ES2277364T3 - Enzimas quimicamente modificadas. - Google Patents

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Richard R. Bott
Thomas P. Graycar
Colin Mitchinson
Grace Desantis
J Bryan Jones
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Abstract

LA INVENCION PROPORCIONA ENZIMAS MODIFICADAS EN LAS CUALES AL MENOS UN AMINOACIDO DE UNA ENZIMA, COMO ASPARRAGINA, LEUCINA, METIONINA O SERINA, ES REEMPLAZADO POR UNA CISTEINA, Y EL HIDROGENO DEL TIOL ES REEMPLAZADO POR UN GRUPO SUSTITUYENTE QUE PROPORCIONA UNA CADENA LATERAL DE TIOL, SELECCIONADO A PARTIR DEL GRUPO FORMADO POR: A) - SR 1 R 2 , DONDE R 1 ES UN ALQUILO Y R 2 ES UNA FRACCION POLAR CARGADA; B) SR SUP,3 , DONDE R 3 ES UN FENILO SUSTITUIDO O SIN SUSTITUIR; C) - SR 4 , DONDE R 4 ES CICLOHEXILO SUSTITUIDO O SIN SUSTITUIR; D) - SR 5 , DONDE R 5 ES ALQUILO C 10 C 15 ; Y E) - SR 6 , DONDE R 6 ES ALQUILO C 16 . ASIMISMO, SE PROPORCIONAN PROCEDIMIENTOS DE PRODUCCION DE ENZIMAS MODIFICADAS, ASI COMO ADITIVOS DETERGENTES Y ALIMENTARIOS, Y UNA COMPOSICION PARA EL TRATAMIENTO DE MATERIAS TEXTILES. TAMBIEN SE PROPORCIONA UN PROCEDIMIENTO DE UTILIZACION DE DICHAS ENZIMAS MODIFICADAS EN UNA SINTESIS ORGANICA. POR ULTIMO, SE PROPORCIONAN ENZIMAS CON UNA ACTIVIDAD MEJORADA, UN PERFIL DE PH Y/OUNA EFICACIA DE LAVADO MODIFICADOS.

Description

Enzimas químicamente modificadas.
Antecedentes de la invención
La modificación de las propiedades de las enzimas por mutagénesis dirigida al sitio se ha limitado a reemplazamientos de aminoácidos naturales, aunque recientemente se han derivado estrategias biológicas moleculares para superar esta restricción (Comish, V.W. y col. (1995) Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 34:621). Sin embargo, los últimos procedimientos no son fáciles de aplicar en general en la mayoría de los laboratorios. En contraposición, la modificación química controlada de enzimas ofrece amplio potencial para modificación fácil y sencilla de la estructura de las enzimas, abriendo con ello extensas posibilidades para confección controlada a medida de la especificidad de las enzimas.
El cambio de las propiedades de las enzimas por modificación química se ha explorado previamente, siendo el primer informe de 1986 de los grupos de Bender (Polgar, L. y col. (1986) J. Am. Chem. Soc. 88:3153) y Koshland (Neet, K.E. y col. (1966) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 56:1606), quienes crearon una tiosubtilisina por transformación química (CH_{2}OH \rightarrow CH_{2}SH) del resto serina del sitio activo de subtilisina BNP' a cisteína. El interés en enzimas artificiales producidas químicamente, incluyendo algunas con potencial sintético, fue renovado por Wu, Z.-P. y col. (1989) J. Am. Chem. Soc. 111:4514; Bell, I.M. y col. (1993) Biochemistry 32:3754 y Peterson, E.B. y col. (1995) Biochemistry 34:6616, y más recientemente por Suckling, C.J. y col. (1993) Bioorg. Med. Chem. Lett. 3:531.
Las enzimas se aceptan ahora ampliamente como catalizadores útiles en síntesis orgánica. Sin embargo, las enzimas naturales, de tipo nativo, nunca pueden esperar aceptar todas las estructuras de interés sintético químico, ni transformarlas siempre de modo estereoespecífico en los materiales enantioméricamente puros deseados que se necesitan para síntesis. Esta limitación potencial en las aplicabilidades sintéticas de las enzimas se ha reconocido, y se ha hecho algún progreso en el cambio de sus especificidades de una manera controlada usando las técnicas de mutagénesis dirigida al sitio y al azar de la ingeniería de proteínas. Sin embargo, la modificación de las propiedades de las enzimas por ingeniería de proteínas se limita a hacer reemplazamientos de aminoácidos naturales, y los procedimientos biológicos moleculares diseñados para superar esta restricción no son fácilmente viables para aplicación normal o síntesis a gran escala. La generación de nuevas especificidades o actividades obtenidas por modificación química de enzimas ha intrigado a los químicos durante muchos años, y continúa haciéndolo. Los presentes inventores han adoptado la estrategia combinada de mutagénesis dirigida al sitio- modificación química puesto que ofrece posibilidades virtualmente ilimitadas para crear nuevos entornos estructurales en la localización de cualquier
aminoácido.
La Patente de EE.UU. 5.208.158 describe enzimas de detergentes modificadas químicamente en las que una o más metioninas han sido mutadas a cisteínas. Las cisteínas se modifican posteriormente con el fin de conferir a la enzima estabilidad mejorada respecto a los agentes oxidantes. La modificación química reivindicada es el reemplazamiento del hidrógeno de tiol con un alquilo C_{1-6}.
Aunque la Patente de EE.UU. 5.208.158 ha descrito el cambio de la estabilidad a oxidantes de una enzima, también sería deseable desarrollar una o más enzimas con propiedades cambiadas tales como actividad, especificidad nucleófila, especificidad de sustrato, estereoselectividad, estabilidad térmica, perfil de actividad al pH, y propiedades de ligamiento a la superficie para uso, por ejemplo, en detergentes o síntesis orgánica.
Berglund y col., (1996) Bioorg. Med. Chem. Lett. 6(21):2507-2512 describen, entre otras, mutación de metionina en la subtilisina de Bacillus lentus para dar los mutantes M222C-SCH_{2}CH_{2}NH_{3}^{+} y M222C-SCH_{2}CH_{2}SO_{3}^{-} modificados químicamente.
El documento WO 91/16423 describe, entre otras, modificaciones químicas de alquilo inferior de M222C en subtilisina-309.
Bech y Beddam (1988) Carlsberg Research Communications 53:381-393 describen mutaciones basadas en M398C en el sitio S_{1} de carboxipeptidasa Y e incluye, entre otras, preparación de un mutante cargado basado en la modificación del mutante Cys (AeS-CyS-CPD-Y=CSCH_{2}CH_{2}NH_{3}).
Procedimientos para modificar químicamente tioles de proteínas usando disulfuros, alquil tiol sulfonatos y disulfuros mixtos de tiopiridina para producir disulfuros mixtos de proteína están descritos por Wynn y Richards (1995) Methods in Enzymology 251:351-356.
El documento WO 96/27671 describe la producción de mutantes de combinación de la subtilisina de Bacillus amyloliquefaciens que incluyen, entre otros, Asn 62 a Asp y Gly 166 a Asp (N62D/G166D) y opcionalmente, Tyr 104 a Asp.
El documento EP-A-0328229 describe, entre otras, la mutación de metionina en la posición 216 de la proteasa de serina de Bacillus nov. spec. PB92 a serina (M216S).
Bonneau y col., (1991) Journal of the American Chemical Society 113:1026-1030 describe la mutación de Gly166 a Asn o Ser, Met222 a Phe, Tyr217 a Leu y mutación triple de Glu156 a Ser, Gly169 Ala y Tyr217 a Leu en subtilisina BPN'de Bacillus amyloliquefaciens.
Gloss y Kirsch (1995) Biochemistry 34:12323-12332 describen mutaciones basadas en K258C en una cisteína-sin AATasa denominada "Quint", que incluye entre otros un mutante cargado basado en modificación del mutante Cys (K258C_{Q}-DTA = C-SCH_{2}CH_{2}NH_{3}).
Un procedimiento combinado de mutagénesis/modificación química que permita la introducción de una serie de cadenas laterales de disulfuro de cisteína-n-alcano en la posición 23 de nucleasa estafilococal por unión de disulfuro a cisteína 23, que ha sido introducida en la proteína por procedimientos de mutagénesis convencionales (para dar una V23C nucleasa) se describe por Wynn y col. (1996) Protein Science 5:1026-1031.
Resumen de la invención
Existe necesidad de enzimas tales como proteasas que tengan propiedades alteradas. Como tal, la presente invención proporciona una proteasa modificada de Bacillus subtilisina que tiene uno o más restos aminoácido de asparagina en el subsitio S_{2} de la proteasa reemplazados por restos de cisteína. Los restos de cisteína se modifican reemplazando el hidrógeno de tiol con un grupo sustituyente que proporciona una cadena lateral de tiol:
-SR^{1}R^{2}, en la que R^{1} es un alquilo y R^{2} es un resto cargado o polar;
Con respecto al grupo -SR^{1}R^{2} de la cadena lateral de tiol, R^{2} puede estar cargado positivamente o negativamente. Preferiblemente, R^{2} es SO_{3}^{-}, o NH_{3}^{+}. Además, R^{1} es preferiblemente un alquilo C_{1-10}.
De la forma más preferida, el aminoácido que ha de ser reemplazado es N62, donde la posición numerada corresponde a subtilisina de Bacillus amyloliquefaciens natural o a restos de aminoácidos equivalentes en otras subtilisinas tales como subtilisina de Bacillus lentus.
En una realización particularmente preferida, la enzima es una subtilisina de Bacillus lentus. En las realizaciones más preferidas, el aminoácido que se ha de reemplazar por cisteína es N62 y el grupo de cadena lateral de tiol es
-SR^{1}R^{2}, en el que R^{1} es CH_{2}CH_{2} y R^{2} es SO_{3}^{-}.
La presente invención proporciona un procedimiento para producir una proteasa modificada, que incluye proporcionar proteasa de Bacillus subtilisina en la que uno o más aminoácidos de asparagina en el subsitio S_{2} de la proteasa han sido reemplazados con restos de cisteína y reemplazar el hidrógeno de tiol del resto de cisteína con un grupo sustituyente que proporciona la cadena lateral de tiol:
-SR^{1}R^{2}, en la que R^{1} es un alquilo y R^{2} es un resto cargado o polar;
Con respecto al grupo -SR^{1}R^{2} de la cadena lateral de tiol, R^{2} puede estar cargado positivamente o negativamente. Preferiblemente, R^{2} es SO_{3}^{-}, o NH_{3}^{+}. Además, R^{1} es preferiblemente un alquilo C_{1-10}.
De la forma más preferida, el aminoácido que ha de ser reemplazado es N62, donde la posición numerada corresponde a subtilisina de Bacillus amyloliquefaciens que sucede en la naturaleza o a restos de aminoácidos equivalentes en otras subtilisinas tales como subtilisina de Bacillus lentus.
En una realización particularmente preferida, la enzima es una subtilisina de Bacillus lentus. En las realizaciones más preferidas, el aminoácido que se ha de reemplazar por cisteína es N62 y el grupo de cadena lateral de tiol es
-SR^{1}R^{2}, en el que R^{1} es CH_{2}CH_{2} y R^{2} es SO_{3}^{-}.
Se proporcionan adicionalmente aditivos de detergentes que incluyen la proteasa modificada.
Se proporcionan aditivos de alimentos que incluyen la proteasa modificada.
Se proporcionan procedimientos para usar las enzimas modificadas en formulación de detergentes.
Se proporcionan procedimientos para usar la proteasa modificada en el tratamiento de un material textil.
Se describen en la memoria descriptiva procedimientos para usar las enzimas modificadas en la preparación de un aditivo de alimentos.
Se describen en la memoria descriptiva enzimas modificadas que tienen actividad aumentada.
Se describen en la memoria descriptiva enzimas modificadas que tienen perfiles al pH cambiados.
Se describen en la memoria descriptiva enzimas modificadas que tienen eficacia de lavado mejorada.
Se describen en la memoria descriptiva procedimientos para usar las enzimas modificadas en síntesis orgánica.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es un gráfico de barras de los resultados obtenidos después de probar mutantes S156C modificados con inhibidores borónicos a pH 8,6.
La Figura 2 es un gráfico de barras de los resultados obtenidos después de probar mutantes S166C modificados con inhibidores borónicos a pH 8,6.
La Figura 3 es un gráfico de los perfiles al pH de subtilisina de tipo nativo de Bacillus lentus (SBL-WT; cuadrados) y un mutante de N62C modificado (N62C-Scy; círculos). Los puntos se hicieron por duplicado.
Descripción detallada de la invención
En una realización de la invención, se proporcionan una proteasa de Bacilus subtilisina modificada y un procedimiento para proporcionarla que tiene uno o más restos aminoácido de asparagina en el subsitio S_{2} de una subtilisina reemplazada por restos de cisteína. Los restos de cisteína se modifican luego reemplazando el hidrógeno de tiol con un grupo sustituyente que proporciona la cadena lateral de tiol:
-SR^{1}R^{2}, en la que R^{1} es un alquilo y R^{2} es un resto cargado o polar.
Con respecto al grupo -SR^{1}R^{2} de cadena lateral de tiol, R^{2} puede estar cargado positivamente o negativamente. Preferiblemente, R^{2} es SO_{3}^{-}, o NH_{3}^{+}. Además, R^{1} es preferiblemente un alquilo C_{1-10}.
Preferiblemente, el aminoácido que ha de ser reemplazado es N62, donde la posición numerada corresponde a subtilisina de Bacillus amyloliquefaciens que sucede en la naturaleza o a restos de aminoácidos equivalentes en otras subtilisinas, tales como subtilisina de Bacillus lentus.
En una realización particularmente preferida, la enzima es una subtilisina de Bacillus lentus. En las realizaciones más preferidas, el aminoácido que se ha de reemplazar por cisteína es N62 y el grupo de cadena lateral de tiol se selecciona entre el grupo:
-SR^{1}R^{2}, en el que R^{1} es CH_{2}CH_{2} y R^{2} es SO_{3}^{-}.
Una "enzima modificada" es una enzima que ha sido cambiada reemplazando un resto aminoácido tal como asparagina, serina, o leucina, con un resto de cisteína y reemplazando luego el hidrógeno de tiol de la cisteína con un grupo sustituyente que proporciona una cadena lateral de tiol, es decir, un grupo tal como un alquilo C_{1-6} o un alquilo C_{10-15} o un grupo que incluye un grupo fenilo, un grupo ciclohexilo o un resto cargado o polar. Después de la modificación, las propiedades de la enzima, es decir, actividad o especificidad al sustrato, puede que cambien. Preferiblemente, la actividad de la enzima se aumenta.
El término "enzima" incluye proteínas que son capaces de catalizar cambios químicos en otras sustancias sin ser cambiadas ellas mismas. Las enzimas pueden ser de tipo nativo o enzimas variantes. Las enzimas dentro del alcance de la presente invención son proteasas. La enzima es una proteasa mutante. Las proteasas de tipo nativo se pueden aislar, por ejemplo, de Bacillus lentus o Bacillus amyloliquefaciens (también mencionado como BPN'). Se pueden elaborar proteasas mutantes según las enseñanzas, por ejemplo, de las Publicaciones PCT N^{os} WO 95/10615 y
WO 91/06637.
Se pueden usar varios tipos de restos para reemplazar el hidrógeno de tiol del resto de cisteína. Éstos incluyen -SR^{1}R^{2}, en el que R^{1} se define como un alquilo C_{1-10} sustituido o no sustituido, R^{2} es un grupo cargado o polar. R^{1} puede ser sustituido o no sustituido y/o cadena lineal o cadena ramificada. Un grupo cargado es uno o más átomos que juntos forman una molécula cargada, es decir, SO_{3}^{-}, COO^{-}, ó NH_{3}^{+}.
Las expresiones "grupo de cadena lateral de tiol", "grupo sustituyente que proporciona una cadena lateral de tiol", "grupo que contiene tiol" y "cadena lateral de tiol" son expresiones que se pueden usar de manera intercambiable e incluyen grupos que se usan para reemplazar el hidrógeno de tiol de la cisteína usada para remplazar uno de los aminoácidos en una subtilisina. Comúnmente, el grupo de cadena lateral de tiol incluye un azufre a través del cual los grupos R^{x} anteriormente definidos se unen al azufre de tiol de la cisteína.
El término "sustituido" se refiere a un grupo del que un hidrógeno del grupo ha sido sustituido con otro átomo o molécula, por ejemplo, con un grupo metilo, un átomo de flúor, o un grupo hidroxilo. En la presente invención, los grupos alquilo, grupo ciclohexilo y grupo fenilo pueden estar sustituidos, es decir, tener sustituciones de uno o más átomos de hidrógeno con otro átomo o molécula.
El sitio de ligamiento de una enzima consiste en una serie de subsitios sobre la superficie de la enzima. Los restos de sustrato que corresponden a los subsitios se marcan P y los subsitios se marcan S. Por convención, los subsitios se marcan S_{1}, S_{2}, S_{3}, S_{4}, S_{1}' y S_{2}'. Se puede encontrar una discusión de subsitios en Seizen y col. (1991) Protein Engineering 4:719-737 y Fersht, A.E. (1985) Enzyme Structure and Mechanism 2 ed., Freeman (Nueva York) págs. 29-30. Los subsitios preferidos son S_{1}, S_{1}' y S_{2}.
Los restos de aminoácidos de la presente invención se pueden reemplazar con restos de cisteína usando procedimientos de mutagénesis dirigida al sitio u otros procedimientos bien conocidos en la técnica. (Véase, por ejemplo, Publicación PCT Nº WO 95/10615). Un procedimiento para modificar el hidrógeno de tiol del resto de cisteína se puede encontrar en el Ejemplo 4 a continuación.
En un aspecto de la invención, la proteasa modificada tiene actividad proteolítica cambiada en comparación con la proteasa precursora, por lo que el aumento de dicha actividad (numéricamente mayor) permite el uso de la enzima para actuar más eficazmente sobre un sustrato diana. También son de interés las enzimas modificadas que tienen actividad, especificidad nucleófila, especificidad al sustrato, estereoselectividad, estabilidad térmica, perfil de actividad al pH y propiedades de ligamiento a la superficie cambiadas en comparación con la precursora.
Sorprendentemente, las proteasas modificadas de la presente invención pueden tener pKas cambiados y por lo tanto los perfiles al pH que se derivan de los de la proteasa precursora (véase Ejemplo 7) sin cambiar la carga superficial de la molécula de proteasa.
Proteasas modificadas de la invención se pueden formular en detergentes líquidos y en polvo conocidos que tienen pH entre 6,5 y 12,0 a niveles de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 5% (preferiblemente 0,1% a 0,5%) en peso. Estas composiciones limpiadoras o aditivos de detergentes también pueden incluir otras enzimas tales como proteasas, amilasas, celulasas, lipasas o endoglicosidasas conocidas, así como agentes reforzantes de detergencia y estabilizantes.
Proteasas modificadas de la invención son útiles para formular diversas composiciones de detergentes. Un cierto número de compuestos conocidos son tensioactivos adecuados útiles en composiciones que comprenden enzimas modificadas. Éstos incluyen detergentes no iónicos, aniónicos, catiónicos o de iones híbridos, según se describen en los documentos US 4.404.128 a Barry J. Anderson y US 4.261.868 a Jiri Flora y col. Una formulación de detergente adecuada es la que se describe en el Ejemplo 7 de la Patente de EE.UU. 5.204.015. La técnica está familiarizada con diferentes formulaciones que se pueden usar como composiciones limpiadoras. Además de las composiciones limpiadoras típicas, se entiende fácilmente que las proteasas modificadas de la presente invención se pueden usar para cualquier finalidad para la que se usan las proteasas naturales o de tipo nativo. Así, estas proteasas modificadas se pueden usar, por ejemplo, en aplicaciones de jabones líquidos o en barra, formulaciones de lavavajillas, soluciones o productos limpiadores de lentes de contacto, síntesis de péptidos, aplicaciones alimentarias tales como aditivos de alimentos o preparación de aditivos de alimentos, tratamiento de residuos, aplicaciones textiles tales como el tratamiento de telas, como enzimas de fusión-escisión en producción de proteínas, etc. Las proteasas modificadas de la presente invención pueden comprender eficacia de lavado mejorada en una composición de detergente (en comparación con la precursora). Según se usa en este documento, eficacia de lavado mejorada en un detergente se define como el aumento de limpieza de ciertas manchas sensibles a las enzimas tales como hierba o sangre, según se determina por evaluación de reflectancia de la luz después de un ciclo de lavado convencional.
La adición de la proteasa modificada de la invención a composiciones limpiadoras convencionales no crea ninguna limitación de uso especial. En otras palabras, cualquier temperatura y pH adecuados para el detergente también son adecuados para las presentes composiciones en tanto en cuanto el pH esté dentro del intervalo anterior y la temperatura esté por debajo de la temperatura de desnaturalización de la enzima modificada que se describe. Además, las proteasas modificadas de la invención se pueden usar en una composición limpiadora sin detergentes, nuevamente tanto solas como en combinación con agentes reforzantes de detergencia y estabilizantes.
En otro aspecto de la invención, la proteasa modificada se usa en la preparación de un alimento para animales, por ejemplo, un alimento basado en cereal. El cereal puede ser al menos uno de trigo, cebada, maíz, sorgo, centeno, avena, triticale y arroz. Aunque el componente de cereal de un alimento a base de cereal constituye una fuente de proteína, habitualmente es necesario incluir fuentes de proteína suplementarias en el alimento tales como las que se derivan de harina de pescado, harina de carne o vegetales. Fuentes de proteínas vegetales incluyen al menos una de las semillas de soja, semillas de colza, canola, harina de semilla de soja, harina de semilla de colza y harina de canola con todo su contenido graso.
La inclusión de una proteasa modificada de la presente invención en un alimento para animales puede facilitar el que aumenten el valor de proteína en bruto y/o la digestibilidad y/o el contenido de aminoácidos y/o los coeficientes de digestibilidad del alimento, lo que permite una reducción en las cantidades de fuentes de proteína alternativas y/o suplementos de aminoácidos que habían sido previamente ingredientes necesarios de los alimentos para
animales.
Los alimentos proporcionados por la presente invención también pueden incluir otros suplementos de enzimas tales como uno o más de \beta-glucanasa, glucoamilasa, mananasa, \alpha-galactosidasa, fitasa, lipasa, \alpha-arabinofuranosidasa, xilanasa, \alpha-amilasa, esterasa, oxidasa, óxido-reductasa y pectinasa. Se prefiere particularmente incluir una xilanasa como suplemento de una enzima adicional tal como una subtilisina derivada del género Bacillus. Xilanasa de este tipo se describe con detalles, por ejemplo, en la publicación de Patente PCT WO 97/20920.
Un aspecto de la invención es una composición para tratamiento de un material textil que incluye MP. La composición se puede usar para tratar por ejemplo seda o lana según se describe en publicaciones tales como RD 216.034; EP 134.267; US 4.533.359; y EP 344.259.
Las proteasas modificadas de la presente invención se pueden usar en síntesis orgánica, por ejemplo, para catalizar una reacción deseada y/o favorecer una cierta estereoselectividad. Véase, por ejemplo, Noritomi y col. Biotech. Bioeng. 51:95-99 (1996); Dabulis y col. Biotech. Bioeng. 41:566-571 (1993); Fitzpatrick y col. J. Am. Chem. Soc. 113:3166-3171 (1991).
Lo siguiente se presenta a manera de ejemplo y no se ha de interpretar como limitación al alcance de las reivindicaciones.
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Experimental Ejemplo 1 Producción de los Mutantes-Cys
El gen para subtilisina de B. lentus (SBL) se clonó en el vector bacteriófago M13mp19 para mutagénesis. (Patente de EE.UU. 5.185.258). Se realizó mutagénesis dirigida de oligonucleótido según se describe en Zoller y col. (1983) Methods Enzymol. 100:468-500. Se clonaron las secuencias mutadas, se escindieron y se reintrodujeron en la expresión plasmídica GG274 en el anfitrión de B. subtilis. Se añadió PEG (50%) como estabilizante. El concentrado de proteína en bruto obtenido se purificó por medio de una primera pasada a través de una matriz desaladora de Sephadex® G-25 con tampón de pH 5,2 (acetato sódico 20 mM, CaCl_{2} 2mM) para eliminar contaminantes de bajo peso molecular. Las fracciones reunidas de la columna de desalación se aplicaron luego a una columna intercambiadora de cationes fuertes (SP Sepharose® FF) en el tampón de acetato sódico (anterior), y se eluyó SBL con un gradiente de una etapa de NaCl 0-200 mM tampón de acetato, pH 5,2. Se obtuvo polvo de enzima exento de sal después de diálisis del eluyente frente a agua purificada de Millipore, y posterior liofilización. La pureza del mutante y de las enzimas de tipo nativo, que habían sido desnaturalizadas por incubación con HCl 0,1 M a 0º durante 30 minutos, se comprobó por SDS-PAGE sobre geles homogéneos usando el Phast® System de Pharmacia (Upsala, Suecia). La concentración de SBL se determinó usando el kit de reactivo colorante Bio-Rad (Hemules, CA) que se basa en el procedimiento de Bradford (1976) Analytical Biochemistry 72:248-254. La actividad específica de las enzimas se determinó en tampón de pH 8,6 usando el procedimiento que se describe a continuación.
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Ejemplo 2 Preparación de ciertos restos Metanotiosulfonato de 3-metilbutilo
La mezcla de reacción de 1-bromo-3-metilbutano (1,7520 g, 0,0116 mol), metanotiosulfonato sódico (1,554 g, 0,0116 mol) en DMF seca (5 ml) se calentó a 50°C durante 2 hr. Se añadió agua (15 ml) a temperatura ambiente, y la mezcla se extrajo con éter (3x30 ml). Los extractos combinados se lavaron con salmuera, se secaron, se concentraron. El residuo se sometió a cromatografía de columna de resolución rápida sobre gel de sílice con EtOAc-hexanos (1:4). Se obtuvo el producto como un líquido incoloro (1,4777 g, 70%). IR (película): 3030 (w), 3011 (w), 2958 (st), 2932 (st), 2873 (st), 1468 (m) 1410 (w), 1388 (w), 1367 (w), 1319 (st), 1136 (st), 955 (st), 748 cm^{-1} (st); RMN ^{1}H (200 MHz, CDCl_{3}): \delta 3,33 (s, 3H, CH_{3}SO_{2}S); 3,19 (t, J=7,1 Hz, 2H, SCH_{2}CH_{2}), 1,70-1,58 (m, 3H, SCH_{2}CH_{2}CHMe_{2}), 0,95 (d, J=5,3 Hz, 6H, CHMe_{2}); RMN ^{13}C (50 MHz, CDCl_{3}): \delta 50,60, 38,19, 34,59, 27,40, 22,06.
Metanotiosulfonato de neopentilo
La mezcla de reacción de yoduro de neopentilo (3,054 g, 0,0154 mol), metanotiosulfonato sódico (2,272 g, 0,0170 mol) y DMF seca (4 ml) se calentó a 90°C durante 90 hr. Se envolvió el matraz de reacción con hoja de aluminio para evitar la luz solar directa sobre la mezcla de reacción, puesto que el yoduro era sensible a la luz solar. Al final del calentamiento, la mezcla de reacción era de color rojo-marrón. Se añadió agua (15 ml) a temperatura ambiente y la mezcla se extrajo con éter (3x30 ml). Los extractos de éter combinados se lavaron dos veces con salmuera, se secaron, se concentraron y el residuo se sometió a cromatografía de columna sobre gel de sílice con EtOAc-hexanos (1:2) para ofrecer un aceite incoloro que se solidificó lentamente (1,2395 g, 44%). El producto se recristalizó con EtOH al 95%. pf 28,5-29,0°C; IR (moldeado con CH_{2}CH_{2}): 3021 (m), 2956 (m), 2868 (m), 1467 (m), 1433 (m), 1321 (st) 1310 (st), 1125 (st), 951 (m), 757 (m) y 724 cm^{-1} (m); RMN ^{1}H (200 MHz, CDCl_{3}): \delta 3,32 (s, 3H, CH_{3}SO_{2}S), 3,13 (s, 2H, SCH_{2}C), 1,05 (s, 9H, CMe_{3}); RMN ^{13}C (50 MHz, CDCl_{3}): \delta 50,23, 50,09, 32,14, 28,79, MS (EI): 182 (M^{+}), 57 (pico de base, CMe_{3}^{+}).
Metanotiosulfonato de hexilo
La mezcla de reacción de 1-bromohexano (1,046 g, 0,00635 mol), metanotiosulfonato sódico (0,850 g, 0,00635 mol) y DMF seca (6 ml) se calentó a 60°C durante 2 hr. Se añadió agua (15 ml) a temperatura ambiente y la mezcla resultante se extrajo con éter (3x30 ml). Los extractos se lavaron con salmuera, se secaron, se concentraron y el residuo se sometió a cromatografía de columna de resolución rápida sobre gel de sílice con EtOAc-hexanos (1:4) para ofrecer un líquido incoloro (2,057 g, 82%). IR (moldeado con CDCl_{3}): 3030 (w), 3010 (w), 2955 (st), 2930 (st), 2860 (st), 1460 (m) 1320 (st), 1133 (st), 955 (st), 747 cm^{-1} (st); RMN ^{1}H (200 MHz, CDCl_{3}): \delta 3,33 (s, 3H, CH_{3}SO_{2}S); 3,18 (t, J=7,4 Hz, 2H, SCH_{2}CH_{2}), 1,77 (seudo p, J=7,2 Hz, 2H, SCH_{2}CH_{2}), 1,50-1,20 (m, 6H, CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{3}), 0,90 (m, 3H, CH_{2}CH_{3}); RMN ^{13}C (50 MHz, CDCl_{3}): \delta 50,64, 36,50, 31,13, 29,46, 28,26, 22,44, 13,96.
Metanotiosulfonato de ciclohexilmetilo
La mezcla de reacción de bromometilciclohexano (1,560 g, 0,00881 mol), metanotiosulfonato sódico (1,180 g, 0,00881 mol) y DMF seca (6 ml) se calentó a 50°C durante 24 hr. Se añadió agua (15 ml) a temperatura ambiente y la mezcla se extrajo con éter (3 x 30 ml). Los extractos se lavaron con salmuera, se secaron, se concentraron y el residuo se sometió a cromatografía de columna de resolución rápida sobre gel de sílice con EtOAc-hexanos (1:4) para ofrecer un aceite incoloro (1,5033 g, 82%). IR (moldeado con CDCl_{3}): 3030 (w), 3012 (w), 2926 (st), 2853 (st), 1446 (m), 1410 (m) 1320 (st), 1134 (st), 955 (st), 746 cm^{-1} (st); RMN ^{1}H (200 MHz, CDCl_{3}): \delta 3,32 (s, 3H, CH_{3}SO_{2}S); 3,07 (d, J=6,9 Hz, 2H, SCH_{2}CH), 1,95-1,55 (m, 6H), 1,40-0,90 (m, 5H); RMN ^{13}C (50 MHz, CDCl_{3}): \delta 50,42, 43,30, 37,83, 32,43, 26,02, 25,82.
Metanotiosulfonato de decilo
La mezcla de 1-bromohexano (2,095 g, 0,00947 mol), metanotiosulfonato sódico y DMF seca (6 ml) se calentó a 60°C durante 2 hr. Se añadió agua (15 ml) a temperatura ambiente y la mezcla se extrajo con éter (3 x 30 ml). Los extractos de éter se lavaron con salmuera, se secaron, se concentraron y el residuo se sometió a cromatografía de columna de resolución rápida sobre gel de sílice con EtOAc-hexanos (1:4) para ofrecer un sólido blanco (2,063 g, 94%). Se recristalizó con EtOH al 95%. pf 28,0-29,5°C. IR (moldeado con CDCl_{3}): 2954 (m), 2921 (st), 2852 (st), 1469 (m), 1305 (st), 1128 (st), 965 (m), 758 (m) y 720 cm^{-1} (m); RMN ^{1}H (200 MHz, CDCl_{3}): \delta 3,32 (s, 3H, CH_{3}SO_{2}S); 3,17 (t, J=7,4 Hz, 2H, SCH_{2}CH_{2}), 1,77 (m, 2H, SCH_{2}CH_{2}), 1,50-1,20 (m, 14H, -(CH_{2}C)_{7}-), 0,88 (m, 3H, CH_{2}CH_{3}); RMN ^{13}C (50 MHz, CDCl_{3}): \delta 50,64, 36,49, 31,84, 29,45 (dos carbonos), 29,37, 29,23, 28,94, 28,57, 22,64, 14,08.
Metanotiosulfonato sódico
Se añadió gota a gota cloruro de mesilo (46,6 ml, 0,602 mol) a una solución de Na_{2}S·9H_{2}O (142,2 g, 0,592 mol) en agua (150 ml). Después de la adición, la mezcla resultante se calentó a reflujo y cambió de amarillo pálido a amarillo en 15 horas. Durante este tiempo, también se formaron algunos precipitados amarillos. La mezcla de reacción se enfrió a temperatura ambiente y se evaporó el agua. A continuación, el sólido se trituró con un mortero y una mano de mortero y se secó el polvo adicionalmente a 50°C y 133,3 Pa. Se usó etanol absoluto (700 ml) para triturar el polvo en 4 porciones y el filtrado de etanol se concentró y se enfrió con un baño de hielo para obtener un precipitado que se recogió por filtración al vacío. Se concentró adicionalmente el filtrado para obtener una segunda cosecha de precipitados. Después de repetidas concentraciones y filtraciones (4 X), el volumen final de filtrado fue aproximadamente 10 ml. Los precipitados combinados se redisolvieron en etanol absoluto a temperatura ambiente y se filtraron para eliminar las cantidades traza de cloruro sódico y sulfuro sódico. El filtrado se concentró y enfrió y los sólidos se recogieron por filtración al vacío. Nuevamente, se repitió 3 veces el proceso de concentración, enfriamiento y filtración para dar cristales blancos en escamas, que se secaron adicionalmente a 133,3 Pa toda la noche. (24,51 g, 31%). IR (KBr): 3004, 2916, 1420, 1326, 1203, 1095, 980, 772 cm^{-1}. RMN ^{1}H (200 MHz, D_{2}O): \delta 3,23 (s). RMN ^{13}C (50 MHz, D_{2}O, con DMSO-d_{6} como patrón interno): \delta 39,72 ppm.
Metanotiosulfonato de bencilo
Se añadió lentamente bromuro de bencilo (9,07 g, 0,053 mol) a una suspensión de metanotiosulfonato sódico (7,10 g, 0,0530 mol) en EtOH absoluto (100 ml) y la mezcla de reacción se calentó a reflujo durante toda la noche. Se enfrió la mezcla de reacción con un baño de hielo y se filtró el sólido (bromuro sódico y metanotiosulfonato sódico). Se concentró el filtrado para dar un producto en bruto que era principalmente el producto deseado. Se obtuvo producto puro por cromatografía de resolución rápida sobre gel de sílice con EtOAc-hexanos (1:6) (7,92 g, 74%). El producto se purificó adicionalmente por recristalización con etanol absoluto. pf 39,5-40,2°C (lit. 40-42,5°C). IR (KBr): 3089, 3068, 3017, 3000, 2981, 2936, 2918, 1602, 1582, 1496, 1305, 1131, 960, 771, 741, 702 cm^{-1}. RMN ^{1}H (200 MHz, CDCl_{3}): \delta 7,38 (m, 5H, fenilo), 4,38 (s, 2H, SCH_{2}), 2,91 (s, 3H, CH_{3}SO_{2}). RMN ^{13}C (50 MHz, CDCl_{3}): \delta 135,12, 129,14, 129,03, 128,26, 51,09, 40,79.
Los reactivos CH_{3}SO_{2}-SCH_{2}CH_{2})SO_{3}^{-}Na^{+} y CH_{3}SO_{2}-SCH_{2}CH_{2})NH_{3}^{+}Br^{-} fueron comprados a Toronto Research Chemicals (Toronto, Ontario).
Ejemplo 3 Modificación de Mutantes-Cys
Lo siguiente es ejemplo del procedimiento usado para modificar los mutantes-Cys, es decir, N62C.
Modificación de M222C
A una solución de mutante-Cys, M222C B. Lentus (25,1 mg, 0,94 \mumol) en tampón (250 ml; CHES 70 mM, MES 5 mM, CaCl_{2} 2 mM, pH 9,5) en un tubo de ensayo de polipropileno que había sido revestido previamente con una solución acuosa de polietilenglicol 10.000 (0,1% peso/volumen), se añadió una solución de metanotiosulfonato de metilo que se describe en el Ejemplo 2 en EtOH al 95% (100 \muL, 92,4 \mumol). La solución se agitó en remolino y se dejó agitar lentamente en un agitador por volteo a temperatura ambiente (22°C). Una muestra para ensayo en blanco que contenía etanol en lugar de la solución de reactivo se hizo actuar en paralelo. La modificación fue seguida por medio de mediciones de actividad sobre muestras retiradas de 10 \muL y se determinó según el procedimiento anteriormente descrito. La reacción se terminó después de 2,5 horas cuando la adición de otra parte alícuota de reactivo a la reacción no cambió la actividad de la proteasa. La solución (2,5 ml) se purificó en una columna de desalación desechable (Pharmacia Biotech PD-10®, Sephadex® G-25M). La columna se equilibró con tampón (25 ml; MES 5 mM, CaCl_{2}, 2 mM, pH 6,5) y la muestra se cargó en la parte superior. Se descartaron los 2,5 ml iniciales recogidos. La proteína se eluyó con tampón de MES (3,5 ml) y se recogió en tres fracciones. Todas las fracciones aparecieron como una banda única cuando se comprobaron sobre gel (SDS-PAGE, Pharmacia Phast-System®) y no se pudieron diferenciar del mutante-Cys ni el tipo nativo que se habían hecho actuar ambos como referencias. Las tres fracciones se mezclaron y se dializaron frente a agua desionizada (3 x 11) a 0°C seguidas por liofilización durante toda la noche, lo que dio el mutante modificado (14,3 mg). La actividad específica fue 64,3 U/mg en comparación con el mutante Cys
(47,1 U/mg).
Medición de la actividad de las proteasas modificadas
Se midió la actividad, incluyendo los parámetros cinéticos k_{cat}, K_{M}, y k_{cat}/K_{M} con respecto a la hidrólisis de succinil-L-Ala-L-Pro-L-Phe-p-nitroanilida de sustrato de péptido sintético usando el procedimiento descrito en Bonneau, P. y col. (1991) J. Am. Chem. Soc., 113(3):1030. En resumen, una pequeña parte alícuota de solución madre de variante de subtilisina se añadió a una cubeta de 1 cm que contenía sustrato disuelto en tampón de fosfato sódico 0,1 M, pH 7,5, que contiene NaCl 0,5 M y DMSO al 1%, y se colocó en un termostato a 25°C o de modo similar a pH 8,6, tampón tris 0,1 M que contiene Tween®80 al 0,05% y DMSO al 1%. El progreso de la reacción se siguió espectrofotométricamente vigilando la absorbancia de la p-nitroanilina del producto de reacción a 410 nm usando un espectrofotómetro Perkin Elmer \lambda2 (\Delta\varepsilon_{410} 8800 M^{-1} cm^{-1}). Se obtuvieron parámetros cinéticos midiendo las tasas iniciales a concentraciones de sustrato de 0,25 mM-4,0 mM (ocho concentraciones) y ajustando estos datos con la ecuación de Michaelis-Menten.
La Tabla 1 muestra las abreviaturas para algunos de los tiosulfonatos. La Tabla 2 muestra los parámetros cinéticos de las subtilisinas de B. lentus (SBL) modificadas y la subtilisina precursora (SBL-WT) a pH 7,5. Las enzimas modificadas se prepararon según se describe anteriormente por mutagénesis dirigida al sitio para reemplazar el aminoácido de interés con una cisteína. Los parámetros cinéticos se determinaron a pH 7,5 según se describe anteriormente. La proteasa precursora fue una subtilisina de Bacillus lentus (SBL-WT).
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TABLA 1
Abreviatura Estructura
-SBn -SCH_{2}C_{6}H_{5}
-Siso-butil -SCH_{2}CH(CH_{3})_{2}
-Sneo-pentil -SCH_{2}C(CH_{3})_{3}
-SCH2ciclohexil -SCH_{2}-c-C_{6}H_{11}
-Sdecil -S-n-C_{10}H_{21}
TABLA 2
1
\newpage
Ejemplo anterior 4
Cambio de la especificidad de la subtilisina de B. lentus
Se pueden mostrar cambios en la especificidad del sustrato, particularmente en la especificidad del sustrato S_{1}, usando diversos ácidos borónicos como inhibidores competitivos. Cuatro de los mutantes S156C modificados y tres de los mutantes S166C modificados anteriormente descritos se evaluaron usando inhibidores de ácido borónico. Los mutantes modificados fueron S156C-SMe, S156C-SBn, S156C-SCH_{2}CH_{2}SO_{3}^{-}, S156C-SCH_{2}CH_{2}NH_{3}^{+}, S156C-SCH_{2}CH_{2}SO_{3}^{-}, S166C-SCH_{2}CH_{2}NH_{3}^{+} y S166C-SBn.
Se prepararon los ácido borónicos, y se midieron sus constantes de inhibición a pH 8,6 (Waley (1982) Biochem. J. 205:601-33), según se ha descrito previamente en Seufer-Wasserthal y col. (1994) Bioorganic and Medicinal Chemistry 2:35-48. Los resultados se muestran en las Figuras 1 y 2.
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Ejemplo 5 Prueba de la eficacia de lavado
Se evaluó la eficacia de lavado de varias de las enzimas modificadas que se describen en los ejemplos previos midiendo la eliminación de manchas de probetas de tela EMPA 116 (sangre/leche/negro de carbono sobre algodón) (Testfabrics, Inc., Middlesex, NJ 07030) que habían sido blanqueadas previamente de la siguiente manera: en un vaso de vidrio de 4 litros se disolvieron 1,9 gramos de perborato tetrahidrato, 1,4 gramos de perborato monohidrato y 1 gramo de TAED (tetraacetil etilen diamina) en 3 litros de agua desionizada a 60°C durante 1 minuto con agitación. Se añadieron 36 probetas EMPA 116 y se agitaron durante 3 minutos. Las probetas se enjuagaron inmediatamente con agua desionizada fría durante 10 minutos. Las probetas se extendieron planas sobre toallas de papel absorbente para que se secaran durante toda la noche.
Cinco probetas de EMPA 116 blanqueadas previamente se colocaron en cada uno de los vasos de un Tergotometer Modelo 7243S (United States Testing Co., Inc., Hoboken, NJ) que contenía 1000 ml de agua 51,3 mg/L de dureza (Ca++:Mg++::3:1::ponderal), 0,67 g de detergente con blanqueador y enzima según apropiado. El detergente base fue detergente WFK1 de wfk-Testgewebe GmbH, Adlerstrasse 42, Postfach 13 07 62, D-47759 Krefeld, Alemania.
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2
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A este detergente base se hicieron las siguientes adiciones:
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4
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Perborato sódico monohidrato y perborato sódico tetrahidrato se obtuvieron de Degussa Corporation Ridgefield Park, NJ 07660. TAED (tetraacetil etilen diamina) se obtuvo de Warwick International, Limited, Mostyn, Holywell, Clwyd CH8 9HE, England.
Las probetas de EMPA 116 blanqueadas previamente se lavaron en detergente con 0,1 ppm de enzima durante 20 minutos a 20°C y se enjuagaron posteriormente dos veces durante 5 minutos en 1000 ml de agua. Se secaron y se comprimieron las probetas, y se midió la reflectancia de las probetas usando el valor L sobre la escala de laboratorio de un Minolta Chroma Meter, Modelo CR-200 (Minolta Corporation, Ramsey, NJ 07446). La eficacia se expresa como porcentaje de eliminación de manchas y porcentaje de eliminación de manchas relativo a proteasa de B. lentus nativa. El porcentaje de eliminación de manchas se calcula usando la ecuación:
\frac{\text{(valor L de probetas lavadas) - (valor L de probetas sin lavar)}}{\text{(valor L de probetas EMPA 221 sin manchar) - (valor L de probetas sin lavar)}} X 100
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TABLA 3
5
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Ejemplo 7 Cambio del perfil al pH de una subtilisina precursora
Para examinar los efectos de la modificación química sobre el perfil al pH de SBL, se hicieron siete mutantes de N62C modificados según se ha descrito anteriormente. Se emplearon tampones de etilen diamina 0,02 M de fuerza iónica 0,5 M (ajustada con KCl) con sustrato de succinil-AAPF-pNA 1,25 x 10^{-4} M y se realizaron mediciones de k_{cat}/K_{M} según se describe anteriormente. k_{cat}/K_{M} refleja el pKa de His64, parte de la tríada catalítica para SBL, en la enzima libre y no está afectada por los modos ligantes no productivos. Fersht, A.E. (1985) Enzyme Structure and Mechanism 2 ed., Freeman (Nueva York). Se calculó pKa usando Graphlt (McGeary & Associates, Middletown CT). El desplazamiento en pKa refleja un desplazamiento en el perfil al pH de SBL. En la Figura 3 se muestran perfiles al pH representativos de SBL N62C-Scylcohexil(N62C-Scy) y SBL-WT ([E]=1x10^{-7} a 5x10^{-8} M a 25°C). Los puntos se hicieron por duplicado.
La Tabla 4 muestra el pKa de His64, el cambio en pKa de B. lentus tipo nativo (WT) y el k_{cat}/K_{M} para siete mutantes de SBL N62C modificados.
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TABLA 4
6
\newpage
Según se muestra en la Tabla 4, se observa una disminución muy drástica de 0,5 unidades en el pKa de His64 para SBL modificada de N62C-Scyclohexil en comparación con el tipo nativo. Como tal, es posible ingeniar perfiles al pH cambiados sin cambiar la carga superficial.
Aun cuando la invención ha sido descrita en conexión con realizaciones específicas de la misma, se entenderá que es susceptible de modificaciones adicionales y que esta solicitud tiene la intención de cubrir cualquier variación o adaptación de la invención que sigan, en general, los principios de la invención y que incluyan derivaciones de la presente descripción tales como las que vengan dentro de la práctica conocida o acostumbrada dentro de la técnica a la que pertenece la invención y que se puedan aplicar a las características esenciales establecidas hasta ahora, y como se deduce en el alcance de las reivindicaciones adjuntas.
Todas las publicaciones y patentes o solicitudes mencionadas en la anterior memoria descriptiva se incorporan al presente documento por referencia.

Claims (21)

1. Una proteasa de Bacillus subtilisina modificada, en la que uno o más restos de aminoácido de asparagina en el subsitio S_{2} de la proteasa son reemplazados por restos cisteína, en la que los restos cisteína se modifican reemplazando el hidrógeno del tiol con un grupo sustituyente que proporciona la cadena lateral de tiol -SR^{1}R^{2}, en la que R^{1} es un alquilo y R^{2} es un resto cargado o polar.
2. La proteasa modificada de la reivindicación 1, en la que R^{1} es alquilo C_{1-10}.
3. La proteasa modificada de la reivindicación 1, en la que R^{2} está cargado positivamente.
4. La proteasa modificada de la reivindicación 3, en la que R^{2} es NH_{3}^{+}.
5. La proteasa modificada de la reivindicación 1, en la que R^{2} está cargado negativamente.
6. La proteasa modificada de la reivindicación 5, en la que R^{2} es SO_{3}^{-}.
7. El procedimiento de la reivindicación 6, en el que la proteasa es una subtilisina de Bacillus lentus.
8. La proteasa modificada de la reivindicación 7, en la que la asparagina está en la posición 62.
9. La proteasa modificada de la reivindicación 1, en la que la proteasa es una subtilisina de Bacillus lentus, el aminoácido es N62 y la cadena lateral de tiol es -SR^{1}R^{2} en la que R^{1} es un CH_{2}CH_{2} y R^{2} es SO_{3}^{-}.
10. Un procedimiento para producir una proteasa modificada que comprende:
(a)
proporcionar una proteasa en la que uno o más aminoácidos de asparagina en el subsitio S_{2} de la proteasa han sido reemplazados con cisteína; y
(b)
reemplazar el hidrógeno de tiol con un grupo sustituyente que proporciona la cadena lateral de tiol -SR^{1}R^{2}, en la que R^{1} es un alquilo y R^{2} es un resto cargado o polar.
11. El procedimiento de la reivindicación 10, en el que R^{1} es alquilo C_{1-10}.
12. El procedimiento de la reivindicación 10, en el que R^{2} está cargado positivamente.
13. El procedimiento de la reivindicación 12, en el que R^{2} es NH_{3}^{+}.
14. El procedimiento de la reivindicación 10, en el que R^{2} está cargado negativamente.
15. El procedimiento de la reivindicación 14, en el que R^{2} es SO_{3}^{-}.
16. El procedimiento de la reivindicación 10, en el que la proteasa es una subtilisina de Bacillus lentus.
17. El procedimiento de la reivindicación 16, en el que el aminoácido reemplazado con una cisteína es una asparagina que está en la posición 62.
18. El procedimiento de la reivindicación 17, en el que la proteasa es una subtilisina de Bacillus lentus, el aminoácido es N62 y la cadena lateral de tiol es -SR^{1}R^{2} en la que R^{1} es CH_{2}CH_{2} y R^{2} es SO_{3}^{-}.
19. Un aditivo de detergentes que comprende la proteasa modificada de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.
20. Un aditivo de alimentos que comprende la proteasa modificada de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.
21. Una composición para el tratamiento de un material textil que comprende la proteasa modificada de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.
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EP1082442A1 (en) 1998-03-26 2001-03-14 The Procter & Gamble Company Serine protease variants having amino acid substitutions
US6908757B1 (en) 1998-03-26 2005-06-21 The Procter & Gamble Company Serine protease variants having amino acid deletions and substitutions
US6495136B1 (en) 1998-03-26 2002-12-17 The Procter & Gamble Company Proteases having modified amino acid sequences conjugated to addition moieties
EP1093459B1 (en) 1998-07-02 2008-09-10 The Governing Council Of The University Of Toronto Chemically modified proteins with a carbohydrate moiety
ATE433485T1 (de) * 1998-11-10 2009-06-15 Univ Toronto Chemisch modifizierte mutante serinhydrolasen
JP2002533087A (ja) * 1998-12-21 2002-10-08 ジェネンカー インターナショナル,インコーポレイティド 複数荷電変種を有する化学修飾酵素
CA2368213C (en) 1999-04-28 2013-08-06 Genencor International, Inc. Specifically targeted catalytic antagonists and uses thereof
US6627744B2 (en) 1999-07-02 2003-09-30 Genencor International, Inc. Synthesis of glycodendrimer reagents
MXPA02000840A (es) 1999-07-22 2002-07-30 Procter & Gamble Variantes de proteasa de subtilisina que tienen substituciones de aminoacidos en regiones de epitopes definidas.
AU777550B2 (en) * 1999-07-22 2004-10-21 Procter & Gamble Company, The Protease conjugates having sterically protected epitope regions
CN1377406A (zh) * 1999-07-22 2002-10-30 宝洁公司 具有空间保护的切割位点的蛋白酶缀合物
CA2379712A1 (en) 1999-07-22 2001-02-01 The Procter & Gamble Company Subtilisin protease variants having amino acid deletions and substitutions in defined epitope regions
US6946128B1 (en) 1999-07-22 2005-09-20 The Procter & Gamble Company Protease conjugates having sterically protected epitope regions
EE200300089A (et) * 2000-09-08 2005-02-15 Gryphon Therapeutics, Inc. Sünteetilised erütropoeesi stimuleerivad valgud, nende valmistamismeetodid ning kasutamine
DE60234523D1 (de) 2001-05-15 2010-01-07 Novozymes As Alpha-amylasevariante mit veränderten eigenschaften
US20030157645A1 (en) * 2001-12-21 2003-08-21 Direvo Bio Tech Ag. Subtilisin variants with improved characteristics
US20090060933A1 (en) * 2004-06-14 2009-03-05 Estell David A Proteases producing an altered immunogenic response and methods of making and using the same
NZ584434A (en) 2007-11-05 2011-12-22 Danisco Us Inc VARIANTS OF BACILLUS sp. TS-23 ALPHA-AMYLASE WITH ALTERED PROPERTIES
US7541026B2 (en) 2007-11-05 2009-06-02 Danisco Us Inc., Genencor Division Alpha-amylase variants with altered properties
ITMI20072215A1 (it) * 2007-11-22 2009-05-23 Sulfidris S R L Nuovi composti anticancro
CN101970634B (zh) 2008-02-04 2014-01-22 丹尼斯科美国公司 具有改变性质的TS23α-淀粉酶变体
EP2623591B1 (en) 2008-06-06 2016-08-24 Danisco US Inc. Geobacillus stearothermophilus alpha-amylase (AMYS) variants with improved properties
MX2011003178A (es) 2008-09-25 2011-04-21 Danisco Inc Mezclas de alfa-amilasa y metodos para usar esas mezclas.
US20120045822A1 (en) 2009-04-01 2012-02-23 Danisco Us Inc. Cleaning System Comprising An Alpha-Amylase And A Protease
IN2014CN00650A (es) 2011-06-30 2015-04-03 Novozymes As
DE102011118027A1 (de) 2011-09-12 2013-03-14 Henkel Ag & Co. Kgaa Verfahren zur Anpassung eines Hydrolytischen Enzyms an eine das hydrolytische Enzym stabilisierende Komponente
US10400230B2 (en) * 2014-12-19 2019-09-03 Novozymes A/S Protease variants and polynucleotides encoding same
CN106192395B (zh) * 2016-07-04 2018-09-07 浙江理工大学 改性棉织物表面增强纳米银抗菌棉织物耐洗性能的方法
CN115851670B (zh) * 2022-11-30 2024-04-12 山东龙昌动物保健品股份有限公司 木聚糖酶突变体及与杜仲叶提取物的复配制剂和在饲料添加剂的应用

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1056187C (zh) * 1988-02-11 2000-09-06 金克克国际有限公司 新的蛋白水解酶及其在洗涤剂中的应用
DK97190D0 (da) * 1990-04-19 1990-04-19 Novo Nordisk As Oxidationsstabile detergentenzymer
US5316935A (en) 1992-04-06 1994-05-31 California Institute Of Technology Subtilisin variants suitable for hydrolysis and synthesis in organic media
US5837516A (en) * 1995-03-03 1998-11-17 Genentech, Inc. Subtilisin variants capable of cleaving substrates containing basic residues

Also Published As

Publication number Publication date
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