DE102005051515A1 - Coating surfaces with hydrophobins involves coating with hydrophobin in form of fusion hydrophobin and using formulation with pH value of greater than or equal to 4 - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten von Oberflächen mit Fusions-Hydrophobinen bei einem pH-Wert ≥ 4 sowie Oberflächen mit einer Beschichtung, welche Fusions-Hydrophobine umfassen.The The present invention relates to a method for coating of surfaces with fusion hydrophobins at a pH ≥ 4 and surfaces with a coating comprising fusion hydrophobins.
Hydrophobine sind kleine Proteine von etwa 100 bis 150 Aminosäuren, die charakteristisch für filamentöse Pilze, beispielsweise Schizophyllum commune, sind. Sie weisen in aller Regel 8 Cystein-Einheiten auf. Hydrophobine können beispielsweise aus natürlichen Quellen isoliert werden.hydrophobins are small proteins of about 100 to 150 amino acids that are characteristic for filamentous mushrooms, for example, Schizophyllum commune. They point in all Rule 8 cysteine units on. Hydrophobins can be made, for example, from natural Sources are isolated.
Hydrophobine weisen eine ausgeprägte Affinität zu Grenzflächen auf und eignen sich daher zur Beschichtung von Oberflächen. So lässt sich beispielsweise Teflon mittels Hydrophobinen unter Erhalt einer hydrophilen Oberfläche beschichten.hydrophobins have a pronounced affinity to interfaces and are therefore suitable for coating surfaces. So let yourself For example, Teflon using hydrophobins to obtain a hydrophilic surface coat.
Im Stand der Technik ist die Verwendung von Hydrophobinen für verschiedene Anwendungen vorgeschlagen worden.in the The state of the art is the use of hydrophobins for various purposes Applications have been proposed.
WO 96/41882 schlägt die Verwendung von aus essbaren Pilzen gewonnenen Hydrophobinen als Emulgatoren, Verdicker, oberflächenaktive Substanzen, zum Hydrophilieren hydrophober Oberflächen, zur Verbesserung der Wasserbeständigkeit hydrophiler Substrate, zur Herstellung von Öl-in-Wasser-Emulsionen oder von Wasser-in-Öl-Emulsionen vor. Weiterhin werden pharmazeutische Anwendungen wie die Herstellung von Salben oder Cremes sowie kosmetische Anwendungen wie Hautschutz oder die Herstellung von Haarshampoos oder Haarspülungen vorgeschlagen.WHERE 96/41882 proposes the use of hydrophobins derived from edible fungi as emulsifiers, thickeners, surface-active substances, for Hydrophilizing hydrophobic surfaces to improve the resistance to water hydrophilic substrates, for the preparation of oil-in-water emulsions or of water-in-oil emulsions in front. Furthermore, pharmaceutical applications such as the production of Ointments or creams as well as cosmetic applications such as skin protection or the production of hair shampoos or hair rinses.
EP-B 1 252 516 offenbart die Beschichtung von Fenstern, Kontaktlinsen, Biosensoren, medizinischen Vorrichtungen, Behältern zur Durchführung von Versuchen oder zur Lagerung, Schiffrümpfen, festen Teilchen oder Rahmen oder Karosserie von Personenkraftwagen mit einer Hydrophobine enthaltenden Lösung bei einer Temperatur von 30 bis 80°C. Bevorzugt wird zusätzlich eine oberflächenaktive Substanz als Beschichtungshilfsmittel eingesetzt. In den Beispielen wird ein aus Pilzen (Schizophyllum commune) gewonnenes Hydrophobin vom Typ SC3 eingesetzt. Zum Ansetzen der Lösung zum Beschichten wird gefriergetrocknetes SC3 eingesetzt, mit Trifluoressigsäure gelöst, die Mischung in einem Stickstoffstrom getrocknet und anschließend in Wasser oder einer Pufferlösung gelöst. Diese Vorgehensweise ist umständlich.EP-B 1 252 516 discloses the coating of windows, contact lenses, Biosensors, medical devices, containers for carrying out Try or for storage, ship hulls, solid particles or Frame or body of passenger car with a hydrophobin containing solution at a temperature of 30 to 80 ° C. In addition, a preferred surfactants Substance used as a coating aid. In the examples is a hydrophobin obtained from fungi (Schizophyllum commune) used by the type SC3. To prepare the solution for coating is freeze-dried SC3 used, dissolved with trifluoroacetic acid, the mixture in a stream of nitrogen dried and then in Water or a buffer solution solved. This procedure is cumbersome.
WO 2005/068087 schlägt als Alternative zum Erwärmen die Beschichtung im sauren pH-Bereich vor. Die Schrift offenbart ein Verfahren zum Beschichten von Oberflächen mit Hydrophobinen bei einem pH-Wert kleiner 7, bevorzugt kleiner 4 und besonders bevorzugt kleiner 2. Weiterhin wird ein Verfahren zum Optimieren der Beschichtungs bedingungen unter Variation der Parameter pH-Wert, Inkubationszeit, Konzentration sowie der Anwesenheit eines Puffers vorgeschlagen. In den Beispielen wird ein Hydrophobin vom Typ SC3 aus natürlichen Quellen eingesetzt.WHERE 2005/068087 beats as an alternative to heating the coating in the acidic pH range before. The Scripture reveals a method of coating surfaces with hydrophobins a pH less than 7, preferably less than 4 and more preferably smaller 2. Furthermore, a method for optimizing the coating conditions under variation of the parameters pH value, incubation time, concentration and the presence of a buffer. In the examples For example, a SC3-type hydrophobin is used from natural sources.
Die vorliegende Anmeldung betrifft die Beschichtung von Oberflächen mit einer neuartigen Klasse von nicht natürlich vorkommenden Hydrophobinen. Es handelt sich hierbei um Fusions-Hydrophobine, bei denen natürlich vorkommende Hydrophobine mit mindestens 20 Aminosäuren langen Peptidsequenzen verknüpft sind, welche natürlicherweise nicht mit einem Hydrophobin verknüpft sind. Auch derartige Fusions-Hydrophobine eignen sich zum Beschichten von Oberflächen.The The present application relates to the coating of surfaces with a novel class of non-naturally occurring hydrophobins. These are fusion hydrophobins, in which naturally occurring Hydrophobins with at least 20 amino acid long peptide sequences are linked which naturally not linked to a hydrophobin. Also such fusion hydrophobins are suitable for coating surfaces.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass die Qualität der mit Fusions-Hydrophobinen erhaltenen Beschichtungen auch bei erhöhten pH-Werten nicht abnimmt. Dieses zu natürlich vorkommenden Hydrophobinen inverse Verhalten ermöglicht es, auch im alkalischen Bereich qualitativ hochwertige Beschichtungen zu erhalten.Surprisingly was found that the quality the coatings obtained with fusion hydrophobins also at increased pH values does not decrease. This naturally occurring hydrophobin allows inverse behavior it, also in the alkaline range high quality coatings to obtain.
Zu
der Erfindung ist im Einzelnen das Folgende auszuführen:
Zur
Ausführung
der vorliegenden Erfindung werden „Fusions-Hydrophobine" eingesetzt, welche
die folgende, allgemeine Strukturformel (I) aufweisen,
For carrying out the present invention, "fusion hydrophobins" are used which have the following general structural formula (I),
Die Polypetide gemäß Formel (I) sind weiterhin durch die Eigenschaft charakterisiert, dass sie bei Raumtemperatur nach Beschichten einer Glasoberfläche eine Vergrößerung des Kontaktwinkels eines Wassertropfens von mindestens 20°, bevorzugt mindestens 25° und besonders bevorzugt 30° bewirken, jeweils verglichen mit dem Kontaktwinkel eines gleich großen Wassertropfens mit der unbeschichteten Glasoberfläche.The Polypetides according to formula (I) are further characterized by the property that they at room temperature after coating a glass surface Magnification of the Contact angle of a water droplet of at least 20 °, preferably at least 25 ° and particularly preferably 30 ° cause each compared with the contact angle of a water droplet of the same size with the uncoated glass surface.
Die mit C1 bis C8 benannten Aminosäuren sind bevorzugt Cysteine; sie können aber auch durch andere Aminosäuren ähnlicher Raumerfüllung, bevorzugt durch Alanin, Serin, Threonin, Methionin oder Glycin ersetzt werden. Allerdings sollen mindestens vier, bevorzugt mindestens 5, besonders bevorzugt mindestens 6 und insbesondere mindestens 7 der Positionen C1 bis C8 aus Cysteinen bestehen. Cysteine können in den erfindungsgemäß verwendeten Proteinen entweder reduziert vorliegen oder miteinander Disulfidbrücken ausbilden. Besonders bevorzugt ist die intramolekulare Ausbildung von C-C Brücken, insbesondere die mit mindestens einer, bevorzugt 2, besonders bevorzugt 3 und ganz besonders bevorzugt 4 intramolekularen Disulfidbrücken. Bei dem oben beschriebenen Austausch von Cysteinen durch Aminosäuren ähnlicher Raumerfüllung werden vorteilhaft solche C-Positionen paarweise ausgetauscht, die intramolekulare Disulfidbrücken untereinander ausbilden können.The amino acids designated C 1 to C 8 are preferably cysteines; but they can also be replaced by other amino acids of similar space filling, preferably by alanine, serine, threonine, methionine or glycine. However, at least four, preferably at least 5, more preferably at least 6 and in particular at least 7, of the positions C 1 to C 8 should consist of cysteines. Cysteines can either be reduced in the proteins used according to the invention or form disulfide bridges with one another. Particularly preferred is the intramolecular formation of CC bridges, in particular those with at least one, preferably 2, more preferably 3 and most preferably 4 intramolecular disulfide bridges. In the exchange of cysteines described above by amino acids of similar space filling, it is advantageous to exchange in pairs those C positions which are capable of forming intramolecular disulfide bridges with one another.
Falls in den mit X bezeichneten Positionen auch Cysteine, Serine, Alanine, Glycine, Methionine oder Threonine verwendet werden, kann sich die Nummerierung der einzelnen C-Positionen in den allgemeinen Formeln entsprechend verändern.If in the positions indicated by X, also cysteines, serines, alanines, Glycine, methionine or threonine may be used Numbering of the individual C positions in the general formulas change accordingly.
Bevorzugt
werden Fusions-Hydrophobine der allgemeinen Formel (II)
Besonders
bevorzugt werden Fusions-Hydrophobine der allgemeinen Formel (III)
Die natürlicherweise nicht mit einem Hydrophobin verknüpften Reste sollen im Folgenden auch als Fusionspartner bezeichnet werden. Damit soll ausgedrückt werden, dass die Proteine aus mindestens einem Hydrophobinteil und einem Fusionspartner bestehen können, die in der Natur nicht zusammen in dieser Form vorkommen.The naturally radicals not linked to a hydrophobin are described below also be referred to as fusion partners. This is to express that the proteins consist of at least one hydrophobin part and one May exist which do not occur together in nature in this form.
Der Fusionspartner kann aus einer Vielzahl von Proteinen ausgewählt werden. Es können auch mehrere Fusionspartner mit einem Hydrophobinteil verknüpft werden, beispielsweise am Aminoterminus (Xn) und am Carboxyterminus (Xm) des Hydrophobinteils. Es können aber auch beispielsweise zwei Fusionspartnerteile mit einer Position (Xn oder Xm) des Hydrophobins verknüpft werden.The fusion partner can be selected from a variety of proteins. Several fusion partners can also be linked to a hydrophobin part, for example at the amino terminus (X n ) and at the carboxy terminus (X m ) of the hydrophobin part. However, for example, two fusion partner parts can also be linked to a position (X n or X m ) of the hydrophobin.
Besonders geeignete Fusionspartnerteile sind Proteine, die natürlicherweise in Mikroorganismen, insbesondere in E. coli oder Bacillus subtilis vorkommen. Beispiele für solche Fusionspartnerteile sind die Sequenzen yaad (SEQ ID NO:15 und 16), yaae(SEQ ID NO:17 und 18), und Thioredoxin. Gut geeignet sind auch Fragmente oder Derivate dieser genannten Sequenzen, die nur einen Teil, beispielsweise 70 bis 99 % bevorzugt 5 bis 50 % und besonders bevorzugt 10 bis 40 % der genannten Sequenzen umfassen, oder bei denen einzelne Aminosäuren, bzw. Nukleotide gegenüber der genannten Sequenz verändert sind, wobei sich die Prozentangaben jeweils auf die Anzahl der Aminosäuren bezieht.Especially suitable fusion partner parts are proteins that are naturally in microorganisms, in particular in E. coli or Bacillus subtilis occurrence. examples for Such fusion partner parts are the sequences yaad (SEQ ID NO: 15 and 16), yaae (SEQ ID NOs: 17 and 18), and thioredoxin. Well suited are also fragments or derivatives of said sequences which only a part, for example 70 to 99%, preferably 5 to 50% and particularly preferably comprise 10 to 40% of said sequences, or where individual amino acids, or nucleotides changed the said sequence are, wherein the percentages in each case refers to the number of amino acids.
In einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform weist das Fusion-Hydrophobin neben dem Fusionspartner als eine Gruppe Xn oder Xm noch eine sogenannte Affinitätsdomäne (affinity tag/affinity tail) auf. Hierbei handelt es sich in prinzipiell bekannter Art und Weise um Ankergruppen, welche mit bestimmten komplementären Gruppen wechselwirkend können und der leichteren Aufarbeitung und Reinigung der Proteine dienen können. Beispiele derartiger Affinitätsdomänen umfassen (His)k-, (Arg)k-, (Asp)k-, (Phe)k- oder (Cys)k-Gruppen, wobei k im allgemeinen für eine natürliche Zahl von 1 bis 10 steht. Bevorzugt kann es sich um eine (His)k-Gruppe handeln, wobei k für 4 bis 6 steht.In a further preferred embodiment, in addition to the fusion partner, the fusion hydrophobin also has a so-called affinity domain (affinity tag / affinity tail) as a group X n or X m . These are in a manner known in principle to anchor groups, which can interact with certain complementary groups and can be used to facilitate processing and purification of the proteins. Examples of such affinity domains include (His) k , (Arg) k , (Asp) k , (Phe) k or (Cys) k groups, where k is generally a natural number from 1 to 10. It may preferably be a (His) k group, where k is 4 to 6.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Fusions-Hydrophobine können auch noch in ihrer Polypeptidsequenz modifiziert sein, beispielsweise durch Glycosilierung, Acetylierung oder auch durch chemische Quervernetzung beispielsweise mit Glutardialdehyd.The used according to the invention Fusion hydrophobins can also be modified in their polypeptide sequence, for example by glycosylation, acetylation or by chemical cross-linking for example with glutaric dialdehyde.
Eine wesentliche Eigenschaft der erfindungsgemäß verwendeten Fusionsproteine ist die Änderung von Oberflächeneigenschaften, wenn die Oberflächen mit den Fusionsproteinen beschichtet werden. Die Änderung der Oberflächeneigenschaften lässt sich experimentell dadurch bestimmen, dass der Kontaktwinkel eines Wassertropfens vor und nach der Beschichtung der Oberfläche mit dem Protein gemessen wird und die Differenz der beiden Messungen ermittelt wird.A essential property of the fusion proteins used according to the invention is the change of Surface properties when the surfaces coated with the fusion proteins. The change the surface properties let yourself experimentally determine that the contact angle of a water drop measured before and after coating the surface with the protein and the difference between the two measurements is determined.
Die Durchführung von Kontaktwinkelmessungen ist dem Fachmann prinzipiell bekannt. Die Messungen beziehen sich auf Raumtemperatur sowie Wassertropfen von 5 μl und die Verwendung von Glasplättchen als Substrat. Die genauen experimentellen Bedingungen für eine beispielhaft geeignete Methode zur Messung des Kontaktwinkels sind im experimentellen Teil dargestellt. Unter den dort genannten Bedingungen besitzen die erfindungsgemäß verwendeten Fusionsproteine die Eigenschaft, den Kontaktwinkel um mindestens 20°, bevorzugt mindestens 25°, besonders bevorzugt mindestens 30° zu vergrößern, jeweils verglichen mit dem Kontaktwinkel eines gleich großen Wassertropfens mit der unbeschichteten Glasoberfläche.The execution Contact angle measurements are known in principle to the person skilled in the art. The measurements refer to room temperature and water droplets of 5 μl and the use of glass slides as Substrate. The exact experimental conditions for an example suitable method for measuring the contact angle are in the experimental Part shown. Under the conditions mentioned there have the used according to the invention Fusion proteins the property, the contact angle by at least 20 °, preferably at least 25 °, more preferably at least 30 ° to enlarge, respectively compared with the contact angle of an equal drop of water with the uncoated glass surface.
Bevorzugte Fusions-Hydrophobine zur Ausführung der vorliegenden Erfindung sind solche mit einem Hydrophobinteil des Typs dewA, rodA, hypA, hypB, sc3, basf1, basf2, die im nachfolgenden Sequenzprotokoll strukturell charakterisiert sind. Es kann sich auch nur um Teile oder Derivate davon handeln. Es können auch mehrere Hydrophobinteile, bevorzugt 2 oder 3, gleicher oder unterschiedlicher Struktur miteinander verknüpft werden.preferred Fusion hydrophobins for execution of the present invention are those having a hydrophobin moiety of the type dewA, rodA, hypA, hypB, sc3, basf1, basf2, which are described below Sequence listing are structurally characterized. It may be even just parts or derivatives of it. There can also be several Hydrophobin parts, preferably 2 or 3, the same or different Structure linked together.
Besonders geeignet zur Durchführung der vorliegenden Erfindung sind die Fusionsproteine mit den in SEQ ID NO: 20, 22, 24 dargestellten Polypeptidsequenzen sowie den dafür codierenden Nukleinsäuresequenzen, insbesondere den Sequenzen gemäss SEQ ID NO: 19, 21, 23. Auch Proteine, die sich ausgehend von den in SEQ ID NO. 20, 22 oder 24 dargestellten Polypeptidsequenzen durch Austausch, Insertion oder Deletion von mindestens einer, bis hin zu 10. bevorzugt 5, besonders bevorzugt 5 % aller Aminosäuren ergeben, und die die biologische Eigenschaft der Ausgangsproteine noch zu mindestens 50 % besitzen, sind besonders bevorzugte Ausführungsformen. Unter biologischer Eigenschaft der Proteine wird hierbei die bereits beschriebene Vergrößerung des Kontaktwinkels um mindestens 20° verstanden.Especially suitable for implementation In the present invention, the fusion proteins having the sequences shown in SEQ ID NO: 20, 22, 24 polypeptide sequences shown and the coding therefor Nucleic acid sequences, in particular the sequences according to SEQ ID NO: 19, 21, 23. Also, proteins derived from the in SEQ ID NO. 20, 22 or 24 represented by polypeptide sequences Exchange, insertion or deletion of at least one, all the way through to 10 preferably 5, more preferably 5% of all amino acids, and the biological properties of the source proteins still at least 50% are particularly preferred embodiments. Under biological Property of the proteins here is the already described enlargement of the Contact angle by at least 20 ° understood.
Die erfindungsgemäß verwendeten Fusions-Hydrophobine lassen sich durch bekannte Verfahren der Peptidsynthese, beispielsweise durch Festphasensynthese nach Merrifield, chemisch herstellen.The used according to the invention Fusion hydrophobins can be prepared by known methods of peptide synthesis, for example, by Merrifield solid phase synthesis, chemically produce.
Bevorzugt erfolgt die Herstellung der Fusions-Hydrophobine durch gentechnische Verfahren, bei denen eine für den Fusionspartner und eine für den Hydrophobinteil codierende Nukleinsäuresequenz, insbesondere DNA-Sequenz, so kombiniert werden, dass in einem Wirtsorganismus durch Genexpression der kombinierten Nukleinsäuresequenz das gewünschte Fusions-Hydrophobin erzeugt wird.Prefers the production of the fusion hydrophobins by genetic engineering takes place Procedures in which a for the fusion partner and one for the hydrophobin part coding nucleic acid sequence, in particular DNA sequence, be combined so that in a host organism by gene expression the combined nucleic acid sequence the wished Fusion hydrophobin is generated.
Geeignete Wirtsorganismen (Produktionsorganismen) für das genannte Herstellverfahren können dabei Prokaryonten (einschließlich der Archaea) oder Eukaryonten sein, besonders Bakterien einschliesslich Halobacterien und Methanococcen, Pilze, Insektenzellen, Pflanzenzellen und Säugerzellen, besonders bevorzugt Escherichia coli, Bacillus subtilis, Bacillus. megaterium, Aspergillus oryzea, Aspergillus nidulans, Aspergillus niger, Pichia pastoris, Pseudomonas spec., Lactobacillen, Hansenula polymorpha, Trichoderma reesei, SF9 (bzw. verwandte Zellen) u.a..Suitable host organisms (production organisms) for said production process may be prokaryotes (including archaea) or eukaryotes, especially bacteria including halobacteria and methanococci, fungi, insect cells, plant cells and mammalian cells, especially before Escherichia coli, Bacillus subtilis, Bacillus. megaterium, Aspergillus oryzea, Aspergillus nidulans, Aspergillus niger, Pichia pastoris, Pseudomonas spec., Lactobacilli, Hansenula polymorpha, Trichoderma reesei, SF9 (or related cells) and others.
Gegenstand der Erfindung ist außerdem die Verwendung von Expressionskonstrukten, enthaltend unter der genetischen Kontrolle regulativer Nukleinsäuresequenzen, eine für ein erfindungsgemäß verwendetes Polypeptid kodierende Nukleinsäuresequenz, sowie Vektoren, umfassend wenigstens eines dieser Expressionskonstrukte.object The invention is also the use of expression constructs containing under genetic control of regulatory nucleic acid sequences, a polypeptide used in the invention coding nucleic acid sequence, and vectors comprising at least one of these expression constructs.
Vorzugsweise umfassen eingesetzte Konstrukte 5'-stromaufwärts von der jeweiligen kodierenden Sequenz einen Promotor und 3'-stromabwärts eine Terminatorsequenz sowie gegebenenfalls weitere übliche regulative Elemente, und zwar jeweils operativ verknüpft mit der kodierenden Sequenz.Preferably include inserted constructs 5'-upstream of the respective coding Sequence one promoter and 3'-downstream one Terminator sequence and optionally other common regulatory elements, each operatively linked with the coding sequence.
Unter einer "operativen Verknüpfung" versteht man die sequentielle Anordnung von Promotor, kodierender Sequenz, Terminator und gegebenenfalls weiterer regulativer Elemente derart, dass jedes der regulativen Elemente seine Funktion bei der Expression der kodierenden Sequenz bestimmungsgemäß erfüllen kann.Under an "operational Linking "one understands the Sequential arrangement of promoter, coding sequence, terminator and optionally other regulatory elements such that each the regulatory elements have their function in the expression of the coding Sequence can meet as intended.
Beispiele für operativ verknüpfbare Sequenzen sind Targeting-Sequenzen sowie Enhancer, Polyadenylierungssignale und dergleichen. Weitere regulative Elemente umfassen selektierbare Marker, Amplifikationssignale, Replikationsursprünge und dergleichen. Geeignete regulatorische Sequenzen sind z. B. beschrieben in Goeddel, Gene Expression Techno-logy : Methods in Enzymology 185, Academic Press, San Diego, CA (1990).Examples for operational linkable Sequences are targeting sequences as well as enhancers, polyadenylation signals and the same. Other regulative elements include selectable ones Markers, amplification signals, origins of replication, and the like. suitable regulatory sequences are e.g. As described in Goeddel, Gene Expression Techno-logy: Methods in Enzymology 185, Academic Press, San Diego, CA (1990).
Zusätzlich zu diesen Regulationssequenzen kann die natürliche Regulation dieser Sequenzen vor den eigentlichen Strukturgenen noch vorhanden sein und gegebenenfalls genetisch verändert worden sein, so dass die natürliche Regulation ausgeschaltet und die Expression der Gene erhöht wurde.In addition to These regulatory sequences may be the natural regulation of these sequences be present before the actual structural genes and optionally genetically modified have been so natural Regulation switched off and the expression of genes was increased.
Ein bevorzugtes Nukleinsäurekonstrukt enthält vorteilhaft auch eine oder mehrere der schon erwähnten "Enhancer"-Sequenzen, funktionell verknüpft mit dem Promotor, die eine erhöhte Expression der Nukleinsäuresequenz ermöglichen. Auch am 3'-Ende der DNA-Sequenzen können zusätzliche vorteilhafte Sequenzen inseriert werden, wie weitere regulatorische Elemente oder Terminatoren.One preferred nucleic acid construct contains advantageously also one or more of the already mentioned "enhancer" sequences, functionally linked to the promoter, which increased one Expression of the nucleic acid sequence enable. Also at the 3'-end the DNA sequences can additional advantageous sequences are inserted, such as further regulatory Elements or terminators.
Die Nukleinsäuren können in einer oder mehreren Kopien im Konstrukt enthalten sein. Im Konstrukt können noch weitere Marker, wie Antibiotikaresistenzen oder Auxotrophien komplementierende Gene, gegebenenfalls zur Selektion auf das Konstrukt enthalten sein.The nucleic acids can be contained in one or more copies in the construct. In the construct can still additional markers, such as antibiotic resistance or complementing auxotrophs Genes, optionally be included for selection on the construct.
Vorteilhafte Regulationssequenzen für das Verfahren sind beispielsweise in Promotoren wie cos-, tac-, trp-, tet-, trp-tet-, lpp-, lac-, lpp-lac-, laclq-T7-, T5-, T3-, gal-, trc-, ara-, rhaP(rhaPBAD) SP6-, lambda-PR- oder imlambda-P-Promotor enthalten, die vorteilhaft in gram-negativen Bakterien Anwendung finden. Weitere vorteilhafte Regulationssequenzen sind beispielsweise in den gram-positiven Promotoren amy und SP02, in den Hefe- oder Pilzpromotoren ADC1, MFalpha, AC, P-60, CYC1, GAPDH, TEF, rp28, ADH enthalten.advantageous Regulatory sequences for the method are for example in promoters such as cos-, tac-, trp-, tet, trp-tet, lpp, lac, lpp-lac, laclq-T7, T5, T3, gal, trc, ara, rhaP (rhaPBAD) SP6, lambda PR or imlambda P promoter that are beneficial in gram-negative bacteria application Find. Further advantageous regulatory sequences are, for example in the gram-positive promoters amy and SP02, in the yeast or Fungal promoters ADC1, MFalpha, AC, P-60, CYC1, GAPDH, TEF, rp28, ADH included.
Es können auch künstliche Promotoren für die Regulation verwendet werden.It can also artificial Promoters for the regulation can be used.
Das Nukleinsäurekonstrukt wird zur Expression in einem Wirtsorganismus vorteilhafterweise in einen Vektor, wie beispielsweise einem Plasmid oder einem Phagen inseriert, der eine optimale Expression der Gene im Wirt ermöglicht. Unter Vektoren sind außer Plasmiden und Phagen auch alle anderen dem Fachmann bekannten Vektoren, also z. B. Viren, wie SV40, CMV, Baculovirus und Adenovirus, Transposons,IS-Elemente, Phasmide, Cosmide, und lineare oder zirkuläre DNA, sowie das Agrobacterium-System zu verstehen.The nucleic acid construct is advantageously for expression in a host organism into a vector, such as a plasmid or a phage inserted, which allows optimal expression of genes in the host. Among vectors are out of the box Plasmids and phages also all other vectors known in the art, So z. Viruses, such as SV40, CMV, baculovirus and adenovirus, transposons, IS elements, phasmids, Cosmids, and linear or circular DNA, as well as the Agrobacterium system to understand.
Diese Vektoren können autonom im Wirtsorganismus repliziert oder chromosomal repliziert werden. Diese Vektoren stellen eine weitere Ausgestaltung der Erfindung dar. Geeignete Plasmide sind beispielsweise in E. coli pLG338, pACYC184, pBR322, pUC18, pUC19, pKC30, pRep4, pHS1, pKK223-3, pDHE19.2, pHS2, pPLc236, pMBL24, pLG200, pUR290, pIN-III''3-B1, tgt11 oder pBdCl, in StreptomycespIJ101, pIJ364, pIJ702 oder pIJ361, in Bacillus pUB110, pC194 oder pBD214, in Corynebacterium pSA77 oder pAJ667, in Pilzen pALS1, pIL2 oder pBB116, in Hefen 2alpha, pAG-1, YEp6, YEp13 oder pEMBLYe23 oder in Pflanzen pLGV23, pGHlac+, pBIN19, pAK2004 oder pDH51. Die genannten Plasmide stellen eine kleine Auswahl der möglichen Plasmide dar. Weitere Plasmide sind dem Fachmann bekannt und können beispielsweise aus dem Buch Cloning Vectors (Eds. Pouwels P. H. et al. Elsevier, Amsterdam-New York-Oxford, 1985, ISBN 0 444 904018) entnommen werden.These vectors can be autonomously replicated in the host organism or replicated chromosomally. These vectors represent a further embodiment of the invention. Suitable plasmids are described, for example, in E. coli pLG338, pACYC184, pBR322, pUC18, pUC19, pKC30, pRep4, pHS1, pKK223-3, pDHE19.2, pHS2, pPLc236, pMBL24, pLG200, pUR290, pIN-III''3-B1, tgt11 or pBdCl, in Streptomyces pIJ101, pIJ364, pIJ702 or pIJ361, in Bacillus pUB110, pC194 or pBD214, in Corynebacterium pSA77 or pAJ667, in fungi pALS1, pIL2 or pBB116, in yeasts 2alpha, pAG-1, YEp6, YEp13 or pEMBLYe23 or in plants pLGV23, pGHlac +, pBIN19, pAK2004 or pDH51. The plasmids mentioned represent a small selection of the possible plasmids. Further plasmids are known to the person skilled in the art and can be found, for example, in the book Cloning Vectors (Eds. Pouwels PH et al., Elsevier, Amsterdam-New York-Oxford, 1985, ISBN 0 444 904018). ent be taken.
Vorteilhaft enthält das Nukleinsäurekonstrukt zur Expression der weiteren enthaltenen Gene zusätzlich noch 3'- und/oder 5'-terminale regulatorische Sequenzen zur Steigerung der Expression, die je nach ausgewähltem Wirtorganismus und Gen oder Gene für eine optimale Expression ausgewählt werden.Advantageous contains the nucleic acid construct For expression of the other genes contained additionally 3'- and / or 5'-terminal regulatory Sequences to increase expression, depending on the selected host organism and gene or genes for optimal expression selected become.
Diese regulatorischen Sequenzen sollen die gezielte Expression der Gene und der Proteinexpression ermöglichen. Dies kann beispielsweise je nach Wirtsorganismus bedeuten, dass das Gen erst nach Induktion exprimiert oder überexprimiert wird, oder dass es sofort exprimiert und/oder überexprimiert wird.These Regulatory sequences are designed to target the expression of genes and enable protein expression. For example, depending on the host organism, this may mean that the gene is expressed or overexpressed after induction, or that it expresses immediately and / or overexpressed becomes.
Die regulatorischen Sequenzen bzw. Faktoren können dabei vorzugsweise die Genexpression der eingeführten Gene positiv beeinflussen und dadurch erhöhen. So kann eine Verstärkung der regulatorischen Elemente vorteilhafterweise auf der Transkriptionsebene erfolgen, indem starke Transkriptionssignale wie Promotoren und/oder "Enhancer" verwendet werden. Daneben ist aber auch eine Verstärkung der Translation möglich, indem beispielsweise die Stabilität der mRNA verbessert wird.The Regulatory sequences or factors can preferably the Gene expression of the introduced Positively influence genes and thereby increase them. So can a reinforcement of the regulatory elements advantageously at the transcriptional level by using strong transcription signals such as promoters and / or enhancers. But there is also a reinforcement Translation possible, for example, by improving the stability of the mRNA.
In einer weiteren Ausgestaltungsform des Vektors kann der das Nukleinsäurekonstrukt oder die Nukleinsäure enthaltende Vektor auch vorteilhaft in Form einer linearen DNA in die Mikroorganismen eingeführt werden und über heterologe oder homologe Rekombination in das Genom des Wirtsorganismus integriert werden. Diese lineare DNA kann aus einem linearisierten Vektor wie einem Plasmid oder nur aus dem Nukleinsäurekonstrukt oder der Nukleinsäure bestehen.In In a further embodiment of the vector, the nucleic acid construct or the nucleic acid containing vector also advantageously in the form of a linear DNA in the microorganisms are introduced and over heterologous or homologous recombination into the genome of the host organism to get integrated. This linear DNA can be linearized Vector such as a plasmid or only from the nucleic acid construct or the nucleic acid consist.
Für eine optimale Expression heterologer Gene in Organismen ist es vorteilhaft die Nukleinsäuresequenzen entsprechend des im Organismus verwendeten spezifischen "codon usage" zu verändern. Der "codon usage" lässt sich anhand von Computerauswertungen anderer, bekannter Gene des betreffenden Organismus leicht ermitteln.For an optimal Expression of heterologous genes in organisms, it is advantageous the nucleic acid sequences according to the specific "codon usage" used in the organism. The "codon usage" can be on the basis of computer evaluations of other, known genes of the concerned Easily detect organism.
Die Herstellung einer Expressionskassette erfolgt durch Fusion eines geeigneten Promotors mit einer geeigneten kodierenden Nukleotidsequenz sowie einem Terminator- oder Polyadenylierungssignal. Dazu verwendet man gängige Rekombinations- und Klonierungstechniken, wie sie beispielsweise in T. Maniatis, E. F. Fritsch und J. Sambrook, Molecular Cloning : A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY (1989) sowie in T. J. Silhavy, M. L. Berman und L. W. Enquist, Experiments with Gene Fusions, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY (1984) und in Ausubel, F. M. etal., Current Protocols in Molecular Biology, Greene Publishing Assoc. and Wiley Interscience (1987) beschrieben sind.The Production of an expression cassette takes place by fusion of a suitable promoter with a suitable coding nucleotide sequence as well as a terminator or Polyadenylation signal. For this purpose, conventional recombination and cloning techniques are used, as described, for example, in T. Maniatis, E.F. Fritsch and J. Sambrook, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY (1989) and T.J. Silhavy, M.L. Berman and L.W. Enquist, Experiments with Gene Fusion, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY (1984) and in Ausubel, F.M. et al., Current Protocols in Molecular Biology, Greene Publishing Assoc. and Wiley Interscience (1987).
Das rekombinante Nukleinsäurekonstrukt bzw. Genkonstrukt wird zur Expression in einem geeigneten Wirtsorganismus, vorteilhaft in einen wirtsspezifischen Vektor insertiert, der eine optimale Expression der Gene im Wirt ermöglicht. Vektoren sind dem Fachmann wohl bekannt und können beispielsweise aus "Cloning Vectors" (Pouwels P. H. et al., Hrsg, Elsevier, Amsterdam-New York-Oxford, 1985) entnommen werden.The recombinant nucleic acid construct or gene construct is for expression in a suitable host organism, advantageously inserted into a host-specific vector which has a optimal expression of the genes in the host allows. Vectors are the specialist well known and can for example from "Cloning Vectors" (Pouwels P.H. et al., eds, Elsevier, Amsterdam-New York-Oxford, 1985) become.
Mit Hilfe der Vektoren sind rekombinante Mikroorganismen herstellbar, welche beispielsweise mit wenigstens einem Vektor transformiert sind und zur Produktion der erfindungsgemäß verwendeten Proteine eingesetzt werden können. Vorfeilhafterweise werden die oben beschriebenen rekombinanten Konstrukte in ein geeignetes Wirtssystem eingebracht und exprimiert. Dabei werden vorzugsweise dem Fachmann bekannte geläufige Klonierungs- und Transfektionsmethoden, wie beispielsweise Co-Präzipitation, Protoplastenfusion, Elektroporation, retrovirale Transfektion und dergleichen, ver wendet, um die genannten Nukleinsäuren im jeweiligen Expressionssystem zur Expression zu bringen. Geeignete Systeme werden beispielsweise in Current Protocols in Molecular Biology, F. Ausubel etal., Hrsg., Wiley Interscience, New York 1997, oder Sambrook et al. Molecular Cloning : A Laboratory Manual. 2. Aufl., Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, 1989 beschrieben.With The vectors can be used to produce recombinant microorganisms. which transforms, for example, with at least one vector are used and for the production of the proteins used in the invention can be. Advantageously, the recombinant constructs described above become introduced and expressed in a suitable host system. there are preferably known in the art known cloning and transfection methods, such as co-precipitation, Protoplast fusion, electroporation, retroviral transfection and the like, ver used to the said nucleic acids in respective expression system for expression. suitable Systems are used, for example, in Current Protocols in Molecular Biology, F. Ausubel et al., Eds., Wiley Interscience, New York 1997, or Sambrook et al. Molecular Cloning: A Laboratory Manual. Second Ed., Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, 1989.
Es sind auch homolog rekombinierte Mikroorganismen herstellbar. Dazu wird ein Vektor hergestellt, der zumindest einen Abschnitt eines erfindungsgemäß zu verwendenden Gens oder einer kodierenden Sequenz enthält, worin gegebenenfalls wenigstens eine Aminosäure-Deletion, -Addition oder -Substitution eingebracht worden ist, um die Sequenz zu verändern, z. B. funktionell zu disruptieren ("Knockout"-Vektor). Die eingebrachte Sequenz kann z. B. auch ein Homologes aus einem verwandten Mikroorganismus sein oder aus einer Säugetier-, Hefe- oder Insektenquelle abgeleitet sein. Der zur homologen Rekombination verwendete Vektor kann alternativ derart ausgestaltet sein, dass das endogene Gen bei homologer Rekombination mutiert oder anderweitig verändert ist, jedoch noch das funktionelle Protein kodiert (z. B. kann der stromaufwärts gelegene regulatorische Bereich derart verändert sein, dass dadurch die Expression des endogenen Proteins verändert wird). Der veränderte Abschnitt des erfindungsgemäß verwendeten Gens ist im homologen Rekombinationsvektor. Die Konstruktion geeigneter Vektoren zur homologen Rekombination ist z. B. beschrieben in Thomas, K. R. und Capecchi, M. R. (1987) Cell 51 : 503.Homologously recombined microorganisms can also be produced. For this purpose, a vector is prepared which contains at least a portion of a gene or a coding sequence to be used according to the invention, wherein optionally at least one amino acid deletion, addition or substitution has been introduced to alter the sequence, e.g. B. functionally disrupted ("knockout" vector). The introduced sequence can, for. Also be a homologue from a related microorganism or be derived from a mammalian, yeast or insect source. Alternatively, the vector used for homologous recombination may be designed such that the endogenous gene is mutated or otherwise altered upon homologous recombination but still encodes the functional protein (eg, the upstream regulatory region may be altered such that expression of the endogenous protein is changed). The altered portion of the gene used according to the invention is in the homologous recombination vector. The construction of suitable vectors for homologous recombination is e.g. As described in Thomas, KR and Capecchi, MR (1987) Cell 51: 503.
Als rekombinante Wirtsorganismen für die erfindungsgemäß verwendete Nukleinsäure oder dem Nukleinsäurekonstrukt kommen prinzipiell alle prokaryontischen oder eukaryontischen Organismen in Frage. Vorteilhafterweise werden als Wirtsorganismen Mikroorganismen wie Bakterien, Pilze oder Hefen verwendet. Vorteilhaft werden grampositive oder gram-negative Bakterien, bevorzugt Bakterien der Familien Enterobacteriaceae, Pseudomonadaceae, Rhizobiaceae, Streptomycetaceae oder Nocardiaceae, besonders bevorzugt Bakterien der Gattungen Escherichia, Pseudomonas, Streptomyces, Nocardia, Burkholderia, Salmonella, Agrobacterium oder Rhodococcus verwendet.When recombinant host organisms for the invention used nucleic acid or the nucleic acid construct In principle, all prokaryotic or eukaryotic organisms come in question. Advantageously, microorganisms are used as host organisms like bacteria, fungi or yeasts used. Advantageous are gram-positive or gram-negative bacteria, preferably bacteria of the family Enterobacteriaceae, Pseudomonadaceae, Rhizobiaceae, Streptomycetaceae or Nocardiaceae, particularly preferred bacteria of the genera Escherichia, Pseudomonas, Streptomyces, Nocardia, Burkholderia, Salmonella, Agrobacterium or Rhodococcus used.
Die im Herstellverfahren für Fusions-Hydrophobine verwendeten Organismen werden je nach Wirtsorganismus in dem Fachmann bekannter Weise angezogen bzw. gezüchtet. Mikroorganismen werden in der Regel in einem flüssigen Medium, das eine Kohlenstoffquelle meist in Form von Zuckern, eine Stickstoffquelle meist in Form von organischen Stickstoffquellen wie Hefeextrakt oder Salzen wie Ammoniumsulfat, Spurenelemente wie Eisen-, Mangan- und Magnesiumsalze sowie gegebenenfalls Vitamine enthält, bei Temperaturen zwischen 0 und 100 °C, bevorzugt zwischen 10 bis 60 °C unter Sauerstoffbegasung angezogen. Dabei kann der pH-Wert der Nährflüssigkeit auf einem festen Wert gehalten werden, das heißt während der Anzucht reguliert werden oder nicht. Die Anzucht kann "batch"-weise, "semi-batch"-weise oder kontinuierlich erfolgen. Nährstoffe können zu Beginn der Fermentation vorgelegt oder semikontinuierlich oder kontinuierlich nachgefüttert werden. Die Enzyme können nach dem in den Beispielen beschriebenen Verfahren aus den Organismen isoliert werden oder als Rohextrakt für die Reaktion verwendet werden.The in the manufacturing process for Fusion hydrophobins used organisms will vary depending on the host organism attracted or bred in the manner known in the art. microorganisms are usually in a liquid Medium containing a carbon source mostly in the form of sugars, a Nitrogen source mostly in the form of organic nitrogen sources like yeast extract or salts like ammonium sulfate, trace elements like Iron, manganese and magnesium salts and optionally vitamins contains at temperatures between 0 and 100 ° C, preferably between 10 to 60 ° C below Attracted oxygen fumigation. In this case, the pH of the nutrient fluid be kept at a fixed value, that is regulated during the cultivation be or not. The cultivation can be done batchwise, semi-batchwise or continuously. nutrient can submitted at the beginning of the fermentation or semicontinuously or be continuously refilled. The enzymes can according to the method described in the examples from the organisms be isolated or used as crude extract for the reaction.
Erfindungsgemäß verwendete Fusionsproteine oder funktionelle, biologisch aktive Fragmente davon, können mittels eines rekombinanten Verfahrens hergestellt werden, bei dem man einen Proteine-produzierenden Mikroorganismus kultiviert, gegebenenfalls die Expression der Proteine induziert und diese aus der Kultur isoliert. Die Proteine können so auch in großtechnischem Maßstab produziert werden, falls dies erwünscht ist. Der rekombinante Mikroorganismus kann nach bekannten Verfahren kultiviert und fermentiert werden. Bakterien können beispielsweise in TB- oder LB-Medium und bei einer Temperatur von 20 bis 40°C und einem pH-Wert von 6 bis 9 vermehrt werden. Im Einzelnen werden geeignete Kultivierungsbedingungen beispielsweise in T. Maniatis, E. F. Fritsch and J. Sambrook, Molecular Cloning : A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY (1989) beschrieben.Used according to the invention Fusion proteins or functional, biologically active fragments thereof, can by means of a recombinant process in which a Cultured protein-producing microorganism, optionally induces the expression of the proteins and isolates them from the culture. The proteins can so also in large-scale scale produced if desired. The recombinant Microorganism can be cultured and fermented by known methods become. Bacteria can For example, in TB or LB medium and at a temperature of 20 to 40 ° C and a pH of 6 to 9 are increased. In detail will be suitable cultivation conditions for example in T. Maniatis, E.F. Fritsch and J. Sambrook, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY (1989) described.
Die Zellen werden dann, falls die erfindungsgemäß verwendeten Proteine nicht in das Kulturmedium sezerniert werden, aufgeschlossen und das Produkt nach bekannten Proteinisolierungsverfahren aus dem Lysat gewonnen. Die Zellen können wahlweise durch hochfrequenten Ultraschall, durch hohen Druck, wie z. B. in einer French-Druckzelle, durch Osmolyse, durch Einwirkung von Detergenzien, lytischen Enzymen oder organischen Lösungsmitteln, durch Homogenisatoren oder durch Kombination mehrerer der aufgeführten Verfahren aufgeschlossen werden.The Cells are then, if the proteins used in the invention not are secreted into the culture medium, open-minded and the product obtained from the lysate according to known protein isolation method. The cells can optionally by high-frequency ultrasound, by high pressure, such as z. B. in a French pressure cell, by osmolysis, by action detergents, lytic enzymes or organic solvents, by homogenizers or by combining several of the listed methods be open-minded.
Eine Aufreinigung der erfindungsgemäß verwendeten Fusionsproteine kann mit bekannten chromatographischen Verfahren erzielt werden, wie Molekularsieb-Chromatographie (Gelfiltration), wie Q-Sepharose-Chromatographie, Ionenaustausch-Chromatographie und hydrophobe Chromatographie, sowie mit anderen üblichen Verfahren wie Ultrafiltration, Kristallisation, Aussalzen, Dialyse und nativer Gelelektrophorese. Geeignete Verfahren werden beispielsweise in Cooper, F. G., Biochemische Arbeitsmethoden, Verlag Water de Gruyter, Berlin, New York oder in Scopes, R., Protein Purification, Springer Verlag, New York, Heidelberg, Berlin beschrieben.A Purification of the invention used Fusion proteins can be detected by known chromatographic methods achieved, such as molecular sieve chromatography (gel filtration), such as Q-Sepharose chromatography, ion exchange chromatography and hydrophobic chromatography, as well as other common ones Methods such as ultrafiltration, crystallization, salting out, dialysis and native gel electrophoresis. Suitable methods are, for example in Cooper, F.G., Biochemical Working Methods, Water de Gruyter, Berlin, New York or in Scopes, R., Protein Purification, Springer Verlag, New York, Heidelberg, Berlin.
Besonders vorteilhaft kann es sein, die Fusions-Hydrophobine zur Erleichterung der Isolierung und Reinigung mit speziellen Ankergruppen zu versehen, die an entsprechende komplementäre Gruppen an festen Trägern, insbesondere geeigneten Polymeren anbinden können. Derartige feste Träger können beispielsweise als Füllung für Chromatographiesäulen verwendet werden, und auf diese Art und Weise kann die Effizienz der Trennung in der Regel deutlich gesteigert werden. Solche Trennverfahren sind auch als Affinitätschromatographie bekannt. Zum Einbau der Ankergruppen kann man bei der Herstellung der Proteine Vektorsysteme oder Oligonukleotide verwenden, die die cDNA um bestimmte Nukleotidsequenzen verlängern und damit veränderte Proteine oder Fusionsproteine kodieren. Zur leichteren Reinigung modifierte Proteine umfassen als Anker fungierende sogenannte "Tags", wie beispielsweise die als Hexa-Histidin-Anker bekannte Modifikation. Mit Histidin-Ankern modifizierte Fusions-Hydrophobine lassen sich beispielsweise unter Verwendung von Nickel-Sepharose als Säulenfüllung chromatographisch reinigen. Das Fusions-Hydrophobin kann anschließend mittels geeigneten Mitteln zum Eluieren, wie beispielsweise einer Imidazol-Lösung, wieder von der Säule eluiert werden.It may be particularly advantageous to provide the fusion hydrophobins with special anchor groups to facilitate isolation and purification, which can bind to corresponding complementary groups on solid supports, in particular suitable polymers. Such solid carriers can be used, for example, as a filling for chromatography columns, and in this way the efficiency of the separation can generally be increased significantly. Such separation methods are also known as affinity chromatography. For the incorporation of the anchor groups can be used in the production of proteins vector systems or oligonucleotides that extend the cDNA to certain nucleotide sequences and thus encode altered proteins or fusion proteins. Proteins modified for ease of purification include so-called "tags" acting as anchors, such as the modification known as hexa-histidine anchors. For example, fusion hydrophobins modified with histidine anchors can be chromatographically purified using columnar nickel-Sepharose. The fusion hydrophobin can then by means of suitable means for eluting, such as an imidazole solution, are eluted again from the column.
Aufarbeitungsmethoden können selbstverständlich auch miteinander kombiniert werden. Beispielsweise kann man zunächst mittels Chromatographie trennen, und die erhaltene Lösung anschließend mittels Dialyse von zum Eluieren verwendeten Stoffen reinigen.up methods can Of course also be combined with each other. For example, you can first by means of Separate chromatography, and the resulting solution then by dialysis of substances used for elution.
In einem vereinfachten Reinigungsverfahren kann auf die chromatographische Reinigung verzichtet werden. Hierzu werden die Zellen zunächst mittels einer geeigneten Methode aus der Fermetationsbrühe abgetrennt, beispielsweise durch Mikrofiltration oder durch Zentrifugieren. Anschließend können die Zellen mittels geeigneter Methoden, beispielsweise mittels der bereits oben genannten Methoden, aufgeschlossen, und die Zelltrümmer von den Einschlusskörpern (inclusion bodies) getrennt werden. Letzteres kann vorteilhaft durch Zentrifugieren erfolgen. Schließlich können die Einschlusskörper in prinzipiell bekannter Art und Weise aufgeschlossen werden, um die Fusions – Hydrophobine freizusetzen. Dies kann beispielsweise durch Säuren, Basen und/oder Detergentien erfolgen. Die Einschlusskörper mit den erfindungsgemäß verwendeten Fusion-Hydrophobinen können in der Regel schon unter Verwendung von 0,1 m NaOH innerhalb von ca. 1 h vollständig gelöst werden. Die Reinheit der nach diesem vereinfachten Verfahren erhaltenen Fusions-Hydrophobine liegt in der Regel bei 60 bis 80 Gew. % bzgl. der Menge aller Proteine. Die nach dem beschriebenen, vereinfachten Reinigungsverfahren erhaltenen Lösungen können ohne weitere Reinigung zum Beschichten von Oberflächen eingesetzt werden. In aller Regel stören die Nebenkomponenten nicht und beeinflussen das Beschichtungsergebnis allenfalls unwesentlich.In A simplified purification process can be applied to the chromatographic Cleaning can be dispensed with. For this purpose, the cells are first using separated from the Fermetationsbrühe a suitable method, for example by microfiltration or by centrifugation. Subsequently, the Cells by suitable methods, for example by means of already above methods, open-minded, and cell debris of the inclusion bodies (inclusion bodies) are separated. The latter can be advantageous by Centrifuging done. After all can the inclusion bodies be unlocked in a basically known manner to the fusion hydrophobins release. This can be done, for example, by acids, bases and / or detergents respectively. The inclusion bodies with the inventively used Fusion-hydrophobins can usually already using 0.1 M NaOH within 1 hour complete solved become. The purity of the obtained by this simplified method Fusion hydrophobins is usually at 60 to 80 wt.% With respect. the amount of all proteins. The described after the simplified Cleaning methods obtained solutions can used without further cleaning for coating surfaces become. As a rule, disturb the secondary components do not and influence the coating result at most insignificant.
Die erhaltenen Hydrophobin-Lösungen weisen üblicherweise eine Konzentration von 0,1 mg/ml bis 50 mg/ml an Fusions-Hydrophobinen auf.The obtained hydrophobin solutions usually a concentration of 0.1 mg / ml to 50 mg / ml of fusion hydrophobins on.
Die Fusions-Hydrophobine können aus den Lösungen auch als Feststoff isoliert werden. Dies kann beispielsweise in prinzipiell bekannter Art und Weise durch Gefrier- oder Sprühtrocknen erfolgen.The Fusion hydrophobins can from the solutions also be isolated as a solid. This can be done, for example, in in principle known manner by freeze or spray drying respectively.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Isolierung mittels Sprühtrocknen erfolgen. Das Sprühtrocknen kann mit der chromatographisch gereinigten Lösung vorgenommen werden, bevorzugt können aber auch die nach dem vereinfachten Reinigungsverfahren durch Aufbereitung der Einschlusskörper (inclusion bodies) erhaltenen Lösungen eingesetzt werden.In a preferred embodiment According to the invention, the isolation can be effected by spray-drying. The spray drying can be carried out with the chromatographically purified solution, preferably can but also after the simplified cleaning process by treatment the inclusion body (inclusion bodies) obtained solutions be used.
Zur Durchführung des Sprühtrocknens können die Lösungen ggf. neutralisiert werden. Ein pH-Bereich von 7 bis 9 hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt.to execution spray-drying can the solutions be neutralized if necessary. A pH range of 7 to 9 has proved to be particularly advantageous.
Weiterhin empfiehlt es sich im Regelfalle, die Ausgangslösungen etwas aufzukonzentrieren. Bewährt hat sich in der Ausgangslösung eine Feststoffkonzentration von bis zu 30 Gew. %. Ein Feststoffanteil von > 5% führt im Allgemeinen zu einem feinpulverigem Produkt. Anschließend kann die Lösung in prinzipiell bekannter Art und Weise sprühgetrocknet werden. Geeignete Apparaturen zum Sprühtrocknen sind kommerziell erhältlich. Die optimalen Sprühtrocknungsbedingungen variieren mit Gerätetyp und angestrebtem Durchsatz. Eingangstemperaturen von 130 bis 180°C und Ausgangstemperaturen von 50 bis 80°C haben sich bei Hydrophobinlösungen als günstig herausgestellt. Optional können zum Sprühtrocknen Hilfsstoffe wie beispielsweise Zucker, Mannitol, Dextran oder Maltodextrin eingesetzt werden. Bewährt hat sich eine Menge von 0 bis 30 Gew. %, bevorzugt 5 bis 20 Gew. % derartiger Hilfsstoffe bezüglich des Hydrophobins.Farther As a rule, it is advisable to concentrate the starting solutions a bit. Has proven yourself in the starting solution a solids concentration of up to 30% by weight. A solids content of> 5% generally results to a fine powdery product. Subsequently, the solution in spray-dried in a basically known manner. suitable Apparatus for spray drying are commercially available. The optimal spray drying conditions vary with device type and desired throughput. Inlet temperatures of 130 to 180 ° C and outlet temperatures from 50 to 80 ° C have become involved in hydrophobin solutions as cheap exposed. Optionally for spray drying Excipients such as sugar, mannitol, dextran or maltodextrin be used. proven has an amount of 0 to 30 wt.%, Preferably 5 to 20 wt. % of such excipients of the hydrophobin.
Zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Beschichten wird eine Formulierung (F) eingesetzt, welche mindestens Wasser oder wässriges Lösemittelgemisch sowie ein Fusions-Hydrophobin umfasst.to execution the method according to the invention for coating a formulation (F) is used, which at least Water or watery Solvent mixture and a fusion hydrophobin.
Geeignete wässrige Lösemittelgemische umfassen Wasser sowie eines oder mehrere, mit Wasser mischbare Lösemittel. Die Auswahl derartiger Komponenten ist nur insofern beschränkt, als die Fusions-Hydrophobine und die anderen Komponenten im Gemisch in ausreichendem Maße löslich sein müssen. Im Regelfalle umfassen derartige Gemische zumindest 50 Gew. %, bevorzugt mindestens 65 Gew. % und besonders bevorzugt mindestens 80 Gew. % Wasser. Ganz besonders bevorzugt wird nur Wasser eingesetzt. Der Fachmann trifft unter den mit Wasser mischbaren Lösemitteln je nach den gewünschten Eigenschaften der Formulierung F eine geeignete Auswahl. Beispiele geeigneter, mit Wasser mischbarer Lösemittel umfassen Monoalkohole wie Methanol, Ethanol oder Propanol, höhere Alkohole wie Ethylenglykol oder Polyetherpolyole sowie Etheralkohole wie Butylglykol oder Methoxypropanol.suitable aqueous Solvent mixtures include water and one or more water-miscible solvents. The selection of such components is limited only insofar as the fusion hydrophobins and the other components in the mixture sufficiently soluble have to be. As a rule, such mixtures comprise at least 50% by weight, preferably at least 65% by weight, and more preferably at least 80% by weight. % Water. Most preferably, only water is used. Of the Professional meets with water-miscible solvents depending on the desired Properties of formulation F a suitable choice. Examples suitable water-miscible solvents include monoalcohols such as methanol, ethanol or propanol, higher alcohols such as ethylene glycol or polyether polyols and ether alcohols such as butyl glycol or methoxypropanol.
Erfindungsgemäß weist die zur Behandlung eingesetzte Formulierung einen pH-Wert ≥ 4, bevorzugt ≥ 6 und besonders bevorzugt ≥ 7 auf. Beispielsweise kann der pH-Wert 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10,11 betragen. Insbesondere liegt der pH-Wert im Bereich von 4 bis 11, bevorzugt 6 bis 10, besonders bevorzugt 7 bis 9,5 und ganz besonders bevorzugt 7,5 bis 9. Beispielsweise kann der pH-Wert 7,5 bis 8,5 oder 8,5 bis 9 betragen.According to the invention the formulation used for the treatment has a pH ≥ 4, preferably ≥ 6 and especially preferably ≥ 7 on. For example, the pH may be 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11. In particular, the pH is in the range of 4 to 11, preferably 6 to 10, more preferably 7 to 9.5, and most preferably For example, the pH may be 7.5 to 8.5 or 8.5 to 9.
Zur Einstellung des pH-Wertes umfasst die Formulierung bevorzugt einen geeigneten Puffer. Der Fachmann wählt je nach dem zum Beschichtung vorgesehenen pH-Bereich einen geeigneten Puffer. Zu nennen sind beispielsweise Kaliumdihydrogenphosphat-Puffer, Tris(hydroxymethyl)aminomethan-Puffer (Tris-Puffer), Borax-Puffer, Natriumhydrogencarbonat-Puffer oder Natriumhydrogenphosphat-Puffer. Bevorzugt ist Tris-Puffer.to Adjustment of the pH preferably comprises the formulation suitable buffer. The expert selects depending on the coating provided a suitable buffer pH range. To call are for example potassium dihydrogen phosphate buffer, tris (hydroxymethyl) aminomethane buffer (Tris buffer), Borax buffer, sodium bicarbonate buffer or sodium hydrogen phosphate buffer. Preferred is Tris buffer.
Die Konzentration des Puffers in der Lösung wird vom Fachmann je nach den gewünschten Eigenschaften der Formulierung bestimmt. Der Fachmann wird in der Regel auf eine ausreichende Pufferkapazität achten, um möglichst konstante Beschichtungsbedingungen zu erreichen. Bewährt hat sich eine Konzentration von 0,001 mol/l bis 1 mol/l, bevorzugt 0,005 mol/l bis 0,1 mol/l und besonders bevorzugt 0,01mol/l bis 0,05 mol/l.The Concentration of the buffer in the solution will vary depending on the professional the wished Characteristics of the formulation determined. The expert is in the Usually pay attention to a sufficient buffer capacity, if possible to achieve constant coating conditions. Has proven a concentration of 0.001 mol / l to 1 mol / l, preferably 0.005 mol / l to 0.1 mol / l and particularly preferably 0.01 mol / l to 0.05 mol / l.
Weiterhin umfasst die Formulierung mindestens ein Fusions-Hydrophobin. Fusions-Hydrophobine sowie bevorzugte Fusions-Hydrophobine wurden bereits eingangs genannt. Selbstverständlich können auch Gemische verschiedener Fusions-Hydro-phobine eingesetzt werden. Besonders geeignet zur Ausführung der vorliegenden Erfindung ist das Fusions-Hydrophobin yaad-Xa-dewA-his (SEQ ID NO: 20), bzw. davon abgeleitete Proteine, bei denen der Fusionsartner yaad verkürzt ist.Farther For example, the formulation comprises at least one fusion hydrophobin. Fusion hydrophobins as well Preferred fusion hydrophobins have already been mentioned at the beginning. Of course can also mixtures of different fusion Hydro-phobine be used. Especially suitable for execution In the present invention, the fusion hydrophobin is yaad-Xa-dewA-his (SEQ ID NO: 20), or derived proteins in which the Fusion partner yaad shortens is.
Die Konzentration der Fusions-Hydrophobine in der Lösung wird vom Fachmann je nach den gewünschten Eigenschaften der Beschichtung gewählt. Mit höheren Konzentrationen lässt sich in der Regel eine schnellere Beschichtung erreichen. Bewährt hat sich im Regelfalle eine Konzentration von 0,1 µg/ml bis 1000 µg/ml, bevorzugt 1 µg/ml bis 500 µg/ml, besonders bevorzugt 10 µg/ml bis 250 µg/ml, ganz besonders bevorzugt 30 µg/ml bis 200 µg/ml und beispielsweise 50 bis 100 µg/ml.The Concentration of the fusion hydrophobins in the solution will depend on the skilled person the wished Properties of the coating chosen. With higher concentrations can be usually achieve a faster coating. Has proven As a rule, a concentration of 0.1 ug / ml to 1000 ug / ml, preferably 1 μg / ml up to 500 μg / ml, particularly preferably 10 μg / ml up to 250 μg / ml, most preferably 30 μg / ml to 200 μg / ml and for example 50 to 100 μg / ml.
Die Formulierung F kann darüber hinaus optional weitere Komponenten bzw. Additive umfassen.The Formulation F can about it optionally optionally comprise further components or additives.
Beispiele zusätzlicher Komponenten umfassen Tenside. Geeignete Tenside sind beispielsweise nichtionische Tenside, welche Polyalkoxygruppen, insbesondere Polyethylenoxidgruppen umfassen. Beispiele umfassen Polyoxyethylenstearate, alkoxylierte Phenole und dergleichen. Weitere Beispiele geeigneter Tenside umfassen Polyethyleneglycol(20)sorbitanmonolaurat (Tween® 20), Polyethyleneglycol(20)sorbitanmonopalmitat (Tween® 40), Polyethyleneglycol(20)sorbitanmonostearat (Tween® 60), Polyethyleneglycol(20)sorbitanmonooleat (Tween® 80), Cyclohexyl-methyl-β D-Maltosid, Cyclohexyl-ethyl-β D-Maltosid, Cyclohexyl-n-hexyl-β D-Maltosid, n-Undecyl-β D-Malto sid, n-Octyl-β D-Maltopyranosid, n-Octyl-β D-Glucopyranosid, n-Octyl-α D-Glucopyranosid, n-Dodecanoylsucrose. Weitere Tenside sind beispielsweise in WO 2005/68087 Seite 9, Zeile 10 bis Seite 10, Zeile 2 offenbart. Die Konzentration an Tensiden beträgt in der Regel 0,001 Gew. % bis 0,5 Gew. %, bevorzugt 0,01 Gew. % bis 0,25 Gew. % und besonders bevorzugt 0,1 Gew. % bis 0,2% Gew. %, jeweils bezogen auf die Menge aller Komponenten der Formulierung.Examples of additional components include surfactants. Suitable surfactants are, for example, nonionic surfactants which comprise polyalkoxy groups, in particular polyethylene oxide groups. Examples include polyoxyethylene stearates, alkoxylated phenols and the like. Further examples of suitable surfactants include polyethyleneglycol (20) sorbitan monolaurate (Tween ® 20), polyethyleneglycol (20) sorbitan monopalmitate (Tween ® 40), polyethyleneglycol (20) sorbitan monostearate (Tween ® 60), polyethyleneglycol (20) sorbitan monooleate (Tween ® 80), cyclohexyl -methyl-β-D-maltoside, cyclohexyl-ethyl-β-D-maltoside, cyclohexyl-n-hexyl-β-D-maltoside, n-undecyl-β-D-malto-sid, n-octyl-β-D-maltopyranoside, n-octyl -β D-glucopyranoside, n-octyl-α D-glucopyranoside, n-dodecanoylsucrose. Further surfactants are disclosed, for example, in WO 2005/68087 page 9, line 10 to page 10, line 2. The concentration of surfactants is generally 0.001% by weight to 0.5% by weight, preferably 0.01% by weight to 0.25% by weight and particularly preferably 0.1% by weight to 0.2% by weight. %, in each case based on the amount of all components of the formulation.
Weiterhin können der Formulierung noch Metallionen, insbesondere zweiwertige Metallionen zugegeben werden. Metallionen können zu einer gleichmäßigeren Beschichtung beitragen. Beispiele geeigneter zweiwertiger Metallionen umfassen, beispielsweise Erdalkalimetallionen wie Ca2+-Ionen. Derartige Metallionen können bevorzugt als in der Formulierung lösliche Salze zugegeben werden, beispielsweise in Form von Chloriden, Nitraten oder Carbonat, Acetat, Citrat, Gluconat, Hydroxid, Lactat, Sulfat, Succinat, Tartrat. Beispielsweise können CaCl2 oder MgCl2 zugegeben werden. Die Löslichkeit kann optional auch durch geeignete Hilfsmittel, beispielsweise Komplexbildner gesteigert werden. Falls vorhanden, beträgt die Konzentration derartiger Metallionen in der Regel 0,01mmol/l bis 10 mmol/l, bevorzugt 0,1 mmol/l bis 5 mmol/l und besonders bevorzugt 0,5 mmol/l bis 2 mmol/l.Furthermore, it is also possible to add metal ions, in particular divalent metal ions, to the formulation. Metal ions can contribute to a more uniform coating. Examples of suitable divalent metal ions include, for example, alkaline earth metal ions such as Ca 2+ ions. Such metal ions may preferably be added as formulation-soluble salts, for example in the form of chlorides, nitrates or carbonate, acetate, citrate, gluconate, hydroxide, lactate, sulfate, succinate, tartrate. For example, CaCl 2 or MgCl 2 may be added. The solubility can optionally also be increased by suitable auxiliaries, for example complexing agents. If present, the concentration of such metal ions is generally 0.01 mmol / l to 10 mmol / l, preferably 0.1 mmol / l to 5 mmol / l and particularly preferably 0.5 mmol / l to 2 mmol / l.
Bei zusätzlichen Komponenten kann es sich weiterhin auch um natürlich vorkommende Hydrophobine handeln, welche im Gemisch mit den Fusions-Hydrophobinen eingesetzt werden.at additional Components may also be naturally occurring hydrophobins, which are used in admixture with the fusion hydrophobins.
Zum Herstellen der Formulierungen F können prinzipiell diejenigen Lösungen verwendet werden, die bei der Herstellung bzw. Aufarbeitung der Hydrophobine anfallen. Es kann sich dabei sowohl um chromatographisch gereinigte Fusions-Hydrophobine handeln, oder auch um die Lösungen, welche durch Abschluss der incluion bodies erhalten werden. Derartige Lösungen können neben dem Fusions-Hydrophobin auch noch weitere Komponenten aus der Aufarbeitung enthalten, beispielsweise Puffer, Reste der zum Eluieren verwendeten Hilfsmittel oder Hilfsstoffe aus der Sprühtrocknung. Sofern derartige Komponenten den Beschichtungsvorgang nicht stören, brauchen sie nicht entfernt zu werden.For the preparation of the formulations F, in principle, those solutions can be used which are incurred in the preparation or processing of the hydrophobins. It may be both chromatographically purified fusion hydrophobins, or to the solutions which are obtained by completing the inclusion bodies. Such solutions may also white in addition to the fusion hydrophobin Tere components from the workup contain, for example, buffers, residues of the aids used for elution or auxiliaries from the spray drying. Unless such components interfere with the coating process, they need not be removed.
Die Lösungen aus der Aufarbeitung weisen in der Regel eine deutlich höhere Hydrophobin-Konzentration auf, als zum Beschichten erforderlich. Sie können durch Zugabe von Wasser, weiterer, mit Wasser mischbarer Lösemittel oder Pufferlösungen auf die gewünschte Konzentration verdünnt werden.The solutions from the workup usually have a significantly higher hydrophobin concentration on, as required for coating. You can add water, other, water-miscible solvents or buffer solutions the desired Diluted concentration become.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahren werden zum Herstellen der Formulierung F feste Fusions-Hydrophobine eingesetzt, bevorzugt die vorstehend genannten, durch Sprühtrocknen hergestellten Fusions-Hydrophobine. Besonders vorteilhaft lässt sich das sprühgetrocknet Fusions-Hydrophobin in Wasser oder im wässrigen Lö semittelgemisch leicht lösen. Dies ist ein deutlicher Vorteil zu festen, natürlich vorkommenden Hydrophobinen, welche nach dem Stand der Technik unter Verwendung von Trifluoressigsäure (TFA) oder Ameisensäure gelöst werden müssen. TFA/Ameisensäure ist aber für die Beschichtung einer Reihe von Substraten unerwünscht, so dass TFA bzw. Ameisensäure nach dem Lösen des Hydrophobins wieder aufwändig entfernt werden muss.In a preferred embodiment of the method are used to prepare the formulation F solid fusion hydrophobins used, preferably the above, by spray drying prepared fusion hydrophobins. Particularly advantageous can be the spray-dried Dissolve fusion hydrophobin in water or in the aqueous solvent mixture. This is a distinct advantage to solid, naturally occurring hydrophobins, which in the prior art using trifluoroacetic acid (TFA) or formic acid solved Need to become. TFA / formic acid but is for the coating of a number of substrates undesirable, so that TFA or formic acid after loosening the hydrophobin again consuming must be removed.
Weitere Komponenten können in der Formulierung gelöst werden, beispielsweise durch einfaches Einrühren. Selbstverständlich ist es auch möglich, zusätzliche Komponenten vorzulösen und dann die Lösungen zu vereinigen. Verschiedene sprühgetrocknete Materialien lassen sich vor dem Auflösen mischen. Das sprühgetrocknete Fusions-Hydrophobin kann auch in einem weiteren Schritt mit zusätzlichen Komponenten versehen werden, z.B. durch Aufsprühen anderer Verbindungen und anschließendem Trocknen. Umgekehrt kann auch Fusions-Hydro-phobin auf schon bestehende Partikel von Hilfsstoffen aufgebracht werden. Eine Modifizierung des sprühgetrockneten Hydrophobins z.B. in Form von Granulierung ist ebenfalls möglich.Further Components can solved in the formulation be, for example, by simply stirring. Of course it is it also possible additional To trigger components and then the solutions too unite. Various spray dried Materials can be mixed before dissolving. The spray-dried Fusion hydrophobin may also be added in a further step with additional Components are provided, e.g. by spraying other compounds and followed by Dry. Conversely, fusion hydro-phobin can also be applied to existing ones Particles of excipients are applied. A modification of the spray-dried Hydrophobins e.g. in the form of granulation is also possible.
Erfindungemäß wird zur Beschichtung die zu beschichtende Oberfläche mit der Formulierung behandelt.According to the invention is the Coating treated the surface to be coated with the formulation.
Die Auswahl der Oberflächen ist hierbei nicht beschränkt. Es kann sich beispielsweise um die Oberflächen von Formkörpern wie Platten, Folien oder dergleichen handeln. Die Oberflächen können beispielsweise aus Kunststoffen wie Teflon, Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol oder anderen polymeren Materialien, aus Metallen wie beispielsweise Stahl, Aluminium, Zink, Zinn, Kupfer oder Metalllegierungen wie beispielsweise Messing, aus natürlichen oder veränderten natürlichen Materialien wie beispielsweise Leder, Textilien (z.B. Baumwolle), Papier, sowie für die Kosmetik relevante Oberflächen (z.B. Haut, Haar, Zähne, Schleimhäute) oder aus Glas oder keramischen Materialien bestehen. Zu beschichtende Gegenstände können auch Oberflächen aus verschiedenen Materialien aufweisen, beispielsweise Kombinationen aus Glas, Metall und Kunststoffen.The Selection of surfaces is not limited here. It may be, for example, the surfaces of moldings such as Act plates, foils or the like. The surfaces can, for example made of plastics such as Teflon, polyethylene, polypropylene, polystyrene or other polymeric materials, of metals such as Steel, aluminum, zinc, tin, copper or metal alloys like for example, brass, made of natural or changed natural Materials such as leather, textiles (e.g., cotton), Paper, as well as for the cosmetically relevant surfaces (e.g., skin, hair, teeth, Mucous membranes) or made of glass or ceramic materials. To be coated objects can also surfaces made of different materials, for example combinations made of glass, metal and plastics.
Die Methode zur Behandlung der Oberfläche wird vom Fachmann je nach der Art der Oberfläche gewählt. Beispielsweise kann der zu beschichtende Gegenstand in die Formulierung eingetaucht werden, oder die Formulierung kann durch Aufsprühen auf die Oberfläche aufgebracht werden. Diese Art der Oberflächenbehandlung eignet sich sowohl für ebene wie für unregelmäßig geformte Oberflächen. Flächige Formkörper wie beispielsweise Platten oder Folien können weiterhin auch vorteilhaft durch Beschichten oder Aufwalzen behandelt werden. Überschüssige Formulierung kann mittels geeigneter Methoden wieder entfernt werden, beispielsweise durch Abrakeln oder Anquetschen. Besonders bevorzugt kann die Beschichtung mittels Sprühen vorgenommen werden. Geeignete Sprühapparaturen sind dem Fachmann bekannt.The Method for the treatment of the surface is depending on the expert the type of surface selected. For example, the article to be coated in the formulation be dipped, or the formulation can be sprayed on the surface be applied. This type of surface treatment is suitable as well as level as for irregular shaped Surfaces. extensive Shaped body like For example, plates or films can also be advantageous be treated by coating or rolling. Excess formulation can be removed again by means of suitable methods, for example by doctoring or crimping. Particularly preferably, the coating by spraying be made. Suitable spray apparatuses are those skilled in the art known.
In der Regel ist eine gewisse Einwirkzeit erforderlich, um die Fusions-Hydrophobine auf der Oberfläche abzuscheiden. Der Fachmann wählt je nach dem gewünschten Ergebnis eine geeignete Einwirkzeit. Beispiele typischer Einwirkzeiten liegen bei 0,1 bis 12 h, ohne dass die Erfindung hierauf beschränkt sein soll.In Typically, a certain exposure time is required to complete the fusion hydrophobin on the surface deposit. The specialist chooses depending on the desired Result a suitable exposure time. Examples of typical exposure times are from 0.1 to 12 h, without the invention being limited thereto should.
Im Regelfalle ist die Einwirkzeit von der Temperatur sowie von der Konzentration des Fusions-Hydrophobins in der Lösung abhängig. Je höher die Temperatur und je höher die Konzentration im Zuge des Beschichtungsvorganges, desto kürzer kann die Einwirkzeit sein. Die Temperatur im Zuge des Beschichtungsvorganges kann bei Raumtemperatur liegen oder aber es kann sich um erhöhte Temperaturen handeln. Beispielsweise kann es sich um Temperaturen von 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, oder 120°C handeln. Bevorzugt handelt es sich um Temperaturen von 15 bis 120°C, besonders bevorzugt 20 bis 100°C, und beispielsweise 40 bis 100°C oder 70 bis 90°C. Die Temperatur kann beispielsweise durch Erwärmen des Bades, in welches der zu beschichtende Gegenstand eingetaucht wird, eingebracht werden. Man kann aber auch einen eingetauchten Gegenstand nachträglich erwärmen, beispielsweise mithilfe von IR-Strahlern.in the The rule is the exposure time of the temperature and the Concentration of the fusion hydrophobin in solution dependent. The higher the temperature and the higher the Concentration in the course of the coating process, the shorter it can be be the exposure time. The temperature in the course of the coating process may be at room temperature or it may be elevated temperatures act. For example, it can be temperatures of 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, or 120 ° C act. Prefers it is temperatures of 15 to 120 ° C, more preferably 20 to 100 ° C, and for example 40 to 100 ° C or 70 to 90 ° C. The temperature may be, for example, by heating the bath in which the object to be coated is immersed. But you can also heat a submerged object later, for example using IR emitters.
Nach dem Beschichten wird noch in der Beschichtung vorhandenes Lösemittel aus der Beschichtung entfernt. Dies kann beispielsweise durch einfaches Abdampfen an Luft erfolgen. Das Entfernen des Lösemittels kann aber auch durch Erhöhen der Temperatur und/oder mit geeigneten Gasströmen und/oder Anlegen eines Vakuums erleichtert werden. Das Abdampfen kann erleichtert werden, indem man beispielsweise beschichtete Gegenstände in einem Trockenschrank erwärmt oder mit einem erwärmten Gasstrom anbläst. Die Methoden können auch kombiniert werden, beispielsweise indem man in einem Umlufttrockenschrank oder einem Trockenkanal trocknet. Weiterhin kann die Beschichtung zum Entfernen des Lösemittels auch mittels Strahlung, insbesondere IR-Stahlung erwärmt werden. Hierzu können alle Arten von breitbandigen IR-Strahlern, bspw. NIR-, MIR- oder NIR-Stahler eingesetzt werden. Es können aber beispielsweise auch IR-Laser eingesetzt werden. Derartige Strahlungsquellen sind in diversen Strahlungsgeometrien kommerziell erhältlich.To The coating is still in the coating existing solvent removed from the coating. This can be done, for example, by simple Evaporate in air. The removal of the solvent can also be through Increase the temperature and / or with suitable gas streams and / or applying a Vacuum be relieved. The evaporation can be relieved for example, by placing coated objects in a drying oven heated or with a heated one Gas stream blows. The methods can also be combined, for example by placing in a convection oven or a drying channel dries. Furthermore, the coating for removing the solvent also be heated by means of radiation, in particular IR radiation. You can do this All types of broadband IR emitters, for example. NIR, MIR or NIR steelers are used. But it can also, for example IR laser can be used. Such radiation sources are in various radiation geometries commercially available.
Die Temperatur sowie die Trockenzeit im Zuge des Trocknens wird vom Fachmann festgelegt. Bewährt hat sich eine Trocknungstemperatur von 30 bis 130°C, bevorzugt 50 bis 120°C, besonders bevorzugt 70 bis 110°C, ganz besonders bevorzugt 75 bis 105°C und beispielsweise 85 bis 100°C. Gemeint ist hierbei die Temperatur der Beschichtung selbst. Die Temperatur in einem Trockner kann selbstverständlich auch höher sein. Die Trockenzeit ist naturgemäß umso kürzer, je höher die Trockentemperatur ist.The Temperature and the drying time in the course of drying is from the Specialist. Has proven a drying temperature of 30 to 130 ° C, preferably 50 to 120 ° C, especially preferably 70 to 110 ° C, most preferably 75 to 105 ° C and for example 85 to 100 ° C. Meant Here is the temperature of the coating itself. The temperature in a dryer can of course be higher. The Drying time is naturally shorter, depending higher the Drying temperature is.
Die Temperaturbehandlung im Zuge des Beschichtens und die Trocknung können vorteilhaft miteinander kombiniert werden. So kann beispielsweise eine Oberfläche zu nächst mit der Formulierung F bei Raumtemperatur behandelt werden und anschließend bei erhöhten Temperaturen getrocknet und getempert werden. In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird mindestens in einem der beiden Schritte „Behandlung" oder „Trocknung" erhöhte Temperatur angewandt. Bevorzugt wird in beiden Schritten höhere Temperatur angewandt.The Temperature treatment in the course of coating and drying can be advantageously combined with each other. So, for example a surface first be treated with the formulation F at room temperature and then at increased Temperatures are dried and tempered. In a preferred embodiment of the process is elevated in at least one of the two steps "treatment" or "drying" elevated temperature applied. Preferably, higher temperature is used in both steps.
Durch das Behandeln der Oberfläche mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist eine mit Fusions-Hydrophobinen beschichtete Oberfläche erhältlich, welche das Material der Oberfläche sowie eine sich unmittelbar darauf befindliche Schicht umfasst, die mindestens ein Fusions-Hydrophobin sowie ggf. weitere Bestandteile der Formulierung aufweist. Es kann hierbei die gesamte Oberfläche mit dem Hydrophobin bedeckt sein, oder auch nur ein Teil der Oberfläche. Die Qualität kann mittels verschiedener Methoden beurteilt werden, beispielsweise mittels der bereits erwähnten Kontaktwinkelmessung. Der Kontaktwinkel verändert sich wie bei der Beschichtung mit natürlich vorkommenden Hydrophobinen deutlich. Weitere Methoden sind dem Fachmann aus dem eingangs zitierten Stand der Technik bekannt (z.B. „AFM" atomic force microscopy zum direkten Nachweis der Proteinschicht auf der Oberfläche).By treating the surface with the method according to the invention is a fusion hydrophobin coated surface available, which is the material of the surface and includes a layer immediately adjacent thereto, the at least one fusion hydrophobin and possibly other constituents having the formulation. It can hereby use the entire surface be covered by the hydrophobin, or even only part of the surface. The quality can be judged by various methods, for example by means of the already mentioned Contact angle measurement. The contact angle changes as in the case of the coating with course occurring hydrophobins clearly. Further methods are the expert from known in the art cited above (e.g., "AFM" atomic force microscopy for direct detection of the protein layer on the surface).
Die Fusions-Hydrophobin-Schicht kann vor oder nach dem Entfernen des Lösemittels noch weiter chemisch modifiziert werden. Es ist beispielsweise möglich, die Schicht mithilfe geeigneter Vernetzer zu vernetzen. Beispiele geeigneter Vernetzer umfassen Glutardialdehyd, Formaldehyd sowie weitere, aus der Proteinchemie bekannte homo- und heterobifunktionelle Proteinvernetzer. Hierdurch kann die Stabilität der Schicht gesteigert werden. Bei proteinhaltigen Substraten wie beispielsweise Leder, bestimmten Textilien, sowie für die Kosmetik relevanten Oberflächen kann außerdem die Anbindung an das Substrat zusätzlich verbessert werden. Die Vernetzung kann beispielsweise so vorgenommen werden, indem man die Schicht mit dem Fusions-Hydrophobin nach dem Beschichten mit einer zweiten Lösung mit dem Vernetzer behandelt und anschließend trocknet. Weiterhin ist es auch möglich, proteinhaltige aber auch andere Substrate so vorzubehandeln, dass Protein-reaktive funktionelle Gruppen auf der Oberfläche des Substrates gebildet werden. Eingesetzt werden können hierzu beispielsweise die oben genannten Vernetzer, aber andere Chemikalien wie z.B. Ozon, Peroxide oder Aldehyde. Eine weitere Möglichkeit besteht in einer Kopplung bzw. Verstärkung der Kopplung über Metallionen. Entsprechende Protein-Sequenzen mit Affinität zu Metallionen sind dem Fachmann bekannt (z.B. His6 zu Ni, Co, Fe etc.) und können mittels molekularbiologischer Standardtechniken bzw. proteinchemische Kopplung an die Hydrophobine angebracht werden. Die Metallionen können dabei vorab an die zu beschichtende Oberfläche gekoppelt sein oder gleichzeitig mit der Hydrophobinkopplung eingesetzt werden.The fusion hydrophobin layer may be further chemically modified before or after removal of the solvent. For example, it is possible to crosslink the layer using suitable crosslinkers. Examples of suitable crosslinkers include glutardialdehyde, formaldehyde, and other homo and heterobifunctional protein crosslinkers known in protein chemistry. As a result, the stability of the layer can be increased. In the case of protein-containing substrates such as, for example, leather, certain textiles, as well as surfaces relevant to cosmetics, the connection to the substrate can additionally be improved. The crosslinking can be carried out, for example, by treating the layer with the fusion hydrophobin after coating with a second solution with the crosslinker and then drying. Furthermore, it is also possible to pretreat protein-containing but also other substrates such that protein-reactive functional groups are formed on the surface of the substrate. This can be used, for example, the above-mentioned crosslinkers, but other chemicals such as ozone, peroxides or aldehydes. Another possibility is a coupling or amplification of the coupling via metal ions. Corresponding protein sequences with affinity for metal ions are known to the person skilled in the art (eg His 6 to Ni, Co, Fe, etc.) and can be attached to the hydrophobins by means of standard molecular biological techniques or protein-chemical coupling. The metal ions may be coupled in advance to the surface to be coated or used simultaneously with the Hydrophobinkopplung.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher illustrieren:The The following examples are intended to illustrate the invention in more detail:
Teil A) Herstellung der erfindungemäß verwendeten Fusions-HydrophobinePart A) Preparation of the used according to the invention Fusion hydrophobins
Beispiel 1example 1
Vorarbeiten für die Klonierung von yaad-His6/yaaE-His6 Preliminary work for the cloning of yaad-His 6 / yaaE-His 6
Mit
Hilfe der Oligonukleotide Hal570 und Hal571 (Hal 572/Hal 573) wurde
eine Polymerase Kettenreaktion durchgeführt. Als Template DNA wurde
genomische DNA des Bakteriums Bacillus subtilis verwendet. Das erhaltene
PCR Fragment enthielt die codierende Sequenz des Gens yaaD/yaaE
aus Bacillus subtilis, und an den Enden je eine NcoI bzw. BgIII
Restriktionsschnittstelle. Das PCR Fragment wurde gereinigt und
mit den Restriktionsendonukleasen NcoI und BgIII geschnitten. Dieses
DNA Fragment wurde als Insert verwendet, und in den zuvor mit den
Restriktionsendonukleasen NcoI und BgIII linearisierten Vektor pQE60
der Firma Qiagen kloniert. Die so erstandenen Vektoren pQE60YAAD#2/pQE60YaaE#5
können
zur Expression von Proteinen bestehend aus, YAAD::HIS6 bzw.
YAAE::HIS6 verwendet werden.
Hal570:
gcgcgcccatggctcaaacaggtactga
Hal571: gcagatctccagccgcgttcttgcatac
Hal572:
ggccatgggattaacaataggtgtactagg
Hal573: gcagatcttacaagtgccttttgcttatattccUsing the oligonucleotides Hal570 and Hal571 (Hal 572 / Hal 573), a polymerase chain reaction was carried out. As template DNA genomic DNA of the bacterium Bacillus subtilis was used. The PCR fragment obtained contained the coding sequence of the gene yaaD / yaaE from Bacillus subtilis, and at the ends in each case an NcoI or BglII restriction cleavage site. The PCR fragment was purified and cut with the restriction endonucleases NcoI and BglII. This DNA fragment was used as an insert and cloned into the vector pQE60 from Qiagen, previously linearized with the restriction endonucleases NcoI and BgIII. The thus obtained vectors pQE60YAAD # 2 / pQE60YaaE # 5 can be used to express proteins consisting of, YAAD :: HIS 6 and YAAE :: HIS 6 , respectively.
Hal570: gcgcgcccatggctcaaacaggtactga
Hal571: gcagatctccagccgcgttcttgcatac
Hal572: ggccatgggattaacaataggtgtactagg
Hal573: gcagatcttacaagtgccttttgcttatattcc
Beispiel 2Example 2
Klonierung von yaad-Hydrophobin DewA-His6 Cloning of yaad hydrophobin DewA-His 6
Mit Hilfe der Oligonukleotide KaM 416 und KaM 417 wurde eine Polymerase Kettenreaktion durchgeführt. Als Template DNA wurde genomische DNA des Schimmelpilzes Aspergillus nidulans verwendet. Das erhaltene PCR Fragment enthielt die codierende Sequenz des Hydrophobin Gens dewA und einer N-Terminalen FaktorXa Proteinase Schnittstelle. Das PCR Fragment wurde gereinigt und mit der Restriktionsendonuklease BamHI geschnitten. Dieses DNA Fragment wurde als Insert verwendet, und in den zuvor mit der Restriktionsendonuklease BgIII linearisierten Vektor pQE60YAAD#2 kloniert.With The oligonucleotides KaM 416 and KaM 417 became a polymerase Chain reaction performed. The template DNA was genomic DNA of the mold Aspergillus used nidulans. The resulting PCR fragment contained the coding Sequence of the hydrophobin gene dewA and an N-terminal factor Xa Proteinase interface. The PCR fragment was purified and washed with the restriction endonuclease BamHI cut. This DNA fragment was used as an insert, and previously with the restriction endonuclease BglII linearized vector pQE60YAAD # 2 cloned.
Der
so erstandene Vektor #508 kann zur Expressions eines Fusionsproteins
bestehend aus, YAAD::Xa::dewA::HIS6 verwendet
werden.
KaM416: GCAGCCCATCAGGGATCCCTCAGCCTTGGTACCAGCGC
KaM417:
CCCGTAGCTAGTGGATCCATTGAAGGCCGCATGAAGTTCTCCGTCTCCGCThe thus constructed vector # 508 can be used to express a fusion protein consisting of, YAAD :: Xa :: dewA :: HIS 6 .
KaM416: GCAGCCCATCAGGGATCCCTCAGCCTTGGTACCAGCGC
KaM417: CCCGTAGCTAGTGGATCCATTGAAGGCCGCATGAAGTTCTCCGTCTCCGC
Beispiel 3Example 3
Klonierung von yaad-Hydrophobin RodA-His6 Cloning of yaad hydrophobin RodA-His 6
Die
Klonierung des Plasmids #513 erfolgte analog zu Plasmid #508 unter
Verwendung der Oligonukleotide KaM 434 und KaM 435.
KaM434:
GCTAAGCGGATCCATTGAAGGCCGCATGAAGTTCTCCATTGCTGC
KaM435: CCAATGGGGATCCGAGGATGGAGCCAAGGGThe cloning of plasmid # 513 was carried out analogously to plasmid # 508 using the oligonucleotides KaM 434 and KaM 435.
KaM434: GCTAAGCGGATCCATTGAAGGCCGCATGAAGTTCTCCATTGCTGC
KaM435: CCAATGGGGATCCGAGGATGGAGCCAAGGG
Beispiel 4Example 4
Klonierung von yaad-Hydrophobin BASF1-His6 Cloning of yaad hydrophobin BASF1-His 6
Die Klonierung des Plasmids #507 erfolgte analog zu Plasmid #508 unter Verwendung der Oligonukleotide KaM 417 und KaM 418.The Cloning of plasmid # 507 was carried out analogously to plasmid # 508 Use of the oligonucleotides KaM 417 and KaM 418.
Als
Template DNA wurde ein künstlich
synthetisierte DNA Sequenz – Hydrophobin
BASF1-eingesetzt (siehe Anhang).
KaM417: CCCGTAGCTAGTGGATCCATTGAAGGCCGCATGAAGTTCTCCGTCTCCGC
KaM418:
CTGCCATTCAGGGGATCCCATATGGAGGAGGGAGACAGThe template DNA used was an artificially synthesized DNA sequence - hydrophobin BASF1 (see Appendix).
KaM417: CCCGTAGCTAGTGGATCCATTGAAGGCCGCATGAAGTTCTCCGTCTCCGC
KaM418: CTGCCATTCAGGGGATCCCATATGGAGGAGGGAGACAG
Beispiel 5Example 5
Klonierung von yaad-Hydrophobin BASF2-His6 Cloning of yaad hydrophobin BASF2-His 6
Die Klonierung des Plasmids #506 erfolgte analog zu Plasmid #508 unter Verwendung der Oligonukleotide KaM 417 und KaM 418.The Cloning of plasmid # 506 was carried out analogously to plasmid # 508 Use of the oligonucleotides KaM 417 and KaM 418.
Als
Template DNA wurde ein künstlich
synthetisierte DNA Sequenz – Hydrophobin
BASF2-eingesetzt (siehe Anhang).
KaM417: CCCGTAGCTAGTGGATCCATTGAAGGCCGCATGAAGTTCTCCGTCTCCGC
KaM418:
CTGCCATTCAGGGGATCCCATATGGAGGAGGGAGACAG The template DNA used was an artificially synthesized DNA sequence - hydrophobin BASF2 (see Appendix).
KaM417: CCCGTAGCTAGTGGATCCATTGAAGGCCGCATGAAGTTCTCCGTCTCCGC
KaM418: CTGCCATTCAGGGGATCCCATATGGAGGAGGGAGACAG
Beispiel 6Example 6
Klonierung von yaad-Hydrophobin SC3-His6 Cloning of yaad hydrophobin SC3-His 6
Die Klonierung des Plasmids #526 erfolgte analog zu Plasmid #508 unter Verwendung der Oligonukleotide KaM464 und KaM465.The Cloning of plasmid # 526 was carried out analogously to plasmid # 508 Use of the oligonucleotides KaM464 and KaM465.
Als
Template DNA wurde cDNA von Schyzophyllum commune eingesetzt (siehe
Anhang).
KaM464: CGTTAAGGATCCGAGGATGTTGATGGGGGTGC
KaM465:
GCTAACAGATCTATGTTCGCCCGTCTCCCCGTCGTThe template DNA used was Schyzophyllum commune cDNA (see Appendix).
KaM464: CGTTAAGGATCCGAGGATGTTGATGGGGGTGC
KaM465: GCTAACAGATCTATGTTCGCCCGTCTCCCCGTCGT
Beispiel 7Example 7
Fermentation des rekombinanten E.coli Stammes yaad-Hydrophobin DewA-His6 Fermentation of the recombinant E. coli strain yaad hydrophobin DewA-His 6
Inokulation von 3 ml LB Flüssigmedium mit einem yaad-Hydrophobin DewA-His6 exprimierenden E.coli Stamm in 15 ml Greiner Röhrchen. Inkubation für 8h bei 37°C auf einem Schüttler mit 200 UpM. Je 2 1l Erlenmeyer Kolben mit Schikanen und 250 ml LB Medium (+ 100 µg/ml Ampicillin) werden mit jeweils 1 ml der Vorkultur angeimpft und 9h bei 37°C auf einem Schüttler mit 180 UpM inkubiert.Inoculate 3 ml of LB liquid medium with a yaad-hydrophobin DewA-His 6 expressing E. coli strain in 15 ml Greiner tubes. Incubate for 8 h at 37 ° C on a shaker at 200 rpm. 2 1 l Erlenmeyer flasks with baffles and 250 ml LB medium (+ 100 μg / ml ampicillin) are inoculated with 1 ml each of the preculture and incubated for 9 h at 37 ° C. on a shaker with 180 rpm.
13.5l LB-Medium (+100 µg/ml Ampicillin) in einem 20 l Fermenter mit 0,5 l Vorkultur (OD600nm 1:10 gegen H2O gemessen) animpfen. Bei einer OD60nm von ~3.5 Zugabe von 140ml 100mM IPTG. Nach 3h Fermenter auf 10°C abkühlen und Fermentationsbrühe abzentrifugieren. Zellpellet zur weiteren Aufreinigung verwenden.13.5 l LB medium (+100 μg / ml ampicillin) in a 20 l fermenter with 0.5 l preculture (OD 600nm 1:10 measured against H 2 O). At an OD 60nm of ~ 3.5 add 140ml 100mM IPTG. After 3 h fermenter, cool to 10 ° C and centrifuge the fermentation broth. Use cell pellet for further purification.
Beispiel 8Example 8
Reinigung des rekombinanten Hydrohobin-FusionsproteinsPurification of the recombinant Hydrophobin Fusion Protein
(Reinigung von Hydrophobin-Fusionsproteinen, die ein C-terminales His6-tag besitzen)(Purification of hydrophobin fusion proteins, having a C-terminal His6 tag)
100
g Zellpellet (100 – 500
mg Hydrophobin) werden mit 50 mM Natriumphosphatpuffer, pH 7,5 auf 200
ml Gesamtvolumen aufgefüllt
und resuspendiert. Die Suspension wird mit einem Ultraturrax Typ
T25 (Janke und Kunkel; IKA-Labortechnik) für 10 Minuten behandelt und
anschließend
für 1 Stunde
bei Raumtemperatur mit 500 Einheiten Benzonase (Merck, Darmstadt;
Best.-Nr. 1.01697.0001) zum Abbau der Nukleinsäuren inkubiert. Vor dem Zellaufschluss
wird mit einer Glaskartusche (P1) filtriert. Zum Zellaufschluß und für das Scheren
der restlichen genomischen DNA werden zwei Homogenisatorläufe bei
1.500 bar durchgeführt
(Microfluidizer M-110EH; Microfluidics Corp.). Das Homogenisat wird
zentrifugiert (Sorvall RC-5B, GSA-Rotor, 250 ml Zentrifugenbecher,
60 Minuten, 4°C,
12.000 Upm, 23.000 g), der Überstand
auf Eis gestellt und das Pellet in 100 ml Natriumphosphatpuffer,
pH 7,5 resuspendiert. Zentrifugation und Resuspendieren werden dreimal wiederholt,
wobei der Natriumphosphatpuffer bei der dritten Wiederholung 1 %
SDS enthält.
Nach der Resuspension wird für
eine Stunde gerührt
und eine abschliessende Zentrifugation durchgeführt (Sorvall RC-5B, GSA-Rotor, 250 ml Zentrifugenbecher,
60 Minuten, 4°C,
12.000 Upm, 23.000 g). Gemäß SDS-PAGE
Analyse ist das Hydrophobin nach der abschließenden Zentrifugation im Überstand
enthalten (
Spur
1: Auftrag Nickel-Sepharose Säule
(1:10 Verdünnung)
Spur
2: Durchlauf = Eluat Waschschritt
Spuren 3 – 5: OD 280 Maxima der Elutionsfraktionen
Lane 1: Order nickel-Sepharose column (1:10 dilution)
Lane 2: run = eluate wash step
Lanes 3 - 5: OD 280 maxima of the elution fractions
Das
Fusions-Hydrophobin der
Beispiel 9Example 9
Vereinfachtes Reinigungsverfahrensimplified cleaning process
Der in Beispiel 7 erhaltene E. coli-Zellpellet in Wasser wird mit 1000 bar durch eine Düse gepresst. Hierbei werden die Zellen vollständig aufgeschlossen. Mittels Zentrifugation wird das in Einschlusskörpern (inclusion bodies) anfallende Hydrophobin von den restlichen Zelltrümmeren abgetrennt werden. Bei einer g-Zahl von 5000 separieren sich nach 30 Minuten 2 Phasen. Die untere, Fusions-Hydrophobin-enthaltende Phase wird noch einmal mit Wasser suspendiert und wie oben zentrifugiert. Die inclusion bodies werden anschließend in 0,1 M NaOH für 60 Minuten inkubiert und so vollständig gelöst. Der pH-Wert wird mit Phosphorsäure auf 8 eingestellt und die Proteinkonzentration auf 20 mg/ml eingestellt. Die Reinheit (bezogen auf Gesamtprotein) des so produzierten Fusions-Hydrophobins liegt bei 70%.Of the E. coli cell pellet in water obtained in Example 7 is 1000 bar through a nozzle pressed. The cells are completely disrupted. through Centrifugation is obtained in inclusion bodies (inclusion bodies) Hydrophobin be separated from the remaining cell debris. at A g-number of 5000 separate 2 phases after 30 minutes. The lower, fusion hydrophobin-containing phase is redone suspended with water and centrifuged as above. The inclusion bodies are subsequently in 0.1 M NaOH for Incubated for 60 minutes and so completely dissolved. The pH is raised with phosphoric acid 8 and the protein concentration adjusted to 20 mg / ml. The purity (in terms of total protein) of the fusion hydrophobin thus produced is 70%.
Beispiel 10Example 10
Sprühtrocknung von HydrophobinSpray drying of hydrophobin
Die in Beispiel 9 erhaltene Hydrophobinlösung wird in einem handelsüblichen Sprühtrockner weiter verarbeitet.The obtained in Example 9 Hydrophobinlösung is in a commercial spray dryer further processed.
Die Sprühtrocknung erfolgt mit einem Zusatz von 10 % w/w Mannitol bei einer Eingangstemperaturen von 160°C und Ausgangstemperaturen von 70°C. Es wurde ein feinpulvriges Produkt erhalten.The Spray drying with an addition of 10% w / w mannitol at an inlet temperature of 160 ° C and Outlet temperatures of 70 ° C. A finely powdered product was obtained.
Beispiel 11Example 11
Anwendungstechnische Prüfung; Charakterisierung des Fusions-Hydrophobins durch Kontaktwinkeländerung eines Wassertropfens auf GlasApplication testing; characterization of the fusion hydrophobin by changing the contact angle of a water drop on glass
Substrat:substrate:
Glas (Fensterglas, Süddeutsche Glas, Mannheim):Glass (window glass, South German Glass, Mannheim):
- – Sprühgetrocknetes Hydrophobin gemäß Beispiel 10 wird in einer wässrigen Pufferlösung (50mM Tris, pH 8 + 0,1 mM CaCl2 (Endkonzentration) + 0,1% Polyoxyethylen(20)sorbitanmonolaureat (Tween® 20)) aufgenommen und auf eine Konzentration von 100 µg/mL eingestellt- Spray-dried hydrophobin according to Example 10 is received (8 + 0.1 mM CaCl 2 (final concentration) + 0.1% polyoxyethylene (20) sorbitan monolaurate (Tween ® 20) 50 mM Tris, pH) in an aqueous buffer solution and at a concentration of 100 μg / mL
- – Inkubation von Glasplättchen über Nacht (Temperatur 80°C) danach Beschichtung waschen in destilliertem Wasser- Incubation of glass slides overnight (Temperature 80 ° C) then wash the coating in distilled water
- – danach Inkubation 10min/80°C/1% Natrium-Dodecylsulfat (SDS)-Lösung in dest. Wasser- after that Incubation 10min / 80 ° C / 1% Sodium dodecyl sulfate (SDS) solution in dest. water
- – Waschen in dest. Wasser- To wash in dest. water
Die Proben werden an der Luft getrocknet und der Kontaktwinkel (in Grad) eines Tropfens von 5 µl Wasser bei Raumtemperatur bestimmt.The Samples are dried in air and the contact angle (in degrees) a drop of 5 μl of water determined at room temperature.
Die Kontaktwinkelmessung wurde auf einem Gerät Dataphysics Contact Angle System OCA 15+, Software SCA 20.2.0. (November 2002) bestimmt. Die Messung erfolgte gemäss den Herstellerangaben.The Contact angle measurement was done on a Dataphysics Contact Angle device System OCA 15+, Software SCA 20.2.0. (November 2002). The Measurement was carried out according to the manufacturer's information.
Unbehandeltes Glas ergab einen Kontaktwinkel von 30 ± 5°; das beschichte Glas wies einen Kontaktwinkel von 75 ± 5° auf.Untreated Glass gave a contact angle of 30 ± 5 °; the coated glass had one Contact angle of 75 ± 5 ° on.
Beispiel 12Example 12
Beschichtungsversuche mit dem Fusions-Hydrophobin mittels Sprühen:coating tests with the fusion hydrophobin by spraying:
1. Besprühen von Polyethylen – Platten:1. Spray from Polyethylene plates:
Für die Versuche wurde eine gemäß Beispiel 8 erhaltene Lösung von yaad-Xa-dewA-his (SEQ ID NO: 20) eingesetzt. Die Lösung enthielt außerdem Natriumphosphat-Puffer in einer Konzentration von 50 mM. Die Konzentration des Fusion-Hydrophobins in der Lösung betrug 11,23 mg/ml, der pH-Wert der Lösung 7,5.For the experiments became one according to example 8 solution obtained from yaad-xa-dewA-his (SEQ ID NO: 20) used. The solution also contained sodium phosphate buffer at one concentration of 50 mM. The concentration of fusion hydrophobin in the solution was 11.23 mg / ml, the pH of the solution 7.5.
Weiterhin wurde die gemäß dem vereinfachten Reinigungsverfahren gemäß Beispiel 9 erhaltene Lösung eingesetzt.Farther became the according to the simplified Cleaning procedure according to example 9 solution obtained used.
Für die Sprühversuche wurden die Lösungen etwa 100-fach auf eine Konzentration von 100 µg/ml Fusionshydrophobin verdünnt. Zum Verdünnen wurden jeweils die folgenden Lösungen bzw. Lösungsmittel eingesetzt: For the spray experiments, the solutions were diluted about 100-fold to a concentration of 100 μg / ml fusion hydrophobin. For dilution, the following solutions or solvents were used in each case:
Diese Lösungen 10-1 bis 10-5 wurden nun mit einem Laborsprühgerät (Desaga SG1) so auf Polyethylen – Platten (Simona® PE-HWU) aufgesprüht, so dass ein dünner, gleichmäßiger Film auf der Oberfläche entstand. Dieser Flüssigkeitsfilm trocknete innerhalb von 2 h bei RT vollständig ab. Nach einer Ruhezeit von weiteren 2 Stunden wurden die Platten sorgfältig mit viel Wasser gespült, und über Nacht an Luft getrocknet.These solutions 10-1 to 10-5 were then sprayed on polyethylene (Simona ® PE-HWU) with a laboratory sprayer (Desaga SG1) to form a thin, even film on the surface. This liquid film dried completely within 2 h at RT. After a rest period of a further 2 hours, the plates were rinsed thoroughly with plenty of water and dried in air overnight.
Zur Beurteilung der Qualität wurde der Kontaktwinkel der beschichteten Oberfläche wie oben beschrieben gemessen. Weiterhin wurde die Filmbildung von Wasser auf der Oberfläche optisch beurteilt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengestellt.to Assessment of quality The contact angle of the coated surface was measured as described above. Furthermore, the film formation of water on the surface became optical assessed. The results are summarized in Table 1.
Tab. 1: Beschichtung von Polyethylen-Platten mit Fusions-Hydrophobinen Tab. 1: Coating of polyethylene plates with fusion hydrophobins
Mit allen Lösungen der Fusions-Hydrophobine ließ sich eine Hydrophilierung der Oberflächen erreichen. Dabei ist der Effekt mit einer gepufferten Lösung, aber ohne Tensid am deutlichsten.With all solutions the fusion hydrophobins settled a hydrophilization of the surfaces to reach. This is the effect with a buffered solution, though without surfactant most clearly.
2. Besprühen von Aluminiumblechen2. Spray from aluminum sheets
Für die Versuche wurden handelsübliche Aluminium-Bleche verwendet (Fa. Elastogran).For the experiments were commercially available Aluminum sheets used (Elastogran).
Auf die gleiche Weise wie oben beschrieben wurden die Aluminiumbleche mit der Lösung 10-1 (nur Wasser) bzw. 10-2 (Fusions-Hydrophobin in Tris-Puffer) besprüht, getrocknet und mit VE-Wasser gespült. Der Verbrauch an Lösung betrug 150 mL EV 60646 (100µg/ml) für 1,2m2 Blech, dies entspricht etwa 12,5mg Hydrophobin/m2.In the same manner as described above, the aluminum sheets were sprayed with the solution 10-1 (water only) and 10-2 (fusion hydrophobin in Tris buffer), dried and rinsed with demineralized water. The consumption of solution was 150 mL EV 60646 (100 μg / ml) for 1.2m 2 sheet, this corresponds to about 12.5 mg hydrophobin / m 2 .
Tab. 2: Beschichtung von Aluminium-Platten mit Fusions-Hydrophobinen Tab. 2: Coating of aluminum plates with fusion hydrophobins
Es ist eine leichte Hydrophobierung der Aluminium-Oberfläche mittels Kontaktwinkelmessung zu erkennen. Hinsichtlich der Filmbildung von Wasser auf der Aluminiumoberfläche ist eine deutliche Modifizierung ersichtlich.It is a slight hydrophobing of the aluminum surface by means of To recognize contact angle measurement. Regarding the film formation of Water on the aluminum surface a clear modification is evident.
Die beiden unterschiedlich aufgearbeiteten Lösungen des Fusions-Hydrophobins unterscheiden sich nicht hinsichtlich ihrer Wirksamkeit.The two differently processed solutions of the fusion hydrophobin do not differ in their effectiveness.
Beispiel 13Example 13
Quervernetzung von Oberflächen und HydrophobinCross-linking of surfaces and hydrophobin
Substrat: Leder (Wet Blue)Substrate: Leather (Wet Blue)
- – Sprühgetrocknetes Hydrophobin wird in Wasser aufgenommen und auf eine Konzentration von 100 µg/mL eingestellt- Spray dried Hydrophobin is absorbed in water and concentrated of 100 μg / mL adjusted
- – Inkubation von Lederstücken über Nacht (bei Raumtemperatur) in 50mM Tris pH 8 + 0,1 mM CaCl2 (Endkonzentration) + 0,1% Polyoxyethylen(20)sorbitanmonolaureat (Tween® 20)- incubation of leather pieces overnight (at room temperature) in 50 mM Tris pH 8 + 0.1 mM CaCl 2 (final concentration) + 0.1% polyoxyethylene (20) sorbitan monolaurate (Tween ® 20)
- – danach Beschichtung waschen in destilliertem Wasser- after that Wash the coating in distilled water
- – danach Inkubation 10min/80°C/1% Natrium-Dodecylsulfat (SDS)-Lösung in dest. Wasser- after that Incubation 10min / 80 ° C / 1% Sodium dodecyl sulfate (SDS) solution in dest. water
- – Waschen in dest. Wasser- To wash in dest. water
- – Inkubation mit 0,01 % Glutardialdehydlösung in Wasser (2 Stunden bei Raumtemperatur)- Incubation with 0.01% glutaraldehyde solution in water (2 hours at room temperature)
- – Waschen in dest. Wasser- To wash in dest. water
Es kommt zu einer signifikanten Hydrophilisierung des Leders, das durch die Quervernetzung zusätzliche mechanische Stabilität gewinnt. Die Hydrophilierung kann in bekannter Art und Weise mittels Wassertropfenaufnahme bestimmt werden. Während ein Wassertropfen auf unbehandeltem Leder ca. 4 min bis zum Einziehen brauchte, zog ein gleich großer Wassertropfen innerhalb von weniger als 1 min in das mit Hydrophobin behandelte Leder ein.It comes to a significant hydrophilization of the leather by the cross-linking additional mechanical stability wins. The hydrophilization can be carried out in a known manner by means of Water drop recording to be determined. While a drop of water on Untreated leather took about 4 minutes to move in, moved in same size Drops of water into the hydrophobin treated within less than 1 minute Leather.
Beispiel 15Example 15
Trocknung mittels IR-Strahlungdesiccation by means of IR radiation
Substrat:substrate:
Glas (Fensterglas, Süddeutsche Glas, Mannheim):Glass (window glass, South German Glass, Mannheim):
- – Sprühgetrocknetes Hydrophobin gemäß Beispiel 9 wird in 10mM Tris pH 8 aufgenommen und auf eine Konzentration von 50 µg/mL eingestellt.- Spray dried Hydrophobin according to example 9 is taken up in 10mM Tris pH 8 and adjusted to a concentration of 50 μg / mL set.
- – Glasplättchen werden mit der Hydrophobinlösung benetzt und mittels IR-Strahlung (IR125R von der Marke Philips) innerhalb von 10 min getrocknet. Temperatur der Oberfläche ca. 100 bis 120°C- Glass slides are with the hydrophobin solution wetted and by means of IR radiation (IR125R from the Philips brand) dried within 10 min. Temperature of the surface about 100 to 120 ° C
Der Kontaktwinkel (in Grad) eines Tropfens von 5 µl Wasser wird bei Raumtemperatur bestimmt.Of the Contact angle (in degrees) of a drop of 5 μl of water is at room temperature certainly.
Die Kontaktwinkelmessung wurde auf einem Gerät Dataphysics Contact Angle System OCA 15+, Software SCA 20.2.0. (November 2002) bestimmt. Die Messung erfolgte gemäss den Herstellerangaben.The Contact angle measurement was done on a Dataphysics Contact Angle device System OCA 15+, Software SCA 20.2.0. (November 2002). The Measurement was carried out according to the manufacturer's information.
Unbehandeltes Glas ergab einen Kontaktwinkel von 30 ± 5°; das behandelte Glas ergab einen Kontaktwinkel von 75 ± 15°.Untreated Glass gave a contact angle of 30 ± 5 °; the treated glass gave a contact angle of 75 ± 15 °.
Zuordnung der Sequenznamen zu DNA- und Polypeptidsequenzen im Sequenzprotokoll Assignment of sequence names to DNA and polypeptide sequences in the sequence listing
Es folgt ein Sequenzprotokoll nach WIPO St. 25.It follows a sequence listing according to WIPO St. 25. Dieses kann von der amtlichen Veröffentlichungsplattform des DPMA heruntergeladen werden.This can from the official publication platform downloaded from the DPMA.
Claims (13)
Priority Applications (5)
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---|---|---|---|
DE200510051515 DE102005051515A1 (en) | 2005-10-26 | 2005-10-26 | Coating surfaces with hydrophobins involves coating with hydrophobin in form of fusion hydrophobin and using formulation with pH value of greater than or equal to 4 |
PCT/EP2006/050723 WO2006082253A2 (en) | 2005-02-07 | 2006-02-07 | Method for coating surfaces with hydrophobins |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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DE102011089241B3 (en) * | 2011-12-20 | 2013-04-11 | Technische Universität Dresden | Coating substrate with monolayer of self-assembling proteins, by providing protein-containing coating solution, contacting surface of substrate with the protein-containing solution, and removing supernatant solution from coated substrate |
-
2005
- 2005-10-26 DE DE200510051515 patent/DE102005051515A1/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
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WO2013026919A1 (en) | 2011-08-24 | 2013-02-28 | Technische Universität Dresden | Method for coating substrates with at least one monolayer of self-assembling proteins |
US10000536B2 (en) | 2011-08-24 | 2018-06-19 | Technische Universität Dresden | Method for coating substrates with at least one monolayer of self-assembling proteins |
DE102011089241B3 (en) * | 2011-12-20 | 2013-04-11 | Technische Universität Dresden | Coating substrate with monolayer of self-assembling proteins, by providing protein-containing coating solution, contacting surface of substrate with the protein-containing solution, and removing supernatant solution from coated substrate |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |