(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発酵培地において、
尿素又はその誘導体の残留濃度が０．３Ｍから１Ｍの範囲に維持され、
かつ、対照培地に対して、基礎塩類及び微量元素の濃度が０．１×から５×までの変動範囲に維持されたものであり、
前記発酵培地に対してメタノール供給率が６ｇ／Ｌ／ｈから２０ｇ／Ｌ／ｈまでの範囲であり、
１リットル当たりの前記基礎塩類は、
リン酸（８５％）：前記対照培地に対して１×の場合に２６．７ｍｌ、
硫酸カルシウム：前記対照培地に対して１×の場合に０．９３ｇ、
硫酸カリウム：前記対照培地に対して１×の場合に１８．２ｇ、
硫酸マグネシウム−７Ｈ２Ｏ：前記対照培地に対して１×の場合に１４．９ｇ、
水酸化カリウム：前記対照培地に対して１×の場合に４．１３ｇ、
グリセロール：前記対照培地に対して１×の場合に４０．０ｇであり、
１リットル当たりの前記微量元素は、
硫酸第二銅５Ｈ２Ｏ：前記対照培地に対して１×の場合に６．０ｇ、
ヨウ化ナトリウム：前記対照培地に対して１×の場合に０．０８ｇ、
硫酸マンガン−Ｈ２Ｏ：前記対照培地に対して１×の場合に３．０ｇ、
モリブデン酸塩ナトリウム−２Ｈ２Ｏ：前記対照培地に対して１×の場合に０．２ｇ、
ホウ酸：前記対照培地に対して１×の場合に０．０２ｇ、
塩化コバルト：前記対照培地に対して１×の場合に０．５ｇ、
塩化亜鉛：前記対照培地に対して１×の場合に２０．０ｇ、
硫酸鉄（ＩＩ）−７Ｈ２Ｏ：前記対照培地に対して１×の場合に６５．０ｇ、
ビオチン：前記対照培地に対して１×の場合に０．２ｇ、
硫酸：前記対照培地に対して１×の場合に５．０ｍｌであり、
前記尿素およびその誘導体、並びに前記微量元素は、前記メタノール供給に含まれ、
発酵を通してメタノール誘導性菌類種のリン酸塩の取り込みが改善する組み換えタンパク質、その誘導体、又はその類似体の生産のための発酵培地。
【請求項２】
前記尿素又はその誘導体は、ジメチル尿素、ジエチル尿素、Ｎ−アセチルフェニル尿素、イソプロピルピリデン尿素（isopropylpylideneurea）、フェニル尿素、及びそれらの組み合わせの群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の発酵培地。
【請求項３】
前記尿素又はその誘導体は、液状、散布液、粉末及びペレット形からなる群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の発酵培地。
【請求項４】
前記メタノール誘導性菌類種は、ピギア・パストリス（Pichia pastoris）、ピキア属（Pichia）種、サッカロミセス属（Saccharomyces）種、サッカロマイセス・セレビシエ（Saccharomyces cerevisiae）、クルイヴェロマイシス（Kluyveromyces）種、及びハンゼヌラ・ポリモルファ（Hansenula polymorpha）からなる群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の発酵培地。
【請求項５】
生産される前記組み換えタンパク質、その誘導体、又はその類似体は、インシュリン前駆体、インシュリン、前記インシュリン前駆体および前記インシュリンの類似体若しくは誘導体、ＩＮ−１０５の前駆体、グラルギンの前駆体、エキセンディンの前駆体、酵素、リパーゼおよびカルボキシペプチダーゼの群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の発酵培地。
【請求項６】
請求項１に記載された発酵培地において実行されるものであり、
ａ）前記発酵培地において、メタノール誘導性菌類種のリン酸塩の取り込みを改善することによって、前記メタノール誘導性菌類種を増やし、前記発酵培地は、メタノールが供給されるものであり、
ｂ）前記発酵培地において、尿素又はその誘導体の残留濃度を０．３Ｍから１Ｍの範囲に維持し、
組換えタンパク質生成物、その誘導体、又はその類似体の最大生成物力価が０．１ｇ／Ｌを超える組換えタンパク質生成物、その誘導体、又はその類似体の生産方法。
【請求項７】
前記尿素又はその誘導体は、ジメチル尿素、ジエチル尿素、Ｎ−アセチルフェニル尿素、イソプロピルピリデン尿素、フェニル尿素、及びそれらの組み合わせからなる群から選択され、
前記尿素またはその誘導体は、液状、散布液、粉末及びペレット形からなる群から選択されることを特徴とする請求項６に記載の生産方法。
【請求項８】
生産される前記組換えタンパク質生成物、その類似体、又はその誘導体は、ＩＮ―１０５の前駆体であることを特徴とする請求項６に記載の生産方法。
【請求項９】
生産される前記組換えタンパク質生成物、その類似体、又はその誘導体は、インシュリン前駆体、インシュリン、それらの類似体、又はそれらの誘導体であることを特徴とする請求項６に記載の生産方法。
【請求項１０】
生産される前記組換えタンパク質生成物、その類似体、又はその誘導体は、グラルギンの前駆体であることを特徴とする請求項６に記載の生産方法。
【請求項１１】
生産される前記組換えタンパク質生成物、その類似体、又はその誘導体は、エキセンディンの前駆体であることを特徴とする請求項６に記載の生産方法。
【請求項１２】
生産される前記組換えタンパク質生成物、その類似体、又はその誘導体は、酵素であることを特徴とする請求項６に記載の生産方法。
【請求項１３】
生産される前記組換えタンパク質生成物、その類似体、又はその誘導体は、リパーゼであることを特徴とする請求項６に記載の生産方法。
【請求項１４】
生産される前記組換えタンパク質生成物、その類似体、又はその誘導体は、カルボキシペプチダーゼであることを特徴とする請求項６に記載の生産方法。
【請求項１５】
前記組換えタンパク質生成物、その類似体、又はその誘導体を発現する前記メタノール誘導性菌類種は、ピキア・パストリス、ピキア属種．サッカロミセス属種、サッカロマイセス・セレビシエ、クルイヴェロマイシス種．及びハンゼヌラ・ポリモルファからなる群から選択されることを特徴とする請求項６に記載の生産方法。
【請求項１６】
前記メタノール誘導性菌類種は、ピキア・パストリスであることを特徴とする請求項１５に記載の生産方法。
【請求項１７】
前記発酵培地に対するメタノール供給率は、１時間あたり液体培地で、６ｇ／Ｌ／ｈから２０ｇ／Ｌ／ｈの範囲とすることを特徴とする請求項６に記載の生産方法。
【請求項１８】
発酵培地において実行されるものであり、
ａ）前記発酵培地において、誘導性、又は非誘導性タンパク質発現微生物のリン酸塩の取り込みを改善することによって、前記誘導性、又は非誘導性タンパク質発現微生物を増やし、
前記発酵培地は、
尿素又はその誘導体の残留濃度が維持されるもので、
対照培地に対して、基礎塩類及び微量元素の濃度が０．１×から５×までの変動範囲に維持されたものであり、
１リットル当たりの前記基礎塩類は、
リン酸（８５％）：前記対照培地に対して１×の場合に２６．７ｍｌ、
硫酸カルシウム：前記対照培地に対して１×の場合に０．９３ｇ、
硫酸カリウム：前記対照培地に対して１×の場合に１８．２ｇ、
硫酸マグネシウム−７Ｈ２Ｏ：前記対照培地に対して１×の場合に１４．９ｇ、
水酸化カリウム：前記対照培地に対して１×の場合に４．１３ｇ、
グリセロール：前記対照培地に対して１×の場合に４０．０ｇであり、
１リットル当たりの前記微量元素は、
硫酸第二銅５Ｈ２Ｏ：前記対照培地に対して１×の場合に６．０ｇ、
ヨウ化ナトリウム：前記対照培地に対して１×の場合に０．０８ｇ、
硫酸マンガン−Ｈ２Ｏ：前記対照培地に対して１×の場合に３．０ｇ、
モリブデン酸塩ナトリウム−２Ｈ２Ｏ：前記対照培地に対して１×の場合に０．２ｇ、
ホウ酸：前記対照培地に対して１×に対しての場合に０．０２ｇ、
塩化コバルト：前記対照培地に対して１×の場合に０．５ｇ、
塩化亜鉛：前記対照培地に対して１×の場合に２０．０ｇ、
硫酸鉄（ＩＩ）−７Ｈ２Ｏ：前記対照培地に対して１×の場合に６５．０ｇ、
ビオチン：前記対照培地に対して１×の場合に０．２ｇ、
硫酸：前記対照培地に対して１×の場合に５．０ｍｌであり、
前記尿素およびその誘導体、並びに前記微量元素は、前記メタノール供給に含まれ、
ｂ）組換えタンパク質生産のために、尿素又はその誘導体の残留濃度を０．５ｇ／Ｌ，１．０ｇ／Ｌまたは２ｇ／Ｌのいずれかに維持し、
前記組換えタンパク質生成物、その誘導体、又はその類似体の最大生成物力価が０．５ｇ／Ｌを超えるものである組換えタンパク質生成物、その誘導体、又はその類似体の生産方法。
【請求項１９】
前記尿素又はその誘導体は、ジメチル尿素、ジエチル尿素、Ｎ−アセチルフェニル尿素、イソプロピルピリデン尿素、フェニル尿素、及びそれらの組み合わせからなる群から選択され、
前記尿素又はその誘導体は、液状、散布液、粉末及びペレット形からなる群から選択されることを特徴とする請求項１８に記載の生産方法。
【請求項２０】
生産される前記組換えタンパク質生成物、その類似体、又はその誘導体は、Ｇ―ＣＳＦであることを特徴とする請求項１８に記載の生産方法。
【請求項２１】
生産される前記組換えタンパク質生成物、その類似体、又はその誘導体は、ストレプトキナーゼであることを特徴とする請求項１８に記載の生産方法。
【請求項２２】
前記タンパク質生成物、その類似体、又はその誘導体は、リパーゼであることを特徴とする請求項１８に記載の生産方法。
【請求項２３】
発酵培地において実行されるものであり、
ａ）前記発酵培地において、微生物のリン酸塩の取り込みを改善することによって、前記微生物を増やし、
前記発酵培地は、
尿素又はその誘導体の残留濃度が維持され、
かつ、対照培地に対して、基礎塩類及び微量元素の濃度が０．１×から５×までの変動範囲に維持されたものであり、
１リットル当たりの前記基礎塩類は、
リン酸（８５％）：前記対照培地に対して１×の場合に２６．７ｍｌ、
硫酸カルシウム：前記対照培地に対して１×の場合に０．９３ｇ、
硫酸カリウム：前記対照培地に対して１×の場合に１８．２ｇ、
硫酸マグネシウム−７Ｈ２Ｏ：前記対照培地に対して１×の場合に１４．９ｇ、
水酸化カリウム：前記対照培地に対して１×の場合に４．１３ｇ、
グリセロール：前記対照培地に対して１×の場合に４０．０ｇであり、
１リットル当たりの前記微量元素は、
硫酸第二銅５Ｈ２Ｏ：前記対照培地に対して１×の場合に６．０ｇ、
ヨウ化ナトリウム：前記対照培地に対して１×の場合に０．０８ｇ、
硫酸マンガン−Ｈ２Ｏ：前記対照培地に対して１×の場合に３．０ｇ、
モリブデン酸塩ナトリウム−２Ｈ２Ｏ：前記対照培地に対して１×の場合に０．２ｇ、
ホウ酸：前記対照培地に対して１×の場合に０．０２ｇ、
塩化コバルト：前記対照培地に対して１×の場合に０．５ｇ、
塩化亜鉛：前記対照培地に対して１×の場合に２０．０ｇ、
硫酸鉄（ＩＩ）−７Ｈ２Ｏ：前記対照培地に対して１×の場合に６５．０ｇ、
ビオチン：前記対照培地に対して１×の場合に０．２ｇ、
硫酸：前記対照培地に対して１×の場合に５．０ｍｌであり、
ｂ）尿素又はその誘導体の残留濃度を０．５ｇ／Ｌ〜３ｇ／Ｌの範囲に維持し、少なくとも３５％のコンパクチンのプラバスタチンへの生物学的変換を達成する二次代謝物の生産方法。
【請求項２４】
生産される前記二次代謝物は、プラバスタチンであることを特徴とする請求項２３に記載の生産方法。
【請求項２５】
前記尿素又はその誘導体は、ジメチル尿素、ジエチル尿素、Ｎ−アセチルフェニル尿素、イソプロピルピリデン尿素、フェニル尿素、及びそれらの組み合わせからなる群から選択され、
前記尿素又はその誘導体は、液状、散布液、粉末及びペレット形からなる群から選択されることを特徴とする請求項２３に記載の生産方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術分野
本発明は、メタノール誘導性菌類発現系（例えば、ピキア属(Pichia)）を用いる生物学的変換率の向上を実現した組換えタンパク質や、インシュリン、インシュリンの類似体、エキセンディン等のペプチドや、リパーゼ等の酵素の生産のための発酵培地において、窒素補助剤として尿素あるいはその誘導体等の炭酸アミド、カルバミン酸塩、カルボジイミド及びチオカルバミドの有用性を示す。本発明の重要な態様は、特に、より短い生産期間で、より高い生産量を産出するための、最適化された栄養性媒体パラメータを有する即席の発酵プロセスに関する。本発明の原理は、適切な発現微生物の発酵による広範囲なタンパク質及び二次代謝物の生産に適用することができる。
【背景技術】
【０００２】
本発明の背景技術と従来技術
ピキア・パストリス（P. pastoris）のような発現系に基づく酵母は、組換えタンパク質を発現するために一般的に用いられる（非特許文献１）。ピキア・パストリス発現系は、メタノール誘導性アルコール・オキシダーゼ（ＡＯＸ１）プロモータ（アルコール・オキシダーゼ（メタノールの代謝の第一段階に触媒作用を及ぼす酵素）の発現をコードする遺伝子を制御する）を使用する（非特許文献２）。ピキア・パストリスは、バイオリアクタ培養における最少培地で、高発現レベルや、細胞外タンパク質の効果的な分泌や、グリコシル化のような翻訳後修飾や、高細胞密度への成育に対する潜在能力を有する。
【０００３】
ピキア・パストリスを用いたフェッドバッチ発酵プロセスは、インビトロゲン社（サンディエゴ、ＣＡ）の「ピキア属発酵プロセスガイドライン」に記載されており、以下、対照群として引用する。組換えタンパク質の生産のために、炭素源としてグリセロールを用い、形質転換ピキア・パストリスを、所望の高細胞密度バイオマスに成育させる。生産段階は、誘導物質であって、唯一の炭素源であるメタノールを培養物に供給することによって開始される。バイオマス生成、及び生産段階の間、アンモニアは、窒素源として機能し、ｐＨを調節するために用いられる。
【０００４】
種々の効果が、酵母発現系によって与えられたが、バイオリアクタにおける効果的かつ最大限の組換えタンパク質生産のために、栄養的に影響される物理化学的な環境を最適化する必要性がなお存在する。高い比生産性を達成することは、非常に望ましいことである。それは、初期の培地構成や、メタノール供給の戦略や、プロセス物理化学的パラメータの最適化によって得られる。硫酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、二リン酸アンモニウム、硝酸カリウム、尿素、コーンスティープリカー（corn steep liquor）、大豆ミール(soya bean meal)、綿実粕(cotton seed meal)、甘しょ及びビート糖蜜(cane and beet molasses)、ペプトン、ミール加水分解物等が、細菌や酵母や菌類の成育のために、窒素源として使われてきたという報告がある。微生物の「成育」のための異なる炭素、及び窒素源の利用は、従来技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ／２００７／００５６４６号
【特許文献２】米国特許４，２８８，５５４号
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Cregg, J. M. et al., in Dev. Ind. Microbiol. 29:33-41; 1988.
【非特許文献２】Cregg J M. et al.in Bio/Technology 11: 905-910; 1993.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、組換えタンパク質や、ペプチドや酵素の効果的生産のための、特に定義された炭素と窒素源の最適な組合せは、従来技術の文献において開示されていなかった。例えば、特許文献１には、コーンスティープリカー、コーン抽出物（corn extract）、酵母自己分解物質(yeast autolysate)及び尿素のような様々なより安価な窒素源と同様に複合糖質を含んでいる混合の成育培地で組換え酵母を培養することによって、それ自体によるエタノール生産を開示している。更に、このプロセスは、組換えタンパク質の生産のために、本発明で開発されたプロセスと異なり、メタノール誘導性機構を成育又は生産のために利用しない。
【０００８】
同様に、特許文献２には、非ＧＭＯ（遺伝子組換え生物）カンジダ属（Candida species）の単なる成育のために、窒素や基礎塩類培地の他の供給源と組み合わせた尿素を用いる連続発酵プロセスを記載する。その文献には、組換えタンパク質や、ヒト・インシュリン及びその類似体のペプチドや、リパーゼ等の酵素の効果的生産のために、メタノール誘導性ＧＭＯ（遺伝子組換え生物）ピキア・パストリスを用いる発酵プロセス（バッチ、フェッドバッチ、連続的な）において尿素が利用できることについて、何らの示唆も教示もない。
【０００９】
尿素加水分解から発生するアンモニアの残留濃度と同様に、尿素の残留濃度に関して最適化された濃度内で、尿素のような豊富で可溶な窒素源の制御された添加によって特徴づけられる規定された発酵培地の使用によって、生産物や生産性が高くなって、生産時間の短縮化が可能になることが、驚くべきことに見出された。
【００１０】
大腸菌（E. coil）を利用している組換えタンパク質の生産は長期に亘って公知であり、発現系は明確に研究され、理解されている。発現系に基づく大腸菌は、ＧＣＳＦ、ＨＧＨ、ストレプトキナーゼや多くの他の類似の生物学的生産物等のような分子の生産のために広く使われてきた。組換えタンパク質の生産のために、炭素源であるブドウ糖を用いて、形質転換された大腸菌を所望の高い細胞密度バイオマスに成育させる。生産段階は、必要な誘因物質を使用して誘導することによって開始され、培養は、発酵終了まで栄養分の最少供給により維持される。
【００１１】
菌類培養は、酵素やその他の必需分子等の有益なバイオエンティティの生産のために、長年に亘って利用されてきた。リゾプス（Rhizopus）属、アスペルギルス（Aspergillus）属、ペニシリウム（Penicillium）属などの菌類培養は、食品、繊維、革、及びその他の産業において用いられるリパーゼ、アミラーゼ、デキストラナーゼ等の広範な種類の酵素の生産のために、古典的な発酵において用いられてきた。抗生物質生産のために多用されている放線菌は、人類のために有益ないくつかの二次代謝物の生産のために広範囲に利用されてきた。菌類及び放線菌の鍵となる特性のうちの一つは、ヒドロキシル化、エステル化などのような生物学的変換である。主な優位性は、生物学的変換がターゲット特異的であり、比較的高純度の生成物が得られることにある。古典的には、コンパクチン（compactin）のプラバスタチン（pravastatine）への変換がある。
【００１２】
公知の方法論的な改良には、攪拌や酸素供給のような発酵技術に関する手段、あるいは、栄養培地の組成に関する変更（発酵中の糖濃度の下限や、下流処理（down-stream processing）変更や、微生物自身等の固有の特性に関連した変更など）がある。
【００１３】
尿素のような、ある種の豊富で可溶な窒素源の制御された添加によって特徴づけられる発酵培地の使用が、より高い生産性、及び／又はより高率な生物学的変換をもたらし、短い生産時間が可能になることが、驚くべきことに見出された。 
【００１４】
本発明の課題
本発明の主な目的は、メタノール誘導性菌類種の発酵による、組換えタンパク質、その誘導体又はその類似体を生産するための発酵培地を得ることである。 
【００１５】
本発明の他の主な目的は、微生物の発酵による、組換えタンパク質、その誘導体又はその類似体を生産するための発酵培地を得ることである。
【００１６】
本発明の更にもう一つの主な目的は、微生物の発酵による、二次代謝物を生産するための発酵培地を得ることである。
【００１７】
本発明の更に別の主な目的は、組換え体、若しくは非組換え体タンパク質生成物、それらの誘導体又はその類似体の生産方法を得ることである。
【００１８】
本発明の更に別の主な目的は、二次代謝物の生産方法を得ることである。
【００１９】
本発明の更に別の主な目的は、コンパクチンのプラバスタチンへの生物学的変換の方法を得ることである。
【００２０】
本発明の更に別の主な目的は、組換えタンパク質生成物を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
発明の開示
従って、本発明は、メタノール誘導性菌類種を用いる発酵によって、組換えタンパク質、その誘導体、類似体を生産するための、炭酸アミドに有効濃度が存在することに特徴づけられる発酵培地に関する。また、本発明は、微生物を用いる発酵によって、組換えタンパク質、その誘導体、類似体を生産するための、炭酸アミドに有効濃度が存在することに特徴づけられる発酵培地に関する。また、本発明は、微生物を用いる二次代謝物の生産のための、炭酸アミドに有効濃度が存在することに特徴づけられる発酵培地に関する。また、本発明は、炭酸アミドに有効濃度が存在することに特徴づけられる発酵培地において、メタノール誘導性菌類種を増やすことを含む組換えタンパク質、その誘導体、類似体を生産するための生産方法に関する。また、本発明は、炭酸アミドに有効濃度が存在することに特徴づけられる発酵培地において、誘導又は非誘導タンパク質発現微生物を増やすことを含む、組換え、非組換えタンパク質生成物、それらの誘導体、類似体の生産方法に関する。また、本発明は、炭酸アミドに有効濃度が存在することに特徴づけられる発酵培地で、微生物を増やすことを含む二次代謝物の生産方法に関する。また、本発明は、炭酸アミドに有効濃度が存在することに特徴づけられる発酵培地でその変換が実現される、コンパクチンのプロバスタチンへの生物学的変換方法に関する。 また、本発明は、前述の請求項のいずれかによって得られる組換えタンパク質生成物に関する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】尿素添加有り／無しのＩＮ−１０５前駆体のバイオマス・プロフィールの比較。
【図２】尿素添加有り／無しのＩＮ−１０５前駆体の生成物濃度・プロフィールの比較。
【図３】尿素添加有り／無しのインシュリン前駆体のバイオマス・プロフィールの比較。
【図４】尿素添加有り／無しのインシュリン前駆体の生成物濃度・プロフィールの比較。
【図５】尿素添加有り／無しのインスリングラルギン前駆体のバイオマス・プロフィールの比較。
【図６】尿素添加有り／無しのインスリングラルギン前駆体の生成物濃度・プロフィールの比較。
【図７】尿素添加有り／無しのエキセンディン前駆体のバイオマス・プロフィールの比較。
【図８】尿素添加有り／無しのエキセンディン前駆体の生成物濃度のプロフィールの比較。
【図９】尿素添加有り／無しのリパーゼ酵素の生成物濃度のプロフィールの比較。
【図１０】ＩＮ−１０５前駆体発酵における、尿素濃度によるバイオマス・プロフィール。
【図１１】ＩＮ−１０５前駆体発酵における、尿素濃度による生成物濃度・プロフィール。
【図１２】インシュリン前駆体発酵における、尿素濃度によるバイオマス・プロフィール。
【図１３】インシュリン前駆体発酵における、尿素濃度による生成物濃度・プロフィール。
【図１４】ＩＮ−１０５生産における残留尿素濃度と最大生成物濃度。
【図１５】インシュリン前駆体生成における残留尿素濃度と最大生成物濃度のプロフィール。
【図１６】〜２０ｇ／Ｌ／ｈのメタノール供給率を有するＩＮ−１０５前駆体のバイオマス・プロフィールの比較。
【図１７】〜２０ｇ／Ｌ／ｈのメタノール供給率を有するＩＮ−１０５前駆体の生成物濃度・プロフィールの比較。
【図１８】尿素以外の合成物の検討、ピキア属発酵の生産性の影響を検討するための他の類似化合物試験。
【図１９】液体培地のリン酸塩イオンの残留濃度に対する尿素効果、菌種によるリン酸塩代謝の尿素効果。
【図２０】プラバスタチン生成のための培養成育プロフィール。
【図２１】尿素添加有りのプラバスタチンの力価。
【図２２】尿素添加有りのコンパクチンのプラバスタチンへの変換率。
【図２３】大腸菌のＧ−ＣＳＦ生産のＷＣＷ比較。
【図２４】ＧＣＳＦにおける比生産性の尿素効果。
【図２５】大腸菌のストレプトキナーゼ生産のＷＣＷ比較。
【図２６】ストレプトキナーゼの比生産性に対する尿素効果。
【図２７】リゾムコール属種を用いるリパーゼ生成の尿素効果。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
発明の詳細な説明
本発明は、メタノール誘導性菌類種を用いる発酵による組換えタンパク質、その誘導体又はその類似体の生産の発酵培地に関する。前記培地は、炭酸アミドに有効濃度があるという特徴がある。
【００２４】
本発明の他の実施例において、炭酸アミドは、尿素又はその誘導体（例えば、ジメチル尿素、ジエチル尿素、Ｎ−アセチルフェニル尿素、イソプロピルピリデン尿素（isopropylpylideneurea）、フェニル尿素又はこれらの組み合わせ）からなる群から選択される。
本発明のさらにもう一つの実施例において、炭酸アミドは尿素である。
本発明のさらに別の実施例において、炭酸アミドは、液状、散布液、粉末又はペレット形で加えられる。
本発明のさらに別の実施例において、炭酸アミドの残留濃度は、多くとも１Ｍまでである。
本発明のさらに別の実施例において、炭酸アミドの残留濃度を多くとも１Ｍまでに保ち、かつ基礎塩類や微量元素の濃度を、対照培地の０．１Ｘから５Ｘまでの変更とする。 
本発明のさらに別の実施例において、リン酸塩の取り込みが改善される。
本発明のさらに別の実施例において、組換えインシュリン生成物を発現するメタノール誘導性菌類種は、ピギア・パストリス、ピキア属種、サッカロミセス属（Saccharomyces）種、サッカロマイセス・セレビシエ（Saccharomyces cerevisiae）、クルイヴェロマイシス（Kluyveromyces）種、又はハンゼヌラ・ポリモルファ(Hansenula polymorpha)からなる群から選択される。 
【００２５】
本発明は、微生物を用いる発酵による組換えタンパク質、その誘導体又はその類似体の生産のための発酵培地に関する。前記培地は、炭酸アミドに有効濃度があるという特徴がある。
本発明は、微生物を用いる発酵による二次代謝物の生産の発酵培地に関する。前記培地は、炭酸アミドに有効濃度があるという特徴がある。
本発明の他の実施例において、炭酸アミドは、尿素又はその誘導体（例えば、ジメチル尿素、ジエチル尿素、Ｎ−アセチルフェニル尿素、イソプロピルピリデン尿素、フェニル尿素又はそれらの組み合わせ）からなる群から選択される。
本発明のさらにもう一つの実施例において、炭酸アミドは尿素である。
本発明のさらに別の実施例において、炭酸アミドは、液状、散布液、粉末又はペレット形で加えられる。
本発明の別の実施例において、炭酸アミドの残留濃度は、１０ｇ／Lまでである。
【００２６】
本発明のさらに別の実施例において、微生物は、大腸菌、ストレプトマイセス属（Streptomyses）種、アスペルギルス属（Aspergillus）種、リゾプス（Rhizopus）、ペニシリウム属（Penillium）種、及びリゾムコール属（Rhizomucor）種からなる群から選択される。
【００２７】
本発明は、炭酸アミドに有効濃度があることに特徴づけられる発酵培地において、メタノール誘導性インシュリン発現菌類種を増殖することを含む、組換えタンパク質、その誘導体又はその類似体の生産方法に関する。
本発明の他の実施例において、炭酸アミドは、尿素又はその誘導体（例えば、ジメチル尿素、ジエチル尿素、Ｎ−アセチルフェニル尿素、イソプロピルピリデン尿素、フェニル尿素、又はそれらの組み合わせ）からなる群から選択される。
本発明の更に別の実施例において、炭酸アミドは尿素である。
【００２８】
本発明の更に別の実施例において、生産される組換えインシュリン生成物は、ＩＮ−１０５である。
本発明の更に別の実施例において、生産される組換えインシュリン生成物は、インシュリン前駆体、インシュリン、その類似体又は誘導体である。 
本発明の更に別の実施例において、組換えインシュリン生成物は、インスリングラルギンである。
【００２９】
本発明の更に別の実施例において、生産される組換えタンパク質は、環状、若しくは非環状ペプチドである。
本発明の更に別の実施例において、組換えペプチドはエキセンディンである。
本発明の更に別の実施例において、生産される組換えタンパク質は酵素である。
本発明の更に別の実施例において、生産される組換え酵素生成物はリパーゼである。
本発明の更に別の実施例において、生産される組換えタンパク質は、インシュリン前駆体、インシュリン、その類似体又はその誘導体、インスリングラルギン、エキセンディン、カルボキシペプチダーゼ、及びリパーゼからなる群から選択される。
本発明の更に別の実施例において、組換えインシュリン生成物を示すメタノール誘導性菌類種は、ピキア・パストリス、ピキア属種、サッカロミセス属種、サッカロマイセス・セレビシエ、クルイヴェロマイシス種、又はハンゼヌラ・ポリモルファからなる群から選択される。
本発明の更に別の実施例において、メタノール誘導性菌類種は、ピキア・パストリスである。
【００３０】
本発明の更に別の実施例において、メタノール供給率は、１時間あたり液体培地（broth）の２０ｇ／Ｌまでとする。本発明の更に別の実施例において、得られる最大生成物力価は、０．１ｇ／Ｌを超えるものである。
【００３１】
本発明は、炭酸アミドに有効濃度があるという特徴がある発酵培地において、誘導性、非誘導性タンパク質発現微生物が増殖することを含む、組換え、若しくは非組換えタンパク質生成物、それらの誘導体、若しくは類似体の生産方法に関する。
本発明の他の実施例において、炭酸アミドは、尿素又はその誘導体（例えば、ジメチル尿素、ジエチル尿素、Ｎ−アセチルフェニル尿素、イソプロピルピリデン尿素、フェニル尿素又はそれらの組み合わせ）からなる群から選択される。
本発明の更に別の実施例において、炭酸アミドは尿素である。
本発明の更に別の実施例において、生産される組換えタンパク質生成物は、Ｇ−ＣＳＦである。
本発明の更に別の実施例において、生産される組換え生産物は、ストレプトキナーゼである。
本発明の更に別の実施例において、タンパク質生成物はリパーゼである。
【００３２】
本発明は、炭酸アミドに有効濃度があるという特徴がある発酵培地において、微生物の増殖を含む二次代謝物の生産方法に関する。
本発明の他の実施例において、生産される二次代謝物は、プラバスタチンである。
本発明はプラバスタチンのコンパクチンへの生物学的変換の方法に関する。前記転換は、炭酸アミドの有効濃度があることに特徴づけられる培地で実現される。
本発明の他の実施例において、炭酸アミドは、尿素又はその誘導体（例えば、ジメチル尿素、ジエチル尿素、Ｎ−アセチルフェニル尿素、イソプロピルピリデン尿素、フェニル尿素又はそれらの組み合わせ）からなる群から選択される。
本発明の更に別の実施例において、コンパクチンのプラバスタチンへの生物学的変換は、少なくとも３５％である。
【００３３】
本発明は上記のように得られた組換えタンパク質生産物に関する。
本発明の他の実施例において、得られた組換えタンパク質生成物は、インシュリン前駆体、インシュリン、その類似体又はその誘導体、インスリングラルギン、エキセンディン、カルボキシペプチダーゼ、及びリパーゼからなる群から選択される。
【００３４】
本発明は、発酵培地の調製に用いる栄養組成物を提供する。その組成物は、より短い生産期間で、インシュリンや誘導体の関連類似体のより高い生産性を得るために特別に最適化された一以上の他の発酵培地成分と共に、尿素や関連する類似体の炭酸アミドや、前述した誘導体等の窒素を含む成分を具備する。
【００３５】
特定の濃度で、尿素や関連する類似体や誘導体のような炭酸アミド等の特定の窒素源を補充した特定の発酵培地の利用は、酵母細胞の増殖に影響を及ぼさず、むしろ、生産性を改善する助けになることが、驚くべきことに見出された。尿素のような窒素を含む成分の添加は、液状、散布液、粉末又はペレット形で加えることができる。
【００３６】
本発明の要点は、ピキア属種によるインシュリン又はインシュリン類似体の発酵プロセスの生産性が、培養培地の尿素含有量によって大きく影響されるということにある。従って、培養培地に、尿素のような窒素を含む成分を添加することによって、生産物の収量は、減少した発酵時間において、相当増加する。
【００３７】
本発明の最も好ましい実施例によれば、発酵培地への尿素添加は、生産性を改善する鍵となる成分「リン酸塩」の消費率も改善する。リン酸塩の消費が早くなれば、発酵サイクルの時間がより短くなり、従って、生産性がより高くなることがわかった。
従って、成長プロフィールに影響を及ぼさずにタンパク質やペプチドの発現率を上昇させて、発酵時間が短縮したのは、リン酸塩と共に新たに観測された尿素の代謝物である。
【００３８】
本発明の別の態様においては、尿素添加は、任意のｐＨで発酵終了時に、生成物回収が増加することを可能にする。本発明は、これにより、タンパク質生産の高収率、生産サイクル期間の短縮化、プロセスに供給される栄養分のより良好な利用を可能にし、一般に資本や生産コストを低減する。
【００３９】
化学的に定義される培地を用いた工業的な発酵プロセスの適切な微生物菌株は、関連する有益な化合物を生成する任意の野生株であってもよい。但し、前記野生株は、良好な成育パフォーマンスを有するものを用いる。生産生物体として用いる好適な酵母は、例えば、ピキア・パストリス、ピキア属種、サッカロミセス属種、サッカロマイセス・セレビシエクルイヴェロマイシス種、又はハンゼヌラ・ポリモルファがある。
【００４０】
さらに、化学的に定義される培地を用いる工業的な発酵プロセスに適した微生物菌株は、古典的な突然変異誘発性処理、又は組換えＤＮＡ変換に関連する親菌株を対象とすることによって得られた、及び／又は改良された菌株であってもよく、また、結果として生じる変異体や変異微生物菌株が、化学的に定義された培地上で、良好な成育パフォーマンスを有する供給に伴って得られた及び／又は改良された菌株でもよい。これにより、結果として生じる変異体や変異した菌株が改良されるかどうかは、化学的に定義される培地の親菌株の成長パフォーマンスに依存する、若しくは親菌株のそれに比較して化学的に定義された培地での類似の成長パフォーマンスに依存する。
【００４１】
当業者が認識するように、最終的な結果は、あらゆるケースにおいて、より短時間で高力価が得られているが、炭酸アミド補助剤の最適濃度は、クローンによって異なる。
【００４２】
「発酵培地（群）（fermentation media）」又は「発酵培地（fermentation medium）」は、発酵が実行され、特定の治療的生成物を生産するための発酵微生物によって利用される発酵基材や他の原料を含む環境と定義する。「窒素を含む成分」は、発酵培地内に同化できる窒素の供給源である発酵基材、原料又は成分である。
【００４３】
重要な本発明の態様によれば、発酵培地の好適な窒素を含む成分は、炭酸アミド（例えば、尿素）である。これは、Ｎ−ＣＯＮ又は同類の群の化合物を含む。例えば、ジメチル尿素、ジエチル尿素、Ｎ−アセチル−Ｎ−フェニル尿素、イソプロピルイリデン尿素、Ｎ−フェニル尿素などの尿素の誘導体の利用は、本発明において意図されている。
【００４４】
本明細書における「有効量」とは、本発明による尿素又はその誘導体の量であり、タンパク質の高い収量／収率を発酵培地にもたらす量であって、酵母細胞の成育に影響を及ぼすことなく、より短期間で生産される量である。
【００４５】
「発酵微生物」とは、所望の発酵プロセスの使用に適している任意の微生物をいう。発酵微生物の例としては、菌類の微生物（例えば、酵母）が挙げられる。本発明の発酵微生物の例としては、ピギア・パストリス、ピキア属種、サッカロミセス属種、サッカロマイセス・セレビシエ、クルイヴェロマイシス種、又はハンゼヌラ・ポリモルファが挙げられる。
【００４６】
本発明は、メタノール誘導性菌類種を利用する任意の組換えペプチド発現に適するが、組換え技術により発現するペプチド、タンパク質、インシュリン、インシュリン前駆体、インシュリン誘導体又はインシュリン類似体に限定されるものではない。
【００４７】
タンパク質又はポリペプチドを記載するために本明細書で用いられる「組換え体」という用語は、組換えポリヌクレオチドの発現によって生じるポリペプチドを意味する。細胞に関して本明細書で用いられる「組換え体」という用語は、組換えベクター、又は他のトランスファーＤＮＡ受容体として用いられる細胞を意味し、形質転換した原始細胞の子孫を含む。単一の親細胞の子孫は、偶然、若しくは計画的な突然変異により、形態学において、又は、ゲノムにおいて完全に同一でない場合や、最初の親のＤＮＡ補体とならない場合があることを理解すべきである。
【００４８】
「ポリペプチド」、「タンパク質」、「ペプチド」の用語は、アミノ酸のポリマーに関連し、生産物の特定の長さに関連しない。従って、ペプチド、オリゴペプチド、及びタンパク質は、ポリペプチドの定義に含まれる。係る用語は、これらのポリペプチドの化学的修飾や発現後修飾が具体的実施例に含まれているか否かに関わらず、ポリペプチドの発言後修飾を指さないか又は除外する。一実施例において、分子は、ポリペプチドや、それらの類似体や誘導体である。好ましくは、ポリペプチドは、環状ペプチドである。他の好ましい実施例によれば、ポリペプチドは、非環状ペプチドである。さらに別の好ましい実施例において、ポリペプチドは、エキセンディン、エプチフィバチド(eptifibatide)、アトシバン(atosiban)、酵素（例えば、リパーゼ、カルボキシペプチダーゼなど）からなる群から選択される。
【００４９】
インシュリンは、５１個のアミノ酸からなり、２１のアミノ酸を有するＡ鎖、及び３０のアミノ酸を有するＢ鎖に分配される。これらの鎖は、２か所のジスルフィド架橋によって互いに結合されている。その利用は、天然に存在するインシュリンだけでなく、インシュリン誘導体及び類似体も含む。インシュリン化合物は、例えば、哺乳類のインシュリン化合物（例えば、ヒト・インシュリン）や、インシュリン化合物誘導体、又は類似体でもよい。
【００５０】
インシュリン誘導体は、天然に存在するインシュリン（言い換えれば、ヒト・インシュリン、又は動物のインシュリン）の誘導体である。それは、少なくとも一つの天然に存在するアミノ酸残基の置換、及び／又は少なくとも一つのアミノ酸残基、及び／又は有機残基の付加によって対応して異なる、さもなければ同一の天然に存在するインシュリンと異なる。用語インシュリンは、Ｂ鎖とＡ鎖から構成されるポリペプチドを定義すると理解される。インシュリン誘導体は、天然に存在するインシュリンに少なくとも６０％一致する。インシュリン誘導体は、天然に存在するインシュリンに少なくとも約７５％、又は少なくとも約９０％一致するのがさらによい。一般に、インシュリン誘導体は、ヒト・インシュリンと比較してわずかに変更された挙動がある。
【００５１】
遺伝子工学によってインシュリンやインシュリン誘導体を生産する場合、インシュリン前駆体であるＢ鎖、Ｃ鎖及びＡ鎖を有する「プロインシュリン」がしばしば出てくる。プロインシュリンは、適切で正しく折りたたまれ、ジスルフィド架橋を形成し、Ｃ鎖を酵素や化学的に除去することによって、インシュリン又はインシュリン誘導体に変換される。プロインシュリン誘導体は、天然に存在するプロインシュリンのＢ鎖とＡ鎖において、少なくとも６０％一致すればよい。しかしながら、連結したＣ−ペプチドは、任意の公知の天然に存在しているＣ−ペプチドと全く異なるものを選択してもよい。プロインシュリン誘導体は、天然に存在するインシュリンに少なくとも約７５％、又は少なくとも約９０％一致することがさらに好ましい。
【００５２】
本発明のある実施例によれば、組換えインシュリン生成物は、ＩＮ−１０５である。合成された治療的な生成物は、特に、分子ＩＮ−１０５に関する。ＩＮ−１０５は、構造式ＣＨ３Ｏ−（Ｃ４Ｈ２Ｏ）３−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＯＯＨの両親媒性オリゴマーと、インシュリンＢ鎖の位置Ｂ２９のεアミノ酸リシン（Lysine）で結合されるインシュリン分子である。その分子は、Ａ１、Ｂ１、及びＢ２９でモノ複合体（monoconjugated）であってもよく、Ａ１，Ｂ１、及びＢ２９の任意の組み合わせでジ複合体（di-conjygated）やトリ複合体（triconjugated）であってもよい。
【００５３】
本発明の別の態様では、本発明の発酵培地を利用して、発酵を経て生産される組換えタンパク質は、環状や非環状ペプチドである。本発明の別の態様では、本発明の発酵培地を利用して、発酵を経て生産される組換えタンパク質は、酵素である。
【００５４】
本発明の一態様において、発酵手順は、３段階とすることができる。すなわち、バッチ、フェッドバッチ（オプション）、及びメタノール誘導段階である。
【００５５】
本発明の最も重要な態様によれば、本発明中で用いた発酵培地は、以下の成分を含有する。また、実施例は、培地を準備するプロセスである。 
【００５６】
培地組成
0005587795.tif 000002
【００５７】
個々の成分は、上述した順序において、最小量の水に溶解され、１時間１２１℃で殺菌された。微量塩類溶液及びＤ−ビオチン（濾過によってプレ殺菌された）は、無菌的に培地に加えられた。それぞれ、４．３５ｍｌ／Ｌの速度で加えられた（微量塩類溶液の濃度は１．０５であり、Ｄ−ビオチンの濃度は１．０である）。
【００５８】
微量塩類溶液の成分: 
0005587795.tif 000003
【００５９】
すべての塩類は、徐々に上水に溶かされ、殺菌している等級濾過装置による濾過により殺菌された。
【００６０】
ビオチン溶液製剤：
Ｄ−ビオチン    0.2 g/L    
ビオチンは、上水に溶かされ、殺菌している等級濾過装置で濾過することにより殺菌された。
【００６１】
酵母抽出物と大豆ペプトン供給：
さらに、供給された酵母抽出物と大豆ペプトン（ＹＥＰ）は、発酵の間も加えられた。以下の表のように準備する。
0005587795.tif 000004
【００６２】
成分は溶解され、容積は必要に応じて上水によって調製した。その溶液は、９０分間で１２１〜１２３℃で、殺菌された。ＹＥＰの濃度供給は、約１．０５とした。
【００６３】
メタノール供給：
微量塩類溶液の１２ｍｌ、Ｄ−ビオチン溶液の１２ｍＬ、及び尿素の４０ｇが、供給前にメタノールのリットル当たりに対して加えられた。
【００６４】
発酵プロセス
発酵プロセスは、バッチ細胞増殖段階、オプションのグリセロール・フェッドバッチ段階、及びメタノール誘導段階を含む。
【００６５】
バッチ細胞増殖段階
【００６６】
バッチ・モニタリング及び制御
生産物の発酵体パラメータは、まず、以下の通りにセットされ、制御される。
温度        : 30o ± 2oC
pH         :  5±0.2
DO          :  ＞10%
実行時間    : 22-24hr
【００６７】
メタノール誘導段階（ＭＩＰ）
メタノール供給は、バッチ段階の終了後、直ちに開始した。メタノールは、市販の殺菌している勾配フィルタを用いる濾過によって、殺菌された（オンライン）。
【００６８】
ＭＩＰの初期に、ｐＨは、培地にタンパク質の発現に基づいて、４．０±０．１、６．０±０．１、又は６．３±０．１に調整し、（クローンと同様に、生産物によって異なる）温度は、約１８−２４℃に調整した（生産物及びクローンによって異なる）。
【００６９】
同時に、他の供給、酵母抽出物及び大豆ペプトン供給（ＹＥＰ）も、初期量に対し０．４ｇ／Ｌ／ｈの速度で、発酵槽で開始された。
【００７０】
ＭＩＰモニタリング及び制御
温度          :18 to 30oC (クローンと同様に生成物によって変わる)
pH         : 3.0 to 7.0
DO          : ＞1% (液体培地のメタノール濃度を制御するために用いた)
実行時間    : 5 - 8 days (クローンによって変わる)
分析 pH     : 1 - 9.5 (タンパク質の型に依存) 
【００７１】
本発明の別の態様では、種菌は、最小のグリセロール（ＭＧＹ）培地に凍結乾燥されたグリセロール・ストック培養物を培養することによって準備される。「対照ピキア属プロセスガイドライン」に由来した基礎発酵培地は、オルトリン酸、無水硫酸カルシウム、硫酸カリウム、水和ヘプタ硫酸マグネシウム、水酸化カリウム、グリセロール、微量塩、及びＤ−ビオチンを含む。栄養培養培地はまた、通常、Ｃａ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｋ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｂ、Ｍｏ、Ｂｒ及びＩの水溶性化合物のような発酵培養培地に取り入れられる少量、又は微量の公知の化合物も含まなければならない。他の微量塩が含有していてもよい。本発明の微量食塩水は、特に、七水和硫酸第二銅、ヨウ化ナトリウム、モノ水和硫酸マンガンを含む。二水和モリブデン酸塩ナトリウム、ホウ酸、七水和コバルト塩化物、塩化亜鉛、七水和硫酸鉄（ＩＩ）．各培地成分の濃度は、特に、各生産物のために最適化されているが、以下に示されるのは、対照培地である。
【００７２】
対照培地
発酵基材礎塩培地:
１リットルに対して以下の成分を混ぜる:
リン酸         : 85% (26.7 ml)
硫酸カルシウム        : 0.93 g
硫酸カリウム         :18.2 g
硫酸マグネシウム-7H2O     :14.9 g
水酸化カリウム    : 4.13 g
グリセロール             : 40.0 g
１リットルに対する水
発酵槽に水を加えて、適当な容積とし、殺菌する。
【００７３】
ＰＴＭ１微量塩
以下の成分を混ぜる：
硫酸第二銅５Ｈ２Ｏ  ６．０ｇ
ヨウ化ナトリウム  ０．０８ｇ
硫酸マンガン−Ｈ２Ｏ  ３．０ｇ
モリブデン酸塩ナトリウム−２Ｈ２Ｏ  ０．２ｇ
ホウ酸  ０．０２ｇ
塩化コバルト  ０．５ｇ
塩化亜鉛  ２０．０ｇ
硫酸鉄（ＩＩ）−７Ｈ２Ｏ  ６５．０ｇ
ビオチン  ０．２ｇ
硫酸  ５．０  ｍｌ
１リットルの最終量に対する水
濾過し、殺菌し、常温で保存する。
【００７４】
これらの成分の混合に応じて、濁った沈殿物があってもよい。培地は、濾過され、殺菌され、使用される。 
【００７５】
上記の対照培地に加え、尿素は、異なる濃度で含まれる。
本発明の更に別の態様によれば、バッチ段階のバイオマス生成は、グリセロールが初期培地に存在するまでである。更に、バイオマス成育は、決定的ではなく、わずかなケースにおいてなされる。
【００７６】
本発明のさらに別の態様では、所望のバイオマスが達成された後、培養はメタノールと尿素を連続的に供給することによって誘発される。メタノール供給の間、酵母抽出物及びペプトン溶液も供給される。
【００７７】
さらに別の態様によれば、メタノール供給率は、最大２０ｇ／Ｌ／ｈである。任意の当業者が認めるように、更に生産レベルを改善する供給率の最適化が、本発明によって意図されている。
【００７８】
一方、本発明は、その態様がより完全に理解され、認識されるように、特定の好ましい実施例に関連して記載される。本発明は、これらの実施例に限定されない。見方を変えれば、特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲内に含まれる、あらゆる代替物、変形例及び均等物をカバーすることを意図する。従って、好ましい実施例を含む以下の実施例は、本発明の実施を例示するのに役立ち、それは、明細書に開示された例であって、本発明の好適な実施例の例証的考察を目的とするものであり、本発明の態様の原理と概念と同様に、発酵手順を最も有益かつ容易に理解する説明と考えられるものを提供するものであると理解されたい。
【００７９】
本発明は、発酵培地の形成に利用する栄養組成物を提供する。その組成は、尿素や同種のカルバミドや、本発明は、発酵培地の形成に利用する栄養組成物を提供する。その組成物は、より短い生産期間でより高い生成率を得るために特に最適化された１以上の発酵培地成分と共に、尿素や同種のカルバミドや、カルバミン酸塩、カルボジイミド、チオカルバミド等の誘導体のような窒素を含む成分を具備する。
【００８０】
本発明は、従って、酵母細胞の増殖に影響を与えることなしに、尿素添加することにより、メタノール誘導性ＧＭＯピキア・パストリスを用いた発酵プロセス（バッチ、フェッドバッチ、連続して）の間、インシュリン、グラルギン、ＩＮ１０５、エキセンディン、リパーゼ、カルボキシペプチダーゼのような組換えタンパク質生成物をより収率良く得ることが可能となる。
【００８１】
本発明の一態様では、生産収率や生産時間に特に影響を与える窒素を含む成分は、尿素やそれらの誘導体のような炭酸アミドや、前述の類似化合物である。
本発明の別の態様では、生産生物として好適な酵母は、例えばピキア・パストリス、ピキア属種、サッカロミセス属種、サッカロマイセス・セレビシエ、クルイヴェロマイシス種、又はハンセヌラ・ポリモルファを含む。
【００８２】
本発明は、大腸菌や放線菌や菌類の培養に用いる、高い生物変換率を実現するためのタンパク質生産のために、発酵培地に窒素補助剤として尿素、その誘導体等の炭酸アミド、カルバミン酸塩、カルボジイミド及びチオカルバミドの有用性を示す。重要な本発明の態様は、より高い生産性のために信頼性がある最適化された栄養性培地パラメータを有する即席の発酵プロセスに、特に関する。本発明の原理は、適切な発現微生物の発酵によるタンパク質及び二次代謝物の広範囲の生産のために適用することもできる。 
【００８３】
本発明は、発酵培地を調製するための栄養組成物を提供する。その組成物は、より短い生産期間で、より高い生成量を得るために特別に最適化された一以上の他の発酵培地成分と共に、尿素や同類のカルバミドや、カルバメート、カルボジイミド、チオカルバミドのような誘導体等の窒素を含む成分を具備する。
【００８４】
従って、本発明は、尿素の添加によって可能になる誘導性大腸菌を利用する発酵プロセス（バッチ、フェッドバッチ、連続して）の間に、酵母細胞の増殖に影響を及ぼさずに、ＧＣＳＦ、ストレプトキナーゼ、ＨＧＨ、その他のようなタンパク質生成物のより良好な収率に得ることができる。
【００８５】
本発明は、線菌及び／又は菌類の培養物を利用する発酵プロセス（バッチ、フェッドバッチ、連続して）の間、プラバスタチンのような生成物のよりよい収率を得る生物学的変換の速度を改善することもできる。
【００８６】
本発明は、菌類の培養を用いるバッチプロセス又はフェッドバッチプロセスにおいて、リパーゼ、アミラーゼ、セルラーゼのような酵素の生産率も高める。
【００８７】
本発明の一態様では、生産量や生産時間に影響を特に与える窒素を含む成分は、尿素のような炭酸アミドやそれらの誘導体、及び前述の関連する化合物である。
【００８８】
本発明の別の態様では、より好ましい微生物は、大腸菌に限定されず、生産微生物用途として好適な腸内細菌科系統の菌株を含む。
【００８９】
本発明の別の態様では、好適な微生物は、ストレプトマイセス種、アクチノプラネス（actinomycetes）種、アスペルギルス属、リゾプス属種、ペニシリウム属種を含むが、これに限定されない、放線菌、及び／又は菌種系統の菌株である。 
【００９０】
本発明のその他の目的、特徴、優位点、及び態様は、以降の説明から、当業者に明白になるだろう。但し、以降の説明と実施例は、本発明の好ましい実施例を示しており、実例として記載されているのみである点を理解されたい。
開示発明の趣旨内における様々な変更や変形例は、以下の説明や現在開示されている他のものを参照することによって当業者にとって直ちに明らかになるであろう。
【００９１】
本発明は、発酵培地を調製するための栄養組成物を提供する。その組成物は、所望のタンパク質生成物や二次代謝物を得るために特に最適化された一以上の他の発酵培地成分と共に、尿素や関連種類等の炭酸アミドや、前述の誘導体のような窒素を含む成分を具備する。
【００９２】
特定の濃度において、尿素や関連種類等の炭酸アミドや誘導体等の特定の窒素源を補充した特定の発酵培地の利用は、発酵微生物の成育に影響を及ぼさず、むしろ、生産性を改善する助けになることが驚くことに見出された。
【００９３】
尿素のような添加される窒素を含む成分は、液状、散布液、粉末又はペレット形で加えることができる。 
【００９４】
工業的発酵プロセスに適した微生物菌株は、関連する有益な化合物を生産する任意の野生株としてもよい。但し、その野生株は、良好な成育パフォーマンスを有するものを用いる。
【００９５】
さらに、工業的な発酵プロセスに適した微生物菌株は、古典的な突然変異誘発性処理、又は組換えＤＮＡ変換に関連する親菌株を対象とすることによって得られた又は改良された菌株でもよく、また、結果として生じる変異体や変異微生物菌株が、良好な成育パフォーマンスを有する供給に伴って得られた又は改良された菌株でもよい。これにより、結果として生じる変異体や変異した菌株が改良されるかどうかは、親菌株の成育パフォーマンスに依存する、若しくは、親菌株のそれに比較して類似の成育パフォーマンスに依存する。
【００９６】
即時の発酵培地を用いる発酵プロセスは、生成物濃度（容積に対する生成物）、生成物収率（消費される炭素源当たり形成される生成物）、及び生成物形成（容積及び時間に対して形成される生成物）からなる群から選択される１以上のパラメータに関して改良される。さもなければ、他のプロセスパラメータやそれらの組み合わせを改良する。
【００９７】
技術の当業者が認識するように、最終的な結果が、全てのケースにおいてより短時間で高力価が得られているが、炭酸アミド補助剤の最適濃度は、クローンによって異なる。 
【００９８】
「発酵培地（群）（fermentation media）」又は「発酵培地（fermentation medium）」とは、発酵が実行され、特定の治療的生成物を生産するための発酵微生物によって利用される発酵培養基や他の原料を含む環境と定義する。
【００９９】
本発明の発酵培地は、適切な炭素発酵基材を含まなければならない。適切な発酵基材は、グルコースやフルクトース等の単糖類（グルコース、フルクトース等）や、オリゴ糖類（ラクトース、サッカロース等）や、多糖（デンプン、セルロース等）、それらの混合物や、コーンスティープリカー、甘しょ及びビート糖蜜、グリセロール、麦等のその他の成分を含んでいてもよいが、これに限定されない。さらに、炭素発酵基材は、二酸化炭素や主要な生化学中間体への代謝変換が実証されたメタノールのような一炭素発酵基材でもよい。それゆえに、本発明において利用される炭素の供給源は、広い種類の炭素を含んでいる発酵基材を含んでもよくて、微生物の選択によって限定されるだけでないことが、意図される。適当な炭素源に加えて、発酵培地は、当業者に公知なように、適切な培養物の成育のための及び所望のタンパク質や最終生成物の発現を促進するための適切なミネラル、塩類、バッファ及びその他の成分、を含まなければならない。
【０１００】
「窒素を含む成分」は、発酵培地内で同化できる窒素の供給源である発酵基材、原料又は成分である。
【０１０１】
適切な窒素源は、大豆粉、綿実粉、ペプトン、酵母抽出物、カゼイン、カゼイン加水分解物、コーンスティープリカー、及び無機塩類であるアンモニウム・イオン、硝酸塩、そして、亜硝酸塩を含んでいてもよいが、これに限定されない。
【０１０２】
重要な本発明の態様によれば、発酵培地の好適な補助剤は、炭酸アミド（例えば尿素）である。これは、Ｎ−ＣＯＮ又は同類のグループを含んでいる化合物を含む。例えば、ジメチル尿素、ジエチル尿素、Ｎ−アセチルフェニル尿素、イソプロプルピリデン尿素、フェニル尿素又はこれらの組み合わせ）等の尿素誘導体の利用は、本発明において意図されているものである。
【０１０３】
本明細書における「有効量」とは、生成物のかなりの高い収量／収率を発酵培地にもたらす発酵培地に導入される本発明による尿素又はその誘導体の量であり、さらに、発酵微生物の成育に影響を及ぼすことなくより短時間で生産される量である。
【０１０４】
「発酵微生物」は、所望の発酵プロセスにおいて好適になっている任意の微生物に関する。本発明の別の態様では、菌株バクテリア、放線菌、及び／又は菌種系統の菌株であり、大腸菌、ストレプトマイセス種、アクチノプラネス（actinomycetes）種、アスペルギルス属、リゾプス属種、ペニシリウム属種等を含むが、これに限定されない。
【０１０５】
タンパク質又はポリペプチドを説明するときに本明細書において用いる用語「組換え体」は、組換えポリヌクレオチドの発現によって生産されるポリペプチドを意味する。細胞に関して参照するときに本明細書において用いられる「組換え体」という用語は、組換えベクターや他のトランスファーＤＮＡの受容体として用いられる、又は用いられている細胞を意味し、形質転換した原始細胞の子孫を含む。単一の親細胞の子孫は、偶然、若しくは計画的な突然変異により、形態学において、又は、ゲノムにおいて完全に同一でない場合や、最初の親のＤＮＡ補体とならない場合があることを理解すべきである。
【０１０６】
「ポリペプチド」、「タンパク質」、「ペプチド」の用語は、アミノ酸のポリマーに関連し、生成物の特定の長さに関連しない。従って、ペプチド、オリゴペプチド、及びタンパク質は、ポリペプチドの定義に含まれる。係る用語は、これらのポリペプチドの化学的修飾や発現後修飾が具体的実施例に含まれているか否かに関わらず、ポリペプチドの発現後修飾を指さないか又は除外する。一実施例において、分子は、ポリペプチドや、それらの類似体や誘導体である。好ましくは、ポリペプチドは、環状ペプチドである。他の好ましい実施例によれば、ポリペプチドは、非環状ペプチドである。本発明の別の態様では、組換えタンパク質は、本発明の発酵培地を利用した発酵によって生産される。
【０１０７】
本発明の実施例の一つは、ＧＣＳＦ(Granulocyte Colony stimulating factor、顆粒球コロニー刺激因子)の生産に関する。ＧＣＳＦは、好中球顆粒球の激増、分化及び機能的な活性化を調整する薬学的に活性タンパク質である(Metcalf, Blood 67:257 (1986); Yan, et al. Blood 84(3): 795-799 (1994); Bensinger, et al. Blood 81(11): 3158-3163 (1993); Roberts, et al., Expt'l Hematology 22: 1156-1163 (1994); Neben, et al. Blood 81(7): 1960-1967 (1993))。
【０１０８】
ＧＣＳＦは、任意の従来の供給源（例えば組織、タンパク質合成、自然な又は組換え体細胞を有する細胞培養物）から得られて、自然な又は組換えタンパク質（好ましくはヒト）を意味される。ＧＣＳＦ活性を有する任意のタンパク質（例えば、突然変異タンパク質、又は改変タンパク質）は、含まれる。
【０１０９】
「二次代謝物」は化合物であり、一次代謝産物から導き出される。そして、二次代謝物は、微生物により生産されるものであり、一次代謝産物でなく、かつ、標準条件で微生物の成長成育のために必要とされない化合物である。二次代謝物化合物は、二次的な化学変換や二次的な生体内変換によって有用な化合物に変わることができる。従って、このような中間体化合物の提供している改良された有用性は、究極的な有用な化合物の改良された生産にさらに通じ、本明細書ではそれ自身について、「二次代謝物」と称してもよい。
【０１１０】
本発明の一態様において、発酵手順は、バッチとフェッドバッチ（オプション）の２段階を具備していてもよい。
【０１１１】
本発明は、以下の実施例によりさらに明確化される。これらの実施例は、本発明の好ましい実施例を示しており、実例として記載されているのみである点を理解されたい。上記説明とこれらの実施例から、当業者は、本発明の基本的特性を確認することができ、その趣旨及び範囲を逸脱しない範囲で、それを様々な用途や条件に適応させるために、本発明から様々な変更及び変形例を行うことができる。これらの実施例は、本発明の範囲を制限するものではない。以下の実施例は、本発明の好ましい実施例を示している。
【０１１２】
（実施例）
実施例１
２つの発酵槽バッチが、ＩＮ１０５前駆体の発現のために、ピギア・パストリスを用いて実施された。１つのバッチ（実験＃１）において、対照培地力価の半分は、グリセロールを除く初期培地とする。バッチ操作後、メタノールが約８ｇ／Ｌ／ｈで供給される。発酵は、８日間行った。最大生成物濃度は、７日以内に３．０ｇ／Ｌに達し安定した。別のバッチ（実験＃２）においては、同じ培地組成物が用いられ、さらに０．１Ｍ尿素を発酵槽に加える。バッチ操作後、４％ｗ／ｖ尿素と共にメタノールが供給される。発酵は８日間行った。最大生成物濃度は、７日で３．５に達した。細胞増殖プロフィールに有意差はなかった。上記実験から得られるバイオマスと生成物濃度のプロフィールを、それぞれ図１及び図２に示す。
【０１１３】
実施例２
生産物の発現率を確認するため、尿素添加系のインシュリン前駆体の発現が、ピギア・パストリス発酵を使用して検討された。この試験において、対照培地組成物が用いられ、４％の尿素を有するメタノールが、２０ｇ／Ｌ／ｈのより高い率で供給された。尿素が発酵槽に加えられない時の最大生成物濃度が、１８２時間で４．２６ｇ／Ｌに比較して、この試験では、１３７での４．２１ｇ／Ｌを達成した。細胞増殖プロフィールの違いは観察されなかった。発酵槽への尿素添加により、発育プロフィールに影響を与えることなしに、生成物率が増加し、かつ発酵時間が減少した。上記実験から得られるバイオマス及び生成物濃度のプロフィールを、それぞれ図３及び図４に示す。
【０１１４】
実施例３
２つの発酵槽バッチが、インスリングラルギン前駆体の発現のために、ピギア・パストリスを用いて実施された。１つのバッチ（実験＃１）において、対照培地力価の半分は、グリセロールを除く初期の培地とする。バッチ操作後、メタノールが８ｇ／Ｌ／ｈの供給率で供給される。発酵は、１０日間行った。最大生成物濃度は、１０日以内に１．０３ｇ／Ｌに達し安定した。別のバッチ（実験＃２）においては、同じ培地組成物が用いられ、さらに０．１Ｍ尿素を初期の発酵培地に加える。バッチ操作後、４％尿素のメタノールが供給される。発酵は９日間行った。最大生成物濃度は、９日で１．７５に達した。細胞増殖プロフィールに有意差はなかった。上記実験から得られるバイオマスと生成物濃度のプロフィールを、それぞれ図５及び図６に示す。
【０１１５】
実施例４
２つの発酵槽バッチが、エキセンディン前駆体の発現のために、ピキア・パストリスを用いて実施された。１つのバッチ（実験＃１）において、対照培地力価の半分は、グリセロール・フェッドバッチで、グリセロールを除く初期培地が使われる。グリセロール・フェッドバッチ操作後、メタノールは、供給率１１ｇ／Ｌ／ｈで供給される。発酵は６日間行った。最大生成物濃度は、６日で０．７４ｇ／Ｌに達し安定した。別のバッチ（実験＃２）において、同じ培地組成物が用いられ、さらに、０．１Ｍ尿素が発酵槽に加えられる。バッチ操作後、４％尿素のメタノールが供給される。発酵は、５日間行った。最大生成物濃度は、５日間で０．７８に達した。細胞増殖プロフィールにおいて、観察される有意差はなかった。上記実験から得られるバイオマスと生成物濃度のプロフィールを、それぞれ図７及び図８に示す。
【０１１６】
実施例５
２つの発酵槽バッチが、酵素であるリパーゼの発現のために、ピギア・パストリスを用いて実施された。１つのバッチ（実験＃１）において、対照培地力価の半分は、グリセロールを除く初期の培地とする。バッチ操作後、メタノールが供給率、約６ｇ／Ｌ／ｈで供給される。発酵は、８日間行った。最大生産物は、７日間で約１６５０×１０６リパーゼユニットに達し安定した。別のバッチ（実験＃２）において、同じ培地組成物が用いられ、さらに、０．１Ｍ尿素が発酵槽に加えられる。バッチ操作後、メタノール４％ｗ／ｖと共に、尿素が供給される。発酵は８日間行った。最大生産物量は、７日で約２５００×１０６リパーゼユニットに達し安定した。細胞増殖プロフィールに有意差はなかった。上記実験から得られる総生産物プロフィールを、図９に示す。
【０１１７】
実施例６
メタノール・フェッドバッチの間、１、２、３及び５％の尿素含有メタノールによって、ＩＮ１０５前駆体の生産のために必要とされるメタノール・バッチの尿素濃度効果が検討された。残留パラメータは、実施例１と同様に維持された。最大生成物濃度は、最大生成物濃度は、バッチ中、７日間で、メタノール中における尿素０、１、２、３、４、及び５それぞれにおいて、３．０、３．２、２．５、３．３、３．５、及び２．８ｇ／ｌ０に達した。より良い生産性は、メタノール誘導段階の間、メタノール中で、４％尿素が用いられた時に観察された。バイオマスと生成物濃度のプロフィールを、それぞれ図１０及び図１１に示す。
【０１１８】
実施例７
メタノール供給率の２０ｇ／Ｌ／ｈの他の試験において、最大インシュリン前駆体濃度を可能にする、最も有効な尿素濃度を確認するために、尿素の濃度を変化させた。最大生成物濃度は、０、１、２、３、４、及び５％の尿素濃度メタノールが供給されるバッチ中、それぞれ１８２、１６６、１４０、１６４、１３７、及び１７０時間で、４．２６、４．０３、３．３９、４．１６、４．２１、及び５．３１ｇ／Ｌに達した。バイオマスと生成物濃度のプロフィールを、それぞれ図１２及び図１３に示す。その試験は、尿素の追加がインシュリン前駆体生産率を上昇させることを示し、５％の尿素濃度のメタノールが供給されるときに、発現率が最も高かった。
【０１１９】
実施例８
メタノール誘導段階において、残留尿素濃度を、細胞フリーの上清中で、０．１、０．３、０．５、０．７、１．２、及び１．５Ｍの異なるレベルで維持する試験バッチを検討し、生産性の効果を検討した。全てのバッチは、実施例１のように同様のパラメータと培地組成物とした。残留尿素は、別に尿素ストックを供給することによって維持された。結果は、バッチの全体にわたって発酵の間、尿素が、細胞フリーな上澄み中で１Ｍの範囲が維持されるときに、最大の生産物が達成できることを示す。残留尿素が約０．５Ｍのときに、最大生成物濃度４．４６ｇ／Ｌが達成される。この実験において、供給される全尿素は、残留尿素がそれぞれ０、０．１、０．３、０．５、０．７、１．０、１．２、及び１．５Ｍに維持された試験における最終液体培地容積に対して０、０．２、０．５、０．９、１．２、１．８、２．３及び２．９Ｍであった。この結果を図１４に示す。
【０１２０】
実施例９
インシュリン前駆体発酵の試験も行った。この試験において、メタノールは、２０ｇ／Ｌ／ｈの割合で供給された。インシュリン前駆体発酵において、０．７Ｍの残留濃度が維持されるときに、生成物濃度が最も高いことが観察された。この試験において、残留尿素がそれぞれ０、０．１、０．３、０．５、０．７、１．０、１．２、及び１．５Ｍに維持された試験において、全尿素は、最終的な液体培地量の０．０、１．６、２．７、３．５、７．０、８．８、１１．７、及び１３．３Ｍに等しく供給された。結果は、図１５に示すように、培養物が有意な量の尿素を消費することを示す。
【０１２１】
実施例１０
ＩＮ１０５の別のバッチは、標準対照培地と、それに４％の尿素を有するメタノールを〜２０ｇ／Ｌ／ｈ供給したもので実施した。尿素が発酵槽に供給されなかった場合の１８３時間、３．７６ｇ／Ｌの収率に比較して、この試験においては、３．７１ｇ／Ｌの生成物濃度が、１１３時間において達成した。研究の結果は、図１６及び図１７に示す。
【０１２２】
実施例１１
更なる実験において、尿素は、発酵生産性に対するそれらの効果を観察するために、さまざまな他の合成物と置き換えられた。別々のバッチにおいて、チオ尿素、ジイミド、カルボジイミド、チオカルバミドは、１％の濃度で試験された。これらの全部が、図１８に示すように、対照に対して生産性を改善することがわかった。
【０１２３】
実施例１２
実験において、発酵中の尿素供給が、酵母によるリン酸の取り込みが増加し、尿素を供給しないバッチより早く培地におけるリン酸の消費が生じることが観察された。したがって、より速いリン酸消費とより高い生産性（ｇ／Ｌ／ｈ）は、ペプチド及びタンパク質の生産のための標準、あるいは改質したピキア属発酵手順の中で、尿素の取り込みに起因して達成される代謝シフトの結果である。
【０１２４】
実施例１３
成育培地は、水１０００ｍｌに、大豆粉５．０ｇ、ブドウ糖一水和物２０．０ｇ、大豆ペプトン５．０ｇ、ＣａＣＯ３１．０ｇ、Ｋ２ＨＰＯ４０．１ｇを含有して、準備された。種培地のｐＨは、ＮａＯＨ溶液を用いて６．８±０．１に調製した。殺菌された接種原培地は、培養（ストレプトマイセス属種（ＢＩＣＣ  ６８２６））の胞子バイアル懸濁液を植え付けて、好気性条件で、４８時間２８±１℃で培養された。成育種は、水１０００ｍｌ（ｐｈは７．０±０．１に合致した）に、大豆粉３７．５ｇ、ブドウ糖一水和物２２．５ｇ、綿種粉３．７５ｇ、穀物浸出液７．５ｇ、ＮａＣｌ７．５ｇ、及び消泡剤ＳＡＧ０．５ｇを含有する発酵培地へ転移される。４８時間の培養後、殺菌されたコンパクチン溶液が、少量のブドウ糖と共に加えられた。２４時間毎に、いくつかの同様のフラスコの１つが、コンパクチンのプラバスタチンへの生物学的変換について調べるために集められる。コンパクチンが合計３．０ｇ／Ｌが供給されるまで、上記手順が２４時間毎に繰り返された。
【０１２５】
改質発酵培地を使用する実験の開始前に、微生物の尿素毒性レベルを確立するために、異なるレベルの発酵培地に加えられた。濃度０．０、０．５、１．０、１．５、２．０、２．５、３．０、３．５、及び４．０ｇ／Ｌは、上記のように、培養される発酵培地が入っているフラスコに加えられた。４８時間の培養後、フラスコの各々の生育が観察された。図２０にそのデータを示す。
【０１２６】
尿素３．０ｇ／Ｌを超える濃度は、培養の成育上の阻害を示した。繰り返し行った試験において、同様の結果を示した。そのため、３．０ｇ／Ｌ以下の濃度が、生物学的変換上において、尿素効果があると結論した。
【０１２７】
上記したように、同様の課題が、付加的な構成要素として尿素を含む生産培地でなされた。生産培地の尿素の濃度は０．０、０．５、１．０、１．５、２．０、２．５、及び３．０ｇ／Ｌに保たれ、植え付け時に加えられた。
【０１２８】
４８時間の培養後、殺菌したコンパクチン溶液は、ブドウ糖供給と共に供給された。生物学的変換は、同様の条件で操作している複数のフラスコのうちの１つの回収によって、２４時間後に評価された。この手順を、３ｇ／ｌのコンパクチンが累積的に供給されるまで、２４時間毎に繰り返した。生物学的変換は、プラバスタチンの形成のために消費される総コンパクチンに関して評価された。力価とパーセンテージ変換の実験結果を、それぞれ図２１及び図２２に示す。
【０１２９】
５９．５％変換の対照フラスコと比較し、尿素濃度１．５ｇ／Ｌのフラスコは、最大で８５．４％、コンパクチンのプラバスタチンへの転換を示した。
【０１３０】
実施例１４
生成物発現率を確認するために、大腸菌発酵を用いて、尿素有りの顆粒球コロニー刺激因子（ＧＣＳＦ）の発現が検討された。試験に用いられる培地は、プレ・シード培地、シード培地、及び生産培地から成る。プレ・シード培地は、水１０００ｍｌに対して、大豆ペプトン１０．０ｇ、ＮａＣｌ１０．０ｇ、イースト抽出物１０．０ｇを含む。シード培地は、水１０００ｍｌに対して、１．２ｇの硫酸アンモニウム、２．４ｇの硫酸マグネシウム、１０ｇのイースト抽出物、１１ｇのＤＭＨ、５ｇのＫ２ＨＰＯ４、４０ｍｌの微量塩類を含む。生産培地は、水１０００ｍｌに対して、ブドウ糖一水和物１１ｇ、硫酸アンモニウム２．４ｇ、硫酸マグネシウム４．８ｇ、イースト抽出物２０ｇ、Ｋ２ＨＰＯ４１０ｇ、微量塩類４０ｍｌを含む。ｐｈは、アンモニアで７．０に調整される。バッチ段階完了後、バイオマスは、発酵体であるブドウ糖とイースト抽出物の連続供給によって上昇させる。"ceel mass"は、誘導され、生成物の生産のために、さらに８時間実施される。
【０１３１】
３つの発酵体バッチは、大腸菌発酵プロセスの尿素効果を確立するために必要とされた。第一バッチ（実験＃１）は、任意の尿素添加なしの対照バッチであった。用いられる媒体は、上述される。バッチは、~１８０ｇ／Ｌ  ＷＣＷで誘発された。発酵は、誘導後、多くとも８時間まで継続された。達成される最大生成物は、０．０２８ｇ／ｗｃｗの具体的な活性を有する６．６ｇ／Ｌであった。第二バッチ（実験＃２）において、１ｇ／Ｌの尿素が、上で説明される媒体に加えて、発酵槽に加えられた。バッチは、尿素（１ｇ／Ｌ）の同程度の量を有する供給によって供給された。バッチは~１８０ｇ／Ｌ  ＷＣＷで誘発された、そして、発酵は誘導後、８時間継続された、そして、得られた生成物は０．０３３ｇ／ＷＣＷの具体的な活性を有する７．４ｇ／Ｌであった。第３のバッチ（実験＃３）は、２ｇ／Ｌの尿素を有する以外、実験＃２と同様とした。達成される最終生成物は、０．０３２ｇ／ｗｃｗの具体的な活性を有する６．５８ｇ／Ｌであった。
【０１３２】
その結果が示すように、細胞生育プロフィールに関する優位さは観察されなかった。発酵槽に添加する尿素が、成長プロフィールに影響することなしに生成物形成を増加させることを示す。具体的生産性において、全体的に凡そ１８％増加が得られた。その実験から生じるＷＣＷプロフィールを図２３に、具体的生産性プロフィールを図２４に示す。
【０１３３】
実施例１５
同様の実験は、ストレプトキナーゼの生産のために発現系として大腸菌を用いて実施された。用いられる培地は実施例１３に記載したものと同じである、そして、濃度がテストした尿素濃度も同じである。実施例１４において説明されるように、同様の３つのバッチは尿素の０ｇ／Ｌ、１ｇ／Ｌおよび２ｇ／Ｌによって行われた。尿素なしの対照バッチ（実験＃１）は、０．０２６ｇ／ｗｃｗの具体的な生産性を有する誘導の８時間後、７．０６ｇ／Ｌの最終的な生産性を与えた。最大力価は、１０．５ｇ／Ｌの生産性と０．０４１ｇ／ｗｃｗの具体的な生産性を有する１ｇ／Ｌ尿素バッチ（実験＃２）において達成された。驚くべきことに、２ｇ／Ｌの尿素（実験＃３）を有するバッチは、０．０２２ｇ／ｗｃｗの具体的な生産性と、わずか６．５６ｇ／Ｌの生成物を与えた。この生成物において、１ｇ／Ｌ以上の尿素濃度の増加は、具体的な生産性と力価の急激な低下をもたらした。
【０１３４】
実施例２のように、３つの試験のＷＣＷにおける重要な変化はなかった。それは、生産性の増大は、生成物形成を増加させ、バイオマスにはリンクしていないことを明らかに示している。具体的生産性において、全体的に凡そ５７％の増加が得られた。上記実験から得られるＷＣＷプロフィールを図２５に、力価プロフィールを図２６に示す。
【０１３５】
実施例１６
リパーゼ酵素を生産することが知られているリゾムコール属種（ＢＩＣＣ  ３６２）においても、培地において、尿素添加で生産性が改善することを示した。この培養物から生じるリパーゼは、エステル化および加水分解のような生物学的変換反応のために広範囲に用いられる。２つの発酵バッチ（１０Ｌの容積）は、尿素添加なしのものと、尿素を０．５ｇ／Ｌ添加したもので行った。より高い尿素濃度（１ｇ／ｌ）を有する試験も、行ったところ、ｐＨを維持するために苛性アルカリの消費が大変高く、生産性がより低いという結果となった。リゾムコール属種（ＢＩＣＣ  ３６２）のための成育培地は、マイーダ（Maida）４１．４ｇ、サッカロース１０ｇ、ペプトン３．０６ｇ、硫酸アンモニウム２ｇ、イースト抽出物２ｇ、リン酸カリウム、０．８５ｇと、塩化カルシウム、硫酸マグネシウムおよび塩化ナトリウムを其々１ｇ含む。培地全体は、多くとも水１Ｌとされる。育てられたシード（１０％のｖ／ｖ）は、水１０００ｍｌ中、ブドウ糖１２．５ｇ、大豆ペプトン３７．５ｇ、大豆粉２５、リン酸カリウム２．５、硫酸マグネシウム０．６２５、大豆油１２．５ｇを含んでいる生産培地へ移転される。培地のｐＨは、６．０に調整され、苛性アルカリ添加でバッチにわたって、６．０に維持された。
【０１３６】
尿素（０．５グラム／リットル）の添加は、対照バッチと比較して、リパーゼ生産率が増加した。尿素のより高い濃度は、より低い生産性を示した。そのデータを図２７に示す。
【０１３７】
本発明は、記述した特定の方法論、手順、細胞系、種、属、培地成分に限定されず、変更が可能であることを理解されたい。本願明細書において用いられる用語が具体例だけを説明するためにあって、特許請求の範囲によって限定する本発明のスコープを限定する意図がないことを理解されたい。上記記載は、本発明を実践する方法を当業者に示すためのものであって、記述を読むことにより、即座に、当業者にとって明らかになる明らかな変形例やバリエーション全てを詳述することを意図していない。
【図１４】
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【図１５】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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