CN1196783C - 酶处理方法 - Google Patents

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Abstract

属于多糖裂解酶家族28并包含SEQ ID NO：1的氨基酸序列或者与SEQ ID NO：1具有至少70%序列同一性的氨基酸序列的聚甲基半乳糖醛酸酶在工业过程(例如洗衣和织物加工)中具有良好的性能。

Description

酶处理方法
本发明涉及在纺织品、洗涤剂和纤维素纤维加工工业中使用聚甲基半乳糖醛酸酶的方法，其还涉及含有聚甲基半乳糖醛酸酶的清洁组合物。
发明背景
果胶聚合物是植物细胞壁的重要组成成分。果胶为一种带有由交替的高聚半乳糖醛酸(光滑区域)和鼠李糖聚半乳糖醛酸(多毛区域)组成的主链的杂多糖。光滑区域为1，4-连接的α-D-半乳糖醛酸线性的聚合物。半乳糖醛酸残基可在羧基基团上进行各种程度的甲基酯化，通常以非随机方式进行，其中聚半乳糖醛酸区段被完全甲基酯化。
根据它们的优选底物(高度甲基酯化的果胶或低度甲基酯化的果胶以及聚半乳糖醛酸(果胶酸))和它们的反应机理(β-消除或水解)，可对果胶酶进行分类。果胶酶主要能够从内部发挥作用，可在链中的随机部位切断聚合物，得到低聚物的混合物，或者它们可以从外部起作用，从聚合物的一端进攻，生成单体或二聚体。作用于果胶光滑区域的几种果胶酶的活性被包括在由酶的命名法(1992)提供的酶的分类中，例如聚甲基半乳糖醛酸酶(EC 4.2.2.2)，果胶裂解酶(EC4.2.2.10)，聚半乳糖醛酸酶(EC 3.2.1.15)，外聚半乳糖醛酸酶(EC3.2.1.67)，外聚半乳糖醛酸裂解酶(EC 4.2.2.9)以及外-聚-α-半乳糖醛酸苷酶(EC 3.2.1.82)。
根据它们的三维结构或折叠将糖基水解酶分为几个家族；常规的是采用Clustal W方法来进行家族确定。根据氨基酸序列对比以及Clustal W方法，可将多肽或蛋白质分为特定的糖基水解酶家族，即或者是已知家族或者是新的迄今为止尚属未知的家族(The SangerCentre：Protein Families Database of aligments and HMMs；www.sanger.ac.uk.)。目前已知的聚甲基半乳糖醛酸酶属于糖基水解酶家族28(ExPASy-molecular biology WWW server of the Swiss Instituteof Bioinformatics(SIB))。
已经从各种微生物有机体中克隆了聚甲基半乳糖醛酸酶。然而，最近才知道所有的聚甲基半乳糖醛酸酶需要二价阳离子才能具有最大的活性，钙离子是最具有刺激作用的。与之相反，日本专利申请公开特许公报10-313858公开了家族28中的新颖的聚甲基半乳糖醛酸酶，其被认为不需要存在二价阳离子就能具有最大活性，即此新颖的酶能够在进一步包含钙螯合剂的水溶液中发挥作用。已知在包括棉花洗涤等许多工业生产中需要使用钙螯合剂。
本发明的目的是提供改进的工业酶促方法，其与迄今已知的方法相比更有效和/或具有更高的成本-效益。
发明概述
本发明人现已发现果胶水解酶，例如对原果胶酸和甲基化的聚半乳糖醛酸显示出水解活性的聚甲基半乳糖醛酸酶在各种工业生产中具有极好的性能，对于纤维素材料，尤其是含纤维素的纤维、纱、织造或非织造织物，机械造纸浆的处理或再循环废纸的处理以及纤维的沤制特别有用。在将纤维素材料加工成用于成衣生产或织物生产的材料的过程中可以进行酶处理，例如在退浆或洗涤步骤中；或在这类织物或成衣的工业化或家庭化洗衣过程中。
人们期待着这里所描述的聚甲基半乳糖醛酸酶可非常有效地用于纤维素材料生产中的酶促洗涤过程，例如对随后的染色操作具有适当的响应。进一步地，人们期待着含有这里所述的聚甲基半乳糖醛酸酶的洗涤剂能够去除或漂白存在于衣物上的污物或污点，尤其是因果胶或含有高度甲基化的聚半乳糖醛酸的食物、植物等导致的污物和斑点。人们还期待着用含有聚甲基半乳糖醛酸酶的洗涤剂组合物处理可以防止某些污物与纤维素材料的结合。聚甲基半乳糖醛酸酶还可以用作硬表面清洁组合物的成分，其可以从需要清洁的硬表面上去除或有助于去除某些污物或污点。
因此，本发明涉及用于纤维、纱或者含有植物材料的织造或非织造织物的降解或改性的方法，该方法包括在水溶液中，用有效量的聚甲基半乳糖醛酸酶处理纤维或织物的步骤，所述的聚甲基半乳糖醛酸酶包含SEQ ID NO：1的氨基酸序列或者与SEQ ID NO：1具有至少70％序列同一性的氨基酸序列。
在进一步的方面中，本发明涉及含有实质具有聚甲基半乳糖醛酸酶活性的酶和表面活性剂的清洁和洗衣洗涤剂组合物。
定义
术语“酶核心”代表显示酶促活性的单-或多-区域结构多肽的一部分，该部分为含有催化活性区域的单区域部分。因此，酶核心不含除了催化区域的其它区域。
术语“果胶”代表果胶酸、聚半乳糖醛酸以及可以酯化或甲基化达到更高或更低程度的果胶。
术语“果胶酶”代表根据工艺定义的果胶酶，其中果胶酶为一组可切割果胶酸物质糖苷键的酶，主要是聚(1，4-α-D-半乳糖醛酸酐及其衍生物(Sakai等人，果胶、果胶酶和原果胶酶：生产、性质和应用，pp 213-294，在应用微生物学上的进展，vol：39，1993)。
为了达到本发明的目的，用常规方法测定两个氨基酸序列之间的同一性(百分序列同一性)程度，正如Needlemen，S.B.和Wunsch，C.D.在(1970)，分子生物学杂志，48，443-453(其全文被引入作为参考文献)中所公开的，可以借助本领域已知的计算机程序，例如在GCG程序包(Program Manual for the Wisconsin Package，Version9.1，Genetics Computer Group，575 Science Drive，Madison，Wisconsin，USA 53711)中提供的GAP来进行测定。使用具有下列设定值的GAP进行多肽序列的比较：GAP产生罚为30和GAP延伸罚为1。
本发明的详细描述
酶
在本发明方法中，优选的是使用对原果胶酸和甲基化的聚半乳糖醛酸具有水解活性的聚甲基半乳糖醛酸酶。这类聚甲基半乳糖醛酸酶可以根据酶命名法分类为EC 3.2.1.15，其被定义为催化果胶酸和其它聚半乳糖醛酸中的1，4-α-D-半乳糖苷酸键的随机水解；或者为EC4.2.2.2，其被定义为催化果胶酸的消除断裂，得到在它们的非还原端带有4-脱氧-α-D-gluc-4-enuronosyl基团的低聚糖。已知属于EC3.2.1.15或EC 4.2.2.2的聚甲基半乳糖醛酸酶在正常情况下仅能降解去甲基化的果胶，包括去甲基化的聚半乳糖醛酸。
然而，某些聚甲基半乳糖醛酸酶，尤其是某些属于糖基水解酶家族28的聚甲基半乳糖醛酸酶可以降解甲基化果胶，例如具有至少50％甚至75％酯化度的果胶。这类有用的聚甲基半乳糖醛酸酶由于能够在螯合剂(特别是钙螯合剂)存在下发挥酶促作用，因而可以具有进一步的价值。
这类有用的聚甲基半乳糖醛酸酶具体的实例是由附带的SEQ IDNO：1的氨基酸序列所代表的酶。人们期待着与由SEQ ID NO：1的氨基酸序列所代表的多肽成熟部分的同一性程度为至少70％优选至少80％的聚甲基半乳糖醛酸酶也是有用的，即它们对原果胶酸和甲基化的聚半乳糖醛酸显示出水解活性。在优选的实施方案中，有用的聚甲基半乳糖醛酸酶具有的氨基酸序列与代表成熟酶的SEQ ID NO：1的氨基酸序列相比最多有5个氨基酸不同，优选的是有4个氨基酸不同，更优选的是有3个氨基酸不同，更优选的是有2个氨基酸不同，最优选的是有1个氨基酸不同。
SEQ ID NO：1的聚甲基半乳糖醛酸酶由衍生于丝状真菌的菌株(青霉毛孢子菌，又称为青霉地丝菌，尤其是以ATCC 42397保藏的公众可得的菌株)的基因进行编码。这个基因的基因组DNA序列(1083碱基对)公开于日本专利申请公开特许公报10-313858，其全文在此被引入作为参考。这种聚甲基半乳糖醛酸酶于50℃下测定30min，发现其在pH 4-7之间是稳定，并且在37℃下测得，于pH5处显示最适宜的活性，在pH5下测定60min，于50℃下显示最适宜的活性。
因此，本发明的一个优选实施方案涉及用于纤维、纱或者含有植物材料的织造或非织造织物的降解或改性方法，该方法包括在水溶液中，用有效量的聚甲基半乳糖醛酸酶处理纤维或织物的步骤，所述的聚甲基半乳糖醛酸酶由SEQ ID NO：1的氨基酸序列组成。所述的植物材料为纤维素材料，选自棉花、人造纤维、粘胶丝、苎麻、大麻、亚麻、亚麻布、黄麻、乙酸纤维素纤维和液细胞，以及再循环废纸、机械的造纸浆或经过沤制处理的纤维。
上述方法包括在机器洗涤的洗涤循环过程中，用含有有效量的聚甲基半乳糖醛酸酶的洗涤溶液来处理织物的步骤，所述的聚甲基半乳糖醛酸酶由SEQ ID NO：1的氨基酸序列组成。所述方法为一洗涤步骤。
在本发明的另一个优选实施方案中涉及含有有效量的聚甲基半乳糖醛酸酶的清洁或洗衣组合物，所述的聚甲基半乳糖醛酸酶由SEQID NO：1的氨基酸序列组成。
本发明还涉及清洁硬表面的方法，所述的方法包括用有效量的上述组合物来处理硬表面。
如何利用一个序列得到其它有关的序列：
可将日本专利申请公开特许公报10-313858公开的与编码聚甲基半乳糖醛酸酶的多核苷酸序列有关的序列信息用作工具来鉴定其它同源性聚甲基半乳糖醛酸酶。例如可以采用聚合酶链反应(PCR)来扩增编码来自各种微生物来源的其它同源性聚甲基半乳糖醛酸酶的序列。
酶制品
在本文中，术语“酶制品”是指常规的酶发酵产品，其可从微生物的单一物种中分离和纯化，这种制品通常包括一些不同的酶活性；或者是利用常规的重组技术得到的单组分酶的混合物，优选的是衍生自细菌或真菌物种的酶，这些酶已经发酵并可以分别分离和纯化，它们可以来源于不同的物种，优选的是真菌或细菌物种；或者是微生物的发酵产物，所述的微生物作为用于表达重组的聚甲基半乳糖醛酸酶的宿主细胞，但该微生物同时产生其它酶，例如果胶裂解酶、果胶酸裂解酶，蛋白水解酶或纤维素酶，它们是微生物天然存在的发酵产物，即常规由相应的天然存在的微生物产生的酶复合物。
在本发明的方法中，使用除了含有聚甲基半乳糖醛酸酶、还含有下列一或多种酶的酶制品可能是有利的，所述的酶选自蛋白水解酶、纤维素酶(内-β-1，4-葡聚糖酶)、β-葡聚糖酶(内-β-1，3(4)-葡聚糖酶)、脂酶、角质酶、过氧化物酶、漆酶、淀粉酶、葡糖淀粉酶、其它果胶酶、还原酶、氧化酶、酚氧化酶、木质素酶、支链淀粉酶、阿拉伯糖酶、半纤维素酶、甘露糖酶、木葡聚糖酶、木聚糖酶、果胶乙酰酯酶、鼠李糖聚半乳糖醛酸乙酰酯酶、聚半乳糖醛酸酶、鼠李糖半乳糖醛酸酶、半乳聚糖酶、果胶裂解酶、果胶酸裂解酶、果胶甲基酯酶、细胞生物水解酶、转谷氨酰胺酶；或者它们的混合物。在优选的实施方案中，采用重组技术制备制品中的一或多种或所有的酶，即该酶是可与其它酶混合以与需要的酶混合物一起形成酶制品的单组分酶。
在洗涤剂或清洁工业中的用途
在进一步的方面中，本发明涉及含有聚甲基半乳糖醛酸酶或本发明酶制品的清洁、洗衣或洗涤剂组合物，还涉及织物的机器处理方法，其包括在机器洗涤过程的洗涤周期中用包含这里所述的聚甲基半乳糖醛酸酶的洗涤溶液处理织物，并涉及清洁组合物，包括洗衣、硬表面清洁、个人清洁和口腔/牙科组合物，这些组合物包含这里所述的能提供优良清洁作用(即优良的污渍去除)的聚甲基半乳糖醛酸酶。
不受此理论的限制，一般认为公开的聚甲基半乳糖醛酸酶能够有效地降解或水解几乎任何含有高度甲基化果胶的污物或斑点，并因此能够清洁含有这类污物或斑点的衣物。
本发明清洁组合物必须含有至少一种其它的洗涤剂成分。这些其它成分的准确性质以及它们的掺入水平将取决组合物的物理形式以及要使用它进行的清洁操作的性质。
优选地，本发明清洁组合物进一步包含选自选择的表面活性剂、其它酶、助洗剂和/或漂白系统的洗涤剂成分。
本发明清洁组合物可以是液体、膏剂、凝胶剂、棒剂、片剂、喷雾剂、泡沫剂、粉末剂或颗粒剂。颗粒组合物还可以以“压缩”的形式存在，并且液体组合物还可以“浓缩”形式存在。
例如，可将本发明清洁组合物配制成手洗和机洗的洗碗组合物，手洗和机洗的洗衣洗涤剂组合物，其包括洗衣添加剂组合物以及适合用于污渍织物的浸泡和/或预处理的组合物，漂洗时加入的织物软化剂组合物以及用于一般家庭硬表面清洁操作的组合物。也可将含有这类糖酶的组合物配制成消毒产品，接触透镜清洁剂以及健康和美容护理产品，例如口腔/牙科护理及个人清洁组合物。
当配制成用于手洗方法的组合物时，优选地，本发明组合物含有表面活性剂，并且优选地含有选自有机聚合物、增泡剂、II族金属离子、溶剂、水溶助长剂以及其它酶的其它洗涤剂化合物。
当配制成适合于机洗方法的组合物时，优选地，本发明组合物含有表面活性剂和助洗剂以及一或多种其它洗涤剂成分，这些成分优选地选自有机聚合物、漂白剂、其它酶、抑泡剂、分散剂、钙皂分散剂、污物悬浮剂和抗再沉积剂和腐蚀抑制剂。洗衣组合物还可以含有软化剂作为洗涤剂的附加成分。当配制成为洗衣洗涤剂组合物时，这类含有糖酶的组合物可以提供织物清洁、污渍去除、白度保持、软化、显色、染料转移抑制以及消毒等作用。
本发明组合物还可以用作固体或液体形式的洗涤剂添加剂产品。这类添加剂产品可以补充或增强常规洗涤剂组合物的性能，并且它们可在清洁过程的任何阶段加入。
如果需要，本发明的洗衣洗涤剂组合物的密度在20℃下测得为400-1200g/L、优选的是500-950g/L组合物。
这里所述的组合物的“压缩”形式最好的是用密度来反映，就组合物来说，用无机填充盐的量来反映；无机填充盐是粉末形式的洗涤剂组合物的常规成分；在常规的洗涤剂组合物中，填充盐大量存在，典型地，为总组合物重量的17-35％。在压缩组合物中，填充盐的存在量不超过总组合物重量的15％，优选的是不超过组合物重量的10％，最优选的是不超过组合物重量的5％。本发明中所指的无机填充盐选自硫酸盐和氯化物的碱和碱土金属盐。优选的填充盐是硫酸钠。
本发明液体洗涤剂组合物可以“浓缩”形式存在，在这种情况下，与常规液体洗涤剂相比，本发明液体洗涤剂组合物将含有少量的水。优选地，典型的浓缩液体洗涤剂的含水量小于洗涤剂组合物重量的40％，更优选的是小于30％，最优选的是小于20％。
这里所用的合适的具体的洗涤剂化合物选自WO 97/01629(其被全文引入作为参考文献)中所述的具体化合物。
可将甘露聚糖酶掺入到本发明的清洁组合物中，优选的水平为纯品酶占组合物重量的0.0001％-2％，更优选的是0.0005％-0.5％，最优选的是0.001％-0.1％。
在本发明中可用的纤维素酶包括细菌和真菌纤维素酶。优选地，它们的最适pH在5-12之间并具有高于50CEVU/mg(纤维素粘度单位)的比活性。在U.S.专利4,435,307，J61078384以及WO 96/02653(其公开了分别由Humicola insolens，木霉属，梭孢壳属和侧孢属生产的真菌纤维素酶)中公开了合适的纤维素酶。EP 739 982描述了从新颖的芽孢杆菌物种中分离得到的纤维素酶。在GB-A-2075028；GB-A-2095275；DE-OS-22 47 832以及WO 95/26398中也公开了合适的纤维素酶。
这类纤维素酶的实例为通过Humicola insolens菌株(Humicolagrisea var.thermoidea)，尤其是Humicola insolens菌株，DSM 1800制备得到的纤维素酶。其它合适的纤维素酶为起源于Humicolainsolens的纤维素酶，其分子量约为50kD，等电点为5.5，并含有415个氨基酸；还有衍生自Humicola insolens，DSM 1800的大约43kD内-β-1，4-葡聚糖酶；优选的纤维素酶具有PCT专利申请No.WO91/17243中公开的氨基酸序列。其它合适的纤维素酶为WO 94/21801中所述的衍生自Trichoderma longibrachiatum的EGIII。特别合适的纤维素酶为具有颜色护理作用的纤维素酶。这类纤维素酶的实例包括WO 96/29397、EP-A-0495257、WO 91/17243、WO 91/17244以及WO 91/21801中所述的纤维素酶。在WO 96/34092、WO 96/17994及WO 95/24471中描述了用于织物护理和/或清洁性质的其它合适的纤维素酶。
在正常情况下，所述的纤维素酶以纯品酶占洗涤剂组合物重量0.0001％-2％的水平掺入洗涤剂组合物。
用于本发明目的的优选纤维素酶为碱性纤维素酶，即在pH为7-12的范围内，具有至少25％、更优选的是至少40％最大活性的酶。更优选的纤维素酶为在pH为7-12的范围内，具有其最大活性的酶。优选的碱性纤维素酶为由Novo Nordisk A/S以Carezyme商标出售的纤维素酶。
为了去除基于碳水化物的污渍，可以应用淀粉酶(α和/或β)。于1994年2月3日公开的WO 94/02597，Novo Nordisk A/S描述了混入成熟淀粉酶的清洁组合物。也可以参见于1995年4月20日公开的WO 95/10603，Novo Nordisk A/S。其它已知的可用于清洁组合物中的淀粉酶包括α-和β-淀粉酶。α-淀粉酶是本领域内已知的，其包括那些已公开于下列文献中的淀粉酶：US专利No.5,003,257；EP 252,666；WO/91/00353；FR 2,676,456；EP 285,123；EP 525,610；EP 368,341；以及英国专利说明书No.1,296,839(Novo)。其它合适的淀粉酶为于1994年8月18日公开的WO 94/18314以及于1996年2月22日公开的WO 96/05295，Genecor中描述的稳定性提高的淀粉酶，以及于1995年4月公开的WO 95/10603中公开的在直接的母体(可从NovoNordisk A/S获得)上具有其它修饰的淀粉酶的变体。在EP 277,216，WO 95/26397以及WO 96/23873(均为Novo Nordisk的)中还描述了其它合适的淀粉酶。
商业上可得的α-淀粉酶产品的实例是来自Genencor的PurafectOx Am和Termamyl、Ban、Fungamyl以及Duramyl(均可得自Novo Nordisk A/S Denmark)。WO 95/26397还描述了其它合适的淀粉酶：其特征在于用Phadebasα-淀粉酶活性测定法测得，在25-55℃的温度范围下并且pH值在8-10范围内，具有比Termamyl的比活性至少高25％的比活性的α-淀粉酶。合适的淀粉酶是WO96/23873(Novo Nordisk)中所描述的上述淀粉酶的变体。在WO95/35382中，就活性水平和热稳定性与较高活性水平的结合来说，描述了具有改善特性的其它淀粉水解酶。
用于本发明目的的优选淀粉酶为在Termamyl、Duramyl和Maxamyl商标下销售的淀粉酶，和/或在WO 96/23873中以SEQ ID No.2公开的具有增加的热稳定性的α-淀粉酶的变体。
用于特定应用的优选淀粉酶为碱性淀粉酶，即在pH为7-12的范围内，酶活性为其最大活性的至少10％、优选的是至少25％、更优选的是至少40％的酶。更优选的纤维素酶为在pH为7-12的范围内，具有其最大活性的酶。
将淀粉水解酶掺入到本发明洗涤剂组合物中，掺入水平为纯品酶占组合物重量的0.0001％-2％，优选的是0.00018％-0.06％，更优选的是0.000241％-0.048％。
术语木葡聚糖酶包含Wageningen大学的Vincken和Voragen[Vincken等人(1994)Plant Physiol.，104，99-107]描述的酶家族，并且正如Hayashi等人(1989)在Plant.Physiol.Plant.Mol.Biol.，40，139-168中所述能够降解木葡聚糖。Vincken等人证明了通过木葡聚糖酶(从绿色木霉(内-IV-葡聚糖酶)纯化得到)从分离的苹果细胞壁的纤维素酶中去除木葡聚糖包衣。此酶可增强细胞壁包埋纤维素的酶促降解，并且与果胶酶具有协同作用。来自Gist-Brocades的速酶LIQ+含有木葡聚糖酶活性。
将此木葡聚糖酶掺入到本发明的清洁组合物中，掺入水平为纯品酶占组合物重量的0.0001％-2％，更优选的是0.0005％-0.5％，最优选的是0.001％-0.1％。
用于特定应用的优选木葡聚糖酶为碱性木葡聚糖酶，即在pH为7-12的范围内，酶活性为其最大活性的至少10％、优选的是至少25％、更优选的是至少40％的酶。更优选的木葡聚糖酶为在pH为7-12的范围内，具有其最大活性的酶。
上述酶可以具有任何合适的来源，例如蔬菜、动物、细菌、真菌以及酵母等来源。进一步可以来源于亲中介态或亲极性态(嗜冷、促冷、嗜热、嗜压、嗜碱、嗜酸、嗜卤素等)。这些酶的纯化或非纯化形式均可以使用。目前通常的作法是用蛋白质或基因工程技术对野生型酶进行修饰，以使它们在本发明的清洁组合物中的性能效率最优化。例如，可以设计变体，以使酶对在这类组合物中经常遇到的成分的相容性有所提高。另外，也可以这样设计变体，以使酶变体的最适pH、漂白或螯合稳定性、催化活性等能够适合特定的清洁应用。
特别地，就漂白稳定性来说，应该将注意力集中到对氧化敏感的氨基酸以及与表面相容性有关的表面电荷上。通过某些带电氨基酸的取代，可以改变这类酶的等电点，例如等电点的增加可以有助于改善与阴离子表面活性剂的相容性。通过建立另外的盐桥以及强制的金属结合部位可以进一步提高酶的稳定性，从而增加螯合的稳定性。
在纺织品和纤维素纤维加工工业中的应用
这里所公开的聚甲基半乳糖醛酸酶可与其它的糖降解酶(例如阿拉伯糖酶、木葡聚糖酶、果胶酶)合用进行纤维的生物制备或与洗涤剂合用进行纤维的清洗。棉纤维由含有果胶的初生细胞壁层及主要含有纤维素的次生层组成。在棉花制备或棉花精制过程中，初生细胞壁中的一部分将被除去。本发明涉及在棉花精制过程中帮助除去初生细胞壁或在棉花清洗过程中帮助去除残余果胶物质以及防止纺织品的灰色化。
在本文中，术语“纤维素材料”是指纤维、缝制或未缝制的织物，包括由棉花、棉混纺或者天然或人造纤维素制品(例如来源于含木聚糖的纤维素纤维，如木浆)或它们的混纺物制成的针织物、机织物、斜纹粗棉布、纱以及毛巾。混纺物的实例为棉花或人造纤维/粘胶丝与一或多种配对材料，例如羊毛、合成纤维(如聚酰胺纤维、丙烯酸纤维、聚酯纤维、聚乙烯醇纤维、氯聚乙烯纤维、聚偏氯乙烯纤维、聚氨基甲酸酯纤维、聚脲纤维、芳族聚酰胺纤维)以及含有纤维素的纤维(例如人造纤维/粘胶丝、苎麻、大麻、亚麻/亚麻布、黄麻、乙酸纤维素纤维、溶细胞)的混纺物。
人们也期待着这里所述的酶能够用于纤维素纤维加工工业中来预处理或沤制大麻、亚麻或亚麻布的纤维。
以棉纤维为例，将用于纺织工业的纤维素材料加工为可用于成衣制造材料的过程包括几个步骤：将纤维纺成纱；从纱织成机织或针织织物以及随后的制备、染色和整理操作。通过在一系列经纱之间织造纬纱成机织物；纱可以有两种不同的类型。通过从一根连续长度的纱线形成联锁圈的网络构成针织物。纤维素纤维也可以用于非织造织物。
生产过程使纺织品为在染色操作中有适当的响应作好准备。其还可以再细分为以下步骤：
a.使用聚合浆料，例如淀粉退浆(机织物)，在进行机织之前加入CMC或PVA，以增加扭曲速度；这些物质必须在进一步加工前除去。
b.洗涤，其目的是从棉纤维中除去非纤维素物质，尤其是角质层(主要由蜡组成)和初生细胞壁(主要由果胶、蛋白质和木葡聚糖组成)。为了获得较高可润湿性，适当的蜡去除是必要的，这是获得良好染色效果的一个措施。初生细胞壁-尤其是果胶-的去除可改善蜡的去除并保证更均匀的染色效果。进一步地，其可改善漂白过程中的白度。在洗涤中所使用的主要化学药品为高浓度(高达70g/Kg棉花)的氢氧化钠，温度为80-95℃的高温。
c.漂白；正常情况下，洗涤之后是用过氧化氢作为氧化剂进行漂白，以获得充分漂白的(白色)织物或保证染色的色泽纯洁。
在工业生产中也采用结合洗涤/漂白的一步法。尽管生产过程最常应用于织物阶段，但洗涤、漂白和染色操作也可以在纤维或纱的阶段进行。
可以采用分批或连续的加工方法，其中使织物以平幅或绳状与液体加工流接触。连续的操作通常采用饱和器，以此将大约与每单位织物重量等重的化学药品浴应用于织物，接着采用一个加热的停留室，在此发生化学反应。然后洗涤段使织物为下一步加工作好准备。分批加工通常发生在一个加工浴中，以此使织物与大约8-15倍其本身重量的化学药品浴接触。反应完成后，排出化学药品品，漂洗织物，再应用下一个化学药品。非连续的浸轧一堆放加苏加工包括一个饱和器，以此将大约与每单位织物重量等重的化学药品浴应用于织物，接着经过一个停留期，其就冷轧卷堆而言可为一或多天。
机织物是纺织织物生产中流行的形式。机织过程要求经纱“上浆”以保护其不受磨损。典型的上浆化学药品的实例有淀粉、聚乙烯醇(PVA)、羧甲基纤维素、蜡以及丙烯酸粘合剂，原因是这些物质容易得到且成本也很低。在作为生产机织物的第一步的机织过程之后，必须将浆料除去。使绳状或平幅形式的上浆织物与含有退浆剂的加工液体接触。所使用的退浆剂取决于待除去浆料类型。对于PVA浆料来说，通常采用热水或氧化过程。对于棉织物来说，最常见的上浆剂基于淀粉。因此，通常情况下，机织的棉织物用热水、用于水解淀粉的α-淀粉酶与润湿剂或表面活性剂结合来进行退浆。允许纤维素材料与退浆化学药品静置一段足够长的“保留期”，以完成退浆过程。保留期取决于加工方法的类型以及温度，并且可从15min至2小时，或者在某些情况下，达到几天。典型地，在饱和器浴中应用退浆化学药品，饱和器浴的温度一般约为15-55℃。然后将织物置于如“J-Box”的设备中，后者可以提供足够的热量(通常约为55-100℃之间)，以提高退浆剂的活性。在保留期结束后，从织物上洗去包括去除的上浆剂在内的化学剂品。
为了保证高的白度或好的润湿性以及由此导致的可染色性，必须彻底去除上浆化学药品及其它应用的化学药品。通常认为，有效的退浆对于接下来的生产过程：洗涤和漂白具有决定性的重要性。
洗涤工艺可去除在棉花中天然存在的大部分非纤维素化合物。除了天然的非纤维素杂质之外，洗涤还可以去除污垢、污物以及在生产过程中引入物质的残余物，例如纺丝、络筒或浆纱润滑剂。洗涤过程中可以使用氢氧化钠或有关的苛性剂，例如碳酸钠、氢氧化钾或它们的混合物。通常可向其中加入碱性稳定的表面活性剂以增强疏水性化合物的溶解和/或防止它们再沉积到织物上。处理通常在80-100℃高温下进行，可以使用洗涤剂的强碱性溶液(pH13-14)。由于化学工艺的非特异性，其不仅作用于杂质，而且作用于纤维素本身，导致强度或其它需要的织物特性的损伤。纤维素织物的软度是残留的天然棉花蜡的函数。高温强碱性洗涤工艺的非特异性无法区别需要的天然棉润滑剂与生产中引入的润滑剂。进一步地，由于这些过程中有高碱性的流出物，因此常规的洗涤工艺可以引起环境问题。洗涤阶段使织物为在漂白中具有最佳响应应作好准备。洗涤不充分的织物在随后的漂白阶段将需要更高水平的漂白化学药品。
漂白步骤使天然棉花涂料脱色，并去除任何在札棉、梳棉或洗涤过程中没有完全去除的残余的天然木质棉花杂质成分。目前所用的主要工艺是碱性过氧化氢漂白。在许多情况下，尤其是当不需要极高白度时，漂白可与洗涤相结合。
人们还期待在约40-80℃，优选的是在50-70℃，特别是在50-60℃下，在pH为4-10，优选的是5-8的范围内，采用这里所述的聚甲基半乳糖醛酸酶进行洗涤步骤，从而取代或补充已知的高苛性化试剂。优化的酶促方法可保证较好的果胶去除效果和充分的湿润性。
植物材料的降解和改性
由于正在被讨论的聚甲基半乳糖醛酸酶具有较高的植物细胞壁降解活性，这里所描述的酶也可以用作为一种植物细胞壁或任何来源于植物细胞壁的含有果胶物质的降解或改性剂。
这里所述的聚甲基半乳糖醛酸酶可以单独或与其它酶如葡聚糖酶、果胶酶和/或半纤维素酶一起使用，以改善从富含油的植物材料中油的提取，例如从大豆中提取大豆油，从橄榄中提取橄榄油或从菜籽中提取菜籽油以及从向日葵中提取向日葵油。
聚甲基半乳糖醛酸酶可以用于植物细胞材料中的成分的分离。特殊重要的是将富含糖或淀粉的植物材料分离为具有相当大的商业价值的成分(如来源于甜菜的糖或来源于土豆的淀粉)以及具有较低价值的成分(如果肉或外壳部分)。同样，对将富含蛋白质或富含油的作物分离为有价值的蛋白质和油以及无价值的外壳部分也特别感兴趣。分离可用本领域内已知的方法进行。
聚甲基半乳糖醛酸酶还可以用于水果或蔬菜汁的制备以便提高产量，并可以用于各种植物细胞壁-衍生物质或废物(例如来自于酒或果汁的制备，或农业残留物，例如蔬菜外壳、豆壳、糖甜菜果肉、椰榄果肉、土豆果肉等)的酶水解。
可以降解植物材料以改善不同种类的加工、使其它成分的纯化或提取比从柑桔中进行的葡聚糖样的果胶的纯化更为方便，改善料值，降低水结合容量，改善在废水厂中的可降解度，改善植物材料向青贮饲料的转化。
借助这里所述的酶，有可能调节加工的水果或蔬菜的稠度和外观。已证明稠度和外观是加工过程中所用的酶的实际组合的结果，即聚甲基半乳糖醛酸酶与之结合的酶的特异性。实例包括澄清果汁(例如来自苹果、梨或草莓)；混浊稳定果汁(例如来自苹果、梨、草莓、柑桔或番茄)；以及果泥(例如来自胡萝卜和番茄)的生产。
聚甲基半乳糖醛酸酶还可以用于改变植物细胞壁衍生物质的粘度。例如，聚甲基半乳糖醛酸酶可以用于降低含有果胶饲料的粘度和促进粘性含果胶材料的加工。在适合于完全或部分降解含果胶材料的条件下用本发明酶制品处理含果胶的植物材料，可以降低粘度。
例如可将聚甲基半乳糖醛酸酶与其它酶合用从植物纤维中去除果胶物质。在纺织纤维或其它纤维素材料的生产中这种去除是必要的。为了这个目的，在适合于获得与植物纤维材料有关的果胶物质的全部或部分降解的条件下，用适量的聚甲基半乳糖醛酸酶处理植物纤维材料。
动物饲料添加剂
这里所述的聚甲基半乳糖醛酸酶可以用于动物饲料的改性，并可以在体外(通过改变饲料的成分)或体内发挥它们的作用。聚甲基半乳糖醛酸酶特别适合于加到含有高含量果胶的动物饲料组合物中。当加到饲料中时，聚甲基半乳糖醛酸酶可以在体内明显地改善植物细胞壁材料的分解，从而可以使动物更好地利用植物营养。因此，动物的生长速度和/或饲料的转化率(即摄入的饲料重量相对于体重的增加)有所改善。
进一步的描述可以参考PCT/DK 96/00443以及其中的工作实施例。
酒和果汁的加工
这里所述的酶可以用于蔬菜或果汁，尤其是苹果汁或梨汁的脱果胶和粘度降低。通过使用有效量的本发明酶制品处理水果或蔬菜汁来降解含于水果或蔬菜汁中的含果胶物质即可实现此目的。
酶或酶制品可以用于来自水果或蔬菜的麦芽浆的处理，以便改善麦芽浆的可提取性和可降解性。例如可将酶制品用于来自苹果和梨的麦芽浆的处理以进行果汁生产，并可以用于进行酒类生产的葡萄的麦芽浆处理。
                                    序列表
<110>NOVO NORDISK A/S
<120>酶处理方法
<130>5871-WO
<140>
<141>
<160>1
<170>PatentIn Ver.2.1
<210>1
<211>360
<212>PRT
<213>青霉毛孢子菌ATCC 42397
<400>1
Met His Leu Ser Asn Ile Val Ser Ala Ala Ser Leu Ala Ala Leu Ala
  1               5                  10                  15
Ala Ala Ala Pro Ala Glu Leu Glu Arg Arg Gln Val Asn Cys Val Phe
             20                  25                  30
Thr Asn Tyr Glu Gln Ile Ala Ser His Thr Ala Asn Cys Asp Thr Ile
         35                  40                  45
Thr Leu Asn Asn Ile Asn Val Pro Ala Gly Lys Glu Leu Asp Leu Thr
     50                  55                  60
Asn Leu Lys Pro Gly Ala Asn Val Val Phe Glu Gly Arg Thr Thr Phe
 65                  70                  75                  80
Gly Tyr Ala Glu Trp Ala Gly Pro Leu Ile Met Val Ser Gly Asp Asp
                 85                  90                  95
Ile Thr Val Ser Gln Thr Pro Gly Ser Val Ile Asp Gly Glu Gly Ala
            100                 105                 110
Arg Trp Trp Asp Asn Lys Gly Ala Asn Gly Gly Lys Val Lys Pro Arg
        115                 120                 125
Leu Phe Tyr Ala His Asn Leu Asp Asn Ser His Ile Asn Gly Leu His
    130                 135                 140
Ile Lys Asn Thr Pro Val Phe Gly Phe Ser Ile Asp Ser Lys Asn Leu
145                 150                 155                 160
Ile Ile Asp Gly Val Arg Ile Asp Asn Ser Asp Gly Asp Thr Gln Gly
                165                 170                 175
Ala Phe Asn Thr Asp Ala Phe Asp Val Ser Gln Ser Tyr Asn Val Thr
            180                 185                 190
Ile Gln Asn Ala Trp Val His Asn Gln Asp Asp Cys Leu Ala Ile Asn
        195                 200                 205
Gln Gly Glu Leu Ile His Phe Leu Asn Gly Tyr Cys Tyr Gly Gly His
    210                 215                 220
Gly Leu Ser Ile Gly Ser Val Gly Gly Gly Asn Val Val Ser Asp Val
225                 230                 235                 240
Val Ile Ala Asp Ser Gln Ile Ile Asn Ser Gln Asn Gly Val Arg Ile
                245                 250                 255
Lys Thr Lys Ser Gly Gln Thr Gly Glu Val Arg Gly Ile Thr Tyr Arg
            260                 265                 270
Asn Ile Phe Leu Ser Gly Ile Thr Asp Tyr Gly Leu Ile Val Gln Gln
        275                 280                 285
Asp Tyr Asn Asn Pro Gly His Ala Thr Asn Ser Ile Lys Ile His Asp
    290                 295                 300
Ile Thr Phe Asp Asn Val His Gly Thr Ala Thr Gln His Gly Phe Asn
305                 310                 315                 320
Ile Ala Ile Phe Cys Gly Asp Gly Ser Cys Tyr Asp Trp Thr Trp Asn
                325                 330                 335
Glu Val Lys Ile His Gly Ala Arg Asp Tyr Lys Cys Gln Asn Val Pro
            340                 345                 350
Ser Ser Ala Ser Cys Gln Ala Ser
        355                 360

Claims (8)

1.用于纤维、纱或者含有植物材料的织造或非织造织物的降解或改性方法，该方法包括在水溶液中，用有效量的聚甲基半乳糖醛酸酶处理纤维或织物的步骤，所述的聚甲基半乳糖醛酸酶由SEQ ID NO：1的氨基酸序列组成。
2.权利要求1中所述的方法，其中的植物材料为纤维素材料。
3.权利要求2中所述的方法，其中的纤维素材料选自棉花、人造纤维、粘胶丝、苎麻、大麻、亚麻、亚麻布、黄麻、乙酸纤维素纤维和液细胞。
4.权利要求2中所述的方法，其中的植物材料为再循环废纸、机械的造纸浆或经过沤制处理的纤维。
5.权利要求1中所述的方法，其包括在机器洗涤的洗涤循环过程中，用含有有效量的聚甲基半乳糖醛酸酶的洗涤溶液来处理织物的步骤，所述的聚甲基半乳糖醛酸酶由SEQ ID NO：1的氨基酸序列组成。
6.权利要求1中所述的方法，其为一洗涤步骤。
7.含有有效量的聚甲基半乳糖醛酸酶的清洁或洗衣组合物，所述的聚甲基半乳糖醛酸酶由SEQ ID NO：1的氨基酸序列组成。
8.清洁硬表面的方法，所述的方法包括用有效量的权利要求7的组合物来处理硬表面。
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