JP2014528964A - バチルス種のサーファクタント、それを含む組成物、それを得るための方法およびその使用 - Google Patents

バチルス種のサーファクタント、それを含む組成物、それを得るための方法およびその使用 Download PDF

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Abstract

本発明は枯草菌の菌株に関する。本発明は、また、枯草菌の菌株によって生産されたバイオサーファクタントおよびそれらの使用に関する。本発明はまた、前記バイオサーファクタントを含む組成物に関するとともに、前記バイオサーファクタントを生産する方法に関する。本発明はまた、バイオサーファクタントを得るための方法に関するとともに、前記方法を実行するための装置に関する。本発明は、特に、バイオ農薬の生産または植物検疫産業のためのバイオサーファクタントのみならず、食品産業、化粧品産業、製薬産業、および石油産業に用いることができる。【代表図】図7

Description

本発明は、バチルス種(Bacillus sp)の菌株(strain)に関する。
本発明は、また、バチルス種の菌株によって製造されたバイオサーファクタント(biosurfactants)およびその使用に関する。本発明は、また、これらのバイオサーファクタントを有する組成物、およびこれらのバイオサーファクタントを製造するための方法に関する。
本発明は、また、バイオサーファクタントを得る方法、およびこの方法を実行するための装置に関する。
本発明は、特に、植物健康産業のための植物農薬またはバイオサーファクタントの生産における応用の分野を見出し、また、食品産業、化粧品産業、化学産業、薬剤産業および石油産業および自然環境における応用の分野を見出す。
以下の記載において、実施例の末尾(本明細書の末尾)に示されている参照のリストは、[1] など[ ]の間で言及される。
従来の農業生産システムは、市場の期待、および顧客から受け入れられるコストに従って、量と質の観点から十分な生産を確保するために、農薬のタイプの植物健康製品を使用している。これらの製品の使用は農業システムに対しては利益を与えるとはいうものの、人の健康および自然環境に対しては悪影響を引き起こすだろう。地下水および地表水の品質の劣化、および農業環境における生物多様性の減少は、最も頻繁に指摘されている結論である。
特に細菌を起源とするバイオサーファクタントは、多数の興味深い特性、特に、植物健康分野に利用することができる界面活性剤、抗ウィルス性、抗菌性、および抗真菌性の特性を有していることが知られている。これらのバイオサーファクタントは、単独でも使用でき、またはいくつかのバイオサーファクタントを混合しても使用できる。複数のバイオサーファクタントを混合して使用するときに相乗的な効果が示されている。(参照文献1、参照文献2、参照文献3)
参照文献1:(Ongena and Jacques, 2008 Bacillus lipopeptides: versatile weapons for plant disease biocontrol. Trends Microbiol. 16, 115-125 [1]
参照文献2:チェコ特許公開公報第20011620号(CZ20011620) [2]
参照文献3:ドイツ特許出願第102005050123号(DE 102005050123) [3]
これらのバイオサーファクタントは、化学的起源の農薬に比べてより良い生分解性、低い毒性、およびより高い物理化学的耐性を有している。加えて、化粧品市場は乳化剤のように抗菌作用および物理化学的特性を結合する生物起源の分子に特別な関心を寄せている。
バイオサーファクタントはまた、沈殿物中に含まれる油の回収の支援をするという用途がある。ここでは、バイオサーファクタントの注入が油の粘度を減少させ、実質的に回収油の比率を改善する。それら(バイオサーファクタント)はまた、炭化水素による水の汚染に対処するために用いられ、化学的な界面活性剤よりも格段に有効である。加えて、これらのバイオサーファクタントは処理水の生態系に対する毒性はない。
バイオサーファクタントに対する需要は、従って、特に食品産業、化粧品産業、化学産業、製薬産業および石油産業と自然環境において、ここ数年で増加している。多数の生産方法が研究され使用されており、刊行物または特許出願申告の主題となっている(参照文献4)。
参照文献4:フランス特許公報第2578552号(FR 2578552) [4]
しかしながら、現在利用できるバイオサーファクタントはあまり有効ではなく、わずかな生物学的特性および/または化学的特性を有するに留まる。
従って、好ましくは先行技術のバイオサーファクタントに比較して改善された特性を有する代替的なバイオサーファクタントを提供する真の必要性が存在する。
加えて、バイオサーファクタントを得るために利用できる有効な手段を持つことへの真の必要性が、現在存在する。
バチルス種によって生産されたバイオサーファクタントを製造する方法が特に研究されている。しかしながら、これらの方法は気泡の形をした酸素の添加によって泡の生成を引き起こす。第1のアプローチは通気した反応装置を用いることである。この反応装置は機械的に撹拌されており、バイオサーファクタントおよびそれを含むものによって生じた気泡を連続的に取り出す。この方法は多くの時間と労力を必要とし、特に大規模生産にはあまり使用されていない(参照文献5)。
参照文献5:(Guez et al., 2007. Setting up and modelling of overflowing fed-batch cultures of Bacillus subtilis for the production and continuous removal of lipopeptides. J Biotechnol, 131, 67-75 [5])
泡の問題を避けるために、嫌気性条件下で働くことおよび最終的な電子受容体として硝酸塩を用いる試みが行われている(参照文献6、7,8)。バイオサーファクタントの生産は、菌株の能力がこれらの窒素代謝に適応しているか、いないかに大きく依存する。工業的な量のバイオサーファクタントを生産することを可能にする有効な解決策は現在に至るまで開発されていない。加えて、化学起源の農薬の使用はますます物議を醸しており、化学起源の農薬を代替するため、および工業的規模における生物起源のこれらの分子の生産方法を開発するために生物起源の分子の研究や使用が必要である。
参照文献6:(Davis, Lynch and Varley. 1999. The production of surfactin in batch culture by Bacillus subtilis ATCC 21332 is strongly influenced by the conditions of nitrogen metabolism. Enzyme Microb. Technol. 25, 322-329. [6]
参照文献7:国際公開02/26961号公報(WO 0226961)[7]
参照文献8:欧州特許第1320595号公報(EP 1320595)[8]
従って、バイオサーファクタントを低い生産コストで大量に継続的に生産するための方法を含んで、先行技術の欠陥、欠点および障害を克服することができる方法および装置を開発する真の要求が存在する。
発明の開示
本発明は、枯草菌の菌株、ミコサブチリン(mycosubtilins)、これらのミコサブチリンを含む組成物、およびこれらのミコサブチリンを得るための方法を提供することによって、前述の要求を正確に満たす。
本発明は、また、特に泡の生成を撲滅するまたは限定することにより、工業的規模でバイオサーファクタントを生産するための方法および装置を提供する。
本発明の主題は、従って、バイオサーファクタントを得るための方法であり、微生物の培養が空気/液体の膜接触器の表面で行われている、有機基質を含む培地におけるバイオサーファクタントを生産することができる微生物の培養のステップであるステップ(a)を含む。
発明者らは、事実、初めにこの方法を開発し、導入していた。驚くことに、空気/液体の膜接触器上での細胞の固定化は、泡の生成を避けてバイオサーファクタントを継続的に生産するために特に好ましい。加えて、本発明による方法は、バイオサーファクタント生産収率を増加する。さらに、本発明による方法における空気/液体の膜接触器の使用は、バイオサーファクタントを継続的に生産することを可能にする。
以下、「バイオサーファクタント」とは、両親媒性であるとともに微生物から生産される界面活性分子を意味する。それは例えば、リポペプチド(lipopeptide)、リン脂質(phospholipid)、糖脂質(glycolipid)、リポタンパク質(lipoprotein)、または脂肪酸エステル(fatty acid ester)から選択される化合物であってもよい。例えば、リポペプチドは、イツリン(iturin)、サーファクチン(surfactin)、ミコサブチリン(mycosubtilin)、シリンゴマイシン(syringomycin)、フェンギシン(fengycin)(または、プリバスタチン(plipastatin))、リチェニシン(lichenysin)、バシロマイシン(bacillomycin)、クルスタキン(kurstakin)、トラシシン(tolaasin)、アルトロファクチン(arthrofactin)、セラウェッチン(serrawettin)、プチソブリン(putisolvin)、およびマッセトリド(massetolide)を含む群から選択されてもよい。リン脂質は、例えば、ホスファチジルコリン(phosphatidylcholine)を含む群から選択されてもよい。エステルは、ソルビタン(sorbitan)または、ラムノース(rhamnose)エステル、モノミスチリン(monomyristin)、モノリノレイン(monolinolein)、およびモノリノレニン(monolinolenin)を含む群から選択されてもよい。糖脂質はたとえばラムノリビド(rhamnolipid)でもよい。
「微生物の培養」とは、微生物を成長させるために用いられる、および/または、それを1またはそれ以上の分子に生産させることができる、全ての技術を意味する。
「バイオサーファクタントを生産することができる微生物」とは、バイオサーファクタントを合成する能力を有し、組織分化を欠いている単細胞または多細胞のあらゆる微細な生物を意味する。それは例えば、細菌(bacterium)、酵母、かび(mould)、または藻類(alga)であってもよい。
例えば、細菌は、バチルス属(Bacillus)、シュードモナス属(Pseudomonas)、ロドコッカス属(Rhodococcus)、アシネトバクター属(Acinetobacter)、セラチア属(Serratia)、バークホルデリア属(Burkholderia)、マイコバクテリウム属(Mycobacterium)、ノカルジア属(Nocardia)、フラボバクテリウム属(Flavobacterium)、コリネバクテリウム属(Corynebacterium)、クロストリジウム属(Clostridium)、チオバチルス属(Thiobacillus)、アースロバクター属(Arthrobacter)、アルカニボラックス属(Alcanivorax)、およびパエニバチルス属(Paenibacillus)を含む群から選択される属に属してもよい。例えば、酵母は、カンジダ属(Candida)、シュードザイマ属(Pseudozyma)、ウスチラゴ属(Ustilago)、シチゾネラ属(Schizonella)、クルツマノミセス属(Kurtzmanomyces)、トルロプシス属(Torulopsis)、ロドトルラ属(Rhodotorula)、およびウィケルハミエラ属(Wickerhamiella)を含む群から選択される属に属してもよい。好ましくは、バイオサーファクタントを生産する微生物はバチルス属に属する。
バイオサーファクタントを生産することができる微生物がバチルス属に属している場合、それは、例えば枯草菌(Bacillus subtilis)、バチルス・チューリンゲンシス(Bacillus thuringiensis)、バチルス・リケニフォルミス(Bacillus licheniformis)、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefaciens)、バチルス・セレウス(Bacillus cereus)、バチルス・プミルス(Bacillus pumilus)及びバチルス・モジャンベンシス(Bacillus mojavensis)を含む群から選択されてもよい。それは例えば、枯草菌を含む群から選択された菌株の場合には、パスツール研究所(フランス、パリ)の国立培養微生物収集機関(CNCM)に2011年3月10日にCNCM I-4451の番号のもとで寄託されたような枯草菌でもよい。また、枯草菌BBG125と呼ばれるものだけでなく、枯草菌ATCC 21332 、枯草菌BBG21 、枯草菌ATCC 6633 、枯草菌BBG100 、枯草菌ATCC 9943 、枯草菌S499 、枯草菌BBG116 、枯草菌BBG131、バチルスリケニフォルミスBAS50 、バチルスリケニフォルミスATCC 14580に由来する菌株、およびバチルス・チューリンゲンシスBBG300でもよい。
好ましくは、ミコサブチリン(micosubtilin)を生産するための、バイオサーファクタントを生産することができる微生物は、枯草菌BBG125 、枯草菌BBG100、および、枯草菌BBG1116を含む群から選択されるが、より好ましくは、枯草菌BBG125 、枯草菌BBG100を含む群から選択される。
好ましくは、サーファクチン(surfactin)を生産するための、バイオサーファクタントを生産することができる微生物は、枯草菌BBG131である。
好ましくは、フェンギシン(fengycin)を生産するための、バイオサーファクタントを生産することができる微生物は、枯草菌ATCC 21332、および枯草菌BBG21を含む群から選択される。
好ましくはを繰り返すが、本発明によればバイオサーファクタントを生産するための微生物は、枯草菌BBG125である。
バイオサーファクタントを生産することができる微生物がシュードモナス属に属している場合、それは、例えば、緑膿菌(Pseudomonas aeruginosa)、シュードモナス・シリコイ(Pseudomonas cichorii)、シュードモナス・プチダ(Pseudomonas putida)、蛍光菌(Pseudomonas fluorescens)シュードモナス・スタッツェリ(Pseudomonas stutzeri)、シリンゲ菌(Pseudomonas syringae)およびシュードモナス・トラシイ(Pseudomonas tolaasii)を含む群から選択されてもよい。
以下、「有機基質」とは、微生物を成長させることを可能にする、および/または、1またはそれ以上の分子を生産することを可能にする、あらゆる物質または物質の混合物を意味する。例えば、有機基質は、デンプン、グルコース、グルタミン酸、ショ糖、キシロース、グリセロール、有機酸、アミノ酸、およびこれらの有機基質の混合物を含む群から選択されてもよい。例えば、有機基質は、以下の組成を有するランディ培地(Landy medium)であってもよい。:グルコース20g/リットル、グルタミン酸5g/リットル、酵母エキス1g/リットル、リン酸水素二カリウム(K2HPO4)1g/リットル、硫酸マグネシウム0.5g/リットル、塩化カリウム0.5g/リットル、硫酸銅(II)(CuSO4)1.6g/リットル、硫酸鉄(III)(Fe2(SO4)3)1.2mg/リットル、硫酸マンガン(II)(MnSO4)0.4mg/リットル(参照文献9)。 有機基質は、例えば修正したランディ培地、すなわち例えば、硫酸アンモニウム2.3g/リットル、および/または、グルタミン酸濃度2g/リットルを補充したランディ培地、であってもよい(参照文献10)。
参照文献9:(Landy et al. 1948. Bacillomycin; an antibiotic from Bacillus subtilis active against pathogenic fungi. Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 67, 539-541) [9]
参照文献10:(Guez et al., 2008. Respiration activity monitoring system (RAMOS), an efficient tool to study the influence of the oxygen transfer rate on the synthesis of lipopeptide by Bacillus subtilis. J. Biotechnol. 134, 121-126 [10])
以下、「空気/液体の接触器」とは、酸素を含む気体を用いて液体培地に酸素を送り込むための装置を意味する。空気/液体の接触器は、特に空気/液体の膜接触器を含む。それは例えば、空気/液体の膜接触器を含む反応装置の場合であってもよい。空気/液体の接触器の例としては、次の接触器が挙げられる。CFPで始まる参照記号によって定義される型式に従ってGEヘルスケア(GE Healthcare)から供給される「中空糸(Hollow fibre)カートリッジ」、KMで始まる参照記号によって定義される型式に従ってスペクトラムラボ(Spectrum Labs)から供給される「中空糸モジュール」。
空気/液体の膜接触器は、また、液相から気相を分離する。これら2つの相が混ざり合うことなく、気相は膜の一方側を循環し、液相は膜の他方側を流れる。(参照文献11)
参照文献11:(Remize and Cabassud 2003, A novel bubble-free oxidation reactor: the G/L membrane contactor. Recent progress in method engineering. Integration of membranes in the methods 2. Lavoisier Tec and Doc. [11])
「空気/液体の膜接触器」は、培地内で酸素の拡散を許容する多孔質膜を意味する。
例えば、空気/液体の膜接触器は、中空糸または平膜から作られた膜であってもよい。
空気/液体の膜接触器は、例えば0.01μmから2μm、例えば0.01μmから1μm、例えば0.1μmから0.65μmの間の大きさの細孔を有してもよい。
空気/液体の膜接触器は、例えば0.1m2から20m2の間の表面積を有してもよい。空気/液体の膜接触器の表面積は好ましくは1m2より大きい。
空気/液体の膜接触器は、それら2つの相のより良い分離を保証するために、例えば疎水性膜であってもよい。例えば、空気/液体の膜接触器は、ポリエーテルスルホン(polyethersulfone)、ポリプロピレン(polypropylene)、ポリスルホン(polysulfone)、再生セルロース(regenerated cellulose)及びセルロースエステル(cellulose esters)を含むポリマーの群から選択される材料から製造されてもよい。
空気/液体の膜接触器は、例えば、平坦な形状、円筒形状、円錐形の端部を有する円筒形状、または、微生物の培養および酸素交換に最適化されたいかなる幾何学的な形状であってもよい。
空気/液体の膜接触器の例として、次の膜を特に述べることができる。
− GEヘルスケアヨーロッパ社(Munich, Germany)からの(CFP-6-D-45)、
− CFPで始まる参照記号によって定義される型式に従ってGEヘルスケアから供給される中空糸濾過モジュール(中空糸のカテゴリ)
− KMで始まる参照記号によって定義される型式に従ってスペクトラムラボから供給される中空糸濾過モジュール(中空糸モジュール)。
本発明によれば、バイオサーファクタントを生産することができる微生物は、空気/液体の膜接触器の表面で完全にまたは部分的に活動的に固定化されてもよい。換言すれば、空気/液体の接触器に存在する微生物の主要な部分は、この接触器の膜の表面に固定化されており、他の部分はそれらから解放された後は培地内の懸濁液にいる。
従って、本発明による方法は、有機基質を含む培地においてバイオサーファクタントを生産することができる微生物を培養するステップ(a)を含み、微生物は、空気/液体の膜接触器の表面で培養されている。換言すれば、本発明による方法は、好ましくは培養皿や発酵槽をなくしてしまうことができる。本発明による方法は、好ましくはミコサブチリンを継続的にかつ十分に満足できる量で生産することができる。好ましくは、本発明による方法は継続的に実行される。培養皿または発酵槽を任意的に追加しても良いが、それは必須ではない。培養皿または発酵槽の追加はそれらが生産収率を低減させるのでむしろ勧められない。従って、好ましくは本発明による方法は培養皿または発酵槽を含まない装置によって実行される。換言すれば、本発明による方法によれば、バイオサーファクタントを生産することができる微生物の培養は空気/液体の膜接触器の表面だけで行うことができる。
バイオサーファクタントを生産することができる微生物にとって必要な酸素は、前記微生物が固定されている空気/液体の膜接触器の細孔を介した拡散によって移動する。換言すれば、本発明によれば、微生物培地の酸素供給は、反応装置にある泡立ちシステムによってなされるのでも、微生物培養反応器の外側に位置している酸素供給システムによってなされるものでもない。
空気/液体の膜接触器の酸素の流れは、バイオサーファクタントを生産することができる微生物に酸素を送り込むために、いかなる流量にも調整することができる。当業者は、酸素の追加必要量に応じて空気/液体の膜接触器の流量を決定することができる。発明者らは、毎分の液体の体積に対して、0.2から2倍の間の気体の体積(vvm)の通気流が、培地および微生物へ酸素を送り込むためにとりわけ効果的であることを見出している。空気/液体の膜接触器の空気流量は、従って例えば、0.5vvmから2.0vvmの間であることができる。好ましくは、ミコサブチリンを生産するための空気/液体の膜接触器の空気流量は、0.25vvmである。好ましくは、サーファクチンを生産するための空気/液体の膜接触器の空気流量は、1vvmである。好ましくは、フェンギシンを生産するための空気/液体の膜接触器の空気流量は、0.5vvmである。
本発明の方法によれば、培養ステップ(a)は、複数の空気/液体の膜接触器の表面で行うことができる。例えば、培養ステップ(a)は、2つの空気/液体の膜接触器の表面で行うことができ、例えば、3、4、5、6、7、8、9、10、またはそれ以上の空気/液体の膜接触器の表面で行うことができる。当業者は、生産されるべきバイオサーファクタントの量に応じて、空気/液体の膜接触器の数を決定することができる。
本発明の目的の1つは、空気/液体の膜接触器の表面に固定される微生物の量を増加させることである。このことは、空気/液体の膜接触器の表面積、および/または、空気/液体の膜接触器の数を増加させることにより行うことができる。
培養ステップ(a)が複数の空気/液体の膜接触器の表面で行われる場合、それらの空気/液体の膜接触器は、例えば、直列または並列に配置されてもよい。培養ステップ(a)が複数の空気/液体の膜接触器の表面で行われる場合、好ましくは、それらの空気/液体の膜接触器が並列に配置される。
本発明の方法は、さらに、バイオサーファクタントを含んでいる培地からバイオサーファクタントを分離するステップを含んでもよい。この分離ステップは、バイオサーファクタントを含んでいる液体培地からバイオサーファクタントを分離するための当業者が知っているいかなる手段によって行ってもよい。
例えば、バイオサーファクタントを含んでいる培地からバイオサーファクタントを分離するステップは、精密濾過(microfiltration)、限外濾過(ultrafiltration)、ナノ濾過(nanofiltration)および遠心分離を含む群から選択された1またはそれ以上のステップを含んでもよい。
例えば、バイオサーファクタントを含んでいる培地からバイオサーファクタントを分離するステップは、以下のステップを含む。
(b) ステップ(a)で得られた培地を、その培地から微生物を分離するために精密濾過するステップ、および/または
(c) ステップ(a)または(b)で得られた培地を、ステップ(a)または(b)で得られた培地からバイオサーファクタントを分離するために限外濾過するステップ、を含む。
好ましくは、分離ステップは、(b)および(c)の各ステップを含む。
精密濾過ステップ(b)および限外濾過ステップ(c)は、ステップ(a)および/またはステップ(b)で得られた培地からバイオサーファクタントを継続的に抽出することができる。
空気/液体の膜接触器と精密濾過(b)ステップおよび限外濾過ステップ(c)を組み合わせることにより、バイオサーファクタントを生産することができる微生物からバイオサーファクタントを継続的に生産するとともに抽出することができる。
精密濾過ステップ(b)は、あらゆる精密濾過手段を用いて微生物を含んでいる培地から微生物を分離することができる。例えば、精密濾過手段は精密濾過膜であってもよい。例えば、精密濾過手段は有機または無機の精密濾過膜であってもよく、例えば中空糸膜(hollow-fibre membrane)であってもよい。
精密濾過ステップ(b)は、例えば、0.1から0.45マイクロメートル(μm)の孔径を持つ中空糸から製造された膜を用いて行ってもよい。好ましくは、ステップ(b)で用いられる中空糸膜は、0.2μmの孔径を有する。
精密濾過ステップ(b)を行うために用いることができる膜の例としては、以下の膜がある。
− 0.2μmの孔径を有する中空ポリスルホン糸または中空ポリエーテルスルホン糸、CFP-2-E-4X2MAを参照(GE-Healthcare Europe GmbH, Munich, Germany)、
− 0.45μmの孔径を有する中空ポリスルホン糸または中空ポリエーテルスルホン糸、CFP-4-E-4X2MAを参照、または、0.65μmの孔径を有する中空ポリスルホン糸または中空ポリエーテルスルホン糸、CFP-2-E-6X2MAを参照(GE-Healthcare Europe GmbH, Munich, Germany)
− CFPで始まる参照記号によって定義される型式に従ってGEヘルスケア社から提供される中空糸精密濾過モジュールまたは中空糸限外濾過モジュール(中空糸カテゴリ)、
− KMで始まる参照記号によって定義される型式に従ってスペクトラムラボ(Spectrum Labs) (Rancho Dominguez, CA, USA)から提供される中空糸濾過モジュール(中空糸モジュール)、
− SPCから始まる参照記号によって定義される型式に従ってザルトリウス・ステディム(Sartorius Stedim)(Aubagne, France)から提供されるSartocon精密濾過カセット。
限外濾過ステップ(c)は、あらゆる濾過手段を用いてバイオサーファクタントを含んでいる培地からバイオサーファクタントを分離することができるとともにバイオサーファクタントを濃縮することができる。例えば、限外濾過手段は、限外濾過膜でもよく、例えば、再生セルロースから製造された限外濾過膜でもよい。
限外濾過ステップ(c)は、例えば、5キロダルトン(kDa)と50キロダルトン(kDa)の間に遮断しきい値を有する膜によって行われてもよく、例えば、5kDaと30kDaとの間、例えば、5kDaと20kDaとの間に遮断しきい値を有する膜によって行われてもよい。ステップ(c)で用いられる膜は好ましくは、10kDaの遮断しきい値を有する。
限外濾過ステップ(c)を行うために用いることができる膜の例としては、以下の膜がある。
− 再生セルロースから製造された10kDaの遮断しきい値を有する限外濾過膜、3051443901E-SWを参照(Sartorius, Goettingen, Germany),
− 再生セルロースから製造された10kDaの遮断しきい値を有する限外濾過膜、P2C010C01を参照(Millipore Headquarters, 290 Concord Road, Billerica, MA, USA)。
ステップ(a)、(b)および(c)で用いる膜は、好ましくは121℃で20分間の滅菌に耐える。
本発明による方法がバイオサーファクタントを排出する微生物による有機物の生分解に対する既知の方法と相違する点は、既知の方法では全ての微生物を再利用することが可能か否かが、培地および生産されたバイオサーファクタントからの有機物の残留物を除去した後で分かるという点においてである。このことによって、バイオリアクターにおける微生物の高度な濃縮を得ることが可能になる。
これはまた、生産されたバイオサーファクタントの約95%がほとんど泡の生成なく培地に留まることで、バイオサーファクタントを排出する微生物による有機物の生分解に対する既知の方法から区別される。約5%のバイオサーファクタントが膜反応器の空気/液体の境界面に吸着される。しかし、膜を洗浄することで、取り除くことができる。
空気/液体の膜接触器は、生産された、および膜反応器の空気/液体の境界面に吸着されているバイオサーファクタントを回収するために、当業者に既知のいかなる手段によっても洗浄することができる。例えば、空気/液体の膜接触器の洗浄は、蒸留水、 水酸化ナトリウム溶液、次亜塩素酸ナトリウム溶液、炭酸水素ナトリウム溶液又は炭酸水素カリウム溶液、または、炭酸ナトリウム溶液又は炭酸カリウム溶液、を含む群から選択された1またはそれ以上の洗浄溶液によって行われてもよい。洗浄溶液は、回収されるバイオサーファクタントの量を増加することができるいかなるpHにされてもよい。例えば、洗浄溶液は、pHが10でもよい。
洗浄溶液は、回収されるバイオサーファクタントの量を増加することができるいかなる温度にされてもよい。例えば、洗浄溶液は、20℃と50℃の間の温度にされる。
本発明によれば、培地の温度は、当業者に既知のいかなる加熱手段によって調整されてもよい。例えば、加熱手段は熱交換器であってもよい。例えば、加熱手段は、U字型熱交換器、水平管式クラスタを有する熱交換器、垂直管式クラスタを有する熱交換器、スパイラル式熱交換器、プレート式熱交換器、ブーイ円柱(Bouhy column)熱交換器、または、ブロック熱交換器を含む群から選択されてもよい。加熱手段は、好ましくは管式熱交換器である。
従って、本発明による方法は、バイオサーファクタントを生産することができる微生物からバイオサーファクタントを生産することができる、いかなる温度でも行うことができる。例えば、本方法は、0℃と70℃との間の温度で行われてもよいが、好ましくは20℃と37℃との間である。好ましくは、本方法は、ミコサブチリンを生産するためには、22℃の温度で行われてもよい。本方法は、フェンギシンを生産するためには、好ましくは30℃の温度で行われてもよい。好ましくは、本方法は、サーファクチンを生産するためには、37℃の温度で行われてもよい。
加えて、本発明による方法は、バイオサーファクタントを生産することができる微生物からバイオサーファクタントを生産することができるいかなるpHでも行うことができる。そのpHは、培地への基本溶液または酸性溶液の追加を制御することで調整されてもよい。
基本溶液は、例えば、ナトリウム化合物(soda)、カリウム化合物(potash)およびアンモニアを含む群から選択されてもよい。
酸性溶液は、例えば、りん酸、硫酸および硝酸を含む群から選択されてもよい。
そのpHは、バイオサーファクタントを生産することができる微生物を生かすことができるいかなる値にも調整されてもよい。それは例えば、pH6とpH8との間の値、好ましくはpH7に調整されてもよい。当業者は、必要な値にpHを調整するための基本溶液および酸性溶液の量を決定することができる。
本発明による方法は、好ましくは継続的に実行される。すなわち、空気/液体の膜接触器の供給および微生物によって生産されたバイオサーファクタントの抽出を、中断することなく行うことができる。本発明による方法はバイオサーファクタントを生産することができる微生物から、いかなる時間当たりの割合でもバイオサーファクタントを抽出することができるように行われてもよい。本方法により行うことができる割合は、すなわち、空気/液体の膜接触器に加えられる培地の流量であり、当業者であれば容易に適合させることができる。発明者らは、0.05h-1と0.5h-1の間の希釈倍率で継続的な方法で処理することが微生物からバイオサーファクタントを生産するために特に有効であることを見出している。希釈倍率は、供給または取り出す率を培地の体積で割ることにより定義される。本発明による方法は、従って、例えば、0.05h-1と0.5h-1との間の希釈倍率、好ましくは0.1h-1の希釈倍率に相当する時間当たりの割合で循環的に行うことができる。
本発明の他の主題は、ここに述べた方法を実行するための装置であり、前記装置は空気/液体の膜接触器を備える。例えば、本発明による装置は、少なくとも1つの空気/液体の膜接触器を有する空気/液体の接触器を備える。
空気/液体の接触器および空気/液体の膜接触器は上記に定義されたものでよい。
空気/液体の膜接触器および空気/液体の接触器の数は、上記に定義された通りでよい。
本発明による装置は、膜または、複数の空気/液体の膜接触器以外のいかなる通気手段も有しない。換言すれば、本発明による装置は、反応装置のなかに配置された泡立てシステムを有しない。それはまた、微生物の培養反応装置の外側に配置された酸素供給システムもまた、備えていない。本発明による装置は、さらに、精密濾過手段および/または限外濾過手段を備えてもよい。本発明による装置は、好ましくは、精密濾過手段および限外濾過手段を備える。精密濾過手段および限外濾過手段は、上記に述べたものでよい。
好ましくは、本発明による装置は、本発明による方法を継続的に行うために必要な手段を備える。換言すれば、本装置は好ましくは、培地を導入するための手段および微生物によって生産されたバイオサーファクタントを取り除くための手段を備える。本発明による方法を継続的に実行するための装置を得るために当業者に既知のいかなる導入手段および取除き手段を用いてもよい。
本発明による装置は、さらに、蒸発手段を備えてもよい。以下、「蒸発手段」とは、バイオサーファクタントを含んでいる培地において、バイオサーファクタントを濃縮するためのいかなる手段をも意味する。それは例えば、VV2000型のロータリーエバポレーター(Rotavapor)(Heidolph Instruments GmbH & Co, Schwabach, Germany)の真空蒸着装置を含む群から選択される蒸発手段、および上昇薄膜蒸発器(climbing-film evaporator)であってもよい。本発明による装置は、さらに、培地の温度を調節する加熱手段を備えてもよい。加熱手段は、例えば、その1つを上記に述べている。加熱システムは、パイプシステムを介して空気/液体の膜接触器に接続されてもよい。
「パイプシステム」とは、流体または気体をその中で循環させるいかなる手段をも意味する。例えば、流体は、液体またはゲルでもよい。パイプシステムは、特に、本発明による装置の種々の要素を相互に接続することを可能にする。例えば、パイプシステムは、シリコンタイプの柔軟なまたは堅固な配管(Cole Parmer, Vernon Hills, IL, USA)、または、316Sステンレス鋼から製造された配管(Swagelok Company, Solon, OH, USA)のいかなるタイプでもよい。
パイプシステム内における流体または気体の循環は、1またはそれ以上のポンプおよび/または1またはそれ以上の弁によって調整されてもよい。
本発明による装置は、さらに、少なくとも1つのポンプを備える。
「ポンプ」は、本発明の意味する範囲において、液体に、例えば本発明の装置における培地に、流速を付勢するための手段を意味する。それは例えば、蠕動(peristaltic)ポンプ、ローブポンプ、膜(membrane)ポンプでもよい。例えば、マスターフレックスL/S蠕動ポンプのコンパクト駆動モデル(Masterflex L/S peristaltic pumps compact drive model) (Cole Parmer Vernon Hills, IL, USA)、ミリポア社ポンプ(Millipore, Bedford, MA, USA)、Sartojetポンプ(Sartorius, Sartorius Stedim France SAS, Aubagne)、およびワトソン・マーロー(Watson-Marlow)323ポンプ (Watson Marlow, Falmouth, Cornwall, United Kingdom)を挙げることができる。加えて、ポンプは人手でまたは自動で制御されてもよい。
本発明による装置は、さらに、少なくとも1つの弁を備える。
以下、「弁」は、液体の流れ、例えば本発明の装置においては培地の流れ、を止めるため、または調節するための手段を意味する。例えば、調整弁、「2状態」弁、または、ソレノイド弁であってもよい。例えば、ポリフッ化ビニリデン(polyvinylidene fluoride)(PVDF)、ポリプロピレン(PP)、パーフロオロアルコキシ(perfluoroalkoxy)(PFA)、または、ステンレス鋼から製造された調整弁を挙げることができる。加えて、弁は人手でまたは自動で制御されてもよい。
発明者らは、以下に、本発明の方法を行うための、本発明による装置の使用について述べる。
本発明の別の主題は、枯草菌ATTC 6633株から得られた枯草菌の菌株である。それは、シンテサーゼ・サーファクチン(synthetase surfactin)をコードするためのオペロンsrfAがそのなかで切断されており、およびミコサブチリン・シンテターゼ(micosubtilin synthetase)をコードするためのオペロンmycのプロモータが、そこで強力な構成的プロモータ(constitutive promoter)PrepUによって置換されている。
好ましくは、この枯草菌の菌株はパスツール研究所(フランス・パリ)の国立培養微生物収集機関(CNCM)に番号CNCM I- 4451で2011年3月10日に寄託された枯草菌の菌株である。この菌株はまた、枯草菌BBG125と呼ばれている。
本発明の別の主題は、本発明による枯草菌の菌株を培養するステップ、および、得られたミコサブチリンを回収するステップを含むミコサブチリンを生産するための方法である。
枯草菌BBG125株は、たとえば、バイオサーファクタントを生産するためのいかなる方法にも用いてよく、特に、上記に述べたミコサブチリンC18およびミコサブチリンGln3 C17を生産するための方法に使用することができる。例えば、バイオサーファクタントを生産するための方法は、枯草菌BBG125菌株を培養するステップおよび得られたバイオサーファクタントを回収するステップを含む。例えば、バイオサーファクタントを生産するための方法は、上記に述べた本発明の1つであってもよい。
発明者らによって開発された枯草菌BBG125株は驚異的である。この菌株は、サーファクチンを生産することなくミコサブチリンを生産することができる。加えて、それは、今までに特徴づけられたことのないミコサブチリンを生産することができる。
従って、本発明は、以下に示すミコサブチリンに関する。
− ミコサブチリンC18:次の式(I)によって示され、18個の炭素原子を有するミコサブチリンの脂肪酸鎖。
Figure 2014528964
− ミコサブチリンGln3 C17:次の式(II)によって示され、17個の炭素原子を有するとともに、そのペプチド環における3位のアスパラギン(asparagine)に代えてグルタミン(glutamine)を有するミコサブチリンの脂肪酸鎖。
Figure 2014528964
ミコサブチリンC18およびミコサブチリンGln3 C17は、すでに述べたように抗真菌薬(antifungal agent)として用いることができる。それらは加えて、現在使用されているミコサブチリンに対して同等以上の抗真菌効果を有する。
以下、「抗真菌薬」は、菌類(fungi)および/または酵母(yeasts)による感染症を治療する、および/または予防する能力を有している物質を意味する。
発明者らは、また、ミコサブチリンの混合物を有する組成物を生産している。
本発明の別の主題は、少なくとも1つのミコサブチリンC18および/または少なくとも1つのミコサブチリンGln3 C17を有する組成物である。
例えば、この組成物は、さらに、ミコサブチリンiso-C16、ミコサブチリンn-C16、ミコサブチリンanteiso-C17、および、ミコサブチリンiso-C17を含む群から選択された1またはそれ以上の別のミコサブチリンを含んでもよい。
ミコサブチリンC18が組成物中に存在している場合、それはその組成物の重量比1%から5%の濃度で存在してもよい。
ミコサブチリンGln3 C17が組成物中に存在している場合、それはその組成物の重量比1%から20%の濃度で存在してもよい。
ミコサブチリンiso-C16が組成物中に存在している場合、それはその組成物の重量比1%から60%の濃度で存在してもよい。
ミコサブチリンn-C16が組成物中に存在している場合、それはその組成物の重量比1%から10%の濃度で存在してもよい。
ミコサブチリンanteiso-C17が組成物中に存在している場合、それはその組成物の重量比20%から95%の濃度で存在してもよい。
ミコサブチリンiso-C17が組成物中に存在している場合、それはその組成物の重量比50%から30%の濃度で存在してもよい。
例えば、本発明による組成物は、その重量%において以下を含んでもよい。ミコサブチリンiso-C16の1%から60%、ミコサブチリンGln3 C17の1%から20%、ミコサブチリンn-C16の1%から10%、ミコサブチリンanteiso-C17の20%から95%、ミコサブチリンiso-C17の5%から30%、および、ミコサブチリンC18の1%から5%。
この組成物は、好ましくはその重量%において以下を含んでもよい。ミコサブチリンiso-C16の26%、ミコサブチリンGln3 C17の1%、ミコサブチリンn-C16の2%、ミコサブチリンanteiso-C17の44%、ミコサブチリンiso-C17の23%、および、ミコサブチリンC18の1%。
この組成物は、例えば、抗真菌性の組成物として用いられてもよい。換言すれば、それは抗真菌薬に使用されるための組成物であってもよい。
本発明によるミコサブチリンの混合物を含む組成物は、4μMから32μMの最小発育阻止濃度の抗真菌性能を有する。
本発明によるミコサブチリンおよびミコサブチリンの混合物を含む組成物は、水、エタノール、ジメチルスルホキシド(DMSO)、炭酸ナトリウム、トリス塩酸(Tris-HCl)およびこれらの溶液の混合物を含む群から選択された溶液を混合したものであることができる。
これらの溶液の混合物は、2成分または3成分の混合物であってもよい。混合物が2成分の場合は、その成分は、水/エタノール、水/メタノール、水/ジメチルスルホキシド、水/炭酸ナトリウム、水/トリス塩酸、エタノール/メタノール、エタノール/ジメチルスルホキシド、エタノール/炭酸ナトリウム、エタノール/トリス塩酸、メタノール/ジメチルスルホキシド、メタノール/炭酸ナトリウム、または、メタノール/トリス塩酸であってもよい。それらの比は、例えば、4対1と1対4との間、例えば3対1と1対3との間,例えば2対1と1対2との間、例えば、1対1、2対1、3対1または4対1であってもよい。溶液の混合物が3成分である場合、それらの成分は、水/エタノール/メタノール、水/エタノール/ジメチルスルホキシド 、水/エタノール/炭酸ナトリウム、水/エタノール/トリス塩酸、水/メタノール/ジメチルスルホキシド、水/メタノール/炭酸ナトリウム、水/メタノール/トリス塩酸、エタノール/メタノール/ジメチルスルホキシド、エタノール/メタノール/炭酸ナトリウム、エタノール/メタノール/トリス塩酸、または、ジメチルスルホキシド/炭酸ナトリウム/トリス塩酸であってもよい。また、それらの比は例えば、1対1対1、2対1対1、1対2対1、1対1対2、3対1対1,1対3対1、1対1対3、3対2対1、3対1対2、2対3対1、2対1対3、1対2対3、または、1対3対2であってもよい。
本発明によるミコサブチリンおよびミコサブチリンの混合物を含む組成物は、抗真菌薬として用いられてもよい。
本発明は、従ってまた、本発明によるミコサブチリン、または、抗真菌薬として用いられるための本発明による組成物に関する。
発明者らは、従って、泡の生成を避けてバイオサーファクタントの継続的な生産を可能にする方法および、その生産収率を増加することができる方法を提供する。発明者らはまた、この方法を実行するための装置のみならずそれを顕著に生産することができる枯草菌株を提供している。この方法においては今までに特徴付けられていないミコサブチリンであって、現在抗真菌薬として使用されているミコサブチリンと同等以上の抗真菌効果を有するミコサブチリンを提供する。発明者らはまた、現在使用されているミコサブチリンの効果よりも優れている抗真菌効果を有する組成物を提供している。
他の利点は、また、参照として与えられる添付図面によって説明されている以下の実施例を読むことで、当業者には明らかになるであろう。
微生物によって生産されたリポペプチドの抽出を、泡の生成なく継続的に生産するための装置を示す線図である。図中、M1は区画C1およびC2を有する中空糸から製造された空気/液体の膜接触器を示す。ここで区画C1は空気が循環する外部の区画であり、区画C2は培地が循環する内部の区画である。M2は、区画C3およびC4を有する精密濾過手段である精密濾過部材を示す。M3は、区画C5およびC6を有する限外濾過濾過手段である限外濾過過膜を示す。B1、B2、およびB3は、それぞれ計量装置を示す。Bは、皿2の撹拌手段を駆動させるモータを示す。P1、P2、P3、P4、P5、P6、およびP7は容量ポンプを示す。「Mi」は「培地」を意味する。「De」は「廃棄物」を意味し、「Et」は、「熱交換器」を意味する。 微生物によって生産されたリポペプチドの抽出および精製を、泡の生成なく継続的に生産するための装置を示す線図である。図中、C1、C2、C3、C4、C5、C6、M1、M2、M3、B1、B2、B3、P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、「Mi」、「De」および「Et」は、図1と同じ意味である。M4は、区画C7およびC8を有する限外濾過手段である限外濾過過膜を示す。B4、B5、B6およびB7はそれぞれ計量装置を示す。Bは、皿2または皿4の撹拌手段を駆動させるモータを示す。P8、P9、P10、P11、およびP12は容量ポンプを示す。V1、V2、V3、V4、およびV5は弁を示す。「Co」は「凝縮器」(condenser)を意味し、「X」は微生物によって生産されたリポペプチドを含む溶液に対応する。 図1の装置における代替回路が破線で示されている線図である。P13およびP14は容量ポンプを示す。V6、V7、およびV8は弁を示す。B7は計量装置を示す。 図2の装置における代替回路が破線で示されている線図である。P13およびP14は容量ポンプを示す。V6、V7、およびV8は弁を示す。B7は計量装置を示す。 図1から図4に示された装置の第1の部分を示す。ここでは、複数の空気/液体の膜接触器が並列に配置されている。この図においては、3つの空気/液体の膜接触器が示されている。 プラスミドpBG106のεpbp-PrepU-neo-εfenF配列を生成している2.6kbの断片の相同組換えの概略図である。ここで、断片εpbp およびεfenFは、枯草菌ATCC 6633からポリメラーゼ連鎖反応(PCR)によって生じており、従って、プラスミドpBG200を形成している。図中、「Sphl」、「Xbal」、「BspEl」、および「Xmal」は、それぞれ名祖となった酵素の制限部位を示す。「εpbp」および「εfenF」は、相同組換えのためのカセット(cassettes)を示す。「pbp」は、ペニシリンに結合しているタンパク質をコードする遺伝子を表す。「Pmyc」は、枯草菌ATCC 6633のオリジナルプロモータを示す。「fenF」、「mycA」、「mycB」、および「mycC」は、ミコサブチリンのオペロンを構成する4つの遺伝子を示す。「yngL」は、未知の機能を有するタンパク質をコードする遺伝子を示す。「PrepU」は、pUB110の複製遺伝子のプロモータを示す。「neo」は、ネオマイシン/カナマイシンへの耐性遺伝子を示す。 BBG125株を導き出す、BBG116株のsrfAオペロンでのプラスミドpBG144の相同組換えの概略図である。「EcoRI」、「BstEII」、および「Mfel」は、それぞれ名祖となった酵素の制限部位を示す。「εsrfAA」および「εsrfAA'」は、相同組換えのためのカセットを示す。「hxlR」は、srfAオペロンの上流に位置している遺伝子を示す。「PsrfA」は、srfAオペロンの生来のプロモータを示す。「cat」は、クロラムフェニコールへの耐性遺伝子を示す。「tet」は、テトラサイクリンへの耐性遺伝子を示す。
実施例
実施例1:枯草菌BBG125株の構築
枯草菌BBG125株は、パスツール研究所(フランス・パリ)の国立培養微生物収集機関(CNCM)に受託番号CNCM I- 4451で2011年3月10日に寄託された。
それは、以下に述べるプロトコルに従ってATCC 6633野生型の枯草菌株(参照文献12)から構築されていた。
参照文献12:(Duitman et al, 1999. The mycosubtilin synthetase of Bacillus subtilis ATCC 6633: a multifunctional hybrid between a peptide synthetase, an amino transferase, and a fatty acid synthase. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 96, 13294-13299 [12])
1.1 εpbp-P repU -neo-εfenFおよびrep(R6K)を含むハイブリッドプラスミドpBG200を構築するためのプロトコル
プラスミドpBG106(参照文献13)は、下記(参照文献14)に述べるプロトコルに従って配列番号11の塩基配列の2.6キロ塩基対(kb)のεpbp-PrepU-neo-εfenF断片を分離するとともに精製するために、制限酵素SphI(Fermentas, Villebon sur Yvette, France; reference ER0601)および制限酵素SacI(Fermentas, Villebon sur Yvette, France; reference ER1131)によって消化された。
参考文献13:Lecle're et al, 2005. Mycosubtilin overproduction by Bacillus subtilis BBG100 enhances the organism’s antagonistic and biocontrol activities. Appl. Environ. Microbiol., 71, 4577-4584 [13]
参考文献14:Sambrook and Russell, 2001. Molecular cloning: a laboratory manual, 3rd ed., Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, New York [14]。
この塩基配列は、枯草菌ATCC 6633株の染色体を含む相同組換えのための2つのカセット(εpbpおよびεfenF)を載せている。
同時に、その配列が分離されて精製されている(参照文献14)451塩基対(pb)のrep(R6K)を載せる断片を含む5つの断片の混合物を生成する制限酵素Nspl(Fermantas, Villebon sur Yvette, France; reference ER1471)および制限酵素SacI (Fermentas, Villebon sur Yvette, France; reference ER1131)によって、プラスポゾン(plasposon) pTnMod-RKm’(参照文献15)が処理された。
参照文献14:(Sambrook and Russell, 2001 [14])
参照文献15:(Dennis and Zylstra, 1998. Plasposons: modular self-cloning minitransposon derivatives for rapid genetic analysis of gram-negative bacterial genomes. Appl. Environ. Microbiol. 64, 2710-2715 [15])
配列εpbp-PrepU-neo-εfenF およびrep(R6K)を含む断片は、その後、相互に連結された。(参照文献14)
それらの制限酵素が用いられた部位は以下であった。
− Sphl: GCATGC(塩基配列の配列番号11の1位)
− Xbal: TCTAGA(塩基配列の配列番号11の743位および2088位)
− Sacl: GAGCTC(塩基配列の配列番号11の2630位)
カセット、εpbp, PrepU-neo、および εfenFは、以下の方法で構築された。
− カセットεpbp:Sphl から Xbalへ(配列番号12)
− カセットPrepU-neo: Xbal からXbalへ (配列番号13)
− カセットεfenF: XbalからSaclへ (配列番号14)
得られた結合は、ネオマイシンの20 μg/ml を含むLuria-Bertani培地(またはLB培地、またはLuria Broth培地)(参照文献17)での選択による大腸菌CC118(λpir)の菌株(参照文献16)を形質変換するために用いた。
参照文献16:(Herrero, de Lorenzo and Timmis, 1990. Transposon vectors containing non-antibiotic resistance selection markers for cloning and stable chromosomal insertion of foreign genes in gram-negative bacteria. J. Bacteriol. 172: 6557-67 [16])
参照文献17:(Bertani, 2003, Lysogeny at mid-twentieth century: P1, P2 and other experimental systems. J. Bacteriol. 186, 595-600 [17])
図6にこの構造を模式的に示す。
1.2 BBG116を得るためのプロトコル
枯草菌RFB102株(枯草菌ATCC 6633に由来する菌株)は、amyEの Pspac-comKカセットの挿入によって得られた。Pspacは、IPTGによって誘導され得るプラスミドpA-spac(Bacillus Genetic Stock Center, Columbus, OH, USA)に由来するプロモータを指定し、comKはバチルス属の生来のコンピテンスに対して必須の遺伝子を指定する。これはスペクチノマイシンへの耐性遺伝子(Pspac-comk-spc)に関連しており、染色体遺伝子amyEに統合されている。RFB102株は、IPTG (isopropyl-β-D-galactopyranoside)によって誘導される生来のコンピテンスによって、形質変換のための能力が増進されている。それは、プラスミド増幅システムTempliPhi (GE Healthcare)によって前処理されたpBG200によって形質変換され、その後、Dubnauによって 1982年に記述されたプロトコル(参照文献18)に従ってネオマイシンへの耐性を用いて選択された。
参照文献18:(Genetic transformation of Bacillus subtilis p148-178. In D. Dubnau (Ed) The molecular biology of the Bacilli, vol. I. Bacillus subtilis. Academic Press, Inc. New York [18])
Nm-Rクローンの中で、RFB102の染色体におけるカセットεpbp-PrepU-neo-εfenFの二重乗換えによる挿入が、プライマーPBP-FO2:AATAACGGACATGCCGAAGTG (配列番号1)、およびプライマーFENF-REF2: AATAGGCCGACCAAGACGTTC(配列番号2)を用いてPCRによって検証された。
22℃でのLandy/MOPS培地におけるミコサブチリンの過剰産生が下記の実施例2に記載されている作業方法に従って検証された。
枯草菌BBG116株がこのようにして得られた。
1.3 プラスミドpBG144を構築するためのプロトコル
枯草菌のsrfAオペロンの挿入不活化(「ノック・アウト」)専用の6.5 kbのプラスミドpBG212が以下のようにして構築された。
プラスミドpGEM-T Easy(Promega Corp, Charbonnie'res, France)に予め挿入された枯草菌168株(Accession NCBI PRJNA76)、すなわち、枯草菌亜種のゲノムDNAから、プライマーSRF-FO ACAGGAATATGCTCAATCGAAG (配列番号3)およびプライマーSRF-REV AAATTCGCTTCCAGGCTTCTG (配列番号4)を用いて、カセットεsrfAA (2.2 kb)がPCRによって生成された。
このアンプリコンは、ベクターpUC19 (New England Biolabs, Ispwich, MA, USA)の部位EcoRI (Fermentas, Villebon sur Yvette, France; reference ER0271)において引き続きサブクローンされた。
カセットεsrfAAは従って、遺伝子tetの挿入によって部位MfeI (Fermentas reference ER0751)で切断された。遺伝子tetは、セレウス菌(Bacillus cereus)(Accession: NC_001705.1)のオリジネータであるプラスミドpBC16 (DSMZ GmbH, Brunswick, Germany)から、プライマーTETP1 GTTGTATCGATGATGAAATACTGAATTTTAAACTTAG(配列番号5)およびプライマーTETT1 TTTAATGGATCTAGAAGATTTGAATTCCTGTTAT(配列番号6)を用いて、PCRによって予め生成されたものである。
黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)(DSMZ GmbH, Brunswick, Germany, Accession: NC_002013.1)に由来するプラスミドpC194のプライマーpC194cmfwd AGAAAGCAGACAGGTAACCCTCCTAA (配列番号7)、およびプライマーpC194cmrev GCAGGTTAGTGACATTAGGTAACCGA (配列番号8)を用いて、PCRによって予め生成していたcat遺伝子の、tet遺伝子の端部に位置する部位BstEII (Fermentas, Villebon sur Yvette, France; reference ER0391)での挿入によってプラスミドpBG144が得られた。
図7にこの構造を模式的に示す。
1.4 枯草菌BBG125を得るためのプロトコル
プラスミドpBG144を有する枯草菌BBG116の新規な形質変換が、Dubnauによって1982年に記載されたプロトコル(参照文献18)に従ってAatII(Fermentas, Villebon sur Yvette, France; reference ER0991)によって予め直鎖化された。
6つのCm-R Tc-Rクローンが、好ましい抗生物質を含むゲロース(gelosed)LB培地で分離された。PCRによる検査が、プライマーSRFAA5-FWD; AAGGAATCTCGCAATCATTTATCG(配列番号9)およびSRFAA5REV; CTTGGTGTAAGCGGAATTTCTGTC (配列番号10)を用いて行われた。37℃のLandy/MOPS培地でサーファクチンを生じないことが下記の実施例2に記載された手順によって検証された。
枯草菌BBG125突然変異株が、ミコサブチリンの単一生産菌株として受け入れられた。
枯草菌BBG116および枯草菌BBG125の2つの菌株は、5%の血液を含むゲロースでの溶血活性のみならず、PDA培地での酵母およびカビ(糸状菌)に対する抗真菌活性を有する。
これらの活性は、枯草菌BBG116株の場合には、生産されるサーファクタントとミコサブチリンの過剰産生との間の相互作用によってより注目される。これらの特性は、それらの表面張力の減少という長所によって、ゲロース培地の表面で定住できるそれらの能力が密接な関係を有している。
枯草菌BBG125およびその親株の概略の特徴を以下の表1に示す。
(表1):枯草菌BBG125およびその親株の概略の特徴
Figure 2014528964
表中、Comは形質転換に対する生来のコンピテンスを、Mycはミコサブチリンの生産を、Srfはサーファクチンの生産を、Amyはでんぷん分解活性を、SpcR, NmR, TcR,およびCmRは、スペクチノマイシン、ネオマイシン/カナマイシン、テトラサイクリン、およびクロラムフェニコールへの耐性を、それぞれ示す。
枯草菌ATCC 6633株に比べて、枯草菌BBG125株は、より大量のミコサブチリンを生産し、いかなるサーファクチンも生産しない。
実施例2:培地の準備
2.1 ランディ(Landy)培地
ランディ培地の組成は以下である。グルコース20g/l、グルタミン酸5g/l、酵母エキス1g/l、リン酸水素二カリウム1g/l、硫酸マグネシウム0.5g/l、塩化カリウム0.5g/l、硫酸銅(II) 1.6mg/l、硫酸鉄(III)1.2mg/l、硫酸マンガン(II)0.4mg/l。
2.2 菌株の溶液
培地の組成の再現性を確保するために、滅菌した濃縮溶液が製造された。10倍のグルコース溶液(200g/l)が、121℃で20分間の高圧蒸気滅菌法によって滅菌された。4倍のグルタミン酸溶液(20g/l)が5M水酸化カリウムの溶液によってpH8に調整され、0.2μmの多孔性フィルタによる濾過によって滅菌された。20倍の酵母エキス溶液(20g/l)が、121℃で20分間の高圧蒸気滅菌法によって滅菌された。40倍の1規定の無機物(リン酸カリウム40g/l、硫酸マグネシウム20g/l、塩化カリウム20g/l)が、濃硫酸を用いて塩が全溶解するように酸性にされ、0.2μmの多孔性フィルタによる濾過によって滅菌された。40倍の2規定の無機塩類(硫酸銅(II) 64mg/l、硫酸鉄(III)48mg/l、硫酸マンガン(II)16mg/l)が濃硫酸を用いて塩が全溶解するように酸性にされ、0.2μmの多孔性フィルタによる濾過によって滅菌された。
2.3 1リットルのLandy培地の生産
滅菌されており使い捨てのものであるピペットは別にして、用いられた材料は予め、121℃で20分間の高圧蒸気滅菌法によって滅菌された。グルタミン酸溶液250mlが無菌的に取り扱われて三角フラスコに注がれた。グルコース溶液100mlがそこへ無菌的に加えられ、その後、酵母エキス溶液50ml、および最終的にそれぞれの無機溶液25mlが加えられた。pHは、滅菌された5M水酸化カリウム溶液によって7.0に調整された。体積が1リットルになるように、滅菌された水が補われた。
2.4 100mM MOPSによって緩衝されたランディ培地の生産
3-[N-Morpholino]propanesulfonic acid (MOPS) (M1254, Sigma, St Louis, MO, USA)20.93gを50mlの水に溶解させることによって、20倍のMOPS緩衝剤(2M)が生産された。この溶液は層流フードのもとで0.2μmの多孔性フィルタによる濾過によって滅菌された。100 mM MOPSによって緩衝されたランディ培地を1リットル生産するために、20倍MOPS緩衝剤50mlが実施例2.3で生産された混合物に加えられた。
実施例3:三角フラスコにおける枯草菌BBG125の培養
3.1 菌株採集の準備
5mlの修正E培地(modified E medium)を含むねじ式チューブが、枯草菌BBG125のプライマリ菌株収集のコロニーに植え付けられて、300回転/分(rpm)で30℃、48時間、培養された。
(なお、修正E培地は、Clark E培地におけるグルコース濃度を40g/lから20g/lに減少する修正をしたものである。この(修正E)培地の組成は以下である。リン酸二水素カリウム(KH2PO4)2.7g/l、リン酸水素二カリウム(K2HPO4)18.9g/l、酵母エキス0.5g/l、グルコース20g/l、EDTA0.05g/l、硫酸マグネシウム0.61g/l、硫酸マンガン(II)0.056g/l、塩化ナトリウム0.1g/l、塩化カルシウム0.012g/l、硫酸亜鉛0.018g/l、硫酸鉄(II)(FeSO4)0.018g/l、硫酸銅(II)0.002g/l、モリブデン酸ナトリウム0.001g/l、ホウ酸0.001g/l、亜硫酸ナトリウム0.001g/l、塩化ニッケル(II)0.0037g/l、硝酸アンモニウム4g/l、硫酸マグネシウム1g/l。溶液のpHは、10%の塩酸溶液を用いて6.5に調整されている。)
溶液は、その後、渦流によって均質にされた。予め得られた培養液の体積は1.5mlであり、修正E培地を48.5ml含む500mlの三角フラスコ内に加えられた。全体が温度30℃で、120rpmの撹拌下で24時間培養された。この第1の手順P1は複製であった。
培養液は、その後、渦流によって均質化され、分光光度計(SECOMAN Prim, SECOMAN, Domont, France)を用いて、DO600nm(波長600nmでの光学濃度)がその後、枯草菌BBG125株が対数増殖期の開始/中間になるまで測定された。
前培養P2は、P1における最良のフラスコの培養液1.5mlを用いて植え付けられて複製された。最終収容容量としての500ml三角フラスコに、50mlの修正E培地が、120rpmの撹拌下で30℃で培養された。分光光度計によるDO600nmが、培養液が指数増殖期の相(1<DO600nm<5)の開始/中間であったと指示していたときに成長は止められた。P2の純度および品質が顕微鏡による観察によって検査されると共に、nutritive Luria-Bertaniゲロース(gelose)、およびMosselゲロースによる播種、より具体的にはスペクチノマイシンを100ug/ml補った桿菌(bacilli)によって検査された。皿は30℃で24時間培養された。
なお、nutritive Luria-Bertaniゲロースは(トリプトン(Tryptone)10g/l、酵母エキス5g/l、塩化ナトリウム10g/l、pH7.2)であり、Mosselゲロースは(肉エキス1g/l、ペプトン1g/l、D−マンニトール10g/l、塩化ナトリウム10g/l、フェノールレッド0.025g/l、寒天12g/l、卵黄10ml/l、ポリキシミン(polymyxin)5ml/l、pH7.1)である。
枯草菌は、(輪郭(外形)は波打っており、線状を示しうる)不規則な形状で、クリーム状の硬さを有した直径が2mmから4mmであるコロニーを生産することに注記しなければならない。古い培地においては、コロニーは乾燥、荒っぽい外観に適応し、ゲロースの中で硬い層に覆われるようになる。
最終的に、上記に規定された200mlの修正E培地を含む2リットルのフラスコに、P2での最良のフラスコの5%が植え付けられた。この(2リットルの)フラスコは、120rpmの撹拌下で、30℃で培養されて、分光光度計によるDO600nmが、培養液が対数増殖期の相(1<DO600nm<5)の開始/中間であったと指示していたときに成長は止められた。培養液の品質および純度は、P2に対して示したように検査された。培養液は2000gで25℃10分間遠心分離された。残留物は、生理的食塩水で無菌的に洗浄され、その後、懸濁液は、25℃で10分間、2000gで遠心分離された。残留物は、チューブごとに25の最終DO600nmを得るために、抗生物質なしにE培地の体積に吸い上げられた。懸濁液は、0.9mlの培養液に対しグリセロール0.6mlの割合でクリオチューブ(cryotubes)に分配された。このチューブは、渦によって均質化されており、−80℃で保存された。このE培地には、スペクチノマイシン100ug/mlが補充された。
3.2 接種材料の準備
40%のグリセロールに−80℃で保存された細胞を含む収集菌株から接種材料が準備された。以下に規定する修正E培地5mlを含むチューブが10%塩酸溶液(v/v)によってpH7.0に調整され、収集菌株の細菌懸濁液0.5mlによって植え付けられた。全体は300rpmの撹拌下で30℃で10〜14時間培養された。チューブはその後、渦動によって均質化され、DO600nmが測定された。前培養P1は、その後500mlフラスコ内でpH7.0で修正E培地の最終体積50mlで生産された。全体は140rpmの撹拌下で30℃で培養されるようにセットされた。前培養は、菌株が指数増殖期の相(1<DO600nm<5)の開始/中間でサチュレートしたときに停止された。この最初の前培養P1は複製された。
第2の前培養P2は前培養P1と同じ方法で生産され、そしてこれはP1の最初のフラスコから植え付けられ複製された。フラスコの中で培養を始めるために必要な容量は、その後、25℃で10分間、2000gで遠心分離された。残留物は滅菌された生理食塩水の10ml懸濁液に戻された。得られた懸濁液はもう一度、10分間2000gで遠心分離された。残留物は最終的に滅菌された生理食塩水10mlに取り込まれた。懸濁液はその後接種のために準備された。
3.3 三角フラスコ内での培養
実験は、最低72時間続けられ、いくつかのサンプルがこれらの培養液から取り出された。最初のDO600nmは、0.1から0.4の間であった。三角フラスコの容積は500mlであった。そして栄養培地の体積は100mlであった。層流フードのもとで、無菌的に取り出されたサンプルに対して以下の測定が行われた。nutritiveゲロースおよびMosselゲロースにスペクチノマイシン100μg/mlを加えて分離することによる純度の検査、600nmでの光学濃度の測定、pHの測定、乾燥重量の測定、取り除いた培養液上清に対するHPLC(高速液体クロマトグラフィ)によるリポペプチドの定量分析、が行われた。3mlの培養液が4℃で、10,000gで10分間遠心分離され、培養液上清が−20℃で保存された。
実施例4:リポペプチドの精製と解析
4.1 リポペプチドの精製
Maxi-clean C18 gel (Grace Davison-Alltech, Deerfield, IL, USA)の1gのカートリッジにリポペプチドが抽出された。
ODSの1gのカートリッジが100%メタノールを用いて、最初は20mlを流し、その後8mlで調節された。そのカートリッジは、その後、超純水(milli-Q water (Millipore))8mlを用いてすすぎ洗いされた。6.5±0.1のpHを有する培養液上清1mlをその後、カラムに載せた。カートリッジは、その後、8mlの超純水で洗浄した。カートリッジを20mlの空気で乾燥した後、リポペプチドは、100%メタノール4mlに溶出された。その溶出物は減圧濃縮器によって乾燥された。そのサンプルは、HPLC(高速液体クロマトグラフィ)分析を行えるように、引き続き4℃で100%メタノール200μlに吸い上げられた。
4.2 高速液体クロマトグラフィ(HPLC)による解析
サンプルは、C18カラム(5 μm, 250 × 2.5 mm, VYDAC 218 TP)を用いて、ウオーター(Waters)製の完全な高速液体クロマトグラフィシステム(Online Degasser, 717 Autosampler, 660S Controller, 626 Pump, 2996 PhotoDiodeArray) (Waters SAS, Guyancourt, France)によって解析された。2つの解析が行われた。
最初の解析は、サンプルのミコサブチリンに対してであった。:精製されたサンプル10μlが注入され、イツリンA標準500mg/l(iturin A standard)(I1774, Sigma-Aldrich, St Louis, MO, USA)を0.6ml/分の流量で用いて比較された。溶出は、水/アセトリニトリル/トリフルオロ酢酸溶剤を体積比60/40/0.1で用いて、アイソクラテッィクモードで行われた。
2番目の解析は、サンプルのサーファクチンに対してである。精製されたサンプル10μlが注入され、サーファクチン標準500mg/l(S3523, Sigma-Aldrich, St Louis, MO, USA)を0.6ml/分の流量で用いて比較した。溶解物は、水/アセトリニトリル/トリフルオロ酢酸溶剤を体積比20/80/0.1で用いてアイソクラテッィクモードで行われた。
各ピーク(diode array, PDA 2996, Waters)の200nmと400nmの間の保持時間およびスペクトルの2回目の移動は、溶出分子の同定のためのMillenniumソフトウエアによって自動的に解析された。
4.3 分取用高速液体クロマトグラフィによる解析
サンプルは、10gのMaxi-clean C18 gel (Grace Davison-Alltech, Deerfield, IL, USA)のカートリッジを用いて、上記の実施例4.1に記載された精製プロトコルを適用して準備された。10gのカートリッジの使用により、前述の1mlの代わりに、培養液上清10mlを搭載することができる。メタノールの体積以外の全ての体積は10倍に増やされた。最小の体積のメタノールが、カートリッジを調整するために用いられて、その後、溶出されたリポペプチドは10mlであった。サンプルはウオーター製の分取用高速液体クロマトグラフィ(660 Controller, 626 Pump, 486 Absorbance Detector)の注入システムのなかに人手で(100μl)搭載された。使用されたカラムは、C18(5 μm, 300 × 10 mm, ACE)であった。溶出は、下記の表2に示す勾配に従って3ml/分で行われた。
(表2):緩衝液AおよびBのそれぞれの濃度に従った溶出
Figure 2014528964
用いられた溶剤は以下である。溶剤Aは、水とトリフルオロ酢酸が体積比で99.9/0.1から構成されており、溶剤Bは、アセトリニトリルとトリフルオロ酢酸が体積比で99.9/0.1から構成されている。
4.4 MALDI−TOF 質量分析による解析
MALDI−TOF質量分析計(Bruker Ultaflex)による解析が次の要求に従って行われた。:
培養液上清、または、ODSカートリッジ(Grace Davison-Alltech, Deerfield, IL USA)で精製されたサンプル、または、ODSカートリッジおよび分取用高速液体クロマトグラフィによって精製されたサンプルが用いられた。
TA緩衝液が、CH3CN/水/トリフルオロ酢酸を体積比33/67/0.1で混合することにより製造されて準備された。CHCA緩衝液は、TA緩衝液におけるα-シアノ-4-ヒドロキシケイ皮酸(alpha-cyano-4-hydroxycinnamic acid)の飽和溶液である。この緩衝液は、α-シアノ-4-ヒドロキシケイ皮酸/TA緩衝液の遠心分離後に上清を回収することにより準備された。解析されるべきサンプルは、サンプル1μlとCHCA緩衝液9μlを混合させて準備された。サンプルの溶液は、MALDI−TOF解析によって0.5μlの体積を示して沈殿した。大気中で乾燥が行われた。質量が標準ペプチド類の混合物によって測定された。
得られたミコサブチリンおよびサーファクチンの種々の相同性を有する[M+H]+ 、[M+Na]+、および[M+K]+イオンの算出された質量を下の表3に明示する。
(表3):ミコサブチリンおよびサーファクチンの種々の相同性を有する[M+H]+ 、[M+Na]+、および[M+K]+イオンの算出された質量
Figure 2014528964
高速液体クロマトグラフィ解析が明らかにした10のピークによって検出された分子の分子質量を下の表4に示す。
(表4):高速液体クロマトグラフィ解析により検出された10のピークの質量
Figure 2014528964
4.5 タンデム質量分析計による新規なミコサブチリンの構造解析
BBG125株によって生産されたミコサブチリンの種々の形態の構造を正確に決定するために、精製されたサンプルの解析が、エレクトロスプレータイプのイオン化(Ion Trap Finnigan MAT LCQ)を有するタンデム質量分析計(MS−MS)によって、70%酢酸溶液におけるミコサブチリンと同等の濃度のN―ブロモスクシンイミド(N-bromosuccinimide)を用いた処理によってペプチド環の開放後、直接注入モードで行われた。
最初の解析は、精製されたミコサブチリンanteiso C17(ピーク8)で行われた。得られたスペクトル(MS1)は、臭素の2つの同位体によって複雑である。MS2のスペクトルは、アンモニアの群が失った断片1,2または3の存在、アスパラギン(Asn)およびグルタミン(Gln)のアミノ酸の存在のために、複雑である。開始製品(プロダクト)の質量分析計スペクトルは、1085 [M+H]+, 1107[M+Na]+および1123 [M+K]+にピークを与え、ミコサブチリンC17に明瞭に対応する。
かなり同様な量である79Brおよび81Brの同位元素の存在のために、事実、期待されるドリフトに相当する1260近傍のピークの分布が観察される。例えば、1257.4のピークは、2つの79Brを有する[M+H]+に相当し、1259.4のピークは、79Brおよび81Brを有する[M+H]+に、または、2つの13Cおよび2つの79Brを有する[M+H]+に相当する。
1257.4でのイオンの断片化から得られた増加質量の水準を下の表5に示す。
(表5):1257.4でのイオンの断片化から得られた増加質量

Figure 2014528964
上記の表で、「m/z」とは、質量と電荷との比である。
4.6 ピーク6に含まれていた1274.4でのピークのタンデム質量分析計解析
処理前の同位体の質量:M=1098.6
79BR2を用いて処理後の同位体の質量:M=1270.4
断片yは、ミコサブチリンanteiso C17と同一
断片bは、ミコサブチリンanteiso C17の断片bに関して14より大きい
このことは、開放配列中の最初の2つのアミノ酸のうちの1つ(NQPSNvNwのうちのNまたはQ)が、修正されていることを高い確率で意味する。
4.7 ピーク10に含まれていた1274.4でのピークのタンデム質量分析計解析
処理前の同位体の質量:M=1098.6
79Br2を用いて処理後の同位体の質量:M=1270.4
断片yは、ミコサブチリンanteiso C17と同一であるが、14以上を含む。他のサンプル全てが1015のピークであるのに対し、代わりに1029でy6の強烈なピークを含んでいる。
断片bは、ミコサブチリンanteiso C17と同一な断片b6より小さい。
断片bは、14またはそれ以上のミコサブチリンと同一のb6に比べて同等以上。
これらの結果は、対象分子は、C18を有するミコサブチリンというよりは、C17脂肪酸を有するミコサブチリンであろうことを示す。
種々のピークの溶出の順序に基づいて、我々は、5個の新規なミコサブチリンの存在を推測する。すなわちそれらは、Gln3の形態であって、iso C16、nC16、anteiso C17、iso C17 および C18 の形態である。実施例4.5の高速液体クロマトグラフィ解析によって検出された分子の分子質量を有する10のピークに対応する形態を下の表6に示す。
(表6):高速液体クロマトグラフィ解析によって検出された10のピークの質量とミコサブチリンの形態との間の対応
Figure 2014528964
この新規なミコサブチリンC18の化学式は以下である。
Figure 2014528964
この新規なミコサブチリンGln3 C17の化学式は以下である。
Figure 2014528964
実施例5:ミコサブチリン(MS)の種々のイソ型それぞれに対する種々の微生物の生物活性
Bessonらが、記述したプロトコル(参照文献19)に従って、液体培地中におけるC18イソ型(ミコサブチリンC18)の連続的な希釈物によって抗真菌性活性の試験が行われた。96ウエルのマイクロプレートでの次に述べる冨栄養培地のなかで培養が行われた。グルコース40g/l、ペプトン10g/l、酵母エキス2g/l、pH7.2.。出芽酵母の播種が、(DO600mm)の0.55で行われ、24時間後での吸光度が読み取られた。そして、最小発育阻止濃度(MIC)が決定された。
参照文献19:(Besson et al. 1979. Antifungal activity upon Saccharomyces cerevisiae of iturin A, mycosubtilin, bacillomycin L and of their derivatives; inhibition of this antifungal activity by lipid antagonists. J. Antiobiot. (Tokyo) 32, 828-833 [19])。
この実験は、また、次のミコサブチリン(MS)のイソ型にも行われた。ミコサブチリンiso-C16、ミコサブチリンn-C16、ミコサブチリンanteiso-C17、ミコサブチリンiso-C17。これはまた、以下の組成を有するミコサブチリン組成物(MS comp.)にも行われた。いずれも組成物の重量%として、ミコサブチリンiso-C1626%、ミコサブチリンGln3 C171%、ミコサブチリンn-C162%、ミコサブチリンanteiso-C1744%、ミコサブチリンiso-C1723%、および、ミコサブチリンC181%を含む。
この実験は次の微生物に対して、前述のミコサブチリンのイソ型および構成物のそれぞれで行われた。灰色カビ病菌(Botrytis cinerea)、クロコウジカビ(Aspergillus niger)、スクレスクロレチオラム(Sclerotinia sclerotium)、カンジタ・アルビカンス(Candida albicans)。
これらそれぞれの実験で得られた最小発育阻止濃度(MIC)を下の表7に示す。
(表7):種々のミコサブチリンのイソ型および組成物に対する種々の微生物の最小発育阻止濃度(MIC)
Figure 2014528964
これらの結果は、ミコサブチリン組成物が現在使用されているミコサブチリンに対して同等以上の効果を有することを示す。
実施例6:空気/液体の膜接触器上の枯草菌によって生産されたリポペプチドの生産、抽出および濃縮に対する統合的方法の実行
この実施例の説明は図1から5を参照のこと。
この実施例中
− ポンプP1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9、P10、P11、P12、P13およびP14は、マスターフレックスL/S蠕動ポンプのコンパクト駆動モデル(Masterflex L/S peristaltic pumps compact drive model)、(Cole Parmer, Vernon Hills, IL, U.S.A.))であった。
− ポンプP11は、型式N820.3 FT.18のダイヤフラム式真空ポンプ(KNF Neuberger Laboport, Freiburg, Germany)であった。
− 弁V1、V4およびV5は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)から作られたストップ弁(W3250Y, Thermo Fisher Scientific, Roskilde, Germany)であった。
− 弁V2、V3、V6 およびV7は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)から作られた3方向ストップ弁(W3250Z, Thermo Fisher Scientific, Roskilde, Germany)であった。
− タンクを構成する、タンク2およびタンク4は、ナルゲン(Nalgene)タンクであり、高密度ポリエチレンから作られたもので有効容積が4リットルであった(2125-4000 Heavy Duty Bottles, Nalgene, Thermo Fisher Scientific, Roskilde, Germany)。
− タンクを構成する、タンク1、タンク3、タンク5、タンク6およびタンク7は、ナルゲン(Nalgene)タンクであり、高密度ポリエチレンから作られたもので、有効容積が10または20リットルであった(2250 Autoclavable Carboys, Nalgene, Thermo Fisher Scientific, Roskilde, Germany)。
− 計量装置B1、B2、B3、B4、B5、B6およびB7は、Ohaus 社のCKW-55型であった(Ohaus Corporation, Pine Brook, NJ, U.S.A.)。
− 枯草菌の菌株は、枯草菌BBG125株であった。
6.1 培養に用いた環境条件および検出器
すでに示唆していたこととは逆に、121℃で20分間の高圧蒸気滅菌法によって予め滅菌されていた0.66Mリン酸溶液および3M水酸化ナトリウムを、それぞれ、ポンプP2およびP3によって追加制御して用いることにより、pHを7±0.1に調整した。
pH4.0およびpH7.0に緩衝化され4℃に保存されていた市販の溶液を用いてタンクを高圧蒸気滅菌する前にpH電極が校正された。この工程は、22±0.1℃でAlpha Lavalの1m管状熱交換器((Alpha Laval 1 m2 tubular heat exchanger)(104878, Alpha Laval Corporate AB, Lund, Sweden))によって行われた。溶解酸素の濃度である酸素分圧は、酸素センサ(Mettler Toledo, Viroflay, France)を用いて測定した。酸素センサの電極は、実験ごとに更新された。酸素センサは、タンクの高圧蒸気滅菌の後で、培地が実験の設定温度および設定pHに到達したときに校正された。酸素分圧の0%はセンサのケーブルを大地に接続して得られ、酸素分圧の100%は培地を空気で飽和させて得られた(1000rpmおよび1vvm)。
通気速度(Fe)は、毎分の液体の体積に対する気体の体積(vvm)が0.25に固定された。すなわち、これは3リットルのランディ培地に対して0.75リットル/分に相当する(実施例2.1参照)。入ってくる空気は、0.2μmの滅菌フィルタを通して濾過された。
工程の制御およびデータ収集のために用いたソフトウエアは、AFS Biocommand (New Brunswick Scientific, Edison, NJ, U.S.A.)であった。培地の純度は、48時間後および培養の終了後に検査された。培養サンプル10mlが規則的に採取され、遠心分離されて、光学濃度および乾燥重量が決定され、上清が解析の前に保存された。入ってくるガスおよび出ていくガスは、微生物の呼吸に関するデータを得るために分析された。常磁性センサによって酸素の量を解析することができ、赤外線センサによって炭酸ガスの量を解析することができた(Xentra 4400; Servomex Company Inc., Sugar Land, TX, U.S.A.)。解析器は、ナフィオン膜(Naflon membrane (Permapur, Saint-Le'onard, Quebec)でのガスを乾燥させ、6つのチャネルで連続的な解析を行うことができ、自動的に校正される多重化装置に統合されていた。
6.2 空気/液体の膜接触器
この実施例に用いられた空気/液体の膜接触器M1は、GE-Healthcare(GE-Healthcare
Europe GmbH, Munich, Germany)によって供給されている商品コードCFP-6-D-45である。これは、2つの区画C1およびC2を含む外部モジュールを構成する。区画C1では、酸素を含む滅菌ガスが循環している。区画C2では、種菌を含む培地が、ポンプP4により付勢された膜に対して、24リットル/h/m2の割合で循環させられている。
膜M1は、2.5mの表面積を有しており、121℃で20分間の高圧蒸気滅菌法によって使用前に滅菌されている(この基準は網羅的ではない)。膜は、0.65μmの多孔度を有するホリエーテルサルフォン中空糸のセットから構成されている。
6.3 枯草菌の連続培養のための装置:空気/液体の膜接触器によるバイオサーファクタントの抽出/濃縮のためのシステムの結合
6.3.1 空気/液体の膜接触器によるリポペプチドの抽出/濃縮のためのシステムの結合
枯草菌の連続培養のために用いられる装置は、中空糸から作られてその中に枯草菌BBG125が培養されるランディ培地を有する空気/液体の膜接触器M1を備える。空気/液体の膜接触器の表面に固定される枯草菌BBG125は、バイオサーファクタントを排出することによって、この基質を劣化させる。この装置は、また、膜M1を備える生産装置に連続的に前記基質を所定の流量で供給したり、取り除いたりするための手段を備える。
膜M1は、その孔を介した酸素の拡散によって、滅菌環境で培地中の微生物の成長に必要な酸素を提供する。
蠕動ポンプP1は、タンク1に蓄えられた新鮮なランディ培地を流量F1で膜1に連続的に供給する。同様に、蠕動ポンプP5は、上記に述べた膜M1を備える生産装置から流量F2で培地を取り除く。
種菌および発酵条件は、前述したものと同等に維持される。環境の滅菌を保持するために、装置の全ての構成要素および使用される種々の膜は、121℃で20分間滅菌された。
この装置の1つの特徴は、膜M1を備える生産装置において有機物の残留物およびバイオサーファクタントが取り除かれた後の全ての微生物細胞が、生産装置の中で微生物の高い成長率を得ることを可能にするという事実から、再利用可能か否かが生じているということである。
加えて、この装置は、気泡または泡の生成なく、培地に酸素を拡散させることができる。
6.3.2 リポペプチドの抽出および精密濾過による細胞の再利用
前述の装置は、従って、液体をいくつかの分画に分けるための生産装置から放出される位置に設けられた接線方向の精密濾過手段および限外濾過手段を有するという事実によって特徴づけられる。
第1の精密濾過ステップは、表面積0.4m2で0.2μmの孔径(GE Healthcare)を有するポリエーテルスルフォン中空糸から作られた膜M2で行われた。前述の容量ポンプP4によって細胞を含む培地がそのなかを循環しており、また、膜M2の区画C3は、残留物として見なされた。容量ポンプP5の影響下で、培地は、接線方向の濾過により、膜M2の孔を通過して膜M2の区画C4に移動する。この方法により、バイオサーファクタントを含む培地は、細胞を除去されて抽出され、その後、160rpmの速度で、モータBまたは磁気攪拌機(magnetic agitator, W10512, Thermo Fisher Scientific, Roskilde, Germany)によって駆動されるブレードによって撹拌されているタンク2に集められた。
膜M1を有する生産装置の培地は、連続的にタンク2へ取り除かれる。この取り除きを補償して膜M1における一定の体積を保持するために、ポンプP1は、タンク1に含まれている新しい培地を有したバイオリアクターを供給する。
加えて、タンク2およびタンク3は、計量装置B2およびB3の上にそれぞれ配置されている。蠕動ポンプP1(CKW-55; Ohaus Corporation, Pine Brook, U.S.A.)の出力を制御するのは後者である。これにより、膜M1の内側における一定の体積を維持することができ、従って、F1=F2が得られる。行われた各実験において、希釈の程度は、膜M1を有する少なくとも4つの空気/液体の膜接触器容積を通過した後、変えられる。
ポンプP1およびP5の出力は同一であり、膜1を有する装置において、0.1h-1の希釈の程度、すなわち、時間当たりの流量が、膜M1を有する生産装置に含まれる水溶液相の体積の0.1倍に等しいように調整されている。
本方法の変形がまた実行された。それは、膜M1の内側の細胞を再利用するか否かから構成される。それは、その後、図3および4の破線で示される開放連続モードである。弁V6、V7、およびV8のセットによって再利用しない場合には、培地は、ポンプ13によって膜M1から送出されて、タンク7へ集められた。排水弁によって細胞の濃縮を逐次、除去することができる。この場合、膜M1による精密濾過ステップは、タンク7に含まれている培地で直接的に行える。そして細胞は、その後、膜M1を有する生産装置というよりはタンク7で濃縮される。
6.3.3 限外濾過によるリポペプチドの濃縮
タンク2に含まれているものの濾過が、ステンレス鋼接線方向限外濾過システム(Sartocon 2 plus, 17546---202, Sartorius, Goettingen, Germany)の区画5のなかへ、ポンプP6によって最終的に送り込まれる。この限外濾過システムは、再生セルロースから作られた遮断しきい値10kDaを有する限外濾過膜M3(Hydrosart Ultrafilter, 3021443930E-BSW, Sartorius, Goettingen, Germany)を備えている。上記の臨界的なミセル濃度で、バイオサーファクタントは、区画C5で濃縮される。残留物について言えば、タンク2へ戻される。培地は、ポンプP7の制御下でポンプP5と同じ流量で、限外濾過といわれる区画C6へ抽出され、タンク3へ集められた。流量は、ポンプP7によって付勢された流量に依存し、種々の計量装置B2、B3、およびB4によって集められた情報によって調整された。
6.4 リポペプチドの精製
6.4.1 限外濾過/透析濾過による精製
本実施例で示されたリポペプチドの精製は、再生セルロースから作られた遮断しきい値10kDaを有する限外濾過膜M4(Hydrosart Ultrafilter, 3021443930E-BSW, Sartorius, Goettingen, Germany)を備えるステンレス鋼接線限外濾過システム(Sartocon 2 plus, 17546---202, Sartorius, Goettingen, Germany)の連結に基づいている。このステップは、グルコース、グルタミン酸塩、および種々の主要な代謝物質などのような残留物質の主要な部分を培養液から除去することを目的とする。ミセルおよびミコサブチリンによるミセル複合体の形成、それがその臨界ミセル濃度を上回っているときには、それを保持することができる。従って、限外濾過膜M4の使用のおかげで、それが残留物に集中する。
このステップは、25℃で、0.5バールの圧力下で行われた。この精製ステップは、タンク2内の濃縮されたリポペプチドに対して行われた。弁V1を開けた後で、ポンプP8がタンク4(高密度ポリエチレンから作られた有効容積が4リットルのナルゲン(Nalgene)タンク(2125-4000 Heavy Duty Bottles, Nalgene, Thermo Fisher Scientific, Roskilde, Germany))へ濃縮物を送り出し、モータBと同一のモータCまたは磁気攪拌機によって駆動されるブレードによって撹拌された。
以下のステップが連続的に行われる。
− 限外濾過:濃縮物はタンク4へ、マスターフレックスL/S蠕動ポンプP8のコンパクト駆動モデル(Cole Parmer, Vernon Hills, IL, U.S.A.)の制御下で送られる。その後、マスターフレックスL/S蠕動ポンプP9のコンパクト駆動モデル(Cole Parmer, Vernon Hills, IL, U.S.A.)の制御下で、膜M4で精製され、タンク4に集められた。マスターフレックスL/S蠕動ポンプP10のコンパクト駆動モデル(Cole Parmer, Vernon Hills, IL, U.S.A.)は、培地の構成物の残りを、区画8およびタンク5へ移動可能にする。この工程は、タンク4内の含有体積が、タンク4の初期体積の10%に減量されるまで継続される。
なお、タンク5は、高密度ポリエチレンから作られた有効容積が10または20リットルのナルゲン(Nalgene)タンク(2250 Autoclavable Carboys, Nalgene, Thermo Fisher Scientific, Roskilde, Germany)であった。
− 透析濾過:このステップは、限外濾過膜M4を通過する残留物質の通過を容易にするために培養液を希釈する。弁V2を開けてタンク4に、水がタンク4の初期の水準を取り戻すまで加えられる。それから、上記に説明した限外濾過ステップが引き続く。この透析濾過ステップは、連続的に4回行われる。
− メタノール(MeOH)の存在下における限外濾過:透析濾過ステップに引き続いて、メタノールが、タンク6からタンク4へマスターフレックスL/S蠕動ポンプP12のコンパクト駆動モデル(Cole Parmer, Vernon Hills, IL, U.S.A.)および弁V2を介して加えられる。メタノールのこの追加は、この時点でタンク4が70重量%のメタノールを含むように、計量装置B4、B5およびB6によって制御される。それから、限外濾過ステップがすでに述べたように続く。このステップは、ミセルを破壊し、膜M4の孔を通してミコサブチリンのモノマーを通過させるであろう。
なお、タンク6は、高密度ポリエチレンから作られた有効容積が10または20リットルのナルゲン(Nalgene)タンク(2250 Autoclavable Carboys, Nalgene, Thermo Fisher Scientific, Roskilde, Germany)であった。
濾過後、ミコサブチリンおよびメタノール70%を含んでいる溶液は、限外濾過側に集められる。しかし、このときには、その限外濾過は、弁V3およびV4のセットによって回転蒸発器である、Rotavapor VV2000 evaporator (Evapo) (Heidolph Instruments GmbH & Co., Schwabach, Germany)の容器に集められる。
各ステップの終了時に、サンプルは、濾過側と、残留物側に取り出されている。従って、精製のバランスを確立することができる。このため、限外濾過後に得られた濃縮されたミコサブチリンの量に対する、最初にタンク4に存在していたミコサブチリンの量の比を計算することにより、限外濾過ステップおよび透析濾過ステップによる損失を決定することができる。これらのステップの収率は、70%を超えている。
6.4.2 蒸発によるリポペプチドの濃縮
蒸発器(Evapo)は、全てのメタノールおよびいくらかの水を除去することにより、ミコサブチリンを濃縮する。この蒸発は、50℃で、N820.3 FT.18型(KNF Neuberger Laboport, Freiburg, Germany)真空ポンプP11によって付勢された50mbarの残留圧力のもとで行われる。このステップの際に、メタノールが蒸発され、その蒸気は凝縮器によって凝縮され、タンク6の中で再利用される。
6.4.3 リポペプチドの凍結乾燥
オプショナルな凍結乾燥ステップが、製品の保存を改善するために本方法に追加された。リポペプチドの凍結乾燥は、蒸発器によって流出し、弁V5によって回収された濃縮された溶液Xを用いて直接的に行われる。これは、まず第一に、−20℃で凍らせて、その後、凍結乾燥機であるHeto Power Dry PL 9000 freeze dryer (Jouan Nordic, Allerod, Denmark)を用いて次のステップに従って凍結乾燥された。−30℃で1時間、−10℃で5時間、0℃で5時間、−20℃で5時間、35℃で5時間。この凍結乾燥は、残留圧力15mbarで行われた。
実施例7:膜の洗浄とリポペプチドの回収
インタフェースに対するリポペプチドの親和力のために、膜の洗浄のためのプロトコルが研究され、最適化された。それは、膜の性質を考慮すると共に、この課題に対して発行されている最近の研究(参照文献20および21)にも配慮している。これらの洗浄はリポペプチドや膜を変性させない。溶剤の使用は禁止されているが、メタノールのようなものはリポペプチドを分離することに対しては大変有効である。pH感受性に対する試験でpH10がリポペプチドの分解性の限界であることが決定された。洗浄は、撹拌および発酵条件下で行われた。このプロトコルは、以下に示す7つの水性洗浄ステップによって実行される。
参照文献20:(Chen, Chen and Juang, 2007. Separation of surfactin from fermentation broths by acid precipitation and two-stage dead-end ultrafiltration processes. J. Membr. Sci. 299, 114-121 [20])
参照文献21:(Chen, Chen, and Juang, 2008. Flux decline and membrane cleaning in cross-flow ultrafiltration of treated fermentation broths for surfactin recovery. Sep. Purif. Technol. 62, 47-55 [21])
− 2つの洗浄が、30℃で30分間、滅菌水3リットルを用いて行われた。これらは、固定されたバイオマスをわずかに分離した。
− 30℃での滅菌水を用いた第2洗浄によって、酸素移動係数を測定することができた。
− 2つの洗浄が50℃で1時間、0.1Mの水酸化ナトリウムの3リットルを用いて行われた。これらは、強く固定されていたバイオマスを分離し、リポペプチドの大部分が脱着された。
− 膜は、その後、50℃で0.5M水酸化ナトリウム溶液を用いて1時間、そしてその後、50℃で100ppmの次亜塩素酸溶液を用いて1時間、さらに、25℃で滅菌水を用いて膜の中が中性になるまで洗浄されることにより、再生された。
上記の述べた方法の全ては、また、それぞれの膜に対しても実行された。この結果、それらは連続的に洗浄され、再生された。このことにより、本方法は中断することなく実行できた。この代替的方法を実行するために、0.1Mおよび0.5Mのナトリウム化合物溶液を含むタンク(図示せず)が、装置に追加された。
実施例8:生産されたバイオサーファクタントの定量化
この実施例において、3リットルの培地、および実施例6で記載された空気/液体の膜接触器を形成する全表面積が2.5mの空気/液体の膜接触器、を備える生産装置のなかで、20g/lの濃度のグルコースの発酵のもとで枯草菌によってバイオサーファクタントを生産するためのいくつかの実験が行われた。それぞれの実験は2度行われた。それら2度の平均値のみを以下に示す。標準偏差は、5%から15%の間であった。
実験条件は、以下のように調整された。
− pHは7に維持された。
− 空気/液体の膜接触器の空気流量は、1vvmであった。
− 培地の体積は、3リットルであり、前記膜のファイバーのなかを0.021m/sの速度で循環していた。
− システムの全体の圧力は、空気入口以外は大気圧であり、空気入口は0.4バール大気圧より高かった。
− 培地の酸化条件は、約40h-1の酸素輸送容量係数に固定された。
高速液体クロマトグラフィによるクロマトグラフ解析で種々のタンク内の基質およびバイオサーファクタントが定量化された。
消費された酸素の分析により、膜に固定された細胞の量を決定することができた。
膜に固定された細胞の方が懸濁液中の細胞よりも、酸素がより容易に到達できるので、自由な細胞と固定された細胞は異なる特有の酸素消費率を有するということを考慮して、次式が、経時的に膜の上に固定されたバイオマス(g m-2)を決定するために用いられた。
所定の時間における膜に固定されたバイオマス
(gm-2)=(OUR-(X* OURspe cl))*V/(OURspe ci *a)
ここで、
OURは酸素消費率、
OURspe cl は自由細胞に特有の酸素消費率、
OURspe ci は固定された細胞に特有の酸素消費率、
Vは、反応体積、
Xは自由バイオマスの濃度、
aは膜の表面積、をそれぞれ示す。
これらの実施例に記載された膜を洗浄するステップは、実施例7に記載された方法に従って行われた。
8.1 バッチモードでの枯草菌BBG125によるミコサブチリンの生産
本実施例では、枯草菌BBG125株が、空気/液体の膜接触器M1で30℃、48時間、バッチ内で培養された。
8.1.1 生産されたバイオマスの分析
この方法では、2つのタイプのバイオマスが観察された、一方は培地内の自由懸濁液内にあるものであり、他方は空気/液体の膜接触器に固定されているものである。
自由細胞は具体的な成長率として0.2h-1で18時間、指数関数的に培養された。自由バイオマスは、1日の培養後、最大2.6gl-1に達し、その後培養の終了まで、一定であった。
ガスの分析が、膜に固定されたバイオマスの存在を明らかにした。このバイオマスの成長は、1.2gm-2を達成するために培養の1日目に行われた。1.61gl-1-1のグルコースの消費率が培養の最初の日の際に測定され、その後、これは、培地のなかでグルコースが枯渇されるに従い減少した。
8.1.2 生産されたミコサブチリンの解析
ミコサブチリンの生産は、培養の2日後に10mgl-1に達した。25mgl-1の全生産、および0.5mgl-1-1の平均生産性の結果として、45mgが膜の洗浄の際に脱着された。精密濾過、限外濾過/透析濾過、および乾燥ステップによる精製の後で、ミコサブチリンの新規な形態を含む粉末形状のミコサブチリン混合物が得られた。この混合物の純度は94%を超えていた。
8.2 完全に再利用される細胞を有する枯草菌BBG125によるミコサブチリンの連続的な生産、抽出および精製
この実施例においては、連続的な方法によってミコサブチリンだけを生産することができる枯草菌BBG125株(filed on 10 March 2011 under the number CNCM I-4451 at the National Collection of Microorganism Cultures (CNCM) of the Institut Pasteur (Paris, France))が、空気/液体の膜接触器M1で、22℃で72時間連続的に培養された。
細胞の成長および固定を可能にする空気/液体の膜接触器に加えて、この実施例に示す方法においては、以下の存在によって特徴付けられる。
− 実施例6に記載された内容に従った、前記基質の所定の流量を前記反応装置のなかで連続的に供給するとともに取り除くための装置、
− 実施例6に記載されたことに従って、0.45m2の表面積と0.2μmの孔径を有する精密濾過膜M2、
− 3つのタンク:実施例6に記載された内容に従った、供給(タンク1)、濃縮(タンク2)および排出(タンク3)、および
− 実施例6に記載されたことに従った、0.1m2の表面積と10kDaの遮断しきい値を有する限外濾過膜M3と、が存在する。
加えて、この実施例に記載された内容に従ったポンプP1およびP5の供給率および取り除き率は、等しいとともに約0.1h-1程度の希釈率を得るように調整された。すなわち、これは時間当たりの率が生産装置に含まれている水溶液相の体積の0.1倍に等しい。
本発明に従った本方法の1つの特徴は、生産装置内の全ての微生物細胞が、有機物質の残留物およびバイオサーファクタントが取り除かれた後で再利用されると言う事実であり、これにより、膜で微生物の非常に高い成長を得ることができる。この連続的な培養は、20時間のバッチ培養により行われた。
8.2.1 バイオマスの解析
希釈率0.1h-1での連続培養の最初の40時間の際に、自由バイオマスが培養液のなかで継続的に増加し、7.2gl-1になった。次に、その濃度を一定に維持した。すなわち、阻害物質の存在を確実に明らかにした。他方、ガスの解析によって、3日の培養後に3.1gm-2に達するという膜上の細胞のかなりの固定化が明らかになった。最初の2日の培養の際、グルコースの濃度は、1.5gl-1-1のグルコース消費率で減少した。
8.2.2 生産されたサーファクチンの解析
ミコサブチリンはこのようにして精密濾過膜を介して抽出され、事実、10kDaの限外濾過膜によって濃縮された。中間のタンクにそれら(ミコサブチリン)の蓄積が観察された。ミコサブチリンの生産性は、培養の最初の40時間の過程で増加し、最大1.5mgl-1-1に達した。この実験の後、膜の洗浄によってミコサブチリン84mgを回収した。この実験の最後に、連続培養によって溶液中にミコサブチリン895mgを生産した。即ち、平均生産濃度48mgのミコサブチリンが消費培地1リットルに対して生産された。限外濾過/透析濾過ステップで90%の純度を有する溶液中のサーファクチンが得られた。この連続方法は、実施例8.1で述べたバッチモードで得られたものに対して3倍を超える生産性を示した。
(参照文献)

Figure 2014528964

Figure 2014528964

Figure 2014528964

Claims (15)

  1. サーファクチンをコードするためのオペロンsrfAが中断されており、およびミコサブチリンをコードするためのオペロンmycが構成的プロモータPrepUによって置換されていることを特徴とする、枯草菌ATCC 6633株からなる枯草菌株。
  2. パスツール研究所(フランス・パリ)の国立培養微生物収集機関(CNCM)に番号CNCM I- 445で2011年3月10日に寄託された枯草菌株からなる、請求項1に記載の枯草菌株。
  3. ミコサブチリンを得るための方法であって、請求項1または2に記載の枯草菌株を培養するステップと、得られた前記ミコサブチリンを回収するステップと、を有する方法。
  4. (a)有機基材を有する培地のなかで前記枯草菌株を培養するステップであって、前記培養は、空気/液体の膜接触器の表面で行われる、請求項3に記載の方法。
  5. さらに、
    (b) 前記培地から微生物を分離するために、ステップ(a)で得られた培地の精密濾過ステップ、および/または
    (c) ステップ(a)または(b)で得られた培地からバイオサーファクタントを分離するために、ステップ(a)または(b)で得られた培地の限外濾過ステップを有する、請求項4に記載の方法。
  6. 前記有機基材が、でんぷん、グルコース、サッカロース、キシロース、グリセロール、有機酸、アミノ酸、および、これら有機基材の混合物を含む群から選択される、請求項4または5に記載の方法。
  7. 前記空気/液体の膜接触器は、0.01μmと2μmの間の大きさの孔を有する、請求項4から6のいずれかに記載の方法。
  8. 前記精密濾過ステップ(b)で使用される中空糸膜が、0.1マイクロメートルから0.45マイクロメートルの遮断しきい値を有する、請求項4から7のいずれかに記載の方法。
  9. 前記限外濾過ステップ(c)で使用される膜が、5kDaと20kDaとの間の遮断しきい値を有する、請求項4から8のいずれかに記載の方法。
  10. 18個の炭素原子を有するミコサブチリンの脂肪酸鎖(mycosubtilin C18)であって、次の式(I)で表されるミコサブチリンの脂肪酸鎖。
    Figure 2014528964
  11. 17個の炭素原子を有するとともに、そのペプチド環における3位のアスパラギン(asparagine)に代えてグルタミン(glutamine)を有するミコサブチリンの脂肪酸鎖(mycosubtilin Gln3 C17)であって、次の式(II)によって示されるミコサブチリンの脂肪酸鎖。
    Figure 2014528964
  12. 請求項10に記載の少なくとも1つのミコサブチリンC18、および/または請求項11に記載の少なくとも1つのミコサブチリンGln3 C17を有する組成物。
  13. さらに、ミコサブチリンiso-C16、ミコサブチリンn-C16、ミコサブチリンanteiso-C17、ミコサブチリンiso-C17、およびこれらの混合物を含む群から選択される少なくとも1つのミコサブチリンを含む、請求項12に記載の構成物。
  14. ミコサブチリンiso-C16を1%から60%、ミコサブチリンGln3 C17を1%から20%、ミコサブチリンn-C16を1%から10%、ミコサブチリンanteiso-C17を20%から95%、ミコサブチリンiso-C17を5%から30%、ミコサブチリンC18を1%から5%含む、請求項12または13に記載の組成物。
  15. 請求項10または11に記載のミコサブチリン、または請求項12から14に記載の組成物であって、抗真菌薬として使用されるミコサブチリンまたは組成物。
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