JP2005245335A - Target protein-expressing yeast and use thereof - Google Patents

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Hiroshi Sawara
弘師 佐原
Atsushi Odaka
敦史 小高
Hiromoto Hisada
博元 久田
Yoji Hata
洋二 秦
Shoji Kawato
章嗣 川戸
Yasuhisa Abe
康久 安部
Atsumi Ueda
充美 植田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a yeast that has a target protein on the cell cortex and can express the target protein in high efficiency under the industrial environment. <P>SOLUTION: In this practical yeast, from the 5'-terminus in order, a high active promoter selected from the group consisting of yeast SED1 promoter, GAPDH promoter, PGK1 promoter and ADH1 promoter, secretion signal that functions in the yeast cells, the sequence encoding the target protein and a chromosome integration type expression vector that has a sequence encoding the plasma membrane bound area of the GPI anchoring protein are incorporated into the chromosomal DNA. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、細胞表層に有用タンパク質を保持する酵母、このような酵母を作製するための発現ベクター、並びに、この酵母を用いたグルコース、キシラン分解物のような植物バイオマス由来の多糖類の製造方法に関する。   The present invention relates to a yeast that retains a useful protein on the cell surface, an expression vector for producing such yeast, and a method for producing a polysaccharide derived from plant biomass such as glucose and xylan degradation products using this yeast. About.

近年、遺伝子組み換えされた大腸菌、酵母のような微生物を用いた有用タンパク質の生産が工業的に行われている。微生物を利用したタンパク質生産方法としては、目的タンパク質を組換え体の菌体内に蓄積させる方法、及び、菌体外に分泌させる方法の2方法が一般的である。   In recent years, production of useful proteins using microorganisms such as E. coli and yeast that have been genetically modified has been industrially performed. As protein production methods using microorganisms, there are two general methods: a method in which a target protein is accumulated in a recombinant cell and a method in which the target protein is secreted outside the cell.

目的タンパク質が酵素である場合は、組み換え体から抽出された酵素を基質に作用させることにより目的物質を生産したり、酵素を生産する組み換え体を基質に作用させたりすることにより目的物質を生産することが行われる。単離、精製した酵素を用いる方法は、抽出操作が煩雑で、酵素回収率が低いため、コスト高になり工業利用には適さない。一方、酵素を生産する組み換え体を用いて基質から目的物質を生産する方法には、以下のような難点がある。   When the target protein is an enzyme, the target substance is produced by allowing the enzyme extracted from the recombinant to act on the substrate, or the recombinant that produces the enzyme is allowed to act on the substrate. Is done. The method using an isolated and purified enzyme is complicated in extraction operation and has a low enzyme recovery rate, which increases the cost and is not suitable for industrial use. On the other hand, the method for producing a target substance from a substrate using a recombinant that produces an enzyme has the following drawbacks.

菌体内に目的タンパク質である酵素を蓄積する組み換え体を用いると、基質の細胞膜透過が酵素反応の律速となる。即ち、菌体内で酵素反応が行われるためには、基質が細胞膜を透過して細胞内に入ることが必要であるため、細胞膜を透過しないような高分子の基質を反応に用いることができない、又は反応速度が遅くなる。また、生産するタンパク質の種類によっては宿主の生育を阻害することがあり、この方法の適用には一定の制限がある。   When a recombinant that accumulates the enzyme, which is the target protein, in the microbial cells is used, permeation of the substrate into the cell membrane becomes the rate-determining enzyme reaction. That is, in order for the enzyme reaction to be carried out in the microbial cells, it is necessary for the substrate to permeate the cell membrane and enter the cell, so a high molecular substrate that does not permeate the cell membrane cannot be used for the reaction. Or the reaction rate becomes slow. In addition, depending on the type of protein to be produced, the growth of the host may be inhibited, and there are certain limitations to the application of this method.

一方、目的タンパク質を菌体外に分泌する組み換え体を用いる場合は、一般に、反応系中の酵素濃度が低くなり、試験管レベルでは十分量の生成物が得られても、工業規模のスケールでは実用上十分な量の生成物を得ることができない傾向にある。また、反応系に存在するプロテアーゼのようなタンパク質分解酵素の作用により酵素が分解される場合がある。   On the other hand, when using recombinants that secrete the target protein outside the cells, the enzyme concentration in the reaction system is generally low, and even if a sufficient amount of product is obtained at the test tube level, There is a tendency that a practically sufficient amount of product cannot be obtained. In addition, the enzyme may be degraded by the action of a proteolytic enzyme such as a protease present in the reaction system.

上記難点を解消する方法として、酵母の細胞表層に酵素などの目的タンパク質を提示させる「酵母細胞表層提示工学」が注目されている。これは、目的タンパク質をGPIアンカリングタンパク質のような細胞表面への固定が可能なタンパク質との融合蛋白質として発現させることにより、酵母の細胞表面上に目的タンパク質を高密度に提示する手法である。   As a method for solving the above-mentioned problems, “yeast cell surface display engineering” in which a target protein such as an enzyme is displayed on the cell surface of yeast has attracted attention. This is a technique for presenting a target protein at a high density on the cell surface of yeast by expressing the target protein as a fusion protein with a protein that can be immobilized on the cell surface, such as a GPI anchoring protein.

この細胞表層提示酵母は、以下のような利点を有するために、酵素を生産する菌体を用いた物質生産に適している。   Since this cell surface display yeast has the following advantages, it is suitable for substance production using cells that produce enzymes.

第1に、この酵母は、目的タンパク質である酵素が細胞表面に存在するため、基質の細胞膜透過が問題にならず、また酵素により細胞が損傷を受け難い。   First, in this yeast, the enzyme, which is the target protein, is present on the cell surface, so that the permeation of the substrate through the cell membrane is not a problem, and cells are not easily damaged by the enzyme.

第2に、この酵母は、酵素を高密度に菌体に固定化することができるため、反応槽内に菌体を高密度で充填又は懸濁することにより、反応系内の酵素濃度を高くすることができ、その結果スケールアップが比較的容易である。また、酵素が菌体外に固定されているため菌体内に存在するタンパク質分解酵素の作用を受け難い。また、酵素が細胞表面に高密度で存在する等の理由により、菌体外に存在するタンパク質分解酵素の作用も受け難くなることが期待される。   Secondly, since this yeast can immobilize the enzyme in the cells at high density, the enzyme concentration in the reaction system is increased by filling or suspending the cells in the reaction tank at high density. As a result, it is relatively easy to scale up. In addition, since the enzyme is fixed outside the microbial cell, it is difficult to be affected by the proteolytic enzyme present in the microbial cell. In addition, it is expected that the action of a proteolytic enzyme existing outside the cell body is less likely to be affected due to the presence of the enzyme at a high density on the cell surface.

第3に、この酵母を増殖させることにより大量の目的酵素を容易に取得することができ、さらに遠心分離により極めて簡単に菌体ごと酵素を回収及び濃縮できる。   Thirdly, a large amount of target enzyme can be easily obtained by growing this yeast, and the enzyme can be recovered and concentrated together with the cells very easily by centrifugation.

このような「酵母細胞表層提示工学」は新しい研究分野であり、現在実験室レベルで種々の検討がなされている状況である。現在は、研究段階として、一般的な遺伝子操作素材である自律増殖型ベクター、解糖系酵素のプロモーター及び実験室酵母が使用されている。詳述すれば、解糖系プロモーターの下流に目的タンパク質をコードする配列及びGPIアンカリングタンパク質のような細胞表層局在蛋白質の一部をコードする配列を連結した自立複製ベクターを用いて、実験室酵母の形質転換を行うことにより、この酵母の細胞表層に目的タンパク質を固定させている。   Such “yeast cell surface display engineering” is a new research field, and various studies are currently being conducted at the laboratory level. At present, as a research stage, an autonomous propagation vector, a glycolytic enzyme promoter, and laboratory yeast, which are general genetic manipulation materials, are used. In detail, a self-replicating vector in which a sequence encoding a target protein downstream of a glycolytic promoter and a sequence encoding a part of a cell surface localized protein such as a GPI anchoring protein are linked to a laboratory. By performing yeast transformation, the target protein is immobilized on the cell surface of the yeast.

しかし、これらの素材を用いた酵母細胞表層提示システムは、工業的な物質生産を行う上で以下のような難点がある。   However, the yeast cell surface display system using these materials has the following drawbacks in industrial material production.

自律増殖型ベクターとしては、通常、1細胞内に複数個存在することができるマルチコピー型自律複製プラスミドベクターを使用している。自律増殖型プラスミドベクターは、細胞増殖の進行と共にプラスミドが脱落するため、実験室では、選択マーカーに対応する物質を含む培地を用いて選択圧をかけることによりプラスミドの脱落を防いでいる。しかし、工業的生産において選択圧を持続的にかけながら酵母を培養することは、手間がかかり、またコスト高になるため、現実的ではない。   As the autonomously proliferating vector, a multicopy autonomously replicating plasmid vector that can exist in one cell is usually used. In the autonomously growing plasmid vector, the plasmid drops off as the cell growth progresses. Therefore, in the laboratory, dropping of the plasmid is prevented by applying a selective pressure using a medium containing a substance corresponding to the selection marker. However, it is not practical to culture yeast while applying selective pressure continuously in industrial production because it takes time and costs.

また、実験室酵母は主として研究目的で育種された株であり、一般的に多くの栄養要求性が付与されている。このため、要求される多種類の栄養分を含む培地を用い、十分に酸素を供給しつつ、30℃程度の一定温度下で、培地pHを7程度に保ちつつ培養する場合は、十分な増殖速度が得られるが、これらの条件を満たさない工業環境では実用上十分な増殖速度が得られない。   Laboratory yeast is a strain that has been bred mainly for research purposes, and is generally given many auxotrophy. For this reason, when using a medium containing various required nutrients and culturing at a constant temperature of about 30 ° C. while maintaining the medium pH at about 7 while sufficiently supplying oxygen, a sufficient growth rate is obtained. However, in an industrial environment that does not satisfy these conditions, a practically sufficient growth rate cannot be obtained.

本発明は、細胞表層に目的タンパク質が固定された酵母であって工業的環境下でも高効率で目的タンパク質を生産できるもの、この酵母の作製のためのポリヌクレオチド及び発現ベクター、並びにこの酵母を用いて効率的に目的物質を製造する方法を提供することを課題とする。   The present invention relates to a yeast in which a target protein is immobilized on a cell surface, which can produce the target protein with high efficiency even in an industrial environment, a polynucleotide and an expression vector for producing the yeast, and the yeast. It is an object of the present invention to provide a method for efficiently producing a target substance.

上記課題を解決するために本発明者は研究を重ね、以下の知見を得た。
(1) 5'末端側から、特定の高活性プロモーターと、これにより発現できるように連結された、酵母細胞で機能する分泌シグナル配列、目的タンパク質をコードする配列、細胞表層局在タンパク質の一部をコードする配列、及びGPIアンカー付着シグナル配列を備えるユニットとを含む発現ベクター又はポリヌクレオチドが、染色体DNA中に組み込まれた酵母は、特定の高活性プロモーターを使用しているため、ストレス環境下でも安定的に目的タンパク質を高発現できる。また、目的タンパク質をコードする配列が染色体中に組み込まれているため、選択圧をかけなくても安定的に目的タンパク質を高効率で生産できる。
(2) また、上記の発現ベクターが染色体DNA中に組み込まれた酵母が実用酵母である場合は、ストレス環境下での増殖が容易に行われるようになる。また、実用酵母はエタノールに高耐性を示すため、単糖の生産の後、反応系ごとそのままエタノール発酵に供することができる。
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor repeated research and obtained the following knowledge.
(1) From the 5 'end side, a specific highly active promoter and a secretory signal sequence that functions in yeast cells and is linked so that it can be expressed, a sequence encoding the target protein, and a part of the cell surface localized protein Yeast in which an expression vector or polynucleotide comprising a sequence encoding a GPI and a unit comprising a GPI anchor attachment signal sequence is incorporated into chromosomal DNA uses a specific highly active promoter, so even under a stress environment The target protein can be stably highly expressed. In addition, since the sequence encoding the target protein is integrated into the chromosome, the target protein can be stably produced with high efficiency without applying selective pressure.
(2) In addition, when the yeast in which the above expression vector is incorporated into the chromosomal DNA is a practical yeast, it can be easily grown in a stress environment. Moreover, since practical yeast shows high tolerance to ethanol, after production of monosaccharides, the entire reaction system can be directly subjected to ethanol fermentation.

本発明は、上記知見に基づき完成されたものであり、以下のポリヌクレオチド、発現ベクター、酵母、並びに、この酵母を用いたグルコースの生産方法及びキシラン分解物の製造方法を提供する。   The present invention has been completed based on the above findings, and provides the following polynucleotide, expression vector, yeast, and a method for producing glucose and a method for producing a xylan degradation product using this yeast.

項1. 5'末端から順に、酵母SED1プロモーター、GAPDHプロモーター、PGK1プロモーター、及びADH1プロモーターからなる群より選ばれる高活性プロモーター、酵母細胞で機能する分泌シグナル配列、目的タンパク質をコードする配列、細胞表層局在タンパク質の一部をコードする配列、並びにGPIアンカー付着シグナル配列を含むポリヌクレオチド。   Item 1. In order from the 5 ′ end, a highly active promoter selected from the group consisting of the yeast SED1 promoter, GAPDH promoter, PGK1 promoter, and ADH1 promoter, a secretory signal sequence that functions in yeast cells, a sequence encoding the target protein, and a cell surface localized protein A polynucleotide comprising a sequence encoding a portion of the GPI anchor attachment signal sequence.

項2. 高活性プロモーターが酵母SED1プロモーターである項1に記載のポリヌクレオチド。   Item 2. Item 2. The polynucleotide according to Item 1, wherein the highly active promoter is a yeast SED1 promoter.

項3. 項1又は2に記載のポリヌクレオチドを含む染色体組み込み型の発現ベクター。   Item 3. A chromosome integration type expression vector comprising the polynucleotide according to Item 1 or 2.

項4. 項1若しくは2のポリヌクレオチド又は項3の発現ベクターが染色体DNA中に組み込まれた酵母。   Item 4. A yeast in which the polynucleotide of Item 1 or 2 or the expression vector of Item 3 is incorporated into chromosomal DNA.

項5. 実用酵母である項4に記載の酵母。   Item 5. Item 5. The yeast according to Item 4, which is a practical yeast.

項6. 目的タンパク質が糖加水分解酵素である項4又は5に記載の酵母の存在下で植物性バイマス由来の多糖類を分解する工程と、生成する単糖を回収する工程とを含む単糖の製造方法。   Item 6. Item 6. The method for producing monosaccharides comprising the step of decomposing a polysaccharide derived from plant biomass by the presence of the yeast according to item 4 or 5, wherein the target protein is a sugar hydrolase, and the step of recovering the monosaccharide to be produced .

項7. 目的タンパク質がアミラーゼである項4又は5に記載の酵母の存在下でデンプンを分解する工程と、生成するグルコースを回収する工程とを含むグルコースの製造方法。   Item 7. Item 6. A method for producing glucose, comprising a step of degrading starch in the presence of the yeast according to Item 4 or 5, wherein the target protein is amylase, and a step of recovering the produced glucose.

項8. アミラーゼがグルコアミラーゼである項7に記載の方法。   Item 8. Item 8. The method according to Item 7, wherein the amylase is glucoamylase.

項9. 目的タンパク質がアラビノフラノシダーゼである項4又は5に記載の酵母、並びにキシロシダーゼ、又はさらにキシラナーゼの存在下でキシランを分解する工程と、生成するキシラン分解物を回収する工程とを含むキシラン分解物の製造方法。   Item 9. Item 6. The yeast according to Item 4 or 5, wherein the target protein is arabinofuranosidase, and a xylan degradation product comprising a step of decomposing xylan in the presence of xylosidase or further xylanase, and a step of recovering the produced xylan degradation product. Manufacturing method.

項10. 目的タンパク質がアラビノフラノシダーゼである項4又は5に記載の酵母の存在下でキシランを分解する工程(a)と、工程(a)により得られたキシラン部分分解物をキシロシダーゼ、又はさらにキシラナーゼの存在下で分解する工程(b)と、生成するキシラン分解物を回収する工程とを含むキシラン分解物の製造方法。   Item 10. The step (a) of degrading xylan in the presence of the yeast according to item 4 or 5, wherein the target protein is arabinofuranosidase, and the xylan partial degradation product obtained in step (a) is converted into xylosidase or further xylanase A method for producing a xylan decomposition product, comprising the step (b) of decomposing in the presence, and the step of recovering the generated xylan decomposition product.

本発明のポリヌクレオチド及び発現ベクターは、特定の高活性プロモーターを用いているため、工業スケールの培養条件下でも、目的タンパク質を安定的に高発現させることができる。   Since the polynucleotide and the expression vector of the present invention use a specific highly active promoter, the target protein can be stably highly expressed even under industrial scale culture conditions.

また、本発明の発現ベクターは宿主染色体組み込み型のベクターであることから、選択圧をかけなくても発現ユニットが脱落し難い。このため、コストの点で選択圧をかけ難い工業スケールでの培養においても、目的タンパク質を高発現させることができる。本発明のポリヌクレオチドを宿主染色体中に直接組み込む場合も同様の効果が得られる。   In addition, since the expression vector of the present invention is a host chromosome integration type vector, the expression unit is not easily dropped without applying selective pressure. For this reason, the target protein can be highly expressed even in culture on an industrial scale where it is difficult to apply selective pressure in terms of cost. Similar effects can be obtained when the polynucleotide of the present invention is directly integrated into the host chromosome.

さらに、本発明の発現ベクター又はポリヌクレオチドを実用酵母に導入することにより、過酷な培養条件になる場合もある工業規模での培養においても、高い増殖速度が得られる。また実用酵母は多倍体であるため、相同染色体に本発明の発現ベクターを複数組み込むことが可能であり、その結果一倍体であることが多い実験室酵母に組み込む場合に較べて、目的タンパク質の発現量が高くなる。さらに、実用酵母はエタノールに極めて高い耐性を有するため、単糖を生産した後、そのままエタノール発酵に供することができる。   Furthermore, by introducing the expression vector or polynucleotide of the present invention into a practical yeast, a high growth rate can be obtained even in cultivation on an industrial scale, which may result in severe culture conditions. In addition, since practical yeasts are polyploid, it is possible to incorporate a plurality of the expression vectors of the present invention into homologous chromosomes, and as a result, the target protein is compared with the case of integrating into laboratory yeasts that are often haploid. The expression level of becomes higher. Furthermore, since practical yeasts have extremely high resistance to ethanol, they can be directly subjected to ethanol fermentation after producing monosaccharides.

以下、本発明を詳細に説明する。
(I)ポリヌクレオチド
本発明のポリヌクレオチドは、5'末端側から、酵母SED1プロモーター、GAPDHプロモーター、PGK1プロモーター、ADH1プロモーターからなる群より選ばれる1種の高活性プロモーター、酵母細胞で機能する分泌シグナル配列、目的タンパク質をコードする配列、細胞表層局在タンパク質の一部、及びGPIアンカー付着シグナル配列を含むポリヌクレオチド(即ち、発現ユニット)である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
(I) Polynucleotide The polynucleotide of the present invention comprises, from the 5 ′ end, a highly active promoter selected from the group consisting of a yeast SED1 promoter, a GAPDH promoter, a PGK1 promoter, and an ADH1 promoter, a secretion signal that functions in yeast cells. A polynucleotide (ie, an expression unit) comprising a sequence, a sequence encoding a protein of interest, a portion of a cell surface localized protein, and a GPI anchor attachment signal sequence.

分泌シグナル配列、目的タンパク質をコードする配列、細胞表層局在タンパク質の一部、及びGPIアンカー付着シグナル配列を備える断片は、高活性プロモーターにより発現可能な位置に連結されている。   A secretory signal sequence, a sequence encoding a target protein, a part of a cell surface localized protein, and a fragment comprising a GPI anchor attachment signal sequence are linked to a position where it can be expressed by a highly active promoter.

また、このポリヌクレオチドは、染色体組み込み型の発現ベクター中に挿入されているものであってもよい。染色体組み込み型の発現ベクター中に挿入された、この発現ユニットの構成を図1に示す。
高活性プロモーター
本発明においては、特定の高活性プロモーターを使用する。特定の高活性プロモーターは、酵母SED1プロモーター(特開2003-265177号)、GAPDHプロモーター(特公平07-24594)、PGK1プロモーター(EMBO J.(1982),1,603- Tuite,M.F. et al)、及びADH1プロモーター(Nature(1981),293,717- Hitzeman,R.A.et al)からなる群より選ばれるプロモーターである。これらのプロモーターは、酵母細胞において高いプロモーター活性を示す。
The polynucleotide may be inserted into a chromosome integration type expression vector. The structure of this expression unit inserted into a chromosomally integrated expression vector is shown in FIG.
Highly active promoter In the present invention, a specific highly active promoter is used. Specific high activity promoters include yeast SED1 promoter (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-265177), GAPDH promoter (Japanese Patent Publication No. 07-24594), PGK1 promoter (EMBO J. (1982), 1,603- Tuite, MF et al), and ADH1 It is a promoter selected from the group consisting of promoters (Nature (1981), 293, 717-Hitzeman, RA et al). These promoters exhibit high promoter activity in yeast cells.

中でも、本発明者らは、酵母の細胞壁タンパク質をコードするSED1遺伝子のプロモーターであるSED1プロモーターが非常に強いプロモーター活性を示すことを証明した(特開2003-265177号)。   Among others, the present inventors have proved that the SED1 promoter, which is a promoter of the SED1 gene encoding a yeast cell wall protein, exhibits a very strong promoter activity (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-265177).

酵母SED1プロモーターは、通常の培養条件で高い転写活性を示すだけでなく、高温、高浸透圧又は低浸透圧、貧栄養状態、アルコールの存在などの各種ストレス環境下においても安定した高いプロモーター活性を示す。また、pHの変動による影響も受け難い。   The yeast SED1 promoter not only exhibits high transcriptional activity under normal culture conditions, but also exhibits stable high promoter activity even under various stress environments such as high temperature, high osmotic pressure or low osmotic pressure, oligotrophic conditions, and the presence of alcohol. Show. In addition, it is not easily affected by changes in pH.

工業スケールで培養する場合は、様々な成分が溶け込んだ反応系、即ち高浸透圧環境となる場合が多い。また、実験室で培養する場合と較べて、温度やpHを厳密に制御することが難しく、またコスト等の面で栄養リッチな培養液を使用し難い。このように、工業スケールでの培養環境は酵母にとってストレス環境であるため、上記特定の高活性プロモーターを含むポリヌクレオチド又は発現ベクターは、組み換え酵母を用いた工業的な物質生産に好適に使用できるものとなる。   When culturing on an industrial scale, a reaction system in which various components are dissolved, that is, a high osmotic pressure environment is often obtained. In addition, it is difficult to strictly control the temperature and pH compared to the case of culturing in a laboratory, and it is difficult to use a nutrient rich culture medium in terms of cost and the like. Thus, since the culture environment on an industrial scale is a stress environment for yeast, the polynucleotide or expression vector containing the specific highly active promoter can be suitably used for industrial substance production using recombinant yeast. It becomes.

上記の特定の高活性プロモーターは、高いプロモーター活性を示していれば、その全領域であってもよく、その一部の領域であってもよい。
分泌シグナル配列
本発明のポリヌクレオチドに含まれる分泌シグナル配列は、分泌シグナルペプチドをコードするポリヌクレオチド配列である。
The specific high activity promoter may be the entire region or a partial region as long as it exhibits high promoter activity.
Secretory signal sequence The secretory signal sequence contained in the polynucleotide of the present invention is a polynucleotide sequence encoding a secretory signal peptide.

分泌シグナルペプチドは、ペリプラズムを含む細胞外に分泌される分泌性タンパク質のN-末端に通常結合しているペプチドである。このペプチドは、生物間で類似した構造を有しており、20個程度のアミノ酸からなり、N末端付近に塩基性アミノ酸配列を有し、その後に疎水性アミノ酸を多く含んでいる。分泌シグナルは、通常、分泌性タンパク質が細胞内から細胞膜を通過して細胞外へ分泌される際にシグナルペプチダーゼにより分解されることにより除去される。   A secretory signal peptide is a peptide that is normally bound to the N-terminus of a secreted protein that is secreted extracellularly, including the periplasm. This peptide has a similar structure between organisms, consists of about 20 amino acids, has a basic amino acid sequence in the vicinity of the N-terminus, and then contains many hydrophobic amino acids. The secretory signal is usually removed by degradation by a signal peptidase when the secreted protein is secreted from inside the cell through the cell membrane to the outside of the cell.

本発明においては、アラビノフラノシダーゼを酵母の細胞外に分泌させることができる分泌シグナルペプチドをコードするポリヌクレオチド配列であれば、どのようなものでも用いることができ、その起源は問わない。例えば、リゾプス・オリゼ(Rhizopus oryzae)等のグルコアミラーゼの分泌シグナルペプチド配列、アスペルギルス・オリゼ(Aspergillus oryzae)のグルコアミラーゼの分泌シグナルペプチド配列、酵母(Saccharomyces serevisiae)のα−またはa−アグルチニンの分泌シグナルペプチド配列、酵母(Saccharomyces serevisiae)由来のα因子の分泌シグナルペプチド配列等を好適に用いることができる。特に、分泌効率の点で、リゾプス・オリゼ由来グルコアミラーゼの分泌シグナルペプチド配列が好ましい。また、アスペルギルス・オリゼ由来グルコアミラーゼの分泌シグナルペプチド配列も好ましいものとして挙げられる。
目的タンパク質をコードする配列
目的タンパク質の種類は特に限定されない。本発明の目的は主にエタノール発酵の基質となる単糖の生産であることから、目的タンパク質としては糖分解酵素を好適に挙げることができる。糖分解酵素としては、エキソ-1,4-α-D-グルコシダーゼ(グルコアミラーゼ)、β−アミラーゼ、エキソイソマルトトリオヒドロラーゼ、エキソマルトテトラオヒドロラーゼ、エキソマルトヘキソオヒドロラーゼ、α−グルコシダーゼのようなエキソ型のアミラーゼ(デンプン加水分解酵素);α−アミラーゼ、プルラナーゼ、イソアミラーゼのようなエンド型のアミラーゼ(デンプン加水分解酵素);エンド-1,4-β-グルカナーゼ(セルラーゼ)のようなセルロース分解酵素;アラビノフラノシダーゼ、キシラナーゼ、キシロシダーゼのようなキシラン分解酵素などを例示できる。
In the present invention, any polynucleotide sequence encoding a secretory signal peptide capable of secreting arabinofuranosidase outside the yeast can be used, and the origin thereof is not limited. For example, secretion signal peptide sequence of glucoamylase such as Rhizopus oryzae, secretion signal peptide sequence of glucoamylase of Aspergillus oryzae, secretion signal of α- or a-agglutinin of yeast (Saccharomyces serevisiae) Peptide sequences, secretory signal peptide sequences of α-factor derived from yeast (Saccharomyces serevisiae), and the like can be suitably used. In particular, the secretion signal peptide sequence of Rhizopus oryzae-derived glucoamylase is preferable from the viewpoint of secretion efficiency. In addition, a secretory signal peptide sequence of Aspergillus oryzae-derived glucoamylase is also preferred.
The kind of the sequence target protein encoding the target protein is not particularly limited. Since the object of the present invention is mainly the production of monosaccharides serving as a substrate for ethanol fermentation, preferred examples of the target protein include glycolytic enzymes. Examples of glycolytic enzymes include exo-1,4-α-D-glucosidase (glucoamylase), β-amylase, exoisomaltotriohydrolase, exomaltotetraohydrolase, exomaltohexohydrolase, and α-glucosidase. Exo-type amylase (starch hydrolase); endo-type amylase (starch hydrolase) such as α-amylase, pullulanase, isoamylase; cellulose degradation such as endo-1,4-β-glucanase (cellulase) Enzymes; xylan degrading enzymes such as arabinofuranosidase, xylanase, and xylosidase can be exemplified.

中でも、高い分解活性を示すことから、アミラーゼを好ましく使用できる。アミラーゼの中では、α1→4グルコシド結合のみならずα1→6グルコシド結合も分解できるためにデンプンを完全又はほぼ完全にグルコースまで分解できる点で、グルコアミラーゼがより好ましい。   Among them, amylase can be preferably used since it exhibits high degradation activity. Among amylases, glucoamylase is more preferable in that starch can be decomposed completely or almost completely to glucose because not only α1 → 4 glucoside bond but also α1 → 6 glucoside bond can be decomposed.

これらの酵素は、細菌、真菌、植物及び動物などのいずれの生物に由来するものであってもよい。これらの酵素をコードするポリヌクレオチドは当業者であれば、容易に入手できるが、アスペルギルス・オリゼのグルコアミラーゼをコードするポリヌクレオチドを例に挙げれば、例えば特開平10-84968に記載された塩基配列に基づき設計されたプライマーを使用したPCRなどにより簡単に入手できる。   These enzymes may be derived from any organism such as bacteria, fungi, plants and animals. Polynucleotides encoding these enzymes can be easily obtained by those skilled in the art. For example, a polynucleotide encoding Aspergillus oryzae glucoamylase is exemplified by the nucleotide sequence described in JP-A-10-84968. It can be easily obtained by PCR using primers designed based on the above.

目的タンパク質をコードするポリヌクレオチド配列は、その全長をコードする配列であってもよく、目的タンパク質の活性を示すものであれば目的タンパク質の一部領域をコードする配列であってもよい。また、目的タンパク質の活性を示す限り、天然型タンパク質をコードする配列において、1又は2以上のヌクレオチドが欠失、付加又は置換された配列であってもよい。
細胞表層局在タンパク質
<細胞表層局在タンパク質>
本発明方法では、細胞表層に固定化され又は付着ないしは接着して、そこに局在するタンパク質であればよく、公知のものを制限なく使用できる。
The polynucleotide sequence encoding the target protein may be a sequence encoding the entire length thereof, or may be a sequence encoding a partial region of the target protein as long as it exhibits the activity of the target protein. Moreover, as long as the activity of the target protein is exhibited, the sequence encoding the natural protein may be a sequence in which one or more nucleotides are deleted, added or substituted.
Cell surface localized protein
<Cell surface localized protein>
In the method of the present invention, any protein may be used as long as it is a protein that is immobilized on, adhered to, or adhered to the cell surface and is localized there, and any known protein can be used without limitation.

細胞膜に局在するタンパク質としては、膜貫通タンパク質や細胞表層局在タンパク質が挙げられる。膜貫通タンパク質は、疎水性アミノ酸領域部分で脂質二重膜を貫通しているタンパク質であり、受容体タンパク質に多く見られる。一方、細胞表層局在タンパク質としては、脂質で修飾されたタンパク質が知られており、この脂質が膜成分と共有結合することにより細胞膜に固定される。その他に、固定化の機構が明らかにされていない細胞表層局在タンパク質もあり、本発明方法ではそれらも使用できる。細胞表層局在タンパク質としては、後述する各種GPIアンカリングタンパク質やBGL2などが知られている。BGL2は、酵母のβ−グルカナーゼで細胞壁に強く結合することは分かっているが、その機構は不明のタンパク質である。また、BGL2は、GPIアンカリングタンパク質に共通するモチーフは有さない。
<GPIアンカリングタンパク質>
細胞表層局在タンパク質の代表例として、GPI(glycosylphosphatidylinositol:エタノールアミンリン酸-6マンノースα1-2マンノースα1-6マンノースα1-4グルコサミンα1-6イノシトールリン脂質を基本構造とする糖脂質)アンカリングタンパク質を挙げることができる。GPIアンカリングタンパク質は、そのC末端に糖脂質であるGPIを有しており、このGPIが細胞膜中のPI(phosphatidylinositol)と共有結合することによって細胞膜表面に結合する。
Examples of proteins localized in the cell membrane include transmembrane proteins and cell surface localized proteins. The transmembrane protein is a protein that penetrates the lipid bilayer at the hydrophobic amino acid region, and is often found in receptor proteins. On the other hand, a protein modified with a lipid is known as a cell surface localized protein, and this lipid is immobilized on a cell membrane by covalently binding to a membrane component. In addition, there are cell surface localized proteins whose mechanism of immobilization has not been clarified, and these can be used in the method of the present invention. As cell surface localized proteins, various GPI anchoring proteins and BGL2 described later are known. BGL2 is known to bind strongly to the cell wall with yeast β-glucanase, but its mechanism is unknown. BGL2 does not have a motif common to GPI anchoring proteins.
<GPI anchoring protein>
As a representative example of cell surface localized protein, GPI (glycosylphosphatidylinositol: Glycolipid based on ethanolamine phosphate-6 mannose α1-2 mannose α1-6 mannose α1-4 glucosamine α1-6 inositol phospholipid) anchoring protein Can be mentioned. GPI anchoring protein has GPI which is a glycolipid at its C-terminal, and this GPI is bound to the cell membrane surface by covalently binding to PI (phosphatidylinositol) in the cell membrane.

GPIアンカリングタンパク質のC末端へのGPIの結合は以下のようにして行われる。即ち、GPIアンカリングタンパク質は、転写及び翻訳の後、N末端側に存在する分泌シグナルの作用により小胞体内腔に分泌される。GPIアンカリングタンパク質のC末端又はその近傍の領域には、GPIアンカーがGPIアンカリングタンパク質と結合する際に認識されるGPIアンカー付着シグナルと呼ばれる領域が存在する。小胞体内腔及びゴルジ体において、このGPIアンカー付着シグナル領域が切断され、新たに生じるC末端にGPIが結合する。   GPI binding to the C-terminus of the GPI anchoring protein is performed as follows. That is, the GPI anchoring protein is secreted into the endoplasmic reticulum lumen by the action of a secretion signal present on the N-terminal side after transcription and translation. A region called a GPI anchor attachment signal that is recognized when the GPI anchor binds to the GPI anchoring protein exists in the C-terminal region of the GPI anchoring protein or in the vicinity thereof. In the endoplasmic reticulum lumen and the Golgi apparatus, this GPI anchor attachment signal region is cleaved, and GPI binds to the newly generated C-terminus.

GPIが結合したタンパク質は、分泌小胞により細胞膜まで運ばれ、GPIが細胞膜のPIに共有結合することにより、細胞膜に固定される。さらに、ホスファチジルイノシトール依存性ホスホリパーゼC(PI-PLC)によりGPIアンカーが切断され、細胞壁に組み込まれることにより細胞壁に固定された状態で、細胞表面に提示される。   The protein to which GPI is bound is transported to the cell membrane by secretory vesicles, and is fixed to the cell membrane by GPI covalently binding to the PI of the cell membrane. Furthermore, the GPI anchor is cleaved by phosphatidylinositol-dependent phospholipase C (PI-PLC), and is incorporated into the cell wall so as to be fixed on the cell wall and presented on the cell surface.

GPIアンカリングタンパク質のプロセッシング及び細胞内輸送の様子を図2に示す。
<本発明の細胞表層局在タンパク質の1例としてのGPIアンカリングタンパク質>
このように、GPIアンカリングタンパク質は、本発明にいう細胞表層局在タンパク質の1種であって、しかもGPIアンカー付着シグナルを有するものである。本発明においては、細胞表層局在タンパク質の一部をコードする配列及びGPIアンカー付着シグナル配列からなる配列として、GPIアンカー付着シグナル領域を含むGPIアンカリングタンパク質の細胞膜結合領域をコードするポリヌクレオチドを好適に用いることができる。
FIG. 2 shows the processing of GPI anchoring protein and intracellular transport.
<GPI anchoring protein as one example of cell surface localized protein of the present invention>
Thus, the GPI anchoring protein is one of the cell surface localized proteins referred to in the present invention and has a GPI anchor adhesion signal. In the present invention, a polynucleotide encoding a cell membrane binding region of a GPI anchoring protein containing a GPI anchor attachment signal region is preferably used as a sequence consisting of a part of a cell surface localized protein and a GPI anchor attachment signal sequence. Can be used.

GPIアンカリングタンパク質の細胞膜結合領域は、GPIアンカー付着シグナル領域を含む、通常C末端の領域である。この細胞膜結合領域は、GPIアンカー付着シグナル領域を含んでいればよく、アラビノフラノシダーゼ活性を阻害しない限り、その他GPIアンカリングタンパク質のどのような部分を含んでいてもよい。   The cell membrane binding region of the GPI anchoring protein is usually a C-terminal region including a GPI anchor attachment signal region. This cell membrane-binding region only needs to contain a GPI anchor attachment signal region, and may contain any part of other GPI anchoring protein as long as it does not inhibit arabinofuranosidase activity.

GPIアンカリングタンパク質は、酵母細胞で機能するタンパク質であればよく、公知のGPIアンカリングタンパク質を制限なく使用できる。公知のGPIアンカリングタンパク質としては、例えば、酵母の性凝集タンパク質であるα−又はa−アグルチニン、Flo1タンパク質、大腸菌の外膜タンパク質OmpA(Georgiou,G.et.al.Trends Biotechnol.,11,6-10,1993) 、大腸菌マルトーストランスポーターLamB、大腸菌鞭毛タンパク質flagellin、枯草菌細胞壁溶解酵素CwlB等が挙げられる。   The GPI anchoring protein may be any protein that functions in yeast cells, and any known GPI anchoring protein can be used without limitation. Known GPI anchoring proteins include, for example, α- or a-agglutinin which is a sex aggregation protein of yeast, Flo1 protein, outer membrane protein OmpA of E. coli (Georgiou, G. et.al. Trends Biotechnol., 11, 6 -10,1993), Escherichia coli maltose transporter LamB, Escherichia coli flagellar protein flagellin, Bacillus subtilis cell wall lytic enzyme CwlB, and the like.

特に、酵母のα−アグルチニンを好適に使用できる。α−アグルチニンのC末端側から320ないしは600個のアミノ酸からなる領域(即ち、C末端から320個のアミノ酸からなる領域、C末端から321個のアミノ酸からなる領域、……C末端から599個のアミノ酸からなる領域、又はC末端から600個のアミノ酸からなる領域)を用いることが好ましく、C末端側から320個のアミノ酸からなる領域をコードするポリヌクレオチド配列を用いることがより好ましい。α−アグルチニンのC末端側から320個のアミノ酸からなる配列には、4カ所の糖鎖結合部位が存在する。GPIアンカーがPI-PLCにより切断された後、この糖鎖と細胞壁を構成する多糖類とが共有結合することにより、α−アグルチニンの細胞壁への固定を増強する。   In particular, yeast α-agglutinin can be preferably used. A region consisting of 320 or 600 amino acids from the C-terminal side of α-agglutinin (ie, a region consisting of 320 amino acids from the C terminus, a region consisting of 321 amino acids from the C terminus, 599 from the C terminus) It is preferable to use a region consisting of amino acids or a region consisting of 600 amino acids from the C-terminal), and more preferably a polynucleotide sequence encoding a region consisting of 320 amino acids from the C-terminal side. In a sequence consisting of 320 amino acids from the C-terminal side of α-agglutinin, there are four sugar chain binding sites. After the GPI anchor is cleaved by PI-PLC, this sugar chain and the polysaccharide constituting the cell wall are covalently bound to enhance the fixation of α-agglutinin to the cell wall.

α−アグルチニンのようなGPIアンカリングタンパク質の細胞膜結合領域をコードする配列は、細胞表層局在タンパク質の一部をコードする配列とGPIアンカー付着シグナル配列との双方を本来的に含んでいるが、本発明においては、細胞表層局在タンパク質の一部をコードする配列とGPIアンカー付着シグナル配列とが、別々の起源から調製されたものであってもよい。
発現ベクター
前述したように、本発明のポリヌクレオチドは染色体組み込み型の発現ベクターに組み込まれていてもよい。発現ベクターは、酵母に導入された場合にその染色体DNAに組み込まれる発現ベクターである。発現ベクターは、酵母の自律複製配列を含んでいないものであれば、通常、酵母の染色体DNA組込み型のものとなる。
A sequence encoding a cell membrane binding region of a GPI anchoring protein such as α-agglutinin inherently contains both a sequence encoding a part of a cell surface localized protein and a GPI anchor attachment signal sequence. In the present invention, the sequence encoding a part of the cell surface localized protein and the GPI anchor attachment signal sequence may be prepared from different sources.
Expression Vector As described above, the polynucleotide of the present invention may be incorporated into a chromosomally integrated expression vector. An expression vector is an expression vector that is incorporated into its chromosomal DNA when introduced into yeast. As long as the expression vector does not contain an autonomously replicating sequence of yeast, it is usually a yeast chromosomal DNA integration type.

この発現ベクターは、高活性プロモーターとこれに発現可能に連結されたポリヌクレオチド断片とを含み、このポリヌクレオチド断片は、上記分泌シグナル配列、目的タンパク質コード配列、細胞表層局在タンパク質の一部、及びGPIアンカー付着シグナル配列を備える。   The expression vector includes a highly active promoter and a polynucleotide fragment operably linked thereto, the polynucleotide fragment comprising the secretory signal sequence, a target protein coding sequence, a part of a cell surface localized protein, and Has a GPI anchor attachment signal sequence.

分泌シグナル配列と目的タンパク質コード配列との間には、分泌シグナルペプチドによる融合タンパク質の分泌を阻害しない程度であれば、任意のオリゴヌクレオチド配列が挿入されていてもよい。一般に30b程度までの挿入配列が許容される。また、目的タンパク質コード配列とGPIアンカリングタンパク質の細胞膜結合領域をコードする配列との間には、一般に30b程度までであれば、任意のオリゴヌクレオチド配列が挿入されていてもよい。さらに、高活性プロモーターと、分泌シグナル配列、目的タンパク質コード配列、細胞表層局在タンパク質の一部、及びGPIアンカー付着シグナル配列を備えるポリヌクレオチド断片との間にも、プロモーターによるこのユニットの発現を阻害しない範囲で任意のヌクレオチド配列が挿入されていてもよい。   Any oligonucleotide sequence may be inserted between the secretory signal sequence and the target protein coding sequence as long as the secretion of the fusion protein by the secretory signal peptide is not inhibited. In general, insertion sequences up to about 30b are allowed. Further, an arbitrary oligonucleotide sequence may be inserted between the target protein coding sequence and the sequence encoding the cell membrane binding region of the GPI anchoring protein as long as it is generally up to about 30b. In addition, the expression of this unit by the promoter is also inhibited between the highly active promoter and the polynucleotide fragment comprising the secretory signal sequence, the target protein coding sequence, part of the cell surface localized protein, and the GPI anchor attachment signal sequence. Any nucleotide sequence may be inserted as long as it is not.

発現ベクターは、プラスミドベクターであってもよく、あるいは人工染色体であってもよい。ベクターの調製が容易であり、また酵母細胞の形質転換が容易である点で、プラスミドベクターであることが好ましい。   The expression vector may be a plasmid vector or an artificial chromosome. A plasmid vector is preferable in that the preparation of the vector is easy and the transformation of yeast cells is easy.

また発現ベクターの構築を大腸菌を用いて簡単に行うことができるように、発現ベクターは大腸菌の複製開始点(ColE1)を有していることが望ましい。また、通常、酵母選択マーカー(例えば、薬剤耐性遺伝子、URA3、TRP、LEU2等)及び大腸菌の選択マーカー(薬剤耐性遺伝子等)を備えていればよい。また目的遺伝子の発現を調節するために、SED1プロモーターの他に、オペレーター、エンハンサー、ターミネーター等も含んでいればよい。ターミネーターとしては、ADH1(アルデヒドデヒドロゲナーゼ)ターミネーター、GAPDH(グリセルアルデヒド3'-リン酸デヒドロゲナーゼ)ターミネーター等が挙げられる。   It is desirable that the expression vector has an E. coli replication origin (ColE1) so that the expression vector can be easily constructed using E. coli. In addition, it is usually sufficient to have a yeast selection marker (for example, drug resistance gene, URA3, TRP, LEU2, etc.) and an E. coli selection marker (drug resistance gene, etc.). In addition to the SED1 promoter, an operator, an enhancer, a terminator, etc. may be included in order to regulate the expression of the target gene. Examples of the terminator include ADH1 (aldehyde dehydrogenase) terminator, GAPDH (glyceraldehyde 3′-phosphate dehydrogenase) terminator, and the like.

SED1プロモーターを備える発現ベクターであって、酵母染色体DNAに組み込まれるものとしては、pRS406にSED1プロモーターと分泌シグナル配列、目的タンパク質の構造遺伝子配列及びα-アグルチニンのC末端から320個のアミノ酸からなる領域をコードする配列からなるポリヌクレオチド断片を挿入して構築したpRS406 Psed1−CAS1(本明細書の実施例参照)等が挙げられる。   An expression vector having a SED1 promoter, which is incorporated into yeast chromosomal DNA, is a region consisting of 320 amino acids from the C-terminal of pRS406, SED1 promoter and secretory signal sequence, structural protein sequence of target protein and α-agglutinin PRS406 Psed1-CAS1 (see Examples in the present specification) constructed by inserting a polynucleotide fragment consisting of a sequence coding for.

また、GAPDHプロモーターを備える発現ベクターであって、酵母染色体DNAに組み込まれるものとしては、pICAS1(京都大学大学院農学研究科の植田充美教授より分譲)等が挙げられる。PGK1プロモーター又はADH1プロモーターを含む発現ベクターは、これらのプロモーターをPCRにより増幅してプラスミドpRS406に連結することにより作製できる。   Examples of an expression vector having a GAPDH promoter that can be incorporated into yeast chromosomal DNA include pICAS1 (sold by Professor Mitsumi Ueda, Graduate School of Agriculture, Kyoto University). An expression vector containing the PGK1 promoter or ADH1 promoter can be produced by amplifying these promoters by PCR and ligating them to the plasmid pRS406.

(II)酵母
本発明の酵母は、本発明のポリヌクレオチド又は発現ベクターを保持する酵母であり、好ましくはこのポリヌクレオチド又は発現ベクターが染色体DNA中に組み込まれている。
(II) Yeast The yeast of the present invention is a yeast that holds the polynucleotide or expression vector of the present invention, and preferably the polynucleotide or expression vector is integrated into the chromosomal DNA.

本発明の酵母は、本発明のポリヌクレオチド又は発現ベクターを宿主となる酵母に導入することにより得られる。導入方法は特に限定されず、公知の方法を採用できる。代表的には、上記説明した本発明の発現ベクターを用いて酵母を形質転換する方法が挙げられる。形質転換方法は、特に限定されず、リン酸カルシウム法、エレクトロポレーション法、リポフェクション法、DEAEデキストラン法、酢酸リチウム法、プロトプラスト法などのトランスフェクション法やマイクロインジェクション法のような公知の方法を制限なく使用できる。   The yeast of the present invention can be obtained by introducing the polynucleotide or expression vector of the present invention into a yeast serving as a host. The introduction method is not particularly limited, and a known method can be adopted. A typical example is a method of transforming yeast using the expression vector of the present invention described above. The transformation method is not particularly limited, and known methods such as transfection methods such as calcium phosphate method, electroporation method, lipofection method, DEAE dextran method, lithium acetate method, protoplast method, and microinjection method are used without limitation. it can.

本発明のポリヌクレオチドが導入された酵母は、常法に従い、例えばURA3のような選択マーカーによる形質又は目的タンパク質の活性等を指標として選択することができる。発現ベクター由来の発現ユニットが複数導入された形質転換体は、目的タンパク質の活性を指標にしてその活性が高いものを選択することにより容易に得ることができる。また、選択マーカーとして薬剤耐性遺伝子を使用する場合は、段階的又は漸次的に変化させた薬剤濃度で選択することにより、発現ベクターが複数導入された形質転換体を容易に選択できる。例えば、選択マーカーとしてKanMX4を用いる場合は、ジェネティシン濃度に勾配又は段階を設けた培地を用いることにより、より高コピー数の発現ベクターが導入された形質転換体を選択することができる。   Yeast into which the polynucleotide of the present invention has been introduced can be selected according to a conventional method using, for example, a trait by a selection marker such as URA3 or the activity of the target protein. A transformant in which a plurality of expression units derived from an expression vector are introduced can be easily obtained by selecting one having a high activity using the activity of the target protein as an index. When a drug resistance gene is used as a selection marker, a transformant having a plurality of expression vectors introduced therein can be easily selected by selecting at a drug concentration that is changed stepwise or gradually. For example, when KanMX4 is used as a selection marker, a transformant introduced with a higher copy number expression vector can be selected by using a medium having a gradient or a step in the geneticin concentration.

得られた酵母の細胞表層に目的タンパク質が固定されていることは、常法により確認できる。例えば、被験酵母に、このタンパク質に対する抗体と、FITCのような蛍光標識2次抗体またはアルカリフォスファターゼのような酵素標識2次抗体等とを作用させる方法、このタンパク質に対する抗体とビオチン標識2次抗体とを反応させた後さらに蛍光標識ストレプトアビジンを作用させる方法などが挙げられる。
<宿主>
宿主として用いる酵母は、子のう菌酵母(Ascomycetou yeast)に属するものであればよく、特に限定されない。その中でもSaccharomycetaceaeに属するものが好ましく、Saccharomyces属であるものがより好ましい。
It can be confirmed by a conventional method that the target protein is immobilized on the cell surface layer of the obtained yeast. For example, a method in which an antibody against this protein and a fluorescently labeled secondary antibody such as FITC or an enzyme-labeled secondary antibody such as alkaline phosphatase are allowed to act on a test yeast, an antibody against this protein and a biotin-labeled secondary antibody And a method in which a fluorescent labeled streptavidin is allowed to act after the reaction.
<Host>
The yeast used as the host is not particularly limited as long as it belongs to Ascomycetou yeast. Among them, those belonging to Saccharomycetaceae are preferable, and those belonging to Saccharomyces are more preferable.

中でも、各種培養ストレスに強いことから、厳密な制御が難しい工業生産においても安定した細胞増殖を示す点で、実用酵母が好ましい。実用酵母としては清酒酵母、焼酎酵母、ワイン酵母、ビール酵母、パン酵母など、発酵食品に深く関与する酵母が挙げられる。実用酵母の中でも、高い発酵能と高いエタノール耐性を有し、遺伝学的にも安定した清酒酵母が好ましい。   Among these, practical yeasts are preferable because they are resistant to various culture stresses and exhibit stable cell growth even in industrial production in which strict control is difficult. Practical yeasts include yeasts that are deeply involved in fermented foods, such as sake yeast, shochu yeast, wine yeast, beer yeast, and baker's yeast. Among practical yeasts, sake yeast having high fermentability and high ethanol tolerance and genetically stable is preferable.

一般に、微生物にとってエタノールは有毒である。エタノール発酵する酵母も例外ではなく、エタノール濃度が8%(v/v)を超えると自身が生産したエタノールにより徐々に死滅してしまう。ここで、清酒酵母はエタノール濃度が20%にも達する清酒モロミで長年選抜及び育種されてきた株であり、一般的な酵母に比べ極めて高いエタノール耐性を持っている。   In general, ethanol is toxic to microorganisms. Yeast that undergoes ethanol fermentation is no exception, and when the ethanol concentration exceeds 8% (v / v), it is gradually killed by the ethanol it produces. Here, sake yeast is a strain that has been selected and bred for many years with sake moromi with an ethanol concentration as high as 20%, and has extremely high ethanol resistance compared to general yeast.

本発明においては、酵母を用いてキシランの分解により、キシロースやアラビノースを製造するが、これらの5炭糖はエタノール発酵原料に供される。エタノール発酵では、系のエタノール濃度を究極まで高めることが重要であることから、そこに用いられる酵母にはエタノール耐性能が高いことが求められる。   In the present invention, xylose and arabinose are produced by decomposition of xylan using yeast, and these pentoses are used as an ethanol fermentation raw material. In ethanol fermentation, since it is important to increase the ethanol concentration of the system to the ultimate, the yeast used therein is required to have high ethanol resistance.

清酒酵母としては、日本醸造協会頒布の「きょうかい酵母」およびこれらを親株とした突然変異株などが挙げられる。また他にも、清酒醸造で使用されている酵母であればいずれも有用である。形質転換マーカーとして栄養要求性遺伝子を用いる場合は、これら清酒酵母に突然変異などの手法を用いて栄養要求性を付与した株を用いればよく、そのような栄養要求性としてはウラシル要求性、トリプトファン要求性、ロイシン要求性、ヒスチジン要求性、アデニン要求性などが挙げられる。清酒酵母にウラシル要求性を付与した例としては「きょうかい9号酵母」を宿主として突然変異法により取得したSaccharomyces cerevisiae GRI−117-Uが挙げられる。
(III)グルコースの製造方法
本発明のグルコースの製造方法は、デンプンを本発明の酵母の存在下で分解する工程と、生成するグルコースを回収する工程とを含む方法である。酵母としては、目的タンパク質としてのアミラーゼをコードするポリヌクレオチドが染色体DNA中に組み込まれたものを使用する。アミラーゼはデンプン加水分解酵素を指す。酵母は1種を単独で使用することができ、また互いに異なる種類のアミラーゼを産生している異種酵母を組み合わせて用いることもできる。また、複数種のアミラーゼをコードするポリヌクレオチドが染色体DNA中に組み込まれることにより複数種のアミラーゼを産生するようになった酵母を用いることもできる。
Examples of sake yeast include “Kyokai Yeast” distributed by Japan Brewing Association and mutant strains using these as parent strains. In addition, any yeast that is used in sake brewing is useful. When an auxotrophic gene is used as a transformation marker, a strain obtained by imparting auxotrophy to these sake yeasts using a technique such as mutation may be used. Such auxotrophs include uracil auxotrophy and tryptophan. Requirement, leucine requirement, histidine requirement, adenine requirement and the like. Saccharomyces cerevisiae GRI-117-U obtained by a mutation method using “Kyokai No. 9 yeast” as a host is given as an example of imparting uracil requirement to sake yeast.
(III) Method for Producing Glucose The method for producing glucose of the present invention includes a step of decomposing starch in the presence of the yeast of the present invention and a step of recovering the produced glucose. As yeast, one in which a polynucleotide encoding amylase as a target protein is incorporated into chromosomal DNA is used. Amylase refers to starch hydrolase. One type of yeast can be used alone, or different types of yeasts producing different types of amylases can be used in combination. It is also possible to use a yeast that has produced a plurality of types of amylases by incorporating polynucleotides encoding a plurality of types of amylases into the chromosomal DNA.

アミラーゼとしてグルコアミラーゼを用いる場合は、アミラーゼを産生する1種の酵母を用いることにより、デンプンをグルコースに分解できる。また例えば、α1→4グルコシド結合を分解するエンド型のα−アミラーゼを産生する酵母と、α1→6グルコシド結合を分解するエンド型のプルラナーゼ又はイソアミラーゼを産生する酵母とを組み合わせて使用することによっても、デンプンからグルコースを生成することができる。さらに、まずα―アミラーゼを産生する酵母を用いてデンプンを液化し、次いでグルコアミラーゼを産生する酵母とプルラナーゼを産生する酵母とを用いてグルコースを生成させることもできる。
デンプン
原料デンプンとしては入手が容易な植物由来のデンプンを好適に用いることができる。例えば米、麦、トウモロコシ、粟、稗のような穀類;芋等から、搗精、浸漬、遠心分離などの常法でデンプンを抽出すればよい。デンプンの原料としては、安価な原料である点でトウモロコシが好ましい。蒸煮したデンプンを分解反応に供することにより、アミラーゼによる加水分解効率が向上する。
酵母
反応液中の酵母密度は、酵母1細胞当たりに固定されているアミラーゼの数及び活性により異なるが、反応液中のアミラーゼ活性が0.1〜200U/ml程度となる密度とすることが好ましく、0.5〜100U/ml程度となる密度とすることがより好ましい。
When glucoamylase is used as amylase, starch can be decomposed into glucose by using one kind of yeast that produces amylase. In addition, for example, by using a yeast that produces endo-type α-amylase that degrades α1 → 4 glucoside bonds and a yeast that produces endo-type pullulanase or isoamylase that degrades α1 → 6 glucoside bonds. Can also produce glucose from starch. Furthermore, starch can be liquefied first using yeast that produces α-amylase, and then glucose can be produced using yeast that produces glucoamylase and yeast that produces pullulanase.
As the starch raw material starch, easily derived plant-derived starch can be suitably used. For example, starch may be extracted from grains such as rice, wheat, corn, rice bran, rice bran; rice cake etc. by conventional methods such as milling, soaking, and centrifugation. As a raw material for starch, corn is preferable because it is an inexpensive raw material. By subjecting the cooked starch to a decomposition reaction, the hydrolysis efficiency by amylase is improved.
Yeast density in yeast reaction varies according to the number and activity of amylases which is fixed per yeast 1 cells, it is preferred that the amylase activity in the reaction solution is a density of the order of 0.1~200U / ml, 0.5 More preferably, the density is about ˜100 U / ml.

酵母は、そのまま反応液中に含まれていてもよく、又は、固定化されていてもよいが、連続反応、回分式反応又は半回分式反応により連続使用できる点で、固定化されていることが好ましい。「固定化」とは、酵母が遊離の状態ではない状態を意味し、例えば、酵母が担体に結合、付着又は担体内部に取り込まれた状態を指す。固定化方法は特に限定されず、公知の微生物固定化方法を採用できる。このような公知の固定化方法としては、細孔を有する担体に酵母を保持させる方法、格子やマイクロカプセルにより酵母を包括する方法などが挙げられる。   Yeast may be included in the reaction solution as it is, or may be immobilized, but is immobilized in that it can be used continuously by continuous reaction, batch reaction or semi-batch reaction. Is preferred. “Immobilization” means a state in which the yeast is not in a free state, for example, a state in which the yeast is bound to, attached to, or incorporated into the carrier. The immobilization method is not particularly limited, and a known microorganism immobilization method can be employed. Examples of such known immobilization methods include a method of holding yeast on a carrier having pores, a method of enclosing yeast with a lattice or microcapsule, and the like.

担体としては、反応液中の水又は溶媒に対して不溶性の物質からなるものを用いる。具体的には、例えば、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリビニルフォルマール、セルロース等の樹脂からなる多孔質体を好適に使用できる。また、ポリウレタンフォーム、ポリスチレンフォーム、シリコンフォームのような発泡体も多孔質体として使用できる。担体内で良好に酵母を増殖させることができ、さらに活性が低下した酵母や死滅した酵母を脱離させずに長期間保持することができる点で、多孔質の担体が望ましい。   As the carrier, a carrier made of a substance insoluble in water or a solvent in the reaction solution is used. Specifically, for example, a porous body made of a resin such as polyvinyl alcohol, polyacrylamide, polyvinyl formal, or cellulose can be suitably used. In addition, foams such as polyurethane foam, polystyrene foam, and silicon foam can be used as the porous body. A porous carrier is desirable because yeast can be successfully grown in the carrier, and further, yeast with reduced activity or dead yeast can be retained for a long time without detachment.

多孔質体の細孔(開口部)の直径は、酵母の種類によっても異なるが、通常50〜1000μm程度が好ましく、50〜100μm程度がより好ましい。上記開口部直径の範囲であれば、酵母の侵入及び増殖が容易であるとともに、高密度で酵母を保持することができる。   Although the diameter of the pores (openings) of the porous body varies depending on the type of yeast, it is usually preferably about 50 to 1000 μm, more preferably about 50 to 100 μm. If it is the range of the said opening part diameter, invasion and multiplication of yeast will be easy, and it can hold | maintain yeast with high density.

また担体の外形は、特に限定されず、球状、立方体状又は不定形などの粒状;網目状、シート状などのいずれの形状であってもよい。調製が容易である点で、粒状であることが好ましい。粒子の大きさは、例えば球状の場合直径が2〜50mm程度、立方体状の場合2〜50mm角程度とすればよい。   The outer shape of the carrier is not particularly limited, and may be any shape such as a spherical shape, a cubic shape or an indefinite shape; a mesh shape or a sheet shape. It is preferable that it is granular in terms of easy preparation. The size of the particles may be, for example, about 2 to 50 mm in diameter in the case of a sphere, and about 2 to 50 mm in the case of a cube.

包括による酵母の固定化方法としては、ポリアクリルアミド、アルギン酸カルシウム、κ−カラギーナン、合成プレポリマー(光架橋性樹脂プレポリマー、ウレタンプレポリマー等)などを用いて格子状に酵母を包括する方法;相分離法、界面重合法、水中乾燥法などの手法で高分子半透膜からなるマイクロカプセルで酵母を覆うことによりこれを包括する方法が挙げられる。また、酵母を互いに架橋する方法も挙げられる。
反応
デンプンの分解反応は、反応容器内の反応液中に遊離の酵母又は固定化された酵母を懸濁した状態で行うことができる。また、カラムのような反応容器内に遊離又は固定化された酵母を充填したバイオリアクターを用いて行うこともできる。また、反応は連続式、回分式(バッチ式)又は半回分式のいずれの方式で行ってもよい。
As a method of immobilizing yeast by inclusion, a method of including yeast in a lattice form using polyacrylamide, calcium alginate, κ-carrageenan, synthetic prepolymer (photocrosslinkable resin prepolymer, urethane prepolymer, etc.); The method of covering this with the microcapsule which consists of a polymer semipermeable membrane by methods, such as a separation method, an interfacial polymerization method, and an underwater drying method, is mentioned. Moreover, the method of bridge | crosslinking yeast mutually is also mentioned.
The decomposition reaction of the reactive starch can be performed in a state where free yeast or immobilized yeast is suspended in the reaction solution in the reaction vessel. Moreover, it can also carry out using the bioreactor which filled the yeast free or fix | immobilized in reaction containers like a column. The reaction may be carried out by any of continuous, batch (batch) and semi-batch methods.

反応液中には、基質となるデンプンのみ含まれていてもよく、又はこれに加えてpH調整のための緩衝剤や酵母の生存に必要な公知の物質が含まれていてもよい。   The reaction solution may contain only starch as a substrate, or in addition to this, may contain a buffer for pH adjustment and a known substance necessary for the survival of the yeast.

反応液中の基質の濃度は、通常5〜80重量%程度とすることが好ましく、10〜30重量%程度とすることがより好ましい。基質濃度が余りに低いとグルコース製造効率が悪く、逆に余りに高いと、反応液の粘度が上がり、攪拌や温度制御等が難しくなったり、反応液の浸透圧が上がり、酵母に多大なストレスがかかったりする状態になる場合がある。極度のストレスは細胞増殖の悪化又は細胞の死滅(破壊)の引き金となり、その結果、理想的な反応効率が得られなくなる。しかし、上記の範囲であれば、このような問題は生じない。   The concentration of the substrate in the reaction solution is usually preferably about 5 to 80% by weight, more preferably about 10 to 30% by weight. If the substrate concentration is too low, the glucose production efficiency is poor. On the other hand, if the substrate concentration is too high, the viscosity of the reaction solution increases, stirring and temperature control become difficult, the osmotic pressure of the reaction solution increases, and a great deal of stress is applied to the yeast. It may become a state to be. Extreme stress triggers deterioration of cell growth or cell death (destruction), and as a result, ideal reaction efficiency cannot be obtained. However, such a problem does not occur within the above range.

反応液のpHは、使用するアミラーゼの至適pHを考慮して定めればよいが、概ねpH4〜8程度が好ましい。反応の進行とともに反応液のpHが低下するため、上記pH範囲になるように調整することが望ましい。   The pH of the reaction solution may be determined in consideration of the optimum pH of the amylase to be used, but is preferably about pH 4 to 8. Since the pH of the reaction solution decreases with the progress of the reaction, it is desirable to adjust the pH range.

反応温度は、酵母が保持するアミラーゼが活性を示す温度であればよく、通常20〜60℃程度が好ましい。耐熱性酵素を用いる場合は、さらに高温で行うことができる。この場合、酵母が生育できなくても、表層のアミラーゼは活性を有したまま固定されているため、分解反応には支障がない。   The reaction temperature may be any temperature at which the amylase retained by the yeast is active, and is usually preferably about 20 to 60 ° C. When a thermostable enzyme is used, it can be performed at a higher temperature. In this case, even if the yeast cannot grow, the amylase on the surface layer is fixed while having activity, so that there is no problem in the decomposition reaction.

反応液中の各成分濃度を、例えば、ガスクロマトグラフィーやHPLCなどを用いて経時的にモニターすることにより、デンプンの追加量、反応時間、pH調整剤の添加量などを決定すればよい。
グルコースの回収
上記の反応により反応液中にグルコースが生成するため、反応終了後の反応液から限外ろ過及び濃縮などによりグルコースを回収することができる。得られるグルコースは、そのまま、エタノール発酵の基質として用いることができる。
(IV)第1のキシラン分解物の製造方法
本発明の第1のキシラン分解物の製造方法は、キシランを、本発明の酵母と、キシロシダーゼ又はさらにキシラナーゼとの存在下で分解する工程と、キシラン分解物を回収する工程とを含む方法である。酵母としては、目的タンパク質としてアラビノフラノシダーゼをコードするポリヌクレオチドが染色体DNA中に組み込まれたものを使用する。
キシラン
例えばスギ、ブナ、竹のような木材;雑草;籾殻、ふすまのような種子殻;稲藁;とうもろこしかす、サトウキビの絞りかす(バガス)のような植物かす;大豆ミールのような穀類等の植物性バイオマスから、爆砕、溶媒抽出、水蒸気蒸留、超臨海炭酸ガス抽出、加圧熱水抽出などの方法で、キシランおよびアラビノキシランを主成分とするヘミセルロースを抽出することができる。
By monitoring the concentration of each component in the reaction solution over time using, for example, gas chromatography or HPLC, the additional amount of starch, the reaction time, the added amount of pH adjuster, etc. may be determined.
Recovery of glucose Since glucose is produced in the reaction solution by the above reaction, glucose can be recovered from the reaction solution after completion of the reaction by ultrafiltration and concentration. The obtained glucose can be used as it is as a substrate for ethanol fermentation.
(IV) Method for Producing First Xylan Decomposition Product The first method for producing a xylan decomposition product of the present invention comprises a step of decomposing xylan in the presence of the yeast of the present invention and xylosidase or further xylanase, Recovering the decomposition product. As yeast, one in which a polynucleotide encoding arabinofuranosidase is incorporated as a target protein into chromosomal DNA is used.
Xylan such as cedar, beech, bamboo-like wood; weed; rice husk, bran seed husk; rice straw; corn, sugarcane pomace (bagasse), plant meal; soybean meal From plant biomass, hemicellulose containing xylan and arabinoxylan as the main component can be extracted by methods such as explosion, solvent extraction, steam distillation, super-critical carbon dioxide gas extraction, and pressurized hot water extraction.

本発明方法では、キシランをヘミセルロースそのままの形で分解に供することもでき、又はヘミセルロースから分離されたキシランを分解に供することもできる。
酵母
使用する酵母は、上記説明した本発明の酵母である。反応液中の酵母密度は、酵母1細胞当たりに固定されているアラビノフラノシダーゼ活性によっても異なるが、反応液中のアラビノフラノシダーゼ活性が0.001〜10U/ml程度となる密度が好ましく、0.005〜5U/ml程度となる密度がより好ましい。その他の酵母に関する条件はデンプンの製造方法について説明した通りである。
キシラナーゼ・キシロシダーゼ
キシランの主鎖のキシロース間のβ-1,4結合を分解するために、反応液中にキシロシダーゼ、又はさらにキシラナーゼを添加する。キシラナーゼ及びキシロシダーゼは、いずれもキシラン主鎖のβ-1,4結合を切断する活性を有する。この中で、キシラナーゼは、エンド型酵素であり、キシラン主鎖の部位に関係なく切断する活性を有する。一方、キシロシダーゼは、エキソ型酵素であり、キシラン主鎖の末端から順番にキシロースを一つずつ切断する。従って、キシラナーゼ単独ではキシランからキシロースを製造することはできない。また、キシロシダーゼはキシラン末端から分解するという性質上、反応速度が遅くなる。本発明方法では、キシラナーゼとキシロシダーゼとを組み合わせて使用することが好ましい。
In the method of the present invention, xylan can be subjected to decomposition in the form of hemicellulose as it is, or xylan separated from hemicellulose can also be subjected to decomposition.
The yeast used is the yeast of the present invention described above. The density of yeast in the reaction solution varies depending on the arabinofuranosidase activity fixed per yeast cell, but a density at which the arabinofuranosidase activity in the reaction solution is about 0.001 to 10 U / ml is preferable. A density of about 5 U / ml is more preferred. Other conditions relating to yeast are as described for the method for producing starch.
Xylanase / xylosidase In order to decompose the β-1,4 bond between xylose in the main chain of xylan, xylosidase or further xylanase is added to the reaction solution. Both xylanase and xylosidase have the activity of cleaving the β-1,4 bond of the xylan main chain. Among them, xylanase is an endo-type enzyme and has an activity of cleaving regardless of the site of the xylan main chain. On the other hand, xylosidase is an exo-type enzyme that cleaves xylose one by one from the end of the xylan main chain. Therefore, xylanase alone cannot produce xylose from xylan. In addition, xylosidase is slow in reaction rate due to the property of decomposing from the xylan end. In the method of the present invention, it is preferable to use a combination of xylanase and xylosidase.

これらの酵素は、どのような生物に由来するものであってもよい。例えば、バクテリアやカビ等の起源のものを使用できる。中でも、酵素の大量調製が容易である等の点でカビ(Aspergillus属)起源のものを使用することが好ましい。   These enzymes may be derived from any organism. For example, the thing of origin, such as bacteria and mold, can be used. Among them, it is preferable to use a mold (Aspergillus genus) from the viewpoint of easy preparation of a large amount of enzyme.

キシラナーゼの使用量及びキシロシダーゼの使用量は、それぞれ反応液中の活性が、通常0.001 〜200U/ml程度、好ましくは0.01 〜200U/ml程度となるようにすればよい。これらの酵素活性は実施例に記載の方法により測定された値である
反応
アラビノフラノシダーゼ並びにキシロシダーゼ、又はさらにキシラナーゼによるキシランの分解反応は、反応容器内の反応液中に遊離の酵母又は固定化された酵母を懸濁した状態で行うことができる。また、カラムのような反応容器内に遊離又は固定化された酵母を充填したバイオリアクターを用いて行うこともできる。また、反応は連続式、回分式(バッチ式)又は半回分式のいずれの方式で行ってもよい。
The amount of xylanase used and the amount of xylosidase used may be such that the activity in the reaction solution is usually about 0.001 to 200 U / ml, preferably about 0.01 to 200 U / ml. These enzyme activities are values measured by the method described in the examples.
The decomposition reaction of xylan by the reaction arabinofuranosidase and xylosidase or further xylanase can be performed in a state where free yeast or immobilized yeast is suspended in the reaction solution in the reaction vessel. Moreover, it can also carry out using the bioreactor which filled the yeast free or fix | immobilized in reaction containers like a column. The reaction may be carried out by any of continuous, batch (batch) and semi-batch methods.

反応液中には、基質のみ含まれていてもよく、又はこれに加えてpH調製のための緩衝剤や酵母の生存に必要な公知の物質が含まれていてもよい。   In the reaction solution, only the substrate may be contained, or in addition to this, a buffer for pH adjustment and a known substance necessary for the survival of the yeast may be contained.

反応液中の基質(キシラン)の濃度は、通常1〜50重量%程度とすることが好ましく、1〜30重量%程度とすることがより好ましい。基質濃度が余りに低いと、実用的なキシロース製造効率が得られない。逆に、基質濃度が余りに高いと、反応液の粘度が上がり、攪拌や温度制御等が難しくなったり、反応液の浸透圧が上がり、酵母に多大なストレスがかかったりする状態になる場合がある。極度のストレスは細胞増殖の悪化や細胞の死滅(破壊)の引き金となり、その結果、理想的な反応効率が得られなくなる。しかし、上記範囲であれば、このような問題は生じない。   The concentration of the substrate (xylan) in the reaction solution is usually preferably about 1 to 50% by weight, and more preferably about 1 to 30% by weight. If the substrate concentration is too low, practical xylose production efficiency cannot be obtained. On the other hand, if the substrate concentration is too high, the viscosity of the reaction solution will increase, making stirring and temperature control difficult, and the osmotic pressure of the reaction solution may increase, resulting in a state where a great deal of stress is applied to the yeast. . Extreme stress triggers deterioration of cell proliferation and cell death (destruction), and as a result, ideal reaction efficiency cannot be obtained. However, such a problem does not occur within the above range.

反応液のpHは、アラビノフラノシダーゼ並びにキシロシダーゼ、又はさらにキシラナーゼの至適pHを含む4〜8程度が好ましい。反応の進行とともに反応液のpHが低下するため、上記pH範囲になるように調整することが望ましい。   The pH of the reaction solution is preferably about 4 to 8 including the optimum pH of arabinofuranosidase and xylosidase, or further xylanase. Since the pH of the reaction solution decreases with the progress of the reaction, it is desirable to adjust the pH range.

反応温度は、酵母が保持するアラビノフラノシダーゼ並びにキシロシダーゼ、又はさらにキシラナーゼが活性を示す温度であればよく、通常20〜60℃程度が好ましい。耐熱性酵素を用いる場合は、さらに高温で行うことができる。この場合、酵母が生育できなくても、表層のアラビノフラノシダーゼは活性を有したまま固定されているため、分解反応には支障がない。   The reaction temperature should just be the temperature which the arabinofuranosidase and xylosidase which yeast hold | maintain, and also xylanase show activity, Usually, about 20-60 degreeC is preferable. When a thermostable enzyme is used, it can be performed at a higher temperature. In this case, even if the yeast cannot grow, since the arabinofuranosidase on the surface layer is immobilized with activity, there is no problem in the degradation reaction.

反応液中にキシランの他にセルロースなどが混在する場合には、セルラーゼ等の各種糖加水分解酵素を併用してもよい。   When cellulose or the like is mixed in addition to xylan in the reaction solution, various sugar hydrolases such as cellulase may be used in combination.

反応液中の各成分濃度を、例えば、ガスクロマトグラフやHPLCなどで経時的に測定することによりモニターすることにより、基質の追加量、反応時間、pH調整剤の添加量などを決定すればよい。
キシラン分解物の回収
キシランの起源生物種によっても異なるが、上記の反応により反応液中に主にキシロース、アラビノース等が生成する。反応終了後の反応液から、遠心分離などにより単糖を分離すればよい。これによりキシラン分解物を回収できる。これらの単糖は、そのまま、エタノール発酵の基質として用いることができる。
(V)第2のキシラン分解物の製造方法
本発明の第2のキシラン分解物の製造方法は、キシランを本発明の酵母の存在下で分解する工程(a)と、工程(a)により得られたキシラン部分分解物をキシロシダーゼ、又はさらにキシラナーゼの存在下で分解する工程(b)と、キシラン分解物を回収する工程とを含む方法である。
アラビノフラノシダーゼによる分解工程(工程(a))
基質、酵母及び反応方法については、第1のキシラン分解物の製造方法と同様である。反応液中のアラビノフラノシダーゼ活性についても第1の方法と同様である。反応終了後の反応液は、そのまま、又は遠心分離などによりアラビノースを回収して除去した後、次工程に供される。
キシロシダーゼ又はさらにキシラナーゼによる分解工程(工程(b))
本発明の酵母を用いてキシランの側鎖のアラビノースを分解した後に、キシロシダーゼ、又はさらにキシラナーゼにより主鎖のキシロースを分解する。反応方法及びキシラン分解物の回収方法は第1の方法と同様である。また反応液中の酵素活性についても第1の方法と同様である。
(VI)単糖の製造方法
本発明の酵母は、キシランやデンプンの分解の他に、その他の多糖類の分解にも好適に使用できる。即ち、本発明の単糖の製造方法は、目的タンパク質が糖加水分解酵素である本発明の酵母の存在下で植物性バイマス由来の多糖類を分解する工程と、生成する単糖を回収する工程とを含む方法である。
By monitoring the concentration of each component in the reaction solution by measuring with time using, for example, a gas chromatograph or HPLC, the additional amount of the substrate, the reaction time, the added amount of the pH adjuster, etc. may be determined.
Recovery of Xylan Decomposition Products Depending on the source species of xylan, xylose, arabinose, etc. are mainly produced in the reaction solution by the above reaction. Monosaccharides may be separated from the reaction solution after completion of the reaction by centrifugation or the like. Thereby, a xylan decomposition product can be collected. These monosaccharides can be used as they are as substrates for ethanol fermentation.
(V) Method for producing second xylan degradation product The second method for producing xylan degradation product of the present invention is obtained by steps (a) and (a) of decomposing xylan in the presence of the yeast of the present invention. And a step (b) of decomposing the obtained xylan partial decomposition product in the presence of xylosidase or further xylanase, and a step of recovering the xylan decomposition product.
Decomposition process with arabinofuranosidase (process (a))
About a substrate, yeast, and the reaction method, it is the same as that of the manufacturing method of the 1st xylan decomposition product. The arabinofuranosidase activity in the reaction solution is the same as in the first method. The reaction solution after completion of the reaction is subjected to the next step as it is or after recovering and removing arabinose by centrifugation or the like.
Degradation step with xylosidase or further xylanase (step (b))
After decomposing arabinose on the side chain of xylan using the yeast of the present invention, the main chain xylose is decomposed with xylosidase or further xylanase. The reaction method and the recovery method of the xylan decomposition product are the same as in the first method. The enzyme activity in the reaction solution is the same as in the first method.
(VI) Monosaccharide production method The yeast of the present invention can be suitably used for the degradation of other polysaccharides in addition to the degradation of xylan and starch. That is, the method for producing a monosaccharide of the present invention comprises a step of degrading a plant-derived biomass derived polysaccharide in the presence of the yeast of the present invention whose target protein is a sugar hydrolase, and a step of recovering the produced monosaccharide A method including:

酵母として実用酵母を用いる場合は、高エタノール耐性を有することから、反応液をそのままこの実用酵母の発酵能を利用してエタノールに変換することができる。   When using practical yeast as yeast, since it has high ethanol tolerance, a reaction liquid can be converted into ethanol as it is using the fermentation ability of this practical yeast.

多糖類としては、上記のデンプンやキシラン(ヘミセルロースの主成分)の他に、木質系バイオマスの主成分であるセルロース、リグニンなどが挙げられる。   Examples of the polysaccharide include cellulose and lignin, which are the main components of woody biomass, in addition to the above-mentioned starch and xylan (the main component of hemicellulose).

例えばスギ、ブナ、竹のような木材;雑草;籾殻、ふすまのような種子殻;稲藁;とうもろこしかす、サトウキビの絞りかす(バガス)のような植物かす;大豆ミールのような穀類等の植物性バイオマスから、爆砕、溶媒抽出、水蒸気蒸留、超臨界炭酸ガス抽出、加圧熱水抽出などの方法で、セルロースやリグニンを抽出することができる。   For example, wood such as cedar, beech and bamboo; weeds; seed husks such as rice husks and bran; rice straw; plant meals such as corn, sugarcane pomace (bagasse); cereals such as soybean meal Cellulose and lignin can be extracted from the biomass by methods such as explosion, solvent extraction, steam distillation, supercritical carbon dioxide extraction, and pressurized hot water extraction.

この場合、目的タンパク質をコードするポリヌクレオチドとして、リグニンを分解するラッカーゼ遺伝子(Lac)、リグニンペルオキシダーゼ遺伝子(LiP)、マンガンペルオキシダーゼ遺伝子(MnP);セルロースを分解するセルラーゼなどを用いればよい。分解条件は、前述したキシラン分解物の製造方法やグルコースの製造方法に準じて当業者であれば容易に定めることができる。
実施例
以下、実施例を示して本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
In this case, a laccase gene (Lac) that degrades lignin, a lignin peroxidase gene (LiP), a manganese peroxidase gene (MnP); a cellulase that degrades cellulose, etc. may be used as the polynucleotide encoding the target protein. Degradation conditions can be easily determined by those skilled in the art according to the above-described method for producing a xylan degradation product or glucose.
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.

(高活性プロモーター、分泌シグナル配列、α-アグルチニンの一部の配列及びGPIアンカー付着シグナル配列をこの順で有するDNAの作製)
掲題のDNAを作製した手順を、図3を参照して説明する。
(A) 常法に従って、高活性プロモーター(SED1プロモーター)を取得した。簡単に述べると、5'-cccgggGAAAAACGACAACATTCCAC-3'(配列番号:1)及び5'-gaattcCTTAATAGAGCGAACGTATT-3'(配列番号:2)の2つのプライマーを用いて、酵母Saccharomyces cerevisiae X21801Aの染色体DNAを鋳型としてPCRを行った。PCRの条件としては、94℃/1分−52℃/1分−72℃/2分のサイクルを30回繰り返した。
(Production of DNA having a highly active promoter, a secretory signal sequence, a partial sequence of α-agglutinin and a GPI anchor attachment signal sequence in this order)
The procedure for preparing the subject DNA will be described with reference to FIG.
(A) A highly active promoter (SED1 promoter) was obtained according to a conventional method. Briefly, chromosomal DNA of yeast Saccharomyces cerevisiae X21801A was used as a template using two primers 5′-cccgggGAAAAACGACAACATTCCAC-3 ′ (SEQ ID NO: 1) and 5′-gaattcCTTAATAGAGCGAACGTATT-3 ′ (SEQ ID NO: 2). PCR was performed. As PCR conditions, a cycle of 94 ° C./1 min-52 ° C./1 min-72 ° C./2 min was repeated 30 times.

得られたPCR産物をスピンカラム(キアゲン社製、PCR Purification Kit)により精製後、制限酵素SmaIとEcoRIとで消化して、SmaI - EcoRI断片を得た。このSmaI - EcoRI断片には、SED1遺伝子のプロモーター領域が含まれている。配列表の配列番号:7にその配列を示す。
(B) 常法に従って、Aspergillus oryzaeのグルコアミラーゼの分泌シグナル配列を取得した。簡単に述べると、5'-GAATTCATGCGGAACAACCTTCTTTTT-3'(配列番号:3)5'-CTCGAGGTTGAGATCCGACTGCCTCTT-3'(配列番号:4)を合成し、これらをプライマーとして、グルコアミラーゼ遺伝子が挿入されているプラスミドpNGB1(Gene 207 127-134 (1998))を鋳型としてPCRを行った。PCRの条件としては、94℃/1分−52℃/1分−72℃/30秒のサイクルを30回繰り返した。ここで、両プライマーの設計には、後に分泌シグナル配列を目的のタンパク質と融合させるため、制限酵素EcoRIとXhoIの認識部位を付加した。
The obtained PCR product was purified with a spin column (Qiagen, PCR Purification Kit) and then digested with restriction enzymes SmaI and EcoRI to obtain a SmaI-EcoRI fragment. This SmaI-EcoRI fragment contains the promoter region of the SED1 gene. The sequence is shown in SEQ ID NO: 7 in the sequence listing.
(B) A secretory signal sequence of Aspergillus oryzae glucoamylase was obtained according to a conventional method. Briefly, 5′-GAATTCATGCGGAACAACCTTCTTTTT-3 ′ (SEQ ID NO: 3) 5′-CTCGAGGTTGAGATCCGACTGCCTCTT-3 ′ (SEQ ID NO: 4) was synthesized, and using these as a primer, plasmid pNGB1 PCR was performed using (Gene 207 127-134 (1998)) as a template. As PCR conditions, a cycle of 94 ° C./1 minute-52 ° C./1 minute-72 ° C./30 seconds was repeated 30 times. Here, in the design of both primers, recognition sites for restriction enzymes EcoRI and XhoI were added in order to fuse the secretory signal sequence to the target protein later.

得られたPCR産物をスピンカラム(キアゲン社製、PCR Purification Kit)により精製後、制限酵素EcoRI、XhoIで切断し、約100bpのグルコアミラーゼ分泌シグナル配列を取得した。配列表の配列番号:8にその配列を示す。
(C) α-アグルチニンのC末端の一部をコードする配列及びGPIアンカー付着シグナル配列を有する遺伝子(320アミノ酸)を有する配列を取得するため、酵母Saccharomyces cerevisiae X21801Aから、常法により染色体DNAを単離し、5'-ctcgagAGCGCCAAAAGCTCTTTTATC-3'(配列番号:5)および5'-ggtaccTTTGATTATGTTCTTTCTAT-3'(配列番号:6)の2つのプライマーを用いて、PCRを行った。PCRの条件としては、94℃/1分−52℃/1分−72℃/2分のサイクルを30回繰り返した。
The obtained PCR product was purified by a spin column (Qiagen, PCR Purification Kit), and then cleaved with restriction enzymes EcoRI and XhoI to obtain an about 100 bp glucoamylase secretion signal sequence. The sequence is shown in SEQ ID NO: 8 in the sequence listing.
(C) In order to obtain a sequence having a gene (320 amino acids) having a sequence encoding a part of the C-terminus of α-agglutinin and a GPI anchor attachment signal sequence, chromosomal DNA was isolated from yeast Saccharomyces cerevisiae X21801A by a conventional method. Separately, PCR was performed using two primers, 5′-ctcgagAGCGCCAAAAGCTCTTTTATC-3 ′ (SEQ ID NO: 5) and 5′-ggtaccTTTGATTATGTTCTTTCTAT-3 ′ (SEQ ID NO: 6). As PCR conditions, a cycle of 94 ° C./1 min-52 ° C./1 min-72 ° C./2 min was repeated 30 times.

得られたPCR産物をスピンカラム(キアゲン社製、PCR Purification Kit)により精製後、制限酵素XhoIとKpnIとで消化して、XhoI -KpnI断片を得た。このXhoI -KpnI断片には、α-アグルチニンのC末端から320アミノ酸をコードする配列と、3'非コード領域の466bpとを含んでおり、この配列中にGPIアンカー付着シグナル配列が含まれている。配列表の配列番号:9にその配列を示す。   The obtained PCR product was purified by a spin column (Qiagen, PCR Purification Kit) and digested with restriction enzymes XhoI and KpnI to obtain an XhoI-KpnI fragment. This XhoI-KpnI fragment contains a sequence encoding 320 amino acids from the C-terminus of α-agglutinin and 466 bp of the 3 ′ non-coding region, and this sequence contains a GPI anchor attachment signal sequence. . The sequence is shown in SEQ ID NO: 9 in the sequence listing.

目的のDNAは、(A)で得られた高活性プロモーターと(B)で得られた分泌シグナル配列と(C)で得られたXhoI -KpnI断片を、常法どおりDNA連結酵素(T4 Ligase)等を用いて接続することより得られる。   The target DNA consists of the highly active promoter obtained in (A), the secretory signal sequence obtained in (B), and the XhoI-KpnI fragment obtained in (C) in a conventional manner using a DNA ligation enzyme (T4 Ligase). It can be obtained by connecting using, for example.

得られた目的のDNAをプラスミドpRS406のSmaIとKpnI切断部位に挿入して、目的のプラスミドpRS406 Psed1-CAS1を得た。   The obtained DNA of interest was inserted into the SmaI and KpnI cleavage sites of plasmid pRS406 to obtain the desired plasmid pRS406 Psed1-CAS1.

(蛍光タンパク質による細胞表層提示効率の比較)
常法に従って、蛍光タンパク質遺伝子(EGFP)を取得した。簡単に述べると、5'-ctcgagATGGTGAGCAAGGGCGAGG-3'(配列番号:10)5'-ctcgagCTTGTACAGCTCGTCCATG-3'(配列番号:11)を合成し、これをプライマーとして、プラスミドpEGFP(CLONTECH社から販売)を鋳型にPCRを行った。PCRの条件としては、94℃/1分−52℃/1分−72℃/1分のサイクルを30回繰り返した。ここで、両プライマーの設計には、後に蛍光タンパク質を分泌シグナル及びα-アグルチニンのC末端の一部をコードする配列と融合させるため、制限酵素XhoI認識部位を付加し、翻訳終止コドンを除去した。
(Comparison of cell surface display efficiency by fluorescent protein)
According to a conventional method, a fluorescent protein gene (EGFP) was obtained. Briefly, 5'-ctcgagATGGTGAGCAAGGGCGAGG-3 '(SEQ ID NO: 10) 5'-ctcgagCTTGTACAGCTCGTCCATG-3' (SEQ ID NO: 11) was synthesized and used as a primer, plasmid pEGFP (sold from CLONTECH) as a template PCR was performed. As PCR conditions, a cycle of 94 ° C./1 min-52 ° C./1 min-72 ° C./1 min was repeated 30 times. Here, in designing both primers, a restriction enzyme XhoI recognition site was added and a translation stop codon was removed in order to fuse a fluorescent protein with a sequence encoding a secretion signal and a part of α-agglutinin C-terminal. .

得られたPCR産物をスピンカラム(キアゲン社製、PCR Purification Kit)により精製後、制限酵素XhoIで切断し、約0.7Kbpの蛍光タンパク質配列を取得した。配列表の配列番号:12にその配列を示す。   The obtained PCR product was purified by a spin column (Qiagen, PCR Purification Kit) and then cleaved with a restriction enzyme XhoI to obtain a fluorescent protein sequence of about 0.7 Kbp. The sequence is shown in SEQ ID NO: 12 in the sequence listing.

蛍光タンパク質配列をプラスミドpRS406 Psed1-CAS1のXhoI切断部位に挿入して、目的のプラスミドpRS406 Psed1-EGFP-CAS1を得た。   The fluorescent protein sequence was inserted into the XhoI cleavage site of plasmid pRS406 Psed1-CAS1 to obtain the desired plasmid pRS406 Psed1-EGFP-CAS1.

プラスミドpRS406 Psed1-EGFP-CAS1を単離し、制限酵素StuIで一カ所を切断して線状としたDNAを、酢酸リチウム法で酵母Saccharomyces cerevisiae GRI-117-Uに導入した。0.67%Yeast nitrogen base w/o amino acids(Difco社)、0.077% CSM-URA(BIO101社)、2%グルコースを含むSD寒天培地で培養し、生育してきた酵母を選択した。本培地ではプラスミドpRS406 Psed1-EGFP-CAS1が染色体に導入され、ウラシル要求性が相補された株のみが生育できる。このようにして得られた株を、Saccharomyces cerevisiae GRI-117-U(EGFP)と名付けた(以下、単にGRI-117-U (EGFP)という)。
<増殖速度の測定>
GRI-117-U (EGFP)、及び、本発明と従来技術との比較のために作製した実験室酵母Saccharomyces cerevisiae MT8-1をpRS406 Psed1-EGFP-CAS1で形質転換した株(以下、単にMT8-1(EGFP)という)をそれぞれ、0.67%Yeast nitrogen base w/o amino acids(Difco社)、0.077% CSM-URA(BIO101社)、2%グルコースを含むSD液体培地に懸濁し、30℃で振盪培養し、経時的に600nmにおける吸光度を測定することにより、両株の増殖速度を比較した。
Plasmid pRS406 Psed1-EGFP-CAS1 was isolated, and DNA linearized by cutting one site with restriction enzyme StuI was introduced into yeast Saccharomyces cerevisiae GRI-117-U by the lithium acetate method. Culturing was carried out on an SD agar medium containing 0.67% Yeast nitrogen base w / o amino acids (Difco), 0.077% CSM-URA (BIO101) and 2% glucose, and the grown yeast was selected. In this medium, plasmid pRS406 Psed1-EGFP-CAS1 is introduced into the chromosome, and only strains with complemented uracil requirement can grow. The strain thus obtained was named Saccharomyces cerevisiae GRI-117-U (EGFP) (hereinafter simply referred to as GRI-117-U (EGFP)).
<Measurement of growth rate>
GRI-117-U (EGFP) and a strain obtained by transforming the laboratory yeast Saccharomyces cerevisiae MT8-1 prepared for comparison between the present invention and the prior art with pRS406 Psed1-EGFP-CAS1 (hereinafter simply referred to as MT8- 1 (EGFP)) is suspended in SD liquid medium containing 0.67% Yeast nitrogen base w / o amino acids (Difco), 0.077% CSM-URA (BIO101) and 2% glucose, respectively, and shaken at 30 ° C. The growth rates of both strains were compared by culturing and measuring the absorbance at 600 nm over time.

結果を図4に示す。実用酵母であるGRI-117-U (EGFP)は、実験室酵母であるMT8-1(EGFP)に較べて約2倍の菌体増殖を示した。
<蛍光強度の測定>
GRI-117-U (EGFP)、コントロールとしてのSaccharomyces cerevisiae GRI-117-U、及び、MT8-1(EGFP)をそれぞれ0.67%Yeast nitrogen base w/o amino acids(Difco社)、0.077% CSM-URA(BIO101社)、2%グルコースを含むSD液体培地で培養し、遠心分離して培地と菌体とに分離した。
The results are shown in FIG. GRI-117-U (EGFP), which is a practical yeast, showed about twice the cell growth as compared to MT8-1 (EGFP), which is a laboratory yeast.
<Measurement of fluorescence intensity>
GRI-117-U (EGFP), Saccharomyces cerevisiae GRI-117-U as a control, and MT8-1 (EGFP) were 0.67% Yeast nitrogen base w / o amino acids (Difco), 0.077% CSM-URA (BIO101), cultured in an SD liquid medium containing 2% glucose, and centrifuged to separate the medium and cells.

GRI-117-U (EGFP)及びMT8-1(EGFP)の菌体を適当量の水に懸濁した後、それらの蛍光強度を、市販の蛍光マルチプレートリーダー(TECAN社 Multi Plate Reader Optima Fluor等)を用いて測定した。   After suspending the cells of GRI-117-U (EGFP) and MT8-1 (EGFP) in an appropriate amount of water, their fluorescence intensity is measured using a commercially available fluorescent multiplate reader (TECAN Multi Plate Reader Optima Fluor etc. ).

結果を図5に示す。図5に示した蛍光強度は、各株の蛍光強度から親株(GRI-117-UまたはMT8-1)の蛍光強度をコントロールとしてそれぞれ差し引いた値である。この結果、GRI-117-U(EGFP)は、MT8-1(EGFP)より約10%蛍光シグナルが強かった。   The results are shown in FIG. The fluorescence intensity shown in FIG. 5 is a value obtained by subtracting the fluorescence intensity of the parent strain (GRI-117-U or MT8-1) from the fluorescence intensity of each strain as a control. As a result, GRI-117-U (EGFP) had a fluorescence signal about 10% stronger than MT8-1 (EGFP).

(細胞表層にグルコアミラーゼを有する酵母の作製)
常法に従って、Aspergillus oryzaeのグルコアミラーゼを取得した。簡単に述べると、5'-ctcgagCAGGCGACTGGTCTAGATACC-3'(配列番号:13)5'-ctcgagCCGCCAAACATCGCTCTGCAC-3'(配列番号:14)を合成し、これをプライマーとして、グルコアミラーゼ遺伝子が挿入されているプラスミドpYGA1 (Agric.Biol.Chem. 55 941-949 (1991))を鋳型としてPCRを行った。PCRの条件としては、94℃/1分−52℃/1分−72℃/2分のサイクルを30回繰り返した。ここで、両プライマーの設計には、後にグルコアミラーゼを分泌シグナル及びα-アグルチニンのC末端の一部をコードする配列と融合させるため、制限酵素XhoIの認識部位を付加し、翻訳終止コドンを除去した。
(Production of yeast having glucoamylase on the cell surface)
According to a conventional method, Aspergillus oryzae glucoamylase was obtained. Briefly, 5′-ctcgagCAGGCGACTGGTCTAGATACC-3 ′ (SEQ ID NO: 13) 5′-ctcgagCCGCCAAACATCGCTCTGCAC-3 ′ (SEQ ID NO: 14) was synthesized, and this was used as a primer for plasmid pYGA1 PCR was performed using (Agric. Biol. Chem. 55 941-949 (1991)) as a template. As PCR conditions, a cycle of 94 ° C./1 min-52 ° C./1 min-72 ° C./2 min was repeated 30 times. Here, in designing both primers, a recognition site for the restriction enzyme XhoI was added to eliminate the translation termination codon in order to later fuse glucoamylase with a secretion signal and a sequence encoding part of the C-terminus of α-agglutinin. did.

得られたPCR産物をスピンカラム(キアゲン社製、PCR Purification Kit)により精製後、制限酵素XhoIで切断し、約1.8Kbpのグルコアミラーゼ配列を取得した。配列表の配列番号:15にその配列を示す。   The obtained PCR product was purified by a spin column (Qiagen, PCR Purification Kit) and then cleaved with a restriction enzyme XhoI to obtain an about 1.8 Kbp glucoamylase sequence. The sequence is shown in SEQ ID NO: 15 in the sequence listing.

グルコアミラーゼDNAをプラスミドpRS406 Psed1-CAS1のXhoI切断部位に挿入して、目的のプラスミドpRS406 Psed1-glaA-CAS1を得た。   Glucoamylase DNA was inserted into the XhoI cleavage site of plasmid pRS406 Psed1-CAS1 to obtain the desired plasmid pRS406 Psed1-glaA-CAS1.

プラスミドpRS406 Psed1-glaA-CAS1を単離し、制限酵素StuIで一カ所を切断して線状としたDNAを、酢酸リチウム法で酵母Saccharomyces cerevisiae GRI-117-Uに導入した。0.67%Yeast nitrogen base w/o amino acids(Difco社)、0.077% CSM-URA(BIO101社)、2%グルコースを含むSD寒天培地で培養し、生育してきた酵母を選択した。本培地ではプラスミドpRS406 Psed1- glaA -CAS1が染色体に導入され、ウラシル要求性が相補された株のみが生育できる。このようにして得られた株を、Saccharomyces cerevisiae GRI-117-U(glaA)と名付けた(以下、単にGRI-117-U (glaA)という)。   Plasmid pRS406 Psed1-glaA-CAS1 was isolated, and DNA linearized by cutting one site with restriction enzyme StuI was introduced into yeast Saccharomyces cerevisiae GRI-117-U by the lithium acetate method. Culturing was carried out on an SD agar medium containing 0.67% Yeast nitrogen base w / o amino acids (Difco), 0.077% CSM-URA (BIO101) and 2% glucose, and the grown yeast was selected. In this medium, plasmid pRS406 Psed1-glaA-CAS1 is introduced into the chromosome, and only strains with complemented uracil requirement can grow. The strain thus obtained was named Saccharomyces cerevisiae GRI-117-U (glaA) (hereinafter simply referred to as GRI-117-U (glaA)).

GRI-117-U (glaA)を0.67%Yeast nitrogen base w/o amino acids(Difco社)、0.077% CSM-URA(BIO101社)、2%グルコースを含むSD液体培地で培養し、遠心分離して培地と菌体とに分離し、それぞれのグルコアミラーゼ活性を測定した。コントロールとして、Saccharomyces cerevisiae GRI-117-Uを用いた。その結果、コントロールは、培地および菌体にグルコアミラーゼ活性はみとめられなかった。形質転換された酵母GRI-117-U(glaA)の培地中にはほとんどグルコアミラーゼ活性はみられなかったが、酵母GRI-117-U(glaA)菌体はグルコアミラーゼ活性を有していた。   GRI-117-U (glaA) is cultured in an SD liquid medium containing 0.67% Yeast nitrogen base w / o amino acids (Difco), 0.077% CSM-URA (BIO101), 2% glucose, and centrifuged. It isolate | separated into the culture medium and the microbial cell, and measured each glucoamylase activity. As a control, Saccharomyces cerevisiae GRI-117-U was used. As a result, the control showed no glucoamylase activity in the medium and cells. Almost no glucoamylase activity was found in the transformed yeast GRI-117-U (glaA) medium, but the yeast GRI-117-U (glaA) cells had glucoamylase activity.

また、GRI-117-U(glaA)菌体のグルコアミラーゼ活性は、1mg菌体あたり約5×10-3Uであった。 Further, the glucoamylase activity of GRI-117-U (glaA) cells was about 5 × 10 −3 U per 1 mg cells.

グルコアミラーゼ活性は以下の方法により測定した。
<グルコアミラーゼ活性の測定>
グルコアミラーゼ活性の測定にはキッコーマン社「糖化力測定キット」を用いる。簡単に述べると、4-Nitrophenyl β-L-maltosideを含む酢酸緩衝液に菌体又は培養上清を適量添加した後、37℃、10分間、静置し、遊離してくる4-Nitrophenol量を415nmの吸光度から算出した。グルコアミラーゼ活性1U=4-Nitrophenyl β-L-maltoside から1分間に1μmolの4-Nitrophenolを生成するのに必要な酵素量と定義した。
The glucoamylase activity was measured by the following method.
<Measurement of glucoamylase activity>
For measurement of glucoamylase activity, Kikkoman “Saccharification power measurement kit” is used. Briefly, after adding an appropriate amount of bacterial cells or culture supernatant to an acetic acid buffer containing 4-Nitrophenyl β-L-maltoside, leave it at 37 ° C for 10 minutes and determine the amount of 4-Nitrophenol released. Calculated from the absorbance at 415 nm. Glucoamylase activity was defined as the amount of enzyme required to produce 1 μmol of 4-Nitrophenol per minute from 1U = 4-Nitrophenyl β-L-maltoside.

(細胞表層にグルコアミラーゼを有する酵母の固定化)
0.67%Yeast nitrogen base w/o amino acids(Difco社)、0.077% CSM-URA(BIO101社)、2%グルコースを含むSD培地3Lを含む気泡塔型培養槽に、6mm角のポリウレタンフォームBSPsを、1,000個/Lとなるように投入して、酵母GRI-117-U(glaA)とともに6〜20L/分の通気量で培養した。これにより、ポリウレタンフォームに酵母GRI-117-U(glaA)が固定された。
(Immobilization of yeast with glucoamylase on the cell surface)
0.67% Yeast nitrogen base w / o amino acids (Difco), 0.077% CSM-URA (BIO101), 6mm square polyurethane foam BSPs in a bubble column type culture tank containing 3L of SD medium containing 2% glucose, The cells were added at 1,000 cells / L and cultured with yeast GRI-117-U (glaA) at an aeration rate of 6 to 20 L / min. Thereby, yeast GRI-117-U (glaA) was fixed to the polyurethane foam.

この酵母のグルコアミラーゼ活性はポリウレタンフォーム1個当たり1Uであった。   The glucoamylase activity of this yeast was 1 U per polyurethane foam.

(固定化された細胞表層にグルコアミラーゼを有する酵母によるデンプンの分解)
実施例4で得られたポリウレタンフォームに固定された酵母GRI-117-U(glaA)3,000個に新たに反応液:コーンスターチ50g、および0.67%Yeast nitrogen base w/o amino acids(Difco社)、0.077% CSM-URA(BIO101社)を含む培地1Lを加え、3〜20L/分の通気量で気泡塔型培養槽内で30℃、24時間接触させた。反応中、KOHを用いて、pHを5.0〜6.0にコントロールした。第1サイクルの反応液を回収した後、新たな反応液を加え、2サイクルの反応を行い、これを5サイクルまで行った。
<エタノール生産量の測定>
酵母GRI-117-U(glaA)を用いた場合の第1サイクル終了後の反応液組成を分析した結果、培養槽内に17gのエタノールが生産されていることがわかった。第1サイクル終了後の反応液中のエタノール濃度は約1.7容量%であった。
(Degradation of starch by yeast having glucoamylase on immobilized cell surface)
To 3,000 yeast GRI-117-U (glaA) fixed to the polyurethane foam obtained in Example 4, 50 g of corn starch and 0.67% Yeast nitrogen base w / o amino acids (Difco), 0.077 1 L of medium containing% CSM-URA (BIO101) was added and contacted at 30 ° C. for 24 hours in a bubble column type culture tank with an aeration rate of 3 to 20 L / min. During the reaction, the pH was controlled at 5.0 to 6.0 using KOH. After collecting the reaction solution of the first cycle, a new reaction solution was added to perform a reaction of 2 cycles, and this was performed up to 5 cycles.
<Measurement of ethanol production>
As a result of analyzing the composition of the reaction solution after completion of the first cycle when yeast GRI-117-U (glaA) was used, it was found that 17 g of ethanol was produced in the culture tank. The ethanol concentration in the reaction solution after completion of the first cycle was about 1.7% by volume.

第2サイクル以降も活性は落ちることなく、固定化された酵母GRI-117-U(glaA)はグルコアミラーゼ活性を発現した。固定化細胞から遊離してきた酵母を集め、活性を測定したところ、グルコアミラーゼ活性は、大きく低下していた。   The immobilized yeast GRI-117-U (glaA) expressed glucoamylase activity without any decrease in activity after the second cycle. When the yeast released from the immobilized cells was collected and the activity was measured, the glucoamylase activity was greatly reduced.

また、本発明と従来技術との比較のために、実験室酵母Saccharomyces cerevisiae MT8-1にpRS406 Psed1-glaA-CAS1を形質転換した株も作製し、(以下、単にMT8-1(glaA)という)同様の操作を行った。第1サイクル終了後の反応液組成を分析した結果、反応液中のエタノール濃度は約0.6容量%であった。   For comparison between the present invention and the prior art, a strain obtained by transforming the laboratory yeast Saccharomyces cerevisiae MT8-1 with pRS406 Psed1-glaA-CAS1 was also prepared (hereinafter simply referred to as MT8-1 (glaA)). The same operation was performed. As a result of analyzing the composition of the reaction solution after completion of the first cycle, the ethanol concentration in the reaction solution was about 0.6% by volume.

その結果を図6に示す。GRI-117-U(glaA)は、MT8-1(glaA)の約3倍のエタノールを生産した。   The result is shown in FIG. GRI-117-U (glaA) produced about three times as much ethanol as MT8-1 (glaA).

(細胞表層にアラビノフラノシダーゼを有する酵母の作製)
常法に従って、Aspergillus oryzaeのアラビノフラノシダーゼのcDNAを取得した。簡単に述べると、まず、Aspergillus oryzaeから全RNAを抽出し、ついで、オリゴdTセルロースを用いてPoly(A)+RNAを取得した。
(Production of yeast having arabinofuranosidase on the cell surface)
According to a conventional method, cDNA of Aspergillus oryzae arabinofuranosidase was obtained. Briefly, first, total RNA was extracted from Aspergillus oryzae, and then Poly (A) + RNA was obtained using oligo dT cellulose.

次にPoly(A)+RNAを鋳型とし、GIBCO BRL社のRT-PCR KITを用いて逆転写反応を行い、cDNA混合物を取得した。詳述すれば、5'-ctcgagATGACTACCTTCACGAAAC-3'(配列番号:16)5'-ctcgagAGCCTTCCATCTCAGGAGA-3'(配列番号:17)を合成し、これをプライマーとして、上記cDNA混合物を鋳型にPCRした。PCRの条件としては、50℃/30分−94℃/2分の後、94℃/1分−52℃/1分−72℃/2分のサイクルを30回繰り返した。ここで、両プライマーの設計には、後にアラビノフラノシダーゼをα-アグルチニンのC末端の一部と融合させるため、制限酵素サイトXhoIの付加と翻訳終止コドンを除去した。   Next, using Poly (A) + RNA as a template, reverse transcription reaction was performed using RT-PCR KIT manufactured by GIBCO BRL to obtain a cDNA mixture. More specifically, 5′-ctcgagATGACTACCTTCACGAAAC-3 ′ (SEQ ID NO: 16) 5′-ctcgagAGCCTTCCATCTCAGGAGA-3 ′ (SEQ ID NO: 17) was synthesized, and PCR was carried out using this cDNA mixture as a template. As PCR conditions, a cycle of 94 ° C / 1 minute-52 ° C / 1 minute-72 ° C / 2 minutes was repeated 30 times after 50 ° C / 30 minutes-94 ° C / 2 minutes. Here, in designing both primers, the restriction enzyme site XhoI was added and the translation termination codon was removed in order to later fuse arabinofuranosidase with a part of the C-terminus of α-agglutinin.

得られたPCR産物をスピンカラム(キアゲン社製、PCR Purification Kit)により精製後、制限酵素XhoIで切断し、約1.5kbpのアラビノフラノシダーゼcDNA断片を得た。配列表の配列番号:18にその配列を示す。   The obtained PCR product was purified by a spin column (Qiagen, PCR Purification Kit) and then cleaved with a restriction enzyme XhoI to obtain an about 1.5 kbp arabinofuranosidase cDNA fragment. The sequence is shown in SEQ ID NO: 18 of the sequence listing.

アラビノフラノシダーゼDNAをプラスミドpRS406 Psed1-CAS1のXhoI切断部位に挿入して、目的のプラスミドpRS406 Psed1-abfA-CAS1を得た。   The arabinofuranosidase DNA was inserted into the XhoI cleavage site of plasmid pRS406 Psed1-CAS1 to obtain the desired plasmid pRS406 Psed1-abfA-CAS1.

プラスミドpRS406 Psed1-abfA-CAS1を単離し、制限酵素StuIで一カ所を切断して線状としたDNAを、酢酸リチウム法で酵母Saccharomyces cerevisiae GRI-117-Uに導入した。0.67%Yeast nitrogen base w/o amino acids(Difco社)、0.077% CSM-URA(BIO101社)、2%グルコースを含むSD寒天培地で培養し、生育してきた酵母を選択した。本培地ではプラスミドpRS406 Psed1- abfA -CAS1が染色体に導入され、ウラシル要求性が相補された株のみが生育できる。この酵母を、Saccharomyces cerevisiae GRI-117-U(abfA)と名付けた(以下、単にGRI-117-U (abfA)という)。得られた酵母GRI-117-U (abfA)を0.67%Yeast nitrogen base w/o amino acids(Difco社)、0.077% CSM-URA(BIO101社)、2%グルコースを含むSD液体培地で培養し、遠心分離して培地と菌体とに分離し、それぞれのアラビノフラノシダーゼ活性を測定した。コントロールとして、Saccharomyces cerevisiae GRI-117-Uを用いた。その結果、コントロールは、培地および菌体にアラビノフラノシダーゼ活性はみとめられなかった。形質転換された酵母GRI-117-U(abfA)の培地中にはほとんどアラビノフラノシダーゼ活性はみられなかったが、酵母GRI-117-U(abfA)菌体はアラビノフラノシダーゼ活性を有していた。
<アラビノフラノシダーゼ活性の検出>
アラビノフラノシダーゼ活性の有無は、菌体又は培養上清を1mM 4-Nitrophenyl α-L-arabinofuranosideを含む50mM酢酸緩衝液(pH5.0)中に添加し、50℃で30分間静置した後、遊離した4-Nitrophenolを目視にて確認した。遊離4-Nitrophenolは黄色を呈するので、この呈色を確認する。
Plasmid pRS406 Psed1-abfA-CAS1 was isolated, and DNA linearized by cutting one site with restriction enzyme StuI was introduced into yeast Saccharomyces cerevisiae GRI-117-U by the lithium acetate method. Culturing was carried out on an SD agar medium containing 0.67% Yeast nitrogen base w / o amino acids (Difco), 0.077% CSM-URA (BIO101) and 2% glucose, and the grown yeast was selected. In this medium, the plasmid pRS406 Psed1-abbA-CAS1 is introduced into the chromosome, and only strains with complemented uracil requirement can grow. This yeast was named Saccharomyces cerevisiae GRI-117-U (abfA) (hereinafter simply referred to as GRI-117-U (abfA)). The obtained yeast GRI-117-U (abfA) was cultured in an SD liquid medium containing 0.67% Yeast nitrogen base w / o amino acids (Difco), 0.077% CSM-URA (BIO101), 2% glucose, Centrifugation was performed to separate the medium and the cells, and each arabinofuranosidase activity was measured. As a control, Saccharomyces cerevisiae GRI-117-U was used. As a result, the control showed no arabinofuranosidase activity in the medium and cells. Almost no arabinofuranosidase activity was observed in the medium of transformed yeast GRI-117-U (abfA), but yeast GRI-117-U (abfA) had arabinofuranosidase activity. Was.
<Detection of arabinofuranosidase activity>
The presence or absence of arabinofuranosidase activity was determined by adding the cells or culture supernatant to 50 mM acetate buffer (pH 5.0) containing 1 mM 4-Nitrophenyl α-L-arabinofuranoside and allowing to stand at 50 ° C. for 30 minutes. The released 4-Nitrophenol was visually confirmed. Since free 4-Nitrophenol exhibits a yellow color, this color is confirmed.

(細胞表層にアラビノフラノシダーゼを有する酵母の固定化)
0.67%Yeast nitrogen base w/o amino acids(Difco社)、0.077% CSM-URA(BIO101社)、2%グルコースを含むSD培地3Lを含む気泡塔型培養槽に、6mm角のポリウレタンフォームBSPsを、1,000個/Lとなるように投入して、酵母GRI-117-U(abfA)とともに6〜20L/分の通気量で培養した。これにより、ポリウレタンフォームに酵母GRI-117-U(abfA)が固定された。
(Immobilization of yeast having arabinofuranosidase on the cell surface)
0.67% Yeast nitrogen base w / o amino acids (Difco), 0.077% CSM-URA (BIO101), 6mm square polyurethane foam BSPs in a bubble column type culture tank containing 3L of SD medium containing 2% glucose, The cells were added at 1,000 cells / L and cultured with the yeast GRI-117-U (abfA) at an aeration rate of 6 to 20 L / min. Thereby, yeast GRI-117-U (abfA) was fixed to the polyurethane foam.

この酵母のアラビノフラノシダーゼ活性はポリウレタンフォーム1個当たり0.01Uであった。   The arabinofuranosidase activity of this yeast was 0.01 U per polyurethane foam.

(固定化された細胞表層にアラビノフラノシダーゼを有する酵母によるキシランの分解)
実施例6で得られたポリウレタンフォームに固定された酵母GRI-117-U(abfA)3,000個に新たに反応液:粗キシラン100g、キシラナーゼ(総活性150U量)、キシロシダーゼ(総活性150U量)、および0.67%Yeast nitrogen base w/o amino acids(Difco社)、0.077% CSM-URA(BIO101社)、2%グルコースを含むSD培地3Lを加え、3〜20L/分の通気量で気泡塔型培養槽内で30℃、24時間接触させた。反応中、KOHを用いて、pHを5.0〜6.0にコントロールした。
(Degradation of xylan by yeast with arabinofuranosidase on immobilized cell surface)
To 3,000 yeast GRI-117-U (abfA) fixed to the polyurethane foam obtained in Example 6, reaction solution: crude xylan 100 g, xylanase (total activity 150 U amount), xylosidase (total activity 150 U amount), And 0.67% Yeast nitrogen base w / o amino acids (Difco), 0.077% CSM-URA (BIO101), 3 L of SD medium containing 2% glucose, and bubble column culture at an aeration rate of 3-20 L / min It was made to contact at 30 degreeC for 24 hours within a tank. During the reaction, the pH was controlled at 5.0 to 6.0 using KOH.

第1サイクルの反応液を回収した後、新たな反応液を加え、2サイクルの反応を行い、これを5サイクルまで行った。第1サイクル終了後の反応液組成を分析した結果、培養槽内に10gのキシロースが生産されていることがわかった。   After collecting the reaction solution of the first cycle, a new reaction solution was added to perform a reaction of 2 cycles, and this was performed up to 5 cycles. As a result of analyzing the composition of the reaction solution after completion of the first cycle, it was found that 10 g of xylose was produced in the culture tank.

第2サイクル以降も活性は落ちることなく、固定化された酵母GRI-117-U(abfA)はアラビノフラノシダーゼ活性を発現した。
<菌体のアラビノフラノシダーゼ活性の定量>
アラビノフラノシダーゼ活性は、菌体又は培養上清を1mM 4-Nitrophenyl α-L-arabinofuranosideを含む50mM酢酸緩衝液(pH5.0)中に添加し、50℃で30分間静置した後、遊離した4-Nitrophenol量から求めた。アラビノフラノシダーゼ活性1U=4-Nitrophenyl α-L-arabinofuranoside から1分間に1μmolの4-Nitrophenolを生成するのに必要な酵素量、と定義した。
<キシラナーゼ活性の定量>
キシラナーゼ活性の測定は、菌体又は培養上清又は精製酵素溶液を1% birchwood glucuronoxylan(Sigma社)を含む50mM酢酸緩衝液(pH6.5)中に添加し、37℃で10分間静置した後、遊離した糖の還元力をソモギーネルソン法により定量した。キシラナーゼ活性1U=bircwood glucuronoxylan から1分間に1μmolのキシロースに相当する還元力を生成する酵素量、と定義した。
<キシロシダーゼ活性の定量>
キシロシダーゼ活性は、菌体又は培養上清精製酵素溶液を1mM 4-Nitrophenyl β-D-xylosideを含む50mMクエン酸緩衝液(pH5.0)中に添加し、50℃で5分間静置した後、遊離した4-Nitrophenol量から求めた。キシロシダーゼ活性活性1U=4-Nitrophenyl β-D-xyloside から1分間に1μmolの4-Nitrophenolを生成するのに必要な酵素量、と定義した。
The immobilized yeast GRI-117-U (abfA) expressed arabinofuranosidase activity without any decrease in activity after the second cycle.
<Quantification of arabinofuranosidase activity in bacterial cells>
The arabinofuranosidase activity is determined by adding the bacterial cells or culture supernatant to 50 mM acetate buffer (pH 5.0) containing 1 mM 4-Nitrophenyl α-L-arabinofuranoside, leaving it at 50 ° C. for 30 minutes, and releasing it. The amount of 4-Nitrophenol was determined. The arabinofuranosidase activity was defined as 1U = the amount of enzyme required to produce 1 μmol of 4-Nitrophenol per minute from 4-Nitrophenyl α-L-arabinofuranoside.
<Quantification of xylanase activity>
Xylanase activity was measured by adding the bacterial cells, culture supernatant or purified enzyme solution to 50 mM acetate buffer (pH 6.5) containing 1% birchwood glucuronoxylan (Sigma), and allowing to stand at 37 ° C. for 10 minutes. The reducing power of the released sugar was quantified by the Somogy Nelson method. Xylanase activity was defined as 1U = the amount of enzyme that produces a reducing power equivalent to 1 μmol of xylose per minute from bircwood glucuronoxylan.
<Quantification of xylosidase activity>
Xylosidase activity was determined by adding the bacterial cell or culture supernatant purified enzyme solution to 50 mM citrate buffer (pH 5.0) containing 1 mM 4-Nitrophenyl β-D-xyloside, and allowing to stand at 50 ° C. for 5 minutes. It was determined from the amount of released 4-Nitrophenol. Xylosidase activity 1U = the amount of enzyme required to produce 1 μmol of 4-Nitrophenol per minute from 4-Nitrophenyl β-D-xyloside.

本発明の発現ベクター中の発現ユニットの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the expression unit in the expression vector of this invention. GPIアンカリングタンパク質のプロセッシング及び細胞内輸送の様子を説明する図である。It is a figure explaining the mode of processing and intracellular transport of GPI anchoring protein. 高活性プロモーター、分泌シグナル配列、α-アグルチニンの一部の配列及びGPIアンカー付着シグナル配列をこの順で有するDNAの作製手順を示した図である。It is the figure which showed the preparation procedure of DNA which has a highly active promoter, a secretion signal sequence, a partial sequence of α-agglutinin, and a GPI anchor attachment signal sequence in this order. GRI-117-U (EGFP)の増殖速度と、実験室酵母Saccharomyces cerevisiae MT8-1をpRS406 Psed1-EGFP-CAS1で形質転換した株MT8-1(EGFP)の増殖速度とを比較した図である。It is the figure which compared the growth rate of GRI-117-U (EGFP) with the growth rate of strain MT8-1 (EGFP) which transformed laboratory yeast Saccharomyces cerevisiae MT8-1 with pRS406 Psed1-EGFP-CAS1. GRI-117-U (EGFP)の蛍光強度とMT8-1(EGFP)の蛍光強度とを比較した図である。It is the figure which compared the fluorescence intensity of GRI-117-U (EGFP) with the fluorescence intensity of MT8-1 (EGFP). GRI-117-U(glaA)のコーンスターチからのエタノール生産量と、MT8-1(glaA)のコーンスターチからのエタノール生産量とを比較した図である。It is the figure which compared the ethanol production amount from the corn starch of GRI-117-U (glaA), and the ethanol production amount from the corn starch of MT8-1 (glaA).

Claims (10)

5'末端から順に、酵母SED1プロモーター、GAPDHプロモーター、PGK1プロモーター、及びADH1プロモーターからなる群より選ばれる高活性プロモーター、酵母細胞で機能する分泌シグナル配列、目的タンパク質をコードする配列、細胞表層局在タンパク質の一部をコードする配列、並びにGPIアンカー付着シグナル配列を含むポリヌクレオチド。 In order from the 5 ′ end, a highly active promoter selected from the group consisting of the yeast SED1 promoter, GAPDH promoter, PGK1 promoter, and ADH1 promoter, a secretory signal sequence that functions in yeast cells, a sequence encoding the target protein, and a cell surface localized protein A polynucleotide comprising a sequence encoding a portion of the GPI anchor attachment signal sequence. 高活性プロモーターが酵母SED1プロモーターである請求項1に記載のポリヌクレオチド。 The polynucleotide according to claim 1, wherein the highly active promoter is a yeast SED1 promoter. 請求項1又は2に記載のポリヌクレオチドを含む染色体組み込み型の発現ベクター。 A chromosomally integrated expression vector comprising the polynucleotide according to claim 1 or 2. 請求項1若しくは2のポリヌクレオチド又は請求項3の発現ベクターが染色体DNA中に組み込まれた酵母。 A yeast in which the polynucleotide of claim 1 or 2 or the expression vector of claim 3 is incorporated into chromosomal DNA. 実用酵母である請求項4に記載の酵母。 The yeast according to claim 4, which is a practical yeast. 目的タンパク質が糖加水分解酵素である請求項4又は5に記載の酵母の存在下で植物性バイマス由来の多糖類を分解する工程と、生成する単糖を回収する工程とを含む単糖の製造方法。 The target protein is a sugar hydrolase, The production of a monosaccharide comprising a step of degrading a polysaccharide derived from plant biomass and a step of recovering the produced monosaccharide in the presence of the yeast according to claim 4 or 5 Method. 目的タンパク質がアミラーゼである請求項4又は5に記載の酵母の存在下でデンプンを分解する工程と、生成するグルコースを回収する工程とを含むグルコースの製造方法。 The method for producing glucose comprising a step of degrading starch in the presence of yeast according to claim 4 or 5, and a step of recovering the produced glucose. アミラーゼがグルコアミラーゼである請求項7に記載の方法。 The method according to claim 7, wherein the amylase is glucoamylase. 目的タンパク質がアラビノフラノシダーゼである請求項4又は5に記載の酵母、並びにキシロシダーゼ、又はさらにキシラナーゼの存在下でキシランを分解する工程と、生成するキシラン分解物を回収する工程とを含むキシラン分解物の製造方法。 The yeast according to claim 4 or 5, wherein the target protein is arabinofuranosidase, and xylan decomposition comprising the step of decomposing xylan in the presence of xylosidase or further xylanase, and recovering the produced xylan degradation product Manufacturing method. 目的タンパク質がアラビノフラノシダーゼである請求項4又は5に記載の酵母の存在下でキシランを分解する工程(a)と、工程(a)により得られたキシラン部分分解物をキシロシダーゼ、又はさらにキシラナーゼの存在下で分解する工程(b)と、生成するキシラン分解物を回収する工程とを含むキシラン分解物の製造方法。

The target protein is arabinofuranosidase, the step (a) for degrading xylan in the presence of yeast according to claim 4 or 5, and the xylan partial degradation product obtained by step (a) is converted into xylosidase or further xylanase A method for producing a xylan decomposition product, comprising the step (b) of decomposing in the presence of water and the step of recovering the generated xylan decomposition product.

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