Characterization of a Maltogenic Amylase of Thermononospora viridis and Application in Branched Cyclodextrin Production

Some kinetic characteristics and actions on various cyclodextrins (CDs) of a maltogenic α‐amylase of T. viridis (TVA) were examined to apply in the branched CD production. Michaelis constants (Km) for hydrolysis of α‐, β‐ and γ‐CDs by the enzyme were 6.5, 7.6 and 10.8 mM, and apparent molecular activities (kθ) for these saccharides were 11.0, 67.2 and 432.8 s−1, respectively. The (kθ) values for various branched CDs were remarkably smaller than those for unbranched CDs. The TVA cleaved first the ring of maltosyl‐β‐CD, and the branched nonasaccharide formed was immediately degraded to give branched hexa‐ and penta‐saccharides with simultaneous formation of smaller unbranched saccharides. As a minor action, the enzyme released a glucose molecule from the side chain of maltosyl‐β‐CD to give glucosyl‐β‐CD which was readily degraded to smaller saccarides. The enzyme had an ability to hydrolyze unbranched CDs preferentially in the presence of significant amounts of branched CDs. These characteristics of the enzyme are consistent with its potential industrial use in the branched CD production. Charakterisierung einer maltogenen Amylase aus Thermomonospora viridis und ihrer Anwendung zur Herstellung verzweigter Cyclodextrine. Einige kinetische Charakteristika und Wirkungen einer maltogenen α‐Amylase aus T. viridis (TVA) und ihre Wirkung auf verschiedene Cyclodextrine wurden hinsichtlich ihrer Anwendung auf die Herstellung verzweigter Cyclodextrine (CDs) untersucht. Die Michaelis‐Konstanten (Km) für die Hydrolyse von α‐, β‐ und γ‐CDs durch das Enzym betrugen 6,5, 7,6 und 10,8 mM, und die scheinbaren molekularen Aktivitäten (kθ) für diese Saccharide waren 11,0, 67,2 und 432,8s−1. Die kθ‐Werte für unterschiedlich verzweigte CDs waren merklich geringer als diejenigen für unverzweigte CDs. Die TVA spaltete zuerst den Ring von Maltosyl‐β‐CD, und das gebildete verzweigte Nonasaccharid wurde sofort zu den entsprechenden Hexa‐ und Pentasacchariden unter gleichzeitiger Bildung von kleineren unverzweigten Sacchariden. Als Nebenwirkung machte das Enzym ein Glucosemolekül von der Seitenkette des Maltosyl‐β‐CD frei unter Bildung von Glucosyl‐β‐CD, welches leicht zu kleineren Sacchariden zerfiel. Das Enzym hatte die Fähigkeit, unverzweigte CDs vorzugsweise in Gegenwart größerer verzweigter CD‐Mengen zu hydrolysieren. Die Charakteristika des Enzyms stimmen überein mit seiner potentiellen industriellen Verwendung zur Produktion verzweigter CDs.