用于酶促过酸生产的过水解酶制造技术

本发明专利技术提供了从羧酸酯中快速制备目标浓度的过氧羧酸的方法。更具体地讲，羧酸酯在酶催化剂的存在下与过氧源如过氧化氢反应，所述酶催化剂包含与来自乳酸乳球菌(Lactococcus?lactis)的具有过水解活性的乙酰木聚糖酯酶具有同一性的酶。多肽为结构上归类为糖酯酶家族7(CE-7)成员的酶。通过本发明专利技术方法制备的过氧羧酸可用于消毒、漂白和其他衣物洗涤护理应用。本发明专利技术也提供了包含所述反应组分的组合物和通过所述方法制备的过氧羧酸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及过氧羧酸生物合成和原位酶催化领域。具体地讲，提供使用酶催化剂制备过氧羧酸的方法，所述酶催化剂包含与来自乳酸乳球菌乳酸亚种(Lactococcuslactis subsp. Iactis)的乙酰木聚糖酯酶具有同一丨丨生的酶催化剂。
技术介绍
过氧羧酸组合物可为有效的抗微生物剂。已经描述了使用过氧羧酸清洁、灭菌和/或消毒硬质表面、织物、肉制品、活植物组织和医疗器械以杀灭不良微生物生长的方法(美国专利公开6，545，047 ;美国专利公开6，183，807 ;美国专利公开6，518，307 ;美国专利公 开申请公布20030026846 ;和美国专利公开5，683，724)过氧羧酸也已经在多种衣物洗涤护理应用中使用，例如它们用作漂白剂(美国专利公开3，974，082 ;美国专利公开5，296，161 ；和美国专利公开5，364，554)。过氧羧酸可通过羧酸烷基酯和过氧化物试剂如过氧化氢(参见OrganicPeroxides, Daniel Swern 编辑，第 I 卷，第 313-516 页；ffiley Interscience, New York,1971)的化学反应来制备。然而，在轻度碱性至酸性pH(约8至约4)下，所述反应进行的速度通常不足以产生适合多种商业消毒和/或漂白应用的过氧羧酸浓度。克服过氧羧酸化学法制备缺点的一种方法是使用具有过水解活性的酶催化齐U。授予DiCosimo等人的美国专利公开申请11/638，635和美国专利公开申请公布2008/0176783 ；2008/0176299 ；以及 2009/0005590 公开了结构上归类为糖酯酶 CE-7 家族的成员的酶(例如先锋霉素C脱乙酰酶[CAH]和乙酰木聚糖酯酶[AXE])，它们特征在于将羧酸酯(在合适的过氧来源如过氧化氢的存在下)转化成浓度足以用作消毒剂和/或漂白剂的过氧羧酸的显著过水解活性。糖酯酶CE-7家族的一些成员已显示具有过水解活性，一旦反应组分混合，其活性足以在I分钟内从醇、二醇和甘油的乙酰基酯中产生4000_5000ppm过乙酸，以及在5分钟至30分钟内产生至多9000ppm过乙酸(DiCosimo等人，美国专利申请公开2009/0005590)。通常，在包括过量底物，pH约6. 0至约8. 5和合适的温度范围内的合适含水反应条件下，在30分钟或更长时间后CE-7过水解酶将产生浓度提高的过酸。通常使用有效量的至少一种缓冲液保持反应pH。使用此类条件产生的过氧乙酸量可能超出期望的量或者可能花费时间太长而不能最终达到某些应用的有效浓度。过氧羧酸(例如过乙酸)的酶促生产通常使用含水反应条件进行。同样地，水解反应(化学的和/或酶促的)通常通过水解酯底物和/或水解过氧羧酸产生相应的羧酸(例如乙酸)，从而破坏所需的产物。酶促过水解(过氧羧酸或过氧羧酸与相应的羧酸水解产物的混合物)的产物可腐蚀某些金属表面。同样地，可能期望限制反应期间产生的过氧羧酸总量以防止或最小化所得溶液的腐蚀效应。例如，需要在I分钟内产生不超过200ppm至IOOOppm过酸的应用通常使用产生的过酸最终浓度远高于这些限制的反应条件。在原位生成用于消毒硬质表面的过酸的应用中，希望具有快速生成不显著超过有效消毒剂浓度上限的期望浓度过酸的能力，从而限制或防止表面某些组分的腐蚀。在原位生成用于漂白衣物或织物的过酸的应用中，也期望对生成的高于漂白所需过酸的浓度进行类似的限制。同样地，需要提供快速制备期望的“目标”浓度的过氧羧酸的方法，尤其是在过量底物的存在下更是如此。当pH下降至低于约6. 0时，多种CE-7糖酯酶表现出过水解活性的降低或灭活，大多数CE-7过水解酶在等于或低于pH5. 0时被灭活。授予DiCosimo等人的美国专利公开申请12/539，025提出了通过选择反应组分和从 而形成反应产物的条件(即过氧羧酸和对应的羧酸水解产物)制备期望“目标”浓度的过氧羧酸的方法，所述条件将反应混合物的PH降低至其中酶催化剂具有极低或无过水解活性的值。选择反应组分和条件从而在10分钟或更短时间内将反应混合物的PH降至低于6. 0，使得人们能够控制产生的过氧羧酸浓度。然而，pH小于6.0的产物混合物可能不是一些消毒和/或漂白应用所期望的，尤其是当接触反应产物的表面易于腐蚀和漂白过度时更是如此。在此类环境下，需要控制酶促产生的过氧羧酸的量，所述过氧羧酸不依赖反应混合物PH的大幅下降。需解决的问题是提供酶促制备在含水反应混合物中的期望浓度的过氧羧酸的方法，所述反应混合物不依赖显著降低的PH或低于6. 0的pH。选择的反应组分和反应条件应能够快速产生期望的过氧羧酸，其浓度一旦达到目标浓度不再显著提高。专利技术概述已经通过发现在5分钟或更短时间内制备期望浓度的过氧羧酸的酶促方法解决了所述问题，所述酸浓度一旦达到期望浓度基本上不再提高；其中反应混合物的PH在反应期间保持在6. 0和9. 0之间。所述方法包括使用包含具有过水解活性的酶的酶催化剂，所述酶与来自乳酸乳球菌乳酸亚种(Lactococcus lactis subsp. lactis)的乙酰木聚糖酯酶具有至少95%的同一性。本专利技术的酶催化剂能够在5分钟或更短时间内快速产生具有基本上稳定的目标浓度的过氧羧酸的产物混合物，甚至在过多底物的存在下和PH6. 0至9. 0的范围内依然如此；所述条件下其他CE-7过水解酶通常在5分钟或更长时间后产生浓度显著提高的过氧羧酸。在一个实施方案中，提供了制备目标浓度的过氧羧酸的方法，包括a)选择一组反应组分,所述反应组分包含I)至少一种底物，所述底物选自i)具有以下结构的酯[XJmR5其中；X =式 R6-C(O)O 的酯基；R6 = C1-C7直链、支链或环状烃基部分，其任选地被羟基或C1-C4烷氧基取代，其中当R6 = C2-C7时，R6任选地包含一个或多个醚键；R5 = C1-C6直链、支链或环状烃基部分，其任选地被羟基取代；其中R5中的每个碳原子各自包含不超过一个轻基或不超过一个酯基；其中R5任选地包含一个或多个醚键；m = I至R5中的碳原子数目；并且其中在25°C下所述酯具有至少5ppm的水中溶解度；ii)具有以下结构的甘油酯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.10.01 US 12/5717021.制备目标浓度的过氧羧酸的方法，包括 (a)选择一组反应组分,所述反应组分包含 (I)至少一种底物，所述底物选自 (1)具有以下结构的酯 [XlmR5 其中 X =SR6-C(O)O 的酯基； R6 = C1-C7直链、支链或环状烃基部分，其任选地被羟基或C1-C4烷氧基取代，其中当R6 = C2-C7时，R6任选地包含一个或多个醚键； R5 = C1-C6直链、支链或环状烃基部分，其任选地被羟基取代；其中R5中的每个碳原子各自包含不超过一个轻基或不超过一个酯基；其中R5任选地包含一个或多个醚键； Hl = I至&中的碳原子数目；并且 其中在25°C下所述酯具有至少5ppm的水中溶解度； ( )具有以下结构的甘油酯2.权利要求I的方法，其中在等于或大于混合所述反应组分后30分钟的反应时间，在混合所述反应组分后一分钟产生的过氧羧酸浓度的增加不超过100%。3.权利要求I的方法，其中在等于或大于混合所述反应组分后五分钟的反应时间，在混合所述反应组分后一分钟产生的过氧羧酸浓度的增加不超过50%。4.权利要求3的方法，其中在等于或大于混合所述反应组分后五分钟的反应时间，在混合所述反应组分后一分钟产生的过氧羧酸浓度的增加不超过20%。5.权利要求I的方法，其中通过所述方法产生的过氧羧酸总量不受所述反应混合物中的底物量或过氧量的限制。6.权利要求I的方法,其中所述反应混合物的pH范围为约6.5至约8. 5。7.权利要求6的方法，其中所述反应混合物的pH范围为约7.O至约8. O。8.权利要求I的方法，其中所述反应混合物包含至少一种缓冲液。9.权利要求8的方法，其中所述至少一种缓冲液选自碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸氢钠和碳酸氢钾的混合物、磷酸钠、磷酸钾、以及磷酸钠和磷酸钾的混合物。10.权利要求I的方法，其中所述底物选自甘油一乙酸酯；甘油二乙酸酯；甘油三乙酸酯；甘油一丙酸酯；甘油二丙酸酯；甘油三丙酸酯；甘油一丁酸酯；甘油二丁酸酯；甘油三丁酸酯；葡萄糖五乙酸酯；木糖四乙酸酯；乙酰化木聚糖；乙酰化木聚糖片段；β-D-呋喃核糖-I，2，3，5-四乙酸酯；三-邻-乙酰基-D-半乳醛；三-邻-乙酰基-葡萄烯糖；I，2-乙二醇；1，2-丙二醇；1，3-丙二醇；1，2_ 丁二醇；1，3-丁二醇；2，3_ 丁二醇；1，4_ 丁二醇；1，2_戊二醇；2，5_戊二醇；1，6_戊二醇；1，2-己二醇；2，5-己二醇；1，6-己二醇的单酯或二酯；丙二醇二乙酸酯；乙二醇二乙酸酯；以及它们的混合物。11.权利要求I的方法，其中所述产生的过氧羧酸为过乙酸、过丙酸、过丁酸、过乳酸、过乙醇酸、过甲氧基乙酸、过-β -羟基丁酸、或它们的混合物。12.权利要求I的方法，其中所述酶催化剂为微生物细胞、透化的微生物细胞、微生物细胞提取物、部分纯化的酶或纯化的酶的形式。13.权利要求I的方法，其中所述酶催化剂缺乏过氧化氢酶活性。14.权利要求I的方法，还包括以下步骤(c)使表面或无生命的物体与步骤(b)中产生的过氧羧酸接触，从而将所述表面或所述无生命的物体消毒、脱色、除臭或漂白。15.权利要求I的方法，还包括以下步骤(c)使织物与步骤(b)中产生的过氧羧酸接触，从而所述织物获得有益效果。16.权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·迪科西莫，J·E·加瓦根，M·S·佩恩，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：