイト(生化学工業)クロマトグラフイ
ー、そして再度、DEAE−トヨパールクロマトグラ
フイーを行うことによつて精製される。精製の第6段階
でNaClの直線濃度勾配による溶出(0.25MNaClから0.35
MNaCl)をおこなうと、溶出速度の順にCMCアーゼI
とCMCアーゼIIが溶出され、24mgのCMCアーゼI
が分離、取得された。得られたCMCアーゼIについて
デービス(Davis d.j.,Ann.N.Y.Acad.Sci.,121巻,
404頁(1964年))の方法に従つて電気泳動を行
つた後、コマシー・プリリアント・ブルーで染色して単
一のバンドを与えることを確認した。
Example 4 The culture supernatant 1 obtained in Example 3 was purified according to the following procedure to obtain CMCase I. The purification was carried out by streptomycin treatment, ammonium sulfate fractionation (30-75% saturated precipitate fraction), preparative high performance liquid chromatography (e.g., SW 3000 G column (Toyo Soda)), DE
AE - Toyopearl (Toyo Soda) Chromatography,
The product was purified by chromatography on hydroxyapatite (Seikagaku Kogyo Co., Ltd.) and then by DEAE-Toyopearl chromatography again. In the sixth step of purification, the product was eluted with a linear gradient of NaCl (0.25M NaCl to 0.35
When elution was performed at 100 M NaCl, the order of elution rate was
and CMCase II were eluted, yielding 24 mg of CMCase I.
The CMCase I thus obtained was isolated and obtained.
After electrophoresis according to the method described in the paper on page 404 (1964), it was confirmed that a single band was given by staining with Coomassie Prilliant Blue.

実施例5. 実施例4.で得たCMCアーゼI及びIIについて、常法に
従いソデイウム・ドデシル・サルフエート電気泳動をお
こなつた。この結果を第6図に示す。この結果から、C
MCアーゼI及びIIは最低分子量30,000±2,000から最
高分子量120,000±15,000の各分子種の会合体であるこ
とが認められ、本発明のCMCアーゼI及びCMCアー
ゼIIは、最低分子量30,000±2,000の酵素蛋白が何らか
の物理化学的相互作用により強固に会合したものと判断
される。本発明のCMCアーゼIの主蛋白種は、分子量
55,000〜65,000である。
Example 5. The CMCase I and II obtained in Example 4 were subjected to sodium dodecyl sulfate electrophoresis in the usual manner. The results are shown in Figure 6.
It has been recognized that CMCase I and II are aggregates of molecular species with molecular weights ranging from a minimum of 30,000±2,000 to a maximum of 120,000±15,000, and it is believed that the CMCase I and CMCase II of the present invention are enzyme proteins with molecular weights of at least 30,000±2,000 tightly associated by some kind of physicochemical interaction.
55,000 to 65,000.

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

第1図は、本発明のCMCアーゼIの反応pHと相対活性
の関係を示す図面である。 第2図は、本発明のCMCアーゼIの処理pHと残存活性
の関係を示す図面である。 第3図は、本発明のCMCアーゼIの反応温度(pH9.
0)と相対活性の関係を示す図面である。 第4図は、本発明のCMCアーゼIの処理温度(pH9.
0)と残存活性の関係を示す図面である。 第5図は、本発明のCMCアーゼIのUV吸収を示す図
面である。 第6図は、本発明のCMCアーゼI及びIIのソデイウム
・ドデシル・サルフエート電気泳動の結果を示す図面で
ある。
Fig. 1 is a diagram showing the relationship between reaction pH and relative activity of the CMCase I of the present invention. Fig. 2 is a diagram showing the relationship between treatment pH and residual activity of the CMCase I of the present invention. Fig. 3 is a diagram showing the relationship between reaction temperature (pH 9.
4 is a graph showing the relationship between the treatment temperature (pH 9.0) and the relative activity of CMCase I of the present invention.
Fig. 5 is a graph showing the UV absorption of CMCase I of the present invention. Fig. 6 is a graph showing the results of sodium dodecyl sulfate electrophoresis of CMCase I and II of the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡本 暉公彦 埼玉県越谷市七左町1−229−8─── ...

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】次の物理化学的性質を有するCMCアーゼ
I。 (1)作用 カルボキシメチルセルロースに作用するC酵素活性の
ほか、弱いC酵素活性、β−グルコシダーゼ活性を有
する。 (2)基質特異性 カルボキシメチルセルロース、結晶性セルロース、アビ
セル、セロビオース及びp−ニトロフェニルセロビオシ
ドに対して作用する。 (3)作用pH及び至適pH 作用pHは3〜12.5であり、至適pHは約9.5である。 (4)pH安定性 30℃で1時間保持した場合pH5〜12で失活しない。 (5)作用温度及び至適温度 作用温度は、10〜60℃、至適温度は22〜53℃である。 (6)キレート剤の影響 EDTA、EGTA、NTA、STPP及びゼオライト
は活性を阻害しない。 (7)界面活性剤の影響 線状アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム(LA
S)、アルキル硫酸エステルナトリウム塩(AS)、ポ
リオキシエチレンアルキル硫酸エステルナトリウム塩
(ES)、α−オレフィンスルホン酸ナトリウム(AO
S)、α−スルフォン化脂肪酸エステルナトリウム塩
(α−SFE)、アルキルスルホン酸ナトリウム(SA
S)、ポリオキシエチレンセカンダリーアルキルエーテ
ル、脂肪酸塩(ナトリウム塩)、ジメチルジアルキルア
ンモニウムクロライド及びタウロコール酸は活性を阻害
しない。 (8)プロテアーゼ耐性 プロテアーゼに対して協力な耐性を有する。 (9)分子量(ゲルクロマトグラフィー法) 本酵素の分子量は145,000±10,000である。 (10)UV吸収スペクトル 本酵素は、280nmに最大吸収を有し、また290nmに
肩吸収を有し糖成分を含有する。
[Claim 1] CMCase I having the following physicochemical properties. (1) Action: In addition to Cx enzyme activity acting on carboxymethylcellulose, it has weak C1 enzyme activity and β-glucosidase activity. (2) Substrate specificity: Acts on carboxymethylcellulose, crystalline cellulose, Avicel, cellobiose and p-nitrophenyl cellobioside. (3) Working pH and optimum pH: Working pH is 3 to 12.5, with the optimum pH being approximately 9.5. (4) pH stability: When kept at 30°C for 1 hour, it is not inactivated at pH 5 to 12. (5) Working temperature and optimum temperature: Working temperature is 10 to 60°C, with the optimum temperature being 22 to 53°C. (6) Effect of chelating agents: EDTA, EGTA, NTA, STPP and zeolite do not inhibit the activity. (7) Effect of surfactants: Linear alkylbenzenesulfonic acid sodium salt (LAS) is not inactivated.
S), alkyl sulfate sodium salt (AS), polyoxyethylene alkyl sulfate sodium salt (ES), sodium α-olefin sulfonate (AO
S), α-sulfonated fatty acid ester sodium salt (α-SFE), sodium alkylsulfonate (SA
S), polyoxyethylene secondary alkyl ether, fatty acid salts (sodium salts), dimethyldialkylammonium chloride and taurocholic acid do not inhibit the activity. (8) Protease resistance It has strong resistance to proteases. (9) Molecular weight (gel chromatography method) The molecular weight of this enzyme is 145,000 ± 10,000. (10) UV absorption spectrum This enzyme has a maximum absorption at 280 nm and a shoulder absorption at 290 nm, and contains sugar components.
【請求項2】バチルス エスピー KSM−635の培
養物より分離取得されたものである特許請求の範囲第1
項記載のCMCアーゼI。
Claim 2: It is obtained by isolating from the culture of Bacillus sp. KSM-635.
CMCase I as described in paragraph .
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