CN103403249B - 用具有纤维素分解增强活性的多肽处理纺织品的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及在纤维素酶存在下使用糖基水解酶家族61多肽以供纺织品制造,以及包含糖基水解酶家族61多肽和纤维素酶的纺织品组合物。
Description
对序列表的援引
本发明包含计算机可读形式的序列表,所述计算机可读形式通过提述并入本文。
技术领域
本发明涉及糖基水解酶家族61多肽在纺织品制造中作为纤维素酶的增强剂的用途,以及包含糖基水解酶家族61多肽和纤维素酶的纺织品组合物。
发明背景
纤维素酶有广泛的产业用途。在纺织品工业上,在粗斜棉布(denim)的整理中使用纤维素酶,以通过生物石洗(biostoning)工艺在粗斜棉布中产生时尚的石洗(stone wash)外观。纤维素酶还被用来例如清除棉制衣物的表面起毛和防止起球形成(formation ofpill)。
与酶石洗相关的一个普遍问题是在磨蚀(abrasion)之中或之后由去除的靛蓝染料重新沉积导致的返沾色(backstaining)。靛蓝染料的“返沾色”或称“再沉积”(redeposition)导致白色和靛蓝染色的纱线之间理想的反差减小,这最容易在粗斜棉布的反面和内部口袋处见到(表现为蓝色变深)。在正面,这可以表现为染色区域与生物石洗过程中去除染料的区域之间的反差减小。为了去除染料,粗斜棉布制造商在皂洗工艺中使用大量表面活性剂使得部分重新变白。重度洗涤条件可导致经整理的粗斜棉布产品的变色或褪色问题。而且,在后续的皂洗工艺中必须使用额外的水。亦有通过将抗再沉积化学品(如表面活性剂或其它试剂)加入纤维素酶洗涤液来应对在石洗过程中再沉积或返沾色的问题。
还尝试了使用对粗斜棉布具有较低比活性的不同纤维素酶。WO9407983描述了使用纤维素酶抑制粗斜棉布的返沾色。WO9429426和WO9325655描述了通过用再沉积纤维素酶组合物和添加的蛋白酶处理而抑制返沾色,作为相对于仅使用再沉积纤维素酶的改进。WO9709410描述了将某些类型的纤维素酶添加至另一种具有磨蚀(abrading)活性的纤维素酶可减少生物石洗。该添加的纤维素酶属于家族5或7,但其自身不具有显著的磨蚀效果。WO0192453公开了通过用角质酶处理纺织品减少返沾色。
然而,仍存在对于酶纺织品处理改善的益处,包括增强酶对其底物的效率的需求。具体而言,存在对于更有效的酶组合物以改善工艺的经济性的持续需求。本发明目的在于满足这些需求。
发明内容
本发明涉及在水溶液中在纤维素酶存在下用糖基水解酶家族61(GH61)多肽处理纺织品的方法。
本发明亦涉及包含糖基水解酶家族61多肽和纤维素酶的纺织品组合物。
在一个实施方案中,本发明可用于生物石洗工艺,通过使经染色的纤维素性或含纤维素材料织物与糖基水解酶家族61多肽和纤维素酶接触,在经染色的纤维素性或含纤维素织物的表面形成局部的色密度(color density)的差异。
在一个实施方案中,将本发明的工艺应用于期望在其表面形成局部的色密度差异的任何类型的经染色的纤维素性织物。一个特别有商业价值的实例是粗斜棉布,特别是用于蓝色牛仔裤等中的靛蓝染色的粗斜棉布。
在一个实施方案中,可以将多种酶与纤维素酶和GH61在生物石洗工艺中一同使用,所述酶包括一种或多种选自下组的酶:蛋白酶、脂肪酶、角质酶、淀粉酶、果胶酶、半纤维素酶、氧化还原酶、过氧化物酶、漆酶和转移酶。
在一个实施方案中,本方法可通过下述方式应用于生物抛光(biopolishing)工艺以减少起球:在水溶液中在纤维素酶存在下将经染色的纤维素性或含纤维素织物与糖基水解酶家族61多肽相接触。
在一个实施方案中,所述方法和组合物可以还包含辅助物质(cosubstance),例如半胱氨酸。
在一些实施方案中,提供了用于制造纺织品的方法。在一些实施方案中,将纺织品从织物制成衣物。
在一些实施方案中,用于本发明的纤维素酶是具有磨蚀作用的纤维素酶。在一些实施方案中,所述纤维素酶是内切葡聚糖酶。
在本发明中,GH61多肽可增强纤维素酶对其底物的效率,带来下述的至少一种效益:粗斜棉布磨蚀水平提高,返沾色水平低,促进染料从纺织品的释放,使颜色清晰(colorclarification),和减少起球。
GH61多肽之前应用于烘烤,其中已显示其具有防腐作用,WO04/031378。此外,GH61多肽应用于将纤维素原料转化为乙醇,WO05/074647,WO05/074656,WO07/089290,和WO09/033071。然而,在这些申请中并未表明GH61多肽能够在纺织品制造工艺中增强效果。
发明详述
下面将援引下述定义和实施例对发明进行详细描述。在本文中涉及的所有专利和公开出版物,包括在此类专利和公开出版物中披露的所有序列,都明确地通过提述并入本文。
如用于本文,除非上下文明确另有表示,单数形式“一个/一种”(“a”,“an”)和“所述(the)”包括对复数的引用。
定义
糖基水解酶家族61(GH61)多肽
术语“家族61糖基水解酶”或“家族GH61”或“GH61”在本文中定义为根据HenrissatB.,1991,A classification of glycosyl hydrolases based on amino-acid sequencesimilarities,Biochem.J.280:309-316,及Henrissat B.和Bairoch A.,1996,Updatingthe sequence-based classification of glycosyl hydrolases,Biochem.J.316:695-696属于糖苷水解酶家族61的多肽。
本发明一般性地涉及分离的GH61多肽的应用。可用于本发明的GH61多肽可以获得自任何属的微生物。为本发明的目的,本文中与给定的来源关联使用的术语“获得自”/“从……获得”,应表示:由核苷酸序列编码的多肽是由其天然存在的来源所产生的,或是由其中插入了来自所述来源的核苷酸序列的菌株产生的。在一个方面,从给定来源获得的多肽是胞外分泌的。
本发明的多肽可以是细菌多肽。例如,所述多肽可为革兰氏阳性细菌多肽例如芽孢杆菌属(Bacillus)多肽,例如嗜碱芽孢杆菌(Bacillus alkalophilus)、解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)、短芽孢杆菌(Bacillus brevis)、环状芽孢杆菌(Bacillus circulans)、凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)、灿烂芽孢杆菌(Bacilluslautus)、迟缓芽孢杆菌(Bacillus lentus)、地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)、巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)、嗜热脂肪芽孢杆菌(Bacillusstearothermophilus)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)或苏云金芽孢杆菌(Bacillusthuringiensis)多肽;或链霉菌(Streptomyces)多肽,如浅青紫链霉菌(Streptomyceslividans)或鼠灰链霉菌(Streptomyces murinus)多肽,或革兰氏阴性细菌多肽如大肠杆菌(E.coli)或假单胞菌属菌种(Pseudomonas sp.)多肽。
本发明的多肽亦可为真菌多肽,并更优选酵母多肽如假丝酵母属(Candida)、克鲁维酵母属(Kluyveromyces)、毕赤酵母属(Pichia)、酵母属(Saccharomyces)、裂殖酵母属(Schizosaccharomyces)或西洋蓍霉属(Yarrowia)多肽,或更优选丝状真菌多肽如枝顶孢霉属(Acremonium)、曲霉属(Aspergillus)、短梗霉属(Aureobasidium)、毛壳属(Chaetomium)、隐球菌属(Cryptococcus)、Filibasidium、镰孢属(Fusarium)、腐质霉属(Humicola)、梨孢菌属(Magnaporthe)、毛霉属(Mucor)、毁丝霉属(Myceliophthora)、新考玛脂霉属(Neocallimastix)、脉孢菌属(Neurospora)、拟青霉属(Paecilomyces)、青霉属(Penicillium)、瘤胃壶菌属(Piromyces)、孔座壳属(Poronia)、裂褶菌属(Schizophyllum)、踝节菌属(Talaromyces)、嗜热子囊菌属(Thermoascus)、梭孢壳属(Thielavia)、弯颈霉属(Tolypocladium)、木霉属(Trichoderma)或轮枝孢属(Verticillium)多肽。
在一个优选方面,所述多肽是具有酶去污性增强作用的卡尔酵母(Saccharomycescarlsbergensis)、酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、糖化酵母(Saccharomycesdiastaticus)、道格拉氏酵母(Saccharomyces douglasii)、克鲁弗酵母(Saccharomyceskluyveri)、诺地酵母(Saccharomyces norbensis)或卵形酵母(Saccharomycesoviformis)多肽。
在另一个优选方面,所述多肽是棘孢曲霉(Aspergillus aculeatus)、泡盛曲霉(Aspergillus awamori)、烟曲霉(Aspergillus fumigatus)、臭曲霉(Aspergillusfoetidus)、日本曲霉(Aspergillus japonicus)、构巢曲霉(Aspergillus nidulans)、黑曲霉(Aspergillus niger)、米曲霉(Aspergillus oryzae)、土曲霉(Aspergillus terreus)、球毛壳(Chaetomium globosum)、灰盖鬼伞(Coprinus cinereus)、棉色二孢(Diplodiagossyppina)、杆孢状镰孢(Fusarium bactridioides)、禾谷镰孢(Fusarium cerealis)、库威镰孢(Fusarium crookwellense)、大刀镰孢(Fusarium culmorum)、禾本科镰孢(Fusarium graminearum)、禾赤镰孢(Fusarium graminum)、异孢镰孢(Fusariumheterosporum)、合欢木镰孢(Fusarium negundi)、尖镰孢(Fusarium oxysporum)、多枝镰孢(Fusarium reticulatum)、粉红镰孢(Fusarium roseum)、接骨木镰孢(Fusariumsambucinum)、肤色镰孢(Fusarium sarcochroum)、拟分枝孢镰孢(Fusariumsporotrichioides)、硫色镰孢(Fusarium sulphureum)、圆镰孢(Fusarium torulosum)、拟丝孢镰孢(Fusarium trichothecioides)、镶片镰孢(Fusarium venenatum)、特异腐质霉(Humicola insolens)、疏棉状腐质霉(Humicola lanuginosa)、灰梨孢菌(Magnaporthegrisea)、米黑毛霉(Mucor miehei)、嗜热毁丝霉(Myceliophthora thermophila)、粗糙脉孢菌(Neurospora crassa)、产紫青霉(Penicillium purpurogenum)、黄孢平革菌(Phanerochaete chrysosporium)、点孔座壳(Poronia punctata)、假黑盘菌(Pseudoplectania nigrella)、橙橘嗜热子囊菌(Thermoascus aurantiacus)、土生梭孢霉(Thielavia terrestris)、哈茨木霉(Trichoderma harzianum)、康宁木霉(Trichodermakoningii)、长枝木霉(Trichoderma longibrachiatum)、里氏木霉(Trichoderma reesei)、绿色木霉(Trichoderma viride)、褐孢长毛盘菌(Trichophaea saccata)、Verticilliumtenerum和Talaromyces stipitatus多肽。
在本发明的工艺中,可使用任何具有纤维素分解增强活性的GH61多肽。
为本发明的目的,纤维素分解增强活性通过在如实施例1中所指定的条件下测量磨蚀水平的增加来确定,方式是将纤维素酶在Launder-O-Meter(LOM)中在55℃和pH6.5以0.05mg/g织物的纤维素酶剂量和0.042mg/g织物的GH61剂量处理2小时。在本发明的一个优选实施方案中,当纤维素酶(或纤维素分解酶)与糖基水解酶家族61多肽组合时,与当使用纤维素酶但无糖基水解酶家族时的结果相比,磨蚀水平增加至少0.08ΔL*单位,优选至少0.1,更优选至少0.2,更优选至少0.4,更优选至少0.5,更优选至少0.6,更优选至少0.7,更优选至少0.8,更优选至少0.9,甚至更优选至少1,甚至更优选至少1.2,和最优选至少1.4ΔL*单位。
在第一个方面,所述具有纤维素分解增强活性的GH61多肽具有下述基序:
[ILMV]-P-X(4,5)-G-X-Y-[ILMV]-X-R-X-[EQ]-X(4)-[HNQ] 和[FW]-[TF]-K-[AIV],
其中X是任何氨基酸,X(4,5)是在4或5个连续位置上的任何氨基酸,且X(4)是在4个连续位置上的氨基酸。
包含上述标示的基序的多肽可进一步包含:
H-X(1,2)-G-P-X(3)-[YW]-[AILMV],
[EQ]-X-Y-X(2)-C-X-[EHQN]-[FILV]-X-[ILV],或
H-X(1,2)-G-P-X(3)-[YW]-[AILMV] 和[EQ]-X-Y-X(2)-C-X-[EHQN]-[FILV]-X-[ILV],
其中X是任何氨基酸,X(1,2)是在1个位置或2个连续位置上的任何氨基酸,X(3)是在3个连续位置上的任何氨基酸,和X(2)是在2个连续位置上的任何氨基酸。在上述基序中,使用公认的IUPAC单字母氨基酸缩写。
在一个优选的方面,所述具有纤维素分解增强活性的分离的多肽还包含H-X(1,2)-G-P-X(3)-[YW]-[AILMV]。在另一个优选的方面,所述具有纤维素分解增强活性的分离的GH61多肽还包含[EQ]-X-Y-X(2)-C-X-[EHQN]-[FILV]-X-[ILV]。在另一个优选实施方案中,所述具有纤维素分解增强活性的分离的GH61多肽还包含H-X(1,2)-G-P-X(3)-[YW]-[AILMV]和[EQ]-X-Y-X(2)-C-X-[EHQN]-[FILV]-X-[ILV]。
在第二个方面,具有纤维素分解增强活性的分离的多肽包含下述基序:
[ILMV]-P-X(4,5)-G-X-Y-[ILMV]-X-R-X-[EQ]-X(3)-A-[HNQ],
其中其中X是任何氨基酸,X(4,5)是在4或5个连续位置上的任何氨基酸,和X(3)是在3个连续位置上的任何氨基酸。在上述基序中,使用公认的IUPAC单字母氨基酸缩写。
在第三个方面,所述具有纤维素分解增强活性的多肽包含这样的氨基酸序列,所述氨基酸序列与SEQ ID NO:1,SEQ ID NO:2,SEQ ID NO:3,SEQ ID NO:4,SEQ ID NO:5,SEQID NO:6,SEQ ID NO:7,SEQ ID NO:8,SEQ ID NO:9,SEQ ID NO:10,SEQ ID NO:11,SEQ IDNO:12,SEQ ID NO:13,SEQ ID NO:14,SEQ ID NO:15,SEQ ID NO:16,SEQ ID NO:17,SEQ IDNO:18,SEQ ID NO:19,SEQ ID NO:20,SEQ ID NO:21,SEQ ID NO:22,SEQ ID NO:23,SEQ IDNO:24,SEQ ID NO:25,SEQ ID NO:26,SEQ ID NO:27,SEQ ID NO:28,SEQ ID NO:29,SEQ IDNO:30,SEQ ID NO:31,SEQ ID NO:32或SEQ ID NO:33的成熟多肽具有至少60%,例如至少65%,至少70%,至少75%,至少80%,至少85%,至少90%,至少91%,至少92%,至少93%,至少94%,或至少95%,至少96%,至少97%,至少98%,至少99%,或至少100%的同一性程度。
在第六个方面,所述具有纤维素分解增强活性的多肽是人工变体,其包含取代、缺失和/或插入一个或多个(如几个)氨基酸的SEQ ID NO:1,SEQ ID NO:2,SEQ ID NO:3,SEQID NO:4,SEQ ID NO:5,SEQ ID NO:6,SEQ ID NO:7,SEQ ID NO:8,SEQ ID NO:9,SEQ IDNO:10,SEQ ID NO:11,SEQ ID NO:12,SEQ ID NO:13,SEQ ID NO:14,SEQ ID NO:15,SEQ IDNO:16,SEQ ID NO:17,SEQ ID NO:18,SEQ ID NO:19,SEQ ID NO:20,SEQ ID NO:21,SEQ IDNO:22,SEQ ID NO:23,SEQ ID NO:24,SEQ ID NO:25,SEQ ID NO:26,SEQ ID NO:27,SEQ IDNO:28,SEQ ID NO:29,SEQ ID NO:30,SEQ ID NO:31,SEQ ID NO:32,或SEQ ID NO:33的成熟多肽;或其同源序列。
更优选地,所述GH61多肽是SEQ ID NO:1至32的任一个成熟多肽的具有至少10,9,8,7,6,5,4,3,2或1个氨基酸的取代、缺失和/或插入的变体。
本文中使用的参数“同一性”描述两个氨基酸序列之间或两个核苷酸序列之间的相关性。就本发明而言,两个氨基酸序列之间的序列同一性程度使用如EMBOSS软件包(EMBOSS:The European Molecular Biology Open Software Suite,Rice等,2000,TrendsGenet.16:276-277),优选3.0.0或更高版本的Needle程序中所执行的Needleman-Wunsch算法(Needleman和Wunsch,1970,J.Mol.Biol.48:443-453)来确定。使用的任选参数为缺口开放罚分(gap penalty)10,缺口延伸罚分(gap extension penalty)0.5和EBLOSUM62(BLOSUM62的EMBOSS版)取代矩阵。使用Needle标记为“最高同一性(longest identity)”的输出结果(使用-nobrief选项获得)作为同一性百分比,并计算如下:
(相同的残基×100)/(比对长度-比对中缺口的总数)
就本发明而言,两个核苷酸序列之间的序列同一性程度使用如EMBOSS软件包(EMBOSS:The European Molecular Biology Open Software Suite,Rice等,2000,见上文),优选3.0.0或更高版本的Needle程序中所执行的Needleman-Wunsch算法(Needleman和Wunsch,1970,见上文)来测定。使用的任选参数为缺口开放罚分10,缺口延伸罚分0.5和EDNAFULL(NCBI NUC4.4的EMBOSS版)取代矩阵。使用Needle标记为“最高同一性”的输出结果(使用-nobrief选项获得)作为同一性百分比,并计算如下:
(相同的脱氧核糖核苷酸×100)/(比对长度-比对中缺口的总数)
如上所述的序列的基本上同源的多肽表征为在成熟多肽中具有一个或多个氨基酸的取代、缺失和/或插入。优选地,氨基酸改变的性质是较不重要的(of a minornature),即保守的氨基酸取代或插入,其不显著影响蛋白质的折叠和/或活性;通常为1至约9个氨基酸,优选1至约15个氨基酸,和最优选1至大约30个氨基酸的小缺失;小的氨基或羧基末端延伸,如氨基末端甲硫氨酸残基;多至约5至10个残基,优选10至15个残基,和最优选20至25个残基的小接头肽;或通过改变净电荷或其它功能来促进纯化的小延伸,如多组氨酸序列(poly histidine tract)、抗原表位(antigenic epitope)、蛋白A、CBM或其它结合域(binding domain)。
保守取代的实例是在以下组之内:碱性氨基酸组(精氨酸、赖氨酸和组氨酸)、酸性氨基酸组(谷氨酸和天冬氨酸)、极性氨基酸组(谷氨酰胺和天冬酰胺)、疏水氨基酸组(亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸)、芳族氨基酸组(苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸)和小氨基酸组(甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸、苏氨酸和甲硫氨酸)。通常不改变比活性(specific activity)的氨基酸取代是本领域已知的,并且由例如H.Neurath和R.L.Hill,1979,于The Proteins,Academic Press,New York中描述。最普遍发生的交换是Ala/Ser、Val/Ile、Asp/Glu、Thr/Ser、Ala/Gly、Ala/Thr、Ser/Asn、Ala/Val、Ser/Gly、Tyr/Phe、Ala/Pro、Lys/Arg、Asp/Asn、Leu/Ile、Leu/Val、Ala/Glu和Asp/Gly。
除了20个基本氨基酸,还可以用非基本氨基酸(如4-羟脯氨酸、6-N-甲基赖氨酸、2-氨基异丁酸、异缬氨酸和α-甲基丝氨酸)取代野生型多肽的氨基酸残基。可以用有限数量的非保守氨基酸、不由遗传密码编码的氨基酸和非天然氨基酸取代氨基酸残基。“非天然氨基酸”在蛋白质合成后已经过修饰,且/或在它们的侧链具有不同于基本氨基酸的化学结构。非天然氨基酸能够以化学方法合成,并且优选是可商购的,且包括六氢吡啶羧酸(pipecolic acid)、噻唑烷羧酸(thiazolidine carboxylic acid)、脱氢脯氨酸、3-和4-甲基脯氨酸,和3,3-二甲基脯氨酸。
或者,氨基酸改变具有使多肽的物理化学性质改变的性质。例如,氨基酸改变可改善多肽的热稳定性,改变底物特异性,改变最适pH等。
能够根据本领域已知的方法,例如定位诱变或丙氨酸分区诱变法(Cunningham和Wells,1989,Science244:1081-1085)来鉴定亲本多肽中的必需氨基酸。在后一技术中,将单一丙氨酸突变引入到分子中的每个残基,并且测试所得突变分子的生物活性(即酶去污性增强作用)以鉴定对于所述分子的活性关键的氨基酸残基。同样参见Hilton等,1996,J.Biol.Chem.271:4699-4708。酶的三维结构如α-螺旋,β-层叠,以及金属结合位点或其它的生物相互作用也能够通过结构的物理分析而测定,如通过以下这些技术:如核磁共振、晶体学、电子衍射或光亲和标记,连同推定的接触位点氨基酸的突变来确定。参见例如de Vos等,1992,Science255:306-312;Smith等,1992,J.Mol.Biol.224:899-904;Wlodaver等,1992,FEBS Lett.309:59-64。特别是Karkehabadi等,2008J.Mol.Biol.383:144-15描述了来自Hypocrea jecorina的GH61的晶体结构。也可以分析与本发明的多肽的亲缘多肽的同一性来推断必需氨基酸的身份。
可以使用已知的诱变、重组和/或改组(shuffling)方法接着进行有关的筛选方法,例如那些由Reidhaar-Olson和Sauer,1988,Science241:53-57;Bowie和Sauer,1989,Proc.Natl.Acad.Sci.USA86:2152-2156;WO95/17413;或WO95/22625公开的那些方法来进行并测试单个或多个氨基酸取代、缺失和/或插入。可以使用的其它方法包括易错PCR、噬菌体展示(例如,Lowman等,1991,Biochemistry30:10832-10837;美国专利号5,223,409;WO92/06204)和区域定向的诱变(Derbyshire等,1986,Gene46:145;Ner等,1988,DNA7:127)。
诱变/改组方法可以与高通量、自动化的筛选方法组合以检测由宿主细胞表达的克隆的、诱变的多肽的活性(Ness等,1999,Nature Biotechnology17:893-896)。能够从宿主细胞回收编码活性多肽的诱变的DNA分子,并且使用本领域中的标准方法快速测序。这些方法允许快速确定多肽中单个氨基酸残基的重要性,并可应用于未知结构的多肽。
辅助物质
与GH61多肽一同添加辅助物质可进一步增强酶效率,带来下述的至少一种益处:磨蚀作用增加,返沾色水平低,和起球减少等。
在另一个方面,在根据WO2008/151043所述的可溶性活化性二价金属阳离子(例如硫酸锰)的存在下使用所述具有纤维素分解增强活性的GH61多肽。
在一个方面,在二氧化合物、二环化合物、杂环化合物、含氮化合物或含硫化合物的存在下使用所述具有纤维素分解增强活性的多肽。
所述二氧化合物可包括任何含有两个或更多氧原子的合适化合物。在一些方面,所述二氧化合物含有如本文中所述的经取代的芳基模块(moiety)。所述二氧化合物可包括一个或多个(几个)羟基和/或羟基衍生物,但亦包括缺乏羟基和羟基衍生物的经取代的芳基模块。二氧化合物的非限定性实例包括邻苯二酚或儿茶酚;咖啡酸;3,4-二羟基苯甲酸;4-叔丁基-5-甲氧基-1,2-苯二酚;联苯三酚;没食子酸;3,4,5-三羟基苯甲酸甲酯;2,3,4-三羟基二苯甲酮;2,6-二甲氧基苯酚;芥子酸;3,5-二羟基苯甲酸;4-氯-1,2-苯二酚;4-硝基-1,2-苯二酚;鞣酸;没食子酸乙酯;羟乙酸甲酯;二羟基延胡索酸;2-丁炔-1,4-二醇;克酮酸;1,3-丙二醇;酒石酸;2,4-戊二醇;3-乙氧基-1,2-丙二醇;2,4,4’-三羟基二苯甲酮;顺-2-丁烯-1,4-二醇;3,4-二羟基-3-环丁烯-1,2-二酮;二羟基丙酮;乙酰丙烯醛(acrolein acetal);甲基-4-羟基苯甲酸;4-羟基苯甲酸;和甲基-3,5-二甲氧基-4-羟基苯甲酸;或它们的盐或溶剂合物(solvate)。
所述二环化合物可包括任何如本文中所述的合适的取代稠环系统。所述化合物可包含一个或多个(几个)另外的环,且除非另行说明,不限于具体的环数。在一个方面,所述二环化合物是类黄酮。在另一个方面,所述二环化合物是任选取代的异类黄酮(isoflavonoid)。在另一个方面,所述二环化合物是任选取代的花色离子(flavyliumion),如任选取代的花色素或任选取代的花色苷,或其衍生物。二环化合物的非限定性实例包括表儿茶素(epicatechin);槲皮素(quercetin);杨梅黄酮(myricetin);黄杉素(taxifolin);山奈酚(kaempferol);桑素(morin);金合欢素(acacetin);柚皮素(naringenin);异鼠李黄素(isorhamnetin);芹菜苷配基(apigenin);花青素(cyanidin);花色素苷(cyanin);kuromanin;花青素鼠李葡糖苷(keracyanin);或它们的盐或溶剂合物。
所述杂环化合物可为任何合适的化合物,如本文中所述的任选取代的包含杂原子的芳环或非芳环。在一个方面,所述杂环是包含任选取代的杂环烷基模块或任选取代的杂芳基模块的化合物。在另一个方面,所述任选取代的杂环烷基模块或任选取代的杂芳基模块是任选取代的五元杂环烷基或任选取代的五元杂芳基模块。在另一个方面,任选取代的杂环烷基或任选取代的杂芳基模块是选自如下的任选取代的模块:吡唑基、呋喃基、咪唑基、异噁唑基、噁二唑基、噁唑基、吡咯基、吡啶基、嘧啶基、哒嗪基、噻唑基、三唑基、噻吩基(thienyl)、二氢噻吩-吡唑基(dihydrothieno-pyrazolyl)、硫茚基、咔唑基、苯并咪唑基、苯并噻吩基(benzothienyl)、苯并呋喃基、吲哚基、喹啉基、苯并三唑基、苯并噻唑基、苯并噁唑基(benzooxazolyl)、苯并咪唑基、异喹啉基、异吲哚基、吖啶基、苯并异噁唑基(benzoisazolyl)、二甲基乙内酰脲、吡嗪基、四氢呋喃基、吡咯啉基、吡咯烷基、吗啉基、吲哚基、二氮杂环庚三烯基(diazepinyl)、氮杂环庚三烯基(azepinyl)、硫杂环庚三烯基(thiepinyl)、哌啶基和氧杂环庚三烯基(oxepinyl)。在另一个方面,所述任选取代的杂环烷基模块或任选取代的杂芳基模块是任选取代的呋喃基。杂环化合物的非限定性实例包括(1,2-二羟乙基)-3,4-二氢呋喃-2(5H)-酮;4-羟基-5-甲基-3-呋喃酮;5-羟基-2(5H)-呋喃酮;[1,2-二羟乙基]呋喃-2,3,4(5H)-三酮;α-羟基-γ-丁内酯;核糖酸γ-内酯;己醛糖酸γ-内酯(aldohexuronicaldohexuronic acidγ-lactone);葡糖酸δ-内酯;4-羟基香豆素;二氢苯并呋喃;5-(羟甲基)糠醛;糠偶姻(furoin);2(5H)-呋喃酮;5,6-二氢-2H-吡喃-2-酮;和5,6-二氢-4-羟基-6-甲基-2H-吡喃-2-酮;或它们的盐或溶剂合物。
所述含氮化合物可为任何具有一个或多个氮原子的合适化合物。在一个方面,所述含氮化合物包含胺、亚胺、羟胺或氧化亚氮(nitroxide)模块。含氮化合物的非限定性实例包括丙酮肟;紫尿酸;吡啶-2-醛肟;2-氨基苯酚;1,2-苯二胺;2,2,6,6-四甲基-1-哌啶基氧(piperidinyloxy);5,6,7,8-四氢生物蝶呤;6,7-二甲基-5,6,7,8-四氢蝶呤;和马来酰胺酸;或它们的盐或溶剂合物。
所述醌化合物可为任何本文中所述的包含醌模块的合适的化合物。醌化合物的非限定性实例包括1,4-苯醌;1,4-萘醌;2-羟基-1,4-萘醌;2,3-二甲氧基-5-甲基-1,4-苯醌或辅酶Q0;2,3,5,6-四甲基-1,4-苯醌或四甲基对苯醌;1,4-二羟基蒽醌;3-羟基-1-甲基-5,6-二氢吲哚二酮或肾上腺色素;4-叔丁基-5-甲氧基-1,2-苯醌;吡咯并喹啉醌(pyrroloquinoline quinone);或它们的盐或溶剂合物。
所述含硫化合物可为任何包含一个或多个硫原子的合适的化合物。在一个方面,所述含硫化合物包含选自亚硫酰,硫醚,亚磺酰,磺酰,磺酰胺(sulfamide),磺酰胺(sulfonamide),磺酸和磺酸酯的模块。含硫化合物的非限定性实例包括乙硫醇;2-丙硫醇;2-丙烯-1-硫醇;2-巯基乙磺酸;苯硫醇;苯-1,2-二硫醇;半胱氨酸;甲硫氨酸;谷胱甘肽;胱氨酸;或它们的盐或溶剂合物。
在一个方面此种如上所述的化合物对纤维素材料的量,作为对纤维素的糖单元的摩尔比例为约10-6至约10,例如约10-6至约7.5,约10-6至约5,约10-6至约2.5,约10-6至约1,约10-5至约1,约10-5至约10-1,约10-4至约10-1,约10-3至约10-1,和约10-3至约10-2。在另一个方面,此种如上所述的化合物的有效量为约0.1μM(微摩尔)至约1M,例如约0.5μM至约0.75M,约0.75μM至约0.5M,约1μM至约0.25M,约1μM至约0.1M,约5μM至约50mM,约10μM至约25mM,约50μM至约25mM,约10μM至约10mM,约5μM至约5mM,和约0.1mM至约1mM。
术语“液”(liquor)是指溶液相,包括水性的、有机的,或其组合。
在一个方面,所述液剂对纤维素的有效量为约10-6至约10g每g纤维素,例如约10-6至约7.5g,约10-6至约5,约10-6至约2.5g,约10-6至约1g,约10-5至约1g,约10-5至约10-1g,约10-4至约10-1g,约10-3至约10-1g,和约10-3至约10-2g每g纤维素。
纺织品
术语“纺织品”用于本文中意为包括纤维、纱线、织物和衣物。
织物可通过织造(weaving)、针织(knitting)或无纺(non-woven)操作从纤维构建。织造和针织需要纱线作为输入,而无纺织物是纤维随机接合的结果(纸可视为无纺的)。在本文的语境中,术语“织物”亦旨在包括纤维和其它类型的经加工的织物。
根据本发明,本发明的方法可适用于任何本领域中已知的纺织品(织造的、针织的或无纺的)。具体而言,本发明的工艺可适用于含纤维素纺织品或纤维素性纺织品,如棉、纤维胶、人造丝、苎麻、亚麻、lyocell(例如由Courtaulds Fibers生产的Tencel),或其混合物,或任何这些纤维与合成纤维(例如聚酯、聚酰胺、尼龙)或其它天然纤维如羊毛和丝一同的混合物,如纤维胶/棉混纺纱(blend),lyocell/棉混纺纱,纤维胶/羊毛混纺纱,lyocell/羊毛混纺纱,棉/羊毛混纺纱;亚麻(flax/linen)、苎麻和其它基于纤维素纤维的织物,包括所有纤维素性织物与其它纤维如羊毛、聚酰胺、丙烯酸和聚酯纤维的混纺纱,例如纤维胶/棉/聚酯混纺纱,羊毛/棉/聚酯混纺纱,亚麻/棉混纺纱等等。
纺织品制造工艺
将织物如纤维素材料的织物加工就绪以供衣物制造涉及数个步骤:将纤维纺(spin)成纱线,从纱线构建织造或针织织物;和后续的前处理(preparation)工艺,染色/印花,和织物整理操作。前处理工艺对于在例如染色/印花和织物整理之前,从织物去除天然和人为诱导的杂质和改善其美学外观和可加工性是必需的。一般的前处理工艺包括退浆(对于织造物),煮炼(scouring)和漂白,其产生适于染色或整理的织物。
织造织物通过将在织机的纵向伸展的经纱(warp yarn)之间织造“纬纱”(fillingyarn/weft yarn)来构建。经纱在织造之前必须经上浆(size),以使其润滑并保护其不在制造过程中受纬纱的高速插入而磨蚀。常见的上浆剂(size agent)为淀粉(或淀粉衍生物和修饰的淀粉),聚乙烯醇,羧甲基纤维素(即CMC),其中主要是淀粉。上浆混合物中经常包含石蜡、丙烯酸粘合剂(acrylic binder)和多种润滑剂。可将纬纱以“一上-一下(over one-under next)”的方式(平纹组织(plain weave))或通过“一上-二下(over one-undertwo)”的方式(斜纹(twill))或任何多种其它排列来穿过经纱织造。一般而言,外套(dresses)、衬衫、短裤(pants)、被单(sheeting)、毛巾、绸缎(drapery)等从织造织物生产。在制造了织物之后,必需再次去除织物上的浆(即退浆)。
针织是通过将咬合的纱线线圈连接在一起来形成织物。与从两种类型的纱线构建并具有许多“末端”的织造相对,针织的织物从单根连续的纱线股产生。与织造一样,存在许多不同方法来将纱线环绕(loop)在一起,且最终织物性质取决于纱线以及针织类型。内衣、针织套衫(sweater)、袜子、运动衫(sport shirt/sweat shirt)等来源于针织织物。
退浆
退浆是在织成的织物中从经纱降解和/或去除上浆化合物。淀粉通常通过酶退浆步骤去除。此外,有时使用氧化退浆和用酸或碱的化学退浆。
在一些实施方案中,所述退浆酶是淀粉分解酶,如α-淀粉酶,β-淀粉酶,甘露聚糖酶,葡糖淀粉酶,或其组合。
合适的α-和β-淀粉酶包括细菌或真菌来源的那些,以及此类淀粉酶的化学或遗传修饰的突变体和变体。合适的α-淀粉酶包括可从芽孢杆菌属种获得的α-淀粉酶。合适的商业性淀粉酶包括但不限于NEXT,FLEX andCOOL(均来自Genencor International Inc.),以及DURAMYLTM,ERMAMYLTM,FUNGAMYLTMTERMAMYLTM,AUQAZYMETM和BANTM(均可从Novozymes A/S,Bagsvaerd,Denmark获得)。
其它合适的淀粉分解酶包括CGT酶(环糊精葡聚糖转移酶(cyclodextringlucanotransferase),EC2.4.1.19),例如从芽孢杆菌属、热厌氧杆菌属(Thermoanaerobactor或Thermoanaero-bacterium)获得的那些。
煮炼
煮炼用于从纤维去除杂质,溶胀纤维,和去除种皮(seed coat)。其为最关键的步骤之一。煮炼的主要目的是a)均匀地清洁织物;b)软化尘屑(mote)和其它杂质(trash),c)改善织物吸收性,d)皂化和溶解脂肪、油和蜡,和e)最大程度地减少未成熟的棉。在大约沸腾温度进行的氢氧化钠煮炼对于100%棉是确立的处理方法,而氢氧化钙和碳酸钙使用较少。合成纤维在温和得多的条件下煮炼。表面活性剂和螯合剂对于碱煮炼是必需的。已引入了酶法煮炼,其中纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶、脂肪酶和蛋白酶均报道为具有煮炼作用。
漂白
漂白是对色素颜色和/或有色杂质的破坏以及种皮碎片去除。它是最关键的化学处理,因为必须维持白度(degree of whiteness)与纤维损伤之间的平衡。漂白通过使用氧化或还原化学进行。氧化剂可进一步细分为采用或生成:a)次氯酸根(OCl-),b)二氧化氯(ClO2),和过氧化氢物种(OOH-和/或)的氧化剂。还原剂通常为二氧化硫,亚硫酸氢盐/连二亚硫酸盐(hydrosulfite salt)等。已报道了使用葡糖氧化酶的酶法漂白。传统上,在该工艺中使用过氧化氢。
印花和染色
纺织品的印花或染色通过将染料以任何将染色物质(dyestuff)结合于纺织品中纤维的合适方法施于纺织品来进行。纺织品的染色例如通过如下过程来进行:将织物经过染料的浓缩溶液,然后将湿织物储藏于蒸汽密封的容器(vapour tight enclosure)以给予染料扩散和与织物物质反应的时间,然后漂洗掉未反应的染料。或者,可将染料通过在漂洗之前纺织品的后续蒸煮来固定。染料包括合成和天然染料。通常的染料是具有阴离子型官能团者(例如酸性染料,直接染料,Mordant染料和活性染料(reactive dye)),具有阳离子型基团者(例如碱性染料),在施用之前需要化学反应者(例如瓮染料(vat dye),硫染料和偶氮染料),分散染料,和溶剂染料。
过量的、未结合于纤维的可溶性染料在染色之后必须去除,以确保经染色的纺织品的色牢度(fastness),并防止在消费者洗涤纺织品过程中不希望的染料转移。一般地,完全去除过量的染料需要大量的水。在常规工艺中,首先将经印花或染色的纺织品用冷水漂洗,然后添加用于减少返沾色的合适的添加剂(如聚乙烯基吡咯烷酮(PVP))在高温洗涤。
WO99/34054公开了一种用于从经染色的织物用漂洗液去除过量染料的酶法工艺,所述液包含至少一种过氧化氢酶,氧化剂和至少一种介导物,如包含过氧化物酶,过氧化氢和如1-羟基-苯并三唑(1-hydroxy-benzotriazole)的介导物的液。
生物抛光
如用于本文中,术语“生物抛光”,“去球(depilling)”和“抗起球(anti-pilling)”可互换使用。
若不施用整理组分,大多数棉织物和棉混纺织物的手感(handle appearance)相当硬(hard)和僵(stiff)。织物表面也并平滑,因为有小的绒状微纤维从该表面突出。此外,在相对较短时间的磨损之后,在织物表面出现起球,因此给予其无吸引力的、穿旧的(worn)外观。
生物抛光是在纤维素性织物的制造过程中通过酶如纤维素酶对其进行处理的方法,改善织物“起球形成减少”方面的品质。生物抛光最重要的作用可表征为较少的起毛和起球,增加的光泽(gloss/luster),改善的织物手感,增加的可持续柔软性(durablesoftness),和/或改善的水吸收性。生物抛光通常在针织和织造织物或衣物的制造的湿加工中进行。湿加工包括下述步骤例如退浆、煮炼、漂白、洗涤、染色/印花和整理等步骤。生物抛光可在任何湿法步骤之后作为单独步骤,或与任何这些湿法步骤组合进行。
本发明的在水溶液中在纤维素酶存在下用GH61多肽处理纺织品的方法可应用于生物抛光工艺。
在一个实施方案中,本发明提供了用于获得具有减少的起球形成趋势的纤维素性纺织品或含纤维素纺织品的方法,所述方法包括在水溶液中在纤维素酶存在下用GH61多肽处理纺织品。在该实施方案中,生物抛光方法可应用于纱线、织物或衣物。
在本文的语境中,术语“减少的起球形成”意指在根据本发明的方法处理(生物抛光)过的织物表面的表面上,与未经酶处理的织物相比,对起球形成的抗性。就本发明的目的而言,所述起球形成可根据材料和方法部分中的“起球度测试(pilling notes test)”来加以测试。该测试的结果表示为“起球度”的形式,其为从起球度1(严重起球形成)至起球度5(无起球形成)的量度的等级,允许1/4单位的起球度。
由于本发明的酶催化纤维素性纤维表面的水解,酶作用最终会导致纤维或织物的重量损失。在一个优选实施方案中,尽管以获得纤维表面受控的部分水解的方式进行生物抛光,现已获得不具有过分的织物强度损失的合适抛光作用。
应理解的是本发明的方法可在任何常规的湿法纺织品处理步骤中,优选在纺织品织物的退浆或漂白之后,与常规的(公知的)工艺步骤同时进行或作为附加的工艺步骤进行。本方法通常在高速循环系统如溢流喷射染色机(jet-overflow dyeing machine),高速卷扬机(high-speed winch)和卷染机(jigger)中完成。可用的高速系统的实例是由Biancalani,Italy制造的“Aero1000”。本发明的方法可在分批、连续或半连续装置如J-Box中,在轧卷机(Pad-Roll)上,或在轧浴(Pad-Bath)中进行。
粗斜棉布织物的制造
一些染色的织物,如粗斜棉布织物,需要纱线在织造之前染色。对于粗斜棉布织物,经纱例如用靛蓝染色,并在织造之前上浆。优选地,粗斜棉布纱线的染色是环染。本发明的一个优选实施方案是用瓮染料如靛蓝,或与靛蓝相近的染料如硫靛蓝,或硫染料,或直接染料,或活性染料,或萘酚对纱线进行环染。亦可用超过一种染料对纱线染色,例如首先用硫染料,然后用瓮染料染色,或反之。
优选地,在对纱线进行染色之前对其进行煮炼和/或漂白,以取得更高品质的粗斜棉布织物。一般而言,在织造为染色织物如粗斜棉布之后,对染色的织物或衣物继续进行至退浆阶段,优选随后进行生物石洗步骤和/或颜色调整步骤。
本文中所用的退浆工艺是与在本文语境中上文提及的相同的工艺。
在退浆之后,经染色的织物进行生物石洗步骤。生物石洗步骤可用酶和/或浮石进行。如用于本文,术语“生物石洗”,“石洗”和“磨蚀”可互换使用,意指在含有机械磨蚀剂如浮石,磨蚀纤维素酶、或其组合的水性介质中搅拌粗斜棉布,以提供“经石洗的”外观(即在粗斜棉布表面中局部的颜色密度的差异)。在所有情况下,去除染料都需要机械作用,且该处理通常在洗衣机如转筒洗衣机(drum washer)、滚筒洗衣机(belly washer)中进行。作为不均匀的染料去除的结果,在染色区和染料去除区之间存在反差,这表现为局部的颜色密度差异。用纤维素酶处理可完全替代用浮石处理。然而,纤维素酶处理亦可与浮石处理组合,当需要产生高度磨蚀的整理(finish)时。
就本发明的目的而言,用磨蚀水平来指示颜色密度的局部差异。磨蚀水平是在实施例1中指明的条件下测量的。GH61的纤维素分解增强活性的作用通过测量在实施例1中指明的条件下磨蚀水平的增加来确定,即在LOM中在55℃和pH6.5处理纤维素分解酶2小时,其中纤维素酶剂量为0.05mg/g织物而GH61剂量为0.042mg/g织物。在本发明的一个优选实施方案中,磨蚀水平与当纤维素酶不与GH61一同使用时的结果相比,增加至少0.08ΔL*单位,优选至少0.1,更优选至少0.2,更优选至少0.4,更优选至少0.5,更优选至少0.6,更优选至少0.7,更优选至少0.8,更优选至少0.9,甚至更优选至少1,甚至更优选至少1.2,和最优选至少1.4ΔL*单位。
在用纤维素酶处理或通过常规洗涤工艺之后从粗斜棉布去除的染料可导致靛蓝在粗斜棉布材料上“返沾色”或“再沉积”,例如蓝线的重新着色或白线着上蓝色,导致蓝线和白线之间的反差减少。一般而言,磨蚀水平越高会导致返沾色水平越高,因为更多染料被去除并重新沉积至织物。导致高磨蚀水平但低返沾色水平的工艺对于纺织品制造是理想的。为了测量工艺是否能够实现低返沾色水平,应在当两个工艺均达到类似的磨蚀水平(即类似的ΔL*单位)时,将来自一个工艺的ΔL*单位与对照工艺相比,因为类似的磨蚀水平一般意指由工艺去除类似量的染料。
磨蚀通常继以第三步骤,后处理(after-treatment),其一般包括洗涤和漂洗步骤,在此过程中,可使用去污剂、光学增亮剂、漂白剂或软化剂。
本发明的在水溶液中在纤维素酶存在下用GH61多肽处理纺织品的方法可应用于生物石洗工艺。
在一个实施方案中,本发明提供了用于向经染色的织物或衣物导入颜色密度的局部差异的方法,其中所述方法包括将织物或衣物在纤维素酶存在下与GH61多肽相接触的步骤。优选地,经染色的织物或衣物是纤维素性或含纤维素的织物或衣物。更优选地,经染色的织物是粗斜棉布织物,甚至更优选地,经靛蓝染色的粗斜棉布织物。
在另一个实施方案中,本发明提供粗斜棉布制造工艺,其包括:a)将粗斜棉布织物退浆;b)在纤维素酶存在下用GH61多肽对粗斜棉布进行生物石洗;c)漂洗。
本发明的工艺可在常规条件下在常规用于石洗的洗衣机中,例如洗衣机-脱水机(washer-extractor)、滚筒洗衣机等中进行。本发明的酶应以有效量添加。
酶
纤维素酶
在本文的语境中,术语“纤维素酶”或“纤维素分解酶”指催化纤维素至葡萄糖、纤维二糖、三糖和其它纤维寡糖的降解的酶,其中酶理解为包括成熟蛋白或其前体形式或其功能片段,例如催化活性域,其基本上具有全长酶的活性。此外,术语“纤维素分解”酶旨在包括所述酶的同源物或类似物。合适的纤维素酶包括动物、植物或微生物来源的那些。优选微生物来源的。
纤维素分解酶可为存在于由给定微生物产生的纤维素酶系统中的组分,此种纤维素酶系统主要包括几种不同的纤维素酶组分,包括通常作为例如纤维二糖水解酶(E.C.3.2.1.91),内切葡聚糖酶(E.C.3.2.1.4),和β-葡糖苷酶(E.C.3.2.1.21)鉴定的那些。
测量纤维素分解活性的两种基本方法包括:(1)测量总纤维素分解活性,和(2)测量单独的纤维素分解活性(内切葡聚糖酶、纤维二糖水解酶和β-葡糖苷酶),如Zhang等,Outlook for cellulase improvement:Screening and selection strategies,2006,Biotechnology Advances24:452-481所综述的。总纤维素分解活性通常是使用不溶性底物来测定的,所述底物包括Whatman1号滤纸、微晶纤维素、细菌纤维素、藻类纤维素、棉花、经预处理的木素纤维素等。最常见的总纤维素分解活性测定法是使用Whatman No.1滤纸作为底物的滤纸测定法。该测定法是由International Union of Pure and AppliedChemistry(IUPAC)(Ghose,1987,Measurement of cellulase activities,PureAppl.Chem.59:257-68)确立的。
优选地,本发明中的纤维素酶是具有磨蚀作用的纤维素酶(或纤维素分解酶)。就本发明的目的而言,磨蚀水平在实施例1中指明的条件下测量,即在Launder-O-Meter(LOM)中在55℃,pH6.5进行纤维素酶处理2小时,其中纤维素酶剂量为0.05mg/g。在本发明的一个优选实施方案中,具有磨蚀作用的纤维素酶显示至少0.5ΔL*单位,优选至少1,更优选至少1.5,更优选至少2,更优选至少2.5,更优选至少3,更优选至少3.5,更优选至少4,更优选至少4.5,更优选至少5,更优选至少5.5,更优选至少6,甚至更优选至少6.5,和甚至最优选至少7ΔL*单位。优选地,在本发明中具有磨蚀作用的纤维素酶(或纤维素分解酶)是内切葡聚糖酶。
或者,所述纤维素分解酶可为单组分,即基本上不含其它通常在由给定微生物产生的纤维素酶系统中出现的纤维素酶的组分,所述单组分通常为重组组分,即由编码所述单组分的DNA序列的克隆和后续用所述DNA序列转化细胞,并在宿主中表达而产生,例如如描述于例如国际专利申请WO91/17243,且其通过提述并入本文。所述宿主优选为异源宿主,但在某些条件下所述宿主亦可为同源宿主。
根据本发明使用的纤维素酶可以是任何在酸性、中性或碱性pH范围具有纤维素分解活性的纤维素酶组分。优选地,所述组分是微生物内切葡聚糖酶(EC3.2.1.4),优选为真菌或细菌来源,其可从已知能够产生纤维素分解酶的微生物衍生或分离和纯化,所述微生物例如下文所提及的属的种。衍生的纤维素酶可为同源或异源纤维素酶。优选地,所述纤维素酶是同源的。然而,亦优选来源于特定微生物、并与针对具有所需性质的高度纯化的纤维素酶组分培育的抗体具有免疫反应性的异源组分。优选地,本发明中使用的纤维素酶是内切葡聚糖酶(EC3.2.1.4)。
就本发明的目的而言,内切葡聚糖酶活性使用羧甲基纤维素(CMC)作为底物根据Ghose,1987,Pure and Appl.Chem.59:257-268第264页中的部分VI的方法确定。
根据本发明可用的特定内切葡聚糖酶的实例为:来源于任何下述真菌属的纤维素酶:枝顶孢霉属(Acremonium)、粪盘菌属(Ascobolus)、曲霉属(Aspergillus)、毛壳属(Chaetomium)、刺枝霉属(Chaetostylum)、Cladorrhinum、刺盘孢属(Colletotrichum)、镶孢属(Coniothecium)、鬼伞属(Coprinus)、毛皮伞属(Crinipellis)、柱孢属(Cylindrocarpon)、间座壳属(Diaporthe)、色二孢属(Diplodia)、Disporotrichum、黑耳属(Exidia)、层孔菌属(Fomes)、镰孢属(Fusarium)、地霉属(Geotrichum)、粘帚霉属(Gliocladium)、腐质霉属(Humicola)、耙齿菌属(Irpex)、壳球孢属(Macrophomina)、Melanocarpus、小球壳孢属(Microsphaeropsis)、毁丝霉属(Myceliophthora)、丛赤壳属(Nectia)、新考玛脂霉属(Neocallimastix)、黑孢属(Nigrospora)、Nodulisporum、斑褶菇属(Panaeolus)、青霉属(Penicillium)、平革菌属(Phanerochaete)、须霉属(Phycomyces)、瘤胃壶菌属(Piromyces)、孔座壳属(Poronia)、根毛霉属(Rhizomucor)、根囊壶菌属(Rhizophyctis)、Saccobolus、裂褶菌属(Schizophyllum)、柱顶孢属(Scytalidium)、粪壳属(Sordaria)、Spongopellis、Systaspospora、嗜热霉属(Thermomyces)、梭孢壳属(Thielavia)、栓菌属(Trametes)、单端孢属(Trichothecium)、木霉属(Trichoderma)、周刺座霉属(Volutella)、Ulospora、黑粉菌属(Ustilago)、炭角菌属(Xylaria);特别是来源于下述真菌菌种的酸性纤维素酶:里氏木霉(Trichoderma reesei)、绿色木霉(Trichodermaviride)、长枝木霉(Trichoderma longibrachiatum);来源于下述真菌菌种的纤维素酶:Ascobolus stictoides、棘孢曲霉(Aspergillus aculeatus)、管毛壳(Chaetomiumcuniculorum)、巴西毛壳(Chaetomium brasiliense)、突孢毛壳(Chaetomium murorum)、Chaetomium virescens、弗雷生刺枝霉(Chaetostylum fresenii)、Cladorrhinumfoecundissimum、柱孢属、Diaporthe syngenesia、棉色二孢(Diplodia gossypina)、黑耳(Exidia glandulosa)、木蹄层孔菌(Fomes fomentarius)、尖镰孢(Fusarium oxysporum)、早熟禾镰孢(Fusarium poae)、腐皮镰孢(Fusarium solani)、Fusarium anguioides、地霉属、链孢粘帚霉(Gliocladium catenulatum)、黑腐质霉(Humicola nigrescens)、灰腐质霉(Humicola grisea)、耙齿菌属、Macrophomina phaseolina、Melanocarpus albomyces、小球壳孢属、嗜热毁丝霉(Myceliophthora thermophila)、Nectria pinea、Neocallimastixpatriciarum、黑孢属、Nodulisporum、网纹斑褶菇(Panaeolus retirugis)、产黄青霉(Penicillium chrysogenum)、疣孢青霉(Penicillium verruculosum)、平革菌属、闪光须霉(Phycomyces nitens)、瘤胃壶菌属、点孔座霉(Poronia punctata)、微小根毛霉(Rhizomucor pusillus)、红根囊壶菌(Rhizophlyctis rosea)、Saccobolus dilutellus、裂褶菌(Schizophyllum commune)、Scytalidium thermophilum、大孢粪壳(Sordariamacrospora)、Spongopellis、Syspastospora boninensis、Thermomyces verrucosus、Thielavia thermophila、土生梭孢霉(Thielavia terrestris)、血红栓菌(Trametessanguinea)、粉红单端孢(Trichothecium roseum)、哈茨木霉(Trichoderma harzianum)、Volutella colletotrichoides、Ulospora bilgramii、玉蜀黍黑粉菌(Ustilago maydis)、团炭角菌(Xylaria hypoxylon)、嗜热毁丝霉(Myceliophthora thermophila)、特异腐质霉(Humicola insolens)、疏棉状腐质霉(Humicola lanuginosa)、灰腐质霉(Humicolagrisea);和来源于特异腐质霉的GH45内切葡聚糖酶,其具有PCT专利申请号WO91/17243,SEQ ID NO:2中公开的氨基酸序列,或如WO96/29397中所述的来自土生梭孢霉的内切葡聚糖酶,或具有与上述酶有至少60%,优选至少70%,更优选75%,更优选至少80%,更优选85%,特别是至少90%同一性的氨基酸序列的变体;和来自下述细菌属:芽孢杆菌属(Bacillus)、假单胞菌属(Pseudomonas)、糖丝菌属(Saccharothrix)、纤维弧菌属(Cellvibrio)、嗜热单胞菌属(Thermomonospora),特别是来自下述种:迟缓芽孢杆菌(Bacillus lentus)、Bacillusagaradhaerens、地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)、Pseudomonas cellulosa、澳大利亚糖丝菌(Saccharothrix australiensis)、德克萨斯糖丝菌(Saccharothrixtexasensis)、外外安德糖丝菌(Saccharothrix waywayandensis)、喜冷糖丝菌(Saccharothrix cryophilis)、黄糖丝菌(Saccharothrix flava)、淡兰褐糖丝菌(Saccharothrix coeruleofusca)、长孢糖丝菌(Saccharothrix longispora)、易变糖丝菌荚膜亚种(Saccharothrix mutabilis ssp.capreolus)、气生菌落糖丝菌(Saccharothrixaerocolonigenes)、易变糖丝菌易变亚种(Saccharothrix mutabilis ssp.mutabilis)、丁香糖丝菌(Saccharothrix syringae)、混合纤维弧菌(Cellvibrio mixtus)、褐色高温单胞菌(Thermomonospora fusca)的细菌的纤维素酶。对作为WO94/01532,WO94/14953,WO96/11262,WO96/19570和WO96/29397公开的国际专利申请中提及的纤维素酶的详细公开进行了引用;其他实例是公开的EP271004中公开的纤维素酶。
具有抗再沉积作用的内切葡聚糖酶可从来自多种细菌来源的缺乏糖结合模块(CBM)的真菌内切葡聚糖酶获得。一些来源是特异腐质霉,作为DSM12648保藏的芽孢杆菌属菌种,作为FERM P-16067保藏的芽孢杆菌属菌种KSMS237,多粘类芽孢杆菌(Panibacilluspolymyxa)和Panibacillus pabuli。具体的抗再沉积内切葡聚糖酶公开于WO91/17244(通过提述并入本文)的图14,WO04/053039SEQ ID NO:2(通过提述并入本文),JP2000210081的SEQ IDNO:1的位置1至824(通过提述并入本文)。
可用于本发明的方法中的可商购的纤维素酶产品的实例为: Acid,Ultra(均可从Novo Nordisk A/S,DK-2880Bagsvaerd,Denmark获得);IndiageTM,PrimafastTM(两者均来自GenencorInternational Inc.,U.S.A.);PowerstoneTM(from Iogen,Canada);EcostoneTM,BiotouchTM(两者均来自AB Enzymes,Finland);RocksoftTM(来自CPN,U.S.A.),和SankoBioTM(来自Meiji/Rakuto Kasei Ltd.,Japan)。
蛋白酶
在一个优选实施方案中,本发明中使用蛋白酶。合适的蛋白酶包括动物、植物或微生物来源的那些。优选微生物来源。包括化学修饰或蛋白质工程的突变体。所述蛋白酶可例如为金属蛋白酶(EC3.4.17或EC3.4.24)或丝氨酸蛋白酶(EC3.4.21),优选碱性微生物蛋白酶或胰蛋白酶样蛋白酶。碱性蛋白酶的实例为枯草杆菌蛋白酶(EC3.4.21.62),特别是来源于芽孢杆菌属的那些,例如枯草杆菌蛋白酶Novo,枯草杆菌蛋白酶Carlsberg,枯草杆菌蛋白酶309,枯草杆菌蛋白酶147和枯草杆菌蛋白酶168(描述于WO89/06279)。胰蛋白酶样蛋白酶的实例为胰蛋白酶(例如猪或牛来源的)和描述于WO89/06270和WO94/25583的镰孢属蛋白酶。
优选的可商购的蛋白酶包括 和(Novozymes A/S), PurafectFN2TM,和FN3TM(Genencor InternationalInc.)。
脂肪酶
在本发明的其它实施方案中,本发明中使用脂肪酶。合适的脂肪酶包括细菌或真菌来源的那些。就此而言,包括此类脂肪酶化学或遗传修饰的变体。所述脂肪酶可例如为三酰基甘油脂肪酶(EC3.1.1.3),磷脂酶A2(EC3.1.1.4),溶血磷脂酶(EC3.1.1.5),甘油一酯脂肪酶(EC3.1.1.23),半乳糖脂肪酶(EC3.1.1.26),磷脂酶A1(EC3.1.1.32),脂蛋白脂肪酶(EC3.1.1.34)。可用的脂肪酶的实例包括疏棉状腐质霉(Humicola lanuginosa)脂肪酶,如公开于EP258068和EP305216;曼赫根毛霉(Rhizomucor miehei)脂肪酶,例如公开于EP238023,或来自特异腐质霉,如公开于WO96/13580;假丝酵母属(Candida)脂肪酶,如南极假丝酵母(C.antarctica)脂肪酶,例如描述于EP214761的南极假丝酵母脂肪酶A或B;假单胞菌属脂肪酶,如描述于EP721981(例如,可从具有保藏登录号FERM BP-4772的假单胞菌属菌种SD705菌株获得的脂肪酶),PCT/JP96/00426,PCT/JP96/00454(例如P.solanacearum脂肪酶),EP571982或WO95/14783(例如门多萨假单胞菌(P.mendocina)脂肪酶)的那些之一,产碱假单胞菌(P.alcaligenes)或假产碱假单胞菌(P.pseudoalcaligenes)脂肪酶,例如描述于EP218272,洋葱假单胞菌(P.cepacia)脂肪酶,例如描述于EP331376,施氏假单胞菌(P.stutzeri)脂肪酶,例如描述于GB1372034,或萤光假单胞菌(P.fluorescens)脂肪酶;芽孢杆菌属脂肪酶,例如枯草芽孢杆菌脂肪酶(Dartois等(1993)Biochemica et BiophysicaActa1131:253-260),嗜热脂肪芽孢杆菌(B.stearothermophilus)脂肪酶(JP64/744992)和微小芽孢杆菌(B.pumilus)脂肪酶(WO91/16422)。
合适的可商购的脂肪酶包括和Lipolase (可从Novozymes A/S获得),M1LipaseTM和LipomaxTM(可从GenencorInc.获得)和Lipase P"Amano"(可从Amano Pharmaceutical Co.Ltd.获得)。可商购的角质酶包括来自Genencor Inc.的LumafastTM。
角质酶
在其他实施方案中,本发明中使用角质酶。潜在可用类型的脂肪分解酶包括角质酶(EC3.1.1.74),例如如WO88/09367中所述的来源于门多萨假单胞菌的角质酶,或来源于豌豆腐皮镰孢(Fusarium solani pisi)(描述于,例如WO90/09446)。由于角质酶的脂肪分解酶活性,其与脂肪酶对于相同的污迹可为有效的。可商购的角质酶包括来自GenencorInc.的LumafastTM。
淀粉酶
在其它实施方案中,本发明中使用淀粉酶。淀粉酶包括例如细菌或真菌来源的α-淀粉酶(EC3.2.1.1),β-淀粉酶(EC3.2.1.2)和/或葡糖淀粉酶(EC3.2.1.3)。就此而言包括此类淀粉酶的化学或遗传修饰的突变体。对于本发明α-淀粉酶是优选的。相关的α-淀粉酶包括,例如可从芽孢杆菌属菌种,特别是地衣芽孢杆菌的特定菌株获得的α-淀粉酶,其在GB1296839中更详细描述。
可用的淀粉酶的进一步实例是来源于芽孢杆菌属菌种菌株WO95/26397(通过提述并入本文)的SEQ ID NO:1和2中所示的α-淀粉酶;来源于芽孢杆菌属菌种DSM12649、作为WO00/60060(通过提述并入本文)中的SEQ ID NO:2公开的AA560α-淀粉酶,和AA560α-淀粉酶的变体,包括实施例7和8(通过提述并入本文)中公开的AA560变体。
相关的可商购的淀粉酶包括 TermamylTMUltra,和(均可从from Novozymes A/S,Bagsvaerd,Denmark获得),以及和P(可从DSM,Holland获得)以及Purastar OxAm和PoweraseTM(可从Danisco A/S获得)。
其它可用的淀粉酶为CGT酶(环糊精葡聚糖转移酶,EC2.4.1.19),例如可从芽孢杆菌属、热厌氧杆菌属(Thermoanaerobactor或Thermoanaerobacterium)的菌种获得的那些。
半纤维素酶
在其他实施方案中,本发明中使用半纤维素酶。半纤维素酶是植物细胞壁中最复杂的一类非淀粉多糖。它们由木糖、阿拉伯糖、半乳糖、甘露糖和/或葡萄糖的聚合物组成,通常高度支化,并与其它细胞壁结构相连。本发明的半纤维素酶因此包括具有木聚糖分解活性,阿拉伯糖分解活性,半乳糖分解活性和/或甘露糖分解活性的酶。本发明的半纤维素酶可例如选自木聚糖酶(EC3.2.1.8,EC3.2.1.32,和EC3.2.1.136),木葡聚糖酶(EC3.2.1.4和EC3.2.1.151),阿拉伯呋喃糖苷酶(EC3.2.1.55),乙酰木聚糖酯酶(EC3.1.1.72),葡糖醛酸糖苷酶(EC3.2.1.31,EC3.2.1.56,EC3.2.1.128和EC3.2.1.139),葡聚糖水解酶(EC3.2.1.11,EC3.2.1.83和EC3.2.1.73),阿魏酸酯酶(EC3.1.1.73),香豆酸酯酶(EC3.1.1.73),甘露聚糖酶(EC3.2.1.25;EC3.2.1.78和EC3.2.1.101),阿拉伯糖苷酶(EC3.2.1.88),阿拉伯聚糖酶(EC3.2.1.99),半乳聚糖酶(EC3.2.1.89,EC3.2.1.23和EC3.2.1.164)和苔聚糖酶(lichenases)(EC3.2.1.73)。然而,这不应认为是穷举性的列表。
甘露聚糖酶对于本发明是优选的半纤维素酶。甘露聚糖酶水解由半乳甘露聚糖构成的生物聚合物。含有甘露聚糖的污迹常常包括瓜尔胶和刺槐豆胶,它们在食品和化妆品中广泛用作稳定剂。合适的甘露聚糖酶包括细菌或真菌来源的那些。包括化学或遗传修饰的突变体。在一个优选实施方案中,所述甘露聚糖酶来源于芽孢杆菌属的菌株特别是芽孢杆菌属菌种I633,公开于WO99/64619(通过提述并入本文)的SEQ ID NO:2的位置31至330或SEQ ID NO:5,或来源于Bacillus agaradhaerens,例如来自模式株DSM8721。合适的可商购的甘露聚糖酶是由Novozymes A/S生产的或Genencor(Danisco的一个部门)生产的PurabriteTM。
木聚糖酶对于本发明是优选的半纤维素酶。合适的可商购的木聚糖酶是HC(可从Novozymes A/S获得)。
果胶酶
在其他实施方案中,本发明中使用果胶酶。术语果胶酶或果胶分解酶旨在包括任何根据本领域定义的果胶酶,其中果胶酶是一组催化糖苷键切割的酶。基本上存在三种类型的果胶分解酶:果胶酯酶,其仅从果胶去除甲氧基残基,多种解聚酶,和原果胶酶,其溶解原果胶以形成果胶(Sakai等,(1993)Advances in Applied Microbiology vol.39pp213-294)。可用于本发明的果胶酶或果胶分解酶的实例是果胶酸裂合酶(EC4.2.2.2和EC4.2.2.9),多聚半乳糖醛酸酶(EC3.2.1.15和EC3.2.1.67),多聚甲基半乳糖醛酸酶,果胶裂合酶(EC4.2.2.10),半乳聚糖酶(EC3.2.1.89),阿拉伯聚糖酶(EC3.2.1.99)和/或果胶酯酶(EC3.1.1.11)。
合适的果胶分解酶包括描述于WO99/27083,WO99/27084,WO00/55309和WO02/092741的那些。
合适的果胶酸裂合酶包括细菌或真菌来源的那些。包括化学或遗传修饰的突变体。在一个优选实施方案中,所述果胶酸裂合酶来源于芽孢杆菌属的菌株,特别是枯草芽孢杆菌(Bacillus substilis)的菌株,特别是在WO02/092741的实施例6中公开的SEQ ID NO:2或其变体所公开的枯草芽孢杆菌DSM14218(通过提述并入本文)或WO03/095638中公开的变体(通过提述并入本文)。或者,所述果胶酸裂合酶来源于地衣芽孢杆菌(Bacilluslicheniformis)的菌株,特别是WO99/27083中作为SEQ ID NO:8公开的果胶酸裂合酶(通过提述并入本文)或如WO02/06442中所述的其变体。
合适的可商购的果胶酸裂合酶为Novozymes A/S生产的或X
纺织品组合物
本发明亦涵盖包含GH61多肽和纤维素酶的纺织品组合物。
所述纺织品组合物可适于特定用途,如生物石洗或生物抛光。将GH61多肽与纤维素酶一同使用可提供改善的纺织品性能如提高粗斜棉布磨蚀水平,降低返沾色水平,促进染料从纺织品释放,使颜色清晰和减少起球。
在本发明中,GH61多肽通过减少达到相同程度的磨蚀或去球所需的纤维素酶的量来增强纤维素酶活性。
在本发明的一些实施方案中,含有GH61多肽和纤维素酶的组合物进一步包含增强生物抛光和/或生物石洗工艺,和/或提供涉及例如可染色性(dyeability)和/或可润湿性(wettability)方面的较佳作用的其它组分,包括但不限于其它酶,以及表面活性剂、漂白剂、消泡剂、洗涤助剂系统(builder system)等中的一种或多种。
适用于本发明的酶包括但不限于蛋白酶、脂肪酶、角质酶、淀粉酶、果胶酶、半纤维素酶、氧化酶、过氧化物酶、漆酶和转移酶。
在一个实施方案中,所述纺织品组合物包含一种或多种GH61多肽,其选自下组:与SEQ ID NO:1,SEQ ID NO:2,SEQ ID NO:3,SEQ ID NO:4,SEQ ID NO:5,SEQ ID NO:6,SEQID NO:7,SEQ ID NO:8,SEQ ID NO:9,SEQ ID NO:10,SEQ ID NO:11,SEQ ID NO:12,SEQ IDNO:13,SEQ ID NO:14,SEQ ID NO:15,SEQ ID NO:16,SEQ ID NO:17,SEQ ID NO:18,SEQIDNO:19,SEQ ID NO:20,SEQ ID NO:21,SEQ ID NO:22,SEQ ID NO:23,SEQ ID NO:24,SEQ IDNO:25,SEQ ID NO:26,SEQ ID NO:27,SEQ ID NO:28,SEQ ID NO:29,SEQ ID NO:30,SEQ IDNO:31,或SEQ ID NO:32的成熟多肽具有至少60%,例如至少65%,至少70%,至少75%,至少80%,至少85%,至少90%,至少91%,至少92%,至少93%,至少94%,或至少95%,至少96%,至少97%,至少98%,至少99%,或至少100%的同一性程度的氨基酸序列。
在一个甚至更优选的方面,所述纺织品组合物进一步包含辅助物质,如半胱氨酸。
所述纺织品组合物可为任何形式,如固体、液体、糊、凝胶或其任意组合。
工艺条件
GH61多肽与纤维素酶的组合可在纺织品制造工艺过程中,特别是在生物石洗或生物抛光工艺中使用。
建议在本发明中使用的合适的液/纺织品比例可为约20:1至约1:1的范围,优选约15:1至约3:1的范围,更优选15:1至5:1的范围(体积/重量,ml/mg)。
在常规“生物石洗”或“生物抛光”工艺中,反应时间通常在约10分钟至约8小时的范围,优选所述反应时间在约20分钟至约180分钟的范围,更优选反应时间在约30分钟至约150分钟的范围,最优选反应时间在约45分钟至约120分钟的范围。
反应介质的pH极大地取决于所讨论的酶。优选地,本发明的工艺在约pH3至约pH11的范围,优选约pH4至约pH8的范围,或约pH4.5至约pH7.5的范围的pH进行。
本发明的工艺能够在低于90℃,优选低于75℃,更优选低于65℃,更优选低于50℃,更优选低于40℃,甚至更优选低于30℃的温度起作用。
在一些实施方案中,本发明的工艺在5至90℃,优选10至90℃,优选10至80℃,更优选10至75℃,更优选15至65℃,更优选20至65℃,更优选30至65℃,和甚至更优选30至55℃的温度范围进行。
酶剂量极大地取决于酶反应时间,即相对较短的酶反应时间需要相对增加的酶剂量,反之亦然。一般而言,可以根据可用的反应时间规定酶剂量。
根据本发明的方法要使用的GH61多肽的量取决于许多因素,但根据本发明水性介质中GH61多肽的浓度可为约0.001至约10毫克酶蛋白每克织物,优选0.02-5毫克酶蛋白每克织物,优选0.05-2毫克酶蛋白每克织物,更优选0.04-0.6毫克酶蛋白每克织物。
根据本发明的方法待施用的纤维素酶(或纤维素分解酶)的量取决于许多因素,但根据本发明水性介质中纤维素分解酶的浓度可为约0.001至约10毫克酶蛋白每克织物,优选0.02-5毫克酶蛋白每克织物,更优选0.05-2毫克酶蛋白每克织物。
根据本发明,辅助物质,如L-半胱氨酸在水性介质中的浓度可为优选0.1-50mM,更优选0.5-25mM,更优选1-10mM,甚至更优选4-8mM。
本发明的方法中使用的水性组合物可进一步包括一种或多种选自下组的酶:蛋白酶,脂肪酶,角质酶,纤维素酶,半纤维素酶,果胶酶,淀粉酶,氧还酶,过氧化物酶,漆酶和转移酶。
本发明的工艺与不用糖基水解酶家族61多肽处理的纺织品组合物相比可提供增加的磨蚀水平和/或低返沾色水平的作用。本发明的工艺亦可增强从织物的染料释放,这会给予织物在处理之后不同的风格。
实施例
材料和方法
Cellusoft Neupolish(土生梭孢霉单组分内切葡聚糖酶产品,可从Novozymes A/S商购)
Carezyme(单组分特异腐质霉GH45内切葡聚糖酶产品,可从NovozymesA/S商购)
(里氏木霉多组分纤维素酶产品,可从Novozymes A/S商购)
Ta GH61的成熟多肽:SEQ ID NO:1的氨基酸22至249所示的橙橘嗜热子囊菌(Thermoascus aurantiacus)GH61A多肽(描述于WO2005/074656)
Af GH61的成熟多肽:SEQ ID NO:2的氨基酸22至250所示的烟曲霉(Aspergillusfumigatus)GH61B多肽(描述于US2010124769)
Ts GH61的成熟多肽:SEQ ID NO:33的氨基酸22至320所示的Talaromycesstipitatus GH61多肽(UNIPROT:B8M2G3)
颜色测量
粗斜棉布的磨蚀水平和返沾色水平通过用预校正的DataColor SF450X测量反射率来确定,或者可使用等效的装置。对于每个样品取四个读数,并使用读数的平均值。用CIEL*指标在样品的蓝色面(正面)上评价磨蚀水平,而用CIE b*指标在样品的背面上评价返沾色水平。
L*表示黑白(white/black)在0至100的尺度上的变化,L*的减少意味着黑色的增加(白色的减少),而L*的增加意味着白色的增加(黑色的减少)。ΔL*单位=用某种纤维素酶处理过的样品(swatch)的L*-在纤维素酶处理之前样品的L*。ΔL*单位越大,粗斜棉布的磨蚀水平越高,例如ΔL*单位为4的磨蚀水平比ΔL*单位为3更高。
b*表示蓝/黄的变化,b*的减少意味着蓝色的增加(黄色的减少),而b*的增加意味着黄色的增加(蓝色的减少)。Δb*单位=用某种纤维素酶处理过的样品的b*-在纤维素酶处理之前样品的b*。Δb*单位越大对应的返沾色水平越低,例如Δb*单位为-1.5的返沾色水平比Δb*单位为-2.5更低。
染料释放
染料释放能力用预校正的分光光度计UV1700确定。收集来自每个烧杯的处理液,并在4000rpm离心15分钟,以进一步收集上清供在590nm的吸收测定。更高的OD590值意味着更多染料从织物释放至溶液中,这会给予织物新的整理风格。
蛋白含量
酶产物中的酶蛋白可用BCATM蛋白质测定试剂盒(产品号23225,商业上可从ThermoFisher Scientific Inc.获得)根据产品说明书来测量。
实施例1:在Launder-O-meter中用纤维素酶和Ta GH61进行的粗斜棉布磨蚀
在Launder-O-Meter(SDL-Atlas LP2)中测试Ta GH61的成熟多肽对CellusoftNeupolish磨蚀粗斜棉布的作用,包括磨蚀、返沾色和处理浴的颜色。
将生粗斜棉布退浆并切割为12.5cm高和23cm长。对粗斜棉布进行剪切和缝纫,形成高12.5cm、重约14g的管。将管置于经调理的房间(65%相对湿度,20℃)24小时,然后将它们编号,用分析天平称重,并记录。在每个500ml烧杯中放置一根经调理的管,蓝色面向内。对于每个烧杯,使用30个大螺母(M10M6M-SR-A4-80,耐酸的),10个小螺母(M6M6M-SR-A4-80,耐酸的),7个大的星形磁铁(直径17mm,产品号3-CO-411117,Cowie,Schweizvia Bie&Berntsen),和3个小的星形磁铁(直径14mm,产品号3-CO-11117,Cowie,Schweiz via Bie&Berntsen)提供机械协助。然后根据表1基于实际织物重量的计算添加缓冲液(50mM磷酸盐缓冲液,pH=6.5)和酶溶液,以使总体积为大约50ml,可构成3.8:1(v/w)的液体对织物比。
将Launder-O-Meter(LOM)机器在选择所需程序之后启动,该机器当温度达到55℃时会保持。给每个烧杯盖上内衬有2个氯丁橡胶(neoprin)垫圈的盖,并用金属卡装装置(clamping device)紧密封闭。将烧杯加载入经预热的LOM。使用金属架容纳6个烧杯并将它们以水平姿势固定于4个筒(drum)位置的每一个中。封闭LOM盖,并继续洗涤程序,并开始计时。2小时之后,移出所有烧杯,并将粗斜棉布样品转移至灭活溶液(2g/L碳酸钠)在85℃保持10分钟。然后将样品在热水中漂洗2次,并在冷水中漂洗2次。将粗斜棉布样品滚筒烘干(tumble dry)(AEG,LAVATHERM37700,Germany),然后在20℃,65%相对湿度调理24小时,再进行评估。
亦收集来自每个烧杯的处理液,并在4000rpm离心15分钟,以进一步收集上清以供在590nm用Spectrophotometer UV1700的吸收测定。
粗斜棉布样品的磨蚀和返沾色水平通过用预校正的DataColor SF450X测量反射率来确定。对于每个样品取四个读数。用指标CIE L*在样品的蓝色面上评估磨蚀水平,而用指标CIE b*在样品的背面上评价返沾色水平。对于L*和b*两者,对于每个织物进行4次读数,并使用四次读数的平均值。
通过BCATM蛋白质测定试剂盒来测量来自Cellusoft Neupolish的纤维素酶。如表1中所示,与0.05mg酶蛋白/g织物的来自Cellusoft Neupolish的纤维素酶一起添加0.042或0.672mg Ta GH61/g织物使磨蚀水平从7.11增加至8.73或8.14(表示为织物正面的ΔL*),而使得返沾色保持或甚至从-3.58略微减少至-3.41或-3.21(表示为织物背面的Δb*)。另一个值得注意的作用是,随着Ta GH61的添加,处理浴的颜色显著变深。且浴颜色的增加作用与Ta GH61的剂量一致。在粗斜棉布磨蚀过程中观察到纤维素酶和Ta GH61之间在增加浴颜色方面的协同作用,其中与纤维素酶一同使用更高剂量的GH61给出0.62的OD590结果。
表1:在LOM中在55℃,pH6.5,2小时的粗斜棉布磨蚀的结果
备注:对于每个酶组合为三次样品的平均值
实施例2:在LOM中用纤维素酶和添加的Af GH61进行的粗斜棉布磨蚀
亦用与实施例1相同的实验方案测试了Af GH61的成熟多肽对CellusoftNeupolish磨蚀粗斜棉布的作用。此处处理时间为2小时。
如表2中所示,发现与0.016mg酶蛋白/g织物的来自Cellusoft Neupolish的纤维素酶一起添加0.032mg Af GH61/g织物增强了磨蚀,这表现为随着AfGH61的添加,ΔL*从7.1增加至8.1。且Af GH61亦使得浴更加带蓝色(bluish),表明染料从织物至上清的释放增加,这表现为溶液中更高的OD590值。
表2:在LOM中在55℃,pH6.5,2小时的粗斜棉布磨蚀的结果
备注:对于每个酶组合为三个样品的平均值
实施例3:在LOM中用纤维素酶,Ta GH61和L-半胱氨酸进行的粗斜棉布磨蚀
在LOM中测试L-半胱氨酸对Cellusoft Neupolish和CellusoftNeupolish/Ta GH61成熟多肽的混合物磨蚀粗斜棉布的作用。测试条件与实施例1相同,只是将0-20mM L-半胱氨酸与Cellusoft Neupolish或CellusoftNeupolish/Ta GH61混合物一同添加。该实施例中处理时间设为0.5小时。
如表3中所示,确认了与0.05mg酶蛋白/g织物的来自Cellusoft Neupolish的纤维素酶一同添加0.05mg Ta GH61/g织物可将磨蚀从1.14改善至1.59,而将返沾色水平从-1.54减少至-1.36。随着Ta GH61的添加,浴也变得更带蓝色。而且在Cellusoft Neupolish/Ta GH61中进一步添加5mML-半胱氨酸作为辅助物质可将磨蚀从1.59增强至1.80的更高水平,并将返沾色从-1.36减少至-1.26。发现5mM是L-半胱氨酸作为混合物的增强剂,以实现更高水平的磨蚀和更带蓝色的浴的合适浓度。当浓度进一步增加至10或20mM时,L-半胱氨酸丧失了其增强作用,或甚至成为混合物的抑制剂。
表3:在55℃,pH6.5,0.5小时在LOM中重悬于磨蚀的结果
备注:对于每个酶组合为三个样品的平均值
实施例4:在Wascator中用纤维素酶和Ta GH61进行的粗斜棉布磨蚀
在Wascator(Electrolux,Switzerland)中进行粗斜棉布磨蚀试验。对于每次试验,将五根两种类型的粗斜棉布管加上一小片粗斜棉布填充物(filler)(其重至约1kg)一同加载。使用1.0g/L乙酸钠和乙酸将溶液控制在pH6-7。使用DatacolorSF450,用指标CIEL*在样品的蓝色面上评估磨蚀水平,并用指标CIE b*在样品的背面上评估返沾色水平。对于L*和b*两者,对于每个织物均进行了8次读数。为比较洗涤样式亦应用了肉眼检查。试验条件如下所述:
如表4中所示,通过将8.25 mg Ta GH61与来自Cellusoft Neupolish 的纤维素酶或来自Carezyme的纤维素酶一同添加,显著地提高了磨蚀水平并降低了返沾色水平。对于Cellusoft NeupolishTa GH61的添加使粗斜棉布正面L*增加了1.52,但仅使得粗斜棉布返沾色b*略微增加了0.19。对于Carezyme 4500T,Ta GH61的添加同时使得磨蚀增加0.74 L*并使得返沾色减少0.09。并且,肉眼检查确认了Ta GH61对于两种纤维素酶的提高磨蚀和降低返沾色作用。
表4:在Wascator中55℃,pH6-6.5,2小时粗斜棉布磨蚀的结果
备注:对于每个酶组合为两个重复样品的平均值
实施例5:在LOM用纤维素酶和添加的Ts GH61进行的粗斜棉布磨蚀
在与实施例1相同的实验方案下用Cellusoft Neupolish测试Ts GH61(Talaromyces stipitatus GH61)。处理时间为2小时。
如表5中所示,使用0.016mg酶蛋白/g织物的来自Cellusoft Neupolish的纤维素酶,发现0.032mg Ts GH61/g织物的添加增强磨蚀水平。
表5:在55℃,pH6.5,2小时在LOM中粗斜棉布磨蚀的结果
备注:对于每个酶组合为三个样品的平均值
如表5中所示,与仅用纤维素酶相比,Ts GH61与纤维素酶的组合物根据织物正面的ΔL*使得磨蚀水平从6.6增加至7.5。
实施例6:在LOM中用纤维素酶和添加的Ta GH61a的粗斜棉布磨蚀
按照与实施例1相同的实验方案测试Ta GH61与(多组分纤维素酶产品)一同对粗斜棉布磨蚀性能的作用。处理时间为2小时。
如表6中所示,使用0.8mg酶蛋白/g织物的纤维素酶,发现0.032或0.128mg TaGH61a/g织物的添加对于Cellusoft L.提高了磨蚀并降低了返沾色。
表6:在LOM中55℃,pH5,2小时粗斜棉布磨蚀的结果
备注:对于每个酶组合为三个样品的平均值
如表6中所示,与仅使用0.8mg纤维素酶/g织物相比,添加0.032或0.128mg TaGH61/g织物与纤维素酶一起使得磨蚀水平从7.8分别增加至8.1和8.7(表现为织物正面的ΔL*)。此外,Ta GH61a的添加可降低在粗斜棉布背面上的返沾色水平,表现为当Ta GH61a剂量分别为0、0.032、0.128mg/g时,Δb*从-3.8增加至-3.0和-3.5。
本文描述和要求保护的本发明并不局限于本文公开的具体方面的范围内,因为这些方面旨在作为本发明几个方面的说明。旨在将任何等同的方面包含于本发明的范围内。实际上,从前面的说明中,除本文所显示和描述的之外,本发明的多种修改对于本领域的技术人员来说是显而易见的。这些修改也旨在落入所附的权利要求的范围内。在冲突的情况下,以包括定义的本公开为准。
Claims (16)
1.一种制造纺织品的方法,其中该方法在水溶液中在纤维素酶存在下用糖基水解酶家族61多肽处理纺织品,其中所述纤维素酶是内切葡聚糖酶。
2.权利要求1的方法,其中所述方法施用于生物石化工艺。
3.权利要求1的方法,其中所述纺织品是经染色的纤维素性或含纤维素的织物。
4.权利要求3所述的方法,其中所述纺织品是粗斜棉布织物。
5.权利要求4所述的方法,其中所述纺织品是经靛蓝染色的粗斜棉布织物。
6.权利要求1的方法,其中方法施用于生物抛光工艺。
7.权利要求6的方法,其中所述纺织品是纱线、织物或衣物。
8.权利要求1至7任一项的方法,其中所述水溶液进一步包含一种或多种选自下组的酶:蛋白酶、脂肪酶、角质酶、淀粉酶、果胶酶、半纤维素酶、氧还酶、过氧化物酶、漆酶和转移酶。
9.权利要求1至7任一项的方法,其中将辅助物质与糖基水解酶家族61一同使用。
10.权利要求9的方法,其中所述辅助物质是半胱氨酸。
11.权利要求1至7任一项的方法,其中将所述糖基水解酶家族61多肽以0.05-2毫克酶蛋白每克纺织品的范围施用。
12.权利要求1至7任一项的方法,其中所述纤维素酶以0.05-2毫克酶蛋白每克纺织品的范围施用。
13.权利要求1至7任一项的方法,其中所述方法在pH 4.5至pH 7.5的范围的pH进行。
14.权利要求1至7任一项的方法,其中所述方法在30至65℃的范围进行。
15.权利要求1至7任一项的方法,其中上述方法进行30至120分钟。
16.权利要求1至7任一项的方法,其中所述辅助物质以1至10mM的范围施用。
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CN1131966A (zh) * | 1993-09-27 | 1996-09-25 | 诺沃挪第克公司 | 处理染色织物的组合物和方法 |
CN1168705A (zh) * | 1994-12-05 | 1997-12-24 | 诺沃挪第克公司 | 获得起球形成趋势降低的纤维素纺织物的方法 |
CN101321857A (zh) * | 2005-09-30 | 2008-12-10 | 诺维信股份有限公司 | 用于增强纤维素材料降解或转化的方法 |
CN101809150A (zh) * | 2007-05-31 | 2010-08-18 | 诺维信股份有限公司 | 提高多肽的纤维素分解增强活性的方法 |
-
2011
- 2011-12-14 CN CN201180068871.1A patent/CN103403249B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
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