ES2219752T3 - Enzima con actividad pectina esterasa. - Google Patents
Enzima con actividad pectina esterasa.Info
- Publication number
- ES2219752T3 ES2219752T3 ES97904350T ES97904350T ES2219752T3 ES 2219752 T3 ES2219752 T3 ES 2219752T3 ES 97904350 T ES97904350 T ES 97904350T ES 97904350 T ES97904350 T ES 97904350T ES 2219752 T3 ES2219752 T3 ES 2219752T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- enzyme
- pectin
- dna
- strain
- esterase
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
- A23L29/00—Foods or foodstuffs containing additives; Preparation or treatment thereof
- A23L29/06—Enzymes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
- A23L2/00—Non-alcoholic beverages; Dry compositions or concentrates therefor; Their preparation
- A23L2/70—Clarifying or fining of non-alcoholic beverages; Removing unwanted matter
- A23L2/84—Clarifying or fining of non-alcoholic beverages; Removing unwanted matter using microorganisms or biological material, e.g. enzymes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
- A23L21/00—Marmalades, jams, jellies or the like; Products from apiculture; Preparation or treatment thereof
- A23L21/10—Marmalades; Jams; Jellies; Other similar fruit or vegetable compositions; Simulated fruit products
- A23L21/12—Marmalades; Jams; Jellies; Other similar fruit or vegetable compositions; Simulated fruit products derived from fruit or vegetable solids
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
- A23L29/00—Foods or foodstuffs containing additives; Preparation or treatment thereof
- A23L29/20—Foods or foodstuffs containing additives; Preparation or treatment thereof containing gelling or thickening agents
- A23L29/206—Foods or foodstuffs containing additives; Preparation or treatment thereof containing gelling or thickening agents of vegetable origin
- A23L29/231—Pectin; Derivatives thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12G—WINE; PREPARATION THEREOF; ALCOHOLIC BEVERAGES; PREPARATION OF ALCOHOLIC BEVERAGES NOT PROVIDED FOR IN SUBCLASSES C12C OR C12H
- C12G1/00—Preparation of wine or sparkling wine
- C12G1/02—Preparation of must from grapes; Must treatment and fermentation
- C12G1/0203—Preparation of must from grapes; Must treatment and fermentation by microbiological or enzymatic treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
- C12N9/14—Hydrolases (3)
- C12N9/16—Hydrolases (3) acting on ester bonds (3.1)
- C12N9/18—Carboxylic ester hydrolases (3.1.1)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Y—ENZYMES
- C12Y301/00—Hydrolases acting on ester bonds (3.1)
- C12Y301/01—Carboxylic ester hydrolases (3.1.1)
- C12Y301/01011—Pectinesterase (3.1.1.11)
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Zoology (AREA)
- Nutrition Science (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Enzymes And Modification Thereof (AREA)
Abstract
LA PRESENTE INVENCION SE REFIERE A UNA ENZIMA CON ACTIVIDAD PECTIN ESTERASA, UNA CONSTRUCCION DE ADN QUE CODIFICA PARA LA ENZIMA CON ACTIVIDAD PECTIN ESTERASA, UN METODO PARA LA PRODUCCION DE LA ENZIMA, UNA COMPOSICION ENZIMATICA QUE COMPRENDE DICHA ENZIMA CON ACTIVIDAD PECTIN ESTERASA Y EL USO DE DICHA ENZIMA Y COMPOSICION ENZIMATICA PARA VARIAS APLICACIONES INDUSTRIALES.
Description
Enzima con actividad pectina esterasa.
La presente invención se refiere a una enzima con
actividad pectina esterasa, un constructo de ADN que codifica la
enzima con actividad pectina esterasa, un método de producción de
la enzima, una composición enzimática que comprende dicha enzima
con actividad pectina esterasa, y el uso de dicha enzima y de la
composición enzimática para varias aplicaciones industriales.
Los polímeros de pectina son unos constituyentes
importantes de las paredes de células vegetales primarias. Estos
están compuestos por cadenas de ácido galacturónico
\alpha-D ligado 1,4 y por sus derivados metilados.
El uso de enzimas de degradación de la pectina como la
poligalacturonasa, la pectina metilesterasa, la pectina liasa o la
pectato liasa es importante para la industria alimenticia,
principalmente para el tratamiento de frutas y verduras, por
ejemplo, para la producción de zumos o para la fabricación de vinos,
debido al uso que se hace de su capacidad para catalizar la
degradación del esqueleto del polímero de la pectina.
Para varios propósitos, sería deseable
proporcionar cada una de las enzimas de degradación de la pectina
presentes, por ejemplo, en unas preparaciones comerciales que
contienen un número de distintas enzimas de degradación de la
pectina (Pectinex Ultra SP® es un ejemplo de este tipo de
preparación, preparada a base de Aspergillus aculeatus,
disponible en Novo Nordisk A/S) en una forma libre de otros
componentes. De esta manera, se podrían producir preparaciones
enzimáticas adaptadas para unos objetivos específicos, las cuales
contienen una única enzima de degradación de la pectina, o bien,
unas combinaciones arbitrarias de ésta. Para este objetivo, es
conveniente proporcionar unas enzimas de degradación de la pectina
de un único componente mediante técnicas del ADN recombinante.
La pectina metilesterasa (EC 3.1.1.11) cataliza
la eliminación del metanol de la pectina, lo que produce la
formación de ácido péptico (ácido poligalacturónico).
Las pectina metilesterasas son producidas por
varios microorganismos y se ha descubierto que también están
presentes en hojas, raíces, tallos y frutas de muchas plantas
grandes. Las pectinas metilesterasas microbianas han sido donadas
por Khanh et al. (1990) "Nucleotide and derived amino acid
sequence of a pestinesterase cDNA isolated from Aspergillus
niger strain RH5344", Nucleic Acids Res. 18:4262; Khanh
et al. (1991) "Characterization and expression of a
genomic pectin methyl esterase-encoding gene in
Aspergillus Niger", Gene 106:71-77; Spok
et al. (1991) "Molecular cloning and sequencing of a
pectinesterase gene from Pseudomonas solanacearum", J.
Gen. Microbiol. 137:131-140; Plastow (1988)
"Molecular cloning and nucleotide sequence of the pectin methyl
esterase gene of Erwinia chrysanthemi B374", Mol.
Microbiol. 2:247-254; Laurent et al. (1993)
"Characterization and overexpression of the pem gene encoding
pectin methylesterase of Erwinia chrysanthemi 3937", Gene
131:17-25; Tierny et al. (1994) "Molecular
cloning and expression in Escherichia coli of genes encoding
pectate lyase and pectin methylesterase activities from
Bacteroides thetaiotaomicron", J. Appl. Bacteriol.
76:592-602.
El documento WO 94/25575 describe la clonación de
una pectina metilesterasa de Aspergillus aculeatus.
Según la presente invención, los inventores han
conseguido el aislamiento y la caracterización de una secuencia de
ADN, a partir de un hongo Basidiomycota, que codifica una
enzima que muestra una pectina metilesterasa que se conoce también
como actividad de la pectina esterasa, por lo que se puede preparar
una composición monocomponente de pectina esterasa.
Por lo tanto, en un primer aspecto la invención
se refiere a un constructo de ADN que comprende una secuencia de
ADN que codifica una enzima que muestra una actividad de pectina
esterasa, cuya secuencia de ADN comprende
- a)
- la parte que codifica la pectina esterasa de la secuencia de ADN clonada en un plásmido pYES 2.0 presente en E. coli DSM 10357, o
- b)
- un análogo de la secuencia de ADN definida en a) que
- i)
- es homólogo al menos al 60% a la secuencia de ADN definida en a), o
- ii)
- hibridiza con la secuencia de ADN mostrada en las posiciones 4-933 en la SEC ID Nº 1 con baja astringencia, o
- iii)
- codifica un polipéptido que es homólogo al menos al 50% al polipéptido codificado por una secuencia de ADN que comprende la secuencia de ADN definida en a), o
- iv)
- codifica un polipéptido que es inmunológicamente reactivo con un anticuerpo desarrollado contra la pectina esterasa purificada y codificada por la secuencia de ADN definida en a).
La longitud total de la secuencia de ADNc que
codifica una pectina esterasa ha sido derivada de una cepa del
hongo filamentoso Meripilus giganteus y ha sido clonada en
un plásmido pYES 2.0 presente en la cepa de Escherichia coli
DSM Nº 10357.
Dicha secuencia de ADN que codifica la pectina
esterasa incluida en E. coli DSM 10357 tiene, según se cree,
la misma secuencia que la que aparece en la SEC ID Nº 1. Por lo
tanto, siempre que se hace referencia a la parte de codificación de
la pectina esterasa de la secuencia de ADN clonada en un plásmido
pYES 2.0 presente en DSM 10357, dicha referencia está destinada
también a incluir la parte que codifica la pectina de esterasa de la
secuencia de ADN presente en la SEC ID Nº 1.
Por lo tanto, los términos "parte de
codificación de la pectina esterasa de la secuencia de ADN clonada
en un plásmido pYES 2.0 presente en DSM 10357" y "parte de
codificación de la pectina esterasa de la secuencia de ADN presente
en la SEC ID Nº 1" puede ser utilizada de manera
intercambiable.
En otros aspectos, la invención proporciona un
vector de expresión que incluye el constructo de ADN de la
invención, una célula que comprende dicho constructo de ADN o dicho
vector de expresión, y un método de producción de una enzima que
muestre actividad pectina esterasa, método que comprende el cultivo
de dicha célula bajo condiciones que permitan la producción de la
enzima y la recuperación de la enzima del cultivo.
También en otro aspecto, la invención proporciona
una enzima que muestra actividad pectina esterasa, y dicha
enzima,
(a) es codificada por un constructo de ADN de la
invención; o
(b) es producida mediante el método de la
invención; y/o
(c) es inmunológicamente reactiva con un
anticuerpo desarrollado contra una pectina esterasa purificada
codificada por la parte de codificación de la pectina esterasa de
la secuencia de ADN clonada en un plásmido pYES 2.0 presente en
E. coli DSM 10357. En una forma de realización preferida la
enzima tiene la secuencia aminoácida deducida SEC ID Nº 2.
En otro aspecto, la presente invención
proporciona una composición enzimática útil para la degradación o
la modificación de una materia vegetal o de sus componentes, dicha
composición está enriquecida con una enzima que muestra actividad
pectina esterasa según se ha descrito anteriormente.
En otro aspecto, la presente invención se refiere
al uso de una enzima o una composición enzimática de la invención
para varias aplicaciones industriales.
Finalmente, la invención hace referencia a un
cultivo biológico esencialmente puro aislado de la cepa de E.
coli DSM Nº 10357, que incluye una secuencia de ADN de
codificación de la pectina esterasa (la parte de codificación de la
pectina esterasa de la secuencia de ADN clonada en un plásmido pYES
2.0 presente en E. coli DSM 10357) derivada de una cepa del
hongo filamentoso Meripilus giganteus, o de cualquier mutante
de dicha cepa de E. coli que ha retenido la capacidad de
codificación de la pectina esterasa; y a un cultivo biológico
esencialmente puro aislado del hongo filamentoso Meripilus
giganteus CBS Nº 521.95, del cual deriva la secuencia de ADN
presentada como SEC ID Nº 1.
La presente invención proporciona una
construcción de ADN que comprende una secuencia de ADN que codifica
una enzima que muestra actividad pectina esterasa, y dicha
secuencia de ADN comprende
a) la parte de codificación de la pectina
esterasa de la secuencia de ADN clonada en un plásmido pYES 2.0
presente en E. coli DSM 10357, o
b) un análogo de la secuencia de ADN definida en
a) que
- i)
- es homólogo al menos al 60% a la secuencia de ADN definida en a), o
- ii)
- hibridiza con la secuencia de ADN mostrada en las posiciones 4-933 en la SEC ID Nº 1 con baja astringencia, o
- iii)
- codifica un polipéptido que es homólogo al menos al 50% al polipéptido codificado por una secuencia de ADN que comprende la secuencia de ADN definida en a), o
- iv)
- codifica un polipéptido que es immunológicamente reactivo con un anticuerpo desarrollado contra la pectina esterasa purificada codificada por la secuencia de ADN definida en a).
Tal y como se define en la presente, una
secuencia de ADN análoga a la parte de codificación de la pectina
esterasa de la secuencia de ADN clonada en un plásmido pYES 2.0
presente en E. coli DSM 10357 pretende indicar cualquier
secuencia de ADN de codificación de una enzima que muestra
actividad pectina esterasa, y dicha enzima posee una o más
propiedades como las que se han citado anteriormente en
(i)-(iv).
La secuencia de ADN análoga puede estar aislada
de una cepa del hongo filamentoso Meripilus giganteus de
producción de la enzima con actividad pectina esterasa, u otro
organismo o un organismo relacionado, que de esta manera, puede
ser, por ejemplo, un variante alélico o especies de la parte de
codificación de la pectina esterasa de la secuencia de ADN clonada
en un plásmido pYES 2.0 presente en E. coli DSM 10357.
De forma alternativa, la secuencia análoga puede
estar construida en base a la secuencia de ADN definida como la
parte de codificación de la pectina esterasa de la SEC ID Nº 1, por
ejemplo, puede ser una subsecuencia de ésta, y/o mediante la
introducción de unas sustituciones nucleótidas que no producen
ninguna secuencia de aminoácidos de la pectina esterasa codificada
por la secuencia de ADN, pero que corresponde al uso del codón del
organismo huésped previsto para la producción de la enzima, o
mediante la introducción de unas sustituciones nucleótidas que
pueden producir una secuencia de aminoácidos diferente.
Cuando se realizan las sustituciones nucleótidas,
los cambios de aminoácidos son de preferencia menores, es decir
sustituciones de aminoácidos conservadoras que no afectan de forma
significativa a la funcionalidad o a la actividad de la proteína,
pequeñas deleciones, normalmente de uno hasta aproximadamente 30
aminoácidos; pequeñas extensiones terminales amino- o carboxilo-,
como un residuo de metionina en terminal amino, un péptido de
enlace pequeño con hasta aproximadamente 20-25
residuos, o una pequeña extensión que facilita la purificación, como
una cola de polihistidina, un epítopo antigénico o un dominio de
enlace.
Los ejemplos de sustituciones conservadoras
forman parte del grupo de aminoácidos básicos (como la arginina,
lisina, histidina), los aminoácidos acídicos (como el ácido
glutámico y el ácido aspártico), los aminoácidos polares (como la
glutamina y la asparragina), los aminoácidos hidrofóbicos (como la
leucina, isoleucina, valina), los aminoácidos aromáticos (como la
fenilalanina, el triptófano, la tirosina) y pequeños aminoácidos
(como la glicina, alanina, serina, treonina, metionina). Para una
descripción general de la sustitución nucleótida, nos referiremos
por ejemplo a Ford et al., (1991), Protein Expression and
Purification 2, 95-107.
Será evidente para los expertos en la técnica que
dichas sustituciones pueden realizarse fuera de las regiones
fundamentales para la función de la molécula y que dan como
resultado un polipéptido activo. Los aminoácidos esenciales para la
actividad del polipéptido codificado por el constructo de ADN de la
invención, y por lo tanto, en una forma preferida, no sometido a la
sustitución, pueden ser identificados según los procedimientos
conocidos en la técnica, tales como la mutagénesis dirigida o
mutagénesis de reconocimiento de la alanina (en referencia por
ejemplo a Cunningham and Wells, (1989), Science 244,
1081-1085). En la técnica precedente, se han
introducido mutaciones en cada residuo de molécula, y se han
realizado pruebas con las moléculas mutantes obtenidas con respecto
a su actividad biológica (es decir de pectina esterasa) para
identificar los residuos de aminoácidos fundamentales para la
actividad de la molécula. También se pueden determinar los lugares
de interacción del sustrato-enzima mediante un
análisis de la estructura cristalina definida por ejemplo por
técnicas tales como el análisis por resonancia magnética nuclear,
cristalografía o marcado por fotoafinidad (cf. por ejemplo de Vos
et al., (1992), Science 255, 306-312; Smith
et al., (1992), J. Mol. Biol. 224, 899-904;
Wlodaver et al., (1992), FEBS Lett. 309,
59-64).
La homología a la que se hace referencia en el
párrafo i) anterior se define como el grado de identidad entre las
dos secuencias que indican una derivación de la primera secuencia
con respecto a la segunda. La homología puede ser determinada
convenientemente por unos programas informáticos conocidos en la
técnica, como por ejemplo el GAP proporcionado en el paquete del
programa GCG (Manual de Programa para el paquete Wisconsin, Versión
8, Agosto de 1994, Genetics Computer Group, 575 Science Drive,
Madison, Wisconsin, EEUU 53711) (Needleman, S.B. and Wunsch, C.D.,
(1970), Journal of Molecular Biology, 48, 443-453).
Se utiliza el GAP con las siguientes configuraciones para la
comparación de la secuencia de ADN: penalización por creación del
GAP de 5.0, y penalización por extensión del GAP de 0.3, la parte
que codifica la secuencia de ADN muestra un grado de identidad
preferiblemente de al menos el 60%, más preferiblemente al menos del
70%, más preferiblemente al menos del 80%, más preferiblemente al
menos del 90%, más preferiblemente al menos del 95%, e incluso más
preferiblemente al menos del 97%, con la parte que codifica la
pectina esterasa de la secuencia de ADN mostrada en la SEC ID Nº
1.
La hibridación indicada anteriormente en el
párrafo (ii) pretende indicar que la secuencia análoga de ADN
hibridiza la misma sonda que la secuencia de ADN que codifica la
enzima de pectina esterasa bajo una condiciones determinadas
específicas que están descritas, de manera más detallada, en la
sección Materiales y Métodos en el texto a continuación. La sonda de
oligonucleótidos que debe ser utilizada es la secuencia de ADN
correspondiente a la parte de codificación de la pectina esterasa de
la secuencia de ADN mostrada en la SEC ID Nº 1.
La homología indicada en el párrafo iii) anterior
se define como el grado de identidad entre las dos secuencias que
indican una derivación de la primera secuencia con respecto a la
segunda. La homología puede ser determinada convenientemente por
unos programas informáticos conocidos en la técnica, como por
ejemplo el GAP proporcionado en el paquete del programa GCG (Manual
de Programa del paquete Wisconsin, versión 8, Agosto de 1994,
Genetics Computer Group, 575 Science Drive, Madison, Wisconsin, EEUU
53711) (Needleman, S.B. And Wunsch, C.D., (1970), Journal of
Molecular Biology, 48, 443-453. Se utiliza el GAP
con las siguientes configuraciones para la comparación de la
secuencia polipéptida: penalización por creación del GAP de 3.0 y
penalización por extensión del GAP de 0.1, el polipéptido codificado
por una secuencia análoga de ADN muestra un grado de identidad
preferiblemente de al menos el 50%, más preferiblemente al menos del
60%, más preferiblemente al menos del 70%, más preferiblemente al
menos del 80%, más preferiblemente al menos del 90%, más
preferiblemente al menos del 95%, y especialmente al menos del 97%
con la enzima codificada por un constructo de ADN que comprende la
parte de codificación de la pectina esterasa de la secuencia de ADN
mostrada en la SEC ID Nº 1, por ejemplo con la secuencia de
aminoácidos SEC ID Nº 2.
La presente invención se refiere también a las
variantes de pectina esterasa que poseen una secuencia de
aminoácidos, que difiere de no más de tres aminoácidos,
preferiblemente de no más de dos aminoácidos, y más preferiblemente
de no más de un aminoácido desde la parte madura de la secuencia de
aminoácidos de la SEC ID Nº 2.
En relación con la característica iv) la
reactividad inmunológica puede ser determinada por el método
descrito en la sección Materiales y Métodos en el texto a
continuación.
La secuencia de ADN de codificación de una
pectina esterasa de la invención puede ser aislada de la cepa de
Escherichia coli DSM 10357 usando unos métodos estándar por
ejemplo tal y como describe Sambrook et al., (1989),
Molecular Cloning: A Laboratory Manual. Cold Spring Harbor Lab.;
Cold Spring Harbor, NY.
La secuencia de ADN de codificación de una enzima
que muestra actividad pectina esterasa según la invención, también
puede ser aislada por cualquier método general consistente en
- -
- la clonación, en vectores adecuados, de una biblioteca de ADNc de cualquier organismo destinado a producir la pectina esterasa de interés,
- -
- la transformación de células huésped de levadura apropiadas con dichos vectores,
- -
- el cultivo de células huésped en condiciones adecuadas para expresar cualquier enzima de interés codificada por un clon en la biblioteca de ADNc,
- -
- la selección de clones positivos para la determinación de cualquier actividad pectina esterasa de la enzima producida por dichos clones, y
- -
- el aislamiento del ADN de codificación de la enzima a partir de dichos clones.
Ha sido descrito un método de aislamiento general
en las patentes WO 93/11249 o WO 94/14953, cuyos contenidos han
sido añadidos a la presente como referencia. Una descripción más
detallada del método de selección está indicado posteriormente en
el ejemplo 1.
De forma alternativa, el ADN de codificación de
una pectina esterasa según la invención puede, de acuerdo con los
procedimientos ya conocidos, ser aislado de una fuente adecuada de
manera apropiada, como cualquiera de los organismos que se van a
mencionar después, mediante el uso de sondas de oligonucleótidos
sintéticos preparados en base a una secuencia de ADN como la que se
describe en la presente. Por ejemplo, se puede preparar una sonda
de oligonucleótidos adecuada en base a la parte de codificación de
la pectina esterasa de las secuencias nucleótidas presentadas como
SEC ID Nº 1 o de cualquier subsecuencia apropiada derivada de ésta,
o en base a la secuencia de aminoácidos SEC ID Nº 2.
En una forma de realización preferida, la
secuencia de ADN de codificación de la pectina esterasa, deriva de
una cepa que pertenece a la familia de Polyporaceae, que
según la versión 3.3 de taxonomía del servidor entrez del NCBI
(actualizada el 13-12-95), es una
familia que forma parte de la categoría de Aphyllophorales,
perteneciente a la clase Hymenomycetes situada debajo de la
clase Basidiomycota.
Actualmente, está comprobado que, a partir de
otros microorganismos, se puede obtener una secuencia de ADN de
codificación de una enzima homóloga a la enzima de la invención, es
decir una secuencia análoga de ADN. Por ejemplo, la secuencia de
ADN puede derivar, de forma similar mediante la selección de una
biblioteca de ADNc de otro microorganismo, como una cepa de
Aspergillus, saccharomyces, Bacteroides,
Erwinia, Pseudomonas o Clostridium.
Un aislamiento de una cepa de Meripilus
giganteus de la que puede derivar una pectina esterasa según la
invención, ha sido depositada por los inventores según el Tratado
de Budapest sobre el Reconocimiento Internacional de Depósito de
Microorganismos a los Fines del Procedimiento en Materia de
Patentes en el Centraalbureau voor Schimmelcultures, P.O. Box 273,
3740 AG Baarn, Países Bajos (CBS).
\newpage
Fecha de depósito | : 04.07.95 |
Ref. Solicitante | : NN006040 |
Designación CBS | : Meripilus giganteus CBS Nª 521.95 |
El plásmido de expresión pYES 2.0 que comprende
la totalidad de la secuencia de ADNc de codificación de la pectina
esterasa según la invención, ha sido transformada en una cepa de
E. coli que ha sido depositada por los inventores según el
Tratado de Budapest sobre el Reconocimiento Internacional de
Depósito de Microorganismos a los Fines del Procedimiento en
Materia de Patentes en el Deutshe Sammlung von Mikroorganismen und
Zelikulturen GmbH., Masheroder Weg 1b, D-38124
Raunschweig, República Federal de Alemania, (DSM).
Fecha de depósito | : 06.12.95 |
Ref. solicitante | : NN049144 |
Designación DSM | : Escherichia coli DSM 10357 |
En otro aspecto, la invención proporciona un
vector de expresión recombinante que comprende el constructo de ADN
según la invención.
El vector de expresión de la invención puede ser
cualquier vector de expresión expuesto de manera apropiada a
procedimientos recombinantes de ADN, y la elección del vector
dependerá a menudo de la célula huésped en la que debe ser
introducido. Además, el vector puede ser un vector de replicación
autónoma, es decir un vector que existe como una entidad
extracromosómica, cuya replicación es independiente de la
replicación cromosómica, por ejemplo, un plásmido. De forma
alternativa, el vector puede ser cualquier vector que, cuando se
introduce en una célula huésped, se integra en el genoma de la
célula huésped y se replica junto con el(los)
cromosoma(s) donde se ha integrado.
En el vector de expresión, la secuencia de ADN de
codificación de la pectina esterasa debería estar conectada, de
forma operativa, a una secuencia promotora y terminadora
conveniente. La secuencia promotora puede ser cualquier secuencia
de ADN que muestre actividad transcripcional en la célula huésped
seleccionada y que puede derivar de proteínas de codificación de
genes, que pueden ser homologas o heterólogas a la célula huésped.
Los procedimientos utilizados para unir las secuencias de ADN de
codificación de la pectina esterasa, respectivamente, la promotora
y la terminadora, y para insertarlas en los vectores apropiados,
son conocidos por los expertos en la técnica (cf. por ejemplo
Sambrook et al., (1989), Molecular Cloning. A Laboratory
Manual, Cold Spring Harbor, NY).
Los ejemplos de secuencias promotoras
convenientes para una utilización con células huésped de hongos
filamentosos, son por ejemplo, la promotora de ADH3
(McKnight et al., The EMBO J. 4 (1985), 2093 - 2099)
o la promotora de tpiA. Existen otros ejemplos de secuencias
promotoras útiles, que derivan del gen que codifica la amilasa
Aspergillus oryzae TAKA, proteinasa aspártica Rhizomucor
miehei, la \alpha-amilasa neutra de
Aspergillus Niger, la \alpha-amilasa ácido
estable Aspergillus Niger, la glucoamilasa (gluA) de
Aspergillus Niger o Aspergillus awamori, la lipasa de
Rhizomucor miehei, la proteasa alcalina de Aspergillus
oryzae, la isomerasa de triosa fosfato de Aspergillus
oryzae o la acetamidasa de Aspergillus nidulans.
También en otro aspecto, la invención proporciona
una célula huésped que comprende el constructo de ADN según la
invención y/o el vector recombinante de expresión según la
invención.
De preferencia, la célula huésped según la
invención es una célula eucariótica, en particular una célula
fúngica como una célula fúngica de la levadura o filamentosa. En
una forma particular, la célula puede pertenecer a una cepa de
Trichoderma, preferiblemente Trichoderma harzianum o
Trichoderma reesei, o especies de Aspergillus, más
preferiblemente Aspergillus oryzae o Aspergillus
Niger, o especies de Fusarium, en particular una cepa de
Fusarium graminearum, Fusarium cerealis. Se pueden
transformar las células fúngicas mediante un proceso que incluye, la
formación de protoplastos, la transformación de los protoplastos
seguida de la regeneración de la membrana celular en una forma
conocida per se. El uso del Aspergillus como
microorganismo huésped está descrito en la patente
EP 238 023 (Novo Nordisk A/S), cuyos contenidos están incorporados en la presente como referencia. La célula huésped también puede ser una célula de levadura, por ejemplo una cepa de Saccharomyces, en particular Saccharomyces cerevisae, Saccharomyces kluyveri o Saccharomyces uvarum, una cepa de Schizosaccharomyces sp., como Schizo-saccharomyces Pombe, una cepa de Hansenula sp., Pichia sp., Yarrowia sp., como Yarrowia lipolytica, o Kluyveromyces sp., como kluyveromyces lactis.
EP 238 023 (Novo Nordisk A/S), cuyos contenidos están incorporados en la presente como referencia. La célula huésped también puede ser una célula de levadura, por ejemplo una cepa de Saccharomyces, en particular Saccharomyces cerevisae, Saccharomyces kluyveri o Saccharomyces uvarum, una cepa de Schizosaccharomyces sp., como Schizo-saccharomyces Pombe, una cepa de Hansenula sp., Pichia sp., Yarrowia sp., como Yarrowia lipolytica, o Kluyveromyces sp., como kluyveromyces lactis.
En otro aspecto ulterior, la presente invención
proporciona un método para la producción de una enzima según la
invención, donde una célula huésped adecuada, que ha sido
transformada mediante una secuencia de ADN de codificación de la
enzima, es cultivada bajo unas condiciones que permiten la
producción de la enzima, y la enzima resultante es recuperada del
cultivo.
El medio utilizado para cultivar las células
huésped transformadas puede ser cualquier medio convencional
apropiado para el crecimiento de las células huésped en cuestión.
De manera adecuada, la pectina esterasa expresada puede ser
segregada en el medio de cultivo, y puede ser recuperada de dicho
medio mediante unos procedimientos ya conocidos que incluyen la
separación de las células del medio por centrifugado o filtración,
precipitación de los componentes proteínicos del medio a través de
una sal como por ejemplo sulfato amónico, y posteriormente mediante
unos procesos cromatográficos como la cromatografía de intercambio
iónico, la cromatografía de afinidad, u otro proceso
si-
milar.
milar.
En otro aspecto ulterior, la presente invención
se refiere a una composición enzimática utilizada para la
modificación o la degradación de componentes de la membrana celular
vegetal, y dicha composición está enriquecida con una enzima que
muestra actividad pectina esterasa según el método descrito
anteriormente.
La composición enzimática ha sido enriquecida con
una enzima según la invención, que puede ser por ejemplo, una
composición enzimática que comprende varias actividades
enzimáticas, en particular una composición enzimática que comprende
unas enzimas de degradación de la membrana celular vegetal múltiple
como Viscozim®, Pectinex® o Pectinex Ultra SP® (todos fabricados
por Novo Nordisk A/S). De esta manera, se puede conseguir un
aumento de la capacidad de degradación de la membrana celular de la
composición enzimática.
En el presente contexto, el término
"enriquecido" pretende indicar que la actividad pectina
esterasa de la composición enzimática ha sido aumentada, por
ejemplo con un factor de enriquecimiento de 1.1, de forma adecuada,
debido a la adición de una enzima de la invención preparada según el
método descrito anteriormente.
De forma alternativa, la composición enzimática
enriquecida con una enzima que muestra actividad pectina esterasa,
puede ser una composición que comprende una enzima según la
invención como componente enzimático más importante, por ejemplo,
una composición enzimática de un solo componente.
La composición enzimática puede ser preparada
según unos métodos conocidos en la técnica y puede estar en forma
de composición líquida o seca. Por ejemplo, la composición
enzimática puede encontrarse en forma de granulado o
microgranulado. La enzima que debe ser incluida en la composición,
puede ser estabilizada según unos métodos conocidos en la
técnica.
Los ejemplos indicados más abajo indican las
utilizaciones preferidas de la composición enzimática según la
invención. La dosificación de la composición enzimática según la
invención, y otras condiciones para la utilización de la
composición, pueden ser determinadas a partir de unos métodos
conocidos en la técnica.
La composición enzimática según la invención
puede ser útil al menos con respecto a uno de los objetivos
indicados a continuación.
De manera ventajosa, se puede utilizar la
composición enzimática para el tratamiento de una materia vegetal
que contiene pectina, por ejemplo de origen vegetal o frutal, como
la materia obtenida de la soja, las remolachas azucareras o las
manzanas, para reducir la viscosidad y así, mejorar el tratamiento
o la apariencia de la materia vegetal en cuestión. Se puede obtener
una reducción de la viscosidad mediante el tratamiento de la materia
vegetal que contiene la pectina con una preparación enzimática
según la invención bajo unas condiciones adecuadas para la
degradación total o parcial de la materia que contiene la
pectina.
Se puede utilizar la composición enzimática para
la despectinización y la reducción de la viscosidad de los zumos
vegetales o frutales, especialmente en zumos de manzana o de
pera.
Se puede utilizar la preparación enzimática en el
tratamiento de triturados de frutas y verduras, por ejemplo en el
tratamiento de triturados de manzana y de pera para la producción
de zumos, y en el tratamiento de triturados de uvas para la
producción de vino.
Se puede utilizar la composición enzimática para
la producción de zumo a base de cítricos, por ejemplo para la
degradación parcial o completa de la pulpa presente en el zumo
después del prensado.
En los usos mencionados más arriba se prefiere el
hecho de que la composición enzimática incluya una preparación
enzimática que contenga poligalacturonasa, además de pectina
esterasa.
Usando una preparación enzimática según la
invención, se puede regular la consistencia y la apariencia de la
fruta o de las verduras tratadas. De esta manera, se ha descubierto
que la consistencia y la apariencia forman parte del resultado de
esta combinación de enzimas utilizada en el tratamiento, es decir
del tipo de enzimas (especialmente
\hbox{la(s)}enzima(s) de degradación de la pectina) con las que está combinada la pectina metilesterasa de la invención.
Algunos ejemplos de productos con propiedades
específicas que pueden ser producidas usando una preparación
enzimática de la invención son el zumo filtrado a base de manzanas,
peras, bayas, cítricos o tomates, y purés de zanahorias y
tomates.
A partir de la descripción precedente, se
considerará, de manera evidente, que se pueda producir la
pectinesterasa de la invención como un único componente
esencialmente libre de otras actividades enzimáticas como la
actividad poligalacturonasa y/o pectina liasa, presentes
habitualmente en las preparaciones pectinolíticas comercialmente
disponibles y que contienen pectinesterasa.
Según este concepto, el uso de la pectina
esterasa según la invención es particularmente apropiado para
ciertos fines en los que no se desea la acción de otras actividades
enzimáticas.
Algunos ejemplos de estos fines incluyen el uso
de la pectina metilesterasa para una desmetilación completa o
parcial de la pectina con frutas y verduras tratadas o no
tratadas.
La desmetilación parcial es importante, por
ejemplo cuando se desea obtener una firmeza mejorada de las frutas
o verduras. Puesto que la disminución de esta firmeza es frecuente
durante el tratamiento (por ejemplo durante el envasado y la
pasteurización). Usando una cantidad controlada de pectina esterasa
de la invención, se puede conseguir una desmetilación parcial de la
pectina presente en las frutas y verduras, y esta pectina
parcialmente desmetilada obtenida puede enlazarse de forma
reticular, por ejemplo con unos iones divalentes como el calcio,
formando de este modo frutas o verduras con mayor firmeza. De esta
manera, se puede utilizar la pectina esterasa según la invención
para mejorar la textura, por ejemplo, de pimientos rojos y verdes,
judías, guisantes y de frutas troceadas como peras y manzanas.
Se puede realizar una infusión de la enzima, por
ejemplo, no asistida por inmersión o asistida por tratamiento al
vacío.
Otro ejemplo de estos fines es la desmetilación
de la pectina, por ejemplo de cítricos, manzanas, girasoles y/o
remolachas azucareras.
Además, se puede utilizar la pectina esterasa
para obtener un aumento de la viscosidad in situ o la
formación de gel en varios productos a base de verduras o
frutas.
Se puede utilizar la pectina esterasa de la
invención sola o con otras enzimas para mejorar la digestibilidad
de los alimentos para animales que contienen pectina, por ejemplo
los alimentos preparados a base de soja, de remolacha azucarera o
de semillas de colza. Para tal fin, se añade una composición
enzimática según la invención a los productos alimentarios.
Se puede utilizar la actividad pectina esterasa
junto a otras enzimas, para producir ácido monogalacturónico o
ácido galacturónico con un contenido de oligosacáridos de una
materia que contiene pectina, como la pulpa de remolacha azucarera
y según los métodos conocidos. Se puede utilizar el ácido
monogalacturónico para la producción del ácido galactárico o para la
producción del ácido graso y de ésteres alcohólicos grasos y/o
éteres de ácido galacturónico. Se pueden utilizar los
oligosacáridos que contienen ácido galacturónico como aditivos
tanto para los alimentos para humanos como para animales.
Además, se puede utilizar la pectina esterasa, en
combinación con otras enzimas, para eliminar las sustancias
pécticas de las fibras vegetales, cuya eliminación es importante,
por ejemplo, para la producción de fibras textiles u otras materias
celulósicas. Para este propósito, se ha tratado la materia de fibra
vegetal con una cantidad apropiada de pectina esterasa según la
invención, en condiciones apropiadas, para obtener una degradación
completa o parcial de las sustancias pécticas asociadas a la
materia de fibra vegetal.
La distribución de los grupos carboxilo en la
pectina es importante para las propiedades funcionales de la
pectina.
Se han descrito diferentes métodos que permiten
determinar la distribución de los grupos carboxilo libres en la
pectina (Grasdalen, H. et al, Carbohydrate Res.,
289, 105 (1995)). Con el fin de caracterizar el modo de
acción de una pectina esterasa, se ha determinado la distribución de
los grupos de ácidos mediante un método descrito por Mort et
al. (Mort, A.J. et al, Carbohyd. Res., 247,
21 (1993)). Los ácidos galacturónicos esterificados son convertidos
en galactosa por reducción con borohidruro sódico. A continuación,
se dividen los enlaces glicosídicos de los residuos de galactosa
obtenidos de manera selectiva, mediante la solvolisis de HF. Esto
conduce a la producción de oligómeros: (Gal A)_{n} - Gal.
Estos oligómeros representan las extensiones contiguas de los
residuos Gal A entre los residuos esterificados por metilo en la
pectina. La esterasa clonada de la invención fue comparada con una
esterasa de naranja y con un tratamiento alcalino. Mediante
cromatografía de intercambio aniónico de alto rendimiento, se
separaron los oligómeros de seis residuos de ácido galacturónico, y
éstos fueron cuantificados. A partir de la distribución de estos
oligómeros, se puede determinar si los grupos ácidos en la pectina
están distribuidos de forma aleatoria o en bloque.
Grasdalen et al. en 1995 describe que la
espectroscopia NMR es un método útil para obtener una información
cuantitativa sobre la composición y la estructura secuencial de la
pectina. Contrariamente al método definido por Mort et al.
en 1993, la espectroscopia NMR representa un proceso directo para
verificar la estructura secuencial, y que sólo necesita un nivel
medio de degradación del polímero.
Sin tener ningún vínculo con otra teoría
cualquiera, se considera en la actualidad, que el rendimiento
mejorado de la pectina esterasa según la invención, aplicada en
varios procesos industriales como la gelatinización de la mermelada
(ver ejemplo 4 en la presente), se debe al modo de acción de la
enzima de la invención, que prevé preferiblemente una distribución
en bloque de los grupos ácidos en la pectina.
La invención está descrita de forma más detallada
en los ejemplos siguientes que no están, de ningún modo, destinados
a limitar el objetivo de la invención, de acuerdo con las
reivindicaciones.
Meripilus giganteus CBS 521.95 incluye la
secuencia de ADN de codificación de la pectina esterasa según la
invención.
Escherichia Coli DSM 10357 contiene el
plásmido que incluye toda la secuencia de ADNc, que codifica la
pectina esterasa de la invención, en el vector transportador pYES
2.0.
Cepa de levadura: La cepa de Saccharomyces
cerevisiae utilizada fue W3124 (MAT\alpha; ura
3-52; leu 2-3, 112;
his 3-D200; pep 4-1137; prc1::HIS3; prb1:: LEU2; cir+).
his 3-D200; pep 4-1137; prc1::HIS3; prb1:: LEU2; cir+).
Cepa de E. coli: DH10B (Life
Technologies)
El vector pHD414 de expresión de
Aspergillus es un derivado del plásmido p775 (descrito en la
patente EP
238 023). La construcción de pHD414 también está descrita en la patente WO 93/11249.
238 023). La construcción de pHD414 también está descrita en la patente WO 93/11249.
pYES 2.0 (Invitrogen)
pA2PE18 (ver ejemplo 1)
La extracción del ARN total se realiza con
tiocianato de guanidino, seguido por ultracentrifugado a través de
un amortiguador de CsCl 5.7 M, obteniéndose el aislamiento del ARN
poli(A)^{+} por cromatografía de afinidad de la
\hbox{oligo(dT)-}celulosa a través del uso de unos procedimientos descritos en la patente WO 94/14953.
Síntesis del ADNc: se sintetiza el ADNc
bicatenario a partir de 5 \mug de ARN poli(A)^{+}
mediante el método de
\hbox{Rnasa H}(Gubler y Hoffman (1983) Gene 25:263-269, Sambrook et al. (1989) Molecular cloning: A laboratory manual, Cold Spring Harbor lab., Cold Spring Harbor, NY) usando una modificación de la horquilla desarrollada por
F. S. Hagen (pers. comm.). El ARN poli(A)^{+} (5 \mug en 5 \mul de agua tratada con DEPC) es calentado a 70ºC durante
\hbox{8 min.}en un tubo Eppendorph previamente siliconado, libre de RNasa, enfriado en hielo y combinado hasta un volumen final de 50 \mul con un tampón de transcriptasa inversa (Tris-Cl 50 mM, pH 8.3, KCl 75 mM, MgCl_{2} 3 mM, DTT 10 mM, Bethesda Research Laboratories) que contiene 1 mM de dATP, dGTP y dTTP y 5-metil-dCTP 0.5 mM (Pharmacia), 40 unidades de inhibidor de ribonucleasa de placenta humana (RNasin, Promega), 1.45 \mug de un cebador de oligo(dT)_{18}-Not I (Pharmacia) y 1000 unidades de transcriptasa inversa SuperScript II RNasa H (Bethesda Research Laboratories). La primera cadena de ADNc es sintetizada por incubación de la mezcla de reacción a 45ºC durante
1 hora. Después de la síntesis, la mezcla híbrida de ARNm:ADNc es filtrada en gel a través de una columna MicroSpin S-400 HR (Pharmacia) según las instrucciones de los fabricantes.
Después de la filtración en gel, se diluyen los
híbridos en un segundo tampón de cadena de 250 \mul
(tris-Cl 20 mM, pH 7.4, KCl 90 mM, MgCl_{2} 4.6
mM, (NH_{4})_{2}SO_{4} 10 mM, \betaNAD+ 0.16 mM) que
contiene 200 \muM de cada dNTP, 60 unidades de polimerasa I de ADN
de E. coli (Pharmacia), 5.25 unidades de RNasa H (Promega) y
15 unidades de ligasa de ADN de E. coli (Boehringer
Mannheim). La síntesis de la segunda cadena de ADNc se realiza
mediante la incubación del tubo de reacción a una temperatura de
16ºC durante 2 horas, y después a 25ºC durante 15 min. Se detiene la
reacción añadiendo EDTA a una concentración final de 20 mM seguida
de las extracciones de fenol y de cloroformo.
Tratamiento de la nucleasa de judía Mung:
el ADNc bicatenario es precipitado a -20ºC durante 12 horas
mediante la adición de 2 vols de EtOH al 96%, 0.2 vol de NH_{4}Ac
10 M, recuperado por centrifugado, lavado en de EtOH al 70%, secado
y vuelto a suspender en 30 \mul de un tampón de nucleasa de judía
Mung (NaAc 30 mM, pH 4.6, NaCl 300 mM, ZnSO_{4} 1 mM, DTT 0.35
mM, glicerol al 2%) que contiene 25 unidades de nucleasa de judía
Mung (Pharmacia). La horquilla de ADN monocatenario está cortada
por incubación de la reacción a 30ºC durante 30 minutos, seguido de
la adición de 70 \mul de tris-Cl 10 mM, pH 7.5,
EDTA 1 mM, la extracción del fenol y la precipitación con 2 vols de
EtOH al 96% y 0.1 vol de NaAc 3 M, pH 5.2 en hielo durante 30
minutos.
Extremo romo con ADN polimerasa T4: Los
ADNc bicatenarios son recuperados por centrifugado y dispuestos en
extremo romo en 30 \mul de tampón de ADN polimerasa T4
(Tris-acetato 20 mM, pH 7.9, MgAc 10 mM, KAc 50 mM,
DTT 1 mM) que contiene 0.5 mM de cada dNTP y 5 unidades de ADN
polimerasa T4 (New England Biolabs) mediante la incubación de la
mezcla reactiva a 16ºC durante 1 hora. Se detiene la reacción
añadiendo EDTA a una concentración final de 20 mM, seguido de las
extracciones de fenol y de cloroformo, y de la precipitación
durante 12 horas a -20ºC mediante la adición de 2 vols de EtOH al
96% y 0.1 vol de NaAc 3 M con un pH de 5.2.
Tras la reacción del contenido, los ADNc son
recuperados por centrifugado, lavados en EtOH al 70% y secados. Se
vuelve a suspender el granulado de ADNc en un tampón de ligadura de
25 \mul (tris-Cl 30 mM, pH 7.8, MgCl_{2} 10 mM,
DTT 10 mM, ATP 0.5 mM) que contiene 2.5 \mug de adaptadores BstXI
no-palindrómicos (Invitrogen) y 30 unidades de
ligasa T4 (Promega), y se incuba a 16ºC durante 12 horas. La
reacción es detenida mediante su calentamiento a 65ºC durante 20
min. y posteriormente se enfría en hielo durante 5 min. El ADNc
adaptado es digerido con una enzima de restricción NOT I mediante
la adición de 20 \mul de agua, 5 \mul de un tampón enzimático de
restricción 10x NOT I (New England Biolabs) y 50 unidades de Not I
(New England Biolabs), seguido por la incubación durante 2.5 horas
a 37ºC. La reacción es detenida por calentamiento a 65ºC durante 10
min. Se dividen los ADNc por tamaño mediante electroforesis en gel
en un gel de agarosa de SeaPlaque GTG al 0.8% de baja temperatura
de fusión (FMC) en 1x TBE, para separar los adaptadores no ligados
y los ADNc de tamaño pequeño. El ADNc es seleccionado por tamaños
con un corte de 0.7 kb y liberado del gel mediante el uso de
\beta-Agarasa (New England Biolabs) según las
instrucciones del fabricante, y es precipitado durante 12 horas a
-20ºC mediante la adición de 2 vols de EtOH al 96% y 0.1 vol de
NaAc 3 M con un pH de 5.2.
Construcción de bibliotecas: Se recupera
el ADNc direccional, seleccionado por tamaños mediante
centrifugado, se lava en EtOH al 70%, se seca y se vuelve a
suspender en 30 \mul de tris-Cl 10 mM, pH 7.5,
EDTA 1 mM. Los ADNc son desalados mediante filtración en gel a
través de una columna MicroSpin S-300 HR
(Pharmacia) según las instrucciones de los fabricantes. Se realizan
tres pruebas de ligaduras en un tampón de ligadura de 10 \mul
(tris-Cl 30 mM, pH 7.8, MgCl_{2} 10 mM, DTT 10 mM,
ATP 0.5 mM) con un contenido de 5 \mul de ADNc bicatenario (tubos
de reacción #1 y #2), 15 unidades de ligasa T4 (Promega) y 30 ng
(tubo #1), 40 ng (tubo #2) y 40 ng (tubo #3, el control anterior del
vector) del vector pYES 2.0 dividido BstXI-Not I. Se
obtienen las reacciones de ligadura por incubación a 16ºC durante
12 horas, calentándose a 70ºC durante 20 min. y mediante la adición
de 10 \mul de agua en cada tubo. Se somete a electroporación 1
\mul de cada mezcla de ligadura en 40 \mul de células
electrocompetentes DH10B de
E. coli (Bethesda research Laboratories) según está descrito (Sambrook et al. (1989) Molecular cloning: A laboratory manual, Cold Spring Harbor Lab., Cold Spring Harbor, NY). En condiciones óptimas, se establece una biblioteca en E. coli que consiste en agrupaciones. Cada agrupación está formada extendiendo la E. coli transformada en placas de agar LB+ampicillina dando como resultado 15.000-30.000 colonias/placa después de la incubación a 37ºC durante 24 horas. Se añaden 20 ml de LB+ampicilina a la placa y se suspenden las células en la misma. La suspensión de células es agitada en un tubo de 50 ml durante 1 hora a 37ºC. El ADN plásmido es aislado de las células según las instrucciones del fabricante mediante la utilización de un conjunto plásmido QIAGEN, y se almacena este último a -20ºC.
E. coli (Bethesda research Laboratories) según está descrito (Sambrook et al. (1989) Molecular cloning: A laboratory manual, Cold Spring Harbor Lab., Cold Spring Harbor, NY). En condiciones óptimas, se establece una biblioteca en E. coli que consiste en agrupaciones. Cada agrupación está formada extendiendo la E. coli transformada en placas de agar LB+ampicillina dando como resultado 15.000-30.000 colonias/placa después de la incubación a 37ºC durante 24 horas. Se añaden 20 ml de LB+ampicilina a la placa y se suspenden las células en la misma. La suspensión de células es agitada en un tubo de 50 ml durante 1 hora a 37ºC. El ADN plásmido es aislado de las células según las instrucciones del fabricante mediante la utilización de un conjunto plásmido QIAGEN, y se almacena este último a -20ºC.
Se transforma 1 \mul de partes alícuotas de ADN
plásmido purificado (100 ng/\mul) de agrupaciones individuales en
S. cerevisiae W3124 por electroporación (Becker y Guarante
(1991) Methods Enzymol. 194:182-187) y los
transformantes son laminados en agar SC con un contenido de glucosa
al 2% e incubados a 30ºC.
De 3 a 5 días después de la incubación, se
laminaron otra vez las placas agar SC en un conjunto de placas agar
SC + galactosa. Estas placas fueron incubadas durante 2 a 4 días a
30ºC y cubiertas con un gel de recubrimiento a base de pectina, que
contenía un 1% de pectina de manzana DE al 75%, agarosa HSB al 1%
en un tampón apropiado, para detectar la actividad pectinolítica.
Tras la incubación a 30ºC hasta el día siguiente, se vertieron
10-15 ml de una solución de MTAB al 1% (bromuro de
alquiltrimetilamonio mezclado) sobre la capa de recubrimiento, y se
eliminó después de 1 hora. Las colonias positivas de pectina
metilesterasa fueron identificadas como colonias rodeadas por un
halo blanco.
Se obtienen los clones positivos en forma de
colonias individuales, las inserciones de ADNc fueron añadidas
directamente a partir de la colonia de levadura usando cebadores
poliligadores biotinilados, purificados por un sistema de cuentas
magnéticas (Dynabead M-280, Dynal) y caracterizados
individualmente mediante una secuenciación del extremo 5' de cada
clon de ADNc mediante el método de terminación de cadena (Sanger
et al. (1977) Proc. Natl. Acad. Sci. E.E.U.U.
74:5463-5467) y el sistema Sequenase (United States
Biochemical).
Una colonia de levadura productora de pectina
esterasa es inoculada en 20 ml de caldo YPD en un tubo de ensayo de
cristal de 50 ml. El tubo es agitado durante 2 días a 30ºC. Las
células son recuperadas por centrifugado durante 10 min. de 3000
rpm.
El ADN es aislado, según la patente WO 94/14953,
y disuelto en 50 \mul de agua. El ADN se convierte en E.
coli mediante unos procedimientos estándar. El ADN plásmido es
aislado de la E. coli mediante unos procedimientos estándar,
y analizado mediante un análisis de las enzimas de restricción. Se
elimina la inserción de ADNc usando unas enzimas de restricción
apropiadas y ligándose en un vector de expresión de
Aspergillus.
Se pueden preparar los protoplastos según se
describe en la patente WO 95/02043, p.16, línea 21 - página 17,
línea 12, incorporados como referencia en la presente.
Se mezcla una suspensión de 100 \mul de
protoplasto con 5-25 \mug de ADN apropiado en 10
\mul de STC (Sorbitol
1.2 M, tris-HCl 10 mM, pH = 7.5, CaCl_{2} 10 mM). Se mezclan los protoplastos con p3SR2 (un plásmido transportador del gen amdS de A. nidulans). La mezcla es mantenida a temperatura ambiente durante 25 minutos. Se añaden 0.2 ml de PEG 4000 al 60% (BDH 29576), CaCl_{2} 10 mM y tris-HCl 10 mM, pH 7.5 y se mezclan cuidadosamente (dos veces), y finalmente se añade 0.85 ml de la misma solución y se mezcla cuidadosamente. La mezcla es mantenida a temperatura ambiente durante 25 minutos, centrifugada a 2500 g durante 15 minutos y se vuelve a suspender el granulado en 2 ml de Sorbitol 1.2 M. Después de otra sedimentación, los protoplastos son esparcidos en unas placas mínimas (Cove, Biochem. Biofis. Acta 113 (1966) 51-56) que contienen sacarosa 1.0 M, pH 7.0, acetamida 10 mM como fuente de nitrógeno y CsCl 20 mM para inhibir el crecimiento residual. Tras la incubación durante 4 a 7 días a 37ºC, se seleccionan las esporas y se esparcen en colonias individuales. Se repite este procedimiento y las esporas de una colonia individual son almacenadas como transformantes definidos después del segundo reaislamiento.
1.2 M, tris-HCl 10 mM, pH = 7.5, CaCl_{2} 10 mM). Se mezclan los protoplastos con p3SR2 (un plásmido transportador del gen amdS de A. nidulans). La mezcla es mantenida a temperatura ambiente durante 25 minutos. Se añaden 0.2 ml de PEG 4000 al 60% (BDH 29576), CaCl_{2} 10 mM y tris-HCl 10 mM, pH 7.5 y se mezclan cuidadosamente (dos veces), y finalmente se añade 0.85 ml de la misma solución y se mezcla cuidadosamente. La mezcla es mantenida a temperatura ambiente durante 25 minutos, centrifugada a 2500 g durante 15 minutos y se vuelve a suspender el granulado en 2 ml de Sorbitol 1.2 M. Después de otra sedimentación, los protoplastos son esparcidos en unas placas mínimas (Cove, Biochem. Biofis. Acta 113 (1966) 51-56) que contienen sacarosa 1.0 M, pH 7.0, acetamida 10 mM como fuente de nitrógeno y CsCl 20 mM para inhibir el crecimiento residual. Tras la incubación durante 4 a 7 días a 37ºC, se seleccionan las esporas y se esparcen en colonias individuales. Se repite este procedimiento y las esporas de una colonia individual son almacenadas como transformantes definidos después del segundo reaislamiento.
Cada uno de los transformantes es inoculado en 10
ml de YPM (según se indica más abajo) y propagado. Después de 2 a 5
días de incubación a 30ºC, se elimina el sobrenadante. Se determina
la actividad pectina esterasa mediante la aplicación de 10 \mul
de sobrenadante en unos orificios de 4 mm de diámetro realizados en
un gel de agarosa que contiene un 1% de pectina de manzana DE al
75%, la incubación hasta el día siguiente a 30ºC, y la
precipitación con MTAB según el método descrito anteriormente. La
actividad pectina esterasa es definida posteriormente por un halo
blanco.
Se realizaron las fermentaciones en forma de
procesos discontinuos con maltodextrina como fuente de carbono,
urea como fuente de nitrógeno, y un extracto de levadura. Se
mantuvo el pH a 7.0 y la temperatura a 34ºC durante todo el
proceso. Después de la fermentación se recuperó la pectina esterasa
por centrifugado y filtración del
germen.
germen.
Se purificó la esterasa de pectina recombinante
de A. oryzae según se indica a continuación: después de 5
días de cultivo, se recuperó el sobrenadante de cultivo, y se
centrifugó, se filtró el germen, y se ultrafiltró en un sistema de
ultrafiltración Filtron (Minisette) de 3 kDa hasta un volumen
mínimo. Se dializaron 25 ml de producto ultrafiltrado con
H_{3}BO_{3} 50 mM, DMG 5 mM, CaCl_{2} 1 mM, con un pH de 7.0,
dispuestos en una columna de 40 ml de Q-Sepharose FF
(Pharmacia, Suecia) equilibrado en el mismo tampón. Después del
lavado de la columna, la proteína ligada fue eluida con un gradiente
lineal de NaCl (de 0 a 0.5 M de NaCl). Para determinar la actividad
pectina esterasa, se analizaron las fracciones obtenidas con la
columna mediante el ensayo de la pectina de manzana según el método
descrito anteriormente. La mayor parte de la actividad pectina
esterasa fue detectada en el producto filtrado, mientras que la
mayor parte de la proteína estaba ligada con la columna.
Se ajustó el pH del producto filtrado a 4.5 con
CH_{3}COOH y se dispuso en una columna de 50 ml de
S-Sepharose HP (Pharmacia, Suecia) equilibrado en
25 mM de CH_{3}COOH/NaOH, con un pH de 4.5. Después del lavado de
la columna, la proteína ligada fue eluida con un gradiente lineal
de NaCl (de 0 a 0.25 M de NaCl). Las fracciones obtenidas con la
columna fueron analizadas para determinar la actividad pectina
esterasa. Se eluyó la mayor parte de la actividad pectina esterasa
hasta un valor máximo y se agruparon las fracciones de valor
máximo.
Se añadió sulfato amónico (AMS) a la agrupación
en una concentración final de AMS de 1.6 M, y la enzima fue añadida
a una columna Phenyl Toyopearl de 40 ml equilibrada en
H_{3}BO_{3} 100 mM, DMG 10 mM, CaCl_{2} 2 mM, AMS 1.6 M, con
un pH de 7.0. Después del lavado de la columna, la proteína ligada
fue eluida con un gradiente lineal de AMS (de 1.6 a 0 M de AMS). El
tampón del valor máximo de la pectina esterasa fue sustituido por 25
mM de CH_{3}COOH/NaOH, con un pH de 4.5, por el paso a una
columna de 1.4L de Sephadex G25 equilibrado en 25 mM de
CH_{3}COOH/NaOH, con un pH de 4.5.
Se dispuso la enzima de pectina esterasa en una
columna de 50 ml de S-Sepharose HP equilibrado en
25 mM de CH_{3}COOH/NaOH, con un pH de 4.5. Después del lavado de
la columna, la proteína ligada fue eluida con un gradiente lineal
de NaCl (de 0 a 0.1 M de NaCl). Se analizaron las fracciones con
actividad pectina esterasa por SDS-PAGE. Las
fracciones sólo contenían un enlace.
Se realizó la electroforesis
SDS-PAGE con una unidad de electroforesis
Mini-Leak 4
(Kem-En-Tec, Dinamarca) que es una
versión modificada del procedimiento Laemli (Laemmli (1970) Nature
227:680-685). Los geles fueron teñidos con
Coomassie según las indicaciones del fabricante.
La parte que codifica la pectina esterasa de la
secuencia de ADN, mostrada en la SEC ID Nº 1, que codifica la
pectina esterasa según la invención, puede ser obtenida a partir de
la Escherichia Coli DSM 10357 del organismo depositado
mediante la extracción del ADN plásmido mediante unos unos métodos
conocidos en la técnica (Sambrook et al. (1989) Molecular
cloning: A laboratory manual, Cold Spring Harbor lab., Cold Spring
Harbor, NY).
Las condiciones de hibridación adecuadas para la
determinación de la hibridación entre una sonda nucleótida y una
secuencia "análoga" de ADN según la invención puede estar
definida según el método descrito posteriormente. La sonda de
oligonucleótidos que se debe utilizar es la secuencia de ADN que
corresponde a la parte de codificación de la pectina esterasa de la
secuencia de ADN mostrada en la SEC ID Nº 1, es decir a los
nucleótidos 4-933 de la SEC ID Nº 1.
Las condiciones de hibridación a las que se hace
mención en la presente para definir una secuencia de ADN análoga
tal y como se define en la parte b) del primer aspecto de la
invención que hibrida la parte de codificación de la pectina
esterasa de la secuencia de ADN mostrada en la SEC ID Nº 1, es
decir los nucleótidos 4-933, bajo al menos unas
condiciones de baja astringencia, aunque preferiblemente unas
condiciones de astringencia media o alta según se describe
posteriormente en una forma más detallada.
Las condiciones experimentales adecuadas para la
determinación de la hibridación de baja, media, o alta
astringencia, entre una sonda nucleótida y un ADN homólogo o una
secuencia de ARN implica una inmersión previa del filtro que
contiene los fragmentos de ADN o de ARN para la hibridización en 5 X
SSC (cloruro sódico/citrato sódico, Sambrook et al. 1989)
durante 10 minutos, y la prehibridación del filtro en una solución
de 5 X SSC, una solución de 5 x de Denhardt (Sambrook et al.
1989), SDS al 0.5% y 100 \mug/ml de ADN de esperma de salmón
desnaturalizado y ultrasónico (Sambrook et al. 1989),
seguido de una hibridación en la misma solución que contiene una
concentración de 10 ng/ml de una sonda cebada aleatoriamente
(Feinberg, A. P. and Vogelstein, B. (1983) Anal. Biochem.
132:6-13), marcada en ^{32}P-dCTP
(actividad específica > 1 x 10^{9} cpm/\mug) durante 12 horas
a 45ºC aproximadamente. Después, se procede a un doble lavado del
filtro durante 30 minutos en 2 X SSC, SDS al 0.5% al menos a 55ºC
(baja astringencia), más preferiblemente a 60ºC (astringencia
media), y aún más preferiblemente a 65ºC (astringencia media/alta),
incluso más preferiblemente a 70ºC (astringencia alta), y todavía
más preferiblemente a 75ºC (astringencia excesivamente alta).
En esas condiciones, las moléculas con las que la
sonda de oligonucleótidos se hibrida, son detectadas mediante el
uso de una película rayos X.
Los anticuerpos que se deben usar para la
determinación de la reactividad cruzada inmunológica pueden ser
preparados usando una pectina esterasa purificada. Más
específicamente, el antisuero utilizado contra la pectina esterasa
de la invención también puede ser aumentado para la inmunización de
los conejos (u otros roedores) según el procedimiento descrito por
N. Axelsen et al. en: A Manual of Quantitative
Immmunoelectrophoresis, Blackwell Scientific Publications, 1973,
capítulo 23, o A. Johnstone y R. Thorpe, Immunochemistry in
Practice, Blackwell Scientific Publications, 1982 (más
específicamente en las páginas 27 a 31). Se pueden obtener
inmunoglobulinas purificadas con el antisuero, por ejemplo mediante
una precipitación de la sal ((NH_{4})_{2}SO_{4}),
seguido de una diálisis y de una cromatografía de intercambio
iónico, por ejemplo con DEAE-Sephadex. Se puede
realizar la caracterización inmunoquímica de las proteínas, por
análisis de doble difusión de Ouchterlony (O. Ouchterlony en:
Handbook of Experimental Immunology (D.M. Weir, Ed.), Blackwell
Scientific Publications, 1967, páginas 655-706), por
inmunoelectroforesis cruzada (N. Axelsen et al.,
supra, capítulos 3 y 4), o bien por inmunoelectroforesis de
cohete (N. Axelsen et al., Capí-
tulo 2).
tulo 2).
YPD: 10 g de extracto de levadura, 20 g de
peptona, H_{2}O en 900 ml. Realización de autoclave, 100 ml de
glucosa al 20% (filtrada de forma estéril) añadida.
YPM: 10 g de extracto de levadura, 20 g de
peptona, H_{2}O en 900 ml. Realización de autoclave, 100 ml de
maltodextrina al 20% (filtrada de forma estéril) añadida.
10 x sal basal: 75 g de base de levadura
nitrogenada, 113 g de ácido succínico, 68 g de NaOH, H_{2}O en
1000 ml, filtrada de forma estéril.
SC-URA: 100 ml de 10 Vol. de Sal
basal, 28 ml de ácidos de casamino al 20% sin vitaminas, 10 ml de
triptófano al 1%, H_{2}O en 900 ml, realización de autoclave, 3.6
ml de treonina al 5% y 100 ml de glucosa al 20% o de galactosa al
20% añadida.
SC-agar: SC-URA,
20 g/l de agar añadido.
PEG 4000 (glicol polietileno, peso molecular =
4,000) (BDH, Inglaterra)
1% de pectina de manzana DE 75% (Herbstreit,
Alemania)
1% de agarosa HSB (FMC Litex A/S, Dinamarca)
MTAB (bromuro alquiltrimetilamonio mezclado)
(Sigma)
Se aisló el ARNm del Meripilus giganteus,
CBS Nº 521.95, cultivado en un medio de fermentación con un
contenido de celulosa sometido a agitación para asegurar una
aireación suficiente. Los micelios fueron extraídos después de 3 a
5 días de crecimiento, e inmediatamente congelados en nitrógeno
líquido, y almacenados a -80ºC. Una biblioteca de M.
giganteus, CBS Nº. 521.95, que comprende aproximadamente
10^{6} clones individuales, fue construida en E. coli,
según está descrito con un vector de base del 1%. El ADN plásmido
de algunas agrupaciones fue transformado en levadura, y se
obtuvieron 50-100 placas que contenían
250-400 colonias de levadura por cada
agrupación.
Las colonias de pectina esterasa positivas fueron
identificadas y aisladas en placas de agar SC con la prueba de
pectina de manzana. Los insertos de ADNc fueron ampliados
directamente a partir de las colonias de levadura y caracterizadas
según el modo descrito anteriormente en la sección Materiales y
Métodos. La secuencia de ADN del ADNc de codificación de la pectina
esterasa está mostrada en la SEC ID Nº 1, y la correspondiente
secuencia de aminoácidos en la SEC ID Nº 2. En la SEC ID Nº 1, los
nucleótidos de ADN desde el Nº 4 hasta el Nº 933, definen la región
de codificación de la pectina esterasa.
Se puede obtener el ADNc a partir del plásmido en
DSM 10357.
Se aisló el ADN total de una colonia de levadura
y se recuperó el ADN plásmido mediante la transformación de E.
coli según se ha descrito anteriormente. Con el fin de expresar
la pectina esterasa en Aspergillus, el ADN fue digerido con
enzimas de restricción apropiadas, fragmentado en gel por tamaños,
y un fragmento correspondiente al gen de pectina esterasa fue
purificado. El gen fue posteriormente ligado con pHD414, digerido
con unas enzimas de restricción apropiadas, y el resultado fue el
plásmido pA2PE18.
Después de la ampliación del ADN en E.
coli, el plásmido se transformó en Aspergillus oryzae
según el método descrito anteriormente.
Se realizaron pruebas con cada uno de los
transformantes para determinar la actividad enzimática, según el
método descrito anteriormente. Algunos transformantes tenían
actividad pectina esterasa, que era relativamente superior a la del
Aspergillus oryzae de base. Lo que demuestra la expresión
eficaz de la pectina esterasa en Aspergillus oryzae.
Se realizó un examen de homología de la pectina
esterasa de la invención, con respecto a las bases de datos de
nucleótidos y proteínas. El examen de homología demostró que la
pectina esterasa más apropiada era una pectina esterasa de
Aspergillus aculeatus y una pectina esterasa de
Aspergillus tubigensis (previamente conocida como proveniente
de A. Niger).
Según el método descrito en la "Descripción
detallada de la invención", la homología del ADN de la pectina
esterasa según la invención, con respecto a la mayoría de las
pectinas esterasas de la técnica precedente, fue determinada a
través del programa informático GAP. La pectina esterasa de la
invención presenta únicamente una homología del ADN del 54% a la
pectina esterasa de Aspergillus aculeatus (WO 94/25575), y
la pectina esterasa de la invención presenta únicamente una
homología del ADN del 56% a la pectina esterasa de Aspergillus
tubigensis (Khanh et al. (1990) "Nucleotide and derived
amino acid sequence of a pectinesterase cDNA isolated from
Aspergillus Niger strain RH5344", Nucleic Acids Res.
18:4262; Khanh et al. (1991) "Characterization and
expression of a genomic pectin methyl
estterase-encoding gene in Aspergillus
Niger", Gene 106:71-77).
Según el método descrito en el apartado
"Descripción detallada de la invención", la homología del
polipéptido de la pectina esterasa según la invención, con respecto
a la mayoría de las pectinas esterasas de la técnica precedente,
fue determinada a través del programa informático GAP. La pectina
esterasa de la invención posee únicamente una homología del
polipéptido del 47% a la pectina esterasa de Aspergillus
aculeatus, y la pectina esterasa de la invención posee
únicamente una homología del polipéptido del 44% a la pectina
esterasa de Aspergillus tubigensis.
Esto indica que la pectina esterasa de la
invención obtenida, es diferente a cualquier pectina esterasa
conocida.
La pectina esterasa fue producida por
fermentación en flujo discontinuo de A. oryzae que expresaba
la enzima como se describe en la sección anterior de Materiales y
Métodos.
La pectina esterasa recombinante fue purificada y
caracterizada según los métodos descritos en la sección anterior de
Materiales y Métodos. El peso molecular de la enzima fue
determinado en 37 kDa mediante SDS-PAGE.
Lote de pectinesterasa PPJ 4300, 423 PEU/g
Pectinesterasa: Meripulus giganteus, 2,4
PEU/g
Fresas, congeladas, clase: Senga Sengana
La actividad de la pectinesterasa está indicada
en unidades de pectina esterasa (PEU) que representan la cantidad
de enzimas que, en condiciones estándar, libera unos grupos
carboxilo de 1 mmol por minuto (ensayo de Novo Nordisk
ABT-SM-0005.02.1, disponible bajo
pedido en Novo Nordisk A/S).
La preparación de la mermelada se desarrolla
según el proceso estándar de preparación de mermeladas (Proceso
operativo estándar de Novo Nordisk,
ABF-SP-4002.02/01, disponible bajo
pedido en Novo Nordisk A/S).
Se preparó una parte de mermelada equivalente a
300 g. La proporción de fresa y de azúcar era de: 180 g de bayas +
120 g de azúcar. Después de realizar una cocción previa inicial, la
pasta de fruta fue dividida en 2 X 3 partes de
\hbox{50 g,}se enfriaron las muestras a 40ºC y, se añadió la enzima según se indica a continuación:
1) control sin enzima añadida
2) PE, PPJ 4300, 10 PEU/Kg de fruta
3) PE, Meripulus giganteus, 10 PEU/kg de
fruta
Las muestras fueron selladas y mantenidas así
durante 1 hora, luego fueron sometidas a una fuente de calor
durante 3 minutos a 90ºC para inactivar la enzima.
En los ensayos indicados aquí, se efectuó una
cuantificación del metanol libre en el laboratorio Alfred
Jørgensens A/S, Copenhague. Primero, las muestras fueron
destiladas, y después analizadas usando un cromatógrafo de gases
capilar en combinación con la detección de la masa por
espectrometría.
Los resultados aparecen en la tabla 1
siguiente:
Metanol, ppm | ||
Control | 12 ppm | |
PE, PPJ 4300, | 200 ppm | |
10 PEU/kg de fruta | ||
PE, M.gig., | 340 ppm | |
10 PEU/kg de fruta |
Se ha demostrado claramente, que la
pectinesterasa de Meripulus giganteus, con la que se
obtienen 340 ppm de metanol libre, es superior al PE derivado de
Aspergillus más tradicional, con el que se obtiene una
formación de metanol libre de 200 ppm.
Si se estima que el contenido de pectina presente
en las fresas es de 0.6%, y que el grado de esterificación (DE) es
del 70%, se puede calcular que el DE final del producto de PE
tradicional resulta en un DE de 52, mientras que el PE de
Meripulus giganteus - resulta en un DE de 38.
El grado de esterificación es importante para las
características de la textura de la mermelada gelatinizada in
situ, y también para otros productos vegetales modificados de
PE. El grado de esterificación determina el número de puentes de Ca
que se pueden formar y por consiguiente, está relacionado con la
resistencia del gel o la viscosidad de un producto determinado.
En consecuencia, parece obvio que la enzima
derivada de Meripulus giganteus es un instrumento útil para
la creación de geles fuertes y útiles. La enzima también puede ser
una alternativa a la modificación química de las pectinas
extraídas, incluso más fuerte que el producto de PE derivado de
Aspergillus tradicional.
La SEC ID Nº 1 muestra la secuencia de ADN de
toda la secuencia de ADNc incluida en la construcción del ADN
transformado en la Escherichia Coli DSM 10357
depositada.
(2) INFORMACIÓN PARA SEC ID Nº: 1:
\vskip0.800000\baselineskip
- (i)
- CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
- (A)
- LONGITUD: 1128 pares de base
\vskip0.500000\baselineskip
- (B)
- TIPO: ácido nucleico
\vskip0.500000\baselineskip
- (C)
- TIPO DE CADENA: única
\vskip0.500000\baselineskip
- (D)
- TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
- (ii)
- TIPO DE MOLÉCULA: ADNc
\vskip0.800000\baselineskip
- (vi)
- FUENTE ORIGINAL:
\vskip0.500000\baselineskip
- (A)
- ORGANISMO: Meripilus giganteus
\vskip0.500000\baselineskip
- (B)
- CEPA: CBS 521.95
\vskip0.800000\baselineskip
- (ix)
- CARACTERÍSTICA:
\vskip0.500000\baselineskip
- (A)
- NOMBRE/CLAVE: CDS
\vskip0.500000\baselineskip
- (B)
- LOCALIZACIÓN: 4..933
\vskip0.800000\baselineskip
- (xi)
- DESCRIPCIÓN DE LA SECUENCIA: SEC ID Nº: 1:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA SEC ID NO: 2:
\vskip0.800000\baselineskip
- (i)
- CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
- (A)
- LONGITUD: 310 aminoácidos
\vskip0.500000\baselineskip
- (B)
- TIPO: aminoácido
\vskip0.500000\baselineskip
- (D)
- TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
- (ii)
- TIPO DE MOLÉCULA: proteína
\vskip0.800000\baselineskip
- (xi)
- DESCRIPCIÓN DE LA SECUENCIA: SEC ID NO: 2:
\vskip1.000000\baselineskip
Claims (28)
1. Constructo de ADN que comprende una secuencia
de ADN de codificación de una enzima que muestra actividad pectina
esterasa, dicha secuencia de ADN comprende
a) la parte de codificación de la pectina
esterasa de la secuencia de ADN clonada en el plásmido pYES 2.0
presente en E. coli DSM 10357, o la parte de codificación de
la pectina esterasa de la secuencia de ADN que corresponde a la SEC
ID Nº 1; o
b) un análogo de las secuencias de ADN definidas
en a) que
- i)
- es homóloga al menos en un 70% a la secuencia de ADN definida en a), o
- ii)
- hibrida con una astringencia media con la secuencia de ADN mostrada en las posiciones 4-933 en la SEC ID Nº 1, o
- iii)
- codifica un polipéptido que es homólogo al menos en un 60% al polipéptido codificado por una secuencia de ADN que comprende la secuencia de ADN definida en a).
2. Constructo de ADN según la reivindicación 1,
en el que se puede obtener la secuencia de ADN de codificación de
una enzima que muestra actividad pectina esterasa a partir de un
microorganismo, de preferencia un hongo filamentoso, una levadura,
o una bacteria.
3. Constructo de ADN según la reivindicación 2,
en el que se puede obtener la secuencia de ADN a partir de una cepa
de Basidiomicota, de preferencia una cepa de la clase de las
Hymenomycetes, más preferiblemente una cepa del orden de las
Aphyllophorales, más preferiblemente una cepa de la familia
de Polyporaceae, como por ejemplo, del género de
Meripilus, en particular una cepa de Meripilus
giganteus.
4. Constructo de ADN según la reivindicación 3,
en el que la secuencia de ADN está aislada de o producida a partir
de una biblioteca de ADN de la cepa Meripilus giganteus CBS
521.95.
5. Constructo de ADN según la reivindicación 2,
en el que se puede obtener la secuencia de ADN a partir de una cepa
de Aspergillus, Saccharomyces, Bacteroides,
Erwinia, Pseudomonas o Clostridium.
6. Constructo de ADN según la reivindicación 1,
en el que la secuencia de ADN está aislada de Escherichia
Coli DSM 10357.
7. Vector de expresión recombinante que comprende
un constructo de ADN según cualquiera de las reivindicaciones 1 a
6.
8. Célula que comprende un constructo de ADN
según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 o un vector de
expresión recombinante según la reivindicación 7.
9. La célula según la reivindicación 8, que es
una célula eucariótica, en particular una célula fúngica, como una
célula de levadura o una célula fúngica filamentosa.
10. La célula según la reivindicación 9, que es
una cepa de Fusarium, de Aspergillus o de
Trichoderma, en particular una cepa de Fusarium
graminearum, Fusarium cerealis, Aspergillus Niger,
Aspergillus oryzae, Trichoderma harzianum o
Trichoderma reesei.
11. La célula según la reivindicación 9, que es
una cepa de Meripilus sp., en particular Meripilus
giganteus.
12. La célula según la reivindicación 11, que es
la cepa Meripilus giganteus CBS Nº 521.95.
13. La célula según la reivindicación 9, que es
una cepa de Saccharomyces, en particular una cepa de
Saccharomyces cerevisiae.
14. Un método de producción de una enzima que
muestra actividad pectina esterasa, dicho método comprende el
cultivo de una célula según cualquiera de las reivindicaciones 8 a
13 en unas condiciones que permiten la producción de la enzima, y
la recuperación de la enzima del cultivo.
15. Enzima que muestra actividad pectina
esterasa, dicha enzima
- (a)
- es codificada por un constructo de ADN según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, o el vector de expresión recombinante según la reivindicación 7, o
- (b)
- comprende una secuencia de aminoácidos que es homóloga al menos en un 60% a la SEC Nº 2.
16. Enzima según la reivindicación 15, que tiene
la secuencia de aminoácidos SEC ID Nº 2.
17. Composición que comprende la enzima según la
reivindicación 15 ó 16.
18. Composición enzimática que está enriquecida
por una enzima que muestra actividad pectina esterasa según la
reivindicación 15 ó 16.
19. Composición según cualquiera de las
reivindicaciones 17 a 18, que comprende también una
\alpha-arabinosidasa, una
\beta-galactosidasa, una
\alpha-glucoronisidasa,
\beta-xilosidasa, una acetil xilano esterasa, una
xilanasa, una arabinanasa, una ramnogalacturonasa, una
ramnogalacturonano acetilesterasa, una pectina acetilesterasa, una
galactanasa, una poligalacturonasa, una pectina liasa, una pectato
liasa, o una pectina metilesterasa.
20. Uso de una enzima según la reivindicación 15
ó 16 o de una composición enzimática según cualquiera de las
reivindicaciones 17 a 19 para mejorar la firmeza de una materia que
contiene pectina.
21. Uso de una enzima según la reivindicación 15
ó 16 o de una composición enzimática según cualquiera de las
reivindicaciones 17 a 19 para aumentar la viscosidad de una materia
que contiene pectina.
22. Uso según las reivindicaciones 20 y 21, en el
que la materia que contiene pectina es una fruta o materia
vegetal.
23. Uso de una enzima según la reivindicación 15
ó 16 o de una composición enzimática según cualquiera de las
reivindicaciones 17 a 19 para la desmetilación de una pectina.
24. Uso de una enzima según la reivindicación 15
ó 16 o de una composición enzimática según cualquiera de las
reivindicaciones 17 a 19 para la preparación de alimentos.
25. Uso de una enzima según la reivindicación 15
ó 16 en combinación con una preparación enzimática que contiene
poligalacturonasa para reducir la viscosidad de una materia
derivada de la pared de una célula vegetal.
26. Uso de una enzima según cualquiera de las
reivindicaciones 15 ó 16 o de una composición enzimática según
cualquiera de las reivindicaciones 17 a 19 para la producción de
vino o de zumo.
27. Escherichia Coli DSM 10357.
28. Meripilus giganteus CBS 521.95.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DK19196 | 1996-02-21 | ||
DK19196 | 1996-02-21 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2219752T3 true ES2219752T3 (es) | 2004-12-01 |
Family
ID=8090803
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES97904350T Expired - Lifetime ES2219752T3 (es) | 1996-02-21 | 1997-02-18 | Enzima con actividad pectina esterasa. |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6069000A (es) |
EP (1) | EP0885295B1 (es) |
JP (1) | JP4243348B2 (es) |
CN (1) | CN1229495C (es) |
AT (1) | ATE265527T1 (es) |
AU (1) | AU1719497A (es) |
DE (1) | DE69728863T2 (es) |
ES (1) | ES2219752T3 (es) |
WO (1) | WO1997031102A1 (es) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB9708278D0 (en) | 1997-04-24 | 1997-06-18 | Danisco | Composition |
GB9820195D0 (en) * | 1998-09-16 | 1998-11-11 | Danisco | Process |
GB9914210D0 (en) | 1999-06-17 | 1999-08-18 | Danisco | Promoter |
GB9914209D0 (en) | 1999-06-17 | 1999-08-18 | Danisco | Process |
WO2002082889A1 (en) * | 2001-04-11 | 2002-10-24 | Cornell Research Foundation, Inc. | A method to control the ripening of papaya fruit and confer disease resistance to papaya plants |
US7084321B2 (en) * | 2001-04-11 | 2006-08-01 | Cornell Research Foundation, Inc. | Isolated nucleic acid molecules relating to papaya fruit ripening |
EP1390484A4 (en) * | 2001-05-30 | 2005-01-26 | Paradigm Genetics Inc | METHOD FOR IDENTIFYING INHIBITORS OF THE EXPRESSION OR ACTIVITY OF PECTINESTERASE IN PLANTS |
US7803597B2 (en) * | 2007-11-20 | 2010-09-28 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture | Thermally-tolerant pectin methylesterase |
CN103409388B (zh) * | 2013-04-01 | 2015-07-08 | 山东隆科特酶制剂有限公司 | 含果胶酯酶s6pe-pe和多聚半乳糖醛酸酶s6pe-pg的杂合酶s6pe-a及其基因和应用 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE388593C (de) * | 1921-05-20 | 1924-01-19 | Muller J C & Co | Vorrichtung an Zigarettenstopfmaschinen zum Entfernen gefuellter Zigaretten vom Fuellmundstueck |
US4200694A (en) * | 1977-10-08 | 1980-04-29 | Kikkoman Shoyu Co., Ltd. | Novel pectin esterase, process for its production, and process for producing demethoxylated pectin by the use of said pectin esterase |
DE3908813A1 (de) * | 1989-03-17 | 1990-09-20 | Roehm Gmbh | Verfahren zur expression eines aus aspergillus niger stammenden gens in einem aspergillus |
PT696319E (pt) * | 1993-04-30 | 2003-06-30 | Novozymes As | Enzima que exibe a actividade da pectina metilesterase |
-
1997
- 1997-02-18 EP EP97904350A patent/EP0885295B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-02-18 JP JP52971497A patent/JP4243348B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1997-02-18 DE DE69728863T patent/DE69728863T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-02-18 CN CNB971925003A patent/CN1229495C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1997-02-18 AU AU17194/97A patent/AU1719497A/en not_active Abandoned
- 1997-02-18 ES ES97904350T patent/ES2219752T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1997-02-18 AT AT97904350T patent/ATE265527T1/de not_active IP Right Cessation
- 1997-02-18 WO PCT/DK1997/000073 patent/WO1997031102A1/en active IP Right Grant
-
1998
- 1998-08-19 US US09/136,628 patent/US6069000A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ATE265527T1 (de) | 2004-05-15 |
AU1719497A (en) | 1997-09-10 |
CN1212010A (zh) | 1999-03-24 |
CN1229495C (zh) | 2005-11-30 |
DE69728863T2 (de) | 2004-09-02 |
EP0885295B1 (en) | 2004-04-28 |
DE69728863D1 (de) | 2004-06-03 |
EP0885295A1 (en) | 1998-12-23 |
US6069000A (en) | 2000-05-30 |
JP2000504587A (ja) | 2000-04-18 |
WO1997031102A1 (en) | 1997-08-28 |
JP4243348B2 (ja) | 2009-03-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5707847A (en) | Enzyme exhibiting pectin methylesterase activity | |
EP0635053B1 (en) | Rhamnogalacturonan acetylesterase (RGAE) from Aspergillus aculeatus | |
JP4267696B2 (ja) | ガラクタナーゼ活性を有する酵素 | |
US6329185B1 (en) | Enzyme with galactanase activity | |
US5830734A (en) | Enzyme with acetyl esterase activity | |
ES2219752T3 (es) | Enzima con actividad pectina esterasa. | |
US6159718A (en) | Enzyme with polygalacturonase activity | |
US5474922A (en) | β-1,4-galactanase and a DNA sequence | |
US5858760A (en) | Enzyme with pectin lyase activity | |
EP0687297A1 (en) | An enzyme with arabinanase activity |