JP6054741B2 - 真菌プロテアーゼおよびその使用 - Google Patents

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Description

技術分野
本発明は、該酵素の能力が低い温度または中程度の温度範囲で有利である、種々の産業適用、特に洗濯用および食器洗い洗剤(detergent)において有用である真菌セリンプロテアーゼ酵素に関する。本発明は、該酵素をコードする単離された核酸分子、組換えベクター、該酵素を生産するための宿主細胞、該酵素を含む酵素組成物ならびにこのような組成物を調製するための方法に関する。本発明は、また、該酵素の種々の使用または該酵素を含む組成物に関する。
背景
微生物細胞外プロテアーゼは、全世界の産業的酵素売買の3分の1以上という大部分を占める(Cherry and Fidantsef, 2003)。市販のプロテアーゼの約90%は、洗剤酵素である(Guptaら、2002)。他の適用は、例えば、食物、飼料、革、医薬、診断、廃棄物管理および銀回収を含む。
現在使用されている市販の界面活性剤調製物は、バチルス種起源のアルカリ性セリンプロテアーゼを含む(Maurer, 2004)。温度、酸化剤および種々の洗浄条件に対して改良された触媒効率および/またはより良い安定性を有するバチルス酵素の変異体は、部位特異的および/またはランダム変異誘発を介して開発されている。市販のプロテアーゼの例は、例えば、サブチリシン Carlsberg(Alcalase(登録商標)、Novozymes, DK)、サブチリシン 309(Savinase(登録商標)、Novozymes, DK)、サブチリシン 147(Esperase(登録商標)、Novozymes, DK)、Kannase(登録商標)(Novozymes, DK)、Purafect(登録商標)(Genencor Inc., USA)、Purafect(登録商標)Ox(Genencor Inc., USA)、Properase(登録商標)(Genencor Inc., USA)ならびにBLAP SおよびXシリーズ(Henkel, DE)である。
アルカリ性セリンプロテアーゼ遺伝子および酵素(EC 3.4.21)は、また、酵母菌および糸状菌(filamentous fungi)を含む真核生物由来であることによって特徴付けられている。真菌セリンプロテアーゼの使用は、いくつかの特許出願から知られている。例えば、米国特許第3,652,399号およびEP519229(Takeda Chemical Industries, Ltd., JP)は、洗剤および他の洗浄剤組成物の製剤化において有用なフザリウム(Fusarium)(テレオモルフ)またはジベレラ(Gibberella)(アナモルフ)属、特にフザリウム種S−19−5(ATCC 20192、IFO 8884)、フザリウム・オキシスポルム(oxysporum) フザリウム種リニ(lini)(IFO 5880)またはジベレラ・サンビネッティ(saubinetti)(ATCC 20193、IFO6608)由来のアルカリプロテアーゼを記載している。WO1994025583(NovoNordisk A/S, DK)は、フザリウム種、特にフザリウム・オキシスポルムの株(DSM 2672)から誘導できる活性なトリプシン様プロテアーゼ酵素、およびそれをコードするDNA配列を記載している。フザリウム種BLB(FERM BP−10493)由来の新規プロテアーゼのアミノ酸配列は、WO2006101140(SODX Co. Ltd, Nakamura)に記載されている。このような洗剤組成物は、WO1992003529およびWO1992005239(NovoNordisk A/S, DK)に記載されている酵素を安定させるために可逆性プロテアーゼ阻害剤をさらに含んでもよく、またはプロテアーゼの触媒的に活性なアミノ酸配列は、WO1997028243(NovoNordisk A/S, DK)に記載されているセルロース結合ドメインを含む配列に連結され得る。
セリンプロテアーゼは、単独で、または他の加水分解酵素と組み合わせて使用され得る。例えば、WO88/03946およびWO89/04361(Novo Industri A/S, DK)は、プロテアーゼおよびリパーゼを含む酵素的な洗剤添加物および洗剤組成物を記載しており、ここで、真菌プロテアーゼはフザリウム、特にフザリウム・オキシスポルムまたはフザリウム・ソラニ(solani)に由来する。WO1997002753(NovoNordisk A/S, DK)は、プロテアーゼおよびリパーゼのこのような組合せを用いて、汚れた処理装置を穏やかに清浄するための方法を記載している。セルラーゼおよびプロテアーゼ、特に洗剤添加物または組成物としてのフザリウム種DSM 2672由来のトリプシン様プロテアーゼの組合せは、WO1992018599(NovoNordisk A/S, DK)に記載されている。
トリコデルマ種は多種多様のプロテアーゼを分泌することが記載されている(Kredicsら、2005に記載されている)。しかしながら、それらのほんのわずかだけが特徴付けられている。バイオコントロール(biocontrol)株 トリコデルマ・ハルジアナム(トリコデルマ・アトロビリデとして後に再分類され単離)からのセリンプロテアーゼをコードする遺伝子、prb1の単離は、Geremiaら、(1993)に記載されている。トリコデルマ・アトロビリデ prb1遺伝子配列を、トリコデルマ・ハマツム(T. hamatum)およびトリコデルマ・ハルジアナム由来のprb1遺伝子(Steyaertら、2004)ならびにトリコデルマ・ヴィレンス(T. virens)由来のtvsp1遺伝子(Pozoら、2004)のクローニングにおいて使用した。成熟トリコデルマ・アトロビリデPRB1およびトリコデルマ・ヴィレンスTVSP1タンパク質は、それぞれ8.98および9.2のpI、29kDaの分子量を有することが予期された。それらは、いくつかのサブチリシン様セリンプロテアーゼと相同性を示し、セリンプロテアーゼのファミリーS8に割り当てた。TrichoESTアプローチ(Suarezら、2007)は、プロテアーゼのS8Aサブファミリーに属するバイオコントロール菌 トリコデルマ・ハルジアナム CECT 2413由来の4つの新規セリンプロテアーゼP5431(AM294975)、P7129(AM296482)、P8048(AM294978)およびP10261(AM294980)を示した。トリコデルマ・リーゼイ ゲノムプロジェクトは、異なる型のプロテアーゼをコードするいくつかの遺伝子の存在を証明した(Martinezら、2008;http://genome.jgi-psf.org/Trire2/Trire2.home.html)。prb1遺伝子に対するホモログは、ID 121495を有するタンパク質をコードする。
上記トリコデルマ セリンプロテアーゼの特徴付けは、候補バイオコントロール遺伝子および改善された市販のバイオコントロール剤の同定のための道を開くことが示唆されている。他のバイオテクノロジープロセスにおけるこれらの適用は、試験されていない。トリコデルマ・コニンギ(T. koningii)のアルカリ性セリンプロテアーゼは、グルタルアルデヒドでの架橋が温度およびpHの広範な範囲にわたって洗剤による阻害に抵抗性がある安定な酵素調製物をもたらすため、洗剤産業において適用できることが示唆されている(Manonmani and Joseph, 1993)。しかしながら、該酵素は、85kDaという高い分子量によって、Prb1−型プロテアーゼと異なる。トリコデルマ種、例えば、トリコデルマ・リーゼイ QM9414は、25kDaの分子量および7.3のpI、ならびにpH8および50℃で最大活性を有するファミリーS1のトリプシン様プロテアーゼも分泌することが知られている(Dienesら、2007)。EP 1347045 A1は、トリコデルマ・ハルジアナム由来のファミリーS1 セリンプロテアーゼを記載している。トリコデルマ・リーゼイ QM6a由来の酸プロテアーゼNSP24およびNSP25の核酸およびアミノ酸配列は、WO2006073839に記載されている。組換え的に生産されたNSP24は、例えば、食物および飼料の製造ならびに洗剤における有用性を有する。
また、真菌種、例えば、トリチラキウム(Tritirachium)およびコニディオボルス(Conidiobolus)由来のアルカリプロテアーゼが報告されている(Anwar and Saleemuddin, 1998、参照)。
社会経済の挑戦および政府規制は、洗剤産業に、少量で使用でき、したがってほとんど環境廃棄物を残さない優しい化学物質の使用だけでなく、エネルギー節約の必要性をも含む多数の環境局面を考慮するよう強要している。洗剤酵素、特にプロテアーゼは、洗剤組成物における重要な成分である。洗浄温度を低下させることによるエネルギーの節約の必要性があり、また、高い温度に耐えることができない合成繊維の使用が増加しており、現在のライフスタイルは顧客の習慣を変化させ、低い温度において有効である新しい酵素に対する要求を生じている。
種々の微生物由来のセリンプロテアーゼ、例えば、放線菌(actinomycete)ノカルジオプシス・ダソンヴィレィ(Nocardiopsis dassonvillei)(EP 0290567、Novo Nordisk A/S, DK)および真菌ペシロミセス・マルクアンディ(Paecilomyces marquandii)(EP 0290569、Novo Nordisk A/S, DK)由来の低温アルカリプロテアーゼならびにトリプシンおよびキモトリプシン様活性の耐冷性トリコデルマ単離物(Antalら、2000)が、多数の特許公報、論評および論文に公開されている事実にもかかわらず、特に低い温度または中程度の温度範囲においてタンパク質性物質の修飾、分解および除去において適当かつ有効であり、非常に様々な特性を有する洗剤の存在下で安定である代替セリンプロテアーゼのかなりの必要性が未だ存在する。
洗剤産業は、新規製品を顧客の習慣および要求、新規織物製品および新規洗浄機の特性に適合において大幅に進歩している。洗剤産業および政府規制の様々な全ての要求を満たすために、洗剤組成物用の新規セリンプロテアーゼ成分は、広範なpHおよび温度範囲において役割を成し遂げることができるべきであり、種々の異なる洗剤と組み合わせて機械的および化学的介入を含む種々の条件下で安定性を維持することができるべきである。また、セリンプロテアーゼは高収率において生産することができ、発酵培養液および菌糸から容易な分離によりコスト的に有効に下流処理できることが望ましい。
発明の概要
本発明の目的は、広範な基質特異性を示し、広範なpH範囲で活性であり、広範な温度最適条件を有する、すなわち低い温度および中程度の温度の両方で機能する真菌起源のセリンプロテアーゼを提供することである。洗濯用および食器用洗剤のためのセリンプロテアーゼは、洗剤の存在下でも安定であるか、または洗剤と適合性であるべきである。特に、本発明の目的は、現在市販の酵素調製物よりも低い温度で洗濯物および食器の洗浄における汚れを含むタンパク質性物質を有効に除去し、それによりエネルギーを節約することができるセリンプロテアーゼを提供することである。真菌セリンプロテアーゼは、真菌宿主において高収率で生産することができ、その下流処理、例えば、発酵培養液および菌糸の分離は実施することが容易である。
本発明は、低い温度または中程度の温度範囲でタンパク質性物質の修飾、分解または除去において適用できる真菌セリンプロテアーゼ酵素に関する。該酵素は、セリンプロテアーゼ活性を有し、配列番号:10に定義されている成熟Tr Prb1酵素または同様の特性を有するその変異体のアミノ酸配列を含む。好ましくは、該酵素は、洗剤添加物として適用することができる。
本発明の酵素は、糸状菌トリコデルマから、さらに好ましくはトリコデルマ・リーゼイから、より好ましくはトリコデルマ・リーゼイ QM6a株(ATCC 13631、CBS 383.78、IMI 192654、IMI 45548およびT.V. B117)から得ることができる。好ましくは、該酵素は、セリンプロテアーゼ活性を有し、配列番号:10に定義されている成熟Tr Prb1酵素のアミノ酸配列を含む。
本発明の酵素は、25から35kDaの分子量を有する。該酵素は、pH9で30℃から70℃の範囲の最適温度を有する。該酵素は、50℃で少なくともpH6からpH11のpH範囲で最適pHを有する。温度および最適pHは、15分の反応時間および基質としてカゼインを使用して決定した。本発明のセリンプロテアーゼは、洗剤の存在下で10℃から60℃でタンパク質性の汚点を修飾、分解または除去することができる。
該酵素は、配列番号:10に定義されている成熟Tr Prb1酵素のアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする単離されたポリヌクレオチド配列によってコードされる。好ましくは、該成熟酵素は、配列番号:9のヌクレオチド配列を含む単離された核酸分子によってコードされる。
本発明の真菌セリンプロテアーゼ酵素は、受入番号DSM22635の下に大腸菌RF8052において寄託されている配列番号:5のヌクレオチド配列を含むプラスミドpALK2650に含まれている単離されたポリヌクレオチド配列によってコードされる。プラスミドpALK2650は、全長真菌セリンプロテアーゼ酵素をコードするポリヌクレオチド配列を含む。
該真菌セリンプロテアーゼ酵素は、適当な宿主におけるセリンプロテアーゼをコードする遺伝子の発現を指示することができる調節配列に作動可能に連結した本発明の真菌セリンプロテアーゼをコードする核酸分子を含む組換え発現ベクターから生産される。適当な宿主は、異種宿主、好ましくはトリコデルマ(Trichoderma)、アスペルギルス(Aspergillus)、フザリウム(Fusarium)、フミコーラ(Humicola)、クリソスポリウム(Chrysosporium)、アカパンカビ(Neurospora)、クモノスカビ(Rhizopus)、ペニシリウム(Penicillium)およびモルティエラ(Mortiriella)属の微生物宿主を含む。
好ましくは、該酵素は、トリコデルマまたはアスペルギルス、より好ましくはトリコデルマ・リーゼイ(T. reesei)において生産される。
本発明は、また、
(a)セリンプロテアーゼ活性を有し、配列番号:10において記載されているアミノ酸配列を含むポリペプチドまたは同様の特性を有するその変異体をコードする核酸分子;
(b)配列番号:9において記載されているポリヌクレオチド配列を含む核酸分子;
(c)DSM22635に含まれる配列番号:5のポリヌクレオチド配列のコード配列を含む核酸分子;
(d)遺伝子コードの縮重によって、(b)または(c)の核酸分子のポリヌクレオチド配列と異なるポリヌクレオチド配列を含む核酸分子
からなる群から選択される低い温度または中程度の温度範囲でタンパク質性物質の修飾、分解または除去において適用できる真菌セリンプロテアーゼ酵素をコードする単離された核酸分子に関する。
本発明は、適当な宿主における該セリンプロテアーゼをコードする遺伝子の発現を指示することができる調節配列に作動可能に連結した本発明のヌクレオチド配列を含む組換え発現ベクターにさらに関する。
本発明は、また、上記組換え発現ベクターを含む宿主細胞に関する。好ましくは、該宿主細胞は、微生物宿主、例えば、糸状菌である。好ましい宿主は、トリコデルマ、アスペルギルス、フザリウム、フミコーラ、クリソスポリウム、アカパンカビ、クモノスカビ、ペニシリウムおよびモルティエラ属である。より好ましくは、該宿主は、トリコデルマまたはアスペルギルス、さらに好ましくは糸状菌トリコデルマ・リーゼイである。該宿主は、本発明のヌクレオチド配列と同種または異種であり得る。
本発明は、セリンプロテアーゼ活性を有する本発明のポリペプチドを生産する方法であって、本発明の宿主細胞を培養する工程、該ポリペプチドを回収する工程を含む方法に関する。また、本発明の核酸配列によってコードされ、上記方法により得ることができるセリンプロテアーゼ活性を有するポリペプチドも本発明の範囲内である。
本発明は、酵素調製物を得るための方法であって、本発明の宿主細胞を培養し、該細胞から本発明のポリペプチドを回収するか、または該培養培地から該細胞を分離して上清を得る工程を含む方法に関する。また、上記方法により得ることができる酵素調製物も本発明の範囲内である。
本発明は、本発明のセリンプロテアーゼ酵素を含む酵素調製物に関する。
本発明の酵素調製物は、プロテアーゼ、アミラーゼ、セルラーゼ、リパーゼ、キシラナーゼ、マンナナーゼ、クチナーゼ、ペクチナーゼまたはオキシダーゼの群から選択される他の酵素をメディエーターと共にまたはメディエーターなしで、ならびに安定剤、バッファー、界面活性剤、漂白剤、メディエーター、防食剤、ビルダー、再付着防止剤、光学的光沢剤、色素、顔料、腐食剤、研磨剤および防腐剤などの群から選択される適当な添加物をさらに含み得る。
生産宿主の消費された培養培地はそれ自体使用することができ、または該宿主細胞を除去してもよく、および/または濃縮、濾過または分画してもよい。それは、また、乾燥させてもよい。本発明の酵素調製物は、液体、粉末または粒状の形態であり得る。
また、洗剤のための、繊維を処理するための、羊毛を処理するための、髪を処理するための、革を処理するための、食物または飼料を処理するための、またはタンパク質性物質の修飾、分解または除去を含むあらゆる用途のための本発明のセリンプロテアーゼ酵素または酵素調製物の使用も本発明の範囲内である。特に、該酵素または酵素調製物は、液体洗剤および粉末洗剤における洗剤添加物として有用である。
図1は、トリコデルマ・リーゼイ QM6a prb1(Tr prb1)遺伝子のヌクレオチド配列および推定アミノ酸配列を示す。推定シグナルペプチドは、小文字であり、下線が引かれている。推定プロ配列およびプロ配列の推定アミノ酸は小文字である。成熟ヌクレオチド配列は、大文字である。イントロン配列は、小文字のイタリック体であり、ヌクレオチド配列下で点線によりマークされている。終始コドンは、配列下のアステリスクにより示されている。図1Aは、Tr prb1遺伝子のATG開始コドンからTCCコドン(ヌクレオチド1から1200)のヌクレオチド配列、Tr Prb1 タンパク質のMet1からSer353のアミノ酸配列をコードする配列領域を示す。 図1Bは、Tr prb1遺伝子のATGコドンからTAA終始コドン(ヌクレオチド1201から1371)のヌクレオチド配列、Tr Prb1 タンパク質のMet354からAla409のアミノ酸配列をコードする配列領域を示す。 図2は、フザリウム・グラミネアラム(Fusarium graminearum) ALKO1726 Fg prtS8A遺伝子のヌクレオチド配列および推定アミノ酸配列を示す。シグナルP V3.0 プログラムにより分析された推定シグナルペプチドは、小文字であり、下線が引かれている。推定プロ配列およびプロ配列の推定アミノ酸は小文字である。成熟ヌクレオチド配列は、大文字である。推定イントロン配列の位置は、小文字のイタリック体であり、ヌクレオチド配列下で点線によりマークされている。終始コドンは、配列下のアステリスクにより示されている。図2Aは、Fg prt8A遺伝子のヌクレオチド1から1140のヌクレオチド配列、Fg_ALKO1726タンパク質のMet1からVal361のアミノ酸配列をコードする配列領域を示す。 図2Bは、Fg prt8A遺伝子のヌクレオチド1141から1292のヌクレオチド配列、Fg_ALKO1726タンパク質のAla362からThr411のアミノ酸配列をコードする配列領域を示す。 図3は、トリコデルマ・リーゼイにおいてTr prb1遺伝子を発現するために使用されるカセット(pALK2701由来の8762bpのNotIフラグメント)を概略的に示す。カセットにおけるprb1遺伝子の3’末端にcbh1ターミネーターを融合するために使用されるリンカーの位置および制限酵素認識部位の選択を示す。 図4は、トリコデルマ・リーゼイにおいてFg prtS8A遺伝子を発現するために使用されるカセット(pALK2708由来の8683bpのNotIフラグメント)を概略的に示す。カセットにおけるprb1遺伝子の3’末端にcbh1ターミネーターを融合するために使用されるリンカーの位置および制限酵素認識部位の選択を示す。 図5は、15分の反応時間および基質としてカゼインを使用してpH9でアッセイされた組換えタンパク質トリコデルマ・リーゼイ Prb1(Tr Prb1)およびフザリウム・グラミネアラム(F. graminearum) Fg_ALKO1726の温度プロフィールを示す。データ点は3つの異なる測定の平均である。図5Aは、Tr Prb1アッセイからの結果を示す。図5Bは、Fg_ALKO1726アッセイからの結果を示す。 図6は、組換えTr Prb1およびFg_ALKO1726タンパク質の活性におけるpHの影響を示す。使用されるバッファーは40mMのBritton−Robinsonバッファーであり、カゼインは基質として使用され、反応時間は15分であり、反応温度は50℃であった。データ点は3つの異なる測定の平均である。図6Aは、Tr Prb1アッセイからの結果を示す。図6Bは、Fg_ALKO1726アッセイからの結果を示す。
図7は、異なる温度(pH9、60分)で血液/ミルク/インク汚点(Art 117、EMPA)での組換えタンパク質Tr Prb1およびFg_ALKO1729の能力を示す。市販の調製物 Savinase Ultra(登録商標) 16L(Novozymes A/S, DK)、Purafect(登録商標) 4000L(Genencor Inc., USA)およびProperase(登録商標) 4000E(Genencor Inc., USA)を比較のために使用した。ΔL*(デルタL*)=酵素処理された織物の明度L*−バッファーのみで処理された織物の明度L*(酵素ブランク)。図7Aは、10℃での組換えタンパク質Tr Prb1および市販のプロテアーゼ調製物の能力を示す。図7Bは、20℃での組換えタンパク質Tr Prb1およびFg_ALKO1729ならびに市販のプロテアーゼ調製物の能力を示す。 図7Cは、30℃での組換えタンパク質Tr Prb1およびFg_ALKO1729ならびに市販のプロテアーゼ調製物の能力を示す。図7Dは、40℃での組換えタンパク質Tr Prb1およびFg_ALKO1729ならびに市販のプロテアーゼ調製物の能力を示す。 図7Eは、50℃での組換えタンパク質Tr Prb1および市販のプロテアーゼ調製物の能力を示す。図7Fは、60℃での組換えタンパク質Tr Prb1および市販のプロテアーゼ調製物の能力を示す。 図8は、30℃で血液/ミルク/インク汚点(Art 117、EMPA)および異なる液体洗剤での組換えタンパク質Tr Prb1およびFg_ALKO1729の能力を示す。市販の調製物およびProperase(登録商標) 4000E(Genencor Inc., USA)、Purafect(登録商標) 4000LおよびSavinase(登録商標) Ultra 16Lを比較のために使用した。ΔL*(デルタL*)=酵素処理された織物の明度L*−酵素なしで処理された織物の明度L*。図8Aは、3.3g/lの濃度およびpH約7.9でAriel sensitive (Procter & Gamble, UK)での能力を示す。図8Bは、3.3g/lの濃度およびpH約8.2でErisan(Farmos, Finland)での能力を示す。 図9は、30℃で異なる洗剤濃度で、ならびに10℃および20℃で洗剤濃度3.3g/lで色付き織物用の液体ベース洗剤(表2)で血液/ミルク/インク汚点(Art 117、EMPA)での組換えタンパク質Tr Prb1およびFg_ALKO1729の能力を示す。市販の調製物Properase(登録商標) 4000E、Purafect(登録商標) 4000LおよびSavinase(登録商標) Ultra 16Lを比較のために使用した。ΔL*(デルタL*)=酵素処理された織物の明度L*−酵素なしで処理された織物の明度L*。図9Aは、5g/lの濃度およびpH約7.5で液体ベース洗剤で30℃での能力を示す。図9Bは、3.3g/lの濃度およびpH約7.4で液体ベース洗剤で30℃での能力を示す。 図9Cは、1g/lの濃度およびpH約7.3で液体ベース洗剤で30℃での能力を示す。図9Dは、3.3g/lの濃度で液体ベース洗剤で20℃での能力を示す。 図9Eは、3.3g/lの濃度で液体ベース洗剤で10℃での能力を示す。 図10は、40−50℃およびpH約10で粉末洗剤(Art. 601、EMPA)の存在下で血液/ミルク/インク汚点(Art. 117、EMPA)での組換えタンパク質Tr Prb1およびFg_ALKO1729の能力を示す。市販の調製物Purafect(登録商標) 4000LおよびProperase(登録商標) 4000Eを比較のために使用した。ΔL*(デルタL*)=酵素処理された織物の明度L*−酵素なしで処理された織物の明度L*。図10Aは40℃での能力を示す。 図10Bは50℃での能力を示す。
図11は、洗浄時間15分で30℃でフルスケール試験における異なる汚点(EMPAおよびCFTから)および色付き織物用の液体ベース洗剤での組換えタンパク質 Tr Prb1の能力を示す。市販の調製物 Purafect(登録商標) 4000Lを比較のために使用した。ΔL*(デルタL*)=酵素処理された織物の明度L*−酵素なしで処理された織物の明度L*。図11Aは、血液/ミルク/インク/PE+CO(Art. 117、EMPA)における能力を示す。 図11Bは、血液/ミルク/インク/PE+CO(Art. 116、EMPA)における能力を示す。図11Cは、血液/ミルク/インク/PE+CO(CFT/ PC−05−014)における能力を示す。 図11Dは、血液/ミルク/インク/CO(CFT/ C−05−059b)における能力を示す。図11Eは、ココア(Art. 112、EMPA)における能力を示す。 図11Fは、チョコレート/ミルク/顔料(CFT/C−03−030)における能力を示す。図11Gは、落花生油/ミルク(CFT/C−10−186b)における能力を示す。 図11Hは、草(CFT/CS−08−069)における能力を示す。図11Iは、卵黄/顔料(CFT/CS−38−010)における能力を示す。 図12は、酵素投与量がタンパク質の量として計算されたとき、洗浄時間15分で30℃でフルスケール試験における異なる汚点および色付き織物用の液体ベース洗剤での組換えタンパク質 Tr Prb1の能力を示す。市販の調製物 Purafect(登録商標) 4000L を比較のために使用した。ΔL*(デルタL*)=酵素処理された織物の明度L*−酵素なしで処理された織物の明度L*。図12Aは、血液/ミルク/インク/PE+CO(Art. 117、EMPA)における能力を示す。図12Bは、草(CFT/CS−08−069)における能力を示す。
配列表
配列番号:1 Prb1プロテアーゼをコードするトリコデルマ・リーゼイ QM6a prb1遺伝子(Joint Genome Institute トリコデルマ・リーゼイ ゲノム、v.2.0においてタンパク質 ID 121495)のクローニングおよびcbh1プロモーターへのそれの融合(正確な融合)のために使用される5’−PCRプライマー PRO213の配列。
配列番号:2 Prb1 プロテアーゼをコードするトリコデルマ・リーゼイ QM6a prb1遺伝子(Joint Genome Institute トリコデルマ・リーゼイ ゲノム、v.2.0においてタンパク質 ID 121495)のクローニングおよびcbh1ターミネーターへのそれの融合(リンカーを介して)のために使用される3’−PCRプライマー PRO214の配列。
配列番号:3 フザリウム・グラミネアラム ALKO1726 プロテアーゼのクローニングおよびcbh1プロモーターへのそれの融合(正確な融合)のために使用される5’−PCRプライマー PRO245の配列。
配列番号:4 フザリウム・グラミネアラム ALKO1726プロテアーゼのクローニングおよびcbh1ターミネーターへのそれの融合(リンカーを介して)のために使用される3’−PCRプライマー PRO246の配列。
配列番号:5 Prb1 プロテアーゼ(ID 121495)をコードする全長トリコデルマ・リーゼイ QM6a プロテアーゼ遺伝子 prb1(Tr prb1)のヌクレオチド配列。
配列番号:6 Met1からAla409のアミノ酸を含む全長トリコデルマ・リーゼイ QM6a プロテアーゼ Prb1(Tr Prb1)の推定アミノ酸配列
配列番号:7 トリコデルマ・リーゼイ Prb1 プロテアーゼのプロ酵素形態のアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列。
配列番号:8 全長プロテアーゼのAla21からAla409のアミノ酸を含むトリコデルマ・リーゼイ Prb1 プロテアーゼのプロ酵素形態のアミノ酸配列。
配列番号:9 トリコデルマ・リーゼイ Prb1 プロテアーゼの成熟形態のアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列。
配列番号:10 全長酵素のAla121からAla409のアミノ酸を含むトリコデルマ・リーゼイ Prb1 プロテアーゼの成熟形態のアミノ酸配列。
配列番号:11 全長フザリウム・グラミネアラム ALKO1726 プロテアーゼ遺伝子 Fg prtS8Aのヌクレオチド配列。
配列番号:12 Met1からThr411のアミノ酸を含む全長フザリウム・グラミネアラム ALKO1726 プロテアーゼ(Fg_ALKO1726)の推定アミノ酸配列。
配列番号:13 フザリウム・グラミネアラム ALKO1726 プロテアーゼのプロ酵素形態のアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列。
配列番号:14 全長プロテアーゼのAla21からThr411のアミノ酸を含むフザリウム・グラミネアラム ALKO1726 プロテアーゼのプロ酵素形態のアミノ酸配列。
配列番号:15 フザリウム・グラミネアラム ALKO1726 プロテアーゼの成熟形態のアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列。
配列番号:16 全長酵素のAla123からThr411のアミノ酸を含むフザリウム・グラミネアラム ALKO1726 プロテアーゼの成熟形態のアミノ酸配列。
寄託
フザリウム・グラミネアラムALKO1726は、2009年6月3日にUppsalalaan 8、3508 AD、Utrecht、the NetherlandsでCentraalbureau Voor Schimmelculturesで寄託され、受入番号CBS124697を割り当てられた。
プラスミドpALK2650を含む大腸菌株RF8052は、2009年6月3日にDeutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH (DSMZ)、Inhoffenstrasse 7 b、D−38124 Braunschweig、Germanyで寄託され、受入番号DSM22635を割り当てられた。
プラスミドpALK2707を含む大腸菌株RF8098は、2009年6月3日にDeutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH (DSMZ)、Inhoffenstrasse 7 B、D−38124 Braunschweig、Germanyで寄託され、受入番号DSM22636を割り当てられた。
詳細な説明
本発明は、広範な基質特異性を示し、高いpH範囲で活性であり、広範な温度最適条件、すなわち低い温度および中程度の温度の両方で良い能力を有する真菌起源のセリンプロテアーゼを提供する。該酵素は、典型的な洗剤組成物に耐え、洗剤溶液において低い酵素レベルで有効であって、洗剤適用に理想的である。特に、該セリンプロテアーゼは低い温度、10℃以下でさえ活性であり、好ましい範囲は10℃から60℃である。したがって、本発明は、低い温度または中程度の温度範囲での能力が望ましい洗剤における使用および他の産業適用のための代替セリンプロテアーゼを提供する。該真菌セリンプロテアーゼは、高収率の真菌宿主およびその下流処理、例えば、容易に行われる発酵培養液および菌糸の分離において生産することができる。
本発明との関連において、「セリンプロテアーゼ」または「セリンエンドペプチダーゼ」または「セリンエンドプロテイナーゼ」は、International Union of Biochemistry and Molecular Biologyの命名法によってEC 3.4.21として分類される酵素である。セリンプロテアーゼは、単細胞および複合生物の両方において見出される。構造的類似性に基づいて、セリンプロテアーゼは、同様のアミノ酸配列および三次元構造でファミリーおよびサブファミリーにさらにサブグループ化される少なくとも6つのクラン(clan)(SA、SB、SC、SE、SFおよびSG;Sはセリンプロテアーゼを示す)にグループ化されている(例えば、セリンプロテアーゼホームページ http://www.biochem.wustl.edu/~protease/, Department of Biochemistry and Molecular Biophysics, Washington University of Medicine, St. Louis, MO, USA、参照)。これらのタンパク質加水分解酵素または分解酵素は、活性部位における求核セリン基の存在により特徴付けられ、主要なクランSAおよびSBのプロテアーゼは、また、セリンと共に触媒トライアド(triad)を形成する重要なアスパラギン酸およびヒスチジン残基を有することにより区別される。該酵素は、開裂部位の周囲のアミノ酸残基に基づいてポリペプチド鎖の異なる領域を標的とする。
本発明のセリンプロテアーゼは、「サブチリシン様セリンプロテアーゼ」または「サブチラーゼ」からなるファミリー8であるクランSBに属する。バチルス・アミロリケファシエンス(B.amyloliquifaciens)、バチルス・リケニフォルミス(B.licheniformis)およびバチルス・サブティリス(B.subtilis)のような種々のバチルス種により示される(Raoら、1998)セリンプロテアーゼのクラスは、芳香族性または疎水性残基、例えば、チロシン、フェニルアラニンおよびロイシンに特異的である。
本発明において使用される「セリンプロテアーゼ活性」なる用語は、基質、例えば、カゼイン、ヘモグロビン、ケラチンおよびウシ血清アルブミン(BSA)を含むタンパク質における加水分解活性を示す。タンパク質分解活性を分析するための方法は、文献においてよく知られており、例えば、Guptaら、(2002)において言及されている。
プロテアーゼは、特定の阻害剤のグループを使用して分類することができる。種々の「セリンプロテアーゼ阻害剤」のグループは、合成化学阻害剤および天然タンパク質阻害剤を含む。1つのグループの天然阻害剤は、セルピン(セリンプロテアーゼ阻害剤から省略された)、例えば、アンチトロンビンおよびアルファ1−アンチトリプシンである。人工合成阻害剤は、3,4−ジクロロイソクマリン(3,4−DCI)、ジイソプロピルフルオロリン酸(DFP)、フッ化フェニルメチルスルホニル(PMSF)およびトシル−L−リジンクロロメチルケトン(TLCK)を含む。いくつかのセリンプロテアーゼは、活性部位付近のシステイン残基の存在によって、チオール試薬、例えば、p−クロロ水銀安息香酸(PCMB)により阻害される。したがって、セリンプロテアーゼ活性は、適当な条件下でセリンプロテアーゼの特定の阻害剤の存在または非存在下で、特定の基質の開裂に基づくアッセイまたは基質を含む任意のタンパク質を使用するアッセイにおいて測定することができる。
該セリンプロテアーゼは、プレプロ酵素の形態における不活性な「酵素前駆体」または「酵素前駆体」として合成され、これはシグナル配列(分泌シグナルペプチドまたはプレペプチド)およびプロ配列(プロペプチド)の除去により活性化され、該酵素の活性な成熟形態を生じる(Chen and Inouye, 2008)。この活性化プロセスはプロテアーゼの作用と関連し、セリンプロテアーゼの限定された自己消化または自己触媒プロセスをもたらし得る。プロ配列は、例えば、生産の翻訳後段階中または消費された培養培地中または培養培地もしくは酵素調製物の保存中に開裂され得る。プロ酵素の活性化は、また、不活性なプロ酵素を活性な成熟酵素に変換することができるタンパク質分解酵素を宿主生物を培養する培養培地に加えることにより、または培養プロセス後に該タンパク質分解酵素を培養上清に加えることにより成し遂げられ得る。該酵素の短縮は、また、例えば、該ポリペプチドをコードする遺伝子で生産宿主を形質転換する前に切断することにより成し遂げることができる。
「成熟」なる用語は、シグナル配列およびプロペプチドの除去後に、酵素または触媒活性のために重要なアミノ酸を含む酵素の形態を意味する。糸状菌において、それは、培養培地に分泌される天然形態である。
プロテアーゼ活性を生じることができる微生物株を異なる基質についてスクリーニングすることができる。選択された株は適当な培地上で培養し、単離または精製のために十分な量の興味あるセリンプロテアーゼを生産し、その特性をさらに特徴付けることができる。あるいは、種々の生物におけるセリンプロテアーゼをコードする遺伝子を単離し、該遺伝子によってコードされるアミノ酸配列を本実施例において単離され特徴付けられたセリンプロテアーゼのアミノ酸配列と比較することができる。
本発明のセリンプロテアーゼ酵素は、糸状菌および酵母菌を含む真菌、例えば、トリコデルマ属由来であり得る。真菌アルカリプロテアーゼは、微生物非含有酵素または酵素組成物を生産するための下流処理の容易さのため、細菌プロテアーゼに有利である。菌糸体は、酵素の精製の前に濾過技術を介して容易に除去することができる。
天然または組換えセリンプロテアーゼは、酵素化学の慣用の方法、例えば、塩調製、限外ろ過、イオン交換クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー、ゲル濾過および疎水性相互作用クロマトグラフィーを使用することにより精製することができる。精製は、タンパク質定量、酵素活性アッセイおよびSDSポリアクリルアミドゲル電気泳動によりモニタリングすることができる。種々の温度およびpH値での精製された酵素の酵素活性および安定性ならびに分子量および等電点を、決定することができる。
2つの組換えセリンプロテアーゼの精製は、実施例3において証明されている。トリコデルマ・リーゼイ QM6aおよびフザリウム・グラミネアラム ALKO1726の濾液され脱塩された培養上清をQ セファロース FFカラムに適用した。流入画分をSuperdex 75 10/300 GLカラムに適用した。精製は、実施例2cおよび8に記載されているカゼインでの活性アッセイにしたがった。当然、本明細書に記載されている方法の代わりに、または、該方法に加えて他の既知の精製方法を使用することにより、本発明の酵素を分離することができる。組換えセリンプロテアーゼを実施例3において記載されているとおりにpHおよび温度プロフィールの特徴付けのために使用した。
最適pHの決定は、タンパク質基質の活性にしたがって、異なるpH値で適当なバッファーで実施することができる。セリンプロテアーゼは、一般的に中性またはアルカリ性pHで、pH7から11の最適条件で活性であり、広範な基質特異性を有する。「アルカリ性セリンプロテアーゼ」は、pH9からpH11またはさらにpH10から12.5で活性および安定であり(Shimogakiら、1991)、約pH9で等電点を有する酵素を意味する。
セリンプロテアーゼの最適温度は、実施例2c、3または8において記載されている基質としてカゼインを使用することによるか、または文献(Guptaら、2002)に記載されている他の基質およびバッファー系を使用することにより異なる温度で適当なバッファー中で決定することができる。天然セリンプロテアーゼの温度最適条件は、約60℃である(Raoら、1998)。
pIは、ポリアクリルアミド、デンプンまたはアガロースから成る固定化されたpH勾配ゲルにおける等電点電気泳動、またはアミノ酸配列からpIを概算することにより、例えば、ExPASyサーバー(http://expasy.org/tools/pi_tool.html; Gasteigerら、2003)のpI/MWツールを使用することにより決定することができる。
精製されたセリンプロテアーゼの分子量は、質量分析により、またはLaemmli(1970)にしたがってSDS−PAGEにおいて決定することができる。分子量は、また、酵素のアミノ酸配列から予測することができる。成熟セリンプロテアーゼまたは成熟セセリンプロテアーゼ酵素は、一般的に20から35kDa、一般的に約25から30kDaの分子量を有する(Raoら、1998)。精製されたプロテアーゼのN−末端ならびに内部ペプチドは、エドマン分解化学(Edman and Begg, 1967)にしたがって、または文献に記載されている他の方法により配列決定することができる。
プロテアーゼ活性は、一般的に可溶性基質の分解に基づく。洗剤適用において、プロテアーゼは、少なくとも部分的に不溶性である物質において作用しなければならない。したがって、洗剤プロテアーゼのための重要なパラメーターは、これらの不溶性フラグメントに吸着し、加水分解する能力である。
洗剤プロテアーゼの選択のための別の重要なパラメーターは、その等電点またはpI値である。洗剤プロテアーゼは、機能する洗剤溶液のpH値が酵素に対するpI値とほぼ同じであるとき、最もよい。
本発明において、「洗剤の存在下で良い能力」は、本発明の真菌セリンプロテアーゼの場合において、酵素または該酵素を含む調製物が、現在販売されている多数の市販のサブチリシンよりも低い温度で機能することを意味する。言い換えれば、「良い能力」は、酵素が低い温度から中程度の温度範囲でタンパク質性の汚点または物質を分解または除去することができるが、現在市販の製品、例えば、市販の酵素生成物Purafect(登録商標) 4000L (Genencor Inc., USA)またはSavinase(登録商標)(Novozymes A/S, DK)よりも低い温度範囲(10−30℃)でとりわけ良い能力を有することを意味する。例えば、pHを修飾すること、適当な特性を有する洗剤を選択すること、酵素保護剤を含むこと、および洗浄条件をコントロールすることにより、本発明のセリンプロテアーゼの活性は10℃と低い温度で維持され得る。
「洗剤」なる表現は、清浄を助けるか、または清浄特性を有することが意図される物質または材料を意味するために使用される。「洗浄力」なる用語は、清浄特性の存在または程度を示す。清浄特性の程度は、固体、不水溶性担体、例えば、織物繊維またはガラスに結合した異なるタンパク質性の、もしくはタンパク質を含む基質物質または汚点もしくは汚点混合物において試験することができる。典型的な「タンパク質性の」は、血液、ミルク、インク、卵、草およびソースを含む。試験目的のためのタンパク質性の汚点の混合物は、市販されている。洗剤酵素の機能は、タンパク質含有汚点を分解および除去することである。試験結果は、洗浄試験において使用される汚点の型、洗剤の組成物ならびに織物の性質および状態に依存する(Maurer, 2004)。
本出願の文脈において「低い温度」なる用語は、実験にしたがって多数の現在利用できる酵素調製物、特に洗剤酵素調製物の能力に最適でない10℃から30℃の温度範囲を意味する。「中程度の温度」なる用語により、30℃から60℃の温度範囲を意味する。
「低い温度または中程度の温度範囲で適用できる」なる用語は、酵素が低い温度または中程度の温度範囲(10℃から60℃)で有効に機能することが望ましい産業適用を含む。このような適用は、食物、飼料および革産業、医薬、診断、廃棄物管理および銀回収におけるそれらの使用を含む。本明細書における意味として、これらの適用は、植物病原性真菌および線虫の生物学的コントロールにおけるバイオコントロール剤としての本発明のセリンプロテアーゼ酵素の使用を排除する。
本発明の1つの好ましい態様において、真菌セリンプロテアーゼ酵素は、低い温度または中程度の温度で酵素の能力が望ましい適用におけるタンパク質性物質の修飾、分解または除去において適用できる、または有用であるポリペプチドである。該真菌セリンプロテアーゼは、セリンプロテアーゼ活性を有し、配列番号:10のアミノ酸配列を有するTr Prb1の成熟酵素を含み、低い温度または中程度の温度で物質を含むタンパク質を修飾、分解または除去することができる。成熟酵素は、シグナル配列またはプレペプチドおよびプロ配列またはプロペプチドを欠く。本発明の成熟セリンプロテアーゼは、配列番号:6に特徴付けられる全長プロテアーゼのアミノ酸Ala121からAla409を含む。したがって、また、シグナル配列(プレペプチド)およびプロペプチドおよび成熟酵素を含む配列番号:6を有する全長Tr Prb1酵素ならびにシグナル配列(プレペプチド)を欠いているが、プロペプチドおよび成熟酵素を含む、したがって配列番号:8を有するプロ酵素も本発明の範囲内である。
配列番号:10のアミノ酸配列の天然変異体は、また、本発明の文脈において含まれる。これらの変異体は、例えば、異種宿主生物におけるタンパク質の生産の結果として、欠失、置換、挿入、付加またはその組合せによるアミノ酸配列における1つ以上の位置の変化を引き起こし得る、アミノ酸配列におけるわずかな変化を含む。しかしながら、これらの変異体は、分子の生物学的機能を変化しない。したがって、変異体は、特性、すなわち特徴および活性において配列番号:10のアミノ酸配列を有するセリンプロテアーゼと同様である。
「同一性」なる用語は、本明細書において、ほぼ同じ量のアミノ酸を有する対応する配列領域内で互いに比較される2つのアミノ酸配列間の同一性を意味する。例えば、2つのアミノ酸配列の全長または成熟配列の同一性が比較され得る。配列の同一性は、マトリックス:BLOSUM、ギャップオープン:10、ギャップ伸長:0.5を使用するClustalW アラインメント(例えば、www.ebi.ac.uk/Tools/Clustalw)を使用することにより測定され得る。2つの配列の同一性は、好ましくは少なくとも94%、好ましくは少なくとも95%、さらに好ましくは96%、さらに好ましくは97%、さらに好ましくは98%、およびより好ましくは99%と高い。
好ましくは、本発明の真菌セリンプロテアーゼは、洗剤添加物として適用することができる。
本発明のセリンプロテアーゼは、トリコデルマ属、さらに好ましくはトリコデルマ・リーゼイ、より好ましくはトリコデルマ・リーゼイ QM6a株(ATCC 13631、CBS 383.78、IMI 192654、IMI 45548およびT.V. B117)由来の単離されたセリンプロテアーゼであるTr Prb1を示し、セリンエンドプロテイナーゼのファミリー8であるクランSBのメンバーである。
本発明の好ましい態様は、セリンプロテアーゼ活性を有し、配列番号:10のアミノ酸配列を有するTr Prb1の成熟酵素を含む真菌セリンプロテアーゼである。
本発明は、成熟形態が20から35kDa、好ましくは25から33kDa、さらに好ましくは28から30kDaの分子量または分子重量を有する真菌セリンプロテアーゼ酵素に関する。最も好ましいMWは、ExPASy serverでのCompute pI/MWツールを使用することにより得られる成熟ポリペプチドに対して29kDaであるTr Prb1の予測される分子量である(Gasteigerら、2003)。
本発明の酵素は、広範な温度範囲でタンパク質性物質の分解において有効である。該酵素の最適温度は、実施例3において記載されている15分の反応時間および基質としてカゼインを使用するpH9で測定されるとき、30℃から70℃(最大活性の約20%)、好ましくは40℃から60℃(最大活性の少なくとも約40%)、さらに好ましくは50℃から60℃(最大活性の少なくとも70%)、より好ましくは50℃(Tr Prb1の最大活性)である。
本発明の1つの好ましい態様において、真菌セリンプロテアーゼ酵素は、実施例2cおよび実施例3または8において記載されている15分の反応時間および基質としてカゼインを使用する50℃でpH6からpH10のpH範囲で最大活性の20%を越えるものを示す少なくともpH6からpH11のpH範囲で最適pHを有する。特に、最適pHは、pH6からpH10(最大活性の少なくとも約90%)である。
本発明の真菌セリンプロテアーゼは洗剤の存在下で良い能力を有する、すなわち低い(10℃から30℃)から中程度の温度(30℃から60℃)範囲、具体的には、現在市販の製品、例えば、市販の酵素生成物Purafect(登録商標) 4000LおよびProperase(登録商標) 4000E(Genencor Inc., USA)、ならびにSavinase(登録商標)(Novozyme A/S, DK)よりも低い温度範囲で、洗剤の存在下でタンパク質性の汚点または物質を修飾、分解または除去することができる。洗浄条件ならびに洗剤中の補助成分および添加物に依存して、本発明の酵素は、10℃から60℃で、好ましくは50℃以下で機能する。Tr Prb1酵素は、また、45℃以下、40℃以下、35℃以下、30℃以下、25℃以下、20℃以下、15℃以下、または10℃以下の温度において機能する。
洗剤の存在下、本発明の真菌セリンプロテアーゼは、上記定義されているとおり10℃から60℃で機能し、特に、該真菌セリンプロテアーゼ Tr Prb1は、≦30℃で洗剤中で良い能力を有する。実施例5から7において比較実験を記載しており、図7から12から、デルタL*として測定される、異なる織物材料における異なる汚点の強度に対して様々な処理に暴露された、様々な条件下での真菌セリンプロテアーゼ Tr Prb1の能力は、市販の製品、Savinase(登録商標) Ultra 16L(Novozymes A/S, DK)、Properase(登録商標) 4000EおよびPurafect(登録商標) 4000L(Genencor Inc, USA)の能力よりもはるかに良いことが明らかである。製造業者によると、Properase(登録商標)は、低い温度洗浄条件に対して適当なアルカリプロテアーゼである。
該実験結果から、本発明の真菌セリンプロテアーゼは、洗剤の顧客および洗剤産業および洗浄機を提供する産業の非常に様々な要求を満足させることができ、将来の規制および顧客の習慣の要求に非常に適合していると結論づけることができる。
本発明のセリンプロテアーゼ酵素は、推定アミノ酸配列から推定されるとおり、pI8.7からpI9.4、好ましくはpI8.8からpI9.3であるpIを有する。本発明のTr Prb1酵素の推定pIはpI8.9である。
1つの好ましい態様において、本発明の真菌セリンプロテアーゼ酵素は、配列番号:10に特徴付けられるアミノ酸配列を含むポリペプチドまたは同様の特性を有するその変異体をコードする単離された核酸分子によってコードされる。
本発明のセリンプロテアーゼをコードするcDNAまたはゲノム遺伝子の単離は、PCRおよび同種セリンプロテアーゼの既知のヌクレオチドまたはアミノ酸配列に基づいて設計されたプライマーを使用して実施され得る。また、精製された酵素または上記オリゴヌクレオチドを使用することにより得られたPCR産物のN−末端またはトリプシンペプチドのアミノ酸配列において合成されたオリゴヌクレオチドを、本発明のセリンプロテアーゼをコードするcDNAまたはゲノム遺伝子の単離においてプローブとして使用することができる。セリンプロテアーゼクローンは、また、酵素に対して特異的な基質を含むプレートにおける活性に基づいて、またはセリンプロテアーゼに対して特異的な抗体を使用することによりスクリーニングされ得る。
本発明において、Tr prb1遺伝子は、PCR、および、実施例1bにおいて記載されている、DOE Joint Genome Institute(トリコデルマ・リーゼイ QM6a ゲノム配列 v2.0、http://genome.jgi-psf.org/cgi-bin/dispGeneModel?db=Trire2&id121495)により公開されているprb1遺伝子の配列(遺伝子ID 121495)にしたがって設計されたプライマーを使用して単離された。標準分子生物学方法、例えば、分子生物学ハンドブック、例えば、Sambrook and Russell, 2001において記載されている方法を、宿主生物のcDNAまたはゲノムDNAの単離において使用することができる。
ポリヌクレオチド配列をPCRにより製造されたDNAプローブを使用して単離する場合、100−200以上のヌクレオチドからなるDNAプローブとのハイブリダイゼーションは、通常、「高ストリンジェンシー」条件で、すなわち完全ハイブリッドの計算される融解温度(Tm)未満の20−25℃である温度でのハイブリダイゼーションを行う(Tmは、Bolton and McCarthy (1962)にしたがって計算される)。通常、プレハイブリダイゼーションおよびハイブリダイゼーションは、少なくとも65℃で6×SSC(または6×SSPE)、5×Denhardt試薬、0.5%(w/v)のSDS、100μg/mlの変性された、断片化されたサケ精子DNA中で行われる。50%のホルムアミドの添加は、プレハイブリダイゼーションおよびハイブリダイゼーション温度を42℃まで下げる。洗浄は、低い塩濃度、例えば、2×SSC−0.5%のSDS(w/v)で15分間、室温(RT)で、次に2×SSC−0.1%のSDS(w/v)でRTで、最後に0.1×SSC−0.1%のSDS(w/v)で少なくとも65℃で行われる。
したがって、酵素の成熟形態に加えてプレペプチド(シグナル配列)およびプロペプチドを含む本発明の全長セリンプロテアーゼのアミノ酸配列をコードする核酸分子によってコードされ、アミノ酸配列が配列番号:6に特徴付けられるポリペプチド配列は、本発明の範囲内である。
また、酵素の成熟形態に加えてプロペプチドを含む本発明のセリンプロテアーゼ酵素のプロペプチドをコードする核酸分子によってコードされ、アミノ酸配列が配列番号:8に特徴付けられるポリペプチド配列も、本発明の範囲内である。
本発明の1つの好ましい態様は、配列番号:9を有するTr Prb1 セリンプロテアーゼの成熟形態をコードするヌクレオチド配列を含む単離された核酸分子によってコードされる真菌セリンプロテアーゼ酵素である。
したがって、本発明のTr Prb1ポリペプチドは、酵素に対する「コード配列」を含む配列番号:5のヌクレオチド配列を有する核酸分子によってコードされる。「コード配列」なる表現は、翻訳開始コドン(ATG)から始まり、翻訳終始コドン(TAA、タグまたはTGA)で停止するヌクレオチド配列を意味し、イントロン配列を含み得る。翻訳された全長ポリペプチドは通常メチオニンで開始する。本発明の真菌セリンプロテアーゼ酵素は、また、Tr Prb1 プロ酵素形態をコードする配列番号:7のヌクレオチド配列を含む核酸分子によってコードされ得る。
本発明の1つの好ましい態様において、真菌セリンプロテアーゼ酵素は、受入番号DSM22635の下にDeutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen (DSMZ)で寄託された、大腸菌RF8052において配列番号:5のヌクレオチド配列を含むプラスミドpALK2650に含まれる単離されたポリヌクレオチド配列によってコードされる。
本発明の1つの態様は、適当な宿主における該セリンプロテアーゼをコードする遺伝子の発現を指示することができる調節配列に作動可能に連結した上記特徴付けられた真菌セリンプロテアーゼ酵素をコードする、核酸分子を含む組換え発現ベクターから生産されるセリンプロテアーゼ酵素である。該組換え発現ベクターの構築および該ベクターの使用は、実施例2に詳細に記載されている。
真菌セリンプロテアーゼ酵素の生産のために適当な宿主は、同種または異種宿主、例えば、細菌、酵母菌および真菌を含む微生物宿主である。糸状菌、例えば、トリコデルマ、アスペルギルス、フザリウム、フミコーラ、クリソスポリウム、アカパンカビ、クモノスカビ、ペニシリウムおよびモルティエラは、酵素生成物の下流処理および回収の容易さにより好ましい生産宿主である。適当な宿主は、トリコデルマ・リーゼイ、アスペルギルス・ニガー、アスペルギルス・オリザエ、アスペルギルス・ソーエ、アスペルギルス・アワモリまたはアスペルギルス・ジャポニクス、フザリウム・ベネナツムまたはフザリウム・オキシスポルム、フミコーラ・インソレンスまたはフミコーラ・ラヌギノサ、ニューロスポラ・クラッサおよびクリソスポリウム・ルクノウェンセのような種を含み、これらのいくつかは例えば、市販の酵素のAMFEP 2007リスト(http://www.amfep.org/list.html)において酵素生産宿主生物として挙げられている。より好ましくは、該酵素は、属トリコデルマまたはアスペルギルス、例えば、トリコデルマ・リーゼイまたはアスペルギルス・ニガー、アスペルギルス・オリザエまたはアスペルギルス・アワモリの糸状菌宿主において生産される。本発明の最も好ましい態様において、真菌セリンプロテアーゼ酵素は、トリコデルマ・リーゼイにおいて生産される。
本発明は、また、
(a)セリンプロテアーゼ活性を有し、配列番号:10において記載されているアミノ酸配列を含むポリペプチドまたは同様の特性を有するその変異体をコードする核酸分子;
(b)配列番号:9において記載されているポリヌクレオチド配列を含む核酸分子;
(c)DSM22635に含まれる配列番号:5のポリヌクレオチド配列のコード配列を含む核酸分子;
(d)遺伝子コードの縮重によって、(b)から(c)の核酸分子のポリヌクレオチド配列と異なるポリヌクレオチド配列を含む核酸分子
からなる群から選択される低い温度または中程度の温度範囲でタンパク質性物質の修飾、分解または除去において適用できる真菌セリンプロテアーゼ酵素をコードする単離された核酸分子に関する。
本発明の核酸分子はRNAまたはDNAであってよく、DNAはゲノムDNAまたはcDNAを構成し得る。
標準分子生物学方法は、本発明の真菌セリンプロテアーゼをコードするポリヌクレオチド配列の単離および酵素処理、例えば、ゲノムおよびプラスミドDNAの単離、DNAフラグメントを生産するためのDNAの消化、配列決定、大腸菌形質転換などにおいて使用することができる。基本的な方法は、標準分子生物学ハンドブック、例えば、Sambrook and Russell, 2001に記載されている。
Tr Prb1ポリペプチドをコードする全長Tr prb1遺伝子の単離は、実施例1に記載されている。簡潔には、該遺伝子を、PCRおよびDOE Joint Genome Instritute(トリコデルマ・リーゼイ QM6a ゲノム配列 v2.0、http://genome.jgi-psf.org/cgi-bin/dispGeneModel?db=Trire2&id121495)により公開されているprb1遺伝子の配列(gene ID 121495)にしたがって設計されたプライマーを使用して単離した。全長Tr prb1遺伝子は、受入番号DSM22635の下にDSMZカルチャー・コレクションに大腸菌において寄託されているプラスミドpALK2650に含まれていた。セリンプロテアーゼの推定アミノ酸配列をDNA配列から分析した。
全長トリコデルマ・リーゼイ セリンプロテアーゼ Tr prb1のヌクレオチド配列(配列番号:5)および推定配列(配列番号:6)を図1A−Bに記載する。該遺伝子の長さは1371bp(終始コドンを含む)である。2つの推定イントロンは、それぞれ68および73bpの長さを有することを見出した。推定タンパク質配列は、20個のアミノ酸の予測されるシグナル配列(シグナルP V3.0;Nielsenら、1997およびNielsen and Krogh, 1998)およびAla21からAla121のプロペプチドを含む409個のアミノ酸からなる。予測される分子量は成熟ポリペプチドに対して29kDaであり、予測されるpIは8.94であった。これらの予測は、ExPASyサーバーでのCompute pI/MWツール(Gasteigerら、2003)を使用して作成された。推定アミノ酸配列は、2つの起こりうるN−グリコシル化部位(Asn252およびAsn396)を含んだが、CBS Server NetNGlyc V1.0によると、Asn252の1つの部位のみが有望である。公開されているプロテアーゼ配列に対する相同性を、NCBI(全米バイオテクノロジー情報センター)でのBLASTP プログラム、バージョン2.2.21を使用して検索した(Altschulら、1990)。同種配列の対応する領域に対する成熟Tr Prb1配列の同一性値を、ClustalW アラインメント(Matrix:BLOSUM、ギャップオープン:10、ギャップ伸長:0.5(例えば、www.ebi.ac.uk/Tools/Clustalw)を使用することにより得た。
本発明のセリンプロテアーゼTr Prb1は、トリコデルマ・ハマツム由来のアルカリプロテアーゼ(AAP15044;Steyaertら、2004)、ヒポクレア・リクシイ(Hypocrea lixii)由来のセリンエンドペプチダーゼ(テレオモルフ トリコデルマ・ハルジアナム;CAL25580;Suarezら、2007)、トリコデルマ・アトロビリデ由来のアルカリ性プロテイナーゼ(ALP_TRIAT;Geremiaら、1993)およびヒポクレア・ビレン(Hypocrea virens)由来の細胞外セリンプロテアーゼ Tvsp1(AAO63588; Pozoら、2004)と非常に高い相同性(92−93%の同一性)を示した。Tr Prb1成熟アミノ酸配列とALP プロテアーゼ(EMBL 受入番号 M87516;Geremiaら、1993;US60/818,910(Catalyst Bioscience Inc.)において配列番号:313のアミノ酸配列として記載されている)の対応する領域との同一性は、92%であった。
したがって、配列番号:10に特徴付けられるTr Prb1 酵素の成熟形態のアミノ酸配列、すなわち配列番号:6の全長セリンプロテアーゼのAla121からAla409のアミノ酸を含む真菌セリンプロテアーゼ酵素またはポリペプチドをコードする単離されたポリヌクレオチド配列または単離された核酸分子は、本発明の範囲内である。
また、配列番号:10のアミノ酸配列の天然変異体をコードする単離されたポリヌクレオチド配列を含む。これらの変異体は、欠失、置換、挿入、付加またはそれらの組合せによるアミノ酸配列において少しの変化、例えば、アミノ酸配列において1個以上の位置における変化を含む。しかしながら、これらの変異体は、分子の生物学的機能を変化させない。したがって、該変異体は、特性、すなわち配列番号:10のアミノ酸配列を有するセリンプロテアーゼの特徴および活性を有する。2つのアミノ酸配列間の同一性は、ほぼ同じ量のアミノ酸を有する対応する配列領域内で互いに比較され得る。例えば、2つのアミノ酸配列の全長または成熟配列の同一性が比較され得る。配列の同一性は、マトリックス:BLOSUM、ギャップオープン:10、ギャップ伸長:0.5を使用するClustalW アラインメント(例えば、www.ebi.ac.uk/Tools/Clustalw)を使用することにより測定され得る。2つの配列の同一性は、高い、好ましくは少なくとも94%、好ましくは少なくとも95%、さらに好ましくは96%、さらに好ましくは97%、さらに好ましくは98%、より好ましくは99%である。
単離されたポリヌクレオチド配列または単離された核酸分子は、好ましくは配列番号:9に定義されているポリヌクレオチド配列、すなわち配列番号:10の成熟Tr Prb1のアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチド配列を含む。
本発明の単離された核酸分子は、全長Tr prb1遺伝子のヌクレオチド配列を有するDSM22635に含まれる配列番号:5のポリヌクレオチド配列のコード配列を含む分子であり得る。
本発明の核酸分子は、また、上記に特徴付けられるヌクレオチド配列の類似体であり得る。「縮重」は、1つ以上のヌクレオチドまたはコドンが異なっているが、本発明の組換えプロテアーゼをコードするヌクレオチド配列の類似体を意味する。
したがって、配列番号:5、配列番号:7または配列番号:9において記載されているヌクレオチド配列およびそれらの類似体を含む単離された核酸分子は、本発明の範囲内である。
本発明の1つの好ましい態様において、単離された核酸分子は、洗剤添加物として使用するための真菌セリンプロテアーゼをコードする。
本発明は、また、適当な原核生物または真核生物宿主において選択されたセリンプロテアーゼをコードする核酸配列を増殖または発現させるために使用することができる組換え発現ベクターまたは組換え発現構築物に関する。組換え発現ベクターは、適当な宿主においてセリンプロテアーゼのコード配列の発現および分泌を促進または駆動するDNAまたは核酸配列、例えば、プロモーター、エンハンサー、ターミネーター(転写および翻訳終結シグナルを含む)、および該セリンプロテアーゼをコードするポリヌクレオチド配列に作動可能に連結したシグナル配列を含む。発現ベクターは、形質転換体株の選択のためのマーカー遺伝子をさらに含み得るか、または選択マーカーは、共形質転換により別のベクター構築物において宿主に導入され得る。該調節配列は生産生物と同種または異種であってよく、または、それらはセリンプロテアーゼをコードする遺伝子が単離される生物由来であり得る。
糸状菌宿主において本発明のセリンプロテアーゼを発現するためのプロモーターの例は、アスペルギルス・オリザエ TAKAアミラーゼ、アルカリプロテアーゼ ALPおよびトリオースリン酸イソメラーゼ、リゾプス・ミエハイ リパーゼ、アスペルギルス・ニガーまたはアスペルギルス・アワモリ グルコアミラーゼ(glaA)、フザリウム・オキシスポルム トリプシン様プロテアーゼ、クリソスポリウム・ルクノウェンセ セロビオヒドロラーゼ1プロモーター、トリコデルマ・リーゼイ セロビオヒドロラーゼI(Cel7A)などのプロモーターである。
酵母菌において、例えば、サッカロミセス・セレビシエ エノラーゼ(ENO−1)、ガラクトキナーゼ(GAL1)、アルコールデヒドロゲナーゼ(ADH2)および3−ホスホグリセリン酸キナーゼのプロモーターを、発現を提供するために使用することができる。
細菌宿主において本発明のセリンプロテアーゼの転写を駆動するためのプロモーター配列の例は、大腸菌のlacオペロンのプロモーター、ストレプトマイセス・セリカラー アガラーゼdagAのプロモーター、バチルス・リケニフォルミス アルファ−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 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・サブティリス xylAおよびxylB遺伝子のプロモーターなどである。
適当なターミネーターは、上記遺伝子のもの、または宿主株において機能的である他の特徴付けられたあらゆるターミネーター配列を含む。
適当な形質転換または選択マーカーは、宿主の欠損を補うもの、例えば、バチルス・サブティリスまたはバチルス・リケニフォルミス由来のdal遺伝子またはアスペルギルス amdSおよびniaDを含む。選択は、また、抗生物質耐性、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、テトラサイクリン、フレオマイシンまたはハイグロマイシン耐性を与えるマーカーに基づき得る。
本発明のセリンプロテアーゼの細胞外分泌が好ましい。したがって、組換えベクターは、選択された宿主において分泌を促進する配列を含む。本発明のセリンプロテアーゼのシグナル配列またはプレ配列またはプレペプチドは、組換え発現ベクターに含まれていてもよく、または、天然シグナル配列は、選択された宿主において分泌を促進することができる別のシグナル配列で置換され得る。したがって、選択されたシグナル配列は、発現宿主に対して同種または異種であり得る。
適当なシグナル配列の例は、真菌または酵母菌生物のもの、例えば、よく発現される遺伝子由来のシグナル配列である。このようなシグナル配列は、文献からよく知られている。
組換えベクターは、安定な発現をもたらすために宿主染色体DNAへのベクターの統合を促進する配列をさらに含み得る。
本発明のTr Prb1プロテアーゼは、実施例1に記載されているトリコデルマ・リーゼイ cbh1(cel7A)プロモーター由来のシグナル配列で発現した。トリコデルマ・リーゼイ宿主を形質転換するために使用された発現構築物は、また、形質転換されていない細胞から形質転換体を選択するためにcbh1ターミネーターおよびamdSマーカーを含んだ。
本発明は、また、上記組換え発現ベクターを含む宿主細胞に関する。真菌セリンプロテアーゼ酵素の生産のための適当な宿主は、同種または異種宿主、例えば、細菌、酵母菌および真菌を含む微生物宿主である。植物または哺乳動物細胞における生産系も可能である。
糸状菌、例えば、トリコデルマ、アスペルギルス、フザリウム、フミコーラ、クリソスポリウム、アカパンカビ、クモノスカビ、ペニシリウムおよびモルティエラは、酵素生成物の下流処理および回収の容易さによって好ましい生産宿主である。適当な発現および生産宿主系は、例えば、糸状菌宿主トリコデルマ・リーゼイ(EP244234)、またはアスペルギルス生産系、例えば、アスペルギルス・オリザエまたはアスペルギルス・ニガー(WO9708325、US5,843,745、US5,770,418)、アスペルギルス・アワモリ、アスペルギルス・ソーエおよびアスペルギルス・ジャポニクス型株のために開発された生産系、またはフザリウム、例えば、フザリウム・オキシスポルム(Malardierら、1989)またはフザリウム・ベネナツム、およびアカパンカビ、リゾプス・ミエハイ、モルティエラ・アルピナ、フミコーラ・ラヌギノサまたはフミコーラ・インソレンスまたはクリソスポリウム・ルクノウェンセ(US6,573,086)のために開発された生産系である。酵母菌のために開発された適当な生産系は、サッカロミセス、シゾサッカロミセスまたはメタノール資化酵母のために開発された系である。細菌のために開発された適当な生産系は、バチルス、例えば、バチルス・サブティリス、バチルス・リケニフォルミス、バチルス・アミロリクエファシエンス、大腸菌、または放線菌のストレプトマイのために開発された生産系である。好ましくは、本発明のセリンプロテアーゼは、属トリコデルマまたはアスペルギルス、例えば、トリコデルマ・リーゼイ、またはアスペルギルス・ニガー、アスペルギルス・オリザエ、アスペルギルス・ソーエ、アスペルギルス・アワモリまたはアスペルギルス・ジャポニクス型株の糸状菌宿主において生産される。本発明の最も好ましい態様において、真菌セリンプロテアーゼ酵素は、トリコデルマ・リーゼイにおいて生産される。
宿主は、1つ以上の宿主プロテアーゼの不活性化または除去のいずれかによる、例えば、このような同質または同種プロテアーゼをコードする遺伝子の欠失によるプロテアーゼの除去により同質プロテアーゼを含まなくてもよい。
本発明は、また、低い温度または中程度の温度での酵素の能力が、好ましくは洗剤添加物としての使用のために好ましい、産業適用においてタンパク質性物質を修飾、分解または除去するために使用するためのポリペプチドを生産するための方法であって、該ポリペプチドはセリンプロテアーゼ活性を有し、該方法は、適当な条件下で本発明のセリンプロテアーゼに対する組換え発現ベクターを有する天然または組換え宿主細胞を培養する工程、所望により該酵素を単離する工程を含む方法に関する。生産培地は、宿主生物を増殖するために適当であり、効率的な発現のための誘導物質を含む培地であり得る。適当な培地は、文献からよく知られている。
本発明は、好ましくは洗剤添加物として使用するための、低い温度または中程度の温度での適用においてタンパク質性物質を修飾、分解または除去するために使用するためのTr Prb1 ポリペプチドであって、本発明の核酸分子によってコードされ、上記方法により得ることができるセリンプロテアーゼ活性を有するポリペプチドに関する。好ましくは、該ポリペプチドは、本発明のセリンプロテアーゼに対する組換え発現ベクターを有する宿主細胞を培養することにより得られる組換えプロテアーゼ酵素である。
本発明の組換え酵素は、25から35kDaの分子量を有する。該酵素は、pH9で30℃から70℃の範囲で最適温度を有する。該酵素は、50℃で少なくともpH6からpH11のpH範囲で最適pHを有する。最適温度およびpHは、15分の反応時間および基質としてカゼインを使用して決定された。本発明のセリンプロテアーゼは、10℃から60℃で洗剤の存在下でタンパク質性の汚点を修飾、分解または除去することができる。
本発明は、好ましくは洗剤添加物として使用するための、低い温度または中程度の温度での適用においてタンパク質性物質を修飾、分解または除去するために使用するためのポリペプチドを含む酵素調製物を得るための方法であって、該ポリペプチドはセリンプロテアーゼ活性を有し、該方法は、本発明の発現ベクターを有する宿主細胞を培養し、該ポリペプチドを該細胞から回収するか、または培養培地から該細胞を分離して、セリンプロテアーゼ活性を有する上清を得るのいずれかの工程を含む方法にさらに関する。
本発明は、また、好ましくは洗剤添加物として使用するための、低い温度または中程度の温度での適用においてタンパク質性物質を修飾、分解または除去するために使用するための酵素調製物であって、上記特徴付けられたセリンプロテアーゼ酵素を含む酵素調製物に関する。該酵素調製物または組成物は、セリンプロテアーゼ活性を有し、本発明の方法により得ることができる。好ましくは、該酵素組成物は、本発明の組換え発現ベクターを有する宿主細胞を培養することにより得られる組換えセリンプロテアーゼを含む。
該酵素調製物は、本発明のセリンプロテアーゼに加えて、異なる型の酵素、例えば、別のプロテアーゼ、アミラーゼ、リパーゼ、セルラーゼ、クチナーゼ、ペクチナーゼ、マンナナーゼ、キシラナーゼおよび/またはオキシダーゼ、例えば、ラッカーゼまたはペルオキシダーゼをメディエーターと共にまたはメディエーターなしでさらに含み得る。これらの酵素は、処理されるべき材料に存在する炭水化物および油または脂肪を除去することにより、本発明のセリンプロテアーゼの能力を増強することが予期される。該酵素は、宿主株により生産される天然または組換え酵素であり得、または生産プロセス後に培養上清に加えられ得る。
該酵素調製物は、界面活性剤または表面活性剤、バッファー、防食剤、安定剤、漂白剤、メディエーター、ビルダー、腐食剤、研磨剤および防腐剤、光学的光沢剤、再付着防止剤、色素、顔料などの群から選択される適当な添加物をさらに含み得る。
界面活性剤は、油脂を乳状化すること、および表面を湿らせることにおいて有用である。界面活性剤は、非イオン、例えば、半極性および/または陰イオンおよび/または陽イオンおよび/または双性イオンであり得る。
バッファーは、pHを調節するか、または他の成分の能力または安定性に影響するように酵素調製物に加えられ得る。
適当な安定剤は、ポリオール、例えば、プロピレングリコールまたはグリセロール、糖または糖アルコール、乳酸、ホウ酸またはホウ酸誘導体、ペプチドなどを含む。
漂白剤は、有機化合物を酸化および分解するために使用される。適当な化学漂白系の例は、過酸発生漂白剤アクチベーター、例えば、テトラアセチルエチレンジアミン、またはあるいはペルオキシ酸塩、例えば、アミド、イミドまたはスルホン型と共に、またはこれらなしで、H供給源、例えば、過ホウ酸塩または過炭酸塩である。化学酸化剤は、酸化酵素、例えば、ラッカーゼまたはペルオキシダーゼを使用することにより部分的または完全に置き換えられ得る。多数のラッカーゼは、メディエーターの非存在下で有効に機能しない。
ビルダーまたは錯化剤は、物質、例えば、ゼオライト、二リン酸塩、三リン酸塩、炭酸塩、クエン酸塩などを含む。酵素調製物は、1つ以上のポリマー、例えば、カルボキシメチルセルロース、ポリ(エチレングリコール)、ポリ(ビニルアルコール)、ポリ(ビニルピロリドン)などをさらに含み得る。また、軟化剤、腐食剤、他の成分の損傷を防止するための防腐剤、研磨剤および起泡性および粘性を修飾する物質を加えることができる。
本発明の1つの好ましい態様において、該酵素調製物は、液体、粉末または粒状の形態である。
本発明の真菌セリンプロテアーゼは、他のプロテアーゼ、特にアルカリプロテアーゼと同様に、洗剤、タンパク質、醸造、食肉、写真、革、乳業および医薬産業において使用され得る(Kalisz, 1988; Raoら、1998)。例えば、それは、繊維性タンパク質廃棄物(例えば、角、羽、爪および髪)を有用なバイオマス、タンパク質濃縮物またはアミノ酸に変換する化学物質の代替物として使用され得る(Anwar and Saleemuddin, 1998)。本発明の真菌セリンプロテアーゼの使用は、他の酵素と同様に、革の質を改善すること、および還元環境汚染を減少すること、ならびにエネルギーを節約することにおける成功を証明することができ、それは、ペプチドの合成およびD,L−アミノ酸の混合物の分離において有用であり得る。火傷および創傷の処置における広範な薬効範囲の抗生物質と組み合わせられたサブチリシンは、医薬産業におけるセリンプロテアーゼの使用の一例であり、したがって、本発明の真菌セリンプロテアーゼは、また、このような使用を見出し得、また、アルカリプロテアーゼのように、外科的器具の血液の除去およびコンタクトレンズまたは義歯の清浄において適用でき得る。コニディオボルス・コロナトゥス由来のアルカリプロテアーゼのように、本発明の真菌セリンプロテアーゼは、動物細胞培養においてトリプシンの代わりに使用され得る。本発明のプロテアーゼは、また、膜の清浄および生物膜の破壊において使用することができる。ベーキングにおいて、該プロテアーゼは、例えば、グルテンネットワークの破壊および食物タンパク質、例えば、ミルク中のタンパク質の加水分解における他の食物適用において使用することができる。それらは、また、例えば、酵母菌を処理すること、溶かすこと(動物の骨からさらなるタンパク質を抽出すること)、新規風味を創造すること、苦味を減少させること、乳化性を変化させること、生物活性ペプチドを産生すること、およびタンパク質のアレルギー誘発性を減少させるにおいて使用することができる。基質は、動物、植物および微生物タンパク質を含む。
洗剤産業、特に洗濯洗剤産業は、高いpH範囲で活性なプロテアーゼの1つの重要な消費者として現れている(Anwar and Saleemuddin, 1998)。理想的な洗剤プロテアーゼは、食物、草、血液および他の体の分泌物による多種多様の汚点の除去を容易にするように広範な基質特異性を有するべきである。それは、洗剤溶液のpHおよびイオン強度、洗浄温度およびpHにおいて活性であり、機械処理ならびに洗剤に加えられたキレート化剤および酸化剤に耐えるべきである。プロテアーゼのpIは、洗剤溶液のpH付近であるべきである。現在のエネルギー危機および省エネルギーの意識によって、現在、より低い温度でプロテアーゼを使用するのが望ましい。
本発明は、また、洗剤のための、織物繊維を処理するための、羊毛を処理するための、髪を処理するための、革を処理するための、飼料または食物を処理するための、または、タンパク質性物質の修飾、分解または除去にかかわるあらゆる適用のための、セリンプロテアーゼ酵素または酵素調製物の使用に関する。
したがって、本発明の1つの好ましい態様は、洗濯洗剤および自動食器洗浄組成物を含む食器洗浄組成物のために有用な洗剤添加物として上記特徴付けられたセリンプロテアーゼ酵素の使用である。
洗剤は、清浄を助けるか、または清浄特性を有することが意図される物質または材料である。「洗浄力」なる用語は、清浄特性の存在または程度を示す。清浄特性の程度は、固体、不水溶性担体、例えば、織物繊維またはガラスに結合した異なるタンパク質性の、もしくはタンパク質を含む基質物質または汚点もしくは汚点混合物において試験することができる。典型的なタンパク質性物質は、血液、ミルク、インク、卵、草およびソースを含む。試験目的のためのタンパク質性の汚点の混合物は、市販されている。洗剤酵素の機能は、タンパク質含有汚点を分解および除去することである。試験結果は、洗浄試験において使用される汚点の型、洗剤の組成物ならびに織物の性質および状態に依存する(Maurer, 2004)。
一般的に、プロテアーゼまたは洗浄能力は、汚点物質、例えば、人為的に汚した布きれ(swatch)または試験布における明るさの可視および測定可能な増加または色の変化を意味する「汚点除去効率」または「汚点除去効果」または「清浄特性の程度」として測定される。明るさおよび明度の変化は、例えば、実施例4から7に記載されているL*a*b*色空間座標を使用して分光光度計で反射率として色を測定することにより測定することができる。プロテアーゼ能力を示すタンパク質性の汚点の退色または除去(汚点除去効率)は、例えば、酵素処理された織物の明度L* マイナス 酵素(酵素ブランクまたはコントロール)を含まない洗浄溶液(バッファーまたは洗剤溶液)で処理された織物の明度L*を意味するΔL*として計算される。洗剤の存在は、汚点の除去における酵素の能力を改善し得る。
本発明のセリンプロテアーゼは、中性およびアルカリ性pHの条件下で、さらに異なる組成物を有する洗剤の非存在または存在下で、種々の種類のタンパク質性の汚点を分解する(実施例4から7に示されているとおり)。該プロテアーゼは、広範な温度範囲、特に低い温度範囲、例えば、10℃から30℃でもタンパク質性物質を分解することができる(実施例4、図7)。
異なる液体洗剤での実施例5に示されるとおり、本発明のTr Prb1 セリンプロテアーゼは、低い洗浄温度で市販のプロテアーゼ調製物 Savinase(登録商標) Ultra 16L、Purafect(登録商標) 4000LおよびProperase(登録商標) 4000Eよりもかなり良く、血液/ミルク/インク汚点を除去した。図8は、Ariel SensitiveおよびErisan洗剤での結果を示す。図9A−Cは、30℃で異なる用量のベース洗剤での結果を示し、9D−Eは、10℃および20℃で3.3g/lの洗剤濃度での結果を示す。該酵素調製物を活性単位として投与した
Tr Prb1 プロテアーゼの能力を、また、実施例6に記載されているとおり、40℃および50℃で約pH10で洗剤粉末において試験した。ポリエステル−綿材料における血液/ミルク/インク標準汚点の除去における酵素の能力をアッセイした。それぞれの酵素調製物を活性単位(μmolチロシン/分/容量)として投与した。図10に示されているとおり、本発明のTr Prb1プロテアーゼは、また、非常にアルカリ性の条件で粉末洗剤に対して適当である。
トリコデルマ・リーゼイにおいて生産される組換えTr Prb1酵素調製物の能力を、30℃で洗浄機でフルスケールにおける液体ベース洗剤の存在下で試験した(実施例7)。副作用を試験するための9つの異なるプロテアーゼ感受性トレーサーは、表5に記載されており、方法条件は、表6に記載されている。試験において使用された酵素用量を、酵素活性および酵素タンパク質の量の両方として計算した。図11A−Iに記載されている結果は、低い温度および短周期洗浄(15分)でのTr Prb1の能力が、酵素が活性として投与されたとき、市販のプロテアーゼ調製物Purafect(登録商標) 4000Lと比較して、全ての試験された汚点でかなり高かったことを示す。また、用量を加えられたタンパク質の量として計算したとき(図12)、汚点除去効率はPurafect(登録商標) 4000Lと同程度か、またはわずかに良かった。
本発明の好ましい態様において、本発明の真菌セリンプロテアーゼは、実施例5から7に示されている液体洗剤および粉末洗剤に有用である。本発明の酵素調製物の酵素は、手動または電動洗濯における使用のために製剤化され得るか、または家庭の硬表面清浄または好ましくは、手動または電動食器洗における使用のために製剤化され得る。
本明細書は、また、受入番号CBS124697の下にCentraalbureau voor Schimmelculturesで寄託されている株から得ることができるフザリウム・グラミネアラム ALKO1726由来の真菌セリンプロテアーゼを記載している。
Fg_ALKO1726酵素の最適温度は、実施例2c、3および8において記載されている15分の反応時間および基質としてカゼインを使用するpH9で測定されるとき、30℃から60℃(50℃での最大活性の少なくとも30%)、40℃から60℃(最大活性の少なくとも約40%)、または50℃(Fg_ALKO1726の最大活性)であった。
Fg_ALKO1726 セリンプロテアーゼ酵素は、実施例2cおよび実施例3および8において記載されている15分の反応時間および基質としてカゼインを使用する50℃でpH9で最大活性の少なくとも50%を示す少なくともpH6からpH11のpH範囲で最適pHを有する。最大活性の少なくとも約60%は、pH7からpH10で示した。本発明のFg_ALKO1726酵素の予測されるpIはpI9.3であった。
洗剤の存在下で、Fg_ALKO1726酵素は、10℃から60℃で、好ましくは50℃以下で機能した。該酵素は、また、45℃以下、40℃以下、35℃以下、または30℃以下の温度でも機能する。
フザリウム・グラミネアラム セリンプロテアーゼは、配列番号:16に定義されている成熟Fg_ALKO1726酵素のアミノ酸配列を含む。成熟セリンプロテアーゼは、配列番号:12において特徴付けられる全長プロテアーゼのAla123からAla411のアミノ酸を含む。Fg_ALKO1726 プロテアーゼのプロ酵素形態のアミノ酸配列は、配列番号:14において定義される。
Fg_ALKO1726 セリンプロテアーゼ酵素は、Fg_ALKO1726全長酵素(配列番号:12)をコードする配列番号:11のヌクレオチド配列、またはFg_ALKO1726プロ酵素形態(配列番号:14)をコードする配列番号:13のヌクレオチド配列を含む核酸分子によってコードされるか、またはそれは、成熟Fg_ALKO1726ポリペプチド(配列番号:16)をコードする配列番号:15のヌクレオチド配列を含む核酸分子によってコードされ得る。
Fg_ALKO1726 セリンプロテアーゼをコードするFg prtS8A遺伝子を、PCRおよび実施例1に記載されている配列XM_383491に特異的なプライマーにより単離した。全長Fg prtS8A遺伝子は、受入番号DSM22636の下にDSMZカルチャー・コレクションに大腸菌RF8098において寄託されているプラスミドpALK2707に含まれていた。セリンプロテアーゼの推定アミノ酸配列をDNA配列から分析した。
全長Fg prtS8Aのヌクレオチド配列(配列番号:11)および推定配列(配列番号:12)を図2A−Bに記載する。該遺伝子の長さは1292bp(終始コドンを含む)である。1つの推定イントロンは、56bpの長さを有することを見出した。推定タンパク質配列は、20個のアミノ酸の予測されるシグナル配列(シグナルP V3.0;Nielsenら、1997およびNielsen and Krogh, 1998)およびAla21からAla123のプロペプチドを含む411個のアミノ酸からなる。予測される分子量は成熟ポリペプチドに対して29kDaであり、予測されるpIは9.30であった。これらの予測は、ExPASyサーバーでのCompute pI/MWツール(Gasteigerら、2003)を使用して作成された。推定アミノ酸配列は、3つの起こりうるN−グリコシル化部位(Asn77、Asn254およびAsn398)を含んだが、CBS Server NetNGlyc V1.0によると、Asn77(プロ配列に位置する)の1つの部位のみが有望である。公開されているプロテアーゼ配列に対する相同性を、NCBI(全米バイオテクノロジー情報センター)でのBLASTP プログラム、バージョン2.2.21を使用して検索した(Altschulら、1990)。同種配列の対応する領域に対する成熟 Fg_ALKO1726配列の同一性値を、ClustalW アラインメント(Matrix:BLOSUM、ギャップオープン:10、ギャップ伸長:0.5(例えば、www.ebi.ac.uk/Tools/Clustalw)を使用することにより得た。
ジベレラ・ゼアエ 仮想的タンパク質XP_383491とFg_ALKO1726配列の同一性は99%であった。成熟ポリペプチドのアミノ酸配列における2つの違いは、アミノ酸188がFg_ALKO1726においてSerおよびXP_383491においてAlaであり、アミノ酸289がFg_ALKO1726においてPheおよびXP_383491においてLeuであることを見出した。Fg_ALKO1726成熟配列は、トリコデルマ・ハマツム由来のアルカリプロテアーゼ(AAP15044;Steyaertら、2004)、ヒポクレア・リクシイ由来のセリンエンドペプチダーゼ(テレオモルフ トリコデルマ・ハルジアナム;CAL25580;Suarezら、2007)、トリコデルマ・アトロビリデ由来のアルカリ性プロテイナーゼ(ALP_TRIAT;Geremiaら、1993)およびヒポクレア・ビレン由来の細胞外セリンプロテアーゼ Tvsp1(AAO63588; Pozoら、2004)と72から78%の同一性を示した。Fg_ALKO1726成熟アミノ酸配列とALPプロテアーゼ(EMBL 受入番号 M87516;Geremiaら、1993;US60/818,910(Catalyst Bioscience Inc.)において配列番号:313のアミノ酸配列として記載されている)の対応する領域との同一性は、76%であった。Tr Prb1とFg_ALKO1726成熟配列の同一性は76%であった。
Fg_ALKO1726プロテアーゼを含む酵素調製物を、実施例2において記載されているトリコデルマ・リーゼイ cbh1(cel7A)プロモーターのコントロール下でトリコデルマ・リーゼイにおいて生産した。実験室規模バイオリアクター培養から消費された培養培地を、界面活性剤を用いるか、または用いない洗濯洗浄におけるFg_ALKO1726の能力の試験において使用した。実施例4−6において示されているとおり、異なる試験条件下で、Fg_ALKO1726 セリンプロテアーゼ調製物の能力は、市販のプロテアーゼ調製物 Savinase(登録商標)Ultra 16L、Purafect(登録商標)4000LまたはProperase(登録商標)4000Eと同程度か、またはわずかに良かった。しかしながら、汚点除去効果は、本発明のTr Prb1セリンプロテアーゼを含む酵素調製物よりも低かった。
実施例1.トリコデルマ・リーゼイ QM6a prb1(Tr prb1)およびフザリウム・グラミネアラム ALKO1726 Fg prtS8A プロテアーゼ遺伝子のクローニング
(a)DNAの単離および使用される分子生物学方法
標準分子生物学方法を、DNAの単離および酵素処理(例えば、プラスミドDNAの単離、DNAフラグメントを生産するためのDNAの消化)、大腸菌形質転換、配列決定などにおいて使用した。使用される基本的な方法は、酵素、試薬もしくはキット製造業者により記載されているか、または標準分子生物学ハンドブック、例えば、Sambrook and Russell (2001)に記載されているとおりであった。トリコデルマ・リーゼイ QM6aおよびフザリウム・グラミネアラム ALKO1726からのゲノムDNAの単離は、Raeder and Broda (1985)に記載されているとおりに行った。フェノール抽出段階は、PhaseLockチューブ(Eppendorf, Germany)を使用して行った。
(b)遺伝子クローニングのためのオリゴヌクレオチドプライマー
Tr prb1およびFg prtS8A遺伝子を、鋳型としてトリコデルマ・リーゼイ QM6aおよびフザリウム・グラミネアラム ALKO1726のゲノムDNA調製物を使用してPCRによりクローニングした。Tr prb1遺伝子をクローニングするためのPCRプライマーを、DOE Joint Genome Instituteにより公開されているprb1の配列(ID 121495)にしたがって設計した(トリコデルマ・リーゼイ QM6a Genome sequence v2.0、http://genome.jgi-psf.org/Trire2/Trire2.home.html)。Fg prtS8A遺伝子をクローニングするためのPCRプライマーを、EMBLデータベースに以前に公開されている配列XM_383491にしたがって設計し、Gibberella zeae PH−1(アナモルフ:フザリウム・グラミネアラム)から得た。XM_383491は、仮想的タンパク質EAA71059をコードする部分的mRNAとしてデータベースに挙げられている。Tr prb1およびFg prtS8A遺伝子のクローニングにおいて使用されるプライマーの配列は表1に示されている。5’−PCRプライマー PRO213およびPRO245は、それぞれ、Tr prb1およびFg prtS8A遺伝子配列(それぞれATGを含む26および27ヌクレオチド)の最初に融合したcbh1プロモーター配列の末端(SacIIサイトから)を含む(5’から3’方向)。加えて、プライマーは、SacIIサイトからPCR産物の開裂を保証し、全長cbh1プロモーターのSacIIサイトへの遺伝子の正確な融合を可能にするために、5’末端に3つ(PRO213)または2つ(PRO245)のさらなるヌクレオチドを含んだ。3’−PCRプライマーPRO214およびPRO246は、(5’から3’方向)、それぞれBamHIサイトおよびTr prb1およびFg prtS8A遺伝子の末端を含んだ(それぞれ、終始コドンを含む26または25ヌクレオチド)。加えて、リンカーを介してcbh1ターミネーターに遺伝子を融合することにおいて使用されるBamHIサイトから開裂を保証するために、5’末端にPRO214は3つ、PRO246は2つのさらなるヌクレオチドを含んだ。
表1.Tr prb1およびFg prtS8A遺伝子のクローニングにおけるPCRプライマーとして使用したオリゴヌクレオチド(配列番号:1−4)。プライマー、それらの対応する配列番号、および配列(5’→3’)を示す。Tr prb1およびFg prtS8A遺伝子由来の配列は太字である。
Figure 0006054741
(c)PCR反応
トリコデルマ・リーゼイ QM6aおよびフザリウム・グラミネアラム ALKO1726(CBS 124697)ゲノムDNAをPCR反応における鋳型として使用した。PCR反応混合物は、1XPhusion HF バッファー(Finnzymes, Finland)、0.2mMのdNTP、0.5mMのそれぞれのプライマーおよび0.5単位のPhusion DNA ポリメラーゼ(Finnzymes, Finland)および約0.5−1mgのゲノムDNA/50μl反応容量を含んだ。PCR反応の条件は以下のとおりである:30秒98℃最初の変性、次に10秒98℃、30秒49.4、54.7および60.2℃(Tr prb1)または54.4、59.5および64.8℃(Fg prtS8A)アニーリング、1分72℃伸長を25サイクルならびに72℃7分最終伸長。それぞれ〜1.4および〜1.3kbの(公開されている配列に基づく計算にしたがって)予期されたサイズを有するDNA産物を、プライマー組合せPRO213(配列番号:1)とPRO214(配列番号:2)およびPRO245(配列番号:3)とPRO246(配列番号:4)を使用する反応から得た。DNA産物をPCR反応混合物から単離し、精製した。それらをSacIIおよびBamHIを使用して開裂し、SacIIおよびBamHIで開裂されたpALK1910ベクターにライゲートした。pALK1910は、cbh1プロモーターおよびターミネーターに対する遺伝子のライゲーション(〜0.6kb、STOPからAvaIIサイト)を可能にする〜2.2kbのcbh1プロモーター(SacIIサイトに対する)およびリンカー(例えば、BamHIサイトを含む)を含む。2つの別々のトリコデルマ・リーゼイPCR反応からの産物を配列決定し、互いにおよびDOE Joint Genome Instituteにより公開されている配列と同一であることを見出した。また、2つの別々のフザリウム・グラミネアラム PCR反応からの産物を配列決定し、互いに同一であることを見出した。cbh1プロモーターおよびターミネーターに融合されたTr prb1およびFg prtS8A遺伝子を含むプラスミドをそれぞれpALK2650およびpALK2707と命名した。プラスミドpALK2650およびpALK2707を含む大腸菌株RF8052およびRF8098を、それぞれ受入番号DSM22635およびDSM22636の下にDSMコレクションに寄託した。発現カセットpALK2701(Tr prb1)およびpALK2708(Fg prtS8A)を、実施例2に記載されているとおり、これらのプラスミドからさらに構築した。
(d)Tr Prb1およびFg_ALKO1726 プロテアーゼをコードする遺伝子ならびに推定アミノ酸配列の特徴付け
Tr prb1配列(配列番号:5)および推定アミノ酸配列(配列番号:6)は、図1A−Bに示されている。遺伝子の長さは1371bpである(終始コドンを含む)。該遺伝子は、68および73bpの2つのイントロンを含む。推定アミノ酸配列は、20個のアミノ酸の予測されるシグナル配列を含む409個のアミノ酸からなる(http://genome.jgi-psf.org/Trire2/Trire2.home.htmlおよびシグナルP V3.0;Nielsenら、1997およびNielsen and Krogh, 1998)。予測される分子量は、成熟ポリペプチドに対して29062.21Daであり、予測されるpIは8.94であった。これらの予測は、ExPASyサーバーでのCompute pI/MWツールを使用して行った(Gasteigerら、2003)。推定アミノ酸配列は、アミノ酸位置Asn252およびAsn396での2つの可能性のあるN−グリコシル化部位を含むが(図1)、CBS Server NetNGlyc V1.0によると、可能性のあるN−グリコシル化部位として位置Asn252での部位のみを予測する。
Fg prtS8A配列(配列番号:11)および推定アミノ酸配列(配列番号:12)は、図2A−Bに示されている。遺伝子の長さは1292bpである(終始コドンを含む)。該遺伝子は、56bpの1つの推定イントロンを含む(Gurrら、1987によると、真菌イントロンのものによる5’および3’境界配列)。推定アミノ酸配列は、20個のアミノ酸の予測されるシグナル配列を含む411個のアミノ酸からなる(シグナルP V3.0;Nielsenら、1997およびNielsen and Krogh, 1998)。予測される分子量は、成熟ポリペプチドに対して28935.98Daであり、予測されるpIは9.30であった。これらの予測は、ExPASyサーバーでのCompute pI/MWツールを使用して行った(Gasteigerら、2003)。推定アミノ酸配列は、アミノ酸位置Asn77、Asn254およびAsn398での3つの可能性のあるN−グリコシル化部位を含むが(図2)、CBS Server NetNGlyc V1.0によると、可能性のあるN−グリコシル化部位として位置Asn77での部位のみを予測する。
(e)相同性、同一性およびアラインメント試験
公開されているプロテアーゼ配列(WGSプロジェクトからの環境サンプルを除く非冗長 GenBank CDS translation+PDB+SwissProt+PIR+PRF)と成熟Tr Prb1およびFg_ALKO1726タンパク質をコードする配列の相同性を、NCBIの(全米バイオテクノロジー情報センター)タンパク質BLASTX プログラム バージョン2.2.21をデフォルトセッティング(Altschulら、1990)で使用して検索した(Altschulら、1990)。Tr Prb1に対して非常に高い相同性(92−93%)は、以下のとおりであった:トリコデルマ・ハルジアナム(harzianum)由来のアルカリ性プロテイナーゼ(AAP15044;Steyaertら、2004)、ヒポクレア・リクシイ(Hypocrea lixii)由来のセリンエンドペプチダーゼ(トリコデルマ・ハルジアナム(harzianum);CAL25580;Suarezら、2007)、トリコデルマ・アトロビリデ由来のアルカリ性プロテイナーゼ(ALP_TRIAT;Geremiaら、1993)およびヒポクレア・ビレン由来の細胞外セリンプロテアーゼTvsp1(AAO63588;Pozoら、2004)。ジベレラ・ゼアエ(フザリウム・グラミネアラム)XP_383491配列由来の仮想的タンパク質とFg_ALKO1726の同一性は、99%であった。2つのみの違いを上記2つの成熟アミノ酸配列のアミノ酸配列において検出した(アミノ酸188は、Fg_ALKO1726においてSerおよびXP_383491においてAlaであり、アミノ酸289は、Fg_ALKO1726においてPheおよびXP_383491においてLeuである)。Fg_ALKO1726に対する次の密接なホモログは、Tr Prb1ホモログであることを見出した(上記参照)。これらの配列に関してFg_ALKO1726成熟配列の同一性は、74から78%であった。また、相同性は、配列番号:313として特許出願US60/818,910(Catalyst Bioscience Inc.)に含まれている配列に見出された。Fe_RF6318配列を上記同種配列とアラインした。成熟配列領域およびClustalW アラインメント(www.ebi.ac.uk/Tools/clustalw;Matrix:BLOSUM、ギャップオープン:10、ギャップ伸長:0.5)を使用することにより得られるTr PrbおよびFg_ALKO1726とこの配列の同一性値は、92%(Tr Prb1)および76%(Fg_ALKO1726)であった。Tr Prb1とFg_ALKO1726の同一性は、上記ClustalW アラインメントを使用して76%であった。
実施例2.トリコデルマ・リーゼイにおける組換えTr Prb1およびFg_ALKO1726プロテアーゼの生産
(a)発現カセットの調製およびトリコデルマ・リーゼイへのそれらの形質転換
発現プラスミドpALK2701(Tr prb1)およびpALK2708(Fg prtS8A)を、トリコデルマ・リーゼイにおける組換えTr Prb1およびFg_ALKO1726タンパク質の生産のために、amdS(アセトアミダーゼ)マーカー遺伝子をプラスミドpALK2650およびpALK2707(実施例1c)にそれぞれライゲートすることにより構築した。amdSマーカーをcbh1ターミネーター後に発現構築物にライゲートした。類似の構築物は、例えば、Paloheimoら、(2003)に記載されている。発現カセットpALK2701およびpALK2708(図3および4)において、自らのシグナル配列を有するTr prb1およびFg prtS8A遺伝子をPCRによりトリコデルマ・リーゼイ cbh1(cel7A)プロモーターに正確に融合する。遺伝子の3’末端をPCRにおいて終始コドン後に創造されたBamHI部位を使用してcbh1ターミネーターに融合する。これは、cbh1ターミネーター配列前に、構築物中の元のターミネーターに置かれていない。〜8.7kbの直線的発現カセット(図3および4に示されている)は、NotI消化を使用するベクター骨格から単離され、トリコデルマ・リーゼイ プロトプラストを形質転換するために使用した。使用された宿主株は、4つの主要なトリコデルマ・リーゼイ セルラーゼ(CBHI、CBHII、EGIおよびEGII)のいずれも生産しない。形質転換を、Karhunenら、(1993)に記載されている修飾でPenttilaら、(1987)のとおりに行った。形質転換体を単一の分生子を介して選択プレート上で精製し、PD上でそれらを胞子形成した。
(b)振とうフラスコおよび実験室規模バイオリアクターにおけるプロテアーゼ生産
形質転換体の選択を、PDスラントから5%のKHPOでpH6.0で緩衝された50mlの複合ラクトースをベースとしたセルラーゼ誘導培地(Joutsjokiら、1993)を含む振とうフラスコに植菌した。形質転換体のプロテアーゼ生産を、7日間30℃で250rpmで培養後に培養上清から分析した。SDS−PAGEゲルにおいて、Tr Prb1および組換えFg_ALKO1726プロテアーゼの予測された分子量に対応する約29kDaの主要なタンパク質バンドを、消費された培養上清から検出した。プロテアーゼ活性を、実施例2cまたは8に記載されている基質としてカゼインを使用して培養上清からアッセイした。宿主と比較して明らかに増加したプロテアーゼ活性を検出した。発現カセットの真菌ゲノムへの統合を、いくつかのゲノム消化物を含み、それぞれの発現カセットをプローブとして使用したサザンブロット分析を使用することにより、選択された形質転換体から確認した。
振とうフラスコ培養において非常に良いプロテアーゼ活性を生産するトリコデルマ・リーゼイ形質転換体を、実験室規模バイオリアクターにおける培養のために選択した。セルラーゼ誘導複合培地を培養において使用した。培養から得られた消費された培養培地を適用試験(実施例4−7)において、およびTr Prb1および組換えFg_ALKO1726プロテアーゼの精製およびさらなる特徴付けのための出発物質として使用した。
(c)プロテアーゼ活性アッセイ
プロテアーゼ活性を、カゼイン Folin−Ciocalteau方法によりアッセイした。プロテアーゼによるカゼイン分解速度を、時間の関数として酸−可溶性フラグメントの放出の分光光度のモニタリングにより測定した。アッセイにおいて使用されるカゼイン基質は、以下のとおりに調製した:6gのCasein Hammerstein Grade MP Biomedicals、LLC(101289)を500mlの100mMのTris、20μMのCaCl、7μMのMgCl、25μMのNaHCOに溶解した。基質溶液のpHをHClで9.0に調節した。酵素反応を、1000mlの蒸留水中に0.11MのTCA、0.22Mの酢酸ナトリウム、0.33Mの酢酸、0.5MのNaCOを含むTCA溶液を使用して停止した。アッセイにおいて使用されるFolin試薬を、25mlの2NのFolin−Ciocalteuのフェノール試薬(SIGMA、F 9252)を100mlに蒸留水により希釈することにより調製した。最初に所定の温度で5分間2.5mlの基質溶液をインキュベートすることにより反応を開始し、その後、0.5mlの酵素溶液を加え、反応を15分(温度またはpHプロフィールの決定のために)または30分間行った。15分または30分反応後に、2.5mlの反応停止溶液を加え、内容物を混合し、30分室温で放置した。チューブを4000rpmで10分間遠心した(Hettich Rotanta 460)。1mlの透明な上清をピペットに取り、2.5mlの0.5MのNaCOおよび0.5mlの希釈されたFolin試薬と混合した。5分(色発生)待った後、混合物の吸光度(色)を酵素ブランクに対して660nmで測定した。酵素ブランクを次のとおりに調製した:0.5mlの酵素溶液を2.5mlの停止溶液および2.5mlの基質と混合し、混合物を所定の温度で15分または30分間インキュベートした。酵素活性の1単位を、1μgチロシン/ml(またはg)反応混合物/分に対応する酸可溶性タンパク質加水分解産物を遊離させる酵素量として定義した。
実施例3.組換えTr Prb1およびFg_ALKO1726プロテアーゼの精製および特徴付け
細胞および固体を、30分、50000gで+4℃で遠心分離(Sorvall RC6 plus)により、発酵から得られた消費された培養培地(実施例2)から除去した。15mlの上清をプロテアーゼの精製のために使用した。全ての精製工程は寒い部屋で行った。遠心分離後、サンプルを0.44μmのフィルター(MILLEX HV Millipore)を介して濾過し、20mMのTris pH8.8で平衡にしたHiPrep 26/10 Desalting カラム(GE Healthcare)に付した。ゲル濾過されたサンプルを、20mMのTris pH8.8で平衡にした20mLのQセファロース FF カラム(GE Healthcare)に付した。タンパク質分解活性を有する流入画分をAmicon Ultra 遠心濾過機 10000 MWCO(Millipore)を使用して濃縮した。濃縮されたサンプルをSuperdex 75 10/300 GL カラム(GE Healthcare)に付し、20mMのHepes、150mMのNaCl pH6,8で溶離した。画分を含むプロテアーゼを合わせ、pHおよび温度プロフィールの特徴付けのために使用した。
温度プロフィール
Tr Prb1およびFg_ALKO1726プロテアーゼに対する温度プロフィールを、15分の反応時間を使用して実施例2cまたは8に記載されているアッセイおよび0.11MのTCA停止溶液を使用することにより、pH9で分析した。結果は図5A(Tr Prb1)および5B(Fg_ALKO1726)に示されている。両方のプロテアーゼは、約50℃で最適温度を有する。
pHプロフィール
プロテアーゼのpHプロフィールを、実施例2cまたは8に記載されているとおり基質としてカゼインおよび15分の反応時間を使用して50℃で決定した。反応のpHを40mMのBritton−Robinsonバッファーを使用してpH6−12に調節した。0.11MのTCA停止溶液は、0.22Mの酢酸ナトリウムおよび0.33Mの酢酸を含んだ。結果は図6A(Tr Prb1)および6B(Fg_ALKO1726)に示されている。両方のプロテアーゼは、広範なpH領域において活性であった。Tr Prb1は、pH6からpH10で85%を越える相対活性を示す。Tr Prb1の最適pHは広範であり、測定において使用される条件下でpH6からpH9の最大活性の少なくとも95%を有する。
実施例4.異なる温度でpH9バッファーでの組換えタンパク質Tr Prb1およびFg_ALKO1726の能力
トリコデルマにおいて生産された組換えタンパク質Tr Prb1およびFg_ALKO1726(実施例2に記載されている)を、それぞれ10−60℃または20−40℃の温度で血液/ミルク/インク標準汚点(Art.117、ポリエステル+綿、EMPA Testmaterialen AG, Switzerland)を除去する能力について試験した。市販のプロテアーゼ調製物Savinase(登録商標) Ultra 16 L(Novozymes)、Purafect(登録商標) 4000 L(Genencor International)およびProperase(登録商標) 4000 E(Genencor International)および酵素なしの処理(コントロール)を比較のために使用した。汚れた織物を、最初に、1.5cm×1.5cmの布きれ(swatch)に切り、角を切ることにより丸くした。一片をマイクロタイタープレート(Nunc 150200)のウェルに置いた。2cmの直径を有するそれぞれのウェルに、グリシン−NaOHバッファー pH9中の1.5mlの酵素希釈物を、織物の上に加えた。それぞれの酵素を、1.5mlのバッファーあたり0、0.2、0.4、0.8、1.6、4および8活性単位(μmolチロシン/分)で投与した。活性を、実施例2(c)または8に記載されている30分の反応時間を使用して測定した。測定はpH8.5および0.11MのTCAを含む停止溶液で行った。希釈されたFolin試薬の添加後に色発生のために10分インキュベーションの時間を使用した。サンプルを有するマイクロタイタープレートを、10−60℃/20−40℃で60分125rpmで水平震盪器においてインキュベートした。その後、布きれを流水(約洗浄温度)下で注意深く濯ぎ、日光に対して保護された格子上で屋内空気で一晩乾燥させた。
汚点除去効果を、L*a*b* 色空間座標(illuminant D65/2°)を使用してMinolta CM 2500 分光光度計で反射率として色を測定することにより評価した。布きれの両サイドの色を、処理後に測定した。それぞれの値は、織物の両サイドから測定された少なくとも2つのパラレルな織物サンプルの平均であった。プロテアーゼ能力を示す血液/ミルク/インク汚点の退色(汚点除去効率)を、酵素処理された織物の明度L* マイナス 酵素なし(酵素ブランク、コントロール)の洗浄溶液(バッファー)で処理された織物の明度L*を意味するΔL*として計算した。
結果は、図7A−Fに示されている。Tr Prb1プロテアーゼ調製物は、市販のプロテアーゼ調製物Savinase(登録商標) Ultra 16L、Purafect(登録商標) 4000LおよびProperase(登録商標) 4000Eと比較して、pH9バッファー中で10から60℃の全温度範囲、とりわけ10−30℃のような低い洗浄温度で高い汚点除去能力を示した。Fg_ALKO1726プロテアーゼ調製物は、20−40℃でプロテアーゼ調製物Savinase(登録商標) Ultra 16LおよびPurafect(登録商標) 4000Lよりもわずかに良かった。
実施例5.低い温度での異なる液体洗剤との組換えタンパク質Tr Prb1およびFg_ALKO1726の能力
トリコデルマにおいて生産された組換えタンパク質Tr Prb1およびFg_ALKO1726(実施例2に記載されている)を、30℃で異なる液体洗剤を含む血液/ミルク/インク標準汚点(Art.117、綿+ポリエステル、EMPA)を除去する能力について試験した。25%の洗浄活性な物質、ポリオールおよびポリマーを含む色付き織物用の液体ベース洗剤(pH>8.0)(表2)を、1−5g/lの濃度で使用し、酵素を含まない市販の洗剤Ariel Sensitive(pH>8.0、Procter & Gamble, UK、表3)およびErisan(pH>9.0、Farmos, Finland、表4)を3.3g/lの濃度で使用した。市販のプロテアーゼ調製物Savinase(登録商標) Ultra 16L、Purafect(登録商標) 4000L、Properase(登録商標) 4000Eおよび酵素なしの処理(コントロール)を比較のために使用した。Tr Prb1を、また、10および20℃でベース洗剤(3.3g/l)を使用して試験した。それぞれの酵素を1mlの洗浄液あたり0、0.2、0.4、0.8、1.6、4および8活性単位(μmolチロシン/分)で投与した。活性を、実施例4に記載されているとおりに測定した。それぞれの実験において、洗浄溶液あたりの市販の酵素の少なくとも2つの用量は、洗剤酵素に対する典型的な経済的使用レベルである洗剤の重量当たり約0.2−0.5%の酵素調製物の用量と等しかった。
表2.色付き織物用の液体ベース洗剤の組成
Figure 0006054741
表3.Ariel Sensitiveの組成
Figure 0006054741
表4.デリケートなおよび色付き織物用のErisan洗剤の組成
Figure 0006054741
1、3.3または5gの量の液体洗剤を1リットルの水道水(dH≦4)に溶解し、磁気撹拌棒でよく混合し、30℃に加減した。洗浄液におけるpHは、洗剤濃度に依存して、ベース洗剤で約7.3−7.5またはArielで約7.9およびErisanで約8.2であった。汚れた織物を実施例4に記載されているように一片に切った。布きれをマイクロタイタープレート(Nunc 150200)のウェルに置き、水中(60μl未満)に洗剤および酵素希釈物を含む1.5mlの洗浄液を、織物の上に加えた。サンプルを有するプレートを、30℃で60分125rpmで水平震盪器においてインキュベートした。その後、布きれを流水(約洗浄温度)下で注意深く/完全に濯ぎ、日光に対して保護された格子上で屋内空気で一晩乾燥させた。ベース洗剤での試験を、また、3.3g/lの洗剤濃度を使用して、10℃および20℃で同じ方法で行った。
処理後の布きれの色を、L*a*b* 色空間座標を使用してMinolta CM 2500 分光光度計で測定し、汚点除去効果を実施例4に記載されているΔL*として計算した。酵素なしの処理(酵素ブランク)のために、対応する洗剤溶液を洗浄溶液として使用した。
30℃でAriel SensitiveおよびErisanで得られる結果を図8AおよびBに示す。30℃で異なる洗剤濃度を使用して色付き織物に対するベース洗剤で得られた結果を図9A−Cに示し、10℃および20℃で3.3g/lの洗剤濃度で得られた結果を図9DおよびEに示す。血液/ミルク/インク汚点におけるTr Prb1の効率は、同じ量の活性を投与したとき、30℃で全ての洗剤および全ての洗剤濃度で市販の調製物Savinase(登録商標) Ultra 16L、Purafect(登録商標) 4000LおよびProperase(登録商標) 4000Eと比較してかなり高かった。Purafect(登録商標) 4000LおよびProperase(登録商標) 4000Eと比較してTr Prb1の能力は、非常に低い温度(10℃および20℃)でとりわけ顕著に高かった。これらの試験の結果は、Tr Prb1プロテアーゼが低い洗浄温度で液体洗剤と共に優れた能力を有することを示す。また、Fg_ALKO1726調製物は、30℃で少なくとも上記市販のプロテアーゼ調製物と同程度に良かった。
実施例6.40−50℃およびpH10での洗剤粉末との組換えタンパク質Tr Prb1およびFg_ALKO1726の能力
トリコデルマにおいて生産された組換えタンパク質Tr Prb1およびFg_ALKO1726調製物(実施例2に記載されている)を、40℃および50℃(pH約10)で参照洗剤を含むリン酸塩の存在下で血液/ミルク/インク標準汚点を除去する能力について試験した。標準汚点Art.117(血液/ミルク/インク、ポリエステル+綿、EMPA)を試験物質として使用した。市販のプロテアーゼ Purafect(登録商標) 4000L、Properase(登録商標) 4000Eおよび酵素なしの処理(コントロール)を、比較のために使用した。それぞれの酵素を、1mlの洗浄溶液あたり0、0.2、0.4、0.8、1.6、4および8活性単位(μmolチロシン/分)で投与した。活性を、実施例4に記載されているとおりに測定した。
光学的光沢剤(Art. 601、EMPA)なしでECE 参照洗剤 77を含む3.3gの量のリン酸塩を、1リットルの水道水(dH≦4)に溶解し、磁気撹拌棒でよく混合し、40℃/50℃に加減した。汚れた織物を実施例4に記載されているように一片に切った。布きれをマイクロタイタープレート(Nunc 150200)のウェルに置き、水中(60μl未満)に洗剤および酵素希釈物を含む1.5mlの洗浄液を、織物の上に加えた。サンプルを有するプレートを、40℃/50℃で60分125rpmで水平震盪器においてインキュベートした。その後、布きれを流水(約45℃)下で注意深く/完全に濯ぎ、日光に対して保護された格子上で屋内空気で一晩乾燥させた。
処理後の布きれの色を、L*a*b* 色空間座標を使用してMinolta CM 2500 分光光度計で測定し、汚点除去効果を実施例4に記載されているΔL*として計算した。酵素なしの処理(酵素ブランク)のために、洗剤溶液を洗浄液として使用した。
結果(図10AおよびB)は、プロテアーゼTr Prb1およびFg_ALKO1726が、また、非常にアルカリ性条件で粉末洗剤と共に適当であることを示した。
実施例7.30℃でのフルスケール試験における液体中の洗濯洗剤中の組換えタンパク質 Tr Prb1の能力の評価
トリコデルマにおいて生産された組換えタンパク質 Tr Prb1調製物(実施例2に記載されている)の能力を、30℃で短い洗浄時間(15分)を使用して洗濯機におけるフルスケールでの液体洗剤中で試験し、市販のプロテアーゼ調製物Purafect(登録商標) 4000Lおよび酵素なしの洗剤での処理と比較した。実施例8に記載されている色付き織物用の液体ベース洗剤および9つの異なるプロテアーゼ感受性トレーサー(表5)を使用した。トレーサーはEMPA Testmaterialen AG、Swizerland CFT(Center For Testmaterials BV, The Netherlands)由来であった。汚れた布きれ、約10cm×10cmを枕カバーに縫いつけた。方法パラメーターおよび条件は、表6に記載されている。試験において使用された酵素用量を、酵素活性(1ml洗浄液あたり約0−14活性単位)およびタンパク質量(1リットル洗浄液あたり約0−4mg)の両方として計算した。Purafect(登録商標) 4000Lを、洗剤重量の0.5、0.75および1%で投与した。プロテアーゼ活性を、実施例4に記載されているとおりに測定した。酵素調製物由来のタンパク質の量を、標準としてウシガンマグロブリン(Bio−Rad)を使用するBio−Radタンパク質アッセイ(Bio-Rad Laboratories, Hercules, CA)により測定した。
温度を40℃の代わりに30℃にすることを除いて、European 標準 EN ISO 6330:2000に記載されているNo.5Aとの同様の洗浄手順を使用した。プロテアーゼ感受性布きれを日光に対して保護された格子上で屋内空気で一晩乾燥させ、充填物質を回転乾燥させた。
表5.試験において使用されたプロテアーゼ感受性トレーサー
Figure 0006054741
表6.方法パラメーターおよび条件
Figure 0006054741
汚点除去効果を、L*a*b* 色空間座標(illuminant D65/2°)を使用してMinolta CM 2500 分光光度計で反射率として色を測定することにより評価した。布きれの両サイドの色を、処理後に測定した。それぞれの値は約12の測定の平均であった(それぞれのサイドから6つ)。EMPAの汚点において、値は2つの布きれの測定の平均値であった。プロテアーゼ能力を示す汚点の退色(汚点除去効率)を、酵素処理された織物の明度L* マイナス 洗剤のみで処理された織物の明度L*を意味するΔL*として計算した。処理前の汚れた布きれの色も測定したが、布きれが均質であったため、その値は計算に含まなかった(全ての汚点でL*値<0.2単位の標準偏差値)。
結果は、図11A−Iに示されている。低い温度および短周期洗浄(15分)でのTr Prb1の能力は、プロテアーゼが活性量として投与されたとき、市販のプロテアーゼ調製物Purafect(登録商標) 4000Lと比較して、全ての試験された汚点でかなり高かった。また、用量を加えられたタンパク質の量として計算したとき(図12AおよびB)、全タンパク質の測定が最適化されていない発酵から得られたTr Prb1調製物に有利でないにもかかわらず、Tr Prb1の汚点除去効率はPurafect(登録商標) 4000Lと同程度か、またはわずかに良かった。
酵素用量がTr Prb1に対して約2単位およびPurafect(登録商標) 4000Lに対して約14単位の1mlあたりの活性単位に対応する、1リットルの洗浄溶液あたり1.9mgのタンパク質であるとき、Purafect(登録商標) 4000Lと比較して同様の、またはわずかに良い汚点除去効率が、より長い洗浄時間(60分)を使用するTr Prb1でも得られた。
実施例8.プロテアーゼ活性アッセイII
プロテアーゼ活性を基質としてカゼインを使用するカゼインFolin−Ciocalteau方法によりアッセイした。プロテアーゼによるカゼイン分解速度を、時間の関数として酸−可溶性フラグメントの放出の分光光度のモニタリングにより測定した。アッセイにおいて使用されるカゼイン基質は、以下のとおりに調製した:6gのCasein Hammerstein Grade MP Biomedicals、LLC(101289)を500mlの30mMのTris、2.0mMのCaCl、0.7mMのMgCl、2.5mMのNaHCOに溶解した。基質溶液のpHを8.5に調節した。酵素反応を、0.11MのTCA溶液を使用して停止した。アッセイにおいて使用されるFolin試薬を、25mlの2NのFolin−Ciocalteuのフェノール試薬(SIGMA、F 9252)を100mlに蒸留水により希釈することにより調製した。最初に50℃で5分間2.5mlの基質溶液をインキュベートすることにより反応を開始し、その後、0.5mlの酵素溶液を加え、反応を15分(温度およびpHプロフィールの決定のため)または30分間行った。15分または30分反応後に、2.5mlの反応停止溶液を加え、内容物を混合し、30分室温で放置した。チューブを4000rpmで10分間遠心した(Hettich Rotanta 460)。1mlの透明な上清を2.5mlの0.5MのNaCOおよび0.5mlの希釈されたFolin試薬と混合した。少なくとも5分(色発生)待った後、混合物の吸光度(色)を酵素ブランクに対して660nmで測定した。酵素ブランクを次のとおりに調製した:0.5mlの酵素溶液を2.5mlの停止溶液および2.5mlの基質と混合し、混合物を50℃で15分または30分間インキュベートした。酵素活性の1単位を、1μgチロシン/ml(またはg)反応混合物/分に対応する酸可溶性タンパク質加水分解産物を遊離させる酵素量として定義した。
参考文献
Figure 0006054741
Figure 0006054741
Figure 0006054741
Figure 0006054741
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Claims (35)

  1. 10℃から30℃の低い温度における洗剤への適用においてタンパク質性物質を修飾、分解または除去するセリンプロテアーゼ活性を有し、配列番号:10に定義されている成熟Tr Prb1酵素と少なくとも95%のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含むことを特徴とする真菌セリンプロテアーゼ酵素。
  2. 洗剤添加物として適用することができることを特徴とする、請求項1に記載の真菌セリンプロテアーゼ酵素。
  3. 糸状菌トリコデルマ(Trichoderma)から得ることができることを特徴とする、請求項1または2に記載の真菌セリンプロテアーゼ酵素。
  4. セリンプロテアーゼ活性を有し、配列番号:10のアミノ酸配列を含むことを特徴とする、請求項1から3のいずれかに記載の真菌セリンプロテアーゼ酵素。
  5. 成熟形態が20から35kDaの分子量を有することを特徴とする、請求項1から4のいずれかに記載の真菌セリンプロテアーゼ酵素。
  6. 15分の反応時間および基質としてカゼインを使用するpH9での該酵素の最適温度が30℃から70℃であることを特徴とする、請求項1から5のいずれかに記載の真菌セリンプロテアーゼ酵素。
  7. 少なくともpH6からpH11のpH範囲で、15分の反応時間および基質としてカゼインを使用して50℃で最適pHを有することを特徴とする、請求項1から6のいずれかに記載の真菌セリンプロテアーゼ酵素。
  8. 配列番号:10に特徴付けられるアミノ酸配列を含むことを特徴とする、請求項1から7のいずれかに記載の真菌セリンプロテアーゼ酵素。
  9. 配列番号:9のヌクレオチド配列を含む単離された核酸分子によってコードされることを特徴とする、請求項1から8のいずれかに記載の真菌セリンプロテアーゼ酵素。
  10. 受託番号DSM22635の下に寄託されている大腸菌RF8052が保持するプラスミドpALK2650に含まれる配列番号:5のポリヌクレオチド配列によってコードされることを特徴とする、請求項1から9のいずれかに記載の真菌セリンプロテアーゼ酵素。
  11. 適当な宿主におけるセリンプロテアーゼをコードする遺伝子の発現を指示することができる調節配列に作動可能に連結した請求項1から10のいずれかに記載の真菌セリンプロテアーゼ酵素をコードする核酸分子を含む組換え発現ベクターから生産されることを特徴とする、請求項1から10のいずれかに記載の真菌セリンプロテアーゼ酵素を生産する方法
  12. 異種宿主において生産されることを特徴とする、請求項11に記載の真菌セリンプロテアーゼ酵素を生産する方法
  13. 微生物宿主において生産されることを特徴とする、請求項11から12のいずれかに記載の真菌セリンプロテアーゼ酵素を生産する方法
  14. トリコデルマ(Trichoderma)、アスペルギルス(Aspergillus)、フザリウム(Fusarium)、フミコーラ(Humicola)、クリソスポリウム(Chrysosporium)、アカパンカビ(Neurospora)、クモノスカビ(Rhizopus)、ペニシリウム(Penicillium)またはモルティエラ(Mortiriella)属の宿主において生産されることを特徴とする、請求項11から13のいずれかに記載の真菌セリンプロテアーゼ酵素を生産する方法
  15. トリコデルマまたはアスペルギルスにおいて生産されることを特徴とする、請求項14に記載の真菌セリンプロテアーゼ酵素を生産する方法
  16. トリコデルマ・リーゼイ(T. reesei)において生産されることを特徴とする、請求項15に記載の真菌セリンプロテアーゼ酵素を生産する方法
  17. (a)セリンプロテアーゼ活性を有し、配列番号:10において記載されているアミノ酸配列と少なくとも95%のアミノ酸配列同一性を有するポリペプチドをコードする核酸分子;
    (b)配列番号:9において記載されているポリヌクレオチド配列を含む核酸分子;
    (c)受託番号DSM22635の下に寄託されている大腸菌RF8052が保持するプラスミドpALK2650に含まれる配列番号:5のポリヌクレオチド配列のコード配列を含む核酸分子;
    (d)遺伝子コードの縮重によって、(b)または(c)の核酸分子のポリヌクレオチド配列と異なるポリヌクレオチド配列を含む核酸分子
    からなる群から選択される10℃から30℃の低い温度における洗剤への適用においてタンパク質性物質を修飾、分解または除去するセリンプロテアーゼ活性を有する真菌セリンプロテアーゼ酵素をコードする単離された核酸分子。
  18. 真菌セリンプロテアーゼ酵素が洗剤添加物として適用することができることを特徴とする、請求項17に記載の単離された核酸分子。
  19. 適当な宿主におけるセリンプロテアーゼをコードする遺伝子の発現を指示することができる調節配列に作動可能に連結した請求項17に記載の核酸分子を含む組換え発現ベクター。
  20. 請求項19に記載の組換え発現ベクターを含む宿主細胞。
  21. 微生物宿主であることを特徴とする、請求項20に記載の宿主細胞。
  22. 糸状菌であることを特徴とする、請求項20または21に記載の宿主細胞。
  23. トリコデルマ、アスペルギルス、フザリウム、フミコーラ、クリソスポリウム、アカパンカビ、クモノスカビ、ペニシリウムまたはモルティエラ属であることを特徴とする、請求項20から22のいずれかに記載の宿主細胞。
  24. トリコデルマまたはアスペルギルスであることを特徴とする、請求項23に記載の宿主細胞。
  25. トリコデルマ・リーゼイであることを特徴とする、請求項24に記載の宿主細胞。
  26. セリンプロテアーゼ活性を有するポリペプチドを生産する方法であって、請求項20から25のいずれかに記載の宿主細胞を培養する工程、および該ポリペプチドを回収する工程を含む方法。
  27. 請求項20から25のいずれかに記載の宿主細胞を培養する工程、および該細胞から該ポリペプチドを回収するか、または該培養培地から該細胞を分離して上清を得る工程を含む酵素調製物を得るための方法。
  28. 請求項1から10のいずれかに記載のセリンプロテアーゼ酵素を含む酵素調製物。
  29. プロテアーゼ、アミラーゼ、セルラーゼ、リパーゼ、キシラナーゼ、マンナナーゼ、クチナーゼ、ペクチナーゼまたはオキシダーゼの群から選択される他の酵素を、メディエーターと共にまたはメディエーターなしで含むことを特徴とする、請求項28に記載の酵素調製物。
  30. 安定剤、バッファー、界面活性剤、ビルダー、漂白剤、メディエーター、防食剤、再付着防止剤、腐食剤、研磨剤、光学的光沢剤、色素、顔料、および防腐剤の群から選択される適当な添加物を含むことを特徴とする、請求項28から29のいずれかに記載の酵素調製物。
  31. 液体、粉末または粒状の形態であることを特徴とする、請求項28から30のいずれかに記載の酵素調製物。
  32. 洗剤のための、繊維を処理するための、羊毛を処理するための、髪を処理するための、革を処理するための、食物または飼料を処理するための、またはタンパク質性物質の修飾、分解または除去のための、請求項1から10のいずれかに記載のセリンプロテアーゼ酵素または請求項28から31のいずれかに記載の酵素調製物の使用。
  33. 洗剤添加物としての、請求項1から10のいずれかに記載のセリンプロテアーゼ酵素または請求項28から31のいずれかに記載の酵素調製物の使用。
  34. 液体洗剤における請求項33に記載の使用。
  35. 粉末洗剤における請求項33に記載の使用。
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