DE102005014843A1 - Use of hydrophobin for treating surfaces such as hardened mineral building materials, natural stones, artificial stones or ceramics - Google Patents
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Abstract
Description
Verwendung von Hydrophobinen zur Oberflächenbehandlung von gehärteten mineralischen Baustoffen, Naturstein, Kunststein und Keramiken Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Hydrophobinen zur Behandlung der Oberfläche von gehärteten mineralischen Baustoffen, Naturstein, Kunststein oder Keramik, ein Verfahren zur Behandlung derartiger Oberflächen sowie Oberflächen von gehärteten mineralischen Baustoffen, Naturstein, Kunststein oder Keramik, welche eine Hydrophobine umfassende Beschichtung aufweisen.use of hydrophobins for surface treatment from hardened mineral building materials, natural stone, artificial stone and ceramics The The present invention relates to the use of hydrophobins for the treatment of the surface from hardened mineral building materials, natural stone, artificial stone or ceramics, a Process for the treatment of such surfaces and surfaces of hardened mineral building materials, natural stone, artificial stone or ceramics, which have a coating comprising hydrophobins.
Es ist bekannt, Oberflächen im Innen- und Außenbereich mit Beschichtungen zu versehen, welche die Haltbarkeit und/oder das Aussehen der Oberfläche verbessern sollen. Derartige Beschichtungen sollen beispielsweise konservierend wirken, Feuchtigkeit abweisen, Verschmutzungen verhindern oder eine leichtere Reinigung der Oberfläche ermöglichen.It is known, surfaces indoors and outdoors be provided with coatings that the durability and / or the appearance of the surface to improve. Such coatings are intended, for example have a preservative effect, repel moisture, prevent soiling or allow easier cleaning of the surface.
Hierbei kann es sich um permanente Beschichtungen, beispielsweise um dem Lotuseffekt nachempfundene Beschichtungen handeln, wie von EP-A 933 388 offenbart.in this connection it can be permanent coatings, such as the Lotus effect imitated coatings act as EP-A 933,388.
Es kann sich aber auch um einen temporären Schutz handeln. Ein derartiger, temporärer, schmutzabweisender Effekt kann beispielsweise durch Substanzen in einer Reinigerformulierung erreicht werden, welche beim Reinigen der Oberfläche aufgetragen werden. Es kann sich hierbei beispielsweise um Reiniger für Fliesen handeln.It but can also be a temporary protection. Such a, temporary, dirt-repellent effect, for example, by substances in a cleaner formulation can be achieved which during cleaning the surface be applied. For example, this may be cleaner for tiles act.
WO 03/002620 offenbart die Verwendung von (Meth)acrylsäuredialkylaminoalkylestern als Soil-Release-Polymere für harte Oberflächen, beispielsweise Feinsteinböden oder Edelstahloberflächen. Die offenbarten Formulierungen enthalten 0,1 bis 5 Gew. % des Polymeren.WHERE 03/002620 discloses the use of (meth) acrylic acid dialkylaminoalkyl esters as soil-release polymers for hard surfaces, For example, fine stone floors or stainless steel surfaces. The disclosed formulations contain from 0.1 to 5% by weight of the polymer.
DE-A 100 61 897 offenbart Reinigungsmittel, die hydrophile, silikathaltige Partikel enthalten, die zu einer verbesserten Schmutzablösung bei gleichzeitiger Verringerung der Wiederanschmutzung führen. Die Partikel lagern sich auf der Oberfläche der zu reinigenden Substanzen an und verändern so die Oberflächeneigenschaften.DE-A 100 61 897 discloses detergents containing hydrophilic, silicate-containing Particles that contribute to improved soil release Simultaneous reduction of re-soiling. The Particles are deposited on the surface of the substances to be cleaned and change so the surface properties.
Hydrophobine sind kleine Proteine von etwa 100 bis 150 Aminosäuren, die charakteristisch für filamentöse Pilze, beispielsweise Schizophyllum commune, sind. Sie weisen in aller Regel 8 Cystein-Einheiten auf.hydrophobins are small proteins of about 100 to 150 amino acids that are characteristic for filamentous mushrooms, for example, Schizophyllum commune. They point in all Rule 8 cysteine units on.
Hydrophobine weisen eine ausgeprägte Affinität zu Grenzflächen auf und eignen sich daher zur Beschichtung von Oberflächen. So lässt sich beispielsweise Teflon mittels Hydrophobinen unter Erhalt einer hydrophilen Oberfläche beschichten.hydrophobins have a pronounced affinity to interfaces and are therefore suitable for coating surfaces. So let yourself For example, Teflon using hydrophobins to obtain a hydrophilic surface coat.
Hydrophobine
können
aus natürlichen
Quellen isoliert werden. Es können
aber auch natürlich
nicht vorkommende Hydrophobine mittels chemischer und/oder biotechnolo gischer
Herstellverfahren synthetisiert werden. Unsere ältere Anmeldung
Im Stand der Technik ist die Verwendung von Hydrophobinen für verschiedene Anwendungen vorgeschlagen worden.in the The state of the art is the use of hydrophobins for various purposes Applications have been proposed.
WO 96/41882 schlägt die Verwendung von Hydrophobinen als Emulgatoren, Verdicker, oberflächenaktive Substanzen, zum Hydrophilieren hydrophober Oberflächen, zur Verbesserung der Wasserbeständigkeit hydrophiler Substrate, zur Herstellung von Öl-in-Wasser-Emulsionen oder von Wasser-in-Öl-Emulsionen vor. Weiterhin werden pharmazeutische Anwendungen wie die Herstellung von Salben oder Cremes sowie kosmetische Anwendungen wie Hautschutz oder die Herstellung von Haarshampoos oder Haarspülungen vorgeschlagen.WHERE 96/41882 proposes the use of hydrophobins as emulsifiers, thickeners, surface-active Substances for Hydrophilizing Hydrophobic Surfaces Improvement of water resistance hydrophilic Substrates for the preparation of oil-in-water emulsions or of water-in-oil emulsions in front. Furthermore, pharmaceutical applications such as the production of ointments or creams, as well as cosmetic applications such as skin protection or the production of hair shampoos or hair rinses.
EP-A 1 252 516 offenbart die Beschichtung von Fenstern, Kontaktlinsen, Biosensoren, medizinischen Vorrichtungen, Behältern zur Durchführung von Versuchen oder zur Lagerung, Schiffrümpfen, festen Teilchen oder Rahmen oder Karosserie von Personenkraftwagen mit einer Hydrophobine enthaltenden Lösung bei einer Temperatur von 30 bis 80°C.EP-A 1 252 516 discloses the coating of windows, contact lenses, Biosensors, medical devices, containers for carrying out Try or for storage, ship hulls, solid particles or Frame or body of passenger car with a hydrophobin containing solution at a temperature of 30 to 80 ° C.
WO 03/53383 offenbart die Verwendung von Hydrophobin zum Behandeln von Keratin-Materialien in kosmetischen Anwendungen.WHERE 03/53383 discloses the use of hydrophobin for treating of keratin materials in cosmetic applications.
WO 03/10331 offenbart einen mit Hydrophobin beschichteten Sensor, beispielsweise eine Messelektrode, an den nicht kovalent weitere Substanzen, z.B. elektroaktive Substanzen, Antikörper oder Enzyme gebunden sind.WHERE 03/10331 discloses a hydrophobin coated sensor, for example a measuring electrode to which non-covalently further substances, e.g. electroactive substances, antibodies or enzymes are bound.
Keine der zitierten Schriften offenbart die Oberflächenbehandlung von gehärteten mineralischen Baustoffen, Naturstein, Kunststein oder Keramiken.None The cited documents disclose the surface treatment of hardened mineral Building materials, natural stone, artificial stone or ceramics.
Aufgabe der Erfindung war es, neuartige Techniken zur Behandlung derartiger Oberflächen bereitzustellen, mit denen mindestens ein schmutzabweisender und/oder hydrophobierender und/oder ein konservierender Effekt erzielt werden kann.task The invention was to provide novel techniques for treating such surfaces to provide at least one dirt repellent and / or hydrophobicizing and / or preserving effect can be achieved can.
Dementsprechend wurde die Verwendung von Hydrophobinen zur Behandlung von Oberflächen gefunden, wobei es sich bei den Oberflächen um die Oberfläche eines Materials ausgewählt aus der Gruppe von gehärteten mineralischen Baustoffen, Naturstein, Kunststein oder Keramik handelt. In einer bevorzugten Ausführungsform wird hierzu eine Formulierung aus einem Hydrophobin sowie mindestens einem Lösemittel verwendet.Accordingly the use of hydrophobins to treat surfaces has been found where it is at the surfaces around the surface of a material from the group of hardened mineral building materials, natural stone, artificial stone or ceramics. In a preferred embodiment For this purpose, a formulation of a hydrophobin and at least a solvent used.
In einem zweiten Aspekt der Erfindung wurde ein Verfahren zum Behandeln von Oberflächen gefunden, bei dem man die Oberfläche mit mindestens einem Hydrophobin in Kontakt bringt, und es sich bei der Oberfläche um die Oberfläche eines Materials ausgewählt aus der Gruppe von gehärteten mineralischen Baustoffen, Naturstein, Kunststein oder Keramiken handelt.In A second aspect of the invention has been a method of treatment of surfaces found, where you have the surface with at least one hydrophobin in contact, and it is at the surface around the surface of a material from the group of hardened mineral building materials, natural stone, artificial stone or ceramics is.
In einem dritten Aspekt der Erfindung wurden mit mindestens einem Hydrophobin beschichtete Oberfläche von gehärteten mineralischen Baustoffen, Naturstein, Kunststein oder Keramik gefunden.In A third aspect of the invention has been described with at least one hydrophobin coated surface from hardened mineral building materials, natural stone, artificial stone or ceramics found.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass schon äußerst geringe Mengen von Hydrophobinen zu einer wirksamen, schmutzabweisenden und/oder hydrophobierenden und/oder konservierenden Behandlung der Oberflächen von gehärteten mineralischen Baustoffen, Steinen oder Keramiken ausreichend sind.Surprisingly was found to be extremely low Quantities of hydrophobins to an effective, stain-resistant and / or hydrophobing and / or preserving treatment of surfaces from hardened mineral building materials, stones or ceramics are sufficient.
Zu
der Erfindung ist im Einzelnen das Folgende auszuführen:
Erfindungsgemäß wird zur
Behandlung der Oberfläche
von gehärteten
mineralischen Baustoffen, Naturstein, Kunststein oder Keramiken
mindestens ein Hydrophobin verwendet. Es kann selbstverständlich auch
ein Gemisch mehrerer, verschiedener Hydrophobine eingesetzt werden.More specifically, the following is to be accomplished for the invention:
According to the invention, at least one hydrophobin is used to treat the surface of hardened mineral building materials, natural stone, artificial stone or ceramics. It is of course also possible to use a mixture of a plurality of different hydrophobins.
Unter
dem Begriff „Hydrophobine" im Sinne dieser
Erfindung sollen im Folgenden Polypeptide der allgemeinen Strukturformel
(I)
Die Polypetide sind weiterhin durch die Eigenschaft charakterisiert, dass sie nach Beschichten einer Glasoberfläche eine Vergrößerung des Kontaktwinkels eines Wassertropfens von mindestens 20°, bevorzugt mindestens 25° und besonders bevorzugt 30° bewirken.The Polypetids are further characterized by the property that after coating a glass surface, they increase the size of the glass Contact angle of a water drop of at least 20 °, preferably at least 25 ° and particularly preferably 30 ° cause.
Die mit C1 bis C8 benannten Cysteine können entweder reduziert vorliegen oder miteinander Disulfidbrücken ausbilden. Besonders bevorzugt ist die intramolekulare Aus bildung von C-C Brücken, insbesondere die mit mindestens einer, bevorzugt 2, besonders bevorzugt 3 und ganz besonders bevorzugt 4 intramolekularen Disulfidbrücken.The cysteines named C 1 to C 8 may either be present in reduced form or form disulfide bridges with one another. Particularly preferred is the intramolecular formation of CC bridges, in particular those having at least one, preferably 2, more preferably 3 and most preferably 4 intramolecular disulfide bridges.
Bevorzugt
werden Hydrophobine der allgemeinen Formel (II)
Besonders
bevorzugt werden Hydrophobine der allgemeinen Formel (III)
Bei den Resten Xn und Xm kann es sich um Peptidsequenzen handeln, die natürlicherweise auch mit einem Hydrophobin verknüpft sind. Es kann sich aber auch bei einem oder beiden Resten um Peptidsequenzen handeln, die natürlicherweise nicht mit einem Hydrophobin verknüpft sind, darunter sind auch solche Reste Xn und/oder Xm zu verstehen, bei denen eine natürlicherweise in einem Hydrophobin vorkommende Peptidsequenz durch eine nicht natürlicherweise in einem Hydrophobin vorkommende Peptidsequenz verlängert ist.The radicals X n and X m may be peptide sequences that are naturally also linked to a hydrophobin. However, it may also in either or both of peptide sequences that are not naturally associated with a hydrophobin, including such radicals X are N and / or X to understand m, in which a naturally occurring in a hydrophobin peptide sequence by a non- naturally occurring in a hydrophobin peptide sequence is extended.
Falls es sich bei Xn und/oder Xm um natürlicherweise nicht in Hydrophobinen vorkommende Peptidsequenzen handelt, sind derartige Sequenzen in der Regel mindestens 20, bevorzugt mindestens 35, besonders bevorzugt mindestens 50 und ganz besonders bevorzugt mindestens 100 Aminosäuren lang. Ein derartiger, natürlicherweise nicht mit einem Hydrophobin verknüpfter Rest soll im Folgenden auch als Fusionspartner bezeichnet werden. Damit soll ausgedrückt werden, dass die Proteine aus einem Hydrophobinteil und einem Fusionspartnerteil bestehen, die in der Natur nicht zusammen in dieser Form vorkommen. Derartige Proteinen sollen auch als Fusionsproteine bezeichnet werden.If X n and / or X m are naturally non-hydrophobic peptide sequences, such sequences are generally at least 20, preferably at least 35, more preferably at least 50, and most preferably at least 100 amino acids in length. Such a residue, which is not naturally linked to a hydrophobin, will also be referred to below as a fusion partner. This is to say that the proteins consist of a hydrophobin part and a fusion partner part, which in nature do not coexist in this form. Such proteins should also be referred to as fusion proteins.
Der Fusionspartnerteil kann aus einer Vielzahl von Proteinen ausgewählt werden. Es können auch mehrere Fusionspartner mit einem Hydrophobinteil verknüpft werden, beispielsweise am Aminoterminus (Xn) und am Carboxyterminus (Xm) des Hydropho binteils. Es können aber auch beispielsweise zwei Fusionspartner mit einer Position (Xn oder Xm) des erfindungsgemässen Proteins verknüpft werden.The fusion partner portion can be selected from a variety of proteins. It is also possible to link a plurality of fusion partners with a hydrophobin part, for example at the amino terminus (X n ) and at the carboxy terminus (X m ) of the hydrophobic bin part. However, it is also possible, for example, to link two fusion partners with a position (X n or X m ) of the protein according to the invention.
Besonders geeignete Fusionspartner sind Polypeptide, die natürlicherweise in Mikroorganismen, insbesondere in E. coli oder Bacillus subtilis vorkommen. Beispiele für solche Fusionspartner sind die Sequenzen yaad (SEQ ID NO: 15 und 16), yaae(SEQ ID NO: 17 und 18), und Thioredoxin. Gut geeignet sind auch Fragmente oder Derivate dieser genannten Sequenzen, die nur einen Teil, bevorzugt 70–99%, besonders bevorzugt 80–98% der genannten Sequenzen umfassen, oder bei denen einzelne Aminosäuren, bzw. Nukleotide gegenüber der genannten Sequenz verändert sind.Especially suitable fusion partners are polypeptides that are naturally in microorganisms, in particular in E. coli or Bacillus subtilis occurrence. examples for Such fusion partners are the sequences yaad (SEQ ID NO: 15 and 16), yaae (SEQ ID NOs: 17 and 18), and thioredoxin. Well suited also fragments or derivatives of these named sequences that only a part, preferably 70-99%, especially preferred 80-98% of said sequences, or in which individual amino acids, or Nucleotides opposite changed the said sequence are.
Die erfindungsgemäß verwendeten Proteine können auch noch in ihrer Polypeptidsequenz modifiziert sein, beispielsweise durch Glycosilierung, Acetylierung oder auch durch chemische Quervernetzung beispielsweise mit Glutardialdehyd.The used according to the invention Proteins can also be modified in their polypeptide sequence, for example by glycosylation, acetylation or by chemical cross-linking for example with glutaric dialdehyde.
Eine Eigenschaft der erfindungsgemäß verwendeten Proteine ist die Änderung von Oberflächeneigenschaften, wenn die Oberflächen mit den Proteinen beschichtet werden. Die Änderung der Oberflächeneigenschaften lässt sich experimentell dadurch bestimmen, dass der Kontaktwinkel eines Wassertropfens vor und nach der Beschichtung einer Oberfläche mit dem Protein gemessen wird und die Differenz der beiden Messungen ermittelt wird.A Property of the invention used Proteins is the change of surface properties, when the surfaces be coated with the proteins. The change of surface properties let yourself experimentally determine that the contact angle of a water drop measured before and after coating a surface with the protein and the difference between the two measurements is determined.
Die Durchführung von Kontaktwinkelmessungen ist dem Fachmann prinzipiell bekannt. Die genauen experimentellen Bedingungen zur Messung des Kontaktwinkels sind im experimentellen Teil dargestellt. Unter den dort genannten Bedingungen besitzen die erfindungsgemäß verwendeten Proteine die Eigenschaft, den Kontaktwinkel eines Wassertropfens auf einer Glasoberfläche um mindestens 20°, bevorzugt mindestens 25°, besonders bevorzugt mindestens 30° zu vergrößern.The execution Contact angle measurements are known in principle to the person skilled in the art. The exact experimental conditions for measuring the contact angle are shown in the experimental part. Among the mentioned there Conditions have the proteins used in the invention Property, the contact angle of a drop of water on a glass surface by at least 20 °, preferably at least 25 °, especially preferably at least 30 ° to enlarge.
Im Hydrophobinteil der bisher bekannten Hydrophobine sind die Positionen der polaren und unpolaren Aminosäuren konserviert, was sich in einem charakteristischen Hydrophobizitätsplot äußert. Unterschiede in den biophysikalischen Eigenschaften und in der Hydrophobizität führten zur Einteilung der bisher bekannten Hydrophobine in zwei Klassen, I und II (Wessels et al. 1994, Ann. Rev. Phytopathol., 32, 413–437).in the Hydrophobin part of the previously known hydrophobins are the positions of polar and nonpolar amino acids conserved, which manifests itself in a characteristic hydrophobicity plot. differences in biophysical properties and hydrophobicity led to Classification of previously known hydrophobins in two classes, I and II (Wessels et al., 1994, Ann. Rev. Phytopathol., 32, 413-437).
Die assemblierten Membranen aus Klasse I Hydrophobinen sind hochgradig unlöslich (selbst gegenüber 1 % SDS bei erhöhter Temperatur) und können nur durch konzentrierte Trifluoressigsäure (TFA), bzw. Ameisensäure wieder dissoziiert werden. Im Gegensatz dazu sind die assemblierten Formen von Klasse II Hydrophobinen weniger stabil. Sie können bereits durch 60%iges Ethanol, bzw. 1 % SDS (bei Raumtemperatur) wieder aufgelöst werden.The Assembled membranes from Class I hydrophobins are high grade insoluble (even opposite 1% SDS at elevated Temperature) and can only by concentrated trifluoroacetic acid (TFA), or formic acid again be dissociated. In contrast, the assembled forms of class II hydrophobins less stable. You already can by 60% ethanol, or 1% SDS (at room temperature) again disbanded become.
Ein Vergleich der Aminosäuresequenzen zeigt, dass die Länge des Bereichs zwischen Cystein C3 und C4 bei Klasse II Hydrophobinen deutlich kürzer ist, als bei Hydrophobinen der Klasse I. Klasse II Hydrophobine weisen weiterhin mehr geladene Aminosäuren als Klasse I auf.A comparison of the amino acid sequences shows that the length of the region between cysteine C 3 and C 4 is significantly shorter in class II hydrophobins than in class I hydrophobins. Class II Hydrophobins also have more charged amino acids than class I.
Besonders bevorzugte Hydrophobine zur Ausführung der vorliegenden Erfindung sind die Hydrophobine des Typs dewA, rodA, hypA, hypB, sc3, basf1, basf2, die im nachfolgenden Sequenzprotokoll strukturell charakterisiert sind. Es kann sich auch nur um Teile oder Derivate davon handeln. Es können auch mehrere Hydrophobine, bevorzugt 2 oder 3, gleicher oder unterschiedlicher Struktur miteinander verknüpft und mit einer entsprechenden geeigneten Polypeptidsequenz, die natürlicherweise nicht mit einem Hydrophobin verbunden ist, verknüpft werden.Especially preferred hydrophobins for execution of the present invention are the hydrophobins of the type dewA, rodA, hypA, hypB, sc3, basf1, basf2, in the sequence listing below structurally characterized. It may just be about parts or derivatives thereof. There may also be several hydrophobins, preferably 2 or 3, identical or different structure with each other connected and with a corresponding suitable polypeptide sequence naturally not associated with a hydrophobin.
Besonders geeignet zur Durchführung der vorliegenden Erfindung sind weiterhin die Fusionsproteine mit den in SEQ ID NO: 20, 22, 24 dargestellten Polypeptidsequenzen sowie den dafür codierenden Nukleinsäuresequenzen, insbesondere den Sequenzen gemäss SEQ ID NO: 19, 21, 23. Auch Proteine, die sich ausgehend von den in SEQ ID NO. 22, 22 oder 24 dargestellten Polypeptidsequenzen durch Austausch, Insertion oder Deletion von mindestens einer, bis hin zu 10. bevorzugt 5, besonders bevorzugt 5% aller Aminosäuren ergeben, und die die biologische Eigenschaft der Ausgangsproteine noch zu mindestens 50% besitzen, sind besonders bevorzugte Ausführungsformen. Unter biologischer Eigenschaft der Proteine wird hierbei die bereits beschriebene Änderung des Kontaktwinkels um mindestens 20° verstanden.Especially suitable for implementation The present invention further provides the fusion proteins with the polypeptide sequences shown in SEQ ID NO: 20, 22, 24 and the one for it coding nucleic acid sequences, in particular the sequences according to SEQ ID NO: 19, 21, 23. Also, proteins derived from the in SEQ ID NO. 22, 22 or 24 polypeptide sequences represented by Exchange, insertion or deletion of at least one, all the way through to 10, preferably 5, more preferably 5% of all amino acids, and that the biological property of the source proteins still too at least 50% are particularly preferred embodiments. The biological property of the proteins is already here described change the contact angle by at least 20 ° understood.
Die erfindungsgemäß verwendeten Polypeptide lassen sich chemisch durch bekannte Verfahren der Peptidsynthese, beispielsweise durch Festphasensynthese nach Merrifield herstellen.The used according to the invention Polypeptides can be prepared chemically by known methods of peptide synthesis, for example, by Merrifield solid phase synthesis.
Natürlich vorkommende Hydrophobine lassen sich aus natürlichen Quellen mittels geeigneter Methoden isolieren. Beispielhaft sei auf Wösten et. al., Eur. J Cell Bio. 63, 122–129 (1994) oder WO 96/41882 verwiesen.Naturally occurring Hydrophobins can be made from natural Isolate sources using appropriate methods. Exemplary on the way et. al., Eur. J Cell Bio. 63, 122-129 (1994) or WO 96/41882 directed.
Die
Herstellung von nicht natürlich
vorkommenden Fusionsproteinen kann bevorzugt durch gentechnische
Verfahren erfolgen, bei denen eine für den Fusionspartner und eine
für den
Hydrophobinteil codierende Nukleinsäuresequenz, insbesondere DNA-Sequenz, so kombiniert
werden, dass in einem Wirtsorganismus durch Genexpression der kombinierten
Nukleinsäuresequenz
das gewünschte
Protein erzeugt wird. Ein derartiges Herstellverfahren ist in unserer älteren Anmeldung
Geeignete Wirtsorganismen (Produktionsorganismen) für das genannte Herstellverfahren können dabei Prokaryonten (einschließlich der Archaea) oder Eukaryonten sein, besonders Bakterien einschliesslich Halobacterien und Methanococcen, Pilze, Insektenzellen, Pflanzenzellen und Säugerzellen, besonders bevorzugt Escherichia coli, Bacillus subtilis, Bacillus. megaterium, Aspergillus oryzea, Aspergillus nidulans, Aspergillus niger, Pichia pastoris, Pseudomonas spec., Lactobacillen, Hansenula polymorpha, Trichoderma reesei, SF9 (bzw. verwandte Zellen) u.a..suitable Host organisms (production organisms) for said production process can while prokaryotes (including the archaea) or eukaryotes, especially bacteria including halobacteria and methanococci, fungi, insect cells, plant cells and mammalian cells, particularly preferred Escherichia coli, Bacillus subtilis, Bacillus. megaterium, Aspergillus oryzea, Aspergillus nidulans, Aspergillus niger, Pichia pastoris, Pseudomonas spec., Lactobacilli, Hansenula polymorpha, Trichoderma reesei, SF9 (or related cells), etc.
Gegenstand der Erfindung sind außerdem Expressionskonstrukte, enthaltend unter der genetischen Kontrolle regulativer Nukleinsäuresequenzen eine für ein erfindungsgemäß verwendetes Polypeptid kodierende Nukleinsäuresequenz, sowie Vektoren, umfassend wenigstens eines dieser Expressionskonstrukte.object of the invention are also Expression constructs containing under genetic control regulatory nucleic acid sequences one for an inventively used Polypeptide-encoding nucleic acid sequence, and vectors comprising at least one of these expression constructs.
Vorzugsweise umfassen eingesetzte Konstrukte 5'-stromaufwärts von der jeweiligen kodierenden Sequenz einen Promotor und 3'-stromabwärts eine Terminatorsequenz sowie gegebenenfalls weitere übliche regulative Elemente, und zwar jeweils operativ verknüpft mit der kodierenden Sequenz.Preferably include inserted constructs 5'-upstream of the respective coding Sequence one promoter and 3'-downstream one Terminator sequence and optionally other common regulatory elements, each operatively linked with the coding sequence.
Unter einer "operativen Verknüpfung" versteht man die sequentielle Anordnung von Promotor, kodierender Sequenz, Terminator und gegebenenfalls weiterer regulativer Elemente derart, dass jedes der regulativen Elemente seine Funktion bei der Expression der kodierenden Sequenz bestimmungsgemäß erfüllen kann.Under an "operational Linking "one understands the Sequential arrangement of promoter, coding sequence, terminator and optionally other regulatory elements such that each the regulatory elements have their function in the expression of the coding Sequence can meet as intended.
Beispiele für operativ verknüpfbare Sequenzen sind Targeting-Sequenzen sowie Enhancer, Polyadenylierungssignale und dergleichen. Weitere regulative Elemente umfassen selektierbare Marker, Amplifikationssignale, Replikationsursprünge und dergleichen. Geeignete regulatorische Sequenzen sind z. B. beschrieben in Goeddel, Gene Expression Techno-logy: Methods in Enzymology 185, Academic Press, San Diego, CA (1990).Examples of operably linked sequences are targeting sequences as well as enhancers, polyad nylierungssignale and the like. Other regulatory elements include selectable markers, amplification signals, origins of replication, and the like. Suitable regulatory sequences are for. As described in Goeddel, Gene Expression Technolgy: Methods in Enzymology 185, Academic Press, San Diego, CA (1990).
Zusätzlich zu diesen Regulationssequenzen kann die natürliche Regulation dieser Sequenzen vor den eigentlichen Strukturgenen noch vorhanden sein und gegebenenfalls genetisch verändert worden sein, so dass die natürliche Regulation ausgeschaltet und die Expression der Gene erhöht wurde.In addition to These regulatory sequences may be the natural regulation of these sequences be present before the actual structural genes and optionally genetically modified have been so natural Regulation switched off and the expression of genes was increased.
Ein bevorzugtes Nukleinsäurekonstrukt enthält vorteilhaft auch eine oder mehrere der schon erwähnten "Enhancer"-Sequenzen, funktionell verknüpft mit dem Promotor, die eine erhöhte Expression der Nukleinsäuresequenz ermöglichen. Auch am 3'-Ende der DNA-Sequenzen können zusätzliche vorteilhafte Sequenzen inseriert werden, wie weitere regulatorische Elemente oder Terminatoren.One preferred nucleic acid construct contains advantageously also one or more of the already mentioned "enhancer" sequences, functionally linked to the promoter, which increased one Expression of the nucleic acid sequence enable. Also at the 3'-end the DNA sequences can additional advantageous sequences are inserted, such as further regulatory Elements or terminators.
Die Nukleinsäuren können in einer oder mehreren Kopien im Konstrukt enthalten sein. Im Konstrukt können noch weitere Marker, wie Antibiotikaresistenzen oder Au xotrophien komplementierende Gene, gegebenenfalls zur Selektion auf das Konstrukt enthalten sein.The nucleic acids can be contained in one or more copies in the construct. In the construct can still other markers, such as antibiotic resistance or complementing Au xotrophien Genes, optionally be included for selection on the construct.
Vorteilhafte Regulationssequenzen für das Verfahren sind beispielsweise in Promotoren wie cos-, tac-, trp-, tet-, trp-, tet-, lpp-, lac-, lpp-lac-, laclq-T7-, T5-, T3-, gal-, trc-, ara-, rhaP(rhaPBAD) SP6-, lambda-PR- oder imlambda-P-Promotor enthalten, die vorteilhaft in gram-negativen Bakterien Anwendung finden. Weitere vorteilhafte Regulationssequenzen sind beispielsweise in den gram-positiven Promotoren amy und SP02, in den Hefe- oder Pilzpromotoren ADC1, MFalpha, AC, P-60, CYC1, GAPDH, TEF, rp28, ADH enthalten. Es können auch künstliche Promotoren für die Regulation verwendet werden.advantageous Regulatory sequences for the method are for example in promoters such as cos-, tac-, trp-, tet, trp, tet, lpp, lac, lpp-lac, laclq-T7, T5, T3, gal, trc, ara, rhaP (rhaPBAD) SP6, lambda PR or imlambda P promoter that are beneficial in gram-negative bacteria application Find. Further advantageous regulatory sequences are, for example in the gram-positive promoters amy and SP02, in the yeast or Fungal promoters ADC1, MFalpha, AC, P-60, CYC1, GAPDH, TEF, rp28, ADH included. It can too artificial Promoters for the regulation can be used.
Das Nukleinsäurekonstrukt wird zur Expression in einem Wirtsorganismus vorteilhafterweise in einen Vektor, wie beispielsweise einem Plasmid oder einem Phagen inseriert, der eine optimale Expression der Gene im Wirt ermöglicht. Unter Vektoren sind außer Plasmiden und Phagen auch alle anderen dem Fachmann bekannten Vektoren, also z. B. Viren, wie SV40, CMV, Baculovirus und Adenovirus, Transposons, IS-Elemente, Phasmide, Cosmide, und lineare oder zirkuläre DNA, sowie das Agrobacterium-System zu verstehen.The nucleic acid construct is advantageously for expression in a host organism into a vector, such as a plasmid or a phage inserted, which allows optimal expression of genes in the host. Among vectors are out of the box Plasmids and phages also all other vectors known in the art, So z. Viruses, such as SV40, CMV, baculovirus and adenovirus, transposons, IS elements, phasmids, cosmids, and linear or circular DNA, and the Agrobacterium system to understand.
Diese Vektoren können autonom im Wirtsorganismus repliziert oder chromosomal repliziert werden. Diese Vektoren stellen eine weitere Ausgestaltung der Erfindung dar. Geeignete Plasmide sind beispielsweise in E. coli pLG338, pACYC184, pBR322, pUC18, pUC19, pKC30, pRep4, pHS1, pKK223-3, pDHE19.2, pHS2, pPLc236, pMBL24, pLG200, pUR290, pIN-III''3-B1, tgt11 oder pBdCl, in StreptomycespIJ101, pIJ364, pIJ702 oder pIJ361, in Bacillus pUB110, pC194 oder pBD214, in Corynebacterium pSA77 oder pAJ667, in Pilzen pALS1, pIL2 oder pBB116, in Hefen 2alpha, pAG-1, YEp6, YEp13 oder pEMBLYe23 oder in Pflanzen pLGV23, pGHlac+, pBIN19, pAK2004 oder pDH51. Die genannten Plasmide stellen eine kleine Auswahl der möglichen Plasmide dar. Weitere Plasmide sind dem Fachmann bekannt und können beispielsweise aus dem Buch Cloning Vectors (Eds. Pouwels P. H. et al. Elsevier, Ams- terdam-New York-Oxford, 1985, ISBN 0 444 904018) entnommen werden.These Vectors can autonomously replicated in the host organism or replicated chromosomally become. These vectors represent a further embodiment of the invention Suitable plasmids are, for example, in E. coli pLG338, pACYC184, pBR322, pUC18, pUC19, pKC30, pRep4, pHS1, pKK223-3, pDHE19.2, pHS2, pPLc236, pMBL24, pLG200, pUR290, pIN-III''3-B1, tgt11 or pBdCl, in Streptomyces pIJ101, pIJ364, pIJ702 or pIJ361, in Bacillus pUB110, pC194 or pBD214, in Corynebacterium pSA77 or pAJ667, in fungi pALS1, pIL2 or pBB116, in yeasts 2alpha, pAG-1, YEp6, YEp13 or pEMBLYe23 or in plants pLGV23, pGHlac +, pBIN19, pAK2004 or pDH51. The plasmids mentioned make a small selection of possible plasmids dar. Further plasmids are known in the art and can, for example from the book Cloning Vectors (Eds. Pouwels P.H. et al., Elsevier, Amsterdam-New York-Oxford, 1985, ISBN 0 444 904018).
Vorteilhaft enthält das Nukleinsäurekonstrukt zur Expression der weiteren enthaltenen Gene zusätzlich noch 3'- und/oder 5'-terminale regulatorische Sequenzen zur Steigerung der Expression, die je nach ausgewähltem Wirtorganismus und Gen oder Gene für eine optimale Expression ausgewählt werden.Advantageous contains the nucleic acid construct For expression of the other genes contained additionally 3'- and / or 5'-terminal regulatory Sequences to increase expression, depending on the selected host organism and gene or genes for optimal expression selected become.
Diese regulatorischen Sequenzen sollen die gezielte Expression der Gene und der Proteinexpression ermöglichen. Dies kann beispielsweise je nach Wirtsorganismus bedeuten, dass das Gen erst nach Induktion exprimiert oder überexprimiert wird, oder dass es sofort exprimiert und/oder überexprimiert wird.These Regulatory sequences are designed to target the expression of genes and enable protein expression. For example, depending on the host organism, this may mean that the gene is expressed or overexpressed after induction, or that it expresses immediately and / or overexpressed becomes.
Die regulatorischen Sequenzen bzw. Faktoren können dabei vorzugsweise die Genexpression der eingeführten Gene positiv beeinflussen und dadurch erhöhen. So kann eine Verstärkung der regulatorischen Elemente vorteilhafterweise auf der Transkriptionsebene erfolgen, indem starke Transkriptionssignale wie Promotoren und/oder "Enhancer" verwendet werden. Daneben ist aber auch eine Verstärkung der Translation möglich, indem beispielsweise die Stabilität der mRNA verbessert wird.The Regulatory sequences or factors can preferably the Gene expression of the introduced Positively influence genes and thereby increase them. So can a reinforcement of the regulatory elements advantageously at the transcriptional level by using strong transcription signals such as promoters and / or enhancers. But there is also a reinforcement Translation possible, for example, by improving the stability of the mRNA.
In einer weiteren Ausgestaltungsform des Vektors kann der das Nukleinsäurekonstrukt oder die Nukleinsäure enthaltende Vektor auch vorteilhaft in Form einer linearen DNA in die Mikroorganismen eingeführt werden und über heterologe oder homologe Rekombination in das Genom des Wirtsorganismus integriert werden. Diese lineare DNA kann aus einem linearisierten Vektor wie einem Plasmid oder nur aus dem Nukleinsäurekonstrukt oder der Nukleinsäure bestehen.In a further embodiment of the vector, the vector containing the nucleic acid construct or the nucleic acid can also advantageously be introduced into the microorganisms in the form of a linear DNA and integrated into the genome of the host organism via heterologous or homologous recombination. This linear DNA can be from a linearized vector such as a plasmid or only from the nucleus acid construct or the nucleic acid consist.
Für eine optimale Expression heterologer Gene in Organismen ist es vorteilhaft die Nukleinsäuresequenzen entsprechend des im Organismus verwendeten spezifischen "codon usage" zu verändern. Der "codon usage" lässt sich anhand von Computerauswertungen anderer, bekannter Gene des betreffenden Organismus leicht ermitteln.For an optimal Expression of heterologous genes in organisms, it is advantageous the nucleic acid sequences according to the specific "codon usage" used in the organism. The "codon usage" can be on the basis of computer evaluations of other, known genes of the concerned Easily detect organism.
Die Herstellung einer Expressionskassette erfolgt durch Fusion eines geeigneten Promotors mit einer geeigneten kodierenden Nukleotidsequenz sowie einem Terminator- oder Polyadenylierungssignal. Dazu verwendet man gängige Rekombinations- und Klonierungstechniken, wie sie beispielsweise in T. Maniatis, E. F. Fritsch und J. Sambrook, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY (1989) sowie in T. J. Silhavy, M. L. Berman und L. W. Enquist, Experiments with Gene Fusions, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY (1984) und in Ausubel, F. M. et al., Current Protocols in Molecular Biology, Greene Publishing Assoc. and Wiley Interscience (1987) beschrieben sind.The Production of an expression cassette takes place by fusion of a suitable promoter with a suitable coding nucleotide sequence as well as a terminator or Polyadenylation signal. For this purpose, conventional recombination and cloning techniques are used, as described, for example, in T. Maniatis, E.F. Fritsch and J. Sambrook, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY (1989) and T.J. Silhavy, M.L. Berman and L.W. Enquist, Experiments with Gene Fusion, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY (1984) and in Ausubel, F.M. et al., Current Protocols in Molecular Biology, Greene Publishing Assoc. and Wiley Interscience (1987).
Das rekombinante Nukleinsäurekonstrukt bzw. Genkonstrukt wird zur Expression in einem geeigneten Wirtsorganismus, vorteilhaft in einen wirtsspezifischen Vektor insertiert, der eine optimale Expression der Gene im Wirt ermöglicht. Vektoren sind dem Fachmann wohl bekannt und können beispielsweise aus "Cloning Vectors" (Pouwels P. H. et al., Hrsg, Elsevier, Amsterdam-New York-Oxford, 1985) entnommen wer-den.The recombinant nucleic acid construct or gene construct is for expression in a suitable host organism, advantageously inserted into a host-specific vector which has a optimal expression of the genes in the host allows. Vectors are the specialist well known and can for example from "Cloning Vectors" (Pouwels P.H. et al., eds, Elsevier, Amsterdam-New York-Oxford, 1985) become.
Mit Hilfe der Vektoren sind rekombinante Mikroorganismen herstellbar, welche beispielsweise mit wenigstens einem Vektor transformiert sind und zur Produktion der erfindungsgemäß verwendeten Polypeptide eingesetzt werden können. Vorteilhafterweise werden die oben beschriebenen rekombinanten Konstrukte in ein geeignetes Wirtssystem eingebracht und exprimiert. Dabei werden vorzugsweise dem Fachmann bekannte geläufige Klonierungs- und Transfektionsmethoden, wie beispielsweise Co- Präzipitation, Protoplastenfusion, Elektroporation, retrovirale Transfektion und dergleichen, verwendet, um die genannten Nukleinsäuren im jeweiligen Expressionssystem zur Expression zu bringen. Geeignete Systeme werden beispielsweise in Current Protocols in Molecular Biology, F. Ausubel et al., Hrsg., Wiley Interscience, New York 1997, oder Sambrook et al. Molecular Cloning: A Laboratory Manual. 2. Aufl., Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, 1989 beschrieben.With The vectors can be used to produce recombinant microorganisms. which transforms, for example, with at least one vector are used and for the production of the polypeptides used in the invention can be. Advantageously, the above-described recombinant constructs introduced and expressed in a suitable host system. there are preferably known in the art known cloning and transfection methods, such as co-precipitation, Protoplast fusion, electroporation, retroviral transfection and the like, used to the said nucleic acids in the respective Expression system for expression. Suitable systems will be for example in Current Protocols in Molecular Biology, F. Ausubel et al., Ed., Wiley Interscience, New York 1997, or Sambrook et al. Molecular Cloning: A Laboratory Manual. 2nd ed., Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, 1989.
Es sind auch homolog rekombinierte Mikroorganismen herstellbar. Dazu wird ein Vektor hergestellt, der zumindest einen Abschnitt eines erfindungsgemäß zu verwendenden Gens oder einer kodierenden Sequenz enthält, worin gegebenenfalls wenigstens eine Aminosäure-Deletion, -Addition oder -Substitution eingebracht worden ist, um die Sequenz zu verändern, z. B. funktionell zu disruptieren ("Knockout"-Vektor). Die eingebrachte Sequenz kann z. B. auch ein Homologes aus einem verwandten Mikroorganismus sein oder aus einer Säugetier-, Hefe- oder Insektenquelle abgeleitet sein. Der zur homologen Rekombination verwendete Vektor kann alternativ derart ausgestaltet sein, dass das endogene Gen bei homologer Rekombination mutiert oder anderweitig verändert ist, jedoch noch das funktionelle Protein kodiert (z. B. kann der stromaufwärts gelegene regulatorische Bereich derart verändert sein, dass dadurch die Expression des endogenen Proteins verändert wird). Der veränderte Abschnitt des erfindungsgemäß verwendeten Gens ist im homologen Rekombinationsvektor. Die Konstruktion geeigneter Vektoren zur homologen Rekombination ist z. B. beschrieben in Thomas, K. R. und Capecchi, M. R. (1987) Cell 51 : 503.It Homologously recombined microorganisms can be produced. To For example, a vector is made that contains at least a portion of a to be used according to the invention Contains gene or a coding sequence, wherein optionally at least an amino acid deletion, Addition or substitution has been introduced to the sequence to change, z. B. functionally disrupted ("knockout" vector). The introduced sequence can z. B. also be a homologue of a related microorganism or from a mammal, Be derived yeast or insect source. The homologous recombination Alternatively, the vector used may be configured such that mutated or otherwise the endogenous gene upon homologous recombination changed but the functional protein is still encoded (eg upstream regulatory area so changed that the Expression of the endogenous protein is changed). The modified section of the invention used Gene is in the homologous recombination vector. The construction of suitable Vectors for homologous recombination is z. As described in Thomas, K.R. and Capecchi, M.R. (1987) Cell 51: 503.
Als rekombinante Wirtsorganismen für die erfindungsgemäß verwendete Nukleinsäure oder dem Nukleinsäurekonstrukt kommen prinzipiell alle prokaryontischen oder eukaryontischen Organismen in Frage. Vorteilhafterweise werden als Wirtsorganismen Mikroorganismen wie Bakterien, Pilze oder Hefen verwendet. Vorteilhaft werden grampositive oder gram-negative Bakterien, bevorzugt Bakterien der Familien Enterobacteriaceae, Pseudomonadaceae, Rhizobiaceae, Streptomycetaceae oder Nocardiaceae, besonders bevorzugt Bakterien der Gattungen Escherichia, Pseudomonas, Streptomyces, Nocardia, Burkholderia, Salmonella, Agrobacterium oder Rhodococcus verwendet.When recombinant host organisms for the invention used nucleic acid or the nucleic acid construct In principle, all prokaryotic or eukaryotic organisms come in question. Advantageously, microorganisms are used as host organisms like bacteria, fungi or yeasts used. Advantageous are gram-positive or gram-negative bacteria, preferably bacteria of the family Enterobacteriaceae, Pseudomonadaceae, Rhizobiaceae, Streptomycetaceae or Nocardiaceae, particularly preferred bacteria of the genera Escherichia, Pseudomonas, Streptomyces, Nocardia, Burkholderia, Salmonella, Agrobacterium or Rhodococcus used.
Die im Herstellverfahren für Fusionsproteine verwendeten Organismen werden je nach Wirtsorganismus in dem Fachmann bekannter Weise angezogen bzw. gezüchtet. Mikroorganismen werden in der Regel in einem flüssigen Medium, das eine Kohlenstoffquelle meist in Form von Zuckern, eine Stickstoffquelle meist in Form von organischen Stickstoffquellen wie Hefeextrakt oder Salzen wie Ammoniumsulfat, Spurenelemente wie Eisen-, Mangan- und Magnesiumsalze sowie gegebenenfalls Vitamine enthält, bei Temperaturen zwischen 0 und 100 °C, bevorzugt zwischen 10 bis 60 °C unter Sauerstoffbegasung angezogen. Dabei kann der pH-Wert der Nährflüssigkeit auf einem festen Wert gehalten werden, das heißt während der Anzucht reguliert werden oder nicht.The in the manufacturing process for Organisms used for fusion proteins vary depending on the host organism attracted or bred in the manner known in the art. microorganisms are usually in a liquid Medium containing a carbon source mostly in the form of sugars, a Nitrogen source mostly in the form of organic nitrogen sources like yeast extract or salts like ammonium sulfate, trace elements like Iron, manganese and magnesium salts and optionally vitamins contains at temperatures between 0 and 100 ° C, preferably between 10 to 60 ° C below Attracted oxygen fumigation. In this case, the pH of the nutrient fluid be kept at a fixed value, that is regulated during the cultivation be or not.
Die Anzucht kann "batch"-weise, "semi-batch"-weise oder kontinuierlich erfolgen. Nährstoffe können zu Beginn der Fermentation vorgelegt oder semikontinuierlich oder kontinuierlich nachgefüttert werden. Die Enzyme können nach dem in den Beispielen beschriebenen Verfahren aus den Organismen isoliert werden oder als Rohextrakt für die Reaktion verwendet werden.The Cultivation can be batch, semi-batch or continuous respectively. nutrient can too Beginning of the fermentation submitted or semicontinuously or continuously fed in become. The enzymes can according to the method described in the examples from the organisms be isolated or used as crude extract for the reaction.
Die erfindungsgemäß verwendeten Polypeptide oder funktionelle, biologisch aktive Fragmente davon können mittels eines rekombinanten Verfahrens hergestellt werden, bei dem man einen Polypeptide-produzierenden Mikroorganismus kultiviert, gegebenenfalls die Expression der Polypeptide induziert und diese aus der Kultur isoliert. Die Polypeptide können so auch in großtechnischem Maßstab produziert werden, falls dies erwünscht ist. Der rekombinante Mikroorganismus kann nach bekannten Verfahren kultiviert und fermentiert werden. Bakterien können beispielsweise in TB- oder LB-Medium und bei einer Temperatur von 20 bis 40°C und einem pH-Wert von 6 bis 9 vermehrt werden. Geeignete Kultivierungsbedingungen werden beispielsweise in T. Maniatis, E. F. Fritsch and J. Sambrook, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY (1989) beschrieben.The used according to the invention Polypeptides or functional, biologically active fragments thereof can be obtained by a recombinant process in which a Cultured polypeptide-producing microorganism, optionally the expression of the polypeptides induced and these from the culture isolated. The polypeptides can so also in large-scale scale produced if desired. The recombinant Microorganism can be cultured and fermented by known methods become. Bacteria can for example in TB or LB medium and at a temperature of 20 to 40 ° C and a pH of 6 to 9 be increased. Suitable cultivation conditions are, for example in T. Maniatis, E.F. Fritsch and J. Sambrook, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY (1989).
Die Zellen werden dann, falls die Polypeptide nicht in das Kulturmedium sezerniert werden, aufgeschlossen und das Produkt nach bekannten Proteinisolierungsverfahren aus dem Lysat gewonnen. Die Zellen können wahlweise durch hochfrequenten Ultraschall, durch hohen Druck, wie z. B. in einer French-Druckzelle, durch Osmolyse, durch Einwirkung von Detergenzien, lytischen Enzymen oder organischen Lösungsmitteln, durch Homogenisatoren oder durch Kombination mehrerer der aufgeführten Verfahren aufgeschlossen werden.The Cells then become, if the polypeptides are not in the culture medium be secreted, open-minded and the product according to known Protein isolation method recovered from the lysate. The cells can optionally by high-frequency ultrasound, by high pressure, such. In a French pressure cell, by osmolysis, by the action of detergents, lytic enzymes or organic solvents, by homogenizers or digested by combining several of the listed methods become.
Eine Aufreinigung der Polypeptide kann mit bekannten, chromatographischen Verfahren erzielt werden, wie Molekularsieb-Chromatographie (Gelfiltration), wie Q-Sepharose-Chromatographie, Ionenaustausch-Chromatographie und hydrophobe Chromatographie, sowie mit anderen üblichen Verfahren wie Ultrafiltration, Kristallisati-on, Aussalzen, Dialyse und nativer Gelelektrophorese. Geeignete Verfahren werden beispielsweise in Cooper, F. G., Biochemische Arbeitsmethoden, Verlag Water de Gruyter, Berlin, New York oder in Scopes, R., Protein Purification, Springer Verlag, New York, Heidelberg, Berlin beschrieben.A Purification of the polypeptides can be carried out by known, chromatographic Be achieved, such as molecular sieve chromatography (gel filtration), such as Q-Sepharose chromatography, ion exchange chromatography and hydrophobic chromatography, as well as other common ones Methods such as ultrafiltration, crystallization, salting out, dialysis and native gel electrophoresis. Suitable methods are, for example in Cooper, F.G., Biochemical Working Methods, Water de Gruyter, Berlin, New York or in Scopes, R., Protein Purification, Springer Verlag, New York, Heidelberg, Berlin.
Vorteilhaft kann es sein, zur Isolierung des rekombinanten Proteins Vektorsysteme oder Oligonukleotide zu verwenden, die die cDNA um bestimmte Nukleotidsequenzen verlängern und damit für veränderte Polypeptide oder Fusionsproteine kodieren, die beispielsweise einer einfacheren Reinigung dienen. Derartige geeignete Modifikationen umfassen als Anker fungierende sogenannte "Tags", wie beispielsweise die als Hexa-Histidin-Anker bekannte Modifikation oder Epitope, die als Antigene von Antikörpern erkannt werden können (beschrieben zum Beispiel in Harlow, E. and Lane, D., 1988, Antibodies: A Laboratory Manual. Cold Spring Harbor (N. Y.) Press). Weitere geeignete Tags sind z. B. HA, Calmodulin-BD, GST, MBD; Chitin-BD, Steptavidin-BD-Avi-Tag, Flag-Tag, T7 etc. Diese Anker können zur Anheftung der Proteine an einen festen Träger, wie z. B. einer Polymermatrix, dienen, die beispielsweise in einer Chromatographiesäule eingefüllt sein kann, oder an einer Mikrotiterplatte oder an einem sonstigen Träger verwendet werden kann. Die entsprechenden Reinigungsprotokolle sind von den kommerziellen Affinitäts-Tag-Anbietern erhältlich.Advantageous it may be to isolate the recombinant protein vector systems or oligonucleotides that encode the cDNA for particular nucleotide sequences extend and for that changed Polypeptides or fusion proteins encode, for example, a serve easier cleaning. Such suitable modifications include anchors that act as anchors, such as the hexa-histidine anchor known modification or epitopes recognized as antigens of antibodies can be (described, for example, in Harlow, E. and Lane, D., 1988, Antibodies: A Laboratory Manual. Cold Spring Harbor (N.Y.) Press). Further suitable tags are z. HA, calmodulin-BD, GST, MBD; Chitin-BD, Streptavidin-BD-Avi-tag, Flag tag, T7 etc. These anchors can for attaching the proteins to a solid support, such as. B. a polymer matrix, serve, for example, be filled in a chromatography column can be used, or on a microtiter plate or on another carrier can be. The corresponding cleaning protocols are from the commercial affinity tag providers available.
Die wie beschrieben hergestellten Proteine können sowohl direkt als Fusionsproteine als auch nach Abspaltung und Abtrennung des Fusionspartners als „reine" Hydrophobine verwendet werden.The Proteins produced as described can be used both directly as fusion proteins and after cleavage and separation of the fusion partner used as "pure" hydrophobins become.
Wenn eine Abtrennung des Fusionspartners vorgesehen ist, empfiehlt es sich eine potentielle Spaltstelle (spezifische Erkennungsstelle für Proteasen) in das Fusionsprotein zwischen Hydrophobinteil und Fusionspartnerteil einzubauen. Als Spaltstelle geeignet sind insbesondere solche Peptidsequenzen geeignet, die ansonsten weder im Hydrophobinteil noch im Fusionspartnerteil vorkommen, was sich mit bioinformatischen Tools leicht ermitteln lässt. Besonders geeignet sind beispielsweise BrCN-Spaltung an Methionin oder durch Protease vermittelte Spaltung mit Faktor Xa-, Enterokinase-, Thrombin, TEV-Spaltung (Tobacca etch virus Protease).If a separation of the fusion partner is provided, it recommends a potential cleavage site (specific recognition site for proteases) into the fusion protein between hydrophobin part and fusion partner part install. Particularly suitable cleavage sites are those peptide sequences otherwise suitable neither in the hydrophobin part nor in the fusion partner part what can easily be determined with bioinformatic tools leaves. For example, BrCN cleavage on methionine are particularly suitable or protease-mediated cleavage with factor Xa, enterokinase, Thrombin, TEV cleavage (Tobacca etch virus protease).
Bei den erfindungsgemäß mit Hydrophobinen zu behandelnden Oberflächen handelt es sich um die Oberfläche eines Materials ausgewählt aus der Gruppe gehärteten mineralischen Baustoffen, Naturstein, Kunststein oder Keramik. Derartige Oberflächen sind insbesondere im Baubereich, sowohl im Innen- wie im Außenbereich zu finden.at the invention with hydrophobins surfaces to be treated it is the surface of a material hardened from the group mineral building materials, natural stone, artificial stone or ceramics. such surfaces are especially in the construction sector, both indoors and outdoors to find.
Unter „gehärteten mineralischen Baustoffen" im Sinne dieser Erfindung sind steinartige Massen zu verstehen, welche durch Mischen von im Wesentlichen anorganischen Baustoffen mit Wasser gefolgt von Härtung aufgrund chemischer und/oder physikalischer Reaktionen erhältlich sind. Bei den Ausgangsmaterialien kann es sich um hydraulisch härtende Baustoffe, die sowohl an Luft wie auch im Wasser erhärten oder es kann sich um lufthärtende Baustoffe handeln, die nur an Luft erhärten. Weiterhin kann es sich beispielsweise um dampfgehärtete Baustoffe handeln.For the purposes of this invention, "hardened mineral building materials" are to be understood as meaning stone-like masses which are obtainable by mixing essentially inorganic building materials with water, followed by curing on the basis of chemical and / or physical reactions they can be hydraulically hardening building materials that harden both in the air and in the water, or they can be air-hardening building materials that harden only in air. Furthermore, it may be, for example, steam-hardened building materials.
Beispiele derartiger gehärteter Baustoffe umfassen insbesondere Beton oder Mörtel welche aus Zementen, wie Portlandzement, Tonerdzement oder Puzzolanzemente und deren Mischungen mit groben Zuschlägen wie Sand, Kies, Schotter oder geblähten Stoffen sowie Wasser erhältlich sind. Sie können in bekannter Art und Weise noch weitere anorganische und/oder organische Hilfsstoffe, wie beispielsweise Betonverflüssiger umfassen. Weitere Beispiele gehärteter Baustoffe umfassen Gips, Kalk oder Putze für den Innen- und Außenbereich.Examples such hardened In particular, building materials include concrete or mortar made from cements, such as Portland cement, clay cement or pozzolanic cement and mixtures thereof with gross surcharges such as sand, gravel, gravel or expanded materials and water are available. You can in a known manner, further inorganic and / or organic Excipients, such as concrete liquefiers include. Further examples hardened Building materials include gypsum, lime or plasters for indoor and outdoor use.
Bei Natursteinen handelt es sich um natürlich vorkommende Gesteine wie Sandstein, Granit, Gneis, Schiefer, Kalk oder Marmor. Diese können sowohl als Bruchsteine in unregelmäßiger Form oder aber auch in Form ausgeformter Bauteile eingesetzt werden, beispielsweise als Mauersteine, Fensterbänke, Treppenstufen, Brüstungen, Türpfosten, Platten zur Verkleidung, Bodenplatten, Dachplatten, dekorative Elemente oder Skulpturen.at Natural stones are naturally occurring rocks like sandstone, granite, gneiss, slate, lime or marble. These can both as broken stones in irregular shape or in shape molded components are used, for example as bricks, Windowsills, Steps, parapets, Doorpost Panels for cladding, floor slabs, roof tiles, decorative elements or sculptures.
Bei Kunststeinen handelt es sich um Bauteile, die analog Natursteinen eingesetzt werden können, die aber nicht aus natürlich Quellen stammen, sondern im Regelfalle industriell gefertigt werden. Beispiele umfassen Ziegel, Klinker, Kalksandsteine, Betonsteine, Gasbetonsteine oder Blähtonblöcke.at Artificial stones are components analogous to natural stones can be used but not from natural Sources come, but are usually manufactured industrially. Examples include bricks, clinker, sand-lime bricks, concrete blocks, Aerated concrete blocks or expanded clay blocks.
Der Begriff „Keramik" ist dem Fachmann prinzipiell bekannt. Es handelt sich hierbei um eine Sammelbezeichnung für Erzeugnisse, die aus nichtmetallischen anorganischen Verbindungen aufgebaut sind und normalerweise durch Hochtemperaturprozesse gebrauchsfertig gemacht werden.Of the Term "ceramic" is the expert known in principle. It is a collective term for products, which are composed of non-metallic inorganic compounds and normally made ready for use by high temperature processes become.
Es kann sich bei Keramiken um tonkeramische Werkstoffe handeln, welche mindestens 20 Gew. % Tonmineral in der Rohmischung aufweisen sowie um sonderkeramische Werkstoffe, welche entweder tonmineralfrei sind oder nur einen geringen Tonmineralgehalt aufweisen. Es kann sich um feinkeramische oder grobkeramische Werkstoffe handeln, sowie poröse oder dichte Werkstoffe. Keramische Werkstoffe können in prinzipiell bekannter Art und Weise Glasuren aufweisen. Die Glasuren können auch farbig sein.It Ceramics may be clay-ceramic materials which at least 20% by weight of clay mineral in the raw mixture and special ceramic materials, which are either clay mineral free or have only a low clay mineral content. It may be to trade fine ceramic or heavy clay materials, as well porous or dense materials. Ceramic materials can be known in principle Fashion glazes. The glazes can also be colored.
Beispiele tonkeramischer Werkstoffe umfassen baukeramische Erzeugnisse wie Backsteine oder Klinker, Tonrohre, Schamottsteine, Dachziegel, Töpferwaren, Tonsteingut, Kalksteingut, Feldspatsteingut, Steinzeug, Hartporzellan, Weichporzellan oder Fliesen, die selbstverständlich auch lasiert sein können.Examples clay-ceramic materials include building ceramic products such as Bricks or clinker, clay pipes, firebricks, roof tiles, pottery, Pottery, limestone, feldspar, stoneware, hard porcelain, Soft porcelain or tiles, which of course can also be glazed.
Beispiele sonderkeramischer Erzeugnisse umfassen Silikasteine, tongebundenes Siliciumcarbid, schmelzgegossene Steine, oxidkeramsiche Isolierstoffe, keramische Filter, carbidkeramische Werkstoffe, Elektrokeramik, Magnetokeramik oder Dentalkeramik.Examples Special ceramic products include silica stones, clay-bound Silicon carbide, cast-melted bricks, oxide-ceramic insulating materials, ceramic filters, carbide-ceramic materials, electroceramics, Magnetoceramics or dental ceramics.
Weitere Einzelheiten zu Keramiken können beispielsweise Büchner et al., „Industrielle Anorganische Chemie", VCH Verlag, Weinheim, New York 1986, S. 431 bis 476 entnommen werden.Further Details about ceramics can for example, Büchner et al., "Industrielle Inorganic chemistry", VCH Verlag, Weinheim, New York 1986, p. 431-476.
Selbstverständlich können die Oberflächen aus mehreren, verschiedenen Materialien zusammengesetzt sein. Als Beispiel sei auf eine geflieste Wand verwiesen, welche eine Oberfläche aus Keramikfliesen sowie Fugenmörtel umfasst. Die Oberflächen kön nen auch andersartige Materialien, wie beispielsweise eingelassene Metallteile umfassen.Of course, the surfaces be composed of several different materials. When Example is referred to a tiled wall, which is a surface Ceramic tiles and grout includes. The surfaces can Also different materials, such as embedded metal parts include.
Zur erfindungsgemäßen Verwendung von Hydrophobinen zur Behandlung der besagten Oberflächen können die Hydrophobine in Substanz verwendet werden. Bevorzugt werden die Hydrophobine aber als Formulierungen bzw. Zusammensetzungen in mindestens einem geeigneten Lösemittel eingesetzt.to use according to the invention of hydrophobins for treating said surfaces, the Hydrophobins are used in bulk. Preference is given to Hydrophobins but as formulations or compositions in at least a suitable solvent used.
Die Auswahl der Hydrophobine zur Ausführung der Erfindung ist nicht beschränkt. Es können ein Hydrophobin oder auch mehrere verschiedene eingesetzt werden. Der Fachmann trifft eine geeignete Auswahl. Beispielsweise können Fusionsproteine, wie beispielsweise yaad-Xa-dewA-his (SEQ ID NO: 19) oder yaad-Xa-rodA-his (SEQ ID NO: 21) eingesetzt werden.The Selection of hydrophobins for carrying out the invention is not limited. It can a hydrophobin or several different can be used. The skilled person makes a suitable choice. For example, fusion proteins, such as yaad-Xa-dewA-his (SEQ ID NO: 19) or yaad-Xa-rodA-his (SEQ ID NO: 21) are used.
Bei den Lösemitteln für Formulierungen kann es sich um Wasser und/oder organische Lösemittel handeln. Selbstverständlich können auch Lösemittelgemische eingesetzt werden. Die Art des Lösemittels richtet sich beispielsweise nach dem Hydrophobin, der Art der zu behandelnden Oberfläche sowie der Anwendung und wird vom Fachmann entsprechend gewählt.at the solvents for formulations it may be water and / or organic solvents. Of course you can too Solvent mixtures be used. The type of solvent depends for example on the hydrophobin, the type of treating surface as well as the application and will be selected by the expert.
Bevorzugt handelt es sich bei dem Lösemittel um Wasser oder Gemische aus Wasser und mit Wasser mischbaren, organischen Lösemitteln. Beispiele derartiger organischer Lösemittel umfassen mit Wasser mischbare einwertige oder mehrwertige Alkohole, wie beispielsweise Methanol, Ethanol, n-Propanol, i-Propanol, Ethylenglykol, Propylenglykol oder Glycerin. Weiterhin kann es sich auch um Etheralkohole handeln. Beispiele umfassen Monoalkylether von (Poly)ethylen- oder (Poly)propylenglykolen wie Ethylenglykolmonobutylether. Art und Menge der wasserlöslichen, organischen Lösemittel werden vom Fachmann gewählt.Prefers it is the solvent to water or mixtures of water and water-miscible, organic Solvents. Examples of such organic solvents include water-miscible monohydric or polyhydric alcohols, such as methanol, Ethanol, n-propanol, i-propanol, ethylene glycol, propylene glycol or Glycerol. Furthermore, it may also be ether alcohols. Examples include monoalkyl ethers of (poly) ethylene or (poly) propylene glycols such as ethylene glycol monobutyl ether. Type and amount of water-soluble, organic solvents are chosen by the expert.
Zur Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten Zusammensetzung können bevorzugt die bei der Synthese, Isolierung und/oder Reinigung der Hydrophobine erhaltenen wässrigen Lösungen der Hydrophobine eingesetzt werden. Diese können je nach Reinheit noch Reste von Hilfsstoffen aus der Synthese enthalten. Selbstverständlich können die Hydrophobine aber auch zunächst als Substanz isoliert werden, beispielsweise durch Gefriertrocknen, und erst in einem zweiten Schritt formuliert werden.to Preparation of the invention used Composition can preferred in the synthesis, isolation and / or purification of Hydrophobins obtained aqueous solutions the hydrophobins are used. These may still depending on the purity Contain residues of excipients from the synthesis. Of course, the Hydrophobins but also first be isolated as a substance, for example by freeze-drying, and be formulated in a second step.
Die Menge der Hydrophobine in der Formulierung kann vom Fachmann je nach der Art der Oberfläche und/oder der Anwendung bestimmt werden. Es sind aber schon relativ kleine Mengen ausreichend, um eine Wirkung, d.h. eine Veränderung der Eigenschaften der Oberfläche zu erzielen. Bewährt hat sich eine Menge von 0,0001 bis 1 Gew. % bezüglich der Summe aller Bestandteile der Formulierung, ohne dass die Erfindung damit auf diesen Bereich beschränkt sein soll. Bevorzugt beträgt die Menge von 0,0005 bis 0,5 Gew. % und besonders bevorzugt 0,001 bis 0,1 Gew. %.The The amount of hydrophobins in the formulation can be determined by those skilled in the art according to the type of surface and / or the application. But they are already relatively small Amounts sufficient to produce an effect, i. a change the properties of the surface to achieve. proven has an amount of 0.0001 to 1 wt.% With respect to the sum of all components the formulation, without the invention thus being limited to this area limited should be. Preferred is the amount of 0.0005 to 0.5% by weight, and more preferably 0.001 to 0.1% by weight.
Die Formulierung kann optional darüber hinaus noch weitere Komponenten, beispielsweise Zusatzstoffe und/oder Hilfsmittel umfassen. Beispiele derartiger Komponenten umfassen insbesondere Tenside, wie beispielsweise anionische, nichtionische, amphotere und/oder kationische Tenside. Beispiele weiterer Zusatzstoffe umfassen Säuren oder Basen, beispielsweise Carbonäuren oder Ammoniak, Puffersysteme, Polymere, anorganische Partikel wie SiO2 oder Silikate, Farbstoffe oder Biozide.The formulation may optionally further comprise further components, for example additives and / or adjuvants. Examples of such components include, in particular, surfactants, for example anionic, nonionic, amphoteric and / or cationic surfactants. Examples of other additives include acids or bases, for example, carboxylic acids or ammonia, buffer systems, polymers, inorganic particles such as SiO 2 or silicates, dyes or biocides.
Erfindungsgemäß wird die Behandlung der Oberflächen vorgenommen, indem man die Oberfläche mit Hydrophobin oder einer Zusammensetzung umfassend mindestens ein Hydrophobin sowie mindestens ein Lösemittel in Kontakt bringt.According to the invention Treatment of the surfaces made by placing the surface with hydrophobin or a Composition comprising at least one hydrophobin and at least a solvent brings in contact.
Das „In-Kontakt-Bringen" kann beispielsweise durch Besprühen, Aufstreichen oder Aufwalzen erfolgen oder auch durch Eintauchen des gesamten Gegenstandes in die Formulierung. Letzteres ist naturgemäß nur bei nicht eingebauten Gegenständen möglich. Die Behandlungsdauer wird vom Fachmann festgelegt. Sie kann wenige Sekunden bis zu mehreren Stunden dauern. Die Oberfläche kann nach der Behandlung zur Entfernung überschüssiger Behandlungslösung nachgespült werden, beispielsweise mit Wasser.The "bringing into contact" can, for example by spraying, Brushing or rolling on or by dipping of the entire article in the formulation. The latter is naturally only at not built-in objects possible. The duration of treatment is determined by the person skilled in the art. She can do a few Seconds to several hours. The surface can rinsed after treatment to remove excess treatment solution, for example, with water.
Die Behandlung kann auch in Kombination mit einer Reinigung der Oberfläche erfolgen. Hierzu wird ein Reinigungsmittel eingesetzt, welches mindestens ein Hydrophobin, mindestens ein Tensid sowie mindestens ein Lösemittel umfasst.The Treatment can also be done in combination with a surface cleaning. For this purpose, a cleaning agent is used, which at least a hydrophobin, at least one surfactant and at least one solvent includes.
Die Behandlung kann bei Temperaturen unterhalb von Raumtemperatur, bei Raumtemperatur oder bei erhöhten Temperaturen vorgenommen werden, beispielsweise bei 20 bis 100°C, bevorzugt 20 bis 60°C.The Treatment may be at temperatures below room temperature, at Room temperature or at elevated Temperatures are made, for example at 20 to 100 ° C, preferably 20 to 60 ° C.
Nach dem Behandeln mit der Zusammensetzung wird die behandelte Oberfläche getrocknet. Das Trocknen der behandelten Oberfläche kann, quasi von selbst, bei Raumtemperatur erfolgen, oder es kann auch bei erhöhten Temperaturen getrocknet werden.To When treated with the composition, the treated surface is dried. The drying of the treated surface can, as it were, at room temperature, or it can also be at elevated temperatures be dried.
An die Behandlung sowie ggf. das Trocknen der Oberfläche kann sich eine thermische Nachbehandlung der Oberfläche bei erhöhten Temperaturen, beispielsweise bei Temperaturen von bis zu 120°C anschließen. Die thermische Nachbehandlung kann natürlich auch kombiniert mit der Trocknung vorgenommen werden. Bevorzugt betragen die Temperaturen bei einer thermischen Nachbehandlung 30 bis 100°C, besonders bevorzugt 40 bis 80°C und beispielsweise 50 bis 70°C. Die Behandlungsdauer wird vom Fachmann festgelegt, sie kann beispielsweise von 1 min bis 10 h betragen. Die thermi sche Nachbehandlung kann je nach der Art der Behandlung beispielsweise durch Bestrahlen der Oberfläche mit einem IR-Strahler oder Anblasen mit warmen Luftströmen erfolgen.At the treatment and possibly the drying of the surface can a thermal treatment of the surface at elevated temperatures, for example at temperatures of up to 120 ° C connect. The thermal aftertreatment can of course also be combined with the Drying be made. The temperatures are preferably at a thermal post-treatment 30 to 100 ° C, more preferably 40 to 80 ° C and for example 50 to 70 ° C. The duration of treatment is determined by the person skilled in the art, for example from 1 minute to 10 hours. The thermal cal treatment can depending on the type of treatment, for example, by irradiating the surface with an IR emitter or blowing with warm air streams done.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist eine Oberfläche ausgewählt aus der Gruppe von gehärteten mineralischen Baustoffen, Naturstein, Kunststein oder Keramiken erhältlich, die eine mindestens ein Hydrophobin umfassende Beschichtung aufweist. Bei der Beschichtung handelt es sich in der Regel mindestens um eine monomolekulare Schicht des Hydrophobins auf der Oberfläche.By the inventive method is a surface selected from the group of hardened mineral building materials, natural stone, artificial stone or ceramics available, which has a coating comprising at least one hydrophobin. The coating is usually at least around a monomolecular layer of hydrophobin on the surface.
Durch die erfindungsgemäße Behandlung wird zumindestens eine schmutzabweisende und/oder hydrophobierende und/oder konservierende Wirkung erzielt. Im Regelfalle werden mindestens zwei der Vorteile, insbesondere eine kombinierte Hydrophobierung und Schmutzabweisung erzielt. Die Hydrophobine weisen bereits in geringen Mengen eine deutliche Wirkung auf. Im Regelfalle führt bereits die Behandlung mit einer nur 0,01 Gew. % Hydrophobine enthaltenden Zusammensetzung zu einer wirksamen Veränderung der Oberfläche.By the treatment according to the invention becomes at least a dirt-repellent and / or hydrophobicizing and / or preserving effect. As a rule, at least two of the advantages, in particular a combined hydrophobing and dirt repellency achieved. The hydrophobins are already in small amounts have a significant effect. As a rule, already leads the treatment with only 0.01 wt.% Hydrophobins containing Composition for an effective change of the surface.
Die schmutzabweisende Wirkung kann mittels prinzipiell bekannter Methoden bestimmt werden, beispielsweise, indem man die Ablösbarkeit von Schmutz durch Abspülen mit Wasser von einer unbehandelten und einer mit Hydrophobinen behandelten Oberfläche vergleicht. Die Hydrophobierung kann in bekannter Art und Weise durch Messung des Kontaktwinkels bestimmt werden.The Dirt-repellent effect can be achieved by methods known in principle be determined, for example, by removing the detachability from dirt by rinsing off with water from one untreated and one treated with hydrophobins surface compares. The hydrophobing can be done in a known manner be determined by measuring the contact angle.
Die erfindungsgemäße Behandlung eignet sich besonders vorteilhaft für keramische Oberflächen, wie beispielsweise für Fliesen, auf denen sowohl eine schmutzabweisende und eine hydrophobierende Wirkung erzielt werden. Dies ist insbesondere in Feuchträumen, wie beispielsweise Badezimmern ein wesentlicher Vorteil.The Treatment according to the invention is particularly advantageous for ceramic surfaces, such as for tiles, on which both a dirt-repellent and a hydrophobic Effect can be achieved. This is especially true in wet rooms, like For example, bathrooms a significant advantage.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern:The The following examples are intended to explain the invention in more detail:
Teil A:Part A:
Herstellung und Test der erfindungsgemäß verwendeten Hydrophobinemanufacturing and test of the invention used hydrophobins
Beispiel 1example 1
Vorarbeiten für die Klonierung von yaad-His6/yaaE-His6 Preliminary work for the cloning of yaad-His 6 / yaaE-His 6
Mit
Hilfe der Oligonukleotide Hal570 und Hal571 (Hal 572/Hal 573) wurde
eine Polymerase Kettenreaktion durchgeführt. Als Template DNA wurde
genomische DNA des Bakteriums Bacillus subtilis verwendet. Das erhaltene
PCR Fragment enthielt die codierende Sequenz des Gens yaaD yaaE
aus Bacillus subtilis, und an den Enden je eine NcoI bzw. BglII
Restriktionsschnittstelle. Das PCR Fragment wurde gereinigt und mit
den Restriktionsendonukleasen NcoI und BglII geschnitten. Dieses
DNA Fragment wurde als Insert verwendet, und in den zuvor mit den
Restriktionsendonukleasen NcoI und BglII linearisierten Vektor pQE60
der Firma Qiagen kloniert. Die so enstandenen Vektoren pQE60YAAD#2/pQE60YaaE#5
können
zur Expression von Proteinen bestehend aus, YAAD::HIS6 bzw.
YAAE::HIS6 verwendet werden.
Hal570:
gcgcgcccatggctcaaacaggtactga
Hal571: gcagatctccagccgcgttcttgcatac
Hal572:
ggccatgggattaacaataggtgtactagg
Hal573: gcagatcttacaagtgccttttgcttatattccUsing the oligonucleotides Hal570 and Hal571 (Hal 572 / Hal 573), a polymerase chain reaction was carried out. As template DNA genomic DNA of the bacterium Bacillus subtilis was used. The PCR fragment obtained contained the coding sequence of the gene yaaD yaaE from Bacillus subtilis, and at the ends in each case a NcoI or BglII restriction cleavage site. The PCR fragment was purified and cut with the restriction endonucleases NcoI and BglII. This DNA fragment was used as an insert and cloned into the vector pQE60 from Qiagen, previously linearized with the restriction endonucleases NcoI and BglII. The resulting vectors pQE60YAAD # 2 / pQE60YaaE # 5 can be used to express proteins consisting of, YAAD :: HIS 6 and YAAE :: HIS 6 , respectively.
Hal570: gcgcgcccatggctcaaacaggtactga
Hal571: gcagatctccagccgcgttcttgcatac
Hal572: ggccatgggattaacaataggtgtactagg
Hal573: gcagatcttacaagtgccttttgcttatattcc
Beispiel 2Example 2
Klonierung von yaad-Hydrophobin DewA-His6 Cloning of yaad hydrophobin DewA-His 6
Mit Hilfe der Oligonukleotide KaM 416 und KaM 417 wurde eine Polymerase Kettenreaktion durchgeführt. Als Template DNA wurde genomische DNA des Schimmelpilzes Aspergillus nidulans verwendet. Das erhaltene PCR Fragment enthielt die codierende Sequenz des Hydrophobin Gens dewA und einer N-Terminalen FaktorXa Proteinase Schnittstelle. Das PCR Fragment wurde gereinigt und mit der Restriktionsendonuklease BamHI geschnitten. Dieses DNA Fragment wurde als Insert verwendet, und in den zuvor mit der Restriktionsendonuklease BglII linearisierten Vektor pQE60YAAD#2 kloniert.With The oligonucleotides KaM 416 and KaM 417 became a polymerase Chain reaction performed. The template DNA was genomic DNA of the mold Aspergillus used nidulans. The resulting PCR fragment contained the coding Sequence of the hydrophobin gene dewA and an N-terminal factor Xa Proteinase interface. The PCR fragment was purified and washed with the restriction endonuclease BamHI cut. This DNA fragment was used as an insert, and previously with the restriction endonuclease BglII cloned linearized vector pQE60YAAD # 2.
Der
so enstandene Vektor #508 kann zur Expressions eines Fusionsproteins
bestehend aus, YAAD::Xa::dewA::HIS6 verwendet
werden.
KaM416: GCAGCCCATCAGGGATCCCTCAGCCTTGGTACCAGCGC
KaM417:
CCCGTAGCTAGTGGATCCATTGAAGGCCGCAT-GAAGTTCTCCGTCTCCGCThe resulting vector # 508 can be used to express a fusion protein consisting of, YAAD :: Xa :: dewA :: HIS 6 .
KaM416: GCAGCCCATCAGGGATCCCTCAGCCTTGGTACCAGCGC
KaM417: CCCGTAGCTAGTGGATCCATTGAAGGCCGCAT-GAAGTTCTCCGTCTCCGC
Beispiel 3Example 3
Klonierung von yaad-Hydrophobin RodA-His6 Cloning of yaad hydrophobin RodA-His 6
Die
Klonierung des Plasmids #513 erfolgte analog zu Plasmid #508 unter
Verwendung der Oligonukleotide KaM 434 und KaM 435.
KaM434:
GCTAAGCGGATCCATTGAAGGCCGCATGAAGTTCTCCATTGCTGC
KaM435: CCAATGGGGATCCGAGGATGGAGCCAAGGG The cloning of plasmid # 513 was carried out analogously to plasmid # 508 using the oligonucleotides KaM 434 and KaM 435.
KaM434: GCTAAGCGGATCCATTGAAGGCCGCATGAAGTTCTCCATTGCTGC
KaM435: CCAATGGGGATCCGAGGATGGAGCCAAGGG
Beispiel 4Example 4
Klonierung von yaad-Hydrophobin BASF1-His6 Cloning of yaad hydrophobin BASF1-His 6
Die Klonierung des Plasmids #507 erfolgte analog zu Plasmid #508 unter Verwendung der Oligonukleotide KaM 417 und KaM 418.The Cloning of plasmid # 507 was carried out analogously to plasmid # 508 Use of the oligonucleotides KaM 417 and KaM 418.
Als
Template DNA wurde ein künstlich
synthetisierte DNA Sequenz – Hydrophobin
BASF1 -eingesetzt (siehe Anhang).
KaM417: CCCGTAGCTAGTGGATCCATTGAAGGCCGCATGAAGTTCTCCGTCTCCGC
KaM418:
CTGCCATTCAGGGGATCCCATATGGAGGAGGGAGACAGAs template DNA, an artificially synthesized DNA sequence - hydrophobin BASF1 - was used (see Appendix).
KaM417: CCCGTAGCTAGTGGATCCATTGAAGGCCGCATGAAGTTCTCCGTCTCCGC
KaM418: CTGCCATTCAGGGGATCCCATATGGAGGAGGGAGACAG
Beispiel 5Example 5
Klonierung von yaad-Hydrophobin BASF2-His6 Cloning of yaad hydrophobin BASF2-His 6
Die Klonierung des Plasmids #506 erfolgte analog zu Plasmid #508 unter Verwendung der Oligonukleotide KaM 417 und KaM 418.The Cloning of plasmid # 506 was carried out analogously to plasmid # 508 Use of the oligonucleotides KaM 417 and KaM 418.
Als
Template DNA wurde ein künstlich
synthetisierte DNA Sequenz – Hydrophobin
BASF2 -eingesetzt (siehe Anhang).
KaM417: CCCGTAGCTAGTGGATCCATTGAAGGCCGCATGAAGTTCTCCGTCTCCGC
KaM418:
CTGCCATTCAGGGGATCCCATATGGAGGAGGGAGACAGAs template DNA, an artificially synthesized DNA sequence - hydrophobin BASF2 - was used (see Appendix).
KaM417: CCCGTAGCTAGTGGATCCATTGAAGGCCGCATGAAGTTCTCCGTCTCCGC
KaM418: CTGCCATTCAGGGGATCCCATATGGAGGAGGGAGACAG
Beispiel 6Example 6
Klonierung von yaad-Hydrophobin SC3-His6 Cloning of yaad hydrophobin SC3-His 6
Die Klonierung des Plasmids #526 erfolgte analog zu Plasmid #508 unter Verwendung der Oligonukleotide KaM464 und KaM465.The Cloning of plasmid # 526 was carried out analogously to plasmid # 508 Use of the oligonucleotides KaM464 and KaM465.
Als
Template DNA wurde cDNA von Schyzophyllum commune eingesetzt (siehe
Anhang).
KaM464: CGTTAAGGATCCGAGGATGTTGATGGGGGTGC
KaM465:
GCTAACAGATCTATGTTCGCCCGTCTCCCCGTCGTThe template DNA used was Schyzophyllum commune cDNA (see Appendix).
KaM464: CGTTAAGGATCCGAGGATGTTGATGGGGGTGC
KaM465: GCTAACAGATCTATGTTCGCCCGTCTCCCCGTCGT
Beispiel 7Example 7
Fermentation des rekombinanten E. coli Stammes yaad-Hydrophobin DewA-His6 Fermentation of the recombinant E. coli strain yaad hydrophobin DewA-His 6
Inokulation von 3ml LB Flüssigmedium mit einem yaad-Hydrophobin DewA-His6 exprimierenden E. coli Stamm in 15ml Greiner Röhrchen. Inkubation für 8h bei 37°C auf einem Schüttler mit 200 UpM. Je 2 1l Erlenmeyer Kolben mit Schikanen und 250ml LB Medium (+ 100μg/ml Ampicillin) werden mit jeweils 1 ml der Vorkultur angeimpft und 9h bei 37°C auf einem Schüttler mit 180 UpM inkubiert.Inoculation of 3 ml LB liquid medium with a yaad-hydrophobin DewA-His 6 expressing E. coli strain in 15 ml Greiner tubes. Incubate for 8 h at 37 ° C on a shaker at 200 rpm. 2 1 l Erlenmeyer flasks with baffles and 250 ml LB medium (+ 100 μg / ml ampicillin) are each inoculated with 1 ml of preculture and incubated for 9 h at 37 ° C. on a shaker at 180 rpm.
13.5l LB-Medium (+100μg/ml Ampicillin) in einem 20l Fermenter mit 0,5l Vorkultur (OD600nm 1:10 gegen H2O gemessen) animpfen. Bei einer OD60nm von ~3.5 Zugabe von 140ml 100mM IPTG. Nach 3h Fermenter auf 10°C abkühlen und Fermentationsbrühe abzentrifugieren. Zellpellet zur weiteren Aufreinigung verwenden.13.5 l LB medium (+ 100 μg / ml ampicillin) in a 20 l fermenter with 0.5 l preculture (OD 600nm 1:10 measured against H 2 O). At an OD 60nm of ~ 3.5 add 140ml 100mM IPTG. After 3 h fermenter, cool to 10 ° C and centrifuge the fermentation broth. Use cell pellet for further purification.
Beispiel 8Example 8
Reinigung des rekombinanten Hydrohobin-Fusionsproteins (Reinigung von Hydrophobin-Fusionsproteinen, die ein C-terminates His6-tag besitzen)Purification of the recombinant Hydrohobin fusion protein (purification of hydrophobin fusion proteins, the have a C-terminal His6 tag)
100
g Zellpellet (100–500
mg Hydrophobin) werden mit 50 mM Natriumphosphatpuffer, pH 7,5 auf
200 ml Gesamtvolumen aufgefüllt
und resuspendiert. Die Suspension wird mit einem Ultraturrax Typ
T25 (Janke und Kunkel; IKA-Labortechnik) für 10 Minuten behandelt und
anschliessend für
1 Stunde bei Raumtemperatur mit 500 Einheiten Benzonase (Merck,
Darmstadt; Best.-Nr. 1.01697.0001) zum Abbau der Nukleinsäuren inkubiert.
Vor dem Zellaufschluss wird mit einer Glaskartusche (P1) filtriert.
Zum Zellaufschluß und
für das
Scheren der restlichen genomischen DNA werden zwei Homogenisatorläufe bei
1.500 bar durchgeführt
(Microfluidizer M-110EH; Microfluidics Corp.). Das Homogenisat wird
zentrifugiert (Sorvall RC-5B, GSA-Rotor, 250 ml Zentrifugenbecher,
60 Minuten, 4°C,
12.000 Upm, 23.000 g), der Überstand
auf Eis gestellt und das Pellet in 100 ml Natriumphosphatpuffer,
pH 7,5 resuspendiert. Zentrifugation und Resuspendieren werden dreimal
wiederholt, wobei der Natriumphosphatpuffer bei der dritten Wiederholung
1 % SDS enthält.
Nach der Resuspension wird für
eine Stunde gerührt
und eine abschliessende Zentrifugation durchgeführt (Sorvall RC-5B, GSA-Rotor, 250 ml Zentrifugenbecher,
60 Minuten, 4°C,
12.000 Upm, 23.000 g). Gemäß SDS-PAGE
Analyse ist das Hydrophobin nach der abschliessenden Zentrifugation
im Überstand
enthalten (
Das
Hydrophobin der
Beispiel 9Example 9
Technische Prüfung; Charakterisierung des Hydrophobins durch Kontaktwinkeländerung eines Wassertropfens auf GlasTechnical exam; characterization of the hydrophobin by changing the contact angle of a water drop on glass
Substrat:substrate:
- Glas (Fensterglas, Süddeutsche Glas, Mannheim): Konzentration Hydrophobin: 100 μg/mLGlass (window glass, South German Glass, Mannheim): Concentration of hydrophobin: 100 μg / mL
- Inkubation von Glasplättchen über Nacht (Temperatur 80°C) in 50mM Na-Acetat pH 4 + 0,1 % Tween 20 danach Beschichtung waschen in destilliertem Wasser danach Inkubation 10min/80°C/1 % SDS-Lösung in dest. WasserIncubation of glass slides overnight (Temperature 80 ° C) in 50 mM Na acetate pH 4 + 0.1% Tween 20 after that coating wash in distilled water then incubate 10min / 80 ° C / 1% SDS solution in least. water
- Waschen in dest. WasserWashing in dist. water
Die Proben werden an der Luft getrocknet und der Kontaktwinkel (in Grad) eines Tropfens von 5 μl Wasser bestimmt.The Samples are dried in air and the contact angle (in degrees) a drop of 5 μl of water certainly.
Die Kontaktwinkelmessung wurde auf einem Gerät Dataphysics Contact Angle System OCA 15+, Software SCA 20.2.0. (November 2002) bestimmt. Die Messung erfolgte gemäss den Herstellerangaben.The Contact angle measurement was done on a Dataphysics Contact Angle device System OCA 15+, Software SCA 20.2.0. (November 2002). The Measurement was carried out according to the manufacturer's information.
Unbehandeltes Glas ergab einen Kontaktwinkel von 30 ± 5°; eine Beschichtung mit dem funktionellen Hydrophobin gemäss Beispiel 8 (yaad-dewA-his6) ergab Kontaktwinkel von 75 ± 5°.Untreated glass gave a contact angle of 30 ± 5 °; a coating with the functional hydrophobin according to Example 8 (yaad-dewA-his 6 ) gave contact angles of 75 ± 5 °.
Teil B:Part B:
Verwendung der Hydrophobine zur schmutzabweisenden Beschichtung von keramischen Oberflächenuse hydrophobins for dirt-repellent coating of ceramic surfaces
Verwendete Lösung:Used solution:
Für die anwendungstechnischen Versuche wurde eine Lösung des gemäß Beispiel 8 hergestellten Fusionsproteines yaad-Xa-dewA-his (SEQ ID NO: 19) in Wasser eingesetzt. Konzentration des Hydrophobins in Lösung: 100 μg/ml (0,01 Gew. %).For the application technology Attempts became a solution of the example 8 produced fusion protein yaad-Xa-dewA-his (SEQ ID NO: 19) used in water. Concentration of hydrophobin in solution: 100 μg / ml (0.01 Weight%).
Verwendete keramische Oberfläche:Used ceramic Surface:
Keramikfliese, weiss glänzend, 10 cm × 15 cm (Fa. Novocker), mit Ethanol und Wasser abgewischt.Ceramic tile, White shiny, 10 cm × 15 cm (from Novocker), wiped with ethanol and water.
Verwendeter Schmutz:Used dirt:
Für die Tests wurde IKW-Ballastschmutz verwendet (gemäß Seifen, Fette, Öle, Wachse (SÖFW)-Journal, 124. Jg., 14/98, S. 1029)For the tests IKW ballast dirt was used (according to soaps, fats, oils, waxes (SFW) -Journal, 124.Jg., 14/98, p. 1029)
Durchführung der BehandlungCarrying out the treatment
Auf eine Fliese wurden 2 g der oben erwähnten, wässrigen Hydrophobinlösung mit einer Konzentration von 100 μg/ml aufgetropft (1,3 μm Hydrophobin/cm2) und mit einem Tuch leicht verrieben, so dass die gesamte Oberfläche bedeckt war. Die Fliese wurde daraufhin liegend für 24 h an Luft getrocknet.On a tile, 2 g of the above-mentioned aqueous hydrophobin solution having a concentration of 100 μg / ml was dropped (1.3 μm hydrophobin / cm 2 ) and gently rubbed with a cloth so that the entire surface was covered. The tile was then dried lying for 24 h in air.
Anschließend wurde die Fliese mit Wasser abgespült und für 3 × 10 min in ein Becherglas mit Wasser gestellt. Für jedes Spülen wurde frisches Wasser verwendet. Die Fliese wurde dann stehend an Luft getrocknet.Subsequently was rinsed the tile with water and for 3 × 10 min in a beaker with water. Fresh water was used for each rinse. The tile was then dried standing in air.
Kontaktwinkelmessung und schmutzabweisende WirkungContact Angle Measurement and dirt-repellent effect
Auf der behandelten Fliese wurde mit einem Wassertropfen ein Kontaktwinkel von 56° gemessen (Mittelwert aus 10 Messungen). Eine unbehandelte Fliese im Vergleich zeigt einen Kontaktwinkel von 20°. Die Fliese wurde also deutlich hydrophobiert.On The treated tile became a contact angle with a drop of water measured from 56 ° (Average of 10 measurements). An untreated tile in comparison shows a contact angle of 20 °. The tile was so clearly hydrophobic.
Auf die behandelte Fliese und zum Vergleich auch auf eine unbehandelte wurden mit einer Transferpipette jeweils 50, 100 und 200 μg IKW-Ballastschmutz punktförmig aufgetragen und für eine h bei Raumtemperatur getrocknet.On the treated tile and for comparison also on an untreated In each case 50, 100 and 200 μg of IKW ballast soil were removed with a transfer pipette punctual applied and for dried for one h at room temperature.
Die Fliesen wurden dann 3 x mit jeweils 500 ml Wasser gespült. Während sich von der unbehandelten Oberfläche der Schmutz dabei nicht ablöste, konnte von der mit Hydrophobin vorbehandelten Kachel eine teilweise Schmutzablösung beobachtet werden.The Tiles were then rinsed 3 times with 500 ml each of water. While from the untreated surface the dirt did not detach, was able to partially recover from the hydrophobin pretreated tile soil removal to be watched.
Die Vorbehandlung der Fliese mit Hydrophobin führte somit zu einer geringeren Schmutzhaftung und zu einer Hydrophobierung der keramischen Oberfläche.The Pre-treatment of the tile with hydrophobin thus resulted in a lower Dirt adhesion and to a hydrophobization of the ceramic surface.
Zuordnung der Sequenznamen zu DNA- und Polypeptidsequenzen im Sequenzprotokoll Assignment of sequence names to DNA and polypeptide sequences in the sequence listing
Es folgt ein Sequenzprotokoll nach WIPO St. 25.It follows a sequence listing according to WIPO St. 25. Dieses kann von der amtlichen Veröffentlichungsplattform des DPMA heruntergeladen werden.This can from the official publication platform downloaded from the DPMA.
Claims (9)
Priority Applications (13)
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---|---|---|---|
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MX2007012018A MX2007012018A (en) | 2005-03-30 | 2006-03-28 | Use of hydrophobins for the surface treatment of hardened mineral building materials, natural stone, artificial stone and ceramics. |
KR1020077023726A KR101250105B1 (en) | 2005-03-30 | 2006-03-28 | Use of hydrophobins for the surface treatment of hardened mineral building materials, natural stone, artificial stone and ceramics |
CA002602158A CA2602158A1 (en) | 2005-03-30 | 2006-03-28 | Use of hydrophobins for the surface treatment of hardened mineral building materials, natural stone and ceramics |
EP06725356A EP1866106B1 (en) | 2005-03-30 | 2006-03-28 | Use of hydrophobins for the surface treatment of hardened mineral building materials, natural stone, artificial stone and ceramics |
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