JP2011501961A - ストレプトマイセスプロテアーゼ - Google Patents

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Abstract

本発明はストレプトマイセスセリンプロテアーゼを提供する。幾つかの態様において、このプロテアーゼは本発明の野生型ストレプトマイセス1AG3プロテアーゼに対して少なくとも約80%の同一性を有するアミノ酸配列を含む。本発明は単離された核酸配列、組換え核酸、及びこの組換え核酸を含む宿主細胞も提供する。更に、本発明はストレプトマイセスセリンプロテアーゼを含む洗浄組成物及び他の組成物も提供する。
【選択図】図1

Description

本発明は2007年10月30日に出願された、米国特許出願No.11/929,817、タイトル「プトレプトマイセスプロテアーゼ」に対して優先権を主張する。
本発明はストレプトマイセスセリンプロテアーゼを提供する。幾つかの態様において、このプロテアーゼは本発明の野生型ストレプトマイセス1AG3プロテアーゼに対して少なくとも約80%の同一性を有するアミノ酸配列を含む。本発明は単離された核酸配列、組換え核酸、及びこの組換え核酸を含む宿主細胞も提供する。更に、本発明はストレプトマイセスセリンプロテアーゼを含む洗浄組成物及び他の組成物も提供する。
セリンプロテアーゼは、広範囲の特異性と生物学的機能をもつ酵素群の1の特徴的な種類の下位群(subgroup)である(Stroud,Sci.Amer.,131:74-88[1974]参照)。その機能的な多様性にも拘わらず、セリンプロテアーゼの触媒的な作用機構は、少なくとも2種の遺伝子学上別の種(family)の酵素により代表される。1)スブチリシン(subtilisin)、及び2)哺乳類キモトリプシンの類縁で相同の細菌セリンプロテアーゼ(例えば、トリプシン)である。これらの2種のセリンプレテアーゼは顕著に類似する触媒機構を示す(例えば、Kraut, Ann.Rev.Biochem.,46:331−358[1977]参照)さらに、一次構造には関連性がないが、これらの2種の酵素の三次構造は、セリン、ヒスチジン及びアスパラギン酸からなる触媒機能をもつ3アミノ酸が触媒トリオを形成している。一方、スブチリシンとキモトリプシンの類縁セリンプロテアーゼ群の両者はアスパラギン酸、ヒスチジン及びセリンを含む触媒機能をもつ3アミノ酸をもつ。スブチリシン類縁のプロテアーゼでは、これらのアミノ酸の相対的配列順序は、アミノ基末端からカルボキシ基末端へ向けて、アスパラギン酸―ヒスチジン−セリンである。しかし、キモトリプシン類縁プロテアーゼでは、相対的な順序は、ヒスチジン−アスパラギン酸−セリンである。多くは、その洗浄剤及び飼料用途における有用性から、多くの研究がスブチリシリンについてなされてきた。種々の用途におけるこれらの酵素の機能に悪い影響を及ぼし得る、不利な環境条件(例えば、酸化剤、キレート剤、極端な温度及び/又はpHへの暴露)についても研究が重ねられてきた。それにもかかわらず、これらの悪条件に耐えることができ、かつ本願技術分野で現在知られている活性を保持または改善できる酵素系に対する要求は、本願技術分野において依然残っている。
単離されたセリンプロテアーゼ、及びこれを含む洗浄組成物を提供する。幾つかの態様において、このプロテアーゼは野生型ストレプトマイセス1AG3(配列番号(SEQ ID NO:)9)と同一である。あるいは、このプロテアーゼは変異体である。幾つかの態様において、このプロテアーゼは野生型ストレプトマイセス1AG3に対して少なくとも約80%同一である。幾つかの態様において、この単離されたセリンプロテアーゼはこの野生型ストレプトマイセス1AG3に対して少なくとも1つのアミノ酸が置換されている。これらの態様のいくつかにおいて、単離されたセリンプロテアーゼは野生型ストレプトマイセス1AG3よりも基質特異性が変化しており、野生型ストレプトマイセス1AG3に対して、変異したpI、酸安定性、熱安定性、カゼイン加水分解、ケラチン加水分解、洗浄性能、及び/又はLAS安定性が改善されている。
この単離されたセリンプロテアーゼをコードする単離核酸配列も提供される。これらの態様において、この単離された核酸はa)過酷なハイブリダイズ条件下でSEQ ID NO:8をハイブリダイズする、及び/又はb)SEQ ID NO:8に少なくとも70%同一である。
この単離された核酸を含む組換えポリヌクレオチドも提供される。幾つかの態様において、この組換えポリヌクレオチドは作動可能な結合中に、プロモーターと単離された核酸とを含む。幾つかの態様において、このプロモーターは単離された核酸に対して異種のものである。即ち、野生型ストレプトマイセス1AG3のプロモーターではない。幾つかの態様において、このプロモーターは野生型ストレプトマイセス1AG3のプロモーターである。幾つかの追加的な態様において、この組換え核酸は宿主細胞から単離されたセリンプロテアーゼを分泌させる(即ち、この組換え核酸は分泌のための単離されたセリンプロテアーゼを標的とするシグナル配列コード領域を含む)。組換え核酸を含む発現ベクターも提供される。
本発明はこの組換えポリヌクレオチドを含む宿主細胞も提供する。幾つかの態様において、この宿主細胞はバチルス種、ストレプトマイセス種、アスペルギスル種、及びトリコデルマ種から選択される。幾つかの態様において、この組換えポリヌクレオチドはこの細胞の発現ベクター内に存在する。あるいは、この組換えポリヌクレオチドは宿主細胞のゲノム中に存在する。(即ち、宿主細胞のゲノム中に取り込まれている。)幾つかの態様において、この宿主細胞は単離されたセリンプロテアーゼを生成するための方法に用いられる。幾つかの態様において、この方法は単離されたセリンプロテアーゼの生成に好適な条件下で、宿主細胞を培養する工程を含む。幾つかの代替的な態様において、この方法は更に単離されたセリンプロテアーゼを回収する工程も含む。幾つかの態様において、このプロテアーゼは培養培地に分泌される。幾つかの追加的な態様において、この方法は更に培養培地からこのプロテアーゼを回収する工程も含む。
この単離されたセリンプロテアーゼを含む洗浄組成物も提供される。幾つかの態様において、この洗浄組成物は更に、界面活性剤を含む。幾つかの態様において、この界面活性剤はエチレン酸化部分を含むアルキル硫酸ナトリウムである。幾つかの態様において、この洗浄組成物は重量により約0.001%乃至約0.5%の単離されたセリンプロテアーゼを含む。幾つかの態様において、洗浄組成物はpH調整剤を含み、約3乃至約5の正味pHを有する組成物を提供する。この洗浄組成物は約3乃至約5のpHで加水分解する物質を含んでいない。幾つかの好適な態様において、この洗浄組成物は洗濯用洗剤及び/又は食器用洗剤、及び/又は硬表面洗浄組成物として製剤化される。幾つかの態様において、主題のプロテアーゼに加えて、この洗浄組成物は、プロテアーゼ、アミラーゼ、リパーゼ、マンナナーゼ、ペクチナーゼ、クチナーゼ、オキシダーゼ、ヘミセルラーゼ、及び/又はセルラーゼから選択される少なくとも1つの追加的な酵素を含む。幾つかの態様において、この洗浄組成物は少なくとも1つの安定性を更に含む。幾つかの好適な態様において、この安定化剤はホウ砂、グリセロール、及び/又は競合インヒビターである。幾つかの態様において、この安定剤はアニオン界面活性剤に対して本発明の単離されたセリンプロテアーゼを安定化する。洗浄組成物は固形、液体、エアロゾル、及び/又はゲルを含むがこれらに限定されない好適な形態で提供される。
本発明の洗浄組成物は、洗浄方法に用いる。幾つかの態様において、この方法は洗浄目的物を洗浄するための洗浄組成物と接触させる。幾つかの態様において、この方法は更に目的物を洗浄及び/又はすすぐ工程も含む。例示的な態様において、この目的物は布(例えば、衣類)、又は食器類(例えば、皿類)である。
本発明はこの単離されたセリンプロテアーゼを含む動物飼料も提供する。
図1は1AG3遺伝子の構造図である。 図2は1AG3(SEQ ID NO:12)由来ポリペプチド配列のアラインメントを提供する。 図3は成熟1AG3プロテアーゼ(SEQ ID NO:13)の成熟型とストレプトグリシン(SEQ ID NO:14)のアラインメントを提供する。この図において、活性部位アミラーゼの配列(his−asp−ser)は太字で提供され、特徴的な3つのジスルフィド結合は結合線で示す。 図4は1AG3プロテアーゼ(SEQ ID NO:2)及びASP(SEQ ID NO:15)のアラインメントを示す。 図5は1AG3プロテアーゼの成熟(即ち、触媒ドメイン)(SEQ ID NO:13)及びASP(SEQ ID NO:6)のアラインメントを提供する。 図6はpSEA4CT−1AG3発現構築体のマップを示す。 図7は20℃、pH8.2における液体洗剤中で試験された1AG3プロテアーゼに対する投与反曲線を提供する。 図8は30℃、pH6.0における液体洗剤中の1AG3プロテアーゼの投与反応曲線を提供する。
発明の詳細な説明
本発明は、ストレプトマイセス(Streptomyces)由来の、新規なプロテアーゼ、これをコードする新規な物質、及びタンパク質分解タンパクを提供する。幾つかの態様において、新たに開示されたストレプトマイセス(Streptomyces)種から得られたプロテアーゼ組成物、このプロテアーゼをコードしているDNA、このプロテアーゼをコードしているDNAを含むベクター、このベクターDNAで形質転換された宿主細胞、及びこの宿主細胞により生産された酵素が提供される。本発明の幾つかの態様は、ストレプトマイセス(Streptomyces)種から得られたプロテアーゼを含む、洗浄組成物(例えば、洗剤)、動物飼料、及び布及び皮製品処理組成物も提供する。代替的な態様において、本発明は本明細書で述べる野生型プロテアーゼ由来の変異プロテアーゼ(即ち、変異体)を提供する。これらの変異プロテアーゼは数多くの製品に使用することができる。
ストレプトマイセス(Streptomyces)はストレプトマイセス科(Streptomycetaceae)、ストレプトマイセス亜目(Suborder Streptomycineae)アクチノマイセタレス目(Order Actinomycetales)、アクチノバクテリア網(Class Actinobacteria)ファミリーのメンバーとしてグラム陽性バクテリアに分類される。ストレプトマイセス(Streptomyces)は広範囲に分岐した一次菌糸又は基質菌糸及び豊富な気中菌糸として成長し、成熟したときに特徴的な胞子を形成する。ストレプトマイセスは幅広いバリエーションの多くのストレプトマイセス種から分泌されるセリンプロテアーゼである。ストレプトマイセスプロテアーゼのアミノ酸配列は、ストレプトマイセスグリセウス(Streptomyces griseus)ストレプトグリシンC(Streptogrisin C)(信託番号P52320);ストレプトマイセス由来(信託番号PC2053)アルカリプロテイナーゼ(alkaline proteinase)(EC3421.-);ストレプトマイセス由来アルカリセリンプロテイナーゼI(alkaline serine proteinaseI)(信託番号S34672);ストレプトマイセスリビダンス(Streptomyces lividans)由来セリンプロテアーゼ(信託番号CAD4208);ストレプトマイセスコエリコラ(Streptomyces coelicolor)由来成熟セリンプロテアーゼA3(2)(信託番号NP_625129);ストレプトマイセスアベミチリンス(Streptomyces avermitilis)由来成熟セリンプロテアーゼMA−4680(信託番号NP_822175);ストレプトマイセスリイダンス(Streptomyces lividans)由来セリンプロテアーゼ(信託番号CAD42809);ストレプトマイセスコエリコラ(Streptomyces coelicolor)由来成熟セリンプロテアーゼ前駆体SA3(2)(信託番号NP_628830)を含む9つの異なるストレプトマイセス(Streptomyces)種から決定されている。生成された天然のアルカリセリンプロテアーゼは19,000の見かけの分子量を有し、ストレプトマイセスグリセウスアルカリフィリス(Streptomyces griseus var. alkaliphilus)から単離され、これを含む洗浄組成物が開示されている(例えば、米国特許第5,646,028号、参照により本明細書に援用)。追加的な株も湖水及び堆積物から単離された。この株は1AG3株とされた。ウォーターカラム及び堆積物の温度は19乃至23℃であり、pHは10.5であった。この水の電導性は26.1mScm−1であった。
本明細書で説明する幾つかのプロテアーゼ酵素は好適な安定性及びタンパク質分解活性を有している。これらの酵素は各種製品に用いられている。例としては、洗剤、動物飼料、布及び皮製品処理剤を含むがこれらに限定されない。本発明はこれらの酵素を生成する手段も提供する。幾つかの態様において、本発明のプロテアーゼは精製、又は相対的に精製されている。
幾つかの態様において、本発明は組換え有機体において本発明のプロテアーゼを生産するのに好適な核酸配列も提供する。幾つかの態様において、組換え生成物は商業的に利用可能な量プロテアーゼを生産する手段を提供する。
別途記載が無い限り、本願発明の実施は、分子生物学、微生物学及び組換えDNAで普通に使用されている従来の技術であり、本願技術分野に含まれる技術を用いている。そのような技術は本願技術分野の技術者に知られ、多くのテキストや参考文献に記載されている。本明細書に記載した全ての特許、特許出願、論文及び出版物は、既述の又はこれ以降に記載するもの両者ともに、引用により本明細書に明確に組み入れられる。
本明細書で別途記載が無い限り、本明細書で使用される全ての技術的及び科学的用語は、本願発明が属する技術分野の通常の技術をもつ者により一般的に理解されているのと同一の意味をもつ。本明細書記載されたものに類似するまたは同等の方法や材料は本願発明の実施に用いることができるが、好ましい方法と材料は本明細書に記載されている。従って、直ぐ後に定義される用語は、全体として本明細書を参照することにより、より十分に明らかにされる。また、本明細書では、単数で記載されていても、文脈が明らかに単数を示す場合のほかは、複数のものを示す。数値の範囲はその範囲を定義する数字を含む。別途記載が無い限り、核酸は、左から右へ、5’から3’の方向へ、アミノ酸配列は左から右へ、アミノ基からカルボキシ基の方向へそれぞれ記載されている。本発明は、記載されている特定の方法論、実験手順及び試薬に限定されず、これらのものが本願発明分野の技術者により、使用される状況により変わり得ることを理解すべきである。
本願発明の実施は、別途記載が無い限り、タンパク質の精製、分子生物学、微生物学、組換えDNA技術及びタンパク質のアミノ酸配列決定を用いるが、これらは全て本願技術分野の技術に属する。
さらに、本願明細書に記載された見出しは、全体として本明細書を参照することにより得られる発明の種々の側面又は実施態様を限定するものではない。従って、直ぐ後に定義される用語は全体として明細書を参照することにより十分にされる。それにもかかわらず、本発明の理解を促進するために、多くの用語が下記に定義される。米国特許出願No.10/576,331に与えられている定義も加えられる。これらの出願は引用により全体が組み入れられる。
I.定義
本明細書に使用する場合、用語「プロテアーゼ」と「タンパク質分解活性」はペプチド又はペプチド結合をもつ基質を加水分解する能力を示すタンパク質又はペプチドをいう。タンパク質分解活性を測定するために多くの良く知られた方法がある。例えば、タンパク質分解活性は市販されている基質を加水分解するそれぞれのプロテアーゼの能力を分析する比較分析により確認しても良い。プロテアーゼまたはタンパク質分解活性の分析に有用な基質の例は、ジメチルカゼイン(シグマC−9801)、ウシのコラーゲン(シグマC−9879)、ウシエラスチン(シグマE−1625)及びウシのケラチン(ICN Biomedical 902111)があるが、これらに限定されない。これらの基質を利用する色度分析は本願技術分野で良く知られている。(例えば、WO99/34011及び米国特許第6,376,450号参照。両者は引用により本明細書に組み入れられる。)pNA分析(例えば、Del Marら、Anal Biochem.,99:316−320[1979]参照)は、グラジエント溶出により収集された分画の活性酵素濃度を決定する際にも用いられる。この分析法は、酵素が可溶性の合成基質、コハク酸−アラニン−アラニン−プロリン−フェニルアラニン−p-ニトロアニリド(sAAPF−pNA)を加水分解するときにp-ニトロアニリンが遊離される速度を測定する。加水分解反応から黄色の生成速度は、分光光度計で410nmで測定され、かつ活性な酵素濃度に比例する。加えて、280nmでの吸光度測定は総タンパク質濃度を決定するために使用できる。活性酵素/総タンパク質比は酵素純度を与える。
本明細書において、「1AG3」株は、本発明の1つの態様のプロテアーゼを意味する。野生型プロテアーゼは、本明細書で説明するように、ストレプトマイセス(Streptomyces)1AG3株から単離された。幾つかの態様において、本発明は256アミノ酸のポリペプチドを含むプロテアーゼの活性形態を提供する。
「ストレプトマイセス(Streptomyces)プロテアーゼ相同体」はストレプトマイセス株1AG3由来の成熟プロテアーゼと実質的に相同なポリヌクレオチド配列及び/又は自然発生プロテアーゼをコードするポリヌクレオチド配列を有する自然発生プロテアーゼを意味する。これらのプロテアーゼはそのような核酸によりコードされるセリンプロテアーゼの機能的な性質を有している。
本明細書で使用されているように、用語「ASPプロテアーゼ」、「Aspプロテアーゼ」と「Asp」はPCT Ser.Nos.US04/39006及びUS04/39066に記載のセリンプロテアーゼをいう。幾つかの好ましい実施態様では、Aspプロテアーゼは本明細書では、セルロモナス株(Cellulomonas)69B4から得られる69B4プロテアーゼとして意図されているプロテアーゼである。つまり、好ましい実施態様では、用語「69B4プロテアーゼ」は、SEQ ID NO:8で与えられているものと実質的に同一のアミノ酸配列をもつセルロモナス株(Cellulomonas株)69B4(DSM 16035)由来の天然の成熟したプロテアーゼをいう。別の実施態様では、本願発明は、ASPプロテアーゼの一部分を与える。
用語「セルロモナスプロテアーゼ相同体(homologue)」は、セルロモナス株69B4由来の成熟したプロテアーゼと実質的に同一のアミノ酸配列をもつ天然のプロテアーゼ、またはそのような天然のプロテアーゼをコードしたポリヌクレオチド配列であって、そのプロテアーゼがそのような核酸によりコードされたセリンプロテアーゼの機能的特徴を保持しているものをいう。幾つかの実施態様では、これらのプロテアーゼ相同体は「セルロモナディンス(cellulomonadins)」といわれている。
明細書で使用する場合、用語「ストレプトマイセス(Streptomyces)1AG3変異体」、「ストレプトマイセス(Streptomyces)プロテアーゼ変異体」、及び「1AG3変異体」は、野生型のストレプトマイセス(Streptomyces)1AG3プロテアーゼと、特にその機能において類似し、しかし野生型のプロテアーゼと配列を異なったものにするアミノ酸配列の突然変異(つまり、置換)をもつプロテアーゼに関して使用されている。
本明細書において、「ASP変異体」、「ASPプロテアーゼ変異体」、及び「96Bプロテアーゼ変異体」の語は、野生型のASPと、特にその機能において類似し、しかし野生型のプロテアーゼと配列を異なったものにするアミノ酸配列の突然変異(つまり、置換)をもつプロテアーゼに関して使用されている。
本明細書において、「セルロモナス種(Cellulomonas ssp)」は、放線細菌綱(Class Actinobacteria)、放線菌目(Order Actinomycetales)、ミクロコッカス亜目(Suborder Micrococcineae)、セルロモナス科(Family Cellulomonadaceae)として分類されるグラム陽性菌である、セルロモナス(Cellulomonas)属に属する種の全てをいう。セルロモナス属は分類学の再編成を継続して受けていることが知られている。よって、この属は、再編成された種を含むことが予定されている。
本明細書では「ストレプトマイセス種(Streptomyces ssp)」は、放線細菌綱(Class Actinobacteria)、放線菌目(Order Actinomycetales)、ストレプトマイセス亜目(Suborder Streptomycineae)、ストレプトマイセス科(Family Streptomycetaceae)として分類されるグラム陽性菌である、「ストレプトマイセス」属に属する種の全てをいう。ストレプトマイセス属は分類学の再編成を継続して受けていることが知られている。よって、この属は、再編成された種を含むことが予定されている。
本明細書では、「バチルス属(genus Bacillus)」は、「バチルス属(genus Bacillus)」に属する全ての種を含み、本願技術分野の技術者に知られているところでは、B.スブチリス(B.subtilis)、B.リケニフォルミス(B.licheniformis)、B.レンタス(B.lentus)、B.ブレビス(B.brevis)、B.ステアロテルモフィラス(B.stearothermophilus)、B.アルカロフィラス(B.alkaophilus)、B.アミロリケファシエンス(B.amyloliquefaciens)、B.クラウシ(B.clausii)、B.ハロデュランス(B.halodurans)、B.メガテリウム(B.megaterium)、B.コアグランス(B.coagulans)、B.サーキュランス(B.circulans)、B.ラウタス(B.lautus)及びB.スリンギエンシス(B.thuringiensis)が含まれるが、これらに限定されない。バチルス属(genus Bacillus)は、分類学の再編成を継続して受けていることが知られている。よって、この属は、現在、「ゲオバチルス ステアロテルモフィラス(Geobacillus stearothermophilus)」と命名されているB.ステアロテルモフィラス(B.stearothermophilus)のような生物種を非限定的に含む再編成された種を含むことが予定されている。酸素存在下で耐性をもつ内胞子の産生、この特徴は、最近命名された、アリシクロバチルス(Alicyclobacillus)、アンフィバチルス(Amphibacillus)、アネウリニバチルス(Aneurinibacillus)、アノキシバチルス(Anoxybacillus)、ブレビバチルス(Brevibacillus)、フィロバチルス(Filobacillus)、グラシリバチルス(Gracilibacillus)、ハロバチルス(Halobacillus)、パエニバチルス(Paenibacillus)、サリバチルス(Salibacillus)、テルモバチルス(Thermobacillus)、ウレバチルス(Urebacillus)及びビルギバチルス(Virgibacillus)にもあてはまるが、バチルス(Bacillus)属の特徴を定めるものと考えられている。
用語「ポリヌクレオチド」及び「核酸」は、本明細書では相互に入れ替えて使用されているが、どのような長さであれ、ヌクレオチドの重合体であり、リボヌククレオチドまたはデオキシリボヌクレオチドのいずれかの重合体である。これらの用語は、単鎖の、二重鎖の、又は三重鎖DNA、ゲノムDNA、cDNA、RNA、DAN−RNAハイブリッド体、又はプリンとピリミジン塩基を含むポリマー又は他の天然の、化学的に、生化学的に修飾された、非天然型又は誘導体化されたヌクレオチド塩基を含むがこれらに限定されない。以下は、ポリヌクレオチドの非限定的な例である。遺伝子、遺伝子断片、染色体断片、発現遺伝子標識群(EST)、エキソン、イントロン、mRNA、tRNA、rRNA、リボゾーム、cDNA、組換ポリヌクレオチド、分岐ポリヌクレオチド、プラスミド、ベクター、いずれかの配列の単離されたDNA、いずれかの配列の単離されたRNA、核酸プローブ及びプライマー。幾つかの実施態様では、ポリヌクレオチドは修飾されたヌクレオチドを含む。例えば、メチル化されたヌクレオチド及びヌクレオチド類似化合物、ウラシル、他の糖及びフッ化リボースとチオエート(thioate)のような結合基を含む。別の実施態様では、ヌクレオチドの配列はヌクレオチドではない成分により中断される。
本明細書において、「DNA構築物」及び「DNAの軽質転換」の語は宿主細胞又は有機体に配列を導入するために用いるDNAを意味するために互換的に使用される。このDNAはPCRによりin vitroで生成されるか又は当業者に知られている他の好適な方法で生成される。特に好適な態様において、DNA構築物は所望の配列を含む(例えば、挿入配列として)。幾つかの態様において、この配列は制御エレメント等(例えば、プロモーター)の付加的なエレメントに作動可能に結合している。更なる好適な態様において、この軽質転換しているDNAは末端に付加している非相同配列を含む(例えば、スタッファー配列又はフランク)。幾つかの態様において、挿入配列の末端を閉じて、軽質転換DNAが閉鎖環を形成する。この軽質転換は配位野生型であってもよく、変異体又は修飾されていてもよい。幾つかの態様においてDNA構築物は宿主細胞染色体に相同な配列を含み。他の態様において、このDNA構築物は非相同配列を含む。一旦DNA構築物がin vitroで構築されると、それは、1)異種の配列を宿主細胞の所望の標的配列に挿入するため、及び/又は2)宿主細胞の染色体の領域を変異させるため(即ち、内性の配列を異種の配列で置換る)、及び/又は3)標的遺伝子を欠失させるため、及び/又は4)宿主細胞に組換えプラスミドを導入するために用いられる。
本明細書において、「発現カセット」及び「発現ベクター」の語は、標的細胞内で特定の核酸の転写をさせることができる一連の特定の核酸エレメントで、組み得て的又は合成的に生成された核酸構築物を意味する。この組み換え発現カセットはプラスミド、染色体、ミトコンドリアDNA、プラスチドDNA、ウイルス、又は核酸フラグメントに取り込まれる。通常、発現ベクターの組換え発現か設置部分は、他の配列の中で、転写される核酸配列及びプロモーターを含む。好適な態様において、発現ベクターは宿主細胞内でヘテロDNAを取り込み発現する能力を有している。多くの真核及び原核発現ベクターが市販されている。好適な発現ベクターの選択は、当業者の知識の範囲内である。「発現カセット」の語は、「DNA構築物」と同じ意味に用いられ、これらの語は同義である。適切な発現ベクターの選択は当業者の知識の範囲内である。
本明細書において、「ベクター」の語は核酸を1つ以上のタイプの細胞に導入するために設計されたポリヌクレオチド構築物を意味する。ベクターはクローニングベクター、発現ベクター、シャトルベクター、プラスミド、及びカセット等を含む。幾つかの態様において、このポリヌクレオチド構築物は、適した宿主の中でDNAの発現に影響を与えることができる好適なプロ配列(例えば、分泌等)に作動可能に結合しているプロテアーゼ(例えば、プロテアーゼ前駆体及び成熟プロテアーゼ)をコードするDNA配列を含む。
本明細書において、「プラスミド」の語は、クローニングベクターとして用いる環状二本鎖(ds)DNA構築体であり、種々の原核及び真核生物内で染色体外自己複製遺伝子要素を形成し、又は他の宿主細胞に組み込むことができるものを意味する。
本明細書において、核酸配列を宿主細胞に導入する意味で用いられる、「導入する」の語は宿主細胞に核酸配列を輸送するのに適した任意の方法を意味する。そのような導入するための方法は、プロトプラスト融合、形質感染、形質変換、結合、及び形質導入を含むがこれらに限定されない(例えば、Ferrariら、「Genetics,」in Hardwoodら偏、Bacillus、Plenum Publishing Corp.,57−72頁,[1989]参照)。
細胞に対して用いる「形質転換された」、「安定に形質転換された」又は「遺伝子導入された」の語は、そのゲノム内に、又は少なくとも2世代にわたり維持されているエピソームプラスミドとして、組み込まれている本発明の異種核酸配列を有する細胞を意味する。
本明細書において、「選択可能マーカーコードヌクレオチド配列」の語は、宿主細胞中で発現することができるヌクレオチド配列を意味し、この選択マーカーの発現は発現された遺伝子を含む細胞を対応する選択因子の存在下で、又は必須栄養素の不存在下で育成させることができる。
本明細書において、「選択マーカー」の語は宿主細胞中で発現することができる核酸(例えば、遺伝子)を意味する。この宿主細胞はベクターを含む宿主細胞の場合も含む。そのような選択マーカーの例としては、構成物質を含むがこれらに限定されない。従って、「選択マーカー」の語は宿主細胞が所望のインカミングDNAを取り込み、又は幾つかの反応が生じる指標を提供する遺伝子を意味する。通常、選択マーカーは遺伝子であり、これは構成物質耐性又は代謝的利点を宿主細胞に与えて、外来DNAを含む細胞を成長させて、形質転換において任意の外来配列を授与しなかった細胞と区別することができる。「再設計された選択可能マーカー」の語は、形質転換される微生物の染色体上に位置しているものである。再設計された選択可能マーカーは形質転換するDNA構築体上の選択マーカーとは異なる遺伝子をコードする。選択マーカーは当業者によく知られている。前述のように、マーカーは抗生物質耐性遺伝子である(例えば、ampR;phleoR;specR; kanR;eryR;tet11;cmpR;及びneoR;例えば、Guerot−Fleury,Gene,167:335−337[1995];Palmerosら、Gene 247:255−264[2000];及びTneu−Cuotら、Gene,23:331−341[1983]参照)。他のマーカーは、トリプトファン等の栄養要求性及びβグルコシダーゼ等の欠失マーカーである。
本明細書で用いる「プロモーター」の語は、下流遺伝子の転写に直接機能する核酸配列を意味する。プロモーターは通常、所望の遺伝子を発現させる宿主細胞に適したものである。プロモーターと共に、他の転写及び転写調節核酸配列が所与の遺伝子の発現に必要である。通常、転写及び転写調節遺伝子はプロモーター配列、リボゾーム結合部位、転写開始剤及び停止配列及びエンハンサー並びに活性因子配列を含むがこれらに限定されない。
「作動可能に結合する」の語は、複数の核酸配列がお互いに機能的な位置に置かれていることを言う。例えばDNAコード配列がこの配列の転写に影響をするならば、プロモーターは作動可能に結合している。通常「作動可能」とは、結合されるDNA配列が隣接していることを意味し、分泌リーダーの場合、結合されるDNAが隣接しておりかつ読みとり枠内にあることを意味する。しかしながら、エンハンサーは必ずしも連続している必要はない。結合は好適な制限酵素認識部位で連結することにより達成される。そのような部位が存在しない場合、当該技術分野においては合成オリゴヌクレオチドアダプターまたはリンカーが用いられる。
本明細書では、用語「遺伝子」は、ポリヌクレオチド(例えば、DNA断片)をいい、ポリペプチドをコード化し、個々のコード領域(エキソン)の間の介在配列(イントロン)のほか、コード領域の前と後ろの領域を含む。
本明細書では、「相同遺伝子」は、異なってはいるが、しかし通常類縁の種由来の遺伝子の組(pair)をいう。これらは、互いに対応し、互いに同一、又は非常に類似している。この用語は、遺伝子重複により分離された遺伝子(例えば、パラロガス遺伝子)のほか、分化(つまり、新しい種の出現)(例えば、オルソロガス遺伝子)により分離された遺伝子を含む。
本明細書において、「オーソログ」及び「オーソロガス遺伝子」の語は、種形成により共通の遺伝子祖先(即ち、相同遺伝子)から進化した、異なる種の遺伝子を意味する。通常、オーソロガスは進化の過程で同じ機能を維持している。オーソロガスの同定は新たに配列決定されたゲノムにおいて、遺伝子の機能を予測することに用いられる。
本明細書において、「パラログ」及び「パラロガス遺伝子」の語はゲノム内の複製に関係する遺伝子を意味する。オーソロガス遺伝子は進化の間に同じ機能を維持しているのに対して、パラロガスは、同じ機能はもとの遺伝子に基づいているものの、新たな機能を獲得している。パラロガス遺伝子の例としては、トリプシン、キモトリプシン、エラスターゼ、及びトロンビンがあり、これらは全てセリンプロテアーゼであり、同じ種の中で発生する。
本明細書では、「相同性」は、配列の類似又は同一をいい、同一であることが好まれる。この相同性は本願技術分野で知られている標準的技術を用いて決定される。(例えば、Smith及びWaterman、Adv.Appl.Math.,2:482[1981];Needleman and Wunsch,J.Mol.Biol.,48,443[1970];Pearson and Lipman,Proc.Natl.Acad Sci. USA 85:2444[1988];プログラム、例えば、ウィスコンシン遺伝子学ソフトウェアパッケージ(Genetics Computer Group, Madison,WI)のGAP、BESTFIT、FASTA、及びTFASTA、また、DevereuxらNucl.Acid Res.,12:387−395[1984]を参照。
本明細書では、「相同配列」は、遺伝子の機能がストレプトマイセス(Streptomyces)1AG3プロテアーゼに基づく遺伝子と本質的に同一であるものである。加えて、相同遺伝子は、少なくとも45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、98%、99%又は100%、ストレプトマイセス(Streptomyces)1AG3の配列と同一の配列を含む。または、相同配列は、ストレプトマイセス(Streptomyces)1AG3領域に見出される遺伝子の70から100%の一致度(alignment)をもち、及び/またはストレプトマイセス(Streptomyces)1AG3染色体の遺伝子と一致する領域において少なくとも5−10の遺伝子を有する。他の実施態様では上記の性質のうち1より多くがこの配列にあてはまる。相同配列は、既知の配列一致法(sequence alignment)により決定される。上記及び下記のとおり、配列を一致させる際に用いられる他の方法もあるが、一般に用いられる一致法は、BLASTである。
有用なプログラムの1つはPILEUPである、PILEUPは累進的なペアワイズアラインメントを用いて関係する配列のグループから複数の配列アラインメントを形成する。これは、アラインメントの形成に用いたクラスタリング関係を示す系統樹をプロットすることもできる。PILEUPはFeng及びDolittle(Feng及びDolittle、MoI.EvoL,35:351−360[1987])。この方法はHiggins及び/又はSherpの方法に類似している(Higgins and Sharp, CABIOS 5:151−153[1989])。有用なPILEUPパラメーターはデフォルトギャップウエイト3.00、デフォルトギャップレングス0.10、及び重量測定されたエンドギャップを含む。
有用なアラインメントの他の例はAltschulら(Altschulら,J.MoI.Biol,215:403−410,[1990]及びKarlinら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 90:5873−5787[1993])によるBLASTアルゴリズムである。特に好適なBALSTプログラムはWU−BLAST−2プログラムである(Altschulら, Meth.EnzymoL,266:460−480[1996]参照)。WU−BLAST−2は幾つかのサーチパラメーターを用いる、これらの大部分はデフォルトパラメーターとして設定されている。調節可能なパラメーターは以下の値で設定されている:オーバーラップスパン=1、オーバーラップファンクション=0.25、ワードスレッシュホールド(T)=11.HSPS及びHSPS2パラメーターは動的な値であり、特定配列の組成及びサーチする所望の配列に対する特定のデータベースの組成に依存してプロテグラム自身により確立される。しかしながら、この値は感度を上げるために調節してもよい。A5のアミノ酸配列同一性の値は整列された領域における「より長い」配列の残基の総数により提供された一致する残基の数により決定される。この「より長い」配列は整列された領域における実残基の大部分である(アラインメントスコアを最大化するために用いたWU−BLAST−2により導入されたギャップは無視した)。
用語、「核酸配列同一性パーセント(%)」の語は、開始配列(例えば、所望の配列)の核酸残基と同一な候補配列中のヌクレオチド配列のパーセンテージであると定義される。測定方法は、オーバーラップスパンと1乃至0.125のオーバーラップファンクションを有するデフォルトパラメーターを用いるWU−BLAST−2のBLASTINモジュールを用いる。
本明細書において、「ハイブリダーゼーション」の語は核酸のストランドが相補的なストランドに塩基対により結合することであり、当業者に知られている。
核酸配列は、もし2つの配列が特異的に、中乃至高過酷ハイブリダーゼーション条件及び洗浄条件下で他の配列にハイブリダイズするならば、「選択的にハイブリダイズする」と言う。ハイブリダーゼーション条件は複合体又はプローブに結合している融点(Tm)に基づいている。例えば、「最大過酷条件」はTm−5℃(プローブのTmより5℃低い)で生じる;「高過酷条件」はTmの5乃至10℃下で生じる;「中程度の過酷条件」はプローブのTmの宿主細胞10乃至20℃下で生じる。機能的には、最大過酷条件はハイブリダーゼーションプローブと厳密に同一であるか、又はほぼ同一である配列を同定するために用いられ、中程度乃至低い過酷ハイブリダーゼーションは相同なポリヌクレオチド配列を同定又は検出するために用いる。
中間過酷及び高過酷条件は、本技術分野でよく知られている。高過酷条件の例としては、50%ホルムアミド、5XSSC、5Xデンハード溶液、0.5%SDS及び100μg/ml変性キャリアDNA中、約42℃でのハイブリダイゼーションを行い、続いて2XSSC及び0.5%SDS中で、室温で2回洗浄し、0.1XSSC及び0.5%SDS中で、更に42℃で2回洗浄する。中間過酷条件の例としては、20%ホルムアミド、5XSSC(150mM NaCl、1.5mMクエン酸三ナトリウム)、50mMリン酸ナトリウム(pH7.6)、5Xデンハード溶液、10%硫酸デキストラン、及び20mg/ml変性切断サケ精子DNA中、約37℃でのハイブリダイゼーションを行い、続いて1XSSCで、37又は50℃でフィルターを洗浄する。プローブ長さ等の因子に応じて必要であれば、どのように温度及びイオン強度を調整したらよいかということは、当業者が知っている。
ここで用いる「組換え体」は、異種核酸配列の導入により修飾されたもの、又は、そのように修飾された細胞由来の細胞であり、細胞またはベクターに関するものを含む。従って、例えば組換え細胞は、人為的な介入により、所定の遺伝子を発現または発現させない条件下において、当該細胞の天然型(非組換え体)においては通常同一の形態で見ることのできない遺伝子を発現し、または当該細胞の天然遺伝子を異常発現する。「組換え」、(recombination,recombining)及び「組み換えられた」核酸の作製は一般的に2以上の核酸断片を組み合わせることであり、この組合せによりキメラ遺伝子が生じる。
好ましい実施態様では、突然変異DNA配列群は少なくとも1コドンでのサイトサチュレーション(site saturation)突然変異により生じる。別の好ましい実施態様では、サイトサチュレーション突然変異は2以上のコドンについて行われる。他の実施態様では、突然変異DNA配列は50%より多く、55%より多く、60%より多く、65%より多く、70%より多く、75%より多く、80%より多く、85%より多く、90%より多く、95%より多く又は98%より多く野生型の配列と相同性をもつ。別の実施態様では、突然変異DNAは、例えば、照射、ニトロソグアニジンなどのいずれかの既知の突然変異発生方法を用いて生体内で生じる。所望のDNA配列はその後単離され、本明細書に記載の方法で使用される。
本明細書において、「標的配列」は宿主細胞ゲノムへ挿入されるインカミング卑劣にとって好ましい配列をコードしている宿主細胞におけるDNA配列を意味する。幾つかの態様において、この標的配列は、機能的な野生型遺伝子又はオペロンをコードしている。他の態様では、この標的配列は変異遺伝子又はオペロン、あるいは非機能的遺伝子又はオペロンをコードしている。
本明細書において「フランキング配列」の語は意図する配列の上流又は下流のいずれかにある任意の配列を意味する(例えば、遺伝子A−B−Cについて、遺伝子Bは遺伝子配列A及びCに隣接していると言う)。1つの態様において、インカミング配列は両方で相同なボックスによりフランクされている。他の態様において、このインカミング配列及びホモロジーボックスは両方でスタッファー配列によりフランクされている単位を含む。幾つかの態様において、このフランキング配列は一方のみに存在する(3’又は5’末端のいずれか)が、1つの態様において、配列の両側にフランクされている。幾つかの態様において、フランキング配列は片側のみ(3’又は5’末端のいずれか)に存在する、他の態様において、フランキング配列は配列の両側にフランクしている。
本明細書において、「スタファー配列」の語は、ホモロジーボックス(通常ベクター配列)にフランクする追加のDNAを意味する。しかしながら、この語は非相同DNA配列も含む。理論により拘束することを意図しないけれども、スタッファー配列はDNAの取り込みを開始するために細胞に非臨界的な標的を提供すると考えられている。
本明細書において、「染色体取込」は、インカミング配列が宿主細胞の染色体に取り込まれる過程を意味する。形質転換DNAの相同領域は染色体の相同領域に整列する。次いで、ホモロジーボックスの間の配列がダブルクロスオーバーにおけるインカミング配列により置き換えられる(即ち、相同組み換え)。本発明の幾つかの態様において、DNA構築体の不活性染色体セグメントの相同領域が、バチルス染色体が本来有しているフランキング相同領域と整列する。次いで、本来有している染色体領域がダブルクロスオーバー(即ち、相同組み換え)により欠失される。
「相同組み換え」の語は、2つのDNA分子又は1対の染色体の間のDNAフラグメントが同一又は近い同一の核酸配列の部位で交換されることを意味する。1つの態様において、染色体取り込みは相同組換えである。
本明細書では、「相同配列」は、比較のために整列したときに、他の核酸又はポリペプチドに対して少なくとも約100%、約99%、約98%、約97%、約96%、約95%、約94%、約93%、約92%、約91%、約90%、約88%、約85%、約75%、又は約70%同一である核酸又はポリペプチド配列を意味する。幾つかの態様において、相同配列は宿主細胞は約85%乃至約100%の配列同一性、他の態様では、約90%乃至約100%の配列同一性、及び他の幾つかの態様では、約95%乃至約100%の配列同一性を有する。
本明細書において「アミノ酸」の語はペプチド又はタンパク質配列、あるいはそれらの一部分を意味する。「タンパク質」、「ペプチド」、及び「ポリペプチド」の語は互換的に使用される。
本明細書において、「所望のタンパク質」又は「所望のポリペプチド」の語は、所望の及び/又は評価されるタンパク質/ポリペプチドを意味する。幾つかのタンパク質所望のタンパク質は細胞内で発現され、他の態様では、所望のタンパク質は分泌されたポリペプチドである。特定の態様において、これらの酵素は本明細書で説明するセリンプロテアーゼを含む。幾つかの態様において、所望のタンパク質はシグナルペプチドに融合している分泌されたポリペプチドである(即ち、分泌されたタンパク質上に追加のアミラーゼの末端がある)。ほとんど全ての分泌されたタンパク質は膜を横切る前駆体タンパク質のを標的とすること及び輸送において重要な役割を担うアミノ末端の追加的な部分を使用する。このエクステンションは膜輸送の間又はその後にタンパク質分解的に除去される。
本明細書において、「異種タンパク質」の語は宿主細胞中に自然発生的に生じないタンパク質又はポリペプチドを意味する。異種タンパク質の例としては、プロテアーゼを含む加水分解酵等の酵素を含む。幾つかの態様において、このタンパク質をコードしている遺伝子は自然発生遺伝子である。他の態様において、変異及び/又は合成遺伝子が用いられる。
本明細書において、「相同タンパク質」の語は宿主細胞中に自然発生するタンパク質又はポリペプチドを意味する。幾つかの態様において、この細胞はグラム陽性細胞である。他の態様において。この細胞はバチルス宿主細胞である。代替的な態様において、この相同タンパク質は大腸菌、ストレプトマイセス(Streptomyces)、トリコデルマ、及びアスペルギウスを含むがこれらに限定されない他の有機体により生産される天然タンパク質である。
本明細書におい、「宿主株」又は「宿主細胞」の語は本発明の幾つかの態様に従って、DNAを含む発現ベクターとして好適な宿主を意味する。
酵素が対応する野生型細胞で発現されるレベルよりも高いレベルで発現した場合、酵素が「過剰発現」すると言う。
「プロ配列」はプロテアーゼの分泌に必要なシグナル配列及び成熟プロテアーゼの間のアミノ酸配列である。プロ配列の切断が成熟活性プロテアーゼとなる。
「シグナル配列」又は「シグナルペプチド」の語は、タンパク質の成熟又はプレカーサー形態の分泌に関係している核酸及び/又はアミノ酸の任意の配列を意味する。シグナル配列の定義は、タンパク質の分泌の遂行に参加している、タンパク質遺伝子のN末端部分によりコードされている全てのアミノ酸配列を含む、機能的なものを意味する。
それらはしばしば、常にではないが、タンパク質のN末端部分又は前駆体タンパク質のN末端部分へ結合する。このシグナル配列は内性又は外来性のいずれでもよい。このシグナル配列はタンパク質(例えば、プロテアーゼ)に通常関係しているか、又は分泌された他のタンパク質をコードしている遺伝子由来である。1つの例示的なシグナル配列はバチルススブチリススブチリシン由来のシグナル配列の最初の7つのアミノ酸残基がバチルスレンタス由来のスブチリシンのシグナル配列の残りの部分に結合している(ATCC21536)。
タンパク質又はポリペプチドの「成熟」形態の語は、タンパク質又はポリペプチドの最終的な機能形態である。例えば、本発明のプロテアーゼの成熟形態はSEQ ID NO:9で定義されるアミノ酸配列を少なくとも含む。
タンパク質又はポリペプチドの「前駆体」形態はタンパク質のアミノ末端又はカルボキシ末端に作動可能に結合している配列を有するタンパク質の成熟形態を意味する。この前駆体はこの前駆体のアミノ末端に作動可能に結合している「シグナル」配列を含んでいてもよい。この前駆体は翻訳後処理において含まれる追加的なポリヌクレオチド(例えば、タンパク質又はポリペプチドの成熟形態を切り離したポリスプリットヌクレオチド)も有していてもよい。
「自然発生酵素」の語は天然に見られるものと同じで未修飾のアミノ酸配列を有している酵素を意味する。自然発生酵素は天然酵素、自然発生の酵素、又は特定の微生物中に見られる酵素等を含む。
用語「由来の」と「から得られる」は、問題の生物の株により産生される、または産生され得るプロテアーゼをいうばかりではなく、そのような株から単離されるDNA配列によりコードされたプロテアーゼ及びそのようなDNA配列を含む宿主生物内に産生されるプロテアーゼもいう。加えて、この用語は、合成の及び/またはcDNA起源のDNA配列によりコードされ、問題のプロテアーゼの同定のための特徴を有すプロテアーゼをいう。例えば、「ストレプトマイセス(Streptomyces)由来のプロテアーゼ」は、ストレプトマイセス(Streptomyces)により天然に産生されるタンパク質分解活性をもつ酵素をいう。またストレプトマイセス(Streptomyces)源により産生されるものに類似のセリンプロテアーゼであるが、遺伝子工学の使用によりセリンプロテアーゼをコードする核酸により形質転換された非-ストレプトマイセス(Streptomyces)生物により産生される酵素もいう。
本定義の範囲では「誘導体」は、この誘導体が野生型酵素、天然の酵素または元の酵素と同様に、類似の目的に有用である限度で、野生型酵素、天然の酵素又は元の酵素で観察される特徴的なタンパク質分解活性を保持している。セリンプロテアーゼの機能的誘導体は、天然の、合成のまたは組換え遺伝子により産生される本願発明のセリンプロテアーゼの一般的特徴をもつペプチド又はペプチド断片を含む。
用語「機能的誘導体」は、セリンプロテアーゼをコードした核酸の機能的特徴をもつ核酸の誘導体をいう。本願発明のセリンプロテアーゼをコードする核酸の機能的誘導体は天然の、合成の又は組換えにより作成された核酸または断片を含み、本願発明のセリンプロテアーゼの特徴をコードしている。本願発明によりセリンプロテアーゼをコードする野生型の核酸には、天然の対立遺伝子や、本願発明の技術分野で既知の遺伝子コードの縮重に基づく相同体を含む。
2個の核酸又はポリヌクレオチド配列について述べる場合、用語「同一」は、2個の配列において、以下の配列比較または分析アルゴリズムの一つを用いて評価するときに最大の一致が得えられるように位置合わせをしたとき同一である残基をいう。
用語「最適の位置合わせ」とは、最高のパーセント同一性スコアを与える位置合わせである。
2個のアミノ酸、ポリヌクレオチド、及び/又は遺伝子配列(適当な場合)に関し「パーセント配列同一性」、「パーセントアミノ酸配列同一性」「パーセント遺伝子配列同一性」及び/又は「パーセント核酸/ポリヌクレオチド配列同一性」とは、これら配列の最適の位置合わせをした場合に、この2個の配列において同一である残基のパーセンテージをいう。従って、80%アミノ酸配列同一性は2個の最適な位置合わせをされたポリペプチド配列において80%のアミノ酸が同一であることをいう。
2個の核酸又はポリペプチドについて述べる場合には、用語「実質的に同一」は、従って、標準パラメーターを使用して、プログラムまたはアルゴリズム(例えば、BLAST,ALIGN、CLUSTAL)を用いて対照配列と比較したとき、少なくとも70%の配列同一性、好ましくは少なくとも75%、好ましくは少なくとも80%、好ましくは少なくとも85%、好ましくは少なくとも90%、好ましくは少なくとも95%、好ましくは少なくとも97%、好ましくは少なくとも98%、好ましくは少なくとも99%の配列同一性を含むポリヌクレオチド、又はポリペプチドをいう。2個のポリペプチドが実質的に同一であることの指標は第1のポリペプチドが第2のポリペプチドと免疫学的に交叉反応をすることである。通常、保存アミノ酸置換により異なるポリペプチドは、免疫学的に交叉反応性である。よって、2個のペプチドが保存アミノ酸置換によってのみ異なる場合には、あるポリペプチドは第2のポリペプチドと実質的に同一である。2個の核酸配列が実質的に同一であることの別の指標は2個の分子が、厳格な条件(例えば、中程度から高い厳格さの範囲内)で互いにハイブリダイズすることである。
用語「単離された」または「精製された」とは、その元来の環境(例えば、それが、天然のものであるときは、自然環境)から取り出された物質をいう。例えば、物質が天然の又は野生型の生物に存在するときよりも高い濃度である組成物中に存在するとき、または天然のまたは野生型の生物から発現するときに正常には存在しない成分と組み合わされて存在するときは、「精製された」といわれる。例えば、生きている動物に存在する天然のポリヌクレオチドまたはポリペプチドは単離されていない。しかし自然体系において共存する物質のいくつか又は全てから分離された、同一のポリヌクレオチドまたはポリペプチドは単離されている。そのようなポリヌクレオチドは、ベクターの一部であり得、及び/またはそのようなポリヌクレオチドまたはポリペプチドは組成物の一部であり得、そしてそのようなベクターまたは組成物がその自然環境の一部でない点において、なお単離されているのである。好ましい実施態様では、例えば、電気泳動ゲルで本来1バンド又は1点を生じる場合、核酸又はタンパク質は精製されているといわれる。
用語「単離された」を、DNA配列に関して使用するときは、その自然の遺伝的環境から取り出され、従って他の余分なまたは望ましくないコード配列がなく、遺伝子工学的に調製されたタンパク質産生システム内での使用に適した形体のDNA配列をいう。このような単離された分子はその自然環境から分離された分子であって、cDNA及びゲノムのクローンを含む。本願発明の単離されたDNA分子は、DNA分子が元来連結していた他の遺伝子を含まず、しかし、天然の5’及び3’位のプロモーターとターミネーターのような翻訳を受けない領域を含んでも良い。連結した領域の特定は本願分野の通常の技術をもつ者には明らかであるだろう(Dynan及びTijan, Nature 316:774−78[1985]引用)。用語「単離されたDNA配列」は、「クローン化されたDNA配列」と言い換えられる。
「単離された」は、タンパク質に関して使用される場合、その本来の環境とは異なる条件で見出されるタンパク質をいう。好ましい形体では、単離されたタンパク質は、実質的に他のタンパク質を含まず、特に他の相同タンパク質を含まない。単離されたタンパク質は、SDS−PAGEで測定するとき、純度は10%より高く、好ましくは純度は20%より高く、より好ましくは純度は30%より高い。本願発明の他の特徴は、SDS−PAGEで測定するとき、高い純度のタンパク質を含むことである(つまり、純度が40%より高い、60%より高い、80%より高い、90%より高い、95%より高い、97%より高い、乃至99%より高い)。
本明細書で使用するとき、用語「機能分析」はタンパク質の活性の指標を与える分析を言う。特に好ましい実施態様では、この用語は、タンパク質がその通常の能力範囲において、機能する能力を分析する分析系をいう。例えば、酵素の場合、機能分析は、反応を触媒する酵素の効率の決定を含む。
本明細書では、用語「対象性質(target property)」は、変更が行われる予定の初期遺伝子の性質をいう。本願発明では何らかの特定の対象性質に限定することは意図していない。しかし、ある好ましい実施態様では、対象性質は遺伝子産生物の安定性(例えば、変性、タンパク質分解、又は他の分解因子に対する耐性)であり、一方、他の実施態様では産生宿主の産生水準が変えられる。実際、初期遺伝子の如何なる性質も本願発明において用いられると考えられている。
核酸に関する記述において用語「性質」又はそれと文法的に等しい用語は、本明細書では、選択又は検出を受け得る核酸のいずれかの特徴又は属性をいう。これらの性質等は、ポリペプチドへの結合に影響を及ぼす性質、特定の核酸を含む細胞に与えられた性質、遺伝子の転写に影響を及ぼす性質(例えば、プロモーター含量、プロモーター認識、プロモーター調節、エンハンサー機能)、RNA処理に影響を及ぼす性質(例えば、RNAスプライシング、RNA安定性、RNAコンホメーション、転写後の修飾)、翻訳に影響を及ぼす性質(例えば、水準、調節、リボソームタンパク質へのm−RNAの結合、翻訳後の修飾)を含むがこれらに限定されない。例えば、核酸の転写因子、ポリメラーゼ、調節因子の結合部位などは所望の特徴をもたらすようにまたは、好ましくない特徴を特定するよう変え得る。
用語「修飾された配列」と「修飾された遺伝子」は、本明細書では、相互に入れ替えて、天然の核酸配列の欠失、挿入又は中断を含む配列をいうために使用される。幾つかの好ましい実施態様では、修飾された配列の発現産生物は、短縮タンパク質である(例、修飾が配列の欠失又は中断の場合)。幾つかの特に好ましい実施態様では、短縮されたタンパク質は生物学的活性を保持している。別の実施態様では、修飾された配列の発現産生物は延長されたタンパク質である(例えば、核酸配列への挿入を含む修飾)。幾つかの実施態様では、挿入は短縮されたタンパク質を与える(例えば、この挿入が終止コドンとなる場合)。従って、挿入は発現タンパク質として短縮されたタンパク質又は延長されたタンパク質を与えるだろう。
用語「野生型配列」又は「野生型遺伝子」は本明細書では相互に入れ替えて使用され、宿主細胞内に固有の又は天然に存在する配列をいう。幾つかの実施態様では、野生型の配列はタンパク質工学プロジェクトの出発点である目的配列をいう。この野生型配列は相同または異種タンパク質をコードしても良い。相同タンパク質は、宿主細胞が介入を受けずに産生するものである。異種タンパク質は宿主細胞は産生しないが、介入があったときは産生するものである。
本明細書では、用語「抗体」は、免疫グロブリンをいう。抗体は抗体を産生することが望まれているいずれかの種から直接に得られる免疫グロブリンを含むが、これらに限定されない。加えて、本願発明は、修飾された抗体を含む。この用語はまた、完全な抗体が結合するエピトープに結合する能力を保持している抗体の断片もいい、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、キメラ抗体、抗イディオタイプ(抗-ID)抗体を含む。抗体のフラグメントは、相補性決定領域(CDR)、単一鎖フラグメント可変領域(scFv)、重鎖可変領域(VH)、軽鎖可変領域(VL)を含むがこれらに限定されない。ポリクローナルとモノクローナル抗体も本願発明に含まれる。抗体はモノクローナル抗体が好ましい
用語「酸化に安定」は、本願発明のタンパク質分解、加水分解、洗浄又は他の処理において一般的な条件、例えば、漂白剤又は酸化剤に暴露または接触するとき、所定の時間、指定した酵素活性を保持する本願発明のプロテアーゼをいう。幾つかの実施態様では、このプロテアーゼは、所定の時間、例えば、少なくとも1分、3分、5分、8分、12分、16分、20分等にわたり、漂白剤又は酸化剤と接触した後、少なくとも50%、60%、70%、75%、80%、85%、90%、92%、95%、96%、97%、98%又は99%タンパク質分解活性を保持する。幾つかの実施態様では、安定性は実施例で記載されたように測定される。
用語「キレート剤に安定」は、本願発明のタンパク質分解、加水分解、洗浄又は他の処理において一般的な条件、例えば、キレート剤に暴露または接触するとき、所定の時間、指定した酵素活性を保持する本願発明のプロテアーゼをいう。幾つかの実施態様では、このプロテアーゼは、所定の期間、例えば、少なくとも10分、20分、40分、60分、100分等、キレート剤と接触した後に、少なくとも50%、60%、70%、75%、80%、85%、90%、92%、95%、96%、97%、98%、又は99%のタンパク質分解活性を保持する。幾つかの実施態様では、キレート剤への安定性は実施例で記載されているように測定される。
用語「熱的安定性」と「熱安定性」は、本願発明のタンパク質分解、加水分解、洗浄又は他の処理において一般的な条件、例えば、温度変化に晒されたとき、所与の時間、特定の温度に暴露された後、指定した酵素活性を保持する本願発明のプロテアーゼをいう。温度変化は温度の上昇又は低下である。幾つかの実施態様では、このプロテアーゼは、所与の時間、例えば、少なくとも60分、120分、180分、240分、300分等の間、温度変化にさらされた後、少なくとも50%、60%、70%、75%、80%、85%、90%、92%、95%、96%、97%、98%、99%タンパク質分解活性を保持する。幾つかの実施態様では、熱安定性は実施例に記載されているように決定される。
酸化、キレート剤、熱的に、及び/又はpHに安定なプロテアーゼについて述べるとき、用語「高められた安定性」とは他のセリンプロテアーゼ(例えば、スブチリシンプロテアーゼ)及び/または野生型の酵素と比較して経時的に比較的高く保持されたタンパク質分解活性をいう。
酸化、キレート剤、熱的に、及び/又はpHに安定なプロテアーゼについて述べるとき、用語「低下した安定性」は、他のセリンプロテアーゼ(例えば、スブチリシンプロテアーゼ)及び/または野生型の酵素と比較して経時的に比較的低く保持されたタンパク質分解活性をいう。
用語「洗浄活性」は、本願発明のタンパク質分解、加水分解、洗浄又は他の処理において一般的な条件で、プロテアーゼにより達成される洗浄成績をいう。幾つかの実施態様では、洗浄成績は、酵素に感受性のある汚れ、例えば、草、血液、ミルク、卵のタンパク質に関し、標準的洗浄条件をその汚れに適用した後、種々のクロマトグラフ、分光学的又は他の定量的方法により決定されるように、種々の洗浄分析の適用により決定される。分析法の例には、実施例に含まれる方法のほか、WO99/34011と米国特許第6,605,458号(両者ともに引用により本明細書に組み込む)で記載された分析法を含むがこれらに限定はされない。
プロテアーゼについて用語「洗浄有効量」は、特定の洗浄剤組成物において酵素活性の望ましい水準を達成する、すでに明細書で述べたプロテアーゼの量をいう。このような有効量は本願技術分野において通常の技術をもつ者により容易に確認され、使用する特定のプロテアーゼ、洗浄実施態様と、洗浄剤組成物の特定の組成及び液状又は乾燥(例えば、顆粒、塊)組成物が必要とされるかなど、多くの因子に基づく。
用語「洗浄添加物質」は、本明細書で使用するとき、所期の特定の洗浄剤組成と製品形態(例えば、液体、顆粒、粉末、塊、のり、スプレー、錠剤、ゲル又は泡の組成物)について選択された液体、固体又は気体の物質であり、好ましくはその組成物で使用されるプロテアーゼ酵素に悪影響を及ぼさないものである。幾つかの実施態様では、顆粒組成物は「コンパクト」な形態にされ、他方、他の実施態様では、液体組成物は「濃縮」された形態である。
洗浄活性について「向上した活性」は、1回の標準的洗浄サイクル及び/または複数の洗浄サイクルの後、通常の評価により決定されたとき、卵、ミルク、草または血液のような、ある酵素に感受性のある汚れについて、増大した又は大きい洗浄活性をいう。
洗浄活性について用語「低減された性能」は、1回の標準的洗浄サイクルの後、通常の評価により決定されたとき、卵、ミルク、草または血液のような、ある酵素に感受性のある汚れについて、減少したまたは低くされた洗浄活性をいう。
洗浄活性に関し用語「同程度の性能」は、OPTIMASE(商標)プロテアーゼ(Genencor)、PURAFECT(商標)プロテアーゼ製品(Genencor)、SAVINASE(商標)プロテアーゼ(Novozymes)、BPN’−変異種(米国特許番号第5,34,606号参照)、RELASE(商標)、DURAZYME(商標)、EVERLASE(商標)、KANNASE(商標)プロテアーゼ(Novozymes)、MAXACAL(商標)、MAXAPEM(商標)、PROPERASE(商標)プロテアーゼ(Genencor、米国特許第5,34,606号、米国特許第5,700,676号、5,955,340号、6,312,936号、及び第6,482,628号も参照)、及びB.レンタス(B.lentus)変異種プロテアーゼ製品(例えば、WO92/21760、WO95/23221、及び/又はWO97/07770に記載された製品)を含み、これらに限定されない、比較対象のスブチリシン(subtilisin)プロテアーゼ(例えば、市販のプロテアーゼ)、の洗浄活性の少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも90%、少なくとも95%をいう。スブチリシンプロテアーゼの変異種の例は、BPN’の76番目、101番目、103番目、104番目、120番目、159番目、167番目、170番目、194番目、195番目、217番目、232番目、235番目、236番目、245番目、248番目及び/または252番目に対応する残基の位置で置換、欠失をもつ変異種を含むがこれらに限定されない。洗浄性能は、草、血液又はミルクのような酵素に感受性のある汚れについて、標準的洗浄サイクルを経た後、通常の分光学的又は分析的方法により決定されるような、種々の洗浄分析において、これらスブチリシンプロテアーゼと本願発明のプロテアーゼを比較することにより決定できる。
本明細書では、「低洗剤濃度」系は約800ppm未満の洗剤組成物が洗浄に用いる水に含まれる洗剤を含む。日本の洗剤は、洗浄に用いる水に普通約667ppmの洗剤組成物を含むので、通常は、低洗剤濃度系であると考えられている。
本明細書では、「中程度の洗剤濃度」系は、約800ppmと約2000ppmの間の洗剤組成物が洗浄用の水に含まれる洗剤を含む。北アメリカの洗剤は、普通約975ppmの洗剤組成物が洗浄用の水に含まれるので、一般的に中程度の洗剤濃度系であると考えられている。ブラジルの洗剤は、洗浄用の水に約1500ppmの洗剤組成物を含む。
本明細書では、「高洗剤濃度」系は約2000ppmより高濃度の洗剤組成物が洗浄用の水に含まれる洗剤を含む。ヨーロッパの洗剤は一般的に、約3000−8000ppmの洗剤組成物を洗浄用の水に含むので一般的に高洗剤濃度系であると考えられている。
本明細書では、「布地洗浄組成物」は、洗濯用添加剤組成物と汚れた布地(例えば、布、リネン及び他の布製品)の浸漬及び/または前処理での使用に適した組成物とを含む手洗い用及び洗濯機用組成物を含む。
本明細書では、「非布地洗浄組成物」は、皿洗い洗剤組成物、口内洗浄組成物、義歯洗浄組成物、人の体を洗う組成物を含み、これらに限定されない、織物(textile,fabric)でないものの表面を洗浄する組成物を含む。
本明細書の洗浄剤組成物のコンパクトな形態は密度に最も良く反映され、組成に関しては増量用無機塩の量に反映される。増量用無機塩は、粉末形態の洗剤組成物の従来からの成分である。従来の洗剤組成物では、増量用塩は相当量、全組成物の重量の通常、17乃至35%で含まれる。他方、コンパクト組成物では増量用塩は組成物の総量に対し10%をこえない。幾つかの実施態様では、増量用塩は、組成物の重量の10%を超えない量、より好ましくは5%を超えない量が含まれている。幾つかの実施態様では、増量用無機塩は硫酸塩と塩化物のアルカリ金属とアルカリ土類金属の塩から選ばれる。好ましい増量用塩は硫酸ナトリウムである。
II.セリンプロテアーゼ酵素及びセリンプロテアーゼ酵素をコードしている核酸
本発明はプロテアーゼをコードしているアミノ酸配列をコードしている単離ポリヌクレオチドを提供する。幾つかの態様において、このポリペプチドはSEQ ID NO:3、8、及び11(例えば、基質のペプチド結合の加水分解を触媒する成熟プロテアーゼを含むタンパク質分解活性を有するポリヌクレオチドによりコードされるアミノ酸配列の少なくとも一部分)で定義されるアミノ酸配列に対して少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも92%、少なくとも95%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%のアミノ酸同一性を有する及び/又は同一の洗浄条件下で匹敵する又は高められた洗浄能力を示すポリペプチドをコードする。
幾つかの態様において、パーセント同一性(アミノ酸配列、核酸配列、遺伝子配列)は、配列を位置合わせして、2つの位置合わせされた配列の間の一致する残基の数をカウントし、よりも次回配列の長さで割って、100をかけることにより、2つの分子間の間の配列情報を直接比較して決定される。前述のように、このような解析に用いることができるコンピュータープログラムも用いることができる。ヌクレオチド配列同一性を決定するためのプログラムは、例えば、Smith及びWatermanアルゴリズムを利用するBESTFIT、FASTA、及びGAPプログラムであり、Wisconsin Sequence Analysis Package, Version 8 (Genetics Computer Group, Madison, WI)から入手可能である。これらのプログラムは通常製造元により推奨されている規定パラメーターを用いる。これは前述のWisconsin Sequence Analysis Packageに説明されている。
配列類似性を決定するために好適なアルゴリズムの例としては、Altschulら、J.MoI.Biol.,215:403−410(1990)に記載のBLASTアルゴリズムがある。BLAST解析を実施するためのソフトウェアは、国立バイオテクノロジー情報センターから公的に利用できる。(<www.ncbi.nim.nih.gov>)そのアルゴリズムは、データベース中の長さWのワードと共に並べた場合にポジティブ評価の閾値Tに適合し、または充足させる照会配列中の長さWの短いワードを同定することによって、高得点配列対(high scoring sequence pairs(HSPs))をまず同定することを含む。それら最初の隣接ワードのヒットは、それらを含む長いHSPsを見出すための開始点として働く。累積整列得点(cumulative alignment score)ができるだけ増えるように、比較する2つの配列のそれぞれに沿って両方向にワードヒットを展開する。ワードヒットの延長は:累積整列得点が最大達成値より定めた定数Xから遠ざかる;累積得点がゼロまたはそれ以下に下がる;または何れかの配列の末端に達する:場合に止まる。BLASTアルゴリズムパラメーターW、T、およびXは、整列の感度および速さを特定する。BLASTプログラムは、初期設定として、ワード長(W)が11、BLOSUM62スコアリングマトリックス(Henikoff&Henikoff,Prog.Natl.Acad.Sci.USA 89:10915(1989))整列(B)が50、期待値(E)が10、M’5、N’−4、および両鎖の比較を用いる。
さらに、BLASTアルゴリズムは、2つの配列間の類似性の統計解析を実施する(例えばKarlin& Altschul,Proc.Natl.Acad.Sci.USA90:5873−5787(1993) を参照)。BLASTアルゴリズムによってもたらされる類似性の1つの指標は、2つのヌクレオチドまたはアミノ酸配列間の一致が偶然生じる確率の指標を提供する最小総確率(smallest sum probability)(P(N))である。例えば、評価核酸とセルラーゼ核酸との比較における最小総確率が、約0.1より小さく、より好ましくは約0.01より小さく、さらに最も好ましくは約0.001よりも小さい場合に、最も好ましくは0.001よりも小さい場合に、ある核酸が本発明のセルラーゼ核酸に類似するとみなされる。
本発明の幾つかの態様において、配列はBLAST及びタンパク質翻訳配列ツールを用いて解析される。幾つかの態様において、ベーシックBLASTバージョン2.0を用いた。この選択されたプログラムは「BlastX」であり、選択されたデータベースは「nr」であった。標準/デフォルトパラメーター値を用いた。
幾つかの態様において、本発明は、本発明の1AG3プロテアーゼを含む、SEQ ID NO:1で定義されるポリヌクレオチド長さの約1389ベースペアを含む。SEQ ID NO:1において、開始コドン及び停止コドンを太字で示し、予測されるリボゾーム結合部位を下線で示す。本発明の他の態様において、これらのアミノ酸配列をコードしているポリヌクレオチドは1362ベースペア(SEQ ID NO:2の1乃至1362)を含む。発現された場合、SEQ ID NO:3のアミノ酸1乃至25をコードしている(即ち、SEQ ID NO:5)シグナル配列(SEQ ID NO:2のヌクレオチド1乃至75(即ち、SEQ ID NO:4)、N末端プロ配列(SEQ ID NO:3の26乃至197のアミノ酸配列をコードしているSEQ ID NO:2のヌクレオチド76乃至591(SEQ ID NO:6))、成熟プロテアーゼ配列(SEQ ID NO:3アミノ酸残基198乃至453をコードしているSEQ ID NO:2のヌクレオチド592乃至1359)(SEQ ID NO:9のアミノ酸残基1乃至256)をコードすると考えられている。代替的に、シグナルペプチド、N末端プロは入れ値、及び成熟セリンプロテアーゼ配列はSEQ ID NO:9の成熟プロテアーゼのアミノ酸残基に従って番号付けされている。即ち、シグナルペプチドは198までから173まで、N末端プロ配列は1乃至172残基、成熟セリンプロテアーゼ配列は1乃至256.本発明の他の態様において、タンパク質分解活性を有するアミノ酸配列をコードしているこのポリヌクレオチドはシグナルペプチド及び前駆体プロテアーゼをコードしている、SEQ ID NO:2のタンパク質の1乃至1362のヌクレオチドのヌクレオチド配列を含む。本発明の他の態様において、アミノ酸配列をコードしているポリヌクレオチドは前駆体ストレプトマイセス(Streptomyces)プロテアーゼ(SEQ ID NO:11)をコードしているポリヌクレオチド(SEQ ID NO:10)の1乃至1287のヌクレオチドを配列を含む。更なる態様において、アミノ酸配列をコードしているポリヌクレオチドは成熟ストレプトマイセス(Streptomyces)プロテアーゼ(SEQ ID NO:9)をコードしているポリヌクレオチド(SEQ ID NO:8)の一部分の1乃至768ヌクレオチドの配列を含む。これらの配列を以下に提供する。
SEQ ID NO:1はフランキング領域を含む1AG3完全長ヌクレオチド配列を提供する。
Figure 2011501961
Figure 2011501961
前述の配列において、成熟リボゾーム結合部位を下線で示す。開始及び停止コドンは、太字で示す。以下のSEQ ID NO:2は1AG3プロテアーゼ/1AG3プロテアーゼのオペロンリーディングフレームを示す。
Figure 2011501961
Figure 2011501961
SEQ ID NO:3は1AG3プロテアーゼのポリペプチド配列を示す。
Figure 2011501961
前述のSEQ ID NO:3において、予測されるシグナル配列を二重下線で示す。予測されたプロ配列を一本線の下線で示す。予測される成熟鎖を太字で示す。
SEQ ID NO:4は1AG3シグナル配列のポリヌクレオチド配列を提供する。
Figure 2011501961
SEQ ID NO:5(MHRRRGALFAGAVAIAALTIAAAPA)はSEQ ID NO:4のシグナル配列に対応するポリペプチド配列である。
SEQ ID NO:6は1AG3N末端プロ配列のポリヌクレオチド配列を示す。
Figure 2011501961
SEQ ID NO:7はSEQ ID NO:6で定義されるN末端プロ配列の対応するポリペプチド配列を提供する。
Figure 2011501961
SEQ ID NO:8は成熟プロテアーゼ配列をコードしているポリヌクレオチド配列を示す。
Figure 2011501961
以下のSEQ ID NO:9は成熟1AG3プロテアーゼのアミノ酸配列を示す。この配列において、触媒トリアドを太字で示す。
Figure 2011501961
SEQ ID NO:10は1AG3先駆体プロテアーゼのポリヌクレオチド配列を示す。
Figure 2011501961
以下のSEQ ID NO:11は1AG3前駆体プロテアーゼのアミノ酸配列を示す。
Figure 2011501961
以下のSEQ ID NO:12は1AG3株の16S rRNA遺伝子配列の部分的なポリヌクレオチド配列を示す。
Figure 2011501961
幾つかの追加的な実施態様において、本発明の発明は、コードされたフラグメントがタンパク質分解活性を有している限り、プロテアーゼをコードするDNAのフラグメント又はタンパク質を提供する。本発明の他の態様は、SEQ ID NO:2、8、及び15のポリヌクレオチド配列の少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%の長さの配列を有するポリヌクレオチドを含む。幾つかの代替的な態様において、これらの長さのフラグメント又はタンパク質は組換えDNA配列においてDNA配列のシャッフリングに有用な配列長さの連続的な部分である(例えば、米国特許No.6,132,970参照)。
発明の別の実施態様は、本明細書に記載のDNA断片を含むが、これは、ストレプトマイセス(Streptomyces)1AG3由来の本明細書に記載の成熟したプロテアーゼ酵素、またはタンパク質分解活性をもつその断片をコードするポリヌクレオチドを単離または特定するために使用できるDNA断片を得る際に、認知された技術に従い使用される。さらに、SEQIDNO:1に与えられたDNAは他の種、特にストレプトマイセス(Streptomyces) 種からのDNAの相同断片を特定する際に使用される。
加えて、本願発明は、SEQIDNO:1から構築されるプライマーまたはプローブまたは、適当な一部またはその断片(例えば、少なくとも約5−20個または10−15個の連続するヌクレオチド)を、遺伝子またはcDNA由来の核酸をスクリーニングするプローブまたはプライマーとして使用することを含む。幾つかの実施態様では、本願発明はSEQIDNO:1中の配列に基づいて、望む長さ(つまり、一般的に長さが100と1000塩基の間)のDNAプローブを与える。
幾つかの実施態様では、DNAフラグメントは電気泳動により単離され、ゲルから切り出され、ゲルの寒天組織から回収される。好ましい実施態様では、この精製されたDNAのフラグメントは、次にラベルされ(例えば、製造業者の指図に従いメガプライム(Megaprime)ラベリングシステムを用いて)、DNA中にP32を組み込む。ラベルされたプローブは所与の時間(例えば、約5分)95℃まで加熱することにより変性され、すぐに膜とプレハイブリダイゼーション溶液に加えられる。ハイブリダイゼーション反応は、穏やかに振とう又は回転しながら適当な時間、適当な条件(例えば、37℃で18時間)下で進行する。この膜は濯ぎを受け(例えば、SSC/0.3%SDSで2度)、次に、穏やかに撹拌しながら適当な洗浄液で洗浄される。望む厳密度は膜(フィルター)が洗浄される条件を反映している。本明細書の幾つかの実施態様では、「低い程度に厳密な」条件とは、20℃で15分間、0.2XSSC/0.1%SDS溶液で洗浄することを含み、一方、他の実施態様では「中程度の厳密」な条件とは、37℃で30分間、0.2XSSC/0.1%SDS溶液で洗浄することを含む洗浄作業が加わり、他の実施態様では、「高度に厳密な」条件は、37℃で45分間、0.2XSSC/0.1%SDS溶液で洗浄することを含む洗浄作業をさらに含み、さらに別の実施態様では、「最高度に厳密な」条件は、37℃で60分間、0.2XSSC/0.1%SDS溶液で洗浄する作業をさらに含む。従って、本願発明の種々の実施態様は、中程度に、高度に及び/又は最高度に厳密な条件で、SEQIDNO:1又は2に提供されているヌクレオチド配列に由来するプローブへハイブリダイズできるポリヌクレオチドを提供する。
洗浄後、膜は乾燥され、結合したプローブか検出される。P32または別の放射性同位元素が、ラベル試薬として使用される場合、結合したプローブはオートラジオグラフィーにより検出される。他のプローブを可視化する他の技術は本願技術分野の技術者に良く知られている。結合したプローブの検出は、核酸配列が望む相同性をもつことを示し、したがって本明細書に記載の、目的とするいずれかの配列との同一性が本願発明に含まれていることを示す。従って、本願発明は、本願発明に含まれるプロテアーゼをコードする核酸を検出する方法を提供するが、これは核酸配列の一部又は全てをゲノム又はcDNA由来の他の核酸とハイブリダイズさせることを含む。
上記のように、他の実施態様では、ハイブリダイゼーション条件は、核酸結合複合体の融解温度(Tm)に基づき、以下に説明されるように定義された「厳密度」を与える。「最高度の懸密さ」(maximum stringency)は通常、約Tm−5℃(プローブのTmより5℃下)で起こる。「高度な現密さ」(high stringency)はTmの下、約5℃から10℃で起こる。「中程度の厳密さ(intermediate stringency)」は、Tmの下、約10℃から20℃で起こる。そして、「低い程度の厳密さ(low stringency)」はTmの下、約20℃から25℃で起こる。本願の技術分野の技術者に理解されるように、高度な及び/又は最高度に厳密なハイブリダイゼーションは、作業条件がポリヌクレオチド配列相同体又は等価なポリヌクレオチド配列を特定し又は検出するため最適であるように選ばれる。
さらに別の実施態様では、本願発明は本願発明のプロテアーゼをコードするポリヌクレオチドを含む核酸構造体(つまり、発現ベクター)を提供する。さらに別の実施態様では、本願発明はこれらのベクターの少なくとも1個により形質転換された宿主細胞を提供する。
幾つかの更なる態様において、本発明はシグナル配列(SEQ ID NO:4)をコードしているポリヌクレオチドを提供する。幾つかの態様において、本発明はSEQ ID NO:4に対して少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも97%、少なくとも985、少なくとも99%の配列同一性を有するポリヌクレオチドを含む。従って、これらの態様において、本発明の発明は中間、高及び/又は最大過酷条件下でSEQ ID NO:4に記載の核酸配列由来のプローブにハイブリダイズすることができる成熟シグナル配列及びポリヌクレオチドを有する配列を提供する。ここにおいて、このシグナル配列は実質的に本発明のポリヌクレオチドによりコードされるシグナル配列と同じシグナル活性を有している。
幾つかの態様において、シグナル活性は開始物質として、発酵培地にプロテアーゼを分泌する実質的に同じレベルにより示される。例えば、幾つかの態様において、本発明はSEQ ID NO:4のシグナル配列により提供される発酵培地中の分泌されたプロテアーゼレベルの、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも90%、少なくとも955、又は少なくとも98%のレベルのプロテアーゼが発酵培地中に分泌される。幾つかの態様において、この分泌されたプロテアーゼレベルはpNAアッセイ(例えば、Del Mar,[1979]上記)のようなプロテアーゼ活性解析により評価される。グラム陽性宿主細胞において異種又は相同タンパク質の分泌のレベルを決定するための追加的な方法はタンパク質に特徴とする的なポリクローナル又はモノクローナル抗体の使用を含む。例としては、当業者により知られている酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)、ラジオイムノアッセイ(RIA)、及び活性化細胞ソーティング(FACS)がある。
幾つかの更なる態様において、本発明の発明は、SEQ ID NO:4、SEQ ID NO:2のヌクレオチド残基位置1乃至75及び/又はSEQ ID NO:4に示すように、シグナルペプチド(SEQ ID NO:2のヌクレオチド1乃至75)のアミノ酸配列をコードしているポリヌクレオチドを提供する。本発明は更に低、中間、高及び/又は最大過酷条件下でSEQ ID NO:4で示すヌクレオチド配列にハイブリダイズする核酸配列を含む。しかしながら、これらの配列はこれらの配列と実質的に同じシグナル活性を有する。本発明はそのような全てのポリヌクレオチドを包含する。幾つかの更なる態様において、本発明は本発明の明細書で説明されるヌクレオチド配列に相補的なポリヌクレオチドを提供する。
本発明の発明の更なる側面はSEQ ID NO:3(即ち、シグナル及び前駆体プロテアーゼ)、SEQ ID NO:11(即ち、前駆体プロテアーゼ)、及び/又はSEQ ID NO:9(即ち、成熟プロテアーゼ)のアミノ酸配列に、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも97%、少なくとも89%、少なくとも99%のアミノ酸配列同一性を有するポリペプチドを含む。更なる態様において、このポリペプチドは単離されている。本発明の追加的な態様において、このポリペプチドは本発明の明細書で定義されるアミノ酸配列に同一なアミノ酸配列を含む。幾つかの更なる態様において、このポリペプチドは本明細書で定義されるアミノ酸の一部分に同一である。
幾つかの態様において、本発明はSEQ ID NO:3で提供される約453アミノ酸長のアミノ酸配列を含む、タンパク質分解活性を有する単離されたポリペプチドを提供する。更なる態様において、本発明はSEQ ID NO:11で提供される約428アミノ酸長のアミノ酸配列を含む、タンパク質分解活性を有するポリペプチドを含む。幾つかの態様において、これらのアミノ酸配列はシグナル配列(SEQ ID NO:5の1乃至25アミノ酸)及び前駆体プロテアーゼ(SEQ ID NO:11のアミノ酸1乃至428)を含む。追加的な態様において、本発明はN末端プロ配列(SEQ ID NO:7のアミノ酸1乃至172)、成熟プロテアーゼ配列(SEQ ID NO:9の1乃至2256アミノ酸)、を含むポリペプチドを含む。更なる態様において、本発明は前駆体プロテアーゼ配列(例えば、SEQ ID NO:11のアミノ酸1乃至428)を含むポリペプチドを含む。更なる他の態様において、本発明はアミノ酸(SEQ ID NO:9の1乃至256)を含む成熟プロテアーゼ配列を含む。
更なる態様において、本発明は全体のアミノ酸配列相同性が同定されているストレプトマイセス(Streptomyces)を含むがこれらに限定されないバクテリア種由来の前述の配列のアミノ酸配列を含むポリペプチド及び/又はプロテアーゼを提供する。幾つかの態様において、前駆体ストレプトマイセス(Streptomyces)プロテアーゼのアミノ酸残渣は、ストレプトマイセス(Streptomyces)1AG3プロテアーゼにおける残渣の特定の残基マンナナーゼ部分に相同(即ち、一次構造又は三次構造のいずれかにおいて一対応している)又は異種のいずれかであるならば(即ち、結合、反応、又は化学的に相互作用することができるような同じ又は類似の機能を有する)、ストレプトマイセス(Streptomyces)1AG3の残基に等しい。
幾つかの態様において、一次構造の相同性を確立するために、前駆体プロテアーゼのアミノ酸配列は直接ストレプトマイセス(Streptomyces)1AG3成熟プロテアーゼアミノ酸配列を比較され、特に、配列の知られているストレプトマイセス(Streptomyces)様プロテアーゼの全て又は大部分の非変異体と区別される保存残基のセットと、比較される。保存残基を位置合わせした後、配列を維持するために必要な挿入及び欠失をさせ、成熟プロテアーゼ(SEQ ID NO:9)及びストレプトマイセス(Streptomyces)1AG3プロテアーゼの特定のアミノ酸に対応する残基を決定する。保存残基の位置合わせはそのような残基の1005を保存する。しかしながら、約75%より高い又は約45%程度の保存残基であっても等しい残基を見つけるのに適している。しかしながら、SEQ ID NO:9の触媒トリアド、His36/Asp64/Ser145の保存も維持されている。
例えば、幾つかの態様において、前述のストレプトマイセス(Streptomyces)1AG3及び他のストレプトマイセス種由来プロテアーゼのアミノ酸配列が位置合わせされ、アミノ酸配列間の相同性の最大量を提供する。配列間の比較は各配列に含まれている保存残基の数を提供する。これらは解析されるストレプトマイセスプロテアーゼの前駆体又は成熟体における同定されたアミノ酸の等しい残基位置を確立するために同定及び用いられる。
これらの保存残基は1つ又は他のストレプトマイセス(Streptomyces)相同体におけるストレプトマイセス1AG3プロテアーゼの対応するアミノ酸残基を解明するために用いられる。これらの特例のアミノ酸配列は保存された残基の最大相同性を生成するためにストレプトマイセス1AG3の配列と整列させられる。このアラインメントにより。この配列及びストレプトマイセス1AG3の特定の残基の位置がたの微生物(例えば、ストレプトマイセス種)との比較において観察される。従って、触媒トリアドの等しいアミノ酸(例えば、ストレプトマイセス1AG3プロテアーゼ)が、他のストレプトマイセス種において同定される。本発明の幾つかの態様において、このプロテアーゼ相同体はSEQ ID NO:9のHis36/Asp64/Ser145に等しい残基を含む。
2つのポリペプチドが実質的に同一な2つのポリペプチドの別な指摘は第一ポリペプチドが第二ポリペプチドに免疫学的に交差反応をすることである。免疫学的交差反応を決定するための方法は従来技術であり、本明細書の実施例でも説明している。通常、保存アミノ酸置換により異なるポリペプチドは免疫学的に交差反応をする。従って、ポリペプチドが実質的に第二ポリペプチドと同一であるには、例えば、2つのポリペプチドが保存置換によってのみ異なる場合である。
本発明は各種源由来のプロテアーゼを包含する。幾つかの態様において、このプロテアーゼはバクテリア由来である。他の態様において、このプロテアーゼは糸状菌から得られる。
本発明の幾つかの他の側面において、ポリヌクレオチドはストレプトマイセス(Streptomyces)1AG3の16SrRNA遺伝子ヌクレオチド配列(SEQ ID NO:12)、並びにこれに少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、92%、95%、98%の配列同一性を有するバクテリア由来である。
1AG3株はストレプトマイセス(Streptomyces)ファミリーのストレプトマイセスのメンバーに関係している16SrRNAを有する。この深い関係性はストレプトマイセス1AG3株の16S rRMA遺伝子ヌクレオチド配列とストレプトマイセス97%の配列相同性を有しているストレプトマイセスソマリエンシス(Streptomycessomaliensis)(DSMA40738)であると信じられている。
本発明の幾つかの態様において、米国特許出願No.10/576,331に記載の69B4株である。該文献を参照により本明細書に援用する。
微生物の所与の種内に自然発生する酵素の配列には変異があるけれども、同じ種の微視エラストマー物により生成される特定のタイプの酵素は通常実質的に、基質特異性及び/又は所与の条件(例えば、温度、pH、水硬度、酸化条件、洗浄条件、及び濃度)下での活性レベル、等が同一である。したがって、本発明の目的のために、ストレプトマイセスの他の株及び種も本発明のストレプトマイセスプロテアーゼを生産し、従って、本発明の発明のプロテアーゼに対する有用な源になり得る。即ち、本発明の明細書に開示するように、ストレプトマイセスの他のメンバーも本発明の発明に用いられる。
幾つかの実施態様では、この発明のタンパク質分解性ポリペプチドは、物理化学的に特徴づけられ、一方、他の実施態様ではそれらはその機能に基づき特徴付けられ、更に他の実施態様では、それらは、両性質を用いて特徴付けられる。物理化学的な特徴づけはSDS電気泳動、ゲルろ過、アミノ酸組成、質量分析(例えば、MALDI−TPF−MS、LC-ES-MS/MS等)、タンパク質の分子量を決定するための沈降、タンパク質のpIを決定するため等電点電気泳動、タンパク質のアミノ酸配列を決定するためのアミノ酸配列決定、タンパク質の3次構造を決定するための結晶学的研究、タンパク質にある抗原性エピトープを決定するための抗体結合のような良く知られた技術を利用する。
幾つかの実施態様では、機能的特徴はこのプロテアーゼの分野で技術者に良く知られている技術により決定され、これらの技術はジメチルカゼイン(DMC)及び/またはAAPF−pNAのような種々の市販の基質の加水分解を含むがこれに限定されない。機能的特徴づけの好ましい技術はさらに詳細に本明細書中の実施例に、さらに詳細に記載されている。
本発明の幾つかの態様において、このプロテアーゼはMALDI−TO−MSにより決定される。約17乃至約22kDの分子量、例えば、約18kD乃至約19kD、例えば、18700ダルトン乃至18800ダルトン、例えば、約18764ダルトンの分子量を有する。本発明の他の側面において、MALDI−TO−MSにより測定されるプロテアーゼは図3で定義される。
成熟したプロテアーゼは、またDMCのようなタンパク質の分解活性(例えば、ペプチド結合をもつ基質に対する加水分解活性)も示す。別の実施態様では、本願発明のプロテアーゼは、特定の条件で洗浄性能が向上する。本願発明は本明細書に記載されているプロテアーゼ69Bを含むが、幾つかの実施態様では、本願発明のプロテアーゼは、69B4のタンパク質分解活性と比較して少なくとも50%、60%、70%、75%、80%、85%、90%、92%、95%、96%、97%、98%、99%のタンパク質分解活性を示す。幾つかの実施態様では、このプロテアーゼは、同一の条件下、SAVINASE(商標)(Novzymes)またはPURAFECT(商標)(Genencor)の販売名で販売されているプロテアーゼのタンパク質分解活性と比較して、少なくとも50%、60%、70%、75%、80%、85%、90%、92%、95%、96%、97%、98%、または99%のタンパク質分解活性を示す。幾つかの実施態様では、本願発明のプロテアーゼは、特定の条件で、同一の条件の69B4と比較して、同程度または向上した洗浄性能を示す。幾つかの実施態様では本願発明のプロテアーゼは特定の条件下、同一条件で、SAVINASE(商標)(Novzymes)またはPURAFECT(商標)(Genencor)の販売名で販売されているプロテアーゼと比較して、同程度または向上した洗浄性能を示す。
さらに別の実施態様では、このプロテアーゼ及び/または本願発明のプロテアーゼをコードするポリヌクレオチドは精製されて提供され(つまり、天然で存在する又は野生型の生物に存在するより高いまたは低い濃度で特定の組成物に存在する)、または天然のまたは野生型の生物から発現するとき正常には存在しない成分と組み合わせて提供される。しかし、本願発明は、いずれかの特定の精製水準のプロテアーゼに限定することを意図していない。なぜならプロテアーゼの純度の種々の範囲で、本願発明のプロテアーゼが適している種々の用途が見出されるからである。
前述のように、主題のプロテアーゼをコードしている組換えポリヌクレオチドも提供される。幾つかの態様において、組換え核酸はプロモーター、主題のプロテアーゼをコードしているコード配列、及びターミネーター配列を、作動可能になるように含んでいる。ここでこの発現カセットは宿主細胞内でプロテアーゼの生成することができる。幾つかの態様において、このプロモーターはコード配列に対して異種である。
幾つかの好適な態様において、組換えポリヌクレオチドは更に主題のタンパク質を直接分泌するためのシグナル配列をコードする。幾つかの好適な態様において、この組換え核酸は組換え核酸を含まない他の細胞に対して組換え核酸を含む細胞の選択に対する選択マーカーを含む。選択マーカーの例としては、抗生物質耐性を提供する選択マーカー(例えば、ハイグロマイシン、ブレモマイシン、クロラムフェニコール、フェロマイシン、カナマイシン、ストレプトマイシン、アンピリシン、テトラサイクリン等)を含むがこれらに限定されない。
幾つかの態様において、コード配列は用いられる宿主細胞において、融合タンパク質の発現のためにコドンが最適化されている。多くの細胞において各コドンのコドン使用表は当業者に知られており、又は容易に利用可能であるので(例えば、Nakamuraら、Nucl.Acids.Res.,28:292[2000])、そのような核酸は既に発現されるべきタンパク質のアミノ酸配列与えると意図されている。
幾つかの態様において、主題の組換え核酸は宿主細胞のゲノム(即ち、核ゲノム)中に存在している(例えば、ゲノムに取り込まれて)。他の態様において、主題の組換え核酸は宿主細胞内で自動的に複製するベクター(例えば、ファージ、プラスミド、ウイスル。又はレトロウイルスベクター)内に存在する。幾つかの態様において、このベクターは宿主細胞中のタンパク質を発現するための発現ベクターである。
シグナル配列、プロモーター、及びターミネーターの選択は用いられる宿主細胞に大きく依存している。前述のように、幾つかの態様において、ストレプトマイセス(Streptomyces)宿主細胞が用いられる。幾つかの態様において、シグナル配列はcelAシグナル配列である。幾つかの態様において、このcelAシグナル配列はKluepfelら(Kluepfelら,Nature Biotechnol,14:756−759[1996])に記載のようにストレプトマイセスリビダンス(S.lividans)セルラーゼA遺伝子、CelAによりコードされるシグナル配列である。バチルス宿主細胞を用いる他の態様では、このシグナル配列はバチルス宿主細胞の分泌経路内に融合タンパク質を直接分泌する任意のアミノ酸配列である。幾つかの態様において、用いることができるシグナル配列は野生型バチルス細胞から分泌されたタンパク質のシグナル配列を含む。そのようなシグナル配列はαアミラーゼ、プロテアーゼ(例えば、aprE又はスブチリシンE)、又はβラクタマーゼ遺伝子によりコードされるシグナル配列を含む。例示的なシグナル配列はバチルスステアロセレモフィリス(B.stearothermophilus)、バチルスリケニフォルミス(B.licheniformis)、バチルススブチリス(B.subtilis)、及びバチルスアミロリケファシエンス(B.amyloliquefaciens)を含むがこれらに限定されない任意のバチルス種由来のαアミラーセ遺伝子、スブチリス遺伝子、βラクタマーゼ遺伝子、中性プロテアーゼ遺伝子(例えば、nprT、nprS、nprM)、又はaprsA遺伝子を含む。1つの態様において、このシグナル配列は、バチスルスブチリスのaprE遺伝子(例えば、Olmos−Soto及びContreras−Flores,Appl.Microbiol.Biotechnol.,62:369−73[2003]参照)である。更なるシグナルペプチドはSimonen及びPalva(Simonen and Palva, Microbiol.Rev.,57:109−137[1993])に記載されており、当業者に知られている。
バチルス及びストレプトマイセス(Streptomyces)宿主細胞に用いるのに好適なプロモーター及びターミネーターは知られており、apr(アルカリプロテアーゼ)、 npr(中性プロテアーゼ)、amy(α−アミラーゼ)及びβラクタマーゼ遺伝子、並びにバチルススブチリスのレバンスクラーゼ遺伝子、バチルスリケニフォルミスのαアミラーゼ遺伝子(amyL)、バチルスステアロセレモヂリスのマルトース生成アミラーゼ遺伝子(amyM)、バチルスアミロリケファシエンスのαアミラーゼ遺伝子(amyQ)、バチルスリケニフォルミスのペニシリナーゼ遺伝子(penP)、バチルススブチリスのxylA及びxy/B遺伝子、並びにWO93/10249、WO98/07846、及びWO 99/43835のプロモーター及びターミネーターを含む。ストレプトマイセス(Streptomyces)宿主細胞に用いる発現カセットはこのプロモーター及びターミネーターを用いて作ることができ、当業者に知られている(例えば、Hopwoodら, Genetic Manipulation of Streptomyces:A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Laboratories[1985];Hopwoodら,In Booth and Higgins(Eds.)Symposium of the Society for General Microbiology,Regulation of Gene Expression,Cambridge University Press,[1986] 251−276ページ;Fornwaldら, Proc.Natl.Acad.ScL, 84:2130−2134[1987];Pulidoら、Gene56:277−82[1987];Dehottayら,Eur.J.Biochem.,166:345−50[1987]);Taguchi,Gene84:279−86[1989];Schmitt−Johnら、Appl.Microbiol.Biotechnol.,36:493−8 [1992];Motamedi,Gene160:25−31[1995]、及びBinnie,Protein Expr.Purif.,11:271−8[1997]参照)。幾つかの態様において、A4プロモーターが用いられる(WO06/054997参照、参照により本明細書に援用する)。
ストレプトマイセス(Streptomyces)、バチルス、アスペルギルス、トリコデルマ、及び他の宿主細胞における組換えタンパク質の発現のためのベクターシステムは当業者に知られている。任意の好適なベクターを本発明の発明に用いることを意図する。
III.本発明のStreptomycetaceae(例えば、ストレプトマイセス(Streptomyces))をコードしているポリヌクレオチドの入手
幾つかの態様において、本願発明のプロテアーゼをコードする核酸は本願技術分野で知られている標準的手順により得られる。例えば、クローンDNA(例えば、DNA「ライブラリー」)、化学合成、cDNAクローニング、PCR,ゲノムDNAまたはその断片のクローニング、または細菌又は菌類の種のような望む細胞から精製される(例えば、Sambrookら 上記[1989];及びGloverとHames(編)、DNA Cloning:A Pratical Approach,1、2巻、第2版参照)ポリヌクレオチド配列の合成は、自動合成装置(Needham−VanDevanterらNucl.Acids Res.,12:6159−6168[1984]参照)の使用を含め本願技術分野では良く知られている(例えば、Beaucage とCaruthers, Tetrahedron Lett.,22,:1859−1862[1981]参照)。DNA配列も、希望に応じ作ることができ種々の販売業者に注文できる。本明細書にさらに詳細に述べられているように、幾つかの実施態様では、ゲノムDNA由来の核酸配列はコードする領域に加えて調節領域を含む。
ゲノムDNA由来の遺伝子の分子クローニングを含む幾つかの実施態様では、DNA断片が作成され、そのいくつかは、望む遺伝子の少なくとも一部を含む。幾つかの実施態様では、DNAは種々の制限酵素を用いて特定の位置で切断される。幾つかの別の実施態様では、DNAを切断するため、DNA分解酵素がマンガン存在下で使用され、またはDNAが物理的に切断される(例えば、超音波処理による)。作成された線状のDNA断片は次に、アガロース及びポリアクリルアミドゲル電気泳動、PCR及びカラムクロマトグラフィーを含むがこれらに限定されない標準的方法により、大きさにより分離され、増幅される。
核酸断片が生じたら、プロテアーゼをコードする特定のDNA断片の同定は多くの方法で達成できよう。例えば、幾つかの実施態様では、1AG3遺伝子をコードしているタンパク質分解性加水分解酵素をコードするasp遺伝子またはその特異的RNA、または、プローブやプライマーのようなそれらの断片が単離され、ラベルされ、次に本願技術分野の技術者に良く知られているハイブリダイゼーション分析で使用され、生じた遺伝子を検出する(例えば、Benton及びDavis、Science 196:180[1977]参照)。好ましい実施態様では、このプローブと類似する相当の配列を共有するDNA断片群は、中程度から高度に厳密な条件でハイブリダイズする。
幾つかの好ましい実施態様では、増幅は本願技術分野で知られているように、PCRを用いて達成される。幾つかの好ましい実施態様では、少なくとも約4個のヌクレオチドと約60個ものヌクレオチドの核酸配列、(つまり断片)、好ましくは約12個から30個のヌクレオチド、及びより好ましくは約25個のヌクレオチドの核酸配列がPCRプライマーとして、いずれかの適当な組合せで使用される。これら同一の断片はまたハイブリダイゼーション及び生成物検出法でもプローブとして使用される。
幾つかの実施態様では、cDNAまたはゲノムライブラリーから本願発明の核酸構造体の単離はSEQ ID NO:3又は8のアミノ酸配列に基づいて調製された縮重したオリゴヌクレオチドプライマー群によるPCRを利用する。これらのプライマーはどのような断片長でも良く、例えば、長さは少なくとも4個、少なくとも5個、少なくとも8個、少なくとも15個、少なくとも20個のヌクレオチド長である。本発明の例示的なプローブは、実施例で詳述するように、TTGWHCGT(SEQ ID NO:20)及びGDSGG(SEQ ID NO:21)に対応する配列を含むプライマーを用いる。
上記の点から、本明細書に記載のポリヌクレオチド配列で、本明細書で提供されるヌクレオチド配列に基づくものが、他の種、特にプロテアーゼ1AG3により発現されるセリンプロテアーゼ活性をもつ酵素をコードする細菌由来のポリヌクレオチドと同一の又は相同な断片を得るのに有用であると評価されるであろう。
IV.本発明のセリンプロテアーゼの発現と回収
本願発明のセリンプロテアーゼの発現と回収のいずれの適切な方法も本明細書で使用できる。実際、本願発明の技術分野の技術者は、他の追加の酵素(例えば、プロテアーゼのようなタンパク質分解活性をもつ第2のペプチド、セルラーゼ、マンナナーゼ又はアミラーゼ等)とともに、タンパク質分解活性をもつセルロモナス由来のポリペプチドをクローニングするために適した多くの方法を知っている。所望の追加配列と組み合わせて本願発明の酵素をコードするポリヌクレオチドの少なくとも1個の(例えば、多数の)コピーを宿主細胞の遺伝子又はゲノムに導入するための、多くの方法もまた本技術分野で知られている。
一般に、遺伝子をクローニングし、外因性のプロテアーゼをコードする領域(外因性のコード領域の多数のコピーを含む)を前記遺伝子へ導入する標準的手順はストレプトマイセス(Streptmyces)1AG3プロテアーゼ誘導体またはその相同体を得る際に使用される。実際に、本願明細書は、実施例を含め、そのように教示している。しかし、本願技術分野で知られている他の方法もまた適当である(例えば、Sambrookら上記(1989);Ausbelら、上記[1995];及びHarwoodとCutting(編) Molecular Biological Methods for Bacillus John Wiley and Sons,[1990]及びWO96/34946参照)。
幾つかの好ましい実施態様では、本願発明のポリヌクレオチド配列は、適当な発現ベクターの中で発現調節配列にこのポリヌクレオチド配列を機能的に連結することにより発現され、本願技術分野で良く確立されている技術に従い適当な宿主を形質転換するためこの発現ベクターにより使用される。幾つかの実施態様では、本願発明のDNA配列の発現時に産生されるポリペプチドは、本願技術分野で良く確立された技術に従い種々の方法で細胞培養をする醗酵から単離され、精製される。本願技術分野の技術者は最も適した単離及び精製技術を選ぶことができる。
特に、本願発明は、本明細書に記載のポリヌクレオチドを含む構造体、ベクター、そのようなベクターで形質転換された宿主細胞、そのような宿主細胞で発現されたプロテアーゼ、微生物、(特にミクロコッカス亜目(Micrococcinea)に属するもの、セルロモナス(Cellulomonas)種を含むがこれらに限定されない)由来のセリンプロテアーゼ酵素を産生する発現方法とシステムを提供する。幾つかの実施態様では、セリンプロテアーゼをコードするポリヌクレオチドは、セリンプロテアーゼの発現に適した組換え宿主細胞を作成すりために試用される。幾つかの実施態様では、この発現宿主は商業的利用が可能な量でプロテアーゼを産生することができる。米国特許出願第Ser.No.10/576,331号にさらに詳細が記載されている。
V.組換えベクター
先に示したように、幾つかの実施態様では、本願発明は先に述べたポリヌクレオチドを含むベクターを提供する。幾つかの実施態様では、このプロテアーゼをコードするこの発明のベクター(つまり、構造体)は、ゲノム由来である(例えば、ゲノムのライブラリーを使用し、標準的技術により合成オリゴヌクレオチドのプローブを使用してハイブリダイゼーションによりこのプロテアーゼの全て又は一部をコードするDNA配列のスクリーニングにより調製される)。幾つかの態様において、このプロテアーゼをコードしているDNA配列は、実施例に記載のようにストレプトマイセス(Streptomyces)1AG3由来の染色体DNAを単離して、PCRによりこの配列を増幅することにより得られる。
代替的な態様において、前記化合物をコードする核酸配列は確立されている標準的な方法を用いて合成により調製することができる(例えば、Beucageら、Tetrahedr.Lett.,22:1859−1869[1981]に記載のphosphoroamidite法;又はMatthes ら、EMBO J., 3:801−805[1984]に記載の方法)。ホスホロアミダイド(Phosphoroamidite)法において、オリゴヌクレオチドが合成される(例えば、自動DNA合成機において)、精製、アニール、結合され、及び/又は好適なベクター内でクローニングされる。
追加的な態様において、核酸構築物は混合された合成又はゲノム由来である。幾つかの態様において、標準的な技術により、この構築物は合成又はゲノムDNAのフラグメントの結合により調製される。このフラグメントは核酸構築物全体の各種部分に態様している。
更なる態様において、本発明は本発明のDNA構築体を少なくとも1つ含むベクターを提供する。幾つかの態様において、本発明は組換えベクターを含む。自動的に複製するベクター、並びに宿主細胞ゲノム内に取り込むベクター(自動複製的又は安定的に)を含む任意の好適なベクターが本発明に用いることができる。即ち、数多くのベクター及び黒ニングに好適な発現カセット、糸状菌(カビ及び酵母)、バクテリア、昆虫、及び植物中での形質転換及び発言は当業者に知られている。通常、ベクター又はカセットは核酸の転写及び翻訳、選択マーカー、及び自動複製又は染色体取り込みを可能ならしめる配列に関する配列を含んでいる。幾つかの態様において、好適なベクターは転写開始の制御に関する遺伝子の5’領域及び転写停止を制御する3’領域のDNAフラグメントを含む。これらの制御領域は、宿主細胞内で選択された制御領域が機能できる限り、宿主細胞に対して相同でもよいし、同一でもよい。
幾つかの態様において、このベクターはDNAのテンスアスペルギスルに必要とされている追加的なセグメントに作動可能に結合している本発明のプロテアーゼをコードしているDNA配列における発現ベクターである。幾つかの態様において、この発現ベクターはプラスミド又はウイルスDNAでよい。代替的な幾つかの態様では両方のエレメントを含む。例示的なベクターはpSEA4C、pSEACT、及び/又はpSEA4CT、のほかに本明細書の実施例で説明するベクターの全てを含む。そのようなベクターの構築は、本明細書で開示しており、方法は当業者に知られている(例えば、米国特許第6,287,839号及びWO02/50245参照)。幾つかの態様において、本明細書で開示するpSEA4Cは本明細書でのべつポリヌクレオチドを含むベクターの構築に用いることができる(例えば、pSEA4CT−1AG3)。即ち、本明細書で開示する全てのベクターが本発明に用いることができる。
幾つかの態様において、転写に必要な追加的なセグメントは、当業者に知られているように、調節システムを含む(例えば、プロモーター、分泌セグメント、インヒビター、グローバルレギュレーター等)。一例としては、選択された宿主細胞において転写活性を示し、宿主細胞と相同又は異種のいずれかのタンパク質をコードしている遺伝子由来の任意のDNA配列を含む。具体的には、バクテリア細胞に用いるための好適なプロモーターの例としては、バチルスステアロセレモフィリス(Bacillus stearothermophilus)マルトース生成アミラーゼ遺伝子、バチルスアミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefaciens)(BAN)アミラーゼ、バチルススブチリス(Bacillus subtilis)アルカリプロテアーゼ遺伝子、バチルスクラウジ(Bacillus clausii)アルカリプロテアーゼ遺伝子、バチルスプミルス(Bacillus pumilus)キシロシダーゼ遺伝子、バチルスツリンギエンシス(Bacillus thuringiensis)crylllA、及びバチルスリケニフォルミス(Bacillus licheniformis)αアミラーゼ遺伝子のプロモーターを含むがこれらに限定されない。追加的なプロモーターは本明細書で説明するように、A4プロモーターを含む。本発明に用いる他のプロモーターはE.coli lac、trp、又はtacプロモーターのほかに、ファージラムダP又はPプロモーターを含むがこれらに限定されない。
幾つかの態様において、このプロモーターは前述のプロモーターに対して実質的に同じ活性を有するプロモーター又はセグメントをコードしている遺伝子由来である。本発明は、中間、高、及び/又は最大過酷条件で前述のプロモーターにハイブリダイズする、又は同じプロモーター活性を有してはいないが、前述のプロモーターに少なくとも約加えて90%同一及び少なくとも95%同一な核酸配列を含む。幾つかの態様において、このプロモーターはプロモーター及び/又は異種DNA(例えば、本発明のプロモーターに加えてタンパク質の酵素)全体の発現をプロモートするために用いる。追加的な態様において、このベクターは少なくとも1つの選択マーカーを含む。
幾つかの態様において、本発明の組換えベクターは宿主細胞中でベクターを複製させるためのDNA配列を更に含む。バクテリア宿主細胞を含む幾つかの態様において、これらの配列はプラスミド複製に必要な配列の全てを含む(例えば、ori及び/又はrep配列)。
幾つかの好適な態様において、シグナル配列(例えば、リーダー配列又はプレ配列)も、本発明のポリペプチドを宿主細胞の分泌経路に導くために、ベクターに含まれる。幾つかの態様において、分泌シグナル配列は正確なリーディングフレームにおける前駆体タンパク質をコードしているDNA配列に結合される。プロテアーゼが細胞内に発現されるか、又は分泌されるかにより、本発明のポリヌクレオチド又は発言ベクターは天然のポリヌクレオチドシグナル配列又はバクテリア内(例えば、バチルス、)糸状菌(例えば、トリコデルマ)、他の真核又は原核細胞において昨日するシグナル配列と一緒又はこれらを含まずに、設計される。幾つかの態様において、発現はシグナル配列を完全又は部分的に除去して達成される。
バクテリア細胞からの分泌を含む幾つかの態様において、シグナルペプチドは自然派生シグナルペプチド又はこれらの機能的な部分である。他の態様において、シグナルペプチドは合成ペプチドである。好適なシグナルペプチドはバチルスリケニフォルミス(Bacillus licheniformis)αあミラーゼ遺伝子、バチルスクラウジ(Bacillus clausii)アルカリプロテアーゼ遺伝子、及びバチルスアミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefaciens)アミラーゼ遺伝子を含むがこれらに限定されない配列を含む。1つのシグナル配列は本明細書で述べる、ストレプトマイセス1AG3である。従って、幾つかの好適な態様において、このシグナルペプチドは本明細書のプロテアーゼからのシグナルペプチドを含む。このシグナルは1AG3プロテアーゼ及び/又は異種DNA配列(例えば、野生型プロテアーゼ、BPN変異プロテアーゼ等の第二プロテアーゼ、GG36変異体プロテアーゼ、リパーゼ、セルラーゼ、マンナナーゼ等)の分泌の促進に用いられる。幾つかの態様において、これらの第二酵素は当業者に知られているDNA配列及び/又はアミノ酸配列によりコードされる(例えば、米国特許第6,465,235号、6,287,839号、5,965,384号、及び5,795,764号、並びにWO98/22500、WO92/05249、EP0305216Bl及びWO94/25576参照)。更に、幾つかの態様において、このシグナルペプチドは内性配列に作動可能に結合して、内性的にコードされているプロテアーゼを活性化及び/又は分泌する。
本発明のプロテアーゼをコードするDNA配列、プロテアーゼ及び/又は分泌シグナル配列のそれぞれを結合し、複製のために必要な情報を含む公的なベクターに挿入するに用いる手順は当業者に知られている。前述のように、幾つかの態様において、核酸構築体は特定のプライマーを用いたPCRを用いて調製される。
VI.宿主細胞
前述のように、幾つかの態様において、本発明は前述のベクターで形質転換した宿主細胞も提供する。幾つかの態様において、宿主細胞に導入された本発明のプロテアーゼをコードしているポリヌクレオチドは相同体である。他の態様において、このポリヌクレオチドは宿主細胞に対して異種である。ポリヌクレオチドが宿主細胞に相同である幾つかの態様において(例えば、宿主細胞により生成される天然プロテアーゼの追加的なコピー)、このポリヌクレオチドは他の相同又は異種プロモーター配列に作動可能に結合している。代替的な態様において、他の分泌シグナル配列及び/又はターミネーター配列も本発明に用いることができる。従って、幾つかの態様において、このポリヌクレオチドDNA配列は相同ポリペプチド配列、異種生物からの相同ポリペプチド配列、又は合成ポリペプチド配列の複数のコピーを含む。即ち、本発明を特定の宿主細胞及び/又はベクターに限定することを意図しない。
即ち、本発明のDNA構築体が導入される宿主細胞はバクテリア、糸状菌、及び高等真核生物を含むがこれらに限定されない、本発明のアルカリ性プロテアーゼを生成することができる任意の細胞を含む。
本発明に用いるバクテリア宿主細胞の例としては、バチルス(Bacillus)、ストレプトマイセス(Streptomyces)、及びセルモビフィダ(Thermobifida)等のグラム陽性バクテリア、例えば、バチルススブチリス(B.subtilis)、バチルスリケニフォルミス(B.licheniformis)、バチルスレンタス(B.lentus)、バチルスブレビス(B.brevis)、バチルスステアロデレモフィリス(B.stearothermophilus)、バチルスクラウジ(B.clausii)、バチスルアミロリケファシエンス(B.amyloliquefaciens)、バチルスコアグランス(B.coagulans)、バチルスサーキュランス(B.circulans)、バチルスレンタス(B.lautus)、バチルスメガテリウム(B.megaterium)、バチルスツリンギエンシス(B.thuringiensis)、ストレプトマイセスグリセウス(S.griseus)、ストレプトマイセスリビダンス(S. lividans)、ストレプトマイセスコエリコラ(S.coelicolor)、ストレプトマイセスアベルミチリス(S.avermitilis)及びトリコデルマフースカ(T.fusca)、並びに腸内細菌等のグラム陰性バクテリア(例えば、大腸菌)を含むがこれらに限定されない。幾つかの態様において、宿主細胞はバチルススブチリス(B.subtilis)、バチルスクラウジ(B.clausii)、及び/又はバチルスリケニフォルミス(B.licheniformis)である。追加的な態様において、この宿主細胞はストレプトマイセスリビダンス(S.lividans)(例えば、TK23及び/又はTK21)である。プロトプラスト形質転換、適合細胞の使用等を含むがこれらに限定されない、当業者に知られているような方法を用いて本発明に用いるバクテリアの形質転換を行うことができる。幾つかの態様において、米国特許第5,264,366号(参照により本明細書に援用する)記載の方法も本発明に用いることができる。ストレプトマイセスリビダンス(S.lividans)については、Fernandez−Ab alosらによる方法(Fernandez−Abalosら、Microbiol.,149:1623−1632[2003]参照、Hopwoodら、Genetic Manipulation of Streptomyces:Laboratory Manual,Innis[eds.][1985]も参照、これらの文献を参照により本明細書に援用する)を用いることができる。もちろん、実施例に記載の方法も本発明に用いることができる。
本発明に用いる糸状菌宿主細胞の例としては、トリコデルマ種及びアルペルギルス種を含むがこれらに限定されない。幾つかの特定の態様において、この宿主細胞はトリコデルマレーシ及び/又はアルペルギルスニガーである。幾つかの態様において、アルペルギルスにおける形質転換及び発言は米国特許第5,364,770(参照により本明細書に援用)に記載されている。もちろん、実施例に記載の方法も本発明に用いることができる。
幾つかの態様において、特定のプロテアーゼ及びシグナル配列が本発明のプロテアーゼの効率的な形質転換及び発現に必要とされる。従って、バチルス宿主細胞を使用する幾つかの態様において、aprEプロモーターが既知のバチルス由来シグナル配列及び他の調節配列と組み合わせて用いられる。アスペルギスルにおける発現を含む幾つかの態様において、glaAプロモーターが用いられる。ストレプトマイセス宿主細胞を含む幾つかの態様において、アクチノマイセスミソウリエンシス(Actinoplanes missouriensis)を用いる。他の態様では、A4プロモーターを用いる。
E.coli等のバクテリアにおける発現を含む幾つかの態様において、プロテアーゼは細胞質中に、特に不溶性顆粒として(即ち、封入体として)保持される。しかしながら、他の態様において、プロテアーゼはバクテリア分泌配列によりペプラズム空間に誘導される。前述の場合、この細胞は溶解され、顆粒を回収し、変性剤を希釈剤すてプロテアーゼの再折りたたみを行ったあと、回収、変性する。後者の場合、このプロテアーゼは細胞を壊して(例えば、超音波又は浸透圧ショックにより)、ペププラズム空間に内容物を放出して、タンパク質を回収しうることにより、ペリプラズム空間から回収される。
幾つかの態様において、本発明の形質転換された宿主細胞は本発明のプロテアーゼの発現を許容する条件下で好適な培養培地において培養される。その後で得られたプロテアーゼが培地から回収される。好適なサプリメントを含む最小又は複合培地等の宿主細胞の育成に好適な任意の従来の配置を細胞の培養に用いることができる。好適な培地は市販されており、当業者が知る既知のレシピに従って調製することができる。幾つかの態様において、細胞により生成されたプロテアーゼは延伸分離、又はろ過、塩(例えば、硫酸アンモニウム)によるタンパク質様物質又はろ過物の沈殿、クロマトグラフ精製(例えば、イオン交換、ゲルろ過、親和等)を含むがこれらに限定されない従来の歩ホウにより、培養培地から回収される。従って、本発明のプロテアーゼを回収するための任意の方法を用いることができる。即ち、本発明を特定の精製方法に限定することは意図しない。
VII.セリンプロテアーゼ酵素の適用
本明細書にさらに詳細に記載されているように、本願発明のプロテアーゼはある用途に非常に適するようにする重要な特徴を持っている。例えば、本願発明のプロテアーゼは幾つかの従来用いられているプロテアーゼに対して熱的安定性、酸化安定性、及びキレート安定性が向上している。従って、これらのプロテアーゼは洗浄組成物に用いることができる。実際、ある洗浄条件では、このプロテアーゼは現在使用されているスブチリシンプロテアーゼと比較して、同程度または向上した洗浄性能を示す。従って、本願発明の洗浄及び/または酵素組成物は種々の洗浄剤組成物に提供されると考えられている。幾つかの実施態様では、本願発明のプロテアーゼはスブチリシンプロテアーゼ(つまり、現在使用されているプロテアーゼ)と同一の方法で利用されている。従って、本願のプロテアーゼは動物飼料、皮革処理(例えば、なめし剤)、タンパク質加水分解、及び織物産業での用途のほか、種々の洗浄剤組成物に用途がある。
従って、本願発明のプロテアーゼは、多くの産業的用途があり、特に洗浄、殺菌、動物飼料、及び織物/皮革産業に用途がある。幾つかの実施態様では、本願発明のプロテアーゼは、洗剤、研磨剤、漂白剤及び他の従来の成分と組み合わされて、洗濯及び他の洗浄技術、例えば、洗濯洗剤(粉末及び液体)、洗濯用予浸剤、全ての布地漂白剤、自動皿洗機用洗剤(液体及び粉末)、家庭用洗浄剤、特に棒状と液状の石鹸及び排水管洗浄剤等、で有用な種々の新規な組成物洗剤を形成する。加えて、このプロテアーゼは、コンタクトレンズや他の製品を、この洗浄剤組成物の水性溶液と接触させることにより洗浄する用途がある。加えて、これらの天然のプロテアーゼは、例えば、ペプチド加水分解、廃棄物処理、織物産業用途、医療機器洗浄、バイオフィルム除去に、及びタンパク質生産における融合-切断酵素として使用できる。プロテアーゼが、使用条件でその機能を維持する限り、これらの製品群の組成は、本願発明には決定的ではない。幾つかの実施態様では、この組成物は洗浄に効果的な量のプロテアーゼ、またはこのプロテアーゼの酵素剤を含む酵素組成物を、酵素組成物の従来の成分とこの技術分野で認められている量で組み合わせることにより容易に調製される。
本発明のプロテアーゼは特に洗濯用及び食器用を含むがこれらに限定されない洗剤産業に用いることができる。このような製品は酵素を様々な環境ストレス下で持ちルことになる。本発明のプロテアーゼは各種条件下で他の安定性に依存した、高度を用いた多くの従来の使用に対して有利である。
即ち、実際、種々の洗剤の調合、洗浄用の水量、洗浄用の水温、洗浄時間等、洗浄に使用するプロテアーゼが晒される種々の洗浄条件がある。加えて、異なる地域で使用される洗剤組成物は異なる濃度の関係成分を洗浄用の水に溶かす。例えば、ヨーロッパの洗剤は通常、洗浄用の水に約4500乃至5000ppmの洗剤成分を溶かす。一方、日本の洗剤は、通常、約667ppmの洗剤成分を洗浄用の水に溶かす。北アメリカ、特に米国では、洗剤は通常、約975ppmの洗剤成分を洗浄用の水に溶かす。
低洗剤濃度システムは、約800ppm未満の洗剤成分を洗浄用の水に溶かす洗剤を含む。日本の洗剤は、約667ppmの洗剤成分を洗浄用の水に溶かすので、通常低洗剤濃度システムである。
中程度の洗剤濃度は約800ppmと約2000ppmの間で、洗剤成分を洗浄用の水に溶かす洗剤を含む。北アメリカの洗剤は、約975ppmの洗剤成分を洗浄用の水に溶かすので、一般的に中程度の洗剤濃度システムであると考えられている。ブラジルのものは約1500ppmの洗剤成分を洗浄用の水に溶かす。
高洗剤濃度システムは約2000ppmより高濃度の洗剤成分が洗浄用の水に溶かす洗剤を含む。ヨーロッパの洗剤は、約4500乃至5000ppmの洗剤成分を洗浄用の水に溶かすので高洗剤濃度システムであると一般的に考えられている。
ラテンアメリカの洗剤は高濃度石鹸水リン酸研磨剤洗剤であり、ラテンアメリカで使用される洗剤の範囲は、1500ppmから6000ppmの洗剤成分が洗浄用の水に溶けるので、中程度及び高洗剤濃度の両者に属し得る。先に述べたように、ブラジルのものは通常、約1500ppmの洗剤成分を洗浄用の水に溶かす。しかし、他のラテンアメリカ諸国に限らず、他の高濃度石鹸水リン酸研磨剤洗剤地域は、約6000ppmまでの洗剤成分を洗浄用の水に溶かす高洗剤濃度システムをもつかもしれない。
先に述べたことから、世界中の通常の洗浄溶液の洗剤成分の濃度は、約800ppm未満の洗剤組成物(「低洗剤濃度地域」)、例えば日本では約667ppm、から約800ppmと約2000ppmの間(「中程度の洗剤濃度地域」)、例えば米国で約975ppm、及びブラジルで約1500ppm、さらに約2000ppmより高濃度(「高洗剤濃度地域」)、例えば、ヨーロッパで約4500ppmから約5000ppm及び高濃度石鹸水リン酸研磨剤洗剤地域で約6000ppm、に及ぶことが明らかである。
通常の洗浄液の濃度は実験的に決定される。例えば、米国では、通常の洗濯機は約64.4Lの容量の洗濯液を保持する。従って、約975ppmの洗剤濃度を洗浄液に得るためには約62.79gの洗剤組成物64.4Lの洗浄液に加えられなければならない。この量は洗剤に付けられた秤量カップを使用して消費者が洗浄用の水に量り入れる通常の量である。
別の例として、異なった地域では異なる洗濯温度を用いる。日本では洗濯水の温度は通常、ヨーロッパで使用されるよりも通常低い。例えば、北アメリカと日本の洗濯水の温度は10℃と30℃の間(例えば、約20℃)であり得るが、ヨーロッパの洗濯水の温度は通常30℃と60℃の間である(例えば、約40℃)。
別の例として、地域性は、通常、水の硬度の違いを含む。水の硬度は普通、ガロン(gallon)当たりのCa2+/Mg2+を併せたグレイン(grain)により表される。硬度は水に含まれるカルシウム(Ca2+)とマグネシウム(Mg2+)の量の尺度である。米国の大部分の水は硬水であるが、硬度はかわる。中程度の硬水(60乃至120ppm)から硬水(121乃至181ppm)は、60から181ppm(ppmのUSガロン当たりのグレインへの変換は、17.1でppmを割って得られる)の硬度の鉱物を含む。
Figure 2011501961
ヨーロッパの水の硬度は通常、Ca2+/Mg2+総量がガロン当たり10.5(例えば、10.5−20.0)グレインより大きい(例えば、Ca2+/Mg2+総量がガロン当たり約15グレイン)。北アメリカの水の硬度は通常日本の水の硬度より大きく、ヨーロッパの水の硬度より小さい。例えば、北アメリカの水の硬度は3から10グレインの間、3乃至8グレイン又は約6グレインでありうる。日本の水の硬度は通常、北アメリカの水の硬度より低く、普通、4より小さく、例えばガロン当たり3グレインのCa2+/Mg2+総量である。
従って、幾つかの実施態様では、本願発明は少なくとも一組の洗浄条件(例えば、水温、水の硬度、及び/または洗剤濃度)で驚くべき洗浄性能を示すプロテアーゼを提供する。幾つかの実施態様では、本願発明のプロテアーゼは洗浄性能においてスブチリシンプロテアーゼに匹敵する。幾つかの実施態様では、本願発明のプロテアーゼはスブチリシンプロテアーゼと比較して向上した洗浄性能を示す。従って、本願発明の幾つかの好ましい実施態様では、本明細書に記載のプロテアーゼは、向上した酸化安定性、向上した熱的安定性、及び/または向上したキレート安定性を示す。
幾つかの実施態様では、本願発明はこのプロテアーゼの相同種及び変異種のほか、1AG3プロテアーゼを提供する。これらのプロテアーゼは布地からタンパク質に基づく汚れを洗浄するためことを望むいずれの用途にも使える。
幾つかの実施態様では、本願発明の洗浄剤組成物は、皿洗いのほか、洗濯用添加物組成物、汚れた布地の前処理での使用に適した組成物、すすぎで加えられる柔軟剤組成物、及び家庭内の硬い表面一般の洗浄作業で使用する組成物を含む手洗い及び機械洗い用洗剤組成物として調合されている。本願技術分野の者は洗浄剤組成物として使用しうる種々の調合についてよく知っている。好ましい実施態様では、本願発明のプロテアーゼは洗剤組成物で、同程度又は向上した性能をもつ(つまり、他のプロテアーゼと比較したとき)。幾つかの実施態様では、洗浄性能は、標準的方法である、タマゴ、草、血液、牛乳等の酵素に感受性のある汚れを用いる種々の洗浄分析において、本願発明のプロテアーゼをスブチリシン(subtilisin)プロテアーゼと比較して評価される。実際、本願技術分野の者は、標準的洗浄サイクル条件下、洗浄剤性能を評価するために使用される分光学的及び他の分析的方法を良く知っている。
本願発明に使用される分析はWO99/34011及び米国特許第6,605,458号(例えば実施例3を参照)で記載された分析を含むがこれらに限定されない。米国特許第6,605,458号、実施例3においては、撹拌子を使用した150mLのガラスビーカー中で、pH10.5で3.0g/L洗剤量、15℃で15分の洗濯時間、水の硬度6°dH,10nMの酵素濃度、50ml中に5枚の布地片(ファイ2.5cm)、試験物質センター、オランダ(Center for Test Material Holland)のEMPA117試験物質が使用されている。試験物質に関し反射率「R」の測定はMacbeth ColorEye7000光度計を用いて460nmで行われた。その他の方法は本明細書の実施例に記載されている。このように、これらの方法もまた、本願発明で使用されている。
従来の洗浄剤組成物に本発明のプロテアーゼを添加することにより、特に用途が限定されることはない。言い換えれば、pHが本明細書に記載した範囲内にある限り、温度が記載されているプロテアーゼの変性温度より低い限り、その洗剤に適したどのような温度、pHもまた、本願の組成物に適している。加えて、本願発明のプロテアーゼは洗剤を含まない、プロテアーゼのみの、又は研磨剤、安定剤と組み合わされた組成物に使用できる。
洗浄剤組成物又は洗剤において使用する場合、酸化に対する安定性がさらに考慮される。つまり、種々の用途に安定性は求められるが、幾つかの用途では、安定性は、向上し、低下し又はスブチリシンプロテアーゼに匹敵する。幾つかの好ましい実施態様では、酸化安定性は向上することが求められる。本願発明のプロテアーゼのいくつかはそのような用途に特に用いられる。
洗浄剤組成物または洗剤の中で使用されるときは、熱的安定性がさらに考慮される。つまり、種々の用途に安定性は求められるが、幾つかの用途では、安定性は向上し、低下しまたはスブチリシンプロテアーゼに匹敵する。幾つかの好ましい実施態様では、熱的安定性が向上することが望ましい。本願発明のプロテアーゼのいくつかはそのような用途に特に用いられる。
洗浄剤組成物又は洗剤の中で使用される場合、キレート剤に対する安定性がさらに考慮される。つまり、種々の用途に安定性は求められるが、幾つかの用途では、この安定性は
向上し、低下しまたはスブチリシンプロテアーゼに匹敵する。幾つかの好ましい実施態様では、キレート剤安定性は向上することが求められる。本願発明のプロテアーゼのいくつかはそのような用途に特に使用される。
本願発明の幾つかの実施態様では、スブチリシンプロテアーゼと比較したとき異なるpHで修飾された酵素活性を示す天然のプロテアーゼが提供される。pH−活性プロファイルは酵素活性対pHのプロットであり、実施例に記載されているように作成されても良く、及び/または本願発明の技術分野で知られている方法で作成されても良い。幾つかの実施態様では、より広いプロファイル(つまり、比較のスブチリシンプロテアーゼよりpHの範囲で高い活性をもつもの)をもつ天然のプロテアーゼを得ることが望ましい。他の実施態様では、この酵素はいずれのpHでも有意に高い活性をもたない、またはより鋭いプロファイル(つまり、所与のpHでは、スブチリシンプロテアーゼと比較したとき活性が向上し、他の領域では活性が低いもの)をもつ天然の相同体である。つまり、種々の実施態様では、本願発明のプロテアーゼ群は最適なpH及び/またはpH範囲が異なっている。本願発明はいずれか特定のpHまたはpH範囲に限定することを意図していない。
本願発明の幾つかの実施態様では、洗浄剤組成物は、1AG3及び/または本願発明の他のプロテアーゼをこの組成物の重量に対し0.00001%から10%の水準で、本願発明のプロテアーゼを含み、この組成物の重量の残部(例えば、99.999%から90.0%)は、洗浄添加剤を含む。本願発明の他の面では、本願発明の洗浄剤組成物は69B4と/または他のプロテアーゼを、この組成物の重量に対し0.0001%から10%、0.001%から5%、0.001%から2%、0.005%から0.5%の水準で含み、洗浄剤組成物の残部(例えば、重量で99.9999%から90.0%、99.999%から98%、99.995%から99.5%)は洗浄添加剤を含む。
幾つかの実施態様では、好ましい洗浄剤組成物は、本発明のプロテアーゼ調合剤に加え、洗浄性能を与え、及び/または布地を保護する効果を与える1以上の追加の酵素または酵素誘導体を含む。そのような酵素は、他のプロテアーゼ、リパーゼ、クチナーゼ、アミラーゼ、セルラーゼ、パーオキシダーゼ、オキシダーゼ(例えば、ラッカーゼ)と/またはマンナナーゼを含むがこれらに限定されない。
アルカリ溶液での使用に適するいずれか他のプロテアーゼは本願発明の組成物で使用される。適当なプロテアーゼは動物、植物または微生物由来のものを含む。特に好ましい実施態様では、微生物のプロテアーゼが使用される。幾つかの実施態様では、化学的にまたは遺伝学的に修飾された突然変異体が含まれる。幾つかの実施態様では、このプロテアーゼはセリンプロテアーゼであり、好ましくはアルカリ性微生物プロテアーゼまたはトリプシン様プロテアーゼである。アルカリ性プロテアーゼの例はスブチリシン類、特にバチルス属由来(例えば、スブチリシン、レンタス、アミロリケファシエンス、スブチリシンカールスベルク、スブチリシン309、スブチリシン147とスブチリシン168)のものである。その他の例は米国特許第 RE34,606号、5,955,340号、5,700,676号、6,312,936号及び6,482,628号で記載されているこれらの突然変異プロテアーゼを含み、これらの全ては引用により本明細書に含める。その他のプロテアーゼの例は、トリプシン(例えば、ブタまたはウシの)、及びWO89/06720に記載のヒプロテアーゼを含むがこれらに限定されない。好ましい市販のプロテアーゼ酵素は、MAXATASE(商標)、MAXACALTM、MAXAPEMTM、OPTICLEAN(商標)、OPTIMASE(商標)、PROPERASE(商標)、PURAFECT(商標)及びPURAFECT(商標)OXP(Genencor)の製品名で販売されているもの、ALCALASE(商標)、SAVINASE(商標)、PRIMASE(商標)、DURAZYMTM、RELASE(商標)及びESPERASE(商標)(Novozymes) の製品名で販売されているもの、BLAPTM(Henkel Kommanditgesellschaft auf Akiten, Dusseldorf,Germany)の製品名で販売されているものを含む。種々のプロテアーゼがWO95/23221、WO92/21760及び米国特許第5,801,039号、5,340、735号、5,500,364号、5,855,625号に記載されている。他のBPN‘変異種(「BPN‘変異種1」と本明細書では記載する)は米国特許第RE34,606号に記載されている。別のGC36変異種(「GC36変異種1」と本明細書では記載する)は米国特許第5,955,340号、5,700,676号に記載されている。さらに、GG-36変異種は、米国特許第6,312,936号及び第6,482,628号に記載されている。本願発明の一面では、本願発明の洗浄剤組成物はこの組成物の重量に対し0.00001%から10%までの水準で別のプロテアーゼ酵素を含み、重量に対し99.999%から90.0%の洗浄添加剤を含む。本願発明の他の実施態様では、本願発明の洗浄剤組成物はまた、この組成物の重量で0.0001%から10%、0.001%から5%、0.001%から2%、0.005%から0.5%の水準で69B4プロテアーゼ(またはその相同体または変異種)を含み、洗浄剤組成物の残部(例えば、重量で99.9999%から90.0%、99.999%から98%、99.995%から99.5%)は洗浄添加剤を含む。
加えて、アルカリ溶液での使用に適したどのようなリパーゼも本願発明に使用される。適したリパーゼは細菌または菌類に由来するものを含むが、これらに限定されない。化学的にまたは遺伝子学的に修飾された突然変異体は本願発明に含まれる。有用なリパーゼの例は、ヒューミコラ・ラヌギノザ(Humicola lanuginose)リパーゼ(例えば、EP258068とEP305216参照)、リゾムコール・ミヘイ(Rhizomucor miehei)リパーゼ(例えば、EP238023参照)、カンジダ(Candida)リパーゼ、例えばC.アンタークチカリパーゼ(例えば、C.アンタークチカ(C.antarctica)リパーゼAまたはB;EP214716参照)、シュードモナス(Pseudomonas)リパーゼ、例えばP.アルカリゲネス(P.alcaligenes)と、P.シュードアルカリゲンス(P.pseudoalcaligenes)リパーゼ(例えばEP218272号参照)、P.セパシア(P.cepacia)リパーゼ(例えばEP331376号参照)、P.スタットゼリ(P.stutzeri)リパーゼ(GB1,372,034号参照)、P.フルオレセンス(P.fluorescence)リパーゼ、バチルス(Bacillus)リパーゼ(例えば、B.スブチリス(B.subtilis)リパーゼ[Dartoisライブラリー、Biochem.Biophys.Acta 1131:253−260[1993]])、B.ステアロテルモフィラス(B.stearothermophilus)リパーゼ[例えばJP64/744992参照]及びB.パミラス(B.pumilus)リパーゼ[例えばWO91/16422参照])を含む。
さらに、多くのクローンされたリパーゼが本願発明の幾つかの実施態様で使用される。ペニシリウム・カメンベルチ(Penicillium camembertii)リパーゼ(Yamaguchiら、Gene103:61−67[1991]参照)、ゲオトリカム・カンジダム(Geotricum candidum)リパーゼ(Schimadaら、J.Biochem.,106:383−388[1989])及び種々のリゾパス(Rhizopus)リパーゼ、例えば、R.ニベウス(R.niveus)リパーゼ(Kugimiyaら、Biosci.Biotech.Biochem.56:716−719[1992])及びR.オリゼ(R.oryzae)リパーゼを含むがこれらに限定されない。
他の種類の、クチナーゼ(cutinase)のような脂肪分解酵素もまた、本願発明の幾つかの実施態様で使用され、シュードモナス・メンドシナ(Pseudomonas mendocina)由来のクチナーゼ(cutinase)(WO88/09367参照)、またはフザリウム・ソラニ・ピシ(Fusarium solani pisi)由来のクチナーゼ(WO90/09446参照)を含むが、これらに限定されない。
その他の適したリパーゼは、M1 LIPASE(商標)、LUMA FAST(商標)及びLIPOMAX(商標)(Genencor)、LIPOLASE(商標)とLIPOLASE(商標)ULTRA(Novozymes)及びLIPASE P(商標)「Amano」(アマノ薬品株式会社、日本)のような市販のリパーゼを含む。
本願発明の幾つかの実施態様では、本願発明の洗浄組成物はさらに、この組成物の重量に対して0.00001%から10%の水準で別のリパーゼを含み、残部は洗浄添加剤である。本願発明の他の面では、本願発明の洗浄組成物は、この組成物の重量に対し0.0001%から10%、0.001%から5%、0.001%から2%、0.005%から0.5%の水準でリパーゼも含む。
アルカリ溶液での使用に適したいずれのアミラーゼ(アルファ及び/またはベータ)も、本願発明の幾つかの実施態様で使用される。適したアミラーゼは、細菌又は菌類由来のものを含むがこれらに限定されない。化学的にまたは遺伝学的に修飾された突然変異体が幾つかの実施態様に含まれる。本願発明に使用されるアミラーゼは、B.リケニフォルミス(B.licheniformis)(例えば、GB1,296,839参照)から得られるα−アミラーゼを含むがこれに限定されない。本願発明に使用される市販のアミラーゼは、DURAMYL(商標)、TERMAMYL(商標)、FUNGAMYL(商標)、STAINZYME(商標)とBANTM(Novozymes)とRAPIDASE(商標)とMAXAMYL(商標)P(Genencor International)を含むがこれらに限定されない。
本願発明の幾つかの実施態様では、本願発明の洗浄剤組成物は、組成物の重量に対しさらに0.00001%から10%の水準で別のアミラーゼを含み、残部は洗浄添加剤である。本願発明の他の面では、本願発明の洗浄剤組成物はまた、組成物の重量に対し0.0001%から10%、0.001%から5%、0.001%から2%、0.005%から0.5%の水準でアミラーゼを含む。
アルカリ溶液での使用に適したいずれかのセルラーゼも、本願発明の実施例で使用される。適したセルラーゼは、細菌または菌類由来の物を含むがこれらに限定されない。化学的にまたは遺伝学的に修飾された突然変異体は幾つかの実施態様に含まれる。適したセルラーゼは、ヒューミコラ・インソレンス(Humicola insolens)セルラーゼ(米国特許第4,435,307号参照)を含むがこれに限定されない。特に適したセルラーゼは色を保護する利点をもつセルラーゼである(例えば、EP0495257参照)。
本願発明に用途のある市販のセルラーゼは、CELLUZYME(商標)(Novozymes)とKAC−500(B)TM(Kao Corporation)を含むがこれらに限定されない。幾つかの実施態様では、セルラーゼは成熟した野生型または変異セルラーゼの一部又は断片として組み入れられ、N末端の一部が切断されている(米国特許第5,874,276号参照)。
幾つかの実施態様では、本願発明の洗浄組成物は、組成物の重量に基づき0.0001%から10%の水準でさらに別のセルラーゼを含み、残部は洗浄添加剤である。本願発明の他の面では、本願発明の洗浄剤組成物は、組成物の重量に基づき0.0001%から10%、0.001%から5%、0.001%から2%、0.005%から0.5%の水準でセルラーゼをも含む。
洗剤組成物及びまたはアルカリ溶液での使用に適したいずれのマンナナーゼも本願発明で使用される。適したマンナナーゼは細菌または菌類由来のものを含むがこれらに限定されない。化学的にまたは遺伝学的に修飾された突然変異体は幾つかの実施態様に含まれる。本願発明に用途のある種々のマンナナーゼが知られている(米国特許第6,566,114号、米国特許第6,602,842号、米国特許第6,440,991号を参照。これら全ては引用により本明細書に組み入れられる。)
幾つかの実施態様では、本願発明の洗浄剤組成物はさらに組成物の重量に基づき0.00001%から10%の水準で別のマンナナーゼを含むことができ、残部は洗浄添加剤である。本願発明の他の面では、本願発明の洗浄剤組成物は、また、組成物の重量に基づき、0.0001%から10%、0.001%から5%、0.001%から2%、0.005%から0.5%の水準でマンナナーゼをも含む。
幾つかの実施態様では、ペルオキシダーゼが過酸化水素またはその発生源(例えば、過炭酸塩、過ホウ酸塩、過硫酸塩)と組み合わせて使用される。別の実施態様では、酸化酵素が酸素と組み合わされて使用される。両タイプの酵素は、「溶液漂白」(つまり、洗濯液中で共に洗濯するとき染色された布地から他の布地へ布地の染料が移ることを防ぐ)のために、好ましくは強化剤(例えば、WO94/12621及びWO95/01426参照)とともに使用される。適したペルオキダーゼ/酸化酵素は、植物、細菌または菌類由来のものを含むがこれらに限定されない。化学的または遺伝学的に修飾された突然変異体が幾つかの実施態様に含まれる。
幾つかの実施態様では、本願発明の洗浄剤組成物はさらにペルオキシダーゼ及び/または酸化酵素を、組成物の重量を基準に0.00001%から10%の水準でペルオキシダーゼ及び/または酸化酵素を追加して含み、残部は組成物の重量を基準として洗浄添加剤である。本願発明の他の面では、本願発明の他の洗浄剤組成物はまた、組成物の重量を基準に、0.0001%から10%、0.001%から5%、0.001%から2%、0.005%から0.5%のペルオキシダーゼ及び/または酸化酵素をも含む。
上述した酵素の混合物は、本明細書含まれ、特に1AG3酵素、1つ以上の他のプロテアーゼ、少なくとも1つのアミラーゼ、少なくとも1つのリパーゼ、少なくとも1つのマンナナーゼ、及び/または少なくとも1個のセルラーゼからなる混合物が含まれる。実際に、種々のこれらの酵素混合物は本願発明での使用が考慮されている。
種々の水準のプロテアーゼと1以上の別の酵素は両者ともそれぞれ10%までの範囲であっても良く、洗浄剤組成物の残部は洗浄剤添加剤である。洗浄剤添加剤の種類の選択は、洗浄を受ける表面、製品又は布地、使用時の洗浄条件に適した望ましい形態(例えば、洗剤用)を考慮することにより容易に行われる。
適した洗浄添加剤の例は、界面活性剤、研磨剤、漂白剤、漂白活性剤、漂白触媒、他の酵素、酵素を安定化する系、キーラント(chelant)、漂白蛍光剤(optical brightener)、土剥離ポリマー(soil release polymers)、染料転移剤(dye transfer agents)、懸濁剤(dispersant)、発泡抑制剤(suds suppressors)、染料、香料、色素、増量剤である塩、ヒドロトロープ(hydrotrope)、光活性化剤、蛍光剤、布地の柔軟剤、加水分解性界面活性剤、保存料、抗酸化剤、抗収縮剤、しわの防止剤、殺菌剤、抗かび剤、カラースペクル(colorspeckle)、シルバーケア(silvercare)、曇り防止剤(anti−tarnish)及び/または腐食防止剤、アルカリ性供与剤(alkalinity sources)、溶解剤、担体、処理助剤、顔料、及びpH調整剤(米国特許第6,610,642号、6,605,458号、5,705,464号、5,710、115号、5,698、504号、5,695,679号、5、686、014号及び5、646、101号、これら全ては引用により本明細書に組み入れられる。)特定の洗浄剤組成物の実施態様は下記に詳細に例示されている。
洗浄添加剤が、洗浄剤組成物の中で、本願発明のプロテアーゼと合わせることができない場合、両成分を合わせることが適当であるときまで、洗浄添加剤とプロテアーゼを分離(つまり、互いに接触しない)しておく方法が使用される。そのような分離は本願発明の技術分野(つまり、ゲルキャップ、カプセル化、錠剤、物理的分離など)で知られているいずれか適当な方法を含む。
好ましくは、本明細書に与えられている1以上のプロテアーゼの有効量が、タンパク質性の汚れの除去が必要な種々の表面を洗浄するために有用な組成物中に含まれている。そのような洗浄剤組成物は硬い表面、布地、皿の洗浄のような用途のための洗浄剤組成物を含む。実際、幾つかの実施態様では、本願発明は布地洗浄剤組成物を提供するが、他方、他の実施態様では、本願発明は布地以外の製品の洗浄剤組成物を提供する。特に、本願発明は、また、口の衛生管理(入れ歯洗浄剤組成物のほか、デントリフィス(dentrifice)、練歯磨き、口腔洗浄液など)、皮膚、髪の洗浄組成物等の人に適した洗浄剤組成物も提供する。本願発明は、いずれの形態の洗浄剤組成物も含むことが意図されている(つまり、液体、顆粒、塊状、半固体、ゲル、懸濁液、錠剤、カプセルなど)。
例によって、本願発明のプロテアーゼが使用される幾つかの洗浄剤組成物が下記にさらに詳細に述べられている。本願発明の洗浄剤組成物が洗濯機による洗濯での使用に適した組成物として調合されている実施態様においては、本願発明の組成物は、有機ポリマー化合物、漂白剤、他の酵素、発泡抑制剤、懸濁剤、石灰―石鹸懸濁剤、土懸濁(soil suspension)及び再付着防止剤(及び腐食抑制剤から好ましくは選択される1以上の洗浄添加剤のほか、好ましくは少なくとも1個の界面活性剤と少なくとも1個の研磨剤化合物を含む。幾つかの実施態様では、洗濯組成物は、また柔軟剤(つまり、追加の洗浄添加剤として)も含む。
本願発明の組成物はまた、固体または液体で洗浄剤添加物としても使用される。そのような添加物は従来の洗浄剤組成物の性能を補う及び/または促進することが意図され、洗浄のいずれの段階にも加えることができる。
手洗いによる皿の洗浄に用いられる組成物として調合された実施態様では、本発明の組成物は好ましくは、少なくとも1個の界面活性剤、好ましくは、有機ポリマー化合物、発泡促進剤(suds enhancing agent)、第II族金属イオン、溶媒、ヒドロトロープス及び他の酵素から選択される少なくとも1の洗浄添加剤が追加される。
幾つかの実施態様では、本明細書の洗濯用洗剤組成物の密度は、20℃で測定された場合、400から1200g/リットルの範囲であり、一方、他の実施態様では、500から950g/リットルの範囲にある。
幾つかの実施態様では、米国特許第6,605,458号に記載されているような種々の洗浄剤組成物は、本願発明のプロテアーゼとともに使用される。つまり、幾つかの実施態様では、本願発明の少なくとも1のプロテアーゼを含む組成物は、コンパクトな顆粒状布地洗浄剤組成物であり、一方、他の実施態様では、この組成物は色のついた布地の洗濯に有用な顆粒状布地洗浄剤組成物であり、さらに他の実施態様では、この組成物は、洗浄性能を通じて柔軟化する顆粒状布地洗浄剤組成物であり、別の実施態様では、この組成物は過酷な条件に耐える液体布地洗浄組成物である。
幾つかの実施態様では、本願発明の少なくとも1のプロテアーゼを含む組成物は米国特許第6、610、642号及び米国特許第6,376,450号で記載されたような布地洗浄剤組成物である。加えて、本願発明のプロテアーゼはヨーロッパ又は日本の洗濯条件で特に有用な顆粒状洗剤組成物に使用される(例えば、米国特許第6,610,642号参照)。
別の実施態様では、本願発明は、本明細書に記載されている少なくとも1個のプロテアーゼを含む硬い表面の洗浄剤組成物を提供する。つまり、幾つかの実施態様では、少なくとも1の本願発明のプロテアーゼを含む組成物は、米国特許第6,610、642号、米国特許第6、376、450号、米国特許第6、376、450号で記載されているような硬い表面の洗浄剤組成物である。
さらに他の実施態様では、本願発明は本明細書に記載された少なくとも1のプロテアーゼを含む皿洗い洗浄剤組成物を提供する。つまり、幾つかの実施態様では、本願発明の少
なくとも1のプロテアーゼを含む組成物は米国特許第6,376,450号と米国特許第
6,376,450号の組成物のような口内衛生用組成物を含む。
さらに他の実施態様では、本願発明は本明細書に記載された少なくとも1のプロテアーゼを含む皿洗い洗浄剤組成物を提供する。つまり、幾つかの実施態様では、本願発明の少なくとも1のプロテアーゼを含む組成物は米国特許第6,376,450号と米国特許第6,376,450号の組成物のような口内衛生用組成物を含む。
本組成物と洗浄添加剤の処方と性状は先に述べた米国特許第6,376,450号、第6,605,458号に含まれている。米国特許第6,605,458号と第6,610,642号は、引用により本明細書に明示的に組み入れられる。さらに他の例は下記の実施例に記載されている。
さらに、本願発明は、プロテアーゼが、本願発明に従い食品又は動物飼料と混合されている点で特徴のある、食品又は動物飼料の組成物と生産方法を提供する。幾つかの実施態様では、プロテアーゼは加工前に乾燥した製品として加えられ、一方、他の実施態様では、加工前又は後に液体として加えられる。乾燥粉末が使用される幾つかの実施態様では、この酵素は、粉にした穀物のような乾燥した担体上に液体として加えられ希釈される。本願発明のプロテアーゼは、米国特許第5,612,055号、米国特許第5,314,692号及び米国特許第5,147,642号で記載されているような動物飼料の成分及び/または添加剤の成分として使用される。これらの特許全ては引用により本明細書に組み入れられる。
本願発明による酵素飼料添加物は、多くの方法で調製するのに適している。例えば、幾つかの実施態様では、酵素混合物を生産するため、適した活性をもつ異なる酵素を単に混合することにより調製される。幾つかの実施態様では、この酵素混合物は、直接に飼料と混合され、一方、他の実施態様では、これは粉砕された小麦粉、トウモロコシ粉、大豆の粉のような穀物加工食品(cereal)の担体に混合される。これらの酵素が添加された穀物加工食品の担体は、酵素飼料添加剤として用途があるので、本願発明はまた、これらの酵素が添加された担体も含む。
幾つかの別の実施態様では、穀物加工食品の担体(例えば、小麦粉又はトウモロコシの粉)は、適当な活性をもつ酵素群と同時にまたは連続的に混合される。例えば、幾つかの実施態様では、小麦粉である担体は最初にキシラナーゼにより、二番目にプロテアーゼにより噴霧され、そして任意に、β―グルカナーゼにより噴霧される。本願発明は、また、これらの混合された担体が、酵素飼料添加物として使用されるので、これらの混合された担体も含む。好ましい実施態様では、これらの混合された担体は、本願発明の少なくとも1のプロテアーゼを含む。
幾つかの実施態様では、本願発明の飼料添加物は動物飼料と直接に混合される。一方、別の実施態様では、ビタミン飼料添加物、無機物飼料添加物、及び/またはアミノ酸飼料添加物のような1以上の他の飼料添加物と混合される。幾つかの異なる種類の成分を含む得られた飼料添加物は次に適量が飼料と混合される。
幾つかの好ましい実施態様では、本願発明の飼料添加剤は、穀物加工食品の担体を含め、通常、飼料1キログラム当たり0.01乃至50gで混合され、より好ましくは、0.1乃至10g/キログラム、最も好ましくは約1g/キログラムで混合される。
別の実施態様では、本願発明の酵素飼料添加剤は、望ましい相対量で望ましい酵素を産生する組換え微生物群の構築を含む。幾つかの実施態様では、これは本願発明の少なくとも1のプロテアーゼをコードする遺伝子のコピー数を増やすこと、及び/またはプロテアーゼをコードするポリヌクレオチドに機能的に連結している適度に強いプロモーターを使用することにより達成される。別の実施態様では、組換え微生物株は、望みに応じ、ある酵素活性(例えば、セルラーゼ、エンドグルカナーゼなど)が削除されている。
他の実施態様では、本願発明により与えられる酵素飼料添加剤は、また少なくとも1つのキシラナーゼ、α−アミラーゼ、グルコアミラーゼ、ペクチナーゼ、マンナナーゼ、α−ガラクトシダーゼ、フィターゼ、及び/またはリパーゼを含むがこれらに限定されない他の酵素も含む。幾つかの実施態様では、望ましい活性をもつ酵素は、これらが穀物加工食品の担体と混合される前にキシラナーゼとプロテアーゼと混合され、またはこれらの酵素が穀物加工食品の担体上に同時に又は連続的に混合される。この担体は次に、穀物加工食品を材料とする飼料と混合され、目的の飼料を作る。別の実施態様では、この酵素飼料添加剤は、各酵素の活性をもつ溶液として調製され、次に小球またはマッシュ(mash)にされた飼料と混合される。
さらに別の実施態様では、この酵素飼料添加剤は、第二の(つまり、異なる)飼料または動物の飲料水に混合することにより動物のえさに混合される。従って、穀物加工食品を材料にする飼料との混合は、本願発明の特に好ましい実施態様ではあるが、本願発明により提供される酵素混合物がそのように混合されることが、必須であるわけではない。1gの飼料添加剤当たりのキシラナーゼ活性対1gの飼料添加剤当たりのプロテアーゼ活性の比は好ましくは、1:0.001乃至1,000、より好ましくは1:0.01乃至100、及び最も好ましくは1:0.1乃至10である。上記に示すように、本願発明により提供される酵素混合物は、好ましくは穀物加工食品を材料とする飼料の調製において飼料添加剤として使用される。
幾つかの実施態様では、穀物加工食品を材料とする飼料は重量で少なくとも25%の、より好ましくは、重量で少なくとも約35%の、小麦又はトウモロコシ又は両者の穀物加工食品の組合せを含む。この飼料は更に、プロテアーゼ(つまり、少なくとも本願発明の少なくとも1のプロテアーゼ)を、1kg当たり100乃至100,000単位のプロテアーゼ活性を飼料が含むような量で含む。
本願発明に与えられている穀物加工食品を材料とする飼料は、本願発明に従い、家禽(例えば、七面鳥、ガチョウ、アヒル、にわとりなど)、家畜(例えば、ブタ、羊、ウシ、ヤギなど)及び愛玩用動物(例えば、馬、犬、猫、ウサギ、ねずみなど)等の種々の動物用の飼料として使用される。この飼料は特に、家禽とブタに、特にブロイラー用にニワトリに適している。
本願発明はまた、本願発明のプロテアーゼのうち少なくとも1つを含む布地の処理用の組成物も与える。幾つかの実施態様では、本願発明の少なくとも1つのプロテアーゼは、絹又は羊毛の処理に適した組成物の成分である(米国再発行 特許第216,034号、EP134,267号、米国特許第4,533,359号及びEP344,259号参照)。
加えて、本願発明のプロテアーゼはフィチン酸塩からリンを分離することが望ましい種々の用途に使用される。従って、本願発明は、また、性質が改善された羊毛や動物の毛を生産する方法もまた与える。幾つかの好ましい実施態様では、これらの方法は羊毛、羊毛繊維または動物の毛からなる物質をプラズマ処理やDelhey処理からなる群から選択される工程で前処理する段階と、前処理された羊毛又は動物の毛が、その性質を改善するために効果のある量でタンパク質分解性酵素(例えば、少なくとも本願発明の1のプロテアーゼ)による処理を受ける段階を含む。幾つかの実施態様では、タンパク質分解酵素による処理はプラズマ処理の前に行い、一方、他の実施態様では、プラズマ処理の後に行う。さらに幾つかの実施態様では、それは分離した段階として行われるが、他の実施態様では、羊毛又は動物の毛の洗浄または染色と組み合わせて行われる。別の実施態様では、少なくとも1の界面活性剤及び/または少なくとも1の柔軟剤が、この酵素処理段階に加えられるが、他の実施態様では、界面活性剤及び/または柔軟剤は、羊毛と動物の毛が柔軟化処理を受ける別の段階に加えられる。
幾つかの実施態様では、本願発明の組成物は、羊毛繊維を縮みにくくする方法において使用される(JP4−327274参照)。幾つかの実施態様では、本組成物は羊毛繊維を低温プラズマ処理し、続いてブロック-ウレタン樹脂、ポリアミドエポクロロヒドリン樹脂、グリオキシル酸樹脂、エチレンーウレア樹脂またはアクリル樹脂のような、縮みにくい樹脂による処理を受け、次いで柔軟化効果を得るために重量を減量させるタンパク質分解酵素による処理を施すことによる羊毛繊維を縮みにくくする処理法で使用される。幾つかの実施態様では、プラズマ処理段階は低温処理、好ましくはコロナ放電処理又はグロー放電処理である。
幾つかの実施態様では、低温プラズマ処理はガス、好ましくは空気、酸素、窒素、アンモニア、ヘリウム又はアルゴンからなる群から選択されるガスを用いて行われる。従来から、空気が使用されているが、他の示したガスのいずれかを使用することが有利かもしれない。
好ましくは、低温プラズマ処理は約0.1トールと5トールの間の圧力で約2秒から約300秒、好ましくは約5秒から約100秒、より好ましくは約5秒から約30秒行われる。
上記のように、本願発明はDelhay処理(例えば、DE−A−4332692号参照)のような方法と組み合わせて使用される。この処理では、羊毛は可溶性タングステン酸塩の存在下、過酸化水素の水溶液中で処理を受け、任意に、羊毛の耐フェルト化性を向上させるため合成ポリマーの溶液または懸濁液中で処理を受ける。本法では、羊毛は過酸化水素水溶液中(0.1乃至35%(w/w)、好ましくは2乃至10%(w/w))で、2乃至60%(w/w)、好ましくは8乃至20%(w/w)の触媒(好ましくは、NaWO)存在下、そして非イオン性湿潤剤存在下で、処理される。好ましくは、本処理はpH8−11で、室温で実施される。処理時間は過酸化水素と触媒濃度に依存する。しかし、好ましくは2分またはそれ未満である。酸化処理の後、羊毛は水で濯ぎを受ける。残存過酸化水素の除去のため、そして任意に漂白を追加して行うため、羊毛はさらに還元剤(例えば、亜硫酸塩、ホスホン酸塩等)の酸性溶液で処理を受ける。
幾つかの実施態様では、本酵素処理は約1分から約120分の間で行われる。本段階は好ましくは、約20℃から約60℃の温度で実施され、より好ましくは約30℃から約50℃の間で行われる。または、羊毛は水性の酵素溶液に浸漬されまたは、これを含まされ、従来の温度と圧力、通常約30秒から約3分で蒸気処理される。幾つかの実施態様では、タンパク質分解酵素処理は、緩衝剤を含みうる酸性、中性またはアルカリ性の溶媒中で行われる。
別の実施態様では、本酵素処理段階は、1以上の従来のアニオン性、非イオン性(例えば、ドバノール(Dobanol);Henkel AG)またはカチオン性の界面活性剤の存在下で行われる。有用な非イオン性界面活性剤の例はドバノール(Henkel AG製)である。さらに別の実施態様では、羊毛または動物の毛は、タンパク質分解性酵素での処理の前または同時に超音波処理を受ける。幾つかの実施態様では、この超音波処理は、約50℃の温度、約5分で実施される。幾つかの好ましい実施態様では、酵素処理段階で使用されるタンパク質分解性酵素の量は、羊毛または動物の毛の重量に基づいて約0.2w/w%と約10w/w%の間である。幾つかの実施態様では、酵素処理は、染色、すすぎ、及び/または洗浄槽に単にプロテアーゼを加えることにより、羊毛または動物の毛の染色及び/または洗浄の間に実施される。幾つかの実施態様では酵素処理はプラズマ処理の後に実施され、しかし、他の実施態様では、この2処理が反対の順序で実施される。
従来、羊毛について使用されている柔軟剤は、普通カチオン性柔軟剤で、有機カチオン性柔軟剤またはシリコンをベースとした製品であり、しかし、アニオン性または非イオン性柔軟剤もまた有用である。有用な柔軟剤の例はポリエチレン柔軟剤とシリコン柔軟剤(つまり、ジメチルポリシロキサン(シリコンオイル))、H−ポリシロキサン、シリコーンエラストマー、アミノ基をもつジメチルポリシロキサン、アミノ基をもつシリコーンエラストマー、エポキシ基をもつジメチルポリシロキサン及び有機カチオン柔軟剤(例えば、アルキル4級アンモニウム誘導体)を含むがこれらに限定されない。
別の実施態様では、本願発明は少なくとも本願発明の1プロテアーゼを含む動物の皮の処理用の組成物を与える。幾つかの実施態様では、本願発明のプロテアーゼはWO03/00865(Insect Biotech Co., Taejeon−Si,韓国)に記載されているもののような、動物の皮の処理用の組成物に用途がある。他の実施態様では、本願発明は、皮を本願発明のプロテアーゼにより酵素的に処理することを含む、皮をなめし皮とする処理法を提供する(例えば、WO96/11285参照)。他の実施態様では、本願発明は本願発明の少なくとも1のプロテアーゼを含む、動物の皮をなめし皮にする処理のための組成物を与える。
皮は普通、塩を加えたまたは乾燥された生の皮の形態でなめし皮工場に受け入れられる。皮をなめし皮にする処理は、浸漬、毛の除去、なめし剤への浸漬からなる工程を含む幾つかの異なる工程を含む。これらの工程は湿式処理の一部であり、ビームハウス(beamhouse)で行われる。本願発明のプロテアーゼを用いる酵素処理は皮の処理に含まれる工程中のいつにおいても適用できる。しかし、プロテアーゼは、湿式処理(つまり、浸漬、毛の除去及び/またはなめし剤への浸漬)の間、普通使用される。このように、幾つかの好ましい実施態様では本願発明のプロテアーゼの少なくとも1つによる酵素処理は、湿式処理の工程において行われる。
幾つかの実施態様では、本願発明の浸漬処理は従来の浸漬条件(例えば、pH6.0乃至11の範囲のpH)で行われる。幾つかの好ましい実施態様では、この範囲はpH7.0乃至10.0である。別の実施態様では、この温度は20乃至30℃であり、一方、他の実施態様では、24乃至28℃の範囲にあることが好ましい。さらに別の実施態様では、反応時間は2乃至24時間の範囲であり、一方好ましい範囲は4乃至16時間である。他の実施態様では、界面活性剤及び/または保存剤が、好ましいときには加えられる。
なめし剤への浸漬工程である第二工程はなめし剤を添加することにより始まる。幾つかの実施態様では、酵素処理はなめし剤への浸漬の間に行われる。幾つかの好ましい実施態様では、脱灰(deliming phase)後、酵素処理はなめし剤への浸漬において行われる。幾つかの実施態様では、本願発明のなめし液への浸漬工程は従来の条件(例えば、pH6.0−9.0の範囲のpH)を用いて行われる。幾つかの実施態様では、pHの範囲は6.0−8.5である。他の実施態様では、温度は20乃至30℃の範囲であるが、好ましい実施態様では温度は25乃至28℃の範囲である。幾つかの実施態様では、反応時間は20乃至90分の範囲であり、他の実施態様では40乃至80分の範囲である。皮革を製造する工程は本願発明の技術者に良く知られている(例えば、WO94/069429、WO90/1121189、米国特許第3,840、433号、EP505920,GB2233665及び米国特許第3,986,926号参照。これら全ては引用により本明細書に組み入れられる。)
さらに幾つかの実施態様では、本願発明は、本願発明の少なくとも1個のプロテアーゼを含むなめし剤を提供する。なめし剤はビームハウスの工程、特に皮革の製造工程であるなめし液浸漬工程において使用される化学的に活性な成分を含む試薬または酵素含有剤である。幾つかの実施態様では、本願発明はプロテアーゼと適した添加物を含むなめし剤を提供する。幾つかの実施態様では、試薬は、本願発明の技術分野で知られ、使用されている化学物質、例えば、希釈剤、乳濁剤(emulgator)、脱灰剤及び担体を含むがこれに限定されない。幾つかの実施態様では、本願発明の少なくとも1プロテアーゼを含むなめし剤は、本願発明の技術分野で知られているように処方される(GB−A2250289、WO96/11285及びEP0784703参照)。
幾つかの実施態様では、本願発明のなめし剤は、1g当たりのなめし剤に対し0.00005から0.01gの活性プロテアーゼを含み、他方、他の実施態様では、なめし剤は、1g当たりのなめし剤に対し0.0002から0.004gの活性プロテアーゼを含む。
このように、本願発明のプロテアーゼは多数の用途と条件で使用される。
本願発明は特許を請求した発明の範囲を限定する意図を伴わない以下の実施例でさらに詳細に説明される。添付した図面は本発明の規格と説明の一部であると考えられることを意図している。引用した全ての引用文献は、引用文献に記載した全てについて、引用により指定されて本明細書に組み入れられる。以下の実施例は、特許を請求した発明を説明するために提供され、限定するためではない。
以下の実施例では、下記の略号を用いる。PI(プロテイナーゼ 阻害物質、インヒビター);ppm(百万分の一);M(モル濃度);mM(ミリモル);μM(マイクロモル);nM(ナノモル);mol(モル);mmol(ミリモル);μmol(マイクロモル);nmol(ナノモル);gm(グラム);mg(ミリグラム);μg(マイクログラム); pg(ピコグラム);L(リットル);mlとmL(ミリリットル);μlとμL(マイクロリットル);cm(センチメートル);mm(ミリメートル);μm(マイクロメートル);nm(ナノメートル);U(単位 ユニット);V(ボルト);MW(分子量);sec(秒);min(s)(分);h(s)とhr(s)(時間);℃(摂氏);QS(十分な量);ND(実施せず);NA(適用せず、該当なし);rpm(毎分回転数);H2O(水);dH2O(脱イオン水);HCl(塩酸);aa(アミノ酸);bp(塩基対);kb (キロ塩基対);kD(キロダルトン);cDNA(相補または相補的DNA);DNA(デオキシリボ核酸);ssDNA(単鎖DNA);dsDNA(二本鎖DNA);dNTP(デオキシリボヌクレオチド三リン酸);RNA(リボ核酸);MgCl2(塩化マグネシウム);NaCl(塩化ナトリウム);w/v(重量対容積);v/v(容積対容積);g(重力);OD(光学濃度);ダルベッコ−リン酸緩衝液(DPBS);SOC(2%バクト−トリプトン,0.5%バクト−酵母エキス,10mM NaCl,2.5mM KCl);Terrific培地(TB;12g/lバクト−トリプトン,24 g/l グリセロール,2.31g/l KH2PO4,および12.54g/l K2HPO4);OD280(280nmでの光学濃度);OD600(600nmでの光学濃度);A405(405nmでの吸光度);Vmax(酵素による触媒反応の最大初期反応速度);PAGE(ポリアクリルアミドゲル電気泳動);PBS(リン酸緩衝生理食塩水[150mM NaCl,10mM リン酸ナトリウム緩衝液,pH7.2]);PBST(PBS+0.25% TWEEN(商標)20);PEG(ポリエチレングリコール);PCR(ポリメラーゼ連鎖反応);RT−PCR(逆転写PCR);SDS(ドデシル硫酸ナトリウム);Tris(トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン);HEPES(N−[2−ヒドロキシエチル]ピペラジン−N−[2−エタンスルホン酸]);HBS(HEPES緩衝食塩水);Tris−HCl(トリス[ヒドロキシメチル]アミノメタン−塩酸塩); Tricine(N−[トリス−(ヒドロキシメチル)−メチル]−グリシン);CHES(2−(N−シクロ−ヘキシルアミノ)エタンスルホン酸);TAPS(3−{[トリス−(ヒドロキシメチル)−メチル]−アミノ}−プロパンスルホン酸);CAPS(3−(シクロ−ヘキシルアミノ)−プロパン−スルホン酸;DMSO(ジメチルスルホキシド);DTT(l,4−ジチオ−DL−トレイトール);SA(シナピン酸(s,5−ジメトキシ−4−ヒドロキシ桂皮酸);TCA(トリクロロ酢酸);GlutとGSH(還元グルタチオン);GSSG(酸化グルタチオン);TCEP(トリス[2−カルボキシエチル]ホスフィン);Ci(キュリー);mCi(ミリキュリー);μCi(マイクロキュリー);HPLC(高圧液体クロマトグラフィー);RP−HPLC(逆相高圧液体クロマトグラフィー);TLC(薄層クロマトグラフィー);MALDI−TOF(マトリクス支援レーザー脱離イオン化質量分析法);Ts(トシル);Bn(ベンジル);Ph(フェニル);Ms(メシル);Et(エチル);Me(メチル);Taq(好熱菌DNAポリメラーゼ);Klenow(DNAポリメラーゼI ラージ(クレノー)フラグメント);EGTA(エチレングリコール−ビス(β−アミノエチルエーテル)N,N,N’,N’−四酢酸);EDTA(エチレンジアミン四酢酸);bla(β−ラクタマーゼまたは抗アンピシリン遺伝子);HDL(高密度液体);MJ Research(MJ Research社,Reno,ネバダ);Baseclear(Baseclear BV,Inc.,Leiden,オランダ);PerSeptive(PerSeptive Biosystems社,Framingham,マサチューセッツ);ThermoFinnigan(ThermoFinnigan社,San Jose,カリフォルニア);Argo(Argo BioAnalytica社,Morris Plains,ニュージャージ);Seitz EKS(SeitzSchenk Filtersystems GmbH社,Bad Kreuznach,ドイツ);Pall(Pall社,East Hills,ニューヨーク);EMPA Testmaterialien AG(EMPA Testmaterialien AG社,St. Gallen−Winkeln,スイス);Warwick Equest(Warwick Equest Limited社,Durham,イギリス);Minolta(コニカミノルタ社,日本);United States Testing(United States Testing Co,Inc,Hoboken,ニュージャージ);Spectrum(Spectrum Laboratories,Dominguez Rancho,カリフォルニア);Molecular Structure(Molecular Structure Corp.,Woodlands,テキサス);Accelrys(Accelrys,Inc.、 San Diego,カリフォルニア);Chemical Computing(Chemical Computing Corp.,Montreal,カナダ);New Brunswick(New Brunswick Scientific,Co.,Edison,ニュージャージ);CFT(Center for Test Materials社,Vlaardingen,オランダ);Procter&Gamble(Procter&Gamble,Inc.,Cincinnati,オハイオ);GE Healthcare(GE Healthcare社, Chalfont St.Giles,イギリス);DNA2.0(DNA2.0社,Menlo Park,カリフォルニア);OXOID(Oxoid社,Basingstoke,Hampshire,イギリス);Megazyme(MegazymeInternational Ireland Ltd,Bray Business Park,Bray,Co.,Wicklow,アイルランド);Finnzymes(Finnzymes Oy,Espoo,フィンランド);Kelco(CP Kelco社,Wilmington,デラウエア);Corning(Corning Life Sciences社,Corning,ニューヨーク);NEN(NEN Life Science Products社,Boston,マサチューセッツ);Pharma AS(Pharma AS社,Oslo,ノルーウェイ);Dynal(Dynal社,Oslo,ノルーウェイ);Bio−Synthesis(Bio−Synthesis,Lewisville,テキサス);ATCC(American Type Culture Collection社,Rockville, メリーランド);Gibco/BRL(Gibco/BRL社,Grand Island,ニューヨーク);Sigma (Sigma Chemical Co.,St.Louis,ミズーリ);Pharmacia (Pharmacia Biotech社,Piscataway,ニュージャージ);NCBI (National Center for Biotechnology Information);Applied Biosystems(Applied Biosystems社,Foster City,カリフォルニア);BD Biosciencesおよび/またはClontech(BD Biosciences CLONTECH Laboratories社,Palo Alto,カリフォルニア);Operon Technologies(Operon Technologies,Inc.社,Alameda,カリフォルニア);MWG Biotech(MWG Biotech社,High Point,ノースカロライナ);Oligos Etc (Oligos Etc.Inc.,Wilsonville,オレゴン);Bachem(Bachem Bioscience,Inc.,King of Prussia,ペンシルベニア);Difco(Difco Laboratories,Detroit,ミシガン);Mediatech(Mediatech社,Hemdon,ヴァージニア);Santa Cruz(Santa Cruz Biotechnology,Inc.,Santa Cruz,カリフォルニア);Oxoid(Oxoid Inc.,Ogdensburg,ニューヨーク);Worthington(Worthington Biochemical Corp.,Freehold,ニュージャージ);GIBCO BRLまたはGibco BRL(Life Technologies,Inc.社,Gaith ersburg,メリ−ランド);Millipore(Millipore社,Billerica,マサチューセッツ);Bio−Rad (Bio−Rad社,Hercules,カリフォルニア);lnvitrogen(Invitrogen Corp.,SanDiego,カリフォルニア);NEB(New England Biolabs,Beverly,マサチューセッツ);Sigma(Sigma ChemicalCo.,St.Louis,ミズーリ);Pierce(Pierce Biotechnology社,Rockford,イリノイ);Takara(タカラバイオ社,大津,日本);Roche(Hoffmann−La Roche社,Basel,スイス);EM Science(EM Science社,Gibbstown,ニュージャージ);Qiagen(Qiagen,Inc.,Valencia,カリフォルニア);Biodesign(Biodesign Intl.,Saco,メイン);Aptagen(Aptagen,Inc.,Herndon,ヴァージニア);Sorvall(Sorvallブランドの製品,Kendro Laboratory Products社製,Asheville,ノースカロライナ);Molecular Devices(Molecular Devices, Corp.社,Sunnyvale,カリフォルニア);R&D Systems(R&D Systems社,Minneapolis,ミネソタ);Stratagene(Stratagene CloningSystems社,La Jolla,カリフォルニア);Marsh(Marsh Biosciences社,Rochester,ニューヨーク);Geneart(Geneart GmbH社,Regensburg,ドイツ);Bio−Tek(Bio−Tek Instruments社,Winooski,バーモント);Biacore(Biacore,Inc.,Piscataway,ニュージャージ);PeproTech(PeproTech社,Rocky Hill,ニュージャージ);SynPep(SynPep社,Dublin,カリフォルニア);New Objective(New Objectiveブランドの製品;Scientific Instrument Services,Inc.社製,Ringoes,ニュージャージ);Waters(Waters,Inc.,Milford,マサチューセッツ);Matrix Science(Matrix Science社,Bo
ston,マサチューセッツ);Dionex(Dionex,Corp.,Sunnyvale,カリフォルニア);Monsanto(Monsanto Co.,St.Louis,ミズーリ);Wintershall(Wintershall AG,Kassel,ドイツ);BASF(BASF Co.社,Florham Park,ニュージャージ);Huntsman(Huntsman Petrochemical Corp.,Salt Lake City,ユタ);Enichem(Enichem Iberica社,Barcelona,スペイン);Fluka Chemie AG(Fluka Chemie AG社,Buchs,スイス);Gist−Brocades (Gist−Brocades,NV社,Delft,オランダ);Dow Corning(Dow Corning Corp.,Midland,ミシガン);および、Microsoft (Microsoft, Inc.,Redmond,ワシントン)。
以下の幾つかの実施例において各種洗剤が開示される。以下の表はこれらの洗剤に用いられる成分の幾つかの定義を提供する。
洗剤の定義
LAS:直鎖C11−C13アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム
TAS:獣脂アルキル硫酸ナトリウム
CxyAS:C1x−Cyアルキル硫酸ナトリウム
CxyEz:平均zモルのエチレンオキサイドで濃縮された主にC1x−C1y直鎖1級アルコール
CxyAEzS:平均zモルのエチレンオキサイドで濃縮されたC1x−C1yアルキル硫酸ナトリウム。実施例における追加的な分子名
非イオン性(界面活性剤):エトキシ化/プロポキシル化脂肪アルコール(例えば、Plurafac LF404)、平均エトキシ化度3.8及び平均プロポキシ化度4.5のアルコール。
QAS:R2=C12−C14である、R2.N+(CH(COH)
ケイ酸塩:アモルファスケイ酸ナトリウム(SiO:NaO比=1.6−3.2:1)
メタケイ酸塩:メタケイ酸ナトリウム(SiO:NaO比=1.0)
ZeoliteA:Na1(AlSiO1212・27HOの式を有する水和ケイ酸アルミニウム
SKS−6:δ―NaSiの式の結晶性層状シリケート
硫酸塩:無水硫酸ナトリウム
STPP:トリポリリン酸ナトリウム
MA/AA:約70,000乃至80,000の平均分子量の、アクリレート/マレエートの比が4:1のランダムコポリマー
AA:平均分子量4.500のポリアクリル酸ナトリウムポリマー
ポリカルボン酸:アクリレート、マレエート、及びメタアクリレート等のカルボン酸モノマーの混合物のコポリマーであって、2,00乃至80,000の範囲のMWを有し、BASF(アクリル酸のコポリマー、分子量4,500)よりSokolanとして販売されている。
BB1:3−(3,4−ジヒドロイソクイオリム)プロパンスルホネート
BB2:1−(3,4−ジヒドロクイオリニウム)−デカン−2−スルフェート
PB1:過炭酸ナトリウム一水和物
PB4:式NaBO・4HOの過炭酸ナトリウム四水和物
過炭酸:式2NaCO・3Hの過炭酸ナトリウム
EDTA:エチレンジアミン四酢酸
NOBS:ナトリウム塩の形態のノナノイルオキシベンゼンスルホネート
DTPA:ジエチレントリアミン五酢酸
HEDP:1,1−ヒドロキシエタンジホスホン酸
DETPMP:Dequest2060の商標で販売されているジエチルトリアミンペンタ(メチレン)ホスホネート
EDDS:ナトリウム塩の形態のエチレンジアミン−N,N‘−ジコハク酸(S,S)異性体
ジアミン:ジメチルアミノプロピルアミン;1,6−ヘザンジアミン;1,3−プロパンジアミン;2−メチル−1,5−ペンタンジアミン;1,3−ペンタンジアミン;1−メチル−ジアミノプロパン
DETBCHD:1.12−ジエチル1,5,8,12−テトラアザビシクロ[6,6,2]ヘキサデカンジクロライド,Mn(II)塩
PAAC:ペンタアミンアセテートコバルト(III)塩
パラフィン:WintershallによりWinog70として販売されているパラフィンオイル
パラフィンスルホネート:スルホネート基で置換された水素原子を幾つか含むパラフィンオイルを又はワックス
アルドースオキシダーゼ:ノボザイムA/Sによるアルドースオキシダーゼの商標で販売されているオキシダーゼ酵素
ガラクトースオキシダーゼ:シグマから販売のガラクトースオキシダーゼ
プロテアーゼ:ノボノルディスクA/SによりSavinase、Alcalase、Everlaseの商標で販売されているもの及びジェネンコアインターナショナル・インクから販売されている以下のもの:「プロテアーゼA」USRE34.606、図1A、1B、及び7、並びにカラム11、11乃至37行目に記載;「プロテアーゼB」US5,955,340及びUS5,700,670の図1A、1B、及び5、並びに表1に記載;「プロテアーゼC」US6,312,936及びUS6,482,628、図1−3(SEQ ID NO:3)及びカラム25、12行に記載;「プロテアーゼD」WO99/20723に記載の101G/103A/104I/159D/232V/236H/245R/248D/252K(BPN配列位置)の変異体
アミラーゼ:ジェネンコアより販売のWO94/18314、WO96/05295に記載のPurafect(商標)OxAmの商標で販売されているもの、ノボザイムA/SのNatalase(商標)、Termanyl(商標)、Fungamyl(商標)、及びDuramyl(商標)
セルラーゼ:ノボザイムによるCarezyme、celluzyme、及び/又はEndolaseの商標で販売されているセルロース分解酵素
ペクチナーゼ:ノボザイムA/SのPectaway(商標)及びPectaway(商標)
PVP:平均分子量60,000のポリビニルピロリドン
PVNO:平均分子量50,000のポリビニルピリジン−N−オキサイド
PVPV1:平均分子量20,000のビニルイミダゾール及びビニルピロリドンのコポリマー
光沢剤1:ジソディウム4,4’−ビス(2−ヌルホスチイル)ビフェニル
シリコン消泡剤:シロキサン−オキシアルキレンコポリマー分散剤として含むポリジメチルシロキサン発泡調整剤、発泡剤対分散剤の比は10:1乃至100:1
泡抑制剤:12%シリコン/シリカ、13%ステアリルアルコール、70%スターチ、下流形状
SRP1:アニオン的にエンドキャップポリエステル
PEGX:分子量Xのポリエチレングリコール
PVPK60(商標):平均分子量160,000ビニルポリピロリドンホモポリマー
Jeffamine(商標):ED−2001:Hunstmanより販売のキャップポリエチレングリコール
Isachem(商標)AS:Enichemより販売の分岐アルコールアルキルサウルホネート
MMEPEG(2000):Fluka Chemie AGより販売のモノメチルエーテルポリエチレングリコール(MW2000)
DS3225C:ダウコーニングより販売のシリコンオイルとシリカの混合物のシリコン消泡剤
TEPEA:テトラエチルペンタアミンエトキシレート
BTA:ベンゾトリアゾール
ベタイン:(CHN+CHCOO−
糖:工業用D−グルコ又は食品グレードシュガー
CFAA:C12−C14アルキルN−メチルグルカミド
TPKFA:C12−C14
クレイ:一般式AlSiO・xHOの水和ケイ酸アルミニウム、タイプ:カオリナイト、モントモリロナイト、アタプルガイト、リライト、ベントナイト、ハロサイト、
pH:20℃の蒸留水中1%溶液として測定

実施例1
微生物株の単離及び培養
この実施例では、ストレプトマイセス1AG3の単離及び培養を説明する。単離培地はリファンピシリンン選択圧力を用いてアルカリ土壌抽出物として用いた。土壌抽出物培地を以下のように調製した。
溶液A
土1kgを1リットルの水に懸濁して、20分間、120度で滅菌した。室温まで冷却して、上清をガラスフィルターでろ過して透明なろ過物を得た。土壌の残りを2回、100mlと100mlの脱イオン水で洗浄し、水を足して1リットルにした。
溶液B
NaCl 80g/L
NaCO 20g/L
120℃で20分混合する。
リファンピシンストック溶液
リファンピシン(シグマ R3501)50mg/mlをDMSOに溶解し、20μmの膜でろ過滅菌した。
初めに、20gのアガーを500mlの溶液Aに添加して、この溶液を120℃、20分で滅菌した。次いで、500mlの溶液Aを500mlの溶液Bと混合して、60℃に冷却した。リファインピシンを最終濃度が50μg/mlになるように添加した。このアガー混合物をペプチド取皿に注ぎ、微生物を接種するまでポリエチレンバッグに封入し40℃で貯蔵した。
湖沼堆積物及び水を溶液Bと1:1で混合して、強く撹拌した。沈殿の後、上清を連続希釈して、リファンピシンを含む、pH10の土壌抽出アガーで平板培養した。このプレートを30℃で、数週間、湿ったペーパータオルを裏打ちした厳格に密閉されたプラスチックブックスで、湿度を維持し、蒸発が起こらないように、インキュベートした。このプレートを定期的に立体顕微鏡で観察した。これらの観察の間に観察された糸状菌のコロニーを採取し、新たな培地に接種した。
実施例2
16SrRNA配列決定による、1AG3株の特徴付け
この実施例では、16SrRNA配列決定による、1AG3株の特徴付けを説明する。以下のようにして、16SrRNAの初めの500ベースペアを含む染色体DNAフラクションをPCRにより得た。このフラグメントのヌクレオチド配列を決定した。幾つかのプライマーを合成及び配列決定に用いた。
プライマー
Figure 2011501961
PCRプロトコル
10μLのPwo緩衝液(Boehringer Mannheim)、80.5μLの脱イオン水、2μLのdNTPs、1μLの各プライマー(10μg/μL)、0.5μLPwoポリメラーゼ(5U/μL)(Boehringer Mannheim)の反応混合物を500μLのエッペンドルフチューブに入れた。
PCRの条件は、95℃、45秒、次に55℃で40秒、次に72℃で2分を25サイクル行った。PCRフラグメントをアガロースゲル電気泳動で精製して、次いで、QIAくいck(商標)ゲル抽出キット(キアゲン)を用いて、製造元の説明書に従い、ゲルから切断して単離した。本明細書におけるストレプトマイセス1AG3株の部分的な16SrRNA遺伝子は以下の配列を有していた。
Figure 2011501961
ジェンバンク(GenBank)におけるBlastinサーチによれば、1AG3株の最も近い株はストレプトマイセスソマリエンシス(S.somaliensis)で、434cpの塩基が重複し、97%の同一性が確認された。このことは、1AG3が十中八九、ストレプトマイセスであることを示している。
実施例3
アルカリ性ストレプトマイセス株1AG3に存在する新規なプロテアーゼの部分的な遺伝子配列の同定
この実施例では、ストレプトマイセス1AG3プロテアーゼ遺伝子の部分的に新規な配列を同定するための方法及び組成物を説明する。変質プライマー、ストレプトマイセスProc_FW及びストレプトマイセスProc_RVを有するPCRを天然の単離されたストレプトマイセス1AG3の染色体DNAを用いて行った。PCRの結果、「ストレプトグリシス」として知られている、タンパク質に似た新規なプロテアーゼをコードしているDNAフラグメントを得た。
このPCR法は以下の変性プライマーセットを用いた。
Figure 2011501961
製造元の説明書に従って、精度の高いTaqポリメラーゼ(インビトロジェン)で熱サイクラーを用いてPCRを行った(アニーリング温度、50℃)。ストレプトマイセス1AG3株のゲノムDNAをKieserら(Kieserら,Practical Streptomyces Genetics, The John Innes Foundation,Norwich,United Kingdom[2000])に記載のように単離して、PCRのテンプレートとして用いた。PCRでは約400bpのフラグメントが得られ、DNA配列決定(ServiceXS)ではこのDNAフラグメントがたのセリンプロテアーゼに似たタンパク質をコードすることがわかった。この1AG3プロテアーゼの部分的なヌクレオチド配列を以下に示す。変性FWプライマーを下線で示す。RVプライマーは見つからなかった。この試験の最後に十分な配列情報がなかったためであると考えられる。
Figure 2011501961
以下の配列は、1AG3プロテアーゼの部分的(翻訳された)アミノ酸配列である。
RCSLGFPVRRGTQAGFATAGHCGRVGTTTRGFNQVAQGTFQGSIFPGRDMGWVAVNSNWNTTPFVRGQGGANVTVAGSQQAPVGSSVCRSGSTTGWHCGTIQQHNTSVRYPEG(SEQ ID NO:16)
実施例4
1AG3プロテアーゼの完全遺伝子及びタンパク質配列の解明
この実施例では、1AG3プロテアーゼ全体の遺伝子及びタンパク質配列の解明を行った。これらの実験において、インバースPCR法を新規なストレプトマイセス1AG3の染色体DNAについて行って、アルカリ性ストレプトマイセス1AG3株からの完全長さ1AG3プロテアーゼを単離してクローンした。実施例3で説明したストレプトマイセス1AG3株のプロテアーゼの約400bpフラグメントのDNA配列に基づいて、新規なDNAプライマーを設計した。
Figure 2011501961
アルカリ性ストレプトマイセス1AG3株の染色体DNAは制限酵素、ApaI、BamiHI、BssHII、KpnI、NarI、NcoI、NheI、PvuI、SalI 又はSstIIで消化して、Qiagen PCR精製キット(キアゲン、カタログ#28106)で精製して、T4DNAリガーゼ(インビトロジェン)を用いて製造元に説明書に従って、自己結合した。結合した混合物をキアゲンPCR精製キットを用いて生成し、NcoI、NarI、BssHII、又はSalIで消化したDNAフラグメントをもちいて、1AG3prot_RV及び1AG3prot_FWプライマーでPCRを行った。得られたPCR生成物は約0.6乃至2.5kbであった。PCRを製造元の説明書に従って、精度の高いTaqポリメラーゼ(インビトロジェン)で熱サイクラーを用いて(アニーリング温度、55℃、35サイクル)。DNA配列解析(BaseClear、オランダ)このDNAフラグメントがストレプトマイセスグリセス由来のストレプトグリシン様タンパク質遺伝子の主要な部分をカバーしていることを明らかにした。
1AG3プロテアーゼ遺伝子の完全な配列は、lAG3−upl(5’−GTGGTGGCCACGACCAGCTCGGCGGTCTC−3’;SEQ ID NO:27)及びlAG3−up2(5’−TGGTCCAGGAACCGGCGAAGGTGTC;SEQ ID NO:28)のプライマーを用いた同じPCR手順で、追加的な配列解析反応(BaseClear)を行った。これらのプライマーを用いた配列解析は1362bpの1AG3プロテアーゼ遺伝子の完全な配列を示した。この配列を以下に示す。
Figure 2011501961
Figure 2011501961
以上の配列において、リボゾーム結合部位を下線で示す。開始及び停止コドンを太字で示す。(予測される)シグナル配列をイタリックで示す。(予測される)N末端プロ配列を二重下線で示す。及び成熟プロテアーゼ配列を波線で示す。
Figure 2011501961
前述の配列において、シグナルペプチドは二重下線で示す。(予測される)プロ配列は下線で示す。成熟鎖は太字で示す。
1AG3プロテアーゼの分子量(MW)は既知のLCマス法で決定した。1AG3株の測定されたMW(LC−MSによる。以下のクロマトグラム及びスペクトルを参照。)21261ダルトンであった。このMWは21250と計算されている1AG3配列の49位乃至265位と一致している。
実施例5
ストレプトマイセスリビダンス(S.lividans)における1AG3プロテアーゼ遺伝子のクローニング及び発現
この試験では、1AG3プロテアーゼのクローニング及び発現を説明する。この実施例はタンパク質分解活性を有するポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドを含むプラスミド及びストレプトマイセスリビダンス宿主細胞の形質転換のためにベクターの使用を説明する。本明細書で用いる形質転換の方法は当業者に知られている(例えば、米国特許第6,287.839号及びWO02/50245参照、参照により本明細書に援用)。
これらの発現に用いたベクター(即ち、プラスミド)はアルカリ性ストレプトマイセス1G3株から得られた本発明のプロテアーゼをコードしているポリヌクレオチドを含む。このプラスミドをストレプトマイセスリビダンス(S.lividans)の形質転換に用いた。最終的なプラスミドベクターは「pSEA4CT−1AG3」と命名された。前述のように、pSEA4CT−1AG3の構築にはpSEA4CTプラスミドベクターを用いた。ストレプトマイセス1AG3プロテアーゼ(1AG3)をコードしている構造遺伝子に結合しているアスペルギルスニガー(「A4」)調節配列をこれらのプロテアーゼの発現に用いた。ストレプトマイセスCelAシグナル配列、1AG3プロ配列、及び1AG3成熟プロテアーゼ配列を含むDNAフラグメントを、当業者にNheI−BamHIフラグメントとして知られているPCR技術により構築した。pSEACTにおけるストレプトマイセス1AG3プロテアーゼ(1AG3)のクローニングのためのポリヌクレオチドプライマーはSEQ ID NO:1に基づいている。フォワードプライマー及びリバースプライマーを以下に示す。
Figure 2011501961
PCRを製造元の説明書に従って、精度の高いTaqポリメラーゼ(インビトロジェン)で熱サイクラーを用いて(アニーリング温度、55℃、28サイクル)。得られたPCRフラグメントはBamHI及びNheIの制限酵素で消化し、pSEA4CTプラスミドをBamHI及びXbaI制限酵素で消化した。消化した1AG3PCR生成物とプラスミドDNAフラグメントをキアゲンPCR精製キット(キアゲン、カタログ#28106)で精製した。1AG3プロテアーゼフラグメントを、T4DNAリガーゼキット(インビトロジェン)を用いて製造元の説明書に従って、pSEA4CTプラスミドの中でクローンし、pSEA4CT−1AG3プラスミドを生成した。
ストレプトマイセスリビダンス(S.lividans)TK23の宿主細胞を前述の実施例で説明した方法を用いて(即ち、Hopwoodらの方法を用いて)、pSEA4CT−1AG3プラスミドベクターで形質転換した。
形質転換された培地をTS*培地中で3つの形質転換を提供するために行った。TS*培地の組成は、1リットル当たり、16グラムのトリプシン、4グラムのソイトン(ディフコ)、20グラムのカゼインヒドロリアーゼ(メルク)、10グラムのKHPO、15グラムのグルコース、0.6グラムのBasildon消泡剤を含み、pH7.0であった。インキュベーション条件は、30℃、250rpm(InfosHT)であった。各種経過時に、発酵ブロスのサンプルを採取して解析した。この実験の目的のために、スキムミルク手順を用いて、クローニングを確実にした。この試験において、30μLの振とうフラスコ上清を採取して穴の開いたスキムミルクアガープレート上に接種して、37℃でインキュベートした。
インキュベートしたプレートをタンパク質分解酵素の発現を示す透明な領域(ハロ)の生成のために一晩インキュベーションした後に、視認で確認した。この実験の目的のためにこのサンプルはプロテアーゼ活性及び分子量(SDS−PAGE)についてもアッセイされた。発酵の終了時に、SDS−PAGEにより完全長プロテアーゼが観察された。発酵ブロスのサンプルを以下のようにアッセイした。10μLの希釈された上清を収集し、190μLのAAPF基質溶液(濃度1mg/ml、0.1Mトリス/0.005%TWEEN(商標)−80、pH8.6)。
p−ニトロアニリンの放出に伴う410nmの吸光度の増加速度が観察された(25℃)。3つのクローンのアッセイ結果を以下の表5.1に示す。
Figure 2011501961
これらの結果は明らかに、ストレプトマイセス1AG3由来のポリヌクレオチドが加水分解活性を有するポリペプチドをコードしており、ストレプトマイセスリビダンス(S.lividans)で発現したことを示す。
実施例6
他のプロテアーゼに対する1AG3プロテアーゼの関係
この実施例では、1AG3プロテアーゼと他のプロテアーゼとの間の関係を決定するために用いた実験を説明する。Swissprotにおける1AG3ポリペプチド(SEQ ID NO:3)のBLASTサーチはストレプトマイセスグリセウス(S.griseus)由来のストレプトグリシンC(SGPC)(SEQ ID NO:23)が59.7%の最も近い既知の相同性、及び68.0%の同一性を有することを示した。このことは図2のアラインメントに示されている。成熟プロテアーゼ配列(即ち、触媒ドメイン)のみが比較された場合、1AG3プロテアーゼ(SEQ ID NO:9)とSGPC(SEQ ID NO:24)の同一性は74.2%になり、80.1%の相同性が図3に提供されている。これらの図において、活性部位アミノ酸配列his−asp−serは太字で示され、特徴的な3つのジスルフィド架橋は連結線で示す。
1AG3プロテアーゼ及びセルロモナス69B4(ASP)プロテアーゼはオーソロガスである。しかしながら、1AG3プロテアーゼ(SEQ ID NO:3)とASPプロテアーゼ(SEQ ID NO:25)の配列アラインメントはこれらの同一性が39.6%と低いことを示した。相同性は49.6%であり、図4に示す。これらのプロテアーゼの成熟タンパク質(触媒)のみを比較した場合、1AG3(SEQ ID NO:9)対ASP(SEQ ID NO:26)の同一性は44.1%に増加した、相同性は53.1%であった。図5に示す。従って、この結果は1AG3はASPに対して50%より高い相同性を有することを示している。更に、1AG3はASPより大きな分子量を有する。更に、1AG3の等電点はASPより低いことも示された。
実施例7
液体洗剤中の1AG3プロテアーゼのマイクロスウォッチ洗浄
この実施例では、1AG3プロテアーゼの洗浄性能をBMI(血液、ミルク、インク)−マイクロスウォッチ試験を用いて決定した。
洗浄性能の決定
このマイクロスウォッチ試験のために、インキュベーター(Innova 4330 Incubator,New Brunswick Scientific Co.,Edison,NJ,USA)をそれぞれ20℃と30℃で用いた。血液−ミルク−インクで汚れをつけた布見本(MEPA116)をCFTより入手し、室温で30分間、0.3%過酸化水素水に曝して乾燥させた。6.5mm直径の円を汚れた布見本から切り出し、1つのウェルあたりに1つ、垂直において、96ウェルのマイクロタイタープレートに置いた。
実施例5で説明した形質転換培地から得られたプロテアーゼサンプルを10mMのNaCl0.005%Tween80(ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート)(シグマ、P−1754)で希釈して、5乃至60μg/ml(タンパク質)の所望の濃度にして、アッセイに用いた。
洗剤溶液
漂白剤と酵素を含まない1.6gの液体洗剤を1Lの脱イオン水を用いて調製し、カルシウムとマグネシウムをこの溶液に添加して、最終硬度が1ガロン当たり6グレイン(即ち、北アメリカ条件)になるように調整した。洗剤溶液Iを4NのNaOHでpH6.0に調節し、洗剤溶液IIを5mMのHepes及び4NのNaOHでpH8.2にした。
試験方法
インキュベーターを所望の温度に設定した:20℃は低い温度条件(洗剤溶液II)及び30℃は低いpH(洗剤溶液I)条件である。調製され予め切断されたマイクロスウォッチを96ウェルのMTPのそれぞれに、前述のように入れた。それぞれの洗剤溶液190μLをそれぞれのウェルに添加した。その後、10μLの予め希釈された酵素溶液を各ウェルに添加して、最終濃度が。25乃至3.0μg/mlになるようにした(総容量は200μl/ウェルである)。このMTPを漏れないようにシールをして、20℃(低い温度洗剤溶液II)又は30℃(低いpH洗剤溶液I)に設定した、インキュベーター/シェカーに固定して、350rpmで1時間振とうさせた。インキュベーションの後、100μLの反応溶液を各ウェルから除去し、新鮮なマイクロプレートに置いた(Costar 9017、コーニング社、ニューヨーク、USA)。マイクロタイターリーダー(SpectraMax340、モレキュラーデバイス)上で、405nmでの吸光度を測定し、ブランクの対照(即ち、酵素サンプルの入っていないがマクロスウォッチと洗剤が入っているウェル)と比較した。
BMI洗浄性能の計算
1AG3プロテアーゼについての405nmの吸光度で表される濃度反応曲線の結果(1ウェル当りのppm)は、図7及び8に示した。
実施例8
布洗浄用液体洗浄組成物
この実施例は本発明に関して用いられる液体洗浄組成物を提供する。これらの組成物は、特に、おしゃれ着洗いの洗浄用製品のほかに、日本の洗浄条件に用いることを意図する。表8−1に好適な組成物を記載する。しかしながら、本発明をこの特定の組成物に限定することは意図しない。任意の他の好適な組成物も本発明に用いることができる。
Figure 2011501961
実施例9
液体食器洗浄組成物
この実施例は本発明に関して用いられる食器用洗浄組成物を提供する。これらの組成物は、特に日本の洗浄条件に用いることを意図する。表9−1に好適な組成物を記載する。しかしながら、本発明をこの特定の組成物に限定することは意図しない。任意の他の好適な組成物も本発明に用いることができる。
Figure 2011501961
実施例10
液体洗浄組成物
本発明のプロテアーゼは洗浄組成物に用いる。例えば、本発明にもとづいて、特に日本製の洗浄機の洗浄条件下で洗浄される布洗浄用組成物が調製される。幾つかの態様において、以下の表10−1に示す組成物を含む。特に定義しない限り、この表及び以下の実施例の表における「プロテアーゼ」は本発明の1AG3プロテアーゼである。
Figure 2011501961
実施例11
顆粒洗浄組成物
この実施例では、本発明に用いられる顆粒洗浄組成物を提供する。以下の表は好適な組成物を提供する。しかしながら、本発明をこの特定の組成物に限定することは意図しない。任意の他の好適な組成物も本発明に用いることができる。
Figure 2011501961
以下の洗濯用洗剤組成物はヨーロッパ製洗濯機洗浄条件で用いることを意図する。
Figure 2011501961
実施例12
洗剤
この実施例では、1AG3及び/又は1AG3変異体と一緒に用いる各種洗剤を記載する。このセクションで用いる試験方法は本発明のパラメーターのそれぞれの値を決定するために用いることは理解されるであろう。
例示的な洗浄組成物において、特に定義しない限り、酵素レベルは組成物総重量に基づく精製酵素で表される。洗剤の成分は組成物の総重量で表される。
以下の表(表12−1)は調製された液体洗濯用洗浄組成物である。
Figure 2011501961
以下の表(表12−2)は調製された食器用洗浄組成物である。
Figure 2011501961
表12−3は調製された液体食器洗浄機用洗剤である。
Figure 2011501961
表12−4は顆粒又はタブレット形状に調製された洗濯用洗剤である。
Figure 2011501961
表12−5は調製された液体洗濯用洗剤である。
Figure 2011501961
表12−6は調製された高密度食器用洗剤である。
Figure 2011501961
表12−7は標準的な12ハードロータープレスを用いて13KN/cm2の圧力で顆粒食器用洗剤を圧縮して調製した本発明の洗浄組成物である。
Figure 2011501961
表12−8は調製された本発明の液体硬表面洗浄組成物を提供する。
Figure 2011501961
もちろん、これらの開示された態様の各種変更が可能であることは理解されるであろう。それゆえ、前述の詳細な説明は均等物を含む以下の特許請求の範囲に関連していることが理解されるであろう。
実施例13
1AG3を含む動物飼料組成物
本発明は1AG3及び/又は1AG3変異体を含む動物飼料組成物も提供する。この実施例において、好適な鶏用飼料が提供される。しかしながら、本発明をこの特定の態様に限定することを意図するものではなく、本発明のプロテアーゼは他の多くの動物用飼料に用いることができる。更に、本発明の飼料は愛玩用動物(例えば、犬、猫、馬、げっ歯類)のほかに家畜(ウシ、ブタ、ヒツジ等)を含む他の動物にも用いることができる。以下の表はマッシュ、即ち、3週齢までの七面鳥に与えるためのメイズベースの給餌開始飼料である。
Figure 2011501961
幾つかの実施態様では、この飼料調合物は本願発明の種々の濃度のプロテアーゼ(例えば、2,000単位/kg、4,000単位/kg及び6,000単位/kg)が加えられている。
明細書に記載された全ての特許と刊行物は、発明の属する技術分野の技術者の水準を示す。全ての特許と刊行物は、各個の刊行物が、特定されかつ個別に引用により組み込まれる場合と同程度に引用により本明細書に組み入れられる。
本願発明の好ましい実施態様を述べたので、本願発明の技術分野の通常の技術者には、開示された実施例に種々の変更が行われることができることが明らかであろう。そしてそのような変更は本願発明の範囲内にあることを意図している。
本願発明の技術者は、本願発明が対象物を扱い、対象物が固有に備えているもののほか、記述された目的と利点を得るに十分に適していることが分かるであろう。本明細書に記載された組成物と方法は好ましい実施態様の代表、典型であり、本発明の範囲に関し限定することは意図していない。発明の範囲と本質から逸脱せず本明細書に開示されている発明に種々の置換と変更が行われ得ることは、本願発明の技術分野の技術者には容易に明らかである。
本明細書に説明のため述べられた発明は、本明細書に特定して開示されていないいずれの発明特定事項、限定もない条件で実施できる。使用された用語及び表現は記述のための用語として使用されており、限定のためではなく、かつそのような用語と表現の使用は、明らかにされかつ述べられた特徴と等価なものまたはその一部と等価なものを排除する意図はなく、むしろ、特許を請求する発明の範囲内で種々の変更が可能であることが認識される。従って、本願発明は好ましい実施態様と任意の特徴により具体的に開示されているが、本明細書に開示された概念の修飾、変更は本願発明の技術分野の技術者に委ねられ、且つそのような修飾と変更が、添付の特許請求により定義されている発明の範囲内にあることが理解されるべきである。
本発明は本明細書に広く、属に関して述べられてきた。属の開示の範囲内にあるより狭い範囲の種及び属より下位の分類のそれぞれもまた本発明の一部を形成する。これには、除外されるものが本明細書で特定して記載されていたか否かに拘らず、当該属からいずれかのものを除外する条件または否定的限定(negative limitation)を付した発明についての属に関する記述が含まれる。

Claims (32)

  1. 配列番号(SEQ ID NO:)9の野生型ストレプトマイセス(Streptomyces)1AG3プロテアーゼに少なくとも約80%同一なアミノ酸配列を含む単離されたセリンプロテアーゼ。
  2. 前記単離されたセリンプロテアーゼが前記野生型ストレプトマイセス1AG3プロテアーゼに対して少なくとも約95%同一である、請求項1の単離されたセリンプロテアーゼ。
  3. 前記単離されたセリンプロテアーゼが野生型ストレプトマイセス(Streptomyces)1AG3プロテアーゼの配列を含む、請求項1の単離されたセリンプロテアーゼ。
  4. 前記単離されたセリンプロテアーゼが前記野生型ストレプトマイセス(Streptomyces)1AG3プロテアーゼに対して少なくとも1つのアミノ酸置換を含む、請求項1の単離されたプロテアーゼ。
  5. 請求項1の単離されたセリンプロテアーゼをコードしている単離された核酸。
  6. 前記核酸がa)SEQ ID NO:8に過酷な条件でハイブリダイズする、及び/又はb)SEQ ID NO:8に少なくとも約70%同一な核酸配列を有する、請求項5の単離された核酸。
  7. プロモーター及び請求項6の単離された核酸が作動可能に結合するように含まれている、組換えポリヌクレオチド。
  8. 前記組み換えポリヌクレオチドが、宿主細胞から前記単離されたセリンプロテアーゼの分泌を提供する、請求項7の組換えポリヌクレオチド。
  9. 請求項7の組換えポリヌクレオチドを含む発現ベクター。
  10. 請求項7の組換えポリヌクレオチドを含む宿主細胞。
  11. 前記宿主細胞がバチルス種、ストレプトマイセス種、アスペルギルス種、及びトリコデルマ種から選択される、請求項10の宿主細胞。
  12. 前記組換えポリヌクレオチドが前記宿主細胞のゲノム中に存在する、請求項10の宿主細胞。
  13. 前記単離されたセリンプロテアーゼの生成に好適な条件下で請求項10の宿主細胞を培養する工程を含む、単離されたセリンプロテアーゼを生成する方法。
  14. 前記単離されたセリンプロテアーゼを回収する工程を更に含む、請求項13の方法。
  15. 請求項1の単離されたセリンプロテアーゼを含む洗浄組成物。
  16. 前記洗浄組成物がさらに界面活性剤を含む、請求項15の洗浄組成物。
  17. 前記界面活性剤がエチレンオキサイド部分を含むアルキル硫酸ナトリウムである、請求項16の洗浄組成物。
  18. 前記単離されたセリンプロテアーゼを重量により約0.001%乃至約0.5%含む、請求項15の洗浄組成物。
  19. 前記組成物がpH調整剤の十分量を含み、約3乃至5の正味のpHを組成物に提供し、前記組成物が約3乃至5のpHで加水分解する物質を実質的に含まない、請求項15の洗浄組成物。
  20. 前記洗浄組成物が洗濯用洗剤として製剤化される、請求項15の洗浄組成物。
  21. 前記洗浄組成物が食器用洗剤として製剤化される、請求項15の洗浄組成物。
  22. 更に、プロテアーゼ、アミラーゼ、リパーゼ、マンナナーゼ、ペクチナーゼ、クチナーゼ、オキシダーゼ、ヘミセルラーゼ、及びセルラーゼから選択される追加的な酵素を含む、セルロース15の洗浄組成物。
  23. 更に、安定剤を含む、請求項15の洗浄組成物。
  24. 前記安定剤が硼砂、グリセロール、及び競合抑制剤からなる群より選択される、請求項23の洗浄組成物。
  25. 前記競合抑制剤が前記単離されたセリンプロテアーゼをアニオン界面活性剤から保護する、請求項24の洗浄組成物。
  26. 前記洗浄組成物が固形組成物である、請求項15の洗浄組成物。
  27. 前記洗浄組成物が液体組成物である、請求項18の洗浄組成物。
  28. 目的物を洗浄するのに好適に条件下で、請求項15の洗浄組成物と目的物を接触させる工程を含む、洗浄方法。
  29. 前記方法が洗浄及び/又はすすぎ工程を更に含む、請求項28の方法。
  30. 前記目的物が布製品である、請求項28の方法。
  31. 前記目的物が食器である、請求項28の方法。
  32. 請求項1の単離されたセリンプロテアーゼを含む動物用飼料。
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