Polycyclische Verbindungen als Enzymstabilisatoren
Die vorliegende Erfindung betrifft Wasch- und Reinigungsmittel, enthaltend polycyclische Verbindungen, die als Proteaseinhibitoren wirken und somit geeignete Enzymstabilisatoren sind.
Der Einsatz von Enzymen in Wasch- und Reinigungsmitteln ist seit Jahrzehnten im Stand der Technik etabliert. Sie dienen dazu, das Leistungsspektrum der betreffenden Mittel entsprechend ihren speziellen Aktivitäten zu erweitern. Hierzu gehören insbesondere hydrolytische Enzyme wie Proteasen, Amylasen, Lipasen und Cellulasen. Die ersten drei genannten hydrolysieren Proteine, Stärke und Fette und tragen somit unmittelbar zur Schmutzentfernung bei. Cellulasen werden insbesondere wegen ihrer Gewebewirkung eingesetzt. Eine weitere Gruppe von Wasch- und Reinigungsmittelenzymen sind oxidative Enzyme, insbesondere Oxidasen, die ggf. im Zusammenspiel mit anderen Komponenten vorzugsweise dazu dienen, Anschmutzungen zu bleichen oder die bleichenden Agentien in situ zu erzeugen. Neben diesen Enzymen, die einer fortwährenden Optimierung unterworfen werden, werden laufend weitere Enzyme für den Einsatz in Wasch- und Reinigungsmitteln bereitgestellt, um insbesondere spezielle Anschmutzungen optimal angehen zu können, wie beispielsweise Pektinasen, ß-Glucanasen, Mannanasen oder weitere Hemicellulasen (Glykosidasen) zur Hydrolyse insbesondere spezieller pflanzlicher Polymere.
Die am längsten etablierten und in praktisch allen modernen, leistungsfähigen Wasch- und Reinigungsmitteln enthaltenen Enzyme sind Proteasen und hierunter insbesondere Serin- Proteasen, zu denen erfindungsgemäß auch die Subtilasen gerechnet werden. Sie dienen dem Abbau proteinhaltiger Anschmutzungen auf dem Reinigungsgut. Allerdings hydrolysieren sie auch sich selbst (Autoproteolyse) und alle anderen in den betreffenden Mitteln enthaltenen Proteine, d.h. insbesondere Enzyme. Dies geschieht besonders während des Reinigungsvorgangs, d.h. in der wäßrigen Waschflotte, wenn vergleichsweise günstige Reaktionsbedingungen vorliegen. Dies geschieht in geringerem Ausmaße aber auch während der Lagerung der betreffenden Mittel, weshalb im Laufe einer langen Lagerung immer auch ein gewisser Verlust der Proteaseaktivität sowie der Aktivitäten der anderen Enzyme einhergeht. Besonders problematisch ist dies in gelförmigen oder flüssigen und insbesondere in wasserhaltigen Rezepturen, weil in diesem mit dem enthaltenen Wasser sowohl das Reaktionsmedium als auch das Hydrolyse-Reagenz zur Verfügung stehen.
Ein Ziel bei der Entwicklung von Wasch- und Reinigungsmittelrezepturen besteht darin, die enthaltenen Enzyme besonders während der Lagerung zu stabilisieren. Darunter wird der Schutz gegen verschiedene ungünstige Einflüsse verstanden, wie beispielsweise gegen Denaturierung oder Zerfall durch physikalische Einflüsse oder Oxidation. Ein Schwerpunkt dieser Entwicklungen besteht im Schutz der enthaltenen Proteine und/oder Enzyme gegen proteolytische Spaltung. Diese kann durch den Aufbau physikalischer Barrieren erfolgen, etwa durch Verkapselung der
Enzyme in speziellen Enzymgranulaten oder durch Konfektionierung der Mittel in Zwei- oder Mehrkammersystemen. Der andere vielfach beschrittene Weg besteht darin, chemische Verbindungen zuzusetzen, die die Proteasen inhibieren und somit insgesamt als Stabilisatoren für Proteasen und die anderen enthaltenen Proteine und Enzyme wirken. Es muß sich dabei um reversible Proteaseinhibitoren handeln, da die Proteaseaktivität nur vorübergehend, insbesondere während der Lagrung, nicht aber mehr während des Reinigungsprozesses unterbunden werden soll.
Als reversible Proteaseinhibitoren sind im Stand der Technik Polyole, insbesondere Glycerin und 1 ,2-Propylenglycol, Benzamidin-Hydrochlorid, Borax, Borsäuren, Boronsäuren oder deren Salze oder Ester etabliert. Darunter sind vor allem Derivate mit aromatischen Gruppen, etwa ortho-, meta- oder para-substituierte Phenylboronsäuren zu erwähnen, insbesondere 4-Formylphenyl- Boronsäure, beziehungsweise die Salze oder Ester der genannten Verbindungen (s.u.). Ein besonders guter Schutz ergibt sich, wenn Borsäurederivate zusammen mit Polyolen eingesetzt werden, da sie dann einen das Enzym stabilisierenden Komplex bilden können. Auch Peptidaldehyde, das heißt Oligopeptide mit reduziertem C-Terminus, insbesondere solche aus 2 bis 50 Monomeren sind zu diesem Zweck beschrieben. Zu den peptidischen reversiblen Proteaseinhibitoren gehören unter anderem Ovomucoid und Leupeptin. Auch spezifische, reversible Peptid-Inhibitoren sowie Fusionsproteine aus Proteasen und spezifischen Peptid- Inhibitoren werden hierfür eingesetzt.
Weitere etablierte Enzymstabilisatoren sind Aminoalkohole wie Mono-, Di-, Triethanol- und - Propanolamin und deren Mischungen, aliphatische Carbonsäuren bis zu Ci2, wie beispielsweise Bernsteinsäure, andere Dicarbonsäuren oder Salze der genannten Säuren. Auch endgruppenverschlossene Fettsäureamidalkoxylate sind für diesen Zweck etabliert. Bestimmte als Builder eingesetzte organische Säuren vermögen, wie in WO 97/18287 offenbart, zusätzlich zu ihrer Builder-Funktion auch ein Enzym zu stabilisieren.
Als Wasch- und Reinigungsmittelproteasen sind verschiedene Protease-Klassen etabliert, beispielsweise Metalloproteasen. Unter den Wasch- und Reinigungsmittelproteasen nehmen Proteasen vom Subtilisin-Typ (Subtilasen, Subtilopeptidasen, EC 3.4.21.62) aufgrund ihrer günstigen enzymatischen Eigenschaften wie Stabilität oder pH-Optimum allerdings eine herausragende Stellung ein. Sie werden aufgrund der katalytisch wirksamen Aminosäuren den Serin-Proteasen zugerechnet. Sie wirken als unspezifische Endopeptidasen, das heißt, sie hydrolysieren beliebige Säureamidbindungen, die im Inneren von Peptiden oder Proteinen liegen. Ihr pH-Optimum liegt meist im deutlich alkalischen Bereich. Einen Überblick über diese Familie bietet beispielsweise der Artikel „Subtilases: Subtilisin-like Proteases" von R. Siezen, Seite 75-95 in „Subtilisin enzymes", herausgegegeben von R. Bott und C. Betzel, New York, 1996. Subtilasen werden natürlicherweise von Mikroorganismen gebildet; hierunter sind insbesondere die von
Bacillus-Spezies gebildeten und sekretierten Subtilisine als bedeutendste Gruppe innerhalb der Subtilasen zu erwähnen.
Es wird deshalb besonders daran gearbeitet, reversible Inhibitoren gerade dieser Enzymklasse zur Verfügung zu stellen. Dabei haben sich Polyole wie Glycerin und 1 ,2-Propylenglycol aufgrund ihrer hohen notwendingen Einsatzkonzentrationen als unvorteilhaft erwiesen, weil die übrigen Wirkstoffe der betreffenden Mittel damit nur noch in entsprechend geringeren Anteilen enthalten sein können.
Unter den bereits in vergleichsweise niedriger Konzentration wirksamen Serin-Protease-Inhibitoren nehmen Borsäurederivate eine herausragende Stellung ein. Als Beispiele dafür gehen aus WO 92/19707 A1 meta-substituierte Phenylboronsäuren hervor. Para-substituierte Phenylboronsäuren als Protease-Inhibitoren offenbart EP 478050 A1. Die Protease-inhibierende Wirkung von Komplexen von Borsäuren und Borsäure-Derivaten mit aromatischen Verbindungen offenbart EP 51 1456 A1. Protease-inhibierende Derivate von Boronsäuren und Borinsäuren, darunter auch aromatische Verbindungen, offenbart WO 95/02046 A1. WO 95/29223 A1 offenbart dieselbe Wirkung von substituierten Naphthalenboronsäuren.
Ferner sind die Anmeldungen WO 96/21716 A1 und WO 96/41859 A1 zu erwähnen. WO 96/21716 A1 zitiert die fünf soeben zitierten Anmeldungen und offenbart, daß alle darin aufgeführten Proteaseinhibitoren auch für den speziellen Zweck geeignet sind, Enzyme in Wasch- und Reinigungsmitteln zu stabilisieren. Eine Auswahl besonders leistungsfähiger Stabilisatoren hieraus offenbart WO 96/41859 A1.
Ferner gibt es Stand der Technik zur weiteren Steigerung der Wirkung dieser Stabilisatoren. So beschreibt die Anmeldung WO 93/11215 A1 den kombinierten Einsatz von 1 ,2-Propandiol und Borsäure oder verschiedenen Borsäure-Derivaten zum Stabilisieren flüssiger Waschmittelrezepturen, und EP 451924 A2 offenbart flüssige Waschmittelrezepturen, die durch den kombinierten Einsatz von Hydroxypolycarboxylsäuren, Calciumsalz und speziellen Borverbindungen stabilisiert werden.
Unabhängig von ihrer stabilisierenden Wirkung weisen die Borsäurederivate jedoch einen entscheidenden Nachteil auf: Viele davon, wie beispielsweise Borat, bilden mit einigen anderen Wasch- bzw. Reinigungsmittelinhaltsstoffen unerwünschte Nebenprodukte, so daß diese in den betreffenden Mitteln nicht mehr für den erwünschten Reinigungsszweck zur Verfügung stehen oder sogar als Verunreinigung auf dem Waschgut zurückbleiben.
Es stellte sich somit die Aufgabe, borfreie chemische Verbindungen zu identifizieren, die als Proteaseinhibitoren wirken und somit als Enzymstabilisatoren in Wasch- und Reinigungsmitteln geeignet sind.
Hierbei war der Einsatz in insgesamt flüssigen, gelförmigen oder pastösen Wasch- und Reinigungsmitteln von besonderem Interesse, und darunter insbesondere in solchen, die Wasser enthalten.
Diese Aufgabe wird durch folgende Mittel gelöst:
Wasch- oder Reinigungsmittel, enthaltend eine Protease und eine Verbindung der allgemeinen
Strukturformel:
in der
A für einen beliebigen 5- oder 6-gliedrigen, ein- oder mehrfach ungesättigten Ring steht, der gegebenenfalls auch mindestens ein Heteroatom, insbesondere ausgewählt aus O und N, enthalten kann, wobei A vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Benzo-, Thiopheno-, Pyrido-, Pyrimidino-, Imidazo-, Oxazo-, Pyrrazo- und Pyrrolo-Rest,
X und Y unabhängig voneinander für O, NR1 oder CR1R2, vorzugsweise für O, stehen,
R1, R2 und Z unabhängig voneinander für Wasserstoff, Ci-6-Alkyl, insbesondere Methyl, Ethyl,
Propyl, Butyl, Pentyl oder Hexyl, Ci-6-Alkenyl, insbesondere Ethenyl, Propenyl, Butenyl, Pentenyl oder Hexenyl, Phenyl, Benzyl oder Halogen, insbesondere Fluor, Chlor, Brom oder lod, vorzugsweise für Wasserstoff, stehen, n = 1 oder 2 beträgt.
In einer bevorzugten Ausführungsform stehen
A für einen Rest ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Benzo-, Thiopheno-, Pyrido-,
Pyrimidino-, Imidazo-, Oxazo-, Pyrrazo- und Pyrrolo-Rest, besonders bevorzugt für einen Benzo-
Thiopheno- oder Pyrido-Rest, vor allem für einen Benzo-Rest,
X für O oder NR1, besonders bevorzugt für O,
Y für O oder NH, besonders bevorzugt für O,
R1 für Benzyl,
Z für Wasserstoff und n beträgt 1.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich um eine Verbindung der Strukturformel
([1-(carboxymethoxy)-6-oxo-6H-benzochromen-3-yl]oxy}acetic acid (CAS: 133540-71-3))
Unter einem Wasch- oder Reinigungsmittel sind erfindungsgemäß alle Mittel zu verstehen, die sich zum Waschen oder Reinigen von insbesondere Textilien und/oder festen Oberflächen eignen. Hierfür geeignete Inhaltsstoffe werden weiter unten detailliert ausgeführt.
Unter einer Protease sind erfindungsgemäß alle Enzyme zu verstehen, die in der Lage sind, Säureamidverknüpfungen von Proteinen zu hydrolysieren. Auch die Proteasen werden weiter unten detailliert ausgeführt.
Ohne an diese Theorie gebunden sein wollen, wird erfindungsgemäß davon ausgegangen, daß die erfindungsrelevanten Verbindungen mit der erfindungsgemäß zu inhibierenden/stabilisierenden Protease einen Komplex ausbilden. Dieser sieht wahrscheinlich so aus, daß sich die erfindungsrelevante Verbindung in die Substratbindungstasche der Protease einlagert und dort nicht-kovalent gebunden wird. Auf diese Weise wird das aktive Zentrum der Protease durch eine nicht durch dieses Enzym hydrolysierbare Verbindung blockiert und steht nicht für eine Hydrolyse anderer zugegener Proteine zur Verfügung. Hierbei handelt es sich um eine reversible Bindung, d.h. um ein Gleichgewicht zwischen Assoziation und Dissoziation. Der Gleichgewichtskoeffizient dieser Reaktion wird als Inhibitionskonstante oder K, bezeichnet.
Der erste Vorteil der erfindungsrelevanten Verbindungen gegenüber dem Stand der Technik besteht neben ihrem gegenüber den Polyolen geringeren Volumenbedarf darin, daß sie günstige Inhibitionskonstanten bezüglich der in Wasch- und Reinigungsmitteln einsetzbaren Proteasen
aufweisen. Dies gilt beispielsweise für Serin-Proteasen, aber auch für Metalloproteasen. Die Inhibitoren binden somit reversibel, d.h. sie gehen nicht zu feste und nicht zu lose vorübergehende Wechselwirkungen mit dem Enzym ein. Vorteilhafterweise liegt damit während der Lagerung der Großteil der erfindungsrelevanten Protease in Form eines Protease-Inhibitor-Komplexes vor. Die Protease und ggf. weitere enthaltene Proteine, insbesondere weitere Enzyme werden auf diese Weise gegenüber einer Proteolyse durch dieses Enzym geschützt (gegen Proteolyse stabilisiert). Andererseits wird im Augenblick der Verdünnung des erfindungsgemäßen Mittels mit Wasser zur Herstellung einer wäßrigen Wasch- bzw. Reinigungsflotte während des Reinigungsvorgangs das Bindungsgleichgewicht in Richtung Dissoziation verschoben, so daß sich der Komplex auflöst und der Großteil der erfindungsrelevanten Protease proteolytisch aktiv wird. Es handelt sich bei den erfindungsrelevanten Verbindungen also gemäß der formulierten Aufgabe um funktionierende Protease-Inhibitoren und somit Enzym-Stabilisatoren für Wasch- und Reinigungsmittel.
Der zweite Vorteil der erfindungsrelevanten Verbindungen gegenüber dem Stand der Technik besteht darin, daß sie als Elemente lediglich C, H, N und O und gegebenenfalls Halogenide und/oder Schwefel aufweisen und insbesondere frei von Bor sind. Sie bilden somit nicht die unerwünschten, auf Bor zurückzuführenden Nebenprodukte mit anderen Wasch- oder Reinigungsmittelinhaltsstoffen.
Ferner verfügen sie insbesondere aufgrund der in jedem aromatischen Ring enthaltenen Carboxylgruppen über eine gute Wasserlöslichkeit, so daß sie in entsprechende Mittel einfach eingearbeitet werden können und ein Ausfällen während der Lagerung vermieden wird.
Grundsätzlich wirken die genannten Verbindungen vermutlich deshalb als reversible Inhibitoren, weil sie ähnlich dem Substrat der Proteasen, strukturell an die Bedingungen der Bindungstasche angepasst sind. Umgekehrt lassen sich also grundsätzlich alle Proteasen durch die erfindungsrelevanten Verbindungen inhibieren, so diese erfindungsgemäß als Protease-Inhibitoren geeignet sind. Dies gilt insbesondere für Serin-Proteasen, wie anhand der Beispiele zur vorliegenden Anmeldung mit der positiven Wirkung der dort experimentell beschriebenen Verbindungen anhand von Serin-Proteasen, konkret Subtilasen, noch spezieller Subtilisinen gezeigt worden ist, und zwar anhand einer Variante des Subtilisins aus Bacillus lentus DSM 5483.
Weitere Gegenstände der vorliegenden Erfindung betreffen:
- die Verwendung einer oben beschriebenen Verbindung als reversibler Inhibitor und/oder Stabilisator einer Protease, im Rahmen einer Wasch- oder Reinigungsmittelrezeptur;
- Wasch- oder Reinigungsverfahren, in dem eine Protease zur Wirkung kommt, die mit einer oben beschriebenen Verbindung inhibiert und/oder stabilisiert ist;
- die Verwendung eines erfindungsgemäßen Wasch- oder Reinigungsmittels zum Waschen und/oder Reinigen von Textilien und/oder harten Oberflächen; sowie
- die Verwendung einer Protease und einer oben beschriebenen Verbindung zur Herstellung eines Wasch- oder Reinigungsmittels.
Erfindungsgemäß sind solche Wasch- oder Reinigungsmittel bevorzugt, in denen die stabilisierende Verbindung bezüglich der enthaltenen Protease eine Inhibitionskonstante (Ki) von 0,01 bis 10 mM, vorzugsweise 0,1 bis 5, besonders bevorzugt 0,5 bis 2 aufweist.
Die Inhibitionskonstante K, kann auf folgende Weise ermittelt werden: Für die Charakterisierung eines reversiblen Inhibitors der enzymatischen Aktivität, ist die Inhibitionskonstante K1 eine charakteristische und entscheidende Größe. K1 beschreibt das Gleichgewicht zwischen Enzym, Inhibitor und Enzym-Inhibitor Komplex für eine reversible Bindung. Der Enzym-Inhibitor Komplex ist dabei katalytisch nicht aktiv und inhibiert die Reaktion durch Herabsetzung der Konzentration von freiem Enzym, das noch zur Bindung von Substrat zur Verfügung steht. Der Ki ist dementsprechend definiert als:
K1 = [I] x [E]/[EI]
Darin bedeuten [E], [I] und [El] die jeweiligen molaren Gleichgewichtskonzentrationen von Enzym (E), Inhibitor (I) und dem Enzym-Inhibitor-Komplex (El). Dieser Definition entsprechend ist eine Substanz mit einem kleinen Ki unter den jeweiligen Testbedingungen ein guter Inhibitor.
Die Bestimmung des K1 erfolgt auf der Grundlage des Aktivitätstests der Protease in Anwesenheit des entsprechenden Inhibitors. Über die etablierte Michaelis-Menten-Kinetik werden die enzymatischen Parameter Km, und kcat in Anwesenheit verschiedener Konzentrationen des Inhibitors bestimmt. Durch die Bestimmung der Anfangshydrolyse-Rate (vAnf ) bei verschiedenen Substratkonzentrationen [S] und Einpassung der experimentellen Daten in Gleichung 1 erhält man K,
Gleichung 1 : vAnf = kcat x [S] x E0 / (Km x (1+ [I]/K,)+S)
Hierin steht [I] wiederum für die Inhibitor-Konzentration.
Alternativ kann K1 unter Verwendung der Cheng-Prusoff-Gleichung (Gleichung 2) über den IC50- Wert bestimmt werden. Die Bestimmung des IC50-Werts erfolgt über die Bestimmung der proteolytischen Aktivität an einem Substrat in Anwesenheit verschiedener Konzentrationen des Inhibitors und Anpassung der experimentellen Daten an eine sigmoidale Dosis-Wirkungs- Gleichung mit variabler Steigung (Pseudo-Hill-Steigungen). Es handelt sich dabei um den Wert der Hälfte der Inhibitor-Konzentration, die nötig wäre, um eine vollständige Inhibition zu erzielen.
K1 ergibt sich damit aus folgender Gleichung 2:
Gleichung 2: K, = IC50/(1 + [S]/Kd)
Darin bedeuten [S] die Substratkonzentration im Test und Kd die Gleichgewichts- Dissoziationskonstante für das Substrat, die bei IC50 als identisch zu Km für das Substrat gesetzt werden kann.
Die auf diese Weise bestimmbaren K-Werte kennzeichnen die untersuchte Verbindung in bezug auf die im Versuch eingesetzte Protease. In Beispiel 2 wurde dies für die Bacillus lentus-Alkalische Protease F49 (gemäß WO 95/23221 A1 ) durchgeführt. Da es sich dabei um eine typische Subtilisin-Protease handelt, sind die mit diesem Enzym erhaltenen Werte auch für andere Serin- Proteasen, insbesondere andere Subtilisin-Proteasen typisch. Der exakte Wert für eine interessierende Protease muß im Zweifel anhand der jeweils konkreten Protease ermittelt werden.
In erfindungsgemäßen Wasch- oder Reinigungsmitteln, die in einer bevorzugten Ausführung in überwiegend fester Form vorliegen und in einer zweiten Ausführung in überwiegend flüssiger, pastöser oder Gelform vorliegen, ist die Protease insbesondere in einem Gehalt von 2 μg bis 20 mg pro g des Mittels, vorzugsweise von 5 μg bis 17,5 mg pro g des Mittels, besonders bevorzugt von 20 μg bis 15 mg pro g des Mittels, ganz besonders bevorzugt von 50 μg bis 10 μg des Mittels enthalten.
Der Stabilisator ist in erfindungsgemäßen Mitteln insbesondere in einem Gehalt bis zu 50 mg pro g des Mittels, vorzugsweise bis zu 10 mg besonders bevorzugt bis zu 7 mg ganz besonders bevorzugt bis zu 5 mg pro g des Mittels enthalten. Weiterhin ist bevorzugt, dass der Stabilisator in einem Gehalt von 0,01 bis 100 x K, (bezogen auf die enthaltene Protease), vorzugsweise 0,1 bis 10 x K1 besonders bevorzugt 1 bis 5 x K1 enthalten ist.
Vorzugsweise liegt das molare Verhältnis von Stabilisator zur Protease im Bereich von 1 :1 bis 1.000:1 , insbesondere von 1 :1 bis 500:1 , besonders bevorzugt von 1 :1 bis 100:1 , ganz besonders bevorzugt von 1 :1 bis 20:1.
Neben dem Stabilisator gemäß der oben angegebenen allgemeinen Formel kann ein erfindungsgemäßes Mittel mindestens einen weiteren Stabilisator, insbesondere ein Polyol, wie Glycerin oder 1 ,2-Ethylenglycol, und/oder ein Antioxidans, enthalten.
Bei der erfindungsgemäß stabilisierten beziehungsweise reversibel inhibierten Protease handelt es sich vorzugsweise um eine Serin-Protease, insbesondere um eine Subtilase, besonders bevorzugt um ein Subtilisin. Subtilisin kann dabei ein Wildtypenzym oder eine Subtilisin-Variante sein, wobei
das Wildtypenzym bzw. das Ausgangsenzym der Variante vorzugsweise aus einer der folgenden ausgewählt ist:
- Die Alkalische Protease aus Bacillus amyloliquefaciens (BPN'),
Die Alkalische Protease aus Bacillus licheniformis (Subtilisin Carlsberg),
- Die Alkalische Protease PB92,
- Subtilisin 147 und/oder 309 (Savinase)
Die Alkalische Protease aus Bacillus lentus, vorzugsweise aus Bacillus lentus (DSM 5483),
- Die Alkalische Protease aus Bacillus alcalophilus (DSM 11233),
- die Alkalische Protease aus Bacillus gibsonii (DSM 14391 ) oder eine hierzu mindestens zu 70% identische Alkalische Protease, die Alkalische Protease aus Bacillus sp. (DSM 14390) oder eine hierzu mindestens zu 98,5% identische Alkalische Protease, die Alkalische Protease aus Bacillus sp. (DSM 14392) oder eine hierzu mindestens zu 98,1 % identische Alkalische Protease,
- die Alkalische Protease aus Bacillus gibsonii (DSM 14393) oder eine hierzu mindestens zu 70% identische Alkalische Protease,
- die in SEQ ID NO. 4 der Anmeldung WO 2005/063974 A1 beschriebene Alkalische Protease oder eine hierzu mindestens zu 40% identische Alkalische Protease,
- die in SEQ ID NO. 4 der Anmeldung WO 2005/103244 A1 beschriebene Alkalische Protease oder eine hierzu mindestens zu 80% identische Alkalische Protease,
- die in SEQ ID NO. 7 der Anmeldung WO 2005/103244 A1 beschriebene Alkalische Protease oder eine hierzu mindestens zu 80% identische Alkalische Protease und
- die in SEQ ID NO. 2 der Anmeldung DE 102005028295.4 beschriebene Protease oder eine hierzu mindestens zu 66% identische Protease.
In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der Protease um eine Variante mit einer Punktmutation in dem Bereich der Positonen 95 bis 103 (Zählung gemäß Subtilisin 309) handelt, vorzugsweise mit einer Insertion einer einzelnen Aminosäure zwischen Position 99 und 100, besonders bevorzugt ausgehend von Subtilisin 147 und/oder 309 (Subtilisin 309), bzw. einer Variante davon. Insbesondere handelt es sich bei der Protease um eine Variante mit einer Punktmutation in Positon 217 (Zählung gemäß der Wildtyp-Protease aus Bacillus amyloliquefaciens; BPN') handelt, vorzugsweise mit einer Substitution einer einzelnen Aminosäure in dieser Position, besonders bevorzugt mit der Aminosäuresubstitution X217L, ganz besonders bevorzugt ausgehend von der Wildtyp-Protease aus Bacillus amyloliquefaciens (BPN'), bzw. einer Variante davon. In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der Protease um eine Variante mit einer Aminosäureänderung gegenüber einer mit der Alkalischen Protease aus Bacillus lentus homologisierbaren Ausgangs-Protease in einer oder mehreren der folgenden Positionen: 3, 4, 36, 42, 43, 47, 56, 61 , 69, 87, 96, 99, 101 , 102, 104, 114, 1 18, 120, 130, 139, 141 , 142, 154, 157, 188, 193, 199, 205, 211 , 224, 229, 236, 237, 242, 243, 250, 253, 255 und 268, in der Zählung
der Alkalischen Protease aus Bacillus lentus, vorzugsweise mit einer Aminosäureänderung gegenüber dem Ausgangsmolekül in einer oder mehreren der folgenden Positionen: 3, 4, 43, 61 , 188, 193, 199, 21 1 , 224, 250 und 253, besonders bevorzugt mit einem oder mehreren der Aminosäureaustausche X3T, X4I, X43V, X61A, X188P, X193M, X199I, X21 1 D, X211 E, X211G, X211 N oder X211 Q, X224V, X250G und X253N, ganz besonders bevorzugt ausgehend von der Alkalische Protease aus Bacillus lentus DSM 5483, bzw. einer Variante davon.
Erfindungsgemäße Mittel können neben der Protease ein oder mehrere weitere Enzyme enthalten, insbesondere aus folgender Gruppe: eine oder mehrere weitere Proteasen, Amylasen, Hemicellulasen, Cellulasen, Lipasen und Oxidoreduktasen. Bei der Amylase handelt es sich vorzugsweise um eine α-Amylase. Bei der Hemicellulase handelt es sich vorzugsweise um eine ß- Glucanase, eine Pektinase, eine Pullulanase und/oder eine Mannanase. Bei der Cellulase handelt es sich vorzugsweise um ein Cellulase-Gemisch oder eine Einkomponentencellulase, vorzugsweise bzw. überwiegend um eine Endoglucanase und/oder eine Cellobiohydrolase. Bei der Oxidoreduktase handelt es sich vorzugsweise um eine Oxidase, insbesondere eine Cholin- Oxidase, oder um eine Perhydrolase.
Erfindungsgemäße Mittel enthalten vorzugsweise mindestens einen Komplexbildner und/oder Buildersubstanzen, wobei es sich bei dem Builder insbesondere um einen Zeolith-Builder handelt, und/oder ein nichtionisches Tensid, wobei es sich bei dem nichtionischen Tensid vorzugsweise um einen Hydroxymischether handelt, und/oder optischen Aufheller, wobei es sich bei dem optischen Aufheller um Diphenylverbindungen, insbesondere um Distyryl-Biphenylderivate, und/oder um Stilbentriazin-Derivate handelt.
Beispiele
Beispiel 1
Untersuchung der Protease-Restaktivität in Gegenwart eines Inhibitors
Zum Nachweis, dass die erfindungsgemäßen Verbindungen eine die Protease-Aktivität inhibierende Wirkung ausüben, wird die proteolytische Restaktivität der Bacillus lentus-Alkalische Protease F49 (gemäß WO 95/23221 A1 ) in Anwesenheit dieser Verbindungen ermittelt.
In parallelen Reaktionsansätzen werden in 100 mM Tris-Puffer, pH 6,8, 0,1 % (w/v) BrijTM35 das Substrat Succinyl Alanin-Alanin-Prolin-Phenylalanin-para-Nitroanilid (AAPFpNA; Bachern L-1400) und 5 x 10~9 bzw. 1 x 10~8 M der Protease vorgelegt. Hinzu kommen die zu testenden Verbindungen in einer Endkonzentration von 10 mM. Sie werden jeweils in wasserfreiem DMSO gelöst, wobei Effekte von DMSO auf die enzymatische Aktivität über die entsprechende Referenz mit derselben Menge DMSO, aber ohne die betreffende Verbindung korrigiert werden. Die Inkubation erfolgte für 5 min bei pH 8,6 und 25°C. Dabei entspricht 1 U 1 μmol gespaltenem Substrat pro Minute.
Unter Verwendung von [1-(carboxymethoxy)-6-oxo-6H-benzochromen-3-yl]oxy}acetic acid (CAS: 133540-71-3) konnte so eine Inhibierung der proteolytischen Restaktivität auf eine Restaktivität von kleiner 50 % erreicht werden.
Beispiel 2
Untersuchung der Lagerstabilität proteasehaltiger Wasch- und Reinigungsmittel in Gegenwart von
Protease-Inhibitoren
Als Basisrezeptur wird ein Flüssigwaschmittel mit folgender Zusammensetzung angesetzt (alle Angaben in Gewichts-Prozent): 0,3-0,5% Xanthan Gum, 0,2-0,4% Anti-Schaummittel, 6-7% Glycerin, 0,3-0,5% Ethanol, 4-7% FAEOS, 24-28% Nichtionische Tenside, 1 % Borsäure, 1-2% Natriumeitrat (Dihydrat), 2-4% Soda, 14-16% Kokosnuss-Fettsäuren, 0,5% HEDP, 0-0,4% PVP, 0- 0,05% optischer Aufheller, 0-0,001 % Farbstoff, Rest: demineralisiertes Wasser.
Diese Rezeptur wird mit den zu testenden, inhibierenden Verbindungen und 1.275.000 HPE/I B. lentus-Alkalische Protease F 49 versetzt. Die in HPE angegebene Protease-Aktivität (Henkel- Protease-Einheiten) wird nach van Raay, Saran und Verbeek, gemäß der Veröffenlichung „Zur Bestimmung der proteolytischen Aktivität in Enzymkonzentraten und enzymhaltigen Wasch-, Spül- und Reinigungsmitteln" in Tenside (1970), Band 7, S. 125 - 132, bestimmt.
Die Lagerung erfolgt über verschieden lange Zeiträume in luftdicht verschlossenen Gefäßen bei 300C.
Zur Auswertung werden die Anfangswerte für die proteolytische Aktivität des betreffenden Mittels mit den nach der Lagerung bestimmten Werten verglichen. Je höher die nach der Lagerung verbleibende Aktivität ist, desto besser ist die enthaltene Protease während der Lagerung inaktiviert und desto besser eignet sich die betreffende Verbindung als erfindungsgemäßer Stabilisator.