JP3479509B2 - アルカリプロテアーゼ - Google Patents
アルカリプロテアーゼInfo
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Description
テアーゼ、それをコードする遺伝子、該アルカリプロテ
アーゼを産生する微生物及び該アルカリプロテアーゼを
含有する洗浄剤組成物に関する。
剤、化粧料、浴用剤、食品改質剤、消化助剤あるいは消
炎剤といった医薬品等の多分野で利用されてきた。
のは洗剤用プロテアーゼであり、例えばアルカラーゼ、
サビナーゼ(ノボ・ノルディスク社製)、マクサカル
(ジェネンコア社製)、ブラップ(ヘンケル社製)及び
プロテアーゼK(KAP;花王社製)などが知られてい
る。
試みられており、熱及び界面活性剤に対する安定性の高
い酵素(特開平6−70765号公報等)、ケラチンな
どの不溶性蛋白質に作用しかつ高い比活性を有する酵素
(特開平9−121855号公報等)、低温域での活性
に優れた酵素(特開平5−211868号公報、特開平
9−121856号公報等)及び酸化剤に対する安定性
を向上させる方法(欧州特許第0130756号公報)
等が開示されている。
固体粒子など複数の成分が含まれていることがほとんど
であり、かかる実際の複合汚れに対して洗浄力の高い洗
浄剤が望まれている。これに対しては、通常複数種の酵
素、複数種の界面活性剤の配合がなされている。
の配合した個々の酵素が複合汚れの条件下で安定で、か
つ充分な活性を維持していなければ、その作用は充分に
発揮されない。この点で従来の酵素は必ずしも十分では
なかった。
活性を保持し、蛋白だけでなく皮脂等の汚れのある複合
汚れ条件下でも優れた洗浄性を有するアルカリプロテア
ーゼを見出した。
ルカリプロテアーゼを提供するものである。
活性値の80%以上を示す。
である。
い。
する遺伝子を提供するものである。
る微生物を提供するものである。
る洗浄剤組成物を提供するものである。
イルを示す。図2は、アルカリプロテアーゼKP43の
pH安定性(40℃、30分)を示す。図3は、アルカリ
プロテアーゼKP43のpH安定性(10℃、24時間)
を示す。図4は、アルカリプロテアーゼKP43の温度
プロファイルを示す。図5は、アリカリプロテアーゼK
P43の耐熱性を示す。図6は、KP43プロテアーゼ
の酸化剤(50mM過酸化水素)に対する安定性を示す。
図7は、KP9860プロテアーゼ及びその部分分解物
のN末端配列を示す。図8は、KP9860プロテアー
ゼのN末端配列からデザインしたプライマー配列を示
す。図9は、57bpPCR増幅断片とプライマーデザ
インを示す。
v)の理化学的性質を有するが、特に(iv)の性質は重
要である。すなわち、オレイン酸は皮脂の成分の一つで
あり、オレイン酸10mM存在下でも、オレイン酸不存在
下の場合と同等のカゼイン分解活性を保持している。
S−ポリアクリルアミドゲル電気泳動法(SDS−PA
GE)にょる推定分子量が約43,000のものが好ま
しい。
〜(ix)の性質を有するアルカリプロテアーゼが特に好
ましい。
の低温でも作用する。
イオンでは熱安定性が向上する。
マーキュリー安息香酸(PCMB)では活性は阻害され
ないが、ジイソプロピルフルオロ燐酸(DFP)及びフ
ェニルメタンスルホニルフルオリド(PMSF)では活
性は阻害される。
キシエチレンアルキル硫酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナ
トリウム、α−オレフィンスルホン酸ナトリウム及びα
−スルホ脂肪酸エステルで活性は阻害されない。
又は2に示すアミノ酸配列、又は該アミノ酸配列の1若
しくは2以上のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加され
たアミノ酸配列を有するものが好ましい。配列番号1と
2とは、配列番号2における3位リジンが配列番号1で
は欠失している点で異なるのみである。配列番号1及び
2におけるXaaは、任意のアミノ酸を示すが、各位置
のXaaの好ましいアミノ酸を配列番号2における位置
で下記の表に示す。
又は付加は、アルカリプロテアーゼ活性を失わない限り
特に制限されないが、配列番号1又は2で示されるアミ
ノ酸配列の好ましくは70%以上、より好ましくは80
%以上、さらに好ましくは90%以上が保存されている
ものが好ましい。
列番号3、4又は5で示されるアミノ酸配列、又は該ア
ミノ酸配列の1若しくは2以上のアミノ酸が欠失、置換
若しくは付加されたアミノ酸配列を有するアルカリプロ
テアーゼが挙げられる。
(Bacillus)に属するアルカリプロテアーゼ生産菌を培
養し、その培養物から採取することにより製することが
できる。ここで、本発明アルカリプロテアーゼ生産菌と
しては、バチルス属に属する野生株、及び前記のアミノ
酸配列を有するペプチドをコードする遺伝子を有する形
質転換体が挙げられる。また、該野生株としては例えば
KP43株、KP1790株及びKP9860株が挙げ
られる。これらの菌体の菌学的性質を以下に示す。
stematic Bacteriology」(Williams & Wilkins社、1984
年)の記載に準じ検討したところ、上記の3菌株はバチ
ルス属に属させることが妥当である。しかし、種につい
ては、既知のバチルス属の種の諸性質とは完全に一致し
ないことから新規な微生物である。そこで上記3菌株を
工業技術院生命工学技術研究所(あて名:〒305-0046日
本国茨城県つくば市東1丁目1番3号)にバチルス エ
スピー(Bacillus sp.)KSM−KP43(FERM BP-65
32)、バチルス エスピー(Bacillus sp.)KSM−K
P1790(FERM BP-6533)、バチルス エスピー(Ba
cillus sp.)KSM−KP9860(FERM BP-6534)と
して寄託した(原寄託日:1996年9月18日)。
産するには、菌株を資化性の炭素源、窒素源その他の必
須栄養素を含む培地に接種し、常法に従い培養すればよ
い。
ゼの採取及び精製は、一般の酵素の採取及び精製方法に
準じて行うことができる。例えば、培養液から遠心分離
又は濾過することで菌体を除き、培養上清液から常法の
精製手段により目的酵素を得る。このようにして得られ
る酵素液は、そのまま用いることもできるがさらに公知
の方法により精製、結晶化することもできる。
ーゼをコードする遺伝子を取得し、これを用いて組換え
ベクターを作製し、該組換えベクターを用いて宿主細胞
を形質転換し、得られた形質転換体を培養し、培養物か
らアルカリプロテアーゼを採取することによっても得ら
れる。
菌株からクローニングすることができる。該クローニン
グ手段としては、既知の手段、例えば(1)適当な制限
酵素による染色体DNAの全分解又は部分分解で得られ
たDNA断片を適当なベクターに組み込み、大腸菌や枯
草菌などに導入し発現させるショットガン法、(2)適
当なプライマーを合成してPCR法で目的とする遺伝子
をクローニングする方法等が挙げられる。
を配列番号3〜5に示す。該塩基配列は、配列番号3〜
5に限定されるものではなく、配列番号1若しくは2に
示されたアミノ酸配列をコードする塩基配列、又は該ア
ミノ酸配列の1若しくは2以上のアミノ酸が欠失し、置
換若しくは付加したアミノ酸配列をコードする塩基配列
であればよいが、配列番号3〜5で示される塩基配列、
又は該塩基配列の1若しくは2以上の塩基が欠失、置換
若しくは付加された塩基配列を有するものが好ましい。
ここで欠失、置換若しくは付加は、前記アミノ酸配列の
変異の範囲内であることが好ましい。
ーを作製するには、目的とする宿主内で遺伝子を発現す
るのに適した任意のベクターにアルカリプロテアーゼ遺
伝子を組み込めばよい。かかるベクターとしては、大腸
菌を宿主とする場合、pUC18、pBR322、pU
C19等が挙げられ、枯草菌を宿主とする場合、pUB
110等が挙げられる。
転換するには、常法、例えばプロトプラスト法、コンピ
テントセル法等により行われる。宿主としては、特に制
限されないが、微生物が好ましく、バチルス属細菌学の
グラム陽性菌;大腸菌(Escherichia coli)等のグラム
陰性菌;サッカロマイセス属酵母、アスペルギルス属カ
ビ等の真菌等が挙げられる。
アーゼを採取するには、例えば前記の野生株を用いた培
養、採取、精製の手段に準じればよい。
アルカリ耐性を有し、脂質の存在下でも優れたプロテア
ーゼ活性を有し、さらに酸化剤に対する耐性及び界面活
性剤耐性を有するので、各種洗浄剤組成物配合用酵素と
して有用である。
量は、アルカリプロテアーゼが活性を示す量であれば特
に制限されないが、洗浄剤組成物1kg当たり0.1〜5
000U、特に1〜500Uが好ましい。
物には、公知の洗浄剤成分を配合することができ、当該
公知の洗浄成分としては、WO94/26881の第5
頁、右上欄、第14行〜右下欄、第29行記載のものを
使用することができる。
(以下単に%で示す)配合され、特に粉体状洗浄剤組成
物については10〜45%、液体洗浄剤組成物について
は20〜50%配合することが好ましい。また、本発明
洗浄剤組成物が漂白洗浄剤又は自動食器洗浄機用洗浄剤
である場合、界面活性剤は一般に1〜10%、好ましく
は1〜5%配合される。
くは5〜40%配合される。
は1〜40%配合される。
5%配合される。
ミラーゼ、プロトペクチナーゼ、ペクチナーゼ、リパー
ゼ、ヘミセルラーゼ、β−グリコシダーゼ、グルコース
オキシダーゼ、コレステロールオキシダーゼ等を使用す
ることができる。これらの酵素は0.001〜5%、好
ましくは0.1〜3%配合される。
%配合するのが好ましい。漂白剤を使用するとき漂白活
性化剤(アクチベーター)を0.01〜10%配合する
ことができる。
S−X)やスチルベン型蛍光剤(例えばDM型蛍光染)
等が挙げられる。蛍光剤は0.001〜2%配合するの
が好ましい。
粒等とすることができる。また、この洗浄剤組成物は、
衣料用洗浄剤、自動食器洗浄機用洗浄剤、排水管洗浄
剤、義歯洗浄剤、漂白剤等として使用することができ
る。
グ) 土壌サンプル1gを生理食塩水(10mL)に懸濁し、
80℃で10分間熱処理を行った後、以下に示した組成
を有するプロテアーゼ生産菌液体集積培地へ接種し、2
0℃で培養を行った。3回程度同培地で植え継ぎ集積を
行った後、以下に示した組成を有するプロテアーゼ生産
判定プレートに塗抹し、20℃で5〜7日間培養した。
生育した集落の周囲にスキムミルクの分解によって生じ
た透明帯を指標としてプロテアーゼ生産菌を分離した。
その結果、アルカリプロテアーゼ生産菌としてバチルス
エスピーKSM−KP43株、KSM−KP1790
株及びKSM−KP9860株を得た。
リペプトンS1%、酵母エキス0.05%、リン酸1カ
リウム0.1%、硫酸マグネシウム0.02%、グルコ
ース(別滅菌)1%、炭酸ナトリウム(別滅菌)0.5
%、の組成の液体培地に接種し30℃、24時間培養し
た。この時の培養上清の酵素濃度は、約1.5U/Lで
あった。この培養液を4℃で遠心分離し得られた培養上
清に攪拌しながら粉砕した硫安を90%飽和濃度になる
ように添加した。攪拌しながら4℃で一昼夜放置後遠心
分離により沈殿を回収し、得られた沈殿を5mMの塩化カ
ルシウムを含む10mMトリス−塩酸緩衝液pH7.5に溶
解し、同緩衝液に対して透析した。続いてこの透析内液
を5mMの塩化カルウムを含む10mMトリス−塩酸緩衝液
pH7.5で平衡化させたDEAE−Sepharose
FF(ファルマシア社製)カラムを通過させ非吸着画分
を回収した。この回収液を2mM塩化カルシウムを含む5
0mM HEPES緩衝液pH7.5に対して透析し、同緩
衝液で平衡化させたSP−セファロースFFカラムを通
過させ非吸着画分よりやや遅れて溶出してくる活性画分
を回収した。活性回収率15%のこのサンプルを用いて
SDSポリアクリルアミド電気泳動を行ったところ単一
バンドとして検出された。
及びKSM−KP9860株を実施例2と同様の培地で
培養し、実施例2と同様に培養液を精製してアルカリプ
ロテアーゼを採取した。
素学的性質を検討した。その実験方法及び結果を以下に
示す。
製)を含む50mmol/L各種緩衝液1mLを40℃で5分
間保温した後、0.1mLの酵素溶液を添加し、40℃で
10分間反応を行った。TCA溶液(0.11mol/L
トリクロロ酢酸:0.22mol/L酢酸ナトリウム:
0.33mol/L酢酸)2mLを添加して反応を停止し、
室温で10分間放置した後、酸変性蛋白を濾過(No.
2濾紙:ホワットマン社製)した。そして、濾液0.5
mLにアルカリ性銅試薬(1%(w/v)酒石酸カリウム
・ナトリウム:1%(w/v)硫酸銅:2%(w/v)
炭酸ナトリウム、0.1mol/L水酸化ナトリウム=
1:1:100(v/v))を2.5mLを添加し、30
℃、10分間保温した後、希釈フェノール試薬(フェノ
ール試薬(関東化学社製)をイオン交換水で2倍希釈し
たもの)0.25mLを加え、30℃、30分間保温した
後、660nmにおける吸光度を測定した。上記の酵素反
応系に反応停止液を混合した後、酵素溶液を加えた系を
ブランクとした。
いて1分間に1mmolのチロジンに相当する酸可溶性蛋白
分解物を遊離する酵素量とした。
0.2mmol/L塩化カルシウム含有)に50mmol/L合
成基質溶液(サクシニル−アラニル−アラニル−フェニ
ル−ロイシン・パラニトロアニライドをジメチルスルホ
キサイドに溶解)0.05mLを混合し、30℃で5分間
保温した後、0.05mLの酵素溶液を加え、30℃、1
0分間反応を行った。5%(w/v)クエン酸溶液2mL
を添加して反応を停止させ、420nmにおける吸光度を
測定した。
1分間に1μmolのp−ニトロアニリンを遊離させるの
に必要な酵素量とした。
l. 22, 79(1938))、尿素を用いて牛血清ヘモグロビンを
変性させ、水酸化ナトリウムにてpH10.5とした。こ
の基質溶液(ヘモグロビンとして2.2%)0.5mLに
酵素液0.1mL(1.0×10-5〜1.0×10-3A.
U)を添加し25℃にて10分間反応を行い、4.9%
のトリクロル酢酸1.0mLを加え、反応を停止した。反
応終了後、遠心分離(3,000rpm,10分)を行い、
その上清液中に含まれる蛋白分解物をフォーリン・ロー
リー法(O. H. Lowryら、J. Biol. Chem., 193, 265(195
1))によって定量した。
いて1分間に1mmoleのチロシンに相当する酸可溶性蛋
白分解物を遊離する酵素量とした。
トン・ロビンソン緩衝液1mLに酵素溶液(3.0×10
-5mP.U)0.1mLを加え、カゼイン法によって活性
測定を行った。
ol/L塩化カルシウム含有)中に酵素溶液を(8.0×
10-4mP.U.)混合し、40℃、30分間及び10
℃、24時間の処理を行った。この処理液を氷冷後、5
0mmol/Lホウ酸緩衝液で40倍に希釈した後、カゼイ
ン法により残存活性を測定した。
酸緩衝液(pH10.0)1mL中に、酵素溶液2.0×1
0-5mP.U.)0.1mLを添加し、10〜80℃まで
の各温度でカゼイン法により活性測定を行った。
及び非存在下の両系において行った。
/L塩化カルシウムの存在下及び非存在下の両系におい
て、酵素溶液(2.5×10-4mP.U.)を加え、各
温度で10分間熱処理を行った。氷冷後、50mmol/L
ホウ酸緩衝液(pH10.0)で5倍希釈し、カゼイン法
により残存活性を測定を行った。
液(pH10.0)中に酵素溶液(4.0×10-4mP.
U.)を添加し、30℃、20分間の処理を行った。そ
の後、50mmol/Lホウ酸緩衝液(pH10.0)で5倍
希釈し、カゼイン法により活性の測定を行った。
を所定濃度になるよう調製し、酵素溶液(1.0×-3m
P.U.)を添加し、30℃、20分間の処理を行っ
た。その後、イオン交換水で20倍希釈し、カゼイン法
により残存活性の測定を行った。
衝液に、酵素溶液(7.0×10-4mP.U.)を添加
し、40℃、4時間の処理を行った。その後、50mmol
/Lホウ酸緩衝液(pH10.0)で20倍希釈し、カゼ
イン法により残存活性の測定を行った。
ビンソン緩衝液(最終濃度:50mmol/L過酸化水素、
2mmol/L塩化カルシウム、20mmol/Lブリットン・
ロビンソン(pH8.0)2.7mLを30℃、15分間保
温した後、0.3mLの酵素溶液を添加した。経時的に、
予め準備しておいた5μLのカタラーゼ(ベーリンガー
マンハイム社製:20mg/mL)入り試験管に0.8mLサ
ンプリングし、酸化反応を停止させた。そして、各サン
プルを2mmol/L塩化カルシウムで適当に希釈した後、
合成基質法を用いて残存活性を測定した。
(pH7)を基質溶液として、0〜10mMのオレイン酸ナ
トリウム存在下で20℃、15分間反応を行い、カゼイ
ン法で活性測定を行った。
ぼすpHの影響を検討した。至適pHにおける活性を100
%とし、各pHでのKP43の相対活性を図1に示した。
その結果、いずれのプロテアーゼも、作用最適pHはpH6
〜12にあり、非常に広いpH領域において高い蛋白分解
活性能範を有することが明らかになった。
及び10℃で24時間保存後の、各pHにおけるKP43
の残存活性を図2及び3に示した。その結果、40℃、
30分間の処理では、いずれもpH6〜12の広範囲で安
定であり、カルシウムイオンの添加によってpH5におけ
る安定性も改善されることが明らかになった。一方、1
0℃、24時間の処理では、いずれもpH5〜12の広範
囲で安定であった。
す温度の影響を検討した。カルシウム無添加系における
最高活性を100%とし、各温度におけるKP43の相
対活性を図4に示した。この結果から、カルシウムイオ
ン無添加系においては、3種類のプロテアーゼは至適温
度を60℃に有することが判った。また、カルシウムイ
オン添加系によっていずれも至適温度は70℃となり、
既存の洗剤用プロテアーゼと同様、カルシウムイオン添
加系による至適温度の高温側への移行が認められた。
L塩化カルシウム添加及び無添加系)、10分間の熱処
理を行い、残存活性を測定した。未処理時の活性を10
0%とし、各処理温度におけるKP43の残存活性を図
5に示す。その結果、いずれのプロテアーゼも塩化カル
シウム無添加系においては、60℃まで安定であり、塩
化カルシウム(5mmol/L)の添加により温度安定性は
10℃程高温側にシフトすることが明らかになった。市
販の洗剤用酵素と比較した場合、最も耐熱性に優れてい
るエスペラーゼに匹敵する耐熱性を保持するものと考え
られた。
/L)で20mmol/Lホウ酸緩衝液中(pH10)、30
℃、20分間の処理を行い、残存活性を測定した。残存
活性は、金属塩無添加系で同様の処理を行った時の酵素
活性を100%とする相対値で表わした(表3参照)。
その結果、いずれのプロテアーゼも塩化水銀及び硝酸銀
による阻害が認められたが、他の各種金属塩に対して
は、非常に安定であることが判った。
える影響を検討した。10mmol/Lリン酸緩衝液(pH
7.0)に各種阻害剤を所定濃度になるように添加し、
30℃、20分間の処理を行い、残存活性を測定した。
残存活性は、阻害剤無添加系で同様の処理を行った時の
酵素活性を100%とする相対値で表わした(表4参
照)。この結果から明らかなように、3種類のプロテア
ーゼはいずれも、セリンプロテアーゼの阻害剤であるジ
イソプロピルフルオルリン酸(DFP)、フェニルメタ
ンスルホニルフルオライド(PMSF)及びキモスタチ
ンで阻害されることから、活性中心にセリン残基を有す
るプロテアーゼであると考えられた。また、放線菌由来
でセリンプロテアーゼの阻害作用が報告されているアン
チパインやロイペプチンによる影響は認められなかっ
た。
液(pH9.0)中、1%の各種界面活性剤で40℃、4
時間の処理を行い、残存活性を測定した。残存活性は、
処理時間0分での酵素活性を100%とする相対値で表
わした(表5参照)。その結果、3種類の酵素は、直鎖
アルキルベンゼンスルホン酸(LAS)をはじめとする
界面活性剤に非常に安定であることから、界面活性剤を
含有する洗浄剤成分として有用であると考えられた。
リットン・ロビンソン緩衝液(pH8.0)中30℃で処
理を行い、経時的に残存活性を測定した。図6に示すよ
うに、3種の酵素は市販洗剤用酵素のサビナーゼやKA
Pを大きく上回る安定性を示し、蛋白工学的手法を用い
てサビナーゼに酸化剤耐性を付与したデュラザイム(ノ
ボ・ノルディスク社製)並の優れた安定性を示した。
ゼは、皮脂の成分の一つであるオレイン酸10mMの存在
下で活性を全く失わなかった。
ング) (1)KSM−KP9860株ゲノムDNAの調製法 KSM−KP9860株を液体培地(0.5%グルコ
ース、0.2%ポリペプトン−S、0.05%酵母エキ
ス、0.1%KH2PO4・7H2O、0.26% Na
Co3:pH9.0)500mLで30℃、2日間培養した
後、遠心分離により菌体を回収した。得られた菌体か
ら、Saito とMiura らの方法(Biochim.Biophyc. Acta
o, 72, 619(1963))らの方法によりゲノムDNAを調製
した。
の回収 1)熱失活によるKP9860プロテアーゼの変性 KP9860プロテアーゼ(5mg/mL) 45μL PMSF(100mM) 20μL EDTA(200mM) 10μL SDS(0.08mg/mL) 25μL 上記の組成のプロテアーゼ溶液を沸騰水中で10分間
加熱した。プロテアーゼ溶液を2mM 酢酸アンモニウム
で透析し、SDS、EDTA、PMSFを除いた後、凍
結乾燥した後、100μLの蒸留水に溶解し、変性蛋白
サンプルとした。
L トリプシン(1μg/mL, Sigma) 100μL 1M Tris−HCl(pH7.5) 50μL 蒸留水 750μL トリプシンを1)で得られた変性蛋白サンプルに対し
て、上記の組成で氷中で3時間作用させた。反応の停止
はSDS(0.08mg/mL)、EDTA(200mM)、
PMSF(100mM)をそれぞれ300μL、100μ
L、200μL加え、沸騰水中で3分間加熱することで
行った。
A、PMSFを除いた後、凍結乾燥した後、100μL
の蒸留水に溶解し、SDS−PAGE用のサンプルとし
た。
社製)12%で電気泳動し、Quick CBB染色液
(Bio-Rad 社製)で染色し蛋白バンドを検出した。蛋白
バンド部分を剃刀で切り出し、1.5mLチューブ内で破
砕後、5倍量のSDS−PAGE泳動バッファー(組成
はグリシン14.4%(W/V)、Trisは3.03
%、SDS(Bio-Rad 社製)10%)を加え、室温で攪
拌し蛋白バンドを溶出させた。得られた溶出液を2mM
酢酸アンモニウムで透析、凍結乾燥して、プロテインシ
ーケンサー(Protein Sequencer 476A型:Applied Bios
ystem 社製)を用いた解析に供した。
末端に相当する20〜30塩基数のプライマー(図8)
を合成し、鋳型DNA100ng、プライマー20pmolを
用いてPwoDNA polymerase(Boehringer mannheim 社
製)を用いて100μLの反応系でPCR反応を行っ
た。また、インバースPCRを行う場合はExpandTMlong
template PCR system(Boehringer mannheim 社製)を
用いて50μLの反応系で行った。図8に示したプライ
マーである9860−N2と9860−25k−RVを
用いたPCRにより、527bpのDNA断片を取得し
た。
it(Boehringer mannheim社製)を用いて精製した後、
pUC18のSma IサイトにLigation kit ver.2
(Takara社製)を用いて16℃、一夜反応により挿入し
た。得られた組換えプラスミドとコンピテントセルE. c
oli JM109株(Takara社製)を混合し、42℃、4
5秒間のヒートショックを与え、E. coli JM109株
を形質転換した。菌液にLBを加え、37℃で1時間保
温した後に、IPTG(0.1mM、 Sigma)及びX−g
al[0.004%(w/v)、Sigma]、アンピシリン
(50μg/mL、Sigma)を含有するLBプレートに塗布
した。37℃で一夜培養し、生育したホワイトコロニー
を組換えプラスミドが導入された形質転換体として選抜
した。
Bで37℃で一夜培養し、菌体を遠心分離により回収
後、High pure plasmid isolation kit を用いて(Boeh
ringer mannheim 社製)組換えプラスミドを得た。得ら
れた組換えプラスミド1μgを鋳型として、プライマー
とDNA Sequencing kit (PERKIN ELMER社製)を用い
て20μLの反応系でPCR反応を行った。反応生成物
をQuick spin column(Boehringer mannheim社製)を用
いて精製した 後に、遠心エバポレーターで乾燥させ、
DNASequencer 377型(Applied Biosystem 社製)
を用いた解析に供した。
0プロテアーゼのN末端配列に一致するアミノ酸配列を
有し、サブチリシン等のアルカリウロテアーゼとの活性
中心を構成する3つのアミノ酸(Asp、His、Se
r)の内、AspとHis周辺の共通配列と考えられる
配列が認められたことから、KP−9860プロテアー
ゼ遺伝子の一部分であると考えられた。
III、Xho I、Pst I、BgI IIを用いて処理し、得られた
527bp DNAをプローブにサザンハイブリダイゼー
ションを行い、相間性領域の検出を試みた。
ズするバンドが認められた。
(図9)を用いてインバースPCRを行った。KP−9
860染色体を制限酵素EcoRI, Hind III, PstI,BglII
による完全消化を行い、各々Ligation Kit ver.2(Tak
ara社製)処理をキットに従って行った。得られた反応
液をエタノール沈殿させ、インバースPCR用鋳型DN
Aとした。EcoRI, HindIII, PstI, BglII制限酵素処理
インバースPCR用鋳型DNA0.1μg、プライマー
1及び4各10p molとExpand long template PCR Syst
emを用いて、PCR反応(条件;(94℃ 10秒、6
0℃30秒、68℃ 4分)10サイクル、(94℃
10秒、60℃ 30秒、68℃ 4分+20×サイク
ル数)20サイクル、68℃ 7分、4℃ 1分)を行
った。又、EcoRI制限酵素処理インバースPCR用鋳型
DNA0.1μg、プライマー2及び3各10p molとE
xpand long template PCR system を用いて、PCR反
応(条件;同上)を行った。得られた増幅DNA断片を
High Pure PCR Product Purification Kit を用いて精
製後、DNA blunting Kit(Takara社製)を用いて末
端を平滑化した。得られたDNA断片と制限酵素Sma
I処理したpUC18とを混合し、キットに従ってLiga
tion Kit ver.2処理を行った。得られた、処理反応液を
用いて大腸菌JM109株をコンピテンスセル法を用い
て形質転換し、組換えプラスミドを取得した。得られた
組換えプラスミドに挿入されたDNA断片を上記に従っ
てシーケンスし、塩基配列の決定を行った。
の解析 シーケンスの結果、KP−9860プロテアーゼ遺伝
子には1917bp、639アミノ酸残基をコードするOp
en Reading Frame(ORF)が存在し、ORF中には精製酵
素のN末端配列に一致する領域が存在した(NDVARHIVKA
DVAQSSYGLY)。N末端配列から、成熟型プロテアーゼは
1302bp、434アミノ酸残基と推定された(配列番
号3、分子量45310Da)。またORFの上流にはプロモー
ター領域(−35領域:ttgtgt、−10領域:tacgat)
及びリボソーム結合部位(SD配列:aggagt)と推定さ
れる配列が認められた。終止コドン(taa)の下流には
ターミネーターと推定される、−26.2kcal/molの
自由エネルギーを有するインバーテッド・リピートが存
在した。
KP−1790プロテアーゼのそれぞれの遺伝子の全塩
基配列及びアミノ酸配列を解析した。その結果を配列番
号4及び5に示す。
系は、表7記載の配合組成から成る洗剤を71.2mgC
aCo3/L(4゜DH)の水にて使用濃度に溶解後、
各種のプロテアーゼをアンソン・ヘモグロビン法で40
mAPU/Lとなるようにそれぞれ添加した(表8参
照)。
一対比較ができるように8×8cm程に裁断後、酵素添
加、あるいは酵素無添加の洗浄系にてターゴトメーター
(上島製作所製)を使用し、15℃、100rpm で10
分間洗浄を行った。濯ぎ、乾燥後、一対の衿布(15
組)を見比べ汚れ落ちの程度を肉眼で判定した。判定方
法は、汚れがほぼ完全に落ちている場合を5点、汚れが
ほとんど落ちていない場合を1点とし、15点の衿布の
合計評価点を求め、酵素無添加の洗浄系による評価点を
100とした場合の比率を洗浄力指数として表した。こ
の結果を表8に示す。
ナトリウム(液体洗剤は酸型で配合) AS:ドデシルアルコール硫酸エステルナトリウム AE:ポリオキシエチレンラウリルエーテル(EO平均
付加モル数4) AEP:ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンラ
ウリルエーテル(EO平均付加モル数8、PO平均付加モル
数3) AES:ポリオキシエチレンアルキル(C10-12)エー
テル硫酸ナトリウム(EO平均付加モル数2.5) 脂肪酸:ヤシ油由来脂肪酸ナトリウム ゼオライト:4A型ゼオライト、平均粒系3μm 炭酸ナトリウム:デンス灰 非晶質珪酸塩:JIS2号珪酸ナトリウム 結晶性珪酸塩:SKS−6(ヘキストトクヤマ社製)
粉砕品、平均粒径15μm AA−MA:ソカランCP、アクリル酸−マレイン酸
共重合体(BASF社製) PEG:ポリエチレングリコール、平均分子量8,0
00 表8より、活性が同じ条件であっても、本発明品を配
合した洗浄剤(洗剤A)は、従来のプロテアーゼ配合洗
浄剤より選れた洗浄力を有することが分かる。本発明の
優た洗浄効果は、同様に、洗剤B及び洗剤Cでも得られ
る。
は3で得られたBacillussp. KSM-KP43、KSM-KP1790又は
KSM-KP9860由来の本発明プロテアーゼ精製標品から特開
昭62−257990号公報記載の方法に基づき調製し
た造粒物(6APU/g)を1重量部配合して本発明の
洗浄剤組成物を調製した。なお、粒状洗浄剤の場合に
は、酵素、PC、AC−1、AC−2を除いた成分で粒
子化した洗剤生地に、酵素、PC、AC−1、AC−2
をそれぞれ粒子化したものをブレンドすることにより製
造した。各洗浄剤を71.2mgCaCO3/L(4゜D
H)の水にて使用濃度に溶解後、実施例6と同様にして
衿布を洗浄した。得られた洗浄剤は優れた洗浄力を有
し、衣料用洗浄剤として有用である。
の炭素数10〜14)を48%NaOHで中和したもの LAS−3:アルキルベンゼンスルホン酸(アルキル鎖
の炭素数10〜14)を50%KOHで中和したもの AS−2:ドパール25サルフェート(C12〜C15硫酸)
のナトリウム塩 SAS:C13〜C18アルカンスルホン酸ナトリウム AOS:アルファオレフィンスルホン酸ナトリウム SFE:パーム油由来、アルファスルホ脂肪酸メチルエ
ステルナトリウム 脂肪酸塩:パルミチン酸ナトリウム AES−2:ポリオキシエチレンアルキル(C12〜
C15)エーテル硫酸ナトリウム(EO平均付加モル数2) AE−3:C12〜C18アルコールにEOを平均3モル付加
したもの AE−4:C12〜C15アルコールにEOを平均7.2モル
付加したもの AE−5:C12〜C152級アルコールにEOを平均7モル
付加したもの AG:アルキル(ヤシ油由来)グルコシド(平均重合度
1.5) 吸油性担体:非晶質アルミノ珪酸ソーダ、吸油能235
mL/100g 結晶性珪酸塩:SKS−6(δ−Na2Si2O5、結晶
性層状シリケート、平均粒子径20μm) 非晶質珪酸塩:JIS 1号珪酸ナトリウム STPP:トリポリリン酸ナトリウム NTA:ニトリロトリ酢酸ナトリウム PAA:ポリアクリル酸ナトリウム、平均分子量12,
000 AA−MA:アクリル酸/マレイン酸共重合体 CMC:カルボキシメチルセルロースナトリウム PEG:ポリエチレングリコール、平均分子量6,00
0 PVP:ポリビニルピロリドン、平均分子量40,00
0、K値=26〜35 蛍光染料:チノパールCBSと、ホワイテックスSAを
重量比1:1で配合したもの(注意:液体洗剤の場合は
チノパールCBSのみ配合) 香料:特開平8−239700号公報の実施例記載の香
料組成を使用 酵素:リポラーゼ100T、ターマミル60T、及びK
AC500 (花王(株)製)を重量比率で1:1:1の
割合で配合したもの PC:過炭酸ソーダ、平均粒子径400μm、メタホウ
酸ソーダにて被覆したもの AC−1:テトラアセチルエチレンジアミン AC−2:ラウロイルオキシベンゼンスルホン酸ナトリ
ウム 実施例8 表10に示す組成のうち、過炭酸ナトリウムと炭酸ナ
トリウム(デンス灰)を攪拌混合しながら、ポリアクリ
ル酸ナトリウム40%水溶液及び直鎖アルキルベンゼン
スルホン酸ナトリウム又は非イオン性界面活性剤又はラ
ウロイルオキシベンゼンスルホン酸ナトリウムを添加し
た。次いで実施例7で得られたBacillus sp. KSM-KP43
由来のアルカリプロテアーゼ造粒物を添加し、全体的に
均一になる程度に攪拌することにより、漂白剤を調製し
た。次いで、各漂白剤の0.5%水溶液中に衿布を20
℃、30分間浸漬後、洗剤A(実施例6参照)にてター
ゴトメーターで100rpm、10分、20℃で洗浄し
た。得られた漂白剤は優れた漂白力を有し、衣料用漂白
剤として有用である。
実施例8と同様にして調製した。得られた自動食器洗浄
機用洗浄剤組成物について、下記条件で洗浄力試験を行
った。得られた洗浄剤は優れた洗浄力を有し、自動食器
洗浄機用洗浄剤として有用である。
を刷毛で均一に塗布し、115℃に暖めた乾燥機で60
分乾燥させ、試験に供した。
P−810) 洗浄;標準コース 洗浄用水;硬度62.3mgCaCO3/L(3.5゜D
H)の水 洗剤濃度;0.2重量% (3)評価方法 汚染皿5枚を洗浄機に入れ、上記の洗浄条件にて実施
例の洗浄剤組成物を用いて洗浄を行った。洗浄後の皿を
1%エリトロシン溶液を用いて蛋白染色し、残留する蛋
白汚れを肉眼判定した。
成物を得た。これらの自動食器洗浄機用洗浄剤組成物を
用いて、実施例9と同様に洗浄力試験を行ったところ、
いずれも優れた洗浄効果が得られた。
量にて各種酵素を添加し、実施例6と同様にしてワイシ
ャツの衿部分を洗浄した。
に極めて安定であり、脂肪酸耐性を有し、かつ酸化剤に
も高い安定性を有することから、漂白剤成分を含有する
食器洗浄機用洗剤及び衣料用洗浄剤用の酵素として有用
である。
0,131,132,133,146,148,160,165,172,183,187,188,189,
194,286,306,324,369,431,501,531,541,584,591,592,59
4,595,596,611,632 <223> Xaa=arbitraty amino acid <400> <210> 2 <211> 640 <212> PRT <213> Bacillus sp. <220> <221> misc_feature <222> 3,24,30,33,47,48,54,71,75,90,103,106,129,
131,132,133,134,147,149,161,166,173,184,188,189,19
0,195,287,307,325,370,432,502,532,542,585,592,593,
595,596,597,612,633 <223> Xaa=arbitray amino acid <400> <210> 3 <211> 1920 <212> DNA <213> Bacillus sp. <400> <210> 4 <211> 1923 <212> DNA <213> Bacillus sp. <400> <210> 5 <211> 1923 <212> DNA <212> Bacillus sp. <400>
Claims (7)
- 【請求項1】 下記の理化学的性質を有するアルカリプ
ロテアーゼ。 (i)作用pH範囲: pH4〜13の広い範囲で作用し、pH6〜12で最適pH活
性値の80%以上を示す。 (ii)安定pH範囲: 40℃、30分の処理条件でpH6〜11の範囲で安定で
ある。 (iii)等電点: 8.9〜9.1付近。 (iv)脂肪酸の影響: オレイン酸によってカゼイン分解活性の阻害を受けな
い。 (v)分子量: SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動法による推定
分子量が約43000である。 - 【請求項2】 配列番号1又は2で示されるアミノ酸配
列、又は該アミノ酸配列の1若しくは2以上のアミノ酸
が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなる
ものである請求項1記載のアルカリプロテアーゼ。 - 【請求項3】 配列番号3、4又は5で示されるアミノ
酸配列からなるアルカリプロテアーゼ、又は該アミノ酸
配列の1若しくは2以上のアミノ酸が欠失、置換若しく
は付加されたアミノ酸配列からなり、下記の理化学的性
質を有するアルカリプロテアーゼ。 (i)作用pH範囲: pH4〜13の広い範囲で作用し、pH6〜12で最適pH活
性値の80%以上を示す。 (ii)安定pH範囲: 40℃、30分の処理条件でpH6〜11の範囲で安定で
ある。 (iii)等電点: 8.9〜9.1付近。 (iv)脂肪酸の影響: オレイン酸によってカゼイン分解活性の阻害を受けな
い。 - 【請求項4】 請求項2又は3記載のアルカリプロテア
ーゼをコードする遺伝子。 - 【請求項5】 請求項4記載の遺伝子を含有する組換え
ベクターを含む形質転換体。 - 【請求項6】 バチルス エスピー(Bacillus sp.)K
SM−KP43(FERM BP-6532)株、バチルス エスピ
ー(Bacillus sp.)KSM−KP1790(FERM BP-65
33)株及びバチルス エスピー(Bacillus sp.)KSM
−KP9860(FERM BP-6534)株から選ばれる微生
物。 - 【請求項7】 請求項1〜3のいずれか1記載のアルカ
リプロテアーゼを含有する洗浄剤組成物。
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