エクストルモフィリンを豊富に含む土壌からの生デンプン分解・カルシウム非依存性α-アミラーゼの生産・精製・応用

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Int. J. Biol. Macromol..2020 Jun;162:873-881. S0141-8130(20)33603-5. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2020.06.160.Epub 2020-06-19.

エクストルモフィリンを豊富に含む土壌からの生デンプン分解・カルシウム非依存性α-アミラーゼの生産・精製・応用

Production, purification and applications of raw starch degrading and calcium-independent α-amylase from soil rich in extremophile.

Isha Kohli
Naveen Chandra Joshi
Ajit Varma

PMID: 32565305 DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2020.06.160.

抄録

カルシウムに依存しない生デンプン加水分解性酸性α-アミラーゼ（66kDa）は、好気性、棒状、グラム+ve菌である枯草菌S113により合成された。酵素の精製は、HiTrap Capto Q（イオン交換クロマトグラフィー；19.28倍；収率22.41％）で行った。精製された酵素は、広酸性pH（4～6.5）、高温域（40～80℃）でも安定であることが確認され、必要な基準を満たしており、デンプン糖化産業への応用の基礎を築くことができた。酵素の速度論的研究の結果、酵素のKとVはそれぞれ0.22%と357.14U/mgであった。走査型電子顕微鏡による研究では、酵素は生の小麦と馬鈴薯のデンプンを完全に加水分解できることが示され、デンプン産業における酵素の役割がさらに確認された。また、4℃で1年間保存した場合、7.93%しか活性が失われないことが判明した。

Calcium independent, raw starch hydrolyzing, acidic α-amylase (66 kDa) was synthesized by Bacillus subtilis S113 that is an aerobic, rod-shaped and Gram +ve bacteria. Purification of the enzyme was performed by HiTrap Capto Q (Ion-exchange chromatography; 19.28 fold; 22.41% yield). The purified enzyme was found stable at broad acidic pH (4-6.5) and high-temperature range (40-80 °C), that fulfilled the necessary criteria and laid the foundation to be utilized in starch saccharification industry. Kinetic studies of the enzyme revealed that K and V of the enzyme was 0.22% and 357.14 U/mg respectively. Scanning electron microscopy studies showed that the enzyme was capable of completely hydrolyzing raw wheat and potato starch, further confirming its role in the starch industry. It was found that only 7.93% of the activity was loss at 4 °C when kept for one year.