WO2017133973A1 - Improved washing performance using an alpha-amylase from bacillus cereus - Google Patents

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WO2017133973A1
WO2017133973A1 PCT/EP2017/051743 EP2017051743W WO2017133973A1 WO 2017133973 A1 WO2017133973 A1 WO 2017133973A1 EP 2017051743 W EP2017051743 W EP 2017051743W WO 2017133973 A1 WO2017133973 A1 WO 2017133973A1
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WO
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alpha
amylase
amino acid
acid sequence
amylases
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/051743
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Daniela HERBST
Nina Mussmann
Timothy O'connell
Inken PRÜSER
Anna Krüger
Neele Meyer
Garabed Antranikian
Anke Peters
Original Assignee
Henkel Ag & Co. Kgaa
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 Henkel Ag & Co. Kgaa filed Critical Henkel Ag & Co. Kgaa
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    • 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)
    • C12N9/2402Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2) hydrolysing O- and S- glycosyl compounds (3.2.1)
    • C12N9/2405Glucanases
    • C12N9/2408Glucanases acting on alpha -1,4-glucosidic bonds
    • C12N9/2411Amylases
    • C12N9/2414Alpha-amylase (3.2.1.1.)
    • C12N9/2417Alpha-amylase (3.2.1.1.) from microbiological source

Definitions

  • the invention is in the field of enzyme technology.
  • the invention relates in particular to alpha-amylases and their preparation whose amino acid sequence, which can be used in particular with regard to use in detergents and cleaning agents, all sufficiently similar alpha-amylases with a correspondingly similar sequence according to SEQ ID NO: 1 and for them coding nucleic acids.
  • the invention further relates to methods and
  • Alpha-amylases are among the most technically important enzymes. Their use for detergents and cleaners is established industrially and they can be contained in modern, powerful detergents and cleaners.
  • An alpha-amylase is an enzyme that catalyzes the hydrolysis of the internal a (1-4) glycoside bonds of amylose but not the cleavage of terminal or a (1-6) glycoside bonds.
  • Alpha-amylases are therefore a group of esterases (E.C. 3.2.1.1.).
  • Alpha-amylases catalyze the cleavage of starch, glycogen, and other oligo- and polysaccharides that have a (1-4) -glycoside linkage. In this respect, alpha-amylases counteract starch residues in the laundry and catalyze their hydrolysis
  • Alpha-amylases with broad substrate spectra are used in particular where inhomogeneous raw materials or substrate mixtures have to be reacted, that is, for example, in detergents and cleaning agents, since contaminants can consist of differently structured starch molecules and oligosaccharides.
  • alpha-amylases used in the washing or cleaning agents known from the prior art are usually of microbial origin and are generally derived from bacteria or fungi, for example the genera Bacillus, Pseudomonas, Acinetobacter, Micrococcus, Humicola, Trichoderma or Trichosporon, in particular Bacillus , Alpha-amylases are usually produced by biotechnological methods known per se by suitable microorganisms, for example by transgenic expression hosts of the genera Bacillus or by filamentous fungi.
  • a particularly extensively characterized alpha-amylase is one from the alkalophilic Bacillus sp. Strain TS-23, which hydrolyzes at least five types of starch (Lin et al., Biotechnol Appl Biochem, 28: 61-68, 1998).
  • the alpha-amylase from Bacillus sp. Strain TS-23 has a pH optimum of 9, although it is stable over a broad range of pH (ie, pH 4.7 to - - -
  • alpha-amylase variants which have altered biochemical properties and thereby have improved performance in industrial applications, especially in detergents or cleaners.
  • an alpha-amylase from Bacillus cereus or a sufficiently similar alpha-amylase particularly suitable for use in detergents or cleaners, since they are a wide range of starch substrates under standard Washing conditions hydrolyzed.
  • the invention therefore in a first aspect comprises an alpha-amylase comprising an amino acid sequence which has at least 70% sequence identity with the amino acid sequence given in SEQ ID NO: 1 over its entire length.
  • Another object of the invention is a process for producing an alpha-amylase comprising providing a parent alpha-amylase which is at least 70%
  • alpha-amylase in the sense of the present patent application therefore comprises both the alpha-amylase as such and an alpha-amylase prepared by a method according to the invention. All statements on alpha-amylase therefore relate both to the alpha-amylase as a substance and to the corresponding processes, in particular the production process of the alpha-amyalse.
  • alpha-amylases according to the invention or the production process for alpha-amylases according to the invention for these alpha-amylases encoding nucleic acids, alpha-amylases according to the invention or
  • Nucleic acids containing non-human host cells and alpha-amylases according to the invention comprising agents, in particular detergents and cleaners, washing and
  • the present invention is based on the surprising finding of the inventors that an alpha-amylase according to the invention from Bacillus cereus, which comprises at least 70% identical amino acid sequence to the amino acid sequence given in SEQ ID NO: 1, the hydrolysis of a broad spectrum of starch substrates under standard washing conditions - - causes.
  • This is particularly surprising insofar as hitherto for none of the alpha-amylases from Bacillus cereus the use in detergents or cleaning agents has been described.
  • the alpha-amylases according to the invention have a high stability in detergents or cleaners, for example with respect to surfactants and / or bleaches and / or with respect to temperature influences, and / or against acidic or alkaline conditions and / or with respect to pH changes and / or against denaturing or oxidizing agents and / or against proteolytic degradation and / or against a change in the redox ratios.
  • performance-enhanced alpha-amylase variants are provided. Such advantageous
  • An alpha-amylase according to the invention has an enzymatic activity, that is to say it is capable of hydrolysing starch and oligosaccharides, in particular in a washing or cleaning agent.
  • An alpha-amylase according to the invention is therefore an enzyme which catalyzes the hydrolysis of a (1-4) -glycoside bonds in glycoside substrates and thereby is able to cleave starch or oligosaccharides. Furthermore, it is at a
  • alpha-amylase according to the invention is preferably a mature alpha-amylase, i. to the catalytically active molecule without signal and / or propeptide (s). Unless otherwise stated, the sequences given refer to each mature (processed) enzymes.
  • the alpha-amylase comprises a
  • sequence comparison is based on the BLAST algorithm established and commonly used in the prior art (see, for example, Altschul, SF, Gish, W., Miller, W., Myers, EW & Lipman, DJ. (1990) "Basic local alignment search Biol. 215: 403-410; and Altschul, Stephan F., Thomas L. Madden, Alejandro A. Schaffer, Jinghui Zhang, Hheng Zhang, Webb Miller, and David J.
  • Lipman (1997): "Gapped BLAST and PSI-BLAST: a new generation of protein database search programs"; Nucleic Acids Res., 25, pp.3389-3402) and is in principle accomplished by similar sequences of nucleotides or amino acids in the nucleic acid or amino acid sequences of each other be assigned. A tabular assignment of the respective positions is referred to as alignment.
  • Another algorithm available in the prior art is the FASTA algorithm. Sequence comparisons (alignments), - - Especially multiple sequence comparisons are created with computer programs.
  • T-Coffee see, for example, Notredame et al (2000): T-Coffee: A novel method for multiple sequence alignments, J. Mol. Biol. 302, 205-217 or programs based on these programs or algorithms.
  • alignment comparisons with the computer program Vector NTI® Suite 10.3 (Invitrogen Corporation, 1600 Faraday Avenue, Carlsbad, California, USA) with the default parameters whose AlignX module for sequence comparisons is based on ClustalW.
  • Identity and / or homology information can be made about whole polypeptides or genes or only over individual regions. Homologous or identical regions of different nucleic acid or amino acid sequences are therefore defined by matches in the sequences. Such areas often have identical functions. They can be small and comprise only a few nucleotides or amino acids. Often, such small regions exert essential functions for the overall activity of the protein. It may therefore be useful to relate sequence matches only to individual, possibly small areas. Unless otherwise indicated, identity or homology information in the present application, however, refers to the total length of the particular nucleic acid or amino acid sequence indicated.
  • the alpha-amylase is characterized in that its purification performance is not significantly reduced over that of an alpha-amylase comprising an amino acid sequence corresponding to the amino acid sequences set forth in SEQ ID NO: 1, i. at least 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95% of
  • the cleaning performance can be determined in a washing system containing a detergent in a dosage between 4.5 and 7.0 grams per liter of wash liquor and the alpha-amylase, wherein the alpha-amylases to be compared
  • Concentration (based on active protein) are used and the cleaning performance against a cotton soiling is determined by measuring the
  • Detersive detergent is from 0.001-1 wt.%, Preferably from 0.001-0, 1 wt.%, And more preferably from 0.01 to 0.06 wt.%, Based on active, purified protein.
  • a preferred liquid detergent for such a washing system is composed as follows (all figures in weight percent): 7% alkylbenzenesulfonic acid, 9% anionic surfactants, 4% Na salts of C12-C18 fatty acids, 7% nonionic surfactants, 0, 7% phosphonates, 3.2%
  • Citric acid 3.0% NaOH, 0.04% defoamer, 5.7% 1, 2-propanediol, 0, 1%
  • the dosage of the liquid detergent is between 4.5 and 6.0 grams per liter of wash liquor, for example, 4.7, 4.9 or 5.9 grams per liter of wash liquor. Preference is given to washing in a pH range between pH 8 and pH 10.5, preferably between pH 8 and pH 9.
  • the degree of whiteness i. the brightening of the stains, as a measure of the cleaning performance is determined by optical measurement methods, preferably photometrically.
  • a suitable device for this purpose is for example the spectrometer Minolta CM508d.
  • the devices used for the measurement are previously calibrated with a white standard, preferably a supplied white standard.
  • the activity-equivalent use of the respective alpha-amylase ensures that, even if the ratio of active substance to total protein (the values of the specific activity) diverge, the respective enzymatic properties, for example the cleaning performance of certain soils, are compared.
  • a low specific activity can be compensated by adding a larger amount of protein.
  • the alpha-amylase activity is determined in a customary manner, preferably by an optical measuring method, preferably a photometric method.
  • the appropriate test involves the alpha-amylase-dependent cleavage of the substrate para-nitrophenyl maltoheptaoside. This is cleaved by the alpha-amylase into para-nitrophenyl oligosaccharide.
  • the para-nitrophenyl oligosaccharide is in turn catalyzed by the enzymes glucoamylase and alpha-glucosidase to glucose and para-nitrophenol.
  • the presence of para-nitrophenol can be measured using a photometer, e.g. of the Tecan Sunrise device and the XFLUOR software, at 405 nm and thus allows a conclusion on the
  • the protein concentration can be determined by known methods, for example, the BCA method (bicinchoninic acid, 2,2'-biquinolyl-4,4'-dicarboxylic acid) or the biuret method (AG Gornall, CS Bardawill and MM David, J. Biol. Chem., 177 (1948), pp. 751-766).
  • the determination of the active protein concentration can in this regard via a titration of the active sites using a suitable irreversible inhibitor and determination of the
  • Proteins can be grouped into groups of immunologically related proteins by reaction with an antiserum or antibody.
  • the members of such a group are characterized by having the same antigenic determinant recognized by an antibody. They are therefore structurally so similar to each other that they are recognized by an antiserum or specific antibodies. Another one
  • alpha-amylases which are characterized in that they have at least one and increasingly preferably two, three or four matching antigenic determinants with an alpha-amylase according to the invention. Due to their immunological similarity, such alpha-amylases are structurally so similar to the alpha-amylases according to the invention that a similar function is to be assumed as well.
  • alpha-amylases according to the invention may have further amino acid changes, in particular amino acid substitutions, insertions or deletions.
  • Such alpha-amylases are, for example, by targeted genetic alteration, i. by mutagenesis, further developed and optimized for specific applications or specific properties (for example, in terms of catalytic activity, stability, etc.).
  • Nucleic acids are introduced into recombination approaches and thus used to generate completely novel alpha-amylases or other polypeptides.
  • the goal is to introduce into the known molecules targeted mutations such as substitutions, insertions or deletions, for example, to improve the cleaning performance of enzymes of the invention.
  • targeted mutations such as substitutions, insertions or deletions, for example, to improve the cleaning performance of enzymes of the invention.
  • the surface charges and / or the isoelectric point of the molecules and thereby their interactions with the substrate can be changed.
  • the net charge of the enzymes can be changed in order to influence the substrate binding, in particular for use in detergents and cleaners.
  • the stability of the alpha-amylase can be further increased by one or more corresponding mutations, thereby improving its cleaning performance.
  • Advantageous properties of individual mutations, eg individual substitutions may be complementary.
  • An alpha-amylase which has already been optimized with regard to certain properties, for example with regard to its activity and / or its tolerance with respect to the substrate spectrum, can therefore be further developed within the scope of the invention.
  • Another object of the invention is therefore an alpha-amylase, which is characterized in that it is obtainable from an alpha-amylase as described above as the starting molecule by one or more conservative amino acid substitution.
  • conservative amino acid substitution means the substitution of one amino acid residue for another amino acid residue, which substitution does not result in a change in polarity or charge at the position of the exchanged amino acid, e.g. Example, the replacement of a nonpolar amino acid residue against another nonpolar amino acid residue.
  • the alpha-amylase is characterized in that it is obtainable from an alpha-amylase according to the invention as starting molecule by fragmentation, deletion, insertion or substitution mutagenesis and comprises an amino acid sequence over a length of at least 360, 370, 380, 390, 400, 410, 420, 430, 440, 450, 460, 470, 480, 490, 500, 510, 51 1 or 512 contiguous amino acids matches the parent molecule.
  • the enzymes retain their catalytic activity, i. their catalytic activity is at least equal to that of the starting enzyme, i. In a preferred embodiment, the catalytic activity is at least 80, preferably at least 90% of the activity of the
  • the further amino acid positions are hereby defined by an alignment of the amino acid sequence of an alpha-amylase according to the invention with the amino acid sequence of the alpha-amylase from Bacillus cereus, as indicated in SEQ ID NO: 1. Furthermore, the assignment of the positions depends on the mature (mature) protein. This assignment is also to be used in particular if the amino acid sequence of an alpha-amylase according to the invention comprises a higher number of amino acid residues than the Bacillus cereus alpha-amylase according to SEQ ID NO: 1. Starting from said positions in the amino acid sequence of the Bacillus alpha-amylase cereus are the change positions in an alpha-amylase according to the invention those which are just assigned to these positions in an alignment. - -
  • N-terminal 27 amino acids are no longer included.
  • these truncated fragments variants can be used in various embodiments of the invention, which to the starting from the amino acid sequence given in SEQ ID NO: 1 truncated by 27 N-terminal amino acids, over the total length to at least 70%, 71%, 72nd %, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 90.5%, 91%, 91, 5%, 92%, 92.5%, 93%, 93.5%, 94%, 94.5%, 95%, 95.5% , 96%, 96.5%, 97%, 97.5%, 98%, 98.5%, 98.8%, 99.0%, 99.2%, 99.4%, 99.5%, 99.6% or 99.8% are identical.
  • a method according to the invention further comprises one or more of the following method steps: a) introduction of a single or multiple conservative amino acid substitution into an initial alpha-amylase according to SEQ ID NO: 1; b) altering the amino acid sequence by fragmentation, deletion, insertion or substitution mutagenesis such that the alpha-amylase comprises an amino acid sequence of at least 360, 370, 380, 390, 400, 410, 420, 430, 440, 450, 460, 470, 480, 490, 500, 510 or 513 contiguous amino acids matches the parent molecule.
  • the alpha-amylase or the alpha-amylase produced by a process according to the invention is still at least 70%, 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 90.5%, 91%, 91, 5%, 92 %, 92.5%, 93%, 93.5%, 94%, 94.5%, 95%, 95.5%, 96%, 96.5%, 97%, 97.5%, 98%, 98.5%, 98.8%, 99%, 99.2%, 99.4%, 99.5%, 99.6% or 99.8% identical to the amino acid sequence given in SEQ ID NO: 1 via their Overall length.
  • Another object of the invention is a previously described alpha-amylase, which is additionally stabilized, in particular by one or more mutations, for example substitutions, or by coupling to a polymer.
  • a polymer for example, ethylene glycol, ethylene glycol, ethylene glycol, ethylene glycol, ethylene glycol, ethylene glycol, ethylene glycol, ethylene glycol, ethylene glycol, ethylene glycol, ethylene glycol, ethylene glycosulftas, g., g., g., g., g., tys, a poly(ethylene glycol) glyceride, asethyl, glyceride, ethylene glycol, ethylene glycol, ethylene glycol, ethylene glycol, ethylene glycol, ethylene glycol, ethylene glycol, ethylene glycol, ethylene glycol, ethylene glycol, ethylene glycol, ethylene glycol, glyceride, ethylene glycol, ethylene glycol, glyceride
  • Preferred embodiments are those in which the enzyme is stabilized in several ways, as several stabilizing mutations act additive or synergistic.
  • Another object of the invention is an alpha-amylase as described above, which is characterized in that it has at least one chemical modification.
  • An alpha-amylase having such a change is termed a derivative, i. the alpha-amylase is derivatized.
  • derivatives are understood as meaning those proteins whose pure amino acid chain has been chemically modified.
  • Derivatizations can be made, for example, in vivo by the host cell expressing the protein. In this regard, couplings of low molecular weight compounds such as lipids or oligosaccharides are particularly noteworthy. However, derivatizations can also be carried out in vitro, for example by the chemical transformation of a side chain of an amino acid or by covalent binding of another compound to the protein. For example, the - -
  • Coupling of amines to carboxyl groups of an enzyme to change the isoelectric point possible Such another compound may also be another protein that is bound to a protein of the invention via bifunctional chemical compounds, for example.
  • derivatization is the covalent bond to a
  • Derivatizations may, for example, affect the substrate specificity or binding strength to the substrate or cause a temporary blockage of the enzymatic activity when the coupled substance is an inhibitor. This can be useful, for example, for the period of storage. Such modifications may further affect stability or enzymatic activity. They can also serve to reduce the allergenicity and / or immunogenicity of the protein and thus, for example, increase its skin compatibility. For example, couplings with macromolecular compounds, for example, polyethylene glycol, can improve the protein in terms of stability and / or skin tolerance.
  • a protein may be associated with various other substances, for example from the culture of the producing microorganisms.
  • a protein may also have been deliberately added to other substances, for example to increase its storage stability.
  • alpha-amylases or alpha-amylase variants and / or derivatives particular preference is given in the context of the present invention to those whose catalytic activity and / or their substrate tolerance correspond to those of the alpha-amylase according to SEQ ID NO: 1, wherein the catalytic activity and the
  • Substrate tolerance can be determined as described above.
  • a further subject of the invention is a nucleic acid which codes for an alpha-amylase according to the invention, as well as a vector containing such a nucleic acid, in particular a cloning vector or an expression vector.
  • a nucleic acid which codes for an alpha-amylase according to the invention, as well as a vector containing such a nucleic acid, in particular a cloning vector or an expression vector.
  • Nucleic acid is a nucleic acid according to SEQ ID NO: 2. Accordingly, a particularly preferred vector according to the invention is a vector comprising a nucleic acid according to SEQ ID NO: 2. - -
  • DNA or RNA molecules may be DNA or RNA molecules. They can be present as a single strand, as a single strand that is complementary to this single strand, or as a double strand. Especially in the case of DNA molecules, the sequences of both complementary strands must be taken into account in all three possible reading frames. Furthermore, it should be noted that different codons, so base triplets, can code for the same amino acids, so that a particular amino acid sequence can be encoded by several different nucleic acids. Due to this degeneracy of the genetic code, all nucleic acid sequences are included in this subject of the invention which can encode any of the alpha-amylases described above. The expert is able to do this
  • nucleic acids easily. Furthermore, with nucleic acids according to the invention, one or more codons may be replaced by synonymous codons. This aspect relates in particular to the heterologous expression of the enzymes according to the invention. Thus, every organism, for example a host cell of a production strain, has a certain codon usage. Under codon use is the translation of the genetic code in
  • a person skilled in the art can use well-known methods such as chemical synthesis or the polymerase chain reaction (PCR) in combination with molecular biological and / or proteinchemical standard methods, using known DNA and / or amino acid sequences, the corresponding nucleic acids to complete genes manufacture.
  • PCR polymerase chain reaction
  • Such methods are for example from Sambrook, J., Fritsch, E.F. and Maniatis, T. 2001. Molecular cloning: a laboratory manual, 3rd Edition Cold Spring Laboratory Press.
  • vectors are understood as consisting of nucleic acids which contain a nucleic acid according to the invention as a characteristic nucleic acid region. They can establish these in a species or cell line over several generations or cell divisions as a stable genetic element.
  • Vectors, especially when used in bacteria, are special plasmids, ie circular genetic elements.
  • a nucleic acid according to the invention is cloned into a vector.
  • the vectors include, for example, those whose origin is bacterial - -
  • Plasmids, viruses or bacteriophages are, or predominantly synthetic vectors or plasmids with elements of various origins. With the other genetic elements present in each case, vectors are able to establish themselves as stable units in the relevant host cells over several generations. They may be extra chromosomally present as separate units or integrated into a chromosome or chromosomal DNA.
  • Expression vectors comprise nucleic acid sequences which enable them to replicate in the host cells containing them, preferably microorganisms, particularly preferably bacteria, and to express a contained nucleic acid there.
  • expression is influenced by the promoter (s) that regulate transcription.
  • the expression may be effected by the natural promoter originally located in front of the nucleic acid to be expressed, but also by a promoter of the host cell provided on the expression vector or also by a modified or completely different promoter of another organism or another host cell.
  • at least one promoter for the expression of a nucleic acid according to the invention is made available and used for its expression.
  • expression vectors can be regulatable, for example by changing the culturing conditions or when a specific cell density of the host cells contained therein is reached or by addition of specific substances, in particular activators of gene expression.
  • An example of such a substance is the galactose derivative isopropyl- ⁇ -D-thiogalactopyranoside (IPTG), which is used as an activator of the bacterial lactose operon (lac operon).
  • IPTG galactose derivative isopropyl- ⁇ -D-thiogalactopyranoside
  • lac operon lac operon
  • a further subject of the invention is a non-human host cell which contains a nucleic acid according to the invention or a vector according to the invention, or which contains an alpha-amylase according to the invention, in particular one which secretes the alpha-amylase into the medium surrounding the host cell.
  • a nucleic acid according to the invention or a vector according to the invention is transformed into a microorganism, which then has a
  • Nucleic acid parts or fragments of a nucleic acid according to the invention are introduced into a host cell such that the resulting host cell contains a nucleic acid according to the invention or a vector according to the invention. This procedure is particularly suitable when the host cell already contains one or more constituents of a nucleic acid according to the invention or a vector according to the invention and the others
  • preferred host cells are characterized - - Good microbiological and biotechnological handling. This concerns, for example, easy culturing, high growth rates, low demands on fermentation media and good production and secretion rates for foreign proteins.
  • Preferred host cells according to the invention secrete the (transgenially) expressed protein into the medium surrounding the host cells.
  • the alpha-amylases can be modified by the cells producing them after their preparation, for example by attachment of sugar molecules,
  • inventions are those host cells which are regulatable in their activity due to genetic regulatory elements which are provided, for example, on the vector, but may also be present in these cells from the outset.
  • Preferred host cells are prokaryotic or bacterial cells. Bacteria are characterized by short generation times and low demands on cultivation conditions. As a result, inexpensive cultivation methods or production methods can be established. In addition, the expert has a rich in bacteria in the fermentation technology
  • gram-negative or gram-positive bacteria may be suitable for a wide variety of reasons to be determined experimentally in individual cases, such as nutrient sources, product formation rate, time requirement, etc.
  • Gram-negative bacteria such as Escherichia coli
  • Gram-negative bacteria can also be designed such that they eject the expressed proteins not only into the periplasmic space but into the medium surrounding the bacterium.
  • Gram-positive bacteria such as Bacilli or Actinomycetes or other representatives of Actinomycetales have no outer membrane, so that secreted proteins readily into the medium surrounding the bacteria, usually the
  • Nutrient medium can be dispensed, from which the expressed proteins can be purified. They can be isolated directly from the medium or further processed.
  • Gram-positive bacteria are related or identical to most of the organisms of origin for technically important enzymes and usually form even comparable enzymes, so they have a similar codon use and their protein synthesizer is naturally aligned accordingly. - -
  • Host cells according to the invention may be altered in their requirements of the culture conditions, have different or additional selection markers or express other or additional proteins. In particular, it may also be those host cells which express several proteins or enzymes transgene.
  • the present invention is applicable in principle to all microorganisms, in particular to all fermentable microorganisms, particularly preferably those of the genus Bacillus, and results in the production of proteins according to the invention by the use of such microorganisms. Such microorganisms then represent host cells in the sense of the invention.
  • the host cell is characterized in that it is a bacterium, preferably one selected from the genera of Escherichia, Klebsiella, Bacillus, Staphylococcus, Corynebacterium, Arthrobacter, Streptomyces, Stenotrophomonas and Pseudomonas, more preferably one selected from the group consisting of Escherichia coli, Klebsiella planticola, Bacillus licheniformis, Bacillus lentus, Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus subtilis, Bacillus alcalophilus, Bacillus globigii, Bacillus gibsonii, Bacillus clausii, Bacillus halodurans, Bacillus pumilus, Staphylococcus carnosus, Corynebacterium glutamicum , Arthrobacter oxidans, Streptomyces lividans, Streptomyces coelicolor and
  • the host cell may also be a eukaryotic cell, which is characterized in that it has a cell nucleus.
  • a further subject of the invention therefore represents a host cell, which is characterized in that it has a cell nucleus.
  • eukaryotic cells are capable of producing the protein formed
  • fungi such as Actinomycetes or yeasts such as Saccharomyces or Kluyveromyces.
  • yeasts such as Saccharomyces or Kluyveromyces.
  • Modifications that eukaryotic systems perform, especially in connection with protein synthesis include, for example, the binding of low molecular weight compounds such as membrane anchors or oligosaccharides.
  • oligosaccharide modifications may be desirable, for example, to lower the allergenicity of an expressed protein.
  • coexpression with the enzymes naturally produced by such cells, such as cellulases may be advantageous.
  • thermophilic fungal expression systems may be particularly suitable for the expression of temperature-resistant proteins or variants.
  • the host cells according to the invention are conventionally cultivated and fermented, for example in discontinuous or continuous systems.
  • a - Inoculated suitable nutrient medium with the host cells and harvested the product after an experimentally determined period of time from the medium.
  • Continuous fermentations are characterized by achieving a flow equilibrium, in which over a relatively long period of time cells partly die out but also regrow and at the same time the protein formed can be removed from the medium.
  • Host cells according to the invention are preferably used to produce alpha-amylases according to the invention.
  • Another object of the invention is therefore a method for producing an alpha-amylase comprising
  • This subject invention preferably comprises fermentation processes. Fermentation processes are known per se from the prior art and represent the actual large-scale production step, usually followed by a suitable purification method of the product produced, for example the alpha-amylase according to the invention. All
  • Fermentation processes which are characterized in that the fermentation is carried out via a feed strategy, come in particular into consideration.
  • the fermentation is carried out via a feed strategy
  • the fermentation can also be designed so that undesired metabolic products are filtered out or neutralized by the addition of buffer or suitable counterions.
  • the produced alpha-amylase can be harvested from the fermentation medium.
  • Such a fermentation process is resistant to isolation of the alpha-amylase from the host cell, i. however, requires the provision of suitable host cells or one or more suitable secretion markers or mechanisms and / or transport systems for the host cells to secrete the alpha-amylase into the fermentation medium.
  • suitable host cells or one or more suitable secretion markers or mechanisms and / or transport systems for the host cells to secrete the alpha-amylase into the fermentation medium.
  • isolation of the alpha-amylase from the host cell i. a purification of the same from the
  • Another object of the invention is an agent which is characterized in that it contains an alpha-amylase according to the invention as described above.
  • the agent is preferably a washing or cleaning agent.
  • This subject matter of the invention includes all conceivable types of detergents or cleaners, both concentrates and undiluted agents, for use on a commercial scale, in the washing machine or in hand washing or cleaning. These include detergents for textiles, carpets, or natural fibers for which the
  • Label detergent is used. These include, for example, dishwashing detergents for dishwashers or manual dishwashing detergents or cleaners for hard surfaces such as metal, glass, porcelain, ceramics, tiles, stone, painted surfaces, plastics, wood or leather, for which the term detergent is used, ie in addition to manual and machine Dishwashing agents, for example, scouring agents, glass cleaners, toilet scenters, etc.
  • the washing and cleaning agents in the invention also include washing aids which are added to the actual detergent in the manual or machine textile laundry to achieve a further effect. Furthermore count to washing and
  • Textilvor- and post-treatment agent ie those means with which the garment is brought into contact before the actual laundry, for example, to dissolve stubborn dirt, and also such agents, the laundry downstream in one of the actual textile laundry further give desirable properties such as comfortable grip, crease resistance or low static charge.
  • the fabric softener i.a. calculated the fabric softener.
  • the washing or cleaning agents according to the invention may contain, in addition to an alpha-amylase according to the invention, all known ingredients customary in such agents, preferably at least one further ingredient in the composition is available.
  • the agents according to the invention may in particular contain surfactants, builders, peroxygen compounds or bleach activators. In addition, they may contain water-miscible organic solvents, further enzymes, sequestering agents, electrolytes, pH regulators and / or further auxiliaries such as optical brighteners, grayness inhibitors, foam regulators, as well as dyes and fragrances, and combinations thereof.
  • a combination of an alpha-amylase according to the invention with one or more further ingredients of the composition is advantageous, since in preferred embodiments according to the invention such an agent has an improved cleaning performance by virtue of resulting synergisms.
  • Peroxygen compound and / or a bleach activator such a synergism can be achieved.
  • Patent Application WO2009 / 121725 beginning on page 5, penultimate paragraph, and ending on page 13 after the second paragraph. This disclosure is incorporated herein by reference and the disclosure is incorporated herein by reference.
  • the agent is characterized in that it
  • An agent according to the invention advantageously contains the alpha-amylase in an amount of from 2 ⁇ g to 20 mg, preferably from 5 ⁇ g to 17.5 mg, more preferably from 20 ⁇ g to 15 mg and very particularly preferably from 50 ⁇ g to 10 mg per g of the composition.
  • the alpha-amylase in an amount of from 2 ⁇ g to 20 mg, preferably from 5 ⁇ g to 17.5 mg, more preferably from 20 ⁇ g to 15 mg and very particularly preferably from 50 ⁇ g to 10 mg per g of the composition.
  • composition according to the invention the alpha-amylase advantageously in an amount of 0.00005-15 wt .-% based on the active enzyme and the total weight of the composition, preferably from 0.0001-5 wt .-% and particularly preferably from 0.001-1 wt .-% contain.
  • the alpha-amylase contained in the agent, and / or other ingredients of the composition may be coated with a substance impermeable to the enzyme at room temperature or in the absence of water, which becomes permeable to the enzyme under conditions of use of the agent.
  • Such an embodiment of the invention is thus characterized in that the alpha-amylase is coated with a substance which is impermeable to the alpha-amylase at room temperature or in the absence of water.
  • the washing or cleaning agent itself may be packaged in a container, preferably an air-permeable container, from which it is released shortly before use or during the washing process.
  • the agent is characterized in that it
  • (A) is in solid form, in particular as a free-flowing powder having a bulk density of 300 g / l to 1200 g / l, in particular 500 g / l to 900 g / l, or
  • (b) is in pasty or liquid form, and / or - -
  • (c) is in the form of a gel or pouch, and / or
  • (d) is present as a one-component system, or
  • compositions according to the invention include all solid, powdered, liquid, gelatinous or paste-like administration forms of compositions according to the invention, which if appropriate can also consist of several phases and can be present in compressed or uncompressed form.
  • the agent can be present as a free-flowing powder, in particular with a bulk density of 300 g / l to 1200 g / l, in particular 500 g / l to 900 g / l or 600 g / l to 850 g / l.
  • the solid dosage forms of the composition also include extrudates, granules, tablets or pouches.
  • the agent can also be liquid, gelatinous or pasty, for example in the form of a non-aqueous liquid detergent or a non-aqueous paste or in the form of an aqueous liquid detergent or a water-containing paste.
  • agent may be present as a one-component system. Such funds consist of one phase. Alternatively, an agent can also consist of several phases. Such an agent is therefore divided into several components.
  • Detergents or cleaning agents according to the invention may contain exclusively an alpha-amylase. Alternatively, they may also contain other hydrolytic enzymes or other enzymes in a concentration effective for the effectiveness of the agent. Another
  • Embodiments of the invention thus represent agents which further comprise one or more further enzymes.
  • Other enzymes which can preferably be used as further enzymes are all enzymes which can develop a catalytic activity in the agent according to the invention, in particular one
  • Protease lipase, cellulase, hemicellulase, mannanase, tannase, xylanase, xanthanase, xyloglucanase, ⁇ -glucosidase, pectinase, carrageenase, perhydrolase, oxidase, oxidoreductase or other - distinguishable from the alpha-amylases of the invention - alpha-amylases, and mixtures thereof.
  • Further enzymes are advantageously contained in the agent in each case in an amount of 1 ⁇ 10 -8 to 5 percent by weight, based on active protein.
  • each additional enzyme is in an amount of 1 x 10 -3 ⁇ 7 wt .-%, of 0.00001-1 wt .-%, of 0.00005 to 0.5 wt .-%, from 0.0001 to 0, 1 wt .-% and particularly preferably from 0.0001 to 0.05 wt .-% in agents according to the invention, based on active protein.
  • the enzymes show synergistic cleaning performance against certain stains or stains, ie the enzymes contained in the middle composition mutually support each other in their cleaning performance.
  • such a synergism is present between the alpha-amylase according to the invention and another enzyme of an agent according to the invention, including in particular between said alpha-amylase and a lipase and / or a protease and / or a mannanase and / or a cellulase and / or a pectinase.
  • Synergistic effects can occur not only between different enzymes, but also between one or more enzymes and other ingredients of the composition according to the invention.
  • Another object of the invention is a process for the cleaning of textiles or hard surfaces, which is characterized in that in at least one process step, an inventive agent is applied, or that in at least one process step, an alpha-amylase according to the invention is catalytically active, in particular such that the alpha-amylase is used in an amount of from 4C to 4g, preferably from 5C to 3g, more preferably from 10C to 2g and most preferably from 20C to 1g.
  • the method described above is characterized in that the alpha-amylase at a temperature of 0-100 ° C, preferably 0-60 ° C, more preferably 20- 45 ° C and most preferably used at 40 ° C. becomes.
  • Processes for the purification of textiles are generally distinguished by the fact that various cleaning-active substances are applied to the fabric in several process steps
  • the material to be cleaned is applied and washed off after the action time, or the material to be cleaned is treated in any other way with a detergent or a solution or dilution of this agent.
  • a detergent or a solution or dilution of this agent is applied in any other way with a detergent or a solution or dilution of this agent.
  • All conceivable washing or cleaning processes can be enriched in at least one of the process steps by the use of a washing or cleaning agent or an alpha-amylase according to the invention and then represent embodiments of the present invention.
  • All facts, objects and embodiments which are essential for alpha- Amylases and agents containing them are also applicable to this subject of the invention. Therefore, reference is made at this point expressly to the disclosure in the appropriate place with the statement that this disclosure also for the above
  • alpha-amylases according to the invention naturally already have a hydrolytic activity and also unfold them in media which otherwise have no cleaning power, as for example in bare buffer, a single and / or the sole step of such a method may be that, if desired, the only detergent-active component an alpha-amylase according to the invention is brought into contact with the soiling, preferably in a buffer solution or in water. This represents another embodiment of this
  • the present invention relates to the use of an alpha-amylase according to the invention or an alpha-amylase obtainable by a process according to the invention in a washing or cleaning agent for removing starch-containing soils.
  • amylolytic activity of amylases of the invention a modified para-nitrophenyl maltoheptaoside was used whose terminal glucose unit was blocked by a benzylidene group. From this molecule is released by the amylase para-nitrophenyl oligosaccharide, which in turn is converted by the enzymes glucoamylase and alpha-glucosidase to glucose and para-nitrophenol. Thus, the amount of released para-nitrophenol is proportional to the activity of the amylase.
  • the measurement is carried out, for example, using the Quick-Start® test kit from Abbott (Abbott Park, Illinois, USA). The increase in absorbance (405 nm) in the test mixture was determined at 37 ° C.
  • a wash test was performed on the purified supernatant from E. coli containing the wild-type alpha-amylase from Bacillus cereus.
  • Enzyme concentration 0.186 TAU / ml (determination of amylase activity with benzylidene-blocked para-nitrophenol-maltoheptaoside); this corresponds to the amount of amylase usually used in detergents.
  • Sample 2 detergent plus Bacillus cereus alpha-amylase (according to the invention)
  • amylase performs well on all four soils. A significant improvement in performance is said to be as low as 1 unit, with an improvement of up to 3.9 units.
  • the boiled, purified supernatant from the production organism E. coli was washed (99 ° C for 30 min), showing no washing performance.
  • the matrix used contained no optical brighteners, perfumes, dyes or enzymes.

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Abstract

The invention relates to alpha-amylases which comprise an amino acid sequence that, over its entire length, shares at least 70% sequence identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO. 1, and to the production and use thereof. Said type of alpha-amylases have a good cleaning performance.

Description

„Verbesserte Waschleistung durch eine alpha-Amylase aus Bacillus cereus" "Improved washing performance by an alpha-amylase from Bacillus cereus"
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Enzymtechnologie. Die Erfindung betrifft insbesondere alpha-Amylasen sowie deren Herstellung, deren Aminosäuresequenz, die insbesondere im Hinblick auf den Einsatz in Wasch- und Reinigungsmitteln verwendet werden können, alle hinreichend ähnlichen alpha-Amylasen mit einer entsprechend ähnlichen Sequenz gemäß SEQ ID NO: 1 und für sie codierende Nukleinsäuren. Die Erfindung betrifft ferner Verfahren und The invention is in the field of enzyme technology. The invention relates in particular to alpha-amylases and their preparation whose amino acid sequence, which can be used in particular with regard to use in detergents and cleaning agents, all sufficiently similar alpha-amylases with a correspondingly similar sequence according to SEQ ID NO: 1 and for them coding nucleic acids. The invention further relates to methods and
Verwendungen dieser alpha-Amylasen sowie sie enthaltende Mittel, insbesondere Wasch- und Reinigungsmittel. Uses of these alpha-amylases and agents containing them, in particular detergents and cleaners.
Alpha-Amylasen gehören zu den technisch bedeutenden Enzymen. Ihr Einsatz für Wasch- und Reinigungsmittel ist industriell etabliert und sie können in modernen, leistungsfähigen Wasch- und Reinigungsmitteln enthalten sein. Eine alpha-Amylase ist ein Enzym, das die Hydrolyse der inneren a(1-4)-Glykosidbindungen der Amylose, nicht jedoch die Spaltung von terminalen oder a(1- 6)-Glykosidbindungen, katalysiert. Alpha-Amylasen stellen daher eine Gruppe der Esterasen dar (E.C. 3.2.1.1 .). Alpha-Amylasen katalysieren die Spaltung von Stärke, Glycogen und von anderen Oligo- und Polysacchariden, die eine a(1-4)-Glykosidbindung besitzen. Insofern wirken alpha- Amylasen gegen Stärkerückstände in der Wäsche und katalysieren deren Hydrolyse Alpha-amylases are among the most technically important enzymes. Their use for detergents and cleaners is established industrially and they can be contained in modern, powerful detergents and cleaners. An alpha-amylase is an enzyme that catalyzes the hydrolysis of the internal a (1-4) glycoside bonds of amylose but not the cleavage of terminal or a (1-6) glycoside bonds. Alpha-amylases are therefore a group of esterases (E.C. 3.2.1.1.). Alpha-amylases catalyze the cleavage of starch, glycogen, and other oligo- and polysaccharides that have a (1-4) -glycoside linkage. In this respect, alpha-amylases counteract starch residues in the laundry and catalyze their hydrolysis
(Endohydrolyse). Alpha-Amylasen mit breiten Substratspektren werden insbesondere dort verwendet, wo inhomogene Rohstoffe oder Substratgemische umgesetzt werden müssen, also beispielsweise in Wasch- und Reinigungsmitteln, da Verschmutzungen aus unterschiedlich aufgebauten Stärkemolekülen und Oligosacchariden bestehen können. Die in den aus dem Stand der Technik bekannten Wasch- oder Reinigungsmitteln eingesetzten alpha-Amylasen sind üblicherweise mikrobiellen Ursprungs und stammen in der Regel aus Bakterien oder Pilzen, beispielsweise der Gattungen Bacillus, Pseudomonas, Acinetobacter, Micrococcus, Humicola, Trichoderma oder Trichosporon, insbesondere Bacillus. Alpha-Amylasen werden üblicherweise nach an sich bekannten biotechnologischen Verfahren durch geeignete Mikroorganismen produziert, beispielsweise durch transgene Expressionswirte der Gattungen Bacillus oder durch filamentöse Pilze. (Endohydrolysis). Alpha-amylases with broad substrate spectra are used in particular where inhomogeneous raw materials or substrate mixtures have to be reacted, that is, for example, in detergents and cleaning agents, since contaminants can consist of differently structured starch molecules and oligosaccharides. The alpha-amylases used in the washing or cleaning agents known from the prior art are usually of microbial origin and are generally derived from bacteria or fungi, for example the genera Bacillus, Pseudomonas, Acinetobacter, Micrococcus, Humicola, Trichoderma or Trichosporon, in particular Bacillus , Alpha-amylases are usually produced by biotechnological methods known per se by suitable microorganisms, for example by transgenic expression hosts of the genera Bacillus or by filamentous fungi.
Eine besonders ausgiebig charakterisierte alpha-Amylase ist ein aus dem alkalophilen Bacillus sp. Stamm TS-23 gewonnenes Enzym, das mindestens fünf Arten von Stärke hydrolysiert (Lin et al., Biotechnol Appl Biochem, 28: 61-68, 1998). Die alpha-Amylase aus Bacillus sp. Stamm TS- 23 besitzt ein pH-Optimum von 9, obwohl sie über einen breiten pH -Bereich stabil ist (dh. pH 4,7 bis - - A particularly extensively characterized alpha-amylase is one from the alkalophilic Bacillus sp. Strain TS-23, which hydrolyzes at least five types of starch (Lin et al., Biotechnol Appl Biochem, 28: 61-68, 1998). The alpha-amylase from Bacillus sp. Strain TS-23 has a pH optimum of 9, although it is stable over a broad range of pH (ie, pH 4.7 to - -
10,8). Ihre optimale Temperatur beträgt 45°C, wobei das Enzym auch Aktivität bei niedrigeren Temperaturen, beispielsweise 15-20°C aufweist. 10.8). Its optimum temperature is 45 ° C, the enzyme also having activity at lower temperatures, for example 15-20 ° C.
Trotz der schon vielen bekannten alpha-Amylasen besteht weiterhin ein Bedarf für alpha-Amylase- Varianten, die veränderte biochemische Eigenschaften besitzen und dadurch eine verbesserte Leistung in industriellen Anwendungen, insbesondere in Wasch- oder Reinigungsmitteln aufweisen. Despite the many known alpha-amylases, there continues to be a need for alpha-amylase variants which have altered biochemical properties and thereby have improved performance in industrial applications, especially in detergents or cleaners.
Überraschenderweise wurde jetzt festgestellt, dass eine alpha-Amylase aus Bacillus cereus oder eine hierzu hinreichend ähnliche alpha-Amylase (bezogen auf die Sequenzidentität), besonders für den Einsatz in Wasch- oder Reinigungsmitteln geeignet, da sie ein breites Spektrum an Stärke- Substraten unter Standard-Waschbedingungen hydrolisiert. Surprisingly, it has now been found that an alpha-amylase from Bacillus cereus or a sufficiently similar alpha-amylase (based on the sequence identity), particularly suitable for use in detergents or cleaners, since they are a wide range of starch substrates under standard Washing conditions hydrolyzed.
Gegenstand der Erfindung ist daher in einem ersten Aspekt eine alpha-Amylase umfassend eine Aminosäuresequenz, die mindestens 70 % Sequenzidentität mit der in SEQ ID NO: 1 angegebenen Aminosäuresequenz über deren Gesamtlänge aufweist. The invention therefore in a first aspect comprises an alpha-amylase comprising an amino acid sequence which has at least 70% sequence identity with the amino acid sequence given in SEQ ID NO: 1 over its entire length.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer alpha-Amylase umfassend das Bereitstellen einer Ausgangsalpha-Amylase, die mindestens 70 % Another object of the invention is a process for producing an alpha-amylase comprising providing a parent alpha-amylase which is at least 70%
Sequenzidentität zu der in SEQ ID NO: 1 angegebenen Aminosäuresequenz über deren Sequence identity to the amino acid sequence given in SEQ ID NO: 1 on their
Gesamtlänge aufweist. Total length has.
Eine alpha-Amylase im Sinne der vorliegenden Patentanmeldung umfasst daher sowohl die alpha- Amylase als solche als auch eine mit einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte alpha- Amylase. Alle Ausführungen zur alpha-Amylase beziehen sich daher sowohl auf die alpha-Amylase als Stoff wie auch auf die entsprechenden Verfahren, insbesondere Herstellungsverfahren der alpha-Amyalse. An alpha-amylase in the sense of the present patent application therefore comprises both the alpha-amylase as such and an alpha-amylase prepared by a method according to the invention. All statements on alpha-amylase therefore relate both to the alpha-amylase as a substance and to the corresponding processes, in particular the production process of the alpha-amyalse.
Als weitere Erfindungsgegenstände sind mit den erfindungsgemäßen alpha-Amylasen As further subjects of the invention are with the alpha-amylases of the invention
beziehungsweise den Herstellungsverfahren für erfindungsgemäße alpha-Amylasen für diese alpha-Amylasen codierende Nukleinsäuren, erfindungsgemäße alpha-Amylasen oder or the production process for alpha-amylases according to the invention for these alpha-amylases encoding nucleic acids, alpha-amylases according to the invention or
Nukleinsäuren enthaltende nicht menschliche Wirtszellen sowie erfindungsgemäße alpha- Amylasen umfassende Mittel, insbesondere Wasch- und Reinigungsmittel, Wasch- und Nucleic acids containing non-human host cells and alpha-amylases according to the invention comprising agents, in particular detergents and cleaners, washing and
Reinigungsverfahren, und über erfindungsgemäßen alpha-Amylasen definierte Verwendungen verbunden. Purification process, and uses defined alpha-amylases according to the invention.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der überraschenden Erkenntnis der Erfinder, dass eine erfindungsgemäße alpha-Amylase aus Bacillus cereus, die eine zu der in SEQ ID NO:1 angegebenen Aminosäuresequenz zu mindestens 70% identische Aminosäuresequenz umfasst, die Hydrolyse eines breiten Spektrums an Stärke-Substraten unter Standard-Waschbedingungen - - bewirkt. Das ist insbesondere insoweit überraschend, als dass bisher für keine der alpha-Amylasen aus Bacillus cereus die Verwendung in Wasch- oder Reinigungsmitteln beschrieben wurde. The present invention is based on the surprising finding of the inventors that an alpha-amylase according to the invention from Bacillus cereus, which comprises at least 70% identical amino acid sequence to the amino acid sequence given in SEQ ID NO: 1, the hydrolysis of a broad spectrum of starch substrates under standard washing conditions - - causes. This is particularly surprising insofar as hitherto for none of the alpha-amylases from Bacillus cereus the use in detergents or cleaning agents has been described.
Die erfindungsgemäßen alpha-Amylasen verfügen über eine hohe Stabilität in Wasch- oder Reinigungsmitteln, beispielsweise gegenüber Tensiden und/oder Bleichmitteln und/oder gegenüber Temperatureinflüssen, und/oder gegenüber sauren oder alkalischen Bedingungen und/oder gegenüber pH-Wert-Änderungen und/oder gegenüber denaturierenden oder oxidierenden Agentien und/oder gegenüber proteolytischem Abbau und/oder gegenüber einer Veränderung der Redox- Verhältnisse. Mit besonders bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden folglich leistungsverbesserte alpha-Amylase-Varianten bereitgestellt. Solche vorteilhaften The alpha-amylases according to the invention have a high stability in detergents or cleaners, for example with respect to surfactants and / or bleaches and / or with respect to temperature influences, and / or against acidic or alkaline conditions and / or with respect to pH changes and / or against denaturing or oxidizing agents and / or against proteolytic degradation and / or against a change in the redox ratios. Thus, with particularly preferred embodiments of the invention, performance-enhanced alpha-amylase variants are provided. Such advantageous
Ausführungsformen erfindungsgemäßer alpha-Amylasen ermöglichen folglich verbesserte Embodiments of alpha-amylases according to the invention thus enable improved
Waschergebnisse an Stärke-haltigen Anschmutzungen in einem weiten Temperaturbereich. Washing results on starch-containing stains in a wide temperature range.
Eine erfindungsgemäße alpha-Amylase weist eine enzymatische Aktivität auf, das heißt, sie ist zur Hydrolyse von Stärke und Oligosacchariden befähigt, insbesondere in einem Wasch- oder Reinigungsmittel. Eine erfindungsgemäße alpha-Amylase ist daher ein Enzym, welches die Hydrolyse von a(1-4)-Glykosidbindungen in Glykosid-Substraten katalysiert und dadurch in der Lage ist, Stärke oder Oligosaccharide zu spalten. Ferner handelt es sich bei einer An alpha-amylase according to the invention has an enzymatic activity, that is to say it is capable of hydrolysing starch and oligosaccharides, in particular in a washing or cleaning agent. An alpha-amylase according to the invention is therefore an enzyme which catalyzes the hydrolysis of a (1-4) -glycoside bonds in glycoside substrates and thereby is able to cleave starch or oligosaccharides. Furthermore, it is at a
erfindungsgemäßen alpha-Amylase vorzugsweise um eine reife (mature) alpha-Amylase, d.h. um das katalytisch aktive Molekül ohne Signal- und/oder Propeptid(e). Soweit nicht anders angegeben beziehen sich auch die angegebenen Sequenzen auf jeweils reife (prozessierte) Enzyme. alpha-amylase according to the invention is preferably a mature alpha-amylase, i. to the catalytically active molecule without signal and / or propeptide (s). Unless otherwise stated, the sequences given refer to each mature (processed) enzymes.
In verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung umfasst die alpha-Amylase eine In various embodiments of the invention, the alpha-amylase comprises a
Aminosäuresequenz, die zu der in SEQ ID NO: 1 angegebenen Aminosäuresequenz über deren Gesamtlänge zu mindestens 70%, 71 %, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81 %, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 90,5%, 91 %, 91 ,5%, 92%, 92,5%, 93%, 93,5%, 94%, 94,5%, 95%, 95,5%, 96%, 96,5%, 97%, 97,5%, 98%, 98,5%, 98,8%, 99,0%, 99,2%, 99,4%, 99,5%, 99,6% oder 99,8% identisch ist. Amino acid sequence corresponding to the amino acid sequence given in SEQ ID NO: 1 over its total length to at least 70%, 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80% , 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 90.5%, 91%, 91, 5%, 92%, 92.5 %, 93%, 93.5%, 94%, 94.5%, 95%, 95.5%, 96%, 96.5%, 97%, 97.5%, 98%, 98.5%, 98.8%, 99.0%, 99.2%, 99.4%, 99.5%, 99.6% or 99.8% is identical.
Die Bestimmung der Identität von Nukleinsäure- oder Aminosäuresequenzen erfolgt durch einen Sequenzvergleich. Dieser Sequenzvergleich basiert auf dem im Stand der Technik etablierten und üblicherweise genutzten BLAST-Algorithmus (vgl. beispielsweise Altschul, S.F., Gish, W., Miller, W., Myers, E.W. & Lipman, DJ. (1990) "Basic local alignment search tool." J. Mol. Biol. 215:403- 410, und Altschul, Stephan F., Thomas L. Madden, Alejandro A. Schaffer, Jinghui Zhang, Hheng Zhang, Webb Miller, and David J. Lipman (1997): "Gapped BLAST and PSI-BLAST: a new generation of protein database search programs"; Nucleic Acids Res., 25, S.3389-3402) und geschieht prinzipiell dadurch, dass ähnliche Abfolgen von Nukleotiden oder Aminosäuren in den Nukleinsäure- oder Aminosäuresequenzen einander zugeordnet werden. Eine tabellarische Zuordnung der betreffenden Positionen wird als Alignment bezeichnet. Ein weiterer im Stand der Technik verfügbarer Algorithmus ist der FASTA-Algorithmus. Sequenzvergleiche (Alignments), - - insbesondere multiple Sequenzvergleiche, werden mit Computerprogrammen erstellt. Häufig genutzt werden beispielsweise die Clustal-Serie (vgl. beispielsweise Chenna et al. (2003): Multiple sequence alignment with the Clustal series of programs. Nucleic Acid Research 31 , 3497-3500), T- Coffee (vgl. beispielsweise Notredame et al. (2000): T-Coffee: A novel method for multiple sequence alignments. J. Mol. Biol. 302, 205-217) oder Programme, die auf diesen Programmen beziehungsweise Algorithmen basieren. Ferner möglich sind Sequenzvergleiche (Alignments) mit dem Computer-Programm Vector NTI® Suite 10.3 (Invitrogen Corporation, 1600 Faraday Avenue, Carlsbad, Kalifornien, USA) mit den vorgegebenen Standardparametern, dessen AlignX-Modul für die Sequenzvergleiche auf ClustalW basiert. The identity of nucleic acid or amino acid sequences is determined by a sequence comparison. This sequence comparison is based on the BLAST algorithm established and commonly used in the prior art (see, for example, Altschul, SF, Gish, W., Miller, W., Myers, EW & Lipman, DJ. (1990) "Basic local alignment search Biol. 215: 403-410; and Altschul, Stephan F., Thomas L. Madden, Alejandro A. Schaffer, Jinghui Zhang, Hheng Zhang, Webb Miller, and David J. Lipman (1997): "Gapped BLAST and PSI-BLAST: a new generation of protein database search programs"; Nucleic Acids Res., 25, pp.3389-3402) and is in principle accomplished by similar sequences of nucleotides or amino acids in the nucleic acid or amino acid sequences of each other be assigned. A tabular assignment of the respective positions is referred to as alignment. Another algorithm available in the prior art is the FASTA algorithm. Sequence comparisons (alignments), - - Especially multiple sequence comparisons are created with computer programs. For example, the Clustal series (see, for example, Chenna et al., 2003, Multiple Sequence Alignment with the Clinical Series of Programs, Nucleic Acid Research 31, 3497-3500), T-Coffee (see, for example, Notredame et al (2000): T-Coffee: A novel method for multiple sequence alignments, J. Mol. Biol. 302, 205-217) or programs based on these programs or algorithms. Also possible are alignment comparisons (alignments) with the computer program Vector NTI® Suite 10.3 (Invitrogen Corporation, 1600 Faraday Avenue, Carlsbad, California, USA) with the default parameters whose AlignX module for sequence comparisons is based on ClustalW.
Solch ein Vergleich erlaubt auch eine Aussage über die Ähnlichkeit der verglichenen Sequenzen zueinander. Sie wird üblicherweise in Prozent Identität, das heißt dem Anteil der identischen Nukleotide oder Aminosäurereste an denselben oder in einem Alignment einander entsprechenden Positionen angegeben. Der weiter gefasste Begriff der Homologie bezieht bei Aminosäuresequenzen konservierte Aminosäure-Austausche in die Betrachtung mit ein, also Aminosäuren mit ähnlicher chemischer Aktivität, da diese innerhalb des Proteins meist ähnliche chemische Such a comparison also allows a statement about the similarity of the compared sequences to each other. It is usually given in percent identity, that is, the proportion of identical nucleotides or amino acid residues at the same or in an alignment corresponding positions. The broader concept of homology involves conserved amino acid substitutions in the consideration of amino acid sequences, that is, amino acids with similar chemical activity, since these usually have similar chemical properties within the protein
Aktivitäten ausüben. Daher kann die Ähnlichkeit der verglichenen Sequenzen auch Prozent Homologie oder Prozent Ähnlichkeit angegeben sein. Identitäts- und/oder Homologieangaben können über ganze Polypeptide oder Gene oder nur über einzelne Bereiche getroffen werden. Homologe oder identische Bereiche von verschiedenen Nukleinsäure- oder Aminosäuresequenzen sind daher durch Übereinstimmungen in den Sequenzen definiert. Solche Bereiche weisen oftmals identische Funktionen auf. Sie können klein sein und nur wenige Nukleotide oder Aminosäuren umfassen. Oftmals üben solche kleinen Bereiche für die Gesamtaktivität des Proteins essentielle Funktionen aus. Es kann daher sinnvoll sein, Sequenzübereinstimmungen nur auf einzelne, gegebenenfalls kleine Bereiche zu beziehen. Soweit nicht anders angegeben beziehen sich Identitäts- oder Homologieangaben in der vorliegenden Anmeldung aber auf die Gesamtlänge der jeweils angegebenen Nukleinsäure- oder Aminosäuresäuresequenz. Exercise activities. Therefore, the similarity of the sequences compared may also be stated as percent homology or percent similarity. Identity and / or homology information can be made about whole polypeptides or genes or only over individual regions. Homologous or identical regions of different nucleic acid or amino acid sequences are therefore defined by matches in the sequences. Such areas often have identical functions. They can be small and comprise only a few nucleotides or amino acids. Often, such small regions exert essential functions for the overall activity of the protein. It may therefore be useful to relate sequence matches only to individual, possibly small areas. Unless otherwise indicated, identity or homology information in the present application, however, refers to the total length of the particular nucleic acid or amino acid sequence indicated.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die alpha-Amylase dadurch gekennzeichnet, dass ihre Reinigungsleistung gegenüber derjenigen einer alpha-Amylase, die eine Aminosäuresequenz umfasst, die der in SEQ ID NO:1 angegebenen Aminosäuresequenzen entspricht, nicht signifikant verringert ist, d.h. mindestens 70%, 75 %, 80 %, 85 %, 90 %, 95 % der In a further embodiment of the invention, the alpha-amylase is characterized in that its purification performance is not significantly reduced over that of an alpha-amylase comprising an amino acid sequence corresponding to the amino acid sequences set forth in SEQ ID NO: 1, i. at least 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95% of
Referenzwaschleistung besitzt. Die Reinigungsleistung kann in einem Waschsystem bestimmt werden, das ein Waschmittel in einer Dosierung zwischen 4,5 und 7,0 Gramm pro Liter Waschflotte sowie die alpha-Amylase enthält, wobei die zu vergleichenden alpha-Amylasen Has reference washing performance. The cleaning performance can be determined in a washing system containing a detergent in a dosage between 4.5 and 7.0 grams per liter of wash liquor and the alpha-amylase, wherein the alpha-amylases to be compared
konzentrationsgleich (bezogen auf aktives Protein) eingesetzt sind und die Reinigungsleistung gegenüber einer Anschmutzung auf Baumwolle bestimmt wird durch Messung des Concentration (based on active protein) are used and the cleaning performance against a cotton soiling is determined by measuring the
Reinigungsgrades der gewaschenen Textilien. Beispielsweise kann der Waschvorgang für 60 Minuten bei einer Temperatur von 30°C erfolgen und das Wasser eine Wasserhärte zwischen 15,5 und 16,5° (deutsche Härte) aufweisen. Die Konzentration der alpha-Amylase in dem für dieses - - Cleaning degree of the washed textiles. For example, the washing process for 60 minutes at a temperature of 30 ° C and the water have a water hardness between 15.5 and 16.5 ° (German hardness). The concentration of alpha-amylase in the for this - -
Waschsystem bestimmten Waschmittel beträgt von 0,001-1 Gew.-%, vorzugsweise von 0,001-0, 1 Gew.-%, und noch bevorzugter von 0,01 bis 0,06 Gew.-%, bezogen auf aktives, gereinigtes Protein. Detersive detergent is from 0.001-1 wt.%, Preferably from 0.001-0, 1 wt.%, And more preferably from 0.01 to 0.06 wt.%, Based on active, purified protein.
Ein bevorzugtes flüssiges Waschmittel für ein solches Waschsystem ist wie folgt zusammengesetzt (alle Angaben in Gewichts-Prozent): 7% Alkylbenzolsulfonsäure, 9% anionische Tenside, 4% Na- Salze von C12-C18 Fettsäuren, 7% nicht-ionische Tenside, 0,7% Phosphonate, 3,2% A preferred liquid detergent for such a washing system is composed as follows (all figures in weight percent): 7% alkylbenzenesulfonic acid, 9% anionic surfactants, 4% Na salts of C12-C18 fatty acids, 7% nonionic surfactants, 0, 7% phosphonates, 3.2%
Zitronensäure, 3,0% NaOH, 0,04% Entschäumer, 5,7% 1 ,2-Propandiol, 0, 1 % Citric acid, 3.0% NaOH, 0.04% defoamer, 5.7% 1, 2-propanediol, 0, 1%
Konservierungsstoffe, 2% Ethanol, 0,2% Farbstoff-Transfer-Inhibitor, Rest demineralisiertes Wasser. Bevorzugt beträgt die Dosierung des flüssigen Waschmittels zwischen 4,5 und 6,0 Gramm pro Liter Waschflotte, beispielsweise 4,7, 4,9 oder 5,9 Gramm pro Liter Waschflotte. Bevorzugt wird gewaschen in einem pH-Wertebereich zwischen pH 8 und pH 10,5, bevorzugt zwischen pH 8 und pH 9. Preservatives, 2% ethanol, 0.2% dye transfer inhibitor, remainder demineralized water. Preferably, the dosage of the liquid detergent is between 4.5 and 6.0 grams per liter of wash liquor, for example, 4.7, 4.9 or 5.9 grams per liter of wash liquor. Preference is given to washing in a pH range between pH 8 and pH 10.5, preferably between pH 8 and pH 9.
Im Rahmen der Erfindung erfolgt die Bestimmung der Reinigungsleistung bei 30°C unter In the context of the invention, the determination of the cleaning performance at 30 ° C under
Verwendung eines flüssigen Waschmittels wie vorstehend angegeben, wobei der Waschvorgang vorzugsweise für 60 Minuten erfolgt. Use of a liquid detergent as indicated above, wherein the washing process is preferably carried out for 60 minutes.
Der Weißheitsgrad, d.h. die Aufhellung der Anschmutzungen, als Maß für die Reinigungsleistung wird mit optischen Messverfahren bestimmt, bevorzugt photometrisch. Ein hierfür geeignetes Gerät ist beispielsweise das Spektrometer Minolta CM508d. Üblicherweise werden die für die Messung eingesetzten Geräte zuvor mit einem Weißstandard, bevorzugt einem mitgelieferten Weißstandard, kalibriert. The degree of whiteness, i. the brightening of the stains, as a measure of the cleaning performance is determined by optical measurement methods, preferably photometrically. A suitable device for this purpose is for example the spectrometer Minolta CM508d. Usually, the devices used for the measurement are previously calibrated with a white standard, preferably a supplied white standard.
Durch den aktivitätsgleichen Einsatz der jeweiligen alpha-Amylase wird sichergestellt, dass auch bei einem etwaigen Auseinanderklaffen des Verhältnisses von Aktivsubstanz zu Gesamtprotein (die Werte der spezifischen Aktivität) die jeweiligen enzymatischen Eigenschaften, also beispielsweise die Reinigungsleistung an bestimmten Anschmutzungen, verglichen werden. The activity-equivalent use of the respective alpha-amylase ensures that, even if the ratio of active substance to total protein (the values of the specific activity) diverge, the respective enzymatic properties, for example the cleaning performance of certain soils, are compared.
Generell gilt, dass eine niedrige spezifische Aktivität durch Zugabe einer größeren Proteinmenge ausgeglichen werden kann. In general, a low specific activity can be compensated by adding a larger amount of protein.
Die alpha-Amylaseaktivität wird in fachüblicher Weise bestimmt, und zwar vorzugsweise durch ein optisches Mess verfahren, bevorzugt ein photometrisches Verfahren. Der hierfür geeignete Test umfasst die alpha-Amylase-abhängige Spaltung des Substrats para-Nitrophenyl-Maltoheptaosid. Dieses wird durch die alpha-Amylase in para-Nitrophenyl-Oligosaccharid gespalten. Das para- Nitrophenyl-Oligosaccharid wird wiederum durch die Enzyme Glucoamylase und alpha- Glucosidase zu Glucose und para-Nitrophenol katalysiert. Die Anwesenheit von para-Nitrophenol kann unter Verwendung eines Photometers, z.B. des Tecan Sunrise Geräts und der XFLUOR Software, bei 405 nm ermittelt werden und ermöglicht somit einen Rückschluss auf die The alpha-amylase activity is determined in a customary manner, preferably by an optical measuring method, preferably a photometric method. The appropriate test involves the alpha-amylase-dependent cleavage of the substrate para-nitrophenyl maltoheptaoside. This is cleaved by the alpha-amylase into para-nitrophenyl oligosaccharide. The para-nitrophenyl oligosaccharide is in turn catalyzed by the enzymes glucoamylase and alpha-glucosidase to glucose and para-nitrophenol. The presence of para-nitrophenol can be measured using a photometer, e.g. of the Tecan Sunrise device and the XFLUOR software, at 405 nm and thus allows a conclusion on the
enzymatische Aktivität der alpha-Amylase. - - enzymatic activity of alpha-amylase. - -
Die Proteinkonzentration kann mit Hilfe bekannter Methoden, zum Beispiel dem BCA-Verfahren (Bicinchoninsäure; 2,2'-Bichinolyl-4,4'-dicarbonsäure) oder dem Biuret-Verfahren (A. G. Gornall, C. S. Bardawill und M.M. David, J. Biol. Chem., 177 (1948), S. 751-766) bestimmt werden. Die Bestimmung der Aktivproteinkonzentration kann diesbezüglich über eine Titration der aktiven Zentren unter Verwendung eines geeigneten irreversiblen Inhibitors und Bestimmung der The protein concentration can be determined by known methods, for example, the BCA method (bicinchoninic acid, 2,2'-biquinolyl-4,4'-dicarboxylic acid) or the biuret method (AG Gornall, CS Bardawill and MM David, J. Biol. Chem., 177 (1948), pp. 751-766). The determination of the active protein concentration can in this regard via a titration of the active sites using a suitable irreversible inhibitor and determination of the
Restaktivität (vgl. M. Bender et al., J. Am. Chem. Soc. 88, 24 (1966), S. 5890-5913) erfolgen. Residual activity (see M. Bender et al., J. Am. Chem. Soc., 88, 24 (1966), pp. 5890-5913).
Proteine können über die Reaktion mit einem Antiserum oder einem bestimmten Antikörper zu Gruppen immunologisch verwandter Proteine zusammengefasst werden. Die Angehörigen einer solchen Gruppe zeichnen sich dadurch aus, dass sie dieselbe, von einem Antikörper erkannte antigene Determinante aufweisen. Sie sind daher einander strukturell so ähnlich, dass sie von einem Antiserum oder bestimmten Antikörpern erkannt werden. Einen weiteren Proteins can be grouped into groups of immunologically related proteins by reaction with an antiserum or antibody. The members of such a group are characterized by having the same antigenic determinant recognized by an antibody. They are therefore structurally so similar to each other that they are recognized by an antiserum or specific antibodies. Another one
Erfindungsgegenstand bilden daher alpha-Amylasen, die dadurch gekennzeichnet sind, dass sie mindestens eine und zunehmend bevorzugt zwei, drei oder vier übereinstimmende antigene Determinanten mit einer erfindungsgemäßen alpha-Amylase aufweisen. Solche alpha-Amylasen sind auf Grund ihrer immunologischen Übereinstimmungen den erfindungsgemäßen alpha- Amylasen strukturell so ähnlich, dass auch von einer gleichartigen Funktion auszugehen ist. The subject of the invention therefore forms alpha-amylases, which are characterized in that they have at least one and increasingly preferably two, three or four matching antigenic determinants with an alpha-amylase according to the invention. Due to their immunological similarity, such alpha-amylases are structurally so similar to the alpha-amylases according to the invention that a similar function is to be assumed as well.
Erfindungsgemäße alpha-Amylasen können im Vergleich zu der in SEQ ID NO:1 beschriebenen alpha-Amylase weitere Aminosäureveränderungen, insbesondere Aminosäure-Substitutionen, -Insertionen oder -Deletionen, aufweisen. Solche alpha-Amylasen sind beispielsweise durch gezielte genetische Veränderung, d.h. durch Mutageneseverfahren, weiterentwickelt und für bestimmte Einsatzzwecke oder hinsichtlich spezieller Eigenschaften (beispielsweise hinsichtlich ihrer katalytischen Aktivität, Stabilität, usw.) optimiert. Ferner können erfindungsgemäße Compared to the alpha-amylase described in SEQ ID NO: 1, alpha-amylases according to the invention may have further amino acid changes, in particular amino acid substitutions, insertions or deletions. Such alpha-amylases are, for example, by targeted genetic alteration, i. by mutagenesis, further developed and optimized for specific applications or specific properties (for example, in terms of catalytic activity, stability, etc.). Furthermore, inventive
Nukleinsäuren in Rekombinationsansätze eingebracht und damit zur Erzeugung völlig neuartiger alpha-Amylasen oder anderer Polypeptide genutzt werden. Nucleic acids are introduced into recombination approaches and thus used to generate completely novel alpha-amylases or other polypeptides.
Das Ziel ist es, in die bekannten Moleküle gezielte Mutationen wie Substitutionen, Insertionen oder Deletionen einzuführen, um beispielsweise die Reinigungsleistung von erfindungsgemäßen Enzymen zu verbessern. Hierzu können insbesondere die Oberflächenladungen und/oder der isoelektrische Punkt der Moleküle und dadurch ihre Wechselwirkungen mit dem Substrat verändert werden. So kann beispielsweise die Nettoladung der Enzyme verändert werden, um darüber die Substratbindung insbesondere für den Einsatz in Wasch- und Reinigungsmitteln zu beeinflussen. Alternativ oder ergänzend kann durch eine oder mehrere entsprechende Mutationen die Stabilität der alpha-Amylase noch weiter erhöht und dadurch ihre Reinigungsleistung verbessert werden. Vorteilhafte Eigenschaften einzelner Mutationen, z.B. einzelner Substitutionen, können sich ergänzen. Eine hinsichtlich bestimmter Eigenschaften bereits optimierte alpha-Amylase, zum Beispiel hinsichtlich ihrer Aktivität und/oder ihrer Toleranz in Bezug auf das Substratspektrum, kann daher im Rahmen der Erfindung zusätzlich weiterentwickelt sein. - - The goal is to introduce into the known molecules targeted mutations such as substitutions, insertions or deletions, for example, to improve the cleaning performance of enzymes of the invention. For this purpose, in particular the surface charges and / or the isoelectric point of the molecules and thereby their interactions with the substrate can be changed. Thus, for example, the net charge of the enzymes can be changed in order to influence the substrate binding, in particular for use in detergents and cleaners. Alternatively or additionally, the stability of the alpha-amylase can be further increased by one or more corresponding mutations, thereby improving its cleaning performance. Advantageous properties of individual mutations, eg individual substitutions, may be complementary. An alpha-amylase which has already been optimized with regard to certain properties, for example with regard to its activity and / or its tolerance with respect to the substrate spectrum, can therefore be further developed within the scope of the invention. - -
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist daher eine alpha-Amylase, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie aus einer alpha-Amylase wie vorstehend beschrieben als Ausgangsmolekül erhältlich ist durch ein- oder mehrfache konservative Aminosäuresubstitution. Der Begriff "konservative Aminosäuresubstitution" bedeutet den Austausch (Substitution) eines Aminosäurerestes gegen einen anderen Aminosäurerest, wobei dieser Austausch nicht zu einer Änderung der Polarität oder Ladung an der Position der ausgetauschten Aminosäure führt, z. B. der Austausch eines unpolaren Aminosäurerestes gegen einen anderen unpolaren Aminosäurerest. Konservative Aminosäuresubstitutionen im Rahmen der Erfindung umfassen beispielsweise: G=A=S, l=V=L=M, D=E, N=Q, K=R, Y=F, S=T, G=A=I=V=L=M=Y=F=W=P=S=T. Another object of the invention is therefore an alpha-amylase, which is characterized in that it is obtainable from an alpha-amylase as described above as the starting molecule by one or more conservative amino acid substitution. The term "conservative amino acid substitution" means the substitution of one amino acid residue for another amino acid residue, which substitution does not result in a change in polarity or charge at the position of the exchanged amino acid, e.g. Example, the replacement of a nonpolar amino acid residue against another nonpolar amino acid residue. Conservative amino acid substitutions within the scope of the invention include, for example: G = A = S, l = V = L = M, D = E, N = Q, K = R, Y = F, S = T, G = A = I = V = L = M = Y = F = W = P = S = T.
Alternativ oder ergänzend ist die alpha-Amylase dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einer erfindungsgemäßen alpha-Amylase als Ausgangsmolekül erhältlich ist durch Fragmentierung, Deletions-, Insertions- oder Substitutionsmutagenese und eine Aminosäuresequenz umfasst, die über eine Länge von mindestens 360, 370, 380, 390, 400, 410, 420, 430, 440, 450, 460, 470, 480, 490, 500, 510, 51 1 oder 512 zusammenhängenden Aminosäuren mit dem Ausgangsmolekül übereinstimmt. Alternatively or additionally, the alpha-amylase is characterized in that it is obtainable from an alpha-amylase according to the invention as starting molecule by fragmentation, deletion, insertion or substitution mutagenesis and comprises an amino acid sequence over a length of at least 360, 370, 380, 390, 400, 410, 420, 430, 440, 450, 460, 470, 480, 490, 500, 510, 51 1 or 512 contiguous amino acids matches the parent molecule.
So ist es beispielsweise möglich, an den Termini oder in den Loops des Enzyms einzelne Aminosäuren zu deletieren, ohne dass dadurch die katalytische Aktivität verloren oder vermindert wird. Ferner kann durch derartige Fragmentierung, Deletions-, Insertions- oder Substitutionsmutagenese beispielsweise auch die Allergenizität betreffender Enzyme gesenkt und somit insgesamt ihre Einsetzbarkeit verbessert werden. Vorteilhafterweise behalten die Enzyme auch nach der Mutagenese ihre katalytische Aktivität, d.h. ihre katalytische Aktivität entspricht mindestens derjenigen des Ausgangsenzyms, d.h. in einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die katalytische Aktivität mindestens 80, vorzugsweise mindestens 90 % der Aktivität des Thus it is possible, for example, to delete individual amino acids at the termini or in the loops of the enzyme, without this losing or reducing the catalytic activity. Furthermore, such fragmentation, deletion, insertion or substitution mutagenesis can also reduce, for example, the allergenicity of the enzymes concerned and thus improve their overall applicability. Advantageously, even after mutagenesis, the enzymes retain their catalytic activity, i. their catalytic activity is at least equal to that of the starting enzyme, i. In a preferred embodiment, the catalytic activity is at least 80, preferably at least 90% of the activity of the
Ausgangsenzyms. Auch weitere Substitutionen können vorteilhafte Wirkungen zeigen. Sowohl einzelne wie auch mehrere zusammenhängende Aminosäuren können gegen andere Aminosäuren ausgetauscht werden. Starting enzyme. Other substitutions can also show beneficial effects. Both single and multiple contiguous amino acids can be substituted for other amino acids.
Die weiteren Aminosäurepositionen werden hierbei durch ein Alignment der Aminosäuresequenz einer erfindungsgemäßen alpha-Amylase mit der Aminosäuresequenz der alpha-Amylase aus Bacillus cereus, wie sie in SEQ ID NO: 1 angegeben ist, definiert. Weiterhin richtet sich die Zuordnung der Positionen nach dem reifen (maturen) Protein. Diese Zuordnung ist insbesondere auch anzuwenden, wenn die Aminosäuresequenz einer erfindungsgemäßen alpha-Amylase eine höhere Zahl von Aminosäurenresten umfasst als die alpha-Amylase aus Bacillus cereus gemäß SEQ ID NO: 1. Ausgehend von den genannten Positionen in der Aminosäuresequenz der alpha- Amylase aus Bacillus cereus sind die Veränderungspositionen in einer erfindungsgemäßen alpha- Amylase diejenigen, die eben diesen Positionen in einem Alignment zugeordnet sind. - - The further amino acid positions are hereby defined by an alignment of the amino acid sequence of an alpha-amylase according to the invention with the amino acid sequence of the alpha-amylase from Bacillus cereus, as indicated in SEQ ID NO: 1. Furthermore, the assignment of the positions depends on the mature (mature) protein. This assignment is also to be used in particular if the amino acid sequence of an alpha-amylase according to the invention comprises a higher number of amino acid residues than the Bacillus cereus alpha-amylase according to SEQ ID NO: 1. Starting from said positions in the amino acid sequence of the Bacillus alpha-amylase cereus are the change positions in an alpha-amylase according to the invention those which are just assigned to these positions in an alignment. - -
Eine weitere Bestätigung der korrekten Zuordnung der zu verändernden Aminosäuren, d.h. Further confirmation of the correct assignment of the amino acids to be altered, i.
insbesondere deren funktionelle Entsprechung, können Vergleichsversuche liefern, wonach die beiden auf der Basis eines Alignments einander zugeordneten Positionen in beiden miteinander verglichenen alpha-Amylasen auf die gleiche Weise verändert werden und beobachtet wird, ob bei beiden die enzymatische Aktivität auf gleiche Weise verändert wird. Geht beispielsweise ein Aminosäureaustausch in einer bestimmten Position der alpha-Amylase aus Bacillus cereus gemäß SEQ ID NO: 1 mit einer Veränderung eines enzymatischen Parameters einher, beispielsweise mit der Erhöhung des «M-Wertes, und wird eine entsprechende Veränderung des enzymatischen Parameters, beispielsweise also ebenfalls eine Erhöhung des «M-Wertes, in einer erfindungsgemäßen alpha-Amylase-Variante beobachtet, deren Aminosäureaustausch durch dieselbe eingeführte Aminosäure erreicht wurde, so ist hierin eine Bestätigung der korrekten Zuordnung zu sehen. in particular their functional correspondence, can provide comparative experiments, according to which the two positions assigned to each other on the basis of an alignment in both compared alpha-amylases are changed in the same way and it is observed whether the enzymatic activity is changed in the same way in both. If, for example, an amino acid exchange in a specific position of the Bacillus cereus alpha-amylase according to SEQ ID NO: 1 is accompanied by a change in an enzymatic parameter, for example by an increase in the M value, then a corresponding change in the enzymatic parameter, for example also an increase in the M value, observed in an alpha-amylase variant according to the invention, whose amino acid exchange was achieved by the same introduced amino acid, it is to be seen here a confirmation of the correct assignment.
Insbesondere werden erfindungsgemäß auch Fragmente der Amylase mit der Aminosäuresequenz gemäß SEQ ID NO: 1 , die am N-Terminus derart verkürzt sind, dass das Signalpeptid, d.h. In particular, according to the invention, fragments of the amylase having the amino acid sequence according to SEQ ID NO: 1, which are shortened at the N-terminus such that the signal peptide, i.
insbesondere die N-terminalen 27 Aminosäuren, nicht länger enthalten sind, erfasst. Auch von diesen verkürzten Fragmenten können in verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung Varianten verwendet werden, die zu der ausgehend von der in SEQ ID NO:1 angegebenen Aminosäuresequenz um 27 N-terminale Aminosäuren verkürzten Form, über die Gesamtlänge zu mindestens 70%, 71 %, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81 %, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 90,5%, 91 %, 91 ,5%, 92%, 92,5%, 93%, 93,5%, 94%, 94,5%, 95%, 95,5%, 96%, 96,5%, 97%, 97,5%, 98%, 98,5%, 98,8%, 99,0%, 99,2%, 99,4%, 99,5%, 99,6% oder 99,8% identisch sind. in particular, the N-terminal 27 amino acids are no longer included. Also of these truncated fragments variants can be used in various embodiments of the invention, which to the starting from the amino acid sequence given in SEQ ID NO: 1 truncated by 27 N-terminal amino acids, over the total length to at least 70%, 71%, 72nd %, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 90.5%, 91%, 91, 5%, 92%, 92.5%, 93%, 93.5%, 94%, 94.5%, 95%, 95.5% , 96%, 96.5%, 97%, 97.5%, 98%, 98.5%, 98.8%, 99.0%, 99.2%, 99.4%, 99.5%, 99.6% or 99.8% are identical.
Alle genannten Sachverhalte sind auch auf die erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer alpha-Amylase anwendbar. Demnach umfasst ein erfindungsgemäßes Verfahren ferner einen oder mehrere der folgenden Verfahrensschritte: a) Einbringen einer ein- oder mehrfachen konservativen Aminosäuresubstitution in eine Ausgangs- alpha-Amylase gemäß SEQ ID NO: 1 ; b) Veränderung der Aminosäuresequenz durch Fragmentierung, Deletions-, Insertions- oder Substitutionsmutagenese derart, dass die alpha-Amylase eine Aminosäuresequenz umfasst, die über eine Länge von mindestens 360, 370, 380, 390, 400, 410, 420, 430, 440, 450, 460, 470, 480, 490, 500, 510 oder 513 zusammenhängenden Aminosäuren mit dem Ausgangsmolekül übereinstimmt. All these facts are also applicable to the process of the invention for the production of an alpha-amylase. Accordingly, a method according to the invention further comprises one or more of the following method steps: a) introduction of a single or multiple conservative amino acid substitution into an initial alpha-amylase according to SEQ ID NO: 1; b) altering the amino acid sequence by fragmentation, deletion, insertion or substitution mutagenesis such that the alpha-amylase comprises an amino acid sequence of at least 360, 370, 380, 390, 400, 410, 420, 430, 440, 450, 460, 470, 480, 490, 500, 510 or 513 contiguous amino acids matches the parent molecule.
Sämtliche Ausführungsformen gelten auch für die erfindungsgemäßen Verfahren. - - All embodiments also apply to the inventive method. - -
In weiteren Ausgestaltungen der Erfindung ist die alpha-Amylase beziehungsweise die mit einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte alpha-Amylase noch mindestens zu 70%, 71 %, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81 %, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 90,5%, 91 %, 91 ,5%, 92%, 92,5%, 93%, 93,5%, 94%, 94,5%, 95%, 95,5%, 96%, 96,5%, 97%, 97,5%, 98%, 98,5%, 98,8%, 99%, 99,2%, 99,4%, 99,5%, 99,6% oder 99,8% identisch zu der in SEQ ID NO: 1 angegebenen Aminosäuresequenz über deren Gesamtlänge. In further embodiments of the invention, the alpha-amylase or the alpha-amylase produced by a process according to the invention is still at least 70%, 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 90.5%, 91%, 91, 5%, 92 %, 92.5%, 93%, 93.5%, 94%, 94.5%, 95%, 95.5%, 96%, 96.5%, 97%, 97.5%, 98%, 98.5%, 98.8%, 99%, 99.2%, 99.4%, 99.5%, 99.6% or 99.8% identical to the amino acid sequence given in SEQ ID NO: 1 via their Overall length.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine zuvor beschriebene alpha-Amylase, die zusätzlich stabilisiert ist, insbesondere durch eine oder mehrere Mutationen, beispielsweise Substitutionen, oder durch Kopplung an ein Polymer. Denn eine Erhöhung der Stabilität bei der Lagerung und/oder während des Einsatzes, beispielsweise beim Waschprozess, führt dazu, dass die enzymatische Aktivität länger anhält und damit die Reinigungsleistung verbessert wird. Grundsätzlich kommen alle im Stand der Technik beschriebenen und/oder zweckmäßigen Stabilisierungsmöglichkeiten in Betracht. Bevorzugt sind solche Stabilisierungen, die über Muationen des Enzyms selbst erreicht werden, da solche Stabilisierungen im Anschluss an die Gewinnung des Enzyms keine weiteren Arbeitsschritte erfordern. Beispiele für hierfür geeignete Sequenzveränderungen sind vorstehend genannt. Weitere geeignete Sequenzveränderungen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Another object of the invention is a previously described alpha-amylase, which is additionally stabilized, in particular by one or more mutations, for example substitutions, or by coupling to a polymer. For an increase in stability during storage and / or during use, for example during the washing process, causes the enzymatic activity to last longer and thus improve the cleaning performance. In principle, all stabilization options described in the prior art and / or appropriate considerations come into consideration. Preference is given to those stabilizations which are achieved via mutations of the enzyme itself, since such stabilizations do not require any further working steps following the recovery of the enzyme. Examples of sequence changes suitable for this purpose are mentioned above. Other suitable sequence changes are known from the prior art.
Möglichkeiten der Stabilisierung sind beispielsweise: Options for stabilization include:
- Schutz gegen den Einfluss von denaturierenden Agentien wie Tensiden durch Mutationen, die eine Veränderung der Aminosäuresequenz auf oder an der Oberfläche des Proteins bewirken; Protection against the influence of denaturing agents, such as surfactants, on mutations causing an alteration of the amino acid sequence on or at the surface of the protein;
- Austausch von Aminosäuren, die nahe dem N-Terminus liegen, gegen solche, die vermutlich über nicht-kovalente Wechselwirkungen mit dem Rest des Moleküls in Kontakt treten und somit einen Beitrag zur Aufrechterhaltung der globulären Struktur leisten. Replacement of amino acids located near the N-terminus against those likely to contact non-covalent interactions with the rest of the molecule, thus contributing to the maintenance of the globular structure.
Bevorzugte Ausführungsformen sind solche, bei denen das Enzym auf mehrere Arten stabilisiert wird, da mehrere stabilisierende Mutationen additiv oder synergistisch wirken. Preferred embodiments are those in which the enzyme is stabilized in several ways, as several stabilizing mutations act additive or synergistic.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine alpha-Amylase wie vorstehend beschrieben, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie mindestens eine chemische Modifikation aufweist. Eine alpha-Amylase mit einer solchen Veränderung wird als Derivat bezeichnet, d.h. die alpha-Amylase ist derivatisiert. Another object of the invention is an alpha-amylase as described above, which is characterized in that it has at least one chemical modification. An alpha-amylase having such a change is termed a derivative, i. the alpha-amylase is derivatized.
Unter Derivaten werden im Sinne der vorliegenden Anmeldung demnach solche Proteine verstanden, deren reine Aminosäurekette chemisch modifiziert worden ist. Solche For the purposes of the present application, derivatives are understood as meaning those proteins whose pure amino acid chain has been chemically modified. Such
Derivatisierungen können beispielsweise in vivo durch die Wirtszelle erfolgen, die das Protein exprimiert. Diesbezüglich sind Kopplungen niedrigmolekularer Verbindungen wie von Lipiden oder Oligosacchariden besonders hervorzuheben. Derivatisierungen können aber auch in vitro durchgeführt werden, etwa durch die chemische Umwandlung einer Seitenkette einer Aminosäure oder durch kovalente Bindung einer anderen Verbindung an das Protein. Beispielsweise ist die - - Derivatizations can be made, for example, in vivo by the host cell expressing the protein. In this regard, couplings of low molecular weight compounds such as lipids or oligosaccharides are particularly noteworthy. However, derivatizations can also be carried out in vitro, for example by the chemical transformation of a side chain of an amino acid or by covalent binding of another compound to the protein. For example, the - -
Kopplung von Aminen an Carboxylgruppen eines Enzyms zur Veränderung des isoelektrischen Punkts möglich. Eine solche andere Verbindung kann auch ein weiteres Protein sein, das beispielsweise über bifunktionelle chemische Verbindungen an ein erfindungsgemäßes Protein gebunden wird. Ebenso ist unter Derivatisierung die kovalente Bindung an einen Coupling of amines to carboxyl groups of an enzyme to change the isoelectric point possible. Such another compound may also be another protein that is bound to a protein of the invention via bifunctional chemical compounds, for example. Similarly, derivatization is the covalent bond to a
makromolekularen Träger zu verstehen, oder auch ein nichtkovalenter Einschluss in geeignete makromolekulare Käfigstrukturen. Derivatisierungen können beispielsweise die Substratspezifität oder die Bindungsstärke an das Substrat beeinflussen oder eine vorübergehende Blockierung der enzymatischen Aktivität herbeiführen, wenn es sich bei der angekoppelten Substanz um einen Inhibitor handelt. Dies kann beispielsweise für den Zeitraum der Lagerung sinnvoll sein. Derartige Modifikationen können ferner die Stabilität oder die enzymatische Aktivität beeinflussen. Sie können ferner auch dazu dienen, die Allergenizität und/oder Immunogenizität des Proteins herabzusetzen und damit beispielsweise dessen Hautverträglichkeit zu erhöhen. Beispielsweise können Kopplungen mit makromolekularen Verbindungen, beispielsweise Polyethylenglykol, das Protein hinsichtlich der Stabilität und/oder Hautverträglichkeit verbessern. to understand macromolecular carrier, or even a non-covalent inclusion in suitable macromolecular cage structures. Derivatizations may, for example, affect the substrate specificity or binding strength to the substrate or cause a temporary blockage of the enzymatic activity when the coupled substance is an inhibitor. This can be useful, for example, for the period of storage. Such modifications may further affect stability or enzymatic activity. They can also serve to reduce the allergenicity and / or immunogenicity of the protein and thus, for example, increase its skin compatibility. For example, couplings with macromolecular compounds, for example, polyethylene glycol, can improve the protein in terms of stability and / or skin tolerance.
Unter Derivaten eines erfindungsgemäßen Proteins können im weitesten Sinne auch Derivatives of a protein according to the invention can also be used in the broadest sense
Präparationen dieser Proteine verstanden werden. Je nach Gewinnung, Aufarbeitung oder Präparation kann ein Protein mit diversen anderen Stoffen vergesellschaftet sein, beispielsweise aus der Kultur der produzierenden Mikroorganismen. Ein Protein kann auch, beispielsweise zur Erhöhung seiner Lagerstabilität, mit anderen Stoffen gezielt versetzt worden sein. Preparations of these proteins are understood. Depending on the extraction, processing or preparation, a protein may be associated with various other substances, for example from the culture of the producing microorganisms. A protein may also have been deliberately added to other substances, for example to increase its storage stability.
Erfindungsgemäß sind deshalb auch alle Präparationen eines erfindungsgemäßen Proteins. Das ist auch unabhängig davon, ob es in einer bestimmten Präparation tatsächlich diese enzymatische Aktivität entfaltet oder nicht. Denn es kann gewünscht sein, dass es bei der Lagerung keine oder nur geringe Aktivität besitzt, und erst zum Zeitpunkt der Verwendung seine enzymatische Funktion entfaltet. Dies kann beispielsweise über entsprechende Begleitstoffe gesteuert werden. Therefore, all preparations of a protein according to the invention are also according to the invention. This is also independent of whether or not it actually exhibits this enzymatic activity in a particular preparation. Because it may be desired that it has no or only low activity during storage, and unfolds its enzymatic function only at the time of use. This can be controlled, for example, via appropriate accompanying substances.
Insbesondere die gemeinsame Präparation von alpha-Amylasen mit spezifischen Inhibitoren ist diesbezüglich möglich. In particular, the joint preparation of alpha-amylases with specific inhibitors is possible in this regard.
Betreffend alle vorstehend beschriebenen alpha-Amylasen beziehungsweise alpha- Amylasevarianten und/oder Derivate sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung diejenigen besonders bevorzugt, deren katalytische Aktivität und/oder deren Substrattoleranz derjenigen der alpha-Amylase gemäß SEQ ID NO: 1 entspricht, wobei die katalytische Aktivität und die With regard to all the above-described alpha-amylases or alpha-amylase variants and / or derivatives, particular preference is given in the context of the present invention to those whose catalytic activity and / or their substrate tolerance correspond to those of the alpha-amylase according to SEQ ID NO: 1, wherein the catalytic activity and the
Substrattoleranz wie vorstehend beschrieben bestimmt werden. Substrate tolerance can be determined as described above.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Nukleinsäure, die für eine erfindungsgemäße alpha-Amylase codiert, sowie ein Vektor enthaltend eine solche Nukleinsäure, insbesondere ein Klonierungsvektor oder ein Expressionsvektor. In bevorzugten Ausführungsformen ist die A further subject of the invention is a nucleic acid which codes for an alpha-amylase according to the invention, as well as a vector containing such a nucleic acid, in particular a cloning vector or an expression vector. In preferred embodiments, the
Nukleinsäure eine Nukleinsäure gemäß SEQ ID NO:2. Entsprechend ist ein besonders bevorzugter erfindungsgemäßer Vektor ein Vektor, der eine Nukleinsäure gemäß SEQ ID NO:2 umfasst. - - Nucleic acid is a nucleic acid according to SEQ ID NO: 2. Accordingly, a particularly preferred vector according to the invention is a vector comprising a nucleic acid according to SEQ ID NO: 2. - -
Hierbei kann es sich um DNA- oder RNA-Moleküle handeln. Sie können als Einzelstrang, als ein zu diesem Einzelstrang komplementärer Einzelstrang oder als Doppelstrang vorliegen. Insbesondere bei DNA-Molekülen sind die Sequenzen beider komplementärer Stränge in jeweils allen drei möglichen Leserastern zu berücksichtigen. Ferner ist zu berücksichtigen, dass verschiedene Codons, also Basentriplets, für die gleichen Aminosäuren codieren können, so dass eine bestimmte Aminosäuresequenz von mehreren unterschiedlichen Nukleinsäuren codiert werden kann. Auf Grund dieser Degeneriertheit des genetischen Codes sind sämtliche Nukleinsäuresequenzen in diesen Erfindungsgegenstand mit eingeschlossen, die eine der vorstehend beschriebenen alpha-Amylasen codieren können. Der Fachmann ist in der Lage, diese These may be DNA or RNA molecules. They can be present as a single strand, as a single strand that is complementary to this single strand, or as a double strand. Especially in the case of DNA molecules, the sequences of both complementary strands must be taken into account in all three possible reading frames. Furthermore, it should be noted that different codons, so base triplets, can code for the same amino acids, so that a particular amino acid sequence can be encoded by several different nucleic acids. Due to this degeneracy of the genetic code, all nucleic acid sequences are included in this subject of the invention which can encode any of the alpha-amylases described above. The expert is able to do this
Nukleinsäuresequenzen zweifelsfrei zu bestimmen, da trotz der Degeneriertheit des genetischen Codes einzelnen Codons definierte Aminosäuren zuzuordnen sind. Daher kann der Fachmann ausgehend von einer Aminosäuresequenz für diese Aminosäuresequenz codierende Nucleic acid sequences to determine beyond doubt, since despite the degeneracy of the genetic code individual codons defined amino acids are assigned. Therefore, the person skilled in the art can start by coding for an amino acid sequence for this amino acid sequence
Nukleinsäuren problemlos ermitteln. Weiterhin können bei erfindungsgemäßen Nukleinsäuren ein oder mehrere Codons durch synonyme Codons ersetzt sein. Dieser Aspekt bezieht sich insbesondere auf die heterologe Expression der erfindungsgemäßen Enzyme. So besitzt jeder Organismus, beispielsweise eine Wirtszelle eines Produktionsstammes, eine bestimmte Codon- Verwendung. Unter Codon-Verwendung wird die Übersetzung des genetischen Codes in Determine nucleic acids easily. Furthermore, with nucleic acids according to the invention, one or more codons may be replaced by synonymous codons. This aspect relates in particular to the heterologous expression of the enzymes according to the invention. Thus, every organism, for example a host cell of a production strain, has a certain codon usage. Under codon use is the translation of the genetic code in
Aminosäuren durch den jeweiligen Organismus verstanden. Es kann zu Engpässen in der Proteinbiosynthese kommen, wenn die auf der Nukleinsäure liegenden Codons in dem Amino acids understood by the respective organism. There may be bottlenecks in protein biosynthesis when the codons lying on the nucleic acid in the
Organismus einer vergleichsweise geringen Zahl von beladenen tRNA-Molekülen Organism of a comparatively small number of loaded tRNA molecules
gegenüberstehen. Obwohl für die gleiche Aminosäure codierend führt das dazu, dass in dem Organismus ein Codon weniger effizient translatiert wird als ein synonymes Codon, das für dieselbe Aminosäure codiert. Auf Grund des Vorliegens einer höheren Anzahl von tRNA-Molekülen für das synonyme Codon kann dieses in dem Organismus effizienter translatiert werden. face. Although coding for the same amino acid, this results in a codon being translated less efficiently in the organism than a synonymous codon encoding the same amino acid. Due to the presence of a higher number of tRNA molecules for the synonymous codon, it can be more efficiently translated in the organism.
Einem Fachmann ist es über heutzutage allgemein bekannte Methoden, wie beispielsweise die chemische Synthese oder die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) in Verbindung mit molekularbiologischen und/oder proteinchemischen Standardmethoden möglich, anhand bekannter DNA- und/oder Aminosäuresequenzen die entsprechenden Nukleinsäuren bis hin zu vollständigen Genen herzustellen. Derartige Methoden sind beispielsweise aus Sambrook, J., Fritsch, E.F. and Maniatis, T. 2001. Molecular cloning: a laboratory manual, 3. Edition Cold Spring Laboratory Press, bekannt. A person skilled in the art can use well-known methods such as chemical synthesis or the polymerase chain reaction (PCR) in combination with molecular biological and / or proteinchemical standard methods, using known DNA and / or amino acid sequences, the corresponding nucleic acids to complete genes manufacture. Such methods are for example from Sambrook, J., Fritsch, E.F. and Maniatis, T. 2001. Molecular cloning: a laboratory manual, 3rd Edition Cold Spring Laboratory Press.
Unter Vektoren werden im Sinne der vorliegenden Erfindung aus Nukleinsäuren bestehende Elemente verstanden, die als kennzeichnenden Nukleinsäurebereich eine erfindungsgemäße Nukleinsäure enthalten. Sie vermögen diese in einer Spezies oder einer Zellinie über mehrere Generationen oder Zellteilungen hinweg als stabiles genetisches Element zu etablieren. Vektoren sind insbesondere bei der Verwendung in Bakterien spezielle Plasmide, also zirkuläre genetische Elemente. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird eine erfindungsgemäße Nukleinsäure in einen Vektor kloniert. Zu den Vektoren zählen beispielsweise solche, deren Ursprung bakterielle - - For the purposes of the present invention, vectors are understood as consisting of nucleic acids which contain a nucleic acid according to the invention as a characteristic nucleic acid region. They can establish these in a species or cell line over several generations or cell divisions as a stable genetic element. Vectors, especially when used in bacteria, are special plasmids, ie circular genetic elements. In the context of the present invention, a nucleic acid according to the invention is cloned into a vector. The vectors include, for example, those whose origin is bacterial - -
Plasmide, Viren oder Bacteriophagen sind, oder überwiegend synthetische Vektoren oder Plasmide mit Elementen verschiedenster Herkunft. Mit den weiteren jeweils vorhandenen genetischen Elementen vermögen Vektoren sich in den betreffenden Wirtszellen über mehrere Generationen hinweg als stabile Einheiten zu etablieren. Sie können extra chromosomal als eigene Einheiten vorliegen oder in ein Chromosom oder chromosomale DNA integrieren. Plasmids, viruses or bacteriophages are, or predominantly synthetic vectors or plasmids with elements of various origins. With the other genetic elements present in each case, vectors are able to establish themselves as stable units in the relevant host cells over several generations. They may be extra chromosomally present as separate units or integrated into a chromosome or chromosomal DNA.
Expressionsvektoren umfassen Nukleinsäuresequenzen, die sie dazu befähigen, in den sie enthaltenden Wirtszellen, vorzugsweise Mikroorganismen, besonders bevorzugt Bakterien, zu replizieren und dort eine enthaltene Nukleinsäure zur Expression zu bringen. Die Expression wird insbesondere von dem oder den Promotoren beeinflusst, welche die Transkription regulieren. Prinzipiell kann die Expression durch den natürlichen, ursprünglich vor der zu exprimierenden Nukleinsäure lokalisierten Promotor erfolgen, aber auch durch einen auf dem Expressionsvektor bereitgestellten Promotor der Wirtszelle oder auch durch einen modifizierten oder einen völlig anderen Promotor eines anderen Organismus oder einer anderen Wirtszelle. Im vorliegenden Fall wird zumindest ein Promotor für die Expression einer erfindungsgemäßen Nukleinsäure zur Verfügung gestellt und für deren Expression genutzt. Expressionsvektoren können ferner regulierbar sein, beispielsweise durch Änderung der Kultivierungsbedingungen oder bei Erreichen einer bestimmten Zelldichte der sie enthaltenen Wirtszellen oder durch Zugabe von bestimmten Substanzen, insbesondere Aktivatoren der Genexpression. Ein Beispiel für eine solche Substanz ist das Galactose-Derivat Isopropyl-ß-D-thiogalactopyranosid (IPTG), welches als Aktivator des bakteriellen Lactose-Operons (lac-Operons) verwendet wird. Im Gegensatz zu Expressionsvektoren wird die enthaltene Nukleinsäure in Klonierungsvektoren nicht exprimiert. Expression vectors comprise nucleic acid sequences which enable them to replicate in the host cells containing them, preferably microorganisms, particularly preferably bacteria, and to express a contained nucleic acid there. In particular, expression is influenced by the promoter (s) that regulate transcription. In principle, the expression may be effected by the natural promoter originally located in front of the nucleic acid to be expressed, but also by a promoter of the host cell provided on the expression vector or also by a modified or completely different promoter of another organism or another host cell. In the present case, at least one promoter for the expression of a nucleic acid according to the invention is made available and used for its expression. Furthermore, expression vectors can be regulatable, for example by changing the culturing conditions or when a specific cell density of the host cells contained therein is reached or by addition of specific substances, in particular activators of gene expression. An example of such a substance is the galactose derivative isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside (IPTG), which is used as an activator of the bacterial lactose operon (lac operon). In contrast to expression vectors, the nucleic acid contained is not expressed in cloning vectors.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine nicht menschliche Wirtszelle, die eine erfindungsgemäße Nukleinsäure oder einen erfindungsgemäßen Vektor beinhaltet, oder die eine erfindungsgemäße alpha-Amylase beinhaltet, insbesondere eine, die die alpha-Amylase in das die Wirtszelle umgebende Medium sezerniert. Bevorzugt wird eine erfindungsgemäße Nukleinsäure oder ein erfindungsgemäßer Vektor in einen Mikroorganismus transformiert, der dann eine A further subject of the invention is a non-human host cell which contains a nucleic acid according to the invention or a vector according to the invention, or which contains an alpha-amylase according to the invention, in particular one which secretes the alpha-amylase into the medium surrounding the host cell. Preferably, a nucleic acid according to the invention or a vector according to the invention is transformed into a microorganism, which then has a
erfindungsgemäße Wirtszelle darstellt. Alternativ können auch einzelne Komponenten, d.h. represents host cell according to the invention. Alternatively, individual components, i.
Nukleinsäure-Teile oder -Fragmente einer erfindungsgemäßen Nukleinsäure derart in eine Wirtszelle eingebracht werden, dass die dann resultierende Wirtszelle eine erfindungsgemäße Nukleinsäure oder einen erfindungsgemäßen Vektor enthält. Dieses Vorgehen eignet sich besonders dann, wenn die Wirtszelle bereits einen oder mehrere Bestandteile einer erfindungsgemäßen Nukleinsäure oder eines erfindungsgemäßen Vektors enthält und die weiteren Nucleic acid parts or fragments of a nucleic acid according to the invention are introduced into a host cell such that the resulting host cell contains a nucleic acid according to the invention or a vector according to the invention. This procedure is particularly suitable when the host cell already contains one or more constituents of a nucleic acid according to the invention or a vector according to the invention and the others
Bestandteile dann entsprechend ergänzt werden. Verfahren zur Transformation von Zellen sind im Stand der Technik etabliert und dem Fachmann hinlänglich bekannt. Als Wirtszellen eignen sich prinzipiell alle Zellen, das heißt prokaryotische oder eukaryotische Zellen. Bevorzugt sind solche Wirtszellen, die sich genetisch vorteilhaft handhaben lassen, was beispielsweise die Components are then supplemented accordingly. Methods of transforming cells are well established in the art and well known to those skilled in the art. In principle, all cells, that is to say prokaryotic or eukaryotic cells, are suitable as host cells. Preference is given to those host cells that can be handled genetically advantageous, which, for example, the
Transformation mit der Nukleinsäure oder dem Vektor und dessen stabile Etablierung angeht, beispielsweise einzellige Pilze oder Bakterien. Ferner zeichnen sich bevorzugte Wirtszellen durch - - eine gute mikrobiologische und biotechnologische Handhabbarkeit aus. Das betrifft beispielsweise leichte Kultivierbarkeit, hohe Wachstumsraten, geringe Anforderungen an Fermentationsmedien und gute Produktions- und Sekretionsraten für Fremdproteine. Bevorzugte erfindungsgemäße Wirtszellen sezernieren das (transgen) exprimierte Protein in das die Wirtszellen umgebende Medium. Ferner können die alpha-Amylasen von den sie produzierenden Zellen nach deren Herstellung modifiziert werden, beispielsweise durch Anknüpfung von Zuckermolekülen, Transformation with the nucleic acid or the vector and its stable establishment, for example, unicellular fungi or bacteria. Furthermore, preferred host cells are characterized - - Good microbiological and biotechnological handling. This concerns, for example, easy culturing, high growth rates, low demands on fermentation media and good production and secretion rates for foreign proteins. Preferred host cells according to the invention secrete the (transgenially) expressed protein into the medium surrounding the host cells. Furthermore, the alpha-amylases can be modified by the cells producing them after their preparation, for example by attachment of sugar molecules,
Formylierungen, Aminierungen, usw. Solche posttranslationale Modifikationen können die alpha- Amylase funktionell beeinflussen. Formylations, aminations, etc. Such post-translational modifications may functionally affect alpha-amylase.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen stellen solche Wirtszellen dar, die aufgrund genetischer Regulationselemente, die beispielsweise auf dem Vektor zur Verfügung gestellt werden, aber auch von vornherein in diesen Zellen vorhanden sein können, in ihrer Aktivität regulierbar sind. Further preferred embodiments are those host cells which are regulatable in their activity due to genetic regulatory elements which are provided, for example, on the vector, but may also be present in these cells from the outset.
Beispielsweise durch kontrollierte Zugabe von chemischen Verbindungen, die als Aktivatoren dienen, durch Änderung der Kultivierungsbedingungen oder bei Erreichen einer bestimmten Zelldichte können diese zur Expression angeregt werden. Dies ermöglicht eine wirtschaftliche Produktion der erfindungsgemäßen Proteine. Ein Beispiel für eine solche Verbindung ist IPTG wie vorstehend beschrieben. For example, by controlled addition of chemical compounds that serve as activators, by changing the culture conditions or when reaching a specific cell density, these can be excited for expression. This enables an economical production of the proteins according to the invention. An example of such a compound is IPTG as described above.
Bevorzugte Wirtszellen sind prokaryontische oder bakterielle Zellen. Bakterien zeichnen sich durch kurze Generationszeiten und geringe Ansprüche an die Kultivierungsbedingungen aus. Dadurch können kostengünstige Kultivierungsverfahren oder Herstellungsverfahren etabliert werden. Zudem verfügt der Fachmann bei Bakterien in der Fermentationstechnik über einen reichhaltigen Preferred host cells are prokaryotic or bacterial cells. Bacteria are characterized by short generation times and low demands on cultivation conditions. As a result, inexpensive cultivation methods or production methods can be established. In addition, the expert has a rich in bacteria in the fermentation technology
Erfahrungsschatz. Für eine spezielle Produktion können aus verschiedensten, im Einzelfall experimentell zu ermittelnden Gründen wie Nährstoffquellen, Produktbildungsrate, Zeitbedarf usw., gramnegative oder grampositive Bakterien geeignet sein. Experience. For a specific production, gram-negative or gram-positive bacteria may be suitable for a wide variety of reasons to be determined experimentally in individual cases, such as nutrient sources, product formation rate, time requirement, etc.
Bei gramnegativen Bakterien wie beispielsweise Escherichia coli wird eine Vielzahl von Proteinen in den periplasmatischen Raum sezerniert, also in das Kompartiment zwischen den beiden die Zellen einschließenden Membranen. Dies kann für spezielle Anwendungen vorteilhaft sein. Ferner können auch gramnegative Bakterien so ausgestaltet werden, dass sie die exprimierten Proteine nicht nur in den periplasmatischen Raum, sondern in das das Bakterium umgebende Medium ausschleusen. Grampositive Bakterien wie beispielsweise Bacilli oder Actinomyceten oder andere Vertreter der Actinomycetales besitzen demgegenüber keine äußere Membran, so dass sezernierte Proteine sogleich in das die Bakterien umgebende Medium, in der Regel das In Gram-negative bacteria, such as Escherichia coli, a large number of proteins are secreted into the periplasmic space, ie into the compartment between the two membranes enclosing the cells. This can be advantageous for special applications. Furthermore, Gram-negative bacteria can also be designed such that they eject the expressed proteins not only into the periplasmic space but into the medium surrounding the bacterium. In contrast, Gram-positive bacteria such as Bacilli or Actinomycetes or other representatives of Actinomycetales have no outer membrane, so that secreted proteins readily into the medium surrounding the bacteria, usually the
Nährmedium, abgegeben werden, aus welchem sich die exprimierten Proteine aufreinigen lassen. Sie können aus dem Medium direkt isoliert oder weiter prozessiert werden. Zudem sind grampositive Bakterien mit den meisten Herkunftsorganismen für technisch wichtige Enzyme verwandt oder identisch und bilden meist selbst vergleichbare Enzyme, so dass sie über eine ähnliche Codon-Verwendung verfügen und ihr Protein-Syntheseapparat naturgemäß entsprechend ausgerichtet ist. - - Nutrient medium can be dispensed, from which the expressed proteins can be purified. They can be isolated directly from the medium or further processed. In addition, Gram-positive bacteria are related or identical to most of the organisms of origin for technically important enzymes and usually form even comparable enzymes, so they have a similar codon use and their protein synthesizer is naturally aligned accordingly. - -
Erfindungsgemäße Wirtszellen können hinsichtlich ihrer Anforderungen an die Kulturbedingungen verändert sein, andere oder zusätzliche Selektionsmarker aufweisen oder noch andere oder zusätzliche Proteine exprimieren. Es kann sich insbesondere auch um solche Wirtszellen handeln, die mehrere Proteine oder Enzyme transgen exprimieren. Host cells according to the invention may be altered in their requirements of the culture conditions, have different or additional selection markers or express other or additional proteins. In particular, it may also be those host cells which express several proteins or enzymes transgene.
Die vorliegende Erfindung ist prinzipiell auf alle Mikroorganismen, insbesondere auf alle fermentierbaren Mikroorganismen, besonders bevorzugt auf solche der Gattung Bacillus, anwendbar und führt dazu, dass sich durch den Einsatz solcher Mikroorganismen erfindungsgemäße Proteine herstellen lassen. Solche Mikroorganismen stellen dann Wirtszellen im Sinne der Erfindung dar. The present invention is applicable in principle to all microorganisms, in particular to all fermentable microorganisms, particularly preferably those of the genus Bacillus, and results in the production of proteins according to the invention by the use of such microorganisms. Such microorganisms then represent host cells in the sense of the invention.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Wirtszelle dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Bakterium ist, bevorzugt eines, das ausgewählt ist aus der Gruppe der Gattungen von Escherichia, Klebsiella, Bacillus, Staphylococcus, Corynebakterium, Arthrobacter, Streptomyces, Stenotrophomonas und Pseudomonas, weiter bevorzugt eines, das ausgewählt ist aus der Gruppe von Escherichia coli, Klebsiella planticola, Bacillus licheniformis, Bacillus lentus, Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus subtilis, Bacillus alcalophilus, Bacillus globigii, Bacillus gibsonii, Bacillus clausii, Bacillus halodurans, Bacillus pumilus, Staphylococcus carnosus, Corynebacterium glutamicum, Arthrobacter oxidans, Streptomyces lividans, Streptomyces coelicolor und In a further embodiment of the invention, the host cell is characterized in that it is a bacterium, preferably one selected from the genera of Escherichia, Klebsiella, Bacillus, Staphylococcus, Corynebacterium, Arthrobacter, Streptomyces, Stenotrophomonas and Pseudomonas, more preferably one selected from the group consisting of Escherichia coli, Klebsiella planticola, Bacillus licheniformis, Bacillus lentus, Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus subtilis, Bacillus alcalophilus, Bacillus globigii, Bacillus gibsonii, Bacillus clausii, Bacillus halodurans, Bacillus pumilus, Staphylococcus carnosus, Corynebacterium glutamicum , Arthrobacter oxidans, Streptomyces lividans, Streptomyces coelicolor and
Stenotrophomonas maltophilia. Stenotrophomonas maltophilia.
Die Wirtszelle kann aber auch eine eukaryontische Zelle sein, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie einen Zellkern besitzt. Einen weiteren Gegenstand der Erfindung stellt daher eine Wirtszelle dar, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie einen Zellkern besitzt. Im Gegensatz zu prokaryontischen Zellen sind eukaryontische Zellen in der Lage, das gebildete Protein The host cell may also be a eukaryotic cell, which is characterized in that it has a cell nucleus. A further subject of the invention therefore represents a host cell, which is characterized in that it has a cell nucleus. In contrast to prokaryotic cells, eukaryotic cells are capable of producing the protein formed
posttranslational zu modifizieren. Beispiele dafür sind Pilze wie Actinomyceten oder Hefen wie Saccharomyces oder Kluyveromyces. Dies kann beispielsweise dann besonders vorteilhaft sein, wenn die Proteine im Zusammenhang mit ihrer Synthese spezifische Modifikationen erfahren sollen, die derartige Systeme ermöglichen. Zu den Modifikationen, die eukaryontische Systeme besonders im Zusammenhang mit der Proteinsynthese durchführen, gehören beispielsweise die Bindung niedermolekularer Verbindungen wie Membrananker oder Oligosaccharide. Derartige Oligosaccharid-Modifikationen können beispielsweise zur Senkung der Allergenizität eines exprimierten Proteins wünschenswert sein. Auch eine Coexpression mit den natürlicherweise von derartigen Zellen gebildeten Enzymen, wie beispielsweise Cellulasen, kann vorteilhaft sein. Ferner können sich beispielsweise thermophile pilzliche Expressionssysteme besonders zur Expression temperaturbeständiger Proteine oder Varianten eignen. post-translationally modify. Examples thereof are fungi such as Actinomycetes or yeasts such as Saccharomyces or Kluyveromyces. This may be particularly advantageous, for example, if the proteins are to undergo specific modifications in the context of their synthesis that enable such systems. Modifications that eukaryotic systems perform, especially in connection with protein synthesis, include, for example, the binding of low molecular weight compounds such as membrane anchors or oligosaccharides. Such oligosaccharide modifications may be desirable, for example, to lower the allergenicity of an expressed protein. Also, coexpression with the enzymes naturally produced by such cells, such as cellulases, may be advantageous. Furthermore, for example, thermophilic fungal expression systems may be particularly suitable for the expression of temperature-resistant proteins or variants.
Die erfindungsgemäßen Wirtszellen werden in üblicher weise kultiviert und fermentiert, beispielsweise in diskontinuierlichen oder kontinuierlichen Systemen. Im ersten Fall wird ein - - geeignetes Nährmedium mit den Wirtszellen beimpft und das Produkt nach einem experimentell zu ermittelnden Zeitraum aus dem Medium geerntet. Kontinuierliche Fermentationen zeichnen sich durch Erreichen eines Fließgleichgewichts aus, in dem über einen vergleichsweise langen Zeitraum Zellen teilweise absterben aber auch nachwachsen und gleichzeitig aus dem Medium das gebildete Protein entnommen werden kann. The host cells according to the invention are conventionally cultivated and fermented, for example in discontinuous or continuous systems. In the first case, a - Inoculated suitable nutrient medium with the host cells and harvested the product after an experimentally determined period of time from the medium. Continuous fermentations are characterized by achieving a flow equilibrium, in which over a relatively long period of time cells partly die out but also regrow and at the same time the protein formed can be removed from the medium.
Erfindungsgemäße Wirtszellen werden bevorzugt verwendet, um erfindungsgemäße alpha- Amylasen herzustellen. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung einer alpha-Amylase umfassend Host cells according to the invention are preferably used to produce alpha-amylases according to the invention. Another object of the invention is therefore a method for producing an alpha-amylase comprising
a) Kultivieren einer erfindungsgemäßen Wirtszelle, und a) cultivating a host cell according to the invention, and
b) Isolieren der alpha-Amylase aus dem Kulturmedium oder aus der Wirtszelle. b) isolating the alpha-amylase from the culture medium or from the host cell.
Dieser Erfindungsgegenstand umfasst bevorzugt Fermentationsverfahren. Fermentationsverfahren sind an sich aus dem Stand der Technik bekannt und stellen den eigentlichen großtechnischen Produktionsschritt dar, in der Regel gefolgt von einer geeigneten Aufreinigungsmethode des hergestellten Produktes, beispielsweise der erfindungsgemäßen alpha-Amylase. Alle This subject invention preferably comprises fermentation processes. Fermentation processes are known per se from the prior art and represent the actual large-scale production step, usually followed by a suitable purification method of the product produced, for example the alpha-amylase according to the invention. All
Fermentationsverfahren, die auf einem entsprechenden Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen alpha-Amylase beruhen, stellen Ausführungsformen dieses Fermentation processes based on a corresponding process for the production of an alpha-amylase according to the invention provide embodiments thereof
Erfindungsgegenstandes dar. Invention subject matter.
Fermentationsverfahren, die dadurch gekennzeichnet sind, dass die Fermentation über eine Zulaufstrategie durchgeführt wird, kommen insbesondere in Betracht. Hierbei werden die Fermentation processes, which are characterized in that the fermentation is carried out via a feed strategy, come in particular into consideration. Here are the
Medienbestandteile, die durch die fortlaufende Kultivierung verbraucht werden, zugefüttert. Supplied with media components consumed by ongoing cultivation.
Hierdurch können beträchtliche Steigerungen sowohl in der Zelldichte als auch in der Zellmasse beziehungsweise Trockenmasse und/oder insbesondere in der Aktivität der interessierenden alpha-Amylase erreicht werden. Ferner kann die Fermentation auch so gestaltet werden, dass unerwünschte Stoffwechselprodukte herausgefiltert oder durch Zugabe von Puffer oder jeweils passende Gegenionen neutralisiert werden. As a result, considerable increases can be achieved both in the cell density and in the cell mass or dry mass and / or in particular in the activity of the alpha-amylase of interest. Furthermore, the fermentation can also be designed so that undesired metabolic products are filtered out or neutralized by the addition of buffer or suitable counterions.
Die hergestellte alpha-Amylase kann aus dem Fermentationsmedium geerntet werden. Ein solches Fermentationsverfahren ist gegenüber einer Isolation der alpha-Amylase aus der Wirtszelle, d.h. einer Produktaufbereitung aus der Zellmasse (Trockenmasse) bevorzugt, erfordert jedoch die Zurverfügungstellung von geeigneten Wirtszellen oder von einem oder mehreren geeigneten Sekretionsmarkern oder -mechanismen und/oder Transportsystemen, damit die Wirtszellen die alpha-Amylase in das Fermentationsmedium sezernieren. Ohne Sekretion kann alternativ die Isolation der alpha-Amylase aus der Wirtszelle, d.h. eine Aufreinigung derselben aus der The produced alpha-amylase can be harvested from the fermentation medium. Such a fermentation process is resistant to isolation of the alpha-amylase from the host cell, i. however, requires the provision of suitable host cells or one or more suitable secretion markers or mechanisms and / or transport systems for the host cells to secrete the alpha-amylase into the fermentation medium. Alternatively, without secretion, isolation of the alpha-amylase from the host cell, i. a purification of the same from the
Zellmasse, erfolgen, beispielsweise durch Fällung mit Ammoniumsulfat oder Ethanol, oder durch chromatographische Reinigung. - - Cell mass, carried out, for example, by precipitation with ammonium sulfate or ethanol, or by chromatographic purification. - -
Alle vorstehend ausgeführten Sachverhalte können zu Verfahren kombiniert werden, um erfindungsgemäße alpha-Amylasen herzustellen. All of the above issues may be combined into methods to produce alpha-amylases of the invention.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Mittel, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es eine erfindungsgemäße alpha-Amylase wie vorstehend beschrieben enthält. Bevorzugt ist das Mittel ein Wasch- oder Reinigungsmittel. Another object of the invention is an agent which is characterized in that it contains an alpha-amylase according to the invention as described above. The agent is preferably a washing or cleaning agent.
Zu diesem Erfindungsgegenstand zählen alle denkbaren Wasch- oder Reinigungsmittelarten, sowohl Konzentrate als auch unverdünnt anzuwendende Mittel, zum Einsatz im kommerziellen Maßstab, in der Waschmaschine oder bei der Handwäsche beziehungsweise -reinigung. Dazu gehören beispielsweise Waschmittel für Textilien, Teppiche, oder Naturfasern, für die die This subject matter of the invention includes all conceivable types of detergents or cleaners, both concentrates and undiluted agents, for use on a commercial scale, in the washing machine or in hand washing or cleaning. These include detergents for textiles, carpets, or natural fibers for which the
Bezeichnung Waschmittel verwendet wird. Dazu gehören beispielsweise auch Geschirrspülmittel für Geschirrspülmaschinen oder manuelle Geschirrspülmittel oder Reiniger für harte Oberflächen wie Metall, Glas, Porzellan, Keramik, Kacheln, Stein, lackierte Oberflächen, Kunststoffe, Holz oder Leder, für die die Bezeichnung Reinigungsmittel verwendet wird, also neben manuellen und maschinellen Geschirrspülmitteln beispielsweise auch Scheuermittel, Glasreiniger, WC-Duftspüler, usw. Zu den Wasch- und Reinigungsmittel im Rahmen der Erfindung zählen ferner Waschhilfsmittel, die bei der manuellen oder maschinellen Textilwäsche zum eigentlichen Waschmittel hinzudosiert werden, um eine weitere Wirkung zu erzielen. Ferner zählen zu Wasch- und Label detergent is used. These include, for example, dishwashing detergents for dishwashers or manual dishwashing detergents or cleaners for hard surfaces such as metal, glass, porcelain, ceramics, tiles, stone, painted surfaces, plastics, wood or leather, for which the term detergent is used, ie in addition to manual and machine Dishwashing agents, for example, scouring agents, glass cleaners, toilet scenters, etc. The washing and cleaning agents in the invention also include washing aids which are added to the actual detergent in the manual or machine textile laundry to achieve a further effect. Furthermore count to washing and
Reinigungsmittel im Rahmen der Erfindung auch Textilvor- und Nachbehandlungsmittel, also solche Mittel, mit denen das Wäschestück vor der eigentlichen Wäsche in Kontakt gebracht wird, beispielsweise zum Anlösen hartnäckiger Verschmutzungen, und auch solche Mittel, die in einem der eigentlichen Textilwäsche nachgeschalteten Schritt dem Waschgut weitere wünschenswerte Eigenschaften wie angenehmen Griff, Knitterfreiheit oder geringe statische Aufladung verleihen. Zu letztgenannten Mittel werden u.a. die Weichspüler gerechnet. Detergent in the context of the invention also Textilvor- and post-treatment agent, ie those means with which the garment is brought into contact before the actual laundry, for example, to dissolve stubborn dirt, and also such agents, the laundry downstream in one of the actual textile laundry further give desirable properties such as comfortable grip, crease resistance or low static charge. Among the latter, i.a. calculated the fabric softener.
Die erfindungsgemäßen Wasch- oder Reinigungsmittel, die als pulverförmige Feststoffe, in nachverdichteter Teilchenform, als homogene Lösungen oder Suspensionen vorliegen können, können neben einer erfindungsgemäßen alpha-Amylase alle bekannten und in derartigen Mitteln üblichen Inhaltsstoffe enthalten, wobei bevorzugt mindestens ein weiterer Inhaltsstoff in dem Mittel vorhanden ist. Die erfindungsgemäßen Mittel können insbesondere Tenside, Builder (Gerüststoffe), Persauerstoffverbindungen oder Bleichaktivatoren enthalten. Ferner können sie wassermischbare organische Lösungsmittel, weitere Enzyme, Sequestrierungsmittel, Elektrolyte, pH-Regulatoren und/oder weitere Hilfsstoffe wie optische Aufheller, Vergrauungsinhibitoren, Schaumregulatoren sowie Färb- und Duftstoffe sowie Kombinationen hiervon enthalten. The washing or cleaning agents according to the invention, which may be in the form of homogeneous solutions or suspensions in the form of powdered solids, may contain, in addition to an alpha-amylase according to the invention, all known ingredients customary in such agents, preferably at least one further ingredient in the composition is available. The agents according to the invention may in particular contain surfactants, builders, peroxygen compounds or bleach activators. In addition, they may contain water-miscible organic solvents, further enzymes, sequestering agents, electrolytes, pH regulators and / or further auxiliaries such as optical brighteners, grayness inhibitors, foam regulators, as well as dyes and fragrances, and combinations thereof.
Insbesondere eine Kombination einer erfindungsgemäßen alpha-Amylase mit einem oder mehreren weiteren Inhaltsstoff(en) des Mittels ist vorteilhaft, da ein solches Mittel in bevorzugten erfindungsgemäßen Ausgestaltungen eine verbesserte Reinigungsleistung durch sich ergebende Synergismen aufweist. Insbesondere durch die Kombination einer erfindungsgemäßen alpha- - - In particular, a combination of an alpha-amylase according to the invention with one or more further ingredients of the composition is advantageous, since in preferred embodiments according to the invention such an agent has an improved cleaning performance by virtue of resulting synergisms. In particular, by the combination of an alpha- - -
Amylase mit einem Tensid und/oder einem Builder (Gerüststoff) und/oder einer Amylase with a surfactant and / or a builder (builder) and / or a
Persauerstoffverbindung und/oder einem Bleichaktivator kann ein solcher Synergismus erreicht werden. Peroxygen compound and / or a bleach activator, such a synergism can be achieved.
Vorteilhafte Inhaltsstoffe erfindungsgemäßer Mittel sind offenbart in der internationalen Advantageous ingredients of agents according to the invention are disclosed in International
Patentanmeldung WO2009/121725, dort beginnend auf Seite 5, vorletzter Absatz, und endend auf Seite 13 nach dem zweiten Absatz. Auf diese Offenbarung wird ausdrücklich Bezug genommen und der dortige Offenbarungsgehalt in die vorliegende Patentanmeldung einbezogen. Patent Application WO2009 / 121725, beginning on page 5, penultimate paragraph, and ending on page 13 after the second paragraph. This disclosure is incorporated herein by reference and the disclosure is incorporated herein by reference.
In weiteren Ausführungsformen der Erfindung ist das Mittel dadurch gekennzeichnet, dass esIn further embodiments of the invention, the agent is characterized in that it
(a) 1-85 Gew.-%, vorzugsweise 5-65 Gew.-%, Tenside enthält; und/oder (a) 1-85 wt%, preferably 5-65 wt%, of surfactants; and or
(b) 0-45 Gew.-%, vorzugsweise 0,1-15 Gew.-%, Builder (Gerüststoffe) enthält; und/oder  (b) 0-45 wt.%, preferably 0.1-15 wt.% builder (builders); and or
(c) 0,0005-15 Gew.-%, vorzugsweise 0,001-5 Gew.-%, Protease enthält; und/oder  (c) 0.0005-15 wt%, preferably 0.001-5 wt%, of protease; and or
(d) 0,0005-15 Gew.-%, vorzugsweise 0,001-5 Gew.-%, Lipase enthält; und/oder  (d) 0.0005-15% by weight, preferably 0.001-5% by weight, of lipase; and or
(e) 0,00005-15 Gew.-%, vorzugsweise 0,0001-5 Gew.-%, Mannanase enthält; und/oder  (e) 0.00005-15% by weight, preferably 0.0001-5% by weight, of mannanase; and or
(f) 0,00005-15 Gew.-%, vorzugsweise 0,0001-5 Gew.-%, Cellulase/Pektatlyase enthält; und/oder (f) 0.00005-15 wt.%, preferably 0.0001-5 wt.%, of cellulase / pectate lyase; and or
(g) 0,00005-15 g/Waschladung, vorzugsweise 0,0001-5 g/Waschladung, Xanthanlyase enthält; und/oder (g) 0.00005-15 g / wash load, preferably 0.0001-5 g / wash load, xanthan lyase; and or
(h) 0,00005-15 g/Waschladung, vorzugsweise 0,00005-15 g/Waschladung, Endoglucanase, die fähig ist Xanthan zu verdauen, enthält.  (h) 0.00005-15 g / wash load, preferably 0.00005-15 g / wash load, endoglucanase capable of digesting xanthan gum.
Ein erfindungsgemäßes Mittel enthält die alpha-Amylase vorteilhafterweise in einer Menge von 2μg bis 20mg, vorzugsweise von 5μg bis 17,5mg, besonders bevorzugt von 20μg bis 15mg und ganz besonders bevorzugt von 50μg bis 10mg pro g des Mittels. Darüber hinaus kann das An agent according to the invention advantageously contains the alpha-amylase in an amount of from 2 μg to 20 mg, preferably from 5 μg to 17.5 mg, more preferably from 20 μg to 15 mg and very particularly preferably from 50 μg to 10 mg per g of the composition. In addition, that can
erfindungsgemäße Mittel die alpha-Amylse vorteilhafterweise in einer Menge von 0,00005-15 Gew.-% bezogen auf das aktive Enzym und das Gesamtgewicht des Mittels, vorzugsweise von 0,0001-5 Gew.-% und besonders bevorzugt von 0,001-1 Gew.-% enthalten. Ferner kann die in dem Mittel enthaltene alpha-Amylase, und/oder weitere Inhaltsstoffe des Mittels, mit einer bei Raumtemperatur oder bei Abwesenheit von Wasser für das Enzym undurchlässigen Substanz umhüllt sein, welche unter Anwendungsbedingungen des Mittels durchlässig für das Enzym wird. Eine solche Ausführungsform der Erfindung ist somit dadurch gekennzeichnet, dass die alpha- Amylase mit einer bei Raumtemperatur oder bei Abwesenheit von Wasser für die alpha-Amylase undurchlässigen Substanz umhüllt ist. Weiterhin kann auch das Wasch- oder Reinigungsmittel selbst in einem Behältnis, vorzugsweise einem luftdurchlässigen Behältnis, verpackt sein, aus dem es kurz vor Gebrauch oder während des Waschvorgangs freigesetzt wird. Composition according to the invention the alpha-amylase advantageously in an amount of 0.00005-15 wt .-% based on the active enzyme and the total weight of the composition, preferably from 0.0001-5 wt .-% and particularly preferably from 0.001-1 wt .-% contain. Further, the alpha-amylase contained in the agent, and / or other ingredients of the composition, may be coated with a substance impermeable to the enzyme at room temperature or in the absence of water, which becomes permeable to the enzyme under conditions of use of the agent. Such an embodiment of the invention is thus characterized in that the alpha-amylase is coated with a substance which is impermeable to the alpha-amylase at room temperature or in the absence of water. Furthermore, the washing or cleaning agent itself may be packaged in a container, preferably an air-permeable container, from which it is released shortly before use or during the washing process.
In weiteren Ausführungsformen der Erfindung ist das Mittel dadurch gekennzeichnet, dass esIn further embodiments of the invention, the agent is characterized in that it
(a) in fester Form vorliegt, insbesondere als rieselfähiges Pulver mit einem Schüttgewicht von 300 g/l bis 1200 g/l, insbesondere 500 g/l bis 900 g/l, oder (A) is in solid form, in particular as a free-flowing powder having a bulk density of 300 g / l to 1200 g / l, in particular 500 g / l to 900 g / l, or
(b) in pastöser oder in flüssiger Form vorliegt, und/oder - - (b) is in pasty or liquid form, and / or - -
(c) in gelförmiger oder dosierbeutelförmiger (Pouches) Form vorliegt, und/oder (c) is in the form of a gel or pouch, and / or
(d) als Einkomponentensystem vorliegt, oder  (d) is present as a one-component system, or
(e) in mehrere Komponenten aufgeteilt ist.  (e) is divided into several components.
Diese Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfassen alle festen, pulverförmigen, flüssigen, gelförmigen oder pastösen Darreichungsformen erfindungsgemäßer Mittel, die gegebenenfalls auch aus mehreren Phasen bestehen können sowie in komprimierter oder nicht komprimierter Form vorliegen können. Das Mittel kann als rieselfähiges Pulver vorliegen, insbesondere mit einem Schüttgewicht von 300 g/l bis 1200 g/l, insbesondere 500 g/l bis 900 g/l oder 600 g/l bis 850 g/l. Zu den festen Darreichungsformen des Mittels zählen ferner Extrudate, Granulate, Tabletten oder Pouches. Alternativ kann das Mittel auch flüssig, gelförmig oder pastös sein, beispielsweise in Form eines nicht-wässrigen Flüssigwaschmittels oder einer nicht-wässrigen Paste oder in Form eines wässrigen Flüssigwaschmittels oder einer wasserhaltigen Paste. These embodiments of the present invention include all solid, powdered, liquid, gelatinous or paste-like administration forms of compositions according to the invention, which if appropriate can also consist of several phases and can be present in compressed or uncompressed form. The agent can be present as a free-flowing powder, in particular with a bulk density of 300 g / l to 1200 g / l, in particular 500 g / l to 900 g / l or 600 g / l to 850 g / l. The solid dosage forms of the composition also include extrudates, granules, tablets or pouches. Alternatively, the agent can also be liquid, gelatinous or pasty, for example in the form of a non-aqueous liquid detergent or a non-aqueous paste or in the form of an aqueous liquid detergent or a water-containing paste.
Weiterhin kann das Mittel als Einkomponentensystem vorliegen. Solche Mittel bestehen aus einer Phase. Alternativ kann ein Mittel auch aus mehreren Phasen bestehen. Ein solches Mittel ist demnach in mehrere Komponenten aufgeteilt. Furthermore, the agent may be present as a one-component system. Such funds consist of one phase. Alternatively, an agent can also consist of several phases. Such an agent is therefore divided into several components.
Erfindungsgemäße Wasch- oder Reinigungsmittel können ausschließlich eine alpha-Amylase enthalten. Alternativ können sie auch weitere hydrolytische Enzyme oder andere Enzyme in einer für die Wirksamkeit des Mittels zweckmäßigen Konzentration enthalten. Eine weitere Detergents or cleaning agents according to the invention may contain exclusively an alpha-amylase. Alternatively, they may also contain other hydrolytic enzymes or other enzymes in a concentration effective for the effectiveness of the agent. Another
Ausführungsform der Erfindung stellen somit Mittel dar, die ferner eines oder mehrere weitere Enzyme umfassen. Als weitere Enzyme bevorzugt einsetzbar sind alle Enzyme, die in dem erfindungsgemäßen Mittel eine katalytische Aktivität entfalten können, insbesondere eine Embodiments of the invention thus represent agents which further comprise one or more further enzymes. Other enzymes which can preferably be used as further enzymes are all enzymes which can develop a catalytic activity in the agent according to the invention, in particular one
Protease, Lipase, Cellulase, Hemicellulase, Mannanase, Tannase, Xylanase, Xanthanase, Xyloglucanase, ß-Glucosidase, Pektinase, Carrageenase, Perhydrolase, Oxidase, Oxidoreduktase oder andere - von den erfindungsgemäßen alpha-Amylasen unterscheidbare - alpha-Amylasen, sowie deren Gemische. Weitere Enzyme sind in dem Mittel vorteilhafterweise jeweils in einer Menge von 1 x 10~8 bis 5 Gewichts-Prozent bezogen auf aktives Protein enthalten. Zunehmend bevorzugt ist jedes weitere Enzym in einer Menge von 1 x 10~7-3 Gew.-%, von 0,00001-1 Gew.-%, von 0,00005-0,5 Gew.-%, von 0,0001 bis 0, 1 Gew.-% und besonders bevorzugt von 0,0001 bis 0,05 Gew.-% in erfindungsgemäßen Mitteln enthalten, bezogen auf aktives Protein. Besonders bevorzugt zeigen die Enzyme synergistische Reinigungsleistungen gegenüber bestimmten Anschmutzungen oder Flecken, d.h. die in der Mittelzusammensetzung enthaltenen Enzyme unterstützen sich in ihrer Reinigungsleistung gegenseitig. Ganz besonders bevorzugt liegt ein solcher Synergismus vor zwischen der erfindungsgemäß enthaltenen alpha-Amylase und einem weiteren Enzym eines erfindungsgemäßen Mittels, darunter insbesondere zwischen der genannten alpha-Amylase und einer Lipase und/oder einer Protease und/oder einer Mannanase und/oder einer Cellulase und/oder einer Pektinase. Synergistische Effekte können nicht nur zwischen verschiedenen Enzymen, sondern auch zwischen einem oder mehreren Enzymen und weiteren Inhaltsstoffen des erfindungsgemäßen Mittels auftreten. - - Protease, lipase, cellulase, hemicellulase, mannanase, tannase, xylanase, xanthanase, xyloglucanase, β-glucosidase, pectinase, carrageenase, perhydrolase, oxidase, oxidoreductase or other - distinguishable from the alpha-amylases of the invention - alpha-amylases, and mixtures thereof. Further enzymes are advantageously contained in the agent in each case in an amount of 1 × 10 -8 to 5 percent by weight, based on active protein. Increasing preference each additional enzyme is in an amount of 1 x 10 -3 ~ 7 wt .-%, of 0.00001-1 wt .-%, of 0.00005 to 0.5 wt .-%, from 0.0001 to 0, 1 wt .-% and particularly preferably from 0.0001 to 0.05 wt .-% in agents according to the invention, based on active protein. Particularly preferably, the enzymes show synergistic cleaning performance against certain stains or stains, ie the enzymes contained in the middle composition mutually support each other in their cleaning performance. Very particularly preferably, such a synergism is present between the alpha-amylase according to the invention and another enzyme of an agent according to the invention, including in particular between said alpha-amylase and a lipase and / or a protease and / or a mannanase and / or a cellulase and / or a pectinase. Synergistic effects can occur not only between different enzymes, but also between one or more enzymes and other ingredients of the composition according to the invention. - -
Ein weiterer Erfindungsgegenstand ist ein Verfahren zur Reinigung von Textilien oder harten Oberflächen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass in mindestens einem Verfahrensschritt ein erfindungsgemäßes Mittel angewendet wird, oder dass in mindestens einem Verfahrensschritt eine erfindungsgemäße alpha-Amylase katalytisch aktiv wird, insbesondere derart, dass die alpha- Amylase in einer Menge von 4C^g bis 4g, vorzugsweise von 5C^g bis 3g, besonders bevorzugt von 10C^g bis 2g und ganz besonders bevorzugt von 20C^g bis 1g eingesetzt wird. Another object of the invention is a process for the cleaning of textiles or hard surfaces, which is characterized in that in at least one process step, an inventive agent is applied, or that in at least one process step, an alpha-amylase according to the invention is catalytically active, in particular such that the alpha-amylase is used in an amount of from 4C to 4g, preferably from 5C to 3g, more preferably from 10C to 2g and most preferably from 20C to 1g.
In verschieden Ausführungsformen zeichnet sich das oben beschriebene Verfahren dadurch aus, dass die alpha-Amylase bei einer Temperatur von 0-100°C, bevorzugt 0-60°C, weiter bevorzugt 20- 45°C und am meisten bevorzugt bei 40°C eingesetzt wird. In various embodiments, the method described above is characterized in that the alpha-amylase at a temperature of 0-100 ° C, preferably 0-60 ° C, more preferably 20- 45 ° C and most preferably used at 40 ° C. becomes.
Hierunter fallen sowohl manuelle als auch maschinelle Verfahren, wobei maschinelle Verfahren bevorzugt sind. Verfahren zur Reinigung von Textilien zeichnen sich im allgemeinen dadurch aus, dass in mehreren Verfahrensschritten verschiedene reinigungsaktive Substanzen auf das These include both manual and mechanical processes, with mechanical processes being preferred. Processes for the purification of textiles are generally distinguished by the fact that various cleaning-active substances are applied to the fabric in several process steps
Reinigungsgut aufgebracht und nach der Einwirkzeit abgewaschen werden, oder dass das Reinigungsgut in sonstiger Weise mit einem Waschmittel oder einer Lösung oder Verdünnung dieses Mittels behandelt wird. Entsprechendes gilt für Verfahren zur Reinigung von allen anderen Materialien als Textilien, insbesondere von harten Oberflächen. Alle denkbaren Wasch- oder Reinigungsverfahren können in wenigstens einem der Verfahrensschritte um die Anwendung eines erfindungsgemäßen Wasch- oder Reinigungsmittels oder einer erfindungsgemäßen alpha-Amylase bereichert werden und stellen dann Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar. Alle Sachverhalte, Gegenstände und Ausführungsformen, die für erfindungsgemäße alpha-Amylasen und sie enthaltende Mittel beschrieben sind, sind auch auf diesen Erfindungsgegenstand anwendbar. Daher wird an dieser Stelle ausdrücklich auf die Offenbarung an entsprechender Stelle verwiesen mit dem Hinweis, dass diese Offenbarung auch für die vorstehenden The material to be cleaned is applied and washed off after the action time, or the material to be cleaned is treated in any other way with a detergent or a solution or dilution of this agent. The same applies to processes for cleaning all other materials than textiles, especially hard surfaces. All conceivable washing or cleaning processes can be enriched in at least one of the process steps by the use of a washing or cleaning agent or an alpha-amylase according to the invention and then represent embodiments of the present invention. All facts, objects and embodiments which are essential for alpha- Amylases and agents containing them are also applicable to this subject of the invention. Therefore, reference is made at this point expressly to the disclosure in the appropriate place with the statement that this disclosure also for the above
erfindungsgemäßen Verfahren gilt. method according to the invention applies.
Da erfindungsgemäße alpha-Amylasen natürlicherweise bereits eine hydrolytische Aktivität besitzen und diese auch in Medien entfalten, die sonst keine Reinigungskraft besitzen wie beispielsweise in bloßem Puffer, kann ein einzelner und/oder der einzige Schritt eines solchen Verfahrens darin bestehen, dass gewünschtenfalls als einzige reinigungsaktive Komponente eine erfindungsgemäße alpha-Amylase mit der Anschmutzung in Kontakt gebracht wird, bevorzugt in einer Pufferlösung oder in Wasser. Dies stellt eine weitere Ausführungsform dieses Since alpha-amylases according to the invention naturally already have a hydrolytic activity and also unfold them in media which otherwise have no cleaning power, as for example in bare buffer, a single and / or the sole step of such a method may be that, if desired, the only detergent-active component an alpha-amylase according to the invention is brought into contact with the soiling, preferably in a buffer solution or in water. This represents another embodiment of this
Erfindungsgegenstandes dar. Invention subject matter.
Alternative Ausführungsformen dieses Erfindungsgegenstandes stellen auch Verfahren zur Behandlung von Textilrohstoffen oder zur Textilpflege dar, bei denen in wenigstens einem Alternative embodiments of this subject matter of the invention are also processes for the treatment of textile raw materials or for textile care, in which at least one
Verfahrensschritt eine erfindungsgemäße alpha-Amylase aktiv wird. Hierunter sind Verfahren für - - Process step an alpha-amylase according to the invention is active. Below are methods for - -
Textilrohstoffe, Fasern oder Textilien mit natürlichen Bestandteilen bevorzugt, und ganz besonders für solche mit Wolle oder Seide. Textile raw materials, fibers or textiles with natural ingredients preferred, and especially for those with wool or silk.
In einem weiteren Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die Verwendung einer erfindungsgemäßen alpha-Amylase oder einer nach einem erfindungsgemäßen Verfahren erhältliche alpha-Amylase in einem Wasch- oder Reinigungsmittel zur Entfernung von Stärkehaltigen Anschmutzungen. In a further aspect, the present invention relates to the use of an alpha-amylase according to the invention or an alpha-amylase obtainable by a process according to the invention in a washing or cleaning agent for removing starch-containing soils.
Alle Sachverhalte, Gegenstände und Ausführungsformen, die für erfindungsgemäße alpha- Amylase und sie enthaltende Mittel beschrieben sind, sind auch auf die beschriebenen Verfahren und Verwendungen anwendbar. Daher wird an dieser Stelle ausdrücklich auf die Offenbarung an entsprechender Stelle verwiesen mit dem Hinweis, dass diese Offenbarung auch für die vorstehenden erfindungsgemäßen Verwendungen und Verfahren gilt. All aspects, objects, and embodiments described for alpha-amylase and agents containing it are also applicable to the described methods and uses. Therefore, reference is made at this point expressly to the disclosure in the appropriate place with the statement that this disclosure also applies to the above uses and methods according to the invention.
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Beispiele Examples
Beispiel 1 : Identifizierung der Amylase  Example 1: Identification of the amylase
Aus 20 Bacillusstämmen wurde eine Metagenomdatenbank erstellt, welche auf Amylaseaktivität hin untersucht wurde. Dabei wurde ein Wildtyp Enzym, annotiert als alpha-Amylase aus Bacillus cereus, entdeckt. Das entsprechende Gen konnte isoliert, in E.coli transformiert und anschließend darin exprimiert werden. Die von E.coli produzierte Amylase wurde auf verschiedenen  From 20 bacillus strains, a metagenome database was prepared, which was examined for amylase activity. In this case, a wild-type enzyme, annotated as alpha-amylase from Bacillus cereus, was discovered. The corresponding gene could be isolated, transformed into E. coli and subsequently expressed therein. The produced by E. coli amylase was on different
stärkehaltigen Textilien auf ihre Waschleistung untersucht. Die aufgefundene Sequenz starchy textiles examined for their washing performance. The found sequence
unterscheidet sich signifikant von den Sequenzen aus Amylasen, die bislang in Wasch- und Reinigungsmitteln eingesetzt wurden. differs significantly from the sequences of amylases, which were previously used in detergents and cleaners.
Beispiel 2: Aktivitätsassay Example 2: Activity assay
Für die Bestimmung der amylolytischen Aktivität von erfindungsgemäßen Amylasen wurde ein modifiziertes para-Nitrophenyl-Maltoheptaosid verwendet, dessen terminale Glucose-Einheit durch eine Benzylidengruppe blockiert wurde. Aus diesem Molekül wird durch die Amylase para- Nitrophenyl-Oligosaccharid freigesetzt, das wiederum mit Hilfe der Enzyme Glucoamylase und alpha-Glucosidase zu Glucose und para-Nitrophenol umgesetzt wird. Somit ist die Menge des freigesetzten para-Nitrophenol proportional zur Aktivität der Amylase. Die Messung erfolgt beispielsweise unter Zuhilfenahme des Quick-Start® Test-Kits der Firma Abbott (Abbott Park, Illinois, USA). Der Anstieg der Absorption (405 nm) im Testansatz wurde bei 37°C über 3 min gegenüber einem photometrischen Kontrollwert (Blindwert) ermittelt. Die Kalibrierung erfolgte auf einen Enzymstandard mit bekannter Aktivität (z.B. Maxamyl® / Purastar® 2900 Genencor 2900 TAU / g). Die Auswertung erfolgte durch die Ermittlung der Absorptionsdifferenz dE (405 nm) pro min gegen die Enzymkonzentration des Standards.  For the determination of the amylolytic activity of amylases of the invention, a modified para-nitrophenyl maltoheptaoside was used whose terminal glucose unit was blocked by a benzylidene group. From this molecule is released by the amylase para-nitrophenyl oligosaccharide, which in turn is converted by the enzymes glucoamylase and alpha-glucosidase to glucose and para-nitrophenol. Thus, the amount of released para-nitrophenol is proportional to the activity of the amylase. The measurement is carried out, for example, using the Quick-Start® test kit from Abbott (Abbott Park, Illinois, USA). The increase in absorbance (405 nm) in the test mixture was determined at 37 ° C. for 3 minutes compared with a photometric control value (blank value). Calibration was performed on an enzyme standard of known activity (e.g., Maxamyl® / Purastar® 2900 Genencor 2900 TAU / g). The evaluation was carried out by determining the absorption difference dE (405 nm) per min against the enzyme concentration of the standard.
Beispiel 3: Waschtest und Ergebnisse Example 3: Washing test and results
Ein Waschtest wurde durchgeführt mit dem aufgereinigten Überstand aus E.coli, der die Wildtyp alpha-Amylase aus Bacillus cereus enthält.  A wash test was performed on the purified supernatant from E. coli containing the wild-type alpha-amylase from Bacillus cereus.
Bedingungen: 30°C, 16°dH Wasser, 1 h; Conditions: 30 ° C, 16 ° dH water, 1 h;
Enzymkonzentration: 0, 186 TAU/ml (Bestimmung der Amylase Aktivität mit Benzyliden blockiertem para-Nitrophenol-Maltoheptaosid); dies entspricht der üblicherweise in Waschmittel eingesetzten Amylase Menge.  Enzyme concentration: 0.186 TAU / ml (determination of amylase activity with benzylidene-blocked para-nitrophenol-maltoheptaoside); this corresponds to the amount of amylase usually used in detergents.
Anschmutzungen: stains:
1. C-S-26 Maisstärke 053  1. C-S-26 Cornstarch 053
2. C-S-27 Kartoffelstärke 048  2. C-S-27 potato starch 048
3. C-S-28 Reissärke 135  3. C-S-28 rice starch 135
4. C-S-29 Tapiokastärke 024  4. C-S-29 tapioca starch 024
Ausgestanztes Gewebe (Durchmesser = 10 mm) in Mikrotiterplatte vorlegen, Waschlauge auf 30°C vortemperieren, Endkonzentration 4,7 g/L;  Prepare excised tissue (diameter = 10 mm) in a microtiter plate, preheat the wash liquor to 30 ° C, final concentration 4.7 g / L;
Lauge und Enzym auf die Anschmutzung geben, für 1 h bei 30°C und 600 rpm inkubieren; - - anschließend die Anschmutzung mehrmals mit klarem Wasser spülen, trocken lassen und mit einem Farbmessgerät die Helligkeit bestimmen. Apply the lye and enzyme to the stain, incubate for 1 h at 30 ° C and 600 rpm; - - Then rinse the soiling several times with clear water, leave to dry and determine the brightness with a colorimeter.
Je heller das Gewebe wird, desto besser ist die Reinigungsleistung. Gemessen wird hier der L- Wert = Helligkeit, je höher desto heller. The lighter the tissue, the better the cleaning performance. Measured here is the L value = brightness, the higher the brighter.
Es wird mit einem gängigen Flüssigwaschmittel ohne Enzyme gewaschen (Siehe Tabelle 2). It is washed with a common liquid detergent without enzymes (see Table 2).
Probe 1 : nur Waschmittel als Benchmark (Vergleichsreferenz) Sample 1: only detergent as benchmark (comparison reference)
Probe 2: Waschmittel plus alpha-Amylase aus Bacillus cereus (erfindungsgemäß)  Sample 2: detergent plus Bacillus cereus alpha-amylase (according to the invention)
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.  The results are shown in Table 1.
Tabelle 1 : Ergebnisse der Waschversuche Table 1: Results of the washing tests
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Es wird deutlich, dass die Amylase auf allen vier Anschmutzungen eine gute Leistung zeigt. Von einer signifikanten Leistungsverbesserung spricht man schon ab 1 Einheit, hier wurden bis zu 3,9 Einheiten Verbesserung erzielt. Als Negativkontrolle wurde der abgekochte, aufgereinigte Überstand aus dem Produktionsorganismus E.coli mitgewaschen (99°C für 30 min), der keinerlei Waschleistung zeigt. It becomes clear that amylase performs well on all four soils. A significant improvement in performance is said to be as low as 1 unit, with an improvement of up to 3.9 units. As a negative control, the boiled, purified supernatant from the production organism E. coli was washed (99 ° C for 30 min), showing no washing performance.
Tabelle 2: Verwendete Waschmittelmatrix Table 2: Used detergent matrix
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Die verwendete Matrix enthielt keine optischen Aufheller, Parfüms, Farbstoffe oder Enzyme.  The matrix used contained no optical brighteners, perfumes, dyes or enzymes.

Claims

Patentansprüche claims
1. Alpha-Amylase umfassend eine Aminosäuresequenz, die mindestens 70 % Sequenzidentität mit der in SEQ ID NO: 1 angegebenen Aminosäuresequenz über deren Gesamtlänge aufweist. An alpha-amylase comprising an amino acid sequence which has at least 70% sequence identity with the amino acid sequence given in SEQ ID NO: 1 over its entire length.
2. Alpha-Amylase, dadurch gekennzeichnet, dass 2. alpha-amylase, characterized in that
(a) sie aus einer alpha-Amylase nach Anspruch 1 als Ausgangsmolekül erhältlich ist durch ein- oder mehrfache konservative Aminosäuresubstitution aufweist; und/oder  (a) it is obtainable from an alpha-amylase according to claim 1 as starting molecule by single or multiple conservative amino acid substitution; and or
(b) sie aus einer alpha-Amylase nach Anspruch 1 als Ausgangsmolekül erhältlich ist durch Fragmentierung, Deletions-, Insertions- oder Substitutionsmutagenese und eine  (b) it is obtainable from an alpha-amylase according to claim 1 as a starting molecule by fragmentation, deletion, insertion or substitution mutagenesis and a
Aminosäuresequenz umfasst, die über eine Länge von mindestens 360, 370, 380, 390, 400, 410, 420, 430, 440, 450, 460, 470, 480, 490, 500, 510 oder 513  A length of at least 360, 370, 380, 390, 400, 410, 420, 430, 440, 450, 460, 470, 480, 490, 500, 510 or 513
zusammenhängenden Aminosäuren mit dem Ausgangsmolekül übereinstimmt.  contiguous amino acids matches the parent molecule.
3. Verfahren zur Herstellung einer alpha-Amylase nach Anspruch 1 oder 2 umfassend das 3. A process for producing an alpha-amylase according to claim 1 or 2 comprising
Bereitstellen einer Ausgangsalpha-Amylase, die mindestens 70 % Sequenzidentität zu der in SEQ ID NO:1 angegebenen Aminosäuresequenz über deren Gesamtlänge aufweist.  Providing a parent alpha-amylase having at least 70% sequence identity to the amino acid sequence given in SEQ ID NO: 1 over its entire length.
4. Verfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend einen oder beide der folgenden The method of claim 3, further comprising one or both of the following
Verfahrensschritte:  Steps:
(a) Einbringen einer ein- oder mehrfachen konservativen Aminosäuresubstitution;  (a) introducing a single or multiple conservative amino acid substitution;
(b) Veränderung der Aminosäuresequenz durch Fragmentierung, Deletions-, Insertions- oder Substitutionsmutagenese derart, dass die alpha-Amylase eine Aminosäuresequenz umfasst, die über eine Länge von mindestens 360, 370, 380, 390, 400, 410, 420, 430, 440, 450, 460, 470, 480, 490, 500, 510 oder 513 zusammenhängenden Aminosäuren mit dem  (b) altering the amino acid sequence by fragmentation, deletion, insertion or substitution mutagenesis such that the alpha-amylase comprises an amino acid sequence of at least 360, 370, 380, 390, 400, 410, 420, 430, 440 in length , 450, 460, 470, 480, 490, 500, 510 or 513 contiguous amino acids with the
Ausgangsmolekül übereinstimmt.  Matched starting molecule.
5. Nukleinsäure codierend für eine alpha-Amylase nach einem der Ansprüche 1 oder 2 oder codierend für eine nach einem Verfahren der Ansprüche 3 oder 4 erhaltene alpha-Amylase. 5. Nucleic acid encoding an alpha-amylase according to any one of claims 1 or 2 or encoding a obtained according to a method of claims 3 or 4 alpha-amylase.
6. Vektor enthaltend eine Nukleinsäure nach Anspruch 5, insbesondere ein Klonierungsvektor oder ein Expressionsvektor. 6. Vector comprising a nucleic acid according to claim 5, in particular a cloning vector or an expression vector.
7. Nicht menschliche Wirtszelle, die eine Nukleinsäure nach Anspruch 5 oder einen Vektor nach Anspruch 6 beinhaltet, oder die eine alpha-Amylase nach einem der Ansprüche 1 oder 2 beinhaltet, oder die eine nach einem Verfahren der Ansprüche 3 oder 4 erhaltene alpha- Amylase beinhaltet, insbesondere eine, die die alpha-Amylase in das die Wirtszelle umgebende Medium sezerniert. A non-human host cell which comprises a nucleic acid according to claim 5 or a vector according to claim 6, or which comprises an alpha-amylase according to any one of claims 1 or 2, or an alpha-amylase obtained according to a method of claims 3 or 4 including, in particular, one that secretes the alpha-amylase into the medium surrounding the host cell.
8. Verfahren zur Herstellung einer alpha-Amylase umfassend 8. A method for producing an alpha-amylase comprising
a) Kultivieren einer Wirtszelle gemäß Anspruch 7  a) culturing a host cell according to claim 7
b) Isolieren der alpha-Amylase aus dem Kulturmedium oder aus der Wirtszelle.  b) isolating the alpha-amylase from the culture medium or from the host cell.
9. Mittel, insbesondere ein Wasch- oder Reinigungsmittel, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens eine alpha-Amylase nach einem der Ansprüche 1 oder 2 oder eine nach einem Verfahren der Ansprüche 3 oder 4 erhaltene alpha-Amylase enthält, insbesondere ist die alpha-Amylase in einer Menge bis zu 1 Gew.-% bezogen auf aktives Protein enthalten. 9. agent, in particular a detergent or cleaning agent, characterized in that it contains at least one alpha-amylase according to any one of claims 1 or 2 or obtained by a process of claims 3 or 4 alpha-amylase, in particular is the alpha-amylase in an amount up to 1 wt .-% based on active protein.
10. Verfahren zur Reinigung von Textilien oder harten Oberflächen, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einem Verfahrensschritt ein Mittel nach Anspruch 9 angewendet wird, oder dass in mindestens einem Verfahrensschritt eine alpha-Amylase nach einem der Ansprüche 1 oder 2 oder eine nach einem Verfahren der Ansprüche 3 oder 4 erhaltene alpha-Amylase katalytisch aktiv wird. 10. A process for the cleaning of textiles or hard surfaces, characterized in that in at least one process step, an agent according to claim 9 is applied, or that in at least one process step, an alpha-amylase according to any one of claims 1 or 2 or one of a method of Claims 3 or 4 obtained alpha-amylase is catalytically active.
1 1. Verwendung einer alpha-Amylase nach einem der Ansprüche 1 oder 2 oder einer nach einem Verfahren der Ansprüche 3 oder 4 erhältliche alpha-Amylase in einem Wasch- oder 1 1. Use of an alpha-amylase according to any one of claims 1 or 2 or a obtainable by a process of claims 3 or 4 alpha-amylase in a washing or
Reinigungsmittel zur Entfernung von Stärke-haltigen Anschmutzungen.  Detergent for removal of starch-containing soiling.
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