DE2021909A1 - Proteolytic enzyme mixture production - Google Patents
Proteolytic enzyme mixture productionInfo
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Abstract
Description
Verfahren zur Herstelung eines Enzymgemisches Die vorliegende Erfindung betrifft neue und wertwolle hydrolytische Enzyme und Verfahren zu deren Herstellung, Isolierung und Reinigung. Speziell befaßt sich die Erfindung mit proteolytischen Enzymen, die durch Züchtung eines neu entdeckten Stammes von Streptomyces globisporus erhältlich sind, und mit Verfahren zur Gewinnung der erwünschten Produkte durch Züchtung dieses Organismus. Der Mikroorganismus wird hier als Astrn-Stam 19 bezeichnet. Process for preparing a mixture of enzymes The present invention concerns new and valuable hydrolytic enzymes and processes for their production, Isolation and purification. In particular, the invention is concerned with proteolytic ones Enzymes produced by growing a newly discovered strain of Streptomyces globisporus are available, and with methods for obtaining the desired products by Breeding this organism. The microorganism is referred to here as Astrn-Stam 19.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung der proteolytischen Enzyme auf verschiedenen Gebieten der Technologie. Beispiele solcher Anwendungen sind die Verwendung der Produkte nach der P'rfindung als Bestandteile in Detergentien, die Verwendung als Mittel zur Zell-Lysis und die Verwendung der Produkte zur Töslichmachung von Biopolymeren.The invention also relates to the use of the proteolytic enzymes in various fields of technology. Examples of such applications are Use of the products according to the invention as ingredients in detergents that use as Means for cell lysis and the use of the products for solubilizing biopolymers.
Die speziellen oben erwähnten Technologiegebiete, auf denen die Enzyme nach der vorliegenden Erfindung brauchbar sein können, sind nur als erläuternde Beispiele möglicher Brauchbarkeiten angeführt, und selbstverständlich können die sehr wertvollen Enzyme mit unerwarteten Eigenschaften, die nachfolgend im einzelnen noch beschrieben werden, auch au anderen technologischen Gebieten Verwendung finden, die alle von der Erfindung erfaßt werden. The special areas of technology mentioned above on which the enzymes May be useful in accordance with the present invention are illustrative only Examples of possible uses are given, and of course the very valuable enzymes with unexpected properties, which are detailed below are still to be described, are also used in other technological areas, all of which are covered by the invention.
Der bei der Herstellung der Enzyme nach der vorliegenden Erfindung verwendete Mikroorganismus wurde aus einer Bodenprobe isoliert, die in Södertälje in Schweden ezltnommen wurde. Die Klassifizierungsmerkmale des Organismus wurden nach Bergey's Manual of Determinative Bacteriology, 7. Auflage, Baltimore, Williams & Wilkins, 1957, und Selman A. Waksman's The Actinomycetes, Band II, Baltimore, Williams & Wilkins, 1961, bestimmt und als charakteristisch für die Gattung Streptomyces globisporus gefunden. That in the preparation of the enzymes according to the present invention The microorganism used was isolated from a soil sample collected in Södertälje was adopted in Sweden. The classification features of the organism were according to Bergey's Manual of Determinative Bacteriology, 7th Edition, Baltimore, Williams & Wilkins, 1957, and Selman A. Waksman's The Actinomycetes, Volume II, Baltimore, Williams & Wilkins, 1961, determined and considered characteristic of the genus Streptomyces globisporus found.
Ein Literaturstudium ergab, daß keine Stämme von Streptomyces globisporus bekannt sind, die zufriedenstellend mit den nachfolgend aufgeführten Eigenschaften übereinstimmen, und somit ist der Organismus, der nach der vorliegenden Erfindung verwendet wird, als neuer Stamm anzusehen. A study of the literature revealed that no strains of Streptomyces globisporus are known to be satisfactory with the ones listed below Properties coincide, and thus the organism is that of the present Invention is used to be viewed as a new strain.
Die Klassifizierungsbestimmungen bei dem Mikroorganismus wurde nach den in Bergey's Manual of Determinative Baoteriology, 7. Auflage, Baltimore, Williams & Wilkins, 1957, und Selman A, Waksman, rnhe Actinomycetes, Band II, Paltimore, Wiliams & Wilkins, 1961, beschriebenen Methoden durchgefiihrt. Dabei erhielt man die folgenden Ergebnisse: Vegetatives Wachstum: Flache, farblose Kolonien. Es bildet sich kein oder ein leicht gelbes diffusionsfähiges Pigment. The classification requirements for the microorganism were made according to those in Bergey's Manual of Determinative Baoteriology, 7th Edition, Baltimore, Williams & Wilkins, 1957, and Selman A, Waksman, rnhe Actinomycetes, Volume II, Paltimore, Wiliams & Wilkins, 1961, carried out the methods described. Received get the following results: Vegetative growth: flat, colorless colonies. It No pigment or a slightly yellow diffusible pigment is formed.
Gut entwickeltes, in der Luft lebendes Mycell, besonders auf synthetischem Agar, wie Stärke-KNO3-Agar. Das an der Luft lebende Mycell ist pulverig, weiß, manchmal le-icht gelblich mit einer grauen mönung, wenn die Sporen gebildet werden.Well developed, airborne Mycell, especially on synthetic Agar, such as starch KNO3 agar. The airborne mycell is powdery, white, sometimes Slightly yellowish with a gray tinge when the spores are formed.
Die Sporenträger sind gerade rund besenartig.The spore bearers are just round broom-like.
Die Sporen sind kugelig und besitzen einen Durchmesser von - 1,0 Mikron, Milch wird schnell peptonisiert und ergibt eine leicht a]-kalische Reaktion.The spores are spherical and have a diameter of - 1.0 micron, Milk is quickly peptonized and gives a slight a] -calic reaction.
gelatine wird langsam verflüssigt.gelatine is slowly liquefied.
Stärke wird hydrolysiert.Starch is hydrolyzed.
Das Wachstum ist annehmbar auf Cellulose.The growth is acceptable on cellulose.
Das Wachstum ist gut auf Rohrzucker und auf Glukose.Growth is good on cane sugar and on glucose.
Es wurden eine antagonistischen Eigenschaften beobachtet.Antagonistic properties were observed.
zur auf Kartoffeln bildet sich eine Spur von an der Luft lebendem lIycell bei 280, doch bei 220 findet reichliche Sporenbildung statt. Bei allen untersuchten Temperaturen wird das Wachstum braun, aber es wurden keine löslichen Pigmente beobachtet.to the potatoes there is a trace of what is living in the air Iycell at 280, but at 220 there is copious sporulation. With all examined At high temperatures, the growth turns brown, but no soluble pigments were observed.
Der Mikroorganismus Astra-Stamm 19 wurde bei ARS Culture Collection Investigations Fermentation Laboratory, US Department of Agriculture, Northern Utilization Research and Development Division, 1815 North University Street, Peoria, Ill. 61604, USA, unter der Nummer NRRL 3762 hinterlegt.The microorganism Astra strain 19 was deposited with ARS Culture Collection Investigations Fermentation Laboratory, US Department of Agriculture, Northern Utilization Research and Development Division, 1815 North University Street, Peoria, Ill. 61604, USA, deposited under number NRRL 3762.
Wenn der Mikroorganismus Astra-Stamm 19 in organischen Medien gezüchtet wurde, wurde gefunden, daß er in der tage ist, verschiedene hydrolytische Enzyme, wie Proteasen, Amylasen und Lipasen, zu produzieren. Einige dieser Enzyme önen sehr brauchbar auf verschiedenen Gebieten der Technoloie sein. So können bestimmte der Enzyme als Bestandteile in Detergienten benutzt werden, bestimmte Enzyme sind als kittel fisr Zell-Lysis und bestimmte Enzyme zur Löslichmachun? von Bioyiolymeren geeignet. Das Enzympräparat kann auch zur Nahrungsmittelbehandlung verwendet werden, wie beispielsweise zur Modifizierung von Gluten bei Backverfahren. Von-besonderem Interesse sind einige Proteasen, die von dem fraglichen Organismus produziert werden und bei erhöhten Temperaturen stabil sind und so besonders als Bestandteile in Detergentien geeignet sind. Die Stabilität und Aktivität dieser Proteasen scheint unabhängig von der Konzentration an Calciumionen, Ca2+, und anderer Ionen in einer die Proteasen enthaltenden Lösung zu sein, und es ist klar, daß solche Eigenschaften besonders vorteilhaft für die angegebene Verwendung der Proteasen als Zusatzstoffe zu Detergentien sind. Eine andere Eigenschaft der Proteasen, die besonders wertvoll für die hier betrachtete Verwendung als Zusatzstoffe zu Detergentien ist, ist ihr ziemlich hohes pH-Optimum. When the microorganism Astra strain 19 is grown in organic media was found that he is in the days of various hydrolytic enzymes, such as proteases, amylases and lipases. Some of these enzymes are very open useful in various areas of technology be. So can certain of the enzymes used as ingredients in detergents, certain Enzymes are used as a coat for cell lysis and certain enzymes for solubilization. from Bioyiolymer suitable. The enzyme preparation can also be used for food treatment can be used, for example to modify gluten in baking processes. Of particular interest are some proteases produced by the organism in question are produced and are stable at elevated temperatures and so especially as Components in detergents are suitable. The stability and activity of this Proteases seem independent of the concentration of calcium ions, Ca2 +, and others Ions in a solution containing the proteases, and it is clear that such Properties particularly advantageous for the stated use of the proteases as additives to detergents. Another property of proteases that particularly valuable for the use considered here as additives to detergents its pH optimum is quite high.
In einer breiten Ausführung des Verfahrens, die sur Herstellung der Enzyme nach der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, wird der fragliche Organismus unter aeroben, submersen Bedingungen in einem geeigneten Nährmedium gezüchtet. Es ist bevorzugt, daß das Nährmedium eine assimilierbare Kohlenstoffquelle, Stickstoffquelle sowie anorganische Salze enthält. Die Wachstumbedingungen, wie Zeit, Temperatur und Wasserstofffionenkonzentration, könne in weitem Umfang variiert werden, ohne daß man den Erfindungsgedanken verläßt. Bei Abschluß der Wachstumsperiode kennen die Enzyme oder das interessierende Material aus der Maische nach einer Reihe von Methoden gewonnen werden, wie durch Zentrifugieren der Maische, Dialysieren der Lösung oder Sprühtrocknung der resultierenden Lösung. In a wide execution of the process that sur making the Enzymes according to the present invention can be used becomes the one in question Organism under aerobic, submerged conditions in a suitable Grown nutrient medium. It is preferred that the nutrient medium be an assimilable carbon source, Contains nitrogen source as well as inorganic salts. The growing conditions, such as Time, temperature and hydrogen ion concentration can vary widely without abandoning the inventive idea. At the end of the growing season know the enzymes or the material of interest from the mash one after the other obtained by methods such as centrifuging the mash, dialyzing the solution or spray drying the resulting solution.
Eine große Vielzahl von Stoffen kann als Kohlenstofquelle in dem Nährmedium verwendet werden. Diese Stoffe können entweder wasserlöslich oder -unlöslich sein, wobei nur wünschenswert ist, daß die verwendeten Verbindungen von dem Organismus leicht assimiliert werden können, Als Beispiele seien die Pentosen, wie Arabinose, Ribose und Xylose, die Monosaccharide, wie Mannose, Lävulose und Galactose, die Disaccharide, wie Trehalose, Maltose, Lactose, Cellobiose und Sucrose, die Polysaccharide, wie Stärke, die höheren Alkohole, wie Glycerin, Mannit, Sorbit und Inosit, sowie vermischt Quellen, wie Äthylalkohol Imd Calciumcarbonat, genannt. Stickstoff in einer assimilierbaren Form kann durch tierische oder pflanzliche Proteine, Sojabohnenmehl, Casein, Peptone, Polypeptide oder Aminosäuren, geliefert werden Die Einsteilung des pH-Wertes kann mit irgendeiner geeigneten Base erfolgen, wie mit Natriumhydroxid, Phosphatpuffer, Natriumcitrat, Natriumacetat oder mit irgendeinem anderen geeigneten Material, das den pH-Wert in den erwünschten Bereich bringt. A wide variety of substances can be used as a source of carbon in the Nutrient medium can be used. These substances can be either water-soluble or water-insoluble be, it is only desirable that the compounds used from the organism can be easily assimilated, as examples are the pentoses, such as arabinose, Ribose and xylose, the monosaccharides, like mannose, levulose and galactose, the Disaccharides, such as trehalose, maltose, lactose, cellobiose and sucrose, the polysaccharides, like starch, the higher alcohols like glycerin, mannitol, sorbitol and inositol, as well mixed sources called ethyl alcohol and calcium carbonate. nitrogen in an assimilable form can by animal or vegetable proteins, soybean meal, Casein, peptones, polypeptides or amino acids, are supplied to the classification the pH can be done with any suitable base, such as sodium hydroxide, Phosphate buffer, sodium citrate, sodium acetate or any other suitable Material that brings the pH into the desired range.
Die Temperatur des Nährmediums während der Züchtung des Fungus kann zweckmäßig zwischen etwa 26 und 300 C gehalten werden. The temperature of the culture medium during the cultivation of the fungus can are expediently kept between about 26 and 300 ° C.
Die für die Herstellung einer .aximalmenge proteolytischwer Enzyme erforderliche Zeit kann stark variiert werden, je nach der Natur der speziell verwendeten Bestandteile in dem Nährmedium. Eine Zeit von etwa 70 bis etwa 160 Stunden wird jedoch gewöhnlich als geeignet angesehen. The enzymes that are necessary for the production of a maximum amount of proteolytic enzymes time required can be varied widely, depending on the nature of the particular one used Components in the nutrient medium. A time of about 70 to about 160 hours will be however, usually considered appropriate.
Zu dem Kulturmedium können auch Antischäummittel zugesetzt werden. Beispiele hierfür sind Sojabohnenöl, Castoröl, sulfonierte Öle, Schmalzöl und bromiertes Castordl. Antifoam agents can also be added to the culture medium. Examples are soybean oil, castor oil, sulfonated oils, lard oil and brominated Castordl.
Wie oben ausgeführt, kann der hier beschriebene neue Stamm von Streptomyces globisporus in einen Kulturmedium gezüchtet werden, um hydrolytische Enzyme zu produzieren. As stated above, the new tribe of Streptomyces globisporus can be grown in a culture medium to be hydrolytic To produce enzymes.
Das Kulturmedium kann irgeindes aus der Reihe bekannter Medien sein, da der fragliche Organismus in der Lage ict, viele Energiequellen zu assimilieren. Um eine gifte Produktion und eine wirtschaftliche und maximale Ausbeute a Enzymen zu erreichen, sind jedoch bestimmte Kulturmedien bevorzugt. Beispielsweise sind die gegenwärtig bevorzugten Kohlenhydratquellen in dem Kulturmedium Sucrose, Stärke, Glucose, Dextrin, Melassen u. dgl. Die bevorzwlgten Stiokstoffquellen sind Sojabohnenmehl, Bierhefe, Getreideeinweichflüssigkeit, Casein, Fischmehl, Scotaferm# von Distillers, Pharmamedia# u. dgl. Die organischen Nährsalze, die in das Medium eingearbeitet werden können, sind beispielsweise Salze, die -Ammonium-, Natrium-, Kalium-, Calcium-, Magnesium-, Phosphat-, Chlorid-, Sulfat-, Nitrat-und ähnliche Ionen ergeben können. Auch können wesentliche Spurenelemente in das Kulturmedium gegeben werden. Solche Spurenelemente sind jedoch gewöhnlich als Verunreinigungen in anderen Komponenten des Kulturmediums enthalten.The culture medium can be any of the number of known media, since the organism in question is able to assimilate many sources of energy. To a poisonous production and an economical and maximum yield a enzymes however, certain culture media are preferred. For example, are the currently preferred sources of carbohydrates in the culture medium sucrose, starch, Glucose, dextrin, molasses and the like. The preferred sources of nitrogen are soybean meal, Brewer's yeast, cereal soaking liquid, casein, fish meal, Scotaferm # from Distillers, Pharmamedia # et al. The organic nutrient salts incorporated into the medium are, for example, salts that -ammonium-, sodium-, potassium-, calcium-, Magnesium, phosphate, chloride, sulfate, nitrate and similar ions can result. Essential trace elements can also be added to the culture medium. Such However, trace elements are usually present as impurities in other components of the culture medium included.
Für ein maximales Wachstum und eine maximale Produktion von Astra-Stamm 19 sollte das Kulturmedium vor der Beimpfung auf einen pH-Wert zwischen etwa 6,0 und etwa 7,5, sorz1vsweise auf pH 6,8, eingestellt werden Der pH-Wert am Ende der Wachstumsperiode hängt von den vorhandenen Puffersubstanzen und dem anfänglichen pH-Wert ab. For maximum growth and production of Astra strain 19 should be the culture medium before inoculation to a pH between about 6.0 and about 7.5, preferably to pH 6.8 pH at the end of the growing season depends on the buffer substances present and the initial pH.
Nie Geschwindigkeit einer Produktion von Proteasen in dem Kulturmedium wird während der Wachstumsperiode des Organismus leicht verfolgt, indem man Proben des Kulturmediums hinsichtlich ihrer caseinolytischen Aktivität testet. Die Caseinase-Bestimmungen sind nachfolgend im einzelnen beschrieben. Never speed production of proteases in the culture medium is easily followed by taking samples during the growth period of the organism of the culture medium for their caseinolytic activity. The caseinase regulations are described in detail below.
Das Rohprodukt, das man nach der Isolierung des bei der Züchtung von Astra-Stamm 19 erhaltenen Enzympräparates bekommen hat. ist dadurch gekennzeichnet, daß es a) ein Gemisch von Proteinen ist, b) in Wasser, Salzlösungen und üblichen Pufferlösungen löslib ist, c) bei Raumtemperatur mehr als ein Jahr in trockener Pulverform stabil ist und seine enzymatische Aktivität behält, d) sein Ultramriolettabsorptionsspektrum für Proteine, die aromatische Aminosäuren enthalten, charakteristisch ist, e) es gegenüber Casein, Hämoglobin und Gelatine proteolytisch aktiv ist, f) ein proteolytisches Optimum mit Casein als Substrat bei pH 9 - 10 hat, g) in der Lage ist, N-x-Tosyl-l-argininäthylester (TAEE) zu hydrolysieren, h) durch Erhitzen eingeleitete proteolytische Aktivitat enthält, i) außer proteolytischen Enzymen auch Esterasen, Lipasen und Amylasen enthält, j) das hitzebeständige Enzym bzw. die hitzebeständigen Enzyme mit organischen Lösungsmitteln oder Ammoniumsulfat ausfällbar sind, k) seine Stabilität und Aktivität im wesentlichen unabhäng von der Konzentration der Calciumionen in einer Lösung bei erhöhter Temperatur ist, 1) das Gemisch ein Temperaturoptimum mit Casein als Substrat bei etwa 600 C bei pH 7,4 und ein Temperaturoptimum bei etwa 50° a bei pH 9,0 besitzt und m) das Gemisch ein Temperaturoptimum mit TAEE als Substrat in der Gegend von 50°C bei pH 7,4 besitzt. The crude product that is obtained after the isolation of the cultivation from Astra strain 19 received enzyme preparation. is characterized by that it is a) a mixture of proteins, b) in water, salt solutions and usual Buffer solutions is soluble, c) at room temperature for more than a year in a dry place Powder form is stable and retains its enzymatic activity; d) its ultramriolet absorption spectrum is characteristic of proteins containing aromatic amino acids, e) it is proteolytically active against casein, hemoglobin and gelatin, f) has a proteolytic optimum with casein as substrate at pH 9-10, g) in the Is able to hydrolyze N-x-tosyl-1-arginine ethyl ester (TAEE), h) by heating contains initiated proteolytic activity, i) in addition to proteolytic enzymes also contains esterases, lipases and amylases, j) the heat-resistant enzyme or the heat-resistant enzymes can be precipitated with organic solvents or ammonium sulfate are, k) its stability and activity essentially independent of the concentration which is calcium ions in a solution at an elevated temperature, 1) the mixture Temperature optimum with casein as substrate at around 600 C at pH 7.4 and a temperature optimum at about 50 ° a at pH 9.0 and m) the mixture has a temperature optimum with TAEE possesses as a substrate in the region of 50 ° C at pH 7.4.
Dei Ausdrücke "Rohprodukt", "erster Acetonniederschlag" und "zweiter Acetonniederschlag", die hier in der Beschreibung vorkommen, bezeichnen die verschiedenen Produkte, dia man bei der Isolierung und Reinigung des bei der Kultivierung von Astra-Stamm 19 erhaltenen Enzympräparates bekommt und sind in der Weise definiert, wie sie in Beispiel 8'beschrieben sind. The terms "crude product", "first acetone precipitate" and "second Acetone precipitate "that appear here in the description denote the various Products, dia one in the isolation and purification of the Cultivation of Astra strain 19 obtained enzyme preparations and are in the Way defined as they are described in Example 8 '.
Die vorliegende Erfindung wird mit Hilfe der folgenden mabellen und Zeichnungen weiter erläutert. The present invention is accomplished with the aid of the following tables Drawings further explained.
abelle I zeigt das pH-Optimum der Protease-Aktivität a) in dem Rohprodukt, das man bei der Isolierung des Enzympräparates erhält, b) in dem ersten Acetonniederschlag und c) in dem zweiten Acetonniederschlag. Die Messungen der proteolytischen Aktivität erfolgten bei 370 C unter Verwendung yon aein als Substrat und bei 40°C unter Verwendung von N-a-Tosyl-l-argininäthylester (TAEE). Table I shows the pH optimum of the protease activity a) in the crude product, obtained during the isolation of the enzyme preparation, b) in the first acetone precipitate and c) in the second acetone precipitate. The measurements of the proteolytic activity were done at 370 C using aein as a substrate and at 40 ° C using of N-α-tosyl-1-arginine ethyl ester (TAEE).
Tabelle I pH-Optimum der proteolytischen Aktivität Prozent der maximalen
proteolytischen Aktivität
Die Proben wurden ohne Substrat bei abgegebenem pH-Wert und der angegebenen Temperatur 30 Minuten inkubiert. The samples were given without substrate at the given pH and the stated pH Incubated temperature for 30 minutes.
Die Bestimmung der proteolytischen Aktivität erfolgte danach bei einer Temperatur von 370 C unter Verwendung von Casein als Substrat.The determination of the proteolytic activity was then carried out in a Temperature of 370 C using casein as substrate.
Tabelle II Hitzestabilität Prozent der maximalen Aktivität
Casein wurde als Substrat bei den Aktivitätsmessungen bei pl 7,4 und 9,0 verwendet. Die Zeit für die Aktivitätsbestimmung betrug 15 Minuten. TAEE wurde als Substrat bei pH 7,4 verwendet. Casein was used as a substrate in the activity measurements at pl 7.4 and 9.0 used. The time for the activity determination was 15 minutes. TAEE was used as a substrate at pH 7.4.
Tabelle III Temperaturoptimum der proteolytischen Aktivität Prozent
der maximalen Aktivität Casein als Substrat
Tabelle IV Verhältnis zwischen Hitzestabilität, Inkubationszeit und
Temperatur Optische Dichte von in Trichloressigsäure löslichem Material
Tabelle V Verhältnis zwischen proteolytischer Aktivität, Inkubationszeit
und pH bei 65°C für das Rohprodukt Optische Dichte von in Trichloressigsäure löslichen
Material
Tabelle I' pH-Stabilität von Rohprodukt und ersten Acetonnierderschlag
Prozent der maximalen Aktivität
Fig. 2 und 3) erhält. Es wurde Casein bei pH 7,4 als Substrat für die Aktivitätsbestimmungen verwendet.Fig. 2 and 3) receives. It was used as a substrate for casein at pH 7.4 the activity regulations used.
Tabelle VII Temperaturoptimum von Fraktionen, die durch isoelektrisch-Trennung
erhalten wurden
Tabelle aZIII pH-Optimum der durch isoelektrische Trennung erhaltenen
Fraktionen Prozent der maximalen Aktivität
Fig. ib zeigt die Ergebnisse einer Gelfiltration von 500 mg des ersten Aeetonniederschlages aus in der Hitze behandeltem Rohprodukt.Fig. 1b shows the results of a gel filtration of 500 mg of the first Aeetone precipitate from heat-treated raw product.
Aus den Fig. la und ib ist ersichtlich, daß das durch Gelfiltration des ersten Acetonniederschlages erhaltene Material proteolytische Material enthält, das in dem Rohmaterial nicht enthalten ist. Dies zeigt, daß das Erhitzen des Rohmaterials außer einer Denaturierung der proteolytischen Bnzyme und anderer Proteine die Bildung proteolytischer Aktivität mit anderen Eigenschaften einleitet. Die Ergebnisse gemäß den Tabellen IV und V zeigen, daß das Erhitzen des Rohproduktes auf 65 bis 70 0C bei pE 7 - 8 während bestimmter Zeitintervalle dessen proteolytische Aktivität im Vergleich mit einer kürzeren Periode des Erhitzens der rohen Enzymlösung etwas erhöht. From FIGS. La and ib it can be seen that this is achieved by gel filtration material obtained from the first acetone precipitate contains proteolytic material, that is not contained in the raw material. This shows that the heating of the raw material apart from a denaturation of the proteolytic enzymes and other proteins, the formation initiates proteolytic activity with other properties. The results according to Tables IV and V show that the heating of the crude product to 65 to 70 0C at pE 7 - 8 its proteolytic activity during certain time intervals Slightly increased compared to a shorter period of heating the crude enzyme solution.
Reinigung des hitzestabilen Produktes Durch eine Säule, die mit 50 g DEAE-Cellulose, welche mit 0,01 molarem Ammoniumacetat auf pH 7,4 eingestellt war, gefüllt war, wurden 2,7 g des ersten Acetonniederschlages, gelöst in 35 ml Puffer, filtriert. Fraktionen von 10 ml wurden aufgefangen. Wenn kein UV-absorbierendes Material und kein Material mit proteolytischer Aktivität mehr eluiert wurde, wurde die niedrige Ionenstirke auf 0,1 molares Ammoniumacetat erhöht, und dann wurde noch einiges UV-absorbierendes und proteolytisches Material eluiert. Danach wurde der pH-Wert auf pH 5,5 vermindert, wenn nur noch sehr wenig UV-absorbierendes d proteolytisches Material eluiert wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle IX zusammengestellt. Purification of the heat-stable product through a column filled with 50 g DEAE cellulose, which is adjusted to pH 7.4 with 0.01 molar ammonium acetate was filled, 2.7 g of the first acetone precipitate were dissolved in 35 ml Buffer, filtered. Fractions of 10 ml were collected. If not a UV absorbing one Material and no more material with proteolytic activity was eluted the low ionic strength increased to 0.1 molar ammonium acetate, and then became some UV absorbing and proteolytic material still eluted. After that it was the pH value is reduced to pH 5.5 when only very little UV-absorbing d proteolytic material was eluted. The results are shown in Table IX.
Tabelle IX
Die Ergebnisse sind in den Fig. 2 und 3 wiedergegeben.The results are shown in Figs.
Das Rohprodukt, Fig. 2, enthält verschiedene proteolytisch aktive Enzyme. Man kann wenigstens 7 Enzyme sehen, die gegen Casein bei pH 7 aktiv sind. Drei derselben sind dominierend. Eines besitzt einen isoelektrischen Punkt bei 5,-das andere bei 5,5 und das dritte bei pH 10 - 11. Das zu einem pH zwischen 4 und 6 wandernde Material enthält thermostabile Enzyme. The crude product, Fig. 2, contains various proteolytically active Enzymes. You can see at least 7 enzymes that are active against casein at pH 7. Three of these are dominant. One has an isoelectric point at 5, -das others at 5.5 and the third at pH 10-11. That migrating to a pH between 4 and 6 Material contains thermostable enzymes.
Das durch Ionenaustausch chromatographisch gereinigte Material wird durch im wesentlichen zwei thermostabile Enz.yme mit isoelektrischen Punkten von 5,2 und 5,7 (Fig. 3) gebildet. Das pE-Optimum und das Temperaturoptimum dieser zwei Enzympräparatfraktionen 16 und 18 (Fig. 3) und der thermolabilen Fraktion 31 (Fig. 2) wurden in Tabelle VII und 5TIII bestimmt. The material is chromatographically purified by ion exchange by essentially two thermostable enzymes with isoelectric points of 5.2 and 5.7 (Fig. 3). The pE optimum and the temperature optimum of these two Enzyme preparation fractions 16 and 18 (Fig. 3) and the thermolabile fraction 31 (Fig. 2) were determined in Tables VII and 5TIII.
Aus Fig. 2 und 3 ist ersichtlich, daß bei 700 C praktisch kein Abbau des thermostabilen Materials erfolgt, sondern daß die gesamte Aktivität des thermolabilen Enzyme unter den gleichen Bedingungen verschwindet. From Fig. 2 and 3 it can be seen that at 700 C there is practically no degradation of the thermally stable material takes place, but that the whole activity of the thermolabile enzyme disappears under the same conditions.
Der Einfluß von Kobaltionen (Co2+) auf die proteclytische Aktivität in verschiedenen Fraktionen, die man bei isoelektrischer Behandlung des Rohproduktes erhält, und die enzymatische Aktivität solcher Fraktionen auf verschiedenen synthetischen Substanzen wurde studiert. The influence of cobalt ions (Co2 +) on protecytic activity in different fractions, which are obtained from isoelectric treatment of the crude product obtained, and the enzymatic activity of such fractions on various synthetic Substances were studied.
Die Fraktionen aus den isoelektrischen Trennungen wurden über Nacht dialysiert. Geeignete engen der dialysierten Fraktionen wurden verwendet, um die Aktivität gegegenüber Benzoyl-d, l-arginin-naphthylamid (BATA), Carbobenzoxy-glycine-l-leucylamid, Carbobenzoxy-l-glutamyl-ltyrosin, Carbobenzoxy-l-leucyl-p-nitrophenylester, Carbobenzoxy-glycin-l-phenylalanin, l-Leucin-glycin und Casein bei pH 7,4 und pH 10,0 zu bestimmen. The fractions from the isoelectric separations were kept overnight dialyzed. Appropriate narrow fractions of the dialyzed fractions were used to determine the Activity against benzoyl-d, l-arginine-naphthylamide (BATA), carbobenzoxy-glycine-l-leucylamide, Carbobenzoxy-l-glutamyl-ltyrosine, carbobenzoxy-l-leucyl-p-nitrophenyl ester, carbobenzoxy-glycine-l-phenylalanine, Determine l-leucine-glycine and casein at pH 7.4 and pH 10.0.
Die Messungen waren'bei Verwendung von EiNA als Substrat im wesentlichen die, welche von Reidel und Wünsch-Seit in Phys. Chem. 316, Seite 61 (1959) und von Blackwood und Mandl in Anal. Biochem. 2, Seite 370 (1961) beschrieben sind. The measurements were essentially when EiNA was used as the substrate those which Reidel and Wünsch-Seit in Phys. Chem. 316, page 61 (1959) and by Blackwood and Mandl in Anal. Biochem. 2, page 370 (1961).
Die Messungen wurden bei Verwendung von l-leu-gly, Z-gly-l-phe, Z-glu-l-tyr, Z-gly-l-leu-amid als Substrat mit Ninhydrinreaktion der Inkubate nach 3-minUtiger Inkubation bei 370 C der Enzymlösung und des betreffenden Substrates bestimmt. Als Blindproben wurde Enzym plus Ninhydrinlösung plus Substrat verwendet. The measurements were made using l-leu-gly, Z-gly-l-phe, Z-glu-l-tyr, Z-gly-l-leu-amide as substrate with ninhydrin reaction of the incubates after 3 minutes Incubation at 370 C of the enzyme solution and the substrate in question are determined. as Blank was used enzyme plus ninhydrin solution plus substrate.
Die Messungen wurden bei Verwendung von Z-leu-pnitro-phenylester so durchgeführt, daß die optische Dichte bei 405 nm des Inkubats des Enzyms und dos Esters während 15 Minuten gemessen wurde. Als Blindproben wurden 2+ Lösungen ohne Enzym verwendet. Die Konzentration an Co war 0,1 molar; 0,1 ml dieser Lösung wurde zu der Enzymlösung zugegeben. Dieses Gemisch ließ man 10 Minuten stehen, bevor das Substrat zugegeben wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle X zusammengestellt. The measurements were made using Z-leu-pnitro-phenyl ester carried out so that the optical density at 405 nm of the incubate of the enzyme and dos esters was measured for 15 minutes. 2+ solutions were used as blanks used without enzyme. The concentration of Co was 0.1 molar; 0.1 ml of this solution was added to the enzyme solution. This mixture was allowed to stand for 10 minutes before the substrate was added. The results are shown in Table X below.
Tabelle X Aktivität mit und ohne Co2+ von Fraktionen, die durch isoelektrische
Trennung des Rohproduktes (Fig. 2) erhalten worden waren
Die verschiedenen maxima, die man bei den isoeiektrischen Trennungen erhält, zeigen hauptsächlich die folgenden Aktivitäten: Fraktion Nr. 7 - 9: Aktivität gegenüber Benzoyl-d,larginin-naphthylamid Fraktion Nr. 12 - 13s Aktivität gegenüber Z-gly-l-leu-NH2 Fraktion Nr. 15 - 16s Aktivität gegenüber l-leu-gly und Z-gly-l-leu-NH2 Fraktion Nr. 18 - 19s Aktivität gegenüber Z-gly-l-phenylalanin Fraktion Nr. 30 - 32: Aktivität gegenüber l-leu-p-N02 Die Wirkung auf die caseinolytische Aktivität durch Zugabe verschiedener Metalle und Inhibitoren wurde bei dem Rohprodukt und den hitzestabilen Enzympräparaten studiert. Da. Enzympräparat, gelöst in 3 ml Puffer, wurde mit 0,1 ml einer 0,1 m Lösung des zu untersuchenden Metalles inkubiert, besonders mit Äthylendiamintetraessigsäure (0,1 m), Phenylmethylsulfonylfluoridlösung (0, 5 %) oder 0,1 ml einer Trasylol C -Lösung. Die Inkubationszeit betrug 10 Minuten bei 37O C. The different maxima that one can find in isoeic electrical separations mainly show the following activities: Fraction No. 7-9: Activity against benzoyl-d, larginine-naphthylamide fraction No. 12-13s activity against Z-gly-l-leu-NH2 fraction No. 15 - 16s activity against l-leu-gly and Z-gly-l-leu-NH2 Fraction No. 18 - 19s activity towards Z-gly-l-phenylalanine Fraction No. 30 - 32: Activity against l-leu-p-N02 The effect on caseinolytic activity by adding various metals and inhibitors, the crude product and studied the heat-stable enzyme preparations. There. Enzyme preparation, dissolved in 3 ml buffer, became with 0.1 ml of a 0.1 M solution of the metal to be examined incubated, especially with ethylenediaminetetraacetic acid (0.1 m), phenylmethylsulfonyl fluoride solution (0.5%) or 0.1 ml of a Trasylol C solution. The incubation time was 10 minutes at 37O C.
Danach wurden 3 ml einer Caseinlösung zugesetzt, und die proteolytische Aktivität werde bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle XI zusammengestellt. Die Aktivität wurde mit der Aktivität in Kontrollproben ohne zugesetztes Material verglichen. Als Puffer wurde 0,2 m Tris-(hydroxymethyl)-aminomethan mit einem pH von 7,4 und 10,0 verwendet. Then 3 ml of a casein solution were added, and the proteolytic Activity is determined. The results are shown in Table XI. the Activity was compared to activity in control samples with no added material. As a buffer, 0.2 M tris (hydroxymethyl) aminomethane with a pH of 7.4 and 10.0 used.
Tabelle XI Wirkung von Metallen und Inhibitoren auf die caseinolythische
Aktivität Änderung der proteolytischen Aktivität (%)
Parallel hierzu wurden Reagenzgläser in Wasserbädern auf die geeignete Temperatur eingestellt. Eine geeignete Menge des gelösten Enzyms wurde den Reagenzläsern zugesetzt. Aus einem dieser Reagenzgläser wurden 2 ml unmittelbar in 3 ml einer 10 zeigen Trichloressigsäure pipettiert. Der andere Satz Reagenzgläser wurde genau 30 Minutan inkubiert, wonach 2 ml abgezogen und zu 3 ml einer 10 %igen Trichloressigsäure zugesetzt wurden. Nach Stehenlassen während wenigstens 30 Minuten bei Rautemperatur wurden die Reagenzläser zentrifugiert und durch kleine Trichter filtriert, die mit einem losen Wattepfropfen verschlossen waren. Die optische Dichte bei 280 mm der filtrierten Zentrifugate wurde gemessen Die Aktivität des Enzyms, ausgedrückt in Caseineinheiten Je mg,erhält man auf folgendem Weg: Optische Dichte der inkubierten Probe minus der optischen Dichte der nicht-inkubierten Probe, geteilt durch die Menge Enzym in den Reagenzgläsern (ausgedrückt in mg). In parallel, test tubes were placed in water baths on the appropriate Temperature set. An appropriate amount of the dissolved enzyme was added to the test tubes added. From one of these test tubes, 2 ml were immediately transferred to 3 ml of a 10 show trichloroacetic acid pipetted. The other set of test tubes turned out exactly Incubated for 30 minutes, after which 2 ml were withdrawn and added to 3 ml of 10% trichloroacetic acid were added. After standing for at least 30 minutes at room temperature the test tubes were centrifuged and filtered through small funnels fitted with closed with a loose wad of cotton wool. The optical density at 280 mm of the filtered centrifugate was measured The activity of the enzyme expressed in casein units per mg, one obtains in the following way: Optical density of the incubated sample minus the optical density of the non-incubated sample by the amount of enzyme in the test tubes (expressed in mg).
Bei der Untersuchung der Stabilität des Enzyms wurde dieses in Puffer aufgelöst und ohne Casein während einer beatimmten Zeit und bei einer bestimmten Temperatur inkubiert. Danach wurden bei einem erwwnschten pH und einer erwünschten Temperatur die Caseinasebestimmungen durchgeführt. When examining the stability of the enzyme, it was in buffer dissolved and without casein for a given time and at a certain time Incubated temperature. Thereafter, at a desired pH and a desired Temperature carried out the caseinase determinations.
Bei der Bestimmung der proteolytischen Aktivität unter Verwendung von Na-Tosyl-l-argininäthylester (TAEE) als.Substrat wurden die folgenden Chemikalien in der Endlösung verwendet. TAEE in einer 0,05 molaren Konzentraton und in NaCl in einer 0,9 zeigen Konzentration. Die Menge der zugesetzten Enzymlösung betrug 0,2 ml und das Volumen der Testlösung 10 ml. Die Titration wurde mit 0,05 molarer NaOH unter Verwendung einer automatischen Titration mit Hilfe einer Radiometertitrationseinheit vom Typ TTA4 durchgeführt. When determining proteolytic activity using of Na-Tosyl-1-arginine ethyl ester (TAEE) als.Substrat were the following chemicals used in the final solution. TAEE in a 0.05 molar concentrate and in NaCl in a 0.9 show concentration. The amount of the enzyme solution added was 0.2 ml and the volume of the test solution 10 ml. The titration was 0.05 molar NaOH using automatic titration using a radiometer titration unit carried out by type TTA4.
Die Gelfiltration wurde unter Verwendung von Sephader #-Säulen unter den oben im Zusammenhang mit den F guren beschriebenen Bedingungen durchgeführt. Gel filtration was performed using Sephader # columns the conditions described above in connection with the figures are carried out.
Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung. The following examples serve to further illustrate the invention.
Beispiel 1: Jeder von 7 Reihen von 500-ml-Erlenmeyerkolben wurden 100 ml eines der folgenden Medien zugesetzt: I Sucrose 24 g Pharmamedia 20 g KH2PO4 13,5 g Leitungswasser 1000 ml II Maismehl 20 g Sojabohnenmehl 20 g KH2PO4 13,5 g Leitungswasser 1000 ml III Stärke 30 g Sprühgetrocknetes Rinderblut 15 g KH2P04 13,5 g Leitungswasser 1000 ml IV Sojabohnenmehl 35 g Stärke 24 g tH2P04 13,6 g V Actiferment # 25 g Sucrose 35 g KH2PO4 13,6 g VI Soiabohnenmehl 24 g Gelatine 10 g Sucrose 20 g KH2PO4 13,6 g VII Maiseinweichtflüssigkeit 30 g aTIIT Hafermehl 30 g KH2PO4 13,6 g IX Sojabohnenmehl 15 g Maiseinweichflüssigkeit 40 g KH2PO4 13,6 g x Scotaferm # 50 g melasse 40 g H2O auf 1000 ml pH 5,4 vor der Sterilisierung des Kulturmediums Die Kolben wurden bei 1200 C 20 Minuten in einem Autoklaven behandelt, nachdem der pH auf 6,8 eingestellt worden war. ach dem Abkühlen wurden die Kolben mit einer wässrigen Suspension des in Tabelle XII angegebenen Organismus beimpft, der auf üblichen geneigten Eähragarplatten gehalten worden war.Die Inkubation erfolgte bei einer Temperatur von 26 - 300 C und wurde nach 113 Stunden, oder wenn die proteolytische Aktivität durch ein Maximum ging, unterbrochen. Die Ergebnisse sind in Tabelle XII aufgeführt.Example 1: Each of 7 rows of 500 ml Erlenmeyer flasks were made 100 ml of one of the following media was added: I sucrose 24 g Pharmamedia 20 g KH2PO4 13.5 g tap water 1000 ml II corn flour 20 g soybean flour 20 g KH2PO4 13.5 g Tap water 1000 ml III starch 30 g spray-dried bovine blood 15 g KH2P04 13.5 g tap water 1000 ml IV soybean meal 35 g starch 24 g tH2P04 13.6 g V Actiferment # 25 g sucrose 35 g KH2PO4 13.6 g VI soybean meal 24 g gelatin 10 g sucrose 20 g KH2PO4 13.6 g VII corn steep liquor 30 g aTIIT oatmeal 30 g KH2PO4 13.6 g IX soybean meal 15 g corn steep liquor 40 g KH2PO4 13.6 g x Scotaferm # 50 g molasses 40 g H2O to 1000 ml pH 5.4 before sterilization of the culture medium The flasks were treated in an autoclave at 1200 C for 20 minutes, after the pH was adjusted to 6.8. After cooling, the flasks became with an aqueous suspension of the specified in Table XII organism inoculated, which had been kept on conventional inclined ear agar plates. Incubation took place at a temperature of 26 - 300 C and was after 113 hours, or if the proteolytic activity went through a maximum, interrupted. The results are listed in Table XII.
Tabelle XII Organismus Aktivität in Caseineinheiten je al einer aus der Medium der nachfolgenden Nummern erhaltenen Lösung mit einem Gehalt der thermostabilen Komponente I II III IV V VI VII VIII IX X Astra- 4,6 2,0 0,1 0,8 0,2 0,3 0,2 4,6 0,3 7,5 Stamm 19 Beispiel 2: Pharmamedia # (100 g), Sucrose (150 g), KH2PO4 (70 g), RD-Antischäumemulsion ( 1 ml), Paraffinöl (2,6 ml) und Cetanol (0,4 g) in Leitungswasser (5 1) wurden auf pH 6,8 mit Natriumhydroxid (15 ml) eingestellt und bei 1240 während 30 Minuten in einem Kulturimpfbehälter sterilisierte Das Kulturmedium wurde mit 100 ml einer 24 Stunden alten o Kultur von Streptomyces globisporus beimpft, bei 28 C unter Belüftung inkubiert und 24 Stunden gerührt. Table XII organism activity in casein units each from one the medium of the following numbers obtained solution with a content of the thermostable Component I II III IV V VI VII VIII IX X Astra- 4.6 2.0 0.1 0.8 0.2 0.3 0.2 4.6 0.3 7.5 strain 19 Example 2: Pharmamedia # (100 g), sucrose (150 g), KH2PO4 (70 g), RD antifoam emulsion (1 ml), paraffin oil (2.6 ml) and cetanol (0.4 g) in tap water (5 1) were adjusted to pH 6.8 with sodium hydroxide (15 ml) and at 1240 during The culture medium was sterilized in a culture inoculation container for 30 minutes 100 ml of a 24 hour old o culture of Streptomyces globisporus inoculated Incubated at 28 C with aeration and stirred for 24 hours.
Pharmamedia # (1000 g), Sucrose (1500 g), KH2PO4 (700 g), RD-Antischäumemulsion (5 ml), Schmalzöl (40 ml), Paraffinöl (6 ml) und Cetanol (4 g) in Leitungswasser (50 1) wurden auf pH 6,8 mit 45 %igem Natriumhydroxid (150 ml) eingestellt, und die Lösung wurde in einem Fermentationsbehälter 30 Minuten bei 1240 C sterilisiert. Das Mährmedium wurde gekühlt und mit der oben erwähnten Impfkultur beimpft ind anschließend unter Rühren und Belüften bei 286 C inkubiert. Nach 140 Stunden, wenn die proteolytische Aktivität auf 6,1 Caseineinheiten Je ml geschätzt wurde, wurde die Kulturbrühe gekühlt. Pharmamedia # (1000 g), sucrose (1500 g), KH2PO4 (700 g), RD antifoam emulsion (5 ml), lard oil (40 ml), paraffin oil (6 ml) and cetanol (4 g) in tap water (50 1) were adjusted to pH 6.8 with 45% sodium hydroxide (150 ml), and the solution was sterilized in a fermentation vessel at 1240 ° C. for 30 minutes. The culture medium was cooled and then inoculated with the above-mentioned inoculum incubated at 286 ° C. with stirring and aeration. After 140 hours when the proteolytic Activity was estimated to be 6.1 casein units per ml, the culture broth was cooled.
Beispiel 3: Pharmamedia # (100 g), Sucrose (150 g), KH2PO4 (70 g), RD-Antischäumemulsion (1 ml), Schmalzöl (17 ml), Paraffinöl (2,6 ml) und Cetanol (0,4 g) in Leitungswasser (5 1) wurden mit Natriumhydroxid (15 ml) auf pH 6,8 eingestellt und 30 Minuten bei 1240 C in einem Beimpfungsfermentationsbehälter sterilisiert. Das Nährmedium wurde mit 100 ml einer 24 Stunden alten Kultur von Streptomyces globisporus beimpft und bei 280 C unter Belüftung und Rühren während 24 Stunden inkubiert.Example 3: Pharmamedia # (100 g), sucrose (150 g), KH2PO4 (70 g), RD antifoam emulsion (1 ml), lard oil (17 ml), paraffin oil (2.6 ml) and cetanol (0.4 g) in tap water (5 1) were adjusted to pH 6.8 with sodium hydroxide (15 ml) and sterilized in an inoculation fermentation vessel at 1240 C for 30 minutes. The nutrient medium was mixed with 100 ml of a 24 hour old culture of Streptomyces globisporus inoculated and incubated at 280 C with aeration and stirring for 24 hours.
Pharmamedia # (3000 g), Sucrose (4500 g), KH2PO4 (2100 g), RD-Antischäumemulsion (15 ml), Schmalzöl (120 ml), Paraffinöl-(18 ml) und Cetanol (12 g) in Leitungswasser (150 ml) wurden auf pH 6,8 mit 45 %iger Natronlauge (etwa 450 ml) eingestellt und 30 Minuten bei 124° a sterilisiert. Das Nährmedium wurde gekühlt und mit der oben erwähnten Impfkultur beimpft und anschließend bei 280 C unter Rühren und Belüften inkubiert. Nach 136 Stunden, wenn die proteolytische Aktivität auf 5,5 Caseineinheiten je ml eingeschätzt wurde, wurde die Fermentationsbrühe gekühlt. Pharmamedia # (3000 g), sucrose (4500 g), KH2PO4 (2100 g), RD antifoam emulsion (15 ml), lard oil (120 ml), paraffin oil (18 ml) and cetanol (12 g) in tap water (150 ml) were adjusted to pH 6.8 with 45% sodium hydroxide solution (about 450 ml) and Sterilized for 30 minutes at 124 ° a. The nutrient medium was cooled and with the above mentioned inoculation culture and then inoculated at 280 C with stirring and aeration incubated. After 136 hours when the proteolytic activity drops to 5.5 casein units per ml was estimated, the fermentation broth was cooled.
Beispiel 4: Das Fermentationsexperiment wurde gemäß Beispiel 2 B durchgeführt. Nach 140 Stunden betrug die proteolytische Aktivität 5,2 Caseineinheiten je ml, und die Fermentationstrühe wurde gekühlt.Example 4: The fermentation experiment was carried out according to Example 2B. After 140 hours the proteolytic activity was 5.2 casein units per ml, and the fermentation broth was cooled.
Beispiel 5: Isolierung des Enzympräparates Für die Isolierung des Enzympräparates aus der Fermentationsbrühe, die man in Beispiel 2 erhalten hatte, wurde die Brühe in einer Zentrifuge getrennt, wird nach dem Trennen wurde die Lösung in einer Se.itz-Filterpresse mit Bögen 3/1250 geklärt. Die klare Lösung (45 1, Aktivität 6,0 Caseineinheiten je ml) wurde in einem Dünnfilm-Verdämpfer bei 150 e auf 8 1 mit einer Aktivität von 34 Caseineinheiten je ml eingeengt. Die Lösung wurde gegen Leitungswasser 24 Stunden dialysiert und sprühgetrocknet und ergab 210 g mit einer Aktivität von 0,9 Caseineinheiten je mg.Example 5: Isolation of the Enzyme Preparation For the isolation of the Enzyme preparation from the fermentation broth that was obtained in Example 2, if the broth was separated in a centrifuge, after separating the solution was clarified in a Se.itz filter press with arches 3/1250. The clear one Solution (45 1, activity 6.0 casein units per ml) was in a thin film evaporator concentrated at 150 e to 8 l with an activity of 34 casein units per ml. the Solution was dialyzed against tap water for 24 hours and spray dried and yielded 210 g with an activity of 0.9 casein units per mg.
Beispiel 6: Für die Isolierung des Enzympräparates aus der Fermentationsbrühe die man in Beispiel 3 erhalten hatte, wurde die Brühe in einer Zentrifuge getrennt, und nach der Trennung wurde die Lösung in einer Seitz-Filterpresse mit Bögen 3/1250 geklärt. Die klare Lösung (120 1), Aktivität 4.8 Caseineinheiten je ml) wurde in einem Dünnfilmverdampfer bei 150 C auf 17,5 1 mit einer Aktivität von 38 Caseineinheiten je ml eingedampft. Die Lösung wurde gekühlt, und Aceton (13 1) mit einer Temperatur von -10° C wurde unter Rühren zugesetzt. Nach 30-minütigem Rühren wurde das ausgefällte Material durch Zentrifugieren in einer Sharples-Zentrifuge entfernt.Example 6: For the isolation of the enzyme preparation from the fermentation broth obtained in Example 3, the broth was separated in a centrifuge, and after separation the solution was in a Seitz filter press with arches 3/1250 clarified. The clear solution (120 l), activity 4.8 casein units per ml) was in a thin film evaporator at 150 C to 17.5 1 with an activity of 38 casein units evaporated per ml. The solution was cooled, and acetone (13 L) with a temperature of -10 ° C was added with stirring. After stirring for 30 minutes, the precipitated one became Material removed by centrifugation in a Sharples centrifuge.
Die klare Lösung wurde in einem Dünnfilmverdampfer bei 150 C auf 11,8 1 mit einer Aktivität von 60,5 Caseineinheiten Je ml eingedampft. The clear solution was in a thin film evaporator at 150 ° C 11.8 1 with an activity of 60.5 casein units per ml evaporated.
Die Lösung wurde sprühgetrooknet und ergab 525 g mit einer Aktivität von 0,50 Caseineinheiten Je ml. The solution was spray dried to give 525 g of activity of 0.50 casein units per ml.
Beispiel 7: Zum Isolieren des Enzympräparates aus der Fermentationsbrühe, die man in Beispiel 4 erhalten hatte, wurde die Brühe in einer Zentrifuge getrennt, und nach der Tren nung wurde die Lösung in Seitz-Filterpresse mit Bögen 3/1250 gelärt. Die klare Lösung (137 1, Aktivität 5,2 Caseineinheiten Je ml) wurde in einem Dünnfilmverdampfer bei 150 C auf 16,0 1 mit einer Aktivität von 4?s5 Caseineinheiten je ml eingedampft, Die Lösung wurde auf etwa + 100 C gekthlt,und Aceton (8 1) mit einer Temperatur von -10° C wurde unter Rühren zugesetzt. Nach 30-minütigem Rühren wurde das ausgefällte Material durch Zentrifugieren in einer Sharples-Zentrifuge entfernt.Example 7: To isolate the enzyme preparation from the fermentation broth, obtained in Example 4, the broth was separated in a centrifuge, and after the separation, the solution was gelatinized in a Seitz filter press with arches 3/1250. The clear solution (137 1, activity 5.2 casein units per ml) was in a thin film evaporator evaporated at 150 C to 16.0 1 with an activity of 4? s5 casein units per ml, The solution was gektühlt to about + 100 C, and acetone (8 1) with a temperature of -10 ° C was added with stirring. After stirring for 30 minutes, the precipitated one became Material removed by centrifugation in a Sharples centrifuge.
Die klare Lösung wurde in einem Dünnfilmverdampfer bei 10 bis 150 C auf 8,3 1 mit einer Aktivität von 81,5 Caseineinheiten je ml eingedampft. The clear solution was in a thin film evaporator at 10 to 150 C evaporated to 8.3 l with an activity of 81.5 casein units per ml.
Nach dem Entsalzen auf großkörnigem Sephadex # G 25 in eine Säule K 100/100 (Pharmacia, Uppsala, Schweden wurde das Volumen auf 2,3 1 bei +150 C in einem Dünnfilmverdampfer vermindert. Die Aktivität betrug 286 Caesineinheiten je ml. After desalting on large-grain Sephadex # G 25 in a column K 100/100 (Pharmacia, Uppsala, Sweden, the volume was increased to 2.3 1 at +150 C in a thin film evaporator. The activity was 286 Caesin units each ml.
Die Lösung wurde sprühgetrocknet und ergab 289 g mit einer Aktivität von 1,9 Caseineinheiten je mg. The solution was spray dried to give 289 g of activity of 1.9 casein units per mg.
Beispiel 8: Herstellune der hitzestabilen Komponente 25 g einer sprühgetrockneten Probe eines Kulturfiltrats von Astra-Stamm 19, in dieser Beschreibung als Rohprodukt bezeichnet, mit einer Proteaseaktivität von 0,56 Caseineinheiten je mg, wurden in 500 ml Wasser von 600 C gelöat und 30 Minuten auf dieser Temperatur gehalten.Nach dem Kühlen wurde die Lösung zentrifugiert. Die klare,oben stehende Schicht wurde mit 1000 ml eisgekühltem Aceton vermischt. Der Niederschlag, der in der Beschreibung hier als erster Acetonniederschlag bezeichnet wird, wurde durch Zentrifugieren entfernt. Zu der klaren oberen Lösung wurde eine weitere Menge von 750 ml Aceton zugesetzt, und das resultierende Gemisch wurde erneut zentrifugiert. Der so erhaltene Niederschlag wi.rd in dieser Beschreibung als zweiter Acetoniederschlag bezeichnet. Die Niederschläge wurden in Wasser gelöst und gefriergetrocknet. Die bei Versuchen mit den beiden Acetonniederschlägen, einer sprühgetrockneten Probe von Kulturfiltrat, als Rohpro dukt bezeichnet, und bei einem während 30 Minuten bei 60°C inkubierten Rohprodukt erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle XIII zusammengestellt.Example 8: Production of the heat-stable component 25 g of a spray-dried Sample of a culture filtrate from Astra strain 19, in this description as a crude product designated, with a protease activity of 0.56 casein units per mg, were in 500 ml of water at 600 C and held at this temperature for 30 minutes. After the solution was centrifuged after cooling. The clear, top layer was mixed with 1000 ml of ice-cold acetone. The precipitation that is in the description referred to here as the first acetone precipitate, was removed by centrifugation. A further 750 ml of acetone was added to the clear upper solution, and the resulting mixture was centrifuged again. The so received Precipitation is referred to in this description as the second acetone precipitate. The precipitates were dissolved in water and freeze-dried. The ones when trying with the two acetone precipitates, a spray-dried sample of culture filtrate, referred to as Rohpro product, and incubated at 60 ° C for 30 minutes Results obtained from the crude product are shown in Table XIII.
3eispiel 9: Herstellung der hitzbeständigen Komponente Das Verfahren gemäß Beispiel 8 wurde unter Verwenudng von 10 g sprühgetrockneter Probe von Kulturfiltrat und unter Inkubieren bei 650 ci wiederholt. Die Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle XIII aufgeführt.3 Example 9: Production of the heat-resistant component The process according to Example 8, using 10 g of spray-dried sample of culture filtrate and repeated with incubation at 650 ci. The results are also in the table XIII listed.
Tabelle XIII
Der erste Acetonniederschlag ist an proteolytischer Aktivität mit einem höheren Temperaturoptimum und in gewissem.Grad einer besseren Hitzestabilität als der zweite Acetonniederschlag und das rohe Proteasegemisch angereichert, wie bei Betrachtung der Tabellen II und III ersichtlich ist, worin die Eigenschaften des ersten Aceton niederschlages klar demonatriert sind. The first acetone precipitate is associated with proteolytic activity a higher temperature optimum and, to a certain extent, better heat stability enriched as the second acetone precipitate and the crude protease mixture, like when looking at Tables II and III it can be seen in which the properties of the first acetone precipitate are clearly demonatrated.
Aus Tabelle I ist ersichtlich, daß das pE-Optimum bei Messung gegenüber Casein für das Rohprodukt, den ersten Acetonniederschlag und den zweiten Acetonniederschlag ähnlioh ist. Die optimalen Werte erscheinen bei pH 9 - 10. From Table I it can be seen that the pE optimum when measured compared to Casein for the crude product, the first acetone precipitate and the second acetone precipitate is similar. The optimal values appear at pH 9-10.
Außer Aceton können auch andere organische Lösungsmittel, wie Äthanol, Propanol und andere Alkohole u. dgl. sowie Salze, wie Ammoniumsulfat und dgl., zur Ausfällung des hitzestabilen Enzympräparates verwendet werden Die Heizperiode für die wässrige Lösung des Enzymgemisches kann bis zu etwa zwei Stunden bei einer Temperatur von etwa 55 - 750 C ausgedehnt werden. Durch dieses Heizverfahren wird eine proteolytische Aktivität induziert, die in dem ursprünglichen Enzympräparat nicht vorhanden ist. In addition to acetone, other organic solvents such as ethanol, Propanol and other alcohols and the like, and salts such as ammonium sulfate and the like Precipitation of the heat-stable enzyme preparation can be used Heating period for the aqueous solution of the enzyme mixture can be up to about two hours at a temperature of about 55-750 C. Through this heating process a proteolytic activity is induced, which in the original enzyme preparation does not exist.
Verträglichkeit des Enzympräparates mit Detergentien Drei handelsübliche Detergentienzusammensetzungen wurden verwendet. Eine enthielt Perborate und etwa 40 bs.Compatibility of the enzyme preparation with detergents Three commercially available Detergent compositions were used. One contained perborates and about 40 bs.
50 4 (Gewicht/Gewicht Phosphat, eine enthielt etwa 7 .t ((--ewicht./Gewicht) Phosphat und kein Perborat, und eine enthielt Seife mit einem Gehalt von etwa 5 % (Gewicht/Gewicht) Phosphat. Das pH-Optimum der proteolytischen Aktivität, die pH-Stabilität der proteolytischen Aktivität, das Temperaturoptimum der proteolytischen Aktivität und die Hitzestabilität des Enzympräparatrohproduktes wurdenerri,ttelt-.50 4 (weight / weight phosphate, one contained about 7 t ((- weight / weight) Phosphate and no perborate, and one contained soap at about 5 levels % (W / w) phosphate. The pH optimum of the proteolytic activity that pH stability of the proteolytic activity, the temperature optimum of the proteolytic The activity and heat stability of the crude enzyme preparation product were determined.
A) pH-Optimum der caseinolytischen Aktivität des Enzym präparatrohproduktes in Kombination mit Detergentien Die folgenden Tösungen wurden hergestellt: Eine Lösung mit einem Gehalt von 5 £ Detergentienzusammensetzung in 100 ml Wasser (Detergentienlösung). Eine lösung mit einem Gehalt von 5 mg Enzympräparatrohprodukt je ml Wasswer (Enzymlösung). Eine 3 %ige Caseinlösung.A) pH optimum of the caseinolytic activity of the crude enzyme preparation product in combination with detergents The following solutions were made: One solution containing £ 5 detergent composition in 100 ml water (detergent solution). A solution with a content of 5 mg enzyme preparation raw product per ml of water (enzyme solution). A 3% casein solution.
Der pH wurde unter Verwendung von Teorell-Stenhagen-Pufferlösung eingestellt. The pH was determined using Teorell-Stenhagen buffer solution set.
Zwei ml Pufferlösung des erwünschten pH-Wertes und 1 ml Detergentienlösung wurden mmti 3 ml Caseinlösung vermischt. Die resultierende Lösung wurde auf 7° (t eingestellt, wonach 0,1 ml der Enzymlösung zugesetzt und die caseinolytische Aktivität gemessen wurde, Zum Vergleich wurde eine Blindlösung getestet, die kein Detergens enthielt. Die Ergebnisse sind in Tabelle XIV zusammengestellt. Two ml of buffer solution of the desired pH value and 1 ml of detergent solution 3 ml of casein solution were mixed together. The resulting solution was increased to 7 ° (t adjusted, after which 0.1 ml of the enzyme solution was added and the caseinolytic activity was measured, For comparison, a blank solution was tested, which is no detergent contained. The results are shown in Table XIV.
Tabelle XIV Caseinolytische Aktivität des Enzympräparatrohproduktes
in omhination mit Detergentien
und 2 ml Pufferlösung und 1 ml Detergentienlösung wurden -miteinander vermischt. Danach wurde 0,1 ml Enzymlösung zugesetzt, und die so erhaltene Lösung wurde 30 Minuten bei 370 C inkubiert, wonach die oaseinolytische Aktivität bei pH 7,4 und 370 C gemessen wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle XV gezeigt. and 2 ml of buffer solution and 1 ml of detergent solution were mixed with each other mixed. Thereafter, 0.1 ml of enzyme solution was added, and the solution thus obtained was incubated for 30 minutes at 370 C, after which the oaseinolytic activity at pH 7.4 and 370 C was measured. The results are shown in Table XV.
Tabelle XV Einfluß des pH-Wertes auf die Stabilität des Enzympräparatrohproduktes
in Kombination mit Detergentienzusammen setzungen
9 ml Pufferlösung und 1 ml Dispergentienlösung wurden mit 3 ml Caseinlösung vermischt und in einem Wasserbad drei Minuten auf die erwünschte Temperatur erwärmt. Danach wurde 0,1 ml Enzymlösung zugesetzt und die caseinolytische Aktivität bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle XVI zusammengestellt. 9 ml of buffer solution and 1 ml of dispersant solution were mixed with 3 ml of casein solution mixed and heated to the desired temperature in a water bath for three minutes. Then 0.1 ml of enzyme solution was added and the caseinolytic activity was determined. The results are shown in Table XVI.
Tabelle XVI Temperaturoptimum der caseinolytischen Aktivität des Rohproduktpräparates
in Kombination mit Detergentien
Tabelle XVII Hitzestabilität des Enzympräparatrohproduktes in Kombination
mit Detergentienzusammensetzungen
Tabelle XVIII Relative caseinolytische Aktivität des Enzympräparatrohprodukt
es
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