JPH0763366B2 - Novel protease - Google Patents

Novel protease

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JPH0763366B2
JPH0763366B2 JP23288587A JP23288587A JPH0763366B2 JP H0763366 B2 JPH0763366 B2 JP H0763366B2 JP 23288587 A JP23288587 A JP 23288587A JP 23288587 A JP23288587 A JP 23288587A JP H0763366 B2 JPH0763366 B2 JP H0763366B2
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sodium
protease
optimum
range
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潤 人見
浩史 園原
進 伊藤
暉公彦 岡本
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Kao Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、広範囲なpH領域で作用する新規なプロテアー
ゼに関し、更に詳細には、日本の洗濯状況に適した洗浄
用酵素として広く用いることのできるプロテアーゼに関
する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a novel protease that acts in a wide pH range, and more specifically, it can be widely used as a washing enzyme suitable for Japanese laundry conditions. It relates to a protease that can.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

洗浄剤へのプロテアーゼの配合は、以前より行われてき
ているが、現状の洗浄剤のpHは全て高アルカリ側にある
のでこのようなプロテアーゼの特性としてアルカリ側に
最適反応pHを有し、界面活性剤中において安定に作用を
するものが望まれ開発されてきた。
Although the incorporation of protease into detergents has been performed for a long time, the pH of the current detergents is all on the high alkaline side. Those that act stably in the active agent have been desired and developed.

その代表的なものとして、アルカラーゼ、サビナーゼ、
エスペラーゼ(ノヴオ・インダストリー製)、マキサタ
ーゼ(ギスト プロカーデイス製)等が市販され多くの
洗浄剤に使用されている。
Typical examples are alcalase, savinase,
Esperase (manufactured by Novo Industry), maxatase (manufactured by Gist Procardis), etc. are commercially available and used in many cleaning agents.

しかし、これらのプロテアーゼの活性領域が高温側にあ
り、日本の洗濯が室温付近で行われている状況から、低
温域においても従来のプロテアーゼよりも活性発現力の
強いプロテアーゼの提供が求められ、この要求に応じて
API−21(昭和電工製)が近年開発されるに至つた。
However, since the active region of these proteases is on the high temperature side, and Japanese washing is performed near room temperature, it is required to provide a protease having a stronger activity expressing ability than the conventional protease even in the low temperature region. On request
API-21 (manufactured by Showa Denko) has recently been developed.

その他、更にプロテアーゼに望まれる特性として、ケラ
チン等の不溶性蛋白を良く分解する能力のあることが挙
げられ、そのような能力のあるプロテアーゼが洗浄に寄
与することも知られている(皆川基:繊消誌第26巻、第
322頁(1985))。
Other desired properties of proteases include the ability to decompose insoluble proteins such as keratin well, and it is also known that proteases having such ability contribute to washing (Motokawa Minamoto: Fiber Magazine, Vol. 26, Vol.
322 (1985)).

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

従来の洗浄剤用のプロテアーゼに要求されている特性と
して、アルカリ側に最適反応pHを有する、低温域で
も活性を有する、ケラチン等の不溶タンパクの分解力
に優れていることは、いずれも基本的な性能であるが、
その他にさらにプロテアーゼが広範囲のpH領域において
最適な活性を有するものであれば重、軽質洗剤に兼用が
可能であるので、そのような酵素の開発が望まれてい
た。
Basically, the properties required of conventional proteases for detergents are that they have an optimum reaction pH on the alkaline side, are active even at low temperatures, and are excellent in degrading insoluble proteins such as keratin. Performance,
In addition, as long as the protease has an optimum activity in a wide pH range, it can be used as a heavy or light detergent, and thus the development of such an enzyme has been desired.

〔問題を解決するための手段〕[Means for solving problems]

そこで本発明者らは、前記〜の基本的性能の他に、
広範囲のpH領域において最適な活性をする新規なプロテ
アーゼを得べく鋭意検索をおこなつた結果、栃木県芳賀
郡の土壌中より得られたバチルス・エスピーKSM−2004
(Bacillus sp.KSM−2004)の産生するプロテアーゼは
上記条件を満足するものであることを見出し、本発明を
完成するに至つた。
Therefore, the present inventors, in addition to the basic performance of ~,
As a result of conducting an intensive search for a novel protease having an optimal activity in a wide pH range, Bacillus sp. KSM-2004 obtained from soil in Haga-gun, Tochigi Prefecture
It was found that the protease produced by (Bacillus sp. KSM-2004) satisfies the above conditions, and has completed the present invention.

このバチルス・エスピーKSM−2004は、以下に示すよう
な菌学的性質を示す。
The Bacillus sp. KSM-2004 exhibits the following mycological properties.

(A) 形態的性質 (a) 細胞の形及び大きさ 桿菌0.5〜0.8×2.0〜5.0μm (b) 多形性 認められず。(A) Morphological properties (a) Cell shape and size Bacilli 0.5-0.8 × 2.0-5.0 μm (b) Polymorphism Not observed.

(c) 運動性 鞭毛を持たず運動性なし (d) 胞 子 0.4〜0.8×0.4〜0.8μm卵円形又は円形中央準端 (e) グラム染色 陽性 (f) 抗酸性 陰性 (B) 各種培地での生育状態 (a) 肉汁寒天平板での発育状態 pH7.0にて生育し、円形中凸状、円滑波状のコロニーを
形成する。その大きさは、φ1.0〜5.0mm、表面は円滑で
露滴状淡黄色を呈する。また不透明であり、脂状のコロ
ニーである。
(C) Motility No flagella and no mobility (d) Spores 0.4-0.8 × 0.4-0.8 μm oval or circular middle quasi-edge (e) Gram stain positive (f) Acid-negative (B) Various media (A) Growth state on broth agar plate It grows at pH 7.0 and forms a round, convex, smooth-wave colony. The size is φ1.0-5.0 mm, the surface is smooth and has a dewdrop-like pale yellow color. It is an opaque and oily colony.

(b) 肉汁寒天斜面上での生育 pH7.0において普通に生育を示し、乳白色の半透明で拡
帯状に生育する。
(B) Growth on broth agar slope It shows normal growth at pH 7.0, and is milky white, translucent and spreads in a wide band.

(c) 肉汁液体培養 pH7.0にて僅かに生育するが、菌膜は形成しない。(C) Meat juice liquid culture It grows slightly at pH 7.0 but does not form pellicle.

(d) 肉汁ゼラチン穿刺培養 pH7.0にていずれもゼラチンを液化する。(D) Meat broth gelatin stab culture All liquefy gelatin at pH 7.0.

(e) リトマスミルク ミルクの液化及び深部でのリトマスの脱色が認められ
る。
(E) Litmus milk Liquefaction of milk and bleaching of litmus in deep areas are observed.

(C) 生理的性質 (a) 以下の生理試験の結果は、いずれも陰性であつ
た。
(C) Physiological properties (a) The results of the following physiological tests were all negative.

硝酸塩の還元、脱窒反応、MRテスト、VPテスト、インド
ールの生成、硫化水素の生成、無機窒素の利用(硝酸ナ
トリウム、硫酸アンモニウム)、色素の生成、オキシダ
ーゼ、OFテスト。
Nitrate reduction, denitrification reaction, MR test, VP test, indole formation, hydrogen sulfide formation, inorganic nitrogen utilization (sodium nitrate, ammonium sulfate), pigment formation, oxidase, OF test.

(b) 以下の生理試験の結果はいずれも陽性であつ
た。
(B) The results of the following physiological tests were all positive.

澱粉加水分解、カゼイン分解、チロシン加水分解、カタ
ラーゼ、ウレアーゼ(弱い陽性)。
Starch hydrolysis, casein degradation, tyrosine hydrolysis, catalase, urease (weakly positive).

(c) クエン酸の利用 コーサーの培地では陰性、クリステンセン及びシモンズ
の培地では陽性。
(C) Utilization of citric acid Negative in Coerser's medium and positive in Christensen's and Simmons' medium.

(d) 生育pH範囲 pH6〜10で生育良好。(D) Good growth in the growth pH range of pH 6 to 10.

(e) 生育温度範囲 20〜30℃で生育良好、但し10℃〜40℃で生育可能。(E) Good growth in the growth temperature range of 20 to 30 ℃, but can grow at 10 ℃ to 40 ℃.

(f) 酸素に対する態度 好気性。嫌気条件下で生育不能。(F) Attitude toward oxygen Aerobic. Cannot grow under anaerobic conditions.

(g) 糖類からの酸及びガスの生成 (i) 塩化ナトリウムに対する耐性 5%塩化ナトリウム存在下で生育可能。(G) Generation of acid and gas from sugar (I) Tolerance to sodium chloride Can grow in the presence of 5% sodium chloride.

7%塩化ナトリウム存在下で僅かに生育。Grow slightly in the presence of 7% sodium chloride.

以上のバチルス・エスピーKSM−2004の菌学的性状を、
「バージエーズ マニユアル オブ デイターミネイテ
イブ バクテリオロジー第8版(1975)」及び「ザ ジ
ーナス バチルス,アグリカルチヤーハンドブツクNo.4
27(1973)」の記載に準じ、他の菌株と比較すると次の
通りである。
The above mycological properties of Bacillus sp. KSM-2004,
"Barge Aise Manual of Day Terminator Bacteriology 8th Edition (1975)" and "The Genus Bacillus, Agricultural Handbook No.4"
27 (1973) ”and the comparison with other strains is as follows.

KSM−2004は、グラム陽性の好気性桿菌であり、胞子形
成能を有することから、バチルス属に属することは明白
である。そしてKSM−2004は、運動性を有しないこと、
即ち、鞭毛を有していないこと、サブロー寒天培地で生
育できること、でんぷん加水分解能を有すること、グル
コース,アラビノース,キシロースから酸産生を行うこ
と等の性質から、バチルス・サーキユランス(Bacillus
circulans)に類縁の菌であると判断された。しかし、
KSM−2004はチロシンを加水分解するが、バチルス・サ
ーキユランスはこれを加水分解できない点が異なつてい
る。また一般的にバチルス・サーキユランスはカゼイ
ン、ゼラチン及びリトマスミルクに対し、非常に弱い反
応を行うか又は全く反応を行わないとされているが、本
菌株は、これらの基質に対し、良好に反応しうる点にお
いても相異する。
KSM-2004 is a Gram-positive aerobic bacillus, and has sporulation ability, and thus is clearly belonging to the genus Bacillus. And KSM-2004 has no motility,
That is, it has no flagella, can grow on a Sabouraud agar medium, has a starch hydrolyzing ability, and produces acid from glucose, arabinose, xylose, etc.
circulans) was determined to be a fungus. But,
KSM-2004 hydrolyzes tyrosine, but Bacillus circulans is different in that it cannot hydrolyze it. In addition, Bacillus circulans is generally said to react very weakly to casein, gelatin and litmus milk or not at all, but this strain reacts well to these substrates. The difference is also in the points.

以上の記載から明らかなように、本菌株は、バチルス・
サーキユランスと類似しているもののいくつかの点にお
いてこれと相異し、また、他の公知の菌株とも相異す
る。したがつて、本発明者らは本菌株をバチルス属の新
菌種と判断し、工業技術院微生物工業技術研究所に微工
研菌寄第9452号(FERM P−9452)として寄託した。
As is clear from the above description, this strain is Bacillus
It is similar to Circulans but differs in some respects from this and also from other known strains. Therefore, the present inventors determined that this strain was a new strain of the genus Bacillus, and deposited it with the Institute of Microbial Science and Technology of the Agency of Industrial Science and Technology as Micromachine Research Institute No. 9452 (FERM P-9452).

上記のバチルス・エスピーKSM−2004を用いて本発明の
新規なプロテアーゼを得るには、該菌株を適当な培地に
接種し、常法に従つて培養すれば良い。培地中には資化
し得る炭素源及び窒素源を適当量含有せしめておくこと
が好ましい。
In order to obtain the novel protease of the present invention using Bacillus sp. KSM-2004, the strain may be inoculated into an appropriate medium and cultured according to a conventional method. It is preferred that the medium contains appropriate amounts of assimilable carbon source and nitrogen source.

この炭素源及び窒素源については特に制限はないが、そ
の例としては、窒素源としてコーングルテンミール、大
豆粉、コーンスチープリカー、カザミノ酸、酵母エキ
ス、フアーマメデイア、イワシミール、肉エキス、ペプ
トン、ハイプロ、アジパワー、コーンミール、ソイビー
ンミール、コーヒー粕、綿実油粕、カルチベータ、アミ
フレツクス及びアジプロン、ゼスト、アジツクスなどが
挙げられる。又、炭素源としては、資化し得る炭素源、
例えば、アラビノース、キシロース、グルコース、マン
ノース、蔗糖、麦芽糖、可溶性デンプン、乳糖、廃糖蜜
や資化し得る有機酸、例えば酢酸等が挙げられる。ま
た、その他、リン酸、Mg2+,Ca2+,Mn2+,Zn2+,Co2+,Na+,K
+などの無機塩や、必要であれば、無機、有機微量栄養
源を培地中に適宜添加することもできる。
The carbon source and the nitrogen source are not particularly limited, but examples thereof include corn gluten meal, soybean flour, corn steep liquor, casamino acid, yeast extract, pharmamedeia, sardines, meat extract, peptone as the nitrogen source. , Hypro, Aji Power, Corn Meal, Soy Bean Meal, Coffee Meal, Cottonseed Oil Meal, Cultivator, Amifrex and Adipron, Zest, Azicus. Further, as a carbon source, a carbon source that can be assimilated,
Examples thereof include arabinose, xylose, glucose, mannose, sucrose, maltose, soluble starch, lactose, molasses and assimilable organic acids such as acetic acid. In addition, phosphoric acid, Mg 2+ , Ca 2+ , Mn 2+ , Zn 2+ , Co 2+ , Na + , K
Inorganic salts such as + and, if necessary, inorganic and organic micronutrient sources can be appropriately added to the medium.

斯くして得られた培養物中からの目的物質であるプロテ
アーゼの採取及び精製は、一般の酵素の採取及び精製の
手段に準じて行なうことが出来る。
Collection and purification of the protease, which is a target substance, from the thus obtained culture can be carried out according to general means for collecting and purifying enzymes.

すなわち、培養物の遠心分離、又は濾過等することによ
つて菌体を分離し、その菌体及び培養濾液から通常の分
離手段、例えば、塩析法、等電点沈澱法、溶媒沈澱法
(メタノール、エタノール、イソプロパノール、アセト
ン等)によつて蛋白を沈澱させたり、又、限外濾過(例
えばダイアフローメンブレン、アミコン社製)により濃
縮させて本発明のプロテアーゼを得る。塩析法では例え
ば、硫安(30〜70%飽和画分)、溶媒沈澱では例えば、
75%エタノール中で酵素を沈澱させた後、濾過或いは遠
心分離、脱塩することによつてこれを凍結乾燥粉末とす
ること可能である。脱塩の方法としては透析又はセフア
デツクス G−25等を用いるゲル濾過法等の一般的方法
が用いられる。
That is, cells are separated by centrifuging or filtering the culture, and the cells and the culture filtrate are separated by a conventional separation means such as salting out method, isoelectric focusing method, solvent precipitation method ( The protein of the present invention is obtained by precipitating the protein with methanol, ethanol, isopropanol, acetone or the like, or by concentrating the protein with ultrafiltration (for example, Diaflow membrane, manufactured by Amicon). For example, ammonium sulfate (30-70% saturated fraction) is used in the salting-out method, and solvent precipitation is performed using
After precipitating the enzyme in 75% ethanol, it is possible to obtain a freeze-dried powder by filtering, centrifuging, or desalting. As a desalting method, a general method such as dialysis or a gel filtration method using Sephadex G-25 is used.

このようにして得られるプロテアーゼ液は、そのまま使
用することもできるが、更に公知の方法によりプロテア
ーゼを精製結晶化して用いることもできる。プロテアー
ゼを精製するには、例えばヒドロキシアパタイトクロマ
トグラフイー等の吸着クロマトグラフイー、DEAE−セフ
アデツクス又はDEAE−セルロース等のイオン交換クロマ
トグラフイー及びセフアデツクスやバイオゲルのような
分子篩ゲルクロマトグラフイーを適宜組み合わせて分別
精製すれば良い。
The protease solution thus obtained may be used as it is, or may be purified and crystallized by a known method and used. To purify the protease, for example, adsorption chromatography such as hydroxyapatite chromatography, ion exchange chromatography such as DEAE-Sephadex or DEAE-cellulose, and molecular sieve gel chromatography such as Sephadex or biogel are appropriately combined and fractionated. It should be purified.

斯くして得られた本発明のプロテアーゼは以下に示すよ
うな理化学的性質を有する。(a) 最適反応pH 種々のpH緩衝液(100mM)中に、最終濃度2.2%となるよ
うに尿素変性ヘモグロビン(基質)を加え、25℃で10分
間反応をおこなつた。最適pHにおける基質に対する反応
初速度を100%とし、各pHにおける反応初速度を相対的
に表わした。この結果を第1図に示す。第1図から明ら
かなように、本菌の生産するプロテアーゼの最適反応pH
はpH6.5〜10.5と広範囲に亘つている。
The protease of the present invention thus obtained has the following physicochemical properties. (A) Optimal reaction pH Urea-modified hemoglobin (substrate) was added to various pH buffers (100 mM) so that the final concentration was 2.2%, and the reaction was carried out at 25 ° C for 10 minutes. The initial reaction rate for the substrate at the optimum pH was defined as 100%, and the initial reaction rate at each pH was expressed relatively. The results are shown in FIG. As is clear from Fig. 1, the optimum reaction pH of the protease produced by this bacterium
Has a wide range of pH from 6.5 to 10.5.

なお、使用した緩衝液及びそのpH範囲は次の通りであ
る。
The buffer solutions used and their pH ranges are as follows.

酢酸緩衝液 pH4〜6 リン酸緩衝液 pH6〜8 ホウ酸緩衝液 pH8〜10 炭酸緩衝液 pH9〜11 リン酸ナトリウム緩衝液 pH10.5〜12 (b) pH安定性 (a)で用いたものと同じ緩衝液(100mM)中に約2×1
0-4AUのプロテアーゼを加え、5℃で24時間放置した。
この処理液を0.5Mホウ酸緩衝液で5倍に希釈後、尿素変
性ヘモグロビンを基質としpH10.5で反応を行い残存活性
を測定した。処理前の酵素活性を100%とし各pH領域に
て処理したサンプルの活性を相対的に表わした。この結
果を第2図に示す。第2図から明らかなように、本発明
のプロテアーゼは、pH5〜12の広範囲で極めて安定であ
る。
Acetate buffer pH4-6 Phosphate buffer pH6-8 Borate buffer pH8-10 Carbonate buffer pH9-11 Sodium phosphate buffer pH10.5-12 (b) pH stability About 2 x 1 in the same buffer (100 mM)
0 -4 AU of protease was added and the mixture was allowed to stand at 5 ° C for 24 hours.
After diluting this treated solution 5 times with 0.5 M borate buffer, the reaction was carried out at pH 10.5 using urea-modified hemoglobin as a substrate to measure the residual activity. The enzyme activity before treatment was defined as 100%, and the activity of the sample treated in each pH range was relatively expressed. The results are shown in FIG. As is clear from FIG. 2, the protease of the present invention is extremely stable in a wide range of pH 5-12.

(c) 最適反応温度 各温度下、約5×10-5AUのプロテアーゼを用い、尿素変
性ヘモグロビンを基質としてpH10.5で反応を行つたとこ
ろ本発明によるプロテアーゼの最適温度は40℃であり、
20℃付近でも最高活性の55%以上の活性を有していた。
この結果を第3図に示す。
(C) Optimum reaction temperature Under each temperature, a protease of about 5 × 10 −5 AU was used, and the reaction was carried out at pH 10.5 using urea-modified hemoglobin as a substrate. The optimum temperature of the protease of the present invention was 40 ° C.
The maximum activity was 55% or more even at around 20 ° C.
The results are shown in FIG.

(d) 基質特異性 本発明によるプロテアーゼの各種基質に対する特異性を
他の市販アルカリプロテアーゼと比較した。用いた基質
は、尿素変性ヘモグロビン、ケラチン、カゼイン、ミオ
グロビン、牛血清アルブミンであり反応液中の濃度は、
ヘモグロビンを2.2%とし、他は1.0%とした。これらの
基質をpH10.5の0.1Mホウ酸緩衝液に加え、各酵素約1×
10-4AUを添加し、25℃で10分間(ケラチンは60分間)反
応を行つた。第1表にその結果を示した。尚、数値は、
各酵素量を1×10-4AU(尿素変性ヘモグロビンに対する
活性について統一)とし、これを各基質に対し反応さ
せ、それぞれの基質に対する活性の標準をAPI−21の活
性とし、対応する基質における各酵素活性をその相対値
として表わした。
(D) Substrate specificity The specificity of the protease of the present invention for various substrates was compared with other commercially available alkaline proteases. The substrate used was urea-modified hemoglobin, keratin, casein, myoglobin, bovine serum albumin, and the concentration in the reaction solution was
Hemoglobin was 2.2% and the others were 1.0%. Add these substrates to 0.1M borate buffer at pH 10.5 and add about 1 x each enzyme.
10 −4 AU was added and the reaction was carried out at 25 ° C. for 10 minutes (60 minutes for keratin). The results are shown in Table 1. The numerical value is
The amount of each enzyme was set to 1 × 10 -4 AU (unifying the activity against urea-modified hemoglobin), this was reacted with each substrate, and the standard of activity for each substrate was defined as the activity of API-21. Enzyme activity was expressed as its relative value.

以上の結果より、本発明のプロテアーゼは、ケラチン分
解能に優れ、かつ基質特異性が高いことが明らかとなつ
た。
From the above results, it was revealed that the protease of the present invention has excellent keratin degrading ability and high substrate specificity.

(e) 分子量 セフアデツクス G−100ゲル過クロマトグラフイー
を用いて本プロテアーゼの分子量を求めたところ25,000
であつた。溶出液としては、0.1M塩化カリウム及び5mM
塩化カルシウムを含む10mMトリス−塩酸緩衝液(pH7.
0)を用いた。なお、標準タンパクとしては、牛血清ア
ルブミン(MW:68,000)、卵白アルブミン(MW:45,00
0)、キモトリプシノーゲンA(MW:25,000)及びリボヌ
クレアーゼA(MW:13,700)を用いた。
(E) Molecular weight The molecular weight of this protease was determined to be 25,000 using Sephadex G-100 gel perchromatography.
It was. As the eluent, 0.1 M potassium chloride and 5 mM
10 mM Tris-HCl buffer containing calcium chloride (pH 7.
0) was used. The standard proteins are bovine serum albumin (MW: 68,000) and ovalbumin (MW: 45,00).
0), chymotrypsinogen A (MW: 25,000) and ribonuclease A (MW: 13,700).

(f) 界面活性剤及びビルダーの、プロテアーゼ安定
性に及ぼす影響 約2×10-4AUのプロテアーゼを、所定濃度の各種界面活
性剤又はビルダーを溶解した50mMホウ酸緩衝液(pH8.
0)に加え、25℃で1時間放置した。その後同緩衝液で
5倍に希釈し、尿素変性ヘモグロビンを基質とし、残存
活性を測定した。その結果を第2表に示した。
(F) Effect of surfactants and builders on protease stability 50 mM borate buffer solution (pH8.pH) containing about 2 × 10 -4 AU protease in which various kinds of surfactants or builders were dissolved at a predetermined concentration.
0) and left at 25 ° C. for 1 hour. After that, it was diluted 5-fold with the same buffer, and the residual activity was measured using urea-modified hemoglobin as a substrate. The results are shown in Table 2.

これらの結果から、本発明のプロテアーゼは、界面活性
剤又はビルダー中でかなり安定であると考えられる。
From these results, it is considered that the protease of the present invention is fairly stable in the surfactant or builder.

(g) 酵素阻害剤の影響 4×10-3AUのプロテアーゼを、所定濃度の一般的なプロ
テアーゼ阻害剤を加えた0.1Mホウ酸緩衝液(pH8.0)中
に添加し、25℃で1時間処理を行つた(ジイソプロピル
フルオリデート(DFP)を用いる場合は、0.1Mトリス塩
酸緩衝液、pH7.0にて処理を行つた)。処理後、0.1Mホ
ウ酸緩衝液(pH8.0)にて10倍に希釈し、アンソン・ヘ
モグロビン法により酵素活性を測定した。対照として阻
害剤未添加で同様に処理を行つた系を用意し、その活性
を100とした時の相対値で阻害剤の影響を表わした。こ
の結果を第3表に示す。
(G) Effect of enzyme inhibitor 4 × 10 -3 AU of protease was added to 0.1M borate buffer solution (pH 8.0) containing a predetermined concentration of a general protease inhibitor, and the mixture was incubated at 25 ° C. for 1 hour. Time treatment was performed (when diisopropylfluoridate (DFP) was used, treatment was performed with 0.1 M Tris-HCl buffer, pH 7.0). After the treatment, it was diluted 10 times with 0.1 M borate buffer (pH 8.0), and the enzyme activity was measured by the Anson hemoglobin method. As a control, a system that had been treated in the same manner without the addition of an inhibitor was prepared, and the effect of the inhibitor was expressed by the relative value when the activity was set to 100. The results are shown in Table 3.

本プロテアーゼは、DFPにより微かに阻害されることか
ら、活性中心にセリンを有しているものと考えられる
が、一般のセリン酵素に比べ、DFPに対して強い耐性を
有する。
Since this protease is slightly inhibited by DFP, it is considered that it has serine at the active center, but it is more resistant to DFP than general serine enzymes.

(h) 金属イオンの影響 各金属塩を5mMとなるように加えた0.1Mホウ酸緩衝液(p
H8.0)にアルカリプロテアーゼ4×10-3AUを添加後、25
℃10分間処理を行つた。その後、同緩衝液にて10倍に希
釈して、アンソン・ヘモグロビン法にて酵素活性を測定
した。金属塩未添加の系を対照として用いその活性を10
0とした時の相対値各金属イオンの影響を表わした。こ
の結果を第4表に示す。
(H) Effect of metal ion 0.1M borate buffer (p of each metal salt added to 5 mM)
After adding alkaline protease 4 × 10 -3 AU to H8.0),
The treatment was carried out at 10 ° C for 10 minutes. Then, the enzyme activity was measured by the Anson hemoglobin method after diluting 10 times with the same buffer solution. Using a system without addition of metal salt as a control,
Relative value when 0 is shown The effect of each metal ion is shown. The results are shown in Table 4.

この結果から、本発明のプロテアーゼは各種金属イオン
に対して非常に安定であり、これらの存在によつても何
らの影響を受けないことが認められた。
From this result, it was confirmed that the protease of the present invention is very stable to various metal ions and that the presence thereof does not have any influence.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明のプロテアーゼは、叙上の如く広範囲なpH領域に
おいて最適な活性を示し、低温域でも活性を有する。し
かも、ケラチン等に対して優れた分解力を有し、かつ、
洗剤組成物中に配合されたり、洗濯中に混入する各種成
分、例えば界面活性剤、ビルダー成分、金属イオン等の
存在下においてもほとんどその作用の低下は認められな
い。したがつて、本発明のプロテアーゼは、重質及び軽
質洗剤に配合するプロテアーゼとして極めて優れたもの
である。
The protease of the present invention exhibits optimum activity in a wide pH range as described above and has activity even in a low temperature range. Moreover, it has an excellent decomposing power for keratin and the like, and
Even in the presence of various components such as surfactants, builder components, metal ions, etc., which are mixed in the detergent composition or mixed during washing, the action thereof is hardly reduced. Therefore, the protease of the present invention is extremely excellent as a protease to be added to heavy and light detergents.

〔実施例〕〔Example〕

次に実施例を挙げて、本発明を更に詳しく説明する。 Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples.

参考例1 プロテアーゼ産生菌株の分離、採取: (i) 栃木県芳賀郡で採取した土壌サンプルの約1gの
滅菌生理食塩水10mlに懸濁し、80℃にて20分間放置し熱
処理した。熱処理上清液0.1mlをケラチンハロー寒天培
地へ接種し、30℃で48時間静置培養した。用いたケラチ
ンハロー寒天培地の組成は以下に示す通りである。
Reference Example 1 Separation and collection of protease-producing strains: (i) About 1 g of a soil sample collected in Haga-gun, Tochigi Prefecture was suspended in 10 ml of sterilized physiological saline, and the suspension was allowed to stand at 80 ° C for 20 minutes for heat treatment. The heat-treated supernatant (0.1 ml) was inoculated into a keratin halo agar medium, and statically cultured at 30 ° C. for 48 hours. The composition of the keratin halo agar medium used is as shown below.

グルコース 1 % 酵母エキス 0.2 % リン酸第一カリウム 0.1 % 羊毛ケラチン 1 % カルボキシメチルセルロース 1 % 硫酸マグネシウム・7水塩 0.02% 寒 天 1.5 % (ii) 上記培地組成物に、別滅菌を施した10%炭酸ナ
トリウムを0.01%、0.1%、1%添加し、最終pHを7.0、
9.0、10.5に調整後、平板培地を作製した。
Glucose 1% Yeast extract 0.2% Potassium phosphate 0.1% Wool keratin 1% Carboxymethylcellulose 1% Magnesium sulfate heptahydrate 0.02% Agar 1.5% (ii) The above medium composition was separately sterilized 10% Add sodium carbonate 0.01%, 0.1%, 1%, final pH 7.0,
After adjusting to 9.0 and 10.5, a plate medium was prepared.

培養後、生育したコロニーの周囲にハローを生じたもの
を選抜し、同培地で2〜3回純化し、均一のプロテアー
ゼ生産菌を得た。土壌サンプル300点より、各pHの平板
培養より得られた菌株は、120菌株であつた。
After culturing, those that produced halos around the grown colonies were selected and purified in the same medium 2 to 3 times to obtain uniform protease-producing bacteria. From 300 soil samples, 120 strains were obtained by plate culture at each pH.

(iii) 上記(ii)で得たこれらの菌株を以下に示す
ケラチン液体培地へ接種し、30℃で好気的に48時間振盪
培養を行つた。
(Iii) These strains obtained in (ii) above were inoculated into a keratin liquid medium shown below, and shake culture was aerobically performed at 30 ° C. for 48 hours.

グルコース 0.2 % ケラチン(羊毛) 0.5 % 酵母エキス 0.05% リン酸第一カリウム 0.1 % 炭酸ナトリウム(別滅菌) 0.4 % pH 9.0 培養中または終了後、ケラチンの分解力が顕著な菌株を
選択した。この方法でケラチンハロー平板培地より得ら
れた120菌株からプロテアーゼ生産菌、バチルス・エス
ピーKSM−2004を得た。
Glucose 0.2% Keratin (wool) 0.5% Yeast extract 0.05% Potassium potassium phosphate 0.1% Sodium carbonate (separate sterilization) 0.4% pH 9.0 During or after culturing, strains with remarkable keratin degrading power were selected. Bacillus sp. KSM-2004 was obtained from 120 strains obtained from the keratin halo plate medium by this method.

実施例1 参考例1により得た、バチルス・エスピーKSM−2004(F
ERM P−9452)を以下の液体培地に接種し、30℃で好気
的に48時間振盪培養を行つた。
Example 1 Bacillus sp. KSM-2004 (F obtained in Reference Example 1
ERM P-9452) was inoculated into the following liquid medium, and shake culture was carried out aerobically at 30 ° C. for 48 hours.

グルコース 2 % 魚肉エキス 1 % 大豆粉 1 % 硫酸マグネシウム・7水塩 0.02% リン酸第一カリウム 0.1 % 炭酸ナトリウム(別滅菌) 0.4 % pH 9.0 培養終了後、得られた培養物を遠心分離(3,000回転;10
分間)に付して菌を除去し、得られた培養上清を酵素液
とし、そのプロテアーゼ活性を測定した。プロテアーゼ
の活性は次の2通りの方法によつて測定した。
Glucose 2% Fish meat extract 1% Soybean flour 1% Magnesium sulfate heptahydrate 0.02% Potassium dihydrogen phosphate 0.1% Sodium carbonate (separate sterilization) 0.4% pH 9.0 After culturing, the resulting culture is centrifuged (3,000 Rotation; 10
The bacteria were removed by subjecting the obtained culture supernatant to an enzyme solution and the protease activity thereof was measured. The activity of protease was measured by the following two methods.

(a) 尿素変性ヘモグロビンを基質としたアンソン−
ヘモグロビン法: アンソンの方法に従い(Anson,M.L.:J.Ger.Physiol.,2
2,79(1938)尿素を用いて牛血清ヘモグロビンを変性さ
せ、苛性ソーダにてpH10.5とした。この基質溶液(ヘモ
グロビンとして2.2%)の0.5mlに酵素液0.1ml(0.1×10
-4〜1.0×10-4AU)を添加し、25℃にて10分間反応を行
い、4.9%トリクロル酢酸1.0mlを加え反応を停止した。
反応終了後、遠心分離(3000rpm10分間)を行い、その
上清液中に含まれる蛋白分解物をフオーリン・ローリー
法(O.H.Lowryら、J.Biol.Chem.193,265(1951))によ
つて定量した。なお、1AUは、上記反応条件下において
1分間に1mmoleのチロシンを遊離する酵素量とした。
(A) Anson using urea-modified hemoglobin as a substrate
Hemoglobin method: According to Anson's method (Anson, ML: J.Ger.Physiol., 2
2, 79 (1938) denatured bovine serum hemoglobin with urea, was pH10.5 at caustic soda. To 0.5 ml of this substrate solution (2.2% as hemoglobin), 0.1 ml of enzyme solution (0.1 x 10
-4 to 1.0 × 10 -4 AU) was added, the reaction was carried out at 25 ° C. for 10 minutes, and 1.0 ml of 4.9% trichloroacetic acid was added to stop the reaction.
After completion of the reaction, and centrifuged (3000 rpm min), the supernatant protein decomposition product Fuorin-Lowry method contained in (OHLowry et, J.Biol.Chem. 193, 265 (1951 )) to by connexion quantitative did. 1 AU was defined as the amount of enzyme that liberates 1 mmole of tyrosine per minute under the above reaction conditions.

(b) ケラチンを基質とした方法 0.5%羊毛ケラチンを20mM炭酸緩衝液中に懸濁させた溶
液0.5mlに、酵素液0.1mlを添加し、25℃で2時間反応を
行い、4.9%トリクロル酢酸水溶液1.0mlを加え反応を停
止した。以下の操作は(a)と同一とし、蛋白分解物量
を測定した。なお、1KUは、上記反応条件下において、
1分間に1mmoleのチロシンを遊離する酵素量とした。
(B) Method using keratin as a substrate 0.5 ml of 0.5% wool keratin suspended in 20 mM carbonate buffer was added with 0.1 ml of enzyme solution and reacted at 25 ° C for 2 hours to obtain 4.9% trichloroacetic acid. The reaction was stopped by adding 1.0 ml of an aqueous solution. The following operations were the same as those in (a), and the amount of proteolytic products was measured. In addition, 1KU is, under the above reaction conditions,
It was defined as the amount of enzyme that liberates 1 mmole of tyrosine per minute.

本実施例で得られた酵素液のプロテアーゼ活性は、第5
表の通りである。
The protease activity of the enzyme solution obtained in this Example was 5
It is as shown in the table.

実施例2 実施例1において得られた酵素液に、75%飽和になるよ
うに硫安を添加した。生じた沈澱を遠心分離(8000rpm
15分間)し、イオン交換水に対し透析後その酵素学的性
質(理化学的性質)を調べたところ、前記の通りであつ
た。
Example 2 Ammonium sulfate was added to the enzyme solution obtained in Example 1 so as to be 75% saturated. Centrifuge the resulting precipitate (8000 rpm
After 15 minutes) and dialysis against ion-exchanged water, the enzymatic properties (physical and chemical properties) were examined and the results were as described above.

実施例3 洗浄試験: JIS K3371に準じ、洗浄試験をおこなつた。洗浄系は、
市販の無リン重質洗剤(酵素未添加のもの)を0.133%
になるように4゜DHの水にて調製後、本発明のプロテア
ーゼ溶液を0.01AU/となるようにそれぞれ添加した。
試験布は、ヒト皮膚上の汚れが付着しやすいワイシヤツ
衿部分(3日間着用)とし、一対比較ができるように11
×13cm程に裁断後、酵素添加、あるいは酵素未添加の洗
浄系にて30℃1時間浸漬を行つた。浸漬終了後、ターゴ
ツトメーター(上島製作所製)を使用し、20℃120r.p.
m.10分間の洗浄を行つた。濯ぎ、乾燥後、一対の衿布
(15組)を見比べ汚れ落ちの程度を3名の熟練した判定
者により、それぞれ肉眼で判定を行つた。判定方法は、
汚れがほぼ完全におちている場合を5点、汚れがほとん
どおちていない場合を1点として、15枚の衿布の合計評
価点を求め、酵素未添加の洗浄系による評価点を100と
した場合の比率を洗浄力指数として表わした。この結果
を第6表に示す。
Example 3 Cleaning Test: A cleaning test was performed according to JIS K3371. The cleaning system is
0.133% of commercial phosphorus-free heavy detergent (without addition of enzyme)
And then added with the protease solution of the present invention at 0.01 AU /.
The test cloth is the waist collar part (worn for 3 days) where dirt on human skin is likely to adhere.
After cutting to about 13 cm, it was immersed in a cleaning system with or without addition of enzyme at 30 ° C. for 1 hour. After the immersion, use a targotometer (Kamishima Seisakusho) at 20 ℃ 120r.p.
m. Washing was carried out for 10 minutes. After rinsing and drying, a pair of collar cloths (15 sets) were compared and the degree of stain removal was visually judged by three skilled judges. The judgment method is
The total evaluation score of 15 pieces of collar cloth was calculated with 5 points when the stains were almost completely removed and 1 score when the stains were hardly removed, and the evaluation score of the cleaning system without addition of enzyme was set to 100. The ratio in each case was expressed as a detergency index. The results are shown in Table 6.

以上の結果により、本発明のプロテアーゼは、その作用
を充分に発揮しうる優れた洗浄剤用の酵素であることが
明らかである。
From the above results, it is clear that the protease of the present invention is an excellent detergent enzyme that can sufficiently exert its action.

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

第1図は、本発明プロテアーゼの活性に及ぼすpHの影響
を示す図面である。 第2図は、本発明プロテアーゼの安定性に及ぼすpHの影
響を示す図面である。 第3図は、本発明プロテアーゼの活性に及ぼす温度の影
響を示す図面である。
FIG. 1 is a drawing showing the effect of pH on the activity of the protease of the present invention. FIG. 2 is a drawing showing the effect of pH on the stability of the protease of the present invention. FIG. 3 is a drawing showing the effect of temperature on the activity of the protease of the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡本 暉公彦 埼玉県越谷市七左町1―229―8 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Okamoto Akihiko 1-229-8 Nanachiza-cho, Koshigaya-shi, Saitama

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】次の理化学的性質を有する新規プロテアー
ゼ。 (1)作用 尿素変性ヘモグロビン、ケラチンに対して作用する。カ
ゼインに対しても若干作用する。 (2)基質特異性 尿素変性ヘモグロビン、ケラチンに対し、高い活性を有
する。カゼインに対しても若干の活性を有する。ミオグ
ロビン、牛血清アルブミンに対する活性は非常に弱い。 (3)作用pH及び最適pH 作用pH範囲は、4.5〜12.0である。最適pHは、6.5〜10.5
であり、5.5〜11.5の範囲に於いても最適pHに於ける活
性の50%以上の相対活性を有する。 (4)pH安定性 pH5〜12で極めて安定で失活せず、pH4.0〜12.5に於いて
も、50%以上の活性を維持している。 (5)最適温度 作用温度は10〜70℃の広範囲にわたり、その至適温度は
40℃である。また、20〜50℃の範囲に於いても、最適温
度での活性の50%以上を有している。 (6)分子量 約25,000(ゲル濾過法による) (7)金属イオンの影響 各種の金属イオンに対して非常に安定である。 (8)界面活性剤、洗浄剤用ビルダーの影響 直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキル
硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキル硫酸ナト
リウム、α−オレフィンスルホン酸ナトリウム、α−ス
ルホ脂肪酸エステル、アルカンスルホン酸ナトリウム、
石鹸、ドデシル硫酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリ
ウム、ゼオライト、エチレンジアミン四酢酸は、活性を
ほとんど阻害しない。
1. A novel protease having the following physicochemical properties. (1) Action It acts on urea-modified hemoglobin and keratin. It also has some effect on casein. (2) Substrate specificity It has high activity against urea-modified hemoglobin and keratin. It also has some activity against casein. The activity against myoglobin and bovine serum albumin is very weak. (3) Working pH and optimum pH The working pH range is 4.5 to 12.0. The optimum pH is 6.5 to 10.5
It has a relative activity of 50% or more of the activity at the optimum pH even in the range of 5.5 to 11.5. (4) pH stability It is extremely stable at pH 5 to 12 and does not inactivate, and maintains an activity of 50% or more even at pH 4.0 to 12.5. (5) Optimum temperature The working temperature is in a wide range from 10 to 70 ℃, and the optimum temperature is
40 ° C. Moreover, it has 50% or more of the activity at the optimum temperature even in the range of 20 to 50 ° C. (6) Molecular weight about 25,000 (by gel filtration method) (7) Effect of metal ions It is very stable against various metal ions. (8) Effects of surfactants and detergent builders: sodium linear alkylbenzene sulfonate, sodium alkyl sulfate, sodium polyoxyethylene alkyl sulfate, sodium α-olefin sulfonate, α-sulfo fatty acid ester, sodium alkane sulfonate,
Soap, sodium dodecylsulfate, sodium tripolyphosphate, zeolite, ethylenediaminetetraacetic acid hardly inhibit the activity.
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