細菌のアルカリ性プロテアーゼ：分子的アプローチと産業への応用

タンパク質分解酵素は遍在しており、すべての生物に見られ、細胞の成長と分化に不可欠です。細胞外プロテアーゼは商業的な価値があり、さまざまな産業部門で複数のアプリケーションを見つけます。プロテアーゼの生産に利用できる微生物源はたくさんありますが、商業生産者として認識されているのはごくわずかです。サブチリシンカールスバーグ、サブチリシンBPN '、サビナーゼなど、かなりの数の細菌アルカリプロテアーゼが市販されており、その主要な用途が洗剤酵素として適用されます。しかし、変異により、触媒効率が向上し、温度、酸化剤、洗浄条件の変化に対する安定性が向上した新しいプロテアーゼ製剤が新しいものにつながりました。Durazym、Maxapem、Purafectなどの多くの新しい準備が生成され、部位指向の突然変異誘発および/またはランダム変異誘発の技術を使用しています。監督された進化は、特異性と安定性が向上した、多種多様なサブチリシンバリアントへの道を開いています。条件付き凍結乾燥による分子の刷り込みは、タンパク質工学における分子アプローチに合うように登場しています。分子アプローチを通じて生体触媒を修正するには多くの可能性があります。しかし、「メタゲノム」アプローチを介した自然の多様性における新規アルカリプロテアーゼの微生物源の探求は、これまでの未発見の分子多様性を標的にしています。この魅力的な発展により、生息地に関係なく、培養によってアクセス可能な種をはるかに上回る、培養されていない微生物のバイオテクノロジーの搾取が可能になります。このレビューでは、プロテアーゼの種類と源、プロテアーゼ収量改善方法、産業部門でのアルカリプロテアーゼの新規プロテアーゼと応用の新しい方法の使用について説明します。。

Proteolytic enzymes are ubiquitous in occurrence, being found in all living organisms, and are essential for cell growth and differentiation. The extracellular proteases are of commercial value and find multiple applications in various industrial sectors. Although there are many microbial sources available for producing proteases, only a few are recognized as commercial producers. A good number of bacterial alkaline proteases are commercially available, such as subtilisin Carlsberg, subtilisin BPN' and Savinase, with their major application as detergent enzymes. However, mutations have led to newer protease preparations with improved catalytic efficiency and better stability towards temperature, oxidizing agents and changing wash conditions. Many newer preparations, such as Durazym, Maxapem and Purafect, have been produced, using techniques of site-directed mutagenesis and/or random mutagenesis. Directed evolution has also paved the way to a great variety of subtilisin variants with better specificities and stability. Molecular imprinting through conditional lyophilization is coming up to match molecular approaches in protein engineering. There are many possibilities for modifying biocatalysts through molecular approaches. However, the search for microbial sources of novel alkaline proteases in natural diversity through the "metagenome" approach is targeting a hitherto undiscovered wealth of molecular diversity. This fascinating development will allow the biotechnological exploitation of uncultured microorganisms, which by far outnumber the species accessible by cultivation, regardless of the habitat. In this review, we discuss the types and sources of proteases, protease yield-improvement methods, the use of new methods for developing novel proteases and applications of alkaline proteases in industrial sectors, with an overview on the use of alkaline proteases in the detergent industry.