[go: up one dir, main page]

CZ258097A3 - Psychrophilic protease and psychrophilic bacteria - Google Patents

Psychrophilic protease and psychrophilic bacteria Download PDF

Info

Publication number
CZ258097A3
CZ258097A3 CZ972580A CZ258097A CZ258097A3 CZ 258097 A3 CZ258097 A3 CZ 258097A3 CZ 972580 A CZ972580 A CZ 972580A CZ 258097 A CZ258097 A CZ 258097A CZ 258097 A3 CZ258097 A3 CZ 258097A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
protease
enzyme
psychrophilic
activity
temperature
Prior art date
Application number
CZ972580A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Eiichie Tamiya
Original Assignee
The Procter & Gamble Company
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 The Procter & Gamble Company filed Critical The Procter & Gamble Company
Publication of CZ258097A3 publication Critical patent/CZ258097A3/en

Links

Landscapes

  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Detergent Compositions (AREA)

Description

Psychrofilní proteasa a psychrofilní bakteriePsychrophilic protease and psychrophilic bacteria

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká proteasy, která má vysokou aktivitu v rozsahu nízkých teplot, jejího použití a psychrofilní bakterie, která proteasu produkuje.The invention relates to a protease having high activity in the low temperature range, to its use, and to a psychrophilic bacterium that produces the protease.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Psychrofilní bakterie jsou známy dlouhou dobu a jejich existence v podmínkách nízkých teplot byla potvrzena v řadě případů. Psychrofilní bakterie lze izolovat z různých prostředí vyznačujících se nízkými teplotami, například z půdy, rybných produktů nebo mléčných výrobků, stejně jako z arteficielního prostředí vyznačujícího se nízkými teplotami. Existují studie o psychrofilních bakteriích v potravinářské mikrobiologii, ale tyto studie se v podstatě týkají fylogenetiky mikroorganismů.Psychrophilic bacteria have been known for a long time and their existence under low temperature conditions has been confirmed in a number of cases. Psychrophilic bacteria can be isolated from a variety of low-temperature environments, such as soil, fish products or dairy products, as well as from an artificially low-temperature environment. There are studies of psychrophilic bacteria in food microbiology, but these studies essentially relate to the phylogenetics of microorganisms.

Existuje předpoklad, že enzymy získávané z psychrofilních bakterií budou rovněž psychrofilní, tedy, že jejich optimální teplota se bude nalézat v rozsahu nízkých teplot. Obecně platí. že psychrofilní enzym, který účinkuje efektivně při nízkých teplotách, lze přidat například do detergentu, který pak lze používat ve vodě při nízké teplotě. Lze se rovněž domnívat, že takový enzym lze použít v chemické reakci v přítomnosti organického rozpouštědla, které je těkavé při teplotě místnosti, i pro zlepšení kvality potravin při teplotě, kdy nedojde ke zkažení potravin. Studium enzymůIt is believed that enzymes derived from psychrophilic bacteria will also be psychrophilic, that is, their optimum temperature will be found in the low temperature range. In general. that a psychrophilic enzyme that acts efficiently at low temperatures can be added, for example, to a detergent which can then be used in water at low temperature. It is also believed that such an enzyme can be used in a chemical reaction in the presence of an organic solvent that is volatile at room temperature, as well as to improve the quality of the food at a temperature that does not spoil the food. Study of enzymes

·. . · ·· ·· ···· • · · .... · · ··. . · ·· ·· ···· · · · .... · · ·

... ······ z , ···· · · » · · ··· · • · · · · · · ···· · ··· ·· ·· · pocházejících z psychrofilních bakterií je velmi zajímavé i z hlediska fyziologické funkce a adaptačních mechanismů týkajících se nízkých teplot u psychrofilních bakterií.... ······ · z · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · interesting also in terms of physiological function and adaptation mechanisms related to low temperatures in psychrophilic bacteria.

SouhrnSummary

Byl nalezen nový bakteriální kmen, který produkuje novou psychrofilni proteasu.A new bacterial strain has been found which produces a new psychrophilic protease.

V souladu s tím, je předmětem tohoto vynálezu nová psychrofilní proteasa.Accordingly, the present invention provides a new psychrophilic protease.

Dalším předmětem tohoto vynálezu je nový mikroorganismus, ] který tuto psychrofilní proteasu produkuje. (It is a further object of the present invention to provide a novel microorganism which produces this psychrophilic protease. (

Dalším předmětem tohoto vynálezu je způsob přípravy této f $Another object of the present invention is to provide a process for the preparation of this

psychrofilní proteasy pomocí uvedeného nového mikroorganismu. ,psychrophilic proteases by said novel microorganism. ,

Psychrofilni proteasa podle tohoto vynálezu má I následujícíc fyzikálně-chemické vlastnosti.The psychrophilic protease of the present invention has the following physicochemical properties.

- Specifická aktivita a substrátová specificita: proteasa rozkládá kasein a dimethylkasein, avšak nepůsobí na ribonukleasu.- Specific activity and substrate specificity: the protease breaks down casein and dimethyl casein but does not affect ribonuclease.

Optimální teplota: optimální teplota tohoto enzymu je přibližně 40 °C.Optimal temperature: the optimal temperature of this enzyme is approximately 40 ° C.

- Teplotní stabilita: za podmínek skladování při pH 7 po dobu 1 hodiny při 30 °C proteasa není prakticky inaktivována, avšak při 40 °C ztrácí přibližně 40 % své aktivity, a při 50 °C je rychle inaktivována, takže aktivita enzymu se úplně ztrácí během 15 minut.- Temperature stability: under storage conditions at pH 7 for 1 hour at 30 ° C, the protease is virtually inactivated, but at 40 ° C it loses approximately 40% of its activity, and at 50 ° C is rapidly inactivated so that enzyme activity is completely lost within 15 minutes.

Podle provedení vynálezu, kterému je dávána přednost, má tato proteasa rovněž následující fyzikálně-chemické vlastnosti:According to a preferred embodiment of the invention, this protease also has the following physicochemical properties:

·· ···· • ···· · • · • · · · ···················

- Optimální pH: proteasa optimálně působí při pH 7,5;- Optimal pH: the protease works optimally at pH 7.5;

- Stabilita enzymu z hlediska pH: proteasa je stabilní v rozsahu pH 6,0 až 10,0 v podmínkách skladování při 20 °C po dobu 1 hodiny;PH stability of the enzyme: the protease is stable in the pH range of 6.0 to 10.0 under storage conditions at 20 ° C for 1 hour;

- Molekulová hmotnost: přibližně 38 kDa (elektroforéza v polyakrylamidovém gelu v přítomnosti sodium dodecylsulfátu a metody gelové filtrace);Molecular weight: approximately 38 kDa (polyacrylamide gel electrophoresis in the presence of sodium dodecyl sulfate and gel filtration method);

- Izoelektrický bod: přibližně 4,5.- Isoelectric point: approximately 4.5.

Nový mikroorganismus podle tohoto vynálezu je Flavobacterium balustinum, které má schopnost produkovat psychrofilní proteasu, jak je popsáno výše.The novel microorganism of the invention is Flavobacterium balustinum, which has the ability to produce a psychrophilic protease as described above.

Způsob přípravy psychrofilní proteasy podle tohoto vynálezu zahrnuje kultivaci mikroorganismu Flavobacterium balustinum a získání psychrofilní proteasy z mikrobiální kultury.The method of preparing a psychrophilic protease of the invention comprises culturing a Flavobacterium balustinum microorganism and obtaining a psychrophilic protease from a microbial culture.

Krátký popis zobrazeníShort description of the display

Obr. 1 znázorňuje výsledek Příkladu 2, který ukazuje vztah mezi teplotou a aktivitou proteas kmene P104 a proteasy Subtilysin Carlsberg.Giant. 1 shows the result of Example 2, which shows the relationship between temperature and activity of P104 strain proteases and Subtilysin Carlsberg protease.

Obr. 2 znázorňuje výsledek Příkladu 4 (2), který ukazuje vliv počátečního pH na aktivitu extracelulární proteasy a růstGiant. 2 shows the result of Example 4 (2), which shows the effect of initial pH on extracellular protease activity and growth

Flavobacterium balustinum P104.Flavobacterium balustinum P104.

Obr. 3 znázorňuje výsledek Příkladu 4 (3), který ukazuje vliv kultivačních teplot na aktivitu extracelulární proteasy a růst Flavobacterium balustinum P104. Obr. 3 (A), (B) a (C) znázorňují výsledky získané při teplotách 10, 20 a 30 °C.Giant. 3 shows the result of Example 4 (3), which shows the effect of culture temperatures on extracellular protease activity and growth of Flavobacterium balustinum P104. Giant. 3 (A), (B) and (C) show the results obtained at 10, 20 and 30 ° C.

Obr. 4 znázorňuje výsledek eluce při gelové filtraci v Příkladu 5 (2) (c).Giant. 4 shows the gel filtration elution result of Example 5 (2) (c).

• ·• ·

Obr. 5 znázorňuje výsledek chromatografické eluce v Příkladu 5 (2) (c).Giant. 5 shows the result of chromatographic elution in Example 5 (2) (c).

Obr. 6 znázorňuje výsledek elektroforézy v polyakrylamidovém gelu v přítomnosti sodium dodecylsulfátu pro zjištění molekulové hmotnosti v Příkladu 6.Giant. 6 shows the result of polyacrylamide gel electrophoresis in the presence of sodium dodecyl sulfate to determine the molecular weight in Example 6.

Obr. 7 znázorňuje kalibrační křivku pro zjištěni molekulové hmotnosti v Příkladu 4.Giant. 7 shows a calibration curve for the determination of the molecular weight in Example 4.

Obr. 8 znázorňuje kalibrační křivku pro gelovou filtraci pro zjištění molekulové hmotnosti v Příkladu 6.Giant. 8 shows a calibration curve for gel filtration to determine the molecular weight in Example 6.

Obr. 9 znázorňuje výsledek izoelektrieké fokusace v Příkladu 7. {Giant. 9 shows the result of isoelectric focusing in Example 7. {

Obr. 10 znázorňuje kalibrační křivku izoelektrieké J fokusace v Příkladu 7. |Giant. 10 shows the isoelectric J focusing curve of Example 7

Obr. 11 znázorňuje výsledek Příkladu 8, který ukazuje vliv , pH na enzymovou reakci prováděnou enzymem podle tohoto I vynálezu.Giant. 11 shows the result of Example 8, which shows the effect of pH on the enzyme reaction performed by the enzyme of the present invention.

Obr. 12 znázorňuje výsledek Příkladu 9, který ukazuje stabilitu enzymu v závislosti na pH podle tohoto vynálezu.Giant. 12 shows the result of Example 9, which shows the pH-stability of the enzyme according to the invention.

Obr. 13 znázorňuje výsledek Příkladu 10, který ukazuje vliv teploty na enzymovou reakci prováděnou enzymem podle tohoto vynálezu.Giant. 13 shows the result of Example 10, which shows the effect of temperature on the enzyme reaction performed by the enzyme of the invention.

Obr. 14 znázorňuje výsledek Příkladu 11, který ukazuje teplotní stabilitu enzymu podle tohoto vynálezu.Giant. 14 depicts the result of Example 11 showing the thermal stability of the enzyme of the invention.

Obr. 15 znázorňuje výsledek Příkladu 13, který ukazuje vliv proteinového modifikátoru sodium dodecylsulfátu na enzym podle tohoto vynálezu.Giant. 15 shows the result of Example 13, which shows the effect of the sodium modifier sodium dodecyl sulfate on the enzyme of the invention.

Obr. 16 znázorňuje výsledek Příkladu 13, který ukazuje vliv proteinového modifikátoru močoviny na enzym podle tohoto vynálezu.Giant. 16 shows the result of Example 13, which shows the effect of a urea protein modifier on an enzyme of the invention.

• · · · • · • ·• · · · · · · ·

Obr. 17 představuje Lineweaver-Burkovo vynesení týkající se enzymu podle tohoto vynálezu zjišťované v Příkladu 16. Obr. 17 (A) ukazuje změnu hodnoty 1/v v rozsahu 0 až 2,0, obr. 17 (B) v rozsahu 0 až 0,2.Giant. Figure 17 is a Lineweaver-Burk plot of the enzyme of the invention as determined in Example 16. FIG. 17 (A) shows a change in the value of 1 / v in the range of 0 to 2.0; FIG. 17 (B) in the range of 0 to 0.2.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Bakterie produkující novou proteasuBacteria producing a new protease

Nová proteasa podle tohoto vynálezu je produkována mikroorganismy, které náleží k rodu Flavobacterium a mají schopnost produkovat proteasu, která má výše popsané vlastnosti.The novel protease of the invention is produced by microorganisms belonging to the genus Flavobacterium and having the ability to produce a protease having the properties described above.

Specifický příklad mikroorganismů, které mají schopnost produkovat proteasu podle tohoto vynálezu, výhodně zahrnuje Flavobacterium balustinum P104. Tento kmen je mikroorganismem izolovaným z vnitřností lososa a byl uložen v National Institute of Bioscience and Human-Techno1ogy, Ageney of Industrial Science and Technology pod číslem FERM BP-5006 dneA specific example of microorganisms having the ability to produce a protease of the invention preferably comprises Flavobacterium balustinum P104. This strain is a microorganism isolated from salmon gut and was deposited with the National Institute of Bioscience and Human Technology, Ageney of Industrial Science and Technology under number FERM BP-5006 on

17. února 1995.February 17, 1995.

Bakteriologické vlastnosti Flavobacterium balustinum P104 podle tohoto vynálezu jsou vyjmenovány dále.The bacteriological properties of Flavobacterium balustinum P104 according to the invention are listed below.

(1) Morfologické vlastnosti(1) Morphological properties

Kmen má podobu krátkých bacilů o velikosti 0,4 až 0,5 x 1,7 až 1,9 mikrometrů.The strain takes the form of short bacilli of 0.4 to 0.5 x 1.7 to 1.9 microns.

(2) Povaha kultivačního media(2) Nature of the culture medium

Kmen rostl na agarovém mediu a produkoval žlutý pigment.The strain grew on agar medium and produced a yellow pigment.

(3) Optimální podmínky růstu pH: kmen rostl v rozmezí pH hodnot 5 až 9, a optimální pH růstu bylo přibližně neutrální.(3) Optimal pH growth conditions: the strain grew in the pH range of 5 to 9, and the optimal pH growth was approximately neutral.

Teplota: kmen rostl v rozmezí teplot 10 až 30 °C, a optimální růstová teplota byla přibližně 20 C.Temperature: The strain grew between 10 and 30 ° C, and the optimal growth temperature was approximately 20 ° C.

(4) Příslušnost k aerobním a anaerobním bakteriím: aerob.(4) Affiliation to aerobic and anaerobic bacteria: aerob.

(5) Příslušnost podle Gramova barvení: Gram negativní.(5) Gram staining: Gram negative.

(6) Biochemické vlastnosti(6) Biochemical properties

Hlavní biochemické vlastnosti mikroorganismuMain biochemical properties of microorganism

Flavobacterium balustinum P104 jsou uvedeny v Tab. 1.Flavobacterium balustinum P104 are shown in Tab. 1.

Tabulka 1Table 1

Testované vlastnosti Tested properties Výsledek Result Galaktosidasa Galactosidase - - Arginindihydrolasa Arginindihydrolasa - - Lysindekarboxylasa Lysine decarboxylase - Ornitindekarboxylasa Ornitindecarboxylase - - Využití kyseliny citrónové Use of citric acid - - Produkce H^S Production H 2 S - - Ureasa Ureasa + + Trypto fanaminasa Trypto fanaminasa - - Produkce indolů Indole production + + Želatinasa Gelatinase + + Glukosa Glucose - - Ď-manitol D-mannitol - - Inositol Inositol - - D-sorbitol D-sorbitol - - Rhamnosa Rhamnosa - - Sacharosa Sucrose - - D-melibiosa D-melibiosis - - D-amygdalin D-amygdalin - - L-arbinol L-arbinol -  - Oxidasa Oxidase

Ačkoli se kmen jevil podle těchto vlastností jako Flavobacterium indolgenes, byl klasifikován jako Flavobacterium balustinum na základě porovnání sekvence DNA kódující 16S ribosomální RNA se sekvencí baží známého mikroorganismu, jak je popsáno v Příkladu 3.Although the strain appeared to be Flavobacterium indolgenes according to these properties, it was classified as Flavobacterium balustinum by comparing the DNA sequence encoding 16S ribosomal RNA with that of a known microorganism as described in Example 3.

Kultivační medium používané pro kultivaci mikroorganismu je buď tekuté nebo pevné, ale obecně je používána třepaná kultura nebo aerovaná kultura obsahující tekuté medium.The culture medium used for culturing the microorganism is either liquid or solid, but generally a shake culture or an aerated culture containing a liquid medium is used.

Lze použít libovolné kultivační medium pro kultivaci • · • · · · mikroorganismu, které je vhodné z hlediska růstu a produkce proteasy. Specificky příklady zdrojů uhlíku zahrnují glukosu, trehalosu, fruktosu, maltosu, sacharosu, škrob a oligosacharidy ze sladu. Příklady zdroje dusíku zahrnují kvasničný extrakt, sojovou moučku, moučku z bavlníkových semen, corn steep, různé aminokyseliny a jejich soli, a nitráty. Lze rovněž použít syntetická media nebo přírodní media obsahující vhodné anorganické soli jako fosfáty hořčíku, vápníku, sodíku, draslíku, železa a manganu, a jiné živiny podle potřeby.Any culture medium suitable for the growth and production of protease may be used. Specifically, examples of carbon sources include glucose, trehalose, fructose, maltose, sucrose, starch and malt oligosaccharides. Examples of the nitrogen source include yeast extract, soybean meal, cottonseed meal, corn steep, various amino acids and their salts, and nitrates. Synthetic media or natural media containing suitable inorganic salts such as magnesium, calcium, sodium, potassium, iron and manganese phosphates, and other nutrients as appropriate, may also be used.

Kultivační podmínky jako jsou pH a teplota lze určit v rozsahu produkce proteasy, třepaná kultura na tekutém mediu nebo aerovaná třepaná kultura se výhodně provádějí při neutrální hodnotě pH a teplotě okolo 20 °G.Culture conditions such as pH and temperature can be determined within the range of protease production, shake culture on liquid medium or aerated shake culture are preferably performed at neutral pH and a temperature of about 20 ° C.

Proteasa podle tohoto vynálezu je produkována v buněčné stěně bakteriální buňky, uvnitř buňky a v supernatantu kultury a je tudíž ve formě bakteriální stěny, hrubého enzymu získaného z bakteriální buňky, nebo supernatantu kultury na tekutém mediu, nebo ve formě extrahovaného a purifikovaňého enzymu. Enzym též může být v podobě proteasy imobilizované na substrátu pomocí známé metody.The protease of the invention is produced in the cell wall of the bacterial cell, inside the cell and in the culture supernatant and is therefore in the form of a bacterial wall, a crude enzyme derived from a bacterial cell, or culture supernatant on liquid medium, or in the form of extracted and purified enzyme. The enzyme may also be in the form of a protease immobilized on a substrate by a known method.

Izolace enzymuEnzyme isolation

Pro izolaci a purifikaci enzymu podle tohoto vynálezu z kultury na tekutém mediu lze použít dobře známé metody a to buď jednotlivě nebo v kombinaci.Well-known methods, either singly or in combination, can be used to isolate and purify the enzyme of the invention from culture on a liquid medium.

Proteasa podle tohoto vynálezu je převážně vylučována extracelulárně, zvláště v kulturách na tekutém mediu, protoThe protease of the invention is predominantly secreted extracellularly, especially in liquid medium cultures, therefore

lze bakteriální buňky snadno odstranit například fitrací nebo centrifugací a získat tak hrubý roztok enzymu. Hrubý roztok enzymu lze dále purifikovat známými metodami. Tyto metody zahrnuji přednostně vysolování s použitím soli jako je amonium sulfát, precipitační metodu s organickými rozpouštědly jako jsou metanol, etanol, nebo aceton, adsorpční metodu se surovým škrobem, ultrafiltrační metodu, a různé chromatografické metody jako je gelová filtrační chromatografie nebo iontoměničová chromatografie. Typické příklady přednostně užívaných metod jsou uvedeny v Příkladech v dalším textu.bacterial cells can be readily removed, for example, by filtration or centrifugation to obtain a coarse enzyme solution. The crude enzyme solution can be further purified by known methods. These methods preferably include salting out using a salt such as ammonium sulfate, a precipitation method with organic solvents such as methanol, ethanol, or acetone, a crude starch adsorption method, an ultrafiltration method, and various chromatographic methods such as gel filtration chromatography or ion exchange chromatography. Typical examples of preferred methods are given in the Examples below.

Vlastnosti proteasyProtease properties

Byly zkoumány vlastnosti proteasy podle tohoto vynálezu a výsledky jsou uvedeny dále.The properties of the protease of this invention were examined and the results are shown below.

(1) Aktivita a substrátová specificita(1) Activity and substrate specificity

Tento enzym dobře štěpí makromolekulám! proteiny jako kasein či dimetylkasein nebo denaturované proteiny. Rovněž štěpí gelatin, což je denaturovaný protein kolagenu v rozsahu asi 50% ve srovnání s kaseinem. Málo působí na ostatní přirozené proteiny a vůbec nepůsobí na ribonukleasu.This enzyme cleaves macromolecules well! proteins such as casein or dimethyl casein or denatured proteins. It also cleaves gelatin, a denatured collagen protein in the range of about 50% compared to casein. It has little effect on other natural proteins and has no effect on ribonuclease.

Průmyslově používané proteasy jako subtilisin nemají substrátovou specifitu a působí na většinu proteinů. Naopak, enzym podle tohoto vynálezu působí jen na makromolekulární proteiny nebo na denaturované proteiny, do kterých se poměrně snadno dostává.Industrial proteases such as subtilisin do not have substrate specificity and act on most proteins. Conversely, the enzyme of the present invention only acts on macromolecular proteins or on denatured proteins into which it is relatively easy to enter.

Proteasa, která je obdobou enzymu podle tohoto vynálezu a je získána z psychrofilní bakterie Pseudomonas fluorescens, dobře štěpí makromolekulární proteiny jako kasein nebo • · · · · · dimetylkasein nebo denaturované proteiny. Avšak tato proteasa, která se liší od enzymu tohoto vynálezu, rovněž štěpí přirozené globulární proteiny jako hemoglobin a albumin hovězího séra v rozsahu asi 40 % ve srovnání s dimetylkaseinem. Proto má enzym podle tohoto vynálezu pravděpodobně vyšší substrátovou specifitu než známé enzymy.The protease, which is similar to the enzyme of the present invention and is derived from the psychrophilic bacterium Pseudomonas fluorescens, cleaves well macromolecular proteins such as casein or dimethyl casein or denatured proteins. However, this protease, which differs from the enzyme of the invention, also cleaves natural globular proteins such as hemoglobin and bovine serum albumin in the range of about 40% compared to dimethyl casein. Therefore, the enzyme of the invention is likely to have a higher substrate specificity than known enzymes.

(2) Optimální teplota a teplotní stabilita(2) Optimal temperature and temperature stability

Enzym podle tohoto vynálezu působí při teplotě 40 °C.The enzyme of the invention acts at a temperature of 40 ° C.

Když je enzym uchováván při pH 7 po dobu 1 hodiny, je zřídka inaktivován při teplotě do 30 °C, ale při 40 °C ztrácí % své aktivity. Při teplotě 50 °C je rychle inaktivován, takže do 15 minut ztrácí veškerou aktivitu.When the enzyme is stored at pH 7 for 1 hour, it is rarely inactivated at temperatures up to 30 ° C, but at 40 ° C it loses its activity. At 50 ° C, it is rapidly inactivated, losing all activity within 15 minutes.

Enzym podle tohoto vynálezu je tedy psychrofilním enzymem, projevujícím účinnou katalytickou aktivitu při nízkých teplotách.Thus, the enzyme of the invention is a psychrophilic enzyme exhibiting effective low temperature catalytic activity.

(3) Optimální pH a rozsah pH kdy je enzym stabilní(3) Optimal pH and pH range when the enzyme is stable

Enzym podle tohoto vynálezu má optimální pH 7,5.The enzyme of the invention has an optimum pH of 7.5.

Je stabilní v rozmezí pH 6,0 až 10,0 za podmínek uchovávání při 20 °C po dobu 1 hodiny.It is stable over a pH range of 6.0 to 10.0 under storage conditions at 20 ° C for 1 hour.

Enzym je tedy neutrální proteasou, která nepůsobí v extrémně kyselém nebo zásaditém rozmezí hodnot pH. Enzym se inaktivuje při uchovávání v extrémně kyselém nebo zásaditém rozmezí hodnot pH.Thus, the enzyme is a neutral protease that does not operate within an extremely acidic or basic pH range. The enzyme is inactivated when stored in an extremely acidic or basic pH range.

(4) Molekulová hmotnost(4) Molecular weight

Enzym podle tohoto vynálezu má molekulovou hmotnost 38 kDa, která byla měřena pomocí metod elektroforesy na polyakrylamidovém gelu v přítomnosti sodium dodecylsulfátu a gelové filtrace.The enzyme of the invention has a molecular weight of 38 kDa, which was measured by polyacrylamide gel electrophoresis methods in the presence of sodium dodecyl sulfate and gel filtration.

(5) Izoelektrický bod • · · * • · · · 1 • · · · · · · • · · • « « • ···· · • · ··· · ·(5) Isoelectric point · 1 · 1 · 1 · 1 · · · «« · ···· · · ··· ·

Enzym podle tohoto vynálezu má izoelektrický bod 4,5, který byl měřen pomocí izoelektrické fokusace.The enzyme of the present invention has an isoelectric point of 4.5, which was measured by isoelectric focusing.

(6) Inhibice aktivity(6) Inhibition of activity

Proteasová aktivita enzymu není inhibována fenylmetylsulfonylfluoridem nebo jodoacetamidem, ale je značně inhibována kyselinou ethylendiamintetraoctovou, 2,2-bipyridylem, kyselinou citrónovou nebo kyselinou šťavelovou. Proteasová aktivita tedy závisí na kovových iontech, proto je pravděpodobně enzym podle tohoto vynálezu metaloproteasou. Z inhibice proteasové aktivity kyselinou citrónovou a šťavelovou vyplývá závislost enzymové aktivity na iontech vápníku.The enzyme protease activity is not inhibited by phenylmethylsulfonylfluoride or iodoacetamide, but is greatly inhibited by ethylenediaminetetraacetic acid, 2,2-bipyridyl, citric acid or oxalic acid. Thus, the protease activity depends on the metal ions, so the enzyme of the invention is probably a metalloprotease. The inhibition of protease activity by citric and oxalic acid results in a dependence of enzyme activity on calcium ions.

Navíc je enzymovoá aktivita značně inhibována kovovými ionty jako Ag‘, Cu2 ' , Zn2-1, Co24 a Fe2+, mezi nimi pak zvláště Ag''. Není však inhibována Mg2'ani Ca2 1/ (7) Enzymová reakční kinetikaIn addition, the enzyme activity is greatly inhibited by metal ions such as Ag ', Cu 2 ', Zn 2-1 , Co 24 and Fe 2+ , among them in particular Ag ''. However, neither Mg 2 'nor Ca 2 1 / (7) enzyme reaction kinetics are inhibited

Enzym podle tohoto vynálezu vykazuje typ reakční rychlosti Michaelis-Mentenové v závislosti na koncentraci substrátu jako je kaseih. Hodnoty K klesají a hodnoty V stoupají se m raax zvyšující se teplotou. Navíc, enzymu vykazuje pozoruhodně vysoké hodnoty v rozmezí od 10 do 40 °C. Enzymy bývají obecně inhibovány nadbytkem substrátu. Avšak v případě enzymu podle tohoto vynálezu Kcat hodnota stoupá, když se systém blíží optimální pracovní teplotě. Enzym je tedy výhodný v tom ohledu, že nepozorujeme znatelnou inhibici rozkladnými produkty. Z Lineweaver-Burkeho závislosti lze rovněž usuzovat, že inhibice způsobená teplotou má smíšenou formu, to znamená, že vliv teploty představuje nekompetitivní nebo akompetitivní inhibici a vliv rozkladných produktů inhibici kompetitivní.The enzyme of the invention exhibits a type of Michaelis-Menten reaction rate depending on the concentration of the substrate such as kaseih. The K values decrease and the V values increase with m and r with increasing temperature. In addition, the enzyme exhibits remarkably high values in the range of 10 to 40 ° C. Enzymes are generally inhibited by excess substrate. However, in the case of the enzyme according to the invention, the K cat value rises when the system approaches an optimum operating temperature. Thus, the enzyme is advantageous in that no appreciable inhibition by degradation products is observed. Lineweaver-Burke dependence also suggests that the temperature-induced inhibition is a mixed form, i.e., the effect of temperature is a non-competitive or uncompetitive inhibition and the effect of decomposition products is a competitive inhibition.

• Φ φφφφ • φ φ φ φ · φ · φ φ <• Φ φφφφ • φ φ φ φ · φ · φ φ <

• φ φ ··· φ • · · • φ · φ φ φ • ···· · • · φφφφ ·• φ · · · · · • · · · · · · ·

Použití enzymuUse of enzyme

Psychrofilní proteasa podle tohoto vynálezu má optimální teplotu v nízkém teplotním rozsahu. Tedy, pomocí psychrofilní proteasy podle tohoto vynálezu, lze štěpit proteiny při nízké teplotě. Například detergent, který lze použít i ve vodě při nízké teplotě, je připraven přidáním proteasy podle tohoto vynálezu do detergentního přípravku. S výjimkou zahrnutí psychrofilní proteasy podle tohoto vynálezu, lze tento detergentní přípravek připravit konvenčními metodami. Stručně řečeno, lze jej připravit kombinací proteasy podle tohoto vynálezu s obvyklou detergentní složkou jako je povrchově aktivní činidlo pro detergenty, bělidlo nebo plnidlo.The psychrophilic protease of the invention has an optimal temperature in the low temperature range. Thus, with the psychrophilic protease of the invention, proteins can be cleaved at low temperature. For example, a detergent that can also be used in water at low temperature is prepared by adding the protease of the invention to the detergent composition. Except for the inclusion of the psychrophilic protease of the invention, the detergent composition may be prepared by conventional methods. Briefly, it can be prepared by combining the protease of the invention with a conventional detergent component, such as a detergent surfactant, bleach or filler.

Enzymová reakce psychrofilní proteasy podle tohoto vynálezu probíhá při nízké teplotě. Tedy, i když reakční systém obsahuje organické rozpouštědlo, které je těkavé při teplotě místnosti, může reakce probíhat za nízké teploty, kdy se organické rozpouštědlo neodpařuje. Navíc, když zamýšlíme zlepšit kvalitu potravin použitím proteasy podle tohoto vynálezu, je výhodné užít tuto proteasu, protože reakce probíhá při nízké teplotě, při které jsou potraviny účinně chráněny před rozkladem.The enzymatic reaction of the psychrophilic protease of the invention takes place at low temperature. Thus, even if the reaction system contains an organic solvent that is volatile at room temperature, the reaction may proceed at a low temperature where the organic solvent does not evaporate. Moreover, when we intend to improve the quality of the foodstuffs using the protease of the present invention, it is preferable to use this protease because the reaction takes place at a low temperature at which the foodstuffs are effectively protected from decomposition.

Vzhledem k tomu, že proteasa podle tohoto vynálezu je dostupná, očekáváme pokrok v dalším studiu fyziologických mechanismů psychrofilních bakterií a jejich aplikačních mechanismů při nízkých teplotáchAs the protease of the present invention is available, we expect progress in further studies of the physiological mechanisms of psychrophilic bacteria and their application mechanisms at low temperatures.

Tento vynález je popsán podrobněji dále v souvislosti se specifickými příklady, ale rozsah vynálezu jimi není • · • · • · · · • · ·· ······ • ······ · • · · · · ··· ····· · · · · ··· · • · · · · · • ····· ·· · omezen.The invention is described in more detail below with reference to specific examples, but the scope of the invention is not to be construed as being within the scope of the invention. · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·

V této souvislosti byly proteiny kvantitativně stanoveny barvicí metodou Bio-Rad Protein Assay a proteinové frakce eluátu získané pomoci chromatografie byly měřeny s využitím absorpce ultrafialového záření při 280 nm, pokud není uvedeno jinak.In this context, proteins were quantitated by the Bio-Rad Protein Assay staining method and protein fractions of the eluate obtained by chromatography were measured using ultraviolet absorption at 280 nm unless otherwise indicated.

Kromě toho byla aktivita proteasy měřena následovně. : (a) Rozkladná aktivita proteinu měřená s azokaseinemIn addition, protease activity was measured as follows. (A) Decomposing protein activity measured with azocasein

0,05 ml roztoku enzymu bylo přidáno k 0,3 ml 0,067 M fosfátového pufru, obsahujícího 1 % (W/V) azokaseinu (pH0.05 ml of enzyme solution was added to 0.3 ml of 0.067 M phosphate buffer containing 1% (W / V) azokassein (pH

7,0) a směs byla udržována při teplotě 30 °C po dobu 30 minut. |7.0) and the mixture was maintained at 30 ° C for 30 minutes. |

Reakce byla ukončena přidáním 6% roztoku trichloroctové l kyseliny. Po 15 minutách byla reakční směs centrifugována při f iThe reaction was quenched by the addition of 6% trichloroacetic acid 1 solution. After 15 minutes, the reaction mixture was centrifuged at rt

000 ot./min při teplotě místnosti po dobu 5 minut. ,000 rpm at room temperature for 5 minutes. ,

Absorbance supernatantu byla měřena při 340 nm. Enzymová I aktivita byla definována na základě AGU (jednotka rozkladu azokaseinu = azocasein digestion unit), která představuje nárůst absorbance o 0,001 za minutu při 340 nm.The absorbance of the supernatant was measured at 340 nm. Enzyme I activity was defined on the basis of AGU (azocasein digestion unit), which represents an increase in absorbance of 0.001 per minute at 340 nm.

(b) Rozkladná aktivita proteinu stanovená modifikovanou Ansonovou metodou(b) Protein degradation activity determined by the modified Anson method

0,05 ml roztoku enzymu bylo přidáno k 0,3 ml 0,067 M fosfátového pufru obsahujícího 1% (W/V) koncentraci proteinu (pH 7,0) a směs byla potom udržována při teplotě 30 °C po dobu 30 minut. Reakce byla ukončena přidáním 7,5 % roztoku trichloroctové kyseliny. Po 30 minutách byla reakční směs centrifugována při 14 000 ot./min při teplotě místnosti po dobu 5 minut. Absorbance supernatantu byla změřena při 280 nm.0.05 ml of the enzyme solution was added to 0.3 ml of 0.067 M phosphate buffer containing 1% (W / V) protein concentration (pH 7.0) and the mixture was then held at 30 ° C for 30 minutes. The reaction was quenched by the addition of 7.5% trichloroacetic acid solution. After 30 minutes, the reaction mixture was centrifuged at 14,000 rpm at room temperature for 5 minutes. Absorbance of the supernatant was measured at 280 nm.

Enzymová aktivita byla definována na základě AU (modifikovaná Ansonova jednotka = modified Anson unit), která představujeEnzyme activity was defined based on the AU (Modified Anson Unit) that it represents

- o · · · «···· iJ · ···· · · · · · ··· · • · · · · · · • · · · · ··· ·· · · · produkci tyrosinu v množství 1 mol za minutu.- o · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 1 · 1 · 1 · 1 · 1 · 1 · 1 · 1 · 1 mole per minute.

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Příklad 1 (1) Vyhledávání nových bakteriálních kmenůExample 1 (1) Search for new bacterial strains

Izolace nového bakteriálního kmene byla provedena na agarovém mediu. Izolovaný vzorek vnitřních orgánů lososa byl resuspendován ve fyziologickém roztoku a supernatant byl použit jako zásobní roztok, ze kterého byl připraven 100 krát ředěný roztok. Objemy 0,2 ml zásobního roztoku a 100 krát ředěného roztoku byly nastříkány na agarové medium pro vyhledávání kmenů (polypepton 3 g/1, kvasničný extrakt 10 g/1, Na kasein 10 g/1, MgSO^.7 H20 0,2 g/1, agar 2,0 g/1; Petriho misky o průměru 9 cm) a agarové plotny byly kultivovány při teplotě 10 °C po 3 dny. Z kolonií vyrostlých na agaru byly vybrány dobře rostoucí izoláty pro subkultivaci a inokulaci na agarových plotnách pro vytvoření zásobních kultur.Isolation of the new bacterial strain was performed on agar medium. An isolated sample of salmon internal organs was resuspended in saline and the supernatant was used as a stock solution from which a 100-fold diluted solution was prepared. Volumes of 0.2 ml stock solution and 100 times dilute solution were sprayed onto strain-finding agar medium (polypepton 3 g / l, yeast extract 10 g / l, Na casein 10 g / l, MgSO 4 .7H 2 0 0, 2 g / l, 2.0 g / l agar (9 cm diameter petri dishes) and agar plates were cultured at 10 ° C for 3 days. Well-growing isolates were selected from agar-grown colonies for subculturing and inoculation on agar plates to form stock cultures.

Aktivita exoenzymu byla stanovena na agarovém mediu. Izolovaný bakteriální kmen byl inokulován v pruzích na agarové medium pro vyhledávání, jak bylo popsáno výše, a kultivován při 10 ”C po 3 dny. Na agarovou plotnu, na které rostly bakterie, byla následně nastříkána 10% kyselina trichloroctová a bakterie produkující proteasu byly detekovány vytvořením jasných skvrn.Exoenzyme activity was determined on an agar medium. The isolated bacterial strain was inoculated in lanes on agar medium for screening as described above and cultured at 10 ° C for 3 days. 10% trichloroacetic acid was then sprayed onto the agar plate on which bacteria were grown and the protease producing bacteria were detected by clear staining.

(2) Kultivace izolovaného bakteriálního kmene a produkce enzymu • · · • · • · • · · · · ·(2) Cultivation of isolated bacterial strain and enzyme production

Izolované bakterie ze zásobního media byly inokulovány do 25 ml prekultivačního media (polypepton 10 g/1, endoextrakt 10 g/1, MgSO^.7 H^O 0,2 g/1, pH 7,0 ve 100 ml Ěrlenmeyerově baňce) a kultivovány na rotačním třepačce při 10 °C a 150 ot./min po dobu 48 hodin v TAITECNR-80, aby se stabilizovala růstová aktivita bakterií. Obvykle bylo inokulováno 0,25 ml prekultivačního roztoku do 25 ml media pro produkci enzymů (polypepton 5 g/1, kvasničny extrakt 2,5 g/1. Na kasein 5 g/1, MgSO4.7 Ha0 0,2 g/1, pH 7,0 ve 100 ml Ěrlenmeyerově baňce) a kultivovány na rotační třepačce při 10 °C a 150 ot./min po dobu 72 hodin. Kultivační medium bylo předtím sterilizováno párou při 121 °C (1,2 kgf/cm2) po dobu 15 minut.The isolated bacteria from the stock medium were inoculated into 25 ml of pre-culture medium (polypepton 10 g / l, endoextract 10 g / l, MgSO4.7H2O 0.2 g / l, pH 7.0 in a 100 ml Erlenmeyer flask) and cultured on a rotary shaker at 10 ° C and 150 rpm for 48 hours in TAITECNR-80 to stabilize bacterial growth activity. Typically, 0.25 ml of pre-culture solution was inoculated into 25 ml of enzyme production medium (polypepton 5 g / l, yeast extract 2.5 g / l. Casein 5 g / l, MgSO 4 .7H and 0 0.2 g) (PH 7.0 in a 100 ml Erlenmeyer flask) and cultured on a rotary shaker at 10 ° C and 150 rpm for 72 hours. The culture medium was previously steam sterilized at 121 ° C (1.2 kgf / cm 2 ) for 15 minutes.

Izolovaný bakteriální kmen byl uchováván na agarovém mediu pro uchovávání bakterií při 10 ”C a subkultivován po 2 týdnech až 1 měsíci.The isolated bacterial strain was stored on agar medium for storing bacteria at 10 ° C and subcultured after 2 weeks to 1 month.

(3) Měření proteasové aktivity(3) Measurement of protease activity

Kultivační roztok, získaný předchozím postupem (2), byl zcentrifugován (17 000 x g, 4 °C, 15 minut). Supernatant byl použit jako hrubý enzymový roztok. Proteasová aktivita byla měřena rozkladem azokaseinu. 0,05 ml hrubého enzymového roztoku bylo přidáno k 0,3 ml 0,067 M fosfátového roztoku, obsahujícího 1% (W/V) azokaseinu (pH 7,0) a směs byla inkubována při 20 °C po dobu 30 minut. Reakce byla potom ukončena 6% roztokem kyseliny trichloroctové a po 15 minutách byla reakční směs centrifugována při 14 000 ot./min a teplotě místnosti po dobu 5 minut. Absorbance šupernatantu byla změřena při 340 nm pomocí spektrofotometru (Beckman DU640). Enzymová aktivita byla stanovena na základě ACU (jednotka rozkladu azokaseinu = azokasein digestion unit), která *The culture solution obtained by the previous procedure (2) was centrifuged (17,000 x g, 4 ° C, 15 minutes). The supernatant was used as a crude enzyme solution. Protease activity was measured by decomposition of azocasin. 0.05 ml of coarse enzyme solution was added to 0.3 ml of a 0.067 M phosphate solution containing 1% (W / V) azokasin (pH 7.0) and the mixture was incubated at 20 ° C for 30 minutes. The reaction was then quenched with 6% trichloroacetic acid and after 15 minutes the reaction mixture was centrifuged at 14,000 rpm at room temperature for 5 minutes. The absorbance of the supernatant was measured at 340 nm using a spectrophotometer (Beckman DU640). Enzyme activity was determined on the basis of ACU (azokasein digestion unit), which *

• · • · · · · · · • · · · · · • · · · · · · φ • · · φ ·• · · · · · · · · · · · φ · · ·

Φ·· · · φφ φ představuje nárůst absorbance ο 0,001 za minutu při 340 nm.Φ ·· · · φφ φ represents the increase in absorbance ο 0.001 per minute at 340 nm.

Výsledkem kroků (1) až (3) byla izolace bakteriálního kmene P104 s proteasovou aktivitou. Bakteriální kmen vykazoval proteasovou aktivitu, která je ukázána v následující tabulce.Steps (1) to (3) resulted in the isolation of the bacterial strain P104 with protease activity. The bacterial strain exhibited protease activity as shown in the following table.

V tabulce uvedená rychlost růstu kmene byla získána porovnáním s růstem kmene Cytophaga xantha IFO 14972.The strain growth rate shown in the table was obtained by comparison with the growth of the Cytophaga xantha strain IFO 14972.

Tabulka 2Table 2

Bakteriální kmen s proteasovou aktivitouBacterial strain with protease activity

Kmen Strain Růstová rychlost Growth rate Proteasová aktivita (x 103 ACU/ml)Protease activity (x 10 3 ACU / ml) P104 P104 +++ +++ 0,982 0,982

Příklad 2Example 2

Proteasová aktivita u P104Protease activity in P104

Vliv teploty na enzymovou aktivitu byl zkoumán u kultivačního roztoku získaného kultivací kmene P104 produkujícího proteasu v teplotním rozmezí od 0 do 60 ”C. Teplotní závislost enzymové aktivity byla stejným způsobem zkoumána u Subtilisinu Carlsberg (Sigma), což je komerčně dostupná enzymová proteasa pocházející z Bacillus licheniformis.The effect of temperature on enzyme activity was investigated in a culture solution obtained by culturing a protease producing strain P104 in a temperature range of 0 to 60 ° C. The temperature dependence of enzyme activity was investigated in the same way for Subtilisin Carlsberg (Sigma), a commercially available enzyme protease derived from Bacillus licheniformis.

Výsledek je ukázán na obr. 1, na kterém je specifická aktivita kmene P104 znázorněna čtverečky a specifická aktivita Subtilisinu Carlsberg trojúhelníčky.The result is shown in Figure 1, in which the specific activity of strain P104 is shown by squares and the specific activity of Subtilisin Carlsberg triangles.

Optimální teploty byly 40 C pro ěxoproteasu kmene P104 a 60 °C nebo více pro Subtilisin Carlsberg. Exoproteasa kmene P104 si zachovala při teplotě 20 °C a při optimální teplotě 40 a více procent proteasové aktivity. Proteasa SubtilisinOptimum temperatures were 40 ° C for oxoprotease strain P104 and 60 ° C or more for Subtilisin Carlsberg. Exoprotease of strain P104 retained at 20 ° C and at an optimum temperature of 40% or more protease activity. Proteasa Subtilisin

Carlsberg si zachovala jen asi 10% proteasové aktivity při optimální teplotě.Carlsberg retained only about 10% of protease activity at optimal temperature.

V rozmezí od 10 do 40 °C byla pro tyto exoproteasy vypočtena aktivační energie enzymové reakce. Výsledky ukazuje následující tabulka.In the range of 10 to 40 ° C, the activation energy of the enzyme reaction was calculated for these exoproteases. The results are shown in the following table.

Tabulka 3Table 3

Bakteriální buňka Bacterial cell Aktivační energie (kJ/mol) Activating energy (kJ / mol) P104 P104 39,8 39.8 Bacillus subtilis Bacillus subtilis 58,3 58.3

Příklad 3Example 3

Identifikace kmene P104 na základě sekvence baží v DNA pro 16S ribosomální RNA.Identification of strain P104 based on the sequence fits in the DNA for 16S ribosomal RNA.

Vzorek kultivačního roztoku získaný podle Příkladu 2 byl odebrán do 1,5 ml mikrozkumavky a bakterie byly odděleny centrifugací. Genomová DNA byla extrahována s cílem amplifikovat DNA sekvencí baží kódující 16S RNA pomocí PCR (polymerasová řetězová reakce). Sekvence baží byla potom určena za použití Sangerovy metody a porovnána s databazí Genové banky (Genbank) pro identifikaci. Seznam použitých primerů je uveden dále, jako PCR bylo použito ÍF-Link a 5R-Link.A sample of the culture solution obtained according to Example 2 was collected in a 1.5 ml microtube and the bacteria were collected by centrifugation. Genomic DNA was extracted to amplify the DNA sequence of bases encoding 16S RNA by PCR (polymerase chain reaction). The base sequence was then determined using the Sanger method and compared to a Genbank database for identification. The list of primers used is shown below as IF-Link and 5R-Link were used as PCR.

Primery:Primers:

1F-Link i 5'-TGTAAAACGACGGCCAGTAGTTTGATCATGGCTCAG-3';1F-Link i 5'-TGTAAAACGACGGCCAGTAGTTTGATCATGGCTCAG-3 ';

3R-Link: 5'-CAGGAAACAGCTATGACCCGTCAATTCATTTGAGTT-3';3R-Link: 5'-CAGGAAACAGCTATGACCCGTCAATTCATTTGAGTT-3 ';

3F-Link: 5'-TGTTAAAACGACGGCCAGTGTAGCGGTGAAATGCGTA-3';3F-Link: 5'-TGTTAAAACGACGGCCAGTGTAGCGGTGAAATGCGTA-3 ';

5R-Link: 5'-TGTAAAACGACGGCCAGTAAGTCCCGCAACGAGCGCAA-3'.5R-Link: 5'-TGTAAAACGACGGCCAGTAAGTCCCGCAACGAGCGCAA-3 '.

• ·• ·

Výsledky srovnání s databazí Genové banky jsou uvedeny v následujících tabulkách. V těchto tabulkách Query představuje gen pro 16S ribosomální RNA pocházející z kmene P104 a Subject představuje 16S ribosomální RNA z Flavobacterium balustinum (FVBRR16SH). Bakteriální kmen byl identifikován jako Flavobacterium balustinum. Kmen P104 je tedy dále označován jako Flavobacterium balustinum P104.The results of the comparison with the Genbank database are shown in the following tables. In these tables, Query represents the 16S ribosomal RNA gene originating from the P104 strain and the Subject represents the 16S ribosomal RNA from Flavobacterium balustinum (FVBRR16SH). The bacterial strain was identified as Flavobacterium balustinum. Thus, the P104 strain is hereinafter referred to as Flavobacterium balustinum P104.

·· · · ·· ·· ···· η q ··· ······»·····································

Ιο ··· ······ • ···· · · · · · «·· « • · · · · · · • ·· · · ··· ·· · · · (a) Použitý primer ÍF-LinkAο ··· ······ · ···· · · · · · · · · · · · (a) Primer used IF -Link

Identita = 185/204 (90 %), podobnost = 185/204 (90 %)Identity = 185/204 (90%), Similarity = 185/204 (90%)

Qucry:l Qucry: l G A T G A ACG ACG CTA CTA GCGGGAGGC GCGGGAGGC Sbjci:31 31 GATNA ACG GATNA ACG CTA CTA G C G G G A G G C G G G G A G G C Qucry:21 Qucry: 21 CTAAC ACA CTAAC ACA T G C T G C AAG CCG AGC AAG CCG AGC Sbjct:51 51 CTAACACA CTAACACA T G C T G C A A G C C G AGC AG AG Query:41 Query: 40 GGTATTTG • « « « » GGTATTTG • «« «» T C T a T C T and TTCGGGACA ( a aaa TTCGGGACA (and aaa Sbjct:71 71 GGTATAGA GGTATAGA T T C T T C T TCGGA ATC T TCGGA ATC Qucry:6i Qucry: 6i GAGAG agc GAGAG agc G G A G G A G T A C G G G T G G G A G G G T G Sbjct:91 91 TAGAG AGC TAGAG AGC G G C G G C GTACGGGTC GTACGGGTC Query:Sl Query: Sl CGGAACAC CGGAACAC GTG GTG TGCAACCTA TGCAACCTA Sbjctl 11 Sbjctl 11 CGGAACAC CGGAACAC GTG GTG TGCAACCTA TGCAACCTA Query:101 Query: 101 CCTTTATC CCTTTATC AGG AGG GGGATAGCC GGGATAGCC Sb jer131 Sb jer131 CCNTTATC CCNTTATC AGG AGG GGGATAGCC GGGATAGCC Query:121 Query: 120 TTTCG AAA TTTCG AAA G G A G G A AGA T TA AT A AGA T TA AT A Sbjcrl51_ Sbjcrl51_ T T T C G A A A T T C C G A A A G G A G G A AGATTAATA AGATTAATA Query:I4i Query: I4i CCCCATAA CCCCATAA T A T T A T ATTGATTGG ATTGATTGG 5bjct:171 171b: 171 CCCNATAA CCCNATAA T A T T A T ATTGACTGG ATTGACTGG Query:l6l Query: 16l CATCAGTT CATCAGTT ACT ACT ATTGACAAC a i a a a « a « ATTGACAAC a i a a a a «a« Sbjct:191 Collection: 191 CATCAGTC CATCAGTC GAT GAT ATTGAA aac ATTGAA aac Query:181 Query: 180 TCCGGTGG TCCGGTGG A T A A T A GAGATGGTC GAGATGGTC Sbjc::211 Coll .: 211 TCCGGTGG TCCGGTGG A T A A T A GAGATGGGC GAGATGGGC Query:201 Query: 201 A C G C « a < 1 A C G C «A <1 Sbjci:231 Collection: 231 A C G C A C G C

• · • · · · · · • · ·· · • · · • · · • ···· · • · • · · · · • · · • · · • · · · • 9• • • • • • • • • • • • • • • • • • 9

9 (b) Použitý primer 3F-Link(B) 3F-Link primer used

Identita = 208/330 (63 %), podobnost = 208/330 (63 %)Identity = 208/330 (63%), Similarity = 208/330 (63%)

Query:l G A T AQuery: l G A T A

Sbjcr.695 G A T ASbjcr.695 G A T A

Query:21 T T G C « « I *Query: 21 T G C «« I *

Sbjct:715 T T G CSbjct: 715 T G C

Query:4l G Τ Ν TQuery: 4l G Τ Ν T

I · »I · »

Sbjci:735 G Τ Τ TSbjci: 735 Τ Τ T

Qucry:61 C C G A • * 4Qucry: 61 C C G A * 4

Sbjct:755 A C G ASbjct: 755 A G G A

Query:81 C A G GQuery: 81 G A G

TTACTTAG : : : ; : i : :TTACTTAG:::; : i::

TTACTTAG G A G G G A N G « » I « t • * · · ITTACTTAG G A G G G A N G

GAAGGCAG N A 'C C T G A TGAAGGCAG N A 'C C G G T

AACACCAAAACACCAA

TAACTGACTAACTGAC

AAGTGNGN • · · S iAAGTGNGN • · · S i

AAGCGTGG A T T A O T T NAAGCGTGG A T T A O T T N

AAC ACCAA Τ T C A C T A T :::::::AAC ACCAA Τ T C A C T A T :::::::

GTCACTAT GC N G A T G N * · 4-444GTCACTAT GCN G A T G N * · 4-444

GCTGATGGGCTGATGG

TGAGTGAA • t * «44TGAGTGAA • t * «44

4*4 4 « 44 * 4 4

GG A G C G A A CCATGGTCGG A G C A G CCATGGTC

Sbjct:775775

QucryrlOlQucryrlOl

Sbjci:795795

Query:121Query: 120

C A G GC A G G

G N C C • 4 4G N C C 4 4

4 44 4

G T C CG T C C

T A T CT A T C

A Τ T AA Τ T A

A C O N ; i :A C O N; i:

A C G CA C G C

T C G NT C G N

G A T AG A T A

C G Τ NC G Τ N

4 * • * «4

C G T AC G T A

Τ Τ Ν T. Τ Ν T

C C C TC C C T

C A C N < *C A C N <*

A A C GA A C G

G G G AG G G A

G G T A A Τ Ν TG G A A Τ Ν T

I *I *

A T G CA T G C

Τ T A NΤ T A N

Sbjct:815 T ASbjct: 815 T

Query:!41 N AQuery: 41 N A

5bjct;835 G G835 G G

Qucryrlól A G • IQucryrlol A G • I

Sbjci:843 a GSbjci: 843 and G

Qucry:181 N CQucry: 181 N C

Sbjct:865 G GColl .: 865 G G

Query:20l C GQuery: 20l G

Sbjct:885 G ASbjct: 885 G

A C T C G TA C T C G T

G Τ N C A G * 4 14 4G Τ N C A G * 4 14 4

4 «144 «14

G Τ T C A GG Τ T C A G

Τ N G T A T < « 4Τ N G T A T <4 4

T G A T A AT G A T A A

G N G T C N * * 4G N G T C N * * 4

4 44 4

G A G T A CG A G T A C

A A Ν T C A : : : i :A:: T C A::: i:

A A C T C AA A C T C A

Τ Τ Τ T G GG Τ Τ T G G

C G A G T A : i : :C G A G T A

A G A C TAA G A C TA

G Ν N A G N i I » < 4 4G Ν A G N i I »<4 4

G Τ T A G CG Τ T A G C

G Τ T C G CG C T C G C

G C Τ Τ T AG C Τ Τ T A

A C A N A GA C A N A G

A G C G A AA G C G A A

C A C C N G » I « ·C A C C G »I« ·

4* 44 * 4

N A C C T GN C C T G

A G G Τ Τ TA G G Τ Τ T

A A G A A TA A G A A T

T G G C G G « I «T G G C G G

I 4I 4

Τ T G A C G • · ··· · «V • · · · • · ·· ·Τ T G A C G · V V V V V V V

Qucry:201 NTGGCCNNTACACNCTGTGNQucry: 201 NTGGCCNNTACACNCTGTGN

II «·· < I··II «·· <I ··

I « 11« I «III «11« I «II

Sbjct:9O5 GGNNCCNG CACAAG.CGGTGGSbjct: 9O3 GGNNCCNG CACAAG.CGGTGG

Query:22l T T T A T A T N G T N T A A N G C G T T > I · I I I « « « « I I I lili « II III · » IQuery: 22l T T T T T T T G T N T A A G G T T I · I I I «« «« I I lili «II III ·» I

Sbjct:925 ATTATGTGGTTTAATTCGAT Query:24l NATNCNAGAGGGTCCTNACC : : : i : : j : j : : : :Sbjct: 925 ATTATGTGGTTTAATTCGAT Query: 24l NATNCNAGAGGGTCCTNACC:: i:: j: j::::

Sbjci:94í OATACGCGAOOAACCTTACC Query:261 ANGNTTNNTTNGGGTCNTCC « · I 11« | • I t «II |Sbjci: 94i OATACGCGAOOAACCTTACC Query: 261 ANGNTTNNTTNGGGTCNTCC «· I 11« | • I t «II |

Sbjct:965 AAGGCTTAAATGGGAATTGA Qucry:281 CAOCCTTCGTCTNTACTTGTSbjct: 965 AAGGCTTAAATGGGAATTGA Qucry: 281 CAOCCTTCGTCTNTACTTGT

I « I lil l iI «I lil l i

I « «I» «II «« I »« I

Sbj’Ci:983 CAGGTTTAGAAATAGACTTT Query:3O1 GNTTCGGACASbj’Ci: 982 CAGGTTTAGAAATAGACTTT Query: 3O1 GNTTCGGACA

SbjcclOOS TCTTCGGACA • · · • · · • · · • · · · · • · • ·· · · • ·· ·· ···· ······ · • · · · · · ·· · · ···· • · · · · ··· ·· ·· · (c) Použitý primer 3R-LinkSbjcclOOS TCTTCGGACA • · · · · · (C) 3R-Link primer used

Identita = 128/162 (79 %), podobnost = 128/162 (79 %)Identity = 128/162 (79%), Similarity = 128/162 (79%)

Query*162 Query * 162 T T N T T G G G N A T A A N A G G G N C |1 « » » «« « « 1 « a . T T T T G G G A A A A A G G G C | 1 «» »« «« «« | Sbjct:552 Query:142 Sbjct 552 Query: 140 tttattgggttta aagggtc CNTCNGCGGACCTGTAAATC tttattgggttta aagggtc CNTCNGCGGACCTGTAAATC Sbjct:572 Query:122 No. 572 Query: 122 CGTAGGCGGATCTGTAAGTC ATTGGT GATATC T C A O A G GC CGTAGGCGGATCTGTAAGTC ATTGGT GATATC T C A G A G Sbjct:592 Query:102 5: 592 Query: 101 AGTGGT GAAATCTCAT AG CT tgtctatgggactaccattg AGTGGT GAAATCTCAT AG, CT tgtctatgggactaccattg Sbjct:612 Qucry;82 612 Qucry; 82 taactatgaaactgccattg atgctccaggtcatgagtct taactatgaaactgccattg atgctccaggtcatgagtct Sbjct:632 Query:62 632 Query: 62 atactgcaggtcttgagt AA agcaggagtggctggaataa atactgcaggtcttgagt AA agcaggagtggctggaataa Sbjct:652 Query;42 656 Query 42 agtagaagtggctggaataa gtactgtaacg gtgtaatgc agtagaagtggctggaataa gtactgtaacg gtgtaatgc 5bj«:672 Qucry:22 5bj «: 672 Qucry: 22 gtagtgtagcggtgaaa TGC atagatattactcagaaccc gtagtgtagcggtgaaa TGC atagatattactcagaaccc Sbjct:692 Qucry:2 692 Qucry: 2 AT AGAT ATT ACT T AGAAC AC C A AT AGAT ATT ACT AGAAC AC C A

Sbjci:712 C A • · ··· · ·· · · «· • · · ······ · • · · ··· · · · • ····· · · φ · φφφ φ • · · · · · · ··· · · ·Φ · φ φ · · · (d) Použitý primer 5R-LinkSbjci: 712 CA · · 12 · φ φ φ 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 (D) Primer used 5R-Link

Identita = 237/273 (86 %), podobnostIdentity = 237/273 (86%), similarity

237/273 (86 %)237/272 (86%)

Querý:273 Query: 273 C C C C G G G G T a T and A a AND and C C N N C « C « C 1 C C 1 C T T T a T and G a G and G G < a G G <a C C a a C C and a A a AND and c C A AND Sbjct:l)93 (L) 93 C C C C C C T T T T a A and AND • c • C G G c C a T and T T T a G and G G G G G a a c c and a c c A AND c C a A and AND Query:253 Query: 255 C A C A C C G G T T A AND A AND T T A AND C C A AND A AND T T C N C N C A C A A AND G G N N Sbjct:l213 Sbjct: 1213 C A C A C C G G T T A AND A AND T T A AND C C A AND A AND T T G G G G C C C C A AND G G T T Query:233 Query: 233 A C • t A C • t A a AND and G a G and A AND O O N N G G T T A AND G G C C N N A C A C C A C A G G N N C C Sbjct:1233 1233 A C A C A AND G G A AND G G G G G G C C A AND • G • G a c and C T T A C A C C A C A G G G G C C Query:213 Query: 212 G N G N C C T T G G G G A AND T T G G C C G G A AND A AND T C T C T C T C G G A AND A AND Sbjci:1233 1233 G A G A C C T T G G G G A AND T T G G C C G G A AND A AND T C T C T C T C G G A AND A AND Qoery:193 Qoery: 193 A N 1 A N 1 C C τ 1 τ 1 G G C 1 C 1 Ň Ň c C T T c C A AND G G A AND N C N C G G G G A AND N N T T Sbjct:1273 Sbjct 1273 1 A G 1 A G C C T T N N a G and G N N c C T T c C A AND G G T T T C T C G G G G A AND τ τ τ τ Qucry:173 Qucry: 173 G G 1 1 G G 1 1 A 1 AND 1 G a G and T 1 T 1 C « C « T < T < G a G and c a C and A 1 AND 1 A 1 AND 1 C a C and T a T and C G a a C G and a A C 1 ! A C 1! τ 1 τ 1 e E T T Sbjct:J293 Sbjct: J293 G G G G A AND G G T T c C T T G G c C A AND A AND c C T T C G C G A C A C T T c C T T Query:133 Query: 136 A T 1 1 A T 1 1 G I G AND A a AND and A 1 AND 1 A AND c 1 C 1 T T G a G and G a G and A a AND and T T N N C G C G C T C T A AND G G T T Sbjci:1313 No. 1313 A T A T G G A AND A AND G G c C T T G G G G A AND A AND τ τ C G C G g τ g τ A AND G G τ τ

·· • · • · · • · · · • ·· · • · • · ·· · • · · · · · · • · · · • ·· ·· ·· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·

Query:133 Query: 136 A AND A AND T c T c G C G C A T A A T A T c T c A G A G N C A T N C A T G A T G A T Sbjct:1333 Sbjct: 1333 A AND A AND T c T c G C G C A T A A T A T G T G A G A G C G A T C G A T G A T G A T Que;y:ll3 Que; y: 13 N N c I C AND G G G G T G T G A A N A A N A C A C G T G T T G C G T G C G N G G N G G Sbjct:1333 Sbjct: 1333 G G c C G G G G T G T G A A T A A T A C A C G T G T T C C C T C C C N G G N G G Qucry:93 Qucry: 93 C C c C T T T T G N G N A A A A A A C A C A C C C C G C C C G C C C G T C G T C Sbjct:I373 Sbjct: I373 C C c C T T T T G T G T A C A A C A C A C A C C C C G C N C G C N C G T C G T C Qoery:73 Qoery: 73 A 1 AND 1 A < AND < C C C C C A C A T 0 G T 0 G A A A A G T G T T T G G T G G G G T G G T Sbjc«:l393 Sbjc «: 1393 A AND A AND G C G C C A C A T G G T G G A A A A G T G T T T c O T T c O G G 7 G G 7 Query:53 Query: 52 A AND C C C T C T G N G N A G T A G T C G C G G T G T G A C C G A C C OTA OTA Sbjci:1413 1413 A AND c C C T C T G A G A A G T A G T G Q G Q G T G T G A C C G A C C OTA OTA Query;33 Query 33 A AND c C N G N G G A G A C C T C C T N C N C C T C T A G G G G G G T A N T A N

Sbjct;I433 ACAGGAGCTGCCTAGGGTAA Query:l3 NACAAGTAACTAGI433 ACAGGAGCTGCCTAGGGTAA Query: 13 NACAAGTAACTAG

Sbjci:J433 AACAAGTAACTAG ·· ·· ···· • · · · · • · · · · • · * ··· « • 9 9 9Sbjci: J433 AACAAGTAACTAG 9 9 9 9 9 9 9

99 * ·· 9 999 * ·· 9 9

9 9 999

9 9 · • ···· · · • · ·9 9 · • ···· · · · · ·

9999 · ···9999 · ···

Příklad 4Example 4

Kultura Flavobacterium balustinum PÍO4 (1) Měření koncentrace bakteriálních buněkCulture Flavobacterium balustinum PI4 (1) Measurement of bacterial cell concentration

Kultivační roztok, získaný podle Příkladu 2, byl naředěn fyziologickým roztokem tak, aby byla zajištěna hodnota 0 až 5 buněk připadajících na komůrku počítače bakterií (bacterial counter cell). Buňky byly počítány za pomoci optického mikroskopu. Aby se získala korelace mezi počtem buněk a turbiditou suspense buněk, byly turbidity jednotlivých ředění kultivačního roztoku měřeny spektroskopicky při 6.S0 nm. Vztah mezi turbiditou a koncentraci bakteriálních buněk Flavobacterium balustinum P104 popisuje následující rovnice:The culture solution obtained according to Example 2 was diluted with saline to ensure a value of 0 to 5 cells per bacterial counter cell. Cells were counted using an optical microscope. To obtain a correlation between cell number and cell suspension turbidity, turbidity of individual dilutions of the culture solution was measured spectroscopically at 6.50 nm. The relationship between turbidity and bacterial cell concentration of Flavobacterium balustinum P104 is described by the following equations:

(Buňky/ml) = 1,13 x 10® x Abs.660 nm, kde 1,13 x 10® je faktor získaný z kalibrační křivky.(Cells / ml) = 1.13 x 10® x Abs.660 nm, where 1.13 x 10® is a factor obtained from a calibration curve.

(2) Vliv pH(2) Effect of pH

Bakteriální kmen byl kultivován při různých počátečních hodnotách pH kultivačních medií pro produkci proteasy v rozmezí od 5 do 9 se záměrem prozkoumat vliv počátečního pH na exoproteasovou aktivitu a růst.The bacterial strain was cultured at various initial pH values of culture media for protease production ranging from 5 to 9 in order to investigate the effect of initial pH on exoprotease activity and growth.

Výsledky jsou zobrazeny na obr. 2.The results are shown in Fig. 2.

Při alkalickém pH byl růst bakterií signifikantně snížen a rovněž se snížila proteasová aktivita. Nesignifikantní rozdíly, ať už v bakteriálním růstu nebo v proteasové aktivitě, byly pozorovány při kyselém pH. Růst bakteriálního kmene byl nejvyšší a proteasová aktivita dosahovala nejvyšší úroveň při neutrálním pH.At alkaline pH, bacterial growth was significantly reduced and protease activity was also reduced. Non-significant differences, either in bacterial growth or in protease activity, were observed at acid pH. Bacterial strain growth was highest and protease activity reached the highest level at neutral pH.

(3) Vliv kultivační teploty(3) Influence of cultivation temperature

Flavobacterium balustinum PÍ04 bylo kultivováno při • · · · · · ··· ··♦··· · ΟΛ ··· ······ o · ···· · * · · » ··· * • · · · · · · ···· « ··· · · · · · různých teplotách v rozmezí od 10 do 30 °C s cílem prozkoumat fluktuaci exoproteasové aktivity a růst v průběhu kultivace.Flavobacterium balustinum PI04 was cultivated at <RTIgt; </RTI> o · ······ At different temperatures ranging from 10 to 30 ° C to investigate fluctuations in exoprotease activity and growth during cultivation.

Výsledky jsou zobrazeny na obr. 3.The results are shown in Figure 3.

Zatímco bakteriální kmen dobře rostl při teplotách 10 a 20 °C, celkový nárůst biomasy při 30 °C byl asi poloviční ve srovnání s ustáleným stavem na konci růstu při 10 a 20 ®c.While the bacterial strain grew well at temperatures of 10 and 20 ° C, the overall biomass increase at 30 ° C was about half compared to the steady state at the end of growth at 10 and 20 ° C.

Nejvyšší rychlost růstu vykazoval kmen při 20 °e, takže optimální teplota pro kultivaci je pravděpodobně 20 °C.The strain showed the highest growth rate at 20 ° e, so the optimal temperature for cultivation is probably 20 ° C.

Příklad 5Example 5

Purifikace proteasy Flavobacterium balustinum P104 (1) Kultivace bakteriálního kmenePurification of Flavobacterium balustinum P104 protease (1) Culturing a bacterial strain

Izolovaný bakteriální kmen, získaný z následujícího kultivačního media pro uchovávání bakterií, byl inokulován do 25 ml prekultivačního media (ve 100 ml Erlenmeyerově baňce) a kultivován na rotační třepačce při 150 ot./min v TAITEC NR-80 při 10 °C po dobu 48 hodin. Vlastni kultura byla připravena inokulací 0,25 ml prekultivačního roztoku do 25 ml vlastního kultivačního media ve 100 ml Erlenmeyerově baňce a kultivována na rotační třepačce při 150 ot./min a 10 °C po dobu 72 hodin.The isolated bacterial strain obtained from the following bacterial culture medium was inoculated into 25 ml of pre-culture medium (in a 100 ml Erlenmeyer flask) and cultured on a rotary shaker at 150 rpm in TAITEC NR-80 at 10 ° C for 48 hours. hours. The actual culture was prepared by inoculating 0.25 ml of pre-culture solution into 25 ml of the actual culture medium in a 100 ml Erlenmeyer flask and cultured on a rotary shaker at 150 rpm and 10 ° C for 72 hours.

Zásobní medium:Storage medium:

polypepton 3 g/1 enzymový extrakt 2,5 g/1polypepton 3 g / l enzyme extract 2,5 g / l

Na kasein 20 g/1Casein 20 g / l

MgSO^.7HaO 0,2 g/1 agar 20 g/1 pH 7,0 • · • · · · · • · · · · ·MgSO 4 .7H and 0 0.2 g / l agar 20 g / l pH 7.0 · · · · · · · · · · · · · ·

Překultivační medium:Recultivation medium:

polypepton enzymový extraktpolypepton enzyme extract

Na kaseinCasein

MgSO .7H O 3 4 2 g/1MgSO. 7H O 3 4 2 g / L

2,5 g/1 i g/i 0,2 g/1 pH 7,02.5 g / l i g / l 0.2 g / l pH 7.0

Kultivační medium:Culture medium:

polypepton polypepton 3 g/i 3 g / i enzymový extrakt enzyme extract 2,5 g/1 2.5 g / l Na kasein Casein 5 g/1 5 g / l KH PO .7H 0 2 4 2 KH MO .7H 0 2 4 2 3 g/1 3 g / l MgSO .7H 0 4 2 MgSO. 7H 0 4 2 0,2 g/1 0.2 g / l

pH 7,0pH 7.0

Kultivační media byla sterilizována párou Za vysokého tlaku v autoklávu při 120 °C (1,2 kgf/cm2) po dobu 15 minut.The culture media was steam sterilized under high pressure in an autoclave at 120 ° C (1.2 kgf / cm 2 ) for 15 minutes.

Flavobacterium balustinum P104 bylo uchováváno na agarových zásobních plotnách při 10 °C. Kmen byl subkultivován po 2 týdnech až 1 měsíci.Flavobacterium balustinum P104 was stored on agar plates at 10 ° C. The strain was subcultured after 2 weeks to 1 month.

(2) Purifikace proteasy (a) Vysolování síranem amonným(2) Purification of the protease (a) Salting out with ammonium sulfate

Kultivační roztok, získaný v předchozím kroku (1), byl zeentrifugován (17 000 x g, 4 °C, 15 minut). Supernatant byl použit jako hrubý enzymový roztok. K hrubému enzymovému roztoku byl přidáván síran amonný tak, aby roztok obsahoval finální koncentraci síranu amonného rovnou 50 % jeho saturační koncentrace. Po pomalém míchání po dobu 1 hodiny, byl roztok zeentrifugován (17 000 x g, 4 °C, 15 minut) a byla získána • · 4The culture solution obtained in the previous step (1) was centrifuged (17,000 x g, 4 ° C, 15 minutes). The supernatant was used as a crude enzyme solution. Ammonium sulfate was added to the crude enzyme solution so that the solution contained a final concentration of ammonium sulfate equal to 50% of its saturation concentration. After slowly stirring for 1 hour, the solution was centrifuged (17,000 x g, 4 ° C, 15 minutes) to give a.

Q <r ··· · · · ·Q <r ··· · · · ·

J ··········· • · · · · ···· · ····· · příslušná saturační frakce (O až 50 %). Množství přidaného síranu amonného bylo počítáno na saturační koncentraci při 25 °C.J the corresponding saturation fraction (0 to 50%). The amount of ammonium sulfate added was calculated at a saturation concentration at 25 ° C.

(b) Gelová filtrace(b) Gel filtration

Gelová filtrace byla prováděna na preparační koloně HiLoad 16/60 Superdex 200 prep grade. Všechny operace sloupcové chromatografie byly prováděny při 4 C s použitím systému HiLoad System 50 (Farmacia Biotec Co.).Gel filtration was performed on a HiLoad 16/60 Superdex 200 prep grade preparative column. All column chromatography operations were performed at 4 ° C using the HiLoad System 50 (Farmacia Biotec Co.).

Kolona HiLoad 16/60 Superdex 200 prep grade byla ekvilibrována průtokem 20 mM Bis-Tris pufru (pH 6,0) při lineární rychlosti 60 cm/hodinu (poměr k objemu gelu byl nejméně 3, tj. 400 ml).The HiLoad 16/60 Superdex 200 prep grade column was equilibrated by flowing 20 mM Bis-Tris buffer (pH 6.0) at a linear velocity of 60 cm / hour (ratio to gel volume was at least 3, i.e., 400 mL).

ml vzorek enzymového roztoku po vysolování síranem amonným byl nanesen na kolonu vybavenou zařízením Superloop. Kolona byla eluována 20 mM Bis-Tris pufrem (pH 6,0) lineární rychlostí 60 cm/hodinu a byly odebírány 5 ml frakce.A ml sample of the enzyme solution after salting out with ammonium sulfate was applied to a column equipped with a Superloop. The column was eluted with 20 mM Bis-Tris buffer (pH 6.0) at a linear rate of 60 cm / hour and 5 ml fractions were collected.

Eluční křivka je zobrazena na obr. 4.The elution curve is shown in Figure 4.

Transparentní žlutý protein o vysoké molekulové hmotnost obsažený v kultivačním roztoku byl eluován jako vylučovací mez. Následující eluovaná frakce obsahovala bezbarvý transparentní protein vykazující UV absorpci při 280 nm. Fragment připojený k protease byl pravděpodobně odstraněn v důsledku přítomnosti proteasové aktivity v této frakci.The transparent, high molecular weight yellow protein contained in the culture solution was eluted as the exclusion limit. The following eluted fraction contained a colorless transparent protein exhibiting UV absorption at 280 nm. The fragment attached to the protease was probably removed due to the presence of protease activity in this fraction.

(c) Sloupcová chromatografie(c) Column chromatography

Chromatografie na iontoměniči byla prováděna na koloně Sepharose Q HP. Jako chromatografický sloupec byla použita kolona 0,7 x 12,5 cm, vyrobená z pěti HiTrapQ (lml) kolon zapojených v sérii. Kolona byla ekvilibrována průtokem 20 mM Bis-Tris pufru (pH 6,0) lineární rychlostí 35 cm/hodinu (poměr • · • · · · · · • · k objemu gelu byl nejméně 5, t j. 25 ml).Ion exchange chromatography was performed on a Sepharose Q HP column. A 0.7 x 12.5 cm column made of five HiTrapQ (1 ml) columns connected in series was used as the chromatography column. The column was equilibrated with a flow rate of 20 mM Bis-Tris buffer (pH 6.0) at a linear velocity of 35 cm / hour (the ratio of the gel volume to at least 5, i.e. 25 ml).

Vzorek enzymového roztoku frakce eluované při gelové filtraci, která měla proteasovou aktivitu, byl nanesen na kolonu vybavenou Superloopem lineární rychlostí 17,5 cm/hodinu. Kolona byla poté přomývána 80 ml 20 mM Bis-Tris pufru obsahujícího lineární gradient 0 až 150 mM NaCl lineární rychlostí 35 cm/hodinu a byly sbírány frakce o objemu 2 ml. Lineární gradient NaCl byl připraven přidáváním 1 M NaCl do uvedeného pufru, aby byla zvýšena jeho iontová síla.A sample of the enzyme solution of the gel eluting fraction having protease activity was loaded onto a column equipped with Superloop at a linear rate of 17.5 cm / hr. The column was then washed with 80 ml of 20 mM Bis-Tris buffer containing a linear gradient of 0 to 150 mM NaCl at a linear rate of 35 cm / hour and 2 ml fractions were collected. A linear NaCl gradient was prepared by adding 1 M NaCl to said buffer to increase its ionic strength.

Elučni křivka je zobrazena na obr. 5.The elution curve is shown in Figure 5.

Kromě toho je výše popsaný způsob purifikace shrnut v následující tabulce.In addition, the purification method described above is summarized in the following table.

Tabulka 4Table 4

Shrnutí purifikace proteasySummary of protease purification

Množství (ml) Amount (ml) Protein Enzymová Spec. Účinnost aktivita aktiv, purifikací Protein Enzyme Spec. Efficiency asset activity, purification Stupeň ϊ purifikace (x) Degree of purification (x) (mg) (mg) (xlO3 ACÚ) A(x10 3 ACU) (XlO3 CU.mg-1;(XLO 3 CU.mg -1; (%) ) (%) ) Kultiv. materiál Kultiv. material 270 270 13,0 13.0 365 365 28,1 28.1 100 100 ALIGN! 1 1 Vysolení (NH j SO Salting out (NH j SO 5 5 3,38 3.38 273 273 80,8 80.8 74,8 74.8 2,9 2.9 Gelová filtrace Gelová filtration 25 25 0,752 0,752 77,7 77.7 103 103 21,3 21.3 3,7 3.7 Chromatografie na iontoměniči Ion exchange chromatography 18 18 0,154 0.154 29,3 29.3 190 190 8,03 8.03 6,8 6.8

Příklad 6Example 6

Stanovení čistoty a molekulové hmotnosti proteasy (1) Elektoforéza (a) Polyakrylamidová gelová elektroforéza v přítomnosti sodiumDetermination of protease purity and molecular weight (1) Electrophoresis (a) Polyacrylamide gel electrophoresis in the presence of sodium

9 99999 9999

9 99 999 99 99,999 9

9 9 · 99 9 · 9

9 9 9 9 9 9 dodecylsulfátu (SDS-PAGE)9 9 9 9 9 9 dodecyl sulfate (SDS-PAGE)

Byl použit 10 % polyaktylamidový gel tloušťky 1 mm.A 10% polyactylamide gel of 1 mm thickness was used.

Elektroforéza byla prováděna s použitím elektrického proudu o hodnotě 20 mA až do doby, kdy bromfenolová modř (BPB) dosáhla spodní hranice gelu. Gelová plotna byla barvena vodným roztokem obsahujícím 30 % metanol, 10 % kyselinu octovou a 0,02 % Coomasie Briliant Blue R250 po dobu 1 hodiny a poté přes noc odbarvována odbarvovačem (30 % metanol a 10 % kyselina octová).Electrophoresis was carried out using an electrical current of 20 mA until bromophenol blue (BPB) reached the lower limit of the gel. The gel plate was stained with an aqueous solution containing 30% methanol, 10% acetic acid and 0.02% Coomasie Briliant Blue R250 for 1 hour and then bleached overnight with a bleach (30% methanol and 10% acetic acid).

Molekulová hmotnost proteasy byla stanovena pomocí SDS-PAGE za použití fosforylasy, albuminu, ovalbuminu, karboanhydrasy, trypsinového inhibitoru a alfa-laktalbuminu jako markérů.The protease molecular weight was determined by SDS-PAGE using phosphorylase, albumin, ovalbumin, carbonic anhydrase, trypsin inhibitor and alpha-lactalbumin as markers.

Výsledky a kalibrační křivka SDS-PAGE jsou uvedny na obr.The results and the SDS-PAGE calibration curve are shown in FIG.

a 7. Enzym vykazoval jedno maximum (band) a lze jej proto pokládat za jednoduchý protein nemající subjednotkovou strukturu.and 7. The enzyme has a single band and can therefore be considered as a single protein without subunit structure.

(b) Gelová filtrace(b) Gel filtration

Molekulová hmotnost byla stanovena gelovou filtrační metodou pomocí kolony Hiprep 16/60 Sephacryl S-100 HR. Kolona byla ekvilibrována průtokem 50 mM fosfátového pufru obsahujícího 0,15 M NaCl (pH 7,0) při lineární rychlosti 30 cm/hodinu (poměr k objemu gelu byl nejméně 3, tj. 400 ml). 1 ml vzorek enzymového roztoku byl nanesen na kolonu a eluován stejným pufrem lineární rychlostí 30 cm/hodinu a byly sbírány frakce o objemu 2 ml. Volný objem byl stanoven pro Blue Dextran 2000 s albuminem (67 kDa), ovalbuminem (43 kDa), chymotrypsinogenem A (25 kDa) a ribonukleasou A (13,7 kDa) jako proteinovými standardy.Molecular weight was determined by a gel filtration method using a Hiprep 16/60 Sephacryl S-100 HR column. The column was equilibrated by flowing 50 mM phosphate buffer containing 0.15 M NaCl (pH 7.0) at a linear velocity of 30 cm / hour (ratio to gel volume was at least 3, i.e., 400 mL). A 1 ml sample of the enzyme solution was loaded onto the column and eluted with the same buffer at a linear rate of 30 cm / hour and 2 ml fractions were collected. Free volume was determined for Blue Dextran 2000 with albumin (67 kDa), ovalbumin (43 kDa), chymotrypsinogen A (25 kDa) and ribonuclease A (13.7 kDa) as protein standards.

QQ ··· ······QQ ··· ······

ZO ······ ········ • · · · · · · ···· · ··· · · · · ·ZO ············· · · · · · · ···· · ··· · · · · ·

Výsledky jsou ukázány na obr. 8. Kromě toho byly spolu korelovány hodnoty UV absorpce proteinu při 280 nm a enzymová aktivita. Absorpční křivka proteinu v UV oblasti spektra vykazovala maximální absorpci při 278 nm a žádnou absorpci v oblasti viditelného světla. Na základě těchto pozorování lze považovat protein za dostatečně čistý pro zkoumáni jeho vlastností. ?The results are shown in Figure 8. In addition, the UV absorption values of the protein at 280 nm and the enzyme activity were correlated together. The protein absorption curve in the UV region of the spectrum showed maximum absorption at 278 nm and no absorption in the visible light region. Based on these observations, the protein can be considered sufficiently pure to investigate its properties. ?

Příklad 7Example 7

Izoelektrická fokusace iIsoelectric focusing i

Izoelektrická fokusace byla prováděna pomocí Phast systému j (Farmacia-Biotec Co.). Byl použit gel IEF3-9 a vzorek byl nanesen na gel v místě vzdáleném 3 cm od anody. Elektroforéza byla prováděna za následujících podmínek: 2 000 V, 2,5 mA, 15 eC, 410 Vh. Gelová plotna byla fixována ve 20 % roztoku TCA při 20 C po dobu 5 minut a poté omývána oplachovacím a odbarvovačím roztokem (30% metanol a 10% kyselina octová) po dobu 2 minut. Plotna byla nakonec opláchnuta a obarvena roztokem obsahujícím 0,02 % Coomasie Brilliant Blue R250 (50 °C, 10 minut). Jako pí markér byl použit Broad pí Calibration kit (Farmacia-Biotec Co.).Isoelectric focusing was performed using the Phast system j (Farmacia-Biotec Co.). IEF3-9 gel was used and the sample was applied to the gel at a location 3 cm from the anode. Electrophoresis was performed under the following conditions: 2000 V, 2.5 mA, 15 e C, 410 Vh. The gel plate was fixed in 20% TCA at 20 ° C for 5 minutes and then washed with rinse and destaining solution (30% methanol and 10% acetic acid) for 2 minutes. The plate was finally rinsed and stained with a solution containing 0.02% Coomassie Brilliant Blue R250 (50 ° C, 10 minutes). The Broad Pi Calibration kit (Farmacia-Biotec Co.) was used as the pi marker.

Výsledky a kalibrační křivka izoelektrické fokusace jsou zobrazeny na obr. 9 a 10.The results and the isoelectric focusing curve are shown in Figures 9 and 10.

Enzym se barvil jako jednotlivý pruh (band) s izoelektrickým bodem při pH 4,5.The enzyme was stained as a single band with isoelectric point at pH 4.5.

Příklad 8Example 8

Vliv pH na enzymovou reakciInfluence of pH on enzyme reaction

Azokasein byl štěpen enzymem při různých hodnotách pH.Azokassein was cleaved by the enzyme at various pH values.

Pufrující roztoky v reakční směsi měly koncentraci 67 mM a obsahovaly acetátový pufr (pH 4-5,5), KH^PO^-Na^PO^ (pH 6,0-8,0), Na2B4Ov-HCl (pH 8,0-9,0), Na^B^-NaOH (pHBuffer solutions in the reaction mixture had a concentration of 67 mM and contained acetate buffer (pH 4-5.5), KH 2 PO 4 -Na 2 PO 4 (pH 6.0-8.0), Na 2 B 4 O in -HCl (pH 8.0-9.0), Na 2 B 4 -NaOH (pH

9,5-10,0) a Na^HPO^-NaOH (pH 10,5-12,0).9.5-10.0) and Na 2 HPO 4 -NaOH (pH 10.5-12.0).

Výsledky jsou ukázány na obr. 11.The results are shown in Figure 11.

Relativní aktivita enzymu při pH 7,5 jako optimálním pH se udržela na hodnotě 80 % v rozmezí pH 6,0 až 10,0. Enzym tedy funguje v poměrně širokém rozmezí okolo hodnoty neutrálního pH. Enzym však nefungoval uspokojivě při hodnotách pH 5,5 a nižších nebo při hodnotách pH 10,0 a vyšších, a při pH 12 byl inaktivován a ztrácel proteasovou aktivitu.The relative enzyme activity at pH 7.5 as optimal pH was maintained at 80% in the pH range of 6.0 to 10.0. Thus, the enzyme functions over a relatively wide range around neutral pH. However, the enzyme did not function satisfactorily at pH 5.5 and below or at pH 10.0 and above, and was inactivated at pH 12 and lost protease activity.

Příklad 9Example 9

Stabilita proteasy v závislosti na pHPH-dependent protease stability

Enzym byl zkoumán v pufrech o různém pH pomocí Econo-Pac (Biorad Co.). Pufrující roztoky měly koncentraci 67 mM a obsahovaly acetátový pufr (pH 4-5), KH^PO^-Na^HPO^ (pH 6-8), glycin-NaOH (pH 9-10) a Na^HPO^-NaOH (pH 11-12). Po výměně pufru byl enzym inkubován při 20 C po dobu 1 hodiny, aby bylo možno vyhodnotit zbytkovou proteasovou aktivitu.The enzyme was assayed in various pH buffers using Econo-Pac (Biorad Co.). Buffer solutions were 67 mM and contained acetate buffer (pH 4-5), KH 2 PO 4 -Na 4 HPO 4 (pH 6-8), glycine-NaOH (pH 9-10) and Na 4 HPO 4 -NaOH ( pH 11-12). After buffer exchange, the enzyme was incubated at 20 ° C for 1 hour to evaluate residual protease activity.

Výsledky jsou ukázaný na obr. 12.The results are shown in Figure 12.

Bylo zjištěno, že enzym je stabilní v rozmezí pH 6,0 až 10,0 při teplotě 20 °C po dobu 1 hodiny, ale při zachování stejných podmínek je inaktivován při pH 4,0 a 12,0.The enzyme was found to be stable between pH 6.0 and 10.0 at 20 ° C for 1 hour but was inactivated at pH 4.0 and 12.0 under the same conditions.

• · ·· ····• · ·· ····

9 • 9 9 9 • 99 9 9 99 • 9 9 9 • 99 9 9 9

Příklad 10Example 10

Vliv teploty na enzymovou reakciInfluence of temperature on enzyme reaction

Azokasein byl štěpen enzymem při různých pH v teplotním rozmezí od 0 do 70 °C .Azokassein was cleaved by the enzyme at various pHs in the temperature range of 0 to 70 ° C.

Podobná reakce byla prováděna s komerčně dostupnými enzymy jako jsou Subtilisin Carlsberg, V8 proteasa (izolovaná ze Staphylococcus aurcub V8), Sabinasa (Novonordisc), a Alkalasa (Novonordisc).A similar reaction was performed with commercially available enzymes such as Subtilisin Carlsberg, V8 protease (isolated from Staphylococcus aurcub V8), Sabinase (Novonordisc), and Alkalasa (Novonordisc).

Výsledky znázorňující za předpokladu, že substrát byl přítomen v nadbytku a veškerý enzym byl přítomen ve formě komplexu enzym-substrát, jsou uvedeny na obr. 13, kde 0 představuje náš enzym, V8 proteasu, O Subtilisin Carlsberg, A Sabinasu a V Alkalasu.The results, assuming that the substrate was present in excess and all the enzyme was present in the form of enzyme-substrate complex, are shown in Figure 13, where 0 represents our enzyme, V8 protease, O Subtilisin Carlsberg, A Sabinase and V Alkalas.

Bylo zjištěno, že enzym má teplotní optimum při 40 °C a rychle se inaktivuje při reakční teplotě vyšší než je jeho optimální teplota. Bylo rovněž zjištěno, že všechny komerčně dostupné proteasy mají teplotní optimum 50 °C a vyšší, a že hodnota K<;at námi presentovaného enzymu je v rozmezí 10 až 40 °C vyšší než u kterékoliv ze srovnávaných proteas.The enzyme has been found to have a temperature optimum at 40 ° C and is rapidly inactivated at a reaction temperature above its optimum temperature. It was also found that all of the commercially available proteases have optimum temperature of 50 ° C or higher, and that the value of K <; us-presented at the enzyme is in the range 10 to 40 ° C higher than any of the comparable proteases.

Příklad 11Example 11

Teplotní stabilita proteasyThermal stability of the protease

Enzym byl inkubován při teplotách od 20 do 50 °C. Změny aktivity v závislosti na čase inkubace jsou uvedeny na obr. 14, kde Q představuji změny při 20 °C, φ při 30 °C, O při 40 °C a Z\ při 50 °C.The enzyme was incubated at temperatures from 20 to 50 ° C. Changes in activity versus incubation time are shown in Figure 14, where Q represents changes at 20 ° C, φ at 30 ° C, 0 at 40 ° C, and Z \ at 50 ° C.

Enzym nebyl prakticky inaktivován při 20 nebo 30 °C, ale ««ΰ «β»»,»».The enzyme was not practically inactivated at 20 or 30 ° C, but «ΰ« β »», »».

• · · · · · * · · • · · ··· · • · ·· · po jedné hodině inkubace při 40 ”C se postupně snížila jeho aktivita na 60 % aktivity pozorované při 20 nebo 30 °C, a při 50 °C byl enzym úplně inaktivován do 15 minut.After one hour of incubation at 40 ° C, its activity gradually decreased to 60% of the activity observed at 20 or 30 ° C, and at 50 ° C. C, the enzyme was completely inactivated within 15 minutes.

Enzym lze považovat za tepelně nestabilní, protože výše zmíněné teploty jsou nižší než optimální teploty proteas použitých v předchozím experimentu pro srovnání.The enzyme can be considered thermally unstable because the above temperatures are lower than the optimal protease temperatures used in the previous experiment for comparison.

Příklad 12Example 12

Vliv inhibitorůEffect of inhibitors

Jako inhibitory byly použity fenylmetylsulfonylfluorid (PMSF) působící na serinové proteasy, jodoacetamid (IAA), působící na cysteinové proteasy, kyselina ethylendiaminotetraoctová (EDTA) působící na metaloproteasy, o-fenantrolin, 2,2'-bipyridyl, a citrát a oxalát působící specificky na Ca2* ionty. Po přidání inhibitorů v různých koncentracích do enzymového reakčního systému, byl tento systém inkubován při 20 C po dobu 1 hodiny, aby bylo možno stanovit zbytkovou proteasovou aktivitu. Výsledky ukazuje následující tabulka.Phenylmethylsulfonyl fluoride (PMSF) acting on serine proteases, iodoacetamide (IAA) acting on cysteine proteases, ethylenediaminotetraacetic acid (EDTA) acting on metalloproteases, o-phenanthroline, 2,2'-bipyridyl, and citrate and oxalate were used as inhibitors Ca 2 * ions. After adding inhibitors at various concentrations to the enzyme reaction system, this system was incubated at 20 ° C for 1 hour to determine residual protease activity. The results are shown in the following table.

Tabulka 5Table 5

Vliv inhibitorůEffect of inhibitors

Inhibitor Inhibitor Koncentrace Concentration Zbytková aktivita (%) Residual Activity (%) Bez inhibitoru No inhibitor 10 mM 10 mM 100 100 ALIGN! PMSF PMSF 10 mM 10 mM 99 99 Jodoacetamid Iodoacetamide 10 mM 10 mM 94 94 EDTA EDTA 10 mM 10 mM 8 8 o-Fenantrolin o-Phenantrolin 10 mM 10 mM 91 91 2,2'-Bipyridyl 2,2'-Bipyridyl 10 mM 10 mM 39 39 Citrát Citrate 10 mM 100 mM 10 mM 100 mM 41 0 41 0 Oxalát Oxalate 10 mM 100 mM 10 mM 100 mM 45 0 45 0

• · · • · · ···· ♦• · · · · · ···· ♦

Proteasová aktivita enzymu nebyla inhibována PMSF nebo IAA, ale výrazně ji inhibovaly EDTA, 2,2'-bipyridyl, citrát a oxalát. Bylo tak zjištěno, že proteasová aktivita je závislá na přítomnosti iontů kovů a tedy, že studovaný enzym je metalóproteasa. Z inhibice citrátem a oxalátem lze usuzovat, že proteasová aktivita je závislá na vápníku.The protease activity of the enzyme was not inhibited by PMSF or IAA, but significantly inhibited by EDTA, 2,2'-bipyridyl, citrate and oxalate. Thus, it was found that the protease activity is dependent on the presence of metal ions and thus that the enzyme studied is a metalloprotease. Inhibition by citrate and oxalate suggests that the protease activity is calcium dependent.

Příklad 13Example 13

Vliv látek denaturujících proteinyInfluence of protein denaturants

Sodium dodecylsulfát (SDS) a močovina byly použity jako | látky denaturující proteiny. Po přidáni různých koncentrací { látek děnaturujících proteiny byl enzymový systém inkubován pri 20 °C po dobu 1 hodiny, aby bylo možno stanovit zbytkovou 1 proteasovou aktivitu.Sodium dodecyl sulfate (SDS) and urea were used as protein denaturants. After the addition of various concentrations of protein tanning agents, the enzyme system was incubated at 20 ° C for 1 hour to determine residual 1 protease activity.

Výsledky získané s SDS a močovinou jsou uvedeny na obrázcích 15 a 16.The results obtained with SDS and urea are shown in Figures 15 and 16.

Proteasa byla inhibována i v nízkých koncentracích SDS a úplné inaktivace bylo dosaženo při použití koncentrace 0,25 % SDS. Proteasa nebyla inhibována močovinou až do koncentraceProtease was inhibited even at low SDS concentrations and complete inactivation was achieved using 0.25% SDS. Protease was not inhibited by urea up to concentration

M, při použití 3 M močoviny činila zbytková aktivita 60 % a 4 M močovina úplně inhibovala aktivitu proteasy.M, using 3 M urea, the residual activity was 60% and 4 M urea completely inhibited the protease activity.

Příklad 14Example 14

Vliv iontů kovůInfluence of metal ions

AgNO3, CuSO^, ZnSO4, CoSO^, FeSO^, MnSO4, CaCl^ a MgSO^ byly použity jako zdroj iontů kovů. Po přidání soliAgNO 3 , CuSO 4 , ZnSO 4 , CoSO 4 , FeSO 4 , MnSO 4 , CaCl 4 and MgSO 4 were used as a source of metal ions. After addition of salt

99999999

9 9 « · · 999999 99 9 «· · 999999 8

9 9 9 · 9 9 9 99 9 9

DD · 9999 9 9 · 9 · 999 9DD · 9999 9 9

9 9 9 9 9 99 9 9 9 9

9999 · 99999 99 9 příslušného kovu v konečné koncentraci 1 mM, byl enzymový systém inkubován při 20 °C po dobu 1 hodiny a byla stanovena zbytková aktivita enzymu.The enzyme system was incubated at 20 ° C for 1 hour and the residual enzyme activity was determined.

Výsledky jsou uvedeny v následující tabulceThe results are shown in the following table

Tabulka 6Table 6

Vliv iontů kovůInfluence of metal ions

Kovový ion Metal ion Zbytková aktivita (%) Residual Activity (%) Žádný kovový ion No metal ion 100 100 ALIGN! Ag* Ag * 11 11 Cu2M Cu 2M 44 44 Zn2+ Zn 2+ 61 61 Co2*Co 2 * 63 63 Fe2+ Fe 2+ 76 76 Mn2 Mn 2 95 95 Ca2Ca 2 ' 100 100 ALIGN! Mg2*Mg 2 * 100 100 ALIGN!

Studovaný enzym byl výrazně inhibován ionty Ag^, Cu2+, Zn2+, Co2*, a Fe2+. Při inhibici Ag^ byla zbytková aktivita pouze 10 %. Enzym nebyl vůbec inhibován ionty Mg2* a Ca2''.An enzyme was significantly inhibited by Ag-ions, Cu 2+, Zn 2+, Co 2 *, and Fe 2+. With Ag 1 inhibition, the residual activity was only 10%. The enzyme was not inhibited by Mg 2+ ions and Ca * 2 '.

Příklad 15Example 15

Substrátová specificitaSubstrate specificity

Kasein (Hammarsten), dimethylkasein, želatina, hemoglobin, hovězí serumalbumin a ribonukleasa byly použity jako substrátové proteiny k měření proteolytické aktivity modifikovanou Ansonovou metodou. Azokasein a azoalbumin byly použity jako azoprotein-modifikující proteiny.Casein (Hammarsten), dimethyl casein, gelatin, hemoglobin, bovine serum albumin and ribonuclease were used as substrate proteins to measure proteolytic activity by the modified Anson method. Azokassein and azoalbumin were used as azoprotein-modifying proteins.

Výsledky jsou uvedeny v následující tabulce.The results are shown in the following table.

·· · · ·· ·· ···· • · · ······ * • · · »·»··· ······ · · · · ··· · • · 9 9 9 9 9································ 9 9 9 9 9

9999 9 999 99 99 99999 9 999 99 99

Tabulka 7Table 7

Substrátová specificitaSubstrate specificity

Substrát (1 %) Substrate (1%) Rychlost hydrolysy (%) Hydrolysis rate (%) Kasein (Hammarsten) Casein (Hammarsten) 100 100 ALIGN! Dimethylkasein Dimethylkasein 93 93 Želatina Gelatine 53 53 Hemoglobin Hemoglobin 18 18 Hovězí serumalbumin Beef serumalbumin 17 17 Ribonukleasa Ribonukleasa 0 0 Azokasein Azokasein 100 100 ALIGN! Azoalbumin Azoalbumin 20 20 May

Enzym podle tohoto vynálezu dobře rozkládá íThe enzyme of the invention degrades well

vysokomolekulární proteiny a denaturované proteiny jako t íhigh molecular weight proteins and denatured proteins such as three

například kasein a dimethylkasein a rovněž rozkládá želatinu j . . . i jako protein denaturovaného kolagenu s 50 % účinností ve ·$ srovnání s kaseinem. Enzym prakticky nerozkládá jiné přírodní | proteiny a zejména ne ribonukleasu. 1for example casein and dimethyl casein and also decomposes gelatin j. . . as a denatured collagen protein with 50% efficiency compared to casein. The enzyme practically does not decompose other natural proteins and in particular not ribonuclease. 1

Příklad 16Example 16

Kinetiká enzymové reakce s kaseinemKinetics of enzyme reaction with casein

Vynesení podle Lineweavera a Burka byla získána při různých teplotách od 5 do 40 °C s roztokem obsahujícím 0,05 až % kaseinu jako enzymový substrát. Vynesení jsou znázorněna na obr. 17, kde horní graf (A) ukazuje změnu hodnoty 1/v v rozsahu 0 až 2,0 a spodní graf (B) změnu hodnoty 1/v v rozsahu až 0,2. Na obrázku Q představuje vynesení při 5 C, φ při °C, O při 20 ”C, při 30 °C a v při 40 °C.The Lineweaver and Burk plots were obtained at various temperatures from 5 to 40 ° C with a solution containing 0.05 to% casein as enzyme substrate. The plots are shown in Fig. 17, where the top graph (A) shows a change in the value of 1 / v in the range of 0 to 2.0 and the bottom graph (B) shows a change in the value of 1 / v in the range of up to 0.2. In Figure Q, the plot is at 5 C, φ at ° C, O at 20 ° C, at 30 ° C and at 40 ° C.

Kinetická konstanta enzymové reakce byla získána z vynesení podle Lineweavera a Burka tak jak je znázorněno v tabulce uvedené níže.The kinetic constant of the enzyme reaction was obtained from Lineweaver and Burk plots as shown in the table below.

9· 99 · 9

Tabulka 8Table 8

Substrátová specificitaSubstrate specificity

Substrát (1 %) Substrate (1%) Rychlost hydrolysy (%) Hydrolysis rate (%) Kaséin (Hammarsten) Kasein (Hammarsten) 100 100 ALIGN! Dimethylkasein Dimethylkasein 93 93 Želatina Gelatine 53 53 Hemoglobin Hemoglobin 18 18 Hovězí serumalbumin Beef serumalbumin 17 17 Ribonukleasa Ribonukleasa 0 0 Azokasein Azokasein 100 100 ALIGN! Azoalbumin Azoalbumin 20 20 May

Jak je z tabulky zřejmé, enzym vykazuje reakční rychlost typu Michaelis-Mentenové pro různé koncentrace kaseinu. Hodnota K klesala a hodnota V naopak stoupala se zvyšující m max se teplotou. Enzymová aktivita byla inhibóvána při vysoké koncentraci kaseinu při 5 a 10 °C. Obecně měl enzym tendenci být inhibován při nadbytečné koncentraci substrátu. Avšak enzym nebyl inhibován při koncentraci kaseinu 1 % při zvýšené reakční teplotě. Domníváme se, že důvodem pro toto chování bylo zvýšení hodnoty tím, že teplota se přiblížila optimální hodnotě a docházelo k malé inhibici produkty rozkladu kaseinu. Na základě vynesení podle Lineweavera a Burka se rovněž domníváme, že teplotní inhibice je smíšeného typu. To znamená, že vliv teploty je považován za nekompetitivní nebo akompetitivní inhibici a vliv produktů rozkladu kaseinu za kompetitivní inhibici.As shown in the table, the enzyme exhibits a Michaelis-Menten-type reaction rate for various casein concentrations. The value of K decreased and the value of V increased with increasing m max with temperature. Enzyme activity was inhibited at high casein concentrations at 5 and 10 ° C. In general, the enzyme tended to be inhibited at excess substrate concentration. However, the enzyme was not inhibited at a casein concentration of 1% at an elevated reaction temperature. We believe that the reason for this behavior was an increase in value as the temperature approached the optimum value and there was little inhibition of the casein degradation products. Based on the plots by Lineweaver and Burk, we also believe that thermal inhibition is a mixed type. That is, the effect of temperature is considered a non-competitive or acompetitive inhibition and the effect of casein decomposition products as a competitive inhibition.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Psychrofilní proteasa podle tohoto vynálezu má optimální teplotu v nízkém teplotním rozsahu. Tedy, pomocí psychrofilní • · · ·· · ) · · • · · proteasy podle tohoto vynálezu, lze štěpit proteiny při nízké teplotě. Například detergent, který lze použít i ve vodě při nízké teplotě, je připraven přidáním proteasy podle tohoto vynálezu do detergentního přípravku. S výjimkou zahrnutí psychrofilní proteasy podle tohoto vynálezu, lze tento detergentní přípravek připravit konvenčními metodami. Stručně řečeno, lze jej připravit kombinací proteasy podle tohoto vynálezu s obvyklou detergentní složkou jako je povrchově aktivní činidlo pro detergenty, bělidlo nebo plnidlo.The psychrophilic protease of the invention has an optimal temperature in the low temperature range. Thus, with the psychrophilic protease of the invention, proteins can be cleaved at low temperature. For example, a detergent that can also be used in water at low temperature is prepared by adding the protease of the invention to the detergent composition. Except for the inclusion of the psychrophilic protease of the invention, the detergent composition may be prepared by conventional methods. Briefly, it can be prepared by combining the protease of the invention with a conventional detergent component, such as a detergent surfactant, bleach or filler.

Enzymová reakce psychrofilní proteasy podle tohoto vynálezu probíhá při nízké teplotě. Tedy, i když reakční systém obsahuje organické rozpouštědlo, které je těkavé při teplotě místnosti, může reakce probíhat za nízké teploty, kdy se organické rozpouštědlo neodpařuje. Navíc, když zamýšlíme zlepšit kvalitu potravin použitím proteasy podle tohoto vynálezu, je výhodné užít tuto proteasu, protože reakce probíhá při nízké teplotě, při které jsou potraviny účinně chráněny před rozkladem.The enzymatic reaction of the psychrophilic protease of the invention takes place at low temperature. Thus, even if the reaction system contains an organic solvent that is volatile at room temperature, the reaction may proceed at a low temperature where the organic solvent does not evaporate. Moreover, when we intend to improve the quality of the foodstuffs using the protease of the present invention, it is preferable to use this protease because the reaction takes place at a low temperature at which the foodstuffs are effectively protected from decomposition.

Claims (10)

1. Psychrofilní proteasa, která má následující fyzikálně-chemické vlastnosti:1. A psychrophilic protease having the following physicochemical properties: Specifická aktivita a substrátová specificita: enzym rozkládá kasein a dimethylkasein, ale nerozkládá ribonukleasu;Specific activity and substrate specificity: the enzyme breaks down casein and dimethyl casein but does not break down ribonuclease; - Optimální teplota: enzym má optimální teplotu účinku 40 °C; a- Optimum temperature: the enzyme has an optimum effect temperature of 40 ° C; and - Teplotní stabilita: za podmínek uchovávání při pH 7 po dobu 1 hodiny není enzym prakticky inaktivován při teplotách do 30 °C, ale při 40 °C ztrácí přibližně 40 % své aktivity, a při 50 °C je rychle inaktivován, takže aktivita úplně mizí po 15 minutách.- Temperature stability: under storage conditions at pH 7 for 1 hour, the enzyme is not practically inactivated at temperatures up to 30 ° C but loses approximately 40% of its activity at 40 ° C, and is rapidly inactivated at 50 ° C so that the activity disappears completely after 15 minutes. 2. Psychrofilní proteasa podle nároku 1, která má následující fyzikálně-chemické vlastnosti:The psychrophilic protease according to claim 1, having the following physicochemical properties: - Optimální pH: působí optimálně při pH 7,5 ; a- Optimal pH: works optimally at pH 7.5; and - Stabilita v závislosti na pH: enzym je stabilní při pH v rozmezí 6,0 až 10,0 za podmínek uchovávání při teplotě 20 °G po dobu 1 hodiny.- pH-dependent stability: the enzyme is stable at a pH of between 6.0 and 10.0 under storage conditions at 20 ° C for 1 hour. 3. Psychrofilní proteasa podle nároku 1, kdy proteasa má molekulovou hmotnost 38 kDa podle měření polyakrylamidovou elektroforesou v přítomnosti sodium dodecylsulfátu a metodou gelové filtrace.The psychrophilic protease of claim 1, wherein the protease has a molecular weight of 38 kDa as measured by polyacrylamide electrophoresis in the presence of sodium dodecyl sulfate and by gel filtration method. 4. Psychrofilní proteasa podle nároku 1, kdy proteasa má • · ·The psychrophilic protease of claim 1, wherein the protease has: 9 9 99 9 9 9 9 99 9 9 9 99 9 99 98 9 9 9 99 9 999 9 9 • ·· · · · ··· *« · · · · ·999 9 9 • ··· 9 9 9 9 9 9 99 99 99999 9 9 9 9 9 99 99 9999 9 9 9 9 99 99 9 99 99 9 hodnotu izoelektrického bodu 4,5 podle měření pomocí izoelektrické fokusace.99 9 99 99 9 isoelectric point 4.5 as measured by isoelectric focusing. 5. Izolovaný mikroorganismus náležející druhu Flavobacteríum balustinum, který je schopný produkovat proteasu podle nárokůAn isolated microorganism belonging to the species Flavobacterium balustinum which is capable of producing a protease according to claims 1 až 4.1 to 4. 6. Izolovaný mikroorganismus náležející druhu Flavobacteríum balustinum podle nároku 5, kdy mikroorganismus roste přednostně při teplotách v rozmezí 10 až 20 °C.The isolated microorganism belonging to the species Flavobacterium balustinum according to claim 5, wherein the microorganism grows preferably at temperatures ranging from 10 to 20 ° C. IAND 7. Izolovaný mikroorganismus náležející druhu Flavobacteríum j balustinum podle nároku 5, který představuje kmen Flavobacteríum balustinum P104 {FERM BP-5006).The isolated microorganism belonging to the species Flavobacterium j balustinum according to claim 5, which is a strain of Flavobacterium balustinum P104 (FERM BP-5006). 8. Způsob přípravy psychrofilní proteasy, vyznačuj i cí se tím, že zahrnuje: kultivaci mikroorganismu8. A process for the preparation of a psychrophilic protease comprising: culturing a microorganism Flavobacteríum balustinum podle nároku 5, a izolaci psychrofilní proteasy podle nároku 1 z mikrobní kultury.Flavobacterium balustinum according to claim 5, and isolating the psychrophilic protease according to claim 1 from a microbial culture. 9. Způsob přípravy psychrofilní proteasy, vyznačující se tím, že zahrnuje: kultivaci mikroorganismu9. A method of preparing a psychrophilic protease comprising: culturing a microorganism Flavobacteríum balustinum podle nároku 6, a izolaci psychrofilní proteasy podle nároku 1 z mikrobní kultury.Flavobacterium balustinum according to claim 6, and isolating the psychrophilic protease according to claim 1 from a microbial culture. ·· · • · · • · · • ·· ·· • ·· ······ · • e » · · · « · · · · · · · • · · · · »·· ·» · · ·· E e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e · 10. Způsob přípravy psychrofilní proteasy, vyznačující se t í m, že zahrnuje: kultivaci mikroorganismu Flavobacterium balustinum podle nároku 7, a izolaci psychrofilní proteasy podle nároku 1 z mikrobní kultury.10. A method of preparing a psychrophilic protease comprising: culturing a Flavobacterium balustinum microorganism of claim 7, and isolating the psychrophilic protease of claim 1 from a microbial culture.
CZ972580A 1995-02-17 1996-02-16 Psychrophilic protease and psychrophilic bacteria CZ258097A3 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7029904A JPH08214878A (en) 1995-02-17 1995-02-17 Low temperature protease and low temperature bacteria

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ258097A3 true CZ258097A3 (en) 1998-01-14

Family

ID=12288976

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ972580A CZ258097A3 (en) 1995-02-17 1996-02-16 Psychrophilic protease and psychrophilic bacteria

Country Status (10)

Country Link
JP (1) JPH08214878A (en)
CN (1) CN1181108A (en)
BR (1) BR9607452A (en)
CA (1) CA2211938A1 (en)
CZ (1) CZ258097A3 (en)
HU (1) HUP9802061A3 (en)
IL (1) IL117164A0 (en)
MA (1) MA23810A1 (en)
TR (1) TR199700776T1 (en)
ZA (1) ZA961237B (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019080493A (en) * 2017-10-27 2019-05-30 プリマハム株式会社 Protease, detergent composition, washing method, and microorganism
CN109749978B (en) * 2019-03-07 2019-10-11 自然资源部第一海洋研究所 Promote the method for bacterial growth using low-temperature protease
CN110208411B (en) * 2019-06-10 2021-12-24 浙江龙传生物医药科技有限公司 Carboxylesterase inhibitor formulations for drug metabolism detection

Also Published As

Publication number Publication date
BR9607452A (en) 1998-06-30
ZA961237B (en) 1996-08-27
IL117164A0 (en) 1996-06-18
CN1181108A (en) 1998-05-06
JPH08214878A (en) 1996-08-27
MA23810A1 (en) 1996-10-01
HUP9802061A3 (en) 1999-07-28
TR199700776T1 (en) 1998-02-21
HUP9802061A2 (en) 1998-12-28
CA2211938A1 (en) 1996-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Karadzic et al. Purification and characterization of a protease from Pseudomonas aeruginosa grown in cutting oil
Setyorini et al. Purification and characterization of two novel halotolerant extracellular proteases from Bacillus subtilis strain FP-133
Cui et al. Production and characterization of alkaline protease from a high yielding and moderately halophilic strain of SD11 marine bacteria
Qadar et al. Optimization of protease production from newly isolated strain of Bacillus sp. PCSIR EA-3
Wang et al. Purification and properties of an extracellular cold-active protease from the psychrophilic bacterium Pseudoalteromonas sp. NJ276
Lama et al. Purification and characterization of a protease produced by an aerobic haloalkaliphilic species belonging to the Salinivibrio genus
Chitte et al. Production of a fibrinolytic enzyme by thermophilic Streptomyces species
Gerze et al. Partial purification and characterization of protease enzyme from Bacillus subtilis megatherium
Ghareib et al. Thermostable alkaline protease from Thermomyces lanuginosus: optimization, purification and characterization
Kim et al. Trypsin-like protease of Streptomyces exfoliatus SMF13, a potential agent in mycelial differentiation
Ingram et al. Studies of the extracellular proteolytic activity produced by Propionibacterium acnes
JPH05219942A (en) Variant of clostridium and histolyticum method for production thereof and usage thereof
Rashad et al. Purification and characterization of a novel fibrinolytic enzyme by Candida guilliermondii grown on sunflower oil cake
Mukhtar Production of acid protease by Aspergillus niger using solid state fermentation
Jose et al. Purification and characterization of highly active LasB protease from Pseudomonas aeruginosa MCCB 123
Aoki et al. Anaerobic synthesis of extracellular proteases by the soil bacterium Bacillus sp. AM-23: purification and characterization of the enzymes
CZ258097A3 (en) Psychrophilic protease and psychrophilic bacteria
WO1996025489A1 (en) Psychrophilic protease and psychrophilic bacteria
Morita et al. Purification and characterization of a cold‐active protease from psychrotrophic Serratia marcescens AP3801
JP2882652B2 (en) Alkaline protease and its producing microorganism
Shumi et al. Production of protease from Listeria monocytogenes
JP3592811B2 (en) Low-temperature active alkaline protease, microorganism producing the same, and method for producing the alkaline protease
Gudzenko et al. Influence of Cultivation Temperature on Activity of Proteolitic Enzymes of Bacteria Isolated from the Deep-Water Bottom Sediments of the Black Sea
WO1998040473A1 (en) Keratinolytic protease ek3 and xanthomonas maltophilia ek3
Fukuda et al. Novel extracellular alkaline metalloendopeptidases from Vibrio sp. NUF-BPP1: purification and characterization

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic