JP7050527B2 - Production method of useful substances - Google Patents
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Description
本発明は、有用物質の生産方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a useful substance.
微生物によりアミノ酸やタンパク質等の有用物質を生産する技術は、医療等の産業分野で広く利用されている。
アミノ酸やタンパク質等の有用物質を生産する微生物としては、大腸菌により生産する方法が知られている。しかしながら、生産する有用物質が限定されることや分泌生産が難しいという課題がある。そのため、グラム陽性菌、酵母及び担子菌等の菌類を用いることで、幅広い有用物質を分泌生産することが可能となっている(例えば非特許文献1及び2)。
Technology for producing useful substances such as amino acids and proteins by microorganisms is widely used in industrial fields such as medical treatment.
As a microorganism that produces useful substances such as amino acids and proteins, a method of producing by Escherichia coli is known. However, there are problems that useful substances to be produced are limited and secretory production is difficult. Therefore, by using fungi such as Gram-positive bacteria, yeast and basidiomycete, it is possible to secrete and produce a wide range of useful substances (for example, Non-Patent Documents 1 and 2).
しかしながら、このようなグラム陽性菌、酵母及び担子菌等の菌類は、外界からのストレスに耐えるため、厚い多糖よりなる細胞壁を有している。この多糖からなる細胞壁は、有用物質の吸着や有用物質の透過を抑制などの原因となり、分泌効率が悪化し、分泌生産において大きな課題となっている。 However, such fungi such as Gram-positive bacteria, yeasts and basidiomycetes have a cell wall made of thick polysaccharide in order to withstand stress from the outside world. This cell wall made of polysaccharide causes adsorption of useful substances and suppression of permeation of useful substances, and the secretory efficiency deteriorates, which is a big problem in secretory production.
そのため、酵母においては、多糖による細胞壁を薄くすることを目的として、S.cerevisiaeやYarrowia lipolyticaの糖合成関連遺伝子破壊株を用いることで、タンパク質分泌量を増加させる技術(非特許文献3)がある。しかしながら、この方法で得られた糖タンパク質では糖鎖付加しないタンパク質に限定されるなどの問題点が指摘されており、依然、有用な解決策は見出されていない。 Therefore, in yeast, for the purpose of thinning the cell wall due to polysaccharides, S. There is a technique (Non-Patent Document 3) for increasing the amount of protein secretion by using a sugar synthesis-related gene-disrupted strain of S. cerevisiae or Yarrowia lipolytica. However, it has been pointed out that the glycoprotein obtained by this method is limited to proteins that do not have glycosylated chains, and no useful solution has been found yet.
本発明の目的は、酵母が生産した有用物質を効率よく培養液中への分泌できる有用物質の生産方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a method for producing a useful substance capable of efficiently secreting a useful substance produced by yeast into a culture solution.
本発明者らは、これらの問題点を解決するべく鋭意検討した結果、本発明に到達した。
すなわち本発明は、培養液中に含まれる酵母により有用物質を培養液中に分泌生産する有用物質の生産方法であって、酵母がKluyveromyces属、Hansenula属、Pichia属、Yarrowia属及びCandida属からなる群より選ばれる少なくとも1種であり、培養液中にイオン界面活性剤(A)及びノニオン界面活性剤(B)を含有し、イオン界面活性剤(A)がアニオン界面活性剤(A1)、カチオン界面活性剤(A2)及び両性界面活性剤(A3)からなる群より選ばれる1種以上の界面活性剤であり、ノニオン界面活性剤(B)はHLB値が3~20のノニオン界面活性剤である有用物質の生産方法である。
The present inventors have arrived at the present invention as a result of diligent studies to solve these problems.
That is, the present invention is a method for producing a useful substance by secreting and producing a useful substance in the culture solution by the yeast contained in the culture solution, wherein the yeast is composed of the genus Kluyveromyces, the genus Hansenula, the genus Pichia, the genus Yarrowia and the genus Candida. At least one selected from the group, the culture solution contains an ionic surfactant (A) and a nonionic surfactant (B), and the ionic surfactant (A) is an anionic surfactant (A1) and a cation. One or more surfactants selected from the group consisting of a surfactant (A2) and an amphoteric surfactant (A3), and the nonionic surfactant (B) is a nonionic surfactant having an HLB value of 3 to 20. A method of producing a useful substance.
本発明の有用物質の生産方法を用いることで、酵母が生産した有用物質を高効率で培養液中へ分泌させることができる。 By using the method for producing a useful substance of the present invention, the useful substance produced by yeast can be secreted into the culture solution with high efficiency.
本発明の有用物質の生産方法は、培養液中に含まれる酵母により有用物質を培養液中に分泌生産する有用物質の生産方法であって、酵母がKluyveromyces属、Hansenula属、Pichia属、Yarrowia属及びCandida属からなる群より選ばれる少なくとも1種であり、培養液中にイオン界面活性剤(A)及びノニオン界面活性剤(B)を含有することを特徴とする。そして、イオン界面活性剤(A)がアニオン界面活性剤(A1)、カチオン界面活性剤(A2)及び両性界面活性剤(A3)からなる群より選ばれる1種以上の界面活性剤であり、ノニオン界面活性剤(B)はHLB値が3~20のノニオン界面活性剤である。 The method for producing a useful substance of the present invention is a method for producing a useful substance by secreting and producing a useful substance in a culture solution by yeast contained in the culture solution, wherein the yeast belongs to the genus Kluyveromyces, the genus Hansenula, the genus Pichia, and the genus Yarrowia. And at least one selected from the group consisting of the genus Pichia, characterized in that the culture solution contains an ionic surfactant (A) and a nonionic yeast (B). The ionic surfactant (A) is one or more surfactants selected from the group consisting of an anionic surfactant (A1), a cationic surfactant (A2) and an amphoteric surfactant (A3), and is a nonion. The surfactant (B) is a nonionic surfactant having an HLB value of 3 to 20.
本発明の生産方法に用いる培養液としては、当技術分野で一般的に用いられる細胞培養用培地あれば特に制限なく用いることができ、炭素源、窒素源その他の必須栄養素を含む天然培地、合成培地のいずれを用いてもよい。 The culture medium used in the production method of the present invention can be used without particular limitation as long as it is a cell culture medium generally used in the art, and is a natural medium containing a carbon source, a nitrogen source and other essential nutrients, and synthetic. Any medium may be used.
炭素源としては、グルコース、フラクトース、スクロース、デンプン等の炭水化物、酢酸、プロピオン酸等の有機酸、エタノール、プロパノール等のアルコール類が挙げられる。 Examples of the carbon source include carbohydrates such as glucose, fructose, sucrose and starch, organic acids such as acetic acid and propionic acid, and alcohols such as ethanol and propanol.
窒素源としては、アンモニア、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、リン酸アンモニウム等の無機酸あるいは有機酸のアンモニウム塩またはその他の含窒素化合物のほか、ペプトン、肉エキス、コーンスチープリカー等が挙げられる。 Examples of the nitrogen source include ammonium salts of inorganic or organic acids such as ammonia, ammonium chloride, ammonium sulfate, ammonium acetate and ammonium phosphate or other nitrogen-containing compounds, as well as peptone, meat extract and corn steep liquor.
その他の必須栄養素としては、無機塩類が挙げられ、無機塩類としては、リン酸第一カリウム、リン酸第二カリウム、リン酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化ナトリウム、硫酸第一鉄、硫酸マンガン、硫酸銅、炭酸カルシウム等が用いられる。 Examples of other essential nutrients include inorganic salts, and examples of the inorganic salts include primary potassium phosphate, ferric potassium phosphate, magnesium phosphate, magnesium sulfate, sodium chloride, ferrous sulfate, manganese sulfate, and copper sulfate. , Calcium carbonate and the like are used.
本発明における酵母は、遺伝子操作と産業利用のしやすさと、有用物質生産の観点から、Kluyveromyces属、Hansenula属、Pichia属、Yarrowia属及びCandida属である。 The yeasts in the present invention belong to the genera Kluyveromyces, Hansenula, Pichia, Yarrowia and Candida from the viewpoints of gene manipulation, ease of industrial use, and production of useful substances.
本発明における有用物質は、特に限定されないが、タンパク質(酵素、ホルモンタンパク質、抗体及びペプチド等)、オリゴ糖及び核酸等が含まれる。 The useful substance in the present invention is not particularly limited, and includes proteins (enzymes, hormone proteins, antibodies, peptides, etc.), oligosaccharides, nucleic acids, and the like.
タンパク質としては、酵素{酸化還元酵素(コレステロールオキシダーゼ、グルコースオキシダーゼ、アスコルビン酸オキシダーゼ及びペルオキシダーゼ等)、加水分解酵素(リゾチーム、プロテアーゼ、セリンプロテアーゼ、アミラーゼ、リパーゼ、セルラーゼ及びグルコアミラーゼ等)、異性化酵素(グルコースイソメラーゼ等)、転移酵素(アシルトランスフェラーゼ及びスルホトランスフェラーゼ等)、合成酵素(脂肪酸シンターゼ、リン酸シンターゼ及びクエン酸シンターゼ等)及び脱離酵素(ペクチンリアーゼ等)等}、ホルモンタンパク質{骨形成因子(BMP)、インターフェロンα、インターフェロンβ、インターロイキン1~12、成長ホルモン、エリスロポエチン、インスリン、顆粒状コロニー刺激因子(G-CSF)、組織プラスミノーゲン活性化因子(TPA)、ナトリウム利尿ペプチド、血液凝固第VIII因子、ソマトメジン、グルカゴン、成長ホルモン放出因子、血清アルブミン及びカルシトニン等}、抗体{1本鎖抗体、IgGラージサブユニット、IgGスモールサブユニット等}、抗原タンパク質{B型肝炎表面抗原等}、機能性タンパク質{プロネクチン(登録商標)、不凍ペプチド、抗菌ペプチド等}、蛍光タンパク質(GFP等)、発光タンパク質(ルシェラーゼ等)及びペプチド(特にアミノ酸組成を限定するものではなく、オリゴペプチド、ジペプチド及びトリペプチド等)等が挙げられる。 Examples of proteins include enzymes {oxidation-reducing enzymes (cholesterol oxidase, glucose oxidase, ascorbic acid oxidase, peroxidase, etc.), hydrolyzing enzymes (lysoteam, protease, serine protease, amylases, lipase, cellulase, glucoamylase, etc.), isomerizing enzymes (such as isomerase). Glucose isomerase, etc.), transferases (acyltransferase, sulfotransferase, etc.), synthases (fatty acid synthase, phosphate synthase, citrate synthase, etc.) and desorption enzymes (peptidrianase, etc.)}, hormonal proteins {bone-forming factors (bone-forming factors, etc.) BMP), interferon α, interferon β, interleukins 1-12, growth hormone, erythropoetin, insulin, granular colony stimulator (G-CSF), tissue plasminogen activator (TPA), sodium diuretic peptide, blood coagulation Factor VIII, somatomedin, glucagon, growth hormone releasing factor, serum albumin and calcitonin, etc.}, antibody {single-stranded antibody, IgG large subunit, IgG small subunit, etc.}, antigen protein {hepatitis B surface antigen, etc.}, Functional proteins {pronectin (registered trademark), antifreeze peptides, antibacterial peptides, etc.}, fluorescent proteins (GFP, etc.), luminescent proteins (lucerase, etc.) and peptides (not particularly limited in amino acid composition, oligopeptides, dipeptides, etc.) Tripeptide, etc.) and the like.
オリゴ糖としては、スクロース、ラクトース、トレハロース、マルトース、ラフィノース、パノース、シクロデキストリン、ガラクトオリゴ糖及びフラクトオリゴ糖等が挙げられる。 Examples of the oligosaccharide include sucrose, lactose, trehalose, maltose, raffinose, panose, cyclodextrin, galactooligosaccharide, fructooligosaccharide and the like.
核酸としては、DNA、RNA、イノシン一リン酸、アデノシン一リン酸及びグアノシン一リン酸等が挙げられる。 Examples of the nucleic acid include DNA, RNA, inosinic acid, adenosine monophosphate, guanosine monophosphate and the like.
これらの有用物質のうち、有用物質の作製の容易さの観点から、タンパク質が好ましく、さらに好ましくは酵素、ホルモンタンパク質及び抗体である。 Among these useful substances, proteins are preferable, and enzymes, hormonal proteins and antibodies are more preferable from the viewpoint of easiness of producing useful substances.
有用物質がタンパク質である場合、タンパク質が微生物内で発現した後、一部又は全てがペリプラズムへ移行する性質をタンパク質が有している事が好ましい。さらに好ましくはペリプラズムへの移行に必要なシグナル配列をORF中にコードしているタンパク質である。
ペリプラズムとは、微生物の細胞質膜より外側の空間と多糖を含む細胞壁層の事である。
ペリプラズムへの移行に必要なシグナル配列としては、Sec分泌シグナル配列、TAT分泌シグナル、α-シグナル配列、PHO1遺伝子のシグナル配列等が挙げられる。
When the useful substance is a protein, it is preferable that the protein has a property that a part or all of the protein is transferred to periplasm after being expressed in the microorganism. More preferably, it is a protein that encodes the signal sequence required for the transition to periplasm in the ORF.
Periplasm is the space outside the cytoplasmic membrane of microorganisms and the cell wall layer containing polysaccharides.
Examples of the signal sequence required for the transition to periplasm include a Sec secretory signal sequence, a TAT secretory signal, an α-signal sequence, a signal sequence of the PHO1 gene, and the like.
本発明の有用物質の生産方法で使用される界面活性剤は、イオン界面活性剤(A)及びノニオン界面活性剤(B)を併用することが必要である。
そして、イオン界面活性剤(A)は、アニオン界面活性剤(A1)、カチオン界面活性剤(A2)及び両性界面活性剤(A3)からなる群より選ばれる少なくとも1種のイオン界面活性剤である。
As the surfactant used in the method for producing a useful substance of the present invention, it is necessary to use an ionic surfactant (A) and a nonionic surfactant (B) in combination.
The ionic surfactant (A) is at least one ionic surfactant selected from the group consisting of anionic surfactant (A1), cationic surfactant (A2) and amphoteric surfactant (A3). ..
アニオン界面活性剤(A1)としては、エーテルカルボン酸(A11)及びその塩、硫酸エステル(A12)又はその塩、エーテル硫酸エステル(A13)及びその塩、スルホン酸塩(A14)、スルホコハク酸塩(A15)、リン酸エステル(A16)及びその塩、エーテルリン酸エステル(A17)及びその塩、脂肪酸塩(A18)、アシル化アミノ酸塩並びに天然由来のカルボン酸及びその塩(ケノデオキシコール酸及びコール酸及びデオキシコール酸等)等が挙げられる。 Examples of the anionic surfactant (A1) include ether carboxylic acid (A11) and its salt, sulfate ester (A12) or its salt, ether sulfate ester (A13) and its salt, sulfonate (A14), and sulfosuccinate (A14). A15), phosphate ester (A16) and its salt, ether phosphate ester (A17) and its salt, fatty acid salt (A18), acylated amino acid salt and naturally occurring carboxylic acid and its salt (kenodeoxycholic acid and coli acid and Deoxycholic acid, etc.) and the like.
エーテルカルボン酸(A11)又はその塩としては炭化水素基(炭素数8~24)を有するエーテルカルボン酸及びその塩が含まれる。
エーテルとしては、有用物質の分泌効率及び細胞毒性の観点から、アルキレンオキサイド付加物が好ましく、さらに好ましくはエチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドの1種又は2種の付加物であり、特に好ましくはエチレンオキサイド付加物である。
アルキレンオキサイドの重合度としては、有用物質の分泌効率及び細胞毒性の観点から、1~10が好ましい。
(A11)又はその塩として具体的には、ポリオキシエチレンラウリルエーテル酢酸、ポリオキシエチレンラウリルエーテル酢酸ナトリウム塩、ポリオキシエチレントリデシルエーテル酢酸ナトリウム塩、ポリオキシエチレンオクチルエーテル酢酸ナトリウム塩及びラウリルグリコール酢酸ナトリウム塩等が挙げられる。
Examples of the ether carboxylic acid (A11) or a salt thereof include an ether carboxylic acid having a hydrocarbon group (8 to 24 carbon atoms) and a salt thereof.
The ether is preferably an alkylene oxide adduct, more preferably one or two adducts of ethylene oxide and propylene oxide, and particularly preferably an ethylene oxide adduct, from the viewpoint of secretory efficiency of useful substances and cytotoxicity. Is.
The degree of polymerization of the alkylene oxide is preferably 1 to 10 from the viewpoint of secretory efficiency of useful substances and cytotoxicity.
Specifically, (A11) or a salt thereof is polyoxyethylene lauryl ether acetic acid, polyoxyethylene lauryl ether acetate sodium salt, polyoxyethylene tridecyl ether acetate sodium salt, polyoxyethylene octyl ether acetate sodium salt and lauryl glycol acetate. Examples include sodium salts.
硫酸エステル(A12)及びその塩としては、炭化水素基(炭素数8~24)を有する硫酸エステル及びその塩が含まれる。(A12)及びその塩として具体的には、ラウリル硫酸ナトリウム塩及びラウリル硫酸トリエタノールアミン塩等が挙げられる。 Examples of the sulfate ester (A12) and a salt thereof include a sulfate ester having a hydrocarbon group (8 to 24 carbon atoms) and a salt thereof. Specific examples of (A12) and its salts include sodium lauryl sulfate and triethanolamine lauryl sulfate.
エーテル硫酸エステル(A13)及びその塩としては、炭化水素基(炭素数8~24)を有するエーテル硫酸エステル及びその塩が含まれる。
エーテルとしては、有用物質の分泌効率及び細胞毒性の観点から、アルキレンオキサイド付加物が好ましく、さらに好ましくはエチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドの1種又は2種の付加物であり、特に好ましくはエチレンオキサイド付加物である。
アルキレンオキサイドの重合度としては、有用物質の分泌効率及び細胞毒性の観点から、1~10が好ましい。
(A1-3)及びその塩として具体的には、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム塩及びポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸トリエタノールアミン塩等が挙げられる。
Examples of the ether sulfate ester (A13) and a salt thereof include an ether sulfate ester having a hydrocarbon group (8 to 24 carbon atoms) and a salt thereof.
The ether is preferably an alkylene oxide adduct, more preferably one or two adducts of ethylene oxide and propylene oxide, and particularly preferably an ethylene oxide adduct, from the viewpoint of secretory efficiency of useful substances and cytotoxicity. Is.
The degree of polymerization of the alkylene oxide is preferably 1 to 10 from the viewpoint of secretory efficiency of useful substances and cytotoxicity.
Specific examples of (A1-3) and its salts include polyoxyethylene lauryl ether sulfate sodium salt and polyoxyethylene lauryl ether sulfate triethanolamine salt.
スルホン酸塩(A14)としては、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩及びナフタレンスルホン酸ナトリウム塩等が挙げられる。 Examples of the sulfonate (A14) include dodecyldiphenyl ether disulfonic acid sodium salt, dodecylbenzene sulfonic acid sodium salt, naphthalene sulfonic acid sodium salt and the like.
スルホコハク酸塩(A15)としては、ポリオキシエチレンラウリルスルホコハク酸二ナトリウム塩、スルホコハク酸ラウリル二ナトリウム塩及びスルホコハク酸ポリオキシエチレンラウロイルエタノールアミド二ナトリウム塩等が挙げられる。 Examples of the sulfosuccinate (A15) include polyoxyethylene lauryl sulfosuccinate disodium salt, sulfosuccinate lauryl disodium salt, sulfosuccinate polyoxyethylene lauroylethanolamide disodium salt and the like.
リン酸エステル(A16)としては、オクチルリン酸二ナトリウム塩及びラウリルリン酸二ナトリウム塩等が挙げられる。 Examples of the phosphoric acid ester (A16) include disodium octyl phosphate and disodium lauryl phosphate.
エーテルリン酸エステル(A17)としては、ポリオキシエチレンオクチルエーテルリン酸二ナトリウム塩及びポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸二ナトリウム塩等が挙げられる。 Examples of the ether phosphate ester (A17) include polyoxyethylene octyl ether phosphate disodium salt and polyoxyethylene lauryl ether phosphate disodium salt.
脂肪酸塩(A18)としては、オクチル酸ナトリウム塩、ラウリル酸ナトリウム塩及びステアリン酸ナトリウム塩等が挙げられる。 Examples of the fatty acid salt (A18) include sodium octylate salt, sodium lauryl acid salt, sodium stearate salt and the like.
アニオン界面活性剤(A1)としては、下記一般式(1)で表される化合物が好ましい。 As the anionic surfactant (A1), a compound represented by the following general formula (1) is preferable.
一般式(1)中、R1は炭素数1~30の一価の炭化水素基を表し、(OA)はオキシアルキレン基(例えば、オキシエチレン、オキシプロピレン及びオキシブチレン等)を表し、sは1以上の整数であり、Qはスルホン酸(塩)基、カルボン酸(塩)基又はリン酸(塩)基を表す。
なお、スルホン酸(塩)は、スルホン酸及び/又はスルホン酸塩を意味し、カルボン酸(塩)は、カルボン酸及び/又はカルボン酸塩を意味し、リン酸(塩)は、リン酸及び/又はリン酸塩を意味する。塩としては、アルカリ金属塩(ナトリウム塩及びカリウム塩等)、アルカリ土類金属塩(カルシウム塩及びマグネシウム塩等)及びオニウムカチオン塩(アンモニウムカチオン、第4級アンモニウムカチオン、第3級スルホニウムカチオン、第4級ホスホニウムカチオン及び第3級オキソニウムカチオン等)等を含む。
In the general formula (1), R 1 represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, (OA) represents an oxyalkylene group (for example, oxyethylene, oxypropylene, oxybutylene, etc.), and s is. It is an integer of 1 or more, and Q represents a sulfonic acid (salt) group, a carboxylic acid (salt) group, or a phosphoric acid (salt) group.
In addition, sulfonic acid (salt) means sulfonic acid and / or sulfonate, carboxylic acid (salt) means carboxylic acid and / or carboxylate, and phosphoric acid (salt) means phosphoric acid and / Or means phosphate. Examples of the salt include alkali metal salts (sodium salt, potassium salt, etc.), alkaline earth metal salts (calcium salt, magnesium salt, etc.) and onium cation salts (ammonium cations, quaternary ammonium cations, tertiary sulfonium cations, quaternary sulfonium cations, etc.). Quaternary phosphonium cations, tertiary oxonium cations, etc.) are included.
一般式(1)においてR1は、有用物質の分泌効率及び細胞毒性の観点から、炭素数8~22の一価の炭化水素基であることが好ましく、さらに好ましくは炭素数10~18の1価の炭化水素基であることである。
炭化水素基としては、有用物質の分泌効率及び細胞毒性の観点から、脂肪族炭化水素基が好ましく、さらに好ましくは0~3個の不飽和結合を有する直鎖及び/又は分岐鎖の脂肪族炭化水素基であり、特に好ましくはアルキル基及び不飽和結合を1~3個有するアルケニル基である。
オキシアルキレン基としては、有用物質の分泌効率及び細胞毒性の観点から、オキシエチレン基が好ましい。
sは、有用物質の分泌効率及び細胞毒性の観点から、1~10の整数が好ましく、さらに好ましくは1~5の整数である。
In the general formula (1), R 1 is preferably a monovalent hydrocarbon group having 8 to 22 carbon atoms, and more preferably 1 having 10 to 18 carbon atoms, from the viewpoint of secretory efficiency of useful substances and cytotoxicity. It is a valent hydrocarbon group.
As the hydrocarbon group, an aliphatic hydrocarbon group is preferable from the viewpoint of secretory efficiency of useful substances and cytotoxicity, and more preferably, a linear and / or branched aliphatic hydrocarbon having 0 to 3 unsaturated bonds. It is a hydrogen group, particularly preferably an alkyl group and an alkenyl group having 1 to 3 unsaturated bonds.
As the oxyalkylene group, an oxyethylene group is preferable from the viewpoint of secretory efficiency of useful substances and cytotoxicity.
From the viewpoint of secretory efficiency of useful substances and cytotoxicity, s is preferably an integer of 1 to 10, and more preferably an integer of 1 to 5.
一般式(1)で表されるものとしては、ポリオキシエチレン(平均2.5モル付加物)ラウリルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレン(3モル付加物)ラウリルエーテル酢酸ナトリウム等が挙げられる。 Examples of the product represented by the general formula (1) include polyoxyethylene (average 2.5 mol adduct) sodium lauryl ether sulfate, polyoxyethylene (3 mol adduct) sodium lauryl ether acetate and the like.
カチオン界面活性剤(A2)としては、アミン塩型カチオン界面活性剤(A21)及び第4級アンモニウム塩型カチオン界面活性剤(A22)等が含まれる。 Examples of the cationic surfactant (A2) include an amine salt-type cationic surfactant (A21) and a quaternary ammonium salt-type cationic surfactant (A22).
アミン塩型カチオン界面活性剤(A21)としては、1~3級アミンを無機酸(塩酸、硝酸、硫酸、ヨウ化水素酸など)または有機酸(酢酸、ギ酸、蓚酸、乳酸、グルコン酸、アジピン酸、アルキル燐酸など)で中和したものが含まれる。例えば、第1級アミン塩型のものとしては、脂肪族高級アミン(ラウリルアミン、ステアリルアミン、セチルアミン、硬化牛脂アミン、ロジンアミンなどの高級アミン)の無機酸塩または有機酸塩;低級アミン類の高級脂肪酸(ステアリン酸、オレイン酸など)塩などが挙げられる。第2級アミン塩型のものとしては、例えば脂肪族アミンのエチレンオキサイド付加物などの無機酸塩または有機酸塩が挙げられる。また、第3級アミン塩型のものとしては、例えば、脂肪族アミン(トリエチルアミン、エチルジメチルアミン、N,N,N’,N’-テトラメチルエチレンジアミンなど)、脂肪族アミンのエチレンオキサイド(2モル以上)付加物、脂環式アミン(N-メチルピロリジン、N-メチルピペリジン、N-メチルヘキサメチレンイミン、N-メチルモルホリン、1,8-ジアザビシクロ(5,4,0)-7-ウンデセンなど)、含窒素ヘテロ環芳香族アミン(4-ジメチルアミノピリジン、N-メチルイミダゾール、4,4’-ジピリジルなど)の無機酸塩または有機酸塩;トリエタノールアミンモノステアレート、ステアラミドエチルジエチルメチルエタノールアミンなどの3級アミン類の無機酸塩または有機酸塩などが挙げられる。 As the amine salt type cationic surfactant (A21), the primary to tertiary amines are inorganic acids (hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, hydroiodic acid, etc.) or organic acids (acetic acid, formic acid, oxalic acid, lactic acid, gluconic acid, adipine). Includes acid, alkyl phosphate, etc.) neutralized. For example, primary amine salt types include inorganic or organic acid salts of aliphatic higher amines (higher amines such as laurylamine, stearylamine, cetylamine, hardened beef amine, rosinamine); higher grades of lower amines. Examples include fatty acid (stearic acid, oleic acid, etc.) salts. Examples of the secondary amine salt type include inorganic acid salts or organic acid salts such as ethylene oxide adducts of aliphatic amines. Examples of the tertiary amine salt type include aliphatic amines (triethylamine, ethyldimethylamine, N, N, N', N'-tetramethylethylenediamine, etc.) and aliphatic amine ethylene oxide (2 mol). Additives, alicyclic amines (N-methylpyrrolidin, N-methylpiperidin, N-methylhexamethyleneimine, N-methylmorpholin, 1,8-diazabicyclo (5,4,0) -7-undecene, etc.) , Inorganic or organic acid salts of nitrogen-containing heterocyclic aromatic amines (4-dimethylaminopyridine, N-methylimidazole, 4,4'-dipyridyl, etc.); triethanolamine monostearate, stearamide ethyl diethylmethylethanol Examples thereof include inorganic acid salts and organic acid salts of tertiary amines such as amines.
第4級アンモニウム塩型カチオン界面活性剤(A22)としては、3級アミン類と4級化剤(メチルクロライド、メチルブロマイド、エチルクロライド、ベンジルクロライド、ジメチル硫酸などのアルキル化剤;エチレンオキサイド等)との反応で得られるものが含まれる。例えば、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジデシルジメチルアンモニウムクロライド、ジオクチルジメチルアンモニウムブロマイド、ステアリルトリメチルアンモニウムブロマイド、ラウリルジメチルベンジルアンモニウムクロライド(塩化ベンザルコニウム)、セチルピリジニウムクロライド、ポリオキシエチレントリメチルアンモニウムクロライド、ステアラミドエチルジエチルメチルアンモニウムメトサルフェート等が挙げられる。 Examples of the quaternary ammonium salt-type cationic surfactant (A22) include tertiary amines and quaternary agents (alkylating agents such as methyl chloride, methyl bromide, ethyl chloride, benzyl chloride and dimethyl sulfate; ethylene oxide and the like). Includes those obtained by reaction with. For example, lauryltrimethylammonium chloride, didecyldimethylammonium chloride, dioctyldimethylammonium bromide, stearyltrimethylammonium bromide, lauryldimethylbenzylammonium chloride (benzalkonium chloride), cetylpyridinium chloride, polyoxyethylenetrimethylammonium chloride, stealamide ethyldiethyl. Examples thereof include methylammonium metosulfate.
(A22)としては、有用物質の分泌効率及び細胞毒性の観点から、下記一般式(2)で表される化合物が好ましい。 As (A22), a compound represented by the following general formula (2) is preferable from the viewpoint of secretory efficiency of useful substances and cytotoxicity.
一般式(2)中、R2、R3、R4及びR5はそれぞれ炭素数1~30の一価の炭化水素基を表し、Z-はカウンターアニオンを表す。
一般式(2)において、有用物質の分泌効率及び細胞毒性の観点から、R2、R3、R4及びR5のうち少なくとも1つは炭素数8~22の一価の炭化水素基であることが好ましく、さらに好ましくはR2、R3、R4及びR5のうち少なくとも1つは炭素数10~18の一価の炭化水素基であることである。
R2、R3、R4及びR5において、炭化水素基としては、有用物質の分泌効率及び細胞毒性の観点から、脂肪族炭化水素基が好ましく、さらに好ましくは0~3個の不飽和結合を有する直鎖及び/又は分岐鎖の脂肪族炭化水素基であり、特に好ましくはアルキル基及び不飽和結合を1~3個有するアルケニル基である。
また、Z-としては、有用物質の分泌効率及び細胞毒性の観点から、ハロゲンイオンが好ましく、さらに好ましくは塩化物イオンである。
また、一般式(2)において、炭化水素基は、炭化水素基のいずれかの位置に、水酸基、エーテル基、カルボニル基及びエステル基からなる群より選ばれる少なくとも1種の置換基を有していてもよい。
In the general formula (2), R 2 , R 3 , R 4 and R 5 each represent a monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, and Z - represents a counter anion.
In the general formula (2), at least one of R 2 , R 3 , R 4 and R 5 is a monovalent hydrocarbon group having 8 to 22 carbon atoms from the viewpoint of secretory efficiency of useful substances and cytotoxicity. It is preferable, and more preferably, at least one of R 2 , R 3 , R 4 and R 5 is a monovalent hydrocarbon group having 10 to 18 carbon atoms.
In R 2 , R 3 , R 4 and R 5 , the hydrocarbon group is preferably an aliphatic hydrocarbon group, more preferably 0 to 3 unsaturated bonds, from the viewpoint of secretory efficiency of useful substances and cytotoxicity. It is a straight chain and / or a branched chain aliphatic hydrocarbon group having, particularly preferably an alkyl group and an alkenyl group having 1 to 3 unsaturated bonds.
Further, as Z − , halogen ions are preferable, and chloride ions are more preferable, from the viewpoint of secretion efficiency of useful substances and cytotoxicity.
Further, in the general formula (2), the hydrocarbon group has at least one substituent selected from the group consisting of a hydroxyl group, an ether group, a carbonyl group and an ester group at any position of the hydrocarbon group. May be.
両性界面活性剤(A3)としては、カルボン酸塩型両性界面活性剤(A31)、硫酸エステル塩型両性界面活性剤(A32)、スルホン酸塩型両性界面活性剤(A33)及びリン酸エステル塩型両性界面活性剤(A34)等が含まれる。 Examples of the amphoteric surfactant (A3) include a carboxylate-type amphoteric surfactant (A31), a sulfate ester-type amphoteric surfactant (A32), a sulfonate-type amphoteric surfactant (A33), and a phosphate ester salt. Type amphoteric surfactant (A34) and the like are included.
カルボン酸塩型両性界面活性剤(A31)としては、アミノ酸型両性界面活性剤(A311)、ベタイン型両性界面活性剤(A312)及びイミダゾリン型両性界面活性剤(A313)等が挙げられる。 Examples of the carboxylate-type amphoteric tenside agent (A31) include an amino acid-type amphoteric tenside agent (A311), a betaine-type amphoteric tenside agent (A312), and an imidazoline-type amphoteric tenside agent (A313).
アミノ酸型両性界面活性剤(A311)としては、分子内にアミノ基とカルボキシル基を有する両性界面活性剤であり、下記一般式(3)で示される化合物等が挙げられる。 Examples of the amino acid type amphoteric tenside agent (A311) include amphoteric surfactants having an amino group and a carboxyl group in the molecule, and a compound represented by the following general formula (3).
一般式(3)中、R6は炭素数1~30の一価の炭化水素基である。nは1以上の整数である。mは1以上の整数である。Mはプロトン;又はアルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム(アミン及びアルカノールアミン等由来のカチオンを含む)及び第4級アンモニウム等の1価又は2価のカチオンである。
R6において、炭化水素基の炭素数は、有用物質の分泌効率及び細胞毒性の観点から、8~22が好ましく、さらに好ましくは10~18である。
R6において、炭化水素基としては、有用物質の分泌効率及び細胞毒性の観点から、脂肪族炭化水素基が好ましく、さらに好ましくは0~3個の不飽和結合を有する直鎖又は分岐鎖の脂肪族炭化水素基であり、特に好ましくはアルキル基及び不飽和結合を1~3個有するアルケニル基である。
また、(A311)として具体的には、アルキルアミノプロピオン酸型両性界面活性剤(ドデシル-β-アミノプロピオン酸ナトリウム、コカミノプロピオン酸ナトリウム、ステアリルアミノプロピオン酸ナトリウム及びラウリルアミノプロピオン酸ナトリウム等);アルキルアミノ酢酸型両性界面活性剤(ラウリルアミノ酢酸ナトリウム等)及びN-ラウロイル-N’-カルボキシメチル-N’-ヒドロキシエチルエチレンジアミンナトリウム等が挙げられる。
In the general formula (3), R 6 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. n is an integer of 1 or more. m is an integer of 1 or more. M is a proton; or a monovalent or divalent cation such as an alkali metal, an alkaline earth metal, ammonium (including cations derived from amines and alkanolamines) and quaternary ammonium.
In R6, the number of carbon atoms of the hydrocarbon group is preferably 8 to 22, more preferably 10 to 18, from the viewpoint of secretory efficiency of useful substances and cytotoxicity.
In R6, as the hydrocarbon group, an aliphatic hydrocarbon group is preferable from the viewpoint of secretory efficiency of useful substances and cytotoxicity, and more preferably, a linear or branched fat having 0 to 3 unsaturated bonds. It is a group hydrocarbon group, and particularly preferably an alkyl group and an alkenyl group having 1 to 3 unsaturated bonds.
Specifically, as (A311), an alkylaminopropionic acid type amphoteric surfactant (sodium dodecyl-β-aminopropionate, sodium cocaminopropionate, sodium stearylaminopropionate, sodium laurylaminopropionate, etc.); Examples thereof include alkylaminoacetic acid type amphoteric surfactants (sodium laurylaminoacetate, etc.) and N-lauroyl-N'-carboxymethyl-N'-hydroxyethylethylenediamine sodium.
ベタイン型両性界面活性剤(A312)は、分子内に第4級アンモニウム塩型のカチオン部分とカルボン酸型のアニオン部分を持っている両性界面活性剤である。(A312)は下記一般式(4)で示される化合物が挙げられる。 The betaine-type amphoteric tenside agent (A312) is an amphoteric tenside agent having a quaternary ammonium salt-type cation moiety and a carboxylic acid-type anion moiety in the molecule. Examples of (A312) include compounds represented by the following general formula (4).
一般式(4)中、R7は炭素数1~30の一価の炭化水素基である。
R7において、炭化水素基の炭素数は、有用物質の分泌効率及び細胞毒性の観点から、8~22が好ましく、さらに好ましくは10~18である。
R7において、炭化水素基としては、有用物質の分泌効率及び細胞毒性の観点から、脂肪族炭化水素基が好ましく、さらに好ましくは0~3個の不飽和結合を有する直鎖及び/又は分岐鎖の脂肪族炭化水素基であり、特に好ましくはアルキル基及び不飽和結合を1~3個有するアルケニル基である。
In the general formula (4), R 7 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms.
In R 7 , the number of carbon atoms of the hydrocarbon group is preferably 8 to 22, more preferably 10 to 18, from the viewpoint of secretory efficiency of useful substances and cytotoxicity.
In R 7 , the hydrocarbon group is preferably an aliphatic hydrocarbon group, more preferably a straight chain and / or a branched chain having 0 to 3 unsaturated bonds, from the viewpoint of secretory efficiency of useful substances and cytotoxicity. It is an aliphatic hydrocarbon group of the above, and particularly preferably an alkyl group and an alkenyl group having 1 to 3 unsaturated bonds.
(A312)として具体的には、アルキルジメチルベタイン(ステアリルジメチルアミノ酢酸ベタイン及びラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン等)、アミドベタイン(ヤシ油脂肪酸アミドプロピルベタイン等(ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン等)及びラウリン酸アミドプロピルベタイン等)及びアルキルジヒドロキシアルキルベタイン(ラウリルジヒドロキシエチルベタイン等)、硬化ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン等が挙げられる。 Specifically, as (A312), alkyldimethylbetaine (stearyldimethylaminoacetic acid betaine, lauryldimethylaminoacetic acid betaine, etc.), amide betaine (palm oil fatty acid amide propyl betaine, etc. (palm oil fatty acid amide propyldimethylaminoacetic acid betaine, etc.)) and Examples thereof include lauric acid amide propyl betaine), alkyldihydroxyalkyl betaine (lauryl dihydroxyethyl betaine, etc.), and cured coconut oil fatty acid amide propyldimethylaminoacetic acid betaine.
イミダゾリン型両性界面活性剤(A313)としては、2-アルキル-N-カルボキシメチル-N-ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン等が挙げられる。 Examples of the imidazoline-type amphoteric tenside agent (A313) include 2-alkyl-N-carboxymethyl-N-hydroxyethyl imidazolinium betaine.
その他の両性界面活性剤としては、ナトリウムラウロイルグリシン、ナトリウムラウリルジアミノエチルグリシン、ラウリルジアミノエチルグリシン塩酸塩及びジオクチルジアミノエチルグリシン塩酸塩等のグリシン型両性界面活性剤;ペンタデシルスルホタウリン等のスルホベタイン型両性界面活性剤;コールアミドプロピルジメチルアンモニオプロパンスルホン酸(CHAPS)、コールアミドプロピルジメチルアンモニオ2-ヒドロキシプロパンスルホン酸(CHAPSO);ラウリルジメチルアミンオキサイド等のアルキルアミンオキサイド型両性界面活性剤等が含まれる。 Other amphoteric surfactants include glycine-type amphoteric surfactants such as sodium lauroyl glycine, sodium lauryl diaminoethyl glycine, lauryl diaminoethyl glycine hydrochloride and dioctyl diaminoethyl glycine hydrochloride; Amphoteric surfactant; Coleamidepropyldimethylammoniopropanesulfonic acid (CHASP), Coleamidepropyldimethylammonio2-hydroxypropanesulfonic acid (CHASPO); Alkylamineoxide type amphoteric surfactant such as lauryldimethylamineoxide included.
両性界面活性剤(A3)としては、有用物質の分泌効率及び細胞毒性の観点から、下記一般式(5)~(7)で表される化合物が好ましい。 As the amphoteric tenside agent (A3), compounds represented by the following general formulas (5) to (7) are preferable from the viewpoint of secretory efficiency of useful substances and cytotoxicity.
一般式(5)中、R8、R9及びR10はそれぞれ炭素数1~30の一価の炭化水素基を表し、pは1以上の整数であり、Xはスルホネートアニオン、カルボキシレートアニオン又はホスホネートアニオンを表す。
一般式(6)中、R11及びR12はそれぞれ炭素数1~30の一価の炭化水素基を表し、qは1以上の整数であり、Yはスルホン酸(塩)基、カルボン酸(塩)基又はリン酸(塩)基を表す。
一般式(7)中、R13、R14、R15及びR16はそれぞれ炭素数1~30の一価の炭化水素基を表し、rは1以上の整数である。
In the general formula (5), R 8 , R 9 and R 10 each represent a monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, p is an integer of 1 or more, and X is a sulfonate anion, a carboxylate anion or a carboxylate anion. Represents a phosphonate anion.
In the general formula (6), R 11 and R 12 each represent a monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, q is an integer of 1 or more, Y is a sulfonic acid (salt) group, and a carboxylic acid (salt). Represents a (salt) group or a phosphate (salt) group.
In the general formula (7), R 13 , R 14 , R 15 and R 16 each represent a monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, and r is an integer of 1 or more.
なお、スルホン酸(塩)は、スルホン酸及び/又はスルホン酸塩を意味し、カルボン酸(塩)は、カルボン酸及び/又はカルボン酸塩を意味し、リン酸(塩)は、リン酸及び/又はリン酸塩を意味する。塩としては、アルカリ金属塩(ナトリウム塩及びカリウム塩等)、アルカリ土類金属塩(カルシウム塩及びマグネシウム塩等)及びオニウムカチオン塩(アンモニウムカチオン、第4級アンモニウムカチオン、第3級スルホニウムカチオン、第4級ホスホニウムカチオン及び第3級オキソニウムカチオン等)等を含む。 In addition, sulfonic acid (salt) means sulfonic acid and / or sulfonate, carboxylic acid (salt) means carboxylic acid and / or carboxylate, and phosphoric acid (salt) means phosphoric acid and / Or means phosphate. Examples of the salt include alkali metal salts (sodium salt, potassium salt, etc.), alkaline earth metal salts (calcium salt, magnesium salt, etc.) and onium cation salts (ammonium cations, quaternary ammonium cations, tertiary sulfonium cations, quaternary sulfonium cations, etc.). Quaternary phosphonium cations, tertiary oxonium cations, etc.) are included.
また、一般式(5)~(7)において、炭化水素基は、炭化水素基のいずれかの位置に、水酸基、エーテル基、カルボニル基及びエステル基からなる群より選ばれる少なくとも1種の置換基を有していてもよい。 Further, in the general formulas (5) to (7), the hydrocarbon group is at least one substituent selected from the group consisting of a hydroxyl group, an ether group, a carbonyl group and an ester group at any position of the hydrocarbon group. May have.
一般式(5)において、有用物質の分泌効率及び細胞毒性の観点から、R8、R9及びR10のうち少なくとも1つは炭素数8~22の一価の炭化水素基であることが好ましく、さらに好ましくはR8、R9及びR10のうち少なくとも1つは炭素数10~18の1価の炭化水素基である。
R8、R9及びR10において、炭化水素基としては、有用物質の分泌効率及び細胞毒性の観点から、脂肪族炭化水素基が好ましく、さらに好ましくは0~3個の不飽和結合を有する直鎖及び/又は分岐鎖の脂肪族炭化水素基であり、特に好ましくはアルキル基及び不飽和結合を1~3個有するアルケニル基である。
また、pは、有用物質の分泌効率及び細胞毒性の観点から、1~10の整数であることが好ましく、さらに好ましくは1~5の整数であることである。
In the general formula (5), at least one of R 8 , R 9 and R 10 is preferably a monovalent hydrocarbon group having 8 to 22 carbon atoms from the viewpoint of secretory efficiency of useful substances and cytotoxicity. More preferably, at least one of R 8 , R 9 and R 10 is a monovalent hydrocarbon group having 10 to 18 carbon atoms.
In R8, R9 and R10 , as the hydrocarbon group, an aliphatic hydrocarbon group is preferable from the viewpoint of secretory efficiency of useful substances and cytotoxicity, and more preferably a direct having 0 to 3 unsaturated bonds. It is an aliphatic hydrocarbon group having a chain and / or a branched chain, and is particularly preferably an alkenyl group having 1 to 3 alkyl groups and unsaturated bonds.
Further, p is preferably an integer of 1 to 10, and more preferably an integer of 1 to 5, from the viewpoint of secretory efficiency of useful substances and cytotoxicity.
一般式(6)において、有用物質の分泌効率及び細胞毒性の観点から、R11及びR12のうち少なくとも1つは炭素数8~22の一価の炭化水素基であることが好ましく、さらに好ましくはR611及びR712のうち少なくとも1つは炭素数10~18の一価の炭化水素基であることである。
R11及びR12において、炭化水素基としては、有用物質の分泌効率及び細胞毒性の観点から、脂肪族炭化水素基が好ましく、さらに好ましくは0~3個の不飽和結合を有する直鎖及び/又は分岐鎖の脂肪族炭化水素基であり、特に好ましくはアルキル基及び不飽和結合を1~3個有するアルケニル基である。
qは、有用物質の分泌効率及び細胞毒性の観点から、1~10の整数であることが好ましく、さらに好ましくは1~5の整数であることである。
塩としては、有用物質の分泌効率及び細胞毒性の観点から、アルカリ金属塩が好ましく、さらに好ましくはナトリウム塩である。
In the general formula (6), at least one of R 11 and R 12 is preferably a monovalent hydrocarbon group having 8 to 22 carbon atoms, more preferably, from the viewpoint of secretory efficiency of useful substances and cytotoxicity. Is that at least one of R 611 and R 712 is a monovalent hydrocarbon group having 10 to 18 carbon atoms.
In R 11 and R 12 , as the hydrocarbon group, an aliphatic hydrocarbon group is preferable from the viewpoint of secretory efficiency of useful substances and cytotoxicity, and more preferably, a straight chain having 0 to 3 unsaturated bonds and / /. Alternatively, it is an aliphatic hydrocarbon group having a branched chain, and particularly preferably an alkyl group and an alkenyl group having 1 to 3 unsaturated bonds.
From the viewpoint of secretory efficiency of useful substances and cytotoxicity, q is preferably an integer of 1 to 10, and more preferably an integer of 1 to 5.
As the salt, an alkali metal salt is preferable, and a sodium salt is more preferable, from the viewpoint of secretion efficiency of useful substances and cytotoxicity.
一般式(7)において、有用物質の分泌効率及び細胞毒性の観点から、R13、R14、R15及びR16のうち少なくとも1つは炭素数8~20の一価の炭化水素基であることが好ましく、さらに好ましくはR13、R14、R15及びR16のうち少なくとも1つは炭素数10~18の一価の炭化水素基であることである。
R13、R14、R15及びR16において、炭化水素基としては、有用物質の分泌効率及び細胞毒性の観点から、脂肪族炭化水素基が好ましく、さらに好ましくは0~3個の不飽和結合を有する直鎖及び/又は分岐鎖の脂肪族炭化水素基であり、特に好ましくはアルキル基及び不飽和結合を1~3個有するアルケニル基である。
また、rは、有用物質の分泌効率及び細胞毒性の観点から、1~10の整数であることが好ましく、さらに好ましくは1~5の整数であることである。
In the general formula (7), at least one of R 13 , R 14 , R 15 and R 16 is a monovalent hydrocarbon group having 8 to 20 carbon atoms from the viewpoint of secretory efficiency of useful substances and cytotoxicity. It is preferable, and more preferably, at least one of R 13 , R 14 , R 15 and R 16 is a monovalent hydrocarbon group having 10 to 18 carbon atoms.
In R 13 , R 14 , R 15 and R 16 , the hydrocarbon group is preferably an aliphatic hydrocarbon group, more preferably 0 to 3 unsaturated bonds, from the viewpoint of secretory efficiency of useful substances and cytotoxicity. It is a straight chain and / or a branched chain aliphatic hydrocarbon group having, particularly preferably an alkyl group and an alkenyl group having 1 to 3 unsaturated bonds.
Further, r is preferably an integer of 1 to 10, and more preferably an integer of 1 to 5, from the viewpoint of secretory efficiency of useful substances and cytotoxicity.
一般式(5)で表される化合物として具体的には、Xがスルホネートアニオンであるもの{ドデシルジメチル(3-スルホプロピル)アンモニウムヒドロキシド、3-[テトラデシルジメチルアンモニオ]プロパン-1-スルホナート及びアラキジルジメチル(3-スルホプロピル)アンモニウムヒドロキシド等}、Xがカルボキシレートアニオンであるもの{ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン及びステアリルジメチルアミノ酢酸ベタイン等}、Xがホスホネートアニオンであるもの{ドデシルジメチル(3-ホスホプロピル)アンモニウムヒドロキシド}等が挙げられる。 Specific examples of the compound represented by the general formula (5) include those in which X is a sulfonate anion {dodecyldimethyl (3-sulfopropyl) ammonium hydroxide, 3- [tetradecyldimethylammonio] propan-1-sulfonate. And arachidyldimethyl (3-sulfopropyl) ammonium hydroxide etc.}, X is a carboxylate anion {lauryldimethylaminoacetic acid betaine and stearyldimethylaminoacetic acid betaine etc.}, X is a phosphonate anion {dodecyldimethyl (dodecyldimethyl) 3-phosphopropyl) ammonium hydroxide} and the like.
一般式(6)で表される化合物として具体的には、Yがスルホン酸(塩)であるもの{(2-ドデシルアミノ)エタンスルホン酸ナトリウム、2-[(1-オキソドデシル)アミノ]エタンスルホン酸ナトリウム及び2-(N-メチル-N-パルミトイルアミノ)エタンスルホン酸ナトリウム等}、Yがカルボン酸(塩)であるもの{3-(ドデシルアミノ)プロパン酸ナトリウム及びドデシル-β-アミノプロピオン酸ナトリウム等}、Yがリン酸(塩)であるもの{(2-ドデシルアミノ)エタンリン酸ナトリウム}等が挙げられる。 Specific examples of the compound represented by the general formula (6) include those in which Y is a sulfonic acid (salt) {(2-dodecylamino) sodium ethanesulfonate, 2-[(1-oxododecyl) amino] ethane. Sodium sulfonate and 2- (N-methyl-N-palmitoylamino) sodium ethanesulfonate, etc.}, Y is a carboxylic acid (salt) {3- (dodecylamino) sodium propanoate and dodecyl-β-aminopropion Sodium acid such as}, those in which Y is a phosphoric acid (salt) {(2-dodecylamino) sodium ethane phosphate} and the like can be mentioned.
一般式(7)で表される化合物として具体的には、ミルテホシン、ドデシルホスホリルコリン、ヘキサデシルホスホリルコリン、1,2-ジヘキサデカノイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン等が挙げられる。 Specific examples of the compound represented by the general formula (7) include miltefosine, dodecylphosphorylcholine, hexadecylphosphorylcholine, 1,2-dihexadecanoyl-sn-glycero-3-phosphocholine and the like.
本発明においてイオン界面活性剤(A)はそのまま使用してもよいし、必要により水と混合して、水性希釈液(水溶液状又は水分散液状)として用いてもよい。 In the present invention, the ionic surfactant (A) may be used as it is, or may be mixed with water if necessary and used as an aqueous diluted solution (aqueous solution or aqueous dispersion liquid).
イオン界面活性剤(A)としては、有用物質の分泌効率及び細胞毒性の観点から、両性界面活性剤(A3)及びカチオン界面活性剤(A2)が好ましく、さらに好ましくは炭素数8~20の炭化水素基を有する両性界面活性剤(A3)及び炭素数8~20の炭化水素基を有するカチオン界面活性剤(A2)、特に好ましくは炭素数10~18の炭化水素基を有する両性界面活性剤(A3)及び炭素数10~18の炭化水素基を有するカチオン界面活性剤(A2)である。 As the ionic surfactant (A), an amphoteric tenside agent (A3) and a cationic surfactant (A2) are preferable, and carbonization having 8 to 20 carbon atoms is more preferable, from the viewpoint of secretory efficiency of useful substances and cytotoxicity. An amphoteric surfactant (A3) having a hydrogen group and a cationic surfactant (A2) having a hydrocarbon group having 8 to 20 carbon atoms, particularly preferably an amphoteric surfactant having a hydrocarbon group having 10 to 18 carbon atoms (A). A3) and a cationic surfactant (A2) having a hydrocarbon group having 10 to 18 carbon atoms.
本発明の有用物質の生産方法で使用されるイオン界面活性剤(A)の使用量は、対象となる微生物、生産される有用物質の種類及び抽出方法の種類によって適宜選択されるが、培養開始時の培養液の重量を基準として、細胞毒性、得られる有用物質量、有用物質の分泌効率及びタンパク質の変性のさせにくさの観点から、0.0001~10重量%が好ましく、さらに好ましくは0.0005~5重量%であり、次にさらに好ましくは0.001~1重量%であり、特に好ましくは0.005~0.1重量%である。 The amount of the ionic surfactant (A) used in the method for producing a useful substance of the present invention is appropriately selected depending on the target microorganism, the type of the useful substance to be produced, and the type of the extraction method. Based on the weight of the culture solution at the time, 0.0001 to 10% by weight is preferable, and more preferably 0, from the viewpoint of cytotoxicity, the amount of useful substance obtained, the secretory efficiency of useful substances, and the difficulty of protein denaturation. It is 0005 to 5% by weight, more preferably 0.001 to 1% by weight, and particularly preferably 0.005 to 0.1% by weight.
本発明の有用物質の生産方法でイオン界面活性剤(A)と共に使用されるノニオン界面活性剤(B)は、有用物質生産の観点から、HLB値が3~20のノニオン界面活性剤である。 The nonionic surfactant (B) used together with the ionic surfactant (A) in the method for producing a useful substance of the present invention is a nonionic surfactant having an HLB value of 3 to 20 from the viewpoint of producing a useful substance.
ノニオン界面活性剤(B)の親水性及び疎水性を示す尺度としてHLBが知られている。HLBの値が高いほど親水性が高いことを意味する。本発明におけるHLBとは下記式(1)で計算される数値である(藤本武彦著、界面活性剤入門、212頁、三洋化成工業株式会社発行)。
HLB=10×(無機性/有機性) (1)
HLB is known as a measure for showing the hydrophilicity and hydrophobicity of the nonionic surfactant (B). The higher the HLB value, the higher the hydrophilicity. The HLB in the present invention is a numerical value calculated by the following formula (1) (Takehiko Fujimoto, Introduction to Surfactants, p. 212, published by Sanyo Chemical Industries, Ltd.).
HLB = 10 × (inorganic / organic) (1)
本発明の有用物質の生産方法で用いるノニオン界面活性剤(B)としては、HLB値が3~20のノニオン界面活性剤を用いればよいが、得られる有用物質量、タンパク質の変性のさせにくさ及び有用物質分泌効率の観点から、3以上13未満であるノニオン界面活性剤(B1)とHLBが13以上20以下であるノニオン界面活性剤(B2)とを併用することが好ましい。 As the nonionic surfactant (B) used in the method for producing a useful substance of the present invention, a nonionic surfactant having an HLB value of 3 to 20 may be used, but the amount of useful substance obtained and the difficulty of protein modification are used. From the viewpoint of the efficiency of secreting useful substances, it is preferable to use a nonionic surfactant (B1) having a HLB of 13 or more and less than 13 and a nonionic surfactant (B2) having an HLB of 13 or more and 20 or less in combination.
ノニオン界面活性剤(B)として、培養液中のイオン界面活性剤(A)とノニオン界面活性剤(B1)との重量比は、得られる有用物質量、タンパク質の変性のさせにくさ及び有用物質分泌効率の観点か、1:0.5~1:5が好ましく、さらに好ましくは1:1~1:5である。
イオン界面活性剤(A)とノニオン界面活性剤(B2)との重量比は、得られる有用物質量、タンパク質の変性のさせにくさ及び有用物質分泌効率の観点から、1:1~1:100が好ましく、さらに好ましくは1:1~1:20であり、特に好ましくは1:1~1:10である。
ノニオン界面活性剤(B1)とノニオン界面活性剤(B2)との重量比は、得られる有用物質量、タンパク質の変性のさせにくさ及び有用物質分泌効率の観点から、1:0.001~1:100が好ましく、さらに好ましくは1:0.01~1:10である。
As the nonionic surfactant (B), the weight ratio of the ionic surfactant (A) and the nonionic surfactant (B1) in the culture solution is the amount of useful substance obtained, the difficulty of protein denaturation, and the useful substance. From the viewpoint of secretion efficiency, it is preferably 1: 0.5 to 1: 5, and more preferably 1: 1 to 1: 5.
The weight ratio of the ionic surfactant (A) and the nonionic surfactant (B2) is 1: 1 to 1: 100 from the viewpoints of the amount of useful substance obtained, the difficulty of protein denaturation, and the efficiency of secretion of useful substances. , More preferably 1: 1 to 1:20, and particularly preferably 1: 1 to 1:10.
The weight ratio of the nonionic surfactant (B1) to the nonionic surfactant (B2) is 1: 0.001 to 1 from the viewpoint of the amount of useful substance obtained, the difficulty of protein denaturation, and the efficiency of secreting useful substances. : 100 is preferable, and more preferably 1: 0.01 to 1:10.
ノニオン界面活性剤(B)としては、脂肪酸とポリエーテルアルコールとのエステル化物;モノアルコールのアルキレンオキサイド(以下、アルキレンオキサイドはAOと略記することがある)付加物;アルキルフェノールAO付加物;脂肪酸AO付加物;多価アルコール型ノニオン界面活性剤及びプルロニック型ノニオン界面活性剤等が挙げられる。 The nonionic surfactant (B) is an esterified product of a fatty acid and a polyether alcohol; a monoalcohol alkylene oxide (hereinafter, the alkylene oxide may be abbreviated as AO) adduct; an alkylphenol AO adduct; a fatty acid AO adduct. Products; Examples thereof include polyhydric alcohol-type nonionic surfactants and pluronic-type nonionic surfactants.
脂肪酸とポリエーテルアルコールとのエステル化物について、脂肪酸としては、炭素数10~22の脂肪酸が含まれ、具体的には、デカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸及びヤシ油脂肪酸等が挙げられる。
ポリエーテルアルコールとしては、活性水素基を有する化合物への炭素数2~4のアルキレンオキサイド付加物が含まれる。
活性水素基を有する化合物としては、水酸基含有化合物(水、多価(2~8価またはそれ以上)アルコール、多価(2~3価)フェノール、ビスフェノール化合物等)、アミノ基含有化合物(アンモニア、モノアミン、ポリ(2~3またはそれ以上)アミン、アルカノールアミン及びその他ポリアミン等)、カルボキシル基含有化合物[脂肪族ポリカルボン酸(コハク酸、アジピン酸等)、芳香族ポリカルボン酸(フタル酸、トリメリット酸等)及びポリ(2~100)カルボン酸重合体{(メタ)アクリル酸の(共)重合物}等]、チオール基含有化合物(エチレンジチオール及び1,6-ヘキサンジチオール等)、リン酸系化合物(リン酸、亜リン酸及びホスホン酸等)、並びにこれらの2種以上の混合物が挙げられる。
炭素数2~4のアルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド(以下、EOと略記する。)、1,2-プロピレンオキサイド(以下、POと略記する。)及び1,2-ブチレンオキサイド(以下、BOと略記する。)等が挙げられる。
Regarding the esterified product of fatty acid and polyether alcohol, the fatty acid contains a fatty acid having 10 to 22 carbon atoms, and specifically, decanoic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, oleic acid and coconut. Examples include oil fatty acids.
The polyether alcohol includes an alkylene oxide adduct having 2 to 4 carbon atoms to a compound having an active hydrogen group.
Examples of the compound having an active hydrogen group include a hydroxyl group-containing compound (water, polyvalent (2 to 8-valent or higher) alcohol, polyvalent (2 to 3-valent) phenol, bisphenol compound, etc.), and an amino group-containing compound (ammonia, Monoamines, poly (2 to 3 or more) amines, alkanolamines and other polyamines), carboxyl group-containing compounds [aliphatic polycarboxylic acids (succinic acid, adipic acid, etc.), aromatic polycarboxylic acids (phthalic acid, tri) Merit acid etc.) and poly (2-100) carboxylic acid polymer {(meth) acrylic acid (co) polymer} etc.], thiol group-containing compounds (ethylenedithiol and 1,6-hexanedithiol etc.), phosphoric acid Included are system compounds (phosphoric acid, phobic acid, phosphonic acid, etc.) and mixtures of two or more of these.
Examples of the alkylene oxide having 2 to 4 carbon atoms include ethylene oxide (hereinafter abbreviated as EO), 1,2-propylene oxide (hereinafter abbreviated as PO) and 1,2-butylene oxide (hereinafter abbreviated as BO). It is abbreviated.) And the like.
脂肪酸とポリエーテルアルコールとのエステル化物として具体的には、ラウリル酸エステルEO15モルPO30モル付加物(HLB=7.6)、オレイル酸エステルEO15モルPO30モル付加物(HLB=7.0)、ラウリル酸エステルEO30モルPO30モル付加物(HLB=9.9)、オレイル酸エステルEO30モルPO30モル付加物(HLB=9.4)、ラウリル酸エステルEO290モル付加物(HLB=18.4)等が挙げられる。 Specific examples of the esterified product of the fatty acid and the polyether alcohol include lauric acid ester EO15 mol PO30 mol addition (HLB = 7.6), oleic acid ester EO15 mol PO30 mol addition (HLB = 7.0), and lauryl. Acid ester EO 30 mol PO30 mol adduct (HLB = 9.9), oleic acid ester EO 30 mol PO30 mol adduct (HLB = 9.4), lauric acid ester EO290 mol adduct (HLB = 18.4) and the like. Be done.
アルコールAO付加物としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルが含まれる。
具体的には、炭素数8~24の高級アルコール(デシルアルコール、ドデシルアルコール、ヤシ油アルキルアルコール、オクタデシルアルコール及びオレイルアルコール等)のエチレンオキサイド(以下、エチレンオキサイドはEOと略記)0~20モル及び/又はプロピレンオキサイド(以下、プロピレンオキサイドはPOと略記)1~20モル付加物(ブロック付加物及び/又はランダム付加物を含む。以下同様)[例えば、デシルアルコールのEO8モル/PO7モルブロック付加物]が含まれる。
Alcohol AO adducts include polyoxyethylene alkyl ethers and polyoxyalkylene alkyl ethers.
Specifically, 0 to 20 mol of ethylene oxide (hereinafter, ethylene oxide is abbreviated as EO) of higher alcohols having 8 to 24 carbon atoms (decyl alcohol, dodecyl alcohol, palm oil alkyl alcohol, octadecyl alcohol, oleyl alcohol, etc.) and / Or propylene oxide (hereinafter, propylene oxide is abbreviated as PO) 1 to 20 mol adduct (including block adduct and / or random adduct; the same applies hereinafter) [For example, EO 8 mol / PO 7 mol block adduct of decyl alcohol. ] Is included.
アルコールAO付加物としてさらに具体的には、ラウリルアルコールEO7モル付加物(HLB=12.4)、オレイルアルコールEO5モル付加物(HLB=9.0)、オレイルアルコールEO6モル付加物(HLB=10.2)、オレイルアルコールEO7モル付加物(HLB=11.0)及びオレイルアルコールEO10モル付加物(HLB=12.4)、1,2-ドデカンジオールモノオキシエチレン付加物等が挙げられる。 More specifically, as the alcohol AO adduct, a lauryl alcohol EO 7 mol adduct (HLB = 12.4), an oleyl alcohol EO 5 mol adduct (HLB = 9.0), and an oleyl alcohol EO 6 mol adduct (HLB = 10. 2), oleyl alcohol EO 7 mol adduct (HLB = 11.0), oleyl alcohol EO 10 mol adduct (HLB = 12.4), 1,2-dodecanediol monooxyethylene adduct and the like can be mentioned.
アルキルフェノールAO付加物としては、炭素数6~24のアルキル基を有するアルキルフェノールAO付加物が含まれる。
具体的には、オクチルフェノールのEO1~20モル及び/又はPO1~20モル付加物並びにノニルフェノールのEO1~20モル及び/又はPO1~20モル付加物等が挙げられる。また、TRITONTMX-114(HLB=12.4)、igepalTMCA-520(HLB=10.0)及びigepalTMCA-630(HLB=13.0)等が市場から容易に入手できる。
The alkylphenol AO adduct includes an alkylphenol AO adduct having an alkyl group having 6 to 24 carbon atoms.
Specific examples thereof include EO 1 to 20 mol and / or PO 1 to 20 mol adduct of octylphenol and EO 1 to 20 mol and / or PO 1 to 20 mol adduct of nonylphenol. Further, TRITONTMX-114 (HLB = 12.4), igepalTMCA-520 (HLB = 10.0), igepalTMCA-630 (HLB = 13.0) and the like are easily available from the market.
脂肪酸AO付加物としては、炭素数8~24の脂肪酸(デカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸及びヤシ油脂肪酸等)のEO1~20モル及び/又はPO1~20モル付加物が含まれる。
脂肪酸AO付加物として具体的には、オレイン酸EO9モル付加物(HLB=11.8)、ジオレイン酸EO12モル付加物(HLB=10.4)、ジオレイン酸EO20モル付加物(HLB=12.9)及びステアリン酸EO9モル付加物(HLB=11.9)等が挙げられる。
Fatty acid AO additions include EO-1 to 20 mol and / or PO1 to 20 mol of fatty acids having 8 to 24 carbon atoms (decanoic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, oleic acid, coconut oil fatty acid, etc.). Includes additives.
Specifically, as the fatty acid AO adduct, an oleic acid EO 9 mol adduct (HLB = 11.8), a dioleic acid EO 12 mol adduct (HLB = 10.4), and a dioleic acid EO 20 mol adduct (HLB = 12.9). ) And EO9 mol adduct of stearate (HLB = 11.9) and the like.
多価アルコール型ノニオン界面活性剤としては、炭素数3~36の2~8価の多価アルコール(グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビット及びソルビタン等)のEO及び/又はPO付加物;前記多価アルコールの脂肪酸エステル及びそのEO付加物、並びに、ショ糖の脂肪酸エステル、脂肪酸アルカノールアミド(ヤシ油脂肪酸ジエタノールアミド等)及びこれらのAO付加物が含まれる。 Examples of the polyhydric alcohol-type nonionic surfactant include EO and / or PO adducts of 2- to 8-valent polyhydric alcohols (glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbit, sorbitan, etc.) having 3 to 36 carbon atoms; Includes fatty acid esters of polyhydric alcohols and their EO adducts, as well as fatty acid esters of sucrose, fatty acid alkanolamides (such as coconut oil fatty acid diethanolamide) and their AO adducts.
多価アルコール型ノニオン界面活性剤として具体的には、ソルビタンテトラオレイン酸エステルEO付加物(HLB=11.4)及びソルビタンヘキサオレイン酸エステルEO付加物(HLB=10.2)、グリセリンPO50モル付加物(HLB=4.2)等が挙げられる。 Specific examples of the polyhydric alcohol-type nonionic surfactant include sorbitan tetraoleic acid ester EO adduct (HLB = 11.4), sorbitan hexaoleic acid ester EO adduct (HLB = 10.2), and glycerin PO 50 mol. An object (HLB = 4.2) and the like can be mentioned.
プルロニック型ノニオン界面活性剤としては、EO及びPOのブロック共重合体が含まれる。
有用物質の変性のさせにくさ、細胞毒性及び有用物質の分泌効率の観点から、数平均分子量(以下、Mnと略記する)は1000~50000が好ましく、さらに好ましくは3000~30000である。
有用物質の変性のさせにくさ、細胞毒性及び有用物質の分泌効率の観点から、EOとPOのモル比(EO/PO)は、2/1~3500/1が好ましい。
Pluronic nonionic surfactants include block copolymers of EO and PO.
From the viewpoint of difficulty in denaturing useful substances, cytotoxicity, and secretory efficiency of useful substances, the number average molecular weight (hereinafter abbreviated as Mn) is preferably 1000 to 50,000, and more preferably 3000 to 30,000.
The molar ratio of EO to PO (EO / PO) is preferably 2/1 to 3500/1 from the viewpoint of difficulty in denaturing useful substances, cytotoxicity, and secretory efficiency of useful substances.
プルロニック型ノニオン界面活性剤として具体的には、EO60PO30モルブロック共重合体(HLB=13.1)EO142PO30モルブロック共重合体(HLB=15.6)、EO168PO34モルブロック共重合体(HLB=15.8)、EO290PO56モルブロック共重合体(HLB=15.9)が挙げられる。 Specifically, as the pluronic nonionic surfactant, EO60PO30 molblock copolymer (HLB = 13.1), EO142PO30 molblock copolymer (HLB = 15.6), EO168PO34 molblock copolymer (HLB = 15.). 8), EO290PO56 mol block copolymer (HLB = 15.9) can be mentioned.
これらのノニオン界面活性剤(B)のうち、細胞毒性及び有用物質の分泌効率の観点から、脂肪酸とポリエーテルアルコールとのエステル化物及びプルロニック型ノニオン界面活性剤が好ましい。 Among these nonionic surfactants (B), esterified products of fatty acids and polyether alcohols and pluronic nonionic surfactants are preferable from the viewpoint of cytotoxicity and secretory efficiency of useful substances.
本発明の有用物質の生産方法で使用されるノニオン界面活性剤(B)の使用量は、対象となる微生物、生産される有用物質の種類及び抽出方法の種類によって適宜選択されるが、培養開始時の培養液の重量を基準として、得られる有用物質量、タンパク質の変性のさせにくさ及び有用物質の分泌効率の観点から、0.0001~20重量%が好ましく、さらに好ましくは0.005~10重量%であり、次にさらに好ましくは0.007~7重量%であり、特に好ましくは0.01~5重量%である。
HLBが3以上13未満であるノニオン界面活性剤(B1)の使用量は、得られる有用物質量、タンパク質の変性のさせにくさ、有用物質の分泌効率及び細胞毒性の観点から、培養開始時の培養液の重量を基準として0.005~10重量%が好ましく、さらに好ましくは0.007~重量%7であり、特に好ましくは0.01~1重量%である。
HLBが13~20であるノニオン界面活性剤(B2)の使用量は、得られる有用物質量、タンパク質の変性のさせにくさ、有用物質の分泌効率及び細胞毒性の観点から、培養開始時の培養液の重量を基準として0.005~10重量%が好ましく、さらに好ましくは0.007~7重量%であり、特に好ましくは0.01~5重量%である。
The amount of the nonionic surfactant (B) used in the method for producing a useful substance of the present invention is appropriately selected depending on the target microorganism, the type of the useful substance produced, and the type of the extraction method. From the viewpoint of the amount of useful substance obtained, the difficulty of protein denaturation, and the efficiency of secretion of useful substances based on the weight of the culture solution at the time, 0.0001 to 20% by weight is preferable, and 0.005 to more preferably. It is 10% by weight, more preferably 0.007 to 7% by weight, and particularly preferably 0.01 to 5% by weight.
The amount of the nonionic surfactant (B1) having an HLB of 3 or more and less than 13 is the amount of the useful substance obtained, the difficulty of protein denaturation, the secretory efficiency of the useful substance, and the cytotoxicity at the start of the culture. Based on the weight of the culture broth, it is preferably 0.005 to 10% by weight, more preferably 0.007 to 7% by weight, and particularly preferably 0.01 to 1% by weight.
The amount of the nonionic surfactant (B2) having an HLB of 13 to 20 is the amount of the useful substance obtained, the difficulty of protein denaturation, the secretory efficiency of the useful substance, and the cell toxicity. Based on the weight of the liquid, it is preferably 0.005 to 10% by weight, more preferably 0.007 to 7% by weight, and particularly preferably 0.01 to 5% by weight.
本発明の有用物質の生産方法において、培養液中の界面活性剤による分泌効率(%)は、生産性の観点から、55~100%が好ましく、さらに好ましくは60~100%であり、次にさらに好ましくは65~100%であり、特に好ましくは70~100%である。 In the method for producing a useful substance of the present invention, the secretory efficiency (%) of the surfactant in the culture solution is preferably 55 to 100%, more preferably 60 to 100%, and then from the viewpoint of productivity. It is more preferably 65 to 100%, and particularly preferably 70 to 100%.
分泌効率とは、界面活性剤により微生物内の有用物質が微生物外(培養液中)へ分泌されることを示している。
なお、本発明においては、下記式によって定義される。
分泌効率(%)=100×(X/OD)/{(X/OD)+(Y/OD)}
X(培養上清):遠心分離による菌体除去後に残る培養液中の有用物質の濃度
Y(菌体表面):遠心分離により集めた菌体を洗浄し、回収時の培養液と同量の生理食塩水で再懸濁した菌体懸濁液中の有用物質の濃度
OD:遠心分離時の菌体濃度
The secretory efficiency indicates that the useful substance in the microorganism is secreted to the outside of the microorganism (in the culture solution) by the surfactant.
In the present invention, it is defined by the following formula.
Secretion efficiency (%) = 100 × (X / OD) / {(X / OD) + (Y / OD)}
X (culture supernatant): Concentration of useful substances in the culture solution remaining after removal of the cells by centrifugation Y (cell surface): Wash the cells collected by centrifugation and use the same amount as the culture solution at the time of recovery. Concentration of useful substances in cell suspension resuspended in physiological saline OD: Cell concentration during centrifugation
分泌効率は、例えば微生物内で生産されたタンパク質がよりペリプラズム移行するようにすれば分泌効率は上がり、よりペリプラズム移行しないようにすれば分泌効率は下がる。また、スクリーニングによって分泌効率の高い界面活性剤を選定することにより分泌効率を上げることができる。 As for the secretory efficiency, for example, if the protein produced in the microorganism is more periplasmically transferred, the secretory efficiency is increased, and if the protein produced in the microorganism is not transferred to the periplasm, the secretory efficiency is decreased. In addition, the secretory efficiency can be increased by selecting a surfactant having a high secretory efficiency by screening.
イオン界面活性剤(A)及びノニオン界面活性剤(B)はあらかじめ培養液と混合して使用する以外に、微生物を懸濁させた培養液に後から添加しても良い。培養液との混合は、培養液に界面活性剤を添加し、撹拌羽根又はスターラー等で撹拌することで行うことができる。後から混合する際は、撹拌羽根等で撹拌しながら添加することで行うことができる。 The ionic surfactant (A) and the nonionic surfactant (B) may be added to the culture solution in which the microorganism is suspended later, in addition to being used by mixing with the culture solution in advance. Mixing with the culture solution can be performed by adding a surfactant to the culture solution and stirring with a stirring blade, a stirrer or the like. When mixing later, it can be added while stirring with a stirring blade or the like.
<培養液の濁度の測定方法>
サンプリングで回収した微生物を含む培養液を用いて、濁度計[(株)島津製作所社製、UV-1700]を用いて、光路長1cmの石英セルを用いて濁度の測定を行う。
培養液は、1500rpm、5分、4℃で遠心し、上清を破棄する。沈澱をサンプル液量と同量の生理食塩水で再懸濁し、適切な吸光度(0.1~0.8)になるように生理食塩水で希釈して600nmの吸光度を測定する。培養液の濁度は下記数式(1)によって算出する。
培養液の濁度(OD)=(希釈した培養液の600nmの吸光度)×培養液の希釈倍率 (数式1)
<Measurement method of turbidity of culture solution>
Using a culture solution containing microorganisms recovered by sampling, turbidity is measured using a turbidity meter [UV-1700, manufactured by Shimadzu Corporation] and a quartz cell having an optical path length of 1 cm.
Centrifuge the culture at 1500 rpm, 5 minutes, 4 ° C and discard the supernatant. The precipitate is resuspended in the same amount of physiological saline as the sample solution, diluted with physiological saline so as to have an appropriate absorbance (0.1 to 0.8), and the absorbance at 600 nm is measured. The turbidity of the culture solution is calculated by the following formula (1).
Turbidity of culture solution (OD) = (absorbance of diluted culture solution at 600 nm) × dilution ratio of culture solution (Formula 1)
本発明の有用物質の生産方法における培養液の濁度は、好ましくは1~300ODであり、さらに好ましくは10~300ODであり、特に好ましくは20~300ODである。
培養液の濁度が1OD以上であると有用物質の生産量が多くなり、300OD以下であると有用物質の生産が容易であるので好ましい。
本発明の有用物質の生産方法において、上記範囲内であれば、培養液の濁度が大きければ大きいほど有用物質の生産量は増加する。
The turbidity of the culture solution in the method for producing a useful substance of the present invention is preferably 1 to 300 OD, more preferably 10 to 300 OD, and particularly preferably 20 to 300 OD.
When the turbidity of the culture solution is 1 OD or more, the amount of useful substances produced increases, and when the turbidity is 300 OD or less, the production of useful substances is easy, which is preferable.
In the method for producing a useful substance of the present invention, within the above range, the greater the turbidity of the culture solution, the greater the amount of the useful substance produced.
本発明の有用物質の生産方法において、有用物質の生産量の観点から、培養液の濁度が上記範囲内である時間が、有用物質を分泌させる工程に要する時間の10%以上であることが好ましく、さらに好ましくは50%以上である。 In the method for producing a useful substance of the present invention, from the viewpoint of the production amount of the useful substance, the time during which the turbidity of the culture solution is within the above range is 10% or more of the time required for the step of secreting the useful substance. It is preferable, more preferably 50% or more.
培養液の濁度は、例えば十分な通気条件下で半回分培養法を用いて適切な速度で流加を行うことによって増加させることができ、制限した通気条件下で回分培養を行うことによって減らすことができる。また、培養開始から界面活性剤を入れるまでの時間を長くすることによって増加し、培養開始から界面活性剤を入れるまでの時間を短くすることによって減らすことができる。また、界面活性剤の投入速度を遅くすれば増加し、早くすれば減らすことができる。 The turbidity of the culture can be increased, for example, by feeding at an appropriate rate using a semi-batch culture method under sufficient aeration conditions and reduced by performing batch cultures under restricted aeration conditions. be able to. Further, it can be increased by lengthening the time from the start of culturing to the addition of the surfactant, and can be decreased by shortening the time from the start of culturing to the addition of the surfactant. Further, it can be increased by slowing the charging rate of the surfactant and decreasing by increasing the charging rate.
本発明の有用物質の生産方法において、有用物質の分泌生産をする生産方法には、下記工程(a)及び(b)を含む微生物外分泌生産方法が含まれる。下記工程において、有用物質を分泌生産する工程は工程(a)である。
工程(a):有用物質を生産する微生物(酵母等)を培養する培養液と界面活性剤を同時に存在させて有用物質を微生物外(培養液中)に分泌させる工程。
工程(b):工程(a)の後、培養液から有用物質を分離する工程。
In the method for producing a useful substance of the present invention, the production method for secretory production of a useful substance includes a microbial exocrine production method including the following steps (a) and (b). In the following steps, the step of secreting and producing useful substances is step (a).
Step (a): A step of simultaneously presenting a culture solution for culturing a microorganism (yeast or the like) that produces a useful substance and a surfactant to secrete the useful substance to the outside of the microorganism (in the culture solution).
Step (b): After step (a), a step of separating useful substances from the culture broth.
以下に本発明の界面活性剤を使用する有用物質の生産方法の一例を示す。
(i)遺伝子組み換え
(i-1)目的タンパク質を発現している細胞からメッセンジャーRNA(mRNA)を分離し、該mRNAから単鎖のcDNAを、次に二本鎖DNAを合成し、該二本鎖DNAをファージDNA又はプラスミドに組み込む。得られた組み換えファージ又はプラスミドを宿主微生物に形質転換しcDNAライブラリーを作成する。
(i-2)目的とするDNAを含有するファージDNA又はプラスミドをスクリーニングする方法としては、ファージDNA又はプラスミドと目的タンパク質遺伝子又は相補配列の一部をコードするDNAプローブとのハイブリダイゼーション法が挙げられる。
(i-3)スクリーニング後のファージ又はプラスミドから目的とするクローン化DNA又はその一部を切りだし、該クローン化DNA又はその一部を発現ベクター中のプロモーターの下流に連結することによって、目的遺伝子の発現ベクターを作製することができる。内膜を移行させるシグナル配列(ペリプラズムに目的物質を発現させるシグナル配列)をコードするDNAを同時に連結することもできる。
(ii)培養
(ii-1)宿主微生物を発現ベクターで形質転換して組み換え微生物を作製し、組み換え微生物を前培養する。前培養は寒天培地上で通常15~43℃で3~72時間行う。
(ii-2)有用物質の生産に用いる培養液を121℃、20分間オートクレーブ滅菌を行い、ここに寒天培地で前培養した組み換え微生物を培養する。培養は、通常15~43℃で12~72時間行う。なお、培養開始と同時に界面活性剤を使用する場合は、界面活性剤と培養液を混合し均一化したものを、培養液として用いて同様の操作を行う。また、培養後6時間から72時間後に界面活性剤を加える場合は、界面活性剤を加えてから1~1000時間培養を継続する。
(iii)精製
(iii-1)培養液中に分泌されたタンパク質は、遠心分離、中空糸分離、ろ過等で微生物及び微生物残さと分離される。
(iii-2)タンパク質を含む培養液は、イオン交換カラム、ゲルろ過カラム、疎水カラム、アフィニティカラム及び限外カラム等のカラム処理を繰り返し、エタノール沈殿、硫酸アンモニウム沈殿及びポリエチレングリコール沈殿等の沈殿処理を必要に応じ適宜行うことによって分離精製される。
The following is an example of a method for producing a useful substance using the surfactant of the present invention.
(I) Genetic recombination (i-1) A messenger RNA (mRNA) is isolated from cells expressing the target protein, a single-stranded cDNA is synthesized from the mRNA, and then a double-stranded DNA is synthesized, and the two strands are synthesized. Incorporate strand DNA into phage DNA or plasmid. The obtained recombinant phage or plasmid is transformed into a host microorganism to prepare a cDNA library.
(I-2) As a method for screening a phage DNA or a plasmid containing the target DNA, a hybridization method between the phage DNA or the plasmid and a DNA probe encoding a part of the target protein gene or complementary sequence can be mentioned. ..
(I-3) The target gene by cutting out the target cloned DNA or a part thereof from the phage or plasmid after screening and ligating the cloned DNA or a part thereof downstream of the promoter in the expression vector. Expression vector can be prepared. DNA encoding a signal sequence that translocates the intima (a signal sequence that expresses the target substance in the periplasm) can also be ligated at the same time.
(Ii) Culture (ii-1) The host microorganism is transformed with an expression vector to prepare a recombinant microorganism, and the recombinant microorganism is precultured. Preculture is usually carried out on an agar medium at 15-43 ° C. for 3-72 hours.
(Ii-2) The culture medium used for the production of useful substances is autoclaved at 121 ° C. for 20 minutes, and the recombinant microorganisms precultured on an agar medium are cultured here. Culturing is usually carried out at 15 to 43 ° C. for 12 to 72 hours. When a surfactant is used at the same time as the start of culturing, the same operation is performed by using a homogenized mixture of the surfactant and the culture broth as the culture broth. When the surfactant is added 6 to 72 hours after the culture, the culture is continued for 1 to 1000 hours after the surfactant is added.
(Iii) Purification (iii-1) The protein secreted in the culture medium is separated from microorganisms and microbial residues by centrifugation, hollow fiber separation, filtration and the like.
(Iii-2) The culture solution containing the protein is repeatedly subjected to column treatments such as an ion exchange column, a gel filtration column, a hydrophobic column, an affinity column and an extraordinary column, and is subjected to a precipitation treatment such as ethanol precipitation, ammonium sulfate precipitation and polyethylene glycol precipitation. It is separated and purified by performing it as needed.
(iii-1)で分離された微生物は、その後、新たに培養液を供給することにより、さらに培養することができる。その培養液等をさらに(iii)の工程に供し精製、培養を繰り返すことにより、有用物質の連続生産を行うことができる。 The microorganism isolated in (iii-1) can then be further cultured by supplying a new culture solution. By further subjecting the culture solution or the like to the step (iii) and repeating purification and culturing, continuous production of useful substances can be performed.
上記の(iii)の精製工程においてカラム処理をおこなう場合、カラムクロマトグラフィーに使用される充填剤としては、シリカ、デキストラン、アガロース、セルロース、アクリルアミド及びビニルポリマー等が挙げられ、市販品ではCaptoシリーズ、Sephadexシリーズ、Sephacrylシリーズ、Sepharoseシリーズ(以上、GEヘルスケア社)、Bio-Gelシリーズ(Bio-Rad社)等が挙げられる。 When column treatment is performed in the above purification step (iii), examples of the filler used for column chromatography include silica, dextran, agarose, cellulose, acrylamide, vinyl polymer and the like, and commercially available products include the Capto series. Examples thereof include Sephadex series, Sephadex series, Sepharose series (hereinafter referred to as GE Healthcare), Bio-Gel series (Bio-Rad) and the like.
本発明の有用物質の生産方法を使用することにより、酵母が生産した有用物質を高効率で培養液中へ分泌させることができ、短時間で高い収量を得ることができるため、高生産量を達成することができる。また、本発明の有用物質の生産方法は、有用物質が培養液中に分泌されるため、有用物質の精製が容易である。 By using the method for producing a useful substance of the present invention, the useful substance produced by yeast can be secreted into the culture medium with high efficiency, and a high yield can be obtained in a short time. Can be achieved. Further, in the method for producing a useful substance of the present invention, since the useful substance is secreted into the culture broth, the purification of the useful substance is easy.
本発明の生産方法で得られる有用物質は、上記の方法で得られるため、従来よりも比活性が高い。 Since the useful substance obtained by the production method of the present invention is obtained by the above method, it has a higher specific activity than the conventional one.
本発明の有用物質生産方法は、界面活性剤と酵母とを同時に存在させて、有用物質を培養液中に分泌させる工程を含む。 The method for producing a useful substance of the present invention comprises a step of simultaneously presenting a surfactant and yeast to secrete the useful substance into the culture broth.
この工程において、酵母が生存している限り、酵母が有用物質を作製し培養液中に分泌することができると推測される。さらに、酵母が有用物質を作製する能力を有していれば、作製する有用物質の種類は問わず本発明の生産方法が使用できると推測される。
本発明の有用物質生産方法は、酵母内で作製した有用物質が酵母のペリプラズムに移行している場合に特に有効である。有用物質がペリプラズムに移行していることによって、有用物質が培養液中に分泌されやすくなる。
In this step, as long as the yeast is alive, it is presumed that the yeast can produce useful substances and secrete them into the culture medium. Further, if yeast has the ability to produce a useful substance, it is presumed that the production method of the present invention can be used regardless of the type of the useful substance to be produced.
The method for producing a useful substance of the present invention is particularly effective when the useful substance produced in yeast is transferred to the periplasm of yeast. The transition of useful substances to periplasm facilitates the secretion of useful substances into the culture medium.
以下の実施例、比較例により本発明をさらに説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、特記しない限り、部は重量部を意味する。
また、以下において実施例25、50は参考例1~2を意味する。
The present invention will be further described with reference to the following Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto. Unless otherwise specified, parts mean parts by weight.
Further, in the following, Examples 25 and 50 mean Reference Examples 1 and 2.
<実施例1~25>
ルシフェラーゼ発現酵母(Pichia pastoris)は、(独立行政法人製品評価技術基盤機構 バイオテクノロジーセンター)より分譲していただいたPichia pastorisを用いて形質転換を行った。pPICZαベクター(Thermo社製)をXhoIとXbaIで切断し、人工合成(Thermo社で委託合成)した両端にXhoIとXbaI切断部位を持つルシフェラーゼ遺伝子を組み込んだ。ルシフェラーゼ遺伝子組み込みpPICZαベクターの酵母への形質転換は、pPICZαベクター取り扱い説明書に記載の方法で行った。ルシフェラーゼ発現酵母をBMGY培養液に白金耳を用いて植菌して30℃で15時間、200rpmで振とう培養して作製した培養液を最終ODが0.1OD/mlとなるように、125mlBMGY培養液(Difco社製Yeast extract 1wt%、Difco社製Bacto peptone 2wt%、Difco社製Yeast nitrogen base w/o amino acid 1.34wt%、グルコース2wt%、100mMリン酸水素カリウム、pH6.0)に再懸濁した。さらに、その再懸濁液を、30℃で約17時間、1100rpmでODが20~30となるまで攪拌培養を続けた。ODが20~30となった時点で培養液を遠心(1500g、10分)し、125mlBMMY培養液に再懸濁し、30℃、1100rpmで2時間培養した。2時間経過後、表1と2に記載の界面活性剤を表1と2に記載の重量%となるように添加し、8時間30℃、1100rpmで培養した。その後、濁度(培養終了時の濁度)測定用にサンプリングし、遠心分離機によって、培養液から菌体と培養上清を分離し、培養上清と菌体を回収した。
<Examples 1 to 25>
Luciferase-expressing yeast (Pichia pastoris) was transformed using Pichia pastoris distributed by (Biotechnology Center, Product Evaluation Technology Infrastructure Organization). The pPICZα vector (manufactured by Thermo) was cleaved with XhoI and XbaI, and an artificially synthesized (consigned synthesis by Thermo) luciferase gene having XhoI and XbaI cleavage sites was incorporated into both ends. Transformation of the luciferase gene-incorporated pPICZα vector into yeast was carried out by the method described in the pPICZα vector instruction manual. A 125 ml BMGY culture was prepared by inoculating luciferase-expressing yeast into a BMGY culture solution using a loop loop and shaking it at 30 ° C. for 15 hours at 200 rpm so that the final OD was 0.1 OD / ml. Liquid (1 wt% Yeast extract manufactured by Difco, 2 wt% Bacto peptone manufactured by Difco, 1.34 wt% Yeast nitrogen base w / o amino acid 1.34 wt% manufactured by Difco, re-potassium hydrogen phosphate, pH 6.0). Suspended. Further, the resuspension was continuously stirred and cultured at 30 ° C. for about 17 hours at 1100 rpm until the OD reached 20 to 30. When the OD reached 20 to 30, the culture broth was centrifuged (1500 g, 10 minutes), resuspended in 125 ml BMMY culture broth, and cultured at 30 ° C. and 1100 rpm for 2 hours. After 2 hours, the surfactants shown in Tables 1 and 2 were added to the weight% shown in Tables 1 and 2, and the cells were cultured at 30 ° C. and 1100 rpm for 8 hours. Then, sampling was performed for measuring turbidity (turbidity at the end of culture), and the cells and the culture supernatant were separated from the culture solution by a centrifuge, and the culture supernatant and the cells were collected.
<比較例1>
実施例1において、界面活性剤の代わりに純水を添加する以外は同様にして実施し、培養上清と菌体を回収した。
<Comparative Example 1>
In Example 1, the same procedure was carried out except that pure water was added instead of the surfactant, and the culture supernatant and the cells were collected.
<実施例26~50>
酸性ホスファターゼ発現酵母(Candida boidinii 公知文献(Regulation and evaluation of five methanol-inducible promoters in the methylotrophic yeast Candida boidinii, H. Yurimoto et al., Biochimica et Biophysica Acta, 1493, 2000, 56-63)に記載の方法で作製した。)をBMGY培地に白金耳を用いて植菌して30℃で15時間、200rpmで振とう培養して作製した培養液を最終ODが0.1OD/mlとなるように、125mlBMGY培地に再懸濁した。さらに、その再懸濁液を、30℃で約17時間、1100rpmでODが2~5となるまで攪拌培養を続けた。ODが2~5となった時点で2v/v%となるようにメタノールを添加し、30℃、1100rpmで2時間培養した。2時間経過後、表3と4に記載の化合物(1)~(13)を表3と4に記載の重量で添加し、8時間30℃、1100rpmで培養した。8時間後、濁度(培養終了時の濁度)測定用にサンプリングし、遠心分離機によって、培養液から菌体と培養上清を分離し、培養上清と菌体を回収した。
菌体に50mM 酢酸NaBf(pH4.0)を加え、遠心することで菌体を洗浄した。洗浄した菌体に、50mM 酢酸NaBf(pH4.0)で再懸濁し、菌体表面の酸性ホスファターゼ活性測定サンプルとした。
<Examples 26 to 50>
Acid phosphatase-expressing yeast (Candida boidinii known literature (Regulation and evaluation of five methanol-inducible promoters in the methylotrophic yeast Candida boidinii, H. Yurimoto et al., Biochimica et Biophysica Acta, 1493, 2000, the method described in 56-63) Inoculated into BMGY medium using platinum ears and shake-cultured at 30 ° C. for 15 hours at 200 rpm to prepare a culture solution having a final OD of 0.1 OD / ml, 125 ml MeOH. It was resuspended in the medium. Further, the resuspension was continuously stirred and cultured at 30 ° C. for about 17 hours at 1100 rpm until the OD became 2 to 5. When the OD reached 2 to 5, methanol was added so that the OD was 2 v / v%, and the cells were cultured at 30 ° C. and 1100 rpm for 2 hours. After 2 hours, the compounds (1) to (13) shown in Tables 3 and 4 were added by the weights shown in Tables 3 and 4, and cultured at 30 ° C. and 1100 rpm for 8 hours. After 8 hours, sampling was performed for measuring turbidity (turbidity at the end of culture), cells and culture supernatant were separated from the culture solution by a centrifuge, and the culture supernatant and cells were collected.
The cells were washed by adding 50 mM NaBf acetate (pH 4.0) to the cells and centrifuging. The washed cells were resuspended with 50 mM NaBf acetate (pH 4.0) to prepare a sample for measuring acid phosphatase activity on the surface of the cells.
<比較例2>
実施例26において、化合物(4)の代わりに純水を添加する以外は同様にして実施し、培養上清と菌体を回収した。
<Comparative Example 2>
In Example 26, the same procedure was carried out except that pure water was added instead of compound (4), and the culture supernatant and bacterial cells were collected.
なお、表1~4中、化合物(1)~(14)は下記を使用した。なお、化合物(1)~(8)としては、炭素数12のアルキル基を有する化合物を用いた。
化合物(1):ポリオキシエチレン(EO2.5モル付加)ラウリルエーテル硫酸ナトリウム
化合物(2):ポリオキシエチレン(EO3モル)ラウリルエーテル酢酸ナトリウム
化合物(3):2-(ドデシルアミノ)エタンスルホン酸ナトリウム
化合物(4):ドデシル-β-アミノエチルスルホン酸ナトリウム
化合物(5):ドデシルジメチル(3-スルホプロピル)アンモニウムヒドロキシド
化合物(6):ドデシルホスホリルコリン
化合物(7):ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン
化合物(8):塩化ラウリルトリメチルアンモニウム
化合物(9):グリセリンPO50モル付加物、HLB=4.2
化合物(10):オレイル酸エステルEO15モルPO30モル付加物、HLB=7.0
化合物(11):オレイル酸エステルEO30モルPO30モル付加物、HLB=9.4
化合物(12):EO60PO30モルブロック共重合体、HLB=13.1
化合物(13):EO142PO30モルブロック共重合体、HLB=15.6
化合物(14):ラウリル酸エステルEO290モル付加物、HLB=18.4
The following compounds (1) to (14) were used in Tables 1 to 4. As the compounds (1) to (8), compounds having an alkyl group having 12 carbon atoms were used.
Compound (1): Polyoxyethylene (added 2.5 mol of EO) Sodium lauryl ether sulfate Compound (2): Polyoxyethylene (EO3 mol) Sodium lauryl ether acetate compound (3): 2- (Dodecylamino) Sodium ethanesulfonate Compound (4): Dodecyl-β-aminoethylsulfonate sodium compound (5): Dodecyldimethyl (3-sulfopropyl) ammonium hydroxyd compound (6): Dodecylphosphorylcholine compound (7): Lauryldimethylaminoacetic acid betaine compound (8) ): Lauryltrimethylammonium chloride compound (9): Glycerin PO 50 mol adduct, HLB = 4.2
Compound (10): Oleyl acid ester EO 15 mol PO 30 mol adduct, HLB = 7.0
Compound (11): Oleyl acid ester EO 30 mol PO 30 mol adduct, HLB = 9.4
Compound (12): EO60PO30 molblock copolymer, HLB = 13.1
Compound (13): EO142PO30 molblock copolymer, HLB = 15.6
Compound (14): Lauric acid ester EO290 mol adduct, HLB = 18.4
実施例1~50及び比較例1と2で得た培養上清について、培養液の濁度、有用物質の分泌生産量及び分泌効率等の評価を下記に記載の通り行った。
結果を表1~4に記載する。
With respect to the culture supernatants obtained in Examples 1 to 50 and Comparative Examples 1 and 2, the turbidity of the culture solution, the amount of secreted production of useful substances, the secretory efficiency and the like were evaluated as described below.
The results are shown in Tables 1-4.
<培養液の濁度の測定方法>
サンプリングで回収した微生物を含む培養液を用いて、濁度計[(株)島津製作所社製、UV-1700]を用いて、光路長1cmの石英セルを用いて濁度の測定を行った。
培養液は、1500rpm、5分、4℃で遠心し、上清を破棄した。沈澱をサンプル液量と同量の生理食塩水で再懸濁し、適切な吸光度(0.1~0.8)になるように生理食塩水で希釈して600nmの吸光度を測定した。培養液の濁度は下記数式(1)によって算出した。
培養液の濁度(OD)=(希釈した培養液の600nmの吸光度)×培養液の希釈倍率 (数式1)
<Measurement method of turbidity of culture solution>
The turbidity was measured using a turbidity meter [UV-1700, manufactured by Shimadzu Corporation] using a culture solution containing microorganisms recovered by sampling, using a quartz cell having an optical path length of 1 cm.
The culture broth was centrifuged at 1500 rpm, 5 minutes and 4 ° C., and the supernatant was discarded. The precipitate was resuspended in the same amount of physiological saline as the sample solution, diluted with physiological saline so as to have an appropriate absorbance (0.1 to 0.8), and the absorbance at 600 nm was measured. The turbidity of the culture solution was calculated by the following formula (1).
Turbidity of culture solution (OD) = (absorbance of diluted culture solution at 600 nm) × dilution ratio of culture solution (Formula 1)
<有用物質の分泌生産量の評価:分泌生産した有用物質のルシフェラーゼ活性測定>
実施例1~25及び比較例1で得た各培養上清を0.2M Tris-HCl緩衝液(pH 7.4)で10~1000倍希釈したもの20μlに、下記のルシフェリン溶液60μl添加した混合液を試料として、ルミノメーターを用いて以下の条件で測定した発光強度を、下記式に当てはめて得られた値を分泌生産した有用物質のルシフェラーゼ活性とした。
ルミノメーター:プロメガ株式会社製の「Glomax Navigator」
ルシフェリン溶液:ニュー・イングランド・バイオラボ・ジャパン株式会社製品 測定温度:25℃
検出装置:発光検出器
検出波長:350~700nm
〔分泌生産した有用物質のルシフェラーゼ活性〕=〔発光強度〕×希釈倍率/〔培養終了時の濁度〕
なお、表1と2中、ルシフェラーゼ活性は、比較例1を1とした場合の相対値で表した。
分泌生産した有用物質のルシフェラーゼ活性が高い程、有用物質の分泌生産量が多いことを示す。
<Evaluation of secretory production of useful substances: Measurement of luciferase activity of secreted and produced useful substances>
20 μl of each culture supernatant obtained in Examples 1 to 25 and Comparative Example 1 diluted 10 to 1000 times with 0.2 M Tris-HCl buffer (pH 7.4) was mixed with 60 μl of the following luciferin solution added. Using the solution as a sample, the luminescence intensity measured under the following conditions using a luminometer was used as the luciferase activity of the useful substance secreted and produced by applying the value obtained by applying the following formula.
Luminometer: "Glomax Navigator" manufactured by Promega Co., Ltd.
Luciferin solution: New England Biolab Japan Co., Ltd. Product measurement temperature: 25 ° C
Detection device: Luminescent detector Detection wavelength: 350-700nm
[Luciferase activity of secreted and produced useful substances] = [Emission intensity] x Dilution ratio / [Turbidity at the end of culture]
In Tables 1 and 2, the luciferase activity was represented by a relative value when Comparative Example 1 was set to 1.
The higher the luciferase activity of the secreted and produced useful substance, the larger the amount of secreted and produced useful substance.
<菌体表面に残った有用物質のルシフェラーゼ活性測定>
実施例1~25及び比較例1で得た菌体に、除去した上清と同量の0.2M Tris-HCl緩衝液(pH 7.4)200μlを加え、遠心することで菌体を洗浄した。洗浄した菌体に、洗浄した上清と同量の0.2M Tris-HCl緩衝液(pH 7.4)200μlで再懸濁し、0.2M Tris-HCl緩衝液(pH 7.4)で10~1000倍希釈したものを菌体表面のルシフェラーゼ活性測定用サンプルとした。
この菌体表面のルシフェラーゼ活性測定用サンプル20μlに上記のルシフェリン溶液60μl添加した混合液を試料として、「分泌生産した有用物質のルシフェラーゼ活性測定」と同様の条件で発光強度を測定し、測定した発光強度を、下記式に当てはめて得られた値を菌体表面に残った有用物質のルシフェラーゼ活性とした。
〔菌体表面に残った有用物質のルシフェラーゼ活性〕=〔発光値〕×希釈倍率/〔培養終了時の濁度〕
なお、表1と2中、ルシフェラーゼ活性は、比較例1を1とした場合の相対値で表した。
<Measurement of luciferase activity of useful substances remaining on the cell surface>
To the cells obtained in Examples 1 to 25 and Comparative Example 1, 200 μl of 0.2 M Tris-HCl buffer (pH 7.4) in the same amount as the removed supernatant was added, and the cells were washed by centrifugation. bottom. The washed cells were resuspended in 200 μl of 0.2 M Tris-HCl buffer (pH 7.4) in the same amount as the washed supernatant, and 10 in 0.2 M Tris-HCl buffer (pH 7.4). A sample diluted ~ 1000 times was used as a sample for measuring the luciferase activity on the cell surface.
Using a mixed solution prepared by adding 60 μl of the above luciferin solution to 20 μl of the sample for measuring luciferase activity on the surface of the cells as a sample, the luminescence intensity was measured under the same conditions as in "Measurement of luciferase activity of secreted and produced useful substances", and the measured luminescence was measured. The intensity was applied to the following formula, and the value obtained was taken as the luciferase activity of the useful substance remaining on the cell surface.
[Luciferase activity of useful substances remaining on the cell surface] = [ Luminescent value] x Dilution ratio / [Turbidity at the end of culture]
In Tables 1 and 2, the luciferase activity was represented by a relative value when Comparative Example 1 was set to 1.
<分泌効率の評価>
実施例1~25及び比較例1で得た各培養上清と菌体を用いて、各実施例における分泌効率を下記式により算出した。
分泌効率(%)=100×「分泌生産した有用物質のルシフェラーゼ活性」/「ルシフェラーゼ活性合計」
なお、ルシフェラーゼ活性合計は、「分泌生産した有用物質のルシフェラーゼ活性」+「菌体表面に残った有用物質のルシフェラーゼ活性」を意味する。
<Evaluation of secretory efficiency>
Using the culture supernatants and cells obtained in Examples 1 to 25 and Comparative Example 1, the secretory efficiency in each example was calculated by the following formula.
Secretory efficiency (%) = 100 x "Luciferase activity of secreted and produced useful substances" / "Total luciferase activity"
The total luciferase activity means "luciferase activity of secreted and produced useful substance" + "luciferase activity of useful substance remaining on the cell surface".
<タンパク質量の測定:酸性ホスファターゼ活性測定>
実施例26~50及び比較例2で得た各培養上清に1/40量の2M 酢酸ナトリウム緩衝液(pH4.0)5μlを添加した。緩衝液を添加した培養上清又は実施例17~32で得た各菌体表面測定サンプルに基質溶液(p-nitrophenylphosphate 0.64mg/ml含有 50mM酢酸ナトリウム緩衝液pH4.0)を容量比=1:1で混合し、35℃で10分間反応した。
反応後、反応液と等量の10%トリクロロ酢酸溶液を添加し反応停止をした。反応停止をした溶液に、炭酸ナトリム飽和溶液を反応液全体と等量加え、発色させた。発色させた液は、1500×g、5分で不溶画分を除去し、(Biotek社製マイクロプレートリーダーPowerWave)を用いて420nmの吸光度を測定した。参照波長には630nmを測定した。
培養上清、菌体表面測定サンプルそれぞれについて、下記の式より算出した値を酸性ホスファターゼ活性とした。得られた培養上清の酸性ホスファターゼ活性の結果において、比較例2の値を1とした場合の相対値を「分泌生産した有用物質の酸性ホスファターゼ活性」とし、菌体表面測定サンプルの酸性ホスファターゼ活性の結果において、比較例2の値を1とした場合の相対値を「菌体表面に残った有用物質の酸性ホスファターゼ活性」として表3と4に記載した。
酸性ホスファターゼ活性={(Abs420nm)-(Abs630nm)}/(培養終了時の濁度)
<Measurement of protein amount: Acid phosphatase activity measurement>
To each of the culture supernatants obtained in Examples 26 to 50 and Comparative Example 2, 1/40 amount of 2M sodium acetate buffer (pH 4.0) was added to 5 μl. A substrate solution (p-nitrophenylphosphate 0.64 mg / ml-containing 50 mM sodium acetate buffer pH 4.0) was added to the culture supernatant to which the buffer was added or the cell surface measurement samples obtained in Examples 17 to 32 by volume ratio = 1. The mixture was mixed at 1: 1 and reacted at 35 ° C. for 10 minutes.
After the reaction, an equal amount of 10% trichloroacetic acid solution as the reaction solution was added to terminate the reaction. To the solution in which the reaction was stopped, an equal amount of a saturated solution of sodium carbonate was added to the whole reaction solution to develop a color. The insoluble fraction was removed from the developed liquid at 1500 × g in 5 minutes, and the absorbance at 420 nm was measured using (Biotek microplate reader PowerWave). The reference wavelength was 630 nm.
The acid phosphatase activity was defined as the value calculated from the following formula for each of the culture supernatant and the cell surface measurement sample. In the result of the acid phosphatase activity of the obtained culture supernatant, the relative value when the value of Comparative Example 2 was set to 1 was defined as the "acid phosphatase activity of the secreted and produced useful substance", and the acid phosphatase activity of the cell surface measurement sample. The relative values when the value of Comparative Example 2 was set to 1 are shown in Tables 3 and 4 as "acid phosphatase activity of useful substances remaining on the cell surface".
Acid phosphatase activity = {(Abs420nm)-(Abs630nm)} / (turbidity at the end of culture)
<分泌効率の評価>
実施例26~50及び比較例2で得た「分泌生産した有用物質の酸性ホスファターゼ活性」及び「菌体表面に残った有用物質の酸性ホスファターゼ活性」の値を用いて、下記数式より分泌効率を算出した。結果を表3と4に示す。
分泌効率(%)=100×「分泌生産した有用物質の酸性ホスファターゼ活性」/「酸性ホスファターゼ活性合計」
なお、酸性ホスファターゼ活性合計は、「分泌生産した有用物質の酸性ホスファターゼ活性」+「菌体表面に残った有用物質の酸性ホスファターゼ活性」を意味する。
<Evaluation of secretory efficiency>
Using the values of "acid phosphatase activity of the useful substance secreted and produced" and "acid phosphatase activity of the useful substance remaining on the cell surface" obtained in Examples 26 to 50 and Comparative Example 2, the secretory efficiency was calculated from the following formula. Calculated. The results are shown in Tables 3 and 4.
Secretory efficiency (%) = 100 x "acid phosphatase activity of secreted and produced useful substances" / "total acid phosphatase activity"
The total acid phosphatase activity means "acid phosphatase activity of the useful substance secreted and produced" + "acid phosphatase activity of the useful substance remaining on the cell surface".
表1~4から、培養液中にイオン界面活性剤(A)とノニオン界面活性剤(B)を含有することで、有用物質の菌体外への分泌効率が上昇していることがわかる。
表2及び表4の実施例24、25及び比較例1との比較、実施例49、50及び比較例2との比較から、ノニオン界面活性剤(B)としてノニオン界面活性剤(B1)又は(B2)のいずれか一方を含有することで、用いる菌株によって分泌効率の上昇の程度に差はあるものの、分泌効率が上昇することがわかる。
また、表1~4から、イオン界面活性剤(A)とノニオン界面活性剤(B1)とノニオン界面活性剤(B2)の3種を組み合わせることで、分泌効率が極めて高くなることがわかる。
また、実施例1~4及び26~29から、イオン界面活性剤(A)を過剰に添加すると分泌効率は上昇するが、細胞毒性により濁度が低下しており、菌株により細胞毒性の感受性は10倍程度異なることがわかる。
また、実施例2、13~16、27及び38~41からノニオン界面活性剤(B1)はHLBは7程度であることが分泌効率が最も高く、ノニオン界面活性剤(B2)はHLBが15程度であることが分泌効率が高いことがわかる。
実施例2、17~23及び27、42~48から、イオン性の異なるイオン界面活性剤(A)を用いた場合の分泌効率への効果がわかり、両性界面活性剤とカチオン界面活性剤の効果が高いことがわかる。
また、実施例においては、ルシフェラーゼ活性合計が大きいことから、有用物質を変性させずに大量に得ることができることがわかる。
From Tables 1 to 4, it can be seen that the inclusion of the ionic surfactant (A) and the nonionic surfactant (B) in the culture solution increases the secretory efficiency of useful substances to the outside of the cells.
From the comparison with Examples 24 and 25 and Comparative Example 1 in Tables 2 and 4, and the comparison with Examples 49 and 50 and Comparative Example 2, the nonionic surfactant (B1) or ( It can be seen that the inclusion of either one of B2) increases the secretory efficiency, although the degree of increase in the secretory efficiency varies depending on the strain used.
Further, from Tables 1 to 4, it can be seen that the secretion efficiency is extremely high by combining the three types of the ionic surfactant (A), the nonionic surfactant (B1) and the nonionic surfactant (B2).
Further, from Examples 1 to 4 and 26 to 29, when the ionic surfactant (A) is excessively added, the secretory efficiency increases, but the turbidity decreases due to cytotoxicity, and the susceptibility to cytotoxicity depends on the strain. It can be seen that the difference is about 10 times.
Further, from Examples 2, 13 to 16, 27 and 38 to 41, the HLB of the nonionic surfactant (B1) is about 7 for the highest secretory efficiency, and the nonionic surfactant (B2) has an HLB of about 15 for the nonionic surfactant (B2). It can be seen that the secretory efficiency is high.
From Examples 2, 17 to 23 and 27, 42 to 48, the effect on the secretory efficiency when the ionic surfactant (A) having different ionicity was used was found, and the effects of the amphoteric surfactant and the cationic surfactant were found. It turns out that is high.
Further, in the examples, since the total luciferase activity is large, it can be seen that a large amount can be obtained without denaturing useful substances.
本発明の有用物質の生産方法は、タンパク質などの有用物質を真核生物から抽出する際に使用できる。タンパク質としては酵素、ホルモンタンパク質、抗体及びペプチド等が挙げられる。生産されるタンパク質が、酵素(プロテアーゼ、セルラーゼ、リパーゼ及びアミラーゼ等)の場合には、食品加工用、洗浄剤用、繊維処理用、製紙用途、酵素変換用途などとして好適に使用でき、特にバイオ医薬品の製造に用いる上で有用である。 The method for producing a useful substance of the present invention can be used when extracting a useful substance such as a protein from eukaryotes. Examples of proteins include enzymes, hormonal proteins, antibodies and peptides. When the produced protein is an enzyme (protease, cellulase, lipase, amylase, etc.), it can be suitably used for food processing, cleaning agent, fiber processing, papermaking, enzyme conversion, etc., especially biopharmaceuticals. It is useful for use in the production of.
Claims (5)
イオン界面活性剤(A)がアニオン界面活性剤(A1)、カチオン界面活性剤(A2)及び両性界面活性剤(A3)からなる群より選ばれる1種以上の界面活性剤であり、ノニオン界面活性剤(B)はHLB値が3~20のノニオン界面活性剤であり、ノニオン界面活性剤(B)が脂肪酸とポリエーテルアルコールとのエステル化物、多価アルコール型ノニオン界面活性剤及びプルロニック型ノニオン界面活性剤からなる群より選ばれる1種以上の界面活性剤であり、ノニオン界面活性剤(B)の含有量が、培養開始時(植菌時)の培養液の重量を基準として、0.01~5重量%であり、ノニオン界面活性剤(B)として、HLB値が3以上13未満であるノニオン界面活性剤(B1)を含む有用物質の生産方法。 A method for producing a useful substance by secreting and producing a useful substance in the culture solution by yeast contained in the culture solution. Yeast is at least one selected from the group consisting of the genus Pichia and the genus Candida , and is contained in the culture solution. Containing an ionic surfactant (A) and a nonionic surfactant (B),
The ionic surfactant (A) is one or more surfactants selected from the group consisting of an anionic surfactant (A1), a cationic surfactant (A2) and an amphoteric surfactant (A3), and is a nonionic surfactant. The agent (B) is a nonionic surfactant having an HLB value of 3 to 20, and the nonionic surfactant (B) is an esterified product of a fatty acid and a polyether alcohol, a polyhydric alcohol type nonionic surfactant and a pluronic type nonionic. One or more surfactants selected from the group consisting of surfactants, and the content of the nonionic surfactant (B) is 0. A method for producing a useful substance containing a nonionic surfactant (B1) having an HLB value of 3 or more and less than 13 as a nonionic surfactant (B) having an HLB value of 01 to 5% by weight .
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