JP2001292789A - 耐熱性フィターゼをコードするdnaを得る方法 - Google Patents
耐熱性フィターゼをコードするdnaを得る方法Info
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Abstract
方法の提供。 【解決手段】 ミセリオフトラ・サーモフィラ;アスペ
ルギルス・ニードランス・アスペルギルス・フミガツ
ス;アスペルギルス・テレウス9A1;もしくはタラロ
ミセス・サーモフィルスからのDNA由来の特定のプロ
ーブを使用するハイブリダイゼーションによって、特定
の12種類の耐熱性真菌から、フィターゼ活性を有する
耐熱性ポリペプチドをコードするDNAあるいはフィタ
ーゼ活性をなおも有する該ポリペプチドの断片をコード
するDNAを得る方法。
Description
ポリペプチドをコードする特定の真菌由来のDNAを得
る方法に関する。
サキスリン酸ホスホヒドロラーゼ;EC3.1.3.8)はフィ
チン酸(myo−イノシトールヘキサキスリン酸)を加
水分解してmyo−イノシトールと無機リン酸にする酵
素であり、有用な飼料の添加剤であることが知られてい
る。
中に存在することが記載されており〔Suzukiら, Bull.
Coll. Agr. Tokio Imp. Univ. 7, 495 (1907) 〕、そし
て1911年にはアスペルギルス種から得られている
〔Dox and Golden, J. Biol. Chem. 10, 183-186 (191
1) 〕。さらに、フィターゼは小麦のふすま、植物の種
子、動物の腸に、そして微生物にも見いだされている
〔Howsen and Davis, EnzymeMicrob. Technol. 5, 377-
382 (1983); Lambrechts ら, Biotech. Lett. 14, 61-6
6 (1992); Shieh and Ware, Appl. Microbiol. 16, 134
8-1351 (1968)〕。
cuum) 〕由来のフィターゼのクローニングおよび発現
は、VanHartingsveldtらによって Gene, 127, 87-94 (1
993)およびヨーロッパ特許出願公開第420 358 号に記載
されており、また、アスペルギルス・ニガーのアワモリ
変種 (Aspergillus niger var awamori)由来のフィター
ゼのクローニングおよび発現は、Piddingtonらによって
Gene 133, 55-62 (1993) に記載されている。
用いられてきたフィターゼはいくつかの欠点を有するの
で、本発明の目的は、改良された性質を有する新規なフ
ィターゼ、もっと一般的に言えば、フィターゼ(「フィ
ターゼ活性」)を含めて、イノシトールリン酸に対して
フィターゼ活性を有するポリペプチドを大量に提供する
ことである。これまで使用されてきたフィターゼは、熱
処理のために飼料ペレット製造工程の間に活性を失うこ
とが知られていることから、改良された耐熱性がこのよ
うな性質となろう。
ガツス〔Dox and Golden, J. Biol.Chem. 10, 183-186
(1911) 〕およびリゾプス・オリザ (Rhizopus oryzae)
〔Howson and Davies, Enzyme Microb. Technol. 5, 37
7-382 (1993)〕を除いて、耐熱真菌類においてフィター
ゼ類は報告されていない。耐熱性のフィターゼとして
は、アスペルギルス・テレウス9A-1株由来のもの〔最適
温度70℃;Yamadaら,Agr. Biol. Chem. 32, 1275-128
2 (1968) 〕およびシュワニオミセス・カステリイ (Sch
wanniomyces castellii) 由来のもの〔最適温度77
℃;Segueilha ら,Bioeng. 74, 7-11 (1992) 〕が開示
されている。ところが、農業の分野で商業的に使用する
には、こうしたフィターゼが大量に入手できなければな
らない。従って、本発明の目的は、耐熱性フィターゼを
コードするDNA配列を提供することにある。かかるD
NA配列によってコードされるフィターゼの改良された
耐熱性は、当技術分野で知られたアッセイを用いて、例
えば飼料のペレット製造に用いられる方法または Yamad
a ら(前掲)によって記載されるような酵素活性そのも
のの熱依存性を測定するアッセイを用いて、測定するこ
とが可能である。
においてある程度の耐熱性を示す真菌をスクリーニング
することである。こうしたスクリーニングは、例えば実
施例1に記載するごとく行うことができる。この方法
で、フィターゼを産生する耐熱真菌株(実施例1に挙げ
たもの)が初めて同定された。
のを参照)は、当技術分野で知られているように、例え
ば、こうした菌株を入手することのできる American Ti
ssueType Culture Collection (ATCC) 、Deutsche Samm
lung von Mikroorganismenund Zellkulturen GmbH (DS
M) 、Agricultural Research Service Culture Collect
ion (NRRL) および Centralbureau voor Schimmelcultu
res (CBS)などの寄託当局によって指定されたとおり
に、あるいは、例えば実施例2に記載するように、その
後生育させることができる。
物や種子におけるリンの主要貯蔵物質であるフィチン酸
〔myo−イノシトール(1,2,3,4,5,6,)ヘキサキスリ
ン酸〕に対する改良された基質特異性が挙げられる。フ
ィチン酸から6個のリン酸基を完全に放出させるために
は、フィチン酸および他のすべてのイノシトールリン酸
分子に対して十分な活性を有する酵素が必要である。例
えば、アスペルギルス・ニガーのフィターゼを用いる場
合には、リン酸基を完全に放出させるために、pH2.
5の酸性ホスファターゼを添加する必要がある。必要な
活性を有する、たった1種類の酵素があれば、明らかに
有利であるだろう。例えば、国際特許出願公開第94/030
72号は、フィチン酸分解酵素の混合物を所望の比率で発
現させる発現系を開示している。しかし、単一のポリペ
プチドがこのような両酵素の活性を示すことがより一層
望ましいだろう。かくして、本発明の目的は、さらに、
こうしたポリペプチドをコードするDNA配列を提供す
ることにある。フィターゼおよびホスファターゼ活性
は、当技術分野で知られたアッセイにより、または実施
例9に記載するように測定することが可能である。
わゆる改良されたpHプロフィールが挙げられる。これ
は、例えば、2つの最大フィチン酸分解活性を指す。例
えば、1つの最大フィチン酸分解活性は動物の胃の中の
pHでありうる約pH2.5にあり、もう1つは動物の
胃以後のpHでありうる約pH5.5にある。このよう
なpHプロフィールは当技術分野で知られたアッセイに
より、または実施例9に記載するごとく測定することが
可能である。従って、本発明の目的は、さらに、このよ
うな改良されたポリペプチドをコードするDNA配列を
提供することである。
クロフィアロホラ・レービス、アスペルギルス・テレウ
ス、アスペルギルス・フミガツス、アスペルギルス・ニ
ードランス、アスペルギルス・ソヤ、カルカリスポリエ
ラ・サーモフィラ、カエトミウム・レクトピリウム、コ
リナスクス・サーモフィルス、フミコラ sp.、ミセリア
・ステリリア、ミロコッカム・サーモフィルム、ミセリ
オフトラ・サーモフィラ、リゾムコール・ミエヘイ、ス
ポロトリクム・セルロフィルム、スポロトリクム・サー
モフィレ、スキタリジウム・インドネシクムおよびタラ
ロミセス・サーモフィルスより成る群から選ばれる真菌
に由来する、フィターゼ活性を有するポリペプチドをコ
ードするDNA配列、またはフィターゼ活性をなおも有
する該ポリペプチドの断片をコードするDNA配列、ま
たは、特に、真菌がアクロフィアロホラ・レービス、ア
スペルギルス・フミガツス、アスペルギルス・ニードラ
ンス、アスペルギルス・テレウス、カルカリスポリエラ
・サーモフィラ、カエトミウム・レクトピリウム、コリ
ナスクス・サーモフィルス、スポロトリクム・セルロフ
ィルム、スポロトリクム・サーモフィレ、ミセリア・ス
テリリア、ミセリオフトラ・サーモフィラおよびタラロ
ミセス・サーモフィルスより成る群から選ばれる上記の
DNA配列、または、中でも、真菌がアスペルギルス・
テレウス、ミセリオフトラ・サーモフィラ、アスペルギ
ルス・フミガツス、アスペルギルス・ニードランスおよ
びタラロミセス・サーモフィルスより成る群から選ばれ
る上記のDNA配列を提供するものである。本発明のポ
リペプチドの断片をコードするDNA配列は、ヌクレオ
チドの長さが、例えば1350と900の間、好ましく
は900と450の間、最も好ましくは450と150
の間であり得、完全なポリペプチドのDNA配列に基づ
いて当業者によく知られた組換え法または化学合成法に
よって作製することができる。具体的には、上記のDN
Aは以下の方法、すなわち、アクロフィアロホラ・レー
ビス (Acrophialophora levis)、アスペルギルス・テレ
ウス (Aspergillus terreus)、アスペルギルス・フミガ
ツス (Aspergillus fumigatus)、アスペルギルス・ニー
ドランス (Aspergillus nidulans) 、アスペルギルス・
ソヤ (Aspergillus sojae)、カルカリスポリエラ・サー
モフィラ (Calcarisporiella thermophila) 、カエトミ
ウム・レクトピリウム (Chaetomium rectopilium) 、コ
リナスクス・サーモフィルス (Corynascus thermophilu
s)、フミコラ sp. (Humicola sp.) 、ミセリア・ステリ
リア (Mycelia sterilia) 、ミロコッカム・サーモフィ
ルム (Myrococcum thermophilum)、ミセリオフトラ・サ
ーモフィラ (Myceliophthora thermophila) 、リゾムコ
ール・ミエヘイ (Rhizomucor miehei)、スポロトリクム
・セルロフィルム (Sporotrichum cellulophilum)、ス
ポロトリクム・サーモフィレ (Sporotrichum thermophi
le) 、スキタリジウム・インドネシクム (Scytalidium
indonesicum)およびタラロミセス・サーモフィルス (Ta
laromyces thermophilus) より成る群から選ばれる耐熱
性真菌由来のDNAまたはその断片を、(i)ミセリオ
フトラ・サーモフィラ (Mycelio. Thermo.);アスペル
ギルス・ニードランス (Asperg. Nidul.);アスペルギ
ルス・フミガツス (Asperg. Fumig.);アスペルギルス
・テレウス9A1 (Asperg. Terreus 9A1);もしくはタラ
ロミセス・サーモフィルス (Talarom. Thermo.)のゲノ
ムDNAを用いて次のプライマー:センスプライマーと
しての“ATGGA(C/T)ATGTG(C/T)TC(N)TT(C/T)GA”および
アンチセンスプライマーとしての“TT(A/G)CC(A/G)GC(A
/G)CC(G/A)TG(N)CC(A/G)TA”により生成されたPCR産
物、(ii) ミセリオフトラ・サーモフィラ (Mycelio. Th
ermo.)フィターゼ遺伝子のN末端の上流のBspEI部位か
らC末端のPvuII部位までの1410bp(図3−図4の2068-
3478位)にわたるプローブ、(iii)アスペルギルス・
テレウス9A1 (Asperg. Terreus 9A1)フィターゼ遺伝子
のApaI部位からNdeI部位までの1365bp(図1−図2の49
1-1856位)にわたるプローブ、または、(iv) アスペル
ギルス・テレウス (CBS 220.95) から単離されたDNA
および次の2つのPCRプライマー対:(a) センスプラ
イマーとしての“ATGGA(C/T)ATGTG(C/T)TC(N)TT(C/T)G
A”およびアンチセンスプライマーとしての“TT(A/G)CC
(A/G)GC(A/G)CC(G/A)TG(N)CC(A/G)TA”、ならびに、(b)
センスプライマーとしての“TA(C/T)GC(N)GA(C/T)TT(C
/T)TC(N)CA(C/T)GA”およびアンチセンスプライマーと
しての“CG(G/A)TC(G/A)TT(N)AC(N)AG(N)AC(N)C ”を用
いるPCR反応の産物であるプローブ、とストリンジェ
ントな条件下でハイブリダイズさせ、ハイブリダイズす
るDNAまたはその断片を得、必要に応じてDNAクロ
ーニングまたはポリメラーゼ連鎖反応により該DNAま
たはその断片を増幅することを含む方法によって得るこ
とができる。さらに、本発明は、次のDNA配列: (a) 図1および2のDNA配列またはその相補鎖、(b)
標準条件下で(a) に規定した配列と、好ましくは該配列
のコーディング領域と、より好ましくは該DNA配列の
491−1856位の領域と、より一層好ましくは実施
例12に記載するようなアスペルギルス・テレウス 9A1
のDNAを用いるランダムプライミングにより得られた
ゲノムプローブとハイブリダイズするDNA配列、(c)
遺伝暗号の縮重のため(a) または(b) の配列とハイブリ
ダイズしないが、これらのDNA配列によってコードさ
れるポリペプチドと正確に同じアミノ酸配列を有するポ
リペプチドをコードするDNA配列、および(d) (a) 、
(b) または(c) に規定したDNA配列の断片であるDN
A配列、より成る群から選ばれる、フィターゼ活性を有
するポリペプチドをコードするDNA配列を提供するも
のである。
件」とは、本明細書中では、特定のハイブリダイゼーシ
ョンシグナルを検出するために当業者が一般的に用いて
いる条件であって、例えば Sambrook ら, “Molecular
Cloning ”第2版, Cold Spring Harbor Laboratory Pr
ess 1989, New Yorkに記載される条件、好ましくは、い
わゆるストリンジェントなハイブリダイゼーション条件
と非ストリンジェントな洗浄条件、より好ましくは、当
業者によく知られた、例えば Sambrook ら(前掲)に記
載されるような、いわゆるストリンジェントなハイブリ
ダイゼーション条件とストリンジェントな洗浄条件、よ
り一層好ましくは、実施例12に示すようなストリンジ
ェントなハイブリダイゼーション条件と非ストリンジェ
ントまたはストリンジェントな洗浄条件を意味する。本
明細書中で用いる「DNA配列の断片」とは、上述した
フィターゼ活性をなおも有するポリペプチドをコードす
る断片のことである。
標準条件下で(a) に規定した配列と、好ましくは該DN
A配列の5’末端の約100〜150ヌクレオチドの非
コーディング領域を含んでいてもよい少なくとも約80
%のコーディング領域にわたる領域と、より好ましくは
該DNA配列の2068−3478位の領域と、より一
層好ましくは実施例12に記載するようなミセリオフト
ラ・サーモフィラのDNAを用いるランダムプライミン
グにより得られたゲノミックプローブとハイブリダイズ
するDNA配列、(c) 遺伝暗号の縮重のため(a) または
(b) の配列とハイブリダイズしないが、これらのDNA
配列によってコードされるポリペプチドと正確に同じア
ミノ酸配列を有するポリペプチドをコードするDNA配
列、および(d) (a) 、(b) または(c) に規定したDNA
配列の断片であるDNA配列、より成る群から選ばれ
る、フィターゼ活性を有するポリペプチドをコードする
DNA配列を提供するものである。
を有する。
“aterr58 ”)のDNA配列のうちの1つを含むDNA
配列またはその相補鎖、(b) 標準条件下で(a) に規定し
た配列と、好ましくはタラロミセス・サーモフィルスか
ら単離可能な図6の、またはアスペルギルス・フミガツ
スから単離可能な図7の、またはアスペルギルス・ニー
ドランスから単離可能な図8の、またはアスペルギルス
・テレウス (CBS 220.95) から単離可能な図14(“at
err21 ”;“aterr58 ”)に示した配列の一方または両
方の、DNA配列を含む該配列と、より好ましくは少な
くとも80%のコーディング領域にわたる該DNA配列
の領域と、最も好ましくは実施例12に記載するような
タラロミセス・サーモフィルス、アスペルギルス・フミ
ガツス、アスペルギルス・ニードランスまたはアスペル
ギルス・テレウス (CBS 220.95) のDNAを用いるラン
ダムプライミングにより得られたゲノムプローブとハイ
ブリダイズするDNA配列、(c) 遺伝暗号の縮重のため
(a) または(b) の配列とハイブリダイズしないが、これ
らのDNA配列によってコードされるポリペプチドと正
確に同じアミノ酸配列を有するポリペプチドをコードす
るDNA配列、および(d) (a) 、(b) または(c) に規定
したDNA配列の断片であるDNA配列、より成る群か
ら選ばれる、フィターゼ活性を有するポリペプチドをコ
ードするDNA配列を提供するものである。
フィルスから単離可能な図6の、アスペルギルス・フミ
ガツスから単離可能な図7の、アスペルギルス・ニード
ランスから単離可能な図8の、またはアスペルギルス・
テレウス (CBS 220.95) から単離可能な図14(“ater
r21 ”;“aterr58 ”)のDNA配列を含むDNA配列
より成る群から選ばれる、フィターゼ活性を有するポリ
ペプチドをコードするDNA配列、またはその縮重変異
体もしくは均等物を提供するものである。
を有する。「縮重変異体」とは、本明細書中では、遺伝
暗号の縮重のため、記載した配列と異なるヌクレオチド
配列を有するが、同一のアミノ酸配列を有するポリペプ
チドをコードしているDNA配列を指す。「均等物」と
は、本明細書中では、1個以上のアミノ酸、好ましくは
50個まで、より好ましくは20個まで、より一層好ま
しくは10個まで、最も好ましくは5、4、3または2
個のアミノ酸の欠失、置換および/または付加のため
に、DNA配列(均等な配列の元になる配列)によって
コードされるポリペプチドのアミノ酸配列と異なるアミ
ノ酸配列を有し、かつフィターゼ活性を有するポリペプ
チドをコードするDNA配列を言う。一般に特異的活性
を変えることのないアミノ酸置換は当技術分野で知られ
ており、例えば、H. NeurathおよびR.L. Hill,“The Pr
oteins”(Academic Press, New York, 1979 、特に図
6、14頁を参照) に記載されている。最も普通に行われ
る交換は Ala/Ser、Val/Ile 、Asp/Glu 、Thr/Ser 、Al
a/Gly 、Ala/Thr 、Ser/Asn 、Ala/Val 、Ser/Gly 、Ty
r/Phe 、Ala/Pro 、Lys/Arg 、Asp/Asn 、Leu/Ile 、Le
u/Val 、Ala/Glu 、Asp/Gly およびこれらの逆の交換で
ある(アミノ酸のために、当分野で公知の標準的な三文
字表記を用いる)。
法、例えば Sambrook ら(前掲)に記載されている方法
により作ることができる。均等な配列によってコードさ
れるポリペプチドがなおもフィターゼ活性を有するかど
うかは、当技術分野で知られたアッセイの1つ、例えば
実施例9に記載する活性試験を用いて調べることができ
る。
の真菌群の1つから選ばれる真菌に由来する、フィター
ゼ活性を有するポリペプチドをコードする上記DNA配
列の1つを提供するものである。
の真菌から単離されたDNAおよび次のPCRプライマ
ー対:センスプライマーとしての“ATGGA(C/T)ATGTG(C/
T)TC(N)TT(C/T)GA” およびアンチセンスプライマーと
しての“TT(A/G)CC(A/G)GC(A/G)CC(G/A)TG(N)CC(A/G)T
A”を用いるPCR反応の産物であるプローブと標準条
件下でハイブリダイズする、フィターゼ活性を有するポ
リペプチドをコードするDNA配列を提供するものであ
る。
CR反応の産物」は、好ましくは実施例11に関係する
実施例12に記載される反応によって得ることができる
産物、より好ましくは該反応によって得られた産物を意
味する。
ウス (CBS 220.95) から単離されたDNAおよび次の2
つのPCRプライマー対: (a) センスプライマーとしての“ATGGA(C/T)ATGTG(C/T)
TC(N)TT(C/T)GA” およびアンチセンスプライマーとし
ての“TT(A/G)CC(A/G)GC(A/G)CC(G/A)TG(N)CC(A/G)T
A”、ならびに(b) センスプライマーとしての“TA(C/T)
GC(N)GA(C/T)TT(C/T)TC(N)CA(C/T)GA” およびアンチ
センスプライマーとしての“CG(G/A)TC(G/A)TT(N)AC(N)
AG(N)AC(N)C ”を用いるPCR反応の産物であるプロー
ブと標準条件下でハイブリダイズする、フィターゼ活性
を有するポリペプチドをコードするDNA配列を提供す
るものである。
り、「PCR反応の産物」という用語は、好ましくは実
施例11に記載される反応によって得ることができる産
物、より好ましくは該反応によって得られた産物を意味
する。
の断片を含有する、フィターゼ活性を有するキメラ構築
物をコードするDNA配列、好ましくはキメラ構築物が
アスペルギルス・ニガーフィターゼの断片をそのN末端
でアスペルギルス・テレウスフィターゼの断片のC末端
に融合させたものからなる該DNA配列、より好ましく
は図9、10および11に示した特定のヌクレオチド配
列を有する該DNA配列およびその縮重変異体または均
等物(ここで、「縮重変異体」および「均等物」は上記
の意味を有する)を提供するものである。
チドがフィターゼである、先に規定したDNA配列を提
供するものである。
は、当技術分野で公知の方法により〔例えば、Yelton
ら, Procd. Natl. Acad. Sci. USA, 1470-1474 (1984)
またはSambrook ら, 前掲を参照〕、または、特に実施
例2に記載するごとく調製することができる。
配列のクローニングは、例えば公知のポリメラーゼ連鎖
反応(PCR)法を用いて行うことができる。この方法
の原理は、例えば Whiteら (1989) に概説されている
が、その改良法が例えば Innisら〔PCR Protocols: A g
uide to Methods and Applications, Academic Press社
(1990) 〕によって記載されている。PCRは異なるD
NA配列の混合物から明確に定められた長さおよび配列
の特定のDNAを大量に生産するためのin vitro法であ
る。こうして、PCRは、2つのオリゴヌクレオチドプ
ライマー(該配列に特異的で、標的配列の反対の鎖にハ
イブリダイズする)によって挟まれる特定のDNA断片
の酵素的増幅に基づいている。プライマーはそれらの
3’末端が互いの方に向くように位置づけられる。鋳型
の熱変性、相補配列へのプライマーのアニーリング、お
よびアニールしたプライマーのDNAポリメラーゼによ
る伸長からなる反復サイクルが、PCRプライマー間の
セグメントの増幅をもたらす。各プライマーの伸長産物
は他方の鋳型として役立ち、各サイクルは本質的に前の
サイクルで生産されたDNA断片の量を2倍にする。好
熱性バクテリアのテルムス・アクアチクス(Thermus aqu
aticus) から単離された熱安定性のTaq DNA ポリメラー
ゼを利用することによって、それぞれの熱変性段階の後
に酵素の添加を必要としたポリメラーゼの変性を回避で
きるようになった。この進展により、各種の簡便な温度
循環装置によるPCRの自動化が可能となった。さら
に、プライマーのアニーリングおよび伸長に比較的高い
温度を使用できるため、増幅反応の特異性も高まる。高
められた特異性は、酵素およびプライマーに対する非標
的断片による競合を最小限に抑えて、増幅産物の総収量
を引き上げる。対象の特定配列がこの方法で高度に増幅
されると、当技術分野で知られた方法(例えば、アガロ
ースゲルでの分離)により非特定配列から簡単に分離し
て、例えば Holten および Graham, Nucleic Acid Res.
19, 1156 (1991)、Kovalic ら, Nucleic Acid Res. 1
9, 4560 (1991) 、Marchuk ら, Nucleic Acid Res. 19,
1154 (1991) または Mead ら, Bio/Technology 9, 657
-663 (1991)に記載されるようなベクターを使って当技
術分野で知られた方法によりクローニングすることがで
きる。
イマーは当技術分野で知られた方法により、例えば Sam
brook ら (1989, “Molecular cloning ”第2版,Cold
Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbo
r )に記載されるようにして作製することができる。
マーは、アスペルギルス・ニガーのフィターゼ、アスペ
ルギルス・ニガーの酸性ホスファターゼ、サッカロミセ
ス・セレビシエ (Saccharomyces cerevisiae) の酸性ホ
スファターゼ、およびシゾサッカロミセス・ポンベ (Sc
hizosaccharomyces pombe)の酸性ホスファターゼの既知
配列のDNA配列比較に基づいて、縮重プライマーとし
て設計された(配列情報については、例えば European
Bioinformatics Institute (Hinxton Hall, Cambridge,
GB)を参照のこと)。アスペルギルス・ニガー由来の既
知配列に基づいて作製したアスペルギルス・ニガーのコ
ドン利用表に従っていくつかのコドンを選択することに
より、プライマーの縮重を減らした。さらに、特定のプ
ローブを規定するのに用いたアミノ酸配列のC末端のア
ミノ酸は、上記のフィターゼを含む全ての酸性ホスファ
ターゼにおいて保存されていたアミノ酸であるが、残り
のアミノ酸はホスファターゼよりもフィターゼに特異的
であることが見いだされた。
技術分野で知られた方法により(Sambrookら, 前掲)、
特に実施例5〜7に記載するようにして、例えば真菌由
来のDNAのライブラリーをスクリーニングするために
用いることができる。
れたら、それらを当技術分野で知られた方法、例えばSa
mbrookら(前掲)に記載された方法でベクターに組み込
み、コードされたポリペプチドを適当な宿主系において
過剰発現させることができる。しかし、当業者であれ
ば、DNA配列それ自体を用いて本発明の適当な宿主系
を形質転換することにより、コードされたポリペプチド
の過剰発現が得られることも分かるだろう。適当な宿主
系は、例えば、アスペルギルス属菌〔例、アスペルギル
ス・ニガー (ATCC 9142)またはアスペルギルス・フィク
ウム (Aspergillus ficuum) (NRRL 3135) 〕またはトリ
コデルマ属菌〔例、トリコデルマ・リーセイ (Trichode
rma reesei) 〕のような真菌類、あるいはサッカロミセ
ス属菌〔例、サッカロミセス・セレビシエ (Saccharomy
ces cerevisiae)またはピヒア属菌(例、ピヒア・パス
トリス (Pichia pastoris)〕(すべてATCCから入手
可能)のような酵母である。使用できる細菌は、例え
ば、大腸菌 (E. coli)、バシラス属菌〔例、バシラス・
ズブチリス (Bacillus subtilis)〕またはストレプトミ
セス属菌〔例、ストレプトミセス・リビダンス (Strept
omyces lividans)〕である(AnneおよびMallaert, FEMS
Microbiol. Letters 114, 121 (1993) を参照のこ
と)。用いることのできる大腸菌は大腸菌 K12株、例え
ばM15 〔Villarejo ら, J. Bacteriol. 120, 466-474
(1974) にDZ 291として記載されるもの〕、HB 101 (ATC
C 33694) または大腸菌 SG13009〔Gottesman ら, J. Ba
cteriol. 148, 265-273 (1981) 〕である。
技術分野で知られており、例えば、EP 420 358に、ある
いはCullenら〔Bio/Technology 5, 369-376 (1987)〕、
Ward, Molecular Industrial Mycology, Systems and A
pplications for Filamentous Fungi, Marcel Dekker,
New York (1991) 、Upshall ら〔Bio/Technology 5,130
1-1304 (1987)〕、Gwynneら〔Bio/Technology 5, 71-79
(1987)〕、Puntら〔J. of Biotechnology 17, 19-34
(1991)〕によって記載されている。酵母用のベクターは
Sreekrishnaら〔J. Basic Microbiol. 28, 265-278 (1
988); Biochem.28, 4117-4125 (1989) 〕、Hitzemann
ら〔Nature 293, 717-722 (1981)〕によって、またはEP
183 070、EP 183 071、EP 248 227、EP 263 311に記載
されている。大腸菌発現用の適当なベクターとしては、
例えば Sambrook ら(前掲)、Fiers ら, Procd. 8th I
nt. Biotechnology Symposium 〔Soc. Franc. de Micro
biol., Paris (Durandら編集), pp. 680-697 (1988)
〕、Bujardら, Methods in Enzymology, Wu および Gr
ossmann編集, Academic Press社, 第155 巻, 416-433(1
987)、および Stuber ら, Immunological Methods, Lef
kovitsおよび Pernis編集, Academic Press社, 第IV巻,
121-152 (1990)に記載されるものを挙げることができ
る。バシラス発現用のベクターは当技術分野で知られて
おり、例えば、EP405 370、Yansura および Henner, Pr
ocd. Nat. Acad. Sci. USA 81, 439 (1984)、Meth. Enz
ym. 185, 199-228 (1990)、または EP 207 459 に記載
されている。
調節要素をすでに含んでいるか、または、かかる要素を
含むように本発明のDNA配列を遺伝子操作することが
できる。用いることのできる適当なプロモーター要素は
当技術分野で知られており、例えば、トリコデルマ・リ
ーセイについては cbh1 プロモーター〔Haarkiら, Biot
echnology 7, 596-600 (1989) 〕または pki1 プロモー
ター〔Schindler ら,Gene 130, 271-275 (1993)〕、ア
スペルギルス・オリザについては amyプロモーター〔Ch
ristensen ら, Abstr. 19th Lunteren Lectures on Mol
ecular Genetics F23 (1987)、Christensen ら,Biotech
nology 6, 1419-1422 (1988)、Tadaら,Mol. Gen. Gene
t. 229, 301 (1991)〕、アスペルギルス・ニガーについ
ては glaAプロモーター〔Cullenら, Bio/Technology 5,
369-376 (1987)、Gwynneら, Bio/Technology 5, 713-7
19 (1987)、Ward, Molecular Industrial Mycology, Sy
stems and Applications for Filamentous Fungi, Marc
el Dekker, New York, 83-106 (1991) 〕、alcAプロモ
ーター〔Gwynneら, Bio/Technology 5, 713-719 (198
7)〕、suc1プロモーター〔Boddy ら, Current Genetics
24, 60-66 (1993) 〕、aphAプロモーター〔MacRaeら,
Gene 71, 339-348 (1988) 、MacRaeら, Gene 132, 193-
198 (1993)〕、tpiAプロモーター〔McKnightら, Cell 4
6, 143-147 (1986) 、Upshall ら, Bio/Technology 5,
1301-1304 (1987)〕、gpdAプロモーター〔Puntら, Gene
69, 49-57 (1988) 、Puntら, J. of Biotechnology 1
7, 19-37(1991)〕および pkiA プロモーター〔de Graaf
f ら, Curr. Genet. 22, 21-27 (1992) 〕である。酵母
発現用の適当なプロモーター要素は当技術分野で知られ
ており、例えば、pho5プロモーター〔Vogel ら, Molecu
lar and Cellular Biology, 2050-2057 (1989)、Rudolf
and Hinnen, Proc. Natl. Acad. Sci. 84, 1340-1344
(1987)〕またはサッカロミセス・セレビシエ発現用の g
apプロモーター、およびピヒア・パストリス発現用の a
ox1 プロモーター〔Koutz ら, Yeast 5, 167-177 (198
9) 、Sreekrishna ら, J. Basic Microbiol. 28, 265-2
78 (1988)〕である。
宿主で本発明のDNA配列を発現させるための、該DN
A配列を含有するベクターおよび形質転換された細菌、
真菌または酵母宿主も本発明の対象となる。
宿主細胞により発現されたら、コード化されるフィター
ゼを、フィターゼが培地に分泌される場合には培地か
ら、また、フィターゼが細胞内に存在する場合には宿主
生物から、タンパク質精製の分野で知られた方法または
例えば EP 420 358 に記載された方法により単離するこ
とができる。従って、上記のような形質転換細菌または
宿主細胞を適当な培養条件下で培養し、そしてそこから
ポリペプチドを回収することを特徴とする本発明のポリ
ペプチドの生産方法、およびこのような方法によって生
産されたポリペプチドまたは本発明のDNA配列によっ
てコードされるポリペプチドも本発明の対象となる。
活性に関して、当技術分野で知られたアッセイ、例えば
Engelenら〔J. AOAC Intern. 77, 760-764 (1994)〕に
よりまたは実施例9に記載されるようにして該ポリペプ
チドを特性付けることができる。本発明のポリペプチド
を農業の分野で有用なものにするそれらの性質に関して
は、例えば Simons ら〔British Journal of Nutrition
64, 525-540 (1990)〕、Schoner ら〔J. Anim. Physio
l. a. Anim. Nutr. 66, 248-255 (1991) 〕、Vogt〔Arc
h. Geflugelk. 56, 93-98 (1992) 〕、Jongbloed ら
〔J. Anim. Sci.,70, 1159-1168 (1992) 〕、Perneyら
〔Poultry Science 72, 2106-2114 (1993)〕、Farrell
ら〔J. Anim. Physiol. a. Anim. Nutr. 69, 278-283
(1993) 〕、Brozら〔British Poultry Science 35, 273
-280 (1994)〕および Dungelhoef ら〔Animal Feed Sci
ence and Technology 49, 1-10 (1994)〕により記載さ
れるような、当技術分野で知られた任意のアッセイを用
いることができる。それらの耐熱性に関しては、例えば
Yamada ら〔前掲〕により記載されるような、当技術分
野で知られた任意のアッセイを、そしてそれらのpHお
よび基質特異性のプロフィールに関しては、例えば実施
例9または Yamada ら〔前掲〕に記載されるような、当
技術分野で知られた任意のアッセイを使用することがで
きる。
ン酸をイノシトールと無機リン酸に変換する特定の応用
分野に限られることなく用いられるものである。
品または飼料の製造方法において用いられ、かかる組成
物の諸成分と1種以上の本発明のポリペプチドとが一緒
に混合される。従って、1種以上の本発明のポリペプチ
ドを含有する複合食品または飼料も本発明の対象とな
る。当業者であれば、その製造方法について熟知してい
るだろう。こうした複合食品または飼料は、この目的の
ために常用される公知の添加剤または成分をさらに含ん
でいてもよい。
該飼料中に含まれるフィチン酸 (phytate)をイノシトー
ルと無機リン酸に変換するのに有効な量で与えることを
特徴とする、動物肥料中のフィチン酸のレベルを低下さ
せる方法を提供することも本発明の対象となる。
さらに具体的に説明する。
クリーニングした。
バックグラウンドレベルを低下させてある。
で生育させた。胞子または菌糸を検査プレートに移し、
生育が観察されるまで推奨される温度で培養した。
分かった。
フィルス、アスペルギルス・フミガツス、アスペルギル
ス・ニードランス、アスペルギルス・テレウス9A-1およ
びアスペルギルス・テレウス CBS 220.95 の菌株をポテ
ト・デキストロース・ブロス (Potato Dextrose Broth;
Difco Lab., Detroit, MI, USA)または完全培地 (Clut
terbuck)にて生育させた。アスペルギルス・テレウス9A
-1およびアスペルギルス・ニードランスは、特許手続上
のブダペスト条約に基づいて、DSM (Braunschweig, BR
D) に、それぞれ1994年3月17日に受託番号 DSM 9076
および1995年2月17日に受託番号 DSM 9743 として寄託
された。
培地に高密度で胞子を植えつけ、振とうしながら一晩生
育させた。菌糸を濾過により回収し、ブロットし、乾燥
させ、そして重さを量った。1回の調製につき最高2.
0gを使用した。菌糸を液体窒素中で砕いて微細な粉末
となし、すぐに10mlの抽出緩衝液(200mM Tris/HC
l, 250mM NaCl, 25mM EDTA, 0.5% SDS, pH 8.5)に加え
てよく混合した。このスラリーにフェノール(7ml)
を加えて混合し、さらにクロロホルム(3ml)を加え
て十分に混合した。この混合物を遠心 (20,000 g) にか
け、水相を回収した。RNアーゼAを加えて最終濃度を
250μg/mlとなし、37℃で15分間インキュベートし
た。次に、この混合物を1容量のクロロホルムで抽出
し、遠心 (10,000 g, 10分) した。水相を回収し、0.
54容量のイソプロパノールを用いて室温で1時間にわ
たりDNAを沈殿させた。DNAを巻きつけて回収し、
水に再懸濁させた。
製した。DNAの一部をプロテイナーゼKを用いて37
℃で2時間消化し、次いで等容量のフェノール/クロロ
ホルムで繰り返し(2〜3回)抽出し、エタノール沈殿
させ、その後水に再懸濁させて約1μg/μlの濃度と
した。実施例3 縮重PCR PCRは、本質的にパーキン・エルマー・シータス〔(P
erkin Elmer Cetus: PEC); Norwalk, CT, USA 〕のプロ
トコールに従って行った。次の2つのプライマーを用い
た(括弧内に示した塩基はいずれか一方/又はを意味す
る)。 Phyt8: 5'ATG GA(CT) ATG TG(CT) TCN TT(CT) GA 3' 縮重=32 高温=60℃/低温52℃ Phyt9: 5'TT(AG) CC(AG) GC(AG) CC(GA) TGN CC(GA) T
A 3' 高温=70℃/低温58℃ 典型的な反応は次のように実施した。
50℃で10分インキュベートし、その後反応混合物を
氷上に置いた。続いて、Taq ポリメラーゼ (Amplitaq,
Hoffmann-La Roche, Basel, CH) を加え、トリオサーモ
ブロック(Triothermoblock; Biometra, Gottingen, D
E) で次のサイクルプロフィールに従って35回のPC
Rを実施した。
上で分析した。実施例4 PCR断片のサブクローニングおよび配列決定 予期された大きさ(アスペルギルス・ニガーDNA配列
からは約146bpが予測される)のPCR産物を低融
点アガロースから切りだし、NACS-PREPAC カラム (BRL
Life Technologies 社, Gaithersburg, MD, USA)から製
造会社のプロトコールに従って精製した。この断片を5
0μlの100mM カコジル酸ナトリウム pH 6.6, 12.5mM
Tris/HCl pH 7.0, 0.1mMジチオトレイトール, 125 μg/
mlウシ血清アルブミン, 1mM CoCl2, 20 μm dATP, 10
単位のターミナルデオキシトランスフェラーゼ (Boehri
nger Mannheim, Mannheim, DE)中で37℃にて5分間ポ
リアデニル化し、p123T ベクター〔Mitchellら, PCR Me
th. App. 2, 81-82 (1992)〕にクローニングした。
lone”ライゲーションキット (Pharmacia)を用いて製造
会社の説明書どおりにクローニングした。
H, Hilden, DE)で精製したdsDNAに対して、ジデオ
キシ法およびファルマシアT7キット (Pharmacia, LKB
Biotechnology AB, Uppsala, SE) を用いて、製造会社
のプロトコールに従って実施した。実施例5 ラムダ Fix II ライブラリーの構築およびスクリーニン
グ アスペルギルス・テレウス9A-1株およびミセリオフトラ
・サーモフィラに由来する断片を用いて BamHIおよびBg
lII サザンを釣り上げ、ラムダ Fix II ベクター (Stra
tagene, La Jolla, CA, USA)へのゲノムライブラリーの
構築に用いるのに適した制限酵素を調べた。ラムダ Fix
II は9〜23kbの挿入配列を受け入れるにすぎな
い。サザンは次のプロトコールに従って実施した。ゲノ
ムDNA (10μg)を最終容量 200μl にて消化した。酵
素を含まない反応混合物を調製し、氷上で2時間インキ
ュベートした。酵素(50単位)を加え、反応混合物を適
温で3時間インキュベートした。次に、等容量のフェノ
ール/クロロホルムで抽出し、エタノール沈殿させた。
負荷緩衝液中に懸濁したDNAを65℃に15分間加熱
し、その後0.7%アガロースゲル(一晩、30V)で分
離した。移行に先立って、ゲルを0.2M HCl中で室温にて
10分間ずつ2回、続いて 1M NaCl/0.4M NaOH 中で室
温にて15分間ずつ2回洗浄した。DNAを0.4M NaOH
にて毛細管移行によりニトラン (Nytran) 13N ナイロン
膜 (Schleicher and Schuell AG, Feldbach, Zurich, C
H)に4時間かけて移行させた。移行の後、膜をUVに露
光した〔Auto cross-link, UV Stratalinker 2400, Str
atagene (La Jolla, CA, USA) 〕。
ホルムアミド、1%ドデシル硫酸ナトリウム(SD
S)、10%デキストラン硫酸、4xSSPE(180mM Na
Cl, 10mMNaH2PO4, 1mM EDTA, pH 7.4) 〕中で42℃
にて4時間プレハイブリダイズさせ、変性プローブの添
加後は42℃で一晩ハイブリダイズさせた。ブロットを
次のように洗浄した: 1xSSPE/0.5 %SDS/室温/30分 0.1 xSSPE/0.1 %SDS/室温/30分 0.1 xSSPE/0.1 %SDS/65℃/30分 結果は、BamHI で消化したアスペルギルス・テレウス9A
-1株のゲノムDNAおよびBglII で消化したミセリオフ
トラ・サーモフィラのゲノムDNAがラムダ Fix II ベ
クターへのクローニングに適する断片をもたらすことを
示した。
ス・テレウス9A-1株およびミセリオフトラ・サーモフィ
ラのゲノムライブラリーの構築は、製造会社のプロトコ
ール(Stratagene) に従って実施した。
いて10枚の137mm プレートにまく。プラークをニトラ
ン13N 丸形フィルターに移し取り、0.5M NaOH/1.5M NaC
l 中で1分間、次いで0.5M Tris-HCl pH8.0/1.5M NaCl
中で5分間処理した。その後、フィルターを2xSSC
で5分間処理し、自然乾燥させた。続いて、それらをU
V(1分、UV Stratalinker 2400, Stratagene)で固定
した。フィルターをハイブリダイズさせ、上記のように
洗浄した。推定上の陽性プラークを採取し、ファージを
SM緩衝液(180mM NaCl, 8mM MgSO4.7H2O, 20mM Tri
s-HCl pH7.5, 0.01 %ゼラチン)中に浸した。このスト
ックを希釈し、137mm プレートにまいた。2枚ずつのフ
ィルターに移し取り、上記のように処理した。各プレー
トから透明な単一の陽性プラークを取り上げ、SM緩衝
液で希釈した。アスペルギルス・テレウス9A-1株から2
個(9A1 λ17および9A1 λ22)、そしてミセリオフトラ
・サーモフィラから1個(MTλ27)、全部で3個の陽
性プラークが得られた。実施例6 ラムダDNAの調製およびクローンの確認 陽性プラークからラムダDNAを調製した。これは“Ma
gic Lambda Prep ”システム (Promega 社, Madison, W
I, USA) を使って行い、製造会社の説明書に従った。ク
ローンの本性を確かめるため、ラムダDNAをPstIおよ
びSalIで消化し、得られたブロットをPCR産物で釣り
上げた。全ての場合に、クローンはプローブに相補的な
配列を含むことが確認された。実施例7 フィターゼ遺伝子のサブクローニングおよび配列決定 9A1 λ17から得られたDNAをPstIで消化し、得られた
断片の混合物を、PstIで切断した pBluescript II SK+
(Stratagene)に連結し、そしてエビアルカリ性ホスファ
ターゼ (United States Biochemical 社, Cleaveland,
OH, USA)で処理した。連結反応は16℃で一夜行った。
この連結混合物でXL-1 Blue Supercompetent細胞 (Stra
tagene) を形質転換し、0.5mM イソプロピル- β-D- チ
オガラクトピラノシド (IPTG) 、40μg/ml 5- ブロモ-4
- クロロ-3- インドイル- β-D-ガラクトピラノシド (X
gal) 、50μg/mlアンピシリンを含有するLBプレート
にまいた。
びXbaIで消化し、得られた断片の混合物を、BamHI/XbaI
で消化した pBluescript II SK+ に連結した。連結反
応、形質転換およびスクリーニングを上記のように行っ
た。
し、得られた断片の混合物を、SalIで消化した pBluesc
ript II SK+ に連結し、そしてエビアルカリ性ホスファ
ターゼで処理した。連結反応は16℃で一夜行った。こ
の連結混合物でXL-1 Blue Supercompetent細胞を形質転
換し、Xgal/IPTG およびアンピシリンを含有するLBプ
レートにまいた。
約75を単一のプレートに“グリッド (gridded)”し
た。37℃で一夜インキュベーションした後、コロニー
をナイロンフィルター(“Hybond-N”, Amersham社, Ar
lington Heights, IL, USA)に移し取り、フィルターを
0.5M NaOH で3分間、1M Tris-HCl pH7.5 で1分間ずつ
2回、その後0.5M Tris-HCl pH7.5/1.5M NaCl で5分間
処理した。フィルターを自然乾燥させ、UV(2分間、
UV Stratalinker 2400, Stratagene)で固定した。フィ
ルターを実施例5のPCR産物とハイブリダイズさせ
た。陽性コロニーを選択してDNAを調製した。実施例
4に記載したごとく、サブクローンの配列決定を行っ
た。決定された配列は、アスペルギルス・テレウス9A-1
株由来のフィターゼおよびそのコーディングDNA配列
については図1および2に、ミセリオフトラ・サーモフ
ィラ由来のフィターゼおよびそのコーディングDNA配
列については図3および4に示してある。図5のAはア
スペルギルス・テレウスのDNAの制限地図(矢印はコ
ーディング領域を、裁断された線はコーディング領域に
加えて配列決定された領域を示す)を示し、図5のBは
ミセリオフトラ・サーモフィラのDNAの制限地図を示
す。図6はタラロミセス・サーモフィルス由来のフィタ
ーゼの一部およびそのコーディングDNA配列を示し、
図7はアスペルギルス・フミガツス由来のフィターゼの
一部およびそのコーディングDNA配列を示し、そして
図8はアスペルギルス・ニードランス由来のフィターゼ
の一部およびそのコーディングDNA配列を示す。タラ
ロミセス・サーモフィルス、アスペルギルス・フミガツ
スおよびアスペルギルス・ニードランス由来のフィター
ゼの一部ならびにそれらのコーディングDNA配列は、
実施例2〜7にアスペルギルス・テレウス9A-1株とミセ
リオフトラ・サーモフィラについて記載した方法と同じ
方法で得られた。塩基は常用される一文字表記により小
文字で両鎖について示してある。誘導されたフィターゼ
のアミノ酸配列は、常用される一文字表記により大文字
で、対応するDNA配列の下に示してある。実施例8 A.ニガーフィターゼのDNA配列とA.テレウスフィ
ターゼのDNA配列との キメラ構築物の作製 すべての構築は、Sambrookら (1989) (Molecular cloni
ng, A laboratory Manual, Cold Spring Harbor Labora
tory Press, NY) によって記載されるような標準的分子
生物学的手法を用いて行った。
ニガーフィターゼの最初の146アミノ酸をアスペルギ
ルス・テレウス 9A1遺伝子の320C末端アミノ酸に融
合させた。A.ニガーのフィターゼ遺伝子をPCRでク
ローン化したとき、ATG開始コドンにNcoI部位を導入
した。A.ニガーフィターゼに存在するイントロンは、
次のプライマー(ここで、斜線はその左側の配列が第1
エクソンの3'末端にハイブリダイズし、その右側の配列
が第2エクソンの5'末端にハイブリダイズすることを示
す): 5'-AGTCCGGAGGTGACT/CCAGCTAGGAGATAC-3' を用いる部位特異的突然変異誘発(Bio-Rad キット、カ
タログ番号170-3581; Bio-Rad, Richmond, CA, USA)に
より除いた。
ターゼとのキメラ構築物を作製するにあたって、クロー
ニングに役立つようにA.ニガーのコーディング配列に
Eco47III部位を導入した。T3プライマーとともに突然
変異誘発プライマー (5'CGATTC GTA gCG CTG GTA G 3')
を用いるPCRにより、BamHI とEco47IIIで切断した
DNA断片を生成した。このBamHI/Eco47III断片を、Ba
mHI/Eco47IIIで切断したp9A1Pst (実施例7)に挿入し
た。図9、10および11は、融合構築物のアミノ酸配
列およびそのコーディングDNA配列を示す。実施例9 フィターゼの発現 発現ベクターの構築 A.ニガーにおいて融合構築物を発現させるために、融
合遺伝子がA.ニガーの誘導性のグルコアミラーゼ(gl
aA)プロモーターの制御下に置かれる発現カセットを選
んだ。
A.ニードランスの構成性のグリセルアルデヒド-3- ホ
スフェートデヒドロゲナーゼ(gpdA)プロモーターを含
む発現カセットを選んだ。
のためのそれら自身のシグナル配列を持っていた。 ベクター pFPAN1 の構築 A.ニガーのグルコアミラーゼ(glaA)プロモーター
を、プラスミド pDH33〔Smith ら (1990), Gene 88: 25
9-262 〕から 1960 bpの XhoI/ClaI断片として単離し、
A.ニードランスのtrpCターミネーターの710 bp BamHI
/XbaI 断片を含むpBluescript SK+ ベクター (pBS)〔S
tratagene, La Jolla, CA, USA 〕にクローニングし
た。このカセットを含むプラスミドをpGLAC と名づけ
た。実施例8に記載される融合遺伝子を、平滑末端化Nc
oI/EcoRI断片をプラスミドpGLAC の平滑末端化ClaI部位
およびEcoRV 部位に連結させることにより、A.ニガー
のglaAプロモーターの制御下に置いた。制限酵素消化に
より正しい方向を確認した。全カセットをKpnI/XbaI 断
片として、ウリジン栄養要求性アスペルギルス属におけ
る選択マーカーであるニューロスポラ・クラサ (Neuros
pora crassa)のpyr4遺伝子を持つpUC19 (pUC19-pyr4)
(New England Biolabs, GmbH, Schwalbach, BRD) に移
し、ベクターpFPAN1を得た(図12を参照;制限部位お
よびコーディング領域を示してある;横線で消されてい
る制限部位は平滑末端連結部位を示す)。 ベクター pPAT1の構築 A.ニードランスのグリセルアルデヒド-3- ホスフェー
トデヒドロゲナーゼ(gpdA)プロモーターを、プラスミ
ド pAN52-1〔Puntら (1987), Gene 56: 117-124 〕から
約2.3 kbのEcoRI/NcoI断片として単離し、pUC19-NcoI
(SmaI部位をNcoI部位で置き換えたpUC19 )にクローニ
ングし、EcoRI/BamHI 断片として再単離し、そして上記
のtrpCターミネーターを含むpBS にクローニングした。
得られたカセットをpGPDN と名づけた。A.テレウス遺
伝子をNcoI/EcoRI断片として単離し、EcoRI 部位を修復
して平滑末端とした。プラスミドpGPDN をBamHI とNcoI
で切断した。BamHI 部位を修復して平滑末端とした。
A.テレウス遺伝子のNcoI/EcoRI(平滑)断片をgpdAプ
ロモーターとtrpCターミネーターの間にクローニングし
た。発現カセットをKpnI/XbaI 断片として単離し、pUC1
9-pyr4にクローニングしてプラスミドpPAT1 を得た(図
13を参照;記号の説明については図12の説明を参照
のこと)。 アスペルギルス・ニガーにおける融合タンパク質の発現 A)形質転換 若干の変更を伴う、Ballanceら〔(1983), Biochem. Bio
phys. Res. Commun 112, 284-289〕によって記載される
形質転換プロトコールを使用して、プラスミドpFPAN1で
A.ニガーを形質転換した。
ン、2%デキストロース)に1mlあたり106 の胞子を植
えつけ、30℃、250rpmで24時間生育させた; − Wero-Lene N ティッシュ (No. 8011.0600 Wernli A
G Verbandstoffabrik,4852 Rothrist, CH) を使って細
胞を回収し、緩衝液 (0.01M スクシネート緩衝液中の0.
8M KCl, 0.05M CaCl2; pH 5.5)で1回洗った; − プロトプラスト調製のため、溶解酵素 (SIGMA L-22
65, St. Louis, MO, USA) のみを使用した; − 細胞を30℃、100rpmで90分間インキュベ
ートし、濾過 (Wero-Lene N ティッシュ) によりプロト
プラストを分離した; − プロトプラストをSTC(1Mソルビトール, 0.05M
CaCl2, 0.01M Tris/HCl pH 7.5) で1回洗い、同じ緩
衝液に再懸濁した; − 150μlのプロトプラスト(約108/ml)を10
〜15μgのプラスミドDNAと穏やかに混合し、室温
で25分間インキュベートした; − ポリエチレングリコール (60% PEG 4000, 50mM CaC
l2, 10mM Tris/HCl pH 7.5) を3段階(150 μl 、200
μl および900 μl )で加え、サンプルを室温で25
分間さらにインキュベートした; − 5mlのSTCを加え、遠心し、プロトプラストを2.
5 mlのYGS(0.5%酵母エキス、2%グルコース、1.2Mソ
ルビトール)に再懸濁した; − サンプルを30℃、100rpmで2時間インキュ
ベートし、遠心し、プロトプラストを1mlの1.2Mソルビ
トールに再懸濁した; − 形質転換プロトプラストを20mlの最小再生培地
(1リットルあたり0.2gのアルギニンおよび10mgのニコ
チンアミドを補充した、0.7%アミノ酸不含酵母窒素原基
礎培地、2%グルコース、1Mソルビトール、1.5%寒天、20
mM Tris/HCl pH 7.5) と混合した; − プレートを30℃で3〜5日間インキュベートし
た。 B)発現 単一の形質転換体を単離し、精製し、そして融合タンパ
ク質の過剰生産について調べた。100mlのM25培地
〔1リットルあたり70g マルトデキストリン (Glucidex
17D, Sugro Basel, CH), 12.5g 酵母エキス, 25g カゼ
イン加水分解産物, 2g KH2PO4, 2g K2SO4, 0.5g Mg
SO4.7H2O, 0.03g ZnCl2, 0.02g CaCl2, 0.05g MnSO
4.4H2O, 0.05g FeSO4; pH 5.6 〕に形質転換体FPAN1
#11, #13, #16, #E25, #E30, #E31のそれぞれからの10
6/mlの胞子を植えつけ、30℃、270rpmで5日
間インキュベートした。上澄み液を集め、活性を測定し
た。融合タンパク質はpH2.5で基質としてのフィチ
ン酸に対して最大活性を示し、一方、基質として4-ニト
ロフェニルホスフェートを用いた場合は、pH2.5お
よび5.0において最大活性を示した(表1)。 C)活性試験 a)フィチン酸 1mlの酵素反応液は0.5ml の透析上澄み液(必要に応じ
て希釈)と5.4mM のフィチン酸 (SIGMA P-3168) を含ん
でいた。酵素反応はそれぞれ0.2M酢酸ナトリウム緩衝液
pH 5.0および0.2Mグリシン緩衝液pH 2.5中で行った。サ
ンプルを37℃で15分間インキュベートした。1mlの
15%TCA(トリクロロ酢酸)を加えることにより反応
を停止させた。
mlのサンプルを0.9 mlの蒸留水で希釈し、1mlの試薬溶
液(3容量の1M H2SO4, 1容量の2.5% (NH4)6Mo7O
24,1容量の10% アスコルビン酸)と混合した。サン
プルを50℃で20分間インキュベートし、青色を82
0nmで分光光度分析により測定した。この試験はホス
フェートの放出に基づくので、ホスフェート標準曲線
(11〜45nmol/ml)を用いてサンプルの活性を測定
した。 b)4-ニトロフェニルホスフェート 1mlの酵素反応液は100 μl の透析上澄み液(必要に応
じて希釈)と1.7mM の4-ニトロフェニルホスフェート
(Merck, 6850, Darmstadt, BRD)を含んでいた。酵素反
応はそれぞれ0.2M酢酸ナトリウム緩衝液pH 5.0および0.
2Mグリシン緩衝液pH 2.5中で行った。サンプルを37℃
で15分間インキュベートした。1mlの15%TCAを加
えて反応を停止させた。
を使用した。
ギルス・テレウス 9A1遺伝子の発現 A.ニガーNW205 を上記のようにプラスミドpPAT1 で形
質転換した。単一の形質転換体を単離し、精製し、A.
テレウスタンパク質の過剰発現についてスクリーニング
した。50mlのYPD培地に、形質転換体 PAT1#3, #1
0, #11, #13, #16 のそれぞれからの106/mlの胞子を植
えつけ、30℃、270rpmで3日間インキュベート
した。上澄み液を集め、活性を上記のように測定した。
ただし、酵素反応のpHが違っていた。この酵素は、基
質としてフィチン酸を用いた場合はpH5.5で、基質
として4-ニトロフェニルホスフェートを用いた場合はp
H3.5でその主要活性を示した(表2)。
マルトデキストリン (Glucidex 17D), 10g酵母エキス,
10g カゼイン加水分解産物, 1g KH2PO4, 0.5gMgSO4.
7H2O, 3g Tween 80; pH 5.5 〕に106/mlの胞子を植え
つけ、34℃、250rpmで24時間インキュベート
した。
00の最終希釈で植えつけた。バッチ式発酵は最低25
%の自動制御溶存酸素濃度(pO2 ≧25%)でもっ
て30℃で行った。pHは5M NaOH による自動滴定で
3.0に維持した。
ルトデキストリン, 9.4g酵母エキス, 18.7g カゼイン加
水分解産物, 2g KH2PO4, 2g K2SO4, 0.5g MgSO4.7
H2O, 0.03g ZnCl2, 0.02g CaCl2, 0.05g MnSO4.4H
2O, 0.05g FeSO4; pH 5.6であった。
性は、基質としてフィチン酸を用いた場合がpH2.5
およびpH5.0でそれぞれ35単位/mlおよび16単
位/mlであり、基質として4-ニトロフェニルホスフェー
トを用いた場合がpH2.5およびpH5.0でそれぞ
れ295単位/mlおよび90単位/mlであった。 B)形質転換体 PAT1#11 前培養、発酵槽の植えつけ、および発酵培地は上記のと
おりであったが、pHを5M NaOH による自動滴定で4.
5に保持した。
性は、基質としてフィチン酸を用いた場合がpH5.5
で17.5単位/mlであり、基質として4-ニトロフェニ
ルホスフェートを用いた場合がpH3.5で2単位/ml
であった。実施例11 アスペルギルス・テレウス (CBS 220.95) のフィターゼ
遺伝子のPCR断片の単離 アスペルギルス・テレウス (CBS 220.95) のDNAを用
いて、断片のPCR増幅のために2つの異なるプライマ
ー対を使用した。用いたプライマーを下記の表に示す。
ーであり、プライマー9および11はアンチセンスプラ
イマーである。これらのプライマーはアスペルギルス・
ニガー遺伝子のコーディング配列の表示した部分に相当
する。用いた組合せはプライマー8プラス9および10
プラス11である。Clontech (Palo Alto, CA, USA)か
らのTaq-Start 抗体キットを製造会社のプロトコールに
従って使用した。8プラス9のプライマー濃度は0.2
mMとし、10プラス11のプライマー濃度は1mMと
した。増幅のためにタッチ−ダウン (touch-down) PC
Rを採用した〔Don, R.H. ら(1991), Nucleic Acids Re
s. 19, 4008 〕。初めに、DNAを95℃で3分間変性
した。その後、次のアニーリング温度:60℃、59
℃、58℃、57℃、56℃、55℃、54℃、53
℃、52℃および51℃のそれぞれで1分のアニーリン
グ時間で2サイクルを実施した。アニーリング前にイン
キュベーションを95℃で1分間行い、アニーリング後
に伸長反応を72℃で30秒間行った。サイクル21か
ら35は次のように行った。すなわち、95℃で1分の
変性、50℃で1分のアニーリング、および72℃で3
0秒の伸長反応。
らのDNA配列およびこれらとアスペルギルス・テレウ
ス 9A1のフィターゼ遺伝子の関連部分との比較を図14
に示す。アスペルギルス・テレウス 9A1のフィターゼ遺
伝子の関連部分は“9a1 ”(上線)に、そしてアスペル
ギルス・テレウス CBS 220.95 のPCR断片は“aterr2
1 ”(下線)に示してある。パネルA:プライマー対8
プラス9により得られた断片(aterr21 )。パネルB:
プライマー対10プラス11により得られた断片(ater
r58 )。アスペルギルス・テレウス CBS 220.95 のDN
A配列(上線)がアスペルギルス・テレウス 9A1のDN
A配列(下線)と比較される。パネルA:aterr21 断片
中の太字のgc配列(塩基16および17)はおそらく
cgであるだろう(DNA配列決定が不確定)。パネル
B:aterr58 PCR断片の26位のxは4種のヌクレオ
チドのいずれかを表す。実施例12 非ストリンジェントおよびストリンジェント洗浄条件下
での交差ハイブリダイゼ ーション 表3に示した各菌株のゲノムDNA5μgを、DNA1
μgにつき4単位のHindIII またはPstIとともに37℃
で4時間インキュベートした。消化後、混合物をフェノ
ールで抽出し、DNAをエタノール沈殿させた。次い
で、サンプルを0.8%アガロースゲルで分析した。移
行溶液として1M NaCl を含有する0.4M NaOH を用いてD
NAをニトラン膜 (Schleicher & Schuell, Keene, NH,
USA) に移行させた。ハイブリダイゼーションは42℃
で18時間行った。ハイブリダイゼーション溶液は、50
% ホルムアミド、1%SDS、10% デキストラン硫酸、
4xSSPE (1xSSPE=0.18M NaCl, 1mM EDTA,
10mM NaH2PO4, pH7.4)、0.5% blotto (H2O中の粉ミ
ルク) および0.5mg/mlサケ精子DNAを含んでいた。膜
を非ストリンジェント条件下で洗い、最後の最もストリ
ンジェントな条件としては、0.1%SDSを含有する 0.1
xSSPE中、室温で30分のインキュベーションを採
用した。用いたプローブ(約109dpm/μg DNA の比活
性で標識したもの)は、ミセリオフトラ・サーモフィラ
(Mycelio. thermo.) ;アスペルギルス・ニードランス
(Asperg. nidul.) ;アスペルギルス・フミガツス (As
perg. fumig.);アスペルギルス・テレウス 9A1 (Asper
g. terreus 9A1);タラロミセス・サーモフィルス (Tal
arom. thermo.) のゲノムDNAを用いてプライマー8
プラス9(実施例11参照)により生成されたPCR断
片であった。MT2 ゲノムプローブはランダムプライミン
グ(Pharmacia 社によって提供されたプロトコールに従
う)により得られたもので、Mycelio. thermo.フィター
ゼ遺伝子のN末端の上流のBspEI 部位からC末端のPvuI
I 部位までの1410bp (2068−3478位) にわたる。AT2 ゲ
ノムプローブはランダムプライミングにより得られたも
ので、Asperg. terreus 9A1 フィターゼ遺伝子のApaI部
位からNdeI部位までの1365bp (491 −1856位) にわた
る。AN2 DNA プローブはランダムプライミングにより得
られ、Asperg.niger 遺伝子 (EP 420 358) の完全なコ
ーディング配列 (1404bp) にわたる。結果を表3に示す
〔“*”は非特異的20kb断片に相当する弱いシグナ
ルを除外;タラロミセス・サーモフィルスからのPCR
断片を用いてアスペルギルス・ニガー由来のDNAにお
いて見られた20kbにおける非常に弱い交差ハイブリ
ダイゼーションシグナルの場合、このシグナルは、フィ
ターゼ遺伝子を含むと予期される10kbのHindIII 断
片と著しく異なるから、非特異的である;“**”はDN
Aの部分消化産物によるシグナル〕。
ブリダイゼーションのために、膜を0.1%SDSを含有す
る 0.1xSSPE中で65℃、30分間さらに洗浄し
た。結果を表4に示す〔(1) 10.5kbのHindIII 断片
だけが依然として検出され、6.5kbのHindIII 断片は消
失する(表3を参照)〕。
205 Thr Ala Phe Glu Glu Gly Pro Tyr Ser
Thr Ile Gly Asp Asp Ala Gln 210 215
220 Asp Thr Tyr Leu Ser Thr Phe Ala Gly
Pro Ile Thr Ala Arg Val Asn 225 230
235 240 Ala Asn Leu Pro Gly Ala Asn Leu Thr
Asp Ala Asp Thr Val Ala Leu 245
250 255 Met Asp Leu Cys Pro Phe Glu Thr Val
Ala Ser Ser Ser Ser Asp Pro 260 265
270 Ala Thr Ala Asp Ala Gly Gly Gly Asn
Gly Arg Pro Leu Ser Pro Phe 275 280
285 Cys Arg Leu Phe Ser Glu Ser Glu Trp
Arg Ala Tyr Asp Tyr Leu Gln 290 295
300 Ser Val Gly Lys Trp Tyr Gly Tyr Gly
Pro Gly Asn Pro Leu Gly Pro 305 310
315 320 Thr Gln Gly Val Gly Phe Val Asn Glu
Leu Leu Ala Arg Leu Ala Gly 325
330 335 Val Pro Val Arg Asp Gly Thr Ser Thr
Asn Arg Thr Leu Asp Gly Asp 340 345
350 Pro Arg Thr Phe Pro Leu Gly Arg Pro
Leu Tyr Ala Asp Phe Ser His 355 360
365 Asp Asn Asp Met Met Gly Val Leu Gly
Ala Leu Gly Ala Tyr Asp Gly 370 375
380 Val Pro Pro Leu Asp Lys Thr Ala Arg
Arg Asp Pro Glu Glu Leu Gly 385 390
395 400 Gly Tyr Ala Ala Ser Trp Ala Val Pro
Phe Ala Ala Arg Ile Tyr Val 405
410 415 Glu Lys Met Arg Cys Ser Gly Gly Gly
Gly Gly Gly Gly Gly Gly Glu 420 425
430 Gly Arg Gln Glu Lys Asp Glu Glu Met
Val Arg Val Leu Val Asn Asp 435 440
445 Arg Val Met Thr Leu Lys Gly Cys Gly
Ala Asp Glu Arg Gly Met Cys 450 455
460 Thr Leu Glu Arg Phe Ile Glu Ser Met
Ala Phe Ala Arg Gly Asn Gly 465 470
475 480 Lys Trp Asp Leu Cys Phe Ala 485 <210> 5 <211> 100 <212> DNA <213> Talaromyces thermophilus <220> <221> CDS <222> 2..100 <400> 5 gaccttggct cgcaaccaca cagacacgct gtctccgttc tgcgctcttt ccacgcaaga 60 ggagtggcaa gcatatgact actaccaaag tctggggaat 100 <210> 6 <211> 33 <212> PRT <213> Talaromyces thermophilus <400> 6 Thr Leu Ala Arg Asn His Thr Asp Thr Leu Ser Pro Phe Cys Ala Leu 1 5 10 15 Ser Thr Gln Glu Glu Trp Gln Ala Tyr Asp Tyr Tyr Gln Ser Leu Gly 20 25 30 Asn <210> 7 <211> 106 <212> DNA <213> Aspergillus fumigatus <220> <221> CDS <222> 2..106 <400> 7 tacggtagcg cgcaccagcg acgcaagtca gctgtcaccg ttctgtcaac tcttcactca 60 caatgagtgg aagaagtaca actaccttca gtccttgggc aagtac 106 <210> 8 <211> 35 <212> PRT <213> Aspergillus fumigatus <400> Thr Val Ala Arg Thr Ser Asp Ala Ser Gln Leu Ser Pro Phe Cys Gln 1 5 10 15 Leu Phe Thr His Asn Glu Trp Lys Lys Tyr Asn Tyr Leu Gln Ser Leu 20 25 30 Gly Lys Tyr 35 <210> 9 <211> 109 <212> DNA <213> Aspergillus nidulans <220> <221> CDS <222> 2..109 <400> 9 caccatggcg cgcaccgcca ctcggaaccg tagtctgtct ccattttgtg ccatcttcac 60 tgaaaaggag tggctgcagt acgactacct tcaatctcta tcaaagtac 109 <210> 10 <211> 36 <212> PRT <213> Aspergillus nidulans <400> Thr Met Ala Arg Thr Ala Thr Arg Asn Arg Ser Leu Ser Pro Phe Cys 1 5 10 15 Ala Ile Phe Thr Glu Lys Glu Trp Leu Gln Tyr Asp Tyr Leu Gln Ser 20 25 30 Leu Ser Lys Tyr 35 <210> 11 <211> 1912 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <221> CDS <222> 1..1396 <223> Description of Artificial Sequence: DNA encoding chimeric phytase <220> <221> CDS <222> 1..1398 <400> 11 atg ggc gtc tct gct gtt cta ctt cct ttg tat ctc cta gct gga gtc 48 Met Gly Val Ser Ala Val Leu Leu Pro Leu Tyr Leu Leu Ala Gly Val 1 5 10 15 acc tcc gga ctg gca gtc ccc gcc tcg aga aat caa tcc act tgc gat 96 Thr Ser Gly Leu Ala Val Pro Ala Ser Arg Asn Gln Ser Thr Cys Asp 20 25 30 acg gtc gat caa ggg tat caa tgc ttc tcc gag act tcg cat ctt tgg 144 Thr Val Asp Gln Gly Tyr Gln Cys Phe Ser Glu Thr Ser His Leu Trp 35 40 45 ggt caa tac gcg ccg ttc ttc tct ctg gca aac gaa tcg gtc atc tcc 192 Gly Gln Tyr Ala Pro Phe Phe Ser Leu Ala Asn Glu Ser Val Ile Ser 50 55 60 cct gat gtg ccc gcc ggt tgc aga gtc act ttc gct cag gtc ctc tcc 240 Pro Asp Val Pro Ala Gly Cys Arg Val Thr Phe Ala Gln Val Leu Ser 65 70 75 80 cgt cat gga gcg cgg tat ccg acc gag tcc aag ggc aag aaa tac tcc 288 Arg His Gly Ala Arg Tyr Pro Thr Glu Ser Lys Gly Lys Lys Tyr Ser 85 90 95 gct ctc att gag gag atc cag cag aac gtg acc acc ttt gat gga aaa 336 Ala Leu Ile Glu Glu Ile Gln Gln Asn Val Thr Thr Phe Asp Gly Lys 100 105 110 tat gcc ttc ctg aag aca tac aac tac agc ttg ggt gca gat gac ctg 384 Tyr Ala Phe Leu Lys Thr Tyr Asn Tyr Ser Leu Gly Ala Asp Asp Leu 115 120 125 act ccc ttc gga gag cag gag cta gtc aac tcc ggc atc aag ttc tac 432 Thr Pro Phe Gly Glu Gln Glu Leu Val Asn Ser Gly Ile Lys Phe Tyr 130 135 140 cag cgc tac aac gcc ctc acc cga cac atc aac ccc ttc gtc cgc gcc 480 Gln Arg Tyr Asn Ala Leu Thr Arg His Ile Asn Pro Phe Val Arg Ala 145 150 155 160 acc gat gca tcc cgc gtc cac gaa tcc gcc gag aag ttc gtc gag ggc 528 Thr Asp Ala Ser Arg Val His Glu Ser Ala Glu Lys Phe Val Glu Gly 165 170 175 ttc caa acc gct cga cag gac gat cat cac gcc aat ccc cac cag cct 576 Phe Gln Thr Ala Arg Gln Asp Asp His His Ala Asn Pro His Gln Pro 180 185 190 tcg cct cgc gtg gac gtg gcc atc ccc gaa ggc agc gcc tac aac aac 624 Ser Pro Arg Val Asp Val Ala Ile Pro Glu Gly Ser Ala Tyr Asn Asn 195 200 205 acg ctg gag cac agc ctc tgc acc gcc ttc gaa tcc agc acc gtc ggc 672 Thr Leu Glu His Ser Leu Cys Thr Ala Phe Glu Ser Ser Thr Val Gly 210 215 220 gac gac gcg gtc gcc aac ttc acc gcc gtg ttc gcg ccg gcg atc gcc 720 Asp Asp Ala Val Ala Asn Phe Thr Ala Val Phe Ala Pro Ala Ile Ala 225 230 235 240 cag cgc ctg gag gcc gat ctt ccc ggc gtg cag ctg tcc acc gac gac 768 Gln Arg Leu Glu Ala Asp Leu Pro Gly Val Gln Leu Ser Thr Asp Asp 245 250 255 gtg gtc aac ctg atg gcc atg tgt ccg ttc gag acg gtc agc ctg acc 816 Val Val Asn Leu Met Ala Met Cys Pro Phe Glu Thr Val Ser Leu Thr 260 265 270 gac gac gcg cac acg ctg tcg ccg ttc tgc gac ctc ttc acg gcc act 864 Asp Asp Ala His Thr Leu Ser Pro Phe Cys Asp Leu Phe Thr Ala Thr 275 280 285 gag tgg acg cag tac aac tac ctg ctc tcg ctg gac aag tac tac ggc 912 Glu Trp Thr Gln Tyr Asn Tyr Leu Leu Ser Leu Asp Lys Tyr Tyr Gly 290 295 300 tac ggc ggg ggc aat ccg ctg ggt ccg gtg cag ggg gtc ggc tgg gcg 960 Tyr Gly Gly Gly Asn Pro Leu Gly Pro Val Gln Gly Val Gly Trp Ala 305 310 315 320 aac gag ctg atg gcg cgg cta acg cgc gcc ccc gtg cac gac cac acc 1008 Asn Glu Leu Met Ala Arg Leu Thr Arg Ala Pro Val His Asp His Thr 325 330 335 tgc gtc aac aac acc ctc gac gcg agt ccg gcc acc ttc ccg ctg aac 1056 Cys Val Asn Asn Thr Leu Asp Ala Ser Pro Ala Thr Phe Pro Leu Asn 340 345 350 gcc acc ctc tac gcc gac ttc tcc cac gac agc aac ctg gtg tcg atc 1104 Ala Thr Leu Tyr Ala Asp Phe Ser His Asp Ser Asn Leu Val Ser Ile 355 360 365 ttc tgg gcg ctg ggc ctg tac aac ggc acc gcg ccg ctg tcg cag acc 1152 Phe Trp Ala Leu Gly Leu Tyr Asn Gly Thr Ala Pro Leu Ser Gln Thr 370 375 380 tcc gtc gag agc gtc tcc cag acg gac ggg tac gcc gcc gcc tgg acg 1200 Ser Val Glu Ser Val Ser Gln Thr Asp Gly Tyr Ala Ala Ala Trp Thr 385 390 395 400 gtg ccg ttc gcc gct cgc gcg tac gtc gag atg atg cag tgt cgc gcc 1248 Val Pro Phe Ala Ala Arg Ala Tyr Val Glu Met Met Gln Cys Arg Ala 405 410 415 gag aag gag ccg ctg gtg cgc gtg ctg gtc aac gac cgg gtc atg ccg 1296 Glu Lys Glu Pro Leu Val Arg Val Leu Val Asn Asp Arg Val Met Pro 420 425 430 ctg cat ggc tgc cct acg gac aag ctg ggg cgg tgc aag cgg gac gct 1344 Leu His Gly Cys Pro Thr Asp Lys Leu Gly Arg Cys Lys Arg Asp Ala 435 440 445 ttc gtc gcg ggg ctg agc ttt gcg cag gcg ggc ggg aac tgg gcg gat 1392 Phe Val Ala Gly Leu Ser Phe Ala Gln Ala Gly Gly Asn Trp Ala Asp 450 455 460 tgt ttc tgatgttgag aagaaaggta gatagatagg tagtacatat ggattgctcg 1448 Cys Phe 465 gctctgggtc gttgcccaca atgcatatta cgcccgtcaa ctgccttgcg ccatccacct 1508 ctcaccctgg acgcaaccga gcggtctacc ctgcacacgg cttccaccgc gacgcgcacg 1568 gataaggcgc ttttgttacg gggttggggc tgggggcagc cggagccgga gagagagacc 1628 agcgtgaaaa acgacagaac atagatatca attcgacgcc aattcatgca gagtagtata 1688 cagacgaact gaaacaaaca catcacttcc ctcgctcctc tcctgtagaa gacgctccca 1748 ccagccgctt ctggccctta ttcccgtacg ctaggtagac cagtcagcca gacgcatgcc 1808 tcacaagaac gggggcgggg gacacactcc gctcgtacag cacccacgac gtgtacagga 1868 aaaccggcag cgccacaatc gtcgagagcc atctgcagga attc 1912 <210> 12 <211> 466 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: chimeric phytase Met Gly Val Ser Ala Val Leu Leu Pro Leu Tyr Leu Leu Ala Gly Val 1 5 10 15 Thr Ser Gly Leu Ala Val Pro Ala Ser Arg Asn Gln Ser Thr Cys Asp 20 25 30 Thr Val Asp Gln Gly Tyr Gln Cys Phe Ser Glu Thr Ser His Leu Trp 35 40 45 Gly Gln Tyr Ala Pro Phe Phe Ser Leu Ala Asn Glu Ser Val Ile Ser 50 55 60 Pro Asp Val Pro Ala Gly Cys Arg Val Thr Phe Ala Gln Val Leu Ser 65 70 75 80 Arg His Gly Ala Arg Tyr Pro Thr Glu Ser Lys Gly Lys Lys Tyr Ser 85 90 95 Ala Leu Ile Glu Glu Ile Gln Gln Asn Val Thr Thr Phe Asp Gly Lys 100 105 110 Tyr Ala Phe Leu Lys Thr Tyr Asn Tyr Ser Leu Gly Ala Asp Asp Leu 115 120 125 Thr Pro Phe Gly Glu Gln Glu Leu Val Asn Ser Gly Ile Lys Phe Tyr 130 135 140 Gln Arg Tyr Asn Ala Leu Thr Arg His Ile Asn Pro Phe Val Arg Ala 145 150 155 160 Thr Asp Ala Ser Arg Val His Glu Ser Ala Glu Lys Phe Val Glu Gly 165 170 175 Phe Gln Thr Ala Arg Gln Asp Asp His His Ala Asn Pro His Gln Pro 180 185 190 Ser Pro Arg Val Asp Val Ala Ile Pro Glu Gly Ser Ala Tyr Asn Asn 195 200 205 Thr Leu Glu His Ser Leu Cys Thr Ala Phe Glu Ser Ser Thr Val Gly 210 215 220 Asp Asp Ala Val Ala Asn Phe Thr Ala Val Phe Ala Pro Ala Ile Ala 225 230 235 240 Gln Arg Leu Glu Ala Asp Leu Pro Gly Val Gln Leu Ser Thr Asp Asp 245 250 255 Val Val Asn Leu Met Ala Met Cys Pro Phe Glu Thr Val Ser Leu Thr 260 265 270 Asp Asp Ala His Thr Leu Ser Pro Phe Cys Asp Leu Phe Thr Ala Thr 275 280 285 Glu Trp Thr Gln Tyr Asn Tyr Leu Leu Ser Leu Asp Lys Tyr Tyr Gly 290 295 300 Tyr Gly Gly Gly Asn Pro Leu Gly Pro Val Gln Gly Val Gly Trp Ala 305 310 315 320 Asn Glu Leu Met Ala Arg Leu Thr Arg Ala Pro Val His Asp His Thr 325 330 335 Cys Val Asn Asn Thr Leu Asp Ala Ser Pro Ala Thr Phe Pro Leu Asn 340 345 350 Ala Thr Leu Tyr Ala Asp Phe Ser His Asp Ser Asn Leu Val Ser Ile 355 360 365 Phe Trp Ala Leu Gly Leu Tyr Asn Gly Thr Ala Pro Leu Ser Gln Thr 370 375 380 Ser Val Glu Ser Val Ser Gln Thr Asp Gly Tyr Ala Ala Ala Trp Thr 385 390 395 400 Val Pro Phe Ala Ala Arg Ala Tyr Val Glu Met Met Gln Cys Arg Ala 405 410 415 Glu Lys Glu Pro Leu Val Arg Val Leu Val Asn Asp Arg Val Met Pro 420 425 430 Leu His Gly Cys Pro Thr Asp Lys Leu Gly Arg Cys Lys Arg Asp Ala 435 440 445 Phe Val Ala Gly Leu Ser Phe Ala Gln Ala Gly Gly Asn Trp Ala Asp 450 455 460 Cys Phe 465 <210> 13 <211> 112 <212> DNA <213> Aspergillus terreus <400> 13 gacggtcagc ctgaccgacg acgcgcacac gctgtcgccg ttctgcgacc tcttcaccgc 60 cgccgagtgg acgcagtaca actacctgct ctcgctggac aagtactacg tc 112 <210> 14 <211> 91 <212> DNA <213> Aspergillus terreus <400> 14 cagtaacctg gtgtcgatct tctggncgct gggtctgtac aacggcacca agcccctgtc 60 gcagaccacc gtggaggata tcacccggac g 91 <210> 15 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artifical Sequence: primer <400> 15 atggayatgt gytcnttyga 20 <210> 16 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artifical Sequence: primer <400> 16 ttrccrgcrc crtgnccrta 20 <210> 17 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artifical Sequence: primer <400> 17 taygcngayt tytcncayga 20 <210> 18 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artifical Sequence: primer <400> 18 cgrtcrttna cnagnacnc 19 <210> 19 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artifical Sequence: primer <400> 19 atggayatgt gytcnttyga 20 <210> 20 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artifical Sequence: primer <400> 20 ttrccrgcrc crtgnccrta 20 <210> 21 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artifical Sequence: primer <400> 21 agtccggagg tgactccagc taggagatac 30
明:キメラフィターゼをコードするDNA 配列番号12−人工配列の説明:キメラフィターゼ 配列番号15−人工配列の説明:プライマー 配列番号16−人工配列の説明:プライマー 配列番号17−人工配列の説明:プライマー 配列番号18−人工配列の説明:プライマー 配列番号19−人工配列の説明:プライマー 配列番号20−人工配列の説明:プライマー 配列番号21−人工配列の説明:プライマー
ーゼのアミノ酸配列およびそのコーディングDNA配列
を示す。
ングDNA配列の続きを示す。
ゼのアミノ酸配列およびそのコーディングDNA配列を
示す。
ングDNA配列の続きを示す。
地図を示す。 B.ミセリオフトラ・サーモフィラのDNAの制限地図
を示す。
ゼの一部のアミノ酸配列およびそのコーディングDNA
配列を示す。
の一部のアミノ酸配列およびそのコーディングDNA配
列を示す。
ゼの一部のアミノ酸配列およびそのコーディングDNA
配列を示す。
ゼとの融合構築物のアミノ酸配列およびそのコーディン
グDNA配列を示す。
ィングDNA配列の続きを示す。
ィングDNA配列の続きを示す。
のフィターゼ遺伝子のPCR断片(aterr21)とアスペル
ギルス・テレウス 9A1の関連部分 (9a1)との比較を示
す。 B.アスペルギルス・テレウス CBS 220.95 のフィター
ゼ遺伝子のPCR断片(aterr58)とアスペルギルス・テ
レウス 9A1の関連部分 (9a1)との比較を示す。
Claims (11)
- 【請求項1】フィターゼ活性を有する耐熱性ポリペプチ
ドをコードするDNA、あるいはフィターゼ活性をなお
も有する該ポリペプチドの断片をコードするDNA、を
得る方法であって、アクロフィアロホラ・レービス (Ac
rophialophora levis)、アスペルギルス・テレウス (As
pergillus terreus)、アスペルギルス・フミガツス (As
pergillus fumigatus)、アスペルギルス・ニードランス
(Aspergillus nidulans) 、アスペルギルス・ソヤ (As
pergillus sojae)、カルカリスポリエラ・サーモフィラ
(Calcarisporiella thermophila) 、カエトミウム・レ
クトピリウム (Chaetomium rectopilium) 、コリナスク
ス・サーモフィルス (Corynascus thermophilus)、フミ
コラ sp. (Humicola sp.) 、ミセリア・ステリリア (My
celia sterilia) 、ミロコッカム・サーモフィルム (My
rococcum thermophilum)、ミセリオフトラ・サーモフィ
ラ (Myceliophthora thermophila) 、リゾムコール・ミ
エヘイ (Rhizomucor miehei)、スポロトリクム・セルロ
フィルム (Sporotrichum cellulophilum)、スポロトリ
クム・サーモフィレ (Sporotrichum thermophile) 、ス
キタリジウム・インドネシクム (Scytalidium indonesi
cum)およびタラロミセス・サーモフィルス (Talaromyce
s thermophilus) より成る群から選ばれる耐熱性真菌由
来のDNAまたはその断片を、(i)ミセリオフトラ・
サーモフィラ (Mycelio. Thermo.);アスペルギルス・
ニードランス (Asperg. Nidul.);アスペルギルス・フ
ミガツス (Asperg. Fumig.);アスペルギルス・テレウ
ス9A1 (Asperg. Terreus 9A1);もしくはタラロミセス
・サーモフィルス (Talarom. Thermo.)のゲノムDNA
を用いて次のプライマー:センスプライマーとしての
“ATGGA(C/T)ATGTG(C/T)TC(N)TT(C/T)GA”およびアンチ
センスプライマーとしての“TT(A/G)CC(A/G)GC(A/G)CC
(G/A)TG(N)CC(A/G)TA”により生成されたPCR産物、
(ii) ミセリオフトラ・サーモフィラ (Mycelio. Therm
o.)フィターゼ遺伝子のN末端の上流のBspEI部位からC
末端のPvuII部位までの1410bp(明細書記載の図3−図
4の2068-3478位)にわたるプローブ、(iii)アスペル
ギルス・テレウス9A1 (Asperg. Terreus 9A1)フィター
ゼ遺伝子のApaI部位からNdeI部位までの1365bp(明細書
記載の図1−図2の491-1856位)にわたるプローブ、ま
たは、(iv) アスペルギルス・テレウス (CBS 220.95)
から単離されたDNAおよび次の2つのPCRプライマ
ー対:(a) センスプライマーとしての“ATGGA(C/T)ATGT
G(C/T)TC(N)TT(C/T)GA”およびアンチセンスプライマー
としての“TT(A/G)CC(A/G)GC(A/G)CC(G/A)TG(N)CC(A/G)
TA”、ならびに、(b) センスプライマーとしての“TA(C
/T)GC(N)GA(C/T)TT(C/T)TC(N)CA(C/T)GA”およびアンチ
センスプライマーとしての“CG(G/A)TC(G/A)TT(N)AC(N)
AG(N)AC(N)C ”を用いるPCR反応の産物であるプロー
ブ、とストリンジェントな条件下でハイブリダイズさ
せ、ハイブリダイズするDNAまたはその断片を得、必
要に応じてDNAクローニングまたはポリメラーゼ連鎖
反応により該DNAまたはその断片を増幅することを含
む、上記方法。 - 【請求項2】 真菌がアクロフィアロホラ・レービス、
アスペルギルス・フミガツス、アスペルギルス・ニード
ランス、アスペルギルス・テレウス、カルカリスポリエ
ラ・サーモフィラ、カエトミウム・レクトピリウム、コ
リナスクス・サーモフィルス、スポロトリクム・セルロ
フィルム、スポロトリクム・サーモフィレ、ミセリア・
ステリリア、ミセリオフトラ・サーモフィラおよびタラ
ロミセス・サーモフィルスより成る群から選ばれる、請
求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 真菌がアスペルギルス・テレウス、ミセ
リオフトラ・サーモフィラ、アスペルギルス・フミガツ
ス、アスペルギルス・ニードランスおよびタラロミセス
・サーモフィルスより成る群から選ばれる、請求項2に
記載の方法。 - 【請求項4】 前記のフィターゼ活性を有する耐熱性ポ
リペプチドをコードするDNA、あるいはフィターゼ活
性をなおも有する該ポリペプチドの断片をコードするD
NAが、(a) 明細書記載の図1および2のDNAまたは
その相補鎖、(b) ストリンジェントな条件下で(a) に規
定した配列とハイブリダイズするDNA、(c) 遺伝暗号
の縮重のため(a) または(b) のDNAとハイブリダイズ
しないが、これらのDNAによってコードされるポリペ
プチドと正確に同じアミノ酸配列を有するポリペプチド
をコードするDNA、および(d) (a) 、(b) または(c)
に規定したDNAの断片であるDNA、より成る群から
選ばれる、請求項1に記載の方法。 - 【請求項5】 前記のフィターゼ活性を有する耐熱性ポ
リペプチドをコードするDNA、あるいはフィターゼ活
性をなおも有する該ポリペプチドの断片をコードするD
NAが、(a) 明細書記載の図3および4のDNAまたは
その相補鎖、(b) ストリンジェントな条件下で(a) に規
定した配列とハイブリダイズするDNA、(c) 遺伝暗号
の縮重のため(a) または(b) のDNAとハイブリダイズ
しないが、これらのDNAによってコードされるポリペ
プチドと正確に同じアミノ酸配列を有するポリペプチド
をコードするDNA、および(d) (a) 、(b) または(c)
に規定したDNAの断片であるDNA、より成る群から
選ばれる、請求項1に記載の方法。 - 【請求項6】 前記のフィターゼ活性を有する耐熱性ポ
リペプチドをコードするDNA、あるいはフィターゼ活
性をなおも有する該ポリペプチドの断片をコードするD
NAが、(a) 明細書記載の図6、図7、図8および図1
4のDNA配列のうちの1つを含むDNAまたはその相
補鎖、(b) ストリンジェントな条件下で(a) に規定した
配列とハイブリダイズするDNA、(c) 遺伝暗号の縮重
のため(a) または(b) のDNAとハイブリダイズしない
が、これらのDNAによってコードされるポリペプチド
と正確に同じアミノ酸配列を有するポリペプチドをコー
ドするDNA、および(d) (a) 、(b) または(c) に規定
したDNAの断片であるDNA、より成る群から選ばれ
る、請求項1に記載の方法。 - 【請求項7】 前記のフィターゼ活性を有する耐熱性ポ
リペプチドをコードするDNA、あるいはフィターゼ活
性をなおも有する該ポリペプチドの断片をコードするD
NAが、タラロミセス・サーモフィルスから単離可能な
明細書記載の図6のDNA配列、アスペルギルス・フミ
ガツスから単離可能な明細書記載の図7のDNA配列、
アスペルギルス・ニードランスから単離可能な明細書記
載の図8のDNA配列、およびアスペルギルス・テレウ
ス (CBS 220.95) から単離可能な明細書記載の図14の
DNA配列を含むDNAより成る群から選ばれる、請求
項1に記載の方法。 - 【請求項8】 前記ハイブリダイゼーションにおいて、
前記の単離された真菌DNAおよび次のPCRプライマ
ー対:センスプライマーとしての“ATGGA(C/T)ATGTG(C/
T)TC(N)TT(C/T)GA” およびアンチセンスプライマーと
しての“TT(A/G)CC(A/G)GC(A/G)CC(G/A)TG(N)CC(A/G)T
A”を用いるPCR反応の産物であるプローブをさらに
使用する、請求項1に記載の方法。 - 【請求項9】 前記の異なる耐熱性真菌に由来するフィ
ターゼ活性を有するポリペプチドをコードする複数のD
NAの断片を結合して、フィターゼ活性を有するキメラ
構築物をコードするDNAを得ることをさらに含む、請
求項1に記載の方法。 - 【請求項10】 前記キメラ構築物が、アスペルギルス
・ニガー (Aspergillus niger)フィターゼの断片をその
N末端でアスペルギルス・テレウスフィターゼの断片の
C末端に融合させたものであり、かつ、明細書記載の図
9、10および11に示した特定のヌクレオチド配列を
有するものである、請求項9に記載の方法。 - 【請求項11】 前記ハイブリダイゼーションを0.1%
SDS含有の0.1×SSPE中、室温で30分行い、つい
で、洗浄を0.1%SDS含有の0.1×SSPE中、65℃
で30分行う、請求項1〜10のいずれか1項に記載の方
法。
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