Ферменты, пригодные для получения перкислот

Ферменты, пригодные для получения перкислот

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ

Настоящая заявка заявляет приоритет по предварительной заявке США № 61/618397, поданной 30 марта 2012 г., которая включена посредством ссылки во всей своей полноте.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее раскрытие относится к области биосинтеза пероксикарбоновых кислот и ферментативному катализу. В частности, предлагаются многокомпонентные системы для образования перкислот, содержащие ферментативный катализатор, обладающий пергидролитической активностью. Также предлагаются способы применения ферментативного катализатора по настоящему изобретению для получения пероксикарбоновых кислот.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Композиции пероксикарбоновых кислот могут быть эффективными противомикробными средствами. Были описаны способы применения пероксикарбоновых кислот для очистки, дезинфекции и/или санитарной обработки твердых поверхностей, текстильных изделий, мясных продуктов, живых растительных тканей и медицинских изделий с противодействием нежелательному росту микроорганизмов (патент США 6545047, патент США 6183807, патент США 6518307, публикация заявки на патент США № 2003-0026846 и патент США 5683724). Также пероксикарбоновые кислоты применяли в различных применениях в отбеливании, включая, но без ограничения, применения в отбеливании/делигнификации древесной массы и уходе за бельем (европейский патент 1040222B1, патент США 5552018, патент США 3974082, патент США 5296161 и патент США 5364554). Желаемая эффективная концентрация пероксикарбоновой кислоты может варьировать в зависимости от применения продукта (например, от приблизительно 500 ч./млн до 1000 ч./млн для применения в дезинфекции медицинских инструментов, от приблизительно 30 ч./млн до 80 ч./млн для применения в отбеливании или дезинфекции при уходе за бельем) при времени реакции от 1 мин до 5 мин в условиях нейтрального pH.

Ферменты, классифицируемые по структуре как представители семейства 7 эстераз углеводов (CE-7), применяли в качестве пергидролаз для катализа реакции пероксида водорода (или альтернативного пероксидного реагента) с алкиловыми сложными эфирами карбоновых кислот в воде в диапазоне рН от основного до щелочного (от pH, составляющего приблизительно 10, до рН, составляющего приблизительно 5) с получением пероксикарбоновой кислоты в эффективной концентрации для такого применения, как дезинфекция (как, например, дезинфекция медицинских инструментов, твердых поверхностей, текстильных изделий), отбеливание (как, например, применение в обработке/делигнификации древесной массы или бумажной массы, отбеливании текстильных изделий и уходе за бельем), а также другое применение в уходе за бельем, такое как обесцвечивание, дезодорация и санитарная обработка, а также применение в личной гигиене (патенты США 7964378, 7951566 и 7723083, опубликованная заявка на патент США №2008-0176299 DiCosimo et al.; и опубликованные заявки на патенты США №2012-0317733 и 2012-0328534 Chisholm et al.). Было обнаружено, что ферменты CE-7 имеют высокую специфическую активность в отношении пергидролиза сложных эфиров, в частности, ацетиловых сложных эфиров спиртов, диолов и глицеринов. Варианты пергидролаз CE-7, полученных от ряда видов, имеющие улучшенные функциональные характеристики, описаны DiCosimo et al. (патенты США 7927854, 7923233, 7932072, 7910347, 7960528, 8062875, 8206964, 8389254 и 8389255 и опубликованные заявки на патенты США №2011-0236336 и 2011-0236338).

Описанные ранее эстеразы углеводов CE-7, обладающие пергидролитической активностью (как дикого типа, так и их варианты), содержали консервативный структурный “сигнатурный” мотив, определенный Vincent et al. (J. Mol. Biol., 330:593-606 (2003)). В частности, сигнатурный мотив CE-7, применяемый для структурной идентификации и определения представителей семейства эстераз углеводов CE-7, содержит три консервативных субмотива: 1) субмотив “RGQ” из Arg118-Gly119-Gln120, 2) субмотив “GXSQG” из Gly186-Xaa187-Ser188-Gln189-Gly190 и 3) субмотив “HE” из His303-Glu304 (нумерация и ориентация остатков по отношению к эталонной последовательности Thermotoga maritima предложены в виде SEQ ID NO: 2).

В то время как подавляющее большинство ферментов, классифицируемых как эстеразы углеводов CE-7, содержат сигнатурный мотив, определенный Vincent et al., к семейству 7 эстераз углеводов было добавлено несколько последовательностей полипептидов, которые не содержат субмотива “HE” (Cantarel et al., “The Carbohydrate-Active EnZymes database (CAZy): an expert resource for Glycogenomics”, NAR, 37:D233-D238 (2009)). Для этой подгруппы не отмечали наличие пергидролитической активности.

Для включения технологии с применением пергидролитических ферментов при некоторых применениях может потребоваться идентификация новых пергидролитических ферментов. В связи с этим сохраняется потребность идентификации дополнительных ферментативных катализаторов, включающих в себя полипептиды, имеющие значительную пергидролитическую активность.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ

Было идентифицировано несколько ферментов, имеющих пергидролитическую активность, подходящих для получения перкислот в эффективных концентрациях.

В одном варианте осуществления предложена ферментативная система для образования перкислот, содержащая набор компонентов реакции, включающий:

(1) по меньшей мере один субстрат, выбранный из группы, состоящей из:

(i) одного или нескольких сложных эфиров, имеющих структуру

[X]_mR₅,

где X = сложноэфирная группа формулы R₆-C(O)O;

R₆ = линейный, разветвленный или циклический гидрокарбильный C1-C7-фрагмент, необязательно замещенный гидроксильными группами или C1-C4-алкоксигруппами, где R₆ необязательно содержит одну или несколько эфирных связей в случае R₆ = C2-C7;

R₅ = линейный, разветвленный или циклический гидрокарбильный C1-C6-фрагмент, или пятичленный циклический гетероароматический фрагмент, или шестичленный циклический ароматический или гетероароматический фрагмент, необязательно замещенный гидроксильными группами; где каждый атом углерода в R₅ в отдельности соединен не более чем с одной гидроксильной группой или не более чем с одной сложноэфирной группой или группой карбоновой кислоты; где R₅ необязательно содержит одну или несколько эфирных связей;

m = целое число, варьирующее в диапазоне от 1 до числа атомов углерода в R₅; и где указанные сложные эфиры имеют растворимость в воде, составляющую по меньшей мере 5 ч./млн при 25°C;

(ii) одного или нескольких глицеридов, имеющих структуру

,

где R₁ = неразветвленный или разветвленный C1-C21-алкил, необязательно замещенный гидроксильной или C1-C4-алкоксигруппой, а R₃ и R₄ в отдельности представляют собой H или R₁C(O);

(iii) одного или нескольких сложных эфиров формулы:

,

где R₁ = неразветвленный или разветвленный C1-C7-алкил, необязательно замещенный гидроксильной или C1-C4-алкоксигруппой, а R₂ = неразветвленный или разветвленный С1-С10-алкил, алкенил, алкинил, арил, алкиларил, алкилгетероарил, гетероарил, (CH₂CH₂O)_n или (CH₂CH(CH₃)-O)_nH, и n равно от 1 до 10;

(iv) одного или нескольких ацетилированных моносахаридов, ацетилированных дисахаридов или ацетилированных полисахаридов и

(v) любой комбинации из (i)-(iv);

(2) источник пероксида и

(3) ферментативный катализатор, содержащий полипептид, обладающий пергидролитической активностью и имеющий аминокислотную последовательность, обладающую по меньшей мере 80% идентичностью по отношению к аминокислотной последовательности, приведенной под SEQ ID NO: 8, при условии, что аминокислотный остаток, связанный с C-концевым участком каталитического гистидина, не является глутаминовой кислотой;

при этом перкислоту получают ферментативным путем в результате объединения компонентов реакции при соответствующих условиях реакции.

В другом варианте осуществления также предлагается способ получения пероксикарбоновой кислоты, включающий:

(a) обеспечение набора компонентов реакции, содержащего:

(1) по меньшей мере один субстрат, выбранный из группы, состоящей из:

(i) одного или нескольких сложных эфиров, имеющих структуру

[X]_mR₅,

где X = сложноэфирная группа формулы R₆-C(O)O;

R₆ = линейный, разветвленный или циклический гидрокарбильный C1-C7-фрагмент, необязательно замещенный гидроксильными группами или C1-C4-алкоксигруппами, где R₆ необязательно содержит одну или несколько эфирных связей в случае R₆ = C2-C7;

R₅ = линейный, разветвленный или циклический гидрокарбильный C1-C6-фрагмент, или пятичленный циклический гетероароматический фрагмент, или шестичленный циклический ароматический или гетероароматический фрагмент, необязательно замещенный гидроксильными группами; где каждый атом углерода в R₅ в отдельности соединен не более чем с одной гидроксильной группой или не более чем с одной сложноэфирной группой или группой карбоновой кислоты; где R₅ необязательно содержит одну или несколько эфирных связей;

m = целое число, варьирующее в диапазоне от 1 до числа атомов углерода в R₅; и где указанные сложные эфиры имеют растворимость в воде, составляющую по меньшей мере 5 ч./млн при 25°C;

(ii) одного или нескольких глицеридов, имеющих структуру

,

где R₁ = неразветвленный или разветвленный C1-C21-алкил, необязательно замещенный гидроксильной или C1-C4-алкоксигруппой, а R₃ и R₄ в отдельности представляют собой H или R₁C(O);

(iii) одного или нескольких сложных эфиров формулы:

,

где R₁ = неразветвленный или разветвленный C1-C7-алкил, необязательно замещенный гидроксильной или C1-C4-алкоксигруппой, а R₂ = неразветвленный или разветвленный С1-С10-алкил, алкенил, алкинил, арил, алкиларил, алкилгетероарил, гетероарил, (CH₂CH₂O)_n или (CH₂CH(CH₃)-O)_nH, и n равно от 1 до 10;

(iv) одного или нескольких ацилированных моносахаридов, ацилированных дисахаридов или ацилированных полисахаридов и

(v) любой комбинации из (i)-(iv);

(2) источник пероксида и

(3) ферментативный катализатор, содержащий полипептид, обладающий пергидролитической активностью и имеющий аминокислотную последовательность, обладающую по меньшей мере 80% идентичностью по отношению к аминокислотной последовательности, приведенной под SEQ ID NO: 8, при условии, что аминокислотный остаток, связанный с C-концевым участком каталитического гистидина, не является глутаминовой кислотой;

(b) объединение набора компонентов реакции при соответствующих условиях реакции, в результате чего получают пероксикарбоновую кислоту; и

(c) необязательно разбавление пероксикарбоновой кислоты, полученной на этапе (b).

В другом варианте осуществления предлагается способ, включающий этап (d), на котором пероксикарбоновая кислота, полученная на этапе (b) или этапе (c), контактирует с твердой поверхностью, поверхностью тела или по меньшей мере с одним предметом белья.

Способ по настоящему изобретению приводит к получению желаемой пероксикарбоновой кислоты при объединении компонентов реакции. Компоненты реакции до применения могут оставаться разделенными.

В дополнительном аспекте предлагается система для образования и доставки пероксикарбоновой кислоты, включающая:

(a) первый отдел, содержащий

(1) ферментативный катализатор, содержащий полипептид, обладающий пергидролитической активностью и имеющий аминокислотную последовательность, обладающую по меньшей мере 80% идентичностью по отношению к аминокислотной последовательности, приведенной под SEQ ID NO: 8, при условии, что аминокислотный остаток, связанный с C-концевым участком каталитического гистидина, не является глутаминовой кислотой;

(2) по меньшей мере один субстрат, выбранный из группы, состоящей из:

(i) одного или нескольких сложных эфиров, имеющих структуру

[X]_mR₅,

где X = сложноэфирная группа формулы R₆-C(O)O;

R₆ = линейный, разветвленный или циклический гидрокарбильный C1-C7-фрагмент, необязательно замещенный гидроксильными группами или C1-C4-алкоксигруппами, где R₆ необязательно содержит одну или несколько эфирных связей в случае R₆ = C2-C7;

R₅ = линейный, разветвленный или циклический гидрокарбильный C1-C6-фрагмент, или пятичленный циклический гетероароматический фрагмент, или шестичленный циклический ароматический или гетероароматический фрагмент, необязательно замещенный гидроксильными группами; где каждый атом углерода в R₅ в отдельности соединен не более чем с одной гидроксильной группой или не более чем с одной сложноэфирной группой или группой карбоновой кислоты; где R₅ необязательно содержит одну или несколько эфирных связей;

m = целое число, варьирующее в диапазоне от 1 до числа атомов углерода в R₅; и

где указанные сложные эфиры имеют растворимость в воде, составляющую по меньшей мере 5 ч./млн при 25°C;

(ii) одного или нескольких глицеридов, имеющих структуру

,

где R₁ = неразветвленный или разветвленный C1-C21-алкил, необязательно замещенный гидроксильной или C1-C4-алкоксигруппой, а R₃ и R₄ в отдельности представляют собой H или R₁C(O);

(iii) одного или нескольких сложных эфиров формулы:

,

где R₁ = неразветвленный или разветвленный C1-C7-алкил, необязательно замещенный гидроксильной или C1-C4-алкоксигруппой, а R₂ = неразветвленный или разветвленный С1-С10-алкил, алкенил, алкинил, арил, алкиларил, алкилгетероарил, гетероарил, (CH₂CH₂O)_n или (CH₂CH(CH₃)-O)_nH, и n равно от 1 до 10;

(iv) одного или нескольких ацилированных моносахаридов, ацилированных дисахаридов или ацилированных полисахаридов и

(v) любой комбинации из (i)-(iv); и

(3) необязательный буфер; и

(b) второй отдел, содержащий

(1) источник пероксида;

(2) стабилизатор пероксида и

(3) необязательный буфер.

В дополнительном варианте осуществления предлагается композиция для ухода за бельем, содержащая:

а) полипептид, обладающий пергидролитической активностью и имеющий аминокислотную последовательность, обладающую по меньшей мере 80% идентичностью по отношению к аминокислотной последовательности, приведенной под SEQ ID NO: 8, при условии, что аминокислотный остаток, связанный с C-концевым участком каталитического гистидина, не является глутаминовой кислотой;

b) по меньшей мере один субстрат, выбранный из группы, состоящей из:

(i) одного или нескольких сложных эфиров, имеющих структуру

[X]_mR₅,

где X = сложноэфирная группа формулы R₆-C(O)O;

R₆ = линейный, разветвленный или циклический гидрокарбильный C1-C7-фрагмент, необязательно замещенный гидроксильными группами или C1-C4-алкоксигруппами, где R₆ необязательно содержит одну или несколько эфирных связей в случае R₆ = C2-C7;

R₅ = линейный, разветвленный или циклический гидрокарбильный C1-C6-фрагмент, или пятичленный циклический гетероароматический фрагмент, или шестичленный циклический ароматический или гетероароматический фрагмент, необязательно замещенный гидроксильными группами; где каждый атом углерода в R₅ в отдельности соединен не более чем с одной гидроксильной группой или не более чем с одной сложноэфирной группой или группой карбоновой кислоты; где R₅ необязательно содержит одну или несколько эфирных связей;

m = целое число, варьирующее в диапазоне от 1 до числа атомов углерода в R₅; и

где указанные сложные эфиры имеют растворимость в воде, составляющую по меньшей мере 5 ч./млн при 25°C;

(ii) одного или нескольких глицеридов, имеющих структуру

,

где R₁ = неразветвленный или разветвленный C1-C21-алкил, необязательно замещенный гидроксильной или C1-C4-алкоксигруппой, а R₃ и R₄ в отдельности представляют собой H или R₁C(O);

(iii) одного или нескольких сложных эфиров формулы:

,

где R₁ = неразветвленный или разветвленный C1-C7-алкил, необязательно замещенный гидроксильной или C1-C4-алкоксигруппой, а R₂ = неразветвленный или разветвленный С1-С10-алкил, алкенил, алкинил, арил, алкиларил, алкилгетероарил, гетероарил, (CH₂CH₂O)_n или (CH₂CH(CH₃)-O)_nH, и n равно от 1 до 10;

(iv) одного или нескольких ацилированных моносахаридов, ацилированных дисахаридов или ацилированных полисахаридов и

(v) любой комбинации из (i)-(iv); и

с) источник пероксида и

d) по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество.

В дополнительном варианте осуществления предлагается средство личной гигиены, содержащее полипептид, обладающий пергидролитической активностью, при этом указанный полипептид имеет аминокислотную последовательность, обладающую по меньшей мере 80% идентичностью по отношению к аминокислотной последовательности, приведенной под SEQ ID NO: 8, при условии, что аминокислотный остаток, связанный с C-концевым участком каталитического гистидина, не является глутаминовой кислотой.

В дополнительном варианте осуществления средством личной гигиены являются шампунь, лосьон для тела, гель для душа, увлажняющее средство для местного применения, зубная паста, гель для чистки зубов, ополаскиватель для рта, средство для полоскания рта, ополаскиватель против зубного налета или очищающее средство для местного применения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фигура 1 представляет собой выравнивание в CLUSTALW SEQ ID NO: 2, 4, 6, 8, 10 и 12.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ

Следующие последовательности соответствуют §§ 1.821-1.825 раздела 37 C.F.R. (“Требования, предъявляемые к патентным заявкам, содержащим раскрытия нуклеотидных последовательностей и/или аминокислотных последовательностей - правила для последовательностей”) и согласуются со стандартом ST.25 (2009) Всемирной организации интеллектуальной собственности (WIPO) и требованиями к перечню последовательностей Европейской патентной конвенции (EPC) и правилами 5.2 и 49.5(a-bis) Договора о патентной кооперации (PCT), а также разделом 208 и Дополнением C Административных инструкций. Символы и формат, применяемые для данных по нуклеотидным и аминокислотным последовательностям, соответствуют правилам, изложенным в § 1.822 раздела 37 C.F.R.

SEQ ID NO: 1 является последовательностью нуклеиновой кислоты, соответствующей кодирующему участку с оптимизированными кодонами, кодирующему ацетилксиланэстеразу Thermotoga maritima, обладающую пергидролитической активностью.

SEQ ID NO: 2 является аминокислотной последовательностью ацетилксиланэстеразы Thermotoga maritima, обладающей пергидролитической активностью.

SEQ ID NO: 3 является последовательностью нуклеиновой кислоты, соответствующей кодирующему участку с оптимизированными кодонами, кодирующему ацетилксиланэстеразу Actinosynnema mirum, обладающую пергидролитической активностью.

SEQ ID NO: 4 является аминокислотной последовательностью ацетилксиланэстеразы Actinosynnema mirum, обладающей пергидролитической активностью.

SEQ ID NO: 5 является последовательностью нуклеиновой кислоты, соответствующей кодирующему участку с оптимизированными кодонами, кодирующему ацетилксиланэстеразу Propionibacterium acnes, обладающую пергидролитической активностью.

SEQ ID NO: 6 является аминокислотной последовательностью ацетилксиланэстеразы Propionibacterium acnes, обладающей пергидролитической активностью.

SEQ ID NO: 7 является последовательностью нуклеиновой кислоты, соответствующей кодирующему участку с оптимизированными кодонами, кодирующему ацетилксиланэстеразу Streptococcus equi, обладающую пергидролитической активностью.

SEQ ID NO: 8 является аминокислотной последовательностью ацетилксиланэстеразы Streptococcus equi, обладающей пергидролитической активностью.

SEQ ID NO: 9 является последовательностью нуклеиновой кислоты, соответствующей кодирующему участку с оптимизированными кодонами, кодирующему ацетилксиланэстеразу Stackebrandtia nassauensis, обладающую пергидролитической активностью.

SEQ ID NO: 10 является аминокислотной последовательностью ацетилксиланэстеразы Stackebrandtia nassauensis, обладающей пергидролитической активностью.

SEQ ID NO: 11 является последовательностью нуклеиновой кислоты, соответствующей кодирующему участку с оптимизированными кодонами, кодирующему ацетилксиланэстеразу Streptococcus agalactiae, обладающую пергидролитической активностью.

SEQ ID NO: 12 является аминокислотной последовательностью ацетилксиланэстеразы Streptococcus agalactiae, обладающей пергидролитической активностью.

SEQ ID NO: 13 является последовательностью нуклеиновой кислоты, соответствующей кодирующему участку с оптимизированными кодонами, кодирующему вариант C277S ацетилксиланэстеразы Actinosynnema mirum, обладающий пергидролитической активностью.

SEQ ID NO: 14 является аминокислотной последовательностью варианта C277S ацетилксиланэстеразы Actinosynnema mirum, обладающего пергидролитической активностью.

SEQ ID NO: 15 является последовательностью нуклеиновой кислоты, соответствующей кодирующему участку с оптимизированными кодонами, кодирующему вариант C277T ацетилксиланэстеразы Actinosynnema mirum, обладающий пергидролитической активностью.

SEQ ID NO: 16 является аминокислотной последовательностью варианта C277T ацетилксиланэстеразы Actinosynnema mirum, обладающего пергидролитической активностью.

SEQ ID NO: 17 является аминокислотной последовательностью варианта C277S Thermotoga maritima (патент США 8062875).

SEQ ID NO: 18 является аминокислотной последовательностью варианта C277T Thermotoga maritima (патент США 8062875).

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Предлагаются композиции и способы, включающие полипептид, обладающий пергидролитической активностью, при этом полипептид имеет аминокислотную последовательность, обладающую по меньшей мере 80% идентичностью по отношению к аминокислотной последовательности, приведенной под SEQ ID NO: 8, при условии, что аминокислотный остаток, связанный с C-концевой частью каталитического гистидина, не является глутаминовой кислотой. Композиции и способы подходят для получения ферментативным путем по меньшей мере одной перкислоты, подходящей для применения в качестве средства для ухода за бельем, средства дезинфекции, косметического средства или средства личной гигиены.

В настоящем раскрытии применяется ряд терминов и сокращений. Применяются следующие определения, если конкретно не указано иное.

Применяемые в данном документе формы единственного числа элемента и компонента по настоящему изобретению подразумеваются как неограничивающие в отношении числа примеров (т.е. случаев) элемента или компонента. Таким образом, формы единственного числа следует читать как включающие одно или по меньшей мере одно, и форма единственного числа элемента или компонента также включает множественное число, если только число очевидно не должно быть единственным.

Термин “содержащий” указывает на присутствие указанных признаков, целых чисел, этапов или компонентов, указанных в формуле изобретения, но не исключает присутствия или добавления одного или нескольких других признаков, целых чисел, этапов, компонентов или их групп. Термин “содержащий” подразумевает включение вариантов осуществления, охватываемых терминами “по сути состоящий из” и “состоящий из”. Подобным образом, термин “по сути состоящий из” подразумевает включение вариантов осуществления, охватываемых термином “состоящий из”.

Применяемый в данном документе термин “приблизительно”, изменяющий количество используемых ингредиента или реагента, относится к изменению численной величины, которое может иметь место, например, в ходе процедур обычного измерения и работы с жидкостями, применяемых для получения концентратов или применения растворов на практике; в результате неизбежной ошибки в этих процедурах; из-за различий в производстве, источнике или чистоте ингредиентов, используемых для получения композиций или выполнения способов; и т.п. Термин "приблизительно" также охватывает количества, которые различаются вследствие различных состояний равновесия для композиции, полученной из конкретной начальной смеси. Вне зависимости от изменения термином “приблизительно” формула изобретения включает эквиваленты количеств.

При наличии этого термина включают и комбинируют все диапазоны. Например, при упоминании диапазона “от 1 до 5” упоминаемый диапазон следует рассматривать как включающий диапазоны “от 1 до 4”, “от 1 до 3”, “1-2”, “1-2 и 4-5”, “1-3 и 5” и т.п.

Применяемый в данном документе термин “многокомпонентная система” будет обозначать систему для образования пероксикарбоновой кислоты ферментативным путем, в которой компоненты до применения остаются разделенными. В связи с этим многокомпонентная система будет включать по меньшей мере один первый компонент, который остается отделенным по меньшей мере от одного второго компонента. Первый и второй компоненты до применения разделены по разным отделам (т.е. с применением первого и второго отделов). Схема многокомпонентных систем часто будет зависеть от физической формы компонентов, которые необходимо объединять, и подробно описана далее.

Применяемый в данном документе термин “пероксикарбоновая кислота” является синонимом перкислоты, пероксикислоты, надкислоты, перкарбоновой кислоты и пероксокислоты.

Применяемый в данном документе термин “перуксусная кислота” сокращен до “PAA” и является синонимом пероксиуксусной кислоты, этанпероксокислоты и всех других синонимов с регистрационным номером CAS 79-21-0.

Применяемый в данном документе термин “моноацетин” является синонимом моноацетата глицерола, моноацетата глицерина и глицерилмоноацетата.

Применяемый в данном документе термин “диацетин” является синонимом диацетата глицерола; диацетата глицерина, глицерилдиацетата и всех других синонимов с регистрационным номером CAS 25395-31-7.

Применяемый в данном документе термин “триацетин” является синонимом триацетата глицерина; триацетата глицерола, глицерилтриацетата; 1,2,3-триацетоксипропана; 1,2,3-пропантриолтриацетата и всех других синонимов с регистрационным номером CAS 102-76-1.

Применяемый в данном документе термин “монобутирин” является синонимом монобутирата глицерола, монобутирата глицерина и глицерилмонобутирата.

Применяемый в данном документе термин “дибутирин” является синонимом дибутирата глицерола и глицерилдибутирата.

Применяемый в данном документе термин “трибутирин” является синонимом трибутирата глицерола; 1,2,3-трибутирилглицерола и всех других синонимов с регистрационным номером CAS 60-01-5.

Применяемый в данном документе термин “монопропионин” является синонимом монопропионата глицерола, монопропионата глицерина и глицерилмонопропионата.

Применяемый в данном документе термин “дипропионин” является синонимом дипропионата глицерола и глицерилдипропионата.

Применяемый в данном документе термин “трипропионин” является синонимом глицерилтрипропионата; трипропионата глицерола; 1,2,3-трипропионилглицерола и всех других синонимов с регистрационным номером CAS 139-45-7.

Применяемые в данном документе термины “ацилированный сахар” и “ацилированный сахарид” означают моно-, ди- и полисахариды, содержащие по меньшей мере одну ацильную группу, где ацильная группа выбрана из группы, состоящей из алифатических неразветвленных карбоксилатов, имеющих длину цепи от C2 до C8. Примеры включают, но без ограничения, пентаацетат глюкозы, тетраацетат ксилозы, ацетилированный ксилан, фрагменты ацетилированного ксилана, 1,2,3,5-тетраацетат β-D-рибофуранозы, три-O-ацетил-D-галакталь и три-O-ацетилглюкаль.

Применяемые в данном документе термины “гидрокарбил”, “гидрокарбильная группа” и “гидрокарбильный фрагмент” означают группировку атомов углерода, соединенных одинарными, двойными или тройными углерод-углеродными связями и/или эфирными связями и замещенных, соответственно, атомами водорода, в форме прямой цепи, разветвленной цепи или цикла. Такие гидрокарбильные группы могут быть алифатическими и/или ароматическими. Примеры гидрокарбильных групп включают метильную, этильную, пропильную, изопропильную, бутильную, изобутильную, трет-бутильную, циклопропильную, циклобутильную, пентильную, циклопентильную, метилциклопентильную, гексильную, циклогексильную, бензильную и фенильную группы. В одном варианте осуществления гидрокарбильный фрагмент является группировкой атомов углерода, соединенных одинарными углерод-углеродными связями и/или эфирными связями и замещенных, соответственно, атомами водорода, в форме прямой цепи, разветвленной цепи или цикла.

Применяемый в данном документе термин “ароматический” означает органическое соединение или фрагмент, характеризующиеся повышенной химической стабильностью в связи с делокализацией электронов в кольцевой системе, содержащие, как правило, несколько сопряженных двойных связей. Плоские моноциклические сопряженные кольца, имеющие делокализованные электроны, должны быть ароматическими, если они имеют (4n+2) π-электронов. Примеры ароматических соединений могут включать производные бензола (такие как 2-, 3- или 4-ацетоксибензойная кислота). В одном варианте осуществления сложноэфирным субстратом может быть 4-ацетоксибензойная кислота.

Применяемый в данном документе термин “гетероциклический” означает органическое соединение или фрагмент с кольцевой структурой, имеющие один или несколько атомов, отличных от углерода, по меньшей мере в одном из своих колец.

Применяемый в данном документе термин “гетероароматический” означает органическое соединение или фрагмент с кольцевой структурой, которые являются как гетероциклическими, так и ароматическими, где ядро содержит по меньшей мере один из гетероатомов кислорода, азота или серы. Примеры гетероароматических фрагментов могут включать пиридиновые, пиррольные, фурановые или тиофеновые фрагменты.

Применяемые в данном документе термины “сложные моноэфиры” и “сложные диэфиры” 1,2-этандиола, 1,2-пропандиола, 1,3-пропандиола, 1,2-бутандиола, 1,3-бутандиола, 2,3-бутандиола, 1,4-бутандиола, 1,2-пентандиола, 2,5-пентандиола, 1,6-пентандиола, 1,2-гександиола, 2,5-гександиола, 1,6-гександиола означают указанные соединения, содержащие по меньшей мере одну сложноэфирную группу формулы RC(O)O, где R представляет собой линейный гидрокарбильный C1-C7-фрагмент.

Применяемые в данном документе термины “подходящий состав для ферментативной реакции”, “компоненты, подходящие для образования пероксикарбоновой кислоты”, “подходящие компоненты реакции”, “компоненты реакции”, “реакционный состав” и “подходящий водный реакционный состав” означают вещества и воду, в которой реагенты и ферментативный катализатор, содержащий вариант полипептида по настоящему изобретению, обладающий пергидролитической активностью, вступают в контакт с образованием желаемой пероксикарбоновой кислоты. В настоящем документе предложены компоненты реакционного состава, и специалисты в данной области определят диапазон изменений компонентов, подходящий для этого способа. В одном варианте осуществления состав для ферментативной реакции приводит к получению пероксикарбоновой кислоты in situ при объединении компонентов реакции. В связи с этим компоненты реакции можно предложить в качестве многокомпонентной системы, где один или несколько компонентов реакции до применения остаются разделенными. Схема систем и способов для разделения и объединения нескольких активных компонентов известна в данной области и будет зависеть главным образом от физической формы отдельных компонентов реакции. Например, в системах с несколькими активными жидкостями (жидкостных) обычно применяются многокамерные баллоны с дозаторами или двухфазные системы (публикация заявки на патент США №2005-0139608, патент США 5398846, патент США 5624634, патент США 6391840, европейский патент 0807156B1, публикация заявки на патент США 2005-0008526 и публикация согласно PCT № WO 00/61713), такие как обнаруживаемые при некоторых применениях в отбеливании, в которых желаемое отбеливающее средство получают при смешивании реакционноспособных жидкостей. Многокомпонентные составы и многокомпонентные системы для образования, применяемые для получения пероксикарбоновых кислот ферментативным путем из сложных эфиров карбоновых кислот, описаны DiCosimo et al. в опубликованных заявках на патенты США №№ 2010-0086510 и 2010-0086621, соответственно. Другие формы многокомпонентных систем, применяемых для образования пероксикарбоновой кислоты, могут включать, но без ограничения, таковые, разработанные для одного или нескольких твердых компонентов или комбинаций твердых и жидких компонентов, такие как порошки, применяемые во многих коммерчески доступных отбеливающих композициях (например, патент США 5116575), многослойные таблетки (например, патент США 6210639), водорастворимые пакетики, имеющие многочисленные отделы (например, патент США 6995125), и твердые агломераты, которые вступают в реакцию при добавлении воды (например, патент США 6319888).

Применяемый в данном документе термин “субстрат” или “субстрат на основе сложного эфира карбоновой кислоты” будет обозначать компоненты реакции, пергидролизованные ферментативным путем с помощью ферментативного катализатора по настоящему изобретению в присутствии подходящего источника пероксида, такого как пероксид водорода. В одном варианте осуществления субстрат содержит по меньшей мере одну сложноэфирную группу, способную к пергидролизу ферментативным путем с помощью ферментативного катализатора, в результате чего образуется пероксикарбоновая кислота.

Применяемый в данном документе термин “пергидролиз” определяют как реакцию выбранного субстрата с источником пероксида водорода с образованием пероксикарбоновой кислоты. Как правило, неорганический пероксид реагирует с выбранным субстратом в присутствии катализатора с получением пероксикарбоновой кислоты. Применяемый в данном документе термин “химический пергидролиз” включает реакции пергидролиза, в которых субстрат (такой как предшественник пероксикарбоновой кислоты) объединяют с источником пероксида водорода, где пероксикарбоновая кислота образуется в отсутствие ферментативного катализатора. Применяемый в данном документе термин “ферментативный пергидролиз” означает реакцию выбранного субстрата с источником пероксида водорода с образованием пероксикарбоновой кислоты, где реакция катализируется ферментативным катализатором, обладающим пергидролитической активностью.

Применяемый в данном документе термин “пергидролазная активность” означает активность ферментативного катализатора на единицу массы (например, миллиграмм) белка, сухой массы клеток или массы иммобилизованного катализатора.

Применяемый в данном документе термин “одна единица активности фермента”, или “одна единица активности”, или “ЕД.” определяют как величину пергидролазной активности, необходимую для получения 1 мкмоль продукта в виде пероксикарбоновой кислоты (такого как перуксусная кислота) в минуту при определенной температуре. “Одну единицу активности фермента” также можно применять в данном документе для обозначения величины гидролитической активности в отношении пероксикарбоновой кислоты, необходимой для гидролиза 1 мкмоль пероксикарбоновой кислоты (например, перуксусной кислоты) в минуту при определенной температуре.

Применяемые в данном документе термины “ферментативный катализатор” и “пергидролазный катализатор” означают катализатор, содержащий фермент (т.е. полипептид), обладающий пергидролазной активностью, и который может быть в виде целой микробной клетки, микробной(микробных) клетки(клеток) с нарушенной проницаемостью мембраны, одного или нескольких клеточных компонентов экстракта микробных клеток, частично очищенного фермента или очищенного фермента. Ферментативный катализатор также может быть модифицированным химическим путем (например, посредством пегилирования или посредством реакции со сшивающими реагентами). Пергидролазный катализатор также может быть иммобилизован на растворимой или нерастворимой подложке посредством способов, хорошо известных специалистам в данной области; см., например, Immobilization of Enzymes and Cells; (2^nd Edition) Jose M. Guisan, Editor; Humana Press, Totowa, NJ, USA; 2006.

Применяемые в данном документе термины “класс