JP3271265B2 - Modified protease - Google Patents

Modified protease

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JP3271265B2
JP3271265B2 JP06534391A JP6534391A JP3271265B2 JP 3271265 B2 JP3271265 B2 JP 3271265B2 JP 06534391 A JP06534391 A JP 06534391A JP 6534391 A JP6534391 A JP 6534391A JP 3271265 B2 JP3271265 B2 JP 3271265B2
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acid
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、プロテアーゼの水溶液
中での安定化方法に関する。
The present invention relates to an aqueous solution of a protease.
The stabilization method in

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、プロテアーゼは乾燥状態では
保存安定性が良いが、水溶液中では自己消化作用により
すぐに活性が無くなるため、マイクロカプセル化により
使用直前までプロテアーゼを乾燥状態に置くか、あるい
は高分子化合物による固定化などの方法が提案されてお
り、また水溶液中での安定性を増加させる方法として多
価アルコール等を添加する方法などが特公昭41−152 号
公報や特公昭53−28515号公報に開示されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, proteases have good storage stability in a dry state, but have a short activity in an aqueous solution due to self-digestion. Therefore, the protease is kept in a dry state until immediately before use by microencapsulation, or Methods such as immobilization with a polymer compound have been proposed, and as a method of increasing the stability in an aqueous solution, a method of adding a polyhydric alcohol or the like is disclosed in JP-B-41-152 and JP-B-53-28515. No. 6,086,045.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、マイクロカプ
セル化や高分子化合物による固定化などの方法は、プロ
テアーゼと水との接触を使用する直前まで断つことによ
る安定化であり、本質的な問題の解決ではなく、水溶液
で経時安定性を持たせることはできなかった。また、多
価アルコールを添加する方法は水溶液の物性が変わるた
めにその採用が制限されるし、安定性も充分ではない。
However, methods such as microencapsulation and immobilization with a polymer compound are stabilizations by cutting off the contact between the protease and water until immediately before use, which is an essential problem. It was not a solution, but the aqueous solution could not have stability over time. Further, the method of adding a polyhydric alcohol is limited in its use because the physical properties of the aqueous solution change, and its stability is not sufficient.

【0004】本発明は水溶液中で長時間活性を持続する
ことができ、適用範囲の広い修飾プロテアーゼを提供す
ることを目的とする。
An object of the present invention is to provide a modified protease which can maintain its activity in an aqueous solution for a long period of time and has a wide range of application.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者らは同一分子中
に酸無水物基とポリオキシアルキレン基を合わせもつ重
合体を化学的に結合させたプロテアーゼが、水溶液中で
も長時間活性を持続することを見出し、本発明に到達し
た。すなわち、本発明はプロテアーゼを水溶液中で安定
化するにあたり、プロテアーゼ100重量部に対して、
(1)で示されるアルケニルエーテルと無水マレイン酸
と他の単量体とのモル比が、5〜60:20〜90:0〜30で
ある共重合体50〜400重量部で修飾することを特徴とす
るプロテアーゼの水溶液中での安定化方法である。
Means for Solving the Problems The present inventors have found that a protease in which a polymer having both an acid anhydride group and a polyoxyalkylene group in the same molecule is chemically bonded has a long-lasting activity even in an aqueous solution. The inventors have found that the present invention has been achieved. That is, the present invention makes protease stable in aqueous solution
In the reaction , the molar ratio of the alkenyl ether represented by the formula (1), maleic anhydride and other monomers is 5 to 60:20 to 90: 0 to 30 parts by weight of the protease. Characterized by modification with 50 to 400 parts by weight of copolymer
This is a method for stabilizing a protease in an aqueous solution .

【0006】[0006]

【化2】 Embedded image

【0007】(Zは2〜8個の水酸基を持つ化合物の残
基、AOは炭素数2〜18のオキシアルキレン基の1種ま
たは2種以上の混合物で、2種以上のときはブロック状
に付加していてもランダム状に付加してしてもよく、R
1 は炭素数2〜5のアルケニル基、R2 は炭素数1〜24
の炭化水素基またはアシル基、aとbとcはオキシアル
キレン基の平均付加モル数でそれぞれ0〜600 、mは1
〜7の整数、nは0〜6の整数、m+n=1〜7、n/
(1+m+n)≦1/2、かつa+bm+cn=1〜10
00である。)式(1)において、Zを残基とする2〜8
個の水酸基を持つ化合物としては、エチレングリコー
ル、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキ
シレングリコール、スチレングリコール、炭素数8〜18
のアルキレングリコール、ネオペンチルグリコール等の
グリコール、グリセリン、ジグリセリン、ポリグリセリ
ン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、
1,3,5−ペンタントリオール、エリスリトール、ペ
ンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ソルビ
トール、ソルビタン、ソルバイド、ソルビトールとグリ
セリンの縮合物、アドニトール、アラビトール、キシリ
トール、マンニトール等の多価アルコール、あるいはそ
れらの部分エーテル化物またはエステル化物;キシロー
ス、アラビノース、リボース、ラムノース、グルコー
ス、フルクトース、ガラクトース、マンノース、ソルボ
ース、セロビオース、マルトース、イソマルトース、ト
レハロース、シュークロース、ラフィノース、ゲンチア
ノース、メレジトース等の糖、あるいはそれらの部分エ
ーテル化物またはエステル化物;カテコール、レゾルシ
ノール、ヒドロキノン、フロログルシン等のフェノール
類が挙げられる。
(Z is a residue of a compound having 2 to 8 hydroxyl groups, AO is one or a mixture of two or more oxyalkylene groups having 2 to 18 carbon atoms. May be added at random or may be added at random.
1 represents an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, and R 2 represents 1 to 24 carbon atoms.
A, b and c are each an average number of added moles of an oxyalkylene group of 0 to 600, and m is 1
An integer of 0 to 7, n is an integer of 0 to 6, m + n = 1 to 7, n /
(1 + m + n) ≦ 1 / and a + bm + cn = 1 to 10
00. ) In the formula (1), 2 to 8 having Z as a residue
Compounds having one hydroxyl group include ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, hexylene glycol, styrene glycol, and carbon atoms having 8 to 18 carbon atoms.
Glycols such as neopentyl glycol, glycerin, diglycerin, polyglycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane,
Polyhydric alcohols such as 1,3,5-pentanetriol, erythritol, pentaerythritol, dipentaerythritol, sorbitol, sorbitan, sorbide, sorbitol and glycerin, adonitol, arabitol, xylitol, mannitol, and partially etherified products thereof Or an esterified product; a sugar such as xylose, arabinose, ribose, rhamnose, glucose, fructose, galactose, mannose, sorbose, cellobiose, maltose, isomaltose, trehalose, sucrose, raffinose, gentianose, melezitose, or a partially etherified product thereof, or Esters; phenols such as catechol, resorcinol, hydroquinone, and phloroglucin.

【0008】AOで示されるオキシアルキレン基として
は、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、オキシブ
チレン基、オキシテトラメチレン基、オキシスチレン
基、オキシドデシレン基、オキシテトラデシレン基、オ
キシヘキサデシレン基、オキシオクタデシレン基等が挙
げられ、これらは1種だけ付加してもよく、2種以上が
同時に付加していてもよい。また、2種以上が同時に付
加しているときは、ブロック状付加でもランダム状付加
でもよい。
The oxyalkylene group represented by AO includes oxyethylene, oxypropylene, oxybutylene, oxytetramethylene, oxystyrene, oxydecylene, oxytetradecylene, oxyhexadecylene. And an oxyoctadecylene group. These may be added alone, or two or more may be added simultaneously. When two or more types are added at the same time, block-shaped addition or random addition may be performed.

【0009】オキシアルキレン基は共重合体とプロテア
ーゼとの親和性を高めるため、かつプロテアーゼの自己
消化作用を防ぐために必要であるが、あまり多いと共重
合体中の無水マレイン酸単位の重量割合が低くなって、
プロテアーゼ中のアミノ基との反応がおこりにくくなる
ので、a+bm+cnは1000を超えないことが必要であ
る。
The oxyalkylene group is necessary to increase the affinity between the copolymer and the protease and to prevent the protease from autolyzing. If the amount is too large, the weight ratio of the maleic anhydride unit in the copolymer is reduced. Lower,
It is necessary that a + bm + cn does not exceed 1000, since the reaction with the amino group in the protease hardly occurs.

【0010】R1 で示される炭素数2〜5のアルケニル
基としてはビニル基、アリル基、メタリル基、1,1−
ジメチル−2−プロペニル基、3−メチル−3−ブテニ
ル基等がある。R2 で示される炭素数1〜24のアルキル
基としてはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロ
ピル基、ブチル基、イソブチル基、第三ブチル基、ペン
チル基、イソペンチル基、ヘキシル基、イソヘプチル
基、2−エチルヘキシル基、オクチル基、イソノニル
基、デシル基、ドデシル基、イソトリデシル基、テトラ
デシル基、ヘキサデシル基、イソセチル基、オクタデシ
ル基、イソステアリル基、オレイル基、オクチルドデシ
ル基、ドコシル基、デシルテトラデシル基、ベンジル
基、クレジル基、ブチルフェニル基、ジブチルフェニル
基、オクチルフェニル基、ノニルフェニル基、ドデシル
フェニル基、ジオクチルフェニル基、ジノニルフェニル
基、スチレン化フェニル基等があり、アシル基として
は、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、カプリル
酸、2−エチルヘキサン酸、イソノナン酸、カプリン
酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、イソパ
ルミチン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、アラキ
ン酸、ベヘン酸、パルミトレイン酸、オレイン酸、リノ
ール酸、リノレン酸、エルカ酸、安息香酸、ヒドロキシ
安息香酸、桂皮酸、没食子酸等に由来するアシル基があ
る。
The alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms represented by R 1 includes vinyl, allyl, methallyl, 1,1-
Examples include a dimethyl-2-propenyl group and a 3-methyl-3-butenyl group. Examples of the alkyl group having 1 to 24 carbon atoms represented by R 2 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, an isopentyl group, a hexyl group, an isoheptyl group, 2-ethylhexyl, octyl, isononyl, decyl, dodecyl, isotridecyl, tetradecyl, hexadecyl, isocetyl, octadecyl, isostearyl, oleyl, octyldodecyl, docosyl, decyltetradecyl Benzyl, cresyl, butylphenyl, dibutylphenyl, octylphenyl, nonylphenyl, dodecylphenyl, dioctylphenyl, dinonylphenyl, styrenated phenyl, etc. , Propionic acid, butyric acid, isobutyric acid, Caprylic acid, 2-ethylhexanoic acid, isononanoic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, isopalmitic acid, stearic acid, isostearic acid, arachinic acid, behenic acid, palmitoleic acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic There are acyl groups derived from acids, erucic acid, benzoic acid, hydroxybenzoic acid, cinnamic acid, gallic acid and the like.

【0011】式(1)のアルケニルエーテルと無水マレ
イン酸との共重合体がプロテアーゼと充分に結合するた
めには、酸無水物構造が必要であり、遊離の水酸基が多
いアルケニルエーテルを用いると重合の際に酸無水物単
位とエステル結合をするために、プロテアーゼとの反応
性が低下したり、共重合体の溶媒への溶解性を低下した
りするので、n/(1+m+n)≦1/2であることが
必要である。
In order for the copolymer of the alkenyl ether of the formula (1) and maleic anhydride to sufficiently bind to the protease, an acid anhydride structure is required, and if an alkenyl ether having a large number of free hydroxyl groups is used, the polymerization will occur. In this case, since an ester bond is formed with the acid anhydride unit, the reactivity with the protease is reduced, and the solubility of the copolymer in the solvent is reduced. Therefore, n / (1 + m + n) ≦ 1/2 It is necessary to be.

【0012】本発明で用いる共重合体は式(1)で示さ
れるアルケニルエーテルと無水マレイン酸とをラジカル
重合触媒を用いて共重合させることによって、容易に得
ることができる。その際、更に他の単量体を加えて共重
合させても良い。他の単量体としては、アクリル酸、メ
タクリル酸、イタコン酸、クロトン酸などの不飽和カル
ボン酸、スチレン、メチルスチレンなどの芳香族ビニル
化合物、塩化ビニル、塩化ビニリデンなどのハロゲン化
ビニル化合物、イソブチレン、ジイソブチレンなどのオ
レフィン、そのほか酢酸ビニル、アクリロニトリル、ア
クリルアミドなどがある。これらは共重合体に粘着性を
持たせるなどの物性改良を行う際に加えることができる
が、その割合があまり多くなると、プロテアーゼの修飾
に必要なオキシアルキレン基あるいは酸無水物基の含有
量が低下し修飾がうまくできなくなるので、他の単量体
の割合が全単量体中の30モル%以下である必要がある。
The copolymer used in the present invention can be easily obtained by copolymerizing the alkenyl ether represented by the formula (1) with maleic anhydride using a radical polymerization catalyst. At that time, another monomer may be added for copolymerization. Other monomers include unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid and crotonic acid, aromatic vinyl compounds such as styrene and methylstyrene, vinyl halide compounds such as vinyl chloride and vinylidene chloride, and isobutylene. And olefins such as diisobutylene, and vinyl acetate, acrylonitrile, and acrylamide. These can be added at the time of improving physical properties such as imparting tackiness to the copolymer, but if the ratio is too large, the content of oxyalkylene groups or acid anhydride groups required for protease modification is reduced. The ratio of other monomers must be 30 mol% or less of the total monomers, since the concentration is lowered and modification cannot be performed well.

【0013】本発明で用いる共重合体は、重合開始剤の
種類あるいは式(1)のアルケニルエーテルの構造を変
化させることにより、種々の重合度の共重合体を得るこ
とができ、その重量平均分子量は1000〜200 万、好まし
くは3000〜10万である。またオキシアルキレン基のうち
でオキシエチレン基が多く付加したものを用いると親水
性の大きい共重合体を得ることができる。
The copolymer used in the present invention can obtain copolymers having various degrees of polymerization by changing the type of polymerization initiator or the structure of the alkenyl ether of the formula (1). The molecular weight is from 10 to 2,000,000, preferably from 3000 to 100,000. In addition, a copolymer having a high hydrophilicity can be obtained by using an oxyalkylene group to which a large number of oxyethylene groups are added.

【0014】また本発明の修飾プロテアーゼを得る方法
はプロテアーゼ中のアミノ基を利用する方法であり、対
象となるプロテアーゼとしては、スブチリシン、パパイ
ン、ペプシン、トリプシン、キモトリプシン、サーモリ
シンなど種々のものが使用できる。本発明の修飾プロテ
アーゼは、共重合体とプロテアーゼとを反応させること
により得ることができる。
The method for obtaining the modified protease of the present invention is a method utilizing an amino group in the protease, and various proteases such as subtilisin, papain, pepsin, trypsin, chymotrypsin, and thermolysin can be used as the target protease. . The modified protease of the present invention can be obtained by reacting a copolymer with a protease.

【0015】共重合体とプロテアーゼとを反応させると
きの比率は、プロテアーゼ中のアミノ基あるいは共重合
体中の酸無水物基の含有量により異なるため一概に特定
することはできないが、アミノ基の量に比べて共重合体
の量が少な過ぎると修飾率が低下するために目的とする
経時安定性が不充分となり、共重合体の量が多過ぎると
修飾プロテアーゼの初期活性が著しく低下するため、好
ましい範囲は、プロテアーゼ100 重量部に対して、共重
合体50〜400 重量部である。
The ratio of the reaction between the copolymer and the protease cannot be specified without fail because it varies depending on the content of amino groups in the protease or acid anhydride groups in the copolymer. If the amount of the copolymer is too small compared to the amount, the intended temporal stability becomes insufficient because the modification rate is reduced, and if the amount of the copolymer is too large, the initial activity of the modified protease is significantly reduced. The preferred range is 50 to 400 parts by weight of the copolymer based on 100 parts by weight of the protease.

【0016】両者の反応は共重合体が水溶性の場合は、
プロテアーゼの水溶液に共重合体を直接添加する方法が
よく、共重合体が水に溶解しにくい場合、あるいは水に
不溶の場合は共重合体を予め水と相溶性のあるアセトン
等の溶剤に溶解したのち、プロテアーゼ水溶液に添加す
る方法が容易であり、かつ好ましい方法である。また、
反応の際のpHは6〜10、好ましくは8〜9である。これ
は、pHが酸性側であるとプロテアーゼ中の遊離アミノ基
の量が少なくなるので修飾率が低下するためである。
The reaction between the two is carried out when the copolymer is water-soluble.
A good method is to add the copolymer directly to the protease aqueous solution.If the copolymer is difficult to dissolve in water or is insoluble in water, dissolve the copolymer in advance in a solvent such as acetone that is compatible with water. After that, the method of adding to the aqueous protease solution is easy and a preferable method. Also,
The pH during the reaction is from 6 to 10, preferably from 8 to 9. This is because when the pH is on the acidic side, the amount of free amino groups in the protease decreases, and the modification rate decreases.

【0017】また反応温度は、高過ぎると修飾工程での
プロテアーゼの活性低下がおこり、また、酸無水物基の
加水分解反応がプロテアーゼのアミノ基と酸無水物基と
の反応より起こりやすくなって修飾率が低下するため、
0〜10℃が好ましい範囲である。
On the other hand, if the reaction temperature is too high, the activity of the protease in the modification step is reduced, and the hydrolysis of the acid anhydride group is more likely to occur than the reaction between the amino group and the acid anhydride group of the protease. Because the modification rate decreases,
0 to 10C is a preferred range.

【0018】[0018]

【発明の効果】本発明のプロテアーゼを水溶液中で安定
化する方法によれば、プロテアーゼの自己消化作用がな
いために水溶液中でも活性を永く持続することができ、
これまでプロテアーゼを使用してきた分野ばかりでな
く、使用できなかった分野、たとえば蛋白質の工業的分
解等にも利用が可能である。
The protease of the present invention is stable in an aqueous solution.
According to the method, the activity can be maintained for a long time even in an aqueous solution because there is no autolysis of protease.
The present invention can be used not only in fields where proteases have been used until now, but also in fields where proteases cannot be used, for example, for industrial degradation of proteins.

【0019】[0019]

【実施例】本発明を製造例および実施例により説明す
る。 製造例1 下記の化合物を1リットルのトルエンに溶解し、窒素雰
囲気下に80±2℃で7時間の重合反応を行った。
EXAMPLES The present invention will be described with reference to Production Examples and Examples. Production Example 1 The following compound was dissolved in 1 liter of toluene, and a polymerization reaction was carried out at 80 ± 2 ° C. for 7 hours under a nitrogen atmosphere.

【0020】 CH2=CHCH20(C2H4O)33CH3 1524g (1モル) 無水マレイン酸 103g (1.05モル) 過酸化ベンゾイル 4.8g (0.02モル) 次いでトルエンおよび未反応の無水マレイン酸を10〜30
mmHgの減圧下に100 ±10℃で留去し、1450g の共重合体
No.1を得た。得られた共重合体No.1は淡黄色のワックス
状の固体で、融点は45℃、ケン化価は68.5であった。 製造例2 過酸化ラウロイル19.9g(0.05モル) を1リットルのベン
ゼンに溶解し、窒素雰囲気下に攪拌しながら70℃に昇温
したのち、下記組成の混合液を滴下して70±2℃で重合
反応を行った。
CH 2 = CHCH 20 (C 2 H 4 O) 33 CH 3 1524 g (1 mol) Maleic anhydride 103 g (1.05 mol) Benzoyl peroxide 4.8 g (0.02 mol) Then toluene and unreacted maleic anhydride 10 to 30
Distillation at 100 ± 10 ° C under reduced pressure of mmHg, 1450g of copolymer
No.1 was obtained. The obtained copolymer No. 1 was a pale yellow waxy solid, having a melting point of 45 ° C. and a saponification value of 68.5. Production Example 2 19.9 g (0.05 mol) of lauroyl peroxide was dissolved in 1 liter of benzene, the temperature was raised to 70 ° C. while stirring under a nitrogen atmosphere, and a mixed solution having the following composition was added dropwise at 70 ± 2 ° C. A polymerization reaction was performed.

【0021】 CH2=CHCH20(C2H4O)20C4H9 497g (0.5 モル)CH 2 = CHCH 20 (C 2 H 4 O) 20 C 4 H 9 497 g (0.5 mol)

【0022】[0022]

【化3】 Embedded image

【0023】 無水マレイン酸 103g(1.05モル) ベンゼン 3 リットル 全量滴下後、同じ温度で3時間保持したのち、ベンゼン
および未反応の無水マレイン酸を10〜30mmHgの減圧下に
120 ±10℃で留去し、1293g の共重合体No.2を得た。共
重合体No.2は粘稠な液体であり、ケン化価81.5であっ
た。
103 g (1.05 mol) of maleic anhydride 3 liters of benzene After dropping the whole amount, the mixture was kept at the same temperature for 3 hours, and then benzene and unreacted maleic anhydride were removed under reduced pressure of 10 to 30 mmHg.
The solvent was distilled off at 120 ± 10 ° C. to obtain 1293 g of copolymer No. 2. Copolymer No. 2 was a viscous liquid and had a saponification value of 81.5.

【0024】以下同様の方法により共重合体No.3〜No.8
を表1〜2に示す反応のモル比及び反応条件で調製し
た。分析値および溶解性を表3に示した。
Thereafter, copolymers No. 3 to No. 8 were prepared in the same manner.
Were prepared at the reaction molar ratios and reaction conditions shown in Tables 1-2. The analytical values and solubility are shown in Table 3.

【0025】[0025]

【表1】 [Table 1]

【0026】注){ }内はランダム状付加物を示す。Note) {}: Random additions are shown.

【0027】[0027]

【表2】 [Table 2]

【0028】注1)BPO :ベンゾイルペルオキシド、 LPO :ラウロイルペルオキシド tBEH :t−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエ
ート、 AIBN :アゾビスイソブチロニトリル、
Note 1) BPO: benzoyl peroxide, LPO: lauroyl peroxide tBEH: t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, AIBN: azobisisobutyronitrile,

【0029】[0029]

【表3】 [Table 3]

【0030】実施例 プロテアーゼとしてスブチリシン(ナガセ生化学工業
(株)、商品名ビオプラーゼ原末)を用い、表1の共重
合体による修飾を試みた。修飾プロテアーゼの活性はカ
ゼイン水解活性測定法により測定した。 カゼイン水解活性測定法 カゼイン溶液(注1)3.0ml を試験管にとり、予め37℃
に保温しておき、酵素試料溶液(注2)0.6ml を加えて
37℃で20分間加温した後、蛋白質沈澱試薬(注3)3.0m
l を加えて酵素反応を停止させ、濾過した。濾液0.8ml
を試験管にとり、0.55M 炭酸ナトリウム水溶液2.0ml と
フォリン(Folin) 試薬(注4)0.4ml を加えて37℃で30
分間加温して発色させ、660nm における吸光度を測定し
た。酵素活性は上記測定条件で660nm における吸光度を
1分間に1増加させる酵素量を1U660 として表示し
た。 (注1)カゼイン溶液 カゼイン(Hammarsten 社製) 1.2gに、50mMリン酸水素二
ナトリウム水溶液を160ml 加え、加熱して完全に溶解さ
せ、希塩酸でpHを7.5 に調整した後、精製水を加えて20
0ml にしたもの。 (注2)酵素試料溶液 供試プロテアーゼを0.2 〜1.0 U660/mlになるように、
希釈液で希釈したもの。なお、希釈液はリン酸二水素ナ
トリウム0.57g を80mlの精製水に溶解し、希塩酸でpH7.
5 に調整した後、精製水を加えて100ml にしたものであ
る。 (注3)蛋白質沈澱試薬 トリクロロ酢酸 18.0g 酢酸ナトリウム 18.0g 酢酸 19.0ml 上記化合物を精製水に溶解して1リットルにしたもの。 (注4)フォリン試薬 市販のフォリン試薬(Merck社製) を精製水で3倍に希釈
したもの。 実施例1 スブチリシン(94U660/mg)5gをpH8.6 の硼酸系緩衝
液(注5)100gに溶解させ、系の温度を3℃に保持し
た。これに共重合体No.1の5gを微粉末の状態で系に加
えて3±1℃で30分間攪拌したのち、さらに5g加えて
同温度で30分間攪拌を続けた。反応終了後、0.1N−水酸
化ナトリウム水溶液でpHを7.0 に調整した後、逆浸透膜
を用いて無機塩を除去し、減圧下35℃で乾燥して修飾プ
ロテアーゼである修飾スブチリシン9.8gを得た。
EXAMPLE Subtilisin (Nagase Seikagaku Co., Ltd., trade name: bioprase bulk powder) was used as a protease, and modification with the copolymer shown in Table 1 was attempted. The activity of the modified protease was measured by a casein hydrolytic activity assay. Method for measuring casein hydrolytic activity Transfer 3.0 ml of casein solution (Note 1) to a test tube, and heat at 37 ° C in advance.
Keep warm and add 0.6 ml of enzyme sample solution (Note 2)
After heating at 37 ° C for 20 minutes, protein precipitation reagent (Note 3) 3.0m
The enzyme reaction was stopped by adding l and filtered. 0.8 ml of filtrate
Into a test tube, add 2.0 ml of 0.55 M sodium carbonate aqueous solution and 0.4 ml of Folin reagent (Note 4), and add 30 ml at 37 ° C.
The color was developed by heating for a minute, and the absorbance at 660 nm was measured. Enzyme activity was indicated amount of enzyme to 1 increase the absorbance at 660nm in the above measurement conditions in one minute as 1U 660. (Note 1) Casein solution To 1.2 g of casein (manufactured by Hammarsten), add 160 ml of 50 mM disodium hydrogen phosphate aqueous solution, dissolve completely by heating, adjust the pH to 7.5 with dilute hydrochloric acid, and add purified water. 20
0ml. (Note 2) The enzyme sample solution tested proteases to become 0.2 ~1.0 U 660 / ml,
Diluted with diluent. The diluent was prepared by dissolving 0.57 g of sodium dihydrogen phosphate in 80 ml of purified water and diluting to pH 7.
After adjusting to 5, purified water was added to make 100 ml. (Note 3) Protein precipitation reagent Trichloroacetic acid 18.0 g Sodium acetate 18.0 g Acetic acid 19.0 ml The above compound was dissolved in purified water to make 1 liter. (Note 4) Folin reagent A commercially available folin reagent (Merck) diluted three times with purified water. Example 1 5 g of subtilisin (94 U 660 / mg) was dissolved in 100 g of a boric acid buffer (pH 5) (Note 5), and the temperature of the system was kept at 3 ° C. To this, 5 g of Copolymer No. 1 was added to the system in the form of a fine powder, and the mixture was stirred at 3 ± 1 ° C. for 30 minutes. Then, 5 g was further added and stirring was continued at the same temperature for 30 minutes. After the completion of the reaction, the pH was adjusted to 7.0 with a 0.1 N aqueous solution of sodium hydroxide, then the inorganic salts were removed using a reverse osmosis membrane, and dried at 35 ° C under reduced pressure to obtain 9.8 g of modified protease, modified subtilisin. Was.

【0031】得られた修飾プロテアーゼの活性をカゼイ
ン水解活性測定法で測定した結果は22U660/mgであり、
純分換算による原料であるスブチリシンの修飾による活
性残存率は72%であった。 (注5)硼酸系緩衝液(pH8.6) 0.2M−水酸化ナトリウム水溶液 12.00ml 0.2M−硼酸・塩化カリウム水溶液 50.00ml 上記水溶液を混合し、精製水を加えて全量を200ml にし
たもの。
The activity of the modified protease thus obtained was measured by a casein hydrolysis activity measuring method to be 22 U 660 / mg.
The activity remaining ratio by modification of the raw material subtilisin in terms of pure content was 72%. (Note 5) Boric acid buffer (pH 8.6) 0.2M-aqueous sodium hydroxide solution 12.00ml 0.2M-boric acid / potassium chloride aqueous solution 50.00ml The above aqueous solution was mixed, and purified water was added to make a total volume of 200ml.

【0032】なお、0.2M−硼酸・塩化カリウム水溶液
は、溶液1リットル中に硼酸12.4g と塩化カリウム14.9
g を含む水溶液である。修飾プロテアーゼおよび原料の
スブチリシンの赤外線吸収スペクトル図をそれぞれ図1
及び図2に示す。
Incidentally, an aqueous solution of 0.2M boric acid / potassium chloride is composed of 12.4 g of boric acid and 14.9 g of potassium chloride per liter of solution.
It is an aqueous solution containing g. Figure 1 shows the infrared absorption spectra of the modified protease and the starting material subtilisin.
And FIG.

【0033】また、これらのゲルパーミュエーションク
ロマトグラムを、共重合体No.1とともに図3に示すが、
修飾プロテアーゼの分子量が高分子量化していることが
わかる。なお、ゲルパーミュエーションクロマトグラフ
ィーの条件は次の通りである。
FIG. 3 shows the gel permeation chromatogram together with the copolymer No. 1.
It can be seen that the molecular weight of the modified protease is increased. The conditions for gel permeation chromatography are as follows.

【0034】試料濃度 :スブチリシン 0.5mg/ml 修飾プロテアーゼ 1.0mg/ml 試料注入量: 100μl 溶媒 :0.1Mリン酸系緩衝液(pH7.0) 流速 :0.5ml/分 検出器 :昭和電工(株)RI示差屈計SE−61 実施例2 スブチリシン(94U660/mg)5gをpH8.0 の燐酸系緩衝
液(注6)100gに溶解させ、温度を3℃に保持した。こ
れに共重合体No.3の2.5g(20%アセトン溶液)加えて3
±1℃で30分間攪拌し、さらに2.5g(20%アセトン溶
液)を加えて同温度で30分間攪拌した。
Sample concentration: 0.5 mg / ml subtilisin Modified protease 1.0 mg / ml Sample injection volume: 100 μl Solvent: 0.1 M phosphate buffer (pH 7.0) Flow rate: 0.5 ml / min Detector: Showa Denko KK RI differential屈計SE-61 example 2 subtilisin (94U 660 / mg) 5g phosphate buffer solution of pH 8.0 (Note 6) was dissolved in 100 g, the temperature was maintained at 3 ° C.. To this was added 2.5 g of copolymer No. 3 (20% acetone solution) and 3
The mixture was stirred at ± 1 ° C. for 30 minutes, and 2.5 g (20% acetone solution) was added, followed by stirring at the same temperature for 30 minutes.

【0035】次に、減圧下に35℃で水分を留去し、修飾
プロテアーゼを11.5g 得た。得られた修飾プロテアーゼ
の活性は25.4U660/mgであり、純分換算による原料のス
ブチリシンに対する修飾による活性残存率は64%であっ
た。 (注6)燐酸系緩衝液(pH8.0) 0.2M−水酸化ナトリウム水溶液 46.85ml 0.2M−燐酸二水素カリウム水溶液 50.00ml 上記水溶液を混合し、精製水を加えて全量を200ml にし
たもの。 実施例3〜7および比較例1〜2 以下、同様の方法で表4に示す修飾プロテアーゼを得
た。なお、実施例5は実施例1と同様に逆浸透膜を用い
て無機塩を除去した。これらの修飾プロテアーゼの活性
および経時安定性テストの結果を表4に示す。
Next, water was distilled off at 35 ° C. under reduced pressure to obtain 11.5 g of a modified protease. The activity of the resulting modified protease was 25.4 U 660 / mg, and the residual activity ratio by modification of the raw material subtilisin in terms of pure content was 64%. (Note 6) Phosphate buffer (pH 8.0) 0.2M-aqueous sodium hydroxide solution 46.85ml 0.2M-potassium dihydrogen phosphate aqueous solution 50.00ml The above aqueous solutions were mixed, and purified water was added to make a total volume of 200ml. Examples 3 to 7 and Comparative Examples 1 and 2 Modified proteases shown in Table 4 were obtained in the same manner as described below. In Example 5, inorganic salts were removed using a reverse osmosis membrane as in Example 1. Table 4 shows the activity of these modified proteases and the results of the stability test over time.

【0036】経時安定性テスト 修飾プロテアーゼ0.1gをpH7.0 のリン酸系緩衝液(注
7)100ml(防腐剤として4−ヒドロキシ安息酸メチルを
0.1 %含む)に溶解し、40℃に所定時間保持し、カゼイ
ン水解活性測定法により修飾プロテアーゼの活性を測定
して経時安定性を調べた。
Stability test with time 0.1 g of the modified protease was added to 100 ml of a phosphate buffer (Note 7) at pH 7.0 (methyl 4-hydroxybenzoate was used as a preservative).
0.1%), kept at 40 ° C. for a predetermined time, and measured the activity of the modified protease by a casein hydrolysis activity measurement method to examine the stability over time.

【0037】比較例として、スブチリシン0.005gをpH7.
0 のリン酸系緩衝液100ml(防腐剤として4−ヒドロキシ
安息香酸メチル0.1 %含有)に溶解したもの(比較例
1)と、これにグリセリンを5%添加したもの(比較例
2)についても経時安定性を調べた。表4より、本発明
の修飾プロテアーゼが水溶液において優れた経時安定性
をもっていることがわかる。 (注7)リン酸系緩衝液(pH7.0) 10mM燐酸水素2ナトリウム水溶液と10mM燐酸水素1ナト
リウム水溶液を混合してpHを7.0 に調整したもの。
As a comparative example, 0.005 g of subtilisin was added at pH 7.
No. 0 in 100 ml of a phosphate buffer (containing 0.1% of methyl 4-hydroxybenzoate as a preservative) (Comparative Example 1) and a solution in which 5% of glycerin was added thereto (Comparative Example 2). The stability was investigated. Table 4 shows that the modified protease of the present invention has excellent temporal stability in an aqueous solution. (Note 7) Phosphate buffer (pH 7.0) pH adjusted to 7.0 by mixing 10 mM disodium hydrogen phosphate aqueous solution and 10 mM monosodium hydrogen phosphate aqueous solution.

【0038】[0038]

【表4】 [Table 4]

【0039】表中、1)単位:U660/mg 2)スブチリシンの活性(940 U660/mg) に対する修飾
プロテアーゼの活性率(%)。 3)活性率は、修飾プロテアーゼの初期活性に対する経
時安定性テスト終了後の活性率(%)。
In the table, 1) unit: U 660 / mg 2) Activity ratio (%) of the modified protease relative to the activity of subtilisin (940 U 660 / mg). 3) The activity rate is the activity rate (%) after completion of the stability test over time with respect to the initial activity of the modified protease.

【0040】注)スブチリシン水溶液にグリセリンを5
%添加したもの
Note) 5 glycerin was added to the subtilisin aqueous solution.
% Added

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 共重合体No.1で修飾されたスブチリシン(修
飾プロテアーゼ)の赤外線吸収スペクトル図である。
FIG. 1 is an infrared absorption spectrum of a subtilisin (modified protease) modified with copolymer No. 1.

【図2】 スブチリシンの赤外線吸収スペクトル図であ
る。
FIG. 2 is an infrared absorption spectrum of subtilisin.

【図3】 スブチリシン、共重合体No.1および修飾プロ
テアーゼのゲルパーミュエーションクロマトグラムであ
る。
FIG. 3 is a gel permeation chromatogram of subtilisin, copolymer No. 1, and modified protease.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 薗頭 広子 東京都北区栄町48番18号 株式会社小林 コーセー研究所内 (72)発明者 廣部 みどり 東京都北区栄町48番18号 株式会社小林 コーセー研究所内 (56)参考文献 特開 平1−153088(JP,A) 特開 昭57−122795(JP,A) Biotechnology and Bioengineering, (1982)Vol.24,pp.4 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C12N 9/48 - 9/99 JICSTファイル(JOIS) WPI/L(QUESTEL) BIOSIS(DIALOG)──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hiroko Sonogami 48-18 Sakaemachi, Kita-ku, Tokyo Inside Kose Research Institute, Inc. (72) Inventor Midori 48-18 Sakaemachi, Kita-ku, Tokyo Kobayashi, Inc Kose Research Institute (56) References JP-A-1-153088 (JP, A) JP-A-57-122795 (JP, A) Biotechnology and Bioengineering, (1982) Vol. 24, pp. 4 (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C12N 9/48-9/99 JICST file (JOIS) WPI / L (QUESTEL) BIOSIS (DIALOG)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 プロテアーゼを水溶液中で安定化するに
あたり、プロテアーゼ100重量部に対して、式(1)で
示されるアルケニルエーテルと無水マレイン酸と他の単
量体とのモル比が、5〜60:20〜90:0〜30である共重
合体50〜400重量部で修飾することを特徴とするプロテ
アーゼの水溶液中での安定化方法。 【化1】 (Zは2〜8個の水酸基を持つ化合物の残基、AOは炭
素数2〜18のオキシアルキレン基の1種または2種以上
の混合物で、2種以上のときはブロック状に付加してい
てもランダム状に付加してしてもよく、R1 は炭素数2
〜5のアルケニル基、R2 は炭素数1〜24の炭化水素基
またはアシル基、aとbとcはオキシアルキレン基の平
均付加モル数でそれぞれ0〜600 、mは1〜7の整数、
nは0〜6の整数、m+n=1〜7、n/(1+m+
n)≦1/2、かつa+bm+cn=1〜1000であ
る。)
1. A method for stabilizing a protease in an aqueous solution.
Per 100 parts by weight of the protease , the molar ratio of the alkenyl ether represented by the formula (1), maleic anhydride and other monomers is 5 to 60:20 to 90: 0 to 30. Modification with 50-400 parts by weight of coalescence
Method of stabilizing ase in aqueous solution . Embedded image (Z is a residue of a compound having 2 to 8 hydroxyl groups, AO is one or a mixture of two or more oxyalkylene groups having 2 to 18 carbon atoms, and if two or more, it is added in a block form. Or may be added randomly, and R 1 has 2 carbon atoms.
An alkenyl group of 5 to 5, R 2 is a hydrocarbon group or an acyl group having 1 to 24 carbon atoms, a, b and c are each an average addition mole number of an oxyalkylene group of 0 to 600, m is an integer of 1 to 7,
n is an integer of 0 to 6, m + n = 1 to 7, n / (1 + m +
n) ≦ 1 / and a + bm + cn = 1 to 1000. )
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