CN104640996A - 利用ii型曲霉菌胃蛋白酶制备明胶的方法 - Google Patents

利用ii型曲霉菌胃蛋白酶制备明胶的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104640996A
CN104640996A CN201380048159.4A CN201380048159A CN104640996A CN 104640996 A CN104640996 A CN 104640996A CN 201380048159 A CN201380048159 A CN 201380048159A CN 104640996 A CN104640996 A CN 104640996A
Authority
CN
China
Prior art keywords
collagen
gelatin
aspergillopepsin
enzyme
peptide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201380048159.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104640996B (zh
Inventor
权中华
莫妮卡·戴安娜·弗拉西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DSM IP Assets BV
Original Assignee
DSM IP Assets BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DSM IP Assets BV filed Critical DSM IP Assets BV
Priority to CN201380048159.4A priority Critical patent/CN104640996B/zh
Publication of CN104640996A publication Critical patent/CN104640996A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104640996B publication Critical patent/CN104640996B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/78Connective tissue peptides, e.g. collagen, elastin, laminin, fibronectin, vitronectin or cold insoluble globulin [CIG]
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/14Hydrolases (3)
    • C12N9/48Hydrolases (3) acting on peptide bonds (3.4)
    • C12N9/50Proteinases, e.g. Endopeptidases (3.4.21-3.4.25)
    • C12N9/58Proteinases, e.g. Endopeptidases (3.4.21-3.4.25) derived from fungi
    • C12N9/62Proteinases, e.g. Endopeptidases (3.4.21-3.4.25) derived from fungi from Aspergillus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P21/00Preparation of peptides or proteins
    • C12P21/06Preparation of peptides or proteins produced by the hydrolysis of a peptide bond, e.g. hydrolysate products
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)

Abstract

本发明涉及一种制备明胶的方法,其包括用包含与SEQ ID NO:1氨基酸序列具有至少70%同一性的酸性蛋白酶的酶组合物温育含胶原的材料的步骤,以及制备明胶。本发明涉及通过本文所公开的方法制备的明胶。

Description

利用II型曲霉菌胃蛋白酶制备明胶的方法
技术领域
本发明属于一种通过对胶原进行酶处理来制备明胶的方法。
背景技术
明胶是通过使胶原增溶而获得的肽和蛋白质的混合物。胶原主要是通过使用碱或酸预处理从各种动物副产品(例如骨和表皮)提取而来。
传统上,明胶可使用热水从胶原中提取,其中进行多级提取以使胶原增溶成明胶。通常,可使用三个热水提取温度级:(1)50-55℃;(2)60-65℃;和(3)70-75℃。提取中所用的水温越高,则获得的胶原增溶越高,而明胶强度越低。胶原包含三条多肽链,所谓的α链(α、α1和α2),这些胶原肽在提取期间被增溶。增溶后,可对明胶(增溶的胶原)进行进一步的处理,例如过滤、澄清和干燥。
使用热水提取明胶的缺点是浸灰(liming)工艺和提取工艺需要大量的水和较长的时间。
作为替代,已描述用于从胶原中提取明胶的酶法工艺。酶通常用于改进或代替明胶工艺中的预处理步骤(例如浸灰),或用于提高较低温度下热水提取期间的明胶产率。
CN102051130比较了酸性蛋白酶、胃蛋白酶(pepsin)和若干种中性蛋白酶用于从脱脂脱矿的骨中提取明胶的用途。CN102051130中所公开的方法的缺点是明胶提取中仍需要大量的水,并且要施加额外的加热步骤来获得高明胶产率。
CN102329843公开了来自黑曲霉(A.niger)的酸性蛋白酶用于从骨胶原中提取明胶的用途,其中酶促反应需要小心控制以防止酶过度反应。
本领域中已知的用于明胶提取的酶法的缺点是胶原的非特异性蛋白水解裂解。所用广谱蛋白酶如果未经小心控制就会产生小的蛋白质片段,并因此而降低明胶质量。
本发明的目的是提供一种用于酶法提取明胶的改进的方法,其中以高产率获得高质量的明胶。
发明内容
本发明涉及一种制备明胶的方法,其包括用包含与SEQ ID NO:1具有至少70%同一性的酸性蛋白酶的酶组合物温育含胶原的材料的步骤,以及制备明胶。
出人意料地发现,在用本文所公开的包含酸性蛋白酶的酶组合物温育含胶原的材料的步骤期间,明胶产率高于用本领域已知的酶法所获得的明胶产率,同时保持了非常良好的明胶质量。本文所用的高产率为至少为60重量%,或至少为70重量%,或至少为75重量%的产率,良好的质量是指明胶的布卢姆值(Bloom value)为至少200,例如至少240或至少260。无需诸如加热处理的进一步的提取步骤,在用酸性蛋白酶温育胶原材料的步骤中存在这些高产率值。因此这些进一步的提取步骤可省略,本文所公开的制备明胶的方法可有利地降低生产成本。
在另一个实施方式中,本发明涉及具有相对于胶原α肽的重量至少10重量/重量%的大小为70至90kDa肽的明胶。
发明详述
本发明涉及一种制备明胶的方法,其包括用包含与SEQ ID NO:1氨基酸序列具有至少70%同一性的酸性蛋白酶的酶组合物温育含胶原的材料的步骤,以及制备明胶。
本文所用的方法中的酸性蛋白酶为最佳pH值为酸性pH值(例如介于1和6之间,或介于2和5之间,或介于3和4之间)的蛋白酶。
本文所公开的方法中有利地使用酸性蛋白酶,因为其产生具有高布卢姆值和良好胶凝性质的明胶。与已知的蛋白酶相比,本文所公开的方法中使用的酸性蛋白酶似乎可将胶原裂解成比本领域中已知的蛋白酶组合物更大的片段。
酸性蛋白酶可为倾向于在蛋白质或肽的某个特定氨基酸位置对所述蛋白质或肽进行裂解的酶。酸性蛋白酶可例如为组氨酸特异性蛋白酶。已发现,当在本文所公开的蛋白酶中使用组氨酸特异性蛋白酶时,可获得高质量的明胶。
本文所公开的方法中的酸性蛋白酶不是广谱蛋白酶。
酶组合物有利地包含酸性蛋白酶,其中所述酸性蛋白酶占所述酶组合物中的蛋白质的重量百分比至少为80%,例如占所述酶组合物中的蛋白质的重量百分比至少为85%、90%、95%、98%或99%。已发现,包含重量百分比至少为80%的酸性蛋白酶蛋白质的酶组合物产生良好质量的明胶。通过本文所公开的方法制备的良好质量的明胶包含相对于明胶中胶原α肽的重量至少10重量/重量%的大小为70至90kDa的蛋白质。
因此,本文所公开的方法中的酶组合物包含呈纯形式的酸性蛋白酶。
所述酸性蛋白酶可与SEQ ID NO:1氨基酸序列具有至少75%、80%、85%、90%、92%、95%、98%、99%或100%同一性,或可包含SEQ ID NO:1。
所述酸性蛋白酶可源自任何合适的微生物,例如源自Rasamsonia、青霉菌(Penicillium)或曲霉菌(Aspergillus)属的真菌。优选地,酸性蛋白酶源自以下的种:踝节菌属埃默森蓝状菌(Rasamsonis emersonii)、产黄青霉菌(Penicillium chrysogenum)、米曲霉(Aspergillus oryzae)或黑曲霉(Aspergillus niger)。
用包含酸性蛋白酶的酶组合物温育含胶原的材料可在介于40℃和65℃之间,例如介于45℃和60℃之间,例如介于50℃和59℃之间,或介于52℃和58℃之间的温度下进行。
用酶组合物温育含胶原的材料可在介于1.0和4.5之间的pH,例如介于1.5和4之间的pH,例如介于2.0和3.5之间的pH下进行。
已发现,本文所公开的制备制备明胶的方法与热水、酸或碱工艺相比可在更短的时间段内进行,这具有较大的经济利益。用包含酸性蛋白酶的酶组合物温育含胶原的材料可在介于0.5小时和10小时之间,例如于1小时和8小时之间或介于2小时和6小时之间的时段内进行。
本文所公开的方法中制备的明胶包括使胶原增溶。使胶原增溶包括各个胶原链或肽之间的分子(例如氢)的部分水解或裂解。已发现,通过本文所公开的方法中的用酸性蛋白酶温育胶原,与用本领域中已知的酸性蛋白酶获得的增溶的胶原的量相比,可使更高量的胶原增溶。本文所公开的制备明胶的方法还可包括将增溶的胶原与不溶性胶原分离。
所述制备明胶的方法可包括干燥明胶的另外的步骤。
在一个实施例中,本发明涉及包含相对于明胶中胶原α肽的重量至少10重量/重量%的大小为70至90kDa的肽的明胶。所述明胶优选地包含量为相对于胶原α肽的重量至少10至90重量/重量%或至少20至80重量/重量%或至少30至70重量/重量%的大小为70至90kDa的肽。所述肽的大小可介于72至88kDa,或介于74至86kDa,例如介于76至84kDa。
本发明还涉及一种制备包含相对于明胶中胶原α肽的重量至少10重量/重量%的大小为70至90kDa的蛋白质的明胶的方法,如本文上文中进一步所定义的。
在一个实施方式中,本发明还涉及通过本文所公开的方法可获得的明胶。
定义
来自IUMB的对酶的分类和命名的国际公认的方案包括蛋白酶。该体系将蛋白酶分类成内切蛋白酶和外切蛋白酶。内切蛋白酶在本文中被定义为以内切方式水解多肽中的肽键并且属于EC 3.4类的酶。内切蛋白酶根据催化机制分为亚-亚类。存在丝氨酸内切蛋白酶(EC 3.4.21)、半胱氨酸内切蛋白酶(EC3.4.22)、天冬氨酸内切蛋白酶(EC 3.4.23)、金属内切蛋白酶(EC 3.4.24)和苏氨酸内切蛋白酶(EC 3.4.25)的亚-亚类。
序列同一性在本文中被定义为通过比较序列测定的两条或更多条氨基酸(多肽或蛋白质)序列之间的关系。通常,在所比较的序列的整个长度上比较序列同一性或相似性。在本领域中,“同一性”也表示氨基酸序列之间的序列相关度,这根据情况通过此类序列串之间的匹配来测定。
测定同一性的方法被设计为在所测试的序列之间给出最大匹配。测定同一性和相似性的方法被编码于公众可获得的计算机程序中。测定两条序列之间同一性和相似性的优选计算机程序方法包括BLASTP,公众可从NCBI和其它来源(BLAST Manual,Altschul,S.等人,NCBI NLM NIHBethesda,MD 20894)获得。使用BLASTP的氨基酸序列比较的优选参数为空位开放11.0、空位延伸1、Blosum 62矩阵。
含胶原的材料可为任何含胶原的物质,例如动物的骨或表皮,但也可为提取的或纯的胶原。胶原包含含有α肽(α、α1和α2)的链或肽。
明胶是肽和蛋白质的混合物并且提取自胶原,并且还可描述为胶原肽的胶原水解产物。
肽在本文中被定义为通过肽键连接的至少两条氨基酸构成的链。词语肽在本文中还可用于表示多肽。
多肽为包含至少30个氨基酸残基的链。
蛋白质由一个或多个折叠成球状或纤维形式的多肽组成。
组氨酸特异性蛋白酶为倾向于在肽或蛋白质中存在组氨酸残基的位置对肽或蛋白质进行裂解的蛋白酶。对酶裂解包括C端组氨酸残基的肽键的倾向性的测定使用Edans Dabcyl底物通过LC-MC/MC来进行,例如本文“材料和方法”章节中所述。
具有广谱活性的蛋白酶对裂解蛋白质或肽时不对特定氨基酸表现出倾向性。
附图说明
图1:在pH2、3和4下用Aspergillopepsin II于50℃、55℃和65℃温育后的可溶性胶原的产率。
图2:用pH 2.5的Aspergillpepsin I(AFP)和pH 4.5的木瓜蛋白酶获得的来自骨材料的可溶性胶原的产率相对于用pH 2.5的AspergillopepsinII(HSP)获得的来自骨材料的可溶性胶原的产率。为了比较,示出了pH4.5和pH 2.5下增溶而不添加酶的胶原的产率。
图3:Aspergillopepsin II作用所产生的胶原片段的SDS-PAGE分析。泳道1至3(从左到右):泳道1-在pH 4.5下不添加酶于50℃温育4小时的I型胶原;泳道2–SeeBluePlus2分子量标记;泳道3–在pH 4.5下用Aspergillopepsin II于50℃温育4小时的I型胶原。箭头指示大约80kDa的肽片段。
材料和方法
Aspergillopepsin II的制备
使用例如WO 98/46772中所述的方法使Aspergillopepsin II(II型曲霉菌胃蛋白酶;An01g00530;蛋白质序列SEQ ID NO:1)的基因在黑曲霉宿主中过表达。WO 98/46772公开了如何在含有乙酰胺的琼脂板上选择转化体,以及选择目标多拷贝整合子。含有多拷贝表达盒的黑曲霉转化体被选择用来进一步生产样品材料。转化的黑曲霉菌株在改良型CSM发酵培养基中发酵,pH 6.2(该培养基含有40g/l麦芽糖、30g/l Bacto大豆蛋白胨、70g/l柠檬酸三钠盐二水合物、15g/l(NH4)2SO4、1g/lNaH2PO4*2H2O、1g/l MgSO4*7H2O、1g/l L-Arg、0.25ml/l Clerol防沫剂)。将所得的培养液过滤,过滤灭菌,然后超滤浓缩。将酶施加到Q-琼脂糖FF XK 26/20柱上,在50mmol/l pH 5.6乙酸钠中进行层析,然后用盐梯度洗脱。通过在4-12%的SDS-PAGE(NuPAGE Bis-Tris Gel,Invitrogen)之后判断染色的蛋白质带的强度来定量各个级分中的Aspergillopepsin II蛋白质的存在。
Aspergillopepsin II蛋白酶活性(HPU)的测定
将20.0g来自牛血的血红蛋白(西格玛产品H2625)通过在室温下搅拌10分钟悬浮在大约700mL水中。在添加3.73g氯化钾(KCl)之后,用0.5mol/L盐酸将pH调节至1.75。用水将血红蛋白悬浮液的体积调节至1L。再次检查pH并调节至pH 1.75。
通过将如上文所公开制备的纯化Aspergillopepsin II溶解于含有3.73g/l KCl的KCl/HCl缓冲液(用2.0mol/L HCl调节至pH 1.75)中来制备酶溶液。为测试Aspergillopepsin II活性,将5ml血红蛋白溶液在40℃下加热,随后添加1ml活性介于5个和25个组氨酸蛋白酶单位(HPU/mL)的酶溶液来开始反应。30分钟后,通过添加5ml三氯乙酸溶液(140g/l)来终止反应以沉淀较大的肽片段。向5mL血红蛋白溶液和5ml三氯乙酸溶液的混合物中添加1.0ml酶样品来进行空白测量。将管在40℃下温育30分钟以完成沉淀。离心后,测量含有小肽的澄清上清液在275nm的光密度。将结果与1.1μg/mL L-酪氨酸溶液进行比较。
一个HPU是酶的量,该酶每分钟水解的血红蛋白的量使得溶液在275nm的光密度等于在0.1mol/L HCl溶液中含有1.10μg L-酪氨酸/ml的溶液的光密度。测试条件为:pH为1.75、温度为40℃、温育期间的血红蛋白浓度为16.7g/l。
活性(HPU/mL)=(OD样品–OD空白/S)×11/30
其中:
Aspergillopepsin II裂解涉及组氨酸的肽键的特异性
使用E(Edans)-AAXAAK-(Dabcyl)-NH2(SEQ ID NO:2)荧光底物试剂盒来测试Aspergillopepsin II的裂解倾向性,其中“A”表示丙氨酸残基,“X”表示19个不同的各个氨基酸残基,均通过它们的单字母代码来指明。Dabcyl在底物完整时淬灭Edans荧光,在底物裂解时便不再淬灭Edans荧光。所述底物因此被称为荧光共振能量转移(FRET)肽。底物储液是用DMSO配成5mM浓度的溶液。反应混合物包含:195微升的100mM乙酸钠缓冲液(pH 4.0)或100mMTris-HCl缓冲液(pH7.0),缓冲液中加入2微升底物储液和5微升Aspergillopepsin II(0.25mg/ml的50mM乙酸钠溶液,pH5.6)。将反应混合物在Tecan设备(瑞士)中于37℃下温育60分钟(λex=340nm,λem=485nm)。酶活性以每毫克蛋白质每分钟的相对荧光单位(rfu)测定。在于pH 4下测试的各种E(Edans)-AAXAAK-(Dabsyl)-NH2(SEQ ID NO:2)底物中,底物E(Edans)-AAHisAAK-(Dabsyl)-NH2(SEQ ID NO:3)对Aspergillopepsin II产生最高的rfu值,这意味着对裂解底物E(Edans)-AAHisAAK-(Dabsyl)-NH2的倾向性,即X位是组氨酸。
实例
实例1
通过Aspergillopepsin II进行胶原增溶的最佳条件。
源自牛跟腱的不溶性I型胶原获得自Sigma-Aldrich Chemie GmbH。制备在蒸馏水中pH范围在2至4的一系列2%(w/v)胶原悬浮液。在搅拌悬浮液期间通过添加1N硫酸来调节pH。将1.5%(v/w,以胶原干重计)Aspergillopepsin II酶(500HPU/ml)添加至胶原悬浮液。将胶原在摇振水浴中于设定温度(从50℃至65℃变动)下温育1小时。通过移除样品并在搅拌下用1M氢氧化钠使pH升至7来终止反应。随后,使悬浮液滤过沃特曼滤纸(Whatman filter paper)来移除固体残余物。通过总氮测定的Kjeldhal分析来测量增溶的胶原材料的蛋白质含量。仅在pH2下测量未添加酶的胶原增溶。图1中的结果表明,在所有测试温度下,pH 2-3下所增溶的胶原的量高于pH 4下所增溶的胶原的量。65℃时pH 2下的未添加酶的胶原增溶高于50℃和55℃时的胶原增溶。
实例2
来自用Aspergillopepsin II和胃蛋白酶增溶的胶原的明胶的质量
源自牛跟腱的不溶性I型胶原获自Sigma-Aldrich Chemie GmbH。制备在蒸馏水中pH 2.5和pH 4.5的一系列4%(w/v)胶原悬浮液。在搅拌悬浮液期间通过添加1N硫酸来调节pH。将0.1%(v/w,以胶原干重计)Aspergillopepsin II(500HPU/ml)或0.1%的(v/w,以胶原干重计)来自猪胃粘膜的胃蛋白酶(Sigma-Aldrich,500U/ml)添加到胶原悬浮液中。将胶原悬浮液在摇振水浴中于50℃下温育4小时。通过从悬浮液中移除样品并用1M氢氧化钠使pH升至7来终止反应。随后,在约40℃使样品滤过沃特曼滤纸来移除固体残余物(以防止凝胶形成)。
使用纯牛明胶(Sigma-Aldrich)参考线通过折射计(便携式折射计ATAGO Tokyo)来测量以总固体百分比表示的增溶的胶原材料的蛋白质含量(产率)。
随后,将用Aspergillopepsin II和胃蛋白酶增溶的胶原样品在40℃的真空烘箱(Heraeus Instruments)中干燥,并将浓缩的明胶在温水中重新溶解至所需的蛋白质浓度。制备4%蛋白质凝胶样品来比较两种所得明胶的凝胶强度。
此外,制备两种其它样品:一种是来自Aspergillopepsin II处理过的胶原的6.6%蛋白质凝胶,另一种是来自商购牛表皮明胶(Sigma-Aldrich)的6.6%蛋白质凝胶。
冷却至室温后,将样品在8-10℃下储存过夜以凝胶定形。使用质构分析仪TA.XT PLUS(stable Micro systems)根据布卢姆方法测量4%凝胶的凝胶强度(以压缩克数计)和6.6%凝胶的布卢姆值。
表1示出了用Aspergillopepsin II进行胶原处理后的明胶(可溶性胶原)的产率为用胃蛋白酶进行处理的约3倍。此外,用AspergillopepsinII获得的明胶与用胃蛋白酶获得的明胶相比凝胶强度增加。用Aspergillopepsin II处理后所得到的明胶具有与市售明胶相似的凝胶强度(布卢姆值)。
表1:用Aspergillopepsin II、胃蛋白酶制备的明胶和商购明胶(来自牛表皮)的产率和凝胶强度的比较。
实例3
使用Aspergillopepsin II从牛骨材料提取的明胶的布卢姆值
将100g牛骨切片用4%-6%盐酸处理以移除矿物质。盐酸浓度在浸渍过程中逐渐降至0.5%。一旦盐酸浓度保持不变,则终止脱矿质过程。
通过添加5-15%氢氧化钠溶液将pH值调节至4.2-4.4。
将骨切片用水洗涤以清洁骨表面上剩余的杂质,然后将骨粉碎至小于1-5mm的大小。
向预处理的骨颗粒中添加额外的水至湿骨与水的比率为1:7。添加0.1%(g/g湿骨)Aspergillopepsin II并在53℃下提取4小时。通过添加氢氧化钠将提取过程中的pH保持恒定在约4.2。
然后将材料以4000rpm(大约2800g)离心10分钟并收集上清液。以7:1的比率向残余物中加水并用0.1%(g/g湿骨)Aspergillopepsin II对明胶进行二次提取。二次提取在53℃下进行4小时,然后以4000rpm(~2800g)离心10分钟。
离心后根据折射计所测得的总固体含量计算产率。一次提取的产率介于50%至62%;二次提取的产率介于15%至27%。
将来自两次酶法提取的上清液合并,将pH调节至6以使酶失活。随后,使溶液滤过硅藻土并对过滤的溶液在70℃下进行真空浓缩,直至使用折射计所测的总固体含量为大约6.6%。
如上文所述使用质构分析仪测量所获得的明胶的布卢姆值(关于测定凝胶强度的方法,请参见1995年10月1日实施的中华人民共和国国家标准GB6783-94食品添加剂明胶)。
酶处理的骨材料的布卢姆值为约240g。
实例3中的结果表明可在从骨中提取胶原后使用Aspergillopepsin II获得良好质量(布卢姆值240)的明胶。
实例4
使用多种酶的骨材料明胶提取的产率。
每12小时用6%(w/w)盐酸溶液酸化骨切片,进行3天,以移除矿物质。在脱矿质过程结束时,将骨用水洗涤并用15%氢氧化钠溶液将pH调节至6。将脱矿质的骨磨碎至直径<5mm。向预处理的骨中加水至7:1的比率。在添加酶之前,用20%磷酸溶液将pH调节至所需的值。
为测试明胶提取(胶原增溶)的产率,将胶原用以下剂量为0.02%(v/w,酶:湿骨)的酶在50℃下温育4小时:
-Apergillopepsin II(500HPU/ml),pH 2.5;
-Aspergillopepsin I(AFP 1000L,DSM产品,1000SAPU/g;EC.3.4.23.18),pH 2.5;和
-木瓜蛋白酶(L,DSM产品,80-90U/ml),pH 4.5;和
未添加酶的胶原样品,pH 2.5;和
未添加酶的胶原样品,pH 4.5。
通过用氢氧化钠将pH调节至6来终止酶反应,随后使材料滤过滤纸。
使用折射计来测量胶原增溶(总固体增溶)的产率。图2示出了用Aspergillopepsin II进行胶原温育导致最高产率的可溶性胶原(明胶)。
实例5
Aspergillopepsin II对胶原的特异性裂解
源自牛跟腱的不溶性I型胶原获自Sigma-Aldrich Chemie GmbH。制备在蒸馏水中pH 4.5的一系列4%(w/v)胶原悬浮液。在搅拌悬浮液期间通过添加1N硫酸来调节pH。向胶原悬浮液中添加0.1%(v/w,以胶原干重计)Aspergillopepsin II酶(500U/ml)或木瓜蛋白酶(L,DSM产品,80-90U/ml)或不添加酶。将胶原悬浮液在摇振水浴中于50℃下温育4小时。通过从悬浮液中移除样品并用1M氢氧化钠使pH升至7来终止反应。随后,在约40℃使悬浮液滤过沃特曼滤纸来移除固体残余物(以防止凝胶形成)。
使用Aspergillopepsin II酶(500U/ml)和胃蛋白酶(Sigma-Aldrich,500U/ml)在pH 2.5下进行如本文所述的pH 4.5下的类似实验。
使用Laemmli的方法通过SDS-PAGE来分析增溶材料中存在的肽产物。将样品与NuPage LDL样品缓冲液(Invitrogen Corp.)、还原剂混合并在70℃下加热10分钟。随后使用NuPage MES SDS电泳缓冲液将10μl样品加载到4-12%Bis-Tris凝胶(Invitrogen)上。使用SeeBlue Plus2(Invitrogen)作为分子量标记。将凝胶用考马斯亮蓝染色。使用OptiGO扫描仪(Isogen life sciences)通过Totallab分析软件(Isogen life sciences)来测定蛋白质带的强度并计算蛋白质的重量。
图3为在pH 4.5下用Aspergillopepsin II获得的增溶的胶原的SDS凝胶的一个实例。该图示出了对应于约80kDa大小的显著的肽带。约80kDa的显著的肽带也存在于在pH 2.5下用Aspergillopepsin温育的增溶的胶原中。
这种约80kDa的肽在用木瓜蛋白酶或胃蛋白酶温育后不存在或几乎不可见(结果未示出)。

Claims (11)

1.制备明胶的方法,其包括用包含与SEQ ID NO:1氨基酸序列具有至少70%同一性的酸性蛋白酶的酶组合物温育含胶原的材料的步骤,以及制备明胶。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述酸性蛋白酶占所述酶组合物中的蛋白质的至少80重量%。
3.根据权利要求1所述的方法,其中所述温育在介于40℃和65℃之间的温度下进行。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中所述温育在介于1.5和4.5的pH下进行。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中所述温育在1至10小时的时段内进行。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中所述蛋白酶源自曲霉菌种。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法,其中制备明胶包括使胶原增溶。
8.根据权利要求7所述的方法,其还包括将增溶的胶原与不溶性胶原分离的步骤。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的方法,其还包括干燥所述明胶的步骤。
10.明胶,其包含相对于所述明胶中胶原α肽的重量至少10重量/重量%的大小为70至90kDa的肽。
11.明胶,其能够根据权利要求1至9中任一项所述的方法制备。
CN201380048159.4A 2012-09-18 2013-09-16 利用ii型曲霉菌胃蛋白酶制备明胶的方法 Active CN104640996B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201380048159.4A CN104640996B (zh) 2012-09-18 2013-09-16 利用ii型曲霉菌胃蛋白酶制备明胶的方法

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210348296 2012-09-18
CN2012103482967 2012-09-18
CN201380048159.4A CN104640996B (zh) 2012-09-18 2013-09-16 利用ii型曲霉菌胃蛋白酶制备明胶的方法
PCT/EP2013/069094 WO2014044626A2 (en) 2012-09-18 2013-09-16 Process for the preparation of gelatin

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104640996A true CN104640996A (zh) 2015-05-20
CN104640996B CN104640996B (zh) 2017-12-26

Family

ID=49209354

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380048159.4A Active CN104640996B (zh) 2012-09-18 2013-09-16 利用ii型曲霉菌胃蛋白酶制备明胶的方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9593158B2 (zh)
EP (1) EP2898087A2 (zh)
CN (1) CN104640996B (zh)
AR (1) AR092618A1 (zh)
BR (1) BR112015005797A2 (zh)
WO (1) WO2014044626A2 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3366700A4 (en) * 2015-10-21 2019-06-19 Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Institute GELATINE, CHEMICALLY MODIFIED PRODUCT THEREOF, AQUEOUS COMPOSITION AND MEDICAL LAMINATE THEREWITH, METHOD OF MANUFACTURING MEDICAL LAMINATE AND CELL LAYER PROCESSING
CN116144687A (zh) * 2023-01-13 2023-05-23 中山大学 酸性蛋白酶agp及其制备方法和应用

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9849217B2 (en) * 2013-04-18 2017-12-26 Board Of Regents, The University Of Texas System Antimicrobial wraps for medical implants
CN114366844B (zh) * 2021-12-01 2023-04-11 成都科乐金生物科技有限责任公司 一种明胶-壳聚糖-三七素复合止血膜材料及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0475586A (ja) * 1990-07-19 1992-03-10 Meiji Seika Kaisha Ltd プロクターゼa遺伝子
CN101151300A (zh) * 2005-05-31 2008-03-26 格利达股份公司 用于制备低分子量明胶水解产物的方法和明胶水解产物组合物

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB678394A (en) 1947-06-06 1952-09-03 Bendix Aviat Corp Control systems for internal combustion engines
GB8817093D0 (en) * 1988-07-18 1988-08-24 Unilever Plc Treatment of gelling agents
CN1169961C (zh) 1997-04-11 2004-10-06 Dsm公司 基因转变作为工具用于构建重组的工业化丝状真菌
EP2011874A1 (en) * 1999-11-12 2009-01-07 Fibrogen, Inc. Recombinant gelatin in vaccines
EP1377664A2 (en) * 2001-02-23 2004-01-07 DSM IP Assets B.V. Genes encoding proteolytic enzymes from aspargilli
CN102051130A (zh) 2010-11-24 2011-05-11 中国科学院理化技术研究所 蛋白酶降解骨素制备明胶的方法
CN102329843B (zh) 2011-08-05 2013-09-04 安徽丰原集团有限公司 一种酶法制备明胶的方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0475586A (ja) * 1990-07-19 1992-03-10 Meiji Seika Kaisha Ltd プロクターゼa遺伝子
CN101151300A (zh) * 2005-05-31 2008-03-26 格利达股份公司 用于制备低分子量明胶水解产物的方法和明胶水解产物组合物

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
N. CHOMARAT ET AL.: "Comparative efficiency of pepsin and proctase for the preparation of bovine skin gelatin", 《ENZYME MICROB. TECHNOL.》 *
PHILIP L. ROSE: "明胶性能的计算机模拟法:肽链长度与a链序列的影响", 《明胶科学与技术》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3366700A4 (en) * 2015-10-21 2019-06-19 Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Institute GELATINE, CHEMICALLY MODIFIED PRODUCT THEREOF, AQUEOUS COMPOSITION AND MEDICAL LAMINATE THEREWITH, METHOD OF MANUFACTURING MEDICAL LAMINATE AND CELL LAYER PROCESSING
CN116144687A (zh) * 2023-01-13 2023-05-23 中山大学 酸性蛋白酶agp及其制备方法和应用
CN116144687B (zh) * 2023-01-13 2023-09-01 中山大学 酸性蛋白酶agp及其制备方法和应用
WO2024149219A1 (zh) * 2023-01-13 2024-07-18 中山大学 酸性蛋白酶agp及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
US20150239954A1 (en) 2015-08-27
BR112015005797A2 (pt) 2017-08-08
CN104640996B (zh) 2017-12-26
WO2014044626A3 (en) 2014-08-07
EP2898087A2 (en) 2015-07-29
AR092618A1 (es) 2015-04-29
WO2014044626A2 (en) 2014-03-27
US9593158B2 (en) 2017-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3153237B2 (ja) タンパク質加水分解物
NO20075355L (no) Fremgangsmater for fremstilling av protein-del-hydrolysater og morsmelkerstatniger inneholdende disse
Yamashita et al. Plastein reaction for food protein improvement
JP2003521908A (ja) 動物飼料における酸安定性プロテアーゼの使用
JP2001506858A (ja) タンパク質加水分解物の製造方法
CN103146791A (zh) 多种蛋白酶水解蛋清蛋白的方法
CN104640996A (zh) 利用ii型曲霉菌胃蛋白酶制备明胶的方法
US8153396B2 (en) Method for producing a casein hydrolysate
US20160316786A1 (en) Method for Producing a Wheat Protein Hydrolysate
AU2019389833A1 (en) Soluble legume protein
CN103114119A (zh) 利用蛋白酶水解鸡蛋清蛋白的方法
Noronha et al. Heterologous production of Aspergillus fumigatus keratinase in Pichia pastoris
Arai et al. A novel one-step process for enzymatic incorporation of amino acids into proteins: papain-catalyzed polymerization of L-methionine ethyl ester and its regulation by adding a protein substrate
US11739311B2 (en) Gene recombinant vector, genetically engineered strain and preparation method of collagenase
JP2010512771A (ja) イースト抽出物を製造する方法
EP1365660B1 (en) Process for preparation of protein-hydrolysate from soy flour
US6896917B2 (en) Process for preparation of protein-hydrolysate from soy flour
CN116829719A (zh) 蛋白质脱酰胺酶
US20150201663A1 (en) Protein hydrolysate
CN107988191B (zh) 一种低温酸性蛋白酶及其编码基因与应用
JPS60164496A (ja) 低分子ペプチドの製造方法
JP2002125665A (ja) 新規なキモトリプシン様プロテア−ゼ及びその製造法並びに新規なキモトリプシン様プロテアーゼを作用させるタンパク質分解物含有物の製造法。
Yang et al. Characterization of a thermophilic hemoglobin-degrading protease from Streptomyces rutgersensis SCSIO 11720 and its application in antibacterial peptides production
JP4071876B2 (ja) 新規なセリンプロテアーゼ及びその製造法
PL192679B1 (pl) Sposób modyfikacji białek roślin strączkowych, zwłaszcza łubinu

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant