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アルギン酸の分解方法 新技術説明会

国内特許コード P130009708
掲載日 2013年7月26日
出願番号 特願2012-507011
登録番号 特許第5858542号
出願日 平成23年3月22日(2011.3.22)
登録日 平成27年12月25日(2015.12.25)
国際出願番号 JP2011056835
国際公開番号 WO2011118582
国際出願日 平成23年3月22日(2011.3.22)
国際公開日 平成23年9月29日(2011.9.29)
優先権データ
  • 特願2010-065945 (2010.3.23) JP
発明者
  • 井上 晶
  • 中川 聡
出願人
  • 国立大学法人北海道大学
発明の名称 アルギン酸の分解方法 新技術説明会
発明の概要 本発明により、アルギン酸リアーゼ活性を有するポリペプチドおよび当該酵素を使用するアルギン酸の分解方法が提供される。
従来技術、競合技術の概要


アルギン酸は褐藻類などの藻類と一部の細菌類が生産する多糖類であり、特にコンブ類やジャイアントケルプ類に多く含有されている。褐藻類から抽出されたアルギン酸はそのまま食品としてだけでなく、食品添加物、化粧品、医薬品、工業用品など様々な用途で活用されている。一方、アルギン酸は水に溶解すると極めて高粘性を示すため、食品、食品添加物、化粧品、医薬品、工業用品など様々な用途に適用するためには、アルギン酸リアーゼによりアルギン酸を分解することにより、アルギン酸水溶液の粘度を低下させることが有効である。また、アルギン酸分解によって生じるオリゴ糖には植物の根の生長促進効果、抗腫瘍効果などの様々な生理活性作用が報告されており、近年注目されている。また、褐藻類を用いる食品加工工場の排水にはアルギン酸が多量に含有され高い粘性を示すことから、アルギン酸分解による粘性の低下技術の構築も求められている。さらに、Pseudomonus属などのアルギン酸をバイオフィルムとして生産する細菌類の除去は、界面活性剤や熱処理だけでは困難であり、アルギン酸分解が必須と考えられている。



アルギン酸の分解は大量のエネルギーを消費する熱による方法や廃液処理が煩雑な酸による方法よりは、酵素の利用が有効と考えられる。主に陸上あるいは海洋に棲息する細菌類や褐藻類を摂餌する海産軟体動物(アワビ、サザエ、巻貝類など)を対象にアルギン酸分解酵素であるアルギン酸リアーゼが探索されており、酵素の基質特異性、切断様式などの特性が詳細に検討され、いくつかの酵素については立体構造が明らかにされている。加えて、それらの酵素はオリゴ糖の生産や褐藻類からのプロトプラスト細胞の作出への利用が試みられているが実用化されている例はほとんど無い。このようにアルギン酸の分解や分解物であるオリゴ糖は有用であるが、分解酵素であるアルギン酸リアーゼは主に陸上の土壌細菌由来のものが市販されているにすぎない。



アルギン酸分解酵素に限らず、一般に酵素を工業的および産業的に利用するには、酵素の安定性が重要である。温度、pH、イオン強度などの様々な要因に対して、酵素活性が持続的に維持され、容易に失活や変性を起こさないことが要求される。例えば、セルラーゼなどの糖質加水分解酵素やプロテアーゼでは様々な生息環境からそれらを生産する菌類が単離され、有用酵素が見出され実用化されている。しかしながら、これまでに知られているアルギン酸リアーゼを生産する生物種は上記の酵素に比べて少ないため、実用化のための様々な要因を克服したアルギン酸分解酵素についての報告例はほとんど無い。



現在までにアルギン酸リアーゼを産生する生物としては主に土壌細菌、海藻、海藻付着細菌、藻食性軟体動物などが対象とされてきた(非特許文献1~6)。

産業上の利用分野


本発明は、アルギン酸リアーゼ活性を有するポリペプチドおよび当該酵素を使用するアルギン酸の分解方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
配列番号17のアミノ酸配列、又は配列番号1のアミノ酸配列の85~89位に相当する位置におけるRXELR(Xは任意のアミノ酸を示す)、123~125位に相当する位置におけるQXH(Xは任意のアミノ酸を示す)、220~228位に相当する位置におけるYFKAGXYXQ(Xは任意のアミノ酸を示す)が存在する、PL-7ファミリーに属するアルギン酸リアーゼにおいて、配列番号1のアミノ酸配列の80位および232位に相当する位置にシステイン残基を有するアミノ酸配列からなり、かつアルギン酸リアーゼ活性を有するポリペプチド。

【請求項2】
配列番号1のアミノ酸配列の85~89位に相当する位置におけるRXELR(Xは任意のアミノ酸を示す)、123~125位に相当する位置におけるQXH(Xは任意のアミノ酸を示す)、220~228位に相当する位置におけるYFKAGXYXQ(Xは任意のアミノ酸を示す)が存在する、PL-7ファミリーに属するアルギン酸リアーゼにおいて、配列番号1のアミノ酸配列の80位および/または232位に相当する位置におけるシステイン残基以外のアミノ酸残基をシステイン残基に置換して、これらの位置の両方にシステイン残基が存在するようにすることを含む、温度特性が向上したアルギン酸リアーゼ活性を有するポリペプチドの製造方法。

【請求項3】
請求項1記載のポリペプチドをアルギン酸に作用させることを含む、アルギン酸の分解方法。

【請求項4】
請求項1記載のポリペプチドを含む、アルギン酸分解用組成物。
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 登録
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