KR0169994B1 - 리포펩티드 탈아실효소 - Google Patents

리포펩티드 탈아실효소 Download PDF

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Abstract

본 발명은 엑티노플랜스 우타헨시스 (Actinoplannes utahensis)로부터의, 세포내에 존재하는 효소인 애키노칸딘 B 탈아실효소(Echinocandin B deacylase)를 소수성 상호작용 크로마토그라피, 양이온-교환 크로마토그라미 및 겔 여과법을 포함한 공정으로 거의 균질하게 정제하는 방법에 관한 것이다. 이 효소는 18-KD 및 63-KD의 서브유니트를 함유한 헤테로다이머 이며, 보조인자, 금속 킬레이트화제, 또는설프히드릴 시약에 의해 활성이 영향을 받지 않는 간단한 효소이다. 이 효소는 ECB 및 아쿨레아신과 같은 지질 사이클릭펩티드 대사물질의 지질 아실 부위의 탈아실화를 촉진한다.

Description

리포펩티드 탈아실효소
본 발명은 효소 공학(enzyme technology)에 관한 것이다.
특히 본 발명은, 항진균 대사물질 에키노칸딘 B(echinocandin B)(ECB), 아쿨레아신(aculeacin), 및 ECB의 동족체의 친유성 아실 측쇄를 탈아실화시키는 미생물 액티노플랜스 우타헨시스(Actinoplanes utahensis)에 의해 생성된 정제헝태의 리포펩티드 탈아실효소에 관한 것이다.
에키노칸딘 B 및 아쿨레아신은 각각 리놀레오일 및 팔미토일 측쇄를 갖는 공지된 사이클릭 헥사펩티드이다. 보엑크 (Boeck, L. D,)등의 문헌 [J. Antibiot. (Tokyo),41, 1085-1092,1988][J. Antibiot. (Tokyo),42, 382-388, 1989]; 및 키무라 (Kimura, Y.)등의 문헌 [Agri. Biol. Chem.51, 1617-1623,1987]에는 액티노플랜스 우타헨시스 및 슈도모나스(Pseudomonas)종의 전체 세포를 이용하여 ECB의 리놀레오일 그룹을 탈아실화시킨다고 보고 되어 있다. 타케시마(Takeshima, H.)등의 문헌[J. Biochem 105, 606-610, 1989]에는 아쿨레아신을 탈아실화시키는 에이. 우타헨시스로부터의 탈아실효소의 정제 및 일부 특징이 보고되어 있다.
천연 항진균제를 구조적으로 변형시키면 실로펀진 (ci1ofungin) 및 답토마이신(daptomycin)과 같은 탁월하게 유용한 치료제가 생성된다. 데보노(debono, M,)등의 문헌 [J,Antibiot. (Tokyo),42,389-397, 1989], [Ann. N. Y. Acad. Sci. 544, 152-167, 1988]; 고르디 (Gordee, R. S.)등의 문헌 [Ann. N.Y. Acad, Sci,544, 294-309]; 및 보엑크(Boeck, L.D.)등의 문헌 [J, Antibiot. (Tokyo), 41,1085-1092, 1988]. 예를들면 ECB를 에이. 우타헨시스의 전체 세포를 사용하여 탈아실화시킨 후 친유성 아실 측쇄를 분절시켜 ECB의 사이클릭 헥사펩티드 핵을 생성해 왔다. 화학수단에 의해 핵을 재아실화 시키므로써 향상된 항진균 특성을 갖는 실로펀진과 같은 아실 ECB화합물을 생성해 왔다.
전신성 진균 감염의 치료를 위해 향상된 항진균제가 필요하기 때문에 이들의 재조방법은 중요하다. 이러한 화합물을 제조하는 효소방법은 보통 화학방법 보다 간단하고, 보다 경제적인 방법이기 때문에, 특히 바람직하다. 따라서 이러한 전환에 유용한 효소의 이용이 매우 바람직하다.
액티노플랜스 우타헨시스 탈아실효소는 정제된 형태로 제공된다.
이 효소는 ECB의 리놀레오일 그룹 및 아쿨레아신의 팔미토일 그룹의 분절을 측진한다. 이 효소는 pH 6.0 및 60℃ 에서 최적 활성을 갖는 63 KD 및 18 KD의 서브유니트로 이루어진 헤태로다이머이다, 이 효소는 세포내에 존재하지만, 보조인자, 금속이온 킬레이트화제 또는 설프히드릴 시약에 의헤 영향 받지 않는다. 이 효소는 A21978C 항생물질의 사이클릭 헥사팹티드 핵의 제조 및 사이클릭펩티드 핵의 재조에 유용하다.
본 발명은 또한 소수성 상호 작용, 양이온 교환법, 염료-리간드 크로마토그라피 및 겔 여과법을 포함하는, 탈아실효소를 거의 균질하게 정제하는 방법을 제공한다.
본 발명에 의해 제공된 액티노플랙스 우타헨시스의 탈아실효소는 편의상 본 명세서에서 ECB탈아실효소로 명명한다. 실제로 세포내에 존재하는 상기 모든 효소는 효소의 정제된 상태에서 물리적, 촉매적 및 동역학적 특성을 갖는다.
ECB탈아실효소는 63-KD 및 18-KD의 서브유니트를 포함한 81-킬로달톤(KD)의 헤테로다이머이다. 크고 작은 서브 유니트의 아미노-말단 서열은 각각 다음과 같다 :
상기 서열에서 괄호안의 아미노산 잔기는 임시 잔기를 나타내며,…는 잔기가 아직 확인되지 앉았음을 나타낸다.
정제된 효소의 아미노산 조성은 하기 표 1에 기재 되어 있다. 이 조성은 도트즐라프(Dotzlaf, J, E.) 및 예 (Yeh,W-K)의 문헌 [J. Bacteriol : 169, 1611-1618, 1987]에 기재된 방법에 의해 결정된다.
Ultroge1 AcA 44를 이용하여 겔 여과법에 의해 측정한 ECB탈아실효소의 분자량은 46,000이다. 상기 언급한 서브 유니트의 분자량은 SDS-PAGE에 의해 측정한다. 겔 여과법에 의해 측정한 분자량은 효소의 비정상적인 겔 용출 작용으로 인해 상당히 적게 나타난 것이다. 겔상에서 효소의 비정상적인 용출 작용은 일반적으로 고분자의 높은 소수성으로 인한 막-결합 단백질의 특징이다.
ECB탈아실효소는 (2개의 서브유니트를 포함하지만) 효소의 활성을 나타내기 위해 어떠한 외부 인지질, 보조인자, 금속 또는 환원ㅈ를 필요로 하지 않는 간단한 효소이다. 또한 통상의 보조인자, 금속이온 또는 환원제중 어느 것도 탈아실 효소를 자극하지 않는다. 놀랍게도, N-에틸말레이미드(NEW)는 ECB를 ECB핵으로 전환하는 속도를 약 6 내지 7배 향상시키며, 정제된 탈아실효소도 향상시킨다:
정제된 탈아실효소의 중요한 특성은 높은 염농도의 존재하에 증가된 효소의 활성이다. 이 활성은 몇가지 통상의 일가 및 이가 금속염의 존재하에 3배 이하까지 증가한다. 염화나트륨, 염화칼륨, 염화마그네슘, 염화칼슘, 질산나트륨 또는 질산칼륨과 같은 염이 상기 자극성 염에 속한다. 이러한 목적을 위한 바람직한 염은 염화칼륨이다. 약 0.1몰 내지 약 3.0몰의 염농도가 가장 바람직한 것 같다. 증가된 활성은 보다 낮은 염농도에서도 관찰된다.
pH 7 및 9에서 비정제-PAGE에 의한 탈아실화에서 관찰된 분해력의 부족현상은 효소의 등전점이 9이상임을 나타낸다. 비정제- PAGE는 블랙쉬어(Blackshear, P. J.)의 문헌[Methods Enzymol. 104, 237-255, (1984)]에 따라 수행한다.
정제된 효소의 동역학적 및 촉매적 특성을 연구하기 위해 사용한 기질은 에키노칸딘 B(ECB)이다. ECB는 본래 수용액에서 불용성이다. ECB를 수성 매질중에 용해시키기 위해 시험한-몇가지 수혼화성 용매중에서, 약 15%의 낮은 농도 또는 이보다 낮은 농도의 디메틸설폭사이드(DMSO)가 탈아실화 촉진된 반응 및 후속의 HPLC의 효소활성 분석에 가장 적합하다.
이 효소는 60℃ 및 pH 6.0에서 0.05M KHP0완충액중 최적의 활성을 갖는다. 이 효소를 사용하여 반응(ECB를 ECB 핵으로)을 시작하는 경우 이 효소는 기질을 사용하여 시작하는 경우보다 활성이 적어도 2배이다.
라인위버-버크(Lineweaver-Burk)법에 의해 측정한 겅우, 에키노칸딘 B에 대한 탈아실효소의 Km은 50μM이다.
ECB반응의 겅우 Vmax는 10 내지 11μmol [형성된 펩타이드 (ECB핵)/분/단백질 (mg)]이다.
반응 화학양론과 관련하여, 형성된 ECB핵과 소멸된 ECB의 비율은 약 52,4%임이 관찰되었다. 관찰된 낮은 전환율은 몇몇의 다른 반응의 생성 또는 몇몇의 분해때문일 수도 있다.
상기 언급된 바와 같이, 에이. 우타헨시스 탈아실효소는 세포내에 존재한다. 예를들면, ECB탈아실효소의 높은 전체 활성을 나타내는, 에이. 우타헨시스의 전헝적인 90-시간 배지에서, 탈아실효소 활성의 99%이상은 세포내에-존재한다. 세포내에 존재하는 탈아실효소 활성의 5%미만은 pH 6.0의 0.01M KHP0에서 하룻동안 새포를 배양하므로써 방출된다. 이 완충액 및 다른 완충액의 이온강도의 증가는 용해성 탈아실효소의 회수에 약간의 영향을 끼친다. 그러나, 염화칼륨, 염화나트륨, 질산칼륨, 질산나트륨과 같은 염, 및 마그네슘 또는 칼슘 염으로 세포를 처리하므로써, 용해성 탈아실효소의 높은 회수(60 내지 80%)가 가능하다고 밝혀졌다. 이러한 염-처리의 효과는 하기 표 2에 나타나 있다.
ECB탈아실효소는 액내 호기성 발효조건하에 액티노플랜스 우타헨시스를 배양하므로써 생성된다. 발효방법 및 사용한 조건은 보엑크(Boeck. L,D.),푸쿠다(Fukuda, D.S.),아보트(Abbott, B.J.) 및 데보노(Debono, M.)의 문헌[J. Antibiot. (Tokyo),42,382-388, 1989]에 공지되어 있다. 탈아실효소 활성의 최대 생성은 배지에 접종한 후 약 90시간째에 발생한다. 상기 및 하기 실시예 1에 기재된 바와 같이 천연 형태의 효소는 바람직하게 염화칼륨으로 전체 세포를 염처리하므로써 용해된다.
용해된 비정제효소는, 소수성 상호작용 크로마토그라피 , 양이온 교환 크로마토크라피 및 겔 여과 단계를 포함한 본 발명의 정제 공정에서 거의 균질하게 정제된다. 상기 기재된 바와 같이, ECB탈아실효소는 느슨하게 세포-결합한 단백질로서 작용하며 , 에이. 우타헨시스의 전체 세포를 무기 염으로 처리하므로써 달리 용해된다. 염화칼륨을 사용하는 것이 바람직하다. 용해된 효소의 용액을 여과하고,이 여액을 초여과에 의해 농축시킨후 다음 단계를 위해 더욱 농축된 탈아실효소 용액을 제공하는 것이 바람직하다.
공정의 제 1단계에서 농축된 세포 추출액을 1시간동안 약 60℃에서 가열하고,따뜻할때 14% 황산암모늄 및 1.2M 염화칼륨으로 처리한다. 열처리하면 60℃에서 불안정한 용액중의 다른 단백질이 침전된다. ECB탈아실효소는 60℃에서 안정하며, 용해된 상태로 남아 있다.
열 처리된 추출액은 약 25℃의 온도에서 지질 치환된 아가로즈와 같은 소수성 상호작용 크로마토그라피용 물질 , 예를들면 시판중인 Octyl SepH arose(pH armacia)상에서 소수성 상호작용 크로마토그라피시킨다. 컬럼은 약 0.05M의 인산이수소칼륨 또는 기타 적합한 완충액, 1.2M 염화칼륨 및14% 황산암모늄을 사용하여 pH 6으로 평형화시킨다. 컬럼은 동일한 완충액으로 세척하고, 결합 단백질은 pH 6의 0.05M KHP0완충액중에서 KCℓ(1.2-0.1M) 및 (NH)S0(14-0%)로 동시에 선형 구배 용출시킨다. ECB탈아실효소는 유일한 비대칭의 활성 피크로서 용출된다.
총 약 95%의 탈아실효소 활성을 갖는 피크 분획물들은 풀링(pooling)시키고, 황산암모늄으로 분류시킨다. 10 내지 36%의(NH)S0분획물을 모으고, 0.8M KCℓ을 포함한 pH 6의 완충액중에서 겔 여과시킨다. 사용할 수 있는 겔 타입은 SepH acryl S-200 HR이 적합한 겔일지라도 변할 수 있다. 효소는 하나의 주요 활성 피크 및 보다 작은 활성 피크로서 용출된다. 약 90%의 탈아실효소 활성을 갖는 주요 피크로부터의 피크 분획물은 풀링시키고, 0.05M KCℓ을 사용하여 pH 5.6에 맞춘다. 풀링시킨 분획물은 시판중인 Trisacryl 수지중의 어느 하나, 예를들면 Trisacryl-CM (IBF Biotechnics)과 같은 적합한 양이온- 교환 수지상에서 양이온-교환 크로마토그라피시킨다. 컬럼은 pH 5.6의 0.05M KHP0, 및 0.05M KCℓ을 사용하여 평형화 시킨다. 컬럼은 동일한 완충액으로 세척하고, 결합 단백질은 동일한 완충액중에서 KCℓ (0.05M-0.5M)로 선형 구배 용출시킨다.탈아실효소는 2개의 활성 피크로서 용출된다.
탈아실효소의 활성을 포함하는 각각의 피크로부터의 분획물은 풀링시키고, 0.05M의 KCℓ로 조정하고, Red-SepH arose (pH armacia, Inc.)또는 Dyematrex Blue A (Amicon)와 같은 염료- 리간드 겔에 적용한다. 겔은pH 6.0의 0.05M KHP0, 및 0.05M KCℓ을 사용하기에 앞서 평형화시긴다. 결합 단백질은 Red- SepH arose로부터의 동일한 완충액중에서 KCℓ(0.05-2-3.3M)로 단계적 구배시키면서, 또는 Blue A겔로부터의 동일한 완충액중에서 KCℓ(0.05-2.5M)로 선형 구배 용출시키는 것이 바람직하다. 넓은 비대칭의 활성 피크는 염료-리간드 크로마토그라피로부터 수득된다.
총 약 80%의 활성을 갖는 염료-리간드 겔로부터의 피크 분획물은 풀링시키고, pH 6.0의 0.05M KHP0, 및 0.2M의 KCℓ을 사용하여 미리 평형화시킨 Ultragel AcA 44 (IBF Bio- technics)와 같은 타입의 겔상에서 겔 여과시킨다. 효소는 하나의 활성피크로서 용출되며, 모든 탈아실효소를 포함한 피크 분획물은 풀링시킨다.
풀링시킨 분획물은 0.04M의 KCℓ을 사용하여 pH 7.0에 맞추고, 다시 Trisacryl.-CM과 같은 음전하의 수지상에서 양이온 교환 크로마토그라피시킨다. 수지는 pH 7.0의 0.05M KHP0, 및 0.04M KCℓ완충액을 사용하기 앞서 평형화시키고, 결합 탈아실 효소는 동일한 완충액중에서 KCℓ(0.04-0.5-2M)로 단계적 구배 용출시킨다. 하나의 넓은 활성 피크 및 하나의 뾰족하고 보다 작은 활성 피크가 관찰된다. 정제된 효소의 이러한 2개의 활성 피크로부터의 분획물은 계속 사용하기 위해 -70℃에 저장할 수 있다.
ECB탈아실효소의 정제를 위한 선행 8-단계 공정시 2개의 크기-형태 및 2개의 전하-형태의 효소가 관찰된다. 최종 양이온-교환 크로마토그라피를 사용하여 수득한 주요 피크는 SDS-PAGE에 의해 분석하며, 이 피크는 2 개의 근접한 서행 밴드(slow-moving band) 및 2 개의 속행 밴드(fast-moving band)를 나타낸다. 제 2 서행 밴드의 부재는 이 단백질이 제1서행 밴드로부터의 분해 생성물임을 의미한다.
본 발명의 정제 공정에 의해 제공된, 정제된 ECB탈아실 효소는 리포 사이클릭펩티드를 탈아실화시켜 이들의 사이클릭펩티드 핵을 제공하는 방법에 유용하다. 특히 이 효소는 사이클로헥사펩티드 에키 노칸딘 B 및 아쿨레아신을 탈아실화시킨다. 또한 정제된 효소는 답토 마이신을 비롯한 사이클릭펩티드 A21978 항생 물질 인자로부터의 지방산 측쇄를 분절시킨다.
본 발명의 공정은, 약 25℃ 내지 75℃의 온도에서 pH 약 5 내지 약 7의 수성 배지중에서 일반식(A)또는 (B)로 나타낸 사이클릭펩티드를 에키노칸딘 B탈아실효소와 혼합한 후, R 및 R'가 수소인 일반식(A)또는 (B)의 화합물을 제공함을 포함한다.
상기식에서, R은 리놀레오일, 미리스토일 또는 팔미토일이고, R'는 데카노일, 8-메틸데카노일, 또는 10-메틸운데카노일, 또는 10-매틸도데카노일이다.
상기 공정은 약 55℃ 내지 약 65℃의 온도에서 수행하는 것이 바람직하다. 배지의 pH 는 적합한 완충액으로 유지시킬 수 있다. 알칼리 금속 염화물(예 : KCℓ 또는 NaCℓ) 또는 알칼리 금속 질산염(예: KNO3)과 같은 염은 효소의 활성에 유익한 영향을 주며, 수성 배지중에 흔입시킬 수 있다. 염은 약 0.05M 내지 약 3.0M의 KCℓ이 바랍직하다.
수흔화성 용매는 또한 기질의 수용해성이 낮은 경우 배지에 가할 수 있다. 예를들면, 에키노칸딘 B는 물에서 낮은 용해성을 갖는다. 디메틸설폭사이드(DMSO)는 반응 배지에 가하여 그의 용해성을 증진시킬 수 있다. DMSO는 또한 탈아실효소에 적합하다. 일반적으로 DMSO는 ECB 및 아쿨레아신의 경우에서 예시된 바와 같이 약 5% 내지 15% (V:V)의 양을 가할 수 있다.
이 공정은, 완충된 수성 배지중에 기질의 용액을 형성 시키고, 혼합물을 반응 온도까지 가온시키며 효소를 가하므로써 수행하는 것이 바람직하다. 반응 혼합물을 교반하고, 흔들거나 달리 진탕시켜 기질과 효소를 충분히 접촉시킨다. 반응 혼합물은 하기 기재된 분석법에 의해 소량의 혼합물을 분석하므로써 때때로 검사한다. 달리, 기질의 용액을 완충된 효소 용액에 가할 수 있다. 그러나, 보다 우수한 탈아실화 결과는 일반적으로 효소를 기질에 가하므로써 수득된다.
반응을 검사하므로써 측정할때 반응이 너무 느리게 진행하거나, 또는 너무 이르게 종결되는 경우, 추가의 새로운 효소를 가하여 탈아실화를 완결지을 수 있다.
이 공정은 또한 고정화 형태의 효소를 사용하여 수행할 수도 있다. 효소는 적합한 불활성 수지 지지체에 결합한 후 컬럼내에 충진될 수도 있다. 완충된 수용액을 컬럼에 적용시킨 후 완충액으로 세척할 수 있다. 재순환 공정은 완전한 전환을 이룩하기 위해 필요할 수도 있다.
본 발명의 공정의 바람직한 태양은 애키노칸딘 B (일반식 A, R=리놀레오일)를 에키노칸딘 B핵(일반식 A, R=H)으로 탈아실화시킴을 포함한다. 또다른 바람직한 태양은 아쿨레아신 (일반식 A, R=팔미토일)을 동일한 ECB핵으로 탈아실화시킴을 포함한다 .
본 발명의 정제된 탈아실효소를 사용하여 수행한 기질 특이성 조사는 일반식 A의 에키노칸딘 B타입, 및 일반식 B의 A21978 항생물질 타입의 사이클릭펩티드에 대해 다소 넓은 특이성을 나타내었다. A21978기질은 미합중국 특허 제 4,537,717호에 기재된 공지된 대사물질이다. 또한 핵의 아실화에 의해 제조된 ECB핵의 특정한 유도체는 탈아실효소를 위한 기질임이 밝혀졌다. 이러한 아실 유도채의 실례는, R이 C7H150-(30%),C5H11O-(12%)에 의해 파라 위치에서 치환된 3-페닐프로피오닐 그룹; C8H70-(30%)또는 C11H23C(O)NH-그룹(5%)에 의해 파라 위치에서 치환된 페닐아세틸 그룹; C11H23C(O)NH-그룹에 의해 파라 위치에서 치환된 벤조일 그룹; C11H23C(O)NH-그룹(15%)에 의해 파라 위치에서 치환된 신나모일 그룹인 상기 일반식 A로 나타내어진다. 괄호안의 숫자는 ECB 자체의 탈아실효소 활성 100%에 대한 상대적인 활성 %이다.
하기 실시예는 본 발명을 추가로 예시 및 기재하지만 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
[실시예 1]
ECB 탈아실효소의 제조 및 정제
A. 액티노플랜스 우타헨시스의 발효
액티노플랜스 우타헨시스 NRRL 12052를 보엑크(Boeck, L.D), 푸쿠다(Fukuda, D.S.), 아보트(Abbott, B.J.), 및 데보노(Debono, M.)의 문헌 [J. Antibiot. (Tokyo), 42, 382-388, 1989]에 기재된 조건하에 150ι들이 발효기에서 생육시킨다. 높은 활성의 에키노칸딘 B 탈아실효소를 포함한 세포(접종후 90시간째)를 원심 분리에 의해 수확하고; pH 6.0의 0.05M KH2PO4로 세척한 후 효소단리 및 정제를 위한 사용한다.
B. 효소용해 및 정제
달리 언급하지 않는 한 하기 단리 및 정제 공정은 약 0℃ 내지 4℃의 온도에서 수행한다.
90시간째에 100ℓ의 발효 배지를 분석하므로써 실질적으로 모든 탈아실효소 활성이 세포내에 존재함을 알았다. 실시예1을 통해 사용한 분석법은 하기에 기재되어 있다.
새로운 세포(습윤 중량 7.9kg)를 전체 부피가 57ℓ가 되도록 pH 6.0의 0.05M KH2P04, 및 0.8M KCℓ중에 재현탁시키고, 현탁액을 하룻동안 계속 교반한다. 대부분 세포내에 존재하는 탈아실효소 활성은 이러한 염 처리에 의해 달리 용해된다.
용해된 탈아실효소는 와트만 No.1 페이퍼를 통해 여과시키고, 여액은 Amicon YM 30 나선헝의 초여과 카트리지를 사용하여 3,3ℓ의 부피를 농축시킨다. 농축된 추출액은 60℃에서 1시간동안 가열한다.
열-처리된 효소 추출액은 14%농도의 (NH4)2S04및 1.2M의 KCℓ로 처리하고, pH 6.0의 0.05M KH2P04, 1.2M의 KCℓ 및 14% (NH4)2S04를사용하여 미리 펑헝화시킨 Octyl-SepH abrose 컬럼 (5×36cm)상에 적하시킨다. 컬럽은 2배의 상 부피의 동일한 완충액으로 세척하고, 결합 단백질은 pH 6.0의 0.05M KH2P04중에서 KCℓ(1,2-0.1M) 및 (NH4)2S04(14-0%)로 동시에 선형 구배 용출시킨다. 이 크로마토그라피(소수성 상호 작용크로마토그라피)는 약 25℃의 온도에서 수행한다. ECB 탈아실효소는 유일한 비대칭의 활성 피크로서 용출된다.
총 95%의 탈아실효소 활성을 갖는 피크 분획물은 풀링시키고, (NH4)2S04로 분획시킨다. 10 내지 36%의 (NH4)2S04분획물은 pH 6.0의 0.05M KH2P04, 및 0.8M KCℓ(완충액 A)로 미리 평형화시킨 SepH acryl S-200 HR컬럼(5×69cm) 상에 적하시킨다. 탈아실효소는 하나의 주요 활성 피크 및 하나의 보다 중요하지 않은 활성 피크로서 용출된다. 90%의 효소활성을 갖는 주요 피크로부터의 피크 분획물을 풀링시키고, pH 5.6의 0.05M HC1로 조정하고, pH 5.6의 0.05M KH2P04, 및 0.05M KCℓ(완충액 B)로 미리 평형화시킨 Triascryl-CM컬럼(2.5×33cm)에 적용한다. 컬럼은 2배의 상 부피의 완충액 B로 세척하고, 결합 단백질은 완충액 B중에서 KCℓ(0.05-0.5M)로 선형 구배 용출 시킨다. 탈아실효소는 2개의 활성 피크로서 용출된다.
탈아실효소 활성을 포함하는 2개의 피크 각각으로부터의 분획물을 피크 하나당 하나의 풀(pool)로 풀링시킨다. 2개의 효소 풀을 0.05M의 KCℓ로 조정하고, 하나의 풀을 Red-SepH arose 컬럼 (3.2×15.5cm)상에 적하시키고, 나머지 풀은 Dyematrex Blue A 컬럼 (2.2×22cm)상에 적하시킨다. 상기 컬럼 둘다는 pH 6.0의 0.05M KH2P04, 및 0.05M KCℓ(완충액 C)로 미리 평헝화시킨다. 상기 컬럼 둘다를 2배의 상 부피의 완충액 C로 세척하고, 결합 단백질은, Red-SepH arose 컬럼으로부터 완충액 C중에서 KCℓ(0.05-2-3.3M)로 단계적 구배 용출시키고, Blue A컬럼으로부터 완충액 C중에서 KCℓ(0.05-2.5M)로 선형 구배 용출시킨다. 넓은 비대칭의 활성 피크는 각각 염료-리간드 크로마토그라피로부터 관찰된다.
총 80%의 탈아실효소 활성을 갖는 Red-SepH arose 피크로부터의 피크 분획물을 풀링시키고, pH 6.0의 0.05M KH2P04, 및 0.2M KCℓ(완충액 D)로 미리 평형화시킨 Ultragel Ac 44 컬럼 (1×118cm)에 적용한다. 탈아실효소는 하나의 활성 피크로서 용출된다.
모든 탈아실효소 활성을 포함한 피크 분획물을 풀링시키고, pH 7.0의 0.04M KCℓ(완충액 E)로 미리 평형화시킨 Trisacryl- CM컬럼 (1×34cm)상에 적하시킨다. 컬럼을 2배의 상 부피의 완충액 E로 세척한 후 결합 단백질은 완충액 E중에서 KCℓ(0.04-0.5-2M)로 단계적 구배 용출시긴다. 하나의 넓고 주요한 활성 피크 및 하나의 뾰족하고 보다 중요하지 않은 활성 피크가 관찰된다. 2개의 활성 피크로부터의 분획물은 펄요할때까지 별도로 -70℃에 저장한다.
하기 표 3은 상기 상술한 ECB탈아실효소의 단리 및 정제 단계 각각에서 수득한 결과를 나타낸다.
상기 기재된 바와 같이, 2개의 활성 피크는 Trisacryl- CM을 사용한 제1 및 제 2양이온-교환크로마토그라피에서 관찰된다. 제1크로마토그라피의 2개의 피크A 및 B각각으로 부터의 분획물을 모으고, 기재한 바와 같이 따로따로 분석한다. 풀링된 A분획물은 Red-SepH arose 염료-리간드 크로마토그라피(A1)시키고, 제 2활성 피크 B의 분획물은 Dyematrex Blue A 염료-리간드 크로마토그라피 (Bl)시킨다. 각각의 염료-리간드 크로마토그라피의 용출제를 분석한 경우 비활성은 Red-SepH arose 처리시 증가하며, Blue A처리시 비활성은 단지 약간만 증가한다. 따라서, 이러한 경우에, Red-SepH arose컬럼의 용출제는 Ultrogel 여과(Ala)에 의해, 이어서 Trisacryl-CM을 사용한 양이온-교환 크로마토그라피에 의해 더 정제시키기 위해 선택한다. 다시, 선행 양이온-교환 크로마토그라피를 사용할때와 같이, 2개의 활성 피크(효소 형태)를 수집하고, 따로따로 분석한다.
[효소분석]
탈아실효소 활성의 결정 및 측정을 위해 본 발명에서 사용한 분석법은 기질로서 에키노칸딘 B를 이용한다. ECB 탈아실효소 분석을 위한 전형적인 반응 혼합물 1㎖는 ECB의 용액을 만들기 위해 0.68M의 KCℓ 및 15% DMSO의 존재하에 pH 6.0의 0.05M KHP0중에 0.000003 내지 0.03유니트의 효소 및 425 umole의 ECB를 포함한다. 효소 반응은 효소를 가하므로써 개시되며, 인산을 가하므로써 방해 받기전에 60℃에서 20분동안 계속된다. 침전된 단백질을 제거하기 위해 저속 원십 분리시킨후, 탈아실효소 활성은 HPLC를 사용하여 225 nm에서 ECB핵의 형성을 검사하므로써 결정한다.
HPLC 구성성분은 IBM PS/2 Model 80 및 Color Display (IBM, Armonk, N.Y.), Water 715 U1tra WISP Sample Processor (waters Associates, Milford, MA), 및 Beckman System Gold Programmable Solvent Module 126 및 Scanning Detector Module 167(Beckman, Fullerton, CA)이다.
ECB핵은3.9% CHCN/0.1%트리플루오로아세트산의 이동상 및 1㎖/분의 유속으로 Apex Octadecyl 3㎕ 컬럼 (4.6×10cm) (Jones ChromatograpH y, Littleton, Co.)으로부터 용출시킨다 .
핵 형성은 분석시 시간과 직선이다. 중복된 HPLC분석은 평균 2 내지 3%의 편차를 갖는다. 본 명세서에 사용한 바와 같이 효소 활성의 1 유니트는 상기 기재된 반응 조건하에 ECB로부터 분당 Iμmole이 ECB핵을 형성시키는데 필요한 탈아실효소의 양으로서 정의한다.
비활성(표 3)은 단백질의 mg당 유니트의 수로서 정의한다. 단백질 함량은 표준물로서 소의 혈청 알부민을 사용하여 브라드포드 (Bradford)의 방법에 의해 결정한다(Bradford,M,M., (1976) Anal. BioChem. 72, 248-254).

Claims (10)

  1. 약 10U/mg 내지 약 11.25U/mg의 비활성(specific activity)을 가지며; 아미노-말단 서열 Ser-Asn-Ala-Tyr-Gly-Leu-Gly-Ala-Gln-Ala-Thr-Val-Asn-Gly-Ser-Gly- Met-Val-Leu-Ala-Asn-Pro-His-pH e-Pro-(Trp)-Gln---Ala-Glu-(Arg)-pH e-Tyr을 갖는 63-킬로달톤의 서브유니트, 및 아미노-말단 서열 His-Asp-Gly-Gly-Tyr-Ala-Ala-Leu-Ile-Arg-Ala-Ser-Tyr-Gly-Val-(Pro)-His-Ile-Thr-Ala-Asp-Asp-pH e을 갖는 18-킬로달톤의 서브유니트를 가지며: 기질로서의 에키노칸딘 B (echinocandin B)의 탈아실화에서, 약 pH 6.0 및 약60℃에서 0.05M KH2P04완충액증 최적의 촉매 활성을 나타내는, 하기 아미노산 조성을 갖는 81-킬로달톤의 헤테로다이머인 실질적 으로 정제된 형태의 에키노칸딘 B탈아실효소:
  2. pH 약 5 내지 약 7의 수성 배지중에서 약 25℃ 내지 약 75℃의 온도에서 하기 일반식(A) 또는 (B)의 사이클릭펩티드를, 아미노-말단 서열 Ser-Asn-Ala-Tyr-Gly-Leu-Gly-Ala-Gln-Ala-Thr-Val-Asn-Gly-Ser-Gly- Met-Val-Leu-Ala-Asn-Pro-His-pH e-Pro-(Trp)-Gln---Ala-Glu-(Arg)-pH e-Tyr을 갖는 약 63-킬로달톤의 서브유니트, 및 아미노-말단 서열 His-Asp-Gly-Gly-Tyr-Ala-Ala-Leu-Ile-Arg-Ala-Ser-Tyr-Gly-Val-(Pro)-His-Ile-Thr-Ala-Asp-Asp-pH e을 갖는 18-킬로달톤의 서브유니트를 가지며, 약 pH 6 및 60℃에서 에키노칸딘 B의 탈아실화에 대한 최적의 촉매 활성을 나타내는, 약 81-킬로달톤의 분자량의 헤테로다이머임을 특징으로 하는, 액티노플랜스 우타헨시스(Actinoplanes Utahensis)(NRRL 12052)로부터 실질적으로 정제된 에키노칸딘 B 탈아실효소와 혼합하여 R 또는 R'가 수소인 하기 일반식(A) 또는 (B)의 화합물을 제공함을 포함하는, 하기 일반식(A) 또는 (B)의 사이클릭펩티드를 탈아실화시키는 방법:
    상기식에서, R은 리놀레오일, 미리스토일 또는 팔미토일이고, R'는 데카노일, 8-메틸데카노일, 10-메틸운데카노일 또는 10-메틸도데카노일이다.
  3. 제2항에 있어서, 온도를 약 55℃ 내지 약 65℃로 유지시키는 방법.
  4. 제2항에 있어서, 수성 배지가 알칼리 금속 염화물 또는 알칼리 금속 질산염증에서 선택된 무기 염을 함유하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 염이 약 0.1M 내지 약 3.0M농도의 염화칼륨인 방법.
  6. 제2항에 있어서, 일반식(A)에서, R이 리놀레오일인 방법.
  7. 제2항에 있어서, 일반식(A)에서, R이 팔미토일인 방법.
  8. 제2항에 있어서, 일반식(B)에서, R'가 데카노일인 방법.
  9. 제2항에 있어서, 수성 배지가 약 5% 내지 약 15% 농도의 디메틸설폭사이드를 함유하는 방법.
  10. (a) 액티노플랜스 우타헨시스로부터 효소를 가용화시켜 가용성 추출물을 생성하는 단계; (b)약 pH 6으로 완충된 상기 단계(a)의 가용성 추출물을 약 60℃의 온도에서 약 1시간 동안 가열하고, 침전물을 제거하는 단계; (c)상기 단계(b)의 열처리된 추출물에 (NH4)2S04(약 14%(중량/부피)의 최종 농도가 되도록) 및 KCℓ(약 1.2M KCℓ의 최종 농도가 되도록)을 첨가하는 단계; (d)약 14%(중량/부피)의 (NH4)2S04및 1.2M의 KCℓ을 포함하는 pH 6의 완충액으로 평형화된 소수성 상호 작용 크로마토그라피 수지상에서 상기 단계(c)의 용액을 크로마토그라피시키는 단계; (e)상기 단계(d)의 소수성 상호작용 용출액에 (NH4)2S04(약 10% 포화도의 농도가 되도록)을 첨가하고, 침전물을 제거하고, (NH4)2S04(약 36%포화도의 최종 농도가 되도록)를 첨가하고, 침전물을 회수하여 10 내지 36%의 (NH4)2S04침전을 생성하 는 단계; (f)상기단계(e)의 10 내지 36%의(NH4)2S04침전을 0.8M KCℓ을 포함하는 pH 6완충액에 용해시키고, 0.8M KCℓ을 포함하는 pH 6완충액으로 평형화된 겔 크로마토그라피 수지를 사용하여 상기 용해된 10 내지 36%의 (NH4)2S04침전을 겔 여과시키고, 탈아실 효소 활성을 갖는 용출액을 합하는 단계; (g) 0.05M KCℓ을 포함하는 pH 5.6완충액으로 평형화된 양이온-교환 크로마토그라피 수지상에서 상기 단계(f)의 용출액을 크로마토그라피시키고, pH 5.6의 완층액 중의 KCℓ 선형구배용액 (0.05M 내지 0.5M)을 사용하여 상기 양이온-교환 크로마토그라피 수지를 용출시키는 단계; (h)상기 단계(g)의 양이온-교환 크로마토그라피 용출액의 KCℓ 농도를 약 0.05M로 조절하고, 0.05M KCℓ을 포함하는pH 6의 완충액으로 평형화된 염료-리간드 크로마토그라피상에서 약 0.05M의 KCℓ 농도를 갖는 용출액을 크로마토그라피시키고, KCℓ의 선형구배용액(0.05M 내지 2.5M)을 사용하여 상기 염료-리간드 크로마토그라피 수지를 용출시키고, 탈아실효소활성을 갖는 용출액을 합하는 단계; (i)0.2M의 KCℓ을 포함하는 pH 6의 완충액으로 평형화된 겔 크로마토그라피 수지를 사용하여 상기 단계(h)의 염료-리간드 크로마토그라피 용출액을 겔 여과시키는 단계; (j) 상기 단계(i)의 겔여과용출액의 KCℓ 농도를 pH 7의 약 0.04M의 KCℓ로 조정하고, 0.04M의 KCℓ을 포함하는 pH 7 의 완충액으로 평형화된 양이온-교환 크로마토그라피 수지를 사용하여 상기 겔 여과 용출액을 크로마토그라피시키고, 0.04M , 0.5M 및 2M의 KCℓ 농도를 갖는 연속적 단계로 용출시키는 단계: 및 (k)탈아실효소 활성을 갖는 상기 단계(j)의 양이온-교환 크로마토그라피 수지로부터의 용출액을 합하여 정제된 에키노칸딘 B탈아실효소를 회수하는 단계를 포함하는, 아미노-말단 서열 Ser-Asn-Ala-Tyr-Gly-Leu-Gly-Ala-Gln-Ala-Thr-Val-Asn-Gly-Ser-Gly-Met-Val-Leu-ala-Asn-Pro-His-pH e-Pro-(Trp)-Gln-ala-Glu-(Arg)-pH e-Tyr을 갖는 약 63-킬로달톤 의 서브유니트, 및 아미노-말단 서열 His-Asp-Gly-Gly-Tyr-ala-ala-Leu-Ile-Arg-Arg-ala-Ser-Tyr-Gly-Val-(Pro)-His-Ile-Thr-ala-Asp-Asp-pH e을 갖는 약 18-킬로달톤의 서브유니트를 가지며, pH 6 및 60℃에서 에키노칸딘B의 탈아실화에 대한최적의 촉매 활성을 나타내는, 약 81-킬로달톤 분자량의 헤테로다이머 효소인 정제된 에키노칸딘 B탈아실효소의 제조방법.
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