SK118594A3 - Delignifying preparation exhibiting alpha-l-arabinofuranosidase activity production and application thereof - Google Patents

Delignifying preparation exhibiting alpha-l-arabinofuranosidase activity production and application thereof Download PDF

Info

Publication number
SK118594A3
SK118594A3 SK1185-94A SK118594A SK118594A3 SK 118594 A3 SK118594 A3 SK 118594A3 SK 118594 A SK118594 A SK 118594A SK 118594 A3 SK118594 A3 SK 118594A3
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
strain
arabinofuranosidase
activity
wood pulp
preparation
Prior art date
Application number
SK1185-94A
Other languages
Slovak (sk)
Inventor
Eugene Rosenberg
Yuval Shoham
Original Assignee
Korsnaes Ab
Technion Res & Dev Foundation
Univ Ramot
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Korsnaes Ab, Technion Res & Dev Foundation, Univ Ramot filed Critical Korsnaes Ab
Priority claimed from PCT/SE1993/000269 external-priority patent/WO1993020192A1/en
Publication of SK118594A3 publication Critical patent/SK118594A3/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/14Hydrolases (3)
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C5/00Other processes for obtaining cellulose, e.g. cooking cotton linters ; Processes characterised by the choice of cellulose-containing starting materials
    • D21C5/005Treatment of cellulose-containing material with microorganisms or enzymes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/22Processes using, or culture media containing, cellulose or hydrolysates thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/14Hydrolases (3)
    • C12N9/24Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2)
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C9/00After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
    • D21C9/10Bleaching ; Apparatus therefor
    • D21C9/1026Other features in bleaching processes
    • D21C9/1036Use of compounds accelerating or improving the efficiency of the processes

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)

Abstract

2132335 9320192 PCTABScor01 A preparation exhibiting enzymatic activity comprising a substantial portion of .alpha.-L-arabinofuranosidase activity having the capability of delignifying wood pulp at a pH of 8 - 9 and a temperature of 65 ·C, is disclosed. Said preparation is obtainable by aerobic fermentation of a Bacillus stearothermophilus strain selected from the deposited strain NCIMB 40494 and mutants and variants thereof. The deposited strain and mutants and variants thereof are comprised by the invention. A method of producing said preparation, a process comprising treatment of wood pulp with said preparation, and wood pulp that has been treated with said preparation, and also said preparation in association with a preparation exhibiting enzymatic activity produced by another microbial strain and having the capability of delignifying wood pulp at a temperature of at least 65 ·C and a pH of at least 9, are disclosed. Use of an enzyme expressed by the deposited strain and .alpha.-L-arabinofuranosidase which comprises one or two specified partial sequences and homologues thereof, are also included.

Description

Oblasť technikyTechnical field

Vynález se týka prípravku prejavujúceho se enzymatickou aktivitou obsahujúci ako hlavnú súčasť α-L-arabinofuranozidázovú aktivitu so schopnosťou delignifikácie drevnej buničiny pri pH 8-9 a teplote 65 θθ. Ďalej se týka spôsobu výroby tohto prípravku aeróbnou fermentáciou vybraného kmeňa Bacillus stearothermophi1us. Vynález sa tiež týka tohto vybraného kmeňa. Okrem toho sa týka spôsobu, zameraného na spracovanie drevnej buničiny prípravkom podľa vynálezu a taktiež buničiny spracovanej uvedeným prípravkom ako takej. Naviac sa týka použitia enzýmu produkovaného uloženým kmeňom Bacil lus stearothermophi1us NCIMB 40494 pri spracovaní buničiny. Rovnako sa týka α-L-arabínofuranozidázy so sekvenciou aminokyselín, ktorá obsahuje jednu alebo dve špecifické dielčie sekvencie aminokyselín alebo ich homológov.The invention relates to a preparation exhibiting enzymatic activity comprising, as a major component, α-L-arabinofuranosidase activity with the ability to delignify wood pulp at pH 8-9 and a temperature of 65 θθ. It further relates to a process for the preparation of this preparation by aerobic fermentation of a selected strain of Bacillus stearothermophilia. The invention also relates to this selected strain. In addition, it relates to a method for treating wood pulp with the composition of the invention and also to pulp treated with said composition as such. In addition, it relates to the use of an enzyme produced by a deposited strain of Bacillus stearothermophilia NCIMB 40494 in pulp processing. It also relates to α-L-arabinofuranosidase having an amino acid sequence comprising one or two specific amino acid partial sequences or homologues thereof.

Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Vzhľadom na vplyv na životné prostredie sú predmetom záujmu priemyslu na spracovanie buničiny a papierenského priemyslu bieliace postupy vedúce k delignifikácii a bieleniu buničiny bez použitia zlúčenín obsahujúcich chlór.Given the environmental impact, pulp and paper industries are interested in bleaching processes leading to delignification and bleaching of pulp without the use of chlorine-containing compounds.

S týmto účelom bol nedávno podaný celý rad patentových prihlášok opisujúcich enzýmy na deligni fikáciu drevnej buničiny. Jedna z týchto prihlášok je naša WO 91/10724 (švédska prioritná prihláška, na ktorú bol vydaný patent 19.decembra 1991), ktorá okrem iného nárokuje prípravok prejavujúci enzymatickú aktivitu so schopnosťou delignifikácie buničiny pri teplote najmenej 65 θθ a minimálnom pH 9. Tento prípravok možno získať aeróbnou fermentáciou kmeňa Baci11us stearothermophi1us so schopnosťou produkovať tento prípravok ako jeden z dvoch kmeňov uložených v zbierke mikroorganizmov pod číslami NCIMB 40221 alebo NCIMB 40222. Čistením enzymatickej aktivity sa získala xylanáza s MW /molekulovou hmotnosťou/ 41 000 - 42 000 Da.For this purpose, a number of patent applications have been filed recently describing enzymes for delignifying wood pulp. One of these applications is our WO 91/10724 (Swedish priority application for which a patent was issued on December 19, 1991) which claims, inter alia, a preparation exhibiting an enzymatic activity having the ability to delignify pulp at a temperature of at least 65 θθ and a minimum pH of 9. can be obtained by aerobic fermentation of a Baci11us stearothermophilia strain with the ability to produce this preparation as one of two strains deposited in the collection of microorganisms under NCIMB 40221 or NCIMB 40222. Purification of enzymatic activity yielded xylanase with MW / MW / 41,000-42,000 Da.

Doteraz sa vynakladala snaha za účelom izolácie iného kmeňa Bacillus stearothermophi1us, ktorý by sa mohol použiť na čistenie iných delignifikačných aktivít, ako je aktivita xylanázy. Cieľom bolo, aby napríklad α-L-arabinofuranozidáza, ktorá má schopnosť del ignifi kovať drevnú buničinu pri vysokej teplote a pH bola zároveň užitočným nástrojom pri rozvinutí bieliacej operácie bez akýchkoľvek bieliacich chemikálii obsahujúcich chlór.To date, efforts have been made to isolate another strain of Bacillus stearothermophilia which could be used to purify other delignification activities, such as xylanase activity. The aim was, for example, that α-L-arabinofuranosidase, which has the ability to delignify wood pulp at high temperature and pH, is also a useful tool in developing a bleaching operation without any bleaching chemicals containing chlorine.

Nedávno bola publikovaná prihláška W0 91/18976 (podaná prihlasovateľom Novo Nordisk A/S). Jej nárok č.14 je zameraný na enzým arabinofuranozidázu produkovanú Baci 11 us stearothermophi 1 us. Na strane 9, riadok 11 a 12 se uvádza, že v literatúre nie je obsiahnutý žiadny odkaz na arabinofuranozidázu získanú z termofilného /teplomilného/ Baci11us. I keď W0 91/18976 nárokuje enzým arabinofuranozidázu produkovanú Bacillus stearothermophi1us, neopisuje spôsob jej z i s kani a.Recently, WO 91/18976 (filed by Novo Nordisk A / S) has been published. Its claim No. 14 is directed to the arabinofuranosidase enzyme produced by Baci 11 µs stearothermophi 1 µs. On page 9, lines 11 and 12, there is no reference in the literature to arabinofuranosidase derived from thermophilic / thermophilic / Bacillus. Although WO 91/18976 claims the enzyme arabinofuranosidase produced by Bacillus stearothermophilus, it does not disclose a method for its preparation.

Do zbierky mikroorganizmov sa uložili tri kmene, dva izolované a jeden mutant. Avšak žiaden z nich nebol v uvedenej prihláške opísaný ako kmeň produkujúci arabinofuranozidázu. .Three strains, two isolated and one mutant, were placed in the microorganism collection. However, none of them has been described as arabinofuranosidase producing strain in said application. .

Jediný kmeň opísaný ako kmeň produkujúci arabinofuranozidázu je neuložený mutantný kmeň označený ako BPS-3-H-17-4. Ďalej je treba uviesť, že pokusy s prípravkami opísané v prihláške (stred hore na str.17) boli uskutočňované s produktami fermentácie získanými z tohto neuloženého kmeňa. Na str.8 r.12-16 sa uvádza, že tento kmeň je odvodený od jedného z deponovaných kmeňov po uskutočnenej mutagenéze pomocou ety1metánsulfonátu. Tento mutagén je veľmi nešpecifický a nie sú opísané žiadne podmienky na získanie kmeňa produkujúceho arabinofuranozidázu. Takže v stave techniky nebol doteraz opísaný spôsob, ako získať arabinofuranozidázu z termofilného - teplomilného - kmeňa Baci11us.The only strain described as arabinofuranosidase producing strain is the unsupported mutant strain designated BPS-3-H-17-4. It should further be noted that the preparation experiments described in the application (center above on page 17) were carried out with fermentation products obtained from this unsaved strain. On page 8, r.12-16 it is reported that this strain is derived from one of the deposited strains after mutagenesis with ethyl methanesulfonate. This mutagen is very non-specific and no conditions are described for obtaining arabinofuranosidase-producing strain. Thus, in the prior art, a way to obtain arabinofuranosidase from a thermophilic - thermophilic - Baci11us strain has not been described.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Tento vynález se týka prípravku prejavujúceho sa enzymatickou aktivitou, v ktorej zaberá podstatnú časť aktivita α-L-arabinofuranozidázy so schopnosťou delignifikácie drevnej buničiny pri pH 8-9 a teplote 60 θθ.The present invention relates to a preparation exhibiting enzymatic activity in which a substantial part of the activity of α-L-arabinofuranosidase occupies the ability to delignify wood pulp at pH 8-9 and a temperature of 60 θθ.

V tomto opise a pripojených nárokoch je treba vykladať výraz drevná buničina v širšom zmysle a to tak, že obsahuje všetky typy 1 ignocelulózových materiálov.In this specification and the appended claims, the term wood pulp in the broader sense is to be construed to include all types of 1 ignocellulose materials.

Jeden predmet vynálezu je zameraný na prípravok prejavujúci sa enzymatickou aktivitou, ktorý možno získať aeróbnou fermentáciou vo vhodnom prostredí kmeňa Baci11us stearotermophi1us vybraného z kmeňa NCIMB 40494 a jeho mutantov a variantov, ktoré majú v podstate tú istú schopnosť produkovať uvedený prípravok, ako kmeň NCIMB 40494, pričom v enzymatickej aktivite uvedeného prípravku zaberá podstatnú časť aktivita α-L-arabinofuranozidázy so schopnosťou del ignifikácie drevnej buničiny pri pH 8-9 a teplote 65 °C.One object of the invention is directed to a preparation exhibiting enzymatic activity obtainable by aerobic fermentation in a suitable environment of a Baci11us stearotermophilus strain selected from NCIMB 40494 strain and mutants and variants thereof having substantially the same ability to produce said preparation as NCIMB 40494 strain, wherein, in the enzymatic activity of said preparation, a substantial part occupies α-L-arabinofuranosidase activity with the ability to delign wood pulp at pH 8-9 and a temperature of 65 ° C.

V jednom uskutočnení tohto predmetu vynálezu je prípravkom vyčistená kultúra živnej pôdy. V d'alšom uskutočnení tejto časti vynálezu je prípravkom koncentrovaná frakcia spomenutej vyčistenej kultúry živnej pôdy vykazujúca aktivitu α-L-arabinofuranozidázy v prostredí drevnej buničiny. V ešte ďalšom uskutočnení tohto predmetu vynálezu je aktivita α-L-arabinofuranozidázy odvodená z α-L-arabinofuranozidázy, ktorá je zložená z dvoch podjednotiek s približnou molekulárnou hmotnosťou 52 500 Da respektíve 57 500 Da.In one embodiment of this aspect of the invention, the composition is a purified culture medium. In another embodiment of this part of the invention, the composition is a concentrated fraction of said purified culture medium exhibiting α-L-arabinofuranosidase activity in a wood pulp environment. In yet another embodiment of the present invention, α-L-arabinofuranosidase activity is derived from α-L-arabinofuranosidase, which is composed of two subunits with an approximate molecular weight of 52,500 Da and 57,500 Da, respectively.

V ďalšom predmete vynálezu tvorí prípravok podľa už vyššie uvedeného predmetu vynálezu spojenie s prípravkom prejavujúcim enzymatickú aktivitu produkovanú iným mikrobiálnym kmeňom a so schopnosťou delignifikácie drevnej buničiny pri teplote najmenej 65 a hodnote pH najmenej 9. Pri špecifickom uskutočnení tohto predmetu vynálezu obsahuje prípravok α-L-arabinofuranozidázu produkovanú kmeňom NCIMB 40494 Bacillus stearothermophi1us a xylanázu produkovanú kmeňom NCIMB 40222 Bacillus stearothermophi1us .In a further aspect of the invention, the composition according to the aforementioned object of the invention comprises a composition exhibiting enzymatic activity produced by another microbial strain and having the ability to delignify wood pulp at a temperature of at least 65 and a pH of at least 9. In a specific embodiment arabinofuranosidase produced by NCIMB strain 40494 of Bacillus stearothermophilus and xylanase produced by NCIMB strain 40222 of Bacillus stearothermophilus.

Ďalší predmet Another subject vynálezu je of the invention is zameraný aimed na on the α-L-arabi nofuranozi dázu α-L-Arabinofuranozi dase so with sekvenci ou ou sequence amí nokyselí n, and y acidify n, ktorá which obsahuje N-koncovú dielči it contains an N-terminal member u sekvenciu u sequence arní nokysel i n no acidic i n SEQ SEQ Ident.č.1: Ident.č.1: Met? Gin Pro Tyr Arg Pro? Met? Gin Pro Tyr Arg Pro? Glu Glu Glu Leu Glu Leu alebo jej homológ. or a homologue thereof. Ďalši predmet Another subject vynálezu je of the invention is zameraný aimed na on the

α-L-arabinofuranozidázu so sekvenciou aminokyselín obsahujúci N-koncovú dielčiu sekvenciu aminokyselín SEQ Ident.č.2:α-L-arabinofuranosidase having an amino acid sequence comprising the N-terminal amino acid partial sequence of SEQ ID NO: 2:

Ser Met Lys Lys Ala Thr Met íle íle Glu Lys Asp Phe Lys íle A1 a Glu íle Asp Lys Arg íle Tyr alebo jej homológ.Ser Met Lys Lys Ala Thr Met Goals Glu Lys Asp Phe Lys Goes A1 and Glu Goes Asp Lys Arg Goes Tyr or homologue thereof.

V súvislostí s α-L-arabinofuranozidázou so sekvenciou aminokyselín, ktorá obsahuje N-koncovú dielčiu sekvenciu aminokyselín SEQ Ident.č. 1:In connection with α-L-arabinofuranosidase having an amino acid sequence comprising the N-terminal amino acid partial sequence of SEQ ID NO. 1:

Met? Gin Pro Tyr Arg Pro? Glu Glu Leu alebo jej homológom a/alebo s α-L-arabinofuranozidázou so sekvenciou aminokyselín obsahujúcou N-koncovú dielčiu sekvenciu aminokyselín SEQ Ident.č.: 2Met? Gin Pro Tyr Arg Pro? Glu Glu Leu, or a homologue thereof, and / or α-L-arabinofuranosidase having an amino acid sequence comprising an N-terminal amino acid partial sequence of SEQ ID NO: 2

Ser Met Lys Lys Ala Thr Met íle íle Glu Lys Asp Phe Lys íle Ala Glu íle Asp Lys Arg íle Tyr alebo jej homológom, takým homológom je zamýšľaný homológ so sekvenciou aminokyselín, ktorá vo vzťahu k sekvencii SEQ Ident.č.1 a/alebo SEQ Ident.č.2 má niektoré substituenty, rozšírené alebo odstránené časti aminokyselín, ktoré nespôsobujú elimináciu α-L-arabinofuranozidázovej aktivity celého enzýmu napríklad v prostredí drevnej buničiny a výhodne pri teplote 65 °C a pH 8-9. Ďalej môže mať takýto homológ napríklad sekvenciu, ktorá má 80 % alebo viac spoločných aminokyselín so sekvenciou SEQ Ident.č. 1 a/alebo SEQ Ident.č.2.Ser Met Lys Lys Ala Thr Met Goals Glu Lys Asp Phe Lys Goals Ala Glu Goals Asp Lys Arg Goes Tyr or a homolog thereof, such a homolog is an intended homolog with an amino acid sequence which, in relation to SEQ ID NO: 1 and / or SEQ ID NO: 2 has some substituents, extended or deleted portions of amino acids that do not cause the elimination of the α-L-arabinofuranosidase activity of the entire enzyme in, for example, wood pulp and preferably at 65 ° C and pH 8-9. Further, such a homolog may have, for example, a sequence having 80% or more of the common amino acids of SEQ ID NO. 1 and / or SEQ ID NO.

Príkladom homológu so sekvenciou SEQ Ident.č.2 je sekvencia SEQ Ident.č. 3:An example of a homology to SEQ ID NO: 2 is SEQ ID NO: 2. 3:

Al a Al a Thr Thr Lys Lys Lys Lys Al a Al a Thr Thr Met Met íle Ile íle Ile Glu Glu Lys Lys Asp Asp Phe Phe Lys Lys íle Ile Al a Al a Glu Glu íle Ile Asp Asp Lys Lys Arg Arg íle Ile Tyr Tyr Gly Gly Ser Ser Phe Phe íle Ile Glu Glu Hi s Hi s Leu Leu Gly Gly Arg Arg Al a Al a Val wall Tyr Tyr Gly Gly Gly Gly íle Ile Tyr Tyr Glu Glu Pro for Gly Gly Hi s Hi s Pro for Gin gin Al a Al a Asp Asp Glu Glu

Asn Gly čo je M-koncová sekvencia α-L-arabinofuranozidázy produkovanej kmeňom Bacil lus stearothermophi1us NCIMB 40222. Uvedená α-L-arabinofuranozidáza je zložená z dvoch identických podjednotiek, každá s približnou molekulovou hmotnosťou 64 000 Da (prírodný enzým, 128 000 Da, hodnotené podľa SDS gélu).Asn Gly, which is the M-terminal sequence of α-L-arabinofuranosidase produced by Bacillus stearothermophilia NCIMB 40222. Said α-L-arabinofuranosidase is composed of two identical subunits, each with an approximate molecular weight of 64,000 Da (natural enzyme, 128,000 Da, by SDS gel).

Takže, homológ sekvencie SEQ Ident.č.1 a/alebo sekvencie SEQ Ident.č.2 je akákoľvek sekvencia aminokyselín, ktorá je dostatočne homologická na úrovni nukleotidov, aby sa rozpoznala ktoroukoľvek sondou DNA alebo RNA odvodenou od uvedenej/ých sekvencie/i.Thus, a homolog of SEQ ID NO: 1 and / or SEQ ID NO: 2 is any amino acid sequence that is sufficiently homologous at the nucleotide level to be recognized by any DNA or RNA probe derived from said sequence (s).

Iný predmet vynálezu prípravku, ktorý prejavuje Bacillus stearothermophi1us mutantov a variantov, v produkovať prípravok ako aeróbnej fermentáci i vo aktivita tohto prípra a-L-arabi nofuranozi dázovej delignifikácie drevnej buni je zameraný na spôsob výroby enzymatickú aktivitu, pričom kmeň vybraný z kmeňa NCIMB 40494 a jeho podstate s rovnakou schopnosťou kmeň NCIMB 40494, je podrobený vhodnom prostredí a enzymatická ku obsahuje podstatnú časť aktivity, so schopnosťou iny pri pH 8-9 a teplote 65 °C.Another subject of the invention is a preparation which exhibits Bacillus stearothermophilus mutants and variants in producing the preparation both as an aerobic fermentation and in the activity of this preparation and the L-arabinofuranosyase delignification of the wood cell is directed to a method of producing enzymatic activity. with the same ability, strain NCIMB 40494 is subjected to a suitable environment and the enzymatic enzyme contains a substantial portion of the activity, with the ability to otherwise be at a pH of 8-9 and a temperature of 65 ° C.

Ešte ďalší predmet vynálezu je zameraný na izolovaný kmeň NCIMB 44 Bacillus stearothermophi 1 us a jeho mutanty a varianty, kde tieto mutanty a varianty majú v podstate tú istú schopnosť produkovať prípravok prejavujúci enzymatickú aktivitu uvedeného kmeňa NCIMB 44, pričom v tejto enzymatickej aktivite zaberá podstatnú časť aktivita α-L-arabinofuranozidázy so schopnosťou delignifikácie drevnej buničiny pri pH 8-9 a teplote 65 ®C.Yet another object of the invention is directed to an isolated strain of NCIMB 44 Bacillus stearothermophilis and mutants and variants thereof, wherein the mutants and variants have substantially the same ability to produce a preparation exhibiting the enzymatic activity of said strain NCIMB 44, occupying a substantial fraction of this enzymatic activity. α-L-arabinofuranosidase activity with the ability to delignify wood pulp at pH 8-9 and 65 ° C.

Ďalši predmet vynálezu je zameraný na použitie enzýmu produkovaného kmeňom Bacillus stearothermophi 1 us NCIMB 40494 na spracovanie drevnej buničiny. Ako je zrejmé z Tab.8 opisu prihlášky produkuje tento kmeň niekoľko typov enzimatických aktivít degradujúcich extra-celulárne uhlohydráty, ktoré sú odvodené od produkcie rôznych génov obsiahnutých v genóme tejto baktérie.A further object of the invention is to use an enzyme produced by Bacillus stearothermophilia strain NCIMB 40494 for the processing of wood pulp. As can be seen from Table 8 of the specification, this strain produces several types of enzymatic activities degrading extra-cellular carbohydrates, which are derived from the production of various genes contained in the genome of this bacterium.

I keď tieto rôzne aktivity neboli ešte jednotlivo preskúmané, dá sa veriť, že rôzne aktivity, oddelene alebo v rôznych kombináciách, budú užitočné na spracovanie drevnej buni či ny.Although these different activities have not yet been individually investigated, it is believed that different activities, separately or in different combinations, will be useful for processing wood pulp.

Ďalši predmet vynálezu je zameraný na spôsob obsahujúci spracovanie drevnej buničiny, kde drevná buničina je spracovaná v najmenej jednej operácii prípravkom podľa vynálezu. V jednom uskutočnení tohto predmetu vynálezu spracovávaná drevná buničina je sulfátová buničina. V inom uskutočnení spracovávaná sulfátová buničina je čiastočne delignifi kovaná sulfátová buničina. Ešte v ďalšom uskutočnení tohto predmetu vynálezu je spracovávanou čiastočne deligni fi kovanou sulfátovou buničinou sulfátová buničina delignifi kovaná kyslíkom.Another object of the invention is directed to a method comprising treating wood pulp, wherein the wood pulp is treated in at least one operation with a composition of the invention. In one embodiment of the present invention, the wood pulp to be treated is kraft pulp. In another embodiment, the kraft pulp to be treated is a partially delignified kraft pulp. In yet another embodiment of the present invention, the treated partially delignified kraft pulp is oxygen delignified kraft pulp.

Ďalši predmet vynálezu je zameraný na drevnú buničinu, ktorá bola spracovaná aspoň v jednej operácii prípravkom podľa vynálezu.Another object of the invention is directed to wood pulp that has been treated in at least one operation with a composition of the invention.

Ešte ďalší predmet vynálezu je zameraný na sondu DNA alebo RNA, ktorá rozoznáva nukleotidovú sekvenciu, ktorá kóduje sekvenciu aminokyselín SEQ Ident.č.l:Yet another object of the invention is directed to a DNA or RNA probe that recognizes a nucleotide sequence that encodes the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1:

Met? Gin Pro Tyr Arg Pro? Glu G1u Leu a/alebo sekvenciu aminokyselín SEQ Ident.č.2:Met? Gin Pro Tyr Arg Pro? Glu Glu Leu and / or amino acid sequence SEQ ID NO: 2:

Ser Met Lys Lys Ala Thr Met íle íle Glu Lys Asp Phe Lys íle Ala Glu íle Asp Lys Arg íle Tyr.Ser Met Lys Lys Ala Thr Met Goal Glu Lys Asp Phe Lys Goal Ala Glu Goal Asp Lys Arg Go Tyr.

Posledný menovaný predmet vynálezu je užitočný na zistenie α-L-arabinofuranozidázy so schopnosťou delignifikácie drevnej buničiny pri teplote najmenej 65 ®C a pH najmenej 8-9.The latter object is useful for detecting α-L-arabinofuranosidase with the ability to delignify wood pulp at a temperature of at least 65 ° C and a pH of at least 8-9.

Uloženie mikroorganizmov:Storage of microorganisms:

Kmeň Baci11us stearothermophi1us L1 bol uložený podľa Budapeštianskej zmluvy v National Collections of Industrial and Marine Bacteria Ltd (NCIMB) /Národných zbierkach priemyslových a morských baktérií spol. s ručenim obmedzeným/ - (NCIMB) v Aberdeenu, dňa 24.marca 1992 a dostal evidenčné číslo NCIMB 40494.The Baci11us stearothermophi1us L1 strain was deposited under the Treaty of Budapest in the National Collections of Industrial and Marine Bacteria Ltd (NCIMB) / National Collection of Industrial and Marine Bacteria spol. / - (NCIMB) Limited in Aberdeen on March 24, 1992 and received NCIMB registration number 40494.

Kmeň Bacillus stearothermophi1us T-6 dostal evidenčné číslo NCIMB 40222 v rovnakej zbierke mikroorganizmov a bol uložený skôr v súvislosti s podaním prioritnej prihlášky W0 91/10724.The strain Bacillus stearothermophilus T-6 received NCIMB registration number 40222 in the same collection of microorganisms and was deposited earlier in the context of priority application WO 91/10724.

Príklady uskutočnenia vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Izolácia termostabi1 nej α-L-arabinofuranozidázy produkujúcej kmeň Bacillus stearothermophi1us Ll.Isolation of a thermostable α-L-arabinofuranosidase producing a Bacillus stearothermophilia L1 strain.

A. Príprava alkalický extrahovanej buničiny (AKP)A. Preparation of alkaline extracted pulp (AKP)

Suspenzia K15, kyslíkom čiastočne bielenej jemnej drevnej sulfátovej buničiny (6-10 % hmotnostných vlákien v sušine) v 0,02 N NaOH (pH 11,7) sa inkubovala pri 60-62 θθ počas 18-20 hod. Ešte v horúcom stave sa tekutina oddelila od vlákien odsatím priA suspension of K15, oxygen-bleached fine wood kraft pulp (6-10% fiber by weight in dry matter) in 0.02 N NaOH (pH 11.7) was incubated at 60-62 θθ for 18-20 h. While still hot, the fluid was separated from the fibers by suction at

Výsledný roztok bol použití lievika zo sintrovaného skla.The resulting solution was a sintered glass funnel.

neutrál izovaný na pH 7 a zahustený ultrafi 1tráci ou (odstránenie 10,000 jedn. molekulovej hmotnosti).neutralized to pH 7 and concentrated by ultrafiltration (removal of 10,000 unit molecular weight).

Zadržané množstvo (AKP-1) obsahovalo 5,2 mg/ml lignínu,The retained amount (AKP-1) contained 5.2 mg / ml lignin,

1,85 mg/ml uhlohydrátov (fenol sirovou kyselinou) a 0,83 mg/ml pentózy (orcinolom = 5-metyl-1.3-benzéndiol).1.85 mg / ml carbohydrates (phenol sulfuric acid) and 0.83 mg / ml pentose (orcinol = 5-methyl-1,3-benzenediol).

B. Obohatenie kultúryB. Enriching culture

K AKP-1 sa pridali soli (0,1 MgS04.7H20, 10 mM K2HPO4 0,1% močoviny a stopové prvky) a inokulovali sa vzorky kalu a vody odobranej z čistiarenských nádrží v Korsnäs. Banky sa inkubovali trepaním pri 65 θθ a pH 9,0 počas 48 hod. Zlomok kalnej kultúry sa potom inokuloval do skúmavky obsahujúcej ako médium 15 ml 0,2 % gal aktomanánu (živica z agátových zŕn. Sigma). Po inkubácii počas 24 hod. pri 65 °C a pH 9,0 sa kultúra naočkovala do LB agaru. Po inkubácii sa izolovalo a získalo v čistej kultúre približne 20 rôznych typov kolónií. Po predbežnom testovaní bol jeden z kmeňov podrobne preštudovaný: kmeň Ll, ktorý obsahoval termofilnú a-L-arabinofuranozidázu.Salts (0.1 MgSO 4 .7H 2 O, 10 mM K 2 HPO 4 0.1% urea and trace elements) were added to AKP-1 and inoculated samples of sludge and water collected from the Korsnäs treatment tanks. The flasks were incubated by shaking at 65 ° C and pH 9.0 for 48 hours. The fraction of the cloudy culture was then inoculated into a tube containing as medium 15 ml of 0.2% gal of actomanan (acacia resin, Sigma). After incubation for 24 hours. at 65 ° C and pH 9.0, the culture was seeded in LB agar. After incubation, approximately 20 different types of colonies were isolated and recovered in pure culture. After preliminary testing, one of the strains was studied in detail: strain L1, which contained the thermophilic α-L-arabinofuranosidase.

Kmeň Ll bola grampozit ívna, termofilná baktéria; rástla dobre pri 60-65 θθ, avšak nerástla pri teplote pod 40 θθ. Bola tyčkovitého tvaru s koncovými spórami, aeróbna a oxydázovo pozitívna. Kmeň Ll rástol na nasledujúcich uhlíkových zdrojoch: D-glukóza, D-xylóza, L-arabinóza, D-manóza a xylán. Nerástol na zdrojoch uhlíka ako je melobióza, a galaktóza. Na základe týchto vlastností bol kmeň Ll klasifikovaný ako kmeň heterogénnej skupiny, Bacillus stearothermophi 1 us .Strain L1 was a Gram-positive, thermophilic bacterium; it grew well at 60-65 θθ, but did not grow below 40 θθ. It was rod-shaped with terminal spores, aerobic and oxydase positive. The L1 strain grew on the following carbon sources: D-glucose, D-xylose, L-arabinose, D-mannose, and xylan. It did not grow on carbon sources such as melobiose and galactose. Based on these properties, strain L1 was classified as a strain of a heterogeneous group, Bacillus stearothermophi 1 us.

Počiatočné pokusy (s buničinou K15)Initial experiments (with K15 pulp)

C. Termofilná α-L-arabinofuranozidáza z kmeňa Ll vybraný pre tekutí na médiu bola ďalšie štúdium, pretože surová kultúry vypestovanej aktívna pri ďaleko sa dal na bol použitý absorbancie pri deli gni fi káci i i g n í n citlivýC. Thermophilic α-L-arabinofuranosidase from the L1 strain selected for flowing on the medium was further studied because the crude culture grown far away was absorbed at the time of absorbance at the digestion point sensitive.

350 nm ohodnotenie, ako enzymatickým prípravkom test. Hodnoty merané na supernatante (kvapalina nad usadeninou) percentá kmeňa Ll350 nm evaluation as enzyme preparation test. Values measured on supernatant (supernatant) percentage of strain L1

Kmeň L1 bol extracelulárna galaktomanánovom buničiny KÍ5. Na extrahovať spektrofotometri cký (Α35θ) bo1i vzoriek a uvoľneného pestovanéhoStrain L1 was extracellular galactomannan KI5 pulp. To extract spectrophotometer CKY (Α 35θ) bo1i samples grown and evolved

Kmeň rástol a kasami nových a výťažkom pozorovaný galaktózy, akti vi ty.The tribe grew and casas new and galactose observed as an activity.

namerané hodnoty sú prezentované ako lignínu. Rast a delignifikačná aktivita na rôznych zdrojoch uhlíka sú zhrnuté do určitej kyseli nách či stá 5,1% pri dani takti ež deli gni fi kačné kultúrach pestovaných na xylóze 7,6 %.the measured values are presented as lignin. Growth and delignification activity on different carbon sources are summed up to some acidity or at least 5.1% at a tax rate of 7.6% for xylose cultures.

bol a extrakte pri ktoráwas and extract at which

Naj 1 epši e miery na kvasnicovom bez prídavku iného zdroja uhlíka delignifikácia. Dodatočný rast bol všetkých možných cukrov s výnimkou brzďila tvorbu del i gni f i kačnej aktivity sa získali na a arabinóze, 7,1 % respektíveAt most 1 yeast rates without addition of another carbon source delignification. Additional growth was of all possible sugars except hampered the formation of delicative activity was obtained on arabinose, 7.1%, respectively.

Extracelulárne enzymatické aktivity kmeňa Ll pestovaného v prostredí xylózy a arabínózy sú zhrnuté v Tab.2. Aktivita xylanázy sa stanovila inkubáciou čerstvého roztoku xylánu s extracelulárnou supernatantnou tekutinou a testom na zvýšenie redukcie cukrov ferrikyanidovou metódou (Spiro, R.G. 1966 Methods of Enzymology 8: 7-9). Skúšobným tlmivým roztokom bolo 50 mM Tris.CL, pH 7.0 a 0,5% xylánu (nekultivovaný ovos. Sigma). Jednotky aktivity pre xylanázu sú umol redukovaného cukru vytvoreného pri 65 θθ.The extracellular enzymatic activities of strain L1 grown in xylose and arabininose are summarized in Table 2. Xylanase activity was determined by incubating fresh xylan solution with extracellular supernatant fluid and assay for enhancing sugar reduction by the ferricyanide method (Spiro, R.G. 1966 Methods of Enzymology 8: 7-9). The assay buffer was 50 mM Tris.CL, pH 7.0 and 0.5% xylan (non-cultivated oat, Sigma). Units of activity for xylanase are umol of reduced sugar formed at 65 θθ.

Arabinofuranozidázový test je modifikáciou štandardného testu pre β-galaktozidázu (G.Tabold and Syguson, Appl.S Enviro. Microbiol. vol. 56 č. 11, 1960). Skúšobná rúrka obsahuje 40 mM Tris-tlmivého roztoku, pri pH 7,0. Množstvo 0,4 ml vzorky enzýmu a 0,1 ml 10 mM p-ni trofenyľa-L-arabi nofuranozi du (Sigma chemicals) sa inkubovalo pri 65°C počas 15 min. Reakcia bola ukončená vložením skúšobnej rúrky do ľadového vodného kúpeľa.The Arabinofuranosidase assay is a modification of the standard assay for β-galactosidase (G. Tabold and Syguson, Appl. Enviro. Microbiol. Vol. 56, No. 11, 1960). The test tube contains 40 mM Tris buffer, pH 7.0. An amount of 0.4 ml of the enzyme sample and 0.1 ml of 10 mM p-ni trophenyl-L-arabinofuranoside (Sigma chemicals) were incubated at 65 ° C for 15 min. The reaction was terminated by placing the test tube in an ice water bath.

Uvoľnenie p-nitrofenolu sa určuje spektrofotometricky pri 401 nm. Množstvo 10 mikromolov p-nitrofenolu na ml má absorbanciu 18,4. Jednotka aktívneho enzýmu je definovaná ako množstvo mikromolov p-nitrofenylu uvoľnených za min.The release of p-nitrophenol is determined spectrophotometrically at 401 nm. An amount of 10 micromoles of p-nitrophenol per ml has an absorbance of 18.4. The unit of active enzyme is defined as the amount of p-nitrophenyl micromoles released per minute.

V prostredí xylózy sa sledovali len dve aktivity.: 1,3 jednotiek na ml xylanázy a 0,004 jednotiek na ml α-L-arabinofuranozidázy. Nezistili sa aktivity α-L-arabinofuranozidázy, mananázy, α-D-galaktozidázy alebo α-L-manozidázy. Ukázalo se teda, že delignifikačná aktivita kmeňa L1 vznikla v dôsledku aktivity xylanázy počas rastu buniek v prostredí xylózy. Predsa len, akonáhle sa bunky pestovali v prostredí arabinózy, hlavnú aktivitu vykazovala α-L-arabinofuranozidáza (0,5 jednotiek na ml). Takže sa ukázalo, že α-L-arabinofuranozidáza je zodpovedná za delignifikáciu v A-prostredí.Only two activities were observed in the xylose environment: 1.3 units per ml of xylanase and 0.004 units per ml of α-L-arabinofuranosidase. The activities of α-L-arabinofuranosidase, mannanase, α-D-galactosidase or α-L-mannosidase were not detected. Thus, the delignifying activity of the L1 strain was shown to be due to xylanase activity during cell growth in xylose environment. However, once the cells were grown in arabinose environment, α-L-arabinofuranosidase (0.5 units per ml) showed the main activity. Thus, α-L-arabinofuranosidase has been shown to be responsible for delignification in the A-environment.

Aktivita α-L-arabinofuranozidázy (AF) sa získala zahustením desať litrovej kultúry kmeňa L1 pestovanej v A-prostredí (Tab.3). Aktivita sa zrazila 80% síranom amónnym a výťažkom bol surový enzymatický prípravok s 11 jednotkami na ml AF a 0,96 jednotkami na ml xylanázy. Aktivita AF sa neviazala na karboxymetyl celulózu (CMC) avšak adsorbovala sa kompletne na DEAE celulózu alebo v DEAE-Sephacel .Α-L-arabinofuranosidase (AF) activity was obtained by concentrating a 10-liter culture of the L1 strain grown in A-medium (Table 3). The activity was precipitated with 80% ammonium sulfate and the yield was a crude enzyme preparation with 11 units per ml AF and 0.96 units per ml xylanase. AF activity did not bind to carboxymethyl cellulose (CMC) but adsorbed completely to DEAE cellulose or DEAE-Sephacel.

Koncentrovaná AF preukázala významnú delignifikačnú aktivitu (Tab.4). Je treba zdôrazniť, že sa neskúmali optimálne podmienky pri použití AF na delignifikáciu buničiny. Potenciálne užitočná vlastnosť AF je tá, že by mala rozložiť väzbu blizku lignínu, čim by sa väčšina hemicelulózy ponechala pri vláknach celulózy. Tento krok by mal poskytnúť vyšší výťažok delignifi kovanej buničiny. Okrem toho je zrejmé, že delignifikačná aktivita AF spolu s aktivitou xylanázy T-6 je viac než len prídavná.Concentrated AF showed significant delignifying activity (Table 4). It should be emphasized that the optimum conditions for using AF for pulp delignification have not been investigated. The potentially useful property of AF is that it should break down the binding of lignin, leaving most of the hemicellulose with the cellulose fibers. This step should provide a higher yield of delignified pulp. In addition, it is apparent that the delignifying activity of AF along with the xylanase activity of T-6 is more than additional.

Tabuľky 5-7 ukazujú niektoré enzymatické vlastnosti vyčistenej AF pri použití ΡΝΡ-α-L-Ara ako substrátu. Enzým je najaktívnejší medzi pH 6,5 - 8,0, optimálne pri pH 7,0. Enzým má nízku aktivitu pri pH 9,0 a 70 θθ. Optimálna teplota bola 70 θθ ako pri pH 7,0 tak pri pH 8,0. Enzým bol najviac aktívny pri 20 mM Na2SO4, v 10 mM vo fosfátovom tlmivom roztoku, pHTables 5-7 show some enzymatic properties of purified AF using ΡΝΡ-α-L-Ara as substrate. The enzyme is most active between pH 6.5 - 8.0, optimally at pH 7.0. The enzyme has low activity at pH 9.0 and 70 θθ. The optimum temperature was 70 θθ at both pH 7.0 and pH 8.0. The enzyme was most active at 20 mM Na 2 SO 4 , in 10 mM in phosphate buffer, pH

7,5 a teplote 70 θθ, avšak stratil asi 50% svojej aktivity pri 70 °C počas 75 min a bol úplne neaktívny pri 80 °C počas 15 mi n.7.5 and 70 ° C, but lost about 50% of its activity at 70 ° C for 75 min and was completely inactive at 80 ° C for 15 min.

Rozšírené pokusy (s buničinou K20)Extended experiments (with K20 pulp)

Extracelulárne enzymatické aktivity degradácie uhľohydrátov Bacillus stearothermophi 1us - Ľ1.Extracellular Enzymatic Degradation Activities of Bacillus stearothermophilus - L1.

Špecifické extracelulárne enzymatické aktivity degradujúce uhľohydráty sa testovali sledovaním rastu v rôznych prostrediach (Tab.8). Bunky sa pestovali na rôznych zdrojoch uhlíka ako sú : p-nitrofenyl-p-D-manopyranozid, p-nitrofenyl-α-D-galaktopyranozid a p-nitrofenyl α-L-arabi nopyranozi d.Specific extracellular carbohydrate degrading enzymatic activities were tested by monitoring growth in various environments (Table 8). Cells were grown on various carbon sources such as: p-nitrophenyl-β-D-manopyranoside, p-nitrophenyl-α-D-galactopyranoside, and p-nitrophenyl α-L-arabinopyranoside.

Xylanáza a dve a arabináza) sa testovali pri pH 8,0 rozri edená dal ši e v 10 mM fosfátového tlmivého celkového skúšobného objemu.Xylanase and two and arabinase) were tested at pH 8.0 diluted further in 10 mM phosphate buffered total assay volume.

(0,1 ml) sa pridala do tlmivého roztoku a 0,55 a prenesením do kúpeľa s ľadovou vodou, cukor sa zisťoval metódou 3,5-dinitrosalicylovej endohemi celulázy (manáza roztoku a 60 °C vzorka v 1 ml(0.1 ml) was added to the buffer and 0.55 and transferred to an ice water bath, sugar was detected by the 3,5-dinitrosalicylic endohemi cellulase method (solution manasse and 60 ° C sample in 1 ml)

Vhodne substrátu, Reakcia saSuitably the substrate, the reaction is

Redukovanýreduced

0,1 ml ukonči 1 enzýmu0.1 ml terminate 1 enzyme

100 mM100 mM

0,25 ml ml vody.0.25 ml of water.

kyseliny ako je opísaná Millerom ( Miller, GL, (1959) Anál. Chem 31:426-428). Substrátmi boli 4% xylán z nekultivovaného ovsa, 0,4% živice z agátových zŕn - galaktomanán, 4% arabinogal aktan zo smrekovcového dreva a 4% manán zo Saccharomyces cerevisiae.acids as described by Miller (Miller, GL, (1959) Anal. Chem 31: 426-428). The substrates were 4% non-cultivated oat xylan, 0.4% acacia grain-galactomannan resin, 4% arabinogal larch wood actan, and 4% mannan from Saccharomyces cerevisiae.

Enzymatické uvoľňovanie lignínu z buničiny z mäkkého dreva sa zisťovalo pridaním 200 mg vlhkej buničiny K-20 (z Korsnäs papierne v Gävle, Švédsko) k 3 ml roztoku enzýmu, úpravou pH na 8,0 alebo 9,0 koncentrovaným roztokom NaOH a inkubáciou pri θε pri stálom trepaní. Po 2 hod. sa odobralo 1,5 ml tekutiny a odstredilo pri 10.000 x g počas 5 min. v minifúge za účelom odstránenia zvyšných buničinových vlákien. Čistá tekutina (0,5 ml) sa zriedila s 1,0 ml, 0,1 N NaOH na určenie absorbancie pri 350 nm. Kontrolou na každý test bola inkubácia buničiny za rovnakých podmienok bez enzýmu. Pretože 1 mg lignínu na ml vykazoval A35Q = 9,1 a buničina použitá v týchto pokusoch mala obsah lignínu 1,3% (Klason, zistené podľa Z.Zosima) je delta A35Q x 3 % obsah uvoľneného lignínu = --------------- x 100Enzymatic release of lignin from softwood pulp was determined by adding 200 mg of wet K-20 pulp (from Korsnäs paper mill in Gävle, Sweden) to 3 ml of enzyme solution, adjusting the pH to 8.0 or 9.0 with concentrated NaOH and incubating at θε with constant shaking. After 2 hours 1.5 ml of liquid was collected and centrifuged at 10,000 x g for 5 min. in a minifuge to remove residual pulp fibers. Pure liquid (0.5 mL) was diluted with 1.0 mL, 0.1 N NaOH to determine the absorbance at 350 nm. The control for each assay was incubation of the pulp under the same conditions without enzyme. Since 1 mg of lignin per ml showed A35Q = 9.1 and the pulp used in these experiments had a lignin content of 1.3% (Klason, determined by Z. Zosim), the delta A35Q x 3% lignin released = ------ --------- x 100

P x 0,013 kde P je váha suchej buničiny a delta A35Q je absorbancia po inkubácii mínus absorbancia pred inkubáciou. Množstvo čistého uvoľneného lignínu je celková suma mínus množstvo zistené za podmienok bez prítomnosti enzýmu.P x 0.013 where P is the weight of dry pulp and delta A35Q is the absorbance after incubation minus the absorbance before incubation. The amount of net lignin released is the total amount minus the amount found under enzyme-free conditions.

živica zresin

Xylanázová a dosiahla dôležité aktivity a to xylanázy Xylanáza sa našla pri nízkej uhlíka v kultivačnom médiu bola (LBG), D-glukóza a L-arabinóza. ako zdrojom uhlíka tvorbu akti vi ty.Xylanase and achieved important activities namely xylanase Xylanase was found at low carbon in the culture medium was (LBG), D-glucose and L-arabinose. as a carbon source of activity.

bola významná v L-arabinózy, kde aktivita manázy, α-L-arabi nopyranozi dázy.was significant in L-arabinose, where mannase activity, α-L-arabinopyranose dase.

Zistili sa dve a α-L-arabinofuranozidázy. koncentrácii, kde zdrojom agátových zŕn aktivita sa zvýšila D-xylózou 1,23 U/ml. Manóza brzdila Aktivita α-L-arabinofuranozidázy bola a vysokáTwo α-L-arabinofuranosidases were detected. concentration where the source of acacia grain activity was increased by D-xylose 1.23 U / ml. Mannose inhibited α-L-arabinofuranosidase activity was high

Neži sti1 a prostredí D-xylózy dosi ahl a 1,5 U/ml . α-D-galaktozidázy.Unlike the D-xylose medium, it reached 1.5 U / ml. α-D-galactosidase.

xylanázovej nízka, avšak v prostredí sa žiadna β-D-mannozidázy, aleboxylanase low, but no β-D-mannosidases in the environment, or

Čistenie α-L-arabinofuranózidázy od Bacillus stearothermophi1usPurification of α-L-arabinofuranosidase from Bacillus stearothermophilia

Po kultivácii Bacillus stearothermophi1us L1 počas 24 hod pri 60 θε v prostredí obsahujúcom L-arabinózu obsahovala voľná extracelulárna tekutina bez buniek 1,2 U/ml aktivity α-L-arabinofuranozidázy so špecifickou aktivitou 1,7 U/mg (Tab.9). Predbežné experimenty ukázali, že koncentrácia enzýmu mohla byť realizovaná zrážaním saturáciou 90% síranom amónnym. Predsa len sa získala iba 68% aktivita a žiadne podstatné zvýšenie špecifickej aktivity. Preto sa zrážanie síranom amónnym nepoužilo a surový enzým sa adsorboval priamo na DEAE Sephacel kolóne (Tab.9, aniónový menič). Po prepláchnuti kolóny 10 mM fosforečnano-drasel ným tlmivým roztokom pri pH 8,0 sa vypieranie uskutočnilo roztokom NaCl s lineárnym gradientom od 0,1 do 0,9 M. Aktivita α-Ľ-arabinofuranozidázy sa prejavila vo vypieraní ako ostrý hrot medzi 0,53 a 0,57 M NaCl . Po následnom zahustení a odsolení aktívnej frakcie pomocou dialýzy proti polyetylénglykol u sa špecifická aktivita zvýšila 38x so 100% obnovením aktivity. Tento materiál sa priamo preniesol na kolónu s náplňou Sephadex G-100. Aktívny materiál sa eluoval s jediným ostrým pi kom a zrejmou molekulovou hmotností 108.000. Celkové vyčištenie bolo 59-násobné pri výťažku 80%. Vyčištený enzým sa preskúšal gélovou filtráciou na FPLC Superóze v 100 mM fosforečnano-draselnom pufru pri pH 7,0 a 100 mM NaCl. Vyše 95% aktivity a proteínu sa eluovalo ako jediný ostrý vrchol s očividnou molekulovou hmotnosťou 114.800. U SDS PAGE se prejavil vyčistený enzým ako dva pásy s molekulovou hmotnosťou 57 500 a 52 500. Po odsatí na PVDF membráne a sekvenovaní na plynovom sekvetore Applied Biosystem model 475A ukázala analýza týchto pásov dve N-koncové sekvencie SEQ Ident.č.l a SEQ Ident.č.2.After culturing Bacillus stearothermophilus L1 for 24 hours at 60 ° C in a medium containing L-arabinose, the free extracellular fluid without cells contained 1.2 U / ml α-L-arabinofuranosidase activity with a specific activity of 1.7 U / mg (Table 9). Preliminary experiments showed that the enzyme concentration could be accomplished by precipitation by saturation with 90% ammonium sulfate. However, only 68% activity was obtained and no significant increase in specific activity. Therefore, ammonium sulfate precipitation was not used and the crude enzyme was adsorbed directly onto a DEAE Sephacel column (Tab.9, anion exchange). After flushing the column with 10 mM phosphate-potassium buffer at pH 8.0, scrubbing was performed with a NaCl solution with a linear gradient from 0.1 to 0.9 M. The activity of α-β-arabinofuranosidase was shown as a sharp point between 0, 53 and 0.57 M NaCl. After subsequent concentration and desalting of the active fraction by dialysis against polyethylene glycol, the specific activity was increased 38-fold with 100% recovery of activity. This material was directly transferred to a Sephadex G-100 packed column. The active material eluted with a single sharp peak and an apparent molecular weight of 108,000. The total purification was 59-fold at a yield of 80%. The purified enzyme was checked by gel filtration on FPLC Superose in 100 mM phosphate-potassium buffer at pH 7.0 and 100 mM NaCl. Over 95% of the activity and protein eluted as a single sharp peak with an apparent molecular weight of 114,800. SDS PAGE showed purified enzyme as two bands of 57,500 and 52,500 respectively. After aspiration on a PVDF membrane and sequencing on the Applied Biosystem model 475A gas sequencer, analysis of these bands showed two N-terminal sequences of SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO. .č.2.

Charakteristika α-L-arabinofuranozidázy Bacillus stearothermophi1us Ľ1Characteristics of Bacillus stearothermophilus α-L-arabinofuranosidase L1

Pri pH 7,0 bol vyčištený enzým úplne stabilný pri 60 ®C po dobu nejmenej 80 min, zachoval si 50% svojej maximálnej aktivity po inkubácii pri 70 θθ po dobu 75 min a ztratil svoju všetku aktivitu po 15 min pri 80 θθ. Pri 70 ®C bolo pre aktivitu optimálne pH 7,0; pri pH 6,5 a pH 8,0 robili príslušné aktivity 55% a 50% optimálnej aktivity. Pri pH 7,0 a 8,0 bola optimálna teplota pre aktivitu 70 °C. Enzým preukázal maximálnu aktivitu v 20-50 mM NagSO^; pri 100 mM a 150 mM Nä2S04 sa aktivita znížila o 10 % resp. o 50 %.At pH 7.0, the purified enzyme was completely stable at 60 ° C for at least 80 min, retained 50% of its maximum activity after incubation at 70 θθ for 75 min, and lost all activity for 15 min at 80 θθ. At 70 ° C, pH 7.0 was optimal for activity; at pH 6.5 and pH 8.0, the respective activities made 55% and 50% optimal activity, respectively. At pH 7.0 and 8.0, the optimum temperature for the activity was 70 ° C. The enzyme showed maximal activity in 20-50 mM NagSO 4; at 100 mM and 150 mM Na 2 SO 4 , activity decreased by 10% and 10%, respectively. 50%.

Kinetické parametre enzýmu sa merali pri použití ρΝΡ-α-L-ara-f ako substrátu. Pri pH 7,0 a 65 θθ, Km a v max robili 2,2 x 10~4M a 101 gmol /min /mg. Enzým preukázal len nízku aktivitu na substráte s vysokou molekulovou hmotnosťou ako je arabinoxylán a arabinogalaktan.The kinetic parameters of the enzyme were measured using ρΝΡ-α-L-ara-f as substrate. At pH 7.0 and 65 ° C, K m and v max were 2.2 x 10 -4 M and 101 gmol / min / mg. The enzyme showed only low activity on a high molecular weight substrate such as arabinoxylan and arabinogalactan.

Delignifikačná aktivita α-L-arabinofuranozidázy Bacillus stearothermophi1us L1Delignification activity of Bacillus stearothermophilius L1 α-L-arabinofuranosidase

V priebehu čistenia enzýmu (Tab.9) sa eluenty z kolóny pravidelne skúmali na delignifikačnú aktivitu za použitia čiastočne bielenej buničiny ako substrátu. Del ignifikačná aktivita bola spojená a) s vrcholom aktivity α-L-arabi nofuranozi dázy,During the purification of the enzyme (Table 9), eluents from the column were periodically examined for delignification activity using partially bleached pulp as substrate. The delignification activity was associated with a) the peak activity of α-L-arabinofuranosase,

b) s vrcholom aktivity endoxylanázy s nízkou molekulovou hmotnosťou, c) s frakciami, které obsahovali dolnú hodnotu obidvoch aktivít. Pretože sa najvyššia špecifická delignifikačná aktivita prejavovala za prítomnosti obidvoch enzýmov, rozhodlo sa preskúmať možnosť synergickej aktivity α-L-arabinofuranozidázy a predtým vyčistenej tepelne stabilizovanej xylanázy T6 opísanej v prihláške PCT WO 91/10724.b) with a peak of low molecular weight endoxylanase activity, c) with fractions containing a lower value of both activities. Since the highest specific delignification activity was manifested in the presence of both enzymes, it was decided to investigate the possibility of synergistic activity of α-L-arabinofuranosidase and the previously purified heat-stabilized T6 xylanase described in PCT application WO 91/10724.

Tab.10 zhŕňa typický pokus, pri ktorom bola del ignifikačná aktivita skúmaná s použitím čistej α-L-arabinofuranozidázy, čistej xylanázy a zmesi obidvoch enzýmov. Pri pH 8,0 a 65 po dobu 2 hod sa zo zmesi 38/ml a-L-arabinofuranozidázy a 5 U/ml xylanázy T6 uvoľnilo čistých 19,2% lignínu z buničiny, pričom výsledok u každého enzýmu pôsobiaceho samostatne bol len 16,5 %. Na získanie 16,5 % uvoľneného čistého lignínu za použitia len xylanázy T6 pri uvedených podmienkach bolo treba 50 U/ml enzýmu. Pri pH 9,0 a 65 °C po dobu 2 hod uvoľnila zmes enzýmov 18,4 % lignínu v porovnaní s len 13,3 % výsledkom ked' každá aktivita pôsobila oddelene. Je jasné, že obidva enzýmy pôsobili pri uvoľňovaní lignínu z buničiny synergicky.Table 10 summarizes a typical experiment in which delignification activity was investigated using pure α-L-arabinofuranosidase, pure xylanase and a mixture of both enzymes. At pH 8.0 and 65 for 2 hours, pure 19.2% lignin was released from pulp from a mixture of 38 / ml aL-arabinofuranosidase and 5 U / ml T6 xylanase, yielding only 16.5% for each enzyme acting alone. . To obtain 16.5% of the released pure lignin using only T6 xylanase under these conditions, 50 U / ml enzyme was required. At pH 9.0 and 65 ° C for 2 hours, the enzyme mixture released 18.4% lignin compared to only 13.3% resulting when each activity acted separately. It is clear that both enzymes act synergistically in releasing lignin from the pulp.

Zjavným paradoxom je, že enzým α-L-arabinofuranozidáza prejavil menej ako 1% svojej optimálnej aktivity pri pH 9,0 za použitia modelového substrátu p-nitrofenol α-L-arabinofuranozidázy. Avšak pri biologickom procese bielenia bol enzým takmer rovnako účinný pri pH 9,0 ako pri pH 8,0. Možné je, že buničina určitým spôsobom chránila a konzervovala aktivitu enzýmu pri vyšších hodnotách pH. Tieto výsledky sú povzbudzujúce lebo priemyselný delignifikačný proces je ľahšie realizovateľný pri pH 9,0 a 65 °C ako pri nižších hodnotách teploty a pH.The obvious paradox is that the enzyme α-L-arabinofuranosidase showed less than 1% of its optimal activity at pH 9.0 using the model substrate p-nitrophenol α-L-arabinofuranosidase. However, in the biological bleaching process, the enzyme was almost as effective at pH 9.0 as at pH 8.0. It is possible that the pulp in some way protected and preserved the activity of the enzyme at higher pH values. These results are encouraging because the industrial delignification process is easier to implement at pH 9.0 and 65 ° C than at lower temperature and pH values.

Tab. 1Tab. 1

Rastová a delignifikačná aktivita kmeňa Ľ1 na rôznych médiáchGrowth and delignification activity of L1 strain on various media

Zdroj source uhlíka a carbon and Rast (Α56θ)Growth ( Α 56θ) Deli gni fi káci a Celková Deli gni fi caci a total (%) b Čistá(%) b Net ži adny any 0,73 0.73 7,1 7.1 5,1 5.1 0,2 0.2 LB LB 1,30 1.30 8,8 8.8 6,8 6.8 0,2 0.2 manóza mannose 1,83 1.83 8,0 8.0 6,0 6.0 0,2 0.2 galaktóza galactose 0,84 0.84 4,9 4.9 2,9 2.9 0,2 0.2 glukóza glucose 2,62 2.62 8,9 8.9 6,9 6.9 0,2 0.2 xy1óza xy1óza 2,04 2.04 9,1 9.1 7,1 7.1 0,2 0.2 arabi nóza arabi nóza 1,81 1.81 10,5 10.5 7,6 7.6

^Kultivačné médium sa skladalo zo zdroja uhlíka (0,2%), 0,1% kvasničného extraktu, 0,5% kasaminovej kyseliny, a E.soli (0,1% močoviny, 0,02% MgS04 . 7H20, 5mM KH2PO4, pH 9,0, 20 mM Tris HC1 , pH 9,0, 0,1% NaCl a štandardná zmes stopových prvkov) .The culture medium consisted of a carbon source (0.2%), 0.1% yeast extract, 0.5% casaminic acid, and E salt (0.1% urea, 0.02% MgSO 4 .7H 2 0). , 5 mM KH 2 PO 4 , pH 9.0, 20 mM Tris HCl, pH 9.0, 0.1% NaCl and standard trace element mixture).

Všetky cukry mali D-konfiguráciu s výnimkou L-arabinózy; LB je živica z agátových zŕn.All sugars had a D-configuration except L-arabinose; LB is an acacia resin resin.

b)Delignifikácia buničiny K15 sa vykonala s extracelulárnym supernatantom (s úpravou pH na 9,0) pri 65 ®C, po dobu 2 hod. b ) Delignification of K15 pulp was performed with extracellular supernatant (pH adjusted to 9.0) at 65 ° C, for 2 hours.

Tab. 2Tab. 2

Extracelulárna enzymatická aktivita kmeňa L1Extracellular enzymatic activity of strain L1

X médi um a X media um and A-médium & A-Medium & Substrát substrate Akti v.(U/ml) Acti v (U / ml) Akti v. (U/ml) Akti v. (U / mL) xyl án xyl án 1,3 1.3 0,05 0.05 PNP-a-L-AF PNP-a-L-AF 0,004 0,004 0,5 0.5 PNP-a-Gal PNP-a-Gal < 0,001 <0.001 PNP-a-Man PNP-a-Man < 0,001 <0.001 PNP-a-AP PNP-and-AP < 0,001 <0.001 LB-GM LB-GM < 0,001 <0.001

a) Degradačné aktivity xylánu a LB-GM (galaktomanán z agátových zŕn) sa určili z produkcie redukčných cukrov a PNP-X aktivity sa merali podľa uvoľneného PNP (p-ni trofenol). (a ) The degradation activities of xylan and LB-GM (acacia grain galactomannan) were determined from the production of reducing sugars and PNP-X activities were measured by released PNP (p-ni trofenol).

b^Bunky boli kultivované po dobu 24 hodin buď na X-médiu alebo A-médiu (prostredie xylózy alebo arabinózy opisané v Tab.l) a zmes sa odstredila za účelom odstránenia buniek.The cells were cultured for 24 hours on either X-medium or A-medium (xylose or arabinose medium described in Table 1) and the mixture centrifuged to remove cells.

Tab. 3Tab. 3

Predbežné čistenie Preliminary cleaning α-L-arabinofuranozidázy z α-L-arabinofuranosidase z Ll vypestovaného Ll grown na on the A-médi u A-media u Frakcia faction 1 1 1 ! 1 . r- 1 -n E i 1 -Q * 1 1 O 1 1 1 1 1 1 1 1! 1. r- 1 -n E i 1 -Q * 1 1 O 1 1 1 1 1 Protei n Protei n a AF (U/ml) and AF (U / ml) Xylanáza (U/ml) xylanase (U / mL) Surový supernatant Crude supernatant 8100 8100 1,11 1.11 0,82 0.82 0,03 0.03 (NH4)S04 ppt(NH 4) S0 4 ppt 400 400 13,3 13.3 11,0 11.0 0,96 0.96 DEAE-Sephacel DEAE-Sephacel 20 20 41,1 41.1 46,6 46.6 0,09 0.09

a Protein stanovený podľa BioRad and BioRad protein

Tab 4Tab 4

Delignifikácia K15 koncentrovanou α-L-arabinofuranozidázouDelignification of K15 with concentrated α-L-arabinofuranosidase

Enzým enzyme % uvoľneného Celkom % released Pretty lignínu a Či stýlignin and chi (20 U/ml) b (20 U / ml) b 8,6 8.6 3,0 3.0 Xylanáza T-6 c (5 U/ml)T-6 c xylanase (5 U / ml) 11,3 11.3 5,7 5.7 AF + xylanáza T-6 AF + T-6 xylanase 16,1 16.1 11,5 11.5

a) 10 mM fosfátového pufru, pH 8,0, 65 θθ 2 hod. (a ) 10 mM phosphate buffer, pH 8,0, 65 θθ 2 hr.

b) Zahustené pomocou DEAE-Sepharel chromatografi e; obsahuje <0,1 U/ml xylanázy.b) Concentrated by DEAE-Sepharel chromatography; contains <0,1 U / ml xylanase.

c) Xylanáza T-6 produkovaná kmeňom NCIMB 40222 opísaným v prihl.PCT W0 91/10724 a schopná delignifi kovať buničinu z dreva pri pH najmenej 9 a teplote najmenej 65 θθ. (c ) T-6 xylanase produced by strain NCIMB 40222 described in Pr.

Tab. 5Tab. 5

Vplyv teploty na aktivitu AF pri pH 7 a 8Influence of temperature on AF activity at pH 7 and 8

Teplota °C Temperature ° C pH 7 AF (U/ml) a pH 7 AF (U / ml) a pH 8 AF (U/ml) b pH 8 AF (U / ml) b 40 40 2,1 2.1 1,0 1.0 50 50 5,0 5.0 2,4 2.4 60 60 8,3 8.3 5,2 5.2 65 65 10,1 10.1 7,6 7.6 70 70 10,3 10.3 9,6 9.6 75 75 9,9 9.9 7,5 7.5 80 80 4,2 4.2 1,0 1.0 90 90 0,8 0.8 0,3 0.3 100 100 0 0 0 0

a V 20 mM Tri s pufru and in 20 mM Tri with buffer

Tab. 6Tab. 6

Vplyv koncentrácie soli na aktivitu AFEffect of salt concentration on AF activity

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ^21 l 3 Q> 1 i 3 ro i 1 CO 1 1 O 1 1 -ŕ> 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ^ 21 l 3 Q> 1 i 3 ro i 1 CO 1 1 O 1 1 -> 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 AF (U/ml) a AF (U / ml) a 0 0 3,1 3.1 20 20 3,6 3.6 50 50 3,4 3.4 100 100 3,0 3.0 150 150 1,0 1.0

a) V 10 mM fosfátového pufru, pH 7,5, pri 70 a ) In 10 mM phosphate buffer, pH 7.5, at 70

Tab. 7Tab. 7

Stabilita aktivity α-L-arabinofuranozidázy (AF)Stability of α-L-arabinofuranosidase (AF) activity

Reakčná doba (mi n) Reaction time (mi n) 60 °C AF a akti vi ta (U/ml)60 ° C AF and activity (U / ml) 70 °C AF a akti vi ta (U/ml)70 ° C AF and activity (U / ml) 80 °C AF a aktivita (U/ml)80 ° C AF and activity (U / ml) 2 2 7,7 7.7 6,7 6.7 5,0 5.0 5 5 7,5 7.5 7,0 7.0 - - 15 15 8,4 8.4 7,0 7.0 0 0 30 30 8,4 8.4 6,7 6.7 45 45 7,5 7.5 5,5 5.5 60 60 7,7 7.7 4,2 4.2 75 75 8,0 8.0 2,7 2.7

aand

V 20 mM Tris pufru, pri pH 7,0In 20 mM Tris buffer, at pH 7.0

Tab. 8Tab. 8

Extracelulárne enzymatické aktivity Bacillus stearothermophi1usExtracellular enzymatic activities of Bacillus stearothermophilia

Ľ1 a pri degradáci i uhľohydrátovL1 and the degradation and carbohydrates

Uhľohydrátové substráty použité pre:Carbohydrate substrates used for:

Rast growth Akti víta enzýmu b Acti welcomes the enzyme b Typ < enzýmu Type < enzyme Aktivi ta (U/ml) Aktivi ta (U / mL) LGB C LGB C LBG LBG mananáza mannanase <0,01 <0.01 LGB LGB xyl án xyl án xylanáza xylanase 0, 136 0, 136 LGB LGB ρΝΡ-α-D-gal-p ρΝΡ-α-D-Gal p α-D-galaktozi dáza α-D-galactose dase 0,008 0,008 D-glukóza D-glucose LBG LBG mananáza mannanase <0,01 <0.01 D-glukóza D-glucose xyl án xyl án xylanáza xylanase 0,319 0,319 D-xylóza D-xylose xyl án xyl án xylanáza xylanase 1,25 1.25 D-xylóza D-xylose LBG LBG mananáza mannanase <0,01 <0.01 X-xylóza X-xylose arabi nogalaktan arabi nogalaktan galaktanáza/arabi nožidáza<0,01 galactanase / arabi cutidase <0.01 D-xylóza D-xylose ρΝΡ-α-D-gal-p ρΝΡ-α-D-Gal p α-D-galaktozi dáza α-D-galactose dase <0,001 <0.001 D-xylóza D-xylose ρΝΡ-β-D-man-p ρΝΡ-β-D-Man-p β-D-manozi dáza β-D-mannose dase <0,001 <0.001 D-xylóza D-xylose pNP-a-L-ara-p pNP-a-L-ara-p α-L-arabi no-pyranozi dáza α-L-arabino-pyranose dase <0,001 <0.001 D-xylóza D-xylose pNP-a-L-ara-f pNP-a-L-ara-f α-L-arabino-furanozi dáza α-L-arabino-furanozase 0,01 0.01 D-manóza D-mannose manán mannan mananáza mannanase <0,01 <0.01 D-manóza D-mannose xyl án xyl án xylanáz xylanase <0,01 <0.01 D-manóza D-mannose LBG LBG mannanáza/galaktozi dáza mannanase / galactose dase <0,01 <0.01 D-manóza D-mannose ρΝΡ-β-D-man-p ρΝΡ-β-D-Man-p β-D-mannozi dáza β-D-mannose dase <0,001 <0.001 L-arabi nóza L-arabiose arabi nogalaktan arabi nogalaktan α-L-arabi nozdáza α-L-Arabi nosdase <0,01 <0.01 L-arabi nóza L-arabiose xyl án xyl án xylanáza xylanase 0.11 00:11 L-arabi nóza L-arabiose pNP-a-L-ara-f pNP-a-L-ara-f a-L-arabi no-furanozi dáza α-L-arabino-furanoziase 1,5 1.5

a) Bunky boli kultivované po dobu 24 hod pri 60 θθ a pH 8,0 v E-soliach obsahujúcich 0,1 % kvasničného extraktu, 0,1% kasaminových kyselín a 0,2% zdroja uhlíka. (a ) The cells were cultured for 24 hours at 60 θθ and pH 8.0 in E-salts containing 0.1% yeast extract, 0.1% casaminic acids and 0.2% carbon source.

Po inkubácii počas 24 hod, sa kultúra odstredila a extracelulárne enzýmy degradujúce karbohydráty sa testovali ako je uvedené v opisu prihlášky.After incubation for 24 hours, the culture was centrifuged and extracellular carbohydrate degrading enzymes were tested as described in the specification.

c) LGB je živica z agátových zŕn - galaktomanán; pNP je p-ni trofenol (c ) LGB is an acacia resin - galactomannan; pNP is p-ni trophenol

Tab. 9Tab. 9

Prehľad postupu čistenia ce-L-arabi nof uranozi dázy g-L-arabi nofuranozi dázaOverview of the procedure for purification of ce-L-arabinofuranose g-L-arabinofuranose

Či sti ace operáci e Cleaning operations e Obj em (ml) Obj em (Ml) Proteí n (mg/ml) Proteí n (Mg / ml) (U/ml) (U / mL) Sp.akti v. (U/mg) Sp.akti v. (U / mg) Výťažok yield Surová a Crude a 1400 1400 0,70 0.70 1,21 1.21 1,71 1.71 Aniónový menič Anion exchanger 4,5 4.5 5,8 5.8 377 377 65 65 100 100 Gólová filtrácia0^Goal filtration 0 18 18 0,74 0.74 75,6 75.6 101 101 80 80

a) 1,4 litra kultúry kmeňa Ľ1 sa pripravilo spôsobom opísaným v prihláške. Kultúra sa odstredila po dobu 30 min pri 10.000 x g. Supernatantná tekutina sa potom prefi 1troval a na 0,8 pm filtri za účelom odstránenia zvyškov buniek. Tento surový supernatant bol východiskovým materiálom pre čistiaci postup. a ) 1.4 liters of L1 culture were prepared as described in the application. The culture was centrifuged for 30 min at 10,000 x g. The supernatant fluid was then filtered and on a 0.8 µm filter to remove cell debris. This crude supernatant was the starting material for the purification procedure.

b) Po prechode kolónou s náplňou DEAE sephacel nasledovala dialýza proti polyetylénglykolu.b) Passage through a DEAE sephacel column followed by dialysis against polyethylene glycol.

c) Sephadex G-100 c) Sephadex G-100

Tab. 10Tab. 10

Delignifikačná aktivita α-L-arabinofuranozidázy a xylanázy T6 na čiastočne bielenej buničineDelignification activity of α-L-arabinofuranosidase and T6 xylanase on partially bleached pulp

Enzým a)Enzyme a ) Deli gni fi káci a Deli gni fi caci a (%) b Či stá(%) b Whether or not PH PH Celkom Pretty žiadny enzým no enzyme 8,0 8.0 5,3 5.3 žiadny enzým no enzyme 9,0 9.0 5,2 5.2 α-L-arabi nofuranozi dáza α-L-Arabinofuranoziase 8,0 8.0 7,6 7.6 2,3 2.3 α-L-arabi nofuranozi dáza α-L-Arabinofuranoziase 9,0 9.0 7,3 7.3 2,1 2.1 xylanáza xylanase 8,0 8.0 19,5 19.5 14,2 14.2 xylanáza xylanase 9,0 9.0 16,8 16.8 11,6 11.6 a-L-arabinofuranozidáza + xylanáza α-L-arabinofuranosidase + xylanase 8,0 8.0 24,5 24.5 19,2 19.2 α-L-arabinofuranozidáza + xylanáza α-L-arabinofuranosidase + xylanase 9,0 9.0 24,6 24.6 18,4 18.4

a) Použila sa vyčistená α-L-arabinofuranozidáza (38 jednotiek/ml, špecifická aktivita 126 U/mg) a xylanáza T6 (5 U/ml , 192 U/mg). Enzýmy boli v 10 mM fosfátového pufru. a ) Purified α-L-arabinofuranosidase (38 units / ml, specific activity 126 U / mg) and xylanase T6 (5 U / ml, 192 U / mg) were used. The enzymes were in 10 mM phosphate buffer.

Použité podmienky boli tieto: 10 mM Na2S04 a 10 nM (NH4)2S04, 65 °C pri pH 8.0 alebo 9.0.The conditions used were: 10 mM Na 2 SO 4 and 10 nM (NH 4 ) 2 SO 4 , 65 ° C at pH 8.0 or 9.0.

Priemyselná využiteľnosťIndustrial usability

Predmet vynálezu je možno s výhodou využiť v priemysle celulózy na delignifikáciu a bielenie všetkých typov drevnej buničiny obsahujúcej lignín najmä pri procesoch, v ktorých nie je žiadúca aplikácia chlóru..The present invention can be advantageously used in the pulp industry for delignification and bleaching of all types of lignin-containing wood pulp, especially in processes in which the application of chlorine is not desired.

ZOZNAM SEKVENCIÍLIST OF SEQUENCES

(D (D Všeobecná General i nformaci a: information and: (I) (I) Pri hlasovateľ: When voting: (A) (A) Meno : First Name: Korsnas AB Korsnas AB (B) (B) Ulica: Street: neuvedená unlisted (C) (C) Mesto: The city: Gavl e Gavl e (E) (E) Kraj i na Country Švédsko Sweden (F) (F) PSČ: Zip: S-801 81 S-801 81 (G) (G) Telefón: Phone: 026-151000 026-151000 (H) (H) Telef ax: Telef ax: 026-195253 026-195253 (A) (A) Meno: name: The Technion Research and Development Foundation Ltd The Technion Research and Development Foundation Ltd. (B) (B) U1i ca: U1i ca: Technion City Technion City (C) (C) Mesto: The city: Hai fa Hai fa (E) (E) Kraj i na: Country: Izrael Israel (F) (F) PSČ: Zip: neuvedené specified (A) (A) Meno: name: Ramot - Univerši ty Authority for Applied Res.S Ind.Dev.Ltd Ramot - Universi ty Authority for Applied Res.S Ind.Dev.Ltd (B) (B) U1i ca: U1i ca: 32 H Levanon Street 32 H Levanon Street (C) (C) Mesto: The city: Tel Aviv Tel Aviv (E) (E) Kraj i na: Country: Izrael Israel (F) (F) PSČ: Zip: neuvedené specified (II) (II) Názov vyn Inv Name álezu: Del ignifikačný prípravok prejavujúci alfa-L-arabi no-furanozidázovú aktivitu, spôsob jeho výroby a použitia Disease: Del-igniting preparation exhibiting alpha-L-arabi-furanosidase activity, process for its production and use (III) Počet se (III) Number se kvenci í: 3 3 (IV) (IV) i Forma na i Mold on čítanie z počítača: reading from computer: (A) (A) Typ nosiča Carrier type : F1 oppy disk : F1 oppy disk (R) (°C) (° C) Poči tač: Computer: IBM PC kompatibilný IBM PC compatible l Operačný l Operating systém: PC-DOS/MS-DOS System: PC-DOS / MS-DOS (D) (D) Software: software: Patentln Release #1.0, Verše #1.25 (EPO) Patentln Release # 1.0, Verses # 1.24 (EPO) (2) (2) INFORMÁCIE INFORMATION PRE SEQ IDENT.Č.l FOR SEQ ID NO (I) (I) Sekvenčná sequence charakteri sti ka: Characteristics: (A) (A) Dĺžka: length: 9 aminokyselín 9 amino acids (B) (B) Typ: Type: ami nokyseli na ami nokyseli at (D) (D) Topológi a: Topologies and: neznáma unknown

(II) (II) Typ molekuly: Molecule type: proteí n proteí n (III) (III) Hypoteti cký: Hypoteti cký: n i e not (V) (IN) Typ fragmentu: Fragment type: N-koncový N-terminal (VI) (VI) Pôvodný zdroj: (A) Organizmus: Original source: (A) Organism: Bacillus stearothermophi1us Bacillus stearothermophius

(XI) Opis sekvencie: SEQ Ident.č.l:(XI) Sequence description: SEQ ID NO: 1:

Xaa Gin Pro Tyr Arg Xaa Glu Glu Leu 1 5 (2) INFORMÁCIE PRE SEQ IDENT.Č.2 (I) Sekvenčná charakteristika:Xaa Gin Pro Tyr Arg Xaa Glu Glu Leu 1 5 (2) INFORMATION FOR SEQ IDENT No.2 (I) Sequence Characterization:

(A) Dĺžka: 23 aminokyselín (B) Typ: aminokyselina (D) Topológia: neznáma (II) Typ molekuly: proteín (III) Hypotetický: nie (V) Typ fragmentu: N-koncový (VI) Pôvodný zdroj:(A) Length: 23 amino acids (B) Type: amino acid (D) Topology: unknown (II) Molecule type: protein (III) Hypothetical: no (V) Fragment type: N-terminal (VI) Original source:

(A) Organizmus: Bacillus stearothermophi1us (XI) Opis sekvencie: SEQ Ident.č.2:(A) Organism: Bacillus stearothermophilus (XI) Sequence description: SEQ ID NO: 2:

Ser Met Lys Lys Ala Thr Met íle íle Glu Lys Asp Phe Lys íle Al a 1 10 15Ser Met Lys Lys Ala Thr Met White Glu Lys Asp Phe Lys White Al 1 10 15

Glu íle Asp Lys Arg íle Tyr (2) INFORMÁCIE PRE SEQ IDENT.Č.3 (I) Sekvenčná charakteristika:Glu clay Asp Lys Arg clay Tyr (2) INFORMATION FOR SEQ IDENT No.3 (I) Sequence characteristic:

(A) Dĺžka: 50 aminokyselín (B) Typ: aminokyselina (D) Topológia: neznáma (II) Typ molekuly: proteín (III) Hypotetický: nie (V) Typ fragmentu: N-koncový (VI) Pôvodný zdroj:(A) Length: 50 amino acids (B) Type: amino acid (D) Topology: unknown (II) Molecule type: protein (III) Hypothetical: no (V) Fragment type: N-terminal (VI) Original source:

(A) Organizmus: Bacillus stearothermophi1us (XI) Opis sekvencie: SEQ Ident.č.3:(A) Organism: Bacillus stearothermophi1us (XI) Sequence description: SEQ ID NO: 3:

Al a Al a Thr Thr Lys Lys Lys Lys Al a Al a Thr Thr Met Met íle Ile íle Ile Glu Glu Lys Lys Asp Asp Phe Phe Lys Lys íle Ile Al a Al a 1 1 5 5 10 10 15 15 G1 u G1 u íle Ile Asp Asp Lys Lys Arg Arg íle Ile Tyr Tyr Gly Gly Ser Ser Phe Phe íle Ile G1 u G1 u H i s H i s Leu Leu Gly Gly Arg Arg 20 20 25 25 30 30 Ala Ala Val wall Tyr Tyr Gly Gly Gly Gly íle Ile Tyr Tyr G1 u G1 u Pro for Gly Gly Hi s Hi s Pro for Gin gin Al a Al a Asp Asp G1 u G1 u 35 35 40 40 45 45

Asn GlyAsn Gly

Claims (17)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Prípravok prejavujúci sa enzymatickou aktivitou, vyznačujúci satým, že je pri praví teľný aeróbnou fermentáciou vo vhodnom médiu kmeňa Baci11us stearothermophilus získaného selekciou z kmeňa NCIMB 40494 a jeho mutantov a variantov, ktorý má v podstate rovnakú schopnosť produkcie uvedeného prípravku ako kmeň NCIMB 40494, pričom enzymatická aktivita prípravku obsahuje podstatnú časť aktivity a-L-arabinofuranozidázy so schopnosťou delignifikácie drevnej buničiny pri pH 8-9 a teplote 65 °C.A preparation exhibiting enzymatic activity, characterized in that it is capable of being aerobically fermentable in a suitable medium of a strain of Baci11us stearothermophilus obtained by selection from strain NCIMB 40494 and its mutants and variants, which has substantially the same ability to produce said preparation49 as strain NCIMB 40. wherein the enzymatic activity of the formulation comprises a substantial fraction of the activity of αL-arabinofuranosidase with the ability to delignify wood pulp at pH 8-9 and a temperature of 65 ° C. 2. Prípravok podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že pozostáva z vyčistenej kultúry kultivačnej pôdy.Composition according to claim 1, characterized in that it consists of a purified culture medium. 3. Pripravok podľa nároku 2, vyznačujúci sa tým, že pozostáva z koncentrovanej frakcie kultúry kultivačnej pôdy prejavujúcej aktivitu α-L-arabinofuranozidázy v prostredí drevnej buničiny.Composition according to claim 2, characterized in that it consists of a concentrated fraction of culture medium showing α-L-arabinofuranosidase activity in wood pulp environment. 4. Pripravok podľa nároku 3, vyznačujúci satým, že aktivita α-L-arabinofuranozidázy je odvodená od α-L-arabinofuranozidázy, ktorá je zložená z dvoch podjednotiek s približnou molekulovou hmotnosťou 52 000 Da a 57 500 Da.Composition according to claim 3, characterized in that the activity of α-L-arabinofuranosidase is derived from α-L-arabinofuranosidase, which is composed of two subunits with an approximate molecular weight of 52,000 Da and 57,500 Da. 5. Prípravok podľa niektorého z nárokov 1 až 4, vyznačujúci sa tým, že je spojený s prípravkom vykazujúcim enzymatickú aktivitu produkovanú iným mikrobiálnym kmeňom a so schopnosťou delignifikácie drevnej buničiny pri teplote najmenej 65 a pH najmenej 9.Composition according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it is associated with a composition having enzymatic activity produced by another microbial strain and having the ability to delignify wood pulp at a temperature of at least 65 and a pH of at least 9. 6. Prípravok podľa nároku 5, vyznačujúci sa, tým, že obsahuje α-L-arabinofuranozidázu produkovanú kmeňom NCIMB 40494 Bacillus stearothermophi 1us a xylanázu produkovanú kmeňom NCIMB 40222 Bacillus stearothermophi1us .A composition according to claim 5, characterized in that it comprises α-L-arabinofuranosidase produced by NCIMB strain 40494 Bacillus stearothermophilus and xylanase produced by NCIMB strain 40222 Bacillus stearothermophilus. 7. Enzým α-L-arabinofuranozidáza vyznačujúci sa sekvenciou aminokyselín, ktorá obsahuje N-koncovú dielčiu sekvenciu aminokyselín (SEQ Ident.č.l)An α-L-arabinofuranosidase enzyme characterized by an amino acid sequence comprising an N-terminal amino acid partial sequence (SEQ ID NO: 1) Met? Gin Pro Tyr Arg Pro? G1u Glu Leu alebo jej homológ.Met? Gin Pro Tyr Arg Pro? G1u Glu Leu or a homologue thereof. 8) Enzým α-L-arabinofuranozidáza vyznačujúci sa sekvenciou aminokyselín, ktorá obsahuje N-koncovú dielčiu sekvenciu aminokyselín (SEQ Ident.č.2)8) Enzyme α-L-arabinofuranosidase characterized by an amino acid sequence that contains an N-terminal amino acid partial sequence (SEQ ID NO: 2) Ser Met Lys Lys Al a Thr Met íle íle Glu Lys Asp Phe Lys íle Ala Glu íle Asp Lys Arg íle Tyr alebo jej homológ.Ser Met Lys Lys Al and Thr Met Goals Glu Lys Asp Phe Lys Goes Ala Glu Goes Asp Lys Arg Goes Tyr or homologue thereof. 9. Spôsob výroby prípravku prejavujúceho se enzymatickou aktivitou, vyznačujúci sa tým, že kmeň Bacillus stearothermophi1us vybraný selekciou z kmeňa NCIMB 40494 vvrátane jeho mutantov alebo variant, ktorý má v podstate rovnakú schopnosť produkovať prípravok, ako kmeň NCIMB 40494, sa podrobí aeróbnej fermentácii vo vhodnom médiu pričom v enzymatickej aktivite prípravku zaujíma podstatnú čásť aktivita α-L-arabinofuranozidázy so schopnosťou delignifikácie drevnej buničiny pri pH 8-9 a teplote 65 ®C.A method for producing a preparation exhibiting enzymatic activity, characterized in that the Bacillus stearothermophilia strain selected by selection from NCIMB 40494 strain, including mutants or variants thereof, having substantially the same ability to produce the preparation as NCIMB 40494 strain, is subjected to aerobic fermentation in a suitable fermentation. medium, wherein α-L-arabinofuranosidase activity with the ability to delignify wood pulp at pH 8-9 and a temperature of 65 ° C occupies a substantial part in the enzymatic activity of the preparation. 10. Izolovaný kmeň Bacillus stearothermophi 1 us NCIMB 040494 včítane jeho mutantov a variant, ktorý má v podstate rovnakú schopnosť produkcie prípravku prejavujúceho enzymatickú aktivitu, ako kmeň NCIMB 40494, pričom v tejto enzymatickej aktivite zaberá podstatnú čásť aktivita α-L-arabinofuranozidázy so schopnosťou delignifikácie drevnej buničiny pri pH 8-9 a teplote 65 ®C.An isolated strain of Bacillus stearothermophi 1 us NCIMB 040494, including mutants and variants thereof, having substantially the same ability to produce a preparation exhibiting enzymatic activity as strain NCIMB 40494, which occupies a substantial part of α-L-arabinofuranosidase activity in this enzymatic activity. wood pulp at pH 8-9 and 65 ° C. 11. Použitie enzýmu produkovaného kmeňom Baci11us stearothermophi1us NCIMB 040494 pri spracovaní drevnej buničiny.Use of an enzyme produced by the Baci11us stearothermophilia NCIMB 040494 strain in the processing of wood pulp. 12. Spôsob obsahujúci spracovanie drevnej buničiny, vyznačujúci sa tým, že na drevnú buničinu sa pôsobí najmenej v jednej operácii prípravkom podľa jedného z nárokov 1 až 6.A method comprising treating wood pulp, characterized in that the wood pulp is treated in at least one operation with a preparation according to one of claims 1 to 6. 13. Spôsob podľa nároku 12, vyznačujúci sa tým, že drevná buničina je sulfátová buničina.The method of claim 12, wherein the wood pulp is kraft pulp. 14. Spôsob podľa nároku 13, vyznačujúci sa tým, že drevná buničina je čiastočne delignifi kovaná sulfátová buni či na.The method of claim 13, wherein the wood pulp is a partially delignified kraft cell. 15. Spôsob podľa nároku 13, vyznačujúci sa tým, že delignifi kovaná sulfátová buničina je kyslíkom delignifi kovaná sulfátová buničina.The method of claim 13, wherein the delignified kraft pulp is an oxygen delignified kraft pulp. 16. Drevná buničina vyznačujúca sa tým, že sa spracuje najmenej v jednej operácii prípravkom podľa niektorého z nárokov 1 až 6.Wood pulp, characterized in that it is treated in at least one operation with a preparation according to any one of claims 1 to 6. 17. Sonda DNA alebo RNA rozoznávajúca nukleotidovú sekvenciu, ktorá kóduje sekvenciu aminokyselín (SEQ Ident.č.l)17. A DNA or RNA probe recognizing a nucleotide sequence that encodes an amino acid sequence (SEQ ID NO: 1)
SK1185-94A 1992-03-31 1993-03-30 Delignifying preparation exhibiting alpha-l-arabinofuranosidase activity production and application thereof SK118594A3 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9201006A SE501096C2 (en) 1992-03-31 1992-03-31 Delignifying preparations exhibiting alpha-L-arabinofuranosidase activity, preparation and application thereof
PCT/SE1993/000269 WO1993020192A1 (en) 1992-03-31 1993-03-30 DELIGNIFYING PREPARATION EXHIBITING α-L-ARABINOFURANOSIDASE ACTIVITY, PRODUCTION AND APPLICATION THEREOF

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SK118594A3 true SK118594A3 (en) 1995-07-11

Family

ID=20385804

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK1185-94A SK118594A3 (en) 1992-03-31 1993-03-30 Delignifying preparation exhibiting alpha-l-arabinofuranosidase activity production and application thereof

Country Status (12)

Country Link
EP (1) EP0633932A1 (en)
JP (1) JPH07508162A (en)
KR (1) KR950701381A (en)
AU (1) AU3913093A (en)
BR (1) BR9306158A (en)
CA (1) CA2132335A1 (en)
CZ (1) CZ239494A3 (en)
FI (1) FI944501A0 (en)
HU (1) HUT70460A (en)
NO (1) NO943612L (en)
SE (1) SE501096C2 (en)
SK (1) SK118594A3 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4683531B2 (en) * 2004-11-02 2011-05-18 明治製菓株式会社 Novel α-L-arabinofuranosidase and method of using the same

Also Published As

Publication number Publication date
CZ239494A3 (en) 1995-01-18
AU3913093A (en) 1993-11-08
KR950701381A (en) 1995-03-23
NO943612L (en) 1994-11-28
FI944501A (en) 1994-09-28
BR9306158A (en) 1998-06-23
HUT70460A (en) 1995-10-30
CA2132335A1 (en) 1993-10-14
NO943612D0 (en) 1994-09-29
SE501096C2 (en) 1994-11-14
FI944501A0 (en) 1994-09-28
HU9402800D0 (en) 1995-01-30
SE9201006D0 (en) 1992-03-31
EP0633932A1 (en) 1995-01-18
JPH07508162A (en) 1995-09-14
SE9201006L (en) 1993-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU703309B2 (en) Alkaline cellulase and method for producing the same
Immanuel et al. Effect of different growth parameters on endoglucanase enzyme activity by bacteria isolated from coir retting effluents of estuarine environment
DK2041294T3 (en) CONSTRUCTION OF HIGH EFFECTIVE CELLULASE COMPOSITIONS FOR ENZYMATIC HYDROLYSIS OF CELLULOSE
Tsujibo et al. Purification, properties, and partial amino acid sequences of thermostable xylanases from Streptomyces thermoviolaceus OPC-520
AU690955B2 (en) Alkali-tolerant xylanases
CN102482665B (en) Novel protein having beta-glucosidase activity, and use thereof
CA2149236C (en) Novel xylanase, process for producing the same, method for the treatment of pulp, and production of xylo-oligosaccharides
Jäger et al. Production and characterization of β-glucosidases from different Aspergillus strains
Zhao et al. Expression and characterization of GH3 β-Glucosidase from Aspergillus niger NL-1 with high specific activity, glucose inhibition and solvent tolerance
Wang et al. A unique endoglucanase-encoding gene cloned from the phytopathogenic fungus Macrophomina phaseolina
Milagres et al. Characterization of xylanase production by a local isolate of Penicillium janthinellum
EP0133035B1 (en) Process for the preparation of cellulase
US20210017511A1 (en) Mutant Beta-Glucosidase
EP0448430B1 (en) Enzyme composition adapted to the hydrolysis of polysaccharides of a lignocellulosic substrate, its preparation and its use
Sonne-Hansen et al. Xylanolytic anaerobic thermophiles from Icelandic hot-springs
Dahot et al. Microbial production of cellulases by Aspergillus fumigatus using wheat straw as a carbon source
US5183753A (en) Preparation of xylanase by cultivating thermomyces lanuginosus dsm 5826 in a medium containing corn cobs
AU2019331247A1 (en) Trichoderma reesei mutant strain, and method for producing protein
JP3353893B2 (en) Alkalophilic Bacillus sp. AC13 strain and protease, xylanase and cellulase obtainable therefrom
SK118594A3 (en) Delignifying preparation exhibiting alpha-l-arabinofuranosidase activity production and application thereof
Stutzenberger Extracellular enzyme production by Thermomonospora curvata grown on bagasse
US6946277B2 (en) Method for enhancing cellobiase activity of termitomyces clypeatus using a glycosylation inhibitor
WO1993020192A1 (en) DELIGNIFYING PREPARATION EXHIBITING α-L-ARABINOFURANOSIDASE ACTIVITY, PRODUCTION AND APPLICATION THEREOF
Poulsen et al. Growth and enzyme production of Cellulomonas sp. ATCC 21399 on microcrystalline cellulose. Effects of increasing concentration of a mineral medium
Hoq et al. High productivity of thermostable xylanase free of cellulase: a promising system for large scale production