JP2016501512A - 糖化のためにタラロミセス・エメルソニ(TALAROMYCESEMERSONII)由来のα−アミラーゼを使用する方法 - Google Patents
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Abstract
タラロミセス・エメルソニ(Talaromyces emersonii)由来の真菌α−アミラーゼ(TeAmy1)、並びにその変異体が提供される。TeAmy1は、最適pH 3.5を有し、少なくとも30〜75℃の温度範囲で作用可能であり、この酵素は、糖化反応において、グルコアミラーゼと組み合わせて使用できる。これにより、pH及び温度がα−アミラーゼ又はグルコアミラーゼの使用に最適となるよう再調節されなければならないバッチプロセスとして糖化反応を実施する必要がなくなる。TeAmy1はまた、デンプン基質の、オリゴ糖組成物への糖化を触媒し、オリゴ糖組成物では、アスペルギルス・カワチ(Aspergillus kawachii)由来のα−アミラーゼによって触媒される糖化の産物と比較して、有意にDP2及び(DP1+DP2)が富化される。これにより、例えば、同時糖化発酵プロセスにおける発酵微生物によるオリゴ糖組成物の利用が促進される。
Description
(関連出願の相互参照)
本出願は、国際特許出願PCT/CN2012/082699号(2012年10月10日出願)に対する利益を主張し、該特許文献は、参照によりその全体が本明細書に援用される。
本出願は、国際特許出願PCT/CN2012/082699号(2012年10月10日出願)に対する利益を主張し、該特許文献は、参照によりその全体が本明細書に援用される。
(配列表)
本明細書には配列番号1〜14を含む配列表が添付され、その全体が参照により本明細書に援用される。
本明細書には配列番号1〜14を含む配列表が添付され、その全体が参照により本明細書に援用される。
(発明の分野)
タラロミセス・エメルソニ(Talaromyces emersonii)由来のα−アミラーゼ(TeAmy1)又はその変異体の使用方法としては、デンプンの糖化(例えば、同時糖化発酵(SSF)など)が挙げられる。
タラロミセス・エメルソニ(Talaromyces emersonii)由来のα−アミラーゼ(TeAmy1)又はその変異体の使用方法としては、デンプンの糖化(例えば、同時糖化発酵(SSF)など)が挙げられる。
デンプンはアミロース(15〜30% w/w)及びアミロペクチン(70〜85% w/w)の混合物からなる。アミロースは、約60,000〜約800,000の分子量(MW)を有するα−1,4−結合型グルコース単位の直鎖からなる。アミロペクチンは、24〜30グルコース単位毎にα−1,6分岐点を包含する分岐鎖状ポリマーであり、MWは1億にものぼる場合がある。
現在、デンプン由来の糖を濃縮デキストロースシロップ形態で製造する際には、(1)α−アミラーゼによる、固体デンプンのデキストリン(平均重合度約10〜12)への液化(又は減粘)、及び(2)アミログルコシダーゼ(グルコアミラーゼ又はGAとも呼ばれる)による、得られた液化デンプン(即ち、デンプン加水分解産物)の糖化、を伴う酵素により触媒されるプロセスが用いられる。得られるシロップは高グルコース含量を有する。市販用に製造されるグルコースシロップの多くは、続いて酵素により、イソシロップとして知られるブドウ糖/フルクトース混合物へと異性化される。また、得られたシロップを、酵母菌などの微生物を用いて発酵させ、例えば、エタノール、クエン酸、乳酸、コハク酸、イタコン酸、グルタミン酸ナトリウム、グルコン酸塩、リジン、他の有機酸、他のアミノ酸、及び他のバイオケミカルを含む、商品を生産することができる。発酵及び糖化を同時に実施することで(即ち、SSFプロセス)、経済性と効率性を向上させることができる。
α−アミラーゼは、分子内のα−1,4−グルコシド結合をランダムに切断することにより、デンプン、グリコーゲン、及び関連する多糖類を加水分解する。特にバチルス(Bacilli)由来のα−アミラーゼは、デンプンの液化及び糖化、織物の糊抜き、紙パルプ工業におけるデンプンの変性、醸造、焼成、食品工業用シロップの生産、発酵プロセス用フィードストックの生産、及び動物用飼料においては消化性の向上などの、多様な異なる目的で使用されてきた。これらの酵素は、食器洗い及び洗濯中にデンプン質の汚れ及び染みを除去するために使用することもできる。
α−アミラーゼは好熱性真菌のタラロミセス・エメルソニ(Talaromyces emersonii)CBS 814.70から単離されている。Bunni et al.(1989)Enz.Microb.Technol.11:370〜75。α−アミラーゼをコードするcDNAはクローン化され、大腸菌(Escherichia coli)で発現されている。Bunni et al.(1992)Biotechnol.Lett.14(12):1109〜14。
タラロミセス・エメルソニ(Talaromyces emersonii)由来のα−アミラーゼ(TeAmy1;配列番号1)及びその変異体は、酸性pHにおいて長期にわたり糖化を触媒する。コード核酸及びポリヌクレオチドを発現する宿主細胞が提供される。TeAmy1は、酸性の作用範囲を有し、例えば、具体的にはグルコアミラーゼと共に使用されるときの同時糖化発酵(SSF)において、高エタノール収率、及び残余デンプンの低減に寄与する。TeAmy1は、高温かつ低pHにおいて高活性を示す。そのため、TeAmy1は、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)グルコアミラーゼ(AnGA)などの、真菌グルコアミラーゼの存在下での糖化プロセスにおいて、効率良く使用することができる。TeAmy1は、アスペルギルス・カワチ(Aspergillus kawachii)α−アミラーゼ(AkAA)により触媒される糖化生成物と比較して、DP2(即ち、マルトース)に著しく富むオリゴ糖組成物へのデンプン糖化を有利に触媒する。TeAmy1は、AkAAよりも低投入量で使用した場合にも、同程度の濃度のエタノールを生成できる。
TeAmy1は、植物(例えば、穀草及び穀物)由来の酵素と組み合わせて使用することができる。TeAmy1はまた、宿主細胞により分泌される、又は宿主細胞にとって内在性の酵素と組み合わせて使用することもできる。例えば、TeAmy1は、1種類以上のアミラーゼ類、グルコアミラーゼ類、プロテアーゼ類、リパーゼ類、フィターゼ類、エステラーゼ類、酸化還元酵素類、トランスフェラーゼ類、又は他の酵素類が生産宿主によって分泌される、発酵プロセス又はSSFプロセスに添加することができる。TeAmy1はまた、内在性で非分泌型又は分泌型の生産宿主の酵素と組み合わせて機能させることもできる。他の例においては、TeAmy1は、発酵又はSSFの間に、他の酵素と共に生産宿主細胞によって分泌されてもよい。TeAmy1はまた、シロップ剤のためのデンプンの直接加水分解、及び/又はバイオ燃料、有機酸、アミノ酸、及びその他のバイオケミカル(例えば、エタノール、クエン酸、コハク酸、グルタミン酸ナトリウム、グルコン酸、グルコン酸ナトリウム、グルコン酸カルシウム、グルコン酸カリウム、イタコン酸及びその他のカルボン酸、グルコノデルタラクトン、エリソルビン酸ナトリウム、リシン、オメガ3脂肪酸、ブタノール、イソプレン、1,3−プロパンジオール、及びバイオディーゼル)の生産に有効でもあり、ここで、反応温度は基質の糊化温度を下回る。TeAmy1は、発酵又はSSF中に、その他の酵素と共に宿主細胞により分泌され得る。
したがって、デンプンを含む組成物を糖化して、グルコースを含む組成物を生成する方法であって、(i)デンプンを含む組成物を、α−アミラーゼ活性を有し、かつ(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476に対して、少なくとも80%のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、単離TeAmy1又はその変異体と接触させる工程と、(ii)デンプンを含む組成物を糖化して、グルコースを含む組成物を生成する工程と、を含むことができ、単離TeAmy1又はその変異体が、デンプン組成物のグルコースへの糖化を触媒する、方法が提供される。
TeAmy1又はその変異体は、同一条件下で同量のDP3+を減少させるために、AkAAの投入量の約17%〜50%、又は場合により約17%〜34%で投入してもよい。
全DP1〜DP7の重量%として測定したとき、同一条件下でAkAAによって生成されたグルコースを含む第2の組成物と比較して、グルコースを含む組成物のDP2又は(DP1+DP2)が富化されていてもよい。DP2は、約2時間で2〜3倍に富化されてもよい。更に、(DP1+DP2)は、約2時間で約1.9倍に富化されてもよい。
TeAmy1又はその変異体は、(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜467に対して少なくとも90%、95%、又は99%のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み得る。TeAmy1又はその変異体はまた、(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476を含み得る。TeAmy1又はその変異体は、(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476に対して、少なくとも80%、90%、95%、又は99%のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列からなってよい。TeAmy1又はその変異体はまた、(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476からなってよい。
デンプン組成物は、液化デンプン、糊化デンプン、又は粒状デンプンを含み得る。糖化は、約30℃〜約75℃の温度範囲で実施することができる。温度範囲は、更に55℃〜74℃であってもよい。糖化は、pH 2.0〜pH 7.5のpH範囲で実施することができる。pH範囲は、更にpH 3.0〜pH 5.8であってもよい。pH範囲は、更にpH 3.5〜pH 4.5であってもよい。
方法は、グルコース組成物を発酵させて最終発酵(EOF)産物を生成することを更に含み得る。発酵は同時糖化発酵(SSF)反応であり得る。発酵は、pH 2〜8、かつ25℃〜70℃の温度範囲にて、48〜70時間実施されてもよい。EOF産物は、8%〜18%(v/v)のエタノールを含んでもよい。EOF産物は、代謝産物を含んでもよい。代謝産物は、有機酸、アミノ酸、バイオ燃料、並びに、エタノール、クエン酸、コハク酸、グルタミン酸ナトリウム、グルコン酸、グルコン酸ナトリウム、グルコン酸カルシウム、グルコン酸カリウム、イタコン酸及びその他のカルボン酸、グルコノデルタラクトン、エリトルビン酸ナトリウム、リジン、オメガ3脂肪酸、ブタノール、イソプレン、1,3−プロパンジオール、及びバイオディーゼルが挙げられるがこれらに限定されないその他のバイオケミカルであり得る。
また、発酵飲料の生産におけるTeAmy1又はその変異体の使用、並びにマッシュ及び/又は糖化液をTeAmy1又はその変異体と接触させる工程を含むことができる発酵飲料の製造方法が提供される。発酵飲料の製造方法であって、(a)マッシュを調製する工程と、(b)マッシュを濾過して、糖化液を得る工程と、(c)糖化液を発酵させて、発酵飲料を得る工程とを含んでよく、TeAmy1又はその変異体が、(i)工程(a)のマッシュ、及び/又は、(ii)工程(b)の糖化液、及び/又は、(iii)工程(c)の糖化液、に加えられる、方法。本開示の方法により生産される発酵飲料もまた提供される。
発酵飲料又は最終発酵産物は、麦芽のみのビール、「ビール純粋令」下で醸造されたビール、エール、IPA、ラガー、ビター、発泡酒(第2のビール)、第3のビール、ドライビール、ニア・ビール、ライト・ビール、低アルコールビール、低カロリービール、ポーター、ボック・ビール、スタウト、モルト・リカー、ノンアルコールビール、及びノンアルコールモルト・リカーなどの選択されたビール;又は果実フレーバーの麦芽飲料、蒸留酒フレーバーの麦芽飲料、及びコーヒーフレーバーの麦芽飲料などの穀草又は麦芽飲料からなる群から選択されてもよい。
方法は、デンプン組成物に、グルコアミラーゼ、トレハラーゼ、イソアミラーゼ、ヘキソキナーゼ、キシラナーゼ、グルコースイソメラーゼ、キシロースイソメラーゼ、ホスファターゼ、フィターゼ、プルラナーゼ、β−アミラーゼ、TeAmy1ではないα−アミラーゼ、プロテアーゼ、セルラーゼ、ヘミセルラーゼ、リパーゼ、クチナーゼ、酸化還元酵素、エステラーゼ、トランスフェラーゼ、ペクチナーゼ、α−グルコシダーゼ、β−グルコシダーゼ、リアーゼ、若しくは他の加水分解酵素、分岐酵素、又はこれらの組み合わせを加える工程を更に含む。例えばWO 2009/099783号を参照されたい。グルコアミラーゼは0.1〜2グルコアミラーゼ単位(GAU)/g dsで添加されてもよい。
単離TeAmy1又はその変異体は、宿主細胞によって発現され、分泌されてもよい。デンプン組成物を宿主細胞と接触させてもよい。宿主細胞に、更にグルコアミラーゼを発現及び分泌させることもできる。宿主細胞は、更にグルコース組成物の発酵が可能であるものであってもよい。
したがって、デンプンを含む組成物の糖化に使用するための組成物であって、α−アミラーゼ活性を有し、かつ(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476に対して、少なくとも80%、90%、95%、99%又は100%のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、単離TeAmy1又はその変異体を含んでもよい、組成物が提供される。TeAmy1又はその変異体は、(a)配列番号1の残基1〜594、又は(b)配列番号1の残基1〜476に対して少なくとも80%、90%、95%、99%、又は100%のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列からなってよい。
組成物は培養された細胞材料であってよい。組成物は、グルコアミラーゼを更に含み得る。TeAmy1又はその変異体はまた、精製されてもよい。
TeAmy1又はその変異体は、宿主細胞によって発現され、分泌されてもよい。宿主細胞は、糸状菌細胞、細菌細胞、酵母細胞、植物細胞、海藻又は藻細胞であってよい。宿主細胞は、アスペルギルス種(Aspergillus sp.)、タラロミセス種(Talaromyces sp.)、又はトリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)細胞であってよい。
したがって、焼成される材料に焼成用組成物を加えること、並びにこの材料を焼成して焼成食品を生産することを含む焼成方法が提供され、焼成用組成物は、α−アミラーゼ活性を有し、かつ(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476に対して、少なくとも80%、90%、95%、99%、又は100%のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含む単離TeAmy1又はそれらの変異体を含み、単離TeAmy1又はその変異体は、材料中に存在するデンプン成分の加水分解を触媒して、デンプン由来のより小さな分子を生成する。TeAmy1又はその変異体は、(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476のアミノ酸配列に対して少なくとも80%、90%、95%、99%、又は100%のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列からなってよい。焼成用組成物は、穀粉、老化防止アミラーゼ、ホスホリパーゼ、及び/又はリン脂質を更に含み得る。
したがって、食品組成物の生成方法であって、(i)1種類以上の食品原料と、(ii)α−アミラーゼ活性を有し、(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476に対して、少なくとも80%、90%、95%、99%、又は100%のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、単離TeAmy1又はその変異体と、を組み合わせることを含み、単離TeAmy1又はその変異体が、食品原料中に存在するデンプン成分の加水分解を触媒してグルコースを生成する、方法もまた提供される。TeAmy1又はその変異体は、(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476のアミノ酸配列に対して少なくとも80%、90%、95%、99%、又は100%のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列からなってよい。方法は、食品組成物を焼成して焼成食品を生産することを更に含み得る。方法は、(i)デンプン培地を提供する工程と、(ii)デンプン培地にTeAmy1又はその変異体を添加する工程と、(iii)工程(b)の間、又はその後にデンプン培地に熱を加え、ベーカリー製品を生産する工程とを更に含んでもよい。
全DP1〜DP7の重量%として測定したとき、同一条件下でAkAAによって生成された第2の焼成食品と比較して、食品組成物のDP1、DP2、又は(DP1+DP2)が富化されていてもよい。食品組成物は、食品製品、焼成用組成物、食品添加物、動物性食品製品、飼料製品、飼料添加物、油、肉、及びラードからなる群から選択され得る。食品組成物は、ドウ又はドウ製品を含んでよく、好ましくは加工されたドウ製品を含み得る。
1種以上の食品原料は、焼成原材料又は添加剤を含み得る。1種以上の食品原料は、穀粉、老化防止アミラーゼ、ホスホリパーゼ、リン脂質、マルトース生成α−アミラーゼ、又はマルトース生成α−アミラーゼ活性を有するその変異体、相同体、若しくは突然変異体、ベーカリー用キシラナーゼ(EC 3.2.1.8)、及びリパーゼからなる群から選択されてもよい。1種類以上の食品原料は、(i)バチルス・ステアロサーモフィルス(Bacillus stearothermophilus)由来のマルトース生成性α−アミラーゼ、(ii)バチルス(Bacillus)、アスペルギルス(Aspergillus)、サーモミセス(Thermomyces)、又はトリコデルマ(Trichoderma)由来のベーカリー用キシラナーゼ、(iii)フザリウム・ヘテロスポラム(Fusarium heterosporum)由来のグリコリパーゼ、からなる群から更に選択されてもよい。
したがって、食品組成物の生成に使用するための組成物であって、α−アミラーゼ活性を有し、かつ(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476に対して、少なくとも80%のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、単離TeAmy1又はその変異体と、1種類以上の食品原料とを含む、組成物もまた提供される。食品組成物の調製における、TeAmy1又はそれらの変異体の使用もまた提供される。食品組成物は、加工されたドウ製品を含む、ドウ又はドウ製品を含み得る。食品組成物はベーカリー組成物であってよい。TeAmy1又はその変異体をドウ製品に使用して、ドウ製品の劣化、好ましくは、有害な老化を遅延又は減少させることもできる。
したがって、洗濯物、食器類、又は織物からデンプン質の染みを除去する方法が提供され、方法は、α−アミラーゼ活性を有し、かつ(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476に対して少なくとも80%、90%、95%、99%又は100%のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、単離TeAmy1又はその変異体を有効量で含む水性組成物の存在下で、洗濯物、食器類、又は織物の表面をインキュベートして、TeAmy1又はその変異体に、デンプン質の染みに存在するデンプン成分を加水分解させて、水性組成物中に溶解するデンプン由来のより小さな分子を生成させる工程と、表面をすすぐことによって、デンプン質の染みを表面から取り除く工程と、を含み得る。TeAmy1又はその変異体は、(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476のアミノ酸配列に対して少なくとも80%、90%、95%、99%、又は100%のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列からなってよい。組成物は、洗濯用洗剤、洗濯用洗剤添加剤、又は手作業での若しくは自動での食器洗浄用洗剤であってもよく、所望により界面活性剤を含有する。
したがって、織物を糊抜きする方法もまた提供され、方法は、糊抜き組成物を、織物を糊抜きに十分な時間にわたって織物に接触させる工程と、TeAmy1又はその変異体にデンプン質の染みに存在するデンプン成分を糊抜きさせて、水性組成物中に溶解するデンプン由来のより小さな分子を生成させる工程と、表面をすすぐことによって、デンプン質の染みを表面から取り除く工程と、を含み、糊抜き組成物は、単離TeAmy1又はその変異体を含み、この単離TeAmy1又はその変異体はα−アミラーゼ活性を有し、かつ(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476に対して、少なくとも80%、90%、95%、99%又は100%のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み得る。TeAmy1又はその変異体は、(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476のアミノ酸配列に対して少なくとも80%、90%、95%、99%、又は100%のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列からなってよい。
したがって、グルコース組成物の生成における、TeAmy1又はその変異体の使用も提供される。本開示の方法により生成されるグルコース組成物もまた提供される。液化デンプンの生成における、TeAmy1又はその変異体の使用が更に提供される。本開示の方法により調製される液化デンプンも開示される。
更に、織物の糊抜きにおける、TeAmy1又はその変異体を含み得る糊抜き組成物の使用、並びに焼成食品の生産における、TeAmy1又はその変異体を含み得る焼成用組成物の使用が開示される。
添付の図面は、本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成し、本明細書に開示される多様な方法及び組成物を例示する。図面は次の通りである。
TeAmy1の触媒コア、推定リンカー領域、並びに 配列番号1(TeAmy1); 配列番号4(アスペルギルス・フミガーツス(Aspergillus fumigatus)Af293); 配列番号5(アスペルギルス・フミガーツス(Aspergillus fumigatus)A1163); 配列番号6(ネオサルトルヤ・フィツエリー(Neosartorya fischeri)NRRL 181); 配列番号7(アスペルギルス・テレウス(Aspergillus terreus)NIH2624); 配列番号8(アスペルギルス・カワチ(Aspergillus kawachii));及び 配列番号9(アスペルギルス・アワモリ(Aspergillus awamori))由来のα−アミラーゼの対応する残基を有する推定炭水化物結合ドメインの、ClustalWアラインメントを示す。 図1において、アスタリスクによって指定された残基は、配列番号4〜9における保存残基に対応するTeAmy1残基である。TeAmy1の触媒コア、推定リンカー、及び推定炭水化物結合ドメインは、各種バーにより示される。
TeAmy1の触媒コア、推定リンカー領域、並びに 配列番号1(TeAmy1); 配列番号4(アスペルギルス・フミガーツス(Aspergillus fumigatus)Af293); 配列番号5(アスペルギルス・フミガーツス(Aspergillus fumigatus)A1163); 配列番号6(ネオサルトルヤ・フィツエリー(Neosartorya fischeri)NRRL 181); 配列番号7(アスペルギルス・テレウス(Aspergillus terreus)NIH2624); 配列番号8(アスペルギルス・カワチ(Aspergillus kawachii));及び 配列番号9(アスペルギルス・アワモリ(Aspergillus awamori))由来のα−アミラーゼの対応する残基を有する推定炭水化物結合ドメインの、ClustalWアラインメントを示す。 図1において、アスタリスクによって指定された残基は、配列番号4〜9における保存残基に対応するTeAmy1残基である。TeAmy1の触媒コア、推定リンカー、及び推定炭水化物結合ドメインは、各種バーにより示される。
プラスミドマップpZZH426。このマップは、pTrex3gM発現ベクター(米国特許出願公開第2011/0136197(A1)号)を含み、TeAmy1ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む。
アスペルギルス・カワチ(Aspergillus kawachii)α−アミラーゼ(AkAA)のα−アミラーゼ活性(相対単位)のpH依存性を示すグラフ。
TeAmy1のα−アミラーゼ活性(相対単位)のpH依存性を示すグラフ。α−アミラーゼ活性は、2ppmの酵素に基づくものであり、50℃で、ジャガイモアミロペクチン基質から還元糖を放出させることによりアッセイした。
AkAAのα−アミラーゼ活性(相対単位)の温度依存性を示すグラフ。
TeAmy1のα−アミラーゼ活性(相対単位)の温度依存性を示すグラフ。α−アミラーゼ活性は、2ppmの酵素に基づくものであり、pH 4.0(AkAA)又はpH 4.5(TeAmy1)でジャガイモアミロペクチン基質から還元糖を放出させることによりアッセイした。
同じ投入量で、記載の期間にわたってpH 4.8でインキュベートした後のAkAA及びTeAmy1のSSF反応の結果を示すグラフ。
同じ投入量で、記載の期間にわたってpH 4.8でインキュベートした後のAkAA及びTeAmy1のSSF反応の結果を示すグラフ。
同じ投入量で、記載の期間にわたってpH 4.8でインキュベートした後のAkAA及びTeAmy1のSSF反応の結果を示すグラフ。
記載の期間にわたってpH 4.8でインキュベートした後のAkAA及びTeAmy1のSSF反応の結果を示すグラフ。TeAmy1は投入量を減じて投入した(AkAAの投入量の約1/2及び約1/6)。
記載の期間にわたってpH 4.8でインキュベートした後のAkAA及びTeAmy1のSSF反応の結果を示すグラフ。TeAmy1は投入量を減じて投入した(AkAAの投入量の約1/2及び約1/6)。
記載の期間にわたってpH 4.8でインキュベートした後のAkAA及びTeAmy1のSSF反応の結果を示すグラフ。TeAmy1は投入量を減じて投入した(AkAAの投入量の約1/2及び約1/6)。
タラロミセス・エメルソニ(Talaromyces emersonii)由来の真菌α−アミラーゼ(TeAmy1)が提供される。TeAmy1は、最適pH 3.5を有し、pH範囲3〜5.8にわたって、少なくとも70%の活性を有する。酵素は、pH 3.5で試験される場合、最適温度70℃を有し、温度範囲55〜74℃にわたって、少なくとも70%の活性を有する。これらの特性により、酵素は、同一の反応条件下で、グルコアミラーゼと組み合わせて使用することが可能なものとなっている。これにより、pH及び温度がα−アミラーゼ又はグルコアミラーゼの使用に最適となるよう調節されなければならないバッチプロセスとして糖化反応を実施する必要がなくなる。
TeAmy1はまた、デンプンを含む組成物のグルコースへの糖化を触媒する。例えば、DP7、アミロペクチン、又はマルトデキストリン基質を使用し、50℃、pH 5.3にて2時間の糖化後、オリゴ糖組成物が生成される。全DP1〜DP7の重量%として測定したとき、同一条件下でAkAA触媒した糖化生成物と比較して、この組成物のDP2及び(DP1+DP2)は富化されている。例えば、基質に依存して、DP2は、約2時間で約2〜3倍に富化され、(DP1+DP2)は、約2時間で約1.9倍に富化される。これにより、例えばSSFプロセスにおいて、発酵生物によるオリゴ糖組成物の利用が促進される。この役割において、TeAmy1は、より少量の酵素添加によりAkAAと同様のエタノール収率をもたらしつつ、不溶性残留デンプンは減少させ、不溶性残留デンプンが最終製品の品質に及ぼす何らかの悪影響は最小限に抑える。
TeAmy1及びその変異体アミラーゼの例示的な用途としては、デンプン糖化プロセス(例えば、SSFなど)における、洗浄用組成物(洗濯物、食器、及び他の表面を洗浄するための洗剤組成物など)の調製、織物加工(例えば、糊抜きなど)がある。
1.用語の定義及び略記
この発明を実施するための形態に従い、以下の略記及び定義を適用する。単数形「a」「an」及び「the」は、明らかに他の内容を指し示していない限り、複数の指示対象を含むことに留意されたい。したがって、例えば「酵素」という場合には、複数のこうした酵素が含まれ、「投入量」という場合には、当業者には周知の1つ以上の投入量及びその等価物などが含まれる。
この発明を実施するための形態に従い、以下の略記及び定義を適用する。単数形「a」「an」及び「the」は、明らかに他の内容を指し示していない限り、複数の指示対象を含むことに留意されたい。したがって、例えば「酵素」という場合には、複数のこうした酵素が含まれ、「投入量」という場合には、当業者には周知の1つ以上の投入量及びその等価物などが含まれる。
特に他の内容が定義されない限りは、本明細書で使用する技術用語及び科学用語はいずれも、当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。以下の用語を下記に示す。
1.1.略記及び頭字語
以下の略記/頭字語は、特に内容が指示されない限り、以下の意味を有する。
以下の略記/頭字語は、特に内容が指示されない限り、以下の意味を有する。
1.2.用語の定義
用語「アミラーゼ」又は「アミロース分解酵素」は、とりわけデンプンの分解を触媒し得る酵素を指す。α−アミラーゼは、デンプン中のα−D−(1→4)O−グルコシド結合を切断する加水分解酵素である。一般的に、α−アミラーゼ(EC 3.2.1.1;α−D−(1→4)−グルカングルカノヒドロラーゼ)は、デンプン分子内部のα−D−(1→4)O−グルコシド結合をランダムに切断して、(1〜4)−α−結合型D−グルコース単位を3つ以上含有する多糖類を生成するエンド作用型酵素として定義される。対照的に、エキソ作用型アミロース分解酵素、例えば、β−アミラーゼ(EC 3.2.1.2;α−D−(1→4)−グルカンマルトヒドロラーゼ)及びいくつかのマルトース生成α−アミラーゼ(EC 3.2.1.133)のような生成物特異的アミラーゼなどは、基質の非還元末端から多糖分子を切断する。β−アミラーゼ、α−グルコシダーゼ(EC 3.2.1.20;α−D−グルコシドグルコヒドロラーゼ)、グルコアミラーゼ(EC 3.2.1.3;α−D−(1→4)−グルカングルコヒドロラーゼ)、及びマルトテトラオシダーゼ(EC 3.2.1.60)及びマルトヘキサオシダーゼ(EC 3.2.1.98)などの生成物特異的アミラーゼは、特定の長さのマルト−オリゴ糖類、又は特定のマルトオリゴ糖類の富化シロップを生成し得る。
用語「アミラーゼ」又は「アミロース分解酵素」は、とりわけデンプンの分解を触媒し得る酵素を指す。α−アミラーゼは、デンプン中のα−D−(1→4)O−グルコシド結合を切断する加水分解酵素である。一般的に、α−アミラーゼ(EC 3.2.1.1;α−D−(1→4)−グルカングルカノヒドロラーゼ)は、デンプン分子内部のα−D−(1→4)O−グルコシド結合をランダムに切断して、(1〜4)−α−結合型D−グルコース単位を3つ以上含有する多糖類を生成するエンド作用型酵素として定義される。対照的に、エキソ作用型アミロース分解酵素、例えば、β−アミラーゼ(EC 3.2.1.2;α−D−(1→4)−グルカンマルトヒドロラーゼ)及びいくつかのマルトース生成α−アミラーゼ(EC 3.2.1.133)のような生成物特異的アミラーゼなどは、基質の非還元末端から多糖分子を切断する。β−アミラーゼ、α−グルコシダーゼ(EC 3.2.1.20;α−D−グルコシドグルコヒドロラーゼ)、グルコアミラーゼ(EC 3.2.1.3;α−D−(1→4)−グルカングルコヒドロラーゼ)、及びマルトテトラオシダーゼ(EC 3.2.1.60)及びマルトヘキサオシダーゼ(EC 3.2.1.98)などの生成物特異的アミラーゼは、特定の長さのマルト−オリゴ糖類、又は特定のマルトオリゴ糖類の富化シロップを生成し得る。
本明細書で使用するとき、「酵素単位」は、特定条件のアッセイ下で、時間当たりに生成される生成物量を指す。例えば、「グルコアミラーゼ活性単位」(GAU)は、60℃、pH 4.2にて、可溶性デンプン基質(4% DS)から1時間当たり1gのグルコースを生成する酵素量として定義される。「可溶性デンプン単位」(SSU)は、pH 4.5、50℃にて、可溶性デンプン基質(4% DS)から1分間当たり1mgのグルコースを生成する酵素量である。DSは「乾燥固体」を意味する。
本明細書で使用するとき、用語「デンプン」とは、アミロース及びアミロペクチンで構成され、化学式(C6H10O5)xを有し、ここでXが任意の数字であり得る、植物の複合多糖炭水化物で構成される任意の材料を指す。この用語は、穀物、穀草、草、塊茎及び根などの植物性材料を含み、より具体的には、小麦、大麦、トウモロコシ、ライ麦、米、サトウモロコシ、ふすま、キャッサバ、キビ、ジャガイモ、サツマイモ、及びタピオカから得られた材料を含む。用語「デンプン」は、粒状デンプンを含む。用語「粒状デンプン」は、未加工の、即ち加熱調理されていないデンプン、例えば、糊化を受けていないデンプンを指す。
ポリペプチドに関しての用語「野生型」、「親の」、又は「参照」は、1つ以上のアミノ酸位において人工的な置換、挿入、又は欠失を含まない、天然型ポリペプチドを指す。同様に、ポリヌクレオチドに関し、「野生型」、「親の」、又は「参照」なる用語は、人工的なヌクレオチドの変化を有さない、天然型ポリヌクレオチドを指す。しかしながら、野生型、親の、又は参照ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドは、天然型ポリヌクレオチドに限定されるわけではなく、野生型、親の、又は参照ポリペプチドをコードする任意のポリヌクレオチドが包摂されることに留意されたい。
野生型タンパク質の参照には、成熟形態のタンパク質が包含されると解釈される。「成熟」ポリペプチドは、シグナル配列のないTeAmy1ポリペプチド又はこれらの変異体を意味する。例えば、シグナル配列は、ポリペプチドの発現中に切除され得る。成熟TeAmy1は、配列番号1の、N末端から数えて1〜603番目に当たり、長さにしてアミノ酸603残基である。野生型TeAmy1のシグナル配列は長さにしてアミノ酸19残基であり、配列番号3に記載の配列を有する。あるいは、成熟TeAmy1又はこれらの変異体は、異なるタンパク質から取り込まれたシグナル配列を含み得る。成熟タンパク質は、成熟ポリペプチドとシグナル配列ポリペプチドとの融合タンパク質である場合もある。
TeAmy1の「触媒コア」は、配列番号1の残基1〜476にまたがっている。TeAmy1の推定「リンカー」又は「リンカー領域」(配列番号11)は、配列番号1の残基477〜494に及ぶ。TeAmy1(配列番号10)推定「炭水化物結合ドメイン」は、配列番号1の残基495〜603に及ぶ。
ポリペプチドに関して、用語「変異体」は、特定の野生型、親の、又は参照ポリペプチドとは異なっており、天然に生じる又は人工的なアミノ酸置換、挿入、又は欠失を1つ以上含むポリペプチドを指す。同様に、ポリヌクレオチドに関しての用語「変異体」は、特定の野生型、親の、又は参照ポリヌクレオチドとヌクレオチド配列において異なるポリヌクレオチドを指す。野生型、親の、若しくは参照ポリペプチド、又はポリヌクレオチドの同一性(identity)は、文脈から明らかとなるであろう。TeAmy1の「変異体」及び「α−アミラーゼポリペプチド変異体」は、本明細書では同義である。
親α−アミラーゼの場合、「活性」は本明細書に記載の通りに測定され得るα−アミラーゼ活性を指す。
対象とする細胞、核酸、タンパク質、又はベクターに関し使用する場合、用語「組み換え型」は、対象が天然の状態から改変を受けていることを意味する。それ故、例えば、組み換え細胞は、細胞の天然(非組み換え)形態の中に見られない遺伝子を発現したり、自然界で見られるものと異なるレベル、又は異なる条件下で天然の遺伝子を発現したりする。組み換え核酸は、1つ以上のヌクレオチドが天然の配列とは異なっており、及び/又は異種配列と操作可能に連結されており、例えば、発現ベクターにおいて異種プロモーターと操作可能に連結されている。組み換えタンパク質は、1つ以上のアミノ酸が天然の配列とは異なっていてよく、及び/又は異種配列と融合させることができる。TeAmy1又はその変異体をコードする核酸を含むベクターは、組み換えベクターである。
用語「回収される」、「単離される」、及び「分離される」は、自然界で見られる通り天然に関連付けられる少なくとも1つの他の物質又は成分からより分けられた、化合物、タンパク質(ポリペプチド)、細胞、核酸、アミノ酸、又は他の特定の物質若しくは成分(例えば、T.エメルソニ(T. emersonii)の細胞から単離されたTeAmy1など)を指す。「単離された」TeAmy1又はその変異体としては、分泌されたTeAmy1又は変異体ポリペプチド、及び異種の宿主細胞(即ち、T.エメルソニ(T. emersonii)でない宿主細胞)において発現されるTeAmy1又は変異体ポリペプチドを含有する培養ブロスなどが挙げられるが、これに限定されない。
本明細書で使用するとき、用語「精製された」は、物質(例えば、単離されたポリペプチド又はポリヌクレオチド)が、比較的純粋な状態であること、例えば、少なくとも約90%純粋、少なくとも約95%純粋、少なくとも約98%純粋、又は更には少なくとも約99%純粋であることを指す。
酵素に関連して、用語「熱安定性のある」及び「熱安定性」は、高温にさらされた後も活性を保持する酵素の能力を指す。アミラーゼ酵素などの酵素の熱安定性は、定義された条件下で酵素活性の半分が失われる分数、時間数又は日数で与えられる半減期(t1/2)により測定される。半減期は、高温(即ち、負荷)にさらした後に残存α−アミラーゼ活性を測定することによって計算することもできる。
酵素に関連して、「pH範囲」は、酵素が触媒活性を示すpH値の範囲を指す。
本明細書で使用するとき、酵素に関連し、用語「pH安定」及び「pH安定性」は、規定の時間(例えば、15分間、30分間、1時間)後に、幅広いpH値にわたって活性を保持する酵素の能力に関する。
本明細書で使用するとき、用語「アミノ酸配列」は、用語「ポリペプチド」、「タンパク質」、及び「ペプチド」に関して同義のものであり、互換的に使用される。このようなアミノ酸配列は活性を示し、これらは「酵素」と呼ばれることもある。アミノ酸残基には一般的な1文字又は3文字表記を使用し、アミノ酸配列は、標準的な、アミノ末端からカルボキシ末端へと向かう配向(即ち、N→C)で表される。
用語「核酸」には、DNA、RNA、ヘテロ二重鎖、及びポリペプチドをコードすることが可能な合成分子が包摂される。核酸は1本鎖であっても又は2本鎖であってもよく、化学修飾されていてもよい。用語「核酸」及び「ポリヌクレオチド」は、互換可能に用いられる。遺伝子コードは縮重性であるため、特定のアミノ酸をコードするのに複数のコドンが用いられ得るものであり、本発明の組成物及び方法には、ある特定のアミノ酸配列をコードする複数のヌクレオチド配列が包摂される。特に別内容の指示がない限り、核酸配列は5’から3’末端に向かう方向で示される。
本明細書で使用するとき、「ハイブリッド形成」は、転写ハイブリッド法及びPCR法の間に生じるものとして、ある1本の核酸鎖が、相補鎖と二本鎖を形成する、即ち、塩基対を生じるプロセスを指す。厳密なハイブリッド形成条件は、次の条件下でのハイブリッド形成により例示される:65℃及び0.1×SSC(ここで、1×SSC=0.15M NaCl、0.015M Na3クエン酸塩、pH 7.0)。ハイブリッド形成した核酸二本鎖は、ハイブリッド形成させた核酸の半分が相補鎖との塩基対形成から外れる溶解温度(Tm)により特徴づけられる。二本鎖内でミスマッチしていたヌクレオチドはTmが低くなる。α−アミラーゼ変異体をコードする核酸は、配列番号2のヌクレオチドと、その同一の相補鎖との間で形成される二本鎖と比較して、1℃〜3℃以上低下しているTmを有し得る。
本明細書で使用するとき、「合成」分子は、生物により生成されるというよりは、生体外での化学的又は酵素学的合成により生成される。
本明細書で使用するとき、ある細胞について使用される用語「形質転換される」、「安定形質転換される」、及び「トランスジェニックの」は、その細胞が、その細胞のゲノムに組み込まれるか、又は複数世代を通して維持されるエピソームとして保有される、天然でない(例えば、異種の)核酸配列を包含することを意味する。
細胞へ核酸配列を挿入するという文脈における用語「導入された」は、当該技術分野において既知の、「トランスフェクション」、「形質転換」、又は「形質導入」を意味する。
「宿主株」又は「宿主細胞」は、発現ベクター、ファージ、ウィルス、あるいは対象とするポリペプチド(例えば、TeAmy1又はその変異体)をコードしているポリヌクレオチドなどその他のDNAコンストラクトを導入された生物である。例示的な宿主株としては、所望のポリペプチドの発現、及び/又は糖類の発酵が可能な微生物細胞(例えば、細菌、糸状菌、及び酵母菌など)が挙げられる。用語「宿主細胞」は、細胞から生成されるプロトプラストを含む。
ポリヌクレオチド又はタンパク質についての用語「異種の」は、宿主細胞中では天然には存在しない、ポリヌクレオチド又はタンパク質を指す。
ポリヌクレオチド又はタンパク質についての用語「内在性の」は、宿主細胞中に天然に存在する、ポリヌクレオチド又はタンパク質を指す。
本明細書で使用するとき、用語「発現」は、ポリペプチドが核酸配列に基づいて産生されるプロセスを指す。このプロセスは、転写と翻訳の両方を含む。
「選択マーカー(selective marker又はselectable marker)」とは、宿主において発現可能な遺伝子であって、それによって、その遺伝子を保有する宿主細胞の選択を容易にするものを指す。選択マーカーの例としては、抗菌剤(例えば、ハイグロマイシン、ブレオマイシン、又はクロラムフェニコール)、及び/又は代謝優位性(宿主細胞に対する栄養上の優位性など)を付与する遺伝子が挙げられるが、これらに限定されない。
「ベクター」は、核酸を1つ以上の細胞型に導入するよう設計されたポリヌクレオチド配列を指す。ベクターとしては、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、ファージ粒子、カセット及び同様物などが挙げられる。
「発現ベクター」は、所望のポリペプチドをコードする、あるDNA配列を含むDNAコンストラクトであって、そのコード配列が、好適な宿主において、そのDNAの発現に影響を与えることが可能である好適な制御配列に、操作可能に連結されたDNAコンストラクトを指す。このような制御配列には、転写に作用するプロモーター、転写を制御するための任意選択的なオペレーター配列、mRNA上の適切なリボソーム結合部位をコードしている配列、エンハンサー、並びに転写及び翻訳の終結を制御する配列が包含され得る。
用語「操作可能に連結された」は、特定の複数の構成要素が、意図した態様で機能することを可能にする関係(並置であることが挙げられるが、これに限定されない)にあることを意味する。例えば、コード配列の発現が調節配列の制御下になるよう、調節配列は、操作可能なようにコード配列に連結される。
「シグナル配列」は、タンパク質のN末端部分に結合したアミノ酸配列であり、そのタンパク質が細胞外に分泌されるのを促進する。成熟形態の細胞外タンパク質には、分泌プロセス中に切断されるシグナル配列は存在しない。
本明細書で使用するとき、「生物活性のある」は、配列が、酵素活性などの特定の生物活性を有することを指す。
本明細書で使用するとき、「布片」は、染みが付けられた布地などの材料片である。この材料は、例えば、綿、ポリエステル、又は天然繊維と合成繊維との混合物から製造された布地であってよい。布片は、更に、濾紙又はニトロセルロースなどの紙、あるいはセラミック、金属、又はガラスなどの硬質材料片でもあり得る。アミラーゼに関し、染みはデンプン質のものであるものの、血液、乳汁、インク、草類、お茶、ワイン、ホウレンソウ、肉汁、チョコレート、卵、チーズ、クレイ、顔料、油、又はこれら化合物の混合物を含み得る。
本明細書で使用するとき、「小布片」は、一穴パンチ装置により切りだされた、又は特別製造された96穴パンチ装置により切りだされた布片部分であり、多穴パンチのパターンは標準的な96ウェルマイクロタイタープレートに合うものであるか、又はこの部分は布片から取り出される。布片は、織物、紙、金属、又はその他の好適な材料であってよい。小布片は、24、48、又は96ウェルマイクロタイタープレートのウェルに配置する前又は後のいずれかに付着させた染みを有し得る。小布片はまた、材料の小片に染みを付着させることによって作製することもできる。例えば、小布片は、染みを付けられた直径1.59cm又は0.64cm(5/8インチ又は0.25インチ)の布地の切れ端であってもよい。特別製造されるパンチは、96枚の布片を96ウェルプレートの全てのウェルに同時に供給するような方式で設計される。この装置は、同じ96ウェルプレートに単に複数回装填をすることにより1ウェル当たり2枚以上の布片を供給可能である。多穴パンチ装置は、任意のフォーマットのプレート、限定するものではないが24ウェル、48ウェル、及び96ウェルプレートなどに布片を同時に供給するためのものを着想することができる。別の着想され得る方法では、被汚染試験プラットフォームは、汚れ物質により被覆された、金属、プラスチック、ガラス、セラミック、又は別の好適な材料から作製されたビードであり得る。次に、1つ以上の被覆ビードを、好適な緩衝液及び酵素を含有させた96、48、若しくは24ウェルプレート、又はより大きいフォーマットのウェルに配置する。
本明細書で使用するとき、「TeAmy1又はその変異体を含む培養された細胞材料」又は類似の表現は、成分としてTeAmy1又はその変異体を含む細胞可溶化物又は上清(培地を含む)を指す。細胞材料は、TeAmy1又はその変異体を生成させる目的で培養により増殖させた異種宿主由来のものであってよい。
「配列同一性(%)」とは、デフォルトのパラメータでCLUSTAL Wのアルゴリズムを使用して整列させたときに、ある変異体が、少なくとも特定の割合で、野生型TeAmy1と一致するアミノ酸残基を有することを意味する。Thompson et al.(1994)Nucleic Acids Res.22:4673〜4680を参照されたい。CLUSTAL Wアルゴリズムのデフォルトパラメータは、次の通りである。
欠失は、参照配列と比較して非同一性である残基として計数される。いずれかの末端に生じた欠失が包含される。例えば、配列番号1の成熟TeAmy1ポリペプチドのC末端に6つのアミノ酸の欠失を有する変異体は、成熟ポリペプチドに対して99%(597/603同一残基×100、整数に四捨五入)の配列同一性(%)を有することになる。このような変異体には、成熟TeAmy1ポリペプチドに対し「少なくとも99%配列同一性」を有する変異体により包含される。
「融合」ポリペプチド配列は、2つのポリペプチド配列間のペプチド結合により接続される、即ち、操作可能に連結される。
用語「糸状菌」は、糸状形態の全て真菌類(Eumycotina)亜門を指す。
用語「重合度」(DP)は、所与の糖中の無水−グルコピラノース単位の数(n)を指す。DP1の例は、単糖のグルコース及びフルクトースである。DP2の例は、二糖類のマルトース及びスクロースである。用語「DE」又は「デキストロース当量」は、シロップ中の総炭水化物画分としての、還元糖、即ち、D−グルコースの割合として定義される。
本明細書で使用するとき、用語「乾燥固体含量」(ds)は、乾燥重量(%)で、スラリーの総固体を指す。用語「スラリー」は、不溶性固体を含有する水性混合物を指す。
句「同時糖化発酵(SSF)」は、エタノール生成微生物などの微生物と、TeAmy1又はその変異体などの少なくとも1種の酵素が同一のプロセス工程中に存在する、バイオケミカルの産生プロセスを指す。SSFは、同じ反応容器中で、デンプン基質(粒状、液化、又は可溶化)の、糖(グルコースなど)への加水分解と、糖の、アルコール、又はその他のバイオケミカル若しくはバイオマテリアルへの発酵を同時期に包含する。
本明細書で使用するとき、「エタノール生成微生物」は、糖又はオリゴ糖をエタノールへと変換する能力を有する微生物を指す。
用語「発酵飲料」は、微生物発酵、例えば、細菌及び/又は酵母発酵などの発酵プロセスを含む方法により生産される、任意の飲料を指す。
「ビール」はこのような発酵飲料の例であり、及び用語「ビール」は、デンプンを含有する植物材料の発酵/醸造により生成される任意の発酵糖化液を含むことを意味する。多くの場合、ビールは、麦芽若しくは添加剤、又は麦芽及び添加剤の任意の組み合わせのみから生産される。ビールの例には、麦芽のみのビール、「ビール純粋令」下で醸造されたビール、エール、IPA、ラガー、ビター、発泡酒(第2のビール)、第3のビール、ドライビール、ニア・ビール、ライト・ビール、低アルコールビール、低カロリービール、ポーター、ボック・ビール、スタウト、モルト・リカー、ノンアルコールビール、ノンアルコールモルト・リカー、及び同様物が包含されるものの、別の穀草及び麦芽飲料、例えば、果実フレーバーの麦芽飲料(例えば、レモン、オレンジ、ライムなどのシトラスフレーバー、若しくはベリーフレーバーの麦芽飲料)、蒸留酒フレーバーの麦芽飲料(例えば、ウォッカ、ラム、又はテキーラフレーバーのモルト・リカー)、又はコーヒーフレーバーの麦芽飲料(カフェインフレーバーのモルト・リカーなど)、及び同様物も包含される。
用語「麦芽」は、麦芽入り大麦又は小麦などの任意の麦芽入り穀物を指す。
用語「添加剤」は、大麦又は小麦麦芽などの麦芽ではない任意のデンプン及び/又は糖含有植物材料を指す。添加剤の例としては、一般的なコーングリッツ、精製コーングリッツ、醸造用粉砕酵母、米、ソルガム、精製コーンデンプン、大麦、大麦デンプン、脱穀された大麦、小麦、小麦デンプン、炒って加熱処理された穀草、穀草フレーク、ライ麦、オーツ麦、ジャガイモ、タピオカ、キャッサバ及びシロップ(コーンシロップ、サトウキビシロップ、反転型糖シロップ、大麦及び/又は小麦シロップ、並びに同様物)が挙げられる。
用語「マッシュ」は、任意のデンプン及び/又は糖含有植物材料、例えば、製粉用穀物(例えば、破砕大麦麦芽、破砕大麦、及び/若しくはその他の添加剤、又はこれらの組み合わせを含む)などの水性スラリーを指し、このスラリーは、水と混合した後に、糖化液及び粕に分離される。
用語「糖化液」は、マッシュ中の製粉用穀物の抽出後に放出される未発酵の液体を指す。
「ヨウ素陽性デンプン」又は「IPS」は、(1)液化及び糖化後に加水分解されていないアミロース、又は(2)老化したデンプンポリマーを指す。糖化デンプン又は糖液をヨウ素により試験したとき、高DPnアミロース又は老化デンプンポリマーはヨウ素と結合し、特徴的な青色をもたらす。したがって、糖蒸留酒は、「ヨウ素陽性糖類」、又は「青色糖類」と呼ばれる。
用語「老化デンプン」又は「デンプンの老化」は、デンプンペースト又はゲルに経時的に自然に生じる変化を指す。
2.タラロミセス・エメルソニ(Talaromyces emersonii)α−アミラーゼ(TeAmy1)及びその変異体
T.エメルソニ(T. emersonii)又はその変異体由来の、α−アミラーゼ活性を有する、単離及び/又は精製されたTeAmy1ポリペプチドが提供される。TeAmy1ポリペプチドは、配列番号1に示されるポリペプチド配列の残基1〜603を含む、成熟TeAmy1ポリペプチドであってもよい。ポリペプチドには、N末端及び/又はC末端にて追加のアミノ酸配列を融合させることもできる。追加のN末端配列は、例えば、配列番号3に示される配列を有し得るシグナルペプチドであってよい。いずれかの末端に融合されているその他のアミノ酸配列は、タンパク質の標識又は精製に有用な融合パートナーポリペプチドを含有する。
T.エメルソニ(T. emersonii)又はその変異体由来の、α−アミラーゼ活性を有する、単離及び/又は精製されたTeAmy1ポリペプチドが提供される。TeAmy1ポリペプチドは、配列番号1に示されるポリペプチド配列の残基1〜603を含む、成熟TeAmy1ポリペプチドであってもよい。ポリペプチドには、N末端及び/又はC末端にて追加のアミノ酸配列を融合させることもできる。追加のN末端配列は、例えば、配列番号3に示される配列を有し得るシグナルペプチドであってよい。いずれかの末端に融合されているその他のアミノ酸配列は、タンパク質の標識又は精製に有用な融合パートナーポリペプチドを含有する。
上記の太字のアミノ酸は、推定C末端炭水化物結合(CBM)ドメイン(配列番号10)を構成する。推定される、グリコシル化されたリンカー領域(上記ハイライト表示された太字のアミノ酸、配列番号11)は、推定CBMドメインへとN末端の触媒コアを接続する。TeAmy1中の推定CBMドメインは、多数のデンプン分解酵素類(α−アミラーゼ、β−アミラーゼ、グルコアミラーゼ、及びシクロデキストリングルカノトランスフェラーゼなど)に見られるCBM20ドメインと相同である。CBM20は、2つのデンプン結合部位1及び2を備える逆平行β−バレル構造として折りたたまれる。これらの2つの部位は機能的に異なると考えられる:部位1は、初期デンプン認識部位として作用し得るのに対し、部位2は、デンプンの適切な領域を特異的に認識するのに関与し得る。Sorimachi et al.(1997)「Solution structure of the granular starch binding domain of Aspergillus niger glucoamylase bound to beta−cyclodextrin,」Structure 5(5):647〜61を参照されたい。デンプン結合部位1及び2によって保存されるTeAmy1の推定CBMドメイン中の残基を、以下の配列中にそれぞれ数字1及び2によって示す。
変異体TeAmy1は、配列番号10の推定CBMドメイン又は配列番号11の推定リンカーの、一部のアミノ酸残基を含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。あるいは、変異体は、配列番号10の推定CBMドメインに対して少なくとも80%、85%、90%、95%、又は98%配列同一性を有するCBMドメインを含んでもよい。変異体は、異種又は遺伝子操作されたCBM20ドメインを含んでもよい。
TeAmy1又はその変異体を、例えば、リンカー配列の適切なグリコシル化を可能にする、例えば、糸状菌細胞などの真核宿主細胞で発現させることもできる。
タラロミセス・エメルソニ(Talaromyces emersonii)から単離されたTeAmy1遺伝子のヌクレオチド配列を配列番号2として示す。予想されるイントロンをイタリック体かつ小文字で示す。
TeAmy1のポリペプチド配列は、他の真菌α−アミラーゼと類似している。例えば、TeAmy1は、次の真菌α−アミラーゼと高い配列同一性を有する:
アスペルギルス・フミガーツス(Aspergillus fumigatus)Af293由来のα−アミラーゼ(配列番号4)に対して77%配列同一性;
アスペルギルス・フミガーツス(Aspergillus fumigatus)A1163(配列番号5)由来の推定α−アミラーゼに対して77%配列同一性;
ネオサルトルヤ・フィツエリー(Neosartorya fischeri)NRRL 181(配列番号6)由来の推定α−アミラーゼに対して77%配列同一性;
アスペルギルス・テレウス(Aspergillus terreus)NIH2624(配列番号7)由来のα−アミラーゼに対して78%配列同一性;
アスペルギルス・カワチ(Aspergillus kawachii)(配列番号8)由来のα−アミラーゼに対して75%配列同一性;及び
アスペルギルス・アワモリ(Aspergillus awamori)(配列番号9)由来のα−アミラーゼに対して76%配列同一性。
アスペルギルス・フミガーツス(Aspergillus fumigatus)Af293由来のα−アミラーゼ(配列番号4)に対して77%配列同一性;
アスペルギルス・フミガーツス(Aspergillus fumigatus)A1163(配列番号5)由来の推定α−アミラーゼに対して77%配列同一性;
ネオサルトルヤ・フィツエリー(Neosartorya fischeri)NRRL 181(配列番号6)由来の推定α−アミラーゼに対して77%配列同一性;
アスペルギルス・テレウス(Aspergillus terreus)NIH2624(配列番号7)由来のα−アミラーゼに対して78%配列同一性;
アスペルギルス・カワチ(Aspergillus kawachii)(配列番号8)由来のα−アミラーゼに対して75%配列同一性;及び
アスペルギルス・アワモリ(Aspergillus awamori)(配列番号9)由来のα−アミラーゼに対して76%配列同一性。
配列同一性は、配列番号1(即ち、残基1〜603)のTeAmy1の成熟形態をクエリー配列として使用するBLASTアラインメントにより決定される。Altschul et al.(1990)J.Mol.Biol.215:403〜410を参照されたい。
TeAmy1ポリペプチドの変異体が提供される。変異体は、配列番号1の残基1〜603、又は残基1〜476のポリペプチドに対して少なくとも80%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、又は少なくとも99%のアミノ酸配列同一性を有するポリペプチドからなるか、又はこれを含むことができ、変異体は、配列番号4〜9中の1つ以上の対応するアミノ酸の、置換、挿入、又は欠失から選択される、1種以上のアミノ酸修飾を含む。例えば、配列番号1の残基1〜603のポリペプチドに対して、少なくとも99%の配列同一性を有するポリペプチドからなる変異体は、配列番号1のTeAmy1と比較して、1〜6個のアミノ酸置換、挿入、又は欠失を有してもよい。比較すると、配列番号1の残基1〜476のポリペプチドに対して少なくとも99%配列同一性を有するポリペプチドからなる変異体は、最大で5つのアミノ酸修飾を有することになる。挿入又は欠失は、例えば、ポリペプチドのいずれかの末端のものであり得る。あるいは、変異体は、配列番号1の残基1〜603、又は残基1〜476のポリペプチドに対して、少なくとも80%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、又は少なくとも99%のアミノ酸配列同一性を有するポリペプチドからなるポリペプチドを「含み」得る。このような変異体では、追加のアミノ酸残基がポリペプチドのいずれかの末端に融合され得る。例えば、変異体は、配列番号1の残基1〜603のポリペプチドと比較して、1つ以上のアミノ酸の置換又は欠失を有するポリペプチドと、高名に(in-fame)、融合した配列番号3のシグナル配列を含んでもよい。変異体は、変異体が所与のアミノ酸配列を「含む」か、又は「これからなる」のいずれかにかかわらず、グリコシル化され得る。
TeAmy1(配列番号1)と、アスペルギルス・フミガーツス(Aspergillus fumigatus)Af293(配列番号4);アスペルギルス・フミガーツス(Aspergillus fumigatus)A1163(配列番号5);ネオサルトルヤ・フィツエリー(Neosartorya fischeri)NRRL 181(配列番号6);アスペルギルス・テレウス(Aspergillus terreus)NIH2624(配列番号7);アスペルギルス・カワチ(Aspergillus kawachii)(配列番号8);及びアスペルギルス・アワモリ(Aspergillus awamori)(配列番号9)由来のα−アミラーゼとのClustalWアラインメントを図1に示す。Thompson et al.(1994)Nucleic Acids Res.22:4673〜4680を参照されたい。一般的に、アミノ酸が関連するタンパク質配列のアラインメントに保存される程度は、タンパク質の機能に対するアミノ酸位の相対的な重要性と比例する。即ち、全ての関連する配列において共通のアミノ酸は、機能上重要な役割を果たし、容易には置換できない傾向がある。同様に、配列間で様々である位置は、タンパク質の活性は維持したままその他のアミノ酸により置換できるか、あるいは修正され得る傾向がある。
マルトースが活性部位に結合している酵素複合体を含め、A.ニガー(A. niger)α−アミラーゼの結晶構造は決定されている。例えば、Vujicic−Zagar et al.(2006)「Monoclinic crystal form of Aspergillus niger α−amylase in complex with maltose at 1.8Å resolution,」Acta Crystallogr.Sect.F:Struct.Biol.Cryst.Commun.62(8):716〜21を参照されたい。Vujicic−Zagar(2006)に開示されているA.ニガー(A. niger)α−アミラーゼはまた、A.オリゼ(A. oryzae)α−アミラーゼ相同体のTAKA−アミラーゼとしても既知である。TAKA−アミラーゼのアミノ酸配列(配列番号12)は、BLASTアルゴリズムを使用して整列させたとき、TeAmy1の残基2〜478にわたって、TeAmy1に対して71%の配列同一性を有する。TAKA−アミラーゼとTeAmy1との間でアミノ酸配列の保存性が相対的に高いことから、TeAmy1では、多くの二次構造が導入されており、TAKA−アミラーゼと類似する構造/機能関係を保有していることが見込まれる。例えば、TeAmy1は、TAKA−アミラーゼと類似した高親和性Ca2+結合部位、及びマルトース結合クレフトを有することが予想される。この予想と矛盾せず、TAKA−アミラーゼ、D206、E230、及びD297によって触媒される加水分解反応に関与する3つの酸性アミノ酸は、全て野生型TeAmy1に保存されている。また、結合クレフトの近くに位置する、TAKA−アミラーゼの位置Y155、L166、D233、及びD235もまた、TeAmy1に保存されている。他の保存されているTeAmy1位置は、TAKA−アミラーゼの、高親和性のCa2+結合部位を構成するN121、E162、D175、及びH210に相当する。Vujicic−Zagar(2006)を参照されたい。
図1に示されるアラインメント、及び、例えばTAKA−アミラーゼ結晶構造から確認される構造の関連性は、α−アミラーゼ活性を有する変異体TeAmy1ポリペプチドの構築の指針となり得る。変異体TeAmy1ポリペプチドとしては、配列番号4〜9中の対応するアミノ酸の置換、挿入、又は欠失から選択されるアミノ酸修飾を有するものが挙げられるが、これらに限定されない。TeAmy1と、配列番号4〜9のα−アミラーゼとの間における位置の一致は、図1に示されるアラインメントを参照して決定される。例えば、変異体TeAmy1ポリペプチドは置換E34Q/Dを有し得るものであり、Q及びDは、配列番号4〜9における対応するアミノ酸である。変異体TeAmy1ポリペプチドとしてはまた、1、2、3、又は4つの、ランダムに選択されるアミノ酸修飾を有するものも挙げられるが、これらに限定されない。アミノ酸修飾は、オリゴヌクレオチド指定突然変異導入法などの周知の方法を使用してなすことができる。
TeAmy1ポリペプチド又はその変異体をコードする核酸もまた、提供される。TeAmy1をコードする核酸はゲノムDNA、例えば、配列番号2であってよい。当業者には良好に理解される通り、遺伝子コードは縮重し、即ち、場合によっては複数のコドンが同一のアミノ酸をコードし得る。核酸は、TeAmy1又はその変異体をコードする全てのゲノムDNA、mRNA、及びcDNA配列を含む。
TeAmy1又はその変異体は、「前駆体」、「未熟」、又は「全長」(この場合は、TeAmy1又はその変異体は、シグナル配列を含む)であってもよいし、又は「成熟」(この場合は、シグナル配列を欠く)していてもよい。α−アミラーゼ変異体はまた、得られるポリペプチドがα−アミラーゼ活性を保持する限りは、N又はC末端で切断されていてもよい。
2.1.TeAmy1変異体の特性
変異体TeAmy1ポリペプチドは、α−アミラーゼ活性を保持する。それらのポリペプチドは、野生型TeAmy1ポリペプチドよりも高い又は低い比活性を有し得る。TeAmy1変異体の更なる特徴としては、例えば、安定性、pH範囲、酸化安定性、及び熱安定性が挙げられる。例えば、変異体は、pH 3〜約pH 7.5、例えば、pH 3.0〜5.8;pH 3.5〜5.0;pH 3.5〜4.5;pH 3.8〜4.8;pH 3.5、pH 3.8、又はpH 4.5にて24〜60時間pH安定であり得る。TeAmy1変異体は、野生型TeAmy1の性能特性を保ちつつ野生型TeAmy1よりも高レベルで発現させることができる。また、TeAmy1変異体は、親のα−アミラーゼとの比較において、変化した酸化安定性を有する場合がある。例えば、酸化安定性の低下は、デンプン液化用組成物において有利なものであり得る。変異体TeAmy1は、野生型α−アミラーゼと比較して、変化した熱安定性を有する。このようなTeAmy1変異体は、焼成、又は高温が必要とされるその他のプロセスで使用するのに有利である。発現及び酵素活性レベルは、以下に開示されるものを含む、当業者に既知の標準アッセイ法を使用して評価することができる。
変異体TeAmy1ポリペプチドは、α−アミラーゼ活性を保持する。それらのポリペプチドは、野生型TeAmy1ポリペプチドよりも高い又は低い比活性を有し得る。TeAmy1変異体の更なる特徴としては、例えば、安定性、pH範囲、酸化安定性、及び熱安定性が挙げられる。例えば、変異体は、pH 3〜約pH 7.5、例えば、pH 3.0〜5.8;pH 3.5〜5.0;pH 3.5〜4.5;pH 3.8〜4.8;pH 3.5、pH 3.8、又はpH 4.5にて24〜60時間pH安定であり得る。TeAmy1変異体は、野生型TeAmy1の性能特性を保ちつつ野生型TeAmy1よりも高レベルで発現させることができる。また、TeAmy1変異体は、親のα−アミラーゼとの比較において、変化した酸化安定性を有する場合がある。例えば、酸化安定性の低下は、デンプン液化用組成物において有利なものであり得る。変異体TeAmy1は、野生型α−アミラーゼと比較して、変化した熱安定性を有する。このようなTeAmy1変異体は、焼成、又は高温が必要とされるその他のプロセスで使用するのに有利である。発現及び酵素活性レベルは、以下に開示されるものを含む、当業者に既知の標準アッセイ法を使用して評価することができる。
3.TeAmy1及びその変異体の生成
TeAmy1又はその変異体は、例えば、宿主細胞からTeAmy1又は変異体を分泌させることにより、宿主細胞から単離され得る。TeAmy1又はその変異体を含む培養細胞物質は、宿主細胞からのTeAmy1又は変異体の分泌の後に、得ることができる。TeAmy1又は変異体は、場合により、使用前に精製される。TeAmy1遺伝子は、当業者に周知の手法によりクローン化し、発現させることができる。好適な宿主細胞としては、細菌、植物、藻類、海藻、酵母細胞、又は真菌、例えば、糸状菌細胞が挙げられる。特に有用な宿主細胞としては、酵母、タラロミセス・エメルソニ(Talaromyces emersonii)又はトリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)が挙げられる。他の宿主細胞としては、例えば、バチルス・スブチリス(Bacillus subtilis)又はB.リケニフォルミス(B. licheniformis)などの細菌細胞が挙げられる。
TeAmy1又はその変異体は、例えば、宿主細胞からTeAmy1又は変異体を分泌させることにより、宿主細胞から単離され得る。TeAmy1又はその変異体を含む培養細胞物質は、宿主細胞からのTeAmy1又は変異体の分泌の後に、得ることができる。TeAmy1又は変異体は、場合により、使用前に精製される。TeAmy1遺伝子は、当業者に周知の手法によりクローン化し、発現させることができる。好適な宿主細胞としては、細菌、植物、藻類、海藻、酵母細胞、又は真菌、例えば、糸状菌細胞が挙げられる。特に有用な宿主細胞としては、酵母、タラロミセス・エメルソニ(Talaromyces emersonii)又はトリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)が挙げられる。他の宿主細胞としては、例えば、バチルス・スブチリス(Bacillus subtilis)又はB.リケニフォルミス(B. licheniformis)などの細菌細胞が挙げられる。
宿主細胞は、同種、又は異種グルコアミラーゼ、即ち、宿主細胞と同一の種のものではないグルコアミラーゼ、又は1種以上のその他の酵素をコードする核酸を更に発現し得る。グルコアミラーゼは、変異体グルコアミラーゼ、例えば、米国特許第8,058,033号(Danisco US Inc.)に開示されるものなどのグルコアミラーゼ変異体などであり得る。加えて、宿主は1種以上のアクセサリー酵素、タンパク質、ペプチドを発現し得る。これらは、液化、糖化、発酵、SSFなどのプロセスの助けとなり得る。更に、宿主細胞は、各種フィードストック(1種以上)を消化するために使用される酵素、又はバイオケミカル若しくは中間体を生成するために使用される酵素に加えて、バイオケミカルを生成できる。このような宿主細胞は、酵素を加える必要性を低減又は排除するため、発酵又は同時糖化発酵プロセスに有用であり得る。
3.1.ベクター
TeAmy1又はその変異体をコードする核酸を含むDNAコンストラクトを構築して、宿主細胞で発現させることができる。遺伝子暗号において周知の縮重により、同一のアミノ酸配列をコードする変異体ポリペプチドを常軌の手法により設計及び作製することができる。特定の宿主細胞のためコドンの使用を最適化することもまた、当業界では周知である。TeAmy1又はその変異体をコードする核酸をベクターに組み込むことができる。以下に記載のものなどの周知の形質転換法を使用し、ベクターを宿主細胞に移入させることができる。
TeAmy1又はその変異体をコードする核酸を含むDNAコンストラクトを構築して、宿主細胞で発現させることができる。遺伝子暗号において周知の縮重により、同一のアミノ酸配列をコードする変異体ポリペプチドを常軌の手法により設計及び作製することができる。特定の宿主細胞のためコドンの使用を最適化することもまた、当業界では周知である。TeAmy1又はその変異体をコードする核酸をベクターに組み込むことができる。以下に記載のものなどの周知の形質転換法を使用し、ベクターを宿主細胞に移入させることができる。
ベクターは、宿主細胞を形質変換させ、細胞内で複製させることのできる任意のベクターであり得る。例えば、TeAmy1又はその変異体をコードする核酸を含むベクターを形質転換させ、ベクターを増殖及び増幅させる手法により細菌宿主細胞において複製させることができる。コードする核酸が、機能性のTeAmy1又はその変異体として発現され得るよう、ベクターはまた発現宿主に形質転換させることもできる。発現宿主としての役割を果たす宿主細胞としては、例えば、糸状菌を挙げることができる。真菌遺伝子保管管理センター(FGSC)の株カタログには、真菌宿主細胞における発現に好適なベクターが掲載されている。FGSC、株カタログ、ミズーリ大学、www.fgsc.net(最新改訂版2007年1月17日)を参照されたい。代表的なベクターはプラスミドpZZH426(図2)であり、このプラスミドはpTrex3gM発現ベクター(米国特許出願公開第2011/0136197(A1)号)を含む。pZZH426はまた、真菌宿主細胞において、cbh1プロモーターの制御下の、TeAmy1をコードする核酸を発現させる。pZZH426は、通常の技術により、TeAmy1変異体をコードする核酸を含みかつ発現するよう作製及び改変できる。
TeAmy1又はその変異体をコードする核酸は、好適なプロモーターに操作可能に連結し得、このプロモーターにより、宿主細胞における転写が可能となる。プロモーターは、選択した宿主細胞中で転写活性を示す任意のDNA配列であってよく、宿主細胞にとって同種又は異種のいずれかであるタンパク質をコードしている遺伝子に由来し得る。特に細菌宿主における、TeAmy1又はその変異体をコードするDNA配列の転写を目的とする代表的なプロモーターは、大腸菌(E. coli)のlacオペロンのプロモーター、ストレプトミセス・セリカラー(Streptomyces coelicolor)アガラーゼ遺伝子dagA又はcelAプロモーター、バチルス・リケニフォルミスα−アミラーゼ遺伝子(amyL)のプロモーター、バチルス・ステアロサーモフィルス(Bacillus stearothermophilus)マルトース生成アミラーゼ遺伝子(amyM)のプロモーター、バチルス・アミロリケファシエンス(bacillus amyloliquefaciens)α−アミラーゼ遺伝子(amyQ)のプロモーター、バチルス・スブチリス(Bacillus subtilis)xylA及びxylB遺伝子のプロモーターなどである。真菌宿主における転写の際に有用なプロモーターの例としては、アスペルギルス・オリゼ(Aspergillus oryzae)TAKAアミラーゼ、リゾムコール・ミエヘイ(Rhizomucor miehei)アスパラギン酸プロテイナーゼ、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)中性α−アミラーゼ、A.ニガー(A. niger)酸安定性α−アミラーゼ、A.ニガー(A. niger)グルコアミラーゼ、リゾムコール・ミエヘイ(Rhizomucor miehei)リパーゼ、A.オリゼ(A. oryzae)アルカリプロテアーゼ、A.オリゼ(A. oryzae)トリオースリン酸異性化酵素、又はA.ニデュランス(A. nidulans)アセトアミダーゼをコードする遺伝子に由来するものが挙げられる。TeAmy1又はその変異体をコードする遺伝子が、大腸菌(E. coli)などの細菌種で発現されるとき、好適なプロモーターは、例えば、T7プロモーター及びファージλプロモーターを含むバクテリオファージプロモーターから選択され得る。酵母種の発現に好適なプロモーターの例としては、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)のGal 1及びGal 10プロモーター及びピキア・パストリス(Pichia pastoris)AOX1又はAOX2プロモーターが挙げられるがこれらに限定されない。例えば、図2に記載のpZZH426ベクターはTeAmy1に操作可能に連結されたcbh1プロモーターを含有する。cbh1プロモーターは、T.リーゼイ(T. reesei)由来の内在性誘導型プロモーターである。Liu et al.(2008)「Improved heterologous gene expression in Trichoderma reesei by cellobiohydrolase I gene(cbh1)promoter optimization,」Acta Biochim.Biophys.Sin(Shanghai)40(2):158〜65を参照されたい。
コード配列はシグナル配列に操作可能に連結され得る。シグナル配列をコードするDNAは、発現されるTeAmy1遺伝子と天然に関連付けられるDNA配列であってよい。例えば、このDNAは、TeAmy1又はその変異体をコードする核酸に操作可能に連結された配列番号3のTeAmy1シグナル配列をコードしていてもよい。このDNAは、T.エメルソニ(T. emersonii)以外の種由来のシグナル配列をコードする。DNAコンストラクト又はベクターを含むシグナル配列及びプロモーター配列は、真菌宿主細胞に導入することができ、同種に由来するものであってもよい。例えば、シグナル配列は、cbh1プロモーターに操作可能に連結されたcbh1シグナル配列であってよい。
発現ベクターはまた、好適な転写終結配列、及び真核細胞においては、TeAmy1又はその変異体をコードしているDNA配列に操作可能に連結されるポリアデニル化配列も含み得る。転写終結及びポリアデニル化配列は、プロモーターと同種から好適に由来し得る。
ベクターは、宿主細胞におけるベクターの複製を可能にするDNA配列を更に含有し得る。このような配列例としては、プラスミドpUC19、pACYC177、pUB110、pE194、pAMB1及びpIJ702の複製起点が挙げられる。
ベクターはまた、選択マーカー、例えば、B.スブチリス(B. subtilis)若しくはB.リケニフォルミス(B. licheniformis)由来のdal遺伝子、又は例えば、アンピシリン、カナマイシン、クロラムフェニコール、若しくはテトラサイクリン耐性などの抗生物質耐性を付与する遺伝子などの、単離宿主細胞における欠損を補填する産物の遺伝子を含んでもよい。更に、ベクターは、amdS、argB、niaD及びsCなどのアスペルギルス(Aspergillus)選択マーカー、ヒグロマイシン耐性を生じさせるマーカーを含んでいてもよい。また、当該技術分野で既知であるような、同時形質転換によって、選択を行ってもよい。例えば、国際公開第91/17243号を参照されたい。
細胞内発現はいくつかの態様で有利である場合があり、例えば、特定の細菌又は真菌を宿主細胞として使用するときに、多量のTeAmy1又はその変異体を生成させ、以降で精製することもできる。また、培養培地へのTeAmy1又はその変異体の細胞外分泌を使用して、単離TeAmy1又はその変異体を含む培養細胞物質を作製することもできる。
発現ベクターは、典型的には、例えば、選択された宿主生物におけるベクターの自律複製を可能にする要素、及び選択目的の、表現形により検出可能な1つ以上のマーカーなどの、クローニングベクター成分を含む。発現ベクターは、通常、プロモーター、オペレーター、リボソーム結合部位、翻訳開始シグナル及び場合により、リプレッサー遺伝子又は1つ以上の活性化遺伝子などの制御ヌクレオチド配列を含む。加えて、発現ベクターは、TeAmy1又はその変異体に、宿主細胞の細胞小器官(ペルオキシソームなどの)、又は特定の宿主細胞区画を標的とさせ得るアミノ酸配列をコードする配列を含むことができる。このような標的配列としては、既知のペルオキシソーム標的シグナルであるセリン−リジン−ロイシン(SKL)が挙げられるがこれに限定されない。制御配列の指示の下での発現のために、TeAmy1又はその変異体の核酸配列は、制御配列に、発現に関して適切な態様で、操作可能に連結している。
TeAmy1又はその変異体、プロモーター、ターミネーター及び他の要素をコードするDNAコンストラクトをそれぞれリゲートするため、及び複製に必要な情報を包含する好適なベクターにそれらを挿入するために使用される手順は、当業者に広く知られている(例えば、Sambrook et al.,MOLECULAR CLONING:A LABORATORY MANUAL,2nd ed.,Cold Spring Harbor,1989、及び3rd ed.,2001を参照されたい)。
3.2.宿主細胞の形質転換及び培養
DNAコンストラクト又は発現ベクターのどちらかを含む単離した細胞は、TeAmy1又はその変異体の組み換え生成において、宿主細胞として有利に使用される。細胞は、宿主染色体にDNAコンストラクト(1つ以上のコピー)を都合よく組み込むことにより、酵素をコードするDNAコンストラクトで形質転換することができる。DNA配列がより安定的に細胞に維持される傾向があることから、この組み込みは一般的に有利なものと考えられる。DNAコンストラクトの宿主染色体への組み込みは、例えば、同種又は異種組み換え法によるものなどの従来法により実施することができる。あるいは、細胞は、異なる種類の宿主細胞に関連して上記される通りに発現ベクターにより形質転換させることができる。
DNAコンストラクト又は発現ベクターのどちらかを含む単離した細胞は、TeAmy1又はその変異体の組み換え生成において、宿主細胞として有利に使用される。細胞は、宿主染色体にDNAコンストラクト(1つ以上のコピー)を都合よく組み込むことにより、酵素をコードするDNAコンストラクトで形質転換することができる。DNA配列がより安定的に細胞に維持される傾向があることから、この組み込みは一般的に有利なものと考えられる。DNAコンストラクトの宿主染色体への組み込みは、例えば、同種又は異種組み換え法によるものなどの従来法により実施することができる。あるいは、細胞は、異なる種類の宿主細胞に関連して上記される通りに発現ベクターにより形質転換させることができる。
好適な細菌宿主生物の例としては、バチルス・スブチリス(Bacillus subtilis)、バチルス・リケニフォルミス(Bacillus licheniformis)、バチルス・レンタス(Bacillus lentus)、バチルス・ブレビス(Bacillus brevis)、ゲオバチルス(Geobacillu)(旧称バチルス(Bacillus))ステアロサーモフィルス(stearothermophilus)、バチルス・アルカロフィルス(Bacillusalk alophilus)、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillusamylolique faciens)、バシラス・コアギュランス(Bacillus coagulans)、バチルス・ロータス(Bacillus lautus)、バチルス・メガテリウム(Bacillus megaterium)、及びバチルス・チューリンゲンシス(Bacillus thuringiensis)を含むバチルス(Bacillaceae);ストレプトミセス(Streptomyces)種、例えば、ストレプトミセス・ミュリナス(Streptomyces murinus);ラクトコッカス種(Lactococcus sp.)を含む乳酸細菌種、例えば、ラクトコッカス・ラクチス(Lactococcuslactis);ラクトバチルス・ロイテリ(Lactobacillus reuteri)を含むラクトバチルス種(LactoBacillus sp.);リューコノストック種(Leuconostoc sp.);ペディオコッカス種(Pediococcus sp.);及びストレプトコッカス種(Streptococcus sp.)などのグラム陽性細菌種が挙げられる。あるいは、大腸菌(E. coli)を含む、エンテロバクテリアセエ(Enterobacteriaceae)に属する、又はシュードモナダセエ(Pseudomonadaceae)に属するグラム陰性細菌種の株が宿主生物として選択され得る。
好適な酵母宿主生物は、生物工学的に関連のある酵母種、例えば、限定するものではないが、ピキア種(Pichia sp.)、ハンゼヌラ種(Hansenula sp.)、又はクリベロミセス(Kluyveromyces)、ヤロウイア(arrowinia)などの酵母種、シゾサッカロミセス(Schizosaccharomyces)種又はサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)などのサッカロミセス(Saccharomyces)種、又は例えば、S.ポンベ(S.pombe)種などのシゾサッカロミセス(Schizosaccharomyces)に属する種から選択され得る。メチロトローフ酵母種であるピキア・パストリス(Pichia pastoris)株を、宿主生物として用いてもよい。あるいは、宿主生物はハンゼヌラ(Hansenula)種であり得る。糸状菌のなかでも好適な宿主生物としては、アスペルギルス(aspergillus)種、例えば、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)、アスペルギルス・オリゼ(Aspergillus oryzae)、アスペルギルス・チュービゲネシス(Aspergillus tubigensis)、アスペルギルス・アワモリ(Aspergillus awamori)、又はアスペルギルス・ニデュランス(Aspergillus nidulans)が挙げられる。あるいは、フザリウム(Fusarium)種、例えば、フザリウム・オキシスポラム(Fusarium oxysporum)の株、又はリゾムコール・ミエヘイ(Rhizomucor miehei)などのリゾムコール(Rhizomucor)種の株を宿主生物として使用することができる。他の好適な株としては、サーモミセス(Thermomyces)及びムコール(Mucor)種が挙げられる。加えて、トリコデルマ種(Trichoderma sp.)を宿主として使用することができる。アスペルギルス(aspergillus)宿主細胞の形質転換に好適な手順としては、例えば、欧州特許第238023号に記載のものが挙げられる。真菌宿主細胞によって発現されたTeAmy1又はその変異体は、グリコシル化することができる(即ち、TeAmy1又はその変異体が、グリコシル部分を含むことになる)。グリコシル化パターンは、野生型TeAmy1で示されるものと同一であってもよい。
形質転換発現ベクターにより遺伝子の欠損が補填され得る場合、発現宿主から遺伝子を欠失させることが有利である。不活性化された遺伝子を1つ以上有する真菌宿主細胞を得るにあたり既知の方法を使用することができる。遺伝子の不活性化は、完全な若しくは部分的な欠失により、挿入による不活性化により、又は遺伝子が機能性タンパク質の発現を阻害されるように意図される目的のために遺伝子を非機能的にする任意の他の手段により、実行できる。クローニングされているトリコデルマ種(Trichoderma sp.)、又はその他の糸状菌宿主に由来する任意の遺伝子、例えば、cbh1、cbh2、egl1、及びegl2遺伝子を欠失させることができる。遺伝子の欠失は、不活性化させることが所望される遺伝子の形態を、当該技術分野において既知の方法によりプラスミドに挿入することで実行できる。
宿主細胞へのDNAコンストラクト又はベクターの導入には、形質転換、電気穿孔法、核微量注入法、形質導入、トランスフェクション、(例えば、リポフェクションを介した、及びDEAE−デキストリンを介したトランスフェクション)、リン酸カルシウムDNA沈殿を用いたインキュベーション、DNAコーティングされた微粒子銃による高速導入、及びプロトプラスト融合といった手法が含まれる。一般的な形質転換法が当該技術分野において既知である。例えば、上掲のSambrook et al.(2001)を参照されたい。トリコデルマ(trichoderma)における異種タンパク質の発現が、例えば、米国特許第6,022,725号に記載されている。同様に、アスペルギルス(aspergillus)株の形質転換に関しては、Cao et al.(2000)Science 9:991〜1001も参照される。遺伝的に安定な形質転換体をベクター系で構築することで、TeAmy1又はその変異体をコードする核酸を宿主細胞染色体に安定的に組み込むことができる。その後、形質転換体は、既知の手法により選別され、精製される。
形質転換のためのトリコデルマ種(Trichoderma sp.)の調製は、例えば、糸状菌からのプロトプラスト調製を包含し得る。Campbell et al.(1989)Curr.Genet.16:53〜56を参照されたい。菌糸は、発芽させた栄養胞子から得ることができる。細胞壁を消化する酵素により菌糸を処理することで、プロトプラストが得られる。懸濁培地に浸透圧安定剤を存在させることでプロトプラストを保護する。これらの安定剤としては、ソルビトール、マンニトール、塩化カリウム、硫酸マグネシウム及び同様物が挙げられる。通常、これらの安定剤の濃度は、0.8M〜1.2Mの間で様々であり、例えば、1.2Mのソルビトール溶液を、懸濁培地において使用することができる。
宿主トリコデルマ種(Trichoderma sp.)株へのDNA取り込みはカルシウムイオン濃度に依存する。一般的に、約10〜50mM CaCl2が取り込み用溶液に使用される。更に好適な化合物としては、TE緩衝液(10mM Tris(pH 7.4);1mM EDTA)又は10mM MOPS(pH 6.0)及びポリエチレングリコールなどの緩衝系が挙げられる。ポリエチレングリコールは細胞膜を融合させ、培地の内容物をトリコデルマ種(Trichoderma sp.)株の細胞質へ送達するものと考えられる。この融合は、宿主の染色体に組み込まれたプラスミドDNAの複数のコピーを高頻度に残すことになる。
通常、トリコデルマ種(Trichoderma sp.)の形質転換では、典型的には密度105〜107/mL、特に2×106/mLにて浸透性処理を受けたプロトプラスト又は細胞を使用する。適切な溶液(例えば、1.2Mのソルビトール及び50mMのCaCl2)中の、これらのプロトプラスト又は細胞を、100μLの体積にて、所望のDNAと混合させてよい。概して、高濃度のPEGが取り込み用溶液に加えられる。0.1〜1容量の25% PEG 4000をプロトプラスト懸濁液に加えることができるものの、約0.25容量をプロトプラスト懸濁液に加えることが有用である。ジメチルスルホキシド、ヘパリン、スペルミジン、塩化カリウム、及び同様物などの添加剤もまた、取り込み用溶液に加えて形質転換を促進させることができる。同様の手順が他の真菌宿主細胞についても利用可能である。例えば、米国特許第6,022,725号を参照のこと。
3.3.発現
TeAmy1又はその変異体の生成方法は、酵素の生成を促す条件下で上述したような宿主細胞を培養する工程と、細胞及び/又は培養培地から酵素を回収する工程とを含んでよい。
TeAmy1又はその変異体の生成方法は、酵素の生成を促す条件下で上述したような宿主細胞を培養する工程と、細胞及び/又は培養培地から酵素を回収する工程とを含んでよい。
細胞の培養に使用される培地は、対象とする宿主細胞を増殖させ、TeAmy1又はその変異体の発現を得るのに好適な任意の一般的な培地であり得る。好適な培地及び培地成分は市販元から入手可能であり、あるいは公開されている処方に従って調製することもできる(例えば、アメリカ合衆国培養細胞系統保存機関のカタログに記載の通り)。
宿主細胞から分泌される酵素は全ブロス製剤で使用することができる。本方法では、組み換え微生物の馴化全発酵ブロス(spent whole fermentation broth)の調製は、α−アミラーゼの発現が得られる、当該技術分野において既知の任意の培養法を使用し実施され得る。したがって、発酵には、アミラーゼの発現又は単離を可能とする好適な培地中及び条件下で行われる、フラスコ振盪培養法、実験用又は工業用発酵槽での小規模又は大規模発酵(連続発酵、回分発酵、流加発酵、又は固体発酵など)が含まれるものと理解され得る。本明細書において、用語「馴化全発酵ブロス」は、培養培地、細胞外タンパク質(例えば、酵素)、及び細胞バイオマスを含有する、発酵材料の未分画成分として定義される。用語「馴化全発酵ブロス」はまた、当該技術分野において周知の方法を用い可溶化又は透過処理された細胞バイオマスを包含することも理解される。
宿主細胞から分泌される酵素は、遠心分離又は濾過による培地からの細胞の分離、及びいくつかの場合では清澄化したブロスの濃縮を含む、周知の手法により、培養培地から都合よく回収される。更に、プロセスは、硫酸アンモニウムなどの塩による手法により培地のタンパク質性成分を沈降させた後、イオン交換クロマトグラフィー、又はアフィニティークロマトグラフィーなどのクロマトグラフィー法を使用することを含み得る。
ベクターにおいて、TeAmy1又はその変異体をコードするポリヌクレオチドは、宿主細胞によるコード配列の発現をもたらし得るよう、制御配列に操作可能に連結させることができ、即ち、ベクターは発現ベクターである。制御配列は、例えば、制御配列により指示される転写のレベルが転写性モジュレーターに対してより応答的になるよう、更なる転写調節要素を付加することにより、改変することもできる。制御配列は、特に、プロモーターを含み得る。
宿主細胞は、TeAmy1又はその変異体の発現を可能にする好適な条件下で培養され得る。酵素の発現は、持続的に産生される常時発現型、あるいは発現を開始するための刺激を必要とする誘導型であり得る。発現誘導型の場合、タンパク質産生は、必要とされたときに、例えば、培養培地に誘導物質、例えば、デキサメタゾン又はIPTG又はソホロースを加えることにより開始することができる。ポリペプチドはまた、TNT(商標)(Promega)ウサギ網状赤血球系などの生体外無細胞系で、組み換えにより産生させることもできる。
発現宿主はまた、好気的条件下で、宿主に適切な培地において培養することもできる。宿主の要求と所望されるTeAmy1又はその変異体の産生とに応じて、宿主に適切な温度下、例えば、約25℃〜約75℃(例えば、30℃〜45℃)で生じる産生に関し、振盪、又は撹拌と通気との併用を実施することができる。培養は、約12〜約100時間又はそれ以上実施することができる(及び、その間の任意の時間数、例えば24〜72時間)。典型的には、培養ブロスは、同様にTeAmy1又はその変異体の産生に関連する宿主に必要とされる培養条件に応じて、pH約4.0〜約8.0である。
3.4.TeAmy1活性の確認
宿主細胞におけるTeAmy1又はその変異体の発現を評価するために、アッセイを行うことで、発現タンパク質、対応するmRNA、又はα−アミラーゼ活性を測定することができる。例えば、好適なアッセイとしては、適切に標識されたハイブリダイゼーションプローブを使用するノーザンブロット、逆転写ポリメラーゼ連鎖反応、及びインサイチュハイブリダイゼーションが挙げられる。好適なアッセイとしてはまた、例えば、培養培地中のグルコースなどの還元糖を直接測定するアッセイによる、サンプル中TeAmy1活性の測定が挙げられる。例えば、グルコース濃度は、グルコース試薬キット番号15−UV(Sigma Chemical Co.)又は、Technicon Autoanalyzerなどの装置を使用して測定することもできる。α−アミラーゼ活性はまた、以下に記載のPAHBAH又はABTSアッセイなどの任意の既知の方法により測定することもできる。
宿主細胞におけるTeAmy1又はその変異体の発現を評価するために、アッセイを行うことで、発現タンパク質、対応するmRNA、又はα−アミラーゼ活性を測定することができる。例えば、好適なアッセイとしては、適切に標識されたハイブリダイゼーションプローブを使用するノーザンブロット、逆転写ポリメラーゼ連鎖反応、及びインサイチュハイブリダイゼーションが挙げられる。好適なアッセイとしてはまた、例えば、培養培地中のグルコースなどの還元糖を直接測定するアッセイによる、サンプル中TeAmy1活性の測定が挙げられる。例えば、グルコース濃度は、グルコース試薬キット番号15−UV(Sigma Chemical Co.)又は、Technicon Autoanalyzerなどの装置を使用して測定することもできる。α−アミラーゼ活性はまた、以下に記載のPAHBAH又はABTSアッセイなどの任意の既知の方法により測定することもできる。
3.5.TeAmy1及びその変異体の精製方法
発酵、分離、及び濃縮法は当該技術分野において周知であり、濃縮TeAmy1又はα−アミラーゼ変異体ポリペプチド含有溶液を調製するために従来手法を使用することができる。
発酵、分離、及び濃縮法は当該技術分野において周知であり、濃縮TeAmy1又はα−アミラーゼ変異体ポリペプチド含有溶液を調製するために従来手法を使用することができる。
アミラーゼ溶液を得る目的で、発酵後に発酵ブロスを得て、残存する発酵原材料を含む、微生物細胞及び各種懸濁固体が従来の分離法により除去される。濾過、遠心分離、精密濾過、回転真空ドラム濾過、限外濾過、遠心後限外濾過、抽出、又はクロマトグラフィーなどが一般的に使用される。
回収率を最適化するためには、TeAmy1又はα−アミラーゼ変異体ポリペプチド含有溶液の濃縮が望ましい。未濃縮の溶液の使用には、精製酵素沈殿物を回収するためのインキュベート時間を延長させる必要がある。
酵素含有溶液は、従来の濃縮法を使用し、所望の酵素濃度が得られるまで濃縮する。酵素含有溶液の濃縮は、本明細書に記載の任意の手法により実施され得る。例示的な精製法としては、回転真空濾過及び/又は限外濾過が挙げられるがこれらに限定されない。
酵素溶液は、濃縮TeAmy1又はα−アミラーゼ変異体ポリペプチド含有溶液の酵素活性が所望の濃度になるまで濃縮して濃縮酵素溶液とする。
濃縮は、例えば、金属ハロゲン化物沈殿剤などの沈殿剤を使用して実施してもよい。金属ハロゲン化物沈殿剤としては、アルカリ金属塩化物、アルカリ金属臭化物、及び2種類以上のこれらの金属ハロゲン化物の配合物が挙げられるが、これらに限定されない。例示的な金属ハロゲン化物としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム、臭化ナトリウム、臭化カリウム、及びこれらの金属ハロゲン化物のうちの2種以上の配合物が挙げられる。金属ハロゲン化物沈殿剤、塩化ナトリウムはまた、保存料として使用できる。
金属ハロゲン化物沈殿剤は、TeAmy1又はその変異体を沈殿させるのに有効な量で使用される。金属ハロゲン化物の、酵素の沈澱をもたらすのに少なくとも有効な量及び最適な量の選定、並びにインキュベート時間、pH、温度及び酵素濃度を含む回収率を最大にするための沈澱条件は、当業者には常規の試験後に容易に明らかとなろう。
一般的に、少なくとも約5% w/v(重量/体積)〜約25% w/vの金属ハロゲン化物を濃縮酵素溶液に加え、通常、少なくとも85% w/vを加える。一般的に、約25% w/v以下の金属ハロゲン化物を濃縮酵素溶液に加え、通常、約20% w/v以下を加える。金属ハロゲン化物沈殿剤の最適濃度は、とりわけ、具体的なTeAmy1又はα−アミラーゼ変異体ポリペプチドの性質、及び濃縮酵素溶液中でのTeAmy1又はα−アミラーゼ変異体ポリペプチドの濃度に依存するであろう。
酵素を沈殿させる別の代替法は、有機化合物を使用するものである。例示的な有機化合物沈殿剤としては、4−ヒドロキシ安息香酸、4−ヒドロキシ安息香酸のアルカリ金属塩、4−ヒドロキシ安息香酸のアルキルエステル、及びこれらの有機化合物のうちの2種以上の配合物が挙げられる。有機化合物沈殿剤の添加は、金属ハロゲン化物沈殿剤の添加に先立って、それと同時に、又はその後に行ってもよく、両沈殿剤(有機化合物及び金属ハロゲン化物)の添加は、順番に又は同時に行われてもよい。
一般的に、有機沈殿剤は、4−ヒドロキシ安息香酸のアルカリ金属塩(ナトリウム又はカリウム塩など)、及び4−ヒドロキシ安息香酸の線状又は分岐状アルキルエステル、及びこれらの有機化合物のうちの2種以上の配合物からなる群から選択され、ここで、アルキル基は、炭素原子を1〜12個含有する。有機化合物沈殿剤は、例えば、4−ヒドロキシ安息香酸の線状又は分岐状アルキルエステル、及びこれらの有機化合物のうちの2種以上の配合物であってよく、ここで、アルキル基は、炭素原子を1〜10個含有する。例示的な有機化合物は、4−ヒドロキシ安息香酸の線状アルキルエステル、及びこれらの有機化合物のうちの2種以上の配合物であり、ここで、アルキル基は、炭素原子を1〜6個含有する。4−ヒドロキシ安息香酸のメチルエステル、4−ヒドロキシ安息香酸のプロピルエステル、4−ヒドロキシ安息香酸のブチルエステル、4−ヒドロキシ安息香酸のエチルエステル、及びこれらの有機化合物のうちの2種以上の配合物もまた、使用することができる。追加の有機化合物としてはまた、4−ヒドロキシ安息香酸メチルエステル(名称メチルパラベン)、4−ヒドロキシ安息香酸プロピルエステル(名称プロピルパラベン)が挙げられ、両方ともアミラーゼ保存剤であるが、これらに限定されない。更なる記載に関しては、例えば、米国特許第5,281,526号を参照されたい。
有機化合物沈殿剤の添加は、pH、温度、TeAmy1又はα−アミラーゼ変異体ポリペプチド濃度、沈殿剤濃度、及びインキュベーション時間に関する沈殿条件に、高い柔軟性という利点を与える。
有機化合物沈殿剤は、金属ハロゲン化物沈殿剤による酵素の沈殿を改善させるのに有効な量で使用できる。有機化合物沈殿剤の少なくとも有効な量及び最適な量の選定、並びにインキュベート時間、pH、温度及び酵素濃度を含む回収率を最大にするための沈澱条件は、当業者には、常規の試験後に本開示の見地から容易に明らかとなろう。
一般的に、少なくとも約0.01% w/vの有機化合物沈殿剤を濃縮酵素溶液に加え、通常、少なくとも約0.02% w/vを加える。一般的に、約0.3% w/v以下の有機化合物沈殿剤を濃縮酵素溶液に加え、通常、約0.2% w/v以下を加える。
金属ハロゲン化物沈殿剤及び有機化合物沈殿剤を含有する濃縮ポリペプチド溶液は、精製する酵素に応じて、必要とされるpHに調整することができる。一般的に、pHは、アミラーゼの等電点付近のレベルに調整される。pHは、等電点(pI)からpH単位が約2.5低いpHから、等電点(pI)からpH単位が約2.5高いpHまでの範囲のpHに調整することができる。
精製酵素の沈殿を得るのに必要とされるインキュベート時間は、具体的な酵素の性質、酵素濃度、及び具体的な沈殿剤、及びその(それらの)濃度に応じて異なる。一般的に、酵素を沈殿させるのに有効な時間は、約1〜約30時間であり、通常、約25時間を超過することはない。有機化合物沈殿剤の存在下では、インキュベート時間は、約10時間未満に短縮させることができ、多くの場合は約6時間に短縮させることができる。
一般的に、インキュベート中の温度は約4℃〜約50℃である。通常、方法は、約10℃〜約45℃の温度(例えば、約20℃〜約40℃)で実施される。沈殿を生じさせるのに最適な温度は、溶液条件、及び使用する酵素又は沈殿剤(1つ又は複数)に従い変化する。
精製酵素沈殿物の最終的な回収率、及び実施するプロセスの効率は、酵素を含む溶液を撹拌すること、加える金属ハロゲン化物、及び加える有機化合物により向上される。撹拌工程は、金属ハロゲン化物及び有機化合物を加える間、及び続くインキュベート時間の間の両方に行う。好適な撹拌方法としては、機械的撹拌又は振盪、積極的な通気、又は任意の類似の手法が挙げられる。
インキュベート期間後、精製酵素は、次に、解離した(dissociated)顔料及びその他の不純物から分離し、従来の分離法、例えば濾過、遠心分離、精密濾過、回転真空濾過、限外濾過、加圧濾過、クロス式膜精密濾過、クロスフロー式膜精密濾過、又は同様の方法などにより回収される。精製酵素沈殿物の更なる精製は、沈殿物を水で洗浄することにより得ることができる。例えば、精製した酵素沈殿物は、金属ハロゲン化物沈殿剤を含有する水、又は金属ハロゲン化物及び有機化合物沈殿剤を含有する水を用いて洗浄できる。
発酵中、TeAmy1又はα−アミラーゼ変異体ポリペプチドは培地ブロス中に蓄積される。所望のTeAmy1又はα−アミラーゼ変異体の単離及び精製の際、培養ブロスを遠心分離又は濾過して細胞を除去し、得られる無細胞液を酵素精製に使用する。一実施形態では、無細胞ブロスに、約70%飽和硫酸アンモニウムを使用した塩析を行い、次に、70%飽和沈殿画分を緩衝液に溶解させ、Sephadex G−100カラムなどのカラムにかけ、及び溶出した酵素活性化画分を回収する。更なる精製の際、イオン交換クロマトグラフィーなどの従来手法を使用することもできる。
精製酵素は、洗濯及び洗浄用途に有用である。例えば、それらは洗濯用洗剤及び染み抜き剤に使用することができる。精製酵素は、液体(溶液、スラリー)又は固体(顆粒剤、粉末)のいずれかの最終生成物として作製することができる。
より具体的な精製例は、Sumitani et al.(2000)「New type of starch−binding domain:the direct repeat motif in the C−terminal region of Bacillus sp.195 α−amylase contributes to starch binding and raw starch degrading,」Biochem.J.350:477〜484に記載されており、本明細書に簡単に要約される。4リットルのストレプトミセス・リビダンス(Streptomyces lividans)TK24培養液の上清から得られた酵素を、飽和度80%の(NH4)2SO4を用いて処理した。10,000×g(20分かつ4℃)での遠心分離によって沈殿物を回収し、5mM CaCl2を含有する20mM Tris/HCl緩衝液(pH 7.0)に再溶解させた。溶解させた沈殿物を次に同じ緩衝液に対して透析した。透析したサンプルを、次に予め20mM Tris/HCl緩衝液、(pH 7.0)、5mM CaCl2により平衡化したSephacryl S−200カラムに装填し、同じ緩衝液により線流速7mL/hrで溶出した。カラムからの画分を回収し、酵素アッセイ及びSDS−PAGEをもとに判定されるものとして活性について評価した。タンパク質は更に次の通りに精製した。Toyopearl HW55カラム(Tosoh Bioscience,Montgomeryville,PA;カタログ番号19812)を、5mM CaCl2及び1.5M(NH4)2SO4を含有する20mM Tris/HCl緩衝液(pH 7.0)により平衡化した。酵素を、5mM CaCl2を含有する20mM Tris/HCl緩衝液(pH 7.0)中の(NH4)2SO4につき、1.5から0Mへの直線グラジエントで、溶出させた。活性画分を回収し、酵素を、飽和度80%の(NH4)2SO4を用いて沈殿させた。沈殿物を上記の通りに回収し、再溶解し、透析した。透析したサンプルを、次に5mM CaCl2を含有する20mM Tris/HCl緩衝液(pH 7.0)により予め平衡化したMono Q HR5/5カラム(Amersham Pharmacia;カタログ番号17−5167−01)に流速60mL/hourで利用した。活性画分を回収し、1.5M(NH4)2SO4溶液に加えた。活性酵素画分を、Toyopearl HW55カラムにおいて前述同様に再度クロマトグラフィー処理を行ない、SDS−PAGEにより判断される通り均質な酵素を得た。方法及びそれらの変法に関する一般的な考察についてはSumitani et al.(2000)Biochem.J.350:477〜484を参照されたい。
生産規模での回収のため、TeAmy1又はα−アミラーゼ変異体ポリペプチドは、ポリマー類を用いた凝集を介して細胞を取り除くことにより、上で概説したように、部分的に精製することもできる。あるいは、酵素は、精密濾過による精製後に、入手可能な膜及び装置を使用して限外濾過により濃縮することができる。しかしながら、ある種の用途に関しては、酵素を精製する必要はなく、全ブロス培養物を溶解し、更なる処理を行わずに使用することができる。次に、酵素は例えば顆粒へと加工することができる。
4.TeAmy1及びその変異体の組成物及び使用
TeAmy1及びその変異体は、多様な工業用途に関し有用である。例えば、TeAmy1及びその変異体は、デンプン変換プロセスにおいて有用であり、特に、液化を受けたデンプンの糖化プロセスにおいて有用である。所望の最終製品は、酵素によるデンプン基質の変換により生成され得る任意の生成物であってよい。例えば、所望の製品は、HFCSの調製などの他のプロセスで使用できる、又はアスコルビン酸中間体類(例えば、グルコン酸;2−ケト−L−グロン酸;5−ケト−グルコン酸;及び2,5−ジケトグルコン酸など);1,3−プロパンジオール;芳香族アミノ酸類(例えば、チロシン、フェニルアラニン、及びトリプトファンなど);有機酸類(例えば、乳酸、ピルビン酸、コハク酸、イソクエン酸、及びオキサロ酢酸など);アミノ酸類(例えば、セリン及びグリシンなど);抗生物質類;抗菌剤類;酵素類;ビタミン類;ホルモン類などの、多数の他の有用な製品へと変換できる、グルコース及びマルトースに富むシロップであってよい。
TeAmy1及びその変異体は、多様な工業用途に関し有用である。例えば、TeAmy1及びその変異体は、デンプン変換プロセスにおいて有用であり、特に、液化を受けたデンプンの糖化プロセスにおいて有用である。所望の最終製品は、酵素によるデンプン基質の変換により生成され得る任意の生成物であってよい。例えば、所望の製品は、HFCSの調製などの他のプロセスで使用できる、又はアスコルビン酸中間体類(例えば、グルコン酸;2−ケト−L−グロン酸;5−ケト−グルコン酸;及び2,5−ジケトグルコン酸など);1,3−プロパンジオール;芳香族アミノ酸類(例えば、チロシン、フェニルアラニン、及びトリプトファンなど);有機酸類(例えば、乳酸、ピルビン酸、コハク酸、イソクエン酸、及びオキサロ酢酸など);アミノ酸類(例えば、セリン及びグリシンなど);抗生物質類;抗菌剤類;酵素類;ビタミン類;ホルモン類などの、多数の他の有用な製品へと変換できる、グルコース及びマルトースに富むシロップであってよい。
デンプンの変換プロセスは、燃料用アルコール、又は飲むためのアルコール(即ち、飲用アルコール)を生産するように設計された発酵プロセスに先立って、又はそれと同時に行われるプロセスであってもよい。当業者は、これらの最終製品の生産に使用することのできる多様な発酵条件に見当がつくであろう。TeAmy1及びその変異体もまた食品の調製に関係する組成物及び方法に有用である。TeAmy1及びその変異体のこれらの多様な用途は、以下により詳細に記載される。
4.1.デンプン基質の調製
一般的な当業者は、本開示のプロセスで使用するためのデンプン基質の調製に使用し得る、利用可能な方法をよく理解している。例えば、有用なデンプン基質は、特に塊茎類、根類、茎類、豆類、穀草類又は未精製の穀物から得ることができる。より具体的には、粒状デンプンは、トウモロコシ、トウモロコシ穂軸、小麦、大麦、ライ麦、ライ小麦、ミロ、サゴ、キビ、キャッサバ、タピオカ、ソルガム、米、さや豆、豆、バナナ、又はジャガイモから得ることができる。トウモロコシは約60〜68%のデンプンを含有し、大麦は約55〜65%のデンプンを含有し、キビは約75〜80%のデンプンを含有し、小麦は約60〜65%のデンプンを含有し、精白米は70〜72%のデンプンを含有する。具体的に想定されているデンプン基質は、トウモロコシデンプン、及び小麦デンプンである。穀類由来のデンプンは摩砕されていても、未精製でもよく、穀粒、糠、及び/又は穂軸といったトウモロコシ固形分を含む。デンプンは、高精製した生デンプン、又はデンプン精製プロセスで得られるフィードストックであってよい。また、様々なデンプンが市販されている。例えば、トウモロコシデンプンは、Cerestar、Sigma、及びKatayama Chemical Industry Co.(Japan)から、小麦デンプンはSigmaから、サツマイモデンプンはWako Pure Chemical Industry Co.(Japan)から、そしてジャガイモデンプンはNakaari Chemical Pharmaceutical Co.(Japan)から入手可能である。
一般的な当業者は、本開示のプロセスで使用するためのデンプン基質の調製に使用し得る、利用可能な方法をよく理解している。例えば、有用なデンプン基質は、特に塊茎類、根類、茎類、豆類、穀草類又は未精製の穀物から得ることができる。より具体的には、粒状デンプンは、トウモロコシ、トウモロコシ穂軸、小麦、大麦、ライ麦、ライ小麦、ミロ、サゴ、キビ、キャッサバ、タピオカ、ソルガム、米、さや豆、豆、バナナ、又はジャガイモから得ることができる。トウモロコシは約60〜68%のデンプンを含有し、大麦は約55〜65%のデンプンを含有し、キビは約75〜80%のデンプンを含有し、小麦は約60〜65%のデンプンを含有し、精白米は70〜72%のデンプンを含有する。具体的に想定されているデンプン基質は、トウモロコシデンプン、及び小麦デンプンである。穀類由来のデンプンは摩砕されていても、未精製でもよく、穀粒、糠、及び/又は穂軸といったトウモロコシ固形分を含む。デンプンは、高精製した生デンプン、又はデンプン精製プロセスで得られるフィードストックであってよい。また、様々なデンプンが市販されている。例えば、トウモロコシデンプンは、Cerestar、Sigma、及びKatayama Chemical Industry Co.(Japan)から、小麦デンプンはSigmaから、サツマイモデンプンはWako Pure Chemical Industry Co.(Japan)から、そしてジャガイモデンプンはNakaari Chemical Pharmaceutical Co.(Japan)から入手可能である。
デンプン基質は、粉砕した未精製穀物から得た粗デンプンであってよく、この粗デンプンは、非デンプン画分(例えば、胚芽の残分及び繊維など)を含有している。粉砕には、湿式若しくは乾式粉砕、又は磨砕のいずれかが含まれ得る。湿式粉砕法では、未精製の穀物を水又は希酸に浸して、穀物をその構成部分(例えば、デンプン、タンパク質、胚芽、油、穀粒繊維)に分離する。湿式粉砕法は胚芽とミール(即ち、デンプン顆粒とタンパク質)を効率的に分離し、シロップの生成に特に好適である。乾式粉砕法又は磨砕法では、未精製の穀粒を挽いて細かい粉末にし、多くの場合、穀物をその構成部分に分画せずに加工する。いくつかの場合では、穀粒由来の油が回収される。そのため、乾式粉砕された穀物は、デンプンに加えて、大量の非デンプン炭水化物化合物を含む。デンプン基質の乾式粉砕を使用して、エタノール及びその他のバイオケミカルを生成することができる。加工するデンプンは、高精製のデンプン品質のものであってよく、例えば、純度が少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも97%、又は少なくとも99.5%であってもよい。
4.2.デンプンの糊化及び液化
本明細書で用いる用語「液化」又は「液化する」は、デンプンを、より粘性が低く、かつ短鎖のデキストリンに転換するプロセスを意味する。一般的に、このプロセスは、α−アミラーゼを加えるのと同時の、又はそれに先立つデンプンの糊化を包含するものの、場合により追加の液化誘導酵素を加えてもよい。幾つかの実施形態では、上述したように調製したデンプン基質を、水と共にスラリー化する。デンプンスラリーは、乾燥固形分重量%として、約10〜55%、約20〜45%、約30〜45%、約30〜40%、又は約30〜35%のデンプンを含有し得る。α−アミラーゼ(EC 3.2.1.1)は、例えば定量ポンプによりスラリーに加えることもできる。この用途で典型的に使用されるα−アミラーゼは、熱的に安定な細菌α−アミラーゼであり、例えば、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルス(Geobacillus stearothermophilus)α−アミラーゼである。α−アミラーゼは、通常、例えば、デンプン乾燥物質1kg当たり約1500単位で供給される。α−アミラーゼの安定性及び活性を最適化するため、スラリーのpHは、典型的には約pH 5.5〜6.5に調整し、及び典型的には、約1mMカルシウム(約40ppm遊離カルシウムイオン)を加える。ゲオバチルス・ステアロサーモフィルス(Geobacillus stearothermophilus)変異体、又はその他のα−アミラーゼには、異なる条件が必要となり得る。液化後にスラリー中に残存する細菌α−アミラーゼは、続く反応工程においてpHを低下させることを含む多くの方法を介して、又は酵素がカルシウムに依存する場合に、スラリーからカルシウムを除去することにより、失活させてもよい。
本明細書で用いる用語「液化」又は「液化する」は、デンプンを、より粘性が低く、かつ短鎖のデキストリンに転換するプロセスを意味する。一般的に、このプロセスは、α−アミラーゼを加えるのと同時の、又はそれに先立つデンプンの糊化を包含するものの、場合により追加の液化誘導酵素を加えてもよい。幾つかの実施形態では、上述したように調製したデンプン基質を、水と共にスラリー化する。デンプンスラリーは、乾燥固形分重量%として、約10〜55%、約20〜45%、約30〜45%、約30〜40%、又は約30〜35%のデンプンを含有し得る。α−アミラーゼ(EC 3.2.1.1)は、例えば定量ポンプによりスラリーに加えることもできる。この用途で典型的に使用されるα−アミラーゼは、熱的に安定な細菌α−アミラーゼであり、例えば、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルス(Geobacillus stearothermophilus)α−アミラーゼである。α−アミラーゼは、通常、例えば、デンプン乾燥物質1kg当たり約1500単位で供給される。α−アミラーゼの安定性及び活性を最適化するため、スラリーのpHは、典型的には約pH 5.5〜6.5に調整し、及び典型的には、約1mMカルシウム(約40ppm遊離カルシウムイオン)を加える。ゲオバチルス・ステアロサーモフィルス(Geobacillus stearothermophilus)変異体、又はその他のα−アミラーゼには、異なる条件が必要となり得る。液化後にスラリー中に残存する細菌α−アミラーゼは、続く反応工程においてpHを低下させることを含む多くの方法を介して、又は酵素がカルシウムに依存する場合に、スラリーからカルシウムを除去することにより、失活させてもよい。
α−アミラーゼが加えられたデンプンスラリーを、蒸気で105〜110℃に加熱されたジェット式調理器(jet cooker)を連続的に通過させて、汲み上げてもよい。これらの条件下では、糊化が急速に生じ、また酵素活性が有意なせん断力と組み合わされて、デンプン基質の加水分解が始まる。ジェット式調理器内での滞留時間は短時間である。部分的に糊化したデンプンを、105〜110℃に維持された一連の保持管に注入した後、約5〜8分間保持して、糊化プロセスを完了することができる(「一次液化」)。85〜95℃又はそれ以上の温度の保持槽において約1〜2時間かけて、必要とされるDEへの加水分解を完了する(「二次液化」)。逆混合を防ぐために、これらの槽にはバッフルを備えてもよい。本明細書で使用するとき、用語「二次液化時間(分)」は、二次液化の開始からデキストロース当量(DE)が測定された時までに経過した時間を指す。次に、スラリーは室温に冷却させる。この冷却工程は、30分〜180分であってよく、例えば90分〜120分である。
上記のプロセスから得られる液化デンプンは、典型的には、約97〜98%オリゴ糖類及び約2%マルトース及び0.3% D−グルコースを含有する。液化デンプンは、典型的には、乾燥固体含量(w/w)を約10〜50%、約10〜45%、約15〜40%、約20〜40%、約25〜40%、又は約25〜35%有するスラリーの形態である。
TeAmy1及びその変異体は、液化プロセスにおいて、細菌性α−アミラーゼの代わりに使用することができる。TeAmy1及びその変異体による液化は、有利なことに、pHを約pH 5.5〜6.5に調整する必要なく、低pHで実施することができる。TeAmy1及びその変異体は、pH範囲2〜7にて(例えば、pH 3.0〜7.5、pH 4.0〜6.0、又はpH 4.5〜5.8にて)、液化に使用することができる。TeAmy1及びその変異体は、約85℃〜95℃の温度範囲(例えば、85℃、90℃、又は95℃など)にて液化活性を維持することができる。例えば、液化は、pH 5.8、85℃にて、又はpH 4.5、95℃にて、10分間、25% DSのトウモロコシデンプンの溶液に、800μgのTeAmy1又はその変異体を用いて行うことができる。液化活性は、当該技術分野において既知の任意の多数の粘度アッセイを使用してアッセイすることができる。
4.3.糖化
液化デンプンは、(場合により、他の1種類又は複数種類の酵素の存在下で)TeAmy1及びその変異体を使用することにより、より低DP(例えば、DP1+DP2)の糖類に富むシロップへと糖化することができる。糖化生成物の正確な組成は、使用される酵素の組み合わせ、並びに加工される粒状デンプンの種類に依存する。有利に、提供されるTeAmy1及びその変異体を使用して得られるシロップは、糖化デンプンにおける総オリゴ糖類のうち30重量%超、例えば、45重量%〜65重量%又は55重量%〜65重量%の重量割合でDP2を含み得る。糖化デンプン中の(DP1+DP2)の重量%は、約70%超、例えば、75%〜85%又は80%〜85%であり得る。TeAmy1又はその変異体はまた、シロップ生成物中において、グルコースを比較的高い収率(例えば、DP1>20%)で生成する。
液化デンプンは、(場合により、他の1種類又は複数種類の酵素の存在下で)TeAmy1及びその変異体を使用することにより、より低DP(例えば、DP1+DP2)の糖類に富むシロップへと糖化することができる。糖化生成物の正確な組成は、使用される酵素の組み合わせ、並びに加工される粒状デンプンの種類に依存する。有利に、提供されるTeAmy1及びその変異体を使用して得られるシロップは、糖化デンプンにおける総オリゴ糖類のうち30重量%超、例えば、45重量%〜65重量%又は55重量%〜65重量%の重量割合でDP2を含み得る。糖化デンプン中の(DP1+DP2)の重量%は、約70%超、例えば、75%〜85%又は80%〜85%であり得る。TeAmy1又はその変異体はまた、シロップ生成物中において、グルコースを比較的高い収率(例えば、DP1>20%)で生成する。
液化は、一般的に、連続的なプロセスとして実施されるのに対し、糖化は、多くの場合バッチプロセスとして実施される。糖化は、典型的には、約60〜65℃の温度及び約4.0〜4.5のpH、例えば、pH 4.3で最も効果的であり、液化デンプンの冷却及びpH調整が必要とされる。糖化は、例えば、約40℃、約50℃、又は約55℃〜約60℃又は約65℃の温度にて、行われてよい。糖化は、通常、充填又は排出するのに数時間を必要とし得る撹拌槽で実施する。酵素は、典型的には、槽が充填されるに伴い乾燥固形分に対し一定比で加えられるか、又は充填段階の開始時に単回添加物として加えられる。シロップを作製するための糖化反応は、典型的には、約24〜73時間、例えば、24〜48時間実施する。最大又は所望のDEが得られたとき、例えば85℃で5分間加熱して反応を停止させる。更にインキュベートすることで、酵素による逆転反応により及び/又は熱力学的な平衡作用により堆積したグルコースは、イソマルトース及び/又はその他の元の生成物へと再重合され、低DEとなり、最終的には約90DEが得られる。TeAmy1ポリペプチド又はその変異体を使用するとき、糖化は、約30℃〜約75℃、例えば、45℃〜75℃、又は47℃〜74℃の温度範囲で最適に実施される。糖化は、約pH 3〜約pH 7例えば、pH 3.0〜pH 7.5、pH 3.0〜pH 5.8、pH 3.5、pH 3.8、又はpH 4.5のpH範囲で実施され得る。
TeAmy1又はその変異体はまた、組成物の形態でスラリーに添加されてもよい。TeAmy1又はその変異体は、約0.6〜10ppm ds(例えば、2ppm ds)の量で、粒状デンプン基質のスラリーへと添加することができる。TeAmy1又はその変異体は、全ブロス、清澄化、部分精製、又は精製酵素として加えることができる。精製TeAmy1又はその変異体の比活性は、例えば、PAHBAHアッセイにより測定したとき約1700U/mgの酵素であり得る。TeAmy1又はその変異体を全ブロス産物として加えることもできる。
TeAmy1又はその変異体は、単離された酵素溶液としてスラリーに添加されてもよい。例えば、TeAmy1又はその変異体は、TeAmy1又はその変異体を発現する宿主細胞によって生成された培養細胞物質の形態で添加することができる。TeAmy1又はその変異体はまた、発酵又はSSFプロセスの間に、酵素が持続的に反応へと供給されるように、宿主細胞から反応培地へと分泌されてもよい。TeAmy1又は変異体を生成及び分泌する宿主細胞はまた、グルコアミラーゼなどの更なる酵素を発現してもよい。例えば、米国特許第5,422,267号は、アルコール飲料の生産用の酵母におけるグルコアミラーゼの使用を開示している。例えば、宿主細胞、例えば、トリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)又はアスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)を、糖化中にTeAmy1又はそれらの変異体、及びグルコアミラーゼ、例えば、変異型GA、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)GA、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)GA変異体、HgGA、HgGA変異体、TrGA、又はTrGA変異体を同時発現するよう遺伝子操作することができる。宿主細胞は、内在性のグルコアミラーゼ、及び/若しくは他の酵素類、タンパク質類、又は他の物質を発現しないように、遺伝的に改変されていてもよい。宿主細胞は、広域スペクトルの各種糖分解性酵素を発現するよう遺伝子操作され得る。例えば、組み換え酵母菌宿主細胞は、グルコアミラーゼ、α−グルコシダーゼ(ペントース糖を利用する酵素)、α−アミラーゼ、プルラナーゼ、イソアミラーゼ、及び/又はイソプルラナーゼをコードする核酸を含んでもよい。例えば、国際公開第2011/153516(A2)号を参照されたい。
4.4.異性化
TeAmy1又はその変異体を用いた処理により生成された可溶性デンプン加水分解物は、高フルクトースのトウモロコシシロップ(HFCS)などの、高フルクトースデンプン系シロップ(HFSS)へと変換できる。この変換は、グルコースイソメラーゼ、特に固体支持体上に固定化されたグルコースイソメラーゼを使用して行うことができる。いくつかの実施形態では、pHを、約6.0〜約8.0(例えば、pH 7.5)に増加させ、Ca2+を、イオン交換によって取り除く。好適なイソメラーゼとしては、Sweetzyme(登録商標)、IT(Novozymes A/S)、G−zyme(登録商標)IMGI、及びG−zyme(登録商標)G993、Ketomax(登録商標)、G−zyme(登録商標)G993、G−zyme(登録商標)G993液体、及びGenSweet(登録商標)IGIが挙げられる。異性体化後、混合物は、典型的には約40〜45%フルクトース、例えば、42%フルクトースを含有する。
TeAmy1又はその変異体を用いた処理により生成された可溶性デンプン加水分解物は、高フルクトースのトウモロコシシロップ(HFCS)などの、高フルクトースデンプン系シロップ(HFSS)へと変換できる。この変換は、グルコースイソメラーゼ、特に固体支持体上に固定化されたグルコースイソメラーゼを使用して行うことができる。いくつかの実施形態では、pHを、約6.0〜約8.0(例えば、pH 7.5)に増加させ、Ca2+を、イオン交換によって取り除く。好適なイソメラーゼとしては、Sweetzyme(登録商標)、IT(Novozymes A/S)、G−zyme(登録商標)IMGI、及びG−zyme(登録商標)G993、Ketomax(登録商標)、G−zyme(登録商標)G993、G−zyme(登録商標)G993液体、及びGenSweet(登録商標)IGIが挙げられる。異性体化後、混合物は、典型的には約40〜45%フルクトース、例えば、42%フルクトースを含有する。
4.5.発酵
可溶性デンプン加水分解物、具体的にはグルコースに富むシロップは、典型的には、約32℃(例えば30℃〜35℃)の温度で、発酵生物とデンプン加水分解物を接触させることによって、発酵させることができる。EOF産物は代謝産物を含有する。代謝産物は、有機酸、アミノ酸、バイオ燃料、並びに、エタノール、クエン酸、コハク酸、グルタミン酸ナトリウム、グルコン酸、グルコン酸ナトリウム、グルコン酸カルシウム、グルコン酸カリウム、イタコン酸及びその他のカルボン酸、グルコノデルタラクトン、エリトルビン酸ナトリウム、リジン、オメガ3脂肪酸、ブタノール、イソプレン、1,3−プロパンジオール、及びバイオディーゼルが挙げられるがこれらに限定されないその他のバイオケミカルとすることができる。
可溶性デンプン加水分解物、具体的にはグルコースに富むシロップは、典型的には、約32℃(例えば30℃〜35℃)の温度で、発酵生物とデンプン加水分解物を接触させることによって、発酵させることができる。EOF産物は代謝産物を含有する。代謝産物は、有機酸、アミノ酸、バイオ燃料、並びに、エタノール、クエン酸、コハク酸、グルタミン酸ナトリウム、グルコン酸、グルコン酸ナトリウム、グルコン酸カルシウム、グルコン酸カリウム、イタコン酸及びその他のカルボン酸、グルコノデルタラクトン、エリトルビン酸ナトリウム、リジン、オメガ3脂肪酸、ブタノール、イソプレン、1,3−プロパンジオール、及びバイオディーゼルが挙げられるがこれらに限定されないその他のバイオケミカルとすることができる。
エタノール生成微生物としては、アルコール脱水素酵素及びピルビン酸脱炭酸酵素を発現する、サッカロマイセス・セレヴィシエ(Saccharomyces cerevisiae)などの酵母、及び細菌、例えば、ザイモモナス・モビリス(Zymomonas moblis)が挙げられる。エタノール生成微生物は、キシロースをキシルロースに変換する、キシロース還元酵素及びキシリトール脱水素酵素を発現することができる。エタノール生成微生物の改良株、例えば、より高い温度に耐性を示し得る改良株は、当該技術分野において既知であり、使用することができる。Liu et al.(2011)Sheng Wu Gong Cheng Xue Bao 27(7):1049〜56を参照されたい。市販の酵母としては、ETHANOL RED(登録商標)(LeSaffre)、Thermosacc(登録商標)(Lallemand)、RED STAR(登録商標)(Red Star)、FERMIOL(登録商標)(DSM Specialties)、及びSUPERSTART(登録商標)(Alltech)が挙げられる。有用な微生物はブタノール生成性であり得る。ブタノール生成微生物としては、例えば、クロストリジウム・アセトブチリカム(Clostridium acetobutylicum)、クロストリジウム・ベイジェリンキ(Clostridium beijerinckii)、クロストリジウム・サッカロブチリカム(Clostridium saccharobutylicum)、及びクロストリジウム・サッカロブチルアセトニカム(Clostridium saccharobutylacetonicum)などのブタノール生成クロストリジウム(Clostridia)を挙げることができる。例えば、Ezeji et al.(2007)「Bioproduction of butanol from biomass:from genes to bioreactors,」Curr.Opin.Biotechnol.18(3):220〜27を参照されたい。発酵により、クエン酸及び乳酸などのその他の代謝産物を生成する微生物もまた当該技術分野において既知である。例えば、Papagianni(2007)「Advances in citric acid fermentation by Aspergillus niger:biochemical aspects,membrane transport and modeling,」Biotechnol.Adv.25(3):244〜63、John et al.(2009)「Direct lactic acid fermentation:focus on simultaneous saccharification and lactic acid production,」Biotechnol.Adv.27(2):145〜52を参照されたい。
糖化及び発酵プロセスは、SSFプロセスとして実施してもよい。発酵は、例えば、続いてエタノールの精製及び回収が含まれ得る。発酵中、ブロス又は「ビール」のエタノール含量は、約8〜18% v/v、例えば14〜15% v/vに達し得る。ブロスを蒸留して、富化された、例えば純度96%のエタノール溶液を生成することもできる。更に、発酵により生じるCO2は、CO2気体洗浄装置により回収し、圧縮し、及び他の用途のために、例えば、炭酸飲料、又はドライアイスの生産用に販売することもできる。発酵プロセス由来の固体廃棄物は、富タンパク質製品、例えば、家畜用飼料として使用することもできる。
上述したように、SSFプロセスは、SSFの間を通して持続的にTeAmy1又はその変異体を発現し、かつ分泌する真菌細胞によって行うことができる。TeAmy1又はその変異体を発現する真菌細胞はまた、発酵性の微生物(例えば、エタノール生成微生物)であり得る。したがって、エタノール生成は、外因的な酵素をほとんど又は全く加える必要がなくなるよう、十分にTeAmy1又はその変異体を発現する真菌細胞を使用して実施することができる。真菌宿主細胞は、適切に遺伝子操作した菌株に由来することができる。また、TeAmy1又はその変異体に加えて、他の酵素を発現、及び分泌する真菌宿主細胞を使用することもできる。このような細胞は、グルコアミラーゼ及び/又はトレハラーゼ、イソアミラーゼ、ヘキソキナーゼ、キシラナーゼ、グルコースイソメラーゼ、キシロースイソメラーゼ、ホスファターゼ、フィターゼ、プルラナーゼ、β−アミラーゼ、TeAmy1ではないα−アミラーゼ、プロテアーゼ、セルラーゼ、ヘミセルラーゼ、リパーゼ、クチナーゼ、イソアミラーゼ、酸化還元酵素、エステラーゼ、転移酵素、分岐酵素、ペクチナーゼ、α−グルコシダーゼ、β−グルコシダーゼ、リアーゼ、又はその他の加水分解酵素を発現し得る。
このプロセスの変化形が、「流加発酵」システムであり、このシステムでは、発酵の進行に伴い基質が徐々に加えられる。流加システムは、異化産物抑制によって細胞の代謝が阻害される可能性があり、培地中の基質の量が限定されていることが望ましい場合に有用である。流加システムにおける実際の基質濃度は、pH、溶存酸素、及びCO2などの排出ガスの分圧などの測定可能な因子の変化に基づいて推定される。バッチ発酵及び流加発酵は一般的なものであり、当該技術分野では周知のものである。
連続発酵は、規定の発酵培地をバイオリアクターに連続的に加え、等量の調整済の培地を加工用に同時に取り出す開放システムである。連続発酵では一般的に培養物は一定の高密度に維持され、細胞は主として対数期増殖する。連続発酵により、細胞成長、及び/又は生成物濃度の調節が可能となる。例えば、炭素源又は窒素源などの律速栄養素が固定速度に維持され、他の全てのパラメータは適度に調節される。増殖は一定に維持されることから、培地が抜き出されることによる細胞の損失は、発酵中の細胞増殖率に対し調整すべきである。連続発酵プロセスを最適化し、生成物の形成速度を最大化する方法は、工業微生物学の技術分野において周知である。
4.6.TeAmy1又はその変異体を含む組成物
TeAmy1又はその変異体と、グルコアミラーゼ(EC3.2.1.3)(例えば、トリコデルマ(Trichoderma)グルコアミラーゼ又はその変異体など)とを組み合わせてもよい。例示的なグルコアミラーゼは、優れた比活性及び熱安定性を保有するトリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)グルコアミラーゼ(TrGA)及びその変異体である。米国特許出願公開第2006/0094080号、同第2007/0004018号、及び同第2007/0015266号(Danisco US Inc.)を参照されたい。好適なTrGAの変異体としては、グルコアミラーゼ活性を有し、野生型TrGAに対して少なくとも80%、少なくとも90%、又は少なくとも95%配列同一性であるものが挙げられる。TeAmy1及びその変異体は、TrGAによって触媒される糖化プロセスで生成されるグルコースの収率を有利に増加させる。
TeAmy1又はその変異体と、グルコアミラーゼ(EC3.2.1.3)(例えば、トリコデルマ(Trichoderma)グルコアミラーゼ又はその変異体など)とを組み合わせてもよい。例示的なグルコアミラーゼは、優れた比活性及び熱安定性を保有するトリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)グルコアミラーゼ(TrGA)及びその変異体である。米国特許出願公開第2006/0094080号、同第2007/0004018号、及び同第2007/0015266号(Danisco US Inc.)を参照されたい。好適なTrGAの変異体としては、グルコアミラーゼ活性を有し、野生型TrGAに対して少なくとも80%、少なくとも90%、又は少なくとも95%配列同一性であるものが挙げられる。TeAmy1及びその変異体は、TrGAによって触媒される糖化プロセスで生成されるグルコースの収率を有利に増加させる。
あるいは、グルコアミラーゼは、植物、菌類、藻類、海藻、又は細菌に由来する別のグルコアミラーゼであってもよい。例えば、グルコアミラーゼは、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)G1若しくはG2グルコアミラーゼ又はその変異体(例えば、Boel et al.(1984)EMBO J.3:1097〜1102;国際公開第92/00381号;国際公開第00/04136号(Novo Nordisk A/S))、並びにA.アワモリ(A. awamori)グルコアミラーゼ(例えば、国際公開第84/02921号(Cetus Corp.))であってよい。その他の想到されるアスペルギルス(Aspergillus)グルコアミラーゼとしては、熱安定性の増強された変異体、例えば、G137A及びG139A(Chen et al.(1996)Prot.Eng.9:499〜505);D257E及びD293E/Q(Chen et al.(1995)Prot.Eng.8:575〜582);N182(Chen et al.(1994)Biochem.J.301:275〜281);A246C(Fierobe et al.(1996)Biochemistry,35:8698〜8704)、及び位置A435及びS436にPro残基を有する変異体((Li et al.(1997)Protein Eng.10:1199〜1204)が挙げられる。その他の想到されるグルコアミラーゼとしては、タラロミセス(Talaromyces)グルコアミラーゼ、特にT.エマーソニイ(T. emersonii)(例えば、国際公開第99/28448号(Novo Nordisk A/S)、T.レイセタヌ(T. leycettanu)(例えば、米国再発行特許第32,153号(CPC International,Inc.))、T.デュポンチ(T. duponti)、又はT.サーモフィル(T. thermophilu)(例えば、米国特許第4,587,215号)由来のものが挙げられる。想到される細菌グルコアミラーゼとしては、クロストリジウム(Clostridium)属、特に、C.サーモアミロリチカム(Cthermoamylolyticum)(例えば、欧州特許第135,138号(CPC International,Inc.)、C.サーモヒドロスルフリカム(C. thermohydrosulfuricum)(例えば、国際公開第86/01831号(Michigan Biotechnology Institute))由来のグルコアミラーゼが挙げられる。好適なグルコアミラーゼとしては、アスペルギルス・オリゼ(Aspergillus oryzae)由来のグルコアミラーゼ(国際公開第00/04136号(Novo Nordisk A/S)において配列番号2で示されるグルコアミラーゼなど)が挙げられる。また、AMG 200L;AMG 300L;SAN(商標)SUPER及びAMG(商標)E(Novozymes);OPTIDEX(登録商標)300及びOPTIDEX L−400(Danisco US Inc.);AMIGASE(商標)及びAMIGASE(商標)PLUS(DSM);G−ZYME(登録商標)G900(Enzyme Bio−Systems);並びにG−ZYME(登録商標)G990 ZR(プロテアーゼ含有量の低いA.ニガー(A. niger)グルコアミラーゼ)などの、市販のグルコアミラーゼ類も好適である。更にその他の好適なグルコアミラーゼとしては、アスペルギルス・フミガーツス(Aspergillus fumigatus)グルコアミラーゼ、タラロミセス(Talaromyces)グルコアミラーゼ、チエラビア(Thielavia)グルコアミラーゼ、ホウロクタケ(Trametes)グルコアミラーゼ、サーモミセス(Thermomyces)グルコアミラーゼ、アテリア(Athelia)グルコアミラーゼ、又はフミコラ(Humicola)グルコアミラーゼ(例えば、HgGA)が挙げられる。グルコアミラーゼは、典型的には、約0.1〜2グルコアミラーゼ単位(GAU)/g ds例えば、約0.16GAU/g ds、0.23GAU/g ds、又は0.33GAU/g dsの量で加えられる。
TeAmy1又はそれらの変異体と共に使用できる他の好適な酵素としては、トレハラーゼ、イソアミラーゼ、ヘキソキナーゼ、キシラナーゼ、グルコースイソメラーゼ、キシロースイソメラーゼ、ホスファターゼ、フィターゼ、プルラナーゼ、β−アミラーゼ、TeAmy1ではないα−アミラーゼ、プロテアーゼ、セルラーゼ、ヘミセルラーゼ、リパーゼ、クチナーゼ、イソアミラーゼ、酸化還元酵素、エステラーゼ、転移酵素、ペクチナーゼ、α−グルコシダーゼ、β−グルコシダーゼ、分岐酵素、リアーゼ、若しくはその他の加水分解酵素、又はこれらの組み合わせが挙げられる。例えば、イソアミラーゼ(EC 3.2.1.68)などの脱分岐酵素を、当業者には周知の有効量で添加してもよい。プルラナーゼ(EC 3.2.1.41)、例えばPromozyme(登録商標)もまた好適である。プルラナーゼは、典型的には、100U/kg dsで加えられる。更に好適な酵素類としては、真菌プロテアーゼ、細菌性プロテアーゼなどのプロテアーゼ類が挙げられる。真菌プロテアーゼには、A.ニガー(A. niger)、A.アワモリ(A. awamori)、A.オリゼ(A. oryzae)などのアスペルギルス(Aspergillus)、ムコール(Mucor)(例えば、M.ミエヘイ(M. miehei))、クモノスカビ(Rhizopus)、及びトリコデルマ(trichoderma)から得られるものが含まれる。
β−アミラーゼ(EC 3.2.1.2)は、1,4−α−グルコシド結合のアミロペクチン及び関連するグルコースポリマーへの加水分解を触媒することによりマルトースを放出する、エキソ作用型マルトース生成アミラーゼである。β−アミラーゼは、多様な植物及び微生物から単離されている。PROGRESS IN INDUSTRIAL MICROBIOLOGY,Vol.15,pp.112〜115におけるFogarty et al.(1979)を参照されたい。これらのβ−アミラーゼは、40℃〜65℃の範囲の最適温度、及び約4.5〜約7.0の範囲の最適pHを有する。想定されているβ−アミラーゼとしては、大麦由来のβ−アミラーゼであるSpezyme(登録商標)BBA 1500、Spezyme(登録商標)DBA、Optimalt(商標)ME、Optimalt(商標)BBA(Danisco US Inc.)、及びNovozym(商標)WBA(Novozymes A/S)が挙げられるが、これらに限定されない。
5.焼成及び食品調製のための組成物及び方法
本発明は、また、TeAmy1又はその変異体を含む「食品組成物」(食品製品、動物飼料、及び/又は、食品/飼料添加物などが挙げられるが、これらに限定されない)、及びTeAmy1又はその変異体を、1種類以上の食品原料と混合することを含む、そのような食品組成物の調製方法、又は、その使用にも関する。
本発明は、また、TeAmy1又はその変異体を含む「食品組成物」(食品製品、動物飼料、及び/又は、食品/飼料添加物などが挙げられるが、これらに限定されない)、及びTeAmy1又はその変異体を、1種類以上の食品原料と混合することを含む、そのような食品組成物の調製方法、又は、その使用にも関する。
更に、本発明は、食品組成物が、本発明のポリペプチドの添加の後に焼成される食品組成物の調製における、TeAmy1又はその変異体の使用に関する。本明細書で使用するとき、用語「焼成用組成物」は、パン菓子用穀粉、ドウ、焼成添加剤、及び/又は焼成製品が挙げられるがこれらに限定されない、焼成食品製品を提供するプロセスで調製される任意の組成物及び/又は添加剤を意味する。食品組成物又は添加剤は液体又は固体であり得る。
本明細書で使用するとき、用語「穀粉」は、粉砕又は磨砕された穀物を意味する。用語「穀粉」はまた、磨砕又はすり潰されたサゴ又は塊茎製品も意味する。一部の実施形態では、穀粉はまた、粉砕又はすり潰された穀草又は植物材料に加えて構成成分も含有する。追加の構成成分の例としては、膨張剤が挙げられるがこれらに限定されない。穀物としては、小麦、オート麦、ライ麦、及び大麦が挙げられる。塊茎産物としては、製粉タピオカ、製粉キャッサバ、及びカスタード粉末が挙げられる。用語「穀粉」にはまた、磨砕トウモロコシ粉、トウモロコシミール、米粉、全粉粒、ふくらし粉入りの小麦粉、製粉タピオカ、製粉キャッサバ、磨砕米、強化小麦粉、及びカスタード粉末も含まれる。
焼成及び食品調製用の、商用及び家庭用穀粉に関し、穀粉中で適切なレベルのα−アミラーゼ活性を維持することは重要である。活性レベルが高過ぎると、粘着性になり及び/又は締まりがなくなり、したがって商品にならない恐れがある。α−アミラーゼ活性が不十分な穀粉では、適切に酵母を機能させるのに十分な糖が含有されず、乾燥した、ぼろぼろと砕けやすいパン類又は焼成食品となる恐れがある。したがって、TeAmy1又はその変異体を、それらそのままで、又はその他のα−アミラーゼ(1種又は複数種)と組み合わせて穀粉に加え、穀粉中の内因性のα−アミラーゼ活性レベルを増加させることもできる。
更に、TeAmy1又はその変異体を、単独で、又はその他のアミラーゼと組み合わせて加えて、劣化、すなわち、焼成製品の硬化を予防又は遅延させることができる。老化防止アミラーゼの量は、典型的には、穀粉1kg当たり0.01〜10mgの酵素タンパク質の範囲であり、例えば、0.5mg/kg dsである。TeAmy1又はその変異体と組み合わせて使用できる追加の老化防止アミラーゼとしては、エンドアミラーゼ、例えば、バチルス(Bacillus)由来の細菌エンドアミラーゼが挙げられる。追加のアミラーゼは、例えば、バチルス(Bacillus)由来のその他のマルトース生成α−アミラーゼ(EC 3.2.1.133)であってもよい。Novamyl(登録商標)は、B.ステアロサーモフィルス(B. stearothermophilus)株NCIB 11837由来の例示的なマルトース生成α−アミラーゼであり、Christophersen et al.(1997)Starch 50:39〜45に記載される。その他の老化防止エンドアミラーゼの例としては、B.リケニフォルミス(B. licheniformis)又はB.アミロリケファシエンス(B. amyloliquefaciens)などのバチルス(Bacillus)由来の細菌α−アミラーゼが挙げられる。老化防止アミラーゼは、β−アミラーゼなどの、エキソ型アミラーゼでもよく、例えば、β−アミラーゼは、大豆などの植物原料由来、又は、バチルス(Bacillus)などの細菌原料由来でもよい。
TeAmy1又はその変異体を含む焼成用組成物は、ホスホリパーゼ又はホスホリパーゼ活性を有する酵素を更に含むことができる。ホスホリパーゼ活性を有する酵素は、リパーゼ単位(LU)で測定することのできる活性を有する。ホスホリパーゼは、リン脂質類から脂肪酸を取り除き、リゾリン脂質を形成させる、A1又はA2活性を有していてもよい。ホスホリパーゼは、リパーゼ活性、即ち、トリグリセリド基質に対する活性を有しても有さなくてもよい。ホスホリパーゼは、典型的には30〜90℃(例えば、30〜70℃)の範囲に最適温度を有する。加えるホスホリパーゼは、動物由来、例えば、膵臓由来(例えば、ウシ又はブタ膵臓由来)、ヘビ毒液又は蜂毒液由来であり得る。あるいは、ホスホリパーゼは、微生物由来、例えば、糸状菌、酵母、又は細菌由来であってもよい。
ホスホリパーゼは、焼成後しばらくの間、特に焼成後最初の24時間の間のパンの柔らかさを向上させる量で加えられる。ホスホリパーゼの量は、典型的には、穀粉1kg当たり0.01〜10mgの範囲の酵素タンパク質、例えば、0.1〜5mg/kgであり得る。即ち、ホスホリパーゼ活性は、一般的に、穀粉1kg当たり20〜1000LUの範囲であり、ここでリパーゼ単位は、アラビアゴムを乳化剤とし、トリブチリンを基質とし、30℃、pH 7.0にて1分間当たり1μmolの酪酸を放出させるのに必要とされる酵素量として定義される。
ドウ組成物は、一般的に、小麦全粒粉又は小麦粉、及び/又はその他種類のミール、穀粉、又はデンプン(トウモロコシ粉、トウモロコシデンプン、ライ麦ミール、ライ麦粉、オート麦粉、オートミール、大豆粉、ソルガムミール、ソルガム粉、ジャガイモミール、ジャガイモ粉、又はジャガイモデンプンを含む。ドウは、新鮮、凍結、又は半焼成のものであってよい。ドウは、発酵させたドウ、又は発酵させるドウであってよい。ドウは、化学的な発酵剤(例えば、重炭酸ナトリウム)を加えること、あるいは発酵を加えること(即ちドウを発酵させることにより)などの、多様な方法により発酵させることができる。ドウはまた、サッカロマイセス・セレヴィシエ(Saccharomyces cerevisiae)(パン菓子用酵母)、例えば、S.セレヴィシエ(Saccharomyces cerevisiae)の市販株の培養など、好適な酵母培養物を加え、発酵させることもできる。
ドウにはまた、その他の一般的なドウ原材料、例えば、タンパク質(乳汁粉末、グルテン、及び大豆、卵(例えば、全卵、卵黄、又は卵白))、酸化剤(アスコルビン酸、臭素酸カリウム、ヨウ素酸カリウム、アゾジカーボンアミド(ADA)、又はアンモニウム過硫酸塩)、L−システインなどのアミノ酸、糖、又は塩類(塩化ナトリウム、酢酸カルシウム、硫酸ナトリウム、又は硫酸カルシウムなど)を含ませることもできる。ドウには、更に脂肪、例えば、トリグリセリド(顆粒状脂肪又はショートニングなど)を含ませることもできる。ドウには、更に乳化剤、例えばモノ又はジグリセリド、モノ又はジグリセリドのジアセチル酒石酸エステル、脂肪酸の糖エステル、脂肪酸のポリグリセロールエステル、モノグリセリドの乳酸エステル、モノグリセリドの酢酸エステル、ステアリン酸ポリオキシエチレン、又はリゾレシチンなどを含ませることもできる。特に、ドウは乳化剤を加えずに作製することができる。
ドウ製品は、炒めた、揚げた、焼いた、焼成した、蒸した、茹でたドウ(例えば、蒸しパン及び餅など)を含む、任意の加工されたドウ製品であってよい。一実施形態では、食品製品はベーカリー製品である。典型的なベーカリー(焼成)製品としては、ローフ類、ロール類、丸パン類、ベーグル類、ピザ生地などのパン類、ペストリー、プレッツェル類、トルティーヤ類、ケーキ類、クッキー類、ビスケット類、クラッカー類などが挙げられる。
所望により、追加の酵素を老化防止アミラーゼ及びホスホリパーゼと共に使用してもよい。追加の酵素は、第2のアミラーゼ、即ちアミログルコシダーゼ、β−アミラーゼ、シクロデキストリングルカノトランスフェラーゼであってよく、あるいは追加の酵素は、ペプチダーゼ、特に、エキソペプチダーゼ、トランスグルタミナーゼ、リパーゼ、セルラーゼ、キシラナーゼ、プロテアーゼ、タンパク質ジスルフィドイソメラーゼ、例えば、国際公開第95/00636号に開示されるタンパク質ジスルフィドイソメラーゼ、例えば、グリコシルトランスフェラーゼ、分岐酵素(1,4−α−グルカン分岐酵素)、4−α−グルカノトランスフェラーゼ(デキストリングリコシルトランスフェラーゼ)、又は酸化還元酵素、例えば、ペルオキシダーゼ、ラッカーゼ、グルコース酸化酵素、ピラノース酸化酵素、リポオキシゲナーゼ、L−アミノ酸酸化酵素、又はカルボヒドレートオキシダーゼであってよい。追加の酵素(1種又は複数種)は、哺乳類及び植物を含む任意の由来であってよく、特に微生物(細菌、酵母、又は真菌)由来であってよく、当該技術分野で一般に使用される手法により得ることができる。
キシラナーゼは、典型的には微生物由来であり、例えば、バクテリア、又は真菌(アスペルギルス(Aspergillus)株など)由来である。哺乳類又は植物由来のキシラナーゼもまた想定される。キシラナーゼには、例えば、トリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)から製造された市販のキシラナーゼ製剤であるPentopan(登録商標)及びNovozym 384(登録商標)が含まれる。アミログルコシダーゼはA.ニガー(A. niger)アミログルコシダーゼ(AMG(登録商標))であってよい。その他の有用アミラーゼ製品としては、Grindamyl(登録商標)A 1000又はA 5000(Grindsted Products,Denmark)及びAmylase(登録商標)H又はAmylase(登録商標)P(DSM)が挙げられる。グルコース酸化酵素は、真菌グルコース酸化酵素、特に、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)グルコース酸化酵素(Gluzyme(登録商標)など)であってよい。例示的なプロテアーゼはNeutrase(登録商標)である。
やわらかい又はクリスピー様の特徴のいずれかであり、精白、色白又は色黒のいずれかであるドウから調製されるあらゆる種類の焼成製品のためにプロセスを使用することができる。例は、パン、特に、典型的には、ローフ類又はロール類の形態の精白パン、全粒粉パン又はライ麦パンであり、例えば、フレンチバゲット式のパン、ピタパン、トルティーヤ類、ケーキ類、パンケーキ類、ビスケット類、クッキー類、パイ生地、クリスピーパン、蒸しパン、及びピザなどであるがこれらに限定されない。
TeAmy1又はその変異体は、老化防止アミラーゼ、ホスホリパーゼ、及び/又はリン脂質と共に穀粉を含むプレミックスで使用されてもよい。プレミックスには、その他のドウを改良する及び/又はパンを改良する添加剤、例えば、上記の酵素を含む任意の添加剤を含有させることができる。TeAmy1又はその変異体は、焼成用添加物として使用される、老化防止アミラーゼと、ホスホリパーゼとを含む酵素調製物の成分であってもよい。
酵素製剤は、場合により、顆粒状又は凝集粉末の形態である。製剤は、粒子の95%(重量%)超が25〜500μmの範囲内にある狭い粒度分布を有してよい。顆粒と凝集粉末は従来法(例えば、TeAmy1又はその変異体を流動層造粒機内で担体上へ噴霧すること)により調製されてよい。担体は、好適な粒径を有する粒子コアからなってよい。担体は、可溶性又は不溶性の、例えば、塩(NaCl又は硫酸ナトリウムなど)、糖(スクロース又はラクトースなど)、糖アルコール(ソルビトールなど)、デンプン、米、コーングリッツ、又は大豆であってよい。
封入粒子、即ち、α−アミラーゼ粒子は、TeAmy1又はその変異体を含み得る。封入α−アミラーゼ粒子を調製するために、酵素を、全てのα−アミラーゼ粒子を懸濁させるのに十分な量の食品グレードの脂質と接触させる。本明細書で使用するとき食品グレードの脂質とは、水には不溶性であるものの炭化水素又はジエチルエーテルなどの無極性有機溶媒には可溶性である任意の天然の有機化合物である。好適な食品グレードの脂質としては、飽和又は不飽和である脂肪又は油のいずれかの形態のトリグリセリドが挙げられるがこれらに限定されない。脂肪酸、及び飽和トリグリセリドを構成するこれらの組み合わせの例としては、酪酸(乳汁脂肪由来)、パルミチン酸(動物及び植物性脂肪由来)、及び/又はステアリン酸(動物及び植物性脂肪由来)が挙げられるがこれらに限定されない。脂肪酸、及び不飽和トリグリセリドを構成するこれらの組み合わせ例としては、パルミトレイン酸(動物及び植物性脂肪由来)、オレイン酸(動物及び植物性脂肪由来)、リノール酸(植物油由来)、及び/又はリノレン酸(亜麻仁油由来)が挙げられるがこれらに限定されない。その他の好適な食品グレードの脂質としては、上記のトリグリセリド、リン脂質、及び糖脂質に由来するモノグリセリド及びジグリセリドが挙げられるがこれらに限定されない。
食品グレードの脂質、特に液体形態のものを、脂質材料が、少なくとも大部分、例えば、100%のα−アミラーゼ粒子の表面の少なくとも一部分を覆うような様式で、粉末形態のα−アミラーゼ粒子と接触させることができる。したがって、各α−アミラーゼ粒子はそれぞれ脂質に封入される。例えば、全て又は実質的に全てのα−アミラーゼ粒子には、脂質の、薄く連続的な封入フィルムが備わっている。これは、最初に大量の脂質を容器に注ぎ入れ、次に脂質が各α−アミラーゼ粒子の表面を十分に濡らすようα−アミラーゼ粒子をスラリーにすることによりなすことができる。短時間撹拌した後、相当量の脂質を表面上に保持する封入α−アミラーゼ粒子を回収する。このようにしてα−アミラーゼ粒子に塗布されるコーティングの厚みは、使用する脂質の種類を選択することにより、及び所望される場合には、より厚みのあるフィルムが形成されるよう操作を繰り返すことにより調節することができる。
装填される送達分散媒の保管、取り扱い、及び組み込みは、パッケージ化ミックス法を用いて実施できる。パッケージ化ミックスには封入α−アミラーゼを含ませることができる。しかしながら、パッケージ化ミックスには、製造元又は焼成者により必要とされる通りの追加の原材料を更に含有させることができる。封入α−アミラーゼをドウに組み込んだ後、焼成者は、製品のための通常の生産プロセスを続ける。
α−アミラーゼ粒子の封入による利点は2要素からなる。第1に、食品グレードの脂質は、熱に不安定な酵素の焼成プロセス中に、これらの酵素を熱分解から保護する。結果的に、準備及び焼成段階でα−アミラーゼは安定化されかつ保護される一方、最終焼成食品製品において保護コーティングから放出され、ポリグルカン中のグルコシド結合を加水分解する。装填される送達分散媒はまた、活性酵素の焼成食品への持続放出性をもたらす。即ち、焼成プロセス後、活性α−アミラーゼは、劣化機序に対抗し、したがってその速度を減じる速度で、保護コーティングから持続的に放出される。
一般的に、α−アミラーゼ粒子に塗布される脂質量は、脂質の性質、α−アミラーゼ粒子への塗布方法、処理するドウ混合物の組成、及び行われるドウ混合操作の厳格さに応じ、α−アミラーゼの総重量の数%から重量の数倍まで様々に変更できる。
装填される送達分散媒、即ち、脂質封入酵素を、焼成食品調製に使用される原材料に有効量で加えて、焼成食品の貯蔵寿命を延長する。焼成者は、所望の老化防止効果を得るのに必要とされる、上記の通りに調製された封入α−アミラーゼの量を計算する。必要とされる封入α−アミラーゼ量は、封入される酵素濃度、及び特定の穀粉に対するα−アミラーゼの割合を元に算出する。幅広い濃度が有効であることが見出されているものの、これまでに議論されている通り、老化防止において観察可能な改良はα−アミラーゼ濃度と直線的には一致せず、但し特定の最低濃度を超えると、α−アミラーゼ濃度が大幅に上昇するためほとんど追加の改良はない。具体的なベーカリー製品で実際に使用されるα−アミラーゼ濃度は、焼成者に対し、焼成者による故意ではない測定誤差へのある程度の保障を提供するのに必要とされる最低濃度よりも十分に高いものであり得る。酵素濃度の下限は、焼成者が得ることを望む最低限の老化防止効果をもとに決定する。
焼成食品の調製方法は、a)脂質により被覆されたα−アミラーゼ粒子を調製すること(ここで実質的に全てのα−アミラーゼ粒子が被覆されている)、b)穀粉を含有するドウを混合すること、c)混合が完了する前に、脂質により被覆されたα−アミラーゼをドウに加え、脂質の被覆がα−アミラーゼから剥がれ始める前に混合を終了させること、d)ドウに防腐処理すること、並びにe)ドウを焼成して焼成食品を生成すること、を含んでよく、α−アミラーゼは混合、防腐、及び焼成段階において不活性であり、焼成食品中で活性である。
封入α−アミラーゼは、混合サイクル中、例えば、混合サイクルの終了付近でドウに加えることができる。封入α−アミラーゼは、ドウ中に封入α−アミラーゼを十分に分散させる混合段階で加えるが、しかしながら、混合段階は、アミラーゼ粒子(1種又は複数)から保護コーティングが剥がれ始める前に終了させる。ドウの種類及び体積、並びに混合様式及び速度に応じ、封入α−アミラーゼのドウへの混合に必要とされる時間は1〜6分又はそれ以上となるものの、2〜4分が平均である。したがって、いくつかの変数が正確な手順を決定し得る。第1に、封入α−アミラーゼの量は、封入α−アミラーゼをドウミックス中に行き渡らせるのに十分な合計量を有する必要がある。封入α−アミラーゼ製剤が高濃度である場合、プレミックスには、封入α−アミラーゼをドウに加える前に、追加の油を加える必要がある場合がある。レシピ及び生産プロセスは、個別に変更する必要があるものの、一般的に、パン生地の配合においては油を25%に指定したときにドウが提供され、このドウは、混合サイクルの終了付近で濃縮封入α−アミラーゼが加えられるときに、この酵素の担体として使用され、良好な結果が得られる。パン、又はその他の焼成食品、特に低脂肪含量を有する、例えば、フランスパンにおいて、封入α−アミラーゼを適切にドウに混合するには、封入α−アミラーゼ混合物は乾燥穀粉重量の約1%で十分である。好適な割合の範囲は広く、配合、最終製品、及び個々の焼成者に必要とされる生産方法によって異なる。第2に、封入α−アミラーゼ懸濁液は、加えた後、混合物を完全にドウにするのに十分な時間にわたって、但し、過剰な機械作用により封入α−アミラーゼ粒子から保護脂質コーティングが剥がされるようものではない時間にわたって混合する必要がある。
本発明の更なる態様では、食品組成物は、TeAmy1又はその変異体を含む、油組成物、肉組成物、ラード組成物である。この文脈で、用語「油/肉/ラード組成物」は、それぞれ、油、肉、又はラードをもとにする、これからなる及び/又はこれを含有する任意の組成物を意味する。本発明の他の側面は、本発明のポリペプチドを油/肉/ラード組成物、及び/又は添加成分と混合することを含む、油、肉、又はラード組成物、及び/又はTeAmy1又はその変異体を含む添加物の調製方法に関する。
本発明の更なる態様では、食品組成物は、TeAmy1又はその変異体を含む、動物飼料組成物、動物飼料添加物、及び/又はペットフードである。更に、本発明は、1種類以上の動物飼料材料、及び/又は動物飼料添加物成分、及び/又はペットフード原料に、TeAmy1及びその変異体を混合することを含む、このような動物飼料組成物、動物飼料添加組成物、及び/又はペットフードの調製方法に関する。更に、本発明は、動物飼料組成物、及び/又は動物飼料添加組成物、及び/又はペットフードの調製における、TeAmy1及びその変異体の使用に関する。
用語「動物」は、全ての非反芻及び反芻動物を含む。特定の実施形態では、動物は、馬及び単胃動物などの非反芻動物である。単胃動物の例としては、豚及び家畜豚(子豚、育成豚、雌豚など)、家禽(七面鳥、アヒル、鶏、ブロイラー、産卵鶏など)、魚(鮭、鱒、テラピア、ナマズ、及び鯉)、及び甲殻類(海老及び車海老)が挙げられるがこれらに限定されない。更なる実施形態では、動物は反芻動物であり、畜牛、幼若牛、ヤギ、羊、キリン、バイソン、ヘラジカ、エルク、ヤク、水牛、シカ、ラクダ、アルパカ、リャマ、レイヨウ、エダツノレイヨウ、及びニルガイが挙げられるがこれらに限定されない。
この文脈において、用語「ペットフード」は、イヌ、ネコ、スナネズミ、ハムスター、チンチラ、高級ラット、モルモット、飼育用鳥類(カナリア、インコ、及びオウムなど)、飼育用爬虫類(亀、とかげ、及びヘビなど)、及び飼育用水生生物(熱帯魚、及び蛙など)、これらに限定されない家庭内飼育用動物のための飼料を意味するものと理解されることが意図される。
用語「動物用飼料組成物」、「飼料」及び「飼葉」は互換的に使用され、かつa)穀草類、例えば、小粒穀物(例えば、小麦、大麦、ライ麦、エンバク、及びこれらの組み合わせ)、及び/又は大粒穀物(例えば、コーン又はサトウモロコシなど)など、b)穀草類からの副生成物、例えば、コーングルテンミール、蒸留粕(DDGS)(特にコーン系の蒸留粕(cDDGS)、小麦ふすま、粗びき小麦粉、小麦ショート(wheat shorts)、米ぬか、もみ殻、オーツ麦のもみ殻、パーム核、及びシトラスパルプ、c)タンパク質類、例えば、大豆、ヒマワリ、落花生、ルピナス、エンドウ豆、ソラマメ、綿、セイヨウアブラナ、魚粉、乾燥血漿タンパク質、肉骨粉飼料、ポテトタンパク質、乳清、コプラ、ゴマなどの供給源から得られるタンパク質など、d)野菜源及び動物源から得られる油類及び脂肪類、e)ミネラル類及びビタミン類、からなる群から選択される1種以上の飼料材料を含み得る。
6.織物糊抜き組成物及び使用
また、TeAmy1又はその変異体を使用した、布地を処理する(例えば、織物の糊抜きなど)組成物及び方法も、想定されている。布地の処理方法は当該技術分野において周知である(例えば、米国特許第6,077,316号を参照されたい)。例えば、布地の感触及び外観は、その布地を溶液中のTeAmy1又はその変異体と接触させる工程を含む方法により改善させることができる。布地は、圧力下で溶液により処理され得る。
また、TeAmy1又はその変異体を使用した、布地を処理する(例えば、織物の糊抜きなど)組成物及び方法も、想定されている。布地の処理方法は当該技術分野において周知である(例えば、米国特許第6,077,316号を参照されたい)。例えば、布地の感触及び外観は、その布地を溶液中のTeAmy1又はその変異体と接触させる工程を含む方法により改善させることができる。布地は、圧力下で溶液により処理され得る。
TeAmy1又はその変異体は、織物の製織の間に若しくはその後に、又は糊抜き段階、若しくは1つ以上の追加の布地加工工程の間に、適用することができる。織物の製織中、織り糸は相当な機械的な歪にさらされる。機械式織機での製織前、縦糸は、しばしば糊付けデンプン又はデンプン誘導体により被覆され、引張り強度が向上され、断裂が予防される。TeAmy1又はその変異体は、これらの糊付け用デンプン又はデンプン誘導体を取り除くために、製織の間又はその後に適用することができる。製織後、同種の、かつ耐洗浄的な効果を確保するために、布地を更に加工する前に、TeAmy1又はその変異体を使用して、糊付け用コーティングを取り除くことができる。
TeAmy1又はその変異体は、単体で使用して、又は他の糊抜き用化学試薬、及び/若しくは糊抜き用酵素と共に、(例えば、水性組成物中の)洗剤添加剤として使用して、綿含有布地などの布地の糊抜きを行うことができる。TeAmy1又はその変異体はまた、インディゴ染色デニム布地及び衣類のストーンウォッシュ加工したような見た目を作り出すための組成物及び方法において使用することもできる。衣服の製造に際し、布地を裁断し、衣服又は衣類に縫製し、その後仕上げることができる。特にデニムジーンズの製造に関し、異なる酵素による仕上げ方法が開発されている。デニム衣類の仕上げは、通常、酵素による糊抜き工程により開始され、この間、衣類はアミロース分解酵素による作用を受け、布地には柔軟性がもたらされ、木綿は以降の酵素による仕上げ工程における作用を受けやすくなる。TeAmy1又はその変異体は、デニム衣類の仕上げ方法(例えば、「バイオストーン加工」)、酵素による糊抜き方法及び、布地への柔らかさの付与方法、並びに/又は仕上げ加工にて使用することができる。
7.洗浄用組成物
本組成物及び本方法の1つの態様は、TeAmy1又はその変異体を成分として含む洗浄用組成物である。アミラーゼポリペプチドは、手洗い、洗濯物洗浄、食器洗浄、及び他の硬質表面の洗浄のための洗剤組成物の成分として使用することができる。
本組成物及び本方法の1つの態様は、TeAmy1又はその変異体を成分として含む洗浄用組成物である。アミラーゼポリペプチドは、手洗い、洗濯物洗浄、食器洗浄、及び他の硬質表面の洗浄のための洗剤組成物の成分として使用することができる。
7.1.概略
好ましくは、本TeAmy1又はその変異体は、洗剤中のアミラーゼに対して従来使用されている濃度にて、又はそれに近い濃度にて、洗剤に組み込まれる。例えば、アミラーゼポリペプチドは、洗浄/食器洗い液1L当たりアミラーゼ0.00001〜1mg(高純度酵素タンパク質として計算)に相当する量で加えることができる。次に例示する通り、配合例を本明細書において提供する。
好ましくは、本TeAmy1又はその変異体は、洗剤中のアミラーゼに対して従来使用されている濃度にて、又はそれに近い濃度にて、洗剤に組み込まれる。例えば、アミラーゼポリペプチドは、洗浄/食器洗い液1L当たりアミラーゼ0.00001〜1mg(高純度酵素タンパク質として計算)に相当する量で加えることができる。次に例示する通り、配合例を本明細書において提供する。
アミラーゼポリペプチドは、唯一の酵素として、又はその他のアミロース分解酵素を含むその他の酵素と共に洗剤組成物の構成成分としてもよい。そのため、非散布顆粒、安定化液体、又は保護化酵素の形態で洗剤組成物に含有させることもできる。非散布顆粒は、米国特許第4,106,991号及び同第4,661,452号に開示される通りに作製されてもよく、場合により、当該技術分野において既知の方法により、コーティングされてもよい。ワックスコーティング材料の例としては、平均分子量1,000〜20,000を有するポリ(エチレンオキシド)製品(ポリエチレングリコール、PEG)、16〜50個のエチレンオキシド単位を有するエトキシ化ノニルフェノール、エトキシ化脂肪アルコール(ここで、アルコールは、12〜20個の炭素原子を含有し、15〜80個のエチレンオキシド単位が存在する)、脂肪アルコール、脂肪酸、並びに脂肪酸のモノ−及びジ−及びトリグリセリドである。流動層技術による適用に適当なフィルム形成コーティング材料の例は、例えば、英国特許第1483591号に記載されている。液体酵素調製物は、例えば、確立された方法に従い、ポリオール(プロピレングリコールなど)、糖又は糖アルコール、乳酸又はホウ酸を添加することにより、安定化させてもよい。その他の酵素安定剤は、技術分野において既知である。保護化酵素は、例えば、欧州特許第238 216号に開示される方法に従って調製することができる。ポリオールは、長きにわたりタンパク質安定剤として、並びにタンパク質溶解度を改良するとして認識されてきた。
洗剤組成物は、例えば、粉末、顆粒、ペースト、又は液体などの任意の有用な形態であってよい。液体洗剤は水性であってよく、典型的には、最大約70%の水及び0%〜約30%の有機溶媒を含み得る。液体洗剤はまた、水をわずか約30%含有するコンパクトジェルタイプの形態であってもよい。
洗剤組成物は、1種以上の界面活性剤を含み、それぞれアニオン性、非イオン性、カチオン性、又は双極性であり得る。洗剤は、通常、0%〜約50%のアニオン性界面活性剤、例えば、直鎖状アルキルベンゼンスルホン酸塩(LAS)、α−オレフィンスルホン酸塩(AOS)、アルキル硫酸塩(脂肪族アルコール硫酸塩)(AS)、アルコールエトキシ硫酸塩(AEOS又はAES)、第ニ級アルカンスルホン酸塩(SAS)、α−スルホ脂肪酸メチルエステル、アルキル又はアルケニルコハク酸、又は石鹸を含有し得る。組成物はまた、0%〜約40%の非イオン性界面活性剤、例えば、アルコールエトキシレート(AEO又はAE)、カルボキシル化アルコールエトキシレート、ノニルフェノールエトキシレート、アルキルポリグリコシド、アルキルジメチルアミンオキシド、エトキシル化脂肪酸モノエタノールアミド、脂肪酸モノエタノールアミド、又はポリヒドロキシアルキル脂肪酸アミド(例えば、国際公開第92/06154号に記載のものなど)を含有することもできる。
洗剤組成物には、追加して、1つ以上のその他の酵素、例えば、任意の組み合わせでプロテアーゼ、その他のアミロース分解酵素、クチナーゼ、リパーゼ、セルラーゼ、ペクチン酸リアーゼ、ペルヒドロラーゼ、キシラナーゼ、ペルオキシダーゼ、及び/又はラッカーゼなどを含ませることもできる。
洗剤には、約1%〜約65%の洗剤ビルダー、又は錯化剤、例えば、ゼオライト、二リン酸塩、三リン酸塩、ホスホン酸塩、クエン酸塩、ニトロ三酢酸(NTA)、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)、ジエチレントリアミン五酢酸(DTMPA)、アルキル−又はアルケニルコハク酸、可溶性ケイ酸塩又は層状ケイ酸塩(例えば、HoechstのSKS−6)を含有させてもよい。洗剤は無ビルダー系であってよく、即ち、本質的に洗剤ビルダーを含有しない。酵素は、酵素の安定性に適合性のある任意の組成物に使用することができる。酵素は、一般的に、既知の形態の封入により、例えば、造粒又はヒドロゲル中への隔離により、有害な成分から保護することができる。酵素、及び具体的にはデンプン結合ドメインを有するか又は有さないアミラーゼを、洗濯及び食器洗い用途、表面クリーナー、並びにデンプン又はバイオマスからのエタノール生成用組成物を含む、多様な組成物に使用することができる。
洗剤は、1種類以上のポリマーを含み得る。例としては、カルボキシメチルセルロース(CMC)、ポリ(ビニルピロリドン)(PVP)、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリ(ビニルアルコール)(PVA)、ポリカルボキシラート、例えば、ポリアクリレート、マレイン酸/アクリル酸コポリマー類、及びラウリルメタクリレート/アクリル酸コポリマー類が挙げられる。
洗剤は、H2O2供給源、例えば、過ホウ酸塩又は過炭酸塩(過酸を形成する漂白活性化剤、例えば、テトラアセチルエチレンジアミン(TAED)又はノナノイルオキシベンゼンスルホン酸塩(NOBS)と組み合わせてもよい)を含む漂白系を含有し得る。あるいは、漂白系は、ペルオキシ酸(例えば、アミド、イミド、又はスルホン型ペルオキシ酸)を含んでもよい。漂白系はまた、酵素系漂白系、例えば、国際公開第2005/056783号に記載されるものなどのペルヒドロラーゼであってもよい。
洗剤組成物の酵素は、通常の安定化剤、例えば、プロピレングリコール又はグリセロールなどのポリオール、糖又は糖アルコール、乳酸、ホウ酸又はホウ酸誘導体、例えば、芳香族ホウ酸塩エステルを用いて安定化されてもよく、組成物は、例えば、国際公開第92/19709号及び国際公開第92/19708号に記載される通り、配合することもできる。
洗剤はまた、他の通常の洗剤成分、例えば、クレイを含む布地コンディショナ、起泡促進剤、抑泡剤、防食剤、汚れ懸濁化剤、汚れ再付着防止剤、染料、殺菌剤、変色防止剤、光学的光沢剤、又は香料を含有し得る。
pH(使用濃度の水溶液で測定)は通常中性又はアルカリ性であり、例えば、pH約7.0〜約11.0である。
本明細書のα−アミラーゼを含有させるための特定の形態の洗剤組成物を以下に記載する。
7.2.重質液体(HDL)洗濯用洗剤組成物
例示的なHDL洗濯用洗剤組成物としては、アニオン性洗浄界面活性剤(線状又は分岐状又はランダム鎖、置換又は非置換アルキル硫酸塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルアルコキシ化硫酸塩、アルキルリン酸塩、アルキルホスホン酸塩、アルキルカルボン酸塩、及び/又はこれらの混合物の群から選択される)、及び場合により非イオン性界面活性剤(線状又は分岐状又はランダム鎖、置換又は非置換アルキルアルコキシ化アルコール、例えば、C8〜C18アルキルエトキシ化アルコール及び/又はC6〜C12アルキルフェノールアルコキシレートの群から選択される)を含有する洗浄界面活性剤(10%〜40% wt/wt)が挙げられ、非イオン性洗浄界面活性剤に対するアニオン性洗浄界面活性剤(6.0〜9の親水性指数(HIc)を有する)の重量比は1:1超である。好適な洗浄界面活性剤としてはまた、カチオン性洗浄界面活性剤(アルキルピリジニウム化合物、アルキル第四級アンモニウム化合物、アルキル第四級ホスホニウム化合物、アルキル第三級スルホニウム化合物、及び/又はこれらの混合物の群から選択される)、双極性及び/又は両性洗浄界面活性剤(アルカノールアミンスルホベタインの群から選択される)、両性界面活性剤、半極性非イオン性界面活性剤、並びにこれらの混合物が挙げられる。
例示的なHDL洗濯用洗剤組成物としては、アニオン性洗浄界面活性剤(線状又は分岐状又はランダム鎖、置換又は非置換アルキル硫酸塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルアルコキシ化硫酸塩、アルキルリン酸塩、アルキルホスホン酸塩、アルキルカルボン酸塩、及び/又はこれらの混合物の群から選択される)、及び場合により非イオン性界面活性剤(線状又は分岐状又はランダム鎖、置換又は非置換アルキルアルコキシ化アルコール、例えば、C8〜C18アルキルエトキシ化アルコール及び/又はC6〜C12アルキルフェノールアルコキシレートの群から選択される)を含有する洗浄界面活性剤(10%〜40% wt/wt)が挙げられ、非イオン性洗浄界面活性剤に対するアニオン性洗浄界面活性剤(6.0〜9の親水性指数(HIc)を有する)の重量比は1:1超である。好適な洗浄界面活性剤としてはまた、カチオン性洗浄界面活性剤(アルキルピリジニウム化合物、アルキル第四級アンモニウム化合物、アルキル第四級ホスホニウム化合物、アルキル第三級スルホニウム化合物、及び/又はこれらの混合物の群から選択される)、双極性及び/又は両性洗浄界面活性剤(アルカノールアミンスルホベタインの群から選択される)、両性界面活性剤、半極性非イオン性界面活性剤、並びにこれらの混合物が挙げられる。
組成物には、場合により、両親媒性アルコキシル化グリース洗浄ポリマー(アルコキシル化ポリアルキレンイミンなどの、分岐状親水及び疎水特性を有するアルコキシル化ポリマーの群から0.05重量%〜10重量%の範囲で選択される)、及び/又はランダムグラフトポリマー(典型的には、不飽和C1〜C6カルボン酸、エーテル、アルコール、アルデヒド、ケトン、エステル、糖単位、アルコキシ単位、マレイン酸無水物、グリセロールなどの飽和多価アルコール、及びこれらの混合物からなる群から選択されるモノマーを含む、親水性主鎖、C4〜C25アルキル基、ポリプロピレン、ポリブチレン、飽和C1〜C6モノカルボン酸のビニルエステル、アクリル酸又はメタクリル酸のC1〜C6アルキルエステル、及びこれらの混合物からなる群から選択される疎水性側鎖(1種又は複数種)、を含む)からなる界面活性増強ポリマーを含ませることもできる。
組成物は、汚れ分離ポリマー(陰イオン性のエンドキャップされたポリエステル類、例えば、SRP1、糖、ジカルボン酸、ポリオール、から選択される少なくとも1種類のモノマー単位を含むポリマー及び、ランダム又はブロックな構成のこれらの組み合わせを含むポリマー、エチレンテレフタラート系ポリマー及びランダム又はブロックな構成のそれらのコポリマー(例えば、Repel−o−tex SF、SF−2及びSRP6、Texcare SRA100、SRA300、SRN100、SRN170、SRN240、SRN300、及びSRN325、Marloquest SLなど)、再付着防止ポリマー(0.1重量%〜10重量%、アクリル酸、マレイン酸(又は無水マレイン酸)、フマル酸、イタコン酸、アコニット酸、メサコン酸、シトラコン酸、メチレンマロン酸、及びこれらの任意の混合物から選択される少なくとも1つのモノマーを含むポリマー類などのカルボン酸塩ポリマー、ビニルピロリドンホモポリマー、及び/又はポリエチレングリコールなど、分子量500〜100,000Daの範囲);セルロース系ポリマー(アルキルセルロース、アルキルアルコキシアルキルセルロース、カルボキシアルキルセルロース、アルキルカルボキシアルキルセルロースから選択されるもの(例としては、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、メチルヒドロキシエチルセルロース、メチルカルボキシメチルセルロース、及びそれらの混合物が挙げられる)など)、及びポリマー性カルボン酸塩(マレイン酸塩/アクリル酸塩ランダムコポリマー、又はポリアクリル酸塩ホモポリマーなど)などの追加のポリマーを含んでもよい。
組成物は、飽和又は不飽和脂肪酸、好ましくは飽和又は不飽和C12〜C24脂肪酸(0重量%〜10重量%);付着補助剤(例としては、多糖類、好ましくはセルロース系ポリマー、ポリジアリルジメチルアンモニウムハロゲン化物(DADMAC)、及びランダム又はブロックな構成の、DAD MACのビニルピロリドン、アクリルアミド、イミダゾール、ハロゲン化イミダゾリニウム、及びそれらの混合物とのコポリマー、カチオン性グアーガム、カチオン性セルロース(カチオン性ヒドロキシエチル(hydoxyethyl)セルロースなど)、カチオン性デンプン、カチオン性ポリアシルアミド、及びそれらの混合物を更に含んでもよい。
組成物は、移染防止剤、例えば、マンガンフタロシアニン、ペルオキシダーゼ、ポリビニルピロリドンポリマー、ポリアミンN−オキシドポリマー、N−ビニルピロリドン及びN−ビニルイミダゾールのコポリマー、ポリビニルオキサゾリドン及びポリビニルイミダゾール、及び/又はこれらの混合物、キレート剤、例えば、エチレン−ジアミン−四酢酸(EDTA)、ジエチレントリアミンペンタメチレンホスホン酸(DTPMP)、ヒドロキシ−エタンジホスホン酸(HEDP)、エチレンジアミンN,N’−二コハク酸(EDDS)、メチルグリシン二酢酸(MGDA)、ジエチレントリアミンペンタ酢酸(DTPA)、プロピレンジアミン四酢酸(PDT A)、2−ヒドロキシピリジン−N−オキシド(HPNO)、又はメチルグリシン二酢酸(MGDA)、グルタミン酸N,N二酢酸(N,N−ジカルボキシメチルグルタミン酸テトラナトリウム塩(GLDA)、ニトリロ三酢酸(NTA)、4,5−ジヒドロキシ−m−ベンゼンジスルホン酸、クエン酸及び任意のそれらの塩、N−ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸(HEDTA)、トリエチレンテトラアミン六酢酸(TTHA)、N−ヒドロキシエチルイミノジ酢酸(HEIDA)、ジヒドロキシエチルグリシン(DHEG)、エチレンジアミンテトラプロピオン酸(EDTP)、及びこれらの誘導体を更に含んでもよい。
組成物は、好ましくは、プロテアーゼ、アミラーゼ、リパーゼ、セルラーゼ、コリンオキシダーゼ、ペルオキシダーゼ/オキシダーゼ、ペクタートリアーゼ、マンナナーゼ、クチナーゼ、ラッカーゼ、ホスホリパーゼ、リゾホスホリパーゼ、アシルトランスフェラーゼ、ペルヒドロラーゼ、アリールエステラーゼ、及びそれらの任意の混合物から選択される酵素(概して、約0.01重量%の活性酵素〜0.03重量%の活性酵素)を含む。組成物は酵素安定剤を含んでもよい(例えば、プロピレングリコール又はグリセロールなどのポリオール、糖又は糖アルコール、乳酸、可逆性プロテアーゼ阻害剤、ホウ酸、若しくはホウ酸誘導体、例えば、芳香族ホウ酸エステル、又はフェニルボロン酸誘導体、例えば、4−ホルミルフェニルボロン酸などを含む)。
組成物は、場合により、シリコーン又は脂肪酸系抑泡剤、色相染料、カルシウム及びマグネシウムカチオン、視覚的シグナル成分、消泡剤(0.001重量%〜約4.0重量%)、及び/又は構造剤/増粘剤(0.01重量%〜5重量%、ジグリセリド及びトリグリセリド、エチレングリコールジステアレート、微小結晶セルロース、セルロース系材料、微小繊維セルロース、バイオポリマー、キサンタンガム、ジェランガム、及びこれらの混合物からなる群から選択される)を含む。
組成物は任意の液体形態であってよく、例えば、液体若しくはジェル形態、又はこれらの組み合わせてあってよい。組成物は、任意の単回用量形態であってよく、例えば、パウチであってもよい。
7.3.重質乾燥/固体(HDD)洗濯用洗剤組成物
例示的なHDD洗濯用洗剤組成物には、アニオン性洗浄界面活性剤(例えば、線状又は分岐状又はランダム鎖、置換又は非置換アルキル硫酸塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルアルコキシ化硫酸塩、アルキルリン酸塩、アルキルホスホン酸塩、アルキルカルボン酸塩及び/又はこれらの混合物)、非イオン性洗浄界面活性剤(例えば、線状又は分岐状又はランダム鎖、置換又は非置換C8〜C18アルキルエトキシレート、及び/又はC6〜C12アルキルフェノールアルコキシレート)、カチオン性洗浄界面活性剤(例えば、アルキルピリジニウム化合物、アルキル第四級アンモニウム化合物、アルキル四級ホスホニウム化合物、アルキル第三級スルホニウム化合物、及びこれらの混合物)、双極性及び/又は両性洗浄界面活性剤(例えば、アルカノールアミンスルホベタイン)、両性界面活性剤、半極性非イオン性界面活性剤、及びこれらの混合物を含む洗浄界面活性剤;無リン酸ビルダー(例えば、ゼオライトA、ゼオライトX、ゼオライトP、及びゼオライトMAPなどのゼオライトビルダー例を0重量%〜10重量%未満の範囲)、リン酸塩ビルダー(例えば、ナトリウム三ポリホスフェートを0重量%〜10重量%未満の範囲)、クエン酸、クエン酸塩及びニトリロ三酢酸、ケイ酸塩(例えば、ケイ酸ナトリウム若しくはケイ酸カリウム、又はメタケイ酸ナトリウムを0重量%〜10重量%未満の範囲、又は層状ケイ酸塩(SKS−6))を含むビルダー;炭酸塩(例えば、炭酸ナトリウム及び/又は重炭酸ナトリウムを0重量%〜80重量%未満の範囲);及び光漂白剤(例えば、スルホン化亜鉛フタロシアニン、スルホン化アルミニウムフタロシアニン、キサンテン染料、及びこれらの混合物)、疎水性又は親水性漂白活性化剤(例えば、ドデカノイルオキシベンゼンスルホン酸塩、デカノイルオキシベンゼンスルホン酸塩、デカノイルオキシ安息香酸又はそれらの塩、3,5,5−トリメチ(trimethy)ヘキサノイルオキシベンゼンスルホン酸塩、テトラアセチルエチレンジアミン−TAED、ノナノイルオキシベンゼンスルホン酸塩−NOBS、ニトリルクァット(nitrile quats)、及びこれらの混合物)、過酸化水素源(例えば、過ホウ酸ナトリウムの一又は四水和物、過炭酸塩、過硫酸塩、過リン酸塩、又は過ケイ酸塩などの無機過水和物塩)、予形成親水性及び/又は疎水性過酸(例えば、過カルボン酸及び塩、過炭酸及び塩、過イミド酸及び塩、ペルオキシ一硫酸及び塩、及びこれらの混合物)、及び/又は漂白触媒(例えば、イミン系漂白増進剤(イミニウムカチオン及びポリイオンを含む)、イミニウム両性イオン、変性アミン、変性アミンオキシド、N−スルホニルイミン、N−ホスホニルイミン、N−アシルイミン、チアジアゾールジオキシド、ペルフルオロイミン、環状糖ケトン、及びこれらの混合物、並びに金属含有漂白触媒(例えば、銅、鉄、チタン、ルテニウム、タングステン、モリブデン、又は亜鉛若しくはアルミニウムなどの補助金属カチオンと共にマンガンカチオン、及びエチレンジアミン四酢酸、エチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)などの金属イオン封鎖剤、及びこれらの水溶性塩)を含む漂白剤、が挙げられる。
例示的なHDD洗濯用洗剤組成物には、アニオン性洗浄界面活性剤(例えば、線状又は分岐状又はランダム鎖、置換又は非置換アルキル硫酸塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルアルコキシ化硫酸塩、アルキルリン酸塩、アルキルホスホン酸塩、アルキルカルボン酸塩及び/又はこれらの混合物)、非イオン性洗浄界面活性剤(例えば、線状又は分岐状又はランダム鎖、置換又は非置換C8〜C18アルキルエトキシレート、及び/又はC6〜C12アルキルフェノールアルコキシレート)、カチオン性洗浄界面活性剤(例えば、アルキルピリジニウム化合物、アルキル第四級アンモニウム化合物、アルキル四級ホスホニウム化合物、アルキル第三級スルホニウム化合物、及びこれらの混合物)、双極性及び/又は両性洗浄界面活性剤(例えば、アルカノールアミンスルホベタイン)、両性界面活性剤、半極性非イオン性界面活性剤、及びこれらの混合物を含む洗浄界面活性剤;無リン酸ビルダー(例えば、ゼオライトA、ゼオライトX、ゼオライトP、及びゼオライトMAPなどのゼオライトビルダー例を0重量%〜10重量%未満の範囲)、リン酸塩ビルダー(例えば、ナトリウム三ポリホスフェートを0重量%〜10重量%未満の範囲)、クエン酸、クエン酸塩及びニトリロ三酢酸、ケイ酸塩(例えば、ケイ酸ナトリウム若しくはケイ酸カリウム、又はメタケイ酸ナトリウムを0重量%〜10重量%未満の範囲、又は層状ケイ酸塩(SKS−6))を含むビルダー;炭酸塩(例えば、炭酸ナトリウム及び/又は重炭酸ナトリウムを0重量%〜80重量%未満の範囲);及び光漂白剤(例えば、スルホン化亜鉛フタロシアニン、スルホン化アルミニウムフタロシアニン、キサンテン染料、及びこれらの混合物)、疎水性又は親水性漂白活性化剤(例えば、ドデカノイルオキシベンゼンスルホン酸塩、デカノイルオキシベンゼンスルホン酸塩、デカノイルオキシ安息香酸又はそれらの塩、3,5,5−トリメチ(trimethy)ヘキサノイルオキシベンゼンスルホン酸塩、テトラアセチルエチレンジアミン−TAED、ノナノイルオキシベンゼンスルホン酸塩−NOBS、ニトリルクァット(nitrile quats)、及びこれらの混合物)、過酸化水素源(例えば、過ホウ酸ナトリウムの一又は四水和物、過炭酸塩、過硫酸塩、過リン酸塩、又は過ケイ酸塩などの無機過水和物塩)、予形成親水性及び/又は疎水性過酸(例えば、過カルボン酸及び塩、過炭酸及び塩、過イミド酸及び塩、ペルオキシ一硫酸及び塩、及びこれらの混合物)、及び/又は漂白触媒(例えば、イミン系漂白増進剤(イミニウムカチオン及びポリイオンを含む)、イミニウム両性イオン、変性アミン、変性アミンオキシド、N−スルホニルイミン、N−ホスホニルイミン、N−アシルイミン、チアジアゾールジオキシド、ペルフルオロイミン、環状糖ケトン、及びこれらの混合物、並びに金属含有漂白触媒(例えば、銅、鉄、チタン、ルテニウム、タングステン、モリブデン、又は亜鉛若しくはアルミニウムなどの補助金属カチオンと共にマンガンカチオン、及びエチレンジアミン四酢酸、エチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)などの金属イオン封鎖剤、及びこれらの水溶性塩)を含む漂白剤、が挙げられる。
組成物は、好ましくは酵素、例えば、プロテアーゼ、アミラーゼ、リパーゼ、セルラーゼ、コリンオキシダーゼ、ペルオキシダーゼ/オキシダーゼ、ペクチン酸リアーゼ、マンナナーゼ、クチナーゼ、ラッカーゼ、ホスホリパーゼ、リゾホスホリパーゼ、アシル基転移酵素、ペルヒドロラーゼ、アリールエステラーゼ、及びこれらの任意の混合物を含む。
組成物は、任意選択で、追加の洗剤成分(香料マイクロカプセル、デンプンカプセル化香料調和化物(perfume accord)、色調剤など)、追加のポリマー(布地一体性(fabric integrity)かつ陽イオン性のポリマーなど)、染料固定成分(dye-lock ingredient)、布地柔軟化剤、光沢剤(例えば、C.I.蛍光増白剤)、凝集剤、キレート剤、アルコキシル化ポリアミン、布地付着補助剤、及び/又はシクロデキストリンを含んでもよい。
7.4.自動食器洗い(ADW)洗剤組成物
例示的なADW洗剤組成物は、0〜10重量%の量で存在する非イオン性界面活性剤(エトキシル化非イオン性界面活性剤、アルコールアルコキシル化界面活性剤、エポキシキャップされたポリ(オキシアルキル化)アルコール、又はアミンオキシド界面活性剤など);5〜60%の範囲のビルダー(リン酸塩ビルダー(例えば、一リン酸塩、二リン酸塩、トリポリリン酸塩、他のオリゴマー性ポリリン酸塩(oligomeric-poylphosphate)、トリポリリン酸ナトリウム(STPP))、及びリン酸塩非含有ビルダー(例えば、メチルグリシン二酢酸(MGDA)及び塩並びにそれらの誘導体、グルタミン酸−N,N−二酢酸(GLDA)及び塩並びにそれらの誘導体、イミノジコハク酸(IDS)及び塩並びにそれらの誘導体、カルボキシメチルイヌリン及び塩並びにそれらの誘導体、ニトリロ三酢酸(NTA)、ジエチレントリアミンペンタ酢酸(DTPA)、B−アラニン二酢酸(B−ADA)及びそれらの塩などのアミノ酸系化合物、0.5%〜50重量%の範囲のポリカルボン酸のホモポリマー及びコポリマー並びにそれらの部分中和した又は完全中和した塩、単量体ポリカルボン酸及びヒドロキシカルボン酸及びそれらの塩など);寸法安定性を付与するための、約0.1重量%〜約50重量%の範囲のスルホン化/カルボキシル化ポリマー;約0.1重量%〜約10重量%の範囲の乾燥補助剤(例えば、ポリエステル、特に陰イオン性ポリエステルであって、任意選択で3〜6個の官能基(典型的には、重縮合を促す酸、アルコール又はエステル官能基)を有する更なるモノマーを伴うもの、ポリカーボネート−、ポリウレタン−、及び/又はポリ尿素−ポリオルガノシロキサン化合物又はそれらの前駆化合物(特に反応性環状カーボネート及び尿素タイプのもの);約1重量%〜約20重量%の範囲のケイ酸塩(例えば、二ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム及び結晶質フィロケイ酸塩などのケイ酸ナトリウム又はケイ酸カリウム);無機漂白剤(例えば、過ホウ酸塩、過炭酸塩、過リン酸塩、過硫酸塩、及び過ケイ酸塩などの過水和物塩)及び有機漂白剤(例えば、過酸化ジアシル及び過酸化テトラアシル、特に、ジペルオキシドデカン二酸(diperoxydodecanedioc acid)、ジペルオキシテトラデカン二酸(diperoxytetradecanedioc acid)、及びジペルオキシヘキサデカン二酸(diperoxyhexadecanedioc acid)などの有機過酸);漂白活性剤(即ち、約0.1重量%〜約10重量%の範囲の有機過酸前駆物質);漂白触媒(例えば、マンガン−トリアザシクロノナン及び関連する錯体、Co、Cu、Mn、及びFeビスピリジルアミン及び関連する錯体、並びにペンタミンアセタートコバルト(III)及び関連する錯体);約0.1重量%〜5重量%の範囲の金属処理剤(例えば、ベンゾトリアゾール(benzatriazole)、金属塩及び錯体、及び/又はケイ酸塩);自動食器洗浄用洗剤組成物1グラム当たり活性酵素約0.01〜5.0mgの範囲の酵素(例えば、プロテアーゼ、アミラーゼ、リパーゼ、セルラーゼ、コリンオキシダーゼ、ペルオキシダーゼ/オキシダーゼ、ペクタートリアーゼ、マンナナーゼ、クチナーゼ、ラッカーゼ、ホスホリパーゼ、リゾホスホリパーゼ、アシルトランスフェラーゼ、ペルヒドロラーゼ、アリールエステラーゼ、及びそれらの混合物など);並びに酵素安定剤成分(例えば、オリゴ糖、多糖類、及び無機二価金属塩など)を含む。
例示的なADW洗剤組成物は、0〜10重量%の量で存在する非イオン性界面活性剤(エトキシル化非イオン性界面活性剤、アルコールアルコキシル化界面活性剤、エポキシキャップされたポリ(オキシアルキル化)アルコール、又はアミンオキシド界面活性剤など);5〜60%の範囲のビルダー(リン酸塩ビルダー(例えば、一リン酸塩、二リン酸塩、トリポリリン酸塩、他のオリゴマー性ポリリン酸塩(oligomeric-poylphosphate)、トリポリリン酸ナトリウム(STPP))、及びリン酸塩非含有ビルダー(例えば、メチルグリシン二酢酸(MGDA)及び塩並びにそれらの誘導体、グルタミン酸−N,N−二酢酸(GLDA)及び塩並びにそれらの誘導体、イミノジコハク酸(IDS)及び塩並びにそれらの誘導体、カルボキシメチルイヌリン及び塩並びにそれらの誘導体、ニトリロ三酢酸(NTA)、ジエチレントリアミンペンタ酢酸(DTPA)、B−アラニン二酢酸(B−ADA)及びそれらの塩などのアミノ酸系化合物、0.5%〜50重量%の範囲のポリカルボン酸のホモポリマー及びコポリマー並びにそれらの部分中和した又は完全中和した塩、単量体ポリカルボン酸及びヒドロキシカルボン酸及びそれらの塩など);寸法安定性を付与するための、約0.1重量%〜約50重量%の範囲のスルホン化/カルボキシル化ポリマー;約0.1重量%〜約10重量%の範囲の乾燥補助剤(例えば、ポリエステル、特に陰イオン性ポリエステルであって、任意選択で3〜6個の官能基(典型的には、重縮合を促す酸、アルコール又はエステル官能基)を有する更なるモノマーを伴うもの、ポリカーボネート−、ポリウレタン−、及び/又はポリ尿素−ポリオルガノシロキサン化合物又はそれらの前駆化合物(特に反応性環状カーボネート及び尿素タイプのもの);約1重量%〜約20重量%の範囲のケイ酸塩(例えば、二ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム及び結晶質フィロケイ酸塩などのケイ酸ナトリウム又はケイ酸カリウム);無機漂白剤(例えば、過ホウ酸塩、過炭酸塩、過リン酸塩、過硫酸塩、及び過ケイ酸塩などの過水和物塩)及び有機漂白剤(例えば、過酸化ジアシル及び過酸化テトラアシル、特に、ジペルオキシドデカン二酸(diperoxydodecanedioc acid)、ジペルオキシテトラデカン二酸(diperoxytetradecanedioc acid)、及びジペルオキシヘキサデカン二酸(diperoxyhexadecanedioc acid)などの有機過酸);漂白活性剤(即ち、約0.1重量%〜約10重量%の範囲の有機過酸前駆物質);漂白触媒(例えば、マンガン−トリアザシクロノナン及び関連する錯体、Co、Cu、Mn、及びFeビスピリジルアミン及び関連する錯体、並びにペンタミンアセタートコバルト(III)及び関連する錯体);約0.1重量%〜5重量%の範囲の金属処理剤(例えば、ベンゾトリアゾール(benzatriazole)、金属塩及び錯体、及び/又はケイ酸塩);自動食器洗浄用洗剤組成物1グラム当たり活性酵素約0.01〜5.0mgの範囲の酵素(例えば、プロテアーゼ、アミラーゼ、リパーゼ、セルラーゼ、コリンオキシダーゼ、ペルオキシダーゼ/オキシダーゼ、ペクタートリアーゼ、マンナナーゼ、クチナーゼ、ラッカーゼ、ホスホリパーゼ、リゾホスホリパーゼ、アシルトランスフェラーゼ、ペルヒドロラーゼ、アリールエステラーゼ、及びそれらの混合物など);並びに酵素安定剤成分(例えば、オリゴ糖、多糖類、及び無機二価金属塩など)を含む。
7.5.追加の洗剤組成物
本発明のアミラーゼを加えることができる追加の例示的な洗剤配合物を、以下の付番した段落に記載する。
本発明のアミラーゼを加えることができる追加の例示的な洗剤配合物を、以下の付番した段落に記載する。
1)少なくとも600g/Lのかさ密度を有する顆粒として配合される洗剤組成物であって、直鎖状アルキルベンゼンスルホン酸塩(酸として計算)約7%〜約12%と;アルコールエトキシ硫酸塩(例えば、C12〜18アルコール、1〜2エチレンオキシド(EO))又はアルキル硫酸塩(例えば、C16〜18)約1%〜約4と;アルコールエトキシレート(例えば、C14〜15アルコール、7EO)約5%〜約9%と;炭酸ナトリウム(例えば、Na2CO3)約14%〜約20%と;可溶性ケイ酸塩(例えば、Na2O、2SiO2)約2〜約6%と;ゼオライト(例えば、NaA1SiO4)約15%〜約22%と;硫酸ナトリウム(例えば、Na2SO4)0%〜約6%と;クエン酸ナトリウム/クエン酸(例えば、C6H5Na3O7/C6H8O7)約0%〜約15%と;ナトリウム過ホウ酸塩(例えば、NaBO3H2O)約11%〜約18%と;TAED約2%〜約6%と;カルボキシメチルセルロース(CMC)及び(and)0%〜約2%と;ポリマー(例えば、マレイン酸/アクリル酸、コポリマー、PVP、PEG)0〜3%と;酵素(純粋な酵素として計算)0.0001〜0.1%タンパク質と;微量成分(例えば、抑泡剤、香料、光学的光沢剤、光漂白剤)0〜5%と、を含む洗剤組成物。
2)少なくとも600g/Lのかさ密度を有する顆粒として配合される洗剤組成物であって、直鎖状アルキルベンゼンスルホン酸塩(酸として計算)約6%〜約11%と;アルコールエトキシ硫酸塩(例えば、C12〜18アルコール、1〜2EO)又はアルキル硫酸塩(例えば、C16〜18)約1%〜約3%と;アルコールエトキシラート(例えば、C14〜15アルコール、7EO)約5%〜約9%と;炭酸ナトリウム(例えば、Na2CO3)約15%〜約21%と;可溶性ケイ酸塩(例えば、Na2O、2SiO2)約1〜約4%と;ゼオライト(例えば、NaAlSiO4)約24%〜約34%と;硫酸ナトリウム(例えば、Na2SO4)約4%〜約10%と;クエン酸ナトリウム/クエン酸(例えば、C6H5Na3O7/C6H8O7)0%〜約15%と;カルボキシメチルセルロース(CMC)0%〜約2%と;ポリマー(例えば、マレイン酸/アクリル酸コポリマー、PVP、PEG)1〜6%と;酵素(純粋な酵素タンパク質として計算)0.0001〜0.1%と;微量成分(例えば、抑泡剤、香料)0〜5%と、を含む洗剤組成物。
3)少なくとも600g/Lのかさ密度を有する顆粒として配合される洗剤組成物であって、直鎖状アルキルベンゼンスルホン酸塩(酸として計算)約5%〜約9%と;アルコールエトキシレート(例えば、C12〜15アルコール、7EO)約7%〜約14%と;脂肪酸としての石鹸(例えば、C16〜22脂肪酸)約1〜約3%と;炭酸ナトリウム(Na2CO3として)約10%〜約17%と;可溶性ケイ酸塩(例えば、Na2O、2SiO2)約3%〜約9%と;ゼオライト(NaA1SiO4として)約23%〜約33%と;硫酸ナトリウム(例えば、Na2SO4)0%〜約4%と;過ホウ酸ナトリウム(例えば、NaBO3H2O)約8%〜約16%と;TAED約2%〜約8%と;ホスホン酸塩(例えば、EDTMPA)0%〜約1%と;カルボキシメチルセルロース(CMC)0%〜約2%と;ポリマー(例えば、マレイン酸/アクリル酸コポリマー、PVP、PEG)0〜3%と;酵素(純粋な酵素タンパク質として計算)0.0001〜0.1%と;微量成分(例えば、抑泡剤、香料、光学的光沢剤)0〜5%と、を含む洗剤組成物。
4)少なくとも600g/Lのかさ密度を有する顆粒として配合される洗剤組成物であって、直鎖状アルキルベンゼンスルホン酸塩(酸として計算)約8%〜約12%と;アルコールエトキシラート(例えば、C12〜15アルコール、7EO)約10%〜約25%と;炭酸ナトリウム(Na2CO3として)約14%〜約22%と;可溶性ケイ酸塩(例えば、Na2O、2SiO2)約1%〜約5%と;ゼオライト(例えば、NaAlSiO4)約25%〜約35%と;硫酸ナトリウム(例えば、Na2SO4)0%〜約10%と;カルボキシメチルセルロース(CMC)0%〜約2%と;ポリマー(例えば、マレイン酸/アクリル酸コポリマー、PVP、PEG)1〜3%と;酵素(純粋な酵素タンパク質として計算)0.0001〜0.1%と;微量成分(例えば、抑泡剤、香料)0〜5%と、を含む洗剤組成物。
5)直鎖状アルキルベンゼンスルホン酸塩(酸として計算)約15%〜約21%と;アルコールエトキシレート(例えば、C12〜15アルコール、7EO又はC12〜15アルコール、5EO)約12%〜約18%と;脂肪酸としての石鹸(例えば、オレイン酸)約3%〜約13%と;アルケニルコハク酸(C12−14)0%〜約13%と;アミノエタノール約8%〜約18%と;クエン酸約2%〜約8%と;ホスホン酸塩0%〜約3%と;ポリマー(例えば、PVP、PEG)0%〜約3%と;ホウ酸(例えば、B4O7)0%〜約2%と;エタノール0%〜約3%と;プロピレングリコール約8%〜約14%と;酵素(純粋な酵素タンパク質として計算)0.0001〜0.1%と;微量成分(例えば、懸濁剤、抑泡剤、香料、光学的光沢剤)0〜5%と、を含む水性液体洗剤組成物。
6)直鎖状アルキルベンゼンスルホン酸塩(酸として計算)約15%〜約21%と;アルコールエトキシラート(例えば、C12〜15アルコール、7EO、又はC12〜15アルコール、5EO)3〜9%と;脂肪酸としての石鹸(例えば、オレイン酸)約3%〜約10%と;ゼオライト(NaAlSiO4として)約14%〜約22%と;クエン酸カリウム約9%〜約18%と;ホウ酸(例えば、B4O7)0%〜約2%と;カルボキシメチルセルロース(CMC)0%〜約2%と;ポリマー(例えば、PEG、PVP)0%〜約3%と;固着ポリマー(例えば、ラウリルメタクリラート/アクリル酸コポリマー;モル比25:1、MW 3800など)0%〜約3%と;グリセロール0%〜約5%と;酵素(純粋な酵素タンパク質として計算)0.0001〜0.1%と;微量成分(例えば、分散剤、抑泡剤、香料、光学的光沢剤)0〜5%と、を含む水性構成液体洗剤組成物。
7)少なくとも600g/Lのかさ密度を有する顆粒として配合される洗剤組成物であって、脂肪アルコール硫酸塩約5%〜約10%と;エトキシル化脂肪酸モノエタノールアミド約3%〜約9%と;脂肪酸としての石鹸0〜3%と;炭酸ナトリウム(例えば、Na2CO3)約5%〜約10%と;可溶性ケイ酸塩(例えば、Na2O、2SiO2)約1%〜約4%と;ゼオライト(例えば、NaAlSiO4)約20%〜約40%と;硫酸ナトリウム(例えば、Na2SO4)約2%〜約8%と;過ホウ酸ナトリウム(例えば、NaBO3H2O)約12%〜約18%と;TAED約2%〜約7%と;ポリマー(例えば、マレイン酸/アクリル酸コポリマー、PEG)約1%〜約5%と;酵素(純粋な酵素タンパク質として計算)0.0001〜0.1%と;微量成分(例えば、光学的光沢剤、抑泡剤、香料)0〜5%と、を含む洗剤組成物。
8)顆粒として配合される洗剤組成物であって、直鎖状アルキルベンゼンスルホン酸塩(酸として計算)約8%〜約14%と;エトキシル化脂肪酸モノエタノールアミド約5%〜約11%と;脂肪酸としての石鹸0%〜約3%と;炭酸ナトリウム(例えば、Na2CO3)約4%〜約10%と;可溶性ケイ酸塩(Na2O、2SiO2)約1%〜約4%と;ゼオライト(例えば、NaAlSiO4)約30%〜約50%と;硫酸ナトリウム(例えば、Na2SO4)約3%〜約11%と;クエン酸ナトリウム(例えば、C6H5Na3O7)約5%〜約12%と;ポリマー(例えば、PVP、マレイン酸/アクリル酸コポリマー、PEG)約1%〜約5%と;酵素(純粋な酵素タンパク質として計算)0.0001〜0.1%と;微量成分(例えば、抑泡剤、香料)0〜5%と、を含む洗剤組成物。
9)顆粒剤として配合される洗剤組成物であって、直鎖状アルキルベンゼンスルホン酸塩(酸として計算)約6%〜約12%と;非イオン性界面活性剤約1%〜約4%と;脂肪酸としての石鹸約2%〜約6%と;炭酸ナトリウム(例えば、Na2CO3)約14%〜約22%と;ゼオライト(例えば、NaA1SiO4)約18%〜約32%と;硫酸ナトリウム(例えば、Na2SO4)約5%〜約20%と;クエン酸ナトリウム(例えば、C6H5Na3O7)約3%〜約8%と;過ホウ酸ナトリウム(例えば、NaBO3H2O)約4%〜約9%と;漂白活性化剤(例えば、NOBS、又はTAED)約1%〜約5%と;カルボキシメチルセルロース(CMC)0%〜約2%と;ポリマー(例えば、ポリカルボキシレート、又はPEG)約1%〜約5%と;酵素(純粋な酵素タンパク質として計算)0.0001〜0.1%と;微量成分(例えば、光学的光沢剤、香料)0〜5%と、を含む洗剤組成物。
10)直鎖状アルキルベンゼンスルホン酸塩(酸として計算)約15%〜約23%と;アルコールエトキシ硫酸塩(例えば、C12〜15アルコール、2〜3EO)約8%〜約15%と;アルコールエトキシラート(例えば、C12〜15アルコール、7EO、又はC12〜15アルコール、5EO)約3%〜約9%と;脂肪酸としての石鹸(例えば、ラウリン酸)0%〜約3%と;アミノエタノール約1%〜約5%と;クエン酸ナトリウム約5%〜約10%と;ヒドロトロープ(例えば、トルエンスルホン酸ナトリウム)約2%〜約6%と;ホウ酸(例えば、B4O7)0%〜約2%と;カルボキシメチルセルロース0%〜約1%と;エタノール約1%〜約3%と;プロピレングリコール約2%〜約5%と;酵素(純粋な酵素タンパク質として計算)0.0001〜0.1%と;微量成分(例えば、ポリマー、分散剤、香料、光学的光沢剤)0〜5%と、を含む水性液体洗剤組成物。
11)直鎖状アルキルベンゼンスルホン酸塩(酸として計算)約20%〜約32%と;アルコールエトキシレート(例えば、C12〜15アルコール、7EO、又はC12〜15アルコール、5EO)6〜12%と;アミノエタノール約2%〜約6%と;クエン酸約8%〜約14%と;ホウ酸(例えば、B4O7)約1%〜約3%と;ポリマー(例えば、マレイン酸/アクリル酸コポリマー、固着ポリマー、例えば、ラウリルメタクリレート/アクリル酸コポリマー)0%〜約3%と;グリセロール約3%〜約8%と;酵素(純粋な酵素タンパク質として計算)0.0001〜0.1%と;微量成分(例えば、ヒドロトロープ、分散剤、香料、光学的光沢剤)0〜5%と、を含む水性液体洗剤組成物。
12)少なくとも600g/Lのかさ密度を有する顆粒剤として配合される洗剤組成物であって、アニオン性界面活性剤(直鎖状アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキル硫酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、α−スルホ脂肪酸メチルエステル、アルカンスルホン酸塩、石鹸)約25%〜約40%と;非イオン性界面活性剤(例えば、アルコールエトキシレート)約1%〜約10%と;炭酸ナトリウム(例えば、Na2CO3)約8%〜約25%と;可溶性ケイ酸塩(例えば、Na2O、2SiO2)約5%〜約15%と;硫酸ナトリウム(例えば、Na2SO4)0%〜約5%と;ゼオライト(NaA1SiO4)約15%〜約28%と;過ホウ酸ナトリウム(例えば、NaBO3・4H2O)0%〜約20%と;漂白活性化剤(TAED又はNOBS)約0%〜約5%と;酵素(純粋な酵素タンパク質として計算)0.0001〜0.1%と;微量成分(例えば、香料、光学的光沢剤)0〜3%と、を含む洗剤組成物。
13)直鎖状アルキルベンゼンスルホン酸塩の全て、又は一部が、(C12〜C18)アルキル硫酸塩によって置換されている、上記組成物1)〜12)に記載した、洗剤組成物。
14)少なくとも600g/Lのかさ密度を有する顆粒として配合される洗剤組成物であって、(C12〜C18)アルキル硫酸塩約9%〜約15%と;アルコールエトキシラート約3%〜約6%と;ポリヒドロキシアルキル脂肪酸アミド約1%〜約5%と;ゼオライト(例えば、NaAlSiO4)約10%〜約20%と;層状二ケイ酸塩(例えば、Hoechst製SK56)約10%〜約20%と;炭酸ナトリウム(例えば、Na2CO3)約3%〜約12%と;可溶性ケイ酸塩(例えば、Na2O、2SiO2)0%〜約6%と;クエン酸ナトリウム約4%〜約8%と;過炭酸ナトリウム約13%〜約22%と;TAED約3%〜約8%と;ポリマー(例えば、ポリカルボン酸塩及びPVP)0%〜約5%と;酵素(純粋な酵素タンパク質として計算)0.0001〜0.1%と;微量成分(例えば、光学的光沢剤、光漂白剤、香料、抑泡剤)0〜5%と、を含む洗剤組成物。
15)少なくとも600g/Lのかさ密度を有する顆粒として配合される洗剤組成物であって、(C12〜C18)アルキル硫酸塩約4%〜約8%と;アルコールエトキシラート約11%〜約15%と;石鹸約1%〜約4%と;ゼオライトMAP又はゼオライトA約35%〜約45%と;炭酸ナトリウム(Na2CO3として)約2%〜約8%と;可溶性ケイ酸塩(例えば、Na2O、2SiO2)0%〜約4%と;過炭酸ナトリウム約13%〜約22%と;TAED 1〜8%と;カルボキシメチルセルロース(CMC)0%〜約3%と;ポリマー(例えば、ポリカルボン酸塩及びPVP)0%〜約3%と;酵素(純粋な酵素タンパク質として計算)0.0001〜0.1%と;微量成分(例えば、光学的光沢剤、ホスホン酸塩、香料)0〜3%と、を含む洗剤組成物。
16)上記1)〜15)に記載される通りの洗剤配合物であって、追加成分として、又はすでに記載されている漂白系の代替として安定化又は封入された過酸を含有する、洗剤配合物。
17)上記1)、3)、7)、9)、及び12)に記載される通りの洗剤組成物であって、過ホウ酸塩が過炭酸塩により置き換えられている、洗剤組成物。
18)上記1)、3)、7)、9)、12)、14)、及び15)に記載される通りの洗剤組成物であって、マンガン触媒を更に含有する、洗剤組成物。マンガン触媒は、例えば、「Efficient manganese catalysts for low−temperature bleaching,」Nature 369:637〜639(1994)に記載の化合物のうちの1つである。
19)液体非イオン性界面活性剤、例えば、線状アルコキシル化一級アルコールなど、ビルダー系(例えば、リン酸)、酵素(1種又は複数種)、及びアルカリを含む非水性洗剤液体として配合された洗剤組成物。洗剤は、アニオン性界面活性剤及び/又は漂白系を含んでもよい。
上記の通り、本発明のアミラーゼポリペプチドは、従来洗剤において採用されていた濃度で組み込むことができる。本発明では、洗剤組成物において、酵素は、洗浄液1L当たり0.00001〜1.0mg(純粋な酵素タンパク質として計算)のアミラーゼポリペプチドに相当する量で添加され得ることが想到される。
洗剤組成物はまた、その他の従来の洗剤原材料、例えば、解膠剤、充填材、消泡剤、抗腐食剤、汚れ懸濁剤、金属イオン封鎖剤、汚れ再付着防止剤、脱水剤、染料、殺菌剤、蛍光剤、増粘剤、及び香料を含有し得る。
洗剤組成物は、染みの付着した布地の前処理剤、及びすすぎ時添加型布地柔軟剤組成物に好適な洗濯添加剤組成物を含む、手洗い(手動)若しくは機械(自動)洗濯用洗剤組成物として配合することもでき、又は一般的な家庭用硬質表面洗浄作業で使用するための洗剤組成物として配合することもでき、又は手動若しくは自動食器洗い作業向けに配合することもできる。
本明細書に記載の任意の洗浄用組成物には任意の数の追加の酵素を含有させることもできる。一般的には、酵素(1種又は複数種)は選択された洗剤と適合する必要があり(例えば、最適pHが適合する、かつその他の酵素及び非酵素成分と適合するなど)、酵素(1種又は複数種)は有効な量で存在させる必要がある。次の酵素が例として提供される。
プロテアーゼ:好適なプロテアーゼとしては、動物、野菜又は微生物由来のものが挙げられる。化学修飾されたか、又はタンパク質操作による変異体、並びに天然にプロセシングを受けたタンパク質が含まれる。プロテアーゼは、セリンプロテアーゼ若しくはメタロプロテアーゼ、アルカリ性微生物プロテアーゼ、トリプシン様プロテアーゼ、又はキモトリプシン様プロテアーゼであってよい。アルカリプロテアーゼの例としては、サブチリシン、特に、例えば、バチルス(Bacillus)由来のサブチリシンNovo、サブチリシンCarlsberg、サブチリシン309、サブチリシン147、及びサブチリシン168(例えば、米国特許第6,287,841号を参照されたい)が挙げられる。トリプシン様プロテアーゼの例としては、トリプシン(例えば、ブタ又はウシ由来のもの)、フサリウム(Fusarium)プロテアーゼ(例えば、国際公開第89/06270号及び国際公開第94/25583号を参照)が挙げられる。有用プロテアーゼの例としてはまた、国際公開第92/19729号、国際公開第98/20115号、国際公開第98/20116号、及び国際公開第98/34946号に記載の変異体も挙げられるがこれらに限定されない。市販のプロテアーゼ酵素としては、ALCALASE(登録商標)、SAVINASE(登録商標)、PRIMASE(商標)、DURALASE(商標)、ESPERASE(登録商標)、KANNASE(商標)、及びBLAZE(商標)(Novo Nordisk A/S及びNovozymes A/S);MAXATASE(登録商標)、MAXACAL(商標)、MAXAPEM(商標)、PROPERASE(登録商標)、PURAFECT(登録商標)、PURAFECT OXP(商標)、FN2(商標)、及びFN3(商標)(Danisco US Inc.)が挙げられるがこれらに限定されない。その他の例示的なプロテアーゼとしては、バチルス・アミロリキファシエンス(Bacillus amylo liquifaciens)由来のNprE、及びセルロモナス種(Cellulomonas sp.)株69B4由来のASPが挙げられる。
リパーゼ:好適なリパーゼとしては、細菌、植物、動物、又は真菌由来のものが挙げられる。化学修飾されたか、タンパク質の分解により改質されたか、又はタンパク質操作による変異体が含まれる。有用なリパーゼの例としては、フミコラ(Humicola)(異名:サーモマイセス(Thermomyces))由来のリパーゼ、例えば、H.ラヌギノーサ(H. lanuginosa)(T.ラヌギノサス(T. lanuginosus))由来(例えば、欧州特許第258068号及び欧州特許第305216号を参照されたい)、H.インソレン(H. insolen)由来(例えば、国際公開第96/13580号を参照されたい);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)又はP.シュードアルカリゲネス(P. pseudoalcaligenes)由来、例えば、欧州特許第218272号を参照されたい)、P.セパシア(P. cepacia)(例えば、欧州特許第331376号を参照されたい)、P.スツッツェリ(P. stutzeri)(例えば、英国特許第1,372,034号を参照されたい)、P.フルオレセンス(P. fluorescens)、シュードモナス種(Pseudomonas sp.)株SD705(例えば、国際公開第95/06720号及び国際公開第96/27002号を参照されたい)、P.ウィスコンシネンシス(P. wisconsinensi)(例えば、国際公開第96/12012号を参照されたい);バチルス(Bacillus)リパーゼ(例えば、B.サブチリス(B. subtilis)、例えば、Dartois et al.Biochemica et Biophysica Acta,1131:253〜360(1993)を参照されたい)、B.ステアロサーモフィルス(B. stearothermophilus)(例えば、日本特許第64/744992号を参照されたい)、又はB.プミルス(B. pumilus)(例えば、国際公開第91/16422号を参照されたい)が挙げられるがこれらに限定されない。配合物における使用が想到される追加のリパーゼ変異体としては、例えば、国際公開第92/05249号、国際公開第94/01541号、国際公開第95/35381号、国際公開第96/00292号、国際公開第95/30744号、国際公開第94/25578号、国際公開第95/14783号、国際公開第95/22615号、国際公開第97/04079号、国際公開第97/07202号、欧州特許第407225号、及び欧州特許第260105号、に記載のものが挙げられる。いくつかの市販のリパーゼ酵素としては、LIPOLASE(登録商標)及びLIPOLASE ULTRA(商標)(Novo Nordisk A/S及びNovozymes A/S)が挙げられる。
ポリエステラーゼ:好適なポリエステラーゼは、例えば、国際公開第01/34899号、国際公開第01/14629号、及び米国特許第6,933,140号に記載されているものなどの組成物に含まれ得る。
アミラーゼ:組成物は、生産性を増強させるものではないアミラーゼなどの、その他のアミラーゼと組み合わせることができる。これらとしては、STAINZYME(登録商標)、NATALASE(登録商標)、DURAMYL(登録商標)、TERMAMYL(登録商標)、FUNGAMYL(登録商標)及びBAN(商標)(Novo Nordisk A/S及びNovozymes A/S);RAPIDASE(登録商標)、POWERASE(登録商標)、及びPURASTAR(登録商標)(Danisco US Inc.製)などの市販のアミラーゼが挙げられるが、これらに限定されない。
セルラーゼ:セルラーゼを組成物に加えることができる。好適なセルラーゼには、細菌又は真菌由来のものが含まれる。哺乳類又は植物由来のセルラーゼもまた想定される。化学修飾された突然変異体又はタンパク質工学による変異体が含まれる。好適なセルラーゼとしては、バチルス(Bacillus)属、シュードモナス(Pseudomonas)属、ヒュミコラ(Humicola)属、フザリウム(Fusarium)属、チエラビア(Thielavia)属、アクレモニウム(Acremonium)属由来のセルラーゼ(例えば、米国特許第4,435,307号;第5,648,263号;第5,691,178号;第5,776,757号;及び国際公開第89/09259号などに開示される、ヒュミコラ・インソレンス(Humicola insolens)、マイセリオフトラ・サーモフィラ(Myceliophthora thermophila)及びフザリウム・オキシスポラム(Fusarium oxysporum)から生成される真菌セルラーゼなど)が挙げられる。用いるために企図された例示的なセルラーゼは、織物に対し有益な色ケア効果を有するものである。このようなセルラーゼの例は、例えば、欧州特許第0495257号、欧州特許第0531372号、国際公開第96/11262号、国際公開第96/29397号、及び国際公開第98/08940号に記載のセルラーゼである。その他の例は、国際公開第94/07998号、国際公開第98/12307号、国際公開第95/24471号、国際出願PCT/DK98/00299号、欧州特許第531315号、米国特許第5,457,046号、同第5,686,593号、及び同第5,763,254号に記載のものなどのセルラーゼ変異体である。市販のセルラーゼとしては、CELLUZYME(登録商標)及びCAREZYME(登録商標)(Novo Nordisk A/S及びNovozymes A/S)、CLAZINASE(登録商標)及びPURADAXHA(登録商標)(Danisco US Inc.)、及びKAC−500(B)(商標)(Kao Corporation)が挙げられる。
ペルオキシダーゼ/オキシダーゼ:組成物における使用が想定されている好適なペルオキシダーゼ/オキシダーゼには、植物、細菌又は真菌由来のものが含まれる。化学修飾された突然変異体又はタンパク質工学による突然変異体が含まれる。有用なペルオキシダーゼの例としては、国際公開第93/24618号、国際公開第95/10602号、及び国際公開第98/15257号に記載される、コプリナス(Coprinus)由来、例えば、C.シネレウス(C. cinereus)由来のペルオキシダーゼ、及びそれらの変異体が挙げられる。市販のペルオキシダーゼとしては、例えば、GUARDZYME(商標)(Novo Nordisk A/S及びNovozymes A/S)が挙げられる。
洗剤組成物はまた、2,6−β−D−フルクタン加水分解酵素を含んでもよく、これは、本発明の家庭用及び/又は工業用織物/洗濯物上に存在するバイオフィルムの除去/洗浄に有効である。
洗剤酵素(1種又は複数種)は、1つ以上の酵素を含有する別個の添加剤を加えることにより、又はこれらの酵素の全てを含む組み合わせた添加剤を加えることにより、洗剤組成物に含有させることもできる。洗剤添加剤、即ち、別個の添加剤又は組み合わせた添加剤は、例えば、顆粒剤、液体、及びスラリーなどとして配合することができる。例示的な洗剤添加剤配合物としては、顆粒剤、特に非散布顆粒顆粒剤、液体、特に安定化された液体又はスラリーが挙げられるがこれらに限定されない。
非散布顆粒は、米国特許第4,106,991号及び同第4,661,452号に開示される通りに作製されてよく、場合により、当該技術分野において既知の方法により、コーティングされてもよい。ワックスコーティング材料の例としては、平均分子量1,000〜20,000を有するポリ(エチレンオキシド)製品(例えば、ポリエチレングリコール、PEG);16〜50個のエチレンオキシド単位を有するエトキシ化ノニルフェノール、エトキシ化脂肪アルコール(ここで、アルコールは、12〜20個の炭素原子を含有し、15〜80個のエチレンオキシド単位が存在する);脂肪アルコール;脂肪酸;並びに脂肪酸のモノ及びジ及びトリグリセリドである。流動層技術による適用に適当なフィルム形成コーティング材料の例は、例えば、英国特許第1483591号において与えられる。液体酵素調製物は、例えば、確立された方法に従い、ポリオール(プロピレングリコールなど)、糖又は糖アルコール、乳酸又はホウ酸を添加することにより、安定化させてもよい。保護化酵素(Protected enzyme)を、欧州公開公報第238,216号に開示される方法に従い調製してもよい。
洗剤組成物は、任意の便利な形態であってよく、例えば、バー、錠剤、粉末、顆粒、ペースト、又は液体であってよい。液体洗剤は水性であってよく、典型的には、最大で約70%の水及び0%〜約30の有機溶媒を含有し得る。約30%以下の水を含有するコンパクト洗剤ジェルもまた想到される。洗剤組成物には、場合により1つ以上の界面活性剤を含ませることができ、界面活性剤は、半極性などの非イオン性及び/又はアニオン性及び/又はカチオン性及び/又は双極性であってよい。界面活性剤は、約0.1重量%〜約60重量%の広範な範囲で存在させることができる。
含有させる際、洗剤には、典型的には、約1%〜約40%でアニオン性界面活性剤、例えば、直鎖状アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、アルキル硫酸塩(脂肪族アルコール硫酸塩)、アルコールエトキシ硫酸塩、第二級アルカンスルホン酸塩、α−スルホ脂肪酸メチルエステル、アルキル−又はアルケニルコハク酸、又は石鹸などが含有される。
含有させる際、洗剤には、通常、約0.2%〜約40%で非イオン性界面活性剤、例えば、アルコールエトキシレート、ノニルフェノールエトキシレート、アルキルポリグリコシド、アルキルジメチルアミンオキシド、エトキシ化脂肪酸モノエタノールアミド、脂肪酸モノエタノールアミド、ポリヒドロキシアルキル脂肪酸アミド、又はグルコサミンのN−アシル−N−アルキル誘導体(「グルカミド」)が含有される。
洗剤は、0%〜約65%洗剤ビルダー、又は錯化剤、例えば、ゼオライト、二リン酸塩、三リン酸塩、ホスホン酸塩、炭酸塩、クエン酸塩、ニトロ三酢酸、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)、ジエチレントリアミン五酢酸、アルキル−又はアルケニルコハク酸、可溶性ケイ酸塩又は層状ケイ酸塩(例えば、HoechstのSKS−6)を含有してもよい。
洗剤は、1種類以上のポリマーを含んでいてもよい。例示的なポリマーとしては、カルボキシメチルセルロース(CMC)、ポリ(ビニルピロリドン)(PVP)、ポリ(エチレングリコール)(PEG)、ポリ(ビニルアルコール)(PVA)、ポリ(ビニルピリジン−N−オキシド)、ポリ(ビニルイミダゾール)、ポリカルボキシレート、例えば、ポリアクリレート、マレイン酸/アクリル酸コポリマー類)、及びラウリルメタクリレート/アクリル酸コポリマー類が挙げられる。
洗剤組成物の酵素(1種又は複数種)は、従来の安定化剤、例えば、ポリオール(例えば、プロピレングリコール又はグリセロール)、糖若しくは糖アルコール、乳酸、ホウ酸若しくはホウ酸誘導体(例えば、芳香族ホウ酸エステル)、又はフェニルボロン酸誘導体(例えば、4−ホルミルフェニルボロン酸)を使用し安定化することもできる。組成物は、国際公開第92/19709号及び国際公開第92/19708号に記載の通りに配合することができる。
洗剤組成物には、特に酵素変異体を、洗浄液1L当たり酵素タンパク質約0.01〜約100mgに相当する量で加えることができるものと想到される(例えば、洗浄液1L当たり約0.05〜約5.0mgの酵素タンパク質、又は洗浄液1L当たり0.1〜約1.0mgの酵素タンパク質)。
本発明の組成物及び方法は以下の詳細を参照して記載されているものの、多様な変更をなすことができることを理解されたい。
7.6.洗剤組成物中のアミラーゼ活性を評価する方法
布片及び微小布片アッセイを含む、数多くのα−アミラーゼ洗浄アッセイが当該技術分野において既知である。添付の実施例は、このようなアッセイをいくつかのみ記載する。
布片及び微小布片アッセイを含む、数多くのα−アミラーゼ洗浄アッセイが当該技術分野において既知である。添付の実施例は、このようなアッセイをいくつかのみ記載する。
本組成物及び方法、並びにそれらの利点を更に例示するために、後述の具体的な実施例が、これらの実施例が限定的なものではなく例示的なものであるとの理解の下に提供される。
8.醸造組成物
TeAmy1又はその変異体は、醸造物などの発酵飲料を提供するプロセスにおいて使用される醸造組成物の成分であってもよい。非発酵性炭水化物は、最終的なビール中に溶解している固体の大部分を占めると考えられる。この残留物は、デンプンのα−1,6結合を加水分解する麦芽アミラーゼが作用しないために残留する。非発酵性炭水化物は、ビール12オンス(約340グラム)当たり約50カロリーをもたらす。通常、TeAmy1又はその変異体を、グルコアミラーゼ、並びに任意選択で、プルラナーゼ、及び/又はイソアミラーゼと組み合わせることで、デンプンのデキストリン及び発酵性の糖への変換が補助され、最終的なビール中の残余非発酵性炭水化物が減少する。
TeAmy1又はその変異体は、醸造物などの発酵飲料を提供するプロセスにおいて使用される醸造組成物の成分であってもよい。非発酵性炭水化物は、最終的なビール中に溶解している固体の大部分を占めると考えられる。この残留物は、デンプンのα−1,6結合を加水分解する麦芽アミラーゼが作用しないために残留する。非発酵性炭水化物は、ビール12オンス(約340グラム)当たり約50カロリーをもたらす。通常、TeAmy1又はその変異体を、グルコアミラーゼ、並びに任意選択で、プルラナーゼ、及び/又はイソアミラーゼと組み合わせることで、デンプンのデキストリン及び発酵性の糖への変換が補助され、最終的なビール中の残余非発酵性炭水化物が減少する。
これらの飲料の製造に使用される主要な原材料は、水、ホップ、及び麦芽である。加えて、限定するものではないが、一般的なコーングリッツ、精製コーングリッツ、醸造者により粉砕された酵母、米、ソルガム、精製コーンデンプン、大麦、大麦デンプン、脱穀された大麦、小麦、小麦デンプン、炒って加熱処理された穀草、穀草フレーク、ライ麦、オーツ麦、ジャガイモ、タピオカ、及びシロップ、例えばトウモロコシシロップ、サトウキビシロップ、反転型糖シロップ、大麦及び/又は小麦シロップ、及び同様物、などの添加剤をデンプン源として使用することもできる。
数多くの理由により、選別された大麦品種から主として生産される麦芽は、ビールの最終的な特徴及び品質に重要な影響を与える。第1に、麦芽はビールにおける主要な矯味矯臭剤である。第2に、麦芽は発酵性糖の大部分を提供する。第3に、麦芽はビールのボディ及び泡の特徴に関係するタンパク質を提供する。第4に、麦芽はマッシュ中に必要な酵素活性を提供する。ホップもまたビールの芳香を含む品質の大部分に関係する。具体的には、ホップ(又はホップ構成成分)は、好ましい苦味物質をビールに加える。加えて、ホップはタンパク質沈殿剤として作用し、防腐剤となり、泡の形成及び安定化を補助し得る。
工業醸造のため、及び家庭内醸造のための両方の醸造に関し、大麦、オーツ麦、小麦などの穀草(穀物)だけでなく、多くの場合、トウモロコシ及び米もまた使用され、その他の植物成分、多くの場合はホップなどもまた加えられる。醸造に使用される成分は、麦芽生成されていなくてもよく、あるいは麦芽生成されていてよく、即ち、部分的に発芽させ、結果として、α−アミラーゼを含む酵素濃度を上昇させることもできる。首尾よく醸造するため、発酵に適切な濃度の糖を保証するため、α−アミラーゼ酵素の活性レベルは適切である必要がある。したがって、TeAmy1又はその変異体単独で、又は他の1種類若しくは複数種類のα−アミラーゼと組み合わせて、醸造で使用される成分に添加してよい。
本明細書で使用するとき、用語「ストック」は、圧搾又は破壊された穀物及び植物成分を意味する。例えば、ビールの生産に使用される大麦は、発酵用マッシュの生成に適切な稠度を得るため、粗く磨砕又は破砕した穀粒である。本明細書で使用するとき、用語「ストック」は、破砕又は粗く磨砕された形態の、前述の任意の種類の植物又は穀物を含む。本明細書に記載の方法を使用して、穀粉及びストックの両方におけるα−アミラーゼ活性のレベルを判定することもできる。
ビールの製造プロセスは当該技術分野において周知である。例えば、Wolfgang Kunze(2004)「Technology Brewing and Malting,」Research and Teaching Institute of Brewing,Berlin(VLB),3rd editionを参照されたい。簡潔に述べると、プロセスは、(a)マッシュを調製すること、(b)マッシュを濾過して、糖化液を調製すること、及び(c)糖化液を発酵させて、ビールなどの発酵飲料を得ること、を包含する。典型的には、粉砕若しくは破砕麦芽、麦芽及び添加剤、又は添加剤を水と混合し、調節温度下で一定時間保持して、麦芽中に存在する酵素及び/又は添加剤に、麦芽中に存在するデンプンを発酵性糖類に変換させる。次にマッシュをマッシュフィルタに移し、穀物残渣から液体を分離する。この甘みのある液体を「糖化液」と呼び、後に残った穀物残渣を「粕」と呼ぶ。マッシュは、典型的には抽出され、抽出は、残留可溶性抽出物を粕から回収する目的で水をマッシュに加えることを伴う。次に糖化液を激しく沸騰させて糖化液を滅菌し、色、香り及び匂いの展開を補助する。沸騰中のどこかの時点でホップを加える。糖化液を冷却し、発酵槽に移す。
次に、発酵槽内で糖化液を酵母と接触させる。発酵槽を冷却し、発酵を停止させてもよい。凝集し得る酵母は除去する。最後に、ビールを冷却し、ビールを清澄化させ芳香を展開させる間に一定時間貯蔵し、ビールの見た目、芳香及び貯蔵寿命を損なうなんらかの物質を沈降させる。ビールは、通常、約2%〜約10% v/vのアルコールを含有するものの、高アルコール含量、例えば、18% v/vを得ることもできる。充填前、ビールには炭酸を加え、所望により、濾過及び低温殺菌する。
多くの場合、但し必須ではないものの、TeAmy1又はそれらの変異体と組み合わせて1種以上のグルコアミラーゼ(1種以上)、プルラナーゼ(1種以上)、及び/又はイソアミラーゼ(1種以上)、並びにこれらの任意の組み合わせなどの外来性酵素を含む、醸造組成物を、上記工程(a)のマッシュに(マッシュの調製中などに)加えることができる。あるいは、又は加えて、醸造組成物を上記工程(b)のマッシュに、即ち、マッシュの濾過中に加えることもできる。あるいは、又は加えて、醸造組成物を、上記工程(c)の糖化液に(糖化液の発酵中などに)、加えることもできる。
本発明の一態様は、ビールなどの発酵飲料の生産における、本発明によるTeAmy1又はそれらの変異体の使用に関する。
別の態様は、マッシュ及び/又は糖化液をTeAmy1又はそれらの変異体と接触させる工程を含む、発酵飲料を提供する方法に関する。
更なる態様は、発酵飲料を提供する方法であって、(a)マッシュを調製する工程、(b)マッシュを濾過して、糖化液を得る工程、及び(c)糖化液を発酵させてビールなどの発酵飲料を得る工程、を含む方法に関し、TeAmy1又はそれらの変異体は、(i)工程(a)のマッシュ、及び/又は(ii)工程(b)の糖化液、及び/又は(iii)工程(c)の糖化液に加えられる。
更に別の態様によると、(1)マッシュ及び/又は糖化液をTeAmy1又はそれらの変異体と接触させる工程、及び/又は(2)(a)マッシュを調製する工程、(b)マッシュを濾過して、糖化液を得る工程、及び(c)糖化液を発酵させてビールなどの発酵飲料を得る工程、を含む方法により、ビールなどの発酵飲料が生産又は提供され、TeAmy1又はそれらの変異体が、(i)工程(a)のマッシュ、及び/又は(ii)工程(b)の糖化液、及び/又は(iii)工程(c)の糖化液に加えられる。
個々の実施形態は、上記の任意の使用、方法、又は発酵飲料に関係し、発酵飲料は、麦芽のみのビール(full malted beer)、「ビール純粋令」下で醸造されたビール、エール、IPA、ラガー、ビター、発泡酒(第2のビール)、第3のビール、ドライビール、ニア・ビール、ライト・ビール、低アルコールビール、低カロリービール、ポーター、ボック・ビール、スタウト、モルト・リカー、ノンアルコールビール、及びノンアルコールモルト・リカーなどのビールだけでなく、別の穀草及び麦芽飲料、例えば、果実フレーバーの麦芽飲料(例えば、レモン、オレンジ、ライムなどのシトラスフレーバー、若しくはベリーフレーバーの麦芽飲料)、蒸留酒フレーバーの麦芽飲料(例えば、ウォッカ、ラム、又はテキーラフレーバーのモルト・リカー)、又はコーヒーフレーバーの麦芽飲料(カフェインフレーバーのモルト・リカーなど)、及び同様物などである。
9.ヨウ素陽性デンプンの減少
TeAmy1及びその変異体は、液化、及び/又は糖化方法において使用されたとき、ヨウ素陽性デンプン(IPS)を減少させ得る。IPSの供給源の1つは、加水分解を逃れたアミロースに由来し、及び/又はデンプンポリマーの老化に由来する。デンプン分子には、別の分子に結合し、結晶化度を増加させる傾向があるため、時間経過と共に、デンプンの老化はデンプンペースト、又はジェルにおいて自然に生じる。低濃度の溶液は、デンプン分子が積極的により大きな物体へと会合するため、濁度が増加する。沈澱が自然発生した場合、沈殿したデンプンは、その元来の冷水不溶性の状態を取り戻しているように思われる。高濃度のペーストは、冷却によりジェルに変化し、時間経過と共に、デンプン分子の会合が増加することにより着実に堅固さを増す。これは、近接するデンプン分子上のヒドロキシ基間に水素結合が形成される傾向が強くあることから生じる。j.A.radley,ed.,STARCH AND ITS DERIVATIVES 194〜201(Chapman and Hall,London(1968))を参照されたい。
TeAmy1及びその変異体は、液化、及び/又は糖化方法において使用されたとき、ヨウ素陽性デンプン(IPS)を減少させ得る。IPSの供給源の1つは、加水分解を逃れたアミロースに由来し、及び/又はデンプンポリマーの老化に由来する。デンプン分子には、別の分子に結合し、結晶化度を増加させる傾向があるため、時間経過と共に、デンプンの老化はデンプンペースト、又はジェルにおいて自然に生じる。低濃度の溶液は、デンプン分子が積極的により大きな物体へと会合するため、濁度が増加する。沈澱が自然発生した場合、沈殿したデンプンは、その元来の冷水不溶性の状態を取り戻しているように思われる。高濃度のペーストは、冷却によりジェルに変化し、時間経過と共に、デンプン分子の会合が増加することにより着実に堅固さを増す。これは、近接するデンプン分子上のヒドロキシ基間に水素結合が形成される傾向が強くあることから生じる。j.A.radley,ed.,STARCH AND ITS DERIVATIVES 194〜201(Chapman and Hall,London(1968))を参照されたい。
糖液中にIPSが存在すると、最終生成物の品質に悪影響が生じ、下流の加工で重要な問題となる。IPSは濾過系に詰まり又は減速させ、精製に使用される炭素カラムを塞ぐ。IPSが十分な高濃度に達すると、IPSは炭素カラムを通過して漏れだし、生産効率を低下させる。加えて貯蔵時に、最終生成物に、最終生成物の品質に望ましくない濁りを生じさせる恐れがある。IPSの量は、糖化槽を隔離し、内容物を戻し混合することにより減少させることができる。それでも尚、IPSは、とりわけ炭素カラム及び濾過系に蓄積する。したがって、TeAmy1又はその変異体の使用は、IPSの量を減少させることによりプロセスの性能を全体として改良するものと見込まれる。
実施例1:TeAmy1のクローニング
タラロミセス・エメルソニ(Talaromyces emersonii)株ATCC16479のゲノムDNAは、BLAST検索により決定される通りにその他の真菌α−アミラーゼと相同性を有するグリコシル加水分解酵素をコードする。図1を参照されたい。8個のイントロンを含むTeAmy1遺伝子のヌクレオチド配列を、次の配列番号2に示す。イントロン配列は小文字とし、かつイタリック体とした。
タラロミセス・エメルソニ(Talaromyces emersonii)株ATCC16479のゲノムDNAは、BLAST検索により決定される通りにその他の真菌α−アミラーゼと相同性を有するグリコシル加水分解酵素をコードする。図1を参照されたい。8個のイントロンを含むTeAmy1遺伝子のヌクレオチド配列を、次の配列番号2に示す。イントロン配列は小文字とし、かつイタリック体とした。
TeAmy1遺伝子は、次のプライマー:プライマー1(Not I)5’−ccgcggccgcaccATGACGCCTTTCGTCCTCAC−3’(配列番号13)、及びプライマー2(Asc I)5’−ccggcgcgcccttaCTATCTCCATGTGTCGACAAT−3’(配列番号14)を使用して、タラロミセス・エメルソニ(Talaromyces emersonii)のゲノムDNAから増幅した。Not I及びAsc Iによる消化後、PCR産物を、pTrex3gM発現ベクター(米国特許出願公開第2011/0136197(A1)号に記載)にクローン化し、同様の制限酵素により消化し、pZZH426と標識した。pZZH426のプラスミドマップは、図2に提供される。TeAmy1遺伝子の配列をDNA配列決定により確認した。
実施例2:TeAmy1の発現及び精製
遺伝子銃法(Te’o et al.(2002)J.Microbiol.Methods 51:393〜99)を使用して、プラスミドpZZH426を、4つの遺伝子を欠失させたトリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)株(国際公開第05/001036号に記載)に形質転換させた。このタンパク質を、細胞外培地へと分泌させ、酵素の発現を確認するために、濾過した培養培地を使用して、SDS−PAGE及びα−アミラーゼ活性アッセイを行った。
遺伝子銃法(Te’o et al.(2002)J.Microbiol.Methods 51:393〜99)を使用して、プラスミドpZZH426を、4つの遺伝子を欠失させたトリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)株(国際公開第05/001036号に記載)に形質転換させた。このタンパク質を、細胞外培地へと分泌させ、酵素の発現を確認するために、濾過した培養培地を使用して、SDS−PAGE及びα−アミラーゼ活性アッセイを行った。
CBM20ドメインの利点を利用し、β−シクロデキストリン(bCD)をカップリングしたセファロース6Bクロマトグラフィーを使用して、TeAmy1を精製した。振盪フラスコから約700mLブロスを取り、pH 4.3に調整し、25mM酢酸ナトリウム(pH 4.3)(緩衝液A)により予め平衡化した10mL bCD−セファロースカラムに装填した。サンプルの装填後、カラムはカラムの2倍量の同一の緩衝液により洗浄した。カラムの2倍量の緩衝液A/10mM α−シクロデキストリン(緩衝液B)により標的タンパク質を溶出した。画分をSDS−PAGEにより解析し、α−アミラーゼ活性についてアッセイした。標的タンパク質を含有する画分をプールし、脱塩してα−シクロデキストリンを除去した。サンプルの純度は95%超であった。このサンプルを、10K Amicon Ultra−15装置で濃縮後、40%グリセロールに入れ、−80℃で保存した。
実施例3:TeAmy1α−アミラーゼ活性の測定
α−アミラーゼ活性を、ジャガイモアミロペクチン基質からの還元糖の放出に基づいてアッセイした。PAHBAHアッセイによる比色測定で還元糖の生成をモニターした。活性数は、1分間当たりのグルコース放出当量として記録する。
α−アミラーゼ活性を、ジャガイモアミロペクチン基質からの還元糖の放出に基づいてアッセイした。PAHBAHアッセイによる比色測定で還元糖の生成をモニターした。活性数は、1分間当たりのグルコース放出当量として記録する。
50gの水/0.005% Tween中に、全部で1.25g dsの2.5%のジャガイモアミロペクチン(AP、Flukaカタログ番号10118)基質を調製し、続いてマイクロ波を用いて15秒間隔で1分間加熱し、撹拌した。0.5M酢酸ナトリウム(pH 5.8)5mL、1M NaCl 2.5mL、0.5M CaCl2 0.2mL、及び水/Tween(167mM酢酸ナトリウム、167mM NaCl、6.67mM CaCl2)7.3mLを混合することにより緩衝液カクテルを調製した。
精製酵素を水/Tweenにより0.4mg/mL(400ppm)に希釈し原液とした。非結合性マイクロタイタープレート(Corning 3641)の第1列において、195μLの水を添加し、残りのウェルの全てに、100μLの水/Tweenを入れた。400ppm酵素5μLを第1列に加え、ウェル中酵素濃度を10ppmとし、反応中の最終酵素濃度を2ppmとした。7つめのウェルを通して2倍連続希釈を実施し(40μL+40μL)、8つめのウェルは酵素不含有のブランクとして残した。自動ピペットを使用し、緩衝液カクテル15μLと、その次にアミロペクチン25μLをPCRプレートに分注した。酵素希釈系列10μLをPCRプレートに分注し、ボルテックスミキサーにより手早く混合し、加熱蓋(80℃)を乗せて50℃のPCRヒートブロックにより10分間インキュベートを行い、反応を開始した。正確に10分後、20μLの0.5N NaOHをプレートに添加し、続いてボルテックス処理して反応を終了させた。
チューブ内に存在する総還元糖をPAHBAH法によりアッセイした:0.5N NaOH 80μLをPCRマイクロチューブプレートに分注した後、PAHBAH試薬(0.5N HCl中5% w/vの4−ヒドロキシ安息香酸ヒドラジド)20μLを分注した。マルチチャンネルピペットを使用して、各列に、反応を終了させたサンプル10μLを加え、ピペッティングを行い簡単に上下に混合した。装填したプレートを錫箔で密閉し、95℃で2分間インキュベートした。反応展開液80μLをポリスチレンマイクロタイタープレート(Costar 9017)に移し入れ、410nmでODを測定した。得られるOD値を、Microsoft Excelを使用し酵素濃度に対しプロットした。線形回帰を使用してプロットの線状部分のスロープを求めた。アミラーゼ活性は、式1を使用して定量化した:
比活性(Unit/mg)=スロープ(酵素)/スロープ(std)×100 (1)、
式中、1Unit=1μmolグルコース当量/分
比活性(Unit/mg)=スロープ(酵素)/スロープ(std)×100 (1)、
式中、1Unit=1μmolグルコース当量/分
TeAmy1及び基準アミラーゼAkAAの代表的な比活性を表1に示す。
実施例4:TeAmy1 α−アミラーゼ活性へのpHの影響
TeAmy1アミラーゼ活性へのpHの影響を、3.0〜10.0のpH範囲において、実施例3に記載されたα−アミラーゼ・アッセイ・プロトコールを使用して、モニタリングした。1M酢酸ナトリウム緩衝液ストック(pH 3.0〜6.0)、1M HEPES緩衝液ストック(pH 6.0〜pH 9.0)、及び1M CAPS緩衝液ストック(pH 10.0)として緩衝液ストックを調製した。作業用緩衝液は、最終的な酵素反応混合物が、50mMの各緩衝液とNaCl、2mMのCaCl2を含有するように、各半pH単位毎に、2.5mLの1M酢酸Na(pH 3.5〜6.5)又は1M HEPES(pH 7〜9)を、2.5mLの1M NaCl及び50μLの2M CaCl2、10mLの水/Tweenと共に、含有する(167mMの各緩衝液、及びNaCl、6.67mMのCaCl2)。
TeAmy1アミラーゼ活性へのpHの影響を、3.0〜10.0のpH範囲において、実施例3に記載されたα−アミラーゼ・アッセイ・プロトコールを使用して、モニタリングした。1M酢酸ナトリウム緩衝液ストック(pH 3.0〜6.0)、1M HEPES緩衝液ストック(pH 6.0〜pH 9.0)、及び1M CAPS緩衝液ストック(pH 10.0)として緩衝液ストックを調製した。作業用緩衝液は、最終的な酵素反応混合物が、50mMの各緩衝液とNaCl、2mMのCaCl2を含有するように、各半pH単位毎に、2.5mLの1M酢酸Na(pH 3.5〜6.5)又は1M HEPES(pH 7〜9)を、2.5mLの1M NaCl及び50μLの2M CaCl2、10mLの水/Tweenと共に、含有する(167mMの各緩衝液、及びNaCl、6.67mMのCaCl2)。
PAHBAHアッセイの線形範囲の濃度で水/0.005% Tweenにより酵素ストックを調製した。自動ピペットを使用して、作業用緩衝液(酢酸ナトリウムを使用してpH 3.5〜7.0、HEPESを使用してpH 6.0〜9.0)15μL、続いてアミロペクチン25μLをPCRプレートに分注した。酢酸ナトリウム及びHEPES緩衝液をpH値6.0、6.5、及び7.0で別個に使用して、酵素活性に対し緩衝液による影響がないことを確認した。酵素ストック10μLをPCRプレートに分注し、ボルテックスミキサーにより手早く混合し、加熱蓋(80℃)を乗せて50℃のPCRヒートブロックにより10分インキュベートを行い、反応を開始した。反応を3回再現して実施した。異なるpH緩衝液のみを使用したブランクサンプルが包まれた。正確に10分後、0.5N NaOH 20μLをプレートに加え、ボルテックス処理して反応を終了させた。上記のPAHBAH法により、ウェル中に存在する総還元糖をアッセイした。最適pHを100%活性と定義し、得られるOD値を相対活性率(%)に変換した。pHの関数としてプロットされたパーセント相対活性が、図3A(基準AkAA)及び図3B(TeAmy1)に示されている。加水分解を50℃にて測定した場合の、最適pH及び最大活性の>70%でのpH範囲を、表2に掲載する。
実施例5:TeAmy1 α−アミラーゼ活性への温度の影響
温度範囲30℃〜95℃で実施例4に記載の通りのα−アミラーゼアッセイプロトコルを使用し、真菌α−アミラーゼ活性をモニターした。各酵素の最適pHの緩衝液ストックは、最終反応混合物が、50mMの各緩衝液及びNaCl、2mMのCaCl2を含有するように、2.5mLの1M緩衝液(酵素の最適pHに応じて、酢酸ナトリウム又はHEPES)、2.5mLの1M NaCl及び50μLの2M CaCl2、10mLの水/Tween(167mMの各緩衝液とNaCl、6.67mMのCaCl2)として調製する。
温度範囲30℃〜95℃で実施例4に記載の通りのα−アミラーゼアッセイプロトコルを使用し、真菌α−アミラーゼ活性をモニターした。各酵素の最適pHの緩衝液ストックは、最終反応混合物が、50mMの各緩衝液及びNaCl、2mMのCaCl2を含有するように、2.5mLの1M緩衝液(酵素の最適pHに応じて、酢酸ナトリウム又はHEPES)、2.5mLの1M NaCl及び50μLの2M CaCl2、10mLの水/Tween(167mMの各緩衝液とNaCl、6.67mMのCaCl2)として調製する。
上記の通り酵素ストックを調製した。自動ピペットを使用して、緩衝液ストック15μL(所定の最適pH)、続いてアミロペクチン25μLをPCRプレートに分注した。酵素10μLをPCRプレートに分注し、ボルテックスミキサーで手早く混合し、インキュベート温度以上に加熱した蓋を乗せ30〜95℃(5〜10℃毎)PCRヒートブロックで10分間インキュベートを行い、反応を開始した。反応を3回再現して実施した。異なるpH緩衝液のみを使用したブランクサンプルが包まれた。正確に10分後、0.5N NaOH 20μLをプレートに加え、ボルテックス処理して反応を終了させた。チューブ中に存在する総還元糖を上記のPAHBAH法によりアッセイした。最適温度を100%活性と定義し、得られるOD値を相対活性率(%)に変換した。真菌α−アミラーゼの温度プロファイルを図4A(AkAA基準)及び図4B(TeAmy1)に示す。開示された酵素の最適pHにて測定したときの、最適温度、及び最大活性の>70%での温度範囲を、表3に掲載する。
実施例6:TeAmy1生成物プロファイル分析
多糖類に対する真菌α−アミラーゼの触媒作用による生成物をアッセイするために、アミラーゼを3種の異なる基質、DP7、アミロペクチン、及び液状マルトデキストリンDE10について、50℃、pH 5.3にて2時間インキュベートした。酵素により放出されるオリゴ糖類をHPLCにより分析した。
多糖類に対する真菌α−アミラーゼの触媒作用による生成物をアッセイするために、アミラーゼを3種の異なる基質、DP7、アミロペクチン、及び液状マルトデキストリンDE10について、50℃、pH 5.3にて2時間インキュベートした。酵素により放出されるオリゴ糖類をHPLCにより分析した。
50mM NaCl及び2mM CaCl2を含有する50mMクエン酸ナトリウム緩衝液(pH 5.3)に最終濃度10ppmのアミラーゼ及び0.5%(w/v)基質を入れ、50℃で120分間インキュベートした。次に同量のエタノールを加えて反応を停止させ、14,000rpmで10分間遠心分離した。上清を、MilliQ水を使用して10倍に希釈し、10μLを、屈折率検出器を備えたHPLCカラムAminex HPX−42A、300mm×7.8mmに装填した。移動相はミリQ水とし、流量は85℃にて0.6mL/分とした。
表4は、様々な基質に対してTeAmy1及びAkAA基準によって糖化されたオリゴ糖のプロファイルを示す。DP1〜DP7を有するオリゴ糖類のみを示す。表中の数字は、DP1〜DP7の合計に対する割合として各DPnの重量パーセントを反映する。TeAmy1は、試験した全ての基質に関し、主要な生成物として主にDP2を生成した。TeAmy1は、DP1〜DP7を合わせた量に対して、少なくとも55% w/wのDP2を含有する糖組成物を生成した。それに対し、AkAAはDP1からDP4へと、より均一に分布する、生成物プロファイルを生成した。
実施例7:SSFエタノール発酵
TeAmy1のエタノール生産能をSSFで試験した。結果により、TeAmy1は、より少ない投入量でAkAAと同程度の効果を達成することができることが見て取れる(図5〜6)。
TeAmy1のエタノール生産能をSSFで試験した。結果により、TeAmy1は、より少ない投入量でAkAAと同程度の効果を達成することができることが見て取れる(図5〜6)。
以下に記載の手順によりFPLC(米国特許第8,058,033(B2)号,Danisco US Inc.を参照されたい)を使用して測定したときに少なくとも1.15のDP7性能指数を有するトリコデルマ(trichoderma)グルコアミラーゼ変異体の存在下で、pH 4.8で、AkAA又はTeAmy1によりSSFを実施した。HPLCを用い、SSF中の様々な時点の(i)エタノール収率、(2)DP3+還元、及び(3)DP2生成についてサンプルを分析した。最大空隙容量の一部として、DP3+濃度をモニターした。この濃度の低下は、一般的に液化糖化効率を反映するものと解釈される。
液化調製:凍結液化(30%乾燥固体)を4℃で一晩インキュベートした後、完全に解凍されるまで70℃の水浴に置いた(1〜3時間)。液化温度を32℃に調整した。液化を計量し、600ppmになるよう固体尿素を加えた。液化pHは6N硫酸又は28%水酸化アンモニウムを使用して調整した。
発酵:ETHANOL RED(登録商標)(LeSaffre)酵母を使用して、グルコースをエタノールへ変換した。乾燥酵母を液化バッチに0.1% w/wになるように加え、組成物をよく混合し、室温で30分間インキュベートした。別個にラベルを付けた150mL三角フラスコに100g+/−0.2g液化(32%乾燥固体)を計量した。投入量を0.325GAU/g(固体)、0.2275GAU/g(固体)、及び0.1625GAU/g(固体)と変えて、各フラスコにグルコアミラーゼを加えた。最高投入量を20μgタンパク質/g(固体)(100%投入量)とし、投入量を変えて各フラスコにAkAA又はTeAmy1 α−アミラーゼを加えた。200rpmで混合しながら、混合物を、pH 4.8にて32℃で約70時間にわたって強制対流式インキュベータ内でインキュベートした。およそt=0、3、19、27、43、52、及び/又は70時間の時点でEOFトウモロコシスラリーサンプル約1mLを回収し、凍結保存した。エタノール収率及びDP3+減少度、及びDP2収率についてEOFサンプルをアッセイした。
エタノール収率及びDP3+減少度を測定するため、各時点のサンプルを4℃で解凍し、15,000rpmで2分間遠心分離した。個々の微量遠心チューブ内でサンプル上清100μLを1.1N硫酸10μLと混合し、室温で5分間インキュベートした。各チューブに1mLの水を加え、チューブを15,000rpmで1分間遠心分離した。200μLを、HPLCプレートに濾過した。このプレートを、Rezex Fast Fruit RFQカラムを使用したAgilent HPLCにて、8分間の溶出で、分析した。上記した成分の較正曲線は、Supelco Fuel Ethanol(Sigmaカタログ48468−U)を使用して作成した。ChemStationソフトウェアを使用して、DP1、DP2、DP3+、グリセロール、酢酸、乳酸、及びエタノールの濃度(g/L)を求めた。エタノールの生成量は、反応混合物のパーセントv/vに変換した。
図5A〜Cに示す通り、TeAmy1及びAkAAを同一濃度(20μgタンパク質/g固体)で投入したところ、TeAmy1とグルコアミラーゼとにより得られたエタノール生成速度は、AkAAとグルコアミラーゼとにより得られたものと同程度であった。いずれも、20時間経過付近で約8% v/vエタノールを達成した(図5A)。70時間の時点で、対照及びTeAmy1(α−アミラーゼ)のエタノール収率は約12% v/vであった(図5A)。DP3+加水分解速度についても同様の結果が得られた(図5B)。実際のところ、最初の15時間以内では、TeAmy1によるDP3+加水分解では、DP3+濃度はわずかに低かった。加えて、最初の20時間以内では、TeAmy1によるDP2収率は、より効率的であり、10時間経過付近では約4% w/vに達した(図5C)。約30時間後、AkAA及びTeAmy1で同様のDP2濃度が観察された(図5C)。
図6A〜Bに示す通り、TeAmy1は濃度を減じて投入したところ(AkAAの投入量の50%又は17%)、エタノール生成及びDP3+加水分解速度は、TeAmy1とAkAA(100%投入量)とで同程度であった。例えば、17%及び50% TeAmy1では、いずれも約70時間の時点で約12% v/vエタノールが得られ、かつ最初の27時間以内のエタノール生成速度はほぼ同一であった(図6A)。同様にして、TeAmy1(AkAAの投入量の50%又は17%)の投入量を減じた場合のDP3+加水分解は、最終DP3+濃度及びDP3+減少速度に関しAkAA(100%投入量)と同程度であった(図6B)。DP2収率に関しては、50%投入量のTeAmy1で、AkAA(100%投入量)と同程度のDP2生成が認められた(図6C)。AkAAを、100%投入量から50%及び17%投入量に減じた場合、エタノール生成、DP2形成、及びDP3+加水分解速度は著しく低下し、最終エタノール量は100%投入量のAkAAよりも少なかった(データ非掲載)。
これらの結果から、TeAmy1は(1)AkAAと比較して最大で6倍も高効率にエタノールを生成し、DP3+を加水分解すること、及び(2)AkAAと比較して少なくとも2倍以上効率的にDP2を生成することが示される。したがって、TeAmy1は、AkAAと比較して少ない投入量(約17%又は50%)で使用しても同程度の結果を得ることができる。
配列番号3
天然型TeAmy1シグナルペプチドのアミノ酸配列:
MTPFVLTAVLFLLGNAVLA
天然型TeAmy1シグナルペプチドのアミノ酸配列:
MTPFVLTAVLFLLGNAVLA
配列番号10
TeAmy1の推定炭水化物結合ドメイン
ACTTATAVAVLFEELVTTTYGENVYLSGSISQLGDWNTDDAVALSAANYTSSNPLWYVTVTLPVGTSFEYKFIKKEENGDVEWESDPNRSYTVPTACTGATETIVDTWR
TeAmy1の推定炭水化物結合ドメイン
ACTTATAVAVLFEELVTTTYGENVYLSGSISQLGDWNTDDAVALSAANYTSSNPLWYVTVTLPVGTSFEYKFIKKEENGDVEWESDPNRSYTVPTACTGATETIVDTWR
配列番号11
TeAmy1の推定リンカー(リンカー領域)
SSPSPTTTTSTSTSTTST
TeAmy1の推定リンカー(リンカー領域)
SSPSPTTTTSTSTSTTST
配列番号13
プライマー1
5’−ccgcggccgcaccATGACGCCTTTCGTCCTCAC−3’
プライマー1
5’−ccgcggccgcaccATGACGCCTTTCGTCCTCAC−3’
配列番号14
プライマー2
5’−ccggcgcgcccttaCTATCTCCATGTGTCGACAAT−3’
プライマー2
5’−ccggcgcgcccttaCTATCTCCATGTGTCGACAAT−3’
Claims (107)
- (a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476に対して少なくとも80%のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、タラロミセス・エメルソニ(Talaromyces emersonii)由来の単離α−アミラーゼ又はそれらの変異体であって、前記変異体はα−アミラーゼ活性を有する、単離α−アミラーゼ。
- 前記TeAmy1又はそれらの変異体が、(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476に対して少なくとも90%、95%、又は99%のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、請求項1に記載のα−アミラーゼ変異体。
- 前記TeAmy1又はそれらの変異体が、(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476を含む、請求項1又は2に記載のα−アミラーゼ変異体。
- 前記TeAmy1又はそれらの変異体が、(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476に対して少なくとも80%、90%、95%、又は99%のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列からなる、請求項1又は2に記載のα−アミラーゼ変異体。
- 前記TeAmy1又はそれらの変異体が、(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476からなる、請求項4に記載のα−アミラーゼ変異体。
- デンプンを含む組成物を糖化して、グルコースを含む組成物を生成する方法であって、
(i)前記デンプンを含む組成物を、請求項1〜5のいずれか一項に記載の単離TeAmy1又はその変異体と接触させる工程と、
(ii)前記デンプンを含む組成物を糖化して、グルコースを含む前記組成物を生成する工程と、を含み、前記単離TeAmy1又はそれらの変異体が、前記デンプン組成物のグルコースへの糖化を触媒する、方法。 - 同一条件下で同量のDP3+を減少させるために、前記TeAmy1又はそれらの変異体を、AkAA投入量の約17%〜50%にて投入する、請求項6に記載の方法。
- 同一条件下で同量のDP3+を減少させるために、前記TeAmy1又はそれらの変異体を、AkAA投入量の約17%〜34%にて投入する、請求項6又は7に記載の方法。
- 全DP1〜DP7の重量%として測定したとき、同一条件下でAkAAにより生成されたグルコースを含む第2の組成物と比較して、前記グルコースを含む組成物のDP2又は(DP1+DP2)が富化されている、請求項6〜8のいずれか一項に記載の方法。
- DP2が、約2時間で2〜3倍に富化される、請求項9に記載の方法。
- (DP1+DP2)が、約2時間で約1.9倍に富化される、請求項9に記載の方法。
- 前記TeAmy1又はその変異体が、(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476に対して少なくとも90%、95%、又は99%のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、請求項6〜11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記TeAmy1又はその変異体が、(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476を含む、請求項12に記載の方法。
- 前記TeAmy1又はその変異体が、(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476に対して少なくとも80%、90%、95%、又は99%のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列からなる、請求項6〜11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記TeAmy1又はその変異体が、(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476からなる、請求項14に記載の方法。
- 前記デンプンを含む組成物が、液化デンプン、糊化デンプン、又は粒状デンプンを含む、請求項6〜15のいずれか一項に記載の方法。
- 約30℃〜約75℃の温度範囲にて糖化が行われる、請求項6〜16のいずれか一項に記載の方法。
- 前記温度範囲が55℃〜74℃である、請求項17に記載の方法。
- 糖化がpH 2.0〜pH 7.5のpH範囲にわたって行われる、請求項6〜18のいずれか一項に記載の方法。
- 前記pH範囲がpH 3.0〜pH 5.8である、請求項19に記載の方法。
- 前記pH範囲がpH 3.5〜pH 4.5である、請求項20に記載の方法。
- 前記グルコース組成物を発酵させて、最終発酵(EOF)産物を生成することを更に含む、請求項6〜21のいずれか一項に記載の方法。
- 前記発酵が同時糖化発酵(SSF)反応である、請求項22に記載の方法。
- 前記発酵が、pH 2〜8、かつ25℃〜70℃の温度範囲にて48〜70時間実施される、請求項22又は23に記載の方法。
- 前記EOF産物がエタノールを含む、請求項22〜24のいずれか一項に記載の方法。
- 前記EOF産物が8%〜18%(v/v)のエタノールを含む、請求項22〜25のいずれか一項に記載の方法。
- ビールなどの発酵飲料を提供する方法であって、請求項22〜26のいずれか一項に記載の方法を任意に含み、前記方法が、請求項1〜5のいずれか一項に記載のTeAmy1又はそれらの変異体の使用を含む、方法。
- 前記方法が、
(a)マッシュを調製する工程と、
(b)前記マッシュを濾過して、糖化液を得る工程と、
(c)前記糖化液を発酵させて、ビールなどの発酵飲料を得る工程と、を更に含み、
TeAmy1又はそれらの変異体が、
(i)工程(a)の前記マッシュ、及び/又は、
(ii)工程(b)の前記糖化液、及び/又は、
(iii)工程(c)の前記糖化液、に加えられる、請求項27に記載の方法。 - 前記EOF産物が代謝産物を含む、請求項22〜28のいずれか一項に記載の方法。
- 前記代謝産物が、クエン酸、乳酸、コハク酸、グルタミン酸ナトリウム、グルコン酸、グルコン酸ナトリウム、グルコン酸カルシウム、グルコン酸カリウム、グルコノデルタラクトン、エリソルビン酸ナトリウム、オメガ3脂肪酸、ブタノール、アミノ酸、リジン、イタコン酸、1,3−プロパンジオール、イソプレン、又はバイオディーゼルである、請求項29に記載の方法。
- 前記デンプン組成物に、グルコアミラーゼ、ヘキソキナーゼ、キシラナーゼ、グルコースイソメラーゼ、キシロースイソメラーゼ、ホスファターゼ、フィターゼ、プルラナーゼ、β−アミラーゼ、TeAmy1ではないα−アミラーゼ、プロテアーゼ、セルラーゼ、ヘミセルラーゼ、リパーゼ、クチナーゼ、イソアミラーゼ、酸化還元酵素、エステラーゼ、転移酵素、ペクチナーゼ、α−グルコシダーゼ、β−グルコシダーゼ、リアーゼ、トレハラーゼ、分岐酵素、加水分解酵素又はこれらの組み合わせを加える工程を更に含む、請求項6〜30のいずれか一項に記載の方法。
- 前記グルコアミラーゼが0.1〜2グルコアミラーゼ単位(GAU)/g dsで添加される、請求項31に記載の方法。
- 前記単離TeAmy1又はその変異体が宿主細胞によって発現され、分泌される、請求項6〜32のいずれか一項に記載の方法。
- 前記デンプンを含む組成物を前記宿主細胞と接触させる、請求項33に記載の方法。
- 前記宿主細胞が、更にグルコアミラーゼを発現し、かつ該グルコアミラーゼを分泌する、請求項33又は34に記載の方法。
- 前記宿主細胞は前記グルコース組成物の発酵が可能である、請求項33〜35のいずれか一項に記載の方法。
- 請求項6に記載の方法により生成されたグルコースを含む組成物。
- 請求項6に記載の方法により生成された液化デンプン。
- 請求項22〜36のいずれか一項に記載の方法により生産された、ビールなどの発酵飲料。
- デンプンを含む組成物の糖化に使用するための組成物であって、α−アミラーゼ活性を有し、かつ(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476に対して、少なくとも80%のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、単離TeAmy1又はその変異体を含む、組成物。
- 前記TeAmy1又はその変異体が、(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476に対して、少なくとも90%、95%、又は99%のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、請求項40に記載の組成物。
- 前記TeAmy1又はその変異体が、(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476を含む、請求項40又は41に記載の組成物。
- 前記TeAmy1又はその変異体が、(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476に対して少なくとも80%、90%、95%、又は99%のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列からなる、請求項40又は41に記載の組成物。
- 前記TeAmy1又はその変異体が、(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476からなる、請求項43に記載の組成物。
- 前記組成物が培養された細胞材料である、請求項40〜44のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記組成物がグルコアミラーゼを更に含む、請求項40〜45のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記TeAmy1又はその変異体が精製される、請求項40〜45のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記TeAmy1又はその変異体が、宿主細胞によって発現され、分泌される、請求項40〜47のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記宿主細胞が糸状菌細胞である、請求項48に記載の組成物。
- 前記宿主細胞が、アスペルギルス種(Aspergillus sp.)又はトリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)細胞である、請求項49に記載の組成物。
- グルコースを含む組成物の前記生成における、請求項1〜50のいずれか一項に記載のTeAmy1又はその変異体の使用。
- 液化デンプンの前記生成における、請求項1〜50のいずれか一項に記載のTeAmy1又はその変異体の使用。
- 発酵飲料の前記生成における、請求項1〜50のいずれか一項に記載のTeAmy1又はその変異体の使用。
- 前記発酵飲料又は最終発酵産物が、
i)麦芽のみのビール、「ビール純粋令」下で醸造されたビール、エール、IPA、ラガー、ビター、発泡酒(第2のビール)、第3のビール、ドライビール、ニア・ビール、ライト・ビール、低アルコールビール、低カロリービール、ポーター、ボック・ビール、スタウト、モルト・リカー、ノンアルコールビール、及びノンアルコールモルト・リカーからなる群から選択されるビール、及び/又は
ii)果実フレーバーの麦芽飲料、蒸留酒フレーバーの麦芽飲料、及びコーヒーフレーバーの麦芽飲料からなる群から選択される穀草又は麦芽飲料、からなる群から選択される、請求項22〜36のいずれか一項に記載の方法、請求項39に記載の発酵飲料、又は請求項53に記載の使用。 - 食品組成物の生成方法であって、
(i)1種以上の食品原料と、
(ii)α−アミラーゼ活性を有し、(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476に対して少なくとも80%のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含む単離TeAmy1又はその変異体とを組み合わせることを含み、
前記単離TeAmy1又はその変異体が、前記食品原料中に存在するデンプン成分の前記加水分解を触媒してグルコースを生成する、方法。 - 同一条件下で同量のDP3+を減少させるために、前記TeAmy1又はそれらの変異体を、AkAA投入量の約17%〜50%にて投入する、請求項55に記載の方法。
- 同一条件下で同量のDP3+を減少させるために、前記TeAmy1又はそれらの変異体を、AkAA投入量の約17%〜34%にて投入する、請求項55又は56に記載の方法。
- 全DP1〜DP7の重量%として測定したとき、同一条件下でAkAAによって生成された第2の焼成食品と比較して、前記食品組成物のDP2又は(DP1+DP2)が富化されている、請求項55に記載の方法。
- DP2が、約2時間で2〜3倍に富化される、請求項58に記載の方法。
- (DP1+DP2)が、約2時間で約1.9倍に富化される、請求項58に記載の方法。
- 前記TeAmy1又はその変異体が、(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476に対して少なくとも90%、95%、又は99%のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、請求項55〜60のいずれか一項に記載の方法。
- 前記TeAmy1又はその変異体が、(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476を含む、請求項61に記載の方法。
- 前記TeAmy1又はその変異体が、(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476に対して少なくとも80%、90%、95%、又は99%のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列からなる、請求項55〜60のいずれか一項に記載の方法。
- 前記TeAmy1又はその変異体が、(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476からなる、請求項63に記載の方法。
- 前記食品組成物が、食品製品、焼成用組成物、食品添加物、動物性食品製品、飼料製品、飼料添加物、油、肉、及び、及びラードからなる群から選択される、請求項58〜64のいずれか一項に記載の方法。
- 前記1種類以上の食品原料が、焼成原材料又は添加物を含む、請求項58〜65のいずれか一項に記載の方法。
- 前記1種類以上の食品原料が、穀粉、老化防止アミラーゼ、ホスホリパーゼ、リン脂質、マルトース生成αアミラーゼ、又は、マルトース生成αアミラーゼ活性を有するその変異体、相同体、若しくは突然変異体、ベーカリー用キシラナーゼ(EC 3.2.1.8)、及びリパーゼからなる群から選択される、請求項55〜66のいずれか一項に記載の方法。
- 前記1種類以上の食品原料が、
(i)バチルス・ステアロサーモフィルス(Bacillus stearothermophilus)由来のマルトース生成性α−アミラーゼ、
(ii)バチルス(Bacillus)、アスペルギルス(Aspergillus)、サーモミセス(Thermomyces)又はトリコデルマ(Trichoderma)由来のベーカリー用キシラナーゼ、
(iii)フザリウム・ヘテロスポラム(Fusarium heterosporum)由来のグリコリパーゼ、からなる群から選択される、請求項67に記載の方法。 - 前記食品組成物が、ドウ又はドウ製品を含み、好ましくは、加工されたドウ製品を含む、請求項55〜68のいずれか一項に記載の方法。
- 前記食品組成物を焼成して焼成食品を生産することを含む、請求項55〜69のいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法が、
(i)デンプン培地を提供する工程と、
(ii)前記デンプン培地に前記TeAmy1又はその変異体を添加する工程と、
(iii)工程(b)の間、又はその後に前記デンプン培地に熱を加え、ベーカリー製品を生産する工程と、を更に含む、請求項55〜70のいずれか一項に記載の方法。 - 食品組成物の生成に使用するための組成物であって、α−アミラーゼ活性を有し、かつ(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476に対して、少なくとも80%のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、単離TeAmy1又はその変異体と、1種類以上の食品原料とを含む、組成物。
- 前記TeAmy1又はその変異体が、(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476に対して、少なくとも90%、95%、又は99%のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、請求項72に記載の組成物。
- 前記TeAmy1又はその変異体が、(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476を含む、請求項73に記載の組成物。
- 前記TeAmy1又はその変異体が、(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476に対して少なくとも80%、90%、95%、又は99%のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列からなる、請求項72に記載の組成物。
- 前記TeAmy1又はその変異体が、(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476からなる、請求項72に記載の組成物。
- 食品組成物の調製における、請求項72〜76のいずれか一項に記載のTeAmy1又はその変異体の使用。
- 前記食品組成物が、ドウ、又はドウ製品、を含み、好ましくは、加工されたドウ製品を含む、請求項77に記載の使用。
- 前記食品組成物が、ベーカリー組成物である、請求項77又は78に記載の使用。
- 前記ドウ製品の劣化、好ましくは、前記ドウ製品の有害な老化を遅延又は減少させるための、ドウ製品における請求項72〜76のいずれか一項に記載のTeAmy1又はそれらの変異体の使用。
- 洗濯物、食器、又は織物からデンプン質の染みを除去する方法であって、α−アミラーゼ活性を有し、かつ(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476に対して、少なくとも80%のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、単離TeAmy1又はその変異体を有効量で含む水性組成物の存在下で、前記洗濯物、食器、又は織物の表面をインキュベートして、前記TeAmy1又はその変異体に、前記デンプン質の染みに存在するデンプン成分を加水分解させて、前記水性組成物中に溶解するデンプン由来のより小さな分子を生成させる工程と、前記表面をすすぐことによって、前記デンプン質の染みを前記表面から取り除く工程と、を含む、方法。
- 同一条件下で同量のDP3+を減少させるために、前記TeAmy1又はそれらの変異体を、AkAA投入量の約17%〜50%にて投入する、請求項81に記載の方法。
- 同一条件下で同量のDP3+を減少させるために、前記TeAmy1又はそれらの変異体を、AkAA投入量の約17%〜34%にて投入する、請求項81又は82に記載の方法。
- 全DP1〜DP7の重量%として測定したとき、同一条件下でAkAAによって生成されたデンプン由来分子と比較して、前記デンプン由来分子のDP2又は(DP1+DP2)が富化されている、請求項81に記載の方法。
- DP2が約2時間で2〜3倍に富化される、請求項84に記載の方法。
- (DP1+DP2)が、約2時間で約1.9倍に富化される、請求項84に記載の方法。
- 前記TeAmy1又はその変異体が、(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476に対して少なくとも90%、95%、又は99%のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、請求項81〜86のいずれか一項に記載の方法。
- 前記TeAmy1又はその変異体が、(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476を含む、請求項87に記載の方法。
- 前記TeAmy1又はその変異体が、(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476に対して少なくとも80%、90%、95%、又は99%のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列からなる、請求項81〜87のいずれか一項に記載の方法。
- 前記TeAmy1又はその変異体が、(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476からなる、請求項89に記載の方法。
- 洗濯物、食器、又は織物からのデンプン質の染みの除去に使用するための組成物であって、α−アミラーゼ活性を有し、かつ(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476に対して、少なくとも80%のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、単離TeAmy1又はその変異体と、界面活性剤と、を含む、組成物。
- 前記TeAmy1又はその変異体が、(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476に対して、少なくとも90%、95%、又は99%のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、請求項91に記載の組成物。
- 前記TeAmy1又はその変異体が、(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476を含む、請求項91又は92に記載の組成物。
- 前記TeAmy1又はその変異体が、(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476に対して少なくとも80%、90%、95%、又は99%のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列からなる、請求項91又は92に記載の組成物。
- 前記TeAmy1又はその変異体が、(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476からなる、請求項94に記載の組成物。
- 前記組成物が、洗濯用洗剤、洗濯用洗剤添加剤、又は手作業での若しくは自動での食器洗浄用洗剤である、請求項91〜95のいずれか一項に記載の組成物。
- 織物の糊抜き方法であって、糊抜き組成物を、織物の糊抜きに十分な時間にわたって前記織物に接触させる工程と、前記TeAmy1又はその変異体に、前記デンプン質の染みに存在するデンプン成分を糊抜きさせて、前記水性組成物中に溶解するデンプン由来のより小さな分子を生成させる工程と、表面をすすぐことによって、前記デンプン質の染みを前記表面から取り除く工程と、を含み、前記糊抜き組成物は、単離TeAmy1又はその変異体を含み、該単離TeAmy1又はその変異体はα−アミラーゼ活性を有しかつ(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476に対して、少なくとも80%のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、方法。
- 同一条件下で同量のDP3+を減少させるために、前記TeAmy1又はそれらの変異体を、AkAA投入量の約17%〜50%にて投入する、請求項97に記載の方法。
- 同一条件下で同量のDP3+を減少させるために、前記TeAmy1又はそれらの変異体を、AkAA投入量の約17%〜34%にて投入する、請求項97又は98に記載の方法。
- 全DP1〜DP7の重量%として測定したとき、同一条件下でAkAAによって生成されたデンプン由来分子と比較して、前記デンプン由来分子のDP2又は(DP1+DP2)が富化されている、請求項97に記載の方法。
- DP2が、約2時間で2〜3倍に富化される、請求項100に記載の方法。
- (DP1+DP2)が、約2時間で約1.9倍に富化される、請求項100に記載の方法。
- 前記TeAmy1又はその変異体が、(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476に対して少なくとも90%、95%、又は99%のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、請求項97〜102のいずれか一項に記載の方法。
- 前記TeAmy1又はその変異体が、(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476を含む、請求項97〜103に記載の方法。
- 前記TeAmy1又はその変異体が、(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476に対して少なくとも80%、90%、95%、又は99%のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列からなる、請求項97〜102のいずれか一項に記載の方法。
- 前記TeAmy1又はその変異体が、(a)配列番号1の残基1〜603、又は(b)配列番号1の残基1〜476からなる、請求項105に記載の方法。
- 織物の糊抜きにおける、TeAmy1又はその変異体を含む糊抜き組成物の使用。
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