170004. lajstromszámú szabadalom • Eljárás glükóz-izomerán enzim előállítására

MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY Bejelentés napja: 1975. VI. 02. (GO-1313) Közzététel napja: 1976. X. 28. Megjelent: 1977. XI. 30. 170004 Nemzetközi osztályozás: C12D 13/10 /'•/. i 'Cf.5 Feltalálók: dr. Büki Kálmán orvos 40%, dr. Szentirmai Attila biológus 30%, Tölgyesi László vegyésztechnikus 15%, dr. Hegyaljai Kiss Géza vegyészmérnök 10%, Ha Lajos vegyészmérnök 5%, Budapest Tulajdonos: Gyógyszerkutató Intézet, Budapest Eljárás glükóz-izomeráz enzim előállítására 1 A találmány tárgya eljárás glükóz-izomeráz enzim előállítására mikrobiológiai úton. Mint ismeretes, a fruktóz lényegesen édesebb a glükóznál, a glükóz viszont nagy mennyiségben és olcsón állítható elő például keményítőből. Emiatt 5 nagy jelentőségűek azok az eljárások, melyek glükózból fruktózt állítanak elő. A glükóz lúgos közegben fruktózzá izomerizálható. A bázis-katalizálta izomerizáció mégsem nyert ipari méretekben felhasználást, mert az izomeri- 10 záció nem áll meg a fruktóznál, hanem több nemkívánatos hexóz izomer (pl. mannóz, pszikóz)* keletkezik, a termék élelmiszeripari célokra felhasználhatatlan, tisztítása jelentős költségekkel jár. 1957-ben vált ismeretessé, hogy a Pseudomonas 15 hydro phila nevű mikroorganzimus szintetizál olyan enzimet, amely képes á glükózt fruktózzá izomerizálni [Science 125, 648 (1957)]. Az enzim hatására glükózból 50%-ban fruktóz keletkezik, ez a reakció egyensúlyi helyzete. Az enzimes izomeri- 20 záció előnyösebb a bázis-katalizálta izomerizációnál, mert egyrészt kpzel semleges (pH 6-8) közegben végezhetői tehát a nemkívánatos izomer hexózok keletkezése minimális, másrészt a nyert cukorszörp könnyebben tisztítható csekély oldott ion-tartalma 25' következtében. A nyert glükóz-fruktóz elegy azonos a szacharóz hidrolízisével nyert invert cukorral, annak helyettesítésére alkalmas. A fent említett mikroorganizmuson kívül egyéb fajokról is ismeretes azok glükóz-izomeráz enzim termelő képes- 30 sége, ilyenek az Aerobacter cloaceae, a Bacillus coagulans, a Lacto-bacillus brevis, a L. pentoaceticus, a Leuconostoc mesenteroides és a Pasteurella pestis. Ezeken kívül a Streptomyces genusba tartozó S. albus, S. griseoruber, S. olivaceus, S. olivochromogenes, S. phaeochromogenes, S. vedmorensis és S. venezuelae nevű mikroorganizmusokról is leírták, hogy glükóz izomerizálására alkalmas enzimet termelnek. A mikroorganizmusok a glükóz-izomeráz enzimet abban az esetben termelik, ha a táptalaj xilózt tartalmaz. Tehát a sejtek xilóz-anyagcseréjéhez szükséges ez az enzim, ilyen értelemben helyesebb elvenezése „xilóz-izomeráz" lenne. Jelen leírásban a „xilóz-izomeráz" enzimet mégis glükóz-izomeráz enzimnek nevezzük, tudomásul véve az előbbieket, mert az enzim fő ipari felhasználási területe a glükóz és nem a xilőz izomerizálása, továbbá, mert a szakirodalomban is ilyen néven terjedt el. A xilóz (facukor) a növényekben nagy mennyiségben jelenlevő anyag, amely azonban a növényben csaknem kizárólag poliszacharid - xilán- formájában fordul elő. A xilóz tehát előnyösen xilán vagy xilán-tartalmú növényi részek savas hidrolízisével álh'tható elő. A glükóz-izomeráz enzimet termelő mikroorganizmusok között vannak olyanok, amelyek a xilánt hasznosítani tudják, a xilán hidrolízisét maguk végzik, ilyen a Streptomyces albus (Fermentation Advances, ed.: D. Perlman, A. P. New York, 1969. p. 561). Mindazonáltal ez a 170004