JPH07236482A - Alkaline protease, its production and microorganism producing the protease - Google Patents

Alkaline protease, its production and microorganism producing the protease

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JPH07236482A
JPH07236482A JP6054613A JP5461394A JPH07236482A JP H07236482 A JPH07236482 A JP H07236482A JP 6054613 A JP6054613 A JP 6054613A JP 5461394 A JP5461394 A JP 5461394A JP H07236482 A JPH07236482 A JP H07236482A
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JP
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alkaline protease
protease
strain
mutant
present
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Japanese (ja)
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Masayoshi Nobiki
政芳 野引
Yoshio Fujiwara
嘉夫 藤原
Eiji Ichijima
英治 一島
Yohei Yamagata
洋平 山形
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Showa Denko KK
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Abstract

PURPOSE:To obtain an alkaline protease having excellent stability to various surfactants compared with conventional alkaline proteases produced by microorganisms of the genus Bacillus and suitable e.g. as an assistant for detergent. CONSTITUTION:There are provided a new microbial strain belonging to the genus Bacillus, an alkaline protease having the following properties and produced by culturing the new strain, its mutant or its genetic manipulation product and a process for the production of the alkaline protease. (1) The optimum pH of the enzyme is about 11-11.5 by the reaction at 30 deg.C for 10min using casein as the substrate, (2) the optimum working temperature is about 55 deg.C by the reaction at pH 10, (3) the temperature to reduce the activity half is about 46-49 deg.C when treated at pH 10 for 10min, (4) the molecular weight is 29,100+ or -1,000 measured by SDS polyacrylamide electrophoresis and (5) the isoelectric point is 9.4-9.5 measured by a sucrose density gradient isoelectric electrophoresis.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、新規な細菌アルカリプ
ロテアーゼに関し、さらに詳しく言えば新規なアルカリ
プロテアーゼ、その製造方法、およびそのプロテアーゼ
を生産する微生物に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to novel bacterial alkaline proteases, and more particularly to novel alkaline proteases, methods for producing the same, and microorganisms producing the proteases.

【0002】[0002]

【従来の技術およびその課題】近年、環境汚染が問題と
なり、リン酸塩の使用が規制されるに伴って、酵素を配
合して洗浄力を高めた洗剤が開発され、現在はプロテア
ーゼ、アミラーゼ、セルラーゼ、リパーゼ等を配合した
酵素入り洗剤が上市されている。
2. Description of the Related Art In recent years, environmental pollution has become a problem and the use of phosphate has been regulated. Detergents containing enzymes to enhance their detergency have been developed. Detergents containing enzymes containing cellulase, lipase, etc. are on the market.

【0003】中でもアルカリプロテアーゼは、衣類に付
着する有機汚垢の10〜40%を占め、洗剤成分だけで
は除去しきれないタンパク質の汚れを効率よく分解し洗
浄力を高めるため、洗剤成分として不可欠になってい
る。
Among them, alkaline protease accounts for 10 to 40% of the organic dirt adhering to clothes, and is indispensable as a detergent ingredient in order to efficiently decompose protein stains that cannot be completely removed by detergent ingredients alone and increase detergency. It's becoming

【0004】洗剤用プロテアーゼとしては洗剤(界面活
性剤)使用条件のアルカリ性pH域で酵素活性を示す従
来微生物由来のアルカリプロテアーゼが数多く知られて
いる。これらの酵素は一般に固形洗剤配合用酵素として
は、充分な安定性を有しているが、液体洗剤中または高
濃度の洗剤成分存在下では安定性は充分でなく、短時間
で失活する。
[0004] As a detergent protease, many conventional microorganism-derived alkaline proteases are known which exhibit enzymatic activity in the alkaline pH range under which detergents (surfactants) are used. These enzymes generally have sufficient stability as enzymes for solid detergent formulations, but are not sufficiently stable in liquid detergents or in the presence of detergent components at high concentrations, and are deactivated in a short period of time.

【0005】そのため、(1) 新しい界面活性剤の開発、
(2) 安定化剤の添加、(3) 酵素のマイクロカプセル化等
により酵素の液体洗剤中での安定性を向上させる技術が
多数開示されている(特開平2-41398 号、米国特許第42
87082 号、英国特許第2021142 号、特開昭62-596号、特
開昭63-137996 号、特公昭60-55118号、特開平5-252949
号等)。しかし、酵素の安定化技術と共に、酵素自体の
液体洗剤中での安定性が従来品よりもより優れたものが
強く求められている。
Therefore, (1) development of new surfactants,
A number of techniques have been disclosed for improving the stability of enzymes in liquid detergents by (2) adding stabilizers and (3) microencapsulating enzymes (Japanese Patent Laid-Open No. 41398/1990, U.S. Pat. No. 42).
87082, British Patent No. 2021142, JP-A-62-596, JP-A-63-137996, JP-B-60-55118, JP-A-5-252949
number, etc.). However, along with the technology for stabilizing enzymes, there is a strong demand for enzymes that are more stable than conventional products in liquid detergents.

【0006】従って、本発明は、洗剤成分中において優
れた安定性を有する新規なアルカリプロテアーゼおよび
それを生産する微生物を提供することを目的とする。さ
らに、本発明は、洗濯時における比較的低濃度の界面活
性剤を含む洗剤溶液中での安定性に優れたアルカリプロ
テアーゼおよびそれを生産する微生物を提供することを
目的とする。さらに、本発明は、効率良く安価に供給で
きるアルカリプロテアーゼおよびそれを生産する微生物
を提供することを目的とする。
[0006] Accordingly, it is an object of the present invention to provide novel alkaline proteases having excellent stability in detergent ingredients and microorganisms producing them. A further object of the present invention is to provide an alkaline protease that is highly stable in a detergent solution containing a relatively low concentration of surfactant during washing, and a microorganism that produces it. A further object of the present invention is to provide an alkaline protease that can be supplied efficiently and inexpensively, and a microorganism that produces it.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記の目
的を達成すべく種々の界面活性剤添加系での実験を実施
し、洗剤共存下で生育する菌の中からスクリーニングを
行なった結果、宮城県下の土壌から分離したバチルス属
の1菌株の生産する等電点の異なる複数プロテアーゼの
うち高等電点側に存在するプロテアーゼが前記の条件を
満足することを見出し、本発明を完成するに至った。
In order to achieve the above object, the present inventors conducted experiments with various surfactant-added systems and screened bacteria growing in the coexistence of detergents. As a result, among the multiple proteases with different isoelectric points produced by one strain of the genus Bacillus isolated from the soil in Miyagi Prefecture, the protease present on the side of the higher isoelectric point was found to satisfy the above conditions, and the present invention was completed. reached.

【0008】[0008]

【発明の開示】すなわち、本発明は以下の新規アルカリ
プロテアーゼ、その製造方法および新菌株を提供する。 1) 以下の性質を有するアルカリプロテアーゼ。 (1)作用:タンパク質を加水分解する。 (2)至適pH:カゼインを基質として30℃で、10
分間反応させた場合、至適作用pHは11〜11.5付近に
ある。 (3)至適温度:カゼインを基質としてpH10で反応
させた場合、至適作用温度は55℃付近にある。 (4)耐熱性:pH10で10分間処理した場合、活性
が半減する温度はおよそ46〜49℃である。 (5)分子量:SDSポリアクリルアミド電気泳動法に
より測定した分子量は、29,100±1,000 である。 (6)等電点:ショ糖密度勾配等電点電気泳動により測
定した等電点は、 9.4〜9.5 である。 (7)界面活性剤に対する安定性 200nkat/mlの濃度で0.2 %n−ドデシルベンゼンス
ルホン酸ナトリウム(LAS)水溶液(40℃)中で6
0分間インキュベートした場合、残存活性はおよそ60
%を示す。 2) N末端アミノ酸配列の49残基が配列番号1で示
される前記1に記載のアルカリプロテアーゼ。 3) バチルス属に属し前記1または2に記載するアル
カリプロテアーゼの生産能を有する微生物またはその突
然変異株もしくは遺伝子操作株を培養し、前記培養液か
ら目的とするアルカリプロテアーゼを採取することを特
徴とする前記1または2に記載のアルカリプロテアーゼ
の製造方法。 4) アルカリプロテアーゼの生産能を有する微生物ま
たはその突然変異株もしくは遺伝子操作株がバチルスs
p. TS50093 株(工業技術院生命工学工業技術研究所受
託番号FERM P-14104)またはその突然変異株もしくは遺
伝子操作株である前記3に記載の製造方法。 5) 前記1または2に記載するアルカリプロテアーゼ
生産能を有するバチルス属に属する微生物またはその突
然変異株もしくは遺伝子操作株。 6) 微生物がバチルスsp. TS50093 株(工業技術院
生命工学工業技術研究所受託番号FERM P-14104)である
前記5に記載の微生物またはその突然変異株もしくは遺
伝子操作株。
DISCLOSURE OF THE INVENTION That is, the present invention provides the following novel alkaline protease, its production method and new strain. 1) Alkaline protease having the following properties. (1) Action: hydrolyzes proteins. (2) Optimum pH: 10 at 30°C with casein as substrate
When reacted for minutes, the optimum working pH is around 11-11.5. (3) Optimal temperature: When casein is used as a substrate and the reaction is carried out at pH 10, the optimum working temperature is around 55°C. (4) Heat resistance: When treated at pH 10 for 10 minutes, the temperature at which the activity is halved is about 46-49°C. (5) Molecular weight: The molecular weight determined by SDS polyacrylamide electrophoresis is 29,100±1,000. (6) Isoelectric point: The isoelectric point measured by sucrose gradient isoelectric focusing is 9.4-9.5. (7) Stability to surfactant 6 in 0.2% sodium n-dodecylbenzenesulfonate (LAS) aqueous solution (40°C) at a concentration of 200 nkat/ml
When incubated for 0 min, residual activity is approximately 60
%. 2) The alkaline protease according to 1 above, wherein 49 residues of the N-terminal amino acid sequence are represented by SEQ ID NO:1. 3) The microorganism belonging to the genus Bacillus and having the alkaline protease-producing ability described in 1 or 2 above, or a mutant or genetically engineered strain thereof, is cultured, and the desired alkaline protease is collected from the culture solution. 3. The method for producing an alkaline protease according to 1 or 2 above. 4) the microorganism having alkaline protease-producing ability or its mutant strain or genetically engineered strain is Bacillus s
p. TS50093 strain (Acceptance number FERM P-14104, National Institute of Biotechnology and Biotechnology, Agency of Industrial Science and Technology), or a mutant or genetically engineered strain thereof. 5) The microorganism belonging to the genus Bacillus or its mutant or genetically engineered strain having alkaline protease-producing ability according to 1 or 2 above. 6) The microorganism, mutant strain or genetically engineered strain thereof according to 5 above, wherein the microorganism is Bacillus sp.

【0009】[0009]

【微生物およびその培養】本発明の酵素を生産する菌株
について以下に述べるとおり形態観察、生理的性状試験
および菌体成分の分析等を行ない、分類と同定のための
文献(P.H.A.Sneath, N.S.Mair, M.E.Sharpe and J.G.H
olt : "Bergey's Manual of Systematic Bacteriology"
Vol.2 (1986) Williams & Wilkins;R.E.Gordon, W.C.
Haynes andC.H.Pang : "The Genus Bacillus" (1973),
U.S.Department of Agriculture;D.Fritze, J.Flossdo
rf and D.Claus : Int. J. Syst. Bacteriol., 40, 92
(1990) )を参考にして同定を試みた。本発明の菌株は
カタラーゼ陽性のグラム陽性桿菌で、その集落形状や細
胞形態などからバチルス(Bacillus)に属する細菌と考
えられたが、バチルス属に特有の胞子形成能は認められ
なかった。
[Microorganisms and their culture] As described below, the strains producing the enzyme of the present invention were subjected to morphological observation, physiological property tests, and bacterial component analysis. JGH
olt : "Bergey's Manual of Systematic Bacteriology"
Vol.2 (1986) Williams &Wilkins;REGordon, WC
Haynes and C.H.Pang: "The Genus Bacillus" (1973),
USD Department of Agriculture; D.Fritze, J.Flossdo
rf and D. Claus: Int. J. Syst. Bacteriol., 40, 92
(1990) ) was used as a reference for identification. The strain of the present invention is a catalase-positive, Gram-positive bacillus, and was thought to belong to Bacillus from its colony shape and cell morphology.

【0010】しかし、菌体成分を分析したところ、いず
れの分析結果もバチルス属細菌の特徴と一致した。これ
らの結果から前記細菌は胞子形成能を失ったバチルス属
の細菌であると考えられ、他の公知の菌株と明らかに相
違し、新規な菌と認定された。本発明者らは本菌株をバ
チルス TS50093株と命名した。本発明菌株は、工業技術
院生命工学工業技術研究所に受託番号FERM P-14104号と
して寄託している。
[0010] However, when the bacterial cell components were analyzed, all analytical results were consistent with the characteristics of bacteria belonging to the genus Bacillus. From these results, the bacterium was considered to be a bacterium belonging to the genus Bacillus, which had lost the ability to form spores, and was clearly different from other known strains, and was identified as a novel bacterium. The present inventors named this strain Bacillus TS50093 strain. The strain of the present invention has been deposited with the Institute of Biotechnology, Agency of Industrial Science and Technology under the accession number FERM P-14104.

【0011】[0011]

【菌学的性質】本発明に係る新菌株 TS50093株は、以下
に示す菌学的性質を示す。
[Mycological properties] The new strain TS50093 according to the present invention exhibits the following mycological properties.

【0012】A:形態的性質 (a)細胞の形:桿菌。 (b)細胞の大きさ:0.8 〜1.1 ×2.4 〜4.5 μm(pH
9に調整したSCD寒天斜面培地で30℃1日培養
後)、0.8 〜1.0 ×4.4 〜8.8 μm(pH9に調整した
SCDブイヨン培地で30℃,2日培養後)。 (c)鞭毛の着性状態:周毛(pH9に調整したSCD寒
天斜面培地で30℃1日培養後)。 (d)グラム染色性:陽性。 (e)胞子の形成:下記表に示す培地(pH9)および温
度条件下で1か月インキュベートし、観察したが、いず
れの条件でも胞子の形成は認められなかった。
A: Morphological properties (a) Cell shape: Bacillus. (b) Cell size: 0.8-1.1 × 2.4-4.5 μm (pH
0.8-1.0×4.4-8.8 μm (after 2 days of culture at 30° C. in SCD broth medium adjusted to pH 9). (c) Adherence state of flagella: periculum (after culturing for 1 day at 30°C in SCD agar slants adjusted to pH 9). (d) Gram staining: positive. (e) Formation of spores: Incubation was carried out for one month under the medium (pH 9) and temperature conditions shown in the table below, and observation was made, but formation of spores was not observed under any conditions.

【0013】[0013]

【表1】 培 地 培養条件 胞子形成 普通寒天培地(精製水) 30℃ − 普通寒天培地(精製水) 45℃ − 土壌侵出液寒天培地 30℃ − 土壌侵出液寒天培地 45℃ − 普通寒天培地(土壌侵出液) 30℃ − 普通寒天培地(土壌侵出液) 45℃ − 普通寒天培地(ミネラルウォーター) 30℃ − 1/10普通寒天培地(ミネラルウォーター) 30℃ − L培地1)(精製水) 30℃ − L培地(ミネラルウォーター) 30℃ − 1/10L培地(ミネラルウォーター) 30℃ − TA寒天培地2)(精製水) 30℃ − TA寒天培地2)(精製水)3) 30℃ 生育せず AK寒天培地2)(精製水) 30℃ − AK寒天培地2)(精製水)3) 30℃ 生育せず トリプトソイ寒天培地(精製水) 30℃ − 1)Bacto trypton 1%,Yeast extract 0.5 %,Na
Cl 0.5%,Na2 CO3 0.3 %。 2)亀井ら:J. Antibact. Antifung. Agents., 19, 61
(1991) 記載の培地。 3)細菌に60℃,10分間の加熱処理を行なった後、
培養。
[Table 1] Medium Culture conditions Sporulation nutrient agar (purified water) 30°C - nutrient agar (purified water) 45°C - soil exudate agar 30°C - soil exudate agar 45°C - nutrient agar (soil contamination) Exudate) 30°C - nutrient agar (soil exudate) 45°C - nutrient agar (mineral water) 30°C - 1/10 nutrient agar (mineral water) 30°C - L medium1 ) (purified water) 30 ℃ - L medium (mineral water) 30℃ - 1/10L medium (mineral water) 30℃ - TA agar medium2 ) (purified water) 30℃ - TA agar medium2 ) (purified water) 3) 30℃ No growth AK agar 2) (purified water) 30°C - AK agar 2) (purified water) 3) No growth at 30°C Tryptic soy agar (purified water) 30°C - 1) Bacto trypton 1%, yeast extract 0.5%, Na
Cl 0.5% , Na2CO3 0.3%. 2) Kamei et al.: J. Antibact. Antifung. Agents., 19, 61
(1991). 3) After heat-treating the bacteria at 60°C for 10 minutes,
culture.

【0014】(f)運動性:運動性あり。 (g)酸素に対する態度:好気性。 (h)嫌気下での生育:生育しない。(f) Motility: Has motility. (g) Attitude to oxygen: aerobic. (h) Anaerobic growth: no growth.

【0015】B:各種培地(pH9)での生育状況 (i)ゼラチン液化:陽性。 (j)デンプン分解:陽性。 (k)クエン酸の利用:利用しない。 (l)プロピオン酸塩の利用:利用しない。B: Growth conditions in various media (pH 9) (i) gelatin liquefaction: positive; (j) Starch degradation: positive. (k) Use of citric acid: Do not use. (l) Use of Propionate: Do not use.

【0016】C:生理学的性質 (m)カタラーゼ:陽性。 (n)VPテスト:陰性。 (o)卵黄反応:陰性。 (p)硝酸塩還元:陰性。 (q)糖類からの酸およびガスの生成C: Physiological Properties (m) Catalase: positive. (n) VP test: negative. (o) Egg yolk reaction: negative. (p) nitrate reduction: negative. (q) acid and gas production from sugars

【0017】[0017]

【表2】 ND:データなし。[Table 2] ND: No data.

【0018】(r)生育のpH範囲:pH5.7 で生育しな
い。pH6.8 (ニュートリエントブロス)で生育しな
い。pH7.5 で生育微弱。pH8.0 〜9.5 で生育良好。 (s)塩化ナトリウムに対する耐性:5%および7%Na
Cl存在下で生育する。 (t)生育の温度範囲:10℃以下および50℃以上で生
育しない。30〜40℃で生育良好。
(r) pH range for growth: No growth at pH 5.7. Does not grow at pH 6.8 (Nutrient Broth). Weak growth at pH 7.5. Good growth at pH 8.0-9.5. (s) Tolerance to sodium chloride: 5% and 7% Na
It grows in the presence of Cl. (t) Temperature range for growth: No growth below 10°C and above 50°C. Good growth at 30-40°C.

【0019】D:菌体成分および菌体脂肪酸組成 本発明の菌株および比較のためバチルス・アルカロフィ
ルス(B. alcalophilus)の菌株の菌体成分および菌体脂
肪酸組成を、各々表3および4に示す。
D: Cell components and bacterial cell fatty acid composition Cell components and bacterial cell fatty acid compositions of the strain of the present invention and a strain of B. alcalophilus for comparison are shown in Tables 3 and 4, respectively. show.

【0020】[0020]

【表3】 本菌株 B.alcalophilus TS50093 (JCM5262) 細胞壁のジアミノ酸 meso-DAP meso-DAP キノン系 MK-6,MK-7 MK-7,MK-6 菌体内DNAのGC含量(モル%) 41 40 meso-DAP:meso−ジアミノピメリン酸[Table 3] This strain B. alcalophilus TS50093 (JCM5262) cell wall diamino acid meso-DAP meso-DAP quinone MK-6, MK-7 MK-7, MK-6 DNA GC content (mol%) 41 40 meso-DAP : meso-diaminopimelic acid

【0021】[0021]

【表4】 菌体脂肪酸組成(%) 本菌株 B.alcalophilus TS50093 (JCM5262) iso-14:0 3.7 0.4 14:0 1.6 1.8 iso-15:0 16.7 33.9 anteiso-15:0 52.7 32.4 15:0 2.0 − iso-16:0 5.6 2.6 16:0 5.8 8.9 16:1 1.6 0.7 iso-17:0 0.9 4.1 anteiso-17:0 5.5 6.7 17:0 0.4 0.8 18:0 0.3 0.4 18:1(n-9) 0.4 1.2 18:1(n-11) − 0.3 [Table 4] Fatty acid composition (%) of this strain B. alcalophilus TS50093 (JCM5262) iso-14:0 3.7 0.4 14:0 1.6 1.8 iso-15:0 16.7 33.9 anteiso-15:0 52.7 32.4 15:0 2.0 − iso-16:0 5.6 2.6 16:0 5.8 8.9 16:1 1.6 0.7 iso-17:0 0.9 4.1 anteiso-17:0 5.5 6.7 17:0 0.4 0.8 18:0 0.3 0.4 18:1(n-9) 0.4 1.2 18:1(n-11) − 0.3

【0022】[0022]

【酵素の取得法】上記本発明のTS50093 株は、等電点の
異なるプロテアーゼを2〜3種類生産するが(後述の実
施例1参照)、それらの中で高等電点側に存在するプロ
テアーゼが、本発明の前記特徴を有するものであった。
TS50093 株を用いて本発明のアルカリプロテアーゼを得
るには、菌株を適当な培地に接種し、常法に従って培養
すればよい。
[Enzyme Acquisition Method] The TS50093 strain of the present invention produces two to three types of proteases with different isoelectric points (see Example 1 below). , which had the aforementioned features of the present invention.
In order to obtain the alkaline protease of the present invention using the TS50093 strain, the strain may be inoculated into a suitable medium and cultured according to a conventional method.

【0023】なお、本発明アルカリプロテアーゼを製造
するために用いる微生物は、上記TS50093 株に限らず、
本発明のアルカリプロテアーゼの生産性を有するもので
ある限り如何なる菌株であっても良い。また、TS50093
株についても、その自然または人工的突然変異株や遺伝
子操作株も包含される。
The microorganisms used for producing the alkaline protease of the present invention are not limited to the TS50093 strain,
Any strain may be used as long as it has the productivity of the alkaline protease of the present invention. Also, TS50093
Strains also include natural or artificial mutants and genetically engineered strains thereof.

【0024】人工的突然変異株の調製法としては、慣用
の方法に従って、例えば、原菌株を紫外線照射あるいは
ニトロソグアニジン(NTG)等の薬剤により人工的突
然変異処理をなし、その突然変異株をスキムミルクを含
む寒天培地に植えて生成するコロニーを単離し、プロテ
アーゼ生産用培地にて培養して生成するプロテアーゼの
同一性をチェックし、生産性の最も優れた菌株を選択す
ればよい。自然突然変異株の調製法としては、慣用の方
法に従って、例えば、普通の栄養培地による培養を行な
い、自然突然変異株のわずかに含まれる培養物を得て、
そこから上記の人工的突然変異株の調製法と同様の方法
によりプロテアーゼ生産性の優れた菌株を選択すればよ
い。
[0024] As a method for preparing an artificial mutant strain, according to a conventional method, for example, the original strain is subjected to artificial mutation treatment with ultraviolet irradiation or a chemical such as nitrosoguanidine (NTG), and the mutant strain is obtained from skimmed milk. The resulting colonies are isolated by planting them on an agar medium containing , and cultured on a protease-producing medium to check the identity of the protease produced, and the strain with the highest productivity is selected. As a method for preparing the spontaneous mutant strain, according to a conventional method, for example, culturing in a normal nutrient medium is performed to obtain a culture containing a small amount of the spontaneous mutant strain,
From there, strains with excellent protease productivity may be selected by the same method as the method for preparing the artificial mutant strains described above.

【0025】また、遺伝子操作株の調製法としては、上
記と同じく慣用の方法に従って行なわれる。例えば、プ
ロテアーゼのアミノ酸配列からDNA塩基配列を推定
し、そのDNA塩基配列の特徴的な部分を合成して、さ
らにそのリン酸基のリン原子をラジオアイソトープ32
でラベルする。一方、原菌株より全染色体DNAを取り
出し適当な制限酵素で切断し、上記のラベルした合成D
NAとSouthern Hybridyzation method によってハイブ
リダイズする染色体DNAの断片を選び出す。このよう
にして選び出した染色体DNAの断片を適当なベクター
に組み込んで、それをプロテアーゼ非生産性の菌株に導
入し、プロテアーゼ生産の有無をチェックする。プロテ
アーゼ生産の確認されたDNA断片をプラスミド等の適
当なベクターを用いて原菌株または酵素生産性の高い
(タンパク分泌能の高い)菌株に導入することにより生
産性の改良された菌株が得られる。
[0025] As for the method for preparing the genetically engineered strain, it is carried out according to the same conventional method as described above. For example, the DNA base sequence is deduced from the amino acid sequence of the protease, a characteristic portion of the DNA base sequence is synthesized, and the phosphorus atom of the phosphate group is converted to the radioisotope 32 P.
label with On the other hand, the total chromosomal DNA was taken out from the original strain, cleaved with an appropriate restriction enzyme, and the above labeled synthetic D was obtained.
Chromosomal DNA fragments that hybridize with NA are selected by the Southern Hybridization method. The chromosomal DNA fragment thus selected is inserted into an appropriate vector, introduced into a non-protease-producing strain, and checked for protease production. A strain with improved productivity can be obtained by introducing a DNA fragment that has been confirmed to produce protease into the original strain or a strain with high enzyme productivity (high protein secretion ability) using an appropriate vector such as a plasmid.

【0026】本発明で使用される培地は、本発明のバチ
ルス属の菌が増殖し、アルカリプロテアーゼを生産し得
るものならば任意のものでよい。例えば、炭素源として
はグルコース、マルトース、シュークロース、可溶性デ
ンプン等が用いられ、窒素源としては、大豆かす、ごま
かす、ふすまかす、コーンスティーブリカー等の有機窒
素源が用いられる。また、この他にリン酸塩、ナトリウ
ム塩、カリウム塩、マグネシウム塩等の無機塩類が添加
される。
Any medium may be used in the present invention as long as the Bacillus bacterium of the present invention can grow and produce alkaline protease. For example, carbon sources include glucose, maltose, sucrose, soluble starch, and the like, and nitrogen sources include organic nitrogen sources such as soybean meal, rice bran meal, bran meal, and cornsteve liquor. In addition, inorganic salts such as phosphates, sodium salts, potassium salts and magnesium salts are added.

【0027】本発明においては、培養は好気的条件下
で、例えば通気撹拌法や振とう培養法で行なう。培養温
度は20〜40℃の範囲でよいが、生育の最も良好な3
0〜40℃が望ましい。初発pHは8〜11、培養中の
pHは 8.5〜10.5がそれぞれ好ましい。培養時間は16
〜60時間程度であり、プロテアーゼ活性が最高に達し
たときに培養を終了すればよい。
In the present invention, the culture is carried out under aerobic conditions, for example, by the aeration agitation method or shaking culture method. The culture temperature may be in the range of 20 to 40°C.
0 to 40°C is desirable. The initial pH is preferably 8-11, and the pH during cultivation is preferably 8.5-10.5. Incubation time is 16
It is about 60 hours, and the culture should be terminated when the protease activity reaches the maximum.

【0028】かくして得られる培養液中からの、目的と
するプロテアーゼの分離精製は一般の酵素の分離精製法
に準じて行なうことができる。すなわち遠心分離法また
はろ過法等によって菌体、培地固形物を除去して上清ま
たはろ液を得ることができる。これらの分離液に可溶性
塩類、親水性有機溶媒を添加し蛋白を沈殿させる塩析
法、溶媒沈殿法、噴霧乾燥法、凍結乾燥法等により本発
明のプロテアーゼを得る。さらにイオン交換クロマトグ
ラフィおよびゲルろ過クロマトグラフィ等の精製法を組
み合わせ、精製することもできる。
Separation and purification of the target protease from the thus-obtained culture solution can be carried out according to a general enzyme separation and purification method. That is, a supernatant or a filtrate can be obtained by removing cells and medium solids by centrifugation, filtration, or the like. The protease of the present invention is obtained by adding a soluble salt or a hydrophilic organic solvent to these separated liquids to precipitate proteins by salting out, solvent precipitation, spray drying, freeze drying, or the like. Furthermore, it can be purified by combining purification methods such as ion exchange chromatography and gel filtration chromatography.

【0029】[0029]

【酵素活性の測定法】本発明においては酵素の活性は以
下の蛍光法またはフェノール法により測定した。なお、
後記の実施例において、特別の記載がない限り、活性測
定はフェノール法により行なった。
[Method for measuring enzyme activity] In the present invention, enzyme activity was measured by the following fluorescence method or phenol method. note that,
In the examples below, the activity was measured by the phenol method unless otherwise specified.

【0030】1.蛍光法:pH10の100mM Atki
ns-Pantin のホウ酸緩衝液(APBB)1300μlに10
mMのスクシニル−ロイシル−ロイシル−バリル−チロ
シル−4−メチルクマリル−7−アミド(合成基質;Su
c-Leu-Leu-Val-Tyr-MCA )のジメチルスルホキシド(D
MSO)溶液5μlと酵素溶液5μlとを加え、30℃
で1分間、蛍光光度計(日立Fluorresence spectrophot
ometer F3000)を用い、360nmの励起光より前記基
質の結合が切断されて生じる7−アミノ−4−メチルク
マリン(AMC)の蛍光を、蛍光波長440nmで測定
する。
1. Fluorescence method: 100 mM Atki at pH 10
10 to 1300 μl of ns-Pantin borate buffer (APBB)
mM succinyl-leucyl-leucyl-valyl-tyrosyl-4-methylcoumaryl-7-amide (synthetic substrate; Su
c-Leu-Leu-Val-Tyr-MCA) dimethyl sulfoxide (D
MSO) solution and 5 μl of the enzyme solution were added and heated to 30°C.
for 1 minute with a fluorometer (Hitachi Fluorresence spectrophoto
Meter F3000), fluorescence of 7-amino-4-methylcoumarin (AMC) produced by cleavage of the substrate bond by excitation light of 360 nm is measured at a fluorescence wavelength of 440 nm.

【0031】2.フェノール法:pH10の50mM
APBB500μlに酵素溶液50μlを加え、30℃
で10分間プレインキュベートする。カゼインを2%含
む50mM APBB溶液500μlを該溶液に加え、
30℃で10分間インキュベートした後、0.3 Mトリク
ロロ酢酸(TCA)溶液2mlを加えて反応を停止させ
る。30℃で20分間インキュベートした後、ろ過し、
ろ液0.5 mlに0.4 M炭酸ナトリウム2.5mlおよび6
倍希釈のフェノール試薬0.5 mlを添加し、30℃で3
0分間インキュベートして発色させた後、660nmに
おける吸光度を測定する。なお、上記測定において1秒
間にチロシン1モル相当の酸可溶性分解物を生じる酵素
量を1カタール(kat )と定義する。
2. Phenol method: 50 mM at pH 10
Add 50 µl of the enzyme solution to 500 µl of APBB and heat at 30°C.
pre-incubate for 10 minutes at 500 μl of 50 mM APBB solution containing 2% casein was added to the solution,
After incubating for 10 minutes at 30° C., 2 ml of 0.3 M trichloroacetic acid (TCA) solution is added to stop the reaction. After incubating for 20 minutes at 30° C., filtering
2.5 ml of 0.4 M sodium carbonate to 0.5 ml of filtrate and 6
Add 0.5 ml of 2-fold diluted phenol reagent and incubate at 30°C for 3
After incubating for 0 minutes to develop color, absorbance at 660 nm is measured. In the above measurement, the amount of enzyme that produces an acid-soluble degradation product equivalent to 1 mol of tyrosine per second is defined as 1 qatar (kat).

【0032】[0032]

【実施例】以下、実施例により本発明の酵素を具体的に
説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。
EXAMPLES The enzyme of the present invention will now be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0033】実施例1:本発明酵素の培養 5リットル容坂口フラスコにポリペプトン1%、ミート
エキス1%、炭酸ナトリウム1%およびカゼイン0.1 %
を含む液体培地2リットル入れ、121℃で15分間オ
ートクレーブで滅箘した。これにプレート培養さらに試
験管培養しておいたTS50093 株を接種し、30℃、12
5rpm で2日間坂口培養を行なった。培養液を回収後、
0℃で30分間遠心分離(8000rpm )を行ない、上清液
を採取した。上清液に2倍容の−20℃のアセトンを加
え、再び0℃で30分間遠心分離(8000rpm )を行な
い、沈澱物を採取した後、減圧乾燥し粗酵素の粉末を得
た。
Example 1: Incubation of the enzyme of the present invention 1% polypeptone, 1% meat extract, 1% sodium carbonate and 0.1% casein in a 5-liter Sakaguchi flask.
was placed in 2 liters of liquid medium containing and sterilized in an autoclave at 121° C. for 15 minutes. This was inoculated with TS50093 strain, which had been plate-cultured and further cultured in test tubes, and incubated at 30°C for 12 hours.
Sakaguchi culture was performed at 5 rpm for 2 days. After collecting the culture medium,
Centrifugation (8000 rpm) was carried out at 0°C for 30 minutes and the supernatant was collected. A double volume of -20°C acetone was added to the supernatant, and the mixture was again centrifuged (8000 rpm) at 0°C for 30 minutes. The precipitate was collected and dried under reduced pressure to obtain crude enzyme powder.

【0034】得られた粗酵素約10mgを50mM M
ES(2−(N−モルホリノ)エタンスルホン酸)30
μlとグリセリン3μlに溶解し、以下の条件でアガロ
ースゲル電気泳動にかけた。同様にズブチリシンA、A
PI−21(特公昭60−55118号記載のNKS−
21株が産生するプロテアーゼ)およびプロテアーゼC
360(米国特許第3723250号記載のC360株
が生産するプロテアーゼ)についてもアガロースゲル電
気泳動にかけた。
About 10 mg of the resulting crude enzyme was added to 50 mM M
ES (2-(N-morpholino)ethanesulfonic acid) 30
It was dissolved in μl and 3 μl of glycerin, and subjected to agarose gel electrophoresis under the following conditions. Similarly subtilisin A, A
PI-21 (NKS-described in JP-B-60-55118)
Protease produced by 21 strains) and protease C
360 (protease produced by strain C360 described in US Pat. No. 3,723,250) was also subjected to agarose gel electrophoresis.

【0035】条件;ゲル濃度:アガロース1%, ゲル面積:15×15cm, 緩衝液 :50mM MES(pH6.5 ), 電圧 :40V, 温度 :4℃, 泳動時間:4〜6時間。Conditions; Gel concentration: 1% agarose, Gel area: 15 x 15 cm, Buffer: 50 mM MES (pH 6.5), Voltage: 40V, Temperature: 4°C, Run time: 4-6 hours.

【0036】結果は図1に示す通りであり、TS50093 株
は等電点の異なる2〜3のプロテアーゼを生産するが、
このうち、NKS−21株の生産するアルカリプロテア
ーゼAPI−21と挙動の似ている高等電点側の酵素の
精製を行なった。
The results are shown in FIG. 1. TS50093 strain produces 2-3 proteases with different isoelectric points,
Among these, an enzyme with a higher isoelectric point, which behaves similarly to the alkaline protease API-21 produced by the NKS-21 strain, was purified.

【0037】なお、酵素の活性は、電気泳動後、ゲルの
下面に0.5 M APBB(pH10)7.5 mlおよび1
0mM Suc-Leu-Leu-Val-Tyr-MCA 15μlを染み込ま
せたろ紙を張り付け、37℃で30分間インキュベート
した後、ゲルに紫外線を照射し、発光するスポットが生
じるのを観察することにより確認した。
The activity of the enzyme was evaluated by adding 7.5 ml and 1 ml of 0.5 M APBB (pH 10) to the bottom of the gel after electrophoresis.
A filter paper impregnated with 15 μl of 0 mM Suc-Leu-Leu-Val-Tyr-MCA was affixed, incubated at 37° C. for 30 minutes, and then the gel was irradiated with ultraviolet light to confirm the formation of luminescent spots. .

【0038】実施例2:酵素の精製 実施例1で得られた粗酵素を、1mMの塩化カルシウム
を含有する10mMMES緩衝液約200ml(pH6.
5 )に溶解し、同緩衝液5リットルで2回透析した。そ
の後、DEAE-Cellulofine A-500(生化学工業製)カラム
クロマトグラフィー(ゲル体積50ml)にかけ(同緩
衝液)、素通り画分を回収し、次にCM-Cellulofine C-5
00(生化学工業製)カラムクロマトグラフィー(ゲル体
積50ml)にかけた。吸着した活性画分を0〜1M塩
化ナトリウムによりグラジエント溶出し、比活性がイオ
ン交換クロマトグラフィー前の約12倍に上昇した本発
明のアルカリプロテアーゼを回収した。該サンプルをS
DSスラブ電気泳動にかけ、染色液にはクーマシーブリ
リアントブルー(CBB)を用いたところ酵素純度は均
一であることが確認された。精製の終了した酵素は凍結
乾燥して冷凍保存した。
Example 2 Purification of Enzyme The crude enzyme obtained in Example 1 was dissolved in about 200 ml of 10 mM MES buffer containing 1 mM calcium chloride (pH 6.0).
5) and dialyzed twice against 5 liters of the same buffer. Then, DEAE-Cellulofine A-500 (manufactured by Seikagaku Corporation) column chromatography (gel volume 50 ml) (same buffer) was applied to collect the flow-through fraction, followed by CM-Cellulofine C-5.
00 (manufactured by Seikagaku Corporation) column chromatography (gel volume: 50 ml). The adsorbed active fraction was subjected to gradient elution with 0 to 1 M sodium chloride to recover the alkaline protease of the present invention having a specific activity increased about 12 times that before ion exchange chromatography. S
When subjected to DS slab electrophoresis and using Coomassie Brilliant Blue (CBB) as a staining solution, it was confirmed that the enzyme purity was uniform. The purified enzyme was freeze-dried and stored frozen.

【0039】実施例3:N末端アミノ酸配列の分析 本発明のアルカリプロテアーゼおよびAPI−21の凍
結乾燥品を50%アセトニトリル、0.1 %トリフルオロ
酢酸に溶解し、HPLCによってメインピークを回収し
たものをアミノ酸シークエンサーにかけN末端アミノ酸
配列を49残基分析した。結果を配列番号1および配列
番号2に示す。
Example 3: Analysis of N-Terminal Amino Acid Sequence Lyophilized products of the alkaline protease of the present invention and API-21 were dissolved in 50% acetonitrile and 0.1% trifluoroacetic acid, and the main peak was collected by HPLC. 49 residues of the N-terminal amino acid sequence were analyzed using a sequencer. Results are shown in SEQ ID NO:1 and SEQ ID NO:2.

【0040】本発明のアルカリプロテアーゼはAPI−
21に対して約90%の相同性が認められる。
The alkaline protease of the present invention is API-
Approximately 90% homology to 21 is observed.

【0041】実施例4:精製酵素の性質の測定 (1)至適温度および温度安定性 本発明のアルカリプロテアーゼの至適温度と温度安定性
は以下のようにして測定した。
Example 4 Measurement of Properties of Purified Enzyme (1) Optimum Temperature and Temperature Stability The optimum temperature and temperature stability of the alkaline protease of the present invention were measured as follows.

【0042】(1−1)至適温度:基質として1%のカ
ゼイン、金属塩として0.05mMの塩化カルシウムを含む
50mM APBB(pH10)に本発明のアルカリプ
ロテアーゼを添加し10分間各温度で反応させた。30
℃での活性を100%として各温度での相対活性を求め
た結果を図2に示す。図2より、本発明のアルカリプロ
テアーゼのpH10における至適温度は55〜57℃付
近である。
(1-1) Optimal temperature: The alkaline protease of the present invention was added to 50 mM APBB (pH 10) containing 1% casein as a substrate and 0.05 mM calcium chloride as a metal salt, and reacted at each temperature for 10 minutes. rice field. 30
FIG. 2 shows the results of determining the relative activity at each temperature, with the activity at °C as 100%. From FIG. 2, the optimum temperature at pH 10 for the alkaline protease of the present invention is around 55 to 57°C.

【0043】(1−2)温度安定性及びカルシウムイオ
ンによる安定化効果:10nkat/mlの本発明のアルカ
リプロテアーゼと1mMの塩化カルシウムを含む50m
M APBB(pH10)200μlを各温度で10分
間インキュベートし、氷冷した後、活性を測定した。ま
た、塩化カルシウムを含有しないものに対しても同様に
測定した。また、酵素としてAPI−21についても同
様に活性を求めた。結果を図3に合わせて示す。図3よ
り、いずれの酵素も同じような温度安定性を示し、カル
シウムイオンの存在により温度に対する安定性が上昇す
る。pH10で10分間の熱処理において活性が半減す
る温度は、カルシウムイオンの存在下で51〜55℃で
あり、カルシウムイオンの非存在下で46〜49℃であ
る。また、50℃における活性はカルシウムイオンの存
在下で77%であり、カルシウムイオンの非存在下で3
2%である。
(1-2) Temperature stability and stabilizing effect by calcium ions: 50 mL containing 10 nkat/ml alkaline protease of the present invention and 1 mM calcium chloride.
200 μl of M APBB (pH 10) was incubated at each temperature for 10 minutes, ice-cooled, and activity was measured. In addition, measurements were also made in the same manner for those containing no calcium chloride. Also, the activity of API-21 as an enzyme was determined in the same manner. The results are also shown in FIG. From FIG. 3, all enzymes show similar temperature stability, and the presence of calcium ions increases the temperature stability. The temperature at which the activity is halved in heat treatment at pH 10 for 10 minutes is 51-55°C in the presence of calcium ions and 46-49°C in the absence of calcium ions. The activity at 50°C was 77% in the presence of calcium ions and 3 in the absence of calcium ions.
2%.

【0044】(2)至適pHおよび安定pH域 本発明のアルカリプロテアーゼの至適pHおよび安定p
H域は以下のようにして測定した。
(2) Optimal pH and stable pH range Optimal pH and stable p of the alkaline protease of the present invention
The H region was measured as follows.

【0045】(2−1)至適pH:基質として1%のカ
ゼインを含む50mMのBritton-Robinson広域緩衝液
(pH4〜12)に実施例2で得た酵素を添加し、30
℃で10分間各pHで反応させた。pH11.5での活性を
100%として各pHでの相対活性を求めた。図4に結
果を示す。図4より、至適pHは11〜11.5付近であっ
た。
(2-1) Optimal pH: The enzyme obtained in Example 2 was added to 50 mM Britton-Robinson broad range buffer (pH 4-12) containing 1% casein as a substrate, and
℃ for 10 minutes at each pH. The activity at pH 11.5 was regarded as 100%, and the relative activity at each pH was determined. The results are shown in FIG. From FIG. 4, the optimum pH was around 11-11.5.

【0046】(2−2)安定pH域:50mMのBritto
n-Robinson広域緩衝液255μlに20mMの塩化カル
シウム15μlと酵素溶液(100nkat/ml,50m
M APBB,pH10)30μlを加え、30℃で2
4時間インキュベートした後、氷冷し、活性を測定し
た。酵素としては、実施例2で得た酵素を用い、インキ
ュベート前の活性を100%として、各pHでの残存活
性を求めた結果を図5に示す。図5より、安定pH域は
30℃で4〜8.5 付近(残存活性50%以上)であるこ
とが分かる。
(2-2) Stable pH range: 50 mM Britto
15 μl of 20 mM calcium chloride and an enzyme solution (100 nkat/ml, 50 mL of n-Robinson broad range buffer)
Add 30 µl of M APBB, pH 10) and incubate at 30°C for 2
After incubating for 4 hours, it was ice-cooled and the activity was measured. As the enzyme, the enzyme obtained in Example 2 was used, and the activity before incubation was defined as 100%, and the results of determining the residual activity at each pH are shown in FIG. From FIG. 5, it can be seen that the stable pH range is around 4 to 8.5 at 30° C. (residual activity of 50% or more).

【0047】(3)免疫特性 オクタロニー法に従い、API−21抗血清およびプロ
テアーゼC360抗血清に対する本発明のアルカリプロ
テアーゼの免疫特性を調べたところ、本発明のアルカリ
プロテアーゼはAPI−21抗血清に対して沈降線を形
成したが、プロテアーゼC360抗血清には沈降線を形
成しなかった。すなわち、本発明のアルカリプロテアー
ゼはAPI−21と同じ免疫特性を有するが、プロテア
ーゼC360とは免疫特性が異なることがわかる。
(3) Immunity characteristics When the immunological characteristics of the alkaline protease of the present invention against API-21 antiserum and protease C360 antiserum were examined according to the Ouchterlony method, the alkaline protease of the present invention was found to have A sedimentation line was formed, but the protease C360 antiserum did not form a sedimentation line. That is, it can be seen that the alkaline protease of the present invention has the same immune properties as API-21, but different immune properties from protease C360.

【0048】(4)等電点の測定 実施例2で得た乾燥粉体の酵素1mgを用い、ショ糖密
度勾配等電点電気泳動法(堀尾武一、山下仁平、蛋白質
・酵素の基礎実験法(1981))に従い、酵素の等電点を測
定した。その結果、本発明のアルカリプロテアーゼの等
電点は 9.4〜9.5 であった。
(4) Determination of isoelectric point Using 1 mg of the dried powder enzyme obtained in Example 2, sucrose density gradient isoelectric focusing (Takeichi Horio, Nipei Yamashita, Fundamental Experiments on Proteins and Enzymes) (1981)), the isoelectric point of the enzyme was measured. As a result, the isoelectric point of the alkaline protease of the present invention was 9.4-9.5.

【0049】(5)分子量の測定 本発明のアルカリプロテアーゼを、分子量マーカーとし
てチトクロームを用いて15%SDS−ポリアクリルア
ミドゲル電気泳動法により分子量を測定したところ、2
9,100±1,000 であった。
(5) Measurement of molecular weight The molecular weight of the alkaline protease of the present invention was measured by 15% SDS-polyacrylamide gel electrophoresis using cytochrome as a molecular weight marker.
was 9,100±1,000.

【0050】(6)基質特異性 本発明のアルカリプロテアーゼの各種MCA合成基質お
よび各種タンパク質に対する分解活性を以下のようにし
て調べた。
(6) Substrate Specificity The activity of the alkaline protease of the present invention to decompose various MCA synthetic substrates and various proteins was examined as follows.

【0051】(6−1)MCA合成基質に対する分解活
性:本発明のアルカリプロテアーゼおよびAPI−21
を用い、基質として表に示す各種MCA合成基質を用
い、pH10にて分解活性を比較した(蛍光法)。な
お、表中、Sucはスクシニル基、Bocはt-ブトキシ
カルボニル基、Bzlはベンジル基、Bzはベンゾイル
基、Pyrはピログルタミル基、zはカルボベンゾキシ
基を示す。また、活性はSuc-AlaAlaProPhe-MCAの分解活
性を100としたときの相対活性で示す。
(6-1) Decomposing activity against MCA synthetic substrate: Alkaline protease and API-21 of the present invention
were used, and various MCA synthetic substrates shown in the table were used as substrates, and their degradation activities were compared at pH 10 (fluorescence method). In the table, Suc is a succinyl group, Boc is a t-butoxycarbonyl group, Bzl is a benzyl group, Bz is a benzoyl group, Pyr is a pyroglutamyl group, and z is a carbobenzoxy group. Moreover, the activity is shown as a relative activity when the degradation activity of Suc-AlaAlaProPhe-MCA is set to 100.

【0052】[0052]

【表5】 [Table 5]

【0053】(6−2)各種タンパク質に対する分解活
性:1%の各種タンパク質を添加した50mM APB
B(pH10)1mlを30℃で10分間放置した後、
表6に示す酵素の50mM APBB(pH10)溶液
50μlを加え、30℃で10分間反応させた後、0.3
M トリクロロ酢酸(TCA)溶液2mlで反応を停止
し、活性を測定した。活性はフェノール法により測定
し、カゼインの分解活性を100としたときの相対活性
を表6に示す。
(6-2) Degradation activity for various proteins: 50 mM APB to which 1% of various proteins were added
After leaving 1 ml of B (pH 10) at 30°C for 10 minutes,
After adding 50 μl of a 50 mM APBB (pH 10) solution of the enzymes shown in Table 6 and reacting at 30° C. for 10 minutes, 0.3
The reaction was stopped with 2 ml of M trichloroacetic acid (TCA) solution and the activity was measured. The activity was measured by the phenol method.

【0054】[0054]

【表6】 基 質 本発明 API-21 フ-C360 カゼイン 100 100 100 ヘモグロビン(未変性) 58 40 32 ヘモグロビン(変性) 165 130 60 BSA 21 15 15 卵白アルブミン 20 26 20 ケラチン(変性) 68 50 39 [Table 6] Substrate Present invention API-21 Protease C360 casein 100 100 100 Hemoglobin (native) 58 40 32 Hemoglobin (denatured) 165 130 60 BSA 21 15 15 Ovalbumin 20 26 20 Keratin ( denatured) 68 50 39

【0055】本発明のアルカリプロテアーゼは、各種タ
ンパク質に対する分解活性において、プロテアーゼC3
60とは大きく異なり、API−21とも異なるパター
ンを示す。なお、本出願人の先願に係る特開平5-252949
号に記載のアルカリプロテアーゼは基質特異性がプロテ
アーゼC360に酷似しており、従って、本発明のアル
カリプロテアーゼは基質特異性の点で特開平5-252949号
に記載のアルカリプロテアーゼと大きく異なっている。
The alkaline protease of the present invention has protease C3 in terms of degrading activity for various proteins.
60 and shows a different pattern from API-21. In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-252949, which is the prior application of the present applicant,
The alkaline protease described in JP-A-5-252949 is very similar in substrate specificity to protease C360. Therefore, the alkaline protease of the present invention is significantly different from the alkaline protease described in JP-A-5-252949 in terms of substrate specificity.

【0056】(7)界面活性剤に対する安定性 本発明のアルカリプロテアーゼの各種界面活性剤に対す
る安定性を以下のようにして調べた。
(7) Stability to Surfactants The stability of the alkaline protease of the present invention to various surfactants was examined as follows.

【0057】(7−1)n−ドデシルベンゼンスルホン
酸ナトリウム(LAS)に対する安定性 洗剤成分中で配合酵素の失活に最も関係の深い陰イオン
界面活性剤の中でとりわけ酵素に強いダメージを与える
LAS溶液中での安定性を比較した。酵素(本発明のア
ルカリプロテアーゼおよびAPI−21)および1mM
の塩化カルシウムを含有する100mM APBB(p
H10)25μlと、2%LAS水溶液25μlを50
mM APBB(pH10)200μlに加えたもの
(酵素の最終濃度:200nkat/ml,LASの最終濃
度:0.2 %)を40℃で60分間インキュベートし、1
5分毎にサンプリング(50μl)したものを50mM
APBB(pH10)500μlに加え、酵素添加直
後のカゼイン分解活性を100として、その残存活性を
求めた。結果を図6に示す。API−21では60分後
の残存活性は40%程度であるのに対して本発明のアル
カリプロテアーゼでは60分後に残存活性はおよそ60
%を示し、他の酵素に比べLAS中での安定性が著しく
優れていることがわかる。
(7-1) Stability to sodium n-dodecylbenzenesulfonate (LAS) Of the anionic surfactants that are most closely related to the deactivation of enzymes contained in detergent ingredients, LAS damages enzymes particularly strongly. Stability in LAS solution was compared. enzyme (alkaline protease of the invention and API-21) and 1 mM
100 mM APBB (p
H10) 25 μl and 25 μl of 2% LAS aqueous solution
200 μl of mM APBB (pH 10) (final concentration of enzyme: 200 nkat/ml, final concentration of LAS: 0.2%) was incubated at 40° C. for 60 minutes.
50 mM sampled (50 μl) every 5 minutes
It was added to 500 µl of APBB (pH 10), and the residual activity was determined by setting the casein-degrading activity immediately after addition of the enzyme to 100. The results are shown in FIG. API-21 has a residual activity of about 40% after 60 minutes, whereas the alkaline protease of the present invention has a residual activity of about 60% after 60 minutes.
%, and it can be seen that the stability in LAS is remarkably superior to that of other enzymes.

【0058】(7−2)他の界面活性剤に対する安定性 界面活性剤として、トデシル硫酸ナトリウム(SD
S)、ブリッジ35(Brigi 35)およびトリトンX−1
00(Triton X-100)を用い、各界面活性剤1%に対す
る本発明のアルカリプロテアーゼの耐性を以下のように
して調べた。
(7-2) As a stability surfactant for other surfactants, sodium todecyl sulfate (SD
S), Brigi 35 and Triton X-1
00 (Triton X-100), the resistance of the alkaline protease of the present invention to 1% of each surfactant was examined as follows.

【0059】25nkatの酵素(本発明のアルカリプロテ
アーゼ,API−21)および10mMの塩化カルシウ
ムを含有する100mM APBB(pH10)25μ
lと、10%界面活性剤水溶液25μlを50mM A
PBB(pH10)200μlに溶かしたものを40℃
で60分間インキュベートし、15分毎にサンプリング
(50μl)したものをを50mM APBB(pH1
0)500μlに加え、酵素添加直後のカゼイン分解活
性を100として、その残存活性を求めた。結果を図
7、8および9に示す。本発明のアルカリプロテアーゼ
の60分後の残存活性は、1%SDS溶液中で約40
%、1%ブリッジ35溶液中で約75%、1%トリトン
X−100溶液中で約70%であり、公知のAPI−2
1の残存活性(SDS溶液:10%、ブリッジ35溶
液:55%、トリトンX−100溶液:60%)に比べ
て安定性に優れていることがわかる。
25 µl of 100 mM APBB (pH 10) containing 25 nkat enzyme (alkaline protease of the invention, API-21) and 10 mM calcium chloride.
1 and 25 μl of a 10% surfactant aqueous solution to 50 mM A
Dissolve in 200 µl of PBB (pH 10) at 40°C
for 60 minutes, and samples (50 μl) were added every 15 minutes to 50 mM APBB (pH 1
0) In addition to 500 µl, the residual activity was determined by setting the casein-degrading activity immediately after addition of the enzyme to 100. Results are shown in FIGS. The residual activity of the alkaline protease of the present invention after 60 minutes is about 40% in a 1% SDS solution.
%, about 75% in a 1% Bridge 35 solution and about 70% in a 1% Triton X-100 solution, known API-2
1 (SDS solution: 10%, Bridge 35 solution: 55%, Triton X-100 solution: 60%).

【0060】[0060]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のアルカリ
プロテアーゼは、既知のアルカリプロテアーゼAPI−
21とN端アミノ酸配列が90%の相同性があり、基質
特異性も類似しているが、各種界面活性剤に対する安定
性が高い点で既知のアルカリプロテアーゼと明確に相違
する。本発明のアルカリプロテアーゼは、皮革加工用、
食品工業用、繊維工業用、医薬用などのほか、その高い
界面活性剤に対する安定性を生かして洗剤、特に液体洗
剤用の補助添加剤として有効に利用することができる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the alkaline protease of the present invention is a known alkaline protease API-
It has 90% homology with 21 in its N-terminal amino acid sequence and similar substrate specificity. The alkaline protease of the present invention is used for leather processing,
In addition to the food industry, the textile industry, and the pharmaceutical industry, it can be effectively used as an auxiliary additive for detergents, especially liquid detergents, taking advantage of its high stability against surfactants.

【0061】[0061]

【配列表】[Sequence list]

【0062】配列番号:1 配列の長さ:49 配列の型:アミノ酸 トポロジー:直鎖状 配列の種類:タンパク質 配列 Gln Thr Val Pro Trp Gly Ile Pro Tyr Ile Tyr Ser Asp Val Val Gln 1 5 10 15 His Gln Gly Tyr Phe Gly Asn Gly Val Lys Val Ala Val Leu Asp Thr 20 25 30 Gly Val Ala Pro Gln Pro Asp Leu Leu Ile His His Gly Val Ser Phe 35 40 45 Ile 49 SEQ ID NO: 1 Sequence length: 49 Sequence type: amino acid Topology: Linear Sequence type: protein arrangement Gln Thr Val Pro Trp Gly Ile Pro Tyr Ile Tyr Ser Asp Val Val Gln 1 5 10 15 His Gln Gly Tyr Phe Gly Asn Gly Val Lys Val Ala Val Leu Asp Thr 20 25 30 Gly Val Ala Pro Gln Pro Asp Leu Leu Ile His His Gly Val Ser Phe 35 40 45 Ile 49

【0063】配列番号:2 配列の長さ:49 配列の型:アミノ酸 トポロジー:直鎖状 配列の種類:タンパク質 配列 Gln Thr Val Pro Trp Gly Ile Pro Tyr Ile Tyr Ser Asp Val Val His 1 5 10 15 Arg Gln Gly Tyr Phe Gly Asn Gly Val Lys Val Ala Val Leu Asp Thr 20 25 30 Gly Val Ala Pro His Pro Asp Leu His Ile Arg Gly Gly Val Ser Phe 35 40 45 Ile 49SEQ ID NO:2 Sequence length: 49 Sequence type: amino acid Topology: Linear Sequence type: protein arrangement Gln Thr Val Pro Trp Gly Ile Pro Tyr Ile Tyr Ser Asp Val Val His 1 5 10 15 Arg Gln Gly Tyr Phe Gly Asn Gly Val Lys Val Ala Val Leu Asp Thr 20 25 30 Gly Val Ala Pro His Pro Asp Leu His Ile Arg Gly Gly Val Ser Phe 35 40 45 Ile 49

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

【図1】 微生物の生産する酵素に対するアガロースゲ
ル電気泳動の結果である。
FIG. 1 is the result of agarose gel electrophoresis for enzymes produced by microorganisms.

【図2】 本発明のアルカリプロテアーゼの至適温度範
囲を示すグラフである。
[Fig. 2] A graph showing the optimum temperature range of the alkaline protease of the present invention.

【図3】 本発明のアルカリプロテアーゼおよび公知酵
素(API−21)の温度安定性を示すグラフである。
Figure 3 is a graph showing the temperature stability of an alkaline protease of the invention and a known enzyme (API-21).

【図4】 本発明のアルカリプロテアーゼの至適pH範
囲を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the optimum pH range of the alkaline protease of the present invention;

【図5】 本発明のアルカリプロテアーゼのpH安定性
を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing pH stability of the alkaline protease of the present invention;

【図6】 本発明のアルカリプロテアーゼおよび公知酵
素(API−21)のLAS溶液中での安定性を示すグ
ラフである。
Figure 6 is a graph showing the stability of alkaline proteases of the invention and a known enzyme (API-21) in LAS solutions.

【図7】 本発明のアルカリプロテアーゼおよび公知酵
素(API−21)のSDS溶液中での安定性を示すグ
ラフである。
Figure 7 is a graph showing the stability of the alkaline protease of the invention and a known enzyme (API-21) in SDS solution.

【図8】 本発明のアルカリプロテアーゼおよび公知酵
素(API−21)のブリッジ35溶液中での安定性を
示すグラフである。
Figure 8 is a graph showing the stability of alkaline proteases of the invention and a known enzyme (API-21) in Bridge 35 solution.

【図9】 本発明のアルカリプロテアーゼおよび公知酵
素(API−21)のトリトンX−100溶液中での安
定性を示すグラフである。
Figure 9 is a graph showing the stability of alkaline proteases of the invention and a known enzyme (API-21) in Triton X-100 solution.

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // C11D 3/386 C12N 15/09 15/01 (C12N 9/54 C12R 1:07) (C12N 1/20 A C12R 1:07) (C12N 1/21 C12R 1:07) Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 identification code Internal reference number FI Technical label // C11D 3/386 C12N 15/09 15/01 (C12N 9/54 C12R 1:07) (C12N 1/20 A C12R 1:07) (C12N 1/21 C12R 1:07)

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 以下の性質を有するアルカリプロテアー
ゼ。 (1)作用:タンパク質を加水分解する。 (2)至適pH:カゼインを基質として30℃で、10
分間反応させた場合、至適作用pHは11〜11.5付近に
ある。 (3)至適温度:カゼインを基質としてpH10で反応
させた場合、至適作用温度は55℃付近にある。 (4)耐熱性:pH10で10分間処理した場合、活性
が半減する温度はおよそ46〜49℃である。 (5)分子量:SDSポリアクリルアミド電気泳動法に
より測定した分子量は、29,100±1,000 である。 (6)等電点:ショ糖密度勾配等電点電気泳動により測
定した等電点は、 9.4〜9.5 である。 (7)界面活性剤に対する安定性 200nkat/mlの濃度で0.2 %n−ドデシルベンゼンス
ルホン酸ナトリウム(LAS)水溶液(40℃)中で6
0分間インキュベートした場合、残存活性はおよそ60
%である。
1. An alkaline protease having the following properties. (1) Action: hydrolyzes proteins. (2) Optimum pH: 10 at 30°C with casein as substrate
When reacted for minutes, the optimum working pH is around 11-11.5. (3) Optimal temperature: When casein is used as a substrate and the reaction is carried out at pH 10, the optimum working temperature is around 55°C. (4) Heat resistance: When treated at pH 10 for 10 minutes, the temperature at which the activity is halved is about 46-49°C. (5) Molecular weight: The molecular weight determined by SDS polyacrylamide electrophoresis is 29,100±1,000. (6) Isoelectric point: The isoelectric point measured by sucrose gradient isoelectric focusing is 9.4-9.5. (7) Stability to surfactant 6 in 0.2% sodium n-dodecylbenzenesulfonate (LAS) aqueous solution (40°C) at a concentration of 200 nkat/ml
When incubated for 0 min, residual activity is approximately 60
%.
【請求項2】 N末端アミノ酸配列の49残基が配列番
号1で示される請求項1に記載のアルカリプロテアー
ゼ。
2. The alkaline protease according to claim 1, wherein 49 residues of the N-terminal amino acid sequence are shown in SEQ ID NO:1.
【請求項3】 バチルス属に属し請求項1または2に記
載するアルカリプロテアーゼの生産能を有する微生物ま
たはその突然変異株もしくは遺伝子操作株を培養し、前
記培養液から該アルカリプロテアーゼを採取することを
特徴とする請求項1または2に記載のアルカリプロテア
ーゼの製造方法。
3. Cultivating the microorganism belonging to the genus Bacillus and having the alkaline protease-producing ability according to claim 1 or 2, or its mutant or genetically engineered strain, and collecting the alkaline protease from the culture solution. 3. The method for producing an alkaline protease according to claim 1 or 2.
【請求項4】 アルカリプロテアーゼの生産能を有する
微生物またはその突然変異株もしくは遺伝子操作株がバ
チルスsp. TS50093 株(工業技術院生命工学工業技術
研究所受託番号FERM P-14104)またはその突然変異株も
しくは遺伝子操作株である請求項3に記載の製造方法。
4. The microorganism having alkaline protease-producing ability or its mutant strain or genetically engineered strain is Bacillus sp. Alternatively, the production method according to claim 3, which is a genetically engineered strain.
【請求項5】 請求項1または2に記載するアルカリプ
ロテアーゼの生産能を有するバチルス属に属する微生物
またはその突然変異株もしくは遺伝子操作株。
5. A microorganism belonging to the genus Bacillus having alkaline protease-producing ability according to claim 1 or 2, or a mutant or genetically engineered strain thereof.
【請求項6】 微生物がバチルスsp. TS50093 株(工
業技術院生命工学工業技術研究所受託番号FERM P-1410
4)である請求項5記載の微生物またはその突然変異株
もしくは遺伝子操作株。
[Claim 6] The microorganism is Bacillus sp.
4) The microorganism according to claim 5 or its mutant or genetically engineered strain.
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