JP6185243B2 - キレート剤存在下で高安定な変異体及び変異体含有組成物 - Google Patents
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Description
(a)アミラーゼ活性を有する親ポリペプチドのアミノ酸配列を用意し、
(b)配列番号6の成熟ポリペプチドの位置195、197、198、200、203、206、210、212、213又は243に対応する1又は2以上の位置を占める1又は2以上のアミノ酸を選択すると共に、更に位置116、118、129、133、142、146、147、149、151、152、169、174、186、235、244、303、320、339、359、418、431、434、447又は458に対応する1又は2以上の位置を選択し、
(c)前記選択されたアミノ酸残基の置換若しくは欠失、又は前記選択されたアミノ酸残基に隣接する1又は2以上のアミノ酸残基の挿入により前記配列を修飾し、
(d)前記修飾された配列を有する変異ポリペプチドを生成し、
(e)前記変異ポリペプチドをアミラーゼ活性及び安定性について検証し、
(f)アミラーゼ活性を有すると共に、前記親ポリペプチドと比較してキレート剤存在下の安定性が向上した変異ポリペプチドを選択し、
前記キレート剤が10mM未満の濃度で、21℃及びpH8.0で、遊離カルシウムイオンの濃度を2.0mMから0.10mMまで低減し得る、方法に関する。
(a)前記改変が各々独立に、
(i) 前記位置の下流側に隣接するアミノ酸の挿入、
(ii) 前記位置を占めるアミノ酸の欠失、及び/又は
(iii) 前記位置を占めるアミノ酸の置換であり、
(b)前記変異体がα−アミラーゼ活性を有し、
(c)各位置が、配列番号6のアミノ酸配列を有する酵素のアミノ酸配列の位置に対応する、変異体に関する。
(a)前記改変が各々独立に、
(i) 前記位置の下流側に隣接するアミノ酸の挿入、
(ii) 前記位置を占めるアミノ酸の欠失、及び/又は
(iii) 前記位置を占めるアミノ酸の置換であり、
(b)前記変異体がα−アミラーゼ活性を有し、
(c)各位置が、配列番号6のアミノ酸配列を有する酵素のアミノ酸配列の位置に対応する、変異体に関する。
α−アミラーゼ(α−1,4−グルカン−4−グルカノヒドロラーゼ、E.C. 3.2.1.1)は、でんぷん等の直鎖及び分岐鎖の1,4−グルコシドオリゴ糖及び多糖類の加水分解を触媒する酵素群である。α−アミラーゼは種々の生物から得られることが知られている。例としては細菌、例えばバシラス属(the genus Bacillus)の各種、例えばバシラス・リケニホルミス(Bacillus licheniformis);真菌の各種、例えばアスペルギウス・オリザエ(Aspergillus oryzae)(TAKA−アミラーゼ)又はアスペルギウス・ニジェール(Aspergillus niger);植物、例えば大麦;及び哺乳類等が挙げられる。
多数の公知のバシラス属α−アミラーゼの同一性を下記の表1に示す。
親α−アミラーゼは、ハイブリッドα−アミラーゼ、即ち、少なくとも2つのα−アミラーゼ由来の部分的なアミノ酸配列の組み合わせを含むα−アミラーゼでもよい。
(A)B.リケニホルミス、B.アミロリケファシエンス、B.ステアロサーモフィラス、バシラス属又はKSM AP1378の株に由来し、
(B)配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24又は26に示されるアミノ酸配列を有する群から選択され、
(C)配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24又は26のうちの一つと、少なくとも70%、好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも約90%、より一層好ましくは少なくとも95%、より一層好ましくは少なくとも97%、及びより一層好ましくは少なくとも99%の配列同一性を有し、又は
(D)低、好ましくは中、好ましくは高ストリンジェンシー条件下で、配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23又は25のうちの1つの核酸配列とハイブリダイズする核酸配列によりコード化される。
相同性は、第一の配列が第二の配列に由来すること(derivation)を示す、二つの配列間の同一性の程度として決定され得る。本発明の目的において、2つのアミノ酸配列間の配列同一性の程度は、EMBOSSパッケージ(EMBOSS:The European Molecular Biology Open Software Suite, Rice et al., 2000, Trends in Genetics 16:276-277)のNeedleプログラム(好ましくはバージョン3.0.0以降)により実行される、Needleman-Wunschアルゴリズム(Needleman and Wunsch, 1970, J. Mol. Biol. 48:443-453)を用いて決定される。用いられる任意のパラメーターは、10のギャップ・オープン・ペナルティー(gap open penalty)、0.5のギャップ・エクステンション・ペナルティー(gap extension penalty)、及びEBLOSUM62(BLOSUM62のEMBOSSバージョン)置換マトリックスである。「最長同一性」(longest identity)と表示されたNeedleのアウトプット(-nobriefオプションを用いて得られる)は、%同一性として用いられ、以下の式に従い計算される。
(同一の残基×100)/(アラインメント長−アラインメント中のギャップ総数)
(同一のデオキシリボヌクレオチド×100)/(アラインメント長−アラインメント中のギャップ総数)
一側面によれば、アミロース分解活性を有する親ポリペプチドは、極めて低いストリンジェンシー条件、好ましくは低いストリンジェンシー条件、より好ましくは中程度のストリンジェンシー条件、より好ましくは中程度ないし高いストリンジェンシー条件、より一層好ましくは高ストリンジェンシー条件、及び最も好ましくは極めて高いストリンジェンシー条件の下で、(i)配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23又は25の成熟ポリペプチドコーディング配列、(ii)配列番号1の成熟ポリペプチドコーディング配列を含むゲノムDNA配列、(iii)(i)若しくは(ii)のサブ配列、又は(iv)(i)、(ii)、若しくは(iii)の全長相補鎖とハイブリダイズするポリヌクレオチドによりコード化される(J. Sambrook, E.F. Fritsch, and T. Maniatis, 1989, Molecular Cloning, A Laboratory Manual, 2d edition, Cold Spring Harbor, New York)。サブ配列は、アミロース分解活性を有するポリペプチドフラグメントをコード化し得る。一側面によれば、相補鎖は、配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23又は25の成熟ポリペプチドコーディング配列の全長相補鎖である。
本技術分野において、遺伝子に変異を導入するための方法は幾つか知られている。α−アミラーゼをコード化するDNA配列のクローニングについて簡単に説明した後、α−アミラーゼをコード化する配列中の特定部位に変異を生成する方法について説明する。
親α−アミラーゼをコード化するDNA配列は、当該α−アミラーゼを産生する任意の細胞又は微生物から、本技術分野で周知の様々な方法を用いて単離することができる。最初に、研究されるα−アミラーゼを産生する生物の染色体DNA又はメッセンジャーRNAを用いて、ゲノムDNA及び/又はcDNAライブラリーを構築すべきである。その後、例えば、α−アミラーゼのアミノ酸配列が公知の場合、対応する標識されたオリゴヌクレオチドプローブを合成し、これを用いて、当該生物から調製されたゲノムライブラリーからα−アミラーゼをコード化するクローンを同定することができる。あるいは、既知のα−アミラーゼ遺伝子と対応する配列を含む標識されたオリゴヌクレオチドプローブをプローブとして用い、低ストリンジェンシーのハイブリダイゼーション及び洗浄条件を用いて、α−アミラーゼをコード化するクローンを同定することができる。
α−アミラーゼをコード化するDNA配列を単離し、変異のための所望の部位を特定したら、合成オリゴヌクレオチドを用いて変異を導入してもよい。これらのオリゴヌクレオチドは、所望の変異部位に隣接するヌクレオチド配列を含み、変異体ヌクレオチドは、オリゴヌクレオチド合成時に挿入される。特定の方法によれば、α−アミラーゼ遺伝子を有するベクター内に、α−アミラーゼをコード化する配列に架かるDNAの一本鎖ギャップを生成する。その結果、所望の変異を含む合成ヌクレオチドが、一本鎖DNAの相同な部分にアニールされる。残っているギャップは、その後、DNAポリメラーゼI(Klenow フラグメント)を用いて塞がれ、コンストラクトは、T4リガーゼを用いてライゲートされる。この方法の具体例は、Morinaga et al., 1984、Biotechnology 2, pp. 636-639に記載されている。米国特許第4,760,025号明細書は、カセットに小さな改変を加えることにより、複数の変異をコード化するオリゴヌクレオチドを導入する手法を開示する。しかしながら、Morinaga法によれば、様々な長さの多数のオリゴヌクレオチドが導入され得るので、より多くの種類の変異を導入することも可能である。
ランダム変異誘発法は、局所的又は領域特異的ランダム変異誘発の何れかにより、対象となるアミノ酸配列に翻訳される遺伝子の少なくとも3つの部分において、又は全遺伝子内において、好適に行われる。
(a)親α−アミラーゼをコード化するDNA配列をランダム変異誘発に供すること、
(b)宿主細胞において、ステップ(a)で得られる変異誘発されたDNA配列を発現すること、及び
(c)親α−アミラーゼと比較して改変されたでんぷん親和性を有するα−アミラーゼ変異体を発現する宿主細胞についてスクリーニングすること、
を含む、方法に関する。
ランダム変異誘発法は、親α−アミラーゼの所望の部分に対して局所的に実施するのが有利である。これは例えば、酵素の特定の領域が、酵素の所定の特性に特に重要であることが特定されており、当該領域が修飾された場合に、改善された特性を有する変異体が得られると予測される場合等に有用である。斯かる領域は、通常、親酵素の三次構造が解明されている、及び酵素の機能に関連している場合に、特定され得る。
本発明の変異体を用意するための代替の方法は、例えば、国際公開第95/22625号(Affymax Technologies N.V.による)及び国際公開第96/00343号(Novo Nordisk A/Sによる)に記述される方法を含む、当該技術分野において知られている遺伝子シャッフリング法を含む。
本発明に従って、上述の方法により、又は当該技術分野において知られている任意の代替の方法により生産される変異体をコード化するDNA配列は、典型的に、プロモータ、オペレータ、リボゾーム結合部位、及び翻訳開始シグナルをコード化する調節配列を含むと共に、更には任意により、抑制遺伝子又は様々な活性化遺伝子を含む発現ベクターを用いて、酵素の形態で発現され得る。
配列番号6に開示されるα−アミラーゼのアミノ酸配列を、他の多数のα−アミラーゼのアミノ酸配列とアラインすることにより得られた番号付けシステムを用いることにより、構造的相同性の領域において、α−アミラーゼのアミノ酸残基の位置を示すことが可能である。
(1又は2以上の)元のアミノ酸:(1又は2以上の)位置:(1又は2以上の)置換後のアミノ酸
Ala30Asn又はA30N
として表され、
同一の位置におけるアラニンの欠失は:
Ala30*又はA30*
として表され、
位置30の後ろへの更なるアミノ酸残基、例えばリジンの挿入は:
Ala30AlaLys又はA30AK
として表される。
(30−33)*又はΔ(A30−N33)
として表される。一つのアミノ酸残基の欠失は、単純に30*と表してもよい。
*36Asp又は*36D
として表される。
Ala30Asn+Glu34Ser又はA30N+E34S
Ala30Asn Glu34Ser又はA30N E34S
は、位置30及び34のアラニン及びグルタミン酸を、それぞれアスパラギン及びセリンに置換する変異を表す。
Ala30Asn,Glu34Ser又はA30N,E34S。
あるいは、多重変異は、カンマ又はセミコロンにより区切ってもよい。即ち:
Ala30Asn Glu34Ser又はA30N E34S。
A30N,E又は
A30N又はA30E
として表される。
A30[N,E]又はA30[N E]、あるいはA30{N,E}又はA30{N E}
として表される。
A30N,E,H,L又はV
として表してもよい。
R,N,D,A,C,Q,E,G,H,I,L,K,M,F,P,S,T,W,Y,V
のうちのいずれかで置換され得ると解される。
A30R,A30N,A30D,A30C,A30Q,A30E,A30G,A30H,A30I,A30L,A30K,A30M,A30F,A30P,A30S,A30T,A30W,A30Y,又はA30V;又は簡潔に:A30R,N,D,C,Q,E,G,H,I,L,K,M,F,P,S,T,W,Y,V,
又は、例えばA30[R,N,D,C,Q,E,G,H,I,L,K,M,F,P,S,T,W,Y,V]
のうちの任意の一つを意味する。
帯電アミノ酸:
Asp、Glu、Arg、Lys、His
負帯電アミノ酸(一番目が最も負の残基):
Asp、Glu
正帯電アミノ酸(一番目が最も正の残基):
Arg、Lys、His
中性アミノ酸:
Gly、Ala、Val、Leu、Ile、Phe、Tyr、Trp、Met、Cys、Asn、Gln、Ser、Thr、Pro
疎水性アミノ酸残基(最後に挙げた残基が最も疎水性の残基):
Gly、Ala、Val、Pro、Met、Leu、Ile、Tyr、Phe、Trp
親水性アミノ酸(最後に挙げた残基が最も親水性の残基):
Thr、Ser、Cys、Gln、Asn
好ましい実施形態によれば、変異体は、親α−アミラーゼの領域193〜213における1又は2以上の(或いは1又は数個の)アミノ酸残基の(1又は2以上の)改変を含む。特に好ましい実施形態によれば、変異体は、181、182、183、又は184のアミノ酸領域内に、少なくとも1の、少なくとも2の、又は少なくとも3の欠失を含み、さらに193〜213のアミノ酸領域内に、1又は2以上の(或いは1又は数個の)アミノ酸残基の改変を含む(ここで、番号付けは、配列番号6の成熟ポリペプチドに対応する、即ち配列番号6の番号付けを用いる)。本発明者等は、斯かる改変によって得られる変異体が、キレート剤を含む組成物において、向上した安定性を有し得ることを見出した。斯かる安定性は、特にキレート剤が、「材料及び方法」の記載に従って、21℃及びpH8.0で測定した場合に、10mM未満、好ましくは9.5mM未満、好ましくは9.0mM未満、好ましくは8.5mM未満、好ましくは8.0mM未満、好ましくは7.5mM未満、好ましくは7.0mM未満、好ましくは6.5mM未満、好ましくは6.0mM未満、好ましくは5.5mM未満、好ましくは、好ましくは5.0mM未満、好ましくは4.5mM未満、4.0mM未満、好ましくは3.5mM未満、好ましくは3.0mM未満、好ましくは2.5mM未満、好ましくは2.0mM未満、好ましくは1.5mM未満又は好ましくは1.0mM未満の濃度で、遊離カルシウムイオンの濃度を2.0mMから0.10mMまで低減し得るものである場合に顕著である。
の1又は2以上(或いは1又は数個)、を含む。
(a)前記改変が各々独立に、
(i)前記位置のすぐ下流のアミノ酸の挿入、
(ii)前記位置を占めるアミノ酸の欠失、及び/又は
(iii)前記位置を占めるアミノ酸の置換であり、
(b)前記変異体がα−アミラーゼ活性を有し;及び
(c)各位置が、配列番号6のアミノ酸配列を有する酵素のアミノ酸配列の位置に対応する、変異体に関する。
(a)前記改変が各々独立に、
(i)前記位置の下流側に隣接するアミノ酸の挿入、
(ii)前記位置を占めるアミノ酸の欠失、及び/又は
(iii)前記位置を占めるアミノ酸の置換であり、
(b)前記変異体がα−アミラーゼ活性を有し;及び
(c)各位置が、配列番号6のアミノ酸配列を有する酵素のアミノ酸配列の位置に対応する、変異体に関する。
(a)アミラーゼ活性を有する親ポリペプチドのアミノ酸配列を用意し;
(b)配列番号6の成熟ポリペプチドの位置195、197、198、200、203、206、210、212、213、243に対応する1又は2以上の位置を占める1又は2以上のアミノ酸を選択すると共に、更に位置116、118、129、133、142、146、147、149、151、152、169、174、186、235、244、303、320、339、359、418、431、434、447、458に対応する1又は2以上の位置を選択し;
(c)前記選択されたアミノ酸残基の置換若しくは欠失、又は前記選択されたアミノ酸残基の下流側に隣接する1又は2以上のアミノ酸残基の挿入により前記配列を修飾し;
(d)前記修飾された配列を有する変異ポリペプチドを生成し;
(e)前記変異ポリペプチドをアミラーゼ活性及び安定性について検証し;及び
(f)アミラーゼ活性を有すると共に、前記親ポリペプチドと比較してキレート剤存在下の安定性が向上した変異ポリペプチドを選択し、
前記キレート剤が10mM未満の濃度で、21℃及びpH8.0で、遊離カルシウムイオンの濃度を2.0mMから0.10mMまで低減し得る、方法に関する。
(a)前記改変が各々独立に、
(i)前記位置の下流側に隣接するアミノ酸の挿入、
(ii)前記位置を占めるアミノ酸の欠失、及び/又は
(iii)前記位置を占めるアミノ酸の置換であり、
(b)前記変異体がα−アミラーゼ活性を有し;及び
(c)各位置が、配列番号6のアミノ酸配列を有する酵素のアミノ酸配列の位置に対応する、変異体に関する。
SP722+R181*G182*、SP722+G182*+D183*、SP722+D183*+G184*;SP722+R181*G182* N195F;SP722+G182* D183* N195F;SP722+D183* G184* N195F;SP722+R181*G182* M202L;SP722+G182* D183* M202L;SP722+D183* G184* M202L;SP722+R181* G182* N195F M202L;SP722+G182 D183* N195F M202L;SP722+D183* G184* N195F M202L;SP722+D183* G184* N195F V206L Y243F;SP722+D183* G184* N195F V206Y Y243F SP722+D183* G184* N195F V206F Y243F;SP722+R181* G182* R181Q;SP722+G182* D183* R181Q;SP722+D183* G184* R181Q;SP722+R181* G182* L118K N195F H458K;SP722+G182* D183* L118K N195F H458K;SP722+D183* G184* L118K N195F H458K;SP722+D183* G184* G133E G149R N195Y Y203F V206L、
のいずれかを含む、以下:SP722、SP690、SP707又はAA560のいずれか一つを含む。
X193A,C,E,F,G,H,I,K,L,M,N,P,Q,R,S,T,V,W,X,Y、好ましくはS193T;
X195A,C,E,F,G,H,I,K,L,M,N,P,Q,R,S,T,V,W,X,Y、好ましくはN195[F又はY];
X197A,C,D,E,F,G,H,I,K,L,N,P,Q,R,S,T,V,W,X,Y、好ましくはN197[F又はL];
X198A,C,E,F,G,H,I,K,L,M,N,P,Q,R,S,T,V,W,X,Y、好ましくはY198N;
X200A,C,D,E,F,G,H,I,L,M,N,P,Q,R,S,T,V,W,X,Y、好ましくはY200F;
X203A,C,D,E,F,G,H,I,K,L,M,N,P,Q,R,T,V,W,X,Y、好ましくはY203F.
X206A,C,D,E,F,G,H,I,K,L,N,P,Q,R,S,T,V,W,X,Y、好ましくはV206[F、Y、L、H、又はN];
X210A,C,E,F,G,H,I,K,L,M,N,P,Q,R,S,T,V,W,X,Y、好ましくはH210Y;
X212A,C,D,E,F,G,H,I,L,M,N,P,Q,R,S,T,V,W,X,Y、好ましくはE212[V又はG];及び
X213A,C,D,E,F,G,H,I,K,L,M,N,P,Q,R,T,V,W,X,Y、好ましくはV213A.
X243A,C,D,E,F,G,I,K,L,M,N,P,Q,R,S,T,V,W,Y、好ましくはY243F、
から選択される。
X116A,C,D,E,F,G,H,I,K,L,M,P,Q,R,S,T,V,W,Y、好ましくはN116T
X118A,C,D,E,F,G,H,I,K,L,M,P,Q,R,S,T,V,W,Y、好ましくはR118K
X129A,C,D,E,F,G,H,I,K,L,M,N,P,Q,S,T,V,W,Y、好ましくはQ129L
X133A,C,D,E,F,H,I,K,L,M,N,P,Q,R,S,T,V,W,Y、好ましくはG133E
X134A,C,D,E,F,G,H,I,L,M,N,P,Q,R,S,T,V,W,Y、好ましくはD134Y
X142A,C,D,E,F,H,I,K,L,M,N,P,Q,R,S,T,V,W,Y、好ましくはK142R
X146A,C,E,F,G,H,I,K,L,M,N,P,Q,R,S,T,V,W,Y、好ましくはP146S
X147A,C,D,E,F,G,H,I,K,L,M,N,P,Q,R,S,T,W,Y、好ましくはG147E
X149A,C,D,E,F,G,I,K,L,M,N,P,Q,R,S,T,V,W,Y、好ましくはG149R
X151A,C,D,E,F,G,H,I,K,L,M,P,Q,R,S,T,V,W,Y、好ましくはT151R
X152A,C,D,E,F,G,H,I,K,L,M,P,Q,R,S,T,V,W,Y、好ましくはY152H
X169A,C,E,F,G,H,I,K,L,M,N,P,Q,R,S,T,V,W,Y、好ましくはQ169E
X174C,D,E,F,G,H,I,K,L,M,N,P,Q,R,S,T,V,W,Y、好ましくはQ174R
X186A,C,D,E,F,G,H,I,K,L,M,N,P,Q,R,S,T,W,Y、好ましくはA186R
X235A,C,D,E,F,G,H,I,K,L,M,P,Q,R,S,T,V,W,Y、好ましくはI235N
X244A,C,D,E,F,G,I,K,L,M,N,P,Q,R,S,T,V,W,Y、好ましくはS244Q
X303A,C,D,E,F,G,H,I,K,L,M,P,Q,R,S,T,V,W,Y、好ましくはG303V
X320A,C,E,F,G,H,I,K,L,M,N,P,Q,R,S,T,V,W,Y、好ましくはK320N X339A,C,D,E,F,G,H,I,K,L,M,P,Q,R,S,T,V,W,Y、好ましくはS339P
X359C,D,E,F,G,H,I,K,L,M,N,P,Q,R,S,T,V,W,Y、好ましくはR359I
X418A,C,D,E,F,G,H,I,K,L,M,P,Q,R,S,T,V,W,Y、好ましくはN418D
X431A,C,D,E,F,G,H,I,K,L,M,P,Q,R,S,T,V,W,Y、好ましくはS431T
X434A,C,D,E,F,G,H,I,K,L,M,P,Q,R,S,T,V,W,Y、好ましくはP434T
X447A,C,E,F,G,H,I,K,L,M,N,P,Q,R,S,T,V,W,Y、好ましくはA447V
X458A,C,D,E,F,G,H,I,K,L,M,P,Q,R,S,T,V,W,Y、好ましくはR458K
から選択される。
又はV]による及び198の[Q,又はN]による置換;位置116の[G,A,S,T,又はM]による,129の[F,W,Y,L,I,又はV]による,142の[R,K,H,Q,又はN]による,195の[F,W,Y,L,I,又はV]による,198の[Q,又はN]による及び203の[F,W,Y,L,I,又はV]による置換;位置116の[G,A,S,T,又はM]による,129の[F,W,Y,L,I,又はV]による,142の[R,K,H,Q,又はN]による,195の[F,W,Y,L,I,又はV]による,198の[Q,又はN]による,203の[F,W,Y,L,I,又はV]による及び206の置換;位置133の[E,又はD]による及び149の[R,K,H,Q,又はN]による置換;位置133の[E,又はD]による,149の[R,K,H,Q,又はN]による及び152の[R,K,H,Q,又はN]による置換;位置133の[E,又はD]による,149の[R,K,H,Q,又はN]による,152の[R,K,H,Q,又はN]による及び195の[F,W,Y,L,I,又はV]による置換;位置133の[E,又はD]による,149の[R,K,H,Q,又はN]による,152の[R,K,H,Q,又はN]による,195の[F,W,Y,L,I,又はV]による及び198の[Q,又はN]による置換;位置133の[E,又はD]による,149の[R,K,H,Q,又はN]による,152の[R,K,H,Q,又はN]による,195の[F,W,Y,L,I,又はV]による,198の[Q,又はN]による及び203の[F,W,Y,L,I,又はV]による置換;位置133の[E,又はD]による,149の[R,K,H,Q,又はN]による,152の[R,K,H,Q,又はN]による,195の[F,W,Y,L,I,又はV]による,198の[Q,又はN]による,203の[F,W,Y,L,I,又はV]による及び206の置換;位置116の[G,A,S,T,又はM]による及び133の[E,又はD]による置換;位置116の[G,A,S,T,又はM]による,133の[E,又はD]による及び149の[R,K,H,Q,又はN]による置換;位置116の[G,A,S,T,又はM]による,133の[E,又はD]による,149の[R,K,H,Q,又はN]による[R,K,H,Q,又はN]による及び198の[Q,又はN]による置換;位置116の[G,A,S,T,又はM]による,133の[E,又はD]による,149の[R,K,H,Q,又はN]による,198の[Q,又はN]による及び203の[F,W,Y,L,I,又はV]による置換;位置116の[G,A,S,T,又はM]による,133の[E,又はD]による,149の[R,K,H,Q,又はN]による,198の[Q,又はN]による,203の[F,W,Y,L,I,又はV]による及び206の置換;位置195の[F,W,Y,L,I,又はV]による及び198の[Q,又はN]による置換;位置195の[F,W,Y,L,I,又はV]による,198の[Q,又はN]による及び203の[F,W,Y,L,I,又はV]による置換;位置195の[F,W,Y,L,I,又はV]による,198の[Q,又はN]による,203の[F,W,Y,L,I,又はV]による及び206の[F,W,Y,L,I,V,N,Q,又はH]による置換;位置133の[E,又はD]による,149の[R,K,H,Q,又はN]による,195の[F,W,Y,L,I,又はV]による,203の[F,W,Y,L,I,又はV]による,及び206の[F,W,Y,L,I,V,N,Q,又はH]による置換、のうちの一つを含む。
SP722SP722+D183* G184* N195L;SP722SP722+D183* G184* N197F;SP722SP722+D183* G184* N197L;SP722SP722+D183* G184* Y243F;SP722SP722+D183* G184* N195F、SP722SP722+D183* G184* N277F;SP722+D183* G184* S431T;SP722+D183* G184* P434T;SP722+D183* G184* I235N S339P;SP722+D183* G184* L351F;SP722+D183* G184* A186D N195F E212V V213A;SP722+D183* G184* A186R N195F;SP722+D183* G184* H210Y;SP722+D183* G184* V206Y;SP722+D183* G184* V206L、SP722+D183* G184* V206F;SP722+D183* G184* V213A Q174R;SP722+D183* G184* E212V;SP722+D183* G184* V206Y E212G G304V A447V;;SP722+N116T G133E K142R D183* G184* Y198N V206Y;SP722+G133E D183* G184* N195Y Y198N Y200F;SP722+N116T D183* G184* N195Y Y198N;SP722+K142R P146S G149K D183* G184* N195Y Y198N V206I;SP722+D134Y D183* G184*;SP722+T151R D183* G184* H210Y K320N R359I N418D;SP722+G147E G149R Q169E D183* G184* Y198N Y203F V206Y;SP722+G133E G149R D183* G184* N195Y Y198N Y203F V206Y;SP722+G147E Y152H Q169E D183* G184* Y198N V206Y;SP722+D183* G184* N195F V206Y;SP722+D183* G184* N195F V206F;SP722+D183* G184* N195F V206L;SP722+D183* G184* I206L Y243F;SP722+D183* G184* I206F Y243F;SP722+D183* G184* N195F Y243F;SP722+D183* G184* N195F H210Y;SP722+D183* G184* V206Y H210Y;SP722+D183* G184* V213A;SP722+D183* G184* S193T;SP722+D183* G184* A186T N195F;SP722+D183* G184* N195F V206Y Y243F;SP722+D183* G184* V206Y Y243F;SP722+D183* G184* N195Y;SP722+G133D G149R D183* G184* Y198N V206Y;SP722+N116T G133E G147E Y152H D183* G184* Y198N Y203F V206Y;SP722+ G147E G149R D183* G184* N195F Y198N V206Y;SP722+G133E K142R D183* G184* N195F Y198N;SP722+G133E G149R Y152H D183* G184* N195Y Y198N V206Y;SP722+ N116T Q129L K142R D183* G184* N195Y Y198N Y203F V206Y;SP722+G133E G149R Y152H D183* G184* N195Y Y198N Y203F V206Y;SP722+N116T G133E G149R G182* D183* Y198N Y203F V206Y、SP722+D183* G184* G133E G149R N195Y Y203F V206L、
を含む。
SP707+H183* G184* N195L;SP707+H183* G184* N197F;SP707+H183* G184* N197L;SP707+H183* G184* Y243F;SP707+H183* G184* N195F、SP707+H183* G184* N277F;SP707+H183* G184* A186D N195F E212V V213A;SP707+H183* G184* S431T;SP707+H183* G184* A434T;SP707+H183* G184* I235N A339P;SP707+H183* G184* L351F、SP707+H183* G184* A186R、N195F;SP707+H183* G184* H210Y;SP707+H183* G184* I206Y;SP707+H183* G184* I206L、SP707+H183* G184* I206F;SP707+H183* G184* V213A Q174R;SP707+H183* G184* E212V;SP707+H183* G184* I206Y E212G G304V A447V;;SP707+M116T G133E H183* G184* Y198N I206Y;SP707+G133E H183* G184* N195Y Y198N Y200F;SP707+M116T H183* G184* N195Y Y198N;SP707+P146S G149K H183* G184* N195Y Y198N V206I;SP707+E134Y H183* G184*;SP707+T151R H183* G184* H210Y R320N R359I N418D;SP707+G147E G149R Q169E H183* G184* Y198N Y203F I206Y;SP707+G133E G149R H183* G184* N195Y Y198N Y203F I206Y;SP707+G147E Q169E H183* G184* Y198N I206Y;SP707+H183* G184* N195F I206Y;SP707+H183* G184* N195F I206L;SP707+H183* G184* N195F I206F;SP707+H183* G184* N195F Y243F;SP707+H183* G184* N195F H210Y;SP707+H183* G184* I206Y H210Y;SP707+H183* G184* V213A;SP707+H183* G184* S193T;SP707+H183* G184* A186T N195F;SP707+H183* G184* N195F I206Y Y243F;SP707+H183* G184* N195F I206F Y243F;SP707+H183* G184* N195F I206L Y243F;SP707+H183* G184* N195F I206Y Y243F SP707+H183* G184* I206Y Y243F;SP707+H183* G184* I206L Y243F;SP707+H183* G184* I206F Y243F;SP707+H183* G184* N195Y;SP707+G133D G149R H183* G184* Y198N I206Y;SP707+M116T G133E G147E H183* G184* Y198N Y203F I206Y;SP707+ G147E G149R+H183* G184* N195F Y198N I206Y;SP707+G133E H183* G184* N195F Y198N;SP707+G133E G149R H183* G184* N195Y Y198N I206Y;SP707+ M116T Q129L H183* G184* N195Y Y198N Y203F I206Y;SP707+G133E G149R H183* G184* N195Y Y198N Y203F I206Y;SP707+M116T G133E G149R G182* H183* Y198N Y203F I206Y;SP707+D183* G184* R118K N195F R320K R458K;SP707+D183* G184* R118K N195F I206L R320K R458K;SP707+D183* G184* R118K N195F I206Y R320K R458K;SP707+D183* G184* R118K N195F Y243F R320K R458K;SP707+D183* G184* R118K N195F I206L Y243F R320K R458K、
を含む。
AA560+D183* G184* N195L;AA560+D183* G184* N197F;AA560+D183* G184* N197L;AA560+D183* G184* Y243F;AA560+D183* G184* N195F、AA560+D183* G184* N277F;AA560+D183* G184* S431T;AA560+D183* G184* A434T;AA560+D183* G184* I235N A339P;AA560+D183* G184* L351F;D183* G184* G186D N195F E212V V213A AA560+D183* G184* G186R、N195F;AA560+D183* G184* H210Y;AA560+D183* G184* I206Y;AA560+D183* G184* I206L;AA560+D183* G184* I206F;AA560+D183* G184* V213A Q174R;AA560+D183* G184* E212V;AA560+D183* G184* I206Y E212G G304V A447V;AA560+M116T G133E K142R D183* G184* Y198N I206Y;AA560+G133E D183* G184* N195Y Y198N Y200F;AA560+M116T D183* G184* N195Y Y198N;AA560+K142R P146S G149K D183* G184* N195Y Y198N I206I;AA560+E134Y D183* G184*;AA560+T151R D183* G184* H210Y R320N R359I N418D;AA560+G147E G149R Q169E D183* G184* Y198N Y203F I206Y;AA560+G133E G149R D183* G184* N195Y Y198N Y203F I206Y;AA560+G147E Y152H Q169E D183* G184* Y198N I206Y;AA560+D183* G184* N195F I206Y;AA560+D183* G184* N195F I206L;AA560+D183* G184* N195F I206F;AA560+D183* G184* I206L Y243F;AA560+D183* G184* I206F Y243F;AA560+D183* G184* N195F Y243F;AA560+D183* G184* N195F H210Y;AA560+D183* G184* I206Y H210Y;AA560+D183* G184* V213A;AA560+D183* G184* S193T;AA560+D183* G184* G186T N195F;AA560+D183* G184* N195F I206Y Y243F、AA560+D183* G184* N195F I206L Y243F;AA560+D183* G184* N195F I206Y Y243F AA560+D183* G184* I206Y Y243F;AA560+D183* G184* I206L Y243F;AA560+D183* G184* N195Y;AA560+G133D G149R D183* G184* Y198N I206Y;AA560+M116T G133E G147E Y152H D183* G184* Y198N Y203F I206Y;AA560+G147E G149R D183* G184* N195F Y198N I206Y;AA560+G133E K142R D183* G184* N195F Y198N;AA560+G133E G149R Y152H D183* G184* N195Y Y198N I206Y;AA560+ M116T Q129L K142R D183* G184* N195Y Y198N Y203F I206Y;AA560+G133E G149R Y152H D183* G184* N195Y Y198N Y203F I206Y;AA560+M116T G133E G149R G182* D183* Y198N Y203F I206Y;AA560+D183* G184* R118K N195F R320K R458K;AA560+D183* G184* R118K N195F I206L R320K R458K;AA560+D183* G184* R118K N195F I206Y R320K R458K;AA560+D183* G184* R118K N195F Y243F R320K R458K;AA560+D183* G184* R118K N195F I206L Y243F R320K R458K、
を含む。
SP690+T183* G184* N195L;SP690+T183* G184* N197F;SP690+T183* G184* N197L;SP690+T183* G184* Y243F;SP690+T183* G184* N195F、SP690+T183* G184* N277F;SP690+T183* G184* S431T;SP690+T183* G184* P434T;SP690+T183* G184* I235N A339P;SP690+T183* G184* L351F;SP690+T183* G184* A186D N195F E212V V213A;SP690+T183* G184* A186R N195F;SP690+T183* G184* H210Y;SP690+T183* G184* V206Y;SP690+T183* G184* V206L、SP690+T183* G184* V206F;SP690+T183* G184* V213A Q174R;SP690+T183* G184* E212V;SP690+T183* G184* V206Y E212G G304V A447V;SP690+N116T G133E K142R T183* G184* Y198N V206Y;SP690+G133E T183* G184* N195Y Y198N Y200F;SP690+N116T T183* G184* N195Y Y198N;SP690+K142R P146S G149K T183* G184* N195Y Y198N V206I;SP690+E134Y T183* G184*;SP690+N151R T183* G184* H210Y K320N R359I N418D;SP690+G147E G149R Q169E T183* G184* Y198N Y203F V206Y;SP690+G133E G149R T183* G184* N195Y Y198N Y203F V206Y;SP690+G147E Y152H Q169E T183* G184* Y198N V206Y;SP690+T183* G184* N195F V206Y;SP690+T183* G184* N195F V206F;SP690+T183* G184* N195F V206L;SP690+T183* G184* I206L Y243F;SP690+T183* G184* I206F Y243F;SP690+T183* G184* N195F Y243F;SP690+T183* G184* N195F H210Y;SP690+T183* G184* V206Y H210Y;SP690+T183* G184* V213A;SP690+T183* G184* S193T;SP690+T183* G184* A186T N195F;SP690+T183* G184* N195F V206Y Y243F;SP690+T183* G184* V206Y Y243F;SP690+T183* G184* N195Y;SP690+G133D G149R T183* G184* Y198N V206Y;SP690+N116T G133E G147E Y152H T183* G184* Y198N Y203F V206Y;SP690+ G147E G149R T183* G184* N195F Y198N V206Y;SP690+G133E K142R T183* G184* N195F Y198N;SP690+G133E G149R Y152H T183* G184* N195Y Y198N V206Y;SP690+ N116T Q129L K142R T183* G184* N195Y Y198N Y203F V206Y;SP690+G133E G149R Y152H T183* G184* N195Y Y198N Y203F V206Y;SP690+N116T G133E G149R G182* T183* Y198N Y203F V206Y、SP690+T183* G184* G133E G149R N195Y Y203F V206L、SP690+T183* G184* R118K N195F R320K R458K;SP690+T183* G184* N118K N195F V206L R320K R458K;SP690+T183* G184* N118K N195F V206Y R320K R458K;SP690+T183* G184* N118K N195F Y243F R320K R458K;SP690+T183* G184* N118K N195F V206L Y243F R320K R458K;SP690+T183* G184* N195F V206L Y243F;SP690+T183* G184* N195F V206Y Y243F;SP690+T183* G184* N195F V206N Y243F;SP690+T183* G184* N195F V206F Y243F;SP690+T183* G184* N195F V206H;SP690+T183* G184* N195F V206Y;SP690+T183* G184* V206F Y243F;SP690+T183* G184* N195F V206L H210Y;SP690+T183* G184* S193T V206L;SP690+T183* G184* G133E G149R N195Y Y203F V206L、
を含む。
(a)米国特許第6,312,936B1号明細書、米国特許第5,679,630号明細書、米国特許第4,760,025号明細書、米国特許第7,262,042号明細書及び国際公開第09/021867号に記述される、バシラス属、例えばバシラス・レンタス、B.アルカロフィラス、B.サブティリス、B.アミロリケファシエンス、バシラス・プミラス(Bacillus pumilus)、及びバシラス・ギブソニイ(Bacillus gibsonii)由来のものを含む、サブチリシン(EC3.4.21.62)、
(b)国際公開第89/06270号に記述される、フザリウム属(Fusarium)プロテアーゼ、及び国際公開第05/052161号及び国際公開第05/052146号に記述される、セルロモナス属(Cellumonas)由来のキモトリプシンプロテアーゼを含む、トリプシン型又はキモトリプシン型プロテアーゼ、例えばトリプシン(例えば、ブタ又はウシ由来)、
(c)国際公開第07/044993A2号に記述されているバシラス・アミロリケファシエンス由来のものを含む、メタロプロテアーゼ、
を含む。
[式中、A、B及びCのナフチル環の少なくとも2つは、スルホン酸基により置換され、C環は、NH2又はNHPh基により5位で置換されていてもよく、Xは、最大2のスルホン酸基で置換されたベンジル又はナフチル環であり、これは2位でOH基により置換されていてもよく、また、NH2又はNHPh基により置換されていてもよい。]。
[式中、ZはH又はフェニルであり、A環は、矢印により示された位置で、好ましくはメチル及びメトキシ基により置換され、A環はまた、ナフチル環でもよく、Y基はベンジル又はナフチル環であり、それは硫酸基により置換されるとともに、任意によりメチル基により一又は二置換されていてもよい。]。
[式中、X及びYの少なくとも1つは芳香族基である。一側面によれば、双方の芳香族基が、置換されたベンジル又はナフチル基でもよく、これは更に、非水溶性基、例えばアルキル又はアルキルオキシ又はアリールオキシ基で置換されていてもよく、X及びYは、水溶性基、例えばスルネート又はカルボネートで置換されていなくともよい。別の側面によれば、Xはニトロ置換ベンジル基であり、Yはベンジル基である。]。
[式中、Bは、非水溶性基、例えばアルキル又はアルキルオキシ又はアリールオキシ基で置換されていてもよいナフチル又はベンジル基であり、Bは、水溶性基、例えばスルネート又はカルボネートで置換されていなくともよい。]。
[式中、X及びYは、互いに独立に、それぞれ水素、C1−C4アルキル又はC1−C4−アルコキシであり、Rαは、水素又はアリールであり、Zは、C1−C4アルキル;C1−C4−アルコキシ;ハロゲン;ヒドロキシル又はカルボキシルであり、nは、1又は2であり、mは0、1又は2である。]。
染料又は顔料材料が本発明の目的に適した布地色調剤であるかどうかを特定するためのプロトコールをここに記す。
1)2つのターゴトメーターポットを800mlのNewcastle upon Tyne, UK の水道水(米国ガロンあたり約12グレインの総硬度、Northumbrian Water, Pity Me, Durham, Co. Durham, UKにより供給される)で満たす。
2)ポットはターゴトメーターに挿入され、試験中、水温は30℃に制御され、攪拌は40rpmに設定される。
3)各ポットにwfk, Bruggen-Bracht, Germanyより供給された4.8gのIEC-B洗剤(IEC60456洗濯機用参照用基準洗剤タイプB)を加える。
4)2分後、第1のポットに2.0mgの活性着色剤を加える。
5)1分後、5cm×5cmの材料標本に切断された50gの平坦な綿肌着(Warwick Equest, Consett, County Durham, UKにより供給される)を各ポットに加える。
6)10分後、ポットを排水し、3:1のカルシウム対マグネシウムモル比を有する14.4のEnglish Clark Degrees Hardnessの水硬度を有する冷水(16℃)で再び満たす。
7)2分間すすいだ後、布地を取り除く。
8)同一の処理を用いて、ステップ3〜7を更に3サイクル繰り返す。
9)布地を回収し、屋内で12時間自然乾燥させる。
10)D65光源及びUVA遮断フィルターを取り付けたHunter Miniscanスペクトロメーターを用いて材料標本を分析し、Hunter a(赤−緑軸)及びHunter b(黄−青軸)値を得る。
11)各セットの布地についてHunter a及びHunter b値を平均する。評価において、着色剤で処理された布地がa軸またはb軸のいずれか上で、0.2単位より大きい色調の平均の差を示した場合、本発明の目的の布地色調剤であるとみなされる。
部分的に水素化されたテルフェニル、ジアルキルフタレート、モノイソプロピルビフェニルを含むアルキルビフェニル、ジプロピルナフタレンを含むアルキル化されたナフタレン、灯油、鉱物油及びそれらの混合物を含む石油スピリット;ベンゼン、トルエンを含む芳香族溶媒、及びそれらの混合物;シリコーン油;及びそれらの混合物、からなる群より選択される物質を含む。
本発明はまた、α−アミラーゼ変異体を用いるための方法を対象とする。
酵素:
SP722:配列番号6、Novozymesより入手可能、国際公開第95/26397号に開示。
SP707又は#707:配列番号8
AA560:配列番号10
別途記載しない限り、DNA操作及び形質転換は、分子生物学の標準的な方法(Sambrook et al.(1989); Ausubel et al.(1995); Harwood and Cutting(1990))を用いて実施した。
発酵は、本技術分野で周知の方法、又は以下の方法により行われ得る。適切な発現プラスミドを含むB.サブティリス株を、適切な抗生物質を含むLBアガープレート上に縞状播種し、37℃で一晩培養する。
以下のアッセイは、溶液中の遊離カルシウムイオンの測定のために、惹いては、遊離カルシウムイオン(Ca2+)の濃度をpH8で、例えば2.0mMから0.10mMまで減少させるキレート剤の能力の測定に用いられ得る。
種々の量のキレート剤を、2.0mM Ca2+の溶液に添加し、一定のpH及び温度において、カルシウムイオン選択電極を用いることにより、遊離のCa2+濃度を測定する。測定された遊離カルシウム濃度のキレート剤の濃度に対するプロットから、遊離カルシウム濃度を2.0mMから0.10mMまで減少するのに必要なキレート剤の濃度を決定することができる。本アッセイによれば、遊離カルシウム濃度を2.0mMから0.10mMまで減少するのに必要なキレート剤の濃度は、塩化カリウム及び49mM EPPS中、pH8、21℃で測定される。
電解質溶液:超純水(Milli-Q水)中4M塩化カリウム。
pH8バッファ:50mM EPPS(4−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジン−1−プロパンスルホン酸)、最小量の1N水酸化ナトリウムを用いてpH8.0に調整。
カルシウムストック溶液:CaCl2・2H2Oから作製したpH8バッファ中25mM Ca2+。
キレート剤ストック溶液:pH8バッファ中15mMキレート剤(100%乾燥キレート剤換算)、最小量の1M NaOH又は1M HClを用いてpH8.0に再調整。
全てのバッファ及び溶液の調製に超純水(MilliQ水)を用いる。
Thermo Scientific製カルシウムイオン選択電極(cat. No. 9720BNWP)を、塩化カルシウム標準溶液を用いて校正。電極の校正は、電極添付のガイドラインの記載に従い行う。
各々4mlのカルシウムストック溶液(最終濃度2.0mM)、1mL電解質溶液(最終濃度80mM塩化カリウム)、様々な量(0〜45mL)のキレート剤ストック溶液を含み、pH8バッファを用いて全容量を50mLに調製した一連のバイアルを用意する。アッセイにおけるEPPSの最終濃度は49mMである。
キレート剤は、キレート剤とカルシウムイオンとの結合定数によっても特徴付けることができる。この定数は、AD Nielsen, CC Fuglsang and P Westh, Analytical Biochemistry Vol. 314 (2003) page 227-234及びT Wiseman, S Williston, JF Brandts及びL-N Lin, Analytical Biochemistry Vol. 179 (1989) page 131-137.の記載に従って、ITC(等温滴定熱量計)により測定することができる。
超純水(Milli-Q水)で調製された20mM HEPES(2−[4−(2−ヒドロキシエチル)−1−ピペラジニル]−エタンスルホン酸)、pH8
超純水(Milli-Q水)で調製された20mMグリシン、pH10
− 20mM HEPES、pH8中125μMキレート剤、又は20mMグリシン、pH10中125μMキレート剤
− 20mM HEPES、pH8中4mM CaCl2、又は20mMグリシン、pH10中4mM CaCl2
− 超純水(Milli-Q水)
MCS-ITC(MicroCal Inc., Northampton, MA, USA)
参照セルを超純水(Milli-Q水)で満たす。サンプルセルを、前記の選択されたpHのキレート剤溶液で満し、シリンジを選択されたpHのカルシウム溶液で満す。溶液を所望の温度、例えば19℃に平衡化する。
洗剤組成物中のα−アミラーゼ変異体の洗浄性能を評価するために、洗浄実験を実施してもよい。酵素は、自動機械ストレスアッセイ(AMSA)、又はビーカーを用いた洗浄性能試験を用いて試験される。AMSA試験によれば、少量ずつ多数の酵素−洗剤溶液の洗浄性能を試験することができる。AMSAプレートは、試験溶液用の多数のスロットと、これらのスロットの全ての開口に対して、洗浄対象となる布地材料標本標本を堅く絞るリッドとを有する。洗浄時間の間、プレート、試験溶液、布地、及びリッドを烈しく振盪し、試験溶液を布地に接触させるとともに、定期的且つ周期的な振動による機械的応力を印加する。更なる記述については、国際公開第02/42740号、特に23〜24ページの「Special method embodiments」のパラグラフを参照のこと。
水(15°dH)、0.8g/L洗剤、例えば上述のような洗剤モデルA若しくはB、又は50mM HCO3 −、及び本発明の酵素、例えば濃度0、0.2、0.4、0.8及び/又は1.2mg/Lの酵素タンパク質を含む試験溶液を調製する。でんぷん(例えばCenter For Testmaterials BV、P.O. Box 120, 3133 KT, Vlaardingen, The Netherlands製 CS-28)で汚れた布地を加え、20℃で30分間洗浄する。水道水の流水で濯ぎ、暗所で乾燥した後、続いて汚れた布地の光強度又は反射率を、洗浄性能の尺度として測定する。0mg/Lの酵素タンパク質を用いた試験をブランクとして実施し、デルタ減少(remission)値を得る。洗浄ステップ時には、布地と共に洗浄溶液に対して、機械的動作を例えば振盪、回転、又は撹拌等の形態で適用することが好ましい。
循環機を備えた水槽(5℃);ガラスビーカー(250mL);洗浄溶液容量100mLのビーカー1つあたり1の回転アーム;試験材料標本: Center for Testmaterials BV, Vlaardingen、The Netherlands製CS−28(綿上のコメでんぷん)、及びEMPA Testmaterials AG、St. Gallen, Switzerland 製EMPA 162 (コメでんぷん付着綿/ポリエステル)、材料標本は5×5cmに切断される。
洗浄性能は、デルタ減少値(ΔRem)として表される。材料標本の光反射評価は、極小の(即ち0.7cm2(約0.7×1.0cm))楕円開口部を有するMacbeth Color Eye 7000 反射分光光度計を用いて行った。測定はUVを含まない入射光で実施し、460nmにおける減少を抽出した。測定開口に対して材料標本を押圧するピストンからの反射を減少するべく、測定前に、測定対象となる材料標本を、同一の種類の別の材料標本の上に配置した。個別の材料標本のデルタ減少値は、アミラーゼを用いて洗浄された材料標本の減少値から、アミラーゼを添加することなく洗浄された材料標本(対照)の減少値を減算することにより算出した。
EnzChek アッセイ
アミラーゼ活性又は残存アミラーゼ活性は、以下の EnzCheck アッセイにより測定され得る。基質としてトウモロコシでんぷん誘導体であるDQ(登録商標)でんぷん(トウモロコシでんぷんBODIPY FL複合体)を用いる。これは、蛍光が消光される程度までBODIPY(登録商標)FL(4,4−ジフルオロ−5,7−ジメチル−4−ボラ−3a,4a−ジアゾ−s−インダセン−3−プロピオン酸)染料で標識されたトウモロコシでんぷんである。約1mgの凍結乾燥された基質を含む一つのバイアルを、100μLの50mM酢酸ナトリウムpH4.0に溶解させる。バイアルを約20秒間ボルテックスし、時折攪拌しながら、溶解するまで室温で暗所に放置する。その後、950μLの10mM酢酸ナトリウム、0.01%(w/V)Triton X100((ポリエチレングリコールp−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−フェニルエーテル(C14H22O(C2H4O)n(n=9〜10))、pH5.0を添加し、十分にボルテックスし、使用時まで室温で暗所に保存する。この溶液1mLを、5mL 50mM HEPES、0.01%(w/V)Triton X100、1mM CaCl2、pH7.0と混合することにより、基質作用溶液を調製した。
α−アミラーゼ活性は、PNP-G7 基質を用いる方法により測定することができる。PNP-G7 は、4,6−エチリデン(G7)−p−ニトロフェニル(G1)−α,D−マルトヘプタオシドの略称である。これは、α−アミラーゼ等のエンドアミラーゼにより切断され得るブロック化オリゴ糖である。切断後、キットに含まれるα−グルコシダーゼによって、加水分解された基質を消化し、遊離PNP分子を放出させる。遊離PNP分子は黄色を呈するため、λ=405nm(400〜420nm)での可視分光測定により測定することができる。PNP-G7 基質及びα−グルコシダーゼを含むキットは、Roche/Hitachi(cat. No.11876473)により製造されている。
このキットのG7−PNP基質は、22mM 4,6−エチリデン−G7−PNP及び52.4mM HEPES(2−[4−(2−ヒドロキシエチル)−1−ピペラジニル]−エタンスルホン酸)、pH7.0を含む。
分析対象となるアミラーゼサンプルを希釈バッファで希釈し、希釈されたサンプルのpHが7であることを確認した。希釈された酵素サンプル20μlを96ウェルマイクロタイタープレートに移送し、80μlの基質作用溶液を添加してアッセイを行った。溶液を混合し、室温で1分間プレインキュベートし、20秒毎に5分間に亘り、OD405nmで吸光度を測定した。
親と比較しての変異体の残存活性(安定性)の%ポイント(pp)改善は、変異体の残存活性と親の残存活性との差異、即ち、変異体の残存活性引く親の残存活性として計算される。
実施例1:変異体の調製
配列番号6のアミラーゼ変異体(SP722)は、標準的な手順、手短に言えば:遺伝子へのランダム及び/又は部位特異的な変異を導入すること、変異誘発された遺伝子でバシラス・サブティリス宿主細胞を形質転換すること、形質転換された宿主細胞(例えば国際公開第2004/111220号の実施例1に開示されるように)を発酵させること、及び発酵培地からアミラーゼを精製すること、により調整された。参照アミラーゼ(配列番号6)は、同様の方法でバシラス・サブティリスにおいて組み換え的に生産された。
実施例2a.
遊離カルシウムイオンの測定
キレート剤(chelating agents)(キレート剤(chelants))は、M.K.Nagarajan et al., JAOCS, Vol. 61、no. 9 (September 1984), pp. 1475-1478に記載の方法から導出された、pH8において、2.0mMから0.10mMまで遊離カルシウムイオンの濃度(Ca2+)を低減させる能力に基づいてランク付けすることができる。遊離カルシウムイオンの測定には、上記「材料及び方法」で説明したアッセイを用いた。即ち、水硬度を2.0mMから0.10mMまで低減させるのに必要なキレート剤の濃度を、上述のように測定した。実験は、21℃で、pH8バッファを用いて行った。
logKの測定
あるいは、キレート剤(chelating agents)は、キレート剤とカルシウムイオンとの結合定数により特徴付けることができる。この定数は、AD Nielsen, CC Fuglsang and P Westh, Analytical Biochemistry Vol. 314 (2003) page 227-234及びT Wiseman, S Williston, JF Brandts and L-N Lin, Analytical Biochemistry Vol. 179 (1989) page 131-137の記載に従って、ITC(等温滴定熱量計)により測定することができる。logKの測定のための手順は、上記の「材料及び方法」に詳細に記載したとおりである。
EnzChek アッセイ
本発明において、アミラーゼ活性又は残存アミラーゼ活性は、上述のように EnzCheck アッセイにより測定される。概略として、洗剤モデルBにおける残存アミラーゼ活性を、31℃で18時間のインキュベーション後に測定し、得られた活性を、その後、上述のように4℃で18時間インキュベーションされた参照の活性と比較した。
洗剤中のアミラーゼ安定性の測定のために、試験対象となる酵素を、20mM HEPES、0.1%(w/V)TritonX100、pH8.0で希釈し、酵素タンパク質濃度を0.6mg/mLに調整された。当初のアミラーゼ濃度が低過ぎる場合は、10kDaのカットオフを有するUF膜を用いた限外濾過(UF)により濃縮してもよい。
この実施例では、上述の PNP-G7 アッセイを用いて、キレート剤DTPAの存在下でのインキュベーション後の残存アミラーゼ活性を測定する。その原理は、上述の EnzCheck アッセイを用いた活性の測定の場合と同一である。概略として、残存アミラーゼ活性を、上述の「材料及び方法」に従って記述されるように、pH8及び49℃又はpH10及び42℃のいずれかで、キレート剤を含むバッファ中で、1時間のインキュベーション後に測定し、得られた活性を、その後、4℃で1時間インキュベートされた参照の活性と比較する。
原理:
酵素サンプルは、最終濃度1.5%のDTPAを含むバッファpH8.0において、49℃で1hインキュベートし、参照サンプルは4℃で1hインキュベートした。加えて、酵素サンプルは、最終濃度1.5%のDTPAを含むバッファpH10.0において、42℃で1hインキュベートし、それらの参照サンプルは4℃で1hインキュベートした。インキュベーション後、残存活性を、PNP-G7 アミラーゼ活性アッセイを用いて測定した。
DTPAを含むpH8バッファ:50mM EPPS、0.01%Triton X100、1.875% DTPA(ジエチレントリアミンペンタ酢酸、cas no.67-43-6)、pH8.0
DTPAを含むpH10バッファ:50mM EPPS、0.01%Triton X100、1.875% DTPA(ジエチレントリアミンペンタ酢酸、cas no.67-43-6)、pH10.0
アミラーゼ溶液:5mM EPPS、0.01%Triton X-100、pH8.0中0.25及び0.5mg活性アミラーゼタンパク質/mL
160μLバッファ(DTPAを含むpH8バッファ又はDTPAを含むpH10バッファ)及び40μLのアミラーゼ溶液を、同一実験につき2連ずつ、96−ウェルPCRマイクロタイタープレートに移し、内容物を1分間混合した(PCR:ポリメラーゼ連鎖反応)。DTPAの最終濃度は、各ウェルにおいて1.5%である。各ウェルの20μlを、新しいPCRマイクロタイタープレート(PCR MTP)に移し、4℃で維持した(参照サンプル)。PCR MTPは、バッファがpH8.0である場合、49℃で1時間(pH8、49℃サンプル)、バッファがpH10.0である場合、42℃で1時間(pH10、42℃サンプル)、PCR装置中でインキュベートされた。
この実施例では、上述の PNP-G7 アッセイを用いて、キレート剤DTPAの存在下でインキュベートした後、SP722変異体の残存アミラーゼ活性を決定する。一般的に、残存アミラーゼ活性は、上述の「材料及び方法」の記載に従って、所定の温度及びインキュベーション時間において、pH8又はpH10のいずれかで、キレート剤を含むバッファ中でインキュベートした後に測定し、得られた活性を、その後、4℃でインキュベートされた参照の活性と比較する。
原理:
酵素サンプルを、所定の温度及びインキュベーション時間で、最終濃度1.5%(w/v)のDTPAを含むバッファpH8.0中でインキュベートし、参照サンプルは、4℃で同一のインキュベーション時間でインキュベートした。加えて、酵素サンプルは、所定の温度及びインキュベーション時間で、最終濃度1.5%(w/v)のDTPAを含むバッファpH10.0中でインキュベートし、それらの参照サンプルは、4℃で同一のインキュベーション時間でインキュベートした。インキュベーション後、残存活性は、PNP-G7 アミラーゼ活性アッセイを用いて測定した。
DTPAを含むpH8バッファ:50mM EPPS、0.01%(w/v)Triton X100、1.875%(w/v)DTPA(ジエチレントリアミンペンタ酢酸、cas no. 67-43-6)、pH8.0
160μLバッファ(DTPAを含むpH8バッファ又はDTPAを含むpH10バッファ)及び40μLのアミラーゼ溶液を、同一実験につき2連ずつ、96−ウェルPCRマイクロタイタープレートに移し、内容物を1分間混合した(PCR:ポリメラーゼ連鎖反応)。DTPAの最終濃度は、各ウェルにおいて1.5%(w/v)であった。各ウェルの20μlを、マイクロタイタープレート(MTP)に移し、4℃に維持した(参照サンプル)。PCR MTP(ストレス負荷サンプル)を、下記の表に記載のとおり、PCR装置中でインキュベートされた。
この実施例では、上述の PNP-G7 アッセイを用いて、キレート剤HEDPの存在下でインキュベーション後、残存アミラーゼ活性を測定する。概略として、残存アミラーゼ活性は、上述のような材料及び方法に従って、所定の温度及びインキュベーション時間で、pH10でキレート剤を含むバッファ中でのインキュベーション後に測定し、得られた活性を、その後、4℃でインキュベートされた参照の活性と比較する。
原理:
酵素サンプルは、所定の温度及びインキュベーション時間で、最終濃度1.5%(w/v)のHEDPを含むバッファpH10.0中でインキュベートし、参照サンプルは、4℃で同一のインキュベーション時間でインキュベートした。インキュベーション後、残存活性は、PNP-G7 アミラーゼ活性アッセイを用いて測定した。
HEDPを含むpH10バッファ:50mMグリシン、0.01%(w/v)Triton X100、1.875%(w/v)HEDP(1−ヒドロキシエチリデンジホスホン酸、cas no 2809-21-4)、pH10.0
160μLバッファ(HEDPを含むpH10バッファ)及び40μLのアミラーゼ溶液を、同一実験につき2連ずつ、96−ウェルPCRマイクロタイタープレートに移し、内容物を1分間混合した(PCR:ポリメラーゼ連鎖反応)。HEDPの最終濃度は、各ウェルにおいて1.5%(w/v)であった。各ウェルから20μlをマイクロタイタープレート(MTP)に移し、4℃に維持した(参照サンプル)。PCR MTP(ストレス負荷サンプル)を、下記の表6.1に指示されるようにPCR装置中でインキュベートした。残存活性は、100*Vmax(ストレス負荷サンプル)/Vmax(参照サンプル)として計算した。親と比較した変異体の安定性の%ポイント(pp)改善は、変異体の残存活性から親の残存活性を減算することにより算出される。
この実施例では、上述の PNP-G7 アッセイを用いて、キレート剤HEDPの存在下でインキュベーション後、残存アミラーゼ活性を測定する。概略として、残存アミラーゼ活性は、上述の材料及び方法に従って、所定の温度及びインキュベーション時間で、pH8又はpH10のいずれかでキレート剤を含むバッファ中でのインキュベーション後に測定し、得られた活性を、その後、4℃でインキュベートされた参照の活性と比較する。
原理:
酵素サンプルを、所定の温度及びインキュベーション時間で、最終濃度1.5%(w/v)のHEDPを含むバッファpH8.0中でインキュベートし、参照サンプルは、4℃で同一のインキュベーション時間でインキュベートした。加えて、酵素サンプルは、所定の温度及びインキュベーション時間で、最終濃度1.5%(w/v)のHEDPを含むバッファpH10.0中でインキュベートし、参照サンプルは、4℃で同一のインキュベーション時間でインキュベートした。インキュベーション後、残存活性を、PNP-G7 アミラーゼ活性アッセイを用いて測定した。
HEDPを含むpH8バッファ:50mM EPPS、0.01%(w/v)Triton X100、1.875%(w/v)HEDP(1−ヒドロキシエチリデンジホスホン酸、cas no 2809-21-4)、pH8.0
160μLバッファ(HEDPを含むpH8バッファ又はHEDPを含むpH10バッファ)及び40μLのアミラーゼ溶液を、同一実験につき2連ずつ、96−ウェルPCRマイクロタイタープレートに移し、内容物を1分間混合した(PCR:ポリメラーゼ連鎖反応)。HEDPの最終濃度は、各ウェルにおいて1.5%(w/v)であった。各ウェルから20μlを、マイクロタイタープレート(MTP)に移し、4℃で維持した(参照サンプル)。PCR MTP(ストレス負荷サンプル)は、下記の表7.1に記載のようにPCR装置中でインキュベートした。残存活性は、100*Vmax(ストレス負荷サンプル)/Vmax(参照サンプル)として計算した。親と比較した変異体の安定性の%ポイント(pp)改善は、変異体の残存活性から親の残存活性を減算することにより算出される。
この実施例では、上述の PNP-G7 アッセイは、キレート剤DTPA又はHEDPの存在下でインキュベーション後、残存アミラーゼ活性を測定するために用いられる。一般的に、残存アミラーゼ活性は、上述のような材料及び方法に従って、所定の温度及びインキュベーション時間で、pH8又はpH10のいずれかでキレート剤を含むバッファ中でのインキュベーション後に測定し、得られた活性を、その後、4℃でインキュベートされた参照の活性と比較する。
原理:
酵素サンプルは、指示される温度及びインキュベーション時間で、最終濃度1.5%(w/v)のDTPA又はHEDPを含むバッファpH8.0中でインキュベートし、参照サンプルは、4℃で同一のインキュベーション時間でインキュベートした。加えて、酵素サンプルは、指示される温度及びインキュベーション時間で、最終濃度1.5%(w/v)のDTPA又はHEDPを含むバッファpH10.0中でインキュベートされ、参照サンプルは、4℃で同一のインキュベーション時間でインキュベートした。インキュベーション後、残存活性を、PNP-G7 アミラーゼ活性アッセイを用いて測定した。
DTPAを含むpH8バッファ:50mM EPPS、0.01%(w/v)Triton X100、1.875%(w/v)DTPA(ジエチレントリアミンペンタ酢酸、cas no.67-43-6)、pH8.0
160μLバッファ(DTPA若しくはHEDPを含むpH8バッファ又はDTPA若しくはHEDPを含むpH10バッファ)及び40μLのアミラーゼ溶液を、同一実験につき2連ずつ、96−ウェルPCRマイクロタイタープレートに移し、内容物を1分間混合した(PCR:ポリメラーゼ連鎖反応)。DTPA又はHEDPの最終濃度は、各ウェルにおいて1.5%(w/v)であった。各ウェルから20μlをマイクロタイタープレート(MTP)に移し、4℃に維持した(参照サンプル)。PCR MTP(ストレス負荷サンプル)は、下記の表8.1及び8.2に記載されるようにPCR装置中でインキュベートした。残存活性は、100*Vmax(ストレス負荷サンプル)/Vmax(参照サンプル)として計算した。親と比較した変異体の安定性の%ポイント(pp)改善は、変異体の残存活性から親の残存活性を減算することにより算出される。
この実施例では、PNP-G7 アッセイを用いて、上述の「材料及び方法」に従って、キレート剤の存在下において洗剤中でインキュベーション後、残存アミラーゼ活性を測定する。
方法
本発明のアミラーゼ変異体、又は、二つの欠失D183*+G184*を含む配列番号6(SP722)のアミラーゼ変異体(別名SP722+D183* G184*)を夫々含む洗剤C(pH8.2)のサンプルを調製した。それぞれの洗剤サンプルについて、インキュベーション前における初期の残存酵素活性を測定した(参照サンプル)。
アミラーゼを含む洗剤C(5g、pH8.2)を、同一実験につき2連ずつ、密閉蓋を有する7mlガラスバイアル中に入れた。初期サンプルの残存酵素活性を、インキュベーション前に二重に測定された。
Claims (14)
- 親α−アミラーゼの変異体であって、配列番号6の番号付けを用いて、195の位置に置換を含むと共に、206及び/又は243の位置に更に置換を含み、前記変異体がα−アミラーゼ活性を有し、且つ、前記親α−アミラーゼが配列番号6のアミノ酸配列を有し、前記変異体が配列番号6のアミノ酸配列に対して90%以上の配列同一性を有し、更に、前記変異体における195の位置の置換がF、L又はYによる置換であり、206の位置の置換がL、I、Y、C、T、N、H、F又はSによる置換であり、243の位置の置換がFによる置換であるか、或いは、195の位置の置換がFによる置換であり、206の位置の置換がGによる置換であり、243の位置の置換がFによる置換である、変異体。
- 配列番号6の番号付けを用いて、193、197、198、200、203、206、210、212、213、243、116、118、129、133、142、146、147、149、151、152、169、174、186、235、244、303、320、339、359、418、431、434、447、及び458からなる群より選択される位置に対応する1又は2以上の位置に更に改変を含み、
前記改変が各々独立に、
(i)前記位置の下流側に隣接するアミノ酸の挿入、
(ii)前記位置を占めるアミノ酸の欠失、及び/又は
(iii)前記位置を占めるアミノ酸の置換である、請求項1に記載の変異体。 - 配列番号6の番号付けを用いて、181、182、183、又は184のアミノ酸領域内に、少なくとも1の、少なくとも2の、又は少なくとも3の欠失を含む、請求項1又は2に記載の変異体。
- 前記親α−アミラーゼの配列が、位置193の[G,A,S,T又はM]による;位置195の[F,W,Y,L,I又はV]による置換;位置197の[F,W,Y,L,I又はV]による;位置198の[Q又はN]による;位置200の[F,W,Y,L,I又はV]による;位置203の[F,W,Y,L,I又はV]による;位置206の[F,W,Y,N,L,I,V,H,Q,D又はE]による;位置210の[F,W,Y,L,I又はV]による;位置212の[F,W,Y,L,I又はV]による;位置213の[G,A,S,T又はM];又は位置243の[F,W,Y,L,I又はV]による置換のうち、少なくとも1つの置換により修飾される、請求項1〜3の何れか一項に記載の変異体。
- 前記変異体が、キレート剤を含む組成物中で、親α−アミラーゼと比較して改善された安定性を有し、前記キレート剤が10mM未満の濃度で、21℃及びpH8.0で、遊離カルシウムイオンの濃度を2.0mMから0.10mMまで低減し得る、請求項1〜4の何れか一項に記載の変異体。
- 前記変異体が、pH8で、キレート剤の存在下18時間維持した後に、少なくとも60%の残存活性をし、前記キレート剤が10mM未満の濃度で、21℃及びpH8.0で、遊離カルシウムイオンの濃度を2.0mMから0.10mMまで低減し得る、請求項1〜5の何れか一項に記載の変異体。
- 前記変異体が、自動機械ストレスアッセイ(AMSA)で測定した場合に、親α−アミラーゼと比較して改善された洗浄性能を有する、請求項1〜6の何れか一項に記載の変異体。
- アミロース分解活性を有する前記変異体が、配列番号6の成熟ポリペプチドと、少なくとも95%のアミノ酸配列の同一性を有する、請求項1〜7の何れか一項に記載の変異体。
- 請求項1〜8の何れか1項に記載の変異体をコード化する単離ポリヌクレオチド。
- 請求項9に記載のポリヌクレオチドを含む組換宿主細胞。
- 請求項1〜8の何れか1項に記載の変異体を含む組成物であって、前記組成物が更に少なくとも1のキレート剤を含み、前記キレート剤が10mM未満の濃度で、21℃及びpH8.0で測定した場合に、遊離カルシウムイオンの濃度を2.0mMから0.10mMまで低減し得る、組成物。
- 前記変異体が、pH8及び31℃で、キレート剤の存在下18時間維持した後に、少なくとも60%の残存活性を有し、前記キレート剤が10mM未満の濃度で、21℃及びpH8.0で、遊離カルシウムイオンの濃度を2.0mMから0.10mMまで低減し得る、請求項11に記載の組成物。
- 前記変異体が、pH8及び31℃で、キレート剤の存在下18時間維持した後に、少なくとも70%の残存活性を有し、前記キレート剤が10mM未満の濃度で、21℃及びpH8.0で、遊離カルシウムイオンの濃度を2.0mMから0.10mMまで低減し得る、請求項11又は12に記載の組成物。
- ポリペプチドを調製する方法であって、
(a)配列番号6のアミノ酸配列を有し、アミラーゼ活性を有する親ポリペプチドのアミノ酸配列を用意し、
(b)配列番号6のアミノ酸配列の195の位置、並びに、206及び/又は243の位置を占めるアミノ酸を選択し、
(c)前記選択されたアミノ酸残基を置換することにより前記配列を修飾し、
(d)配列番号6のアミノ酸配列に対して90%以上の配列同一性を有し、前記修飾された配列を有する変異ポリペプチドを生成し、
(e)前記変異ポリペプチドをアミラーゼ活性及び安定性について検証し、
(f)アミラーゼ活性を有すると共に、前記親ポリペプチドと比較してキレート剤存在下の安定性が向上した変異ポリペプチドを選択し、
前記キレート剤が10mM未満の濃度で、21℃及びpH8.0で、遊離カルシウムイオンの濃度を2.0mMから0.10mMまで低減し得る、方法。
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