JP2007517496A - Citrus sesquiterpene synthase, method for its production, and method of use - Google Patents

Citrus sesquiterpene synthase, method for its production, and method of use Download PDF

Info

Publication number
JP2007517496A
JP2007517496A JP2006525264A JP2006525264A JP2007517496A JP 2007517496 A JP2007517496 A JP 2007517496A JP 2006525264 A JP2006525264 A JP 2006525264A JP 2006525264 A JP2006525264 A JP 2006525264A JP 2007517496 A JP2007517496 A JP 2007517496A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
valencene
acid sequence
seq
nucleic acid
valencene synthase
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006525264A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
エヤル、ヨーラム
レウィンソン、エフレイム
Original Assignee
ステート オブ イスラエル、ミニストリー オブ アグリカルチャー、 アグリカルチュラル リサーチ オーガナイゼイション
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ステート オブ イスラエル、ミニストリー オブ アグリカルチャー、 アグリカルチュラル リサーチ オーガナイゼイション filed Critical ステート オブ イスラエル、ミニストリー オブ アグリカルチャー、 アグリカルチュラル リサーチ オーガナイゼイション
Publication of JP2007517496A publication Critical patent/JP2007517496A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8241Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology
    • C12N15/8242Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with non-agronomic quality (output) traits, e.g. for industrial processing; Value added, non-agronomic traits
    • C12N15/8243Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with non-agronomic quality (output) traits, e.g. for industrial processing; Value added, non-agronomic traits involving biosynthetic or metabolic pathways, i.e. metabolic engineering, e.g. nicotine, caffeine
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/88Lyases (4.)

Abstract

本発明は、セスキテルペン芳香化合物であるバレンセンの生産における重要酵素、柑橘類セスキテルペンシンターゼ類に関する。詳細には、本発明は、被子植物種由来、とりわけ柑橘類植物由来のバレンセンシンターゼをコードする核酸配列、該配列を含有するベクター、前記配列を含有する宿主細胞、及び前記配列を発現するトランスジェニック植物に関する。本発明はさらに、組換え体バレンセンシンターゼを生成する方法、その生成物、及びその使用に関する。  The present invention relates to citrus sesquiterpene synthases, which are important enzymes in the production of valencene, a sesquiterpene aromatic compound. Specifically, the present invention relates to a nucleic acid sequence encoding a valencene synthase derived from an angiosperm species, in particular from a citrus plant, a vector containing the sequence, a host cell containing the sequence, and a transgenic expressing the sequence. Related to plants. The invention further relates to a method of producing recombinant valencene synthase, its products and uses thereof.

Description

本発明は、セスキテルペン芳香化合物であるバレンセンの生成における重要酵素、柑橘類セスキテルペンシンターゼに関する。詳細には、本発明は、被子植物種由来、とりわけ柑橘類植物由来のバレンセンシンターゼをコードする核酸配列、該配列を含有するベクター、前記配列を含有する宿主細胞、並びに前記配列を発現するトランスジェニック植物及び微生物に関する。本発明はさらに、組換え体バレンセンシンターゼを生成する方法、その生成物、及びその使用に関する。   The present invention relates to an important enzyme, citrus sesquiterpene synthase, in the production of valencene, a sesquiterpene aromatic compound. Specifically, the present invention relates to a nucleic acid sequence encoding a valencene synthase derived from an angiosperm species, in particular from a citrus plant, a vector containing the sequence, a host cell containing the sequence, and a transgenic expressing the sequence. It relates to plants and microorganisms. The invention further relates to a method of producing recombinant valencene synthase, its products and uses thereof.

風味及び芳香は、それらの多くが植物に由来し、人類の文化において常に重要な役割を有していた。最も芳香の強い植物として、柑橘類植物種が挙げられる。柑橘類植物種の風味及び芳香は、可溶性化合物、主として酸、糖類、及びフラボノイドと、揮発性化合物との複雑な組合せから構成される。後者は、通常、バレンセンシンターゼの酵素活性から得られる二次代謝物であるモノテルペン及びセスキテルペンから成り、これらは柑橘類精油の主要成分となっている。   Flavor and aroma have always been important in human culture, many of which are derived from plants. Citrus plant species are listed as the most aromatic plants. The flavor and aroma of citrus plant species is composed of a complex combination of soluble compounds, mainly acids, sugars, and flavonoids, and volatile compounds. The latter usually consists of monoterpenes and sesquiterpenes, which are secondary metabolites obtained from the enzymatic activity of valencene synthase, which are the main components of citrus essential oil.

様々な柑橘類植物種における揮発性テルペノイドのプロフィール、及び芳香化合物としてのそれらの重要性は当技術分野で周知である。柑橘類最終生成物における揮発性テルペノイドのレベルを増大させるための努力がなされている。例えば、米国特許第4970085号は、分別過程による改善された水性柑橘類エッセンスを作製する方法を開示し、この方法では、水性柑橘類エッセンスを固体吸着剤に通し、それによって、エッセンス化合物の一部は吸着剤から第1の流出液中に流出し、一部は吸着剤表面に残留し、次に第1の流出液を吸着剤に再循環させて、残留している化合物の分画を回収し、第2の流出液を生成させる。米国特許第4973485号は、より望ましくないオレンジ風味化合物に対するより望ましいオレンジ風味化合物の比率が高い水性オレンジストリッパーエッセンス及びオレンジストリッパーオイルを開示し、これらエッセンス及びオイルは、(1)原料オレンジジュース流を約37.7〜71℃の温度に加熱するステップと;(2)加熱された原料ジュースを、37.7〜71℃、及び絶対圧で9インチHg未満のストリッピングカラム圧力でストリッピングするステップと;(3)ストリップされた揮発性物質を濃縮するステップと;(4)ディスク重層連続式気密遠心分離機(continuous stacked disk hermetic centrifuge)で濃縮物を遠心して、透明な2相を得るステップと;(5)水性オレンジストリッパー相を取り出すステップとを含む方法によって得られる。米国特許第4970085号及び第4973485号で開示された方法は、柑橘果実からの望ましいエッセンス及びオイルの生成を対象とするものであるが、望ましいオイル及びエッセンスを先天的により高い比率で含む柑橘果実を提供するという問題には取り組んでいない。   The profiles of volatile terpenoids in various citrus plant species and their importance as aroma compounds are well known in the art. Efforts have been made to increase the level of volatile terpenoids in the citrus end product. For example, US Pat. No. 4,997,0085 discloses a method of making an improved aqueous citrus essence by fractionation process, in which the aqueous citrus essence is passed through a solid adsorbent whereby a portion of the essence compound is adsorbed. From the agent into the first effluent, part remains on the adsorbent surface, and then the first effluent is recirculated to the adsorbent to recover the fraction of the remaining compound, A second effluent is generated. U.S. Pat. No. 4,973,485 discloses aqueous orange stripper essence and orange stripper oil with a higher ratio of more desirable orange flavor compounds to less desirable orange flavor compounds, these essences and oils (1) reduce the raw orange juice stream to about Heating to a temperature of 37.7-71 ° C; (2) stripping the heated raw juice at 37.7-71 ° C and a stripping column pressure of less than 9 inches Hg in absolute pressure; (3) concentrating stripped volatile materials; (4) centrifuging the concentrate in a continuous stacked disk hermetic centrifuge to obtain a clear two phase; (5) Water Obtainable by a method comprising the steps of retrieving the orange stripper phase. The methods disclosed in U.S. Pat. Nos. 4,977,0085 and 4,973,485 are directed to the production of desirable essence and oil from citrus fruits, but citrus fruits containing a higher proportion of the desired oil and essence innately. It does not address the issue of providing.

芳香族化合物を合成する方法には多くの開示があり、なかでも米国特許第5847226号及び第6200786号が挙げられる。米国特許第5847226号は、適当な反応媒体中において、不飽和脂肪酸ヒドロペルオキシドの存在下でバレンセンを酸化させることによって、ヌートカトン、ヌートカトール又はこれらの混合物をin vitroで調製する方法を開示する。米国特許第6200786号は、ヌートカトンをin vitroで生成する方法を開示し、この方法は、(a)バレンセンと、ラッカーゼ活性を有する組成物とを酸素源の存在下で反応させて、バレンセンヒドロペルオキシドを生成するステップと;(b)該ヒドロペルオキシドを分解してヌートカトンを形成するステップと;(c)ヌートカトンを回収するステップとを含む。しかし、ヌートカトンを望ましいレベルで生成できる細胞又は生物を提供する試みは、それがいかなるレベルのものも全く開示されていなかった。さらに、植物内で芳香族化合物の生成を行う完全な生理学的経路及び生化学経路、並びに遺伝調節は、未だ未解明のままである。   There are many disclosures on methods of synthesizing aromatic compounds, including US Pat. Nos. 5,847,226 and 6,200,806. U.S. Pat. No. 5,847,226 discloses a method for preparing nootkatone, nootkatol or mixtures thereof in vitro by oxidizing valencene in the presence of an unsaturated fatty acid hydroperoxide in a suitable reaction medium. U.S. Pat. No. 6,200,861 discloses a method for producing nootkatone in vitro, comprising: (a) reacting valencene with a composition having laccase activity in the presence of an oxygen source to produce valencene hydro Producing a peroxide; (b) decomposing the hydroperoxide to form a nootkatone; and (c) recovering the nootkatone. However, attempts to provide cells or organisms that can produce nootkatone at the desired level have never been disclosed at any level. Furthermore, the complete physiological and biochemical pathways for the production of aromatic compounds in plants, as well as genetic regulation remain unclear.

テルペノイド類は、すべての植物で見出されており、フィトアレキシン類、病害虫抑制物質類、毒素類、成長調節物質類、花粉媒介者誘引物質類、光合成色素類、及び電子受容体類などのような、様々生理的役割を有する。米国特許第6258602号は、アブラムシ警報フェロモンであるE−ベータファルネセンを生成するセスキテルペンシンターゼのペパーミントcDNAクローンの単離及び細菌発現を開示する。   Terpenoids are found in all plants and include phytoalexins, pest control substances, toxins, growth regulators, pollinator attractants, photosynthetic pigments, and electron acceptors. Have various physiological roles. US Pat. No. 6,258,602 discloses the isolation and bacterial expression of a peppermint cDNA clone of sesquiterpene synthase that produces E-betafarnesene, an aphid alarm pheromone.

本発明の発明者らによる本願の優先日の後に、セスキテルペンシンターゼをコードする遺伝子であるCstps1の単離及び発現が、Sharon−Asaら(The Plant Journal、36:664−674、2003年)に発表されており、この開示を参照により全体として本明細書に援用する。Sharon−Asaらは、Cstps1によってコードされた組換え体酵素が、ファルネシル二リン酸を、バレンセンとして同定された単一のセスキテルペン生成物に変換することを示した。   Following the priority date of the present application by the inventors of the present invention, the isolation and expression of Cstps1, a gene encoding sesquiterpene synthase, was described in Sharon-Asa et al. (The Plant Journal, 36: 664-674, 2003). This disclosure is incorporated herein by reference in its entirety. Sharon-Asa et al. Have shown that the recombinant enzyme encoded by Cstps1 converts farnesyl diphosphate into a single sesquiterpene product identified as valencene.

ケンタッキー大学のBryan T.Greenhagen氏による博士論文は、ルビーグレープフルーツのバレンセンシンターゼのクローニングと、その使用とを概説する。この論文が一般に閲覧できるようになったのは、本願の優先日の後である。   Bryan T., University of Kentucky A Ph.D. thesis by Greenhagen outlines the cloning and use of ruby grapefruit valencene synthase. The paper became generally available after the priority date of this application.

果実芳香の生化学的調節及び遺伝子的調節がより大きな関心を集めるようになったのは最近のことである。果実の芳香に関与する遺伝子のうち、記載されているものはごく少数であり、従って、果実における芳香形成の調節についてはあまり知られていない。このような研究の状況は、天然果実の芳香を、農業、食品、及び化粧品産業が使用する可能性を制限するが、それらは、これらの産業の生成物に極めて望ましいものである。   It is only recently that biochemical and genetic regulation of fruit aroma has gained greater interest. Of the genes involved in fruit aroma, only a few have been described, and therefore little is known about the regulation of aroma formation in fruit. Although the status of such research limits the potential of natural fruit fragrances for use by the agriculture, food and cosmetic industries, they are highly desirable for the products of these industries.

従って、果実芳香の形成を対象とした調節経路に関与する特定の遺伝的構成要素の必要性が認識されており、また、それらの同定は極めて有益なものであろう。そして、そのような芳香を含む望ましい量の芳香化合物を生成できる宿主細胞又は生物を提供することは、さらに有益であろう。   Thus, the need for specific genetic components involved in regulatory pathways directed at fruit aroma formation has been recognized and their identification would be extremely beneficial. It would then be further beneficial to provide host cells or organisms that can produce desirable amounts of fragrance compounds containing such fragrances.

本発明は、主として柑橘類植物種に見出される芳香化合物であるセスキテルペンバレンセンの生成における重要酵素に関する。   The present invention relates to an important enzyme in the production of sesquiterpene valencene, an aromatic compound found primarily in citrus plant species.

本発明は、セスキテルペンシンターゼファミリーの新たなメンバーを提供し、このファミリーは、ファルネシルピロリン酸(FPP、ファルネシル二リン酸若しくはFDPとしても知られている)をセスキテルペンに変換するテルペン生合成経路に関与する。一態様によれば、このセスキテルペンシンターゼはバレンセンシンターゼである。本発明は、組換え体DNA分子を含めた、セスキテルペンシンターゼをコードするポリヌクレオチド配列を提供する。本発明はさらに、ベクター及び宿主細胞を提供し、これらには、本発明のポリヌクレオチドを含むベクター、本発明のポリヌクレオチドを含有するように操作された宿主細胞、及び本発明のポリヌクレオチドを発現するように操作された宿主細胞が含まれる。従って、本発明は、(i)相当量の組換え体バレンセンシンターゼ、又は、後で使用するためのその一次生成物及び二次生成物を生成、単離、及び精製するのを容易にするために、組換え体のセスキテルペンシンターゼ、詳細にはバレンセンシンターゼを発現させる方法と;(ii)微生物又は植物において、セスキテルペンシンターゼ、詳細にはバレンセンシンターゼを発現させるか、或いはその発現を促進する方法と;(iii)セスキテルペンシンターゼ、詳細にはバレンセンシンターゼの発現調節を、この酵素並びにその酵素生成物及び誘導体を生成するのにそのような発現調節が望ましい環境で行う方法とを提供する。   The present invention provides a new member of the sesquiterpene synthase family, which is a terpene biosynthetic pathway that converts farnesyl pyrophosphate (also known as FPP, farnesyl diphosphate or FDP) to sesquiterpenes. concern. According to one aspect, the sesquiterpene synthase is a valencene synthase. The present invention provides polynucleotide sequences encoding sesquiterpene synthases, including recombinant DNA molecules. The present invention further provides vectors and host cells that express a vector comprising the polynucleotide of the invention, a host cell engineered to contain the polynucleotide of the invention, and a polynucleotide of the invention. Host cells that are engineered to be included. Thus, the present invention facilitates the production, isolation and purification of (i) a substantial amount of recombinant valencene synthase, or its primary and secondary products for later use. A method of expressing a recombinant sesquiterpene synthase, specifically valencene synthase; and (ii) expressing or expressing sesquiterpene synthase, specifically valencene synthase, in a microorganism or plant. A method of facilitating; and (iii) regulating the expression of sesquiterpene synthase, in particular valencene synthase, in an environment where such regulation of expression is desirable to produce this enzyme and its enzyme products and derivatives. provide.

本発明はさらに、限定されるものではないが、ハイブリダイゼーションプローブ、PCR用、染色体マッピング用、及び遺伝子マッピング用のオリゴマー、並びに同様のものとしての使用を含めた、分子生物学分野の当業者に知られている様々な方法及び技法での使用に供する、ファルネシルピロリン酸(FPP)をバレンセンに変換することを特徴としたセスキテルペンシンターゼ、詳細にはバレンセンシンターゼをコードするポリヌクレオチド配列を提供する。   The present invention further provides those skilled in the field of molecular biology, including, but not limited to, use as hybridization probes, PCR, chromosomal mapping, and gene mapping oligomers, and the like. Provided is a polynucleotide sequence encoding sesquiterpene synthase, in particular valencene synthase, characterized by converting farnesyl pyrophosphate (FPP) to valencene for use in various known methods and techniques .

本発明はさらに、農業、化粧品、及び食品から選択された産業応用における、セスキテルペンシンターゼの酵素生成物、詳細にはバレンセンの使用方法を提供する。   The present invention further provides a method for using an enzyme product of sesquiterpene synthase, in particular valencene, in industrial applications selected from agriculture, cosmetics and food.

一態様によれば、本発明は、バレンセンシンターゼをコードするポリヌクレオチド配列を含む単離されたポリヌクレオチドを提供し、このバレンセンシンターゼは、FPPをバレンセンに変換することができる。   According to one aspect, the present invention provides an isolated polynucleotide comprising a polynucleotide sequence encoding a valencene synthase, which valencene synthase can convert FPP to valencene.

一実施形態によれば、該単離されたポリヌクレオチドは、配列番号1又はその相補鎖に対して少なくとも80%、好ましくは少なくとも90%の相同性を有する核酸配列を含む。   According to one embodiment, the isolated polynucleotide comprises a nucleic acid sequence having at least 80%, preferably at least 90% homology to SEQ ID NO: 1 or its complementary strand.

別の実施形態によれば、該単離されたポリヌクレオチドは、配列番号1又はその相補鎖に対して少なくとも80%、好ましくは少なくとも90%の相同性を有する核酸配列にハイブリッド形成できる核酸配列を含む。   According to another embodiment, the isolated polynucleotide comprises a nucleic acid sequence capable of hybridizing to a nucleic acid sequence having at least 80%, preferably at least 90% homology to SEQ ID NO: 1 or its complementary strand. Including.

さらに別の実施形態によれば、該単離されたポリヌクレオチドは、配列番号2に対して少なくとも80%、好ましくは少なくとも90%の相同性を有するアミノ酸配列を含むバレンセンシンターゼをコードする核酸を含む。一部の実施形態によれば、本発明は、配列番号2に対して少なくとも80%の相同性、好ましくは少なくとも90%の相同性を有するアミノ酸配列を含むバレンセンシンターゼをコードする核酸配列にハイブリッド形成できる単離されたポリヌクレオチドを提供する。   According to yet another embodiment, the isolated polynucleotide comprises a nucleic acid encoding a valencene synthase comprising an amino acid sequence having at least 80%, preferably at least 90% homology to SEQ ID NO: 2. Including. According to some embodiments, the invention hybridizes to a nucleic acid sequence encoding a valencene synthase comprising an amino acid sequence having at least 80% homology, preferably at least 90% homology to SEQ ID NO: 2. Provided are isolated polynucleotides that can be formed.

さらに別の実施形態によれば、該単離されたポリヌクレオチドは、配列番号2に対して少なくとも80%の相同性を有するアミノ酸配列を含むバレンセンシンターゼをコードする核酸配列を含み、該アミノ酸は、連続したアミノ酸からなるDDXXDという配列(配列番号3)のコンセンサスモチーフを少なくとも1つ含み、配列中、Xは任意のアミノ酸に対応する。一部の実施形態によれば、本発明は、前記核酸配列にハイブリッド形成できる単離されたポリヌクレオチドを提供する。   According to yet another embodiment, the isolated polynucleotide comprises a nucleic acid sequence encoding a valencene synthase comprising an amino acid sequence having at least 80% homology to SEQ ID NO: 2, wherein the amino acid comprises , Which contains at least one consensus motif of the sequence DXXXD (SEQ ID NO: 3) consisting of consecutive amino acids, wherein X corresponds to any amino acid. According to some embodiments, the present invention provides an isolated polynucleotide that can hybridize to the nucleic acid sequence.

別の態様によれば、本発明は、バレンセンシンターゼの活性を有するアミノ酸配列を含む単離されたポリペプチドを提供し、該活性は、ファルネシルピロリン酸をバレンセンに変換できることを特徴とする。   According to another aspect, the present invention provides an isolated polypeptide comprising an amino acid sequence having the activity of valencene synthase, wherein the activity is characterized in that farnesyl pyrophosphate can be converted to valencene.

一実施形態によれば、該単離されたポリペプチドは、配列番号2に対して少なくとも80%の相同性、好ましくは少なくとも90%の相同性を有するアミノ酸配列を含む。   According to one embodiment, the isolated polypeptide comprises an amino acid sequence having at least 80% homology, preferably at least 90% homology to SEQ ID NO: 2.

別の実施形態によれば、該単離されたポリペプチドは、配列番号2に対して少なくとも80%の相同性を有するアミノ酸配列を含むバレンセンシンターゼをコードし、該アミノ酸は、DDXXDという連続したアミノ酸配列(配列番号3)のコンセンサスモチーフを少なくとも1つ含み、配列中、Xは任意のアミノ酸に対応する。   According to another embodiment, the isolated polypeptide encodes a valencene synthase comprising an amino acid sequence having at least 80% homology to SEQ ID NO: 2, wherein the amino acids are contiguous DDXXD It contains at least one consensus motif of the amino acid sequence (SEQ ID NO: 3), where X corresponds to any amino acid.

本発明の範囲は、相同体、類似体、変異体、及び誘導体を包含し、これらには、ファルネシルピロリン酸(FPP)をバレンセンに変換するセスキテルペンシンターゼの能力を、これらの変異体及び修正物が保持しなければならないという条件の下にさらに短いか、若しくはさらに長いポリペプチド、タンパク質、及びポリヌクレオチドと、1つ又は複数のアミノ酸置換又は核酸置換を有するポリペプチド類似体、タンパク質類似体、及びポリヌクレオチド類似体と、当技術分野で知られているアミノ酸若しくは核酸誘導体、非天然のアミノ若しくは核酸、及び合成のアミノ酸若しくは核酸とが含まれることが、明らかに理解されよう。詳細には、活性なポリペプチド又はタンパク質のいかなる活性断片も、そして、伸長物、結合体、及び混合物も、本発明の原理に従って開示する。   The scope of the present invention encompasses homologues, analogs, variants, and derivatives, which include the ability of sesquiterpene synthase to convert farnesyl pyrophosphate (FPP) to valencene, these variants and modifications. Shorter, or longer polypeptides, proteins, and polynucleotides, and polypeptide analogs, protein analogs having one or more amino acid substitutions or nucleic acid substitutions, provided that It will be clearly understood that polynucleotide analogues include amino acid or nucleic acid derivatives known in the art, unnatural amino acids or nucleic acids, and synthetic amino acids or nucleic acids. In particular, any active fragments of active polypeptides or proteins, and extensions, conjugates, and mixtures are also disclosed in accordance with the principles of the present invention.

一実施形態によれば、バレンセンシンターゼは柑橘類植物種、好ましくはオレンジに由来する。   According to one embodiment, the valencene synthase is derived from a citrus plant species, preferably orange.

さらに別の態様によれば、本発明は、バレンセンシンターゼをコードする核酸配列を含む発現ベクターを提供し、バレンセンシンターゼはFPPをバレンセンに変換できる。   According to yet another aspect, the present invention provides an expression vector comprising a nucleic acid sequence encoding valencene synthase, wherein valencene synthase can convert FPP to valencene.

一実施形態によれば、該ベクターは、プラスミド又はウイルスである。一部の実施形態によれば、該ベクターは、バレンセンシンターゼをコードするポリヌクレオチドに作用可能に連結したプロモーター、選択マーカー、シグナル配列、複製開始点、エンハンサー、及び転写終結配列からなる群から選択された少なくとも1つのエレメントをさらに含む。   According to one embodiment, the vector is a plasmid or a virus. According to some embodiments, the vector is selected from the group consisting of a promoter operably linked to a polynucleotide encoding valencene synthase, a selectable marker, a signal sequence, an origin of replication, an enhancer, and a transcription termination sequence. And at least one additional element.

さらに別の態様によれば、本発明は、発現ベクターを含む宿主細胞を提供し、該発現ベクターは、バレンセンシンターゼをコードする核酸配列を含み、バレンセンシンターゼはFPPをバレンセンに変換できる。   According to yet another aspect, the present invention provides a host cell comprising an expression vector, the expression vector comprising a nucleic acid sequence encoding valencene synthase, wherein valencene synthase can convert FPP to valencene.

一実施形態によれば、宿主細胞は、原核細胞又は真核細胞である。別の実施形態によれば、宿主細胞は原核細胞であり、バレンセンシンターゼをコードする核酸配列を含むポリヌクレオチド配列がゲノム中に安定に組み込まれている。好ましい実施形態によれば、原核細胞は、細菌細胞、好ましくは大腸菌(E.coli)である。   According to one embodiment, the host cell is a prokaryotic or eukaryotic cell. According to another embodiment, the host cell is a prokaryotic cell and a polynucleotide sequence comprising a nucleic acid sequence encoding valencene synthase is stably integrated into the genome. According to a preferred embodiment, the prokaryotic cell is a bacterial cell, preferably E. coli.

さらに別の実施形態によれば、宿主細胞は、バレンセン、ヌートカトン以外のバレンセン代謝産物、及びヌートカトンからなる群から選択された少なくとも1つの化合物を生成する。   According to yet another embodiment, the host cell produces at least one compound selected from the group consisting of valencene, a valencene metabolite other than nootkatone, and nootkatone.

さらに別の態様によれば、本発明はさらに、組換え体バレンセンシンターゼ、及び組換え体バレンセンを生成する方法を提供し、この方法は、
(a)発現ベクターを含む宿主細胞を培養するステップであって、発現ベクターが、バレンセンシンターゼをコードする核酸配列を含み、バレンセンシンターゼが、前記バレンセンシンターゼの発現に適した条件下で、FPPをバレンセンに変換できるステップと、任意選択で、
(b)前記バレンセンシンターゼを回収するステップと
を含む。
According to yet another aspect, the present invention further provides a recombinant valencene synthase and a method of producing a recombinant valencene, the method comprising:
(A) culturing a host cell containing the expression vector, wherein the expression vector comprises a nucleic acid sequence encoding valencene synthase, and the valencene synthase is under conditions suitable for expression of the valencene synthase, A step that can convert FPP to valencene, and optionally,
(B) recovering the valencene synthase.

代替の実施形態によれば、ステップ(b)は、バレンセンを回収することを含む。   According to an alternative embodiment, step (b) comprises recovering valencene.

本発明による宿主細胞の中で生成されたバレンセンは、テルペン生合成経路においてバレンセンシンターゼの下流で活性な、宿主細胞内に存在する酵素によって、別の化合物を生成するための基質として用いることができる。本明細書では、そのような化合物を「バレンセン代謝産物」と名付ける。   Valencene produced in a host cell according to the present invention may be used as a substrate for the production of another compound by an enzyme present in the host cell that is active downstream of valencene synthase in the terpene biosynthetic pathway. it can. Herein, such compounds are termed “valencene metabolites”.

別の実施形態によれば、ステップ(b)は、
少なくとも1つのバレンセン代謝産物を回収すること
を含む。
According to another embodiment, step (b) comprises:
Recovering at least one valencene metabolite.

好ましい実施形態によれば、該少なくとも1つのバレセン代謝産物がヌートカトンである。   According to a preferred embodiment, the at least one balletene metabolite is nootkatone.

さらに別の実施形態によれば、宿主細胞が、原核細胞又は真核細胞である。   According to yet another embodiment, the host cell is a prokaryotic or eukaryotic cell.

さらに別の実施形態によれば、宿主細胞が原核細胞であり、バレンセンシンターゼをコードする核酸配列を含むポリヌクレオチド配列がゲノム中に安定に組み込まれている。   According to yet another embodiment, the host cell is a prokaryotic cell and the polynucleotide sequence comprising the nucleic acid sequence encoding valencene synthase is stably integrated into the genome.

さらに別の実施形態によれば、宿主細胞は、バレンセン、ヌートカトン以外のバレンセン代謝産物、及びヌートカトンからなる群から選択された少なくとも1つの化合物を生成する。好ましい実施形態によれば、原核細胞は、細菌細胞、好ましくは大腸菌(E.coli)である。   According to yet another embodiment, the host cell produces at least one compound selected from the group consisting of valencene, a valencene metabolite other than nootkatone, and nootkatone. According to a preferred embodiment, the prokaryotic cell is a bacterial cell, preferably E. coli.

さらに別の態様によれば、本発明は、バレンセンシンターゼをコードするポリヌクレオチド配列を含む植物を提供し、バレンセンシンターゼはFPPをバレンセンに変換できる。   According to yet another aspect, the present invention provides a plant comprising a polynucleotide sequence encoding a valencene synthase, wherein the valencene synthase can convert FPP to valencene.

一実施形態によれば、バレンセンシンターゼをコードするポリヌクレオチド配列が、該植物のゲノム中に安定に組み込まれている。   According to one embodiment, the polynucleotide sequence encoding valencene synthase is stably integrated into the genome of the plant.

別の実施形態によれば、該植物は、バレンセン、ヌートカトン以外のバレンセン代謝産物、及びヌートカトンからなる群から選択された少なくとも1つの化合物を生成する。   According to another embodiment, the plant produces at least one compound selected from the group consisting of valencene, a valencene metabolite other than nootkatone, and nootkatone.

さらに別の態様によれば、本発明は、本発明の方法のいずれか一つによって得られたバレンセン及びバレンセン代謝産物を提供する。   According to yet another aspect, the present invention provides valencene and valencene metabolites obtained by any one of the methods of the invention.

さらに別の態様によれば、本発明は、農業、化粧品、及び食品からなる群から選択された産業応用における、本発明の方法によって得られたバレンセン及びバレンセン代謝産物の使用を提供する。   According to yet another aspect, the present invention provides the use of valencene and valencene metabolites obtained by the method of the invention in an industrial application selected from the group consisting of agriculture, cosmetics and food.

本発明の他の対象、特徴、及び利点は、以下の記述及び図から明らかとなるだろう。   Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following description and drawings.

本発明は、新しいタイプのセスキテルペンシンターゼ、詳細にはバレンセンシンターゼに関する。   The present invention relates to a new type of sesquiterpene synthase, in particular valencene synthase.

古代文明において、植物が栽培され、そして大事にされていたのは、それらの栄養的な価値のためだけではなく、それらの風味、芳香、及び薬用としての特性のためでもあった。しかし、西洋文明における商業的な大規模農業の発展の結果、貯蔵期間が長いこと、外見、及び収率など、植物生産における商業的関心及び市場の関心が強調されるようになった。二次代謝物、すなわち、代謝における明確な役割をもたず、その存在が特定の組織に限定されている代謝産物の含有量は、栄養価及び芳香に有意な影響を与えるにもかかわらず、見過ごされることが多かった。最近、健康的な植物生成物及び風味豊かな植物生成物に対する認識が増大している。表面的に魅力的でも、風味も芳香もない果物は、「人工的」と感知され、一方、香りのよい果物は、より「自然である」と感知される。自然な風味及び芳香を果物に「戻す」ことに対する、一般の関心が増大しており、これは、それに関連した生合成経路、酵素、遺伝子、及び関与している調節メカニズムを解明することの重要性を強調するものである。化粧品産業及び食品産業も、自然な芳香及び風味を求めている。   In ancient civilizations, plants were grown and cherished not only for their nutritional value but also for their flavor, aroma, and medicinal properties. However, the development of large-scale commercial agriculture in Western civilization has highlighted commercial and market interests in plant production, such as long storage periods, appearance, and yield. The content of secondary metabolites, i.e. metabolites that do not have a clear role in metabolism and whose presence is limited to specific tissues, despite having a significant impact on nutritional value and aroma, Often overlooked. Recently, there has been an increased awareness of healthy and flavorful plant products. Fruits that are superficially attractive, neither flavor nor fragrance, are perceived as “artificial”, while fragrant fruits are perceived as more “natural”. There is increasing general interest in “returning” natural flavors and aromas to fruits, which is important for elucidating the biosynthetic pathways, enzymes, genes, and regulatory mechanisms involved. It emphasizes sex. The cosmetics and food industries are also seeking natural aromas and flavors.

最も芳香の強い植物として、柑橘類植物種が挙げられる。柑橘類は、世界全体での植樹及び栽培において、ブドウのみに次ぐ第2位であり、栄養、健康、及び産業応用に用いる二次代謝産物(例えばテルペノイド、フラボノイド、及び他のポリフェノール)の重要な供給源である。柑橘類の風味及び芳香は、可溶性化合物、主として酸、糖類、及びフラボノイドと、揮発性化合物の複雑な組合せによって構成されている。後者は、通常、モノテルペン及びセスキテルペンから成り、これらは、柑橘類精油の主要成分であり、フラベド(皮の外側部分)における特定の油腺、及び果汁嚢における油体の中に蓄積する。   Citrus plant species are listed as the most aromatic plants. Citrus is second only to grapes in planting and growing around the world and an important supply of secondary metabolites (eg terpenoids, flavonoids, and other polyphenols) used for nutrition, health and industrial applications Is the source. Citrus flavors and aromas are composed of a complex combination of soluble compounds, mainly acids, sugars, and flavonoids, and volatile compounds. The latter usually consists of monoterpenes and sesquiterpenes, which are the main components of citrus essential oils, which accumulate in specific oil glands in the flavedo (outer part of the skin) and in the oil bodies in the juice sac.

通常、柑橘類植物種から得られる精油成分の90%超がモノテルペンであるリモネンによって占められるが、いくつかの独特のセスキテルペン化合物がごく少量存在しており、これらが柑橘類植物種の風味及び芳香に大きな影響を与えている。例えば、セスキテルペンであるバレンセン、α−及びβ−シネンサールは、オレンジに少量存在しており、オレンジ果実の全体的な風味及び芳香において重要な役割を有する。ヌートカトンはバレンセンの推定上の誘導体である含酸素セスキテルペンであり、これは、精油において占める割合は小さいが、グレープフルーツの風味及び芳香に支配的な役割をもつ。   Usually, over 90% of the essential oil component obtained from citrus plant species is occupied by limonene, which is a monoterpene, but there are very small amounts of some unique sesquiterpene compounds, which are the flavor and aroma of citrus plant species. It has a great influence on. For example, the sesquiterpenes valencene, α- and β-sinensal are present in small amounts in orange and have an important role in the overall flavor and aroma of orange fruit. Nootkaton is an oxygenated sesquiterpene, a putative derivative of valencene, which has a minor role in essential oils but has a dominant role in the flavor and aroma of grapefruit.

モノテルペン及びセスキテルペンは、バレンセンシンターゼの酵素活性から得られる二次代謝産物の中でも最も重要なものとして挙げられ、果実及び花の芳香に関与している。モノテルペン及びセスキテルペンの生成を導く生合成経路のバックボーンは、すべての植物種に共通して存在するが、テルペンの組成は、種相互で、又は品種相互においてさえしばしば劇的に異なり、それによって、柑橘類栽培品種における風味の多様性が生じている。この多様性は、主として、生合成経路における重要酵素、すなわちテルペンシンターゼ及び下流の他の修飾酵素の特異的な組成及び発現に由来するものと思われる。相同性分析によって、異なった植物種のテルペンシンターゼ相互では、配列保存性は高くないが、保存されている別個のドメインが存在していることが判明しており、これは有意な構造的及び機能的類似性を示唆する。これらの保存ドメインは、テルペンシンターゼをコードする多くの遺伝子を、縮重プライマーベースのRT−PCRを用いて様々な植物から単離する基盤となっている。   Monoterpenes and sesquiterpenes are listed as the most important secondary metabolites obtained from the enzymatic activity of valencene synthase and are involved in fruit and flower aromas. The backbone of the biosynthetic pathway leading to the production of monoterpenes and sesquiterpenes is common to all plant species, but the composition of terpenes is often dramatically different between species or even among varieties, thereby A variety of flavors has arisen in citrus cultivars. This diversity appears to stem primarily from the specific composition and expression of key enzymes in the biosynthetic pathway, namely terpene synthase and other modifying enzymes downstream. Homology analysis reveals that terpene synthases of different plant species are not highly conserved in sequence, but there are distinct domains that are conserved, which are significant structural and functional Suggests similarities. These conserved domains are the basis for the isolation of many genes encoding terpene synthases from various plants using degenerate primer-based RT-PCR.

果実発育及び成熟の研究には長い歴史があり、これらの過程の大部分、中でもクリマクテリック型の果実におけるこれらの過程は、これらの長い年月の間に明らかになっている。しかし、果実芳香の生化学的及び遺伝的調節に対する関心が増大してきたのは、近年になってからであり、果実芳香に関与する遺伝子は、ほとんど記載されておらず、その結果、果実における芳香形成の調節に関してはわずかにしか知られていない。このような研究の状況は、天然の果実芳香を、農業、食品、及び化粧品産業が使用する可能性を制限するが、それらは、これらの産業の極めて望ましい生成物である。   The study of fruit development and ripening has a long history, and most of these processes, especially those in climacteric fruits, have been revealed over these long years. However, interest in biochemical and genetic regulation of fruit aroma has increased since recently, and few genes involved in fruit aroma have been described, and as a result, the aroma in fruit Little is known about the regulation of formation. Although such research conditions limit the potential of natural fruit aromas to be used by agriculture, food and cosmetic industries, they are highly desirable products of these industries.

本発明は、重要遺伝子の単離及び特性分析と、前記重要遺伝子によってコードされている対応する酵素、すなわちバレンセンシンターゼとを開示し、前記遺伝子/酵素は柑橘果実の芳香形成の重要要素である。組換え体酵素のin−vitro活性は、バレンセンとして同定された単一のセスキテルペン生成物を示す。バレンセンの蓄積及びバレンセンシンターゼ遺伝子発現のパターンに関する研究は、柑橘果実におけるバレンセンの生成が、以下の通りに転写生成物レベルで調節されていることを示す。すなわち、(1)バレンセンシンターゼの発現は、発育によって調節されており、果実成熟過程の最終段階になって初めて現れ、バレンセンの蓄積と密接な相関関係にあり、(2)バレンセンの蓄積、及びバレンセンシンターゼの発現は、エチレン処理に対して反応性である。   The present invention discloses the isolation and characterization of key genes and the corresponding enzyme encoded by the key gene, namely valencene synthase, which is a key element of citrus fruit aroma formation . The in-vitro activity of the recombinant enzyme indicates a single sesquiterpene product identified as valencene. Studies on valencene accumulation and valencene synthase gene expression patterns indicate that valencene production in citrus fruits is regulated at the transcript level as follows. That is, (1) Valensen synthase expression is regulated by development and appears only at the final stage of the fruit ripening process and is closely correlated with Valensen accumulation, (2) Valensen accumulation, and Valensen synthase expression is responsive to ethylene treatment.

(定義)
「柑橘類」又は「柑橘類植物種」という用語は、本明細書において、柑橘(Citrus)属のいかなる植物又は果実を定義するのにも互換性をもって使用され、柑橘属は、暖かい地域で生育する、しばしばとげを有するミカン(Rutaceae)科の木及び低木からなる属である。ほとんどの柑橘果実は、オレンジ、レモン、グレープフルーツ、ライム、キンカン、マンダリン、及びザボンのように食用に適し、また、堅くて、厚くて、汁の多い果肉を有する。
(Definition)
The terms “citrus” or “citrus plant species” are used interchangeably herein to define any plant or fruit of the genus Citrus, which grows in a warm area, A genus consisting of trees and shrubs of the Rutaceae family, often with thorns. Most citrus fruits are edible, such as orange, lemon, grapefruit, lime, kumquat, mandarin, and pomelo, and have a firm, thick, juicy pulp.

本明細書で使用する場合、「アミノ酸」(“amino acid”及び“amino acids”)という用語は、天然に存在する全てのL−α−アミノ酸又はそれらの残基を指す。アミノ酸は、1文字表記又は3文字表記で特定する。   As used herein, the terms “amino acids” (“amino acids” and “amino acids”) refer to all naturally occurring L-α-amino acids or their residues. Amino acids are specified by one-letter code or three-letter code.

本明細書で使用する場合、「ヌクレオチド」という用語は、糖残基(五炭糖)、リン酸、及び含窒素複素環塩基を含有するDNA又はRNAのモノマー単位を意味する。塩基は、グリコシド炭素(五炭糖の1’炭素)を介して糖残基に連結されており、この塩基及び糖の組合せをヌクレオシドと呼ぶ。ヌクレオチドは塩基によって特徴付けられ、DNAにおける4種類の塩基は、アデニン(「A」)、グアニン(「G」)、シトシン(「C」)、チミン(「T」)、及びイノシン(「I」)である。4種類のRNA塩基は、A、G、C、及びウラシル(「U」)である。本明細書に記載のヌクレオチド配列は、隣接した五炭糖の3’炭素及び5’炭素の間のホスホジエステル結合で連結された一直線配列のヌクレオチドを含む。   As used herein, the term “nucleotide” means a DNA or RNA monomer unit containing a sugar residue (pentose sugar), a phosphate, and a nitrogen-containing heterocyclic base. The base is linked to a sugar residue via a glycoside carbon (1 'carbon of a pentose sugar), and this combination of base and sugar is called a nucleoside. Nucleotides are characterized by bases, and the four types of bases in DNA are adenine (“A”), guanine (“G”), cytosine (“C”), thymine (“T”), and inosine (“I”). ). The four types of RNA bases are A, G, C, and uracil (“U”). The nucleotide sequences described herein comprise a linear sequence of nucleotides linked by a phosphodiester bond between the 3 'and 5' carbons of adjacent pentose sugars.

「相同性」又は「同一性パーセント」という用語は、本明細書において、2つのアミノ酸配列、又は2つの核酸配列を隣り合わせに整列させた際に、同一の相対位置を占めるアミノ酸又はヌクレオチドの割合を定義するのに互換性をもって使用される。   The term “homology” or “percent identity” refers herein to the percentage of amino acids or nucleotides that occupy the same relative position when two amino acid sequences or two nucleic acid sequences are aligned side by side. Used interchangeably to define.

「類似性パーセント」という用語は、比較された2つのタンパク質配列相互にある関連性の程度の統計的な尺度である。類似性パーセントは、比較されたアミノ酸の各対に、化学的類似性(例えば、比較されたアミノ酸が酸性、塩基性、疎水性、芳香族であるかどうかなど)、及び/又は、比較されているある1対のアミノ酸の一方のメンバーをコードするコドンを、その対のもう一方のメンバーをコードするコドンに変換するのに必要な塩基対変換の最小限の数によって計測される進化距離に基づいて数値を割り当てるコンピュータプログラムによって計算される。計算は、2つの配列の最良適合アライメントが、すべての可能なアライメントの反復的な比較によって経験的に作製された後に行われる(Henikoffら、Proc Nat’l. Acad. Sci. USA 89:10915−10919、1992年)。   The term “percent similarity” is a statistical measure of the degree of association between two compared protein sequences. The percent similarity is a chemical similarity (eg, whether the compared amino acids are acidic, basic, hydrophobic, aromatic, etc.) and / or compared to each pair of compared amino acids. Based on the evolutionary distance measured by the minimum number of base-pair changes necessary to convert a codon encoding one member of a pair of amino acids to a codon encoding the other member of the pair Calculated by a computer program that assigns numerical values. Calculations are made after the best-fit alignment of the two sequences has been created empirically by repeated comparison of all possible alignments (Henikoff et al., Proc Nat'l. Acad. Sci. USA 89: 10915- 10919, 1992).

「オリゴヌクレオチド」は、ホスホジエステル結合を介して連結されたデオキシリボヌクレオチドの、短い長さの一本鎖配列又は二本鎖配列を指す。オリゴヌクレオチドは、既知の方法によって化学合成し、ポリアクリルアミドゲル上で精製する。   “Oligonucleotide” refers to a short-length single- or double-stranded sequence of deoxyribonucleotides linked via phosphodiester bonds. Oligonucleotides are chemically synthesized by known methods and purified on polyacrylamide gels.

「セスキテルペンシンターゼ」という用語は、本明細書において、FPPからのセスキテルペンの生成を触媒できる酵素を意味するものとして使用される。「バレンセンシンターゼ」は、本明細書において、セスキテルペンであるバレンセンの、FPPからの生成を触媒する酵素を意味するものとして使用される。   The term “sesquiterpene synthase” is used herein to mean an enzyme capable of catalyzing the production of sesquiterpenes from FPP. "Valenecene synthase" is used herein to mean an enzyme that catalyzes the production of sesquiterpene, valencene, from FPP.

「誘導体」、「類似体」、及び「変異体」という用語は、それぞれ、配列番号2に記載のアミノ酸配列を有する柑橘類バレンセンシンターゼ、又は配列番号1に記載のポリヌクレオチドによってコードされている柑橘類バレンセンシンターゼと比較して、それらの配列に何らかの相違を有するバレンセンシンターゼ分子、又はそれらをコードするポリヌクレオチドを指す。通常、変異体は、上記に定義したバレンセンシンターゼ、又はそれをコードするポリヌクレオチドに対して、少なくとも約80%の相同性、好ましくは少なくとも約90%の相同性有するであろう。本発明の範囲内にあるバレンセンシンターゼの配列変異体は、「改変」、すなわち、置換、欠失、及び/又は挿入を、ある特定の位置に有する。バレンセンシンターゼの配列変異体は、所望の酵素活性の促進を得るために使用されることも、或いは基質利用性又は生成物の分布の改変を得るために使用されることもある。   The terms “derivative”, “analog”, and “variant” are citrus fruits encoded by the citrus valencene synthase having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2, or the polynucleotide set forth in SEQ ID NO: 1, respectively. It refers to a valencene synthase molecule having some difference in their sequence compared to valencene synthase, or a polynucleotide encoding them. Usually, a variant will have at least about 80% homology, preferably at least about 90% homology to the valencene synthase defined above, or a polynucleotide encoding it. Sequence variants of valencene synthase that are within the scope of the invention have “modifications”, ie, substitutions, deletions, and / or insertions at certain positions. Sequence variants of valencene synthase may be used to obtain enhancement of the desired enzyme activity or may be used to obtain altered substrate utilization or product distribution.

「置換」を包含するバレンセンシンターゼ変異体は、配列番号2に記載のバレンセンシンターゼ配列における少なくとも1アミノ酸残基が除去され、そして、その代わりに、同じ位置に異なったアミノ酸が挿入されているものである。置換は、単一置換でもよく、その場合には、その分子中の1アミノ酸のみが置換され、或いは、それらは多重置換でもよく、その場合には、同一分子中で2つ以上のアミノ酸が置換される。あるアミノ酸を、電荷及び/又は構造が天然のアミノ酸とは有意に異なる側鎖で置換することによって、本発明のバレンセンシンターゼ分子の活性にかなりの変化を生じさせることができる。このタイプの置換は、置換領域における、ポリペプチドバックボーンの構造、及び/又は、分子の電荷若しくは疎水性に影響を与えることが予測されよう。   A valencene synthase variant that includes a “substitution” has at least one amino acid residue in the valencene synthase sequence set forth in SEQ ID NO: 2 removed and a different amino acid inserted in its place instead. Is. The substitution may be a single substitution, in which case only one amino acid in the molecule is substituted, or they may be multiple substitutions, in which case two or more amino acids are substituted in the same molecule Is done. Substituting an amino acid with a side chain that is significantly different in charge and / or structure from a naturally occurring amino acid can cause a substantial change in the activity of the valencene synthase molecule of the invention. This type of substitution would be expected to affect the structure of the polypeptide backbone and / or the charge or hydrophobicity of the molecule in the substitution region.

あるアミノ酸を、天然の分子と電荷及び/又は構造が類似した側鎖で置換することによって、本発明のバレンセンシンターゼ分子の活性に中程度の変化が生じることが予測されよう。このタイプの置換は、保存的置換と呼ばれ、置換領域における、ポリペプチドバックボーンの構造も、分子の電荷量若しくは疎水性も実質的に改変しないことが予測されよう。   It will be expected that substitution of certain amino acids with side chains similar in charge and / or structure to the natural molecule will result in moderate changes in the activity of the valencene synthase molecule of the present invention. This type of substitution is referred to as a conservative substitution and would be expected to substantially alter neither the structure of the polypeptide backbone nor the charge or hydrophobicity of the molecule in the substitution region.

「挿入」を包含するバレンセンシンターゼ変異体は、配列番号2に記載するバレンセンシンターゼのアミノ酸配列中にある特定の位置のアミノ酸に直ちに隣接して、1つ又は複数のアミノ酸が挿入されているものである。あるアミノ酸に直ちに隣接するとは、そのアミノ酸のα−カルボキシ官能基又はα−アミノ官能基のいずれかに連結していることを意味する。挿入は、1アミノ酸でも、複数のアミノ酸でもよい。通常、挿入は、1つ又は2つの保存アミノ酸からなるであろう。挿入部位に隣接したアミノ酸に、電荷及び/又は構造が類似したアミノ酸を、保存的であると定義する。別法として、挿入部位に隣接したアミノ酸とは実質的に異なる電荷及び/又は構造を有するアミノ酸の挿入も、本発明に含まれる。   A valencene synthase variant encompassing “insertion” has one or more amino acids inserted immediately adjacent to an amino acid at a specific position in the amino acid sequence of valencene synthase described in SEQ ID NO: 2. Is. Immediately adjacent to an amino acid means linked to either the α-carboxy or α-amino functional group of the amino acid. The insertion may be one amino acid or multiple amino acids. Usually the insert will consist of one or two conserved amino acids. An amino acid that is similar in charge and / or structure to an amino acid adjacent to the insertion site is defined as conservative. Alternatively, the insertion of amino acids having a charge and / or structure that is substantially different from the amino acids adjacent to the insertion site is also included in the invention.

「欠失」を包含するバレンセンシンターゼ変異体は、配列番号2に記載するバレンセンシンターゼのアミノ酸配列中にある1つ又は複数のアミノ酸が除去されているものである。通常、欠失変異体では、1つ又は2つのアミノ酸が、バレンセンシンターゼ分子の特定の領域で除去されているであろう。   A valencene synthase variant comprising a “deletion” is one in which one or more amino acids in the amino acid sequence of valencene synthase set forth in SEQ ID NO: 2 have been removed. Usually, in a deletion mutant, one or two amino acids will be removed in a specific region of the valencene synthase molecule.

「生物活性」、「生物学的に活性な」、「活性」、及び「活性な」という用語は、セスキテルペンシンターゼがファルネシルピロリン酸(FPP)を一群のセスキテルペンに変換する能力を指し、その中では、バレンセンが、バレンセンシンターゼによって合成される主要かつ特徴的なセスキテルペンである。   The terms “biological activity”, “biologically active”, “activity”, and “active” refer to the ability of sesquiterpene synthase to convert farnesyl pyrophosphate (FPP) into a group of sesquiterpenes. Among them, valencene is the main and characteristic sesquiterpene synthesized by valencene synthase.

「コードするDNA配列」、「コードするDNA」、「コードする核酸配列」、「コードするポリヌクレオチド配列」という用語は、デオキシリボ核酸の鎖に沿ったデオキシリボヌクレオチドの順序又は配列を指す。これらのデオキシリボヌクレオチドの順序は、翻訳されたポリペプチド鎖に沿ったアミノ酸の順序を決定する。DNA配列は、従って、アミノ酸配列をコードする。   The terms “encoding DNA sequence”, “encoding DNA”, “encoding nucleic acid sequence”, “encoding polynucleotide sequence” refer to the order or sequence of deoxyribonucleotides along the strand of deoxyribonucleic acid. The order of these deoxyribonucleotides determines the order of amino acids along the translated polypeptide chain. The DNA sequence thus encodes an amino acid sequence.

本明細書で使用する場合、「ハイブリダイゼーション」という用語は、一本の核酸の鎖が、塩基対形成を介して相補鎖と結合するいかなる過程も指す。   As used herein, the term “hybridization” refers to any process by which a single strand of nucleic acid binds to a complementary strand through base pairing.

本明細書で使用する場合、「ストリンジェントな条件」又は「ストリンジェンシー」という用語は、核酸、塩、及び温度によって定義されるハイブリダイゼーションの条件を指す。これらの条件は当技術分野で周知であり、同一又は関連したポリヌクレオチド配列を同定又は検出するために変更することができる。低ストリンジェンシー若しくは高ストリンジェンシーを含めた多数の同等な条件は、配列の長さ及び性質(DNA、RNA、塩基組成)、標的の性質(DNA、RNA、塩基組成)、環境(溶液中にあるのか、或いは固体基質上に固定されているのか)、塩及び他の成分(例えば、ホルムアミド、硫酸デキストラン、及び/又はポリエチレングリコール)の濃度及び反応温度(プローブの溶解温度の約5℃下から約25℃下までの範囲内)などの因子に依存する。低ストリンジェンシー条件、又は高ストリンジェンシー条件を生成するために1つ又は複数の因子を改変することができる。   As used herein, the term “stringent conditions” or “stringency” refers to hybridization conditions defined by nucleic acids, salts, and temperature. These conditions are well known in the art and can be varied to identify or detect the same or related polynucleotide sequences. A number of equivalent conditions, including low or high stringency, include sequence length and nature (DNA, RNA, base composition), target nature (DNA, RNA, base composition), environment (in solution) Or immobilized on a solid substrate), the concentration of salts and other components (eg, formamide, dextran sulfate, and / or polyethylene glycol) and the reaction temperature (from about 5 ° C. below the dissolution temperature of the probe to about Depends on factors such as within the range up to 25 ° C. One or more factors can be modified to produce low stringency conditions or high stringency conditions.

「複製可能な発現ベクター」及び「発現ベクター」という用語は、通常は二本鎖である、一片のDNAを指し、その中に、一片の外来DNAを挿入することができる。外来DNAは、異種DNAとして定義し、これは、天然には宿主中に見出されないDNAである。ベクターは、外来DNA又は異種DNAを適当な宿主細胞内に輸送するのに使用される。ひとたび宿主細胞内に入れば、ベクターは、宿主の染色体DNAから独立して、或いは同時発生的に複製を行うことができ、数コピーのベクターと、それに挿入された(外来)DNAとを生成することが可能となる。加えて、ベクターは、ポリペプチドへの外来DNAの翻訳を可能にするのに必要なエレメントを含有する。このようにして、外来DNAによってコードされたポリペプチドの多数の分子を迅速に合成することができる。   The terms “replicatable expression vector” and “expression vector” refer to a piece of DNA, usually double stranded, into which a piece of foreign DNA can be inserted. Foreign DNA is defined as heterologous DNA, which is DNA that is not found in the host in nature. Vectors are used to transport foreign or heterologous DNA into appropriate host cells. Once inside the host cell, the vector can replicate independently of the host chromosomal DNA or simultaneously, producing several copies of the vector and the inserted (foreign) DNA. It becomes possible. In addition, the vector contains the elements necessary to allow translation of the foreign DNA into a polypeptide. In this way, a large number of molecules of the polypeptide encoded by the foreign DNA can be rapidly synthesized.

「形質転換された宿主細胞」、「形質転換された」、及び「形質転換」という用語は、細胞内へのDNAの導入を指す。この細胞を「宿主細胞」と呼び、それは原核細胞であることも、真核細胞であることもある。典型的な原核細胞の宿主細胞には、大腸菌(E.coli)の様々な株が含まれる。典型的な真核細胞の宿主細胞は、植物細胞、酵母細胞、昆虫細胞、又は動物細胞である。導入されるDNAは、通常、挿入DNA片を含有したベクターの形態にある。導入されたDNA配列は、宿主細胞と同じ種に由来するものでも、宿主細胞とは異なった種に由来するものでもよく、また、いくらかの外来DNAと、いくらかの宿主生物種由来のDNAとを含有するハイブリッドDNA配列でもよい。   The terms “transformed host cell”, “transformed”, and “transformation” refer to the introduction of DNA into a cell. This cell is referred to as the “host cell”, which can be either prokaryotic or eukaryotic. Typical prokaryotic host cells include various strains of E. coli. Typical eukaryotic host cells are plant cells, yeast cells, insect cells, or animal cells. The introduced DNA is usually in the form of a vector containing an inserted DNA fragment. The introduced DNA sequence may be derived from the same species as the host cell or from a species different from the host cell, and may contain some foreign DNA and DNA from some host organism species. It may be a hybrid DNA sequence.

(新規セスキテルペンシンターゼ)
一態様によれば、本発明は、セスキテルペンシンターゼ、詳細にはバレンセンシンターゼをコードするポリヌクレオチドに関する。
(New sesquiterpene synthase)
According to one aspect, the present invention relates to a polynucleotide encoding a sesquiterpene synthase, in particular a valencene synthase.

柑橘類のテルペノイド芳香化合物には、大きな多様性が見出されている。この多様性によって、そのようなすべての化合物の生合成に関与するすべての遺伝子を単離するための逆遺伝学アプローチの有効性が制限されている。そのため、テルペンシンターゼをコードする遺伝子の単離は、含有量の高い標的組織から単離されたmRNAの徹底的なスクリーニングによって着手された。バレンセン及びヌートカトンなどのいくつかの重要な柑橘類セスキテルペンフレーバ化合物が、果実成熟に向けて蓄積されること、そして、主としてフラベド(外皮)に蓄積されることに気づいたので、含有量の高い標的組織として、成熟に向けた発育における遅い時期に採取されたバレンシア(商標)オレンジ(シトラス シネンシス(アマダイダイ)のバレンシア栽培品種(Citrus sinensis cv. Valencia))から得たフラベドを選択した。ほとんどのモノテルペンシンターゼ及びセスキテルペンシンターゼに存在する短い保存配列エレメントに基づいた縮重プライマーを使用し、RT−PCRを用いて、バレンシア(商標)オレンジのフラベドのmRNAから部分cDNA断片を単離した。予測された大きさのPCR断片を、クローニングし、配列決定した。完全長cDNAクローニングには、テルペンシンターゼに特有の内部保存配列エレメントを含有する適切なクローンを選択した。ある完全長cDNAは、その配列が植物セスキテルペンシンターゼの配列に類似しており、この完全長cDNAをCstps1と名付けた。   A great variety has been found in citrus terpenoid aroma compounds. This diversity limits the effectiveness of the reverse genetics approach to isolate all genes involved in the biosynthesis of all such compounds. Therefore, isolation of the gene encoding terpene synthase was undertaken by exhaustive screening of mRNA isolated from high content target tissues. Because we have noticed that some important citrus sesquiterpene flavor compounds such as Valensen and Nootkaton accumulate towards fruit ripening and mainly in the flavedo, the target tissue is high in content As an example, a flavedo obtained from Valencia ™ orange (Citrus sinensis cv. Valencia), which was collected late in development for maturity, was selected. Partial cDNA fragments were isolated from Valencia ™ orange flaved mRNA using RT-PCR using degenerate primers based on short conserved sequence elements present in most monoterpene and sesquiterpene synthases . A PCR fragment of the expected size was cloned and sequenced. For full-length cDNA cloning, appropriate clones were selected that contained internal conserved sequence elements unique to terpene synthase. One full-length cDNA has a sequence similar to that of a plant sesquiterpene synthase, and this full-length cDNA was named Cstps1.

一態様によれば、本発明は、バレンセンシンターゼをコードするポリヌクレオチド配列を含む単離されたポリヌクレオチドを提供し、このバレンセンシンターゼは、FPPをバレンセンに変換することができる。   According to one aspect, the present invention provides an isolated polynucleotide comprising a polynucleotide sequence encoding a valencene synthase, which valencene synthase can convert FPP to valencene.

一実施形態によれば、該単離されたポリヌクレオチドは、配列番号1又はその相補鎖に対して少なくとも80%、好ましくは少なくとも90%の相同性を有する核酸配列を含む。   According to one embodiment, the isolated polynucleotide comprises a nucleic acid sequence having at least 80%, preferably at least 90% homology to SEQ ID NO: 1 or its complementary strand.

別の実施形態によれば、該単離されたポリヌクレオチドは、配列番号1又はその相補鎖に対して少なくとも80%、好ましくは少なくとも90%の相同性を有する核酸配列にハイブリッド形成できる核酸配列を含む。   According to another embodiment, the isolated polynucleotide comprises a nucleic acid sequence capable of hybridizing to a nucleic acid sequence having at least 80%, preferably at least 90% homology to SEQ ID NO: 1 or its complementary strand. Including.

さらに別の実施形態によれば、該単離されたポリヌクレオチドは、配列番号2に対して少なくとも80%、好ましくは少なくとも90%の相同性を有するアミノ酸配列を含むバレンセンシンターゼをコードする核酸を含む。   According to yet another embodiment, the isolated polynucleotide comprises a nucleic acid encoding a valencene synthase comprising an amino acid sequence having at least 80%, preferably at least 90% homology to SEQ ID NO: 2. Including.

さらに別の実施形態によれば、該単離されたポリヌクレオチドは、配列番号2に対して少なくとも80%の相同性を有するアミノ酸配列を含むバレンセンシンターゼをコードする核酸配列を含み、該アミノ酸は、連続したアミノ酸からなるDDXXDという配列(配列番号3)のコンセンサスモチーフを少なくとも1つ含み、配列中、Xは任意のアミノ酸に対応する。   According to yet another embodiment, the isolated polynucleotide comprises a nucleic acid sequence encoding a valencene synthase comprising an amino acid sequence having at least 80% homology to SEQ ID NO: 2, wherein the amino acid comprises , Which contains at least one consensus motif of the sequence DXXXD (SEQ ID NO: 3) consisting of consecutive amino acids, wherein X corresponds to any amino acid.

バレンセンシンターゼをコードするcDNAの単離は、この機能的な酵素の効率的な発現システムの開発を可能にし;バレンセン生合成の発育調節を検査する有益な手段を提供し;この独特の酵素の反応メカニズムの研究を可能し;かつ、バレンセン生合成をde novoに導入するため、そして、内在性のバレンセン生合成を改変するための、広範囲の生物の形質転換を可能にする。   Isolation of the cDNA encoding valencene synthase allows the development of an efficient expression system for this functional enzyme; provides a valuable means of examining the developmental regulation of valencene biosynthesis; Allows study of reaction mechanisms; and allows transformation of a wide range of organisms to introduce valencene biosynthesis into de novo and to modify endogenous valencene biosynthesis.

本発明はさらに、セスキテルペンシンターゼ活性、詳細にはバレンセンシンターゼ活性を有するポリペプチドに関し、従って、本発明のポリペプチドは、FPPをセスキテルペン、詳細にはバレンセンに変換することができる。   The present invention further relates to polypeptides having sesquiterpene synthase activity, particularly valencene synthase activity, and thus the polypeptides of the present invention are capable of converting FPP to sesquiterpenes, particularly valencene.

別の態様によれば、本発明は、バレンセンシンターゼ活性を有する単離されたポリペプチドを提供し、前記活性は、ファルネシルピロリン酸(FPP)をバレンセンに変換することを特徴とする。   According to another aspect, the present invention provides an isolated polypeptide having valencene synthase activity, wherein the activity is characterized by converting farnesyl pyrophosphate (FPP) to valencene.

一実施形態によれば、該単離されたポリペプチドは、配列番号2に対して少なくとも80%、好ましくは少なくとも90%の相同性を有するアミノ酸配列を含む。   According to one embodiment, the isolated polypeptide comprises an amino acid sequence having at least 80%, preferably at least 90% homology to SEQ ID NO: 2.

別の実施形態によれば、該単離されたポリペプチドは、配列番号2に対して少なくとも80%の相同性を有するアミノ酸配列を含むバレンセンシンターゼをコードし、該アミノ酸は、DDXXDという連続したアミノ酸配列(配列番号3)のコンセンサスモチーフを少なくとも1つ含み、配列中、Xは任意のアミノ酸に対応する。   According to another embodiment, the isolated polypeptide encodes a valencene synthase comprising an amino acid sequence having at least 80% homology to SEQ ID NO: 2, wherein the amino acids are contiguous DDXXD It contains at least one consensus motif of the amino acid sequence (SEQ ID NO: 3), where X corresponds to any amino acid.

本発明の範囲は、相同体、類似体、変異体、及び誘導体を包含し、これらには、ファルネシルピロリン酸(FPP)をバレンセンに変換するセスキテルペンシンターゼの能力を、これらの変異体及び修正物が保持しなければならないという条件の下に、さらに短いか、若しくはさらに長いポリペプチド、タンパク質、及びポリヌクレオチドと、1つ又は複数のアミノ酸置換又は核酸置換を有するポリペプチド類似体、タンパク質類似体、及びポリヌクレオチド類似体と、当技術分野で知られているアミノ酸若しくは核酸誘導体、非天然のアミノ若しくは核酸、及び合成のアミノ酸若しくは核酸とが含まれることが、明らかに理解されよう。詳細には、活性なポリペプチド又はタンパク質のいかなる活性断片も、そして、伸長物、結合体、及び混合物も、本発明の原理に従って開示する。   The scope of the present invention encompasses homologues, analogs, variants, and derivatives, which include the ability of sesquiterpene synthase to convert farnesyl pyrophosphate (FPP) to valencene, these variants and modifications. Shorter, or longer polypeptides, proteins, and polynucleotides, and polypeptide analogs, protein analogs having one or more amino acid or nucleic acid substitutions, provided that And polynucleotide analogues and amino acids or nucleic acid derivatives known in the art, unnatural amino acids or nucleic acids, and synthetic amino acids or nucleic acids are clearly understood. In particular, any active fragments of active polypeptides or proteins, and extensions, conjugates, and mixtures are also disclosed in accordance with the principles of the present invention.

一実施形態によれば、バレンセンシンターゼは、柑橘類植物種、好ましくはオレンジに由来する。   According to one embodiment, the valencene synthase is derived from a citrus plant species, preferably orange.

さらに別の態様によれば、本発明は、バレンセンシンターゼをコードする核酸配列を含む発現ベクターを提供し、このバレンセンシンターゼは、FPPをバレンセンに変換することができる。   According to yet another aspect, the present invention provides an expression vector comprising a nucleic acid sequence encoding valencene synthase, which valencene synthase can convert FPP to valencene.

様々なタイプのベクターを本発明の実施に用いることができる。特定のベクタータイプの使用は、発現が望まれている宿主細胞に応じて、当業者に知られている通りに、そして、本明細書における下記に記載の通りに行われる。ベクターは、通常、複製部位、形質転換細胞の表現型選択を提供するマーカー遺伝子、1つ又は複数のプロモーター、及び外来DNAを挿入するためのいくつかの制限部位を含有するポリリンカー領域を有する。例えば、大腸菌(E.coli)の形質転換に通常使用されるプラスミドには、pBR322、pUC18、pUC19、pUC118、pUC119、及びBluescript M13が含まれ、これらすべては、Sambrookら(「分子クローニング:実験室マニュアル(Molecular Cloning: A Laboratory Manual)」、第3版、2001年、Cold Spring Harbor Laboratory Press社)のセクション1.12〜1.20に記載されている。これらのベクターは、アンピシリン耐性、及び/又はテトラサイクリン耐性をコードする遺伝子を含有し、それらは、これらのベクターで形質転換された細胞がこれらの抗生物質の存在下で増殖するのを可能にする。しかし、選択マーカーをコードする異なった遺伝子を保持する、他の多くの適当なベクターも利用可能である。複製配列、調節配列、表現型選択遺伝子、及び注目しているバレンセンシンターゼDNAをコードするDNAを含有する適当なベクターの構築は、標準的な組換えDNA操作法を用いて行う。当技術分野で周知の通りに(例えばSambrookら、同上を参照)、単離されたプラスミド及びDNA断片を特定の順序で切断し、適切な処理を施し、ひとつに連結して所望のベクターを生成する。   Various types of vectors can be used in the practice of the present invention. The use of a particular vector type is performed as known to those skilled in the art and as described herein below, depending on the host cell in which expression is desired. Vectors usually have a polylinker region containing a replication site, a marker gene that provides phenotypic selection of transformed cells, one or more promoters, and several restriction sites for inserting foreign DNA. For example, commonly used plasmids for transformation of E. coli include pBR322, pUC18, pUC19, pUC118, pUC119, and Bluescript M13, all of which are described in Sambrook et al. Manual (Molecular Cloning: A Laboratory Manual), 3rd edition, 2001, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Inc., sections 1.12 to 1.20. These vectors contain genes encoding ampicillin resistance and / or tetracycline resistance, which allow cells transformed with these vectors to grow in the presence of these antibiotics. However, many other suitable vectors carrying different genes encoding selectable markers are also available. Construction of appropriate vectors containing replication sequences, regulatory sequences, phenotypic selection genes, and DNA encoding the valencene synthase DNA of interest is performed using standard recombinant DNA manipulation techniques. As is well known in the art (see, for example, Sambrook et al., Supra), the isolated plasmid and DNA fragment are cleaved in a specific order, processed appropriately and ligated together to produce the desired vector. To do.

ベクターの構成要素には通常、シグナル配列、複製開始点、1つ又は複数のマーカー遺伝子、エンハンサーエレメント、プロモーター、及び転写終結配列のうちの1つ又は複数が含まれるが、これらに限定されない。これらのベクターの発現エレメントは、それらの強度及び特異性が相違している。多くの適当な転写エレメント及び翻訳エレメントのうち任意の一つを、使用する宿主及びベクターのシステムに応じて用いることができる。例えば、原核細胞システムにクローニングする場合には、原核細胞ゲノムから単離されたプロモーター(例えば細菌トリプトファンプロモーター)を用いることができる。組換えDNA技術又は合成技術によって生成したプロモーターも、挿入配列の転写を提供するのに使用できる。   Vector components typically include, but are not limited to, one or more of a signal sequence, an origin of replication, one or more marker genes, an enhancer element, a promoter, and a transcription termination sequence. The expression elements of these vectors differ in their strength and specificity. Any one of a number of suitable transcription and translation elements can be used, depending on the host and vector system used. For example, when cloning into a prokaryotic system, a promoter isolated from a prokaryotic genome (eg, a bacterial tryptophan promoter) can be used. Promoters produced by recombinant DNA or synthetic techniques can also be used to provide transcription of the inserted sequence.

「シグナル配列」は、ベクターの構成要素である場合もあり、或いは、ベクターに挿入された本発明のタンパク質をコードする核酸の一部である場合もある。シグナル配列は、天然に存在する配列でも、天然には存在しない配列でもよい。シグナル配列は、宿主細胞によって認識され、プロセシングされるものであるべきである。   A “signal sequence” may be a component of a vector or may be part of a nucleic acid encoding a protein of the invention inserted into the vector. The signal sequence may be a naturally occurring sequence or a non-naturally occurring sequence. The signal sequence should be one that is recognized and processed by the host cell.

「複製開始点」は、宿主生物の複製開始が行われる特有の部位を指す。   “Replication origin” refers to a unique site at which the host organism begins to replicate.

クローニングベクター及び発現ベクターは、「選択可能マーカー」又は「選択マーカー」とも呼ばれる選択遺伝子を含むことが望ましい。この遺伝子は、選択培養培地中で培養されている形質転換宿主細胞の生存又は増殖に必要なタンパク質をコードする。選択遺伝子を含有するベクターで形質転換されなかった宿主細胞は、該培養培地中では生き残らないであろう。典型的な選択遺伝子は、抗生物質若しくは他の毒素、例えばアンピシリンに対する耐性を付与するタンパク質、栄養要求性の欠損を補完するタンパク質、又は、複合培地から得ることのできない重要な栄養物を供給するタンパク質をコードする。選択スキームの一例では、宿主細胞の成長を停止させる薬物を利用する。異種遺伝子によって成功裏に形質転換された細胞は、薬剤抵抗性を付与するタンパク質を発現し、それによって選択措置を生き残る。原核細胞の宿主細胞で用いられる発現ベクターは、転写の終止、及びmRNAの安定化に必要な配列を含有するであろう。   Cloning vectors and expression vectors preferably contain a selection gene, also referred to as a “selectable marker” or “selectable marker”. This gene encodes a protein necessary for the survival or growth of transformed host cells cultured in a selective culture medium. Host cells that have not been transformed with the vector containing the selection gene will not survive in the culture medium. Typical selection genes are proteins that confer resistance to antibiotics or other toxins, such as ampicillin, proteins that complement auxotrophic deficiencies, or proteins that supply important nutrients that cannot be obtained from complex media Code. One example of a selection scheme utilizes drugs that stop the growth of host cells. Cells successfully transformed with a heterologous gene express a protein that confers drug resistance, thereby surviving the selection strategy. Expression vectors used in prokaryotic host cells will contain sequences necessary for termination of transcription and stabilization of mRNA.

上記の構成要素のうち1つ又は複数を含有し、かつ、所望のコード配列及び調節配列を含む適当なベクターの構築は、標準的な連結技法を用いて行われる。単離されたプラスミド断片又は核酸断片を切断し、適切な処理を施し、再び連結して必要なプラスミドを生成する。   Construction of a suitable vector containing one or more of the above components and containing the desired coding and regulatory sequences is done using standard ligation techniques. The isolated plasmid fragment or nucleic acid fragment is cleaved, subjected to appropriate treatment, and ligated again to produce the required plasmid.

一実施形態によれば、該発現ベクターは、配列番号1又はその相補鎖に対して少なくとも80%、好ましくは少なくとも90%の相同性を有する核酸配列を含む。   According to one embodiment, the expression vector comprises a nucleic acid sequence having at least 80%, preferably at least 90% homology to SEQ ID NO: 1 or its complementary strand.

別の実施形態によれば、該発現ベクターは、配列番号1又はその相補鎖に対して少なくとも80%、好ましくは少なくとも90%の相同性を有する核酸配列にハイブリッド形成できる核酸配列を含む。   According to another embodiment, the expression vector comprises a nucleic acid sequence capable of hybridizing to a nucleic acid sequence having at least 80%, preferably at least 90% homology to SEQ ID NO: 1 or its complementary strand.

さらに別の実施形態によれば、該発現ベクターは、配列番号2に対して少なくとも80%、好ましくは少なくとも90%の相同性を有するアミノ酸配列を含むバレンセンシンターゼをコードする核酸を含む。   According to yet another embodiment, the expression vector comprises a nucleic acid encoding a valencene synthase comprising an amino acid sequence having at least 80%, preferably at least 90% homology to SEQ ID NO: 2.

さらに別の実施形態によれば、該発現ベクターは、配列番号2に対して少なくとも80%の相同性を有するアミノ酸配列を含むバレンセンシンターゼをコードする核酸配列を含み、該アミノ酸は、連続したアミノ酸からなるDDXXDという配列(配列番号3)のコンセンサスモチーフを少なくとも1つ含み、配列中、Xは任意のアミノ酸に対応する。   According to yet another embodiment, the expression vector comprises a nucleic acid sequence encoding valencene synthase comprising an amino acid sequence having at least 80% homology to SEQ ID NO: 2, wherein the amino acid comprises a contiguous amino acid At least one consensus motif of the sequence DXXXD (SEQ ID NO: 3), wherein X corresponds to any amino acid.

本発明は、本発明によるバレンセンシンターゼ及びその酵素活性による生成物の生成、単離、及び精製を行う方法を提供する。   The present invention provides a method for producing, isolating, and purifying the valencene synthase according to the present invention and the product of its enzymatic activity.

さらに別の態様によれば、本発明はさらに、組換え体バレンセンシンターゼを生成する方法を提供し、この方法は、
(a)発現ベクターを含む宿主細胞を培養するステップであって、発現ベクターが、バレンセンシンターゼをコードする核酸配列を含み、バレンセンシンターゼが、前記バレンセンシンターゼの発現に適した条件下でFPPをバレンセンに変換できる、ステップと、任意選択で、
(b)前記バレンセンシンターゼを回収するステップと
を含む。
According to yet another aspect, the present invention further provides a method of producing a recombinant valencene synthase comprising:
(A) culturing a host cell containing the expression vector, the expression vector comprising a nucleic acid sequence encoding valencene synthase, wherein the valencene synthase is FPP under conditions suitable for expression of said valencene synthase Can be converted to Valensen, with steps and, optionally,
(B) recovering the valencene synthase.

代替の実施形態によれば、ステップ(b)は、
相当量の前記バレンセンシンターゼを回収すること
を含む。
According to an alternative embodiment, step (b) comprises
Recovering a substantial amount of said valencene synthase.

別の代替的実施形態によれば、ステップ(b)は、
バレンセンを回収すること
を含む。
According to another alternative embodiment, step (b) comprises
Recovering valencene.

本発明による宿主細胞の中で生成されたバレンセンは、テルペン生合成経路においてバレンセンシンターゼの下流で活性な、宿主細胞内に存在する酵素によって別の化合物を生成するための基質として用いることができる。本明細書では、そのような化合物を「バレンセン代謝産物」と名付ける。   Valencene produced in a host cell according to the present invention can be used as a substrate for the production of another compound by an enzyme present in the host cell that is active downstream of valencene synthase in the terpene biosynthetic pathway. . Herein, such compounds are termed “valencene metabolites”.

別の実施形態によれば、ステップ(b)は、
少なくとも1つのバレンセン代謝産物を回収すること
を含む。
According to another embodiment, step (b) comprises:
Recovering at least one valencene metabolite.

好ましい実施形態によれば、該少なくとも1つのバレセン代謝産物がヌートカトンである。   According to a preferred embodiment, the at least one balletene metabolite is nootkatone.

さらに別の実施形態によれば、宿主細胞が、原核細胞又は真核細胞である。   According to yet another embodiment, the host cell is a prokaryotic or eukaryotic cell.

さらに別の実施形態によれば、宿主細胞が原核細胞であり、バレンセンシンターゼをコードする核酸配列を含むポリヌクレオチド配列がゲノム中に安定に組み込まれている。好ましい実施形態によれば、原核細胞は、細菌細胞、好ましくは大腸菌(E.coli)である。さらに別の実施形態によれば、宿主細胞は、バレンセン、ヌートカトン以外のバレンセン代謝産物、及びヌートカトンからなる群から選択された少なくとも1つの化合物を生成する。   According to yet another embodiment, the host cell is a prokaryotic cell and the polynucleotide sequence comprising the nucleic acid sequence encoding valencene synthase is stably integrated into the genome. According to a preferred embodiment, the prokaryotic cell is a bacterial cell, preferably E. coli. According to yet another embodiment, the host cell produces at least one compound selected from the group consisting of valencene, a valencene metabolite other than nootkatone, and nootkatone.

さらに別の実施形態によれば、該ポリヌクレオチド配列は、配列番号1又はその相補鎖に対して少なくとも80%、好ましくは少なくとも90%の相同性を有する核酸配列を含む。   According to yet another embodiment, the polynucleotide sequence comprises a nucleic acid sequence having at least 80%, preferably at least 90% homology to SEQ ID NO: 1 or its complementary strand.

別の実施形態によれば、該ポリヌクレオチド配列は、配列番号1又はその相補鎖に対して少なくとも80%、好ましくは少なくとも90%の相同性を有する核酸配列にハイブリッド形成できる核酸配列を含む。   According to another embodiment, the polynucleotide sequence comprises a nucleic acid sequence capable of hybridizing to a nucleic acid sequence having at least 80%, preferably at least 90% homology to SEQ ID NO: 1 or its complementary strand.

さらに別の実施形態によれば、該ポリヌクレオチド配列は、配列番号2に対して少なくとも80%、好ましくは少なくとも90%の相同性を有するアミノ酸配列を含むバレンセンシンターゼをコードする核酸を含む。   According to yet another embodiment, the polynucleotide sequence comprises a nucleic acid encoding a valencene synthase comprising an amino acid sequence having at least 80%, preferably at least 90% homology to SEQ ID NO: 2.

さらに別の実施形態によれば、該ポリヌクレオチド配列は、配列番号2に対して少なくとも80%の相同性を有するアミノ酸配列を含むバレンセンシンターゼをコードする核酸配列を含み、該アミノ酸配列は、連続したアミノ酸からなるDDXXDという配列(配列番号3)のコンセンサスモチーフを少なくとも1つ含み、配列中、Xは任意のアミノ酸に対応する。   According to yet another embodiment, the polynucleotide sequence comprises a nucleic acid sequence encoding a valencene synthase comprising an amino acid sequence having at least 80% homology to SEQ ID NO: 2, wherein the amino acid sequence is contiguous At least one consensus motif of the sequence DXXXD (SEQ ID NO: 3) consisting of the amino acids, wherein X corresponds to any amino acid.

Cstps1 cDNAクローンの推定上の完全長アミノ酸配列(配列番号2、図2)は、最もよく保存されている金属イオン結合モチーフDDXXD(配列番号3)を含めた、モノテルペンシンターゼ及びセスキテルペンシンターゼに特徴的な保存エレメントを示した。保存配列エレメントは、四角で囲み、モノテルペンシンターゼ及びセスキテルペンシンターゼに共通して保存されているモチーフDDxxD(配列番号3)は、星印でアンダーラインした。   The putative full-length amino acid sequence of the Cstps1 cDNA clone (SEQ ID NO: 2, FIG. 2) is characterized by monoterpene and sesquiterpene synthases, including the most conserved metal ion binding motif DDXXXD (SEQ ID NO: 3). A typical storage element is shown. Conserved sequence elements are boxed and the motif DDxxD (SEQ ID NO: 3), which is conserved in common for monoterpene synthase and sesquiterpene synthase, is underlined with asterisks.

Cstps1は、被子植物のセスキテルペンシンターゼに対して最も類似性が高く、柑橘類のβ−ファルネセンシンターゼに対して最も高いレベルの類似性(61%)を示し(Maruyamaら、Biol Pharm Bull、2001年、24(10):1171−5)、それにワタのδ−カジネンシンターゼ(50%類似性)(Chenら、Arch. Biochem. Biophys、1995年、324:255−266)が続く。   Cstps1 is most similar to angiosperm sesquiterpene synthase and shows the highest level of similarity (61%) to citrus β-farnesene synthase (Maruyama et al., Biol Pharm Bull, 2001) Year, 24 (10): 1171-5), followed by cotton δ-kadinene synthase (50% similarity) (Chen et al., Arch. Biochem. Biophys, 1995, 324: 255-266).

柑橘類バレンセンシンターゼCstps1の推定アミノ酸配列は、系統学的には、被子植物セスキテルペンシンターゼのグループに属し(図3)、これは、被子植物及び裸子植物のモノテルペンシンターゼ、セスキテルペンシンターゼ、及びジテルペンシンターゼの無根系統分析で得られた5つの明確なグループのうちの1つであった(BioEdit及びTreeviewソフトウェア、それぞれ、Hall、Nucl. Acids. Symp. Ser、1999年、41:95−98;及びPage、Comput Appl Biosci、1996年、12(4):357−8)。被子植物セスキテルペングループの中では、バレンセンシンターゼ(Cstps1)と、柑橘類ファルネセンシンターゼ(Maruyamaら、同上)と、本発明の発明者によって開示された、柑橘類の花から単離された別のセスキテルペンシンターゼ遺伝子(Cmtps1)とが、明確な柑橘類サブグループを形成した。   The deduced amino acid sequence of the citrus valencene synthase Cstps1 belongs phylogenetically to the group of angiosperm sesquiterpene synthases (FIG. 3), which are angiosperm and gymnosperm monoterpene synthase, sesquiterpene synthase, and diterpene. It was one of five distinct groups obtained in an unrooted phylogenetic analysis of synthase (BioEdit and Treeview software, Hall, Nucl. Acids. Symp. Ser, 1999, 41: 95-98; and Page, Compute Appl Biosci, 1996, 12 (4): 357-8). Among the angiosperm sesquiterpene groups, valencene synthase (Cstps1), citrus farnesene synthase (Maruyama et al., Ibid), and other citrus flowers isolated by the inventors of the present invention. The sesquiterpene synthase gene (Cmtps1) formed a distinct citrus subgroup.

天然のバレンセンシンターゼアミノ酸配列に加えて、欠失、置換、変異、及び/又は挿入によって生成された配列変異体も、本発明の範囲内にあることが意図されている。本発明のバレンセンシンターゼアミノ酸配列変異体は、通常、部位特異的変異導入と呼ばれる技法などを用いることによって、野生型シンターゼをコードするDNA配列に変異導入することによって構築することもできる。当業者に周知の様々なPCR技術によって、本発明のバレンセンシンターゼをコードする核酸分子に変異導入することができる。例えば、「PCRストラテジー(PCR Strategies)」、M.A.Innisら編集、1995年、Academic Press社、San Diego,Calif(第14章);及び「PCRプロトコール:方法及び応用のためのガイド(PCR Protocols:A Guide to Methods and Applications)」、M.A.Innis、D.H.Gelfand、J.J.Sninsky、及びT.J.White編集、Academic Press社、NY(1990年)を参照のこと。   In addition to the natural valencene synthase amino acid sequence, sequence variants generated by deletions, substitutions, mutations, and / or insertions are also intended to be within the scope of the present invention. The valencene synthase amino acid sequence variant of the present invention can also be constructed by introducing a mutation into a DNA sequence encoding wild-type synthase, usually by using a technique called site-directed mutagenesis. Mutations can be introduced into nucleic acid molecules encoding the valencene synthase of the invention by various PCR techniques well known to those skilled in the art. For example, “PCR Strategies”, M.M. A. Edited by Innis et al., 1995, Academic Press, San Diego, Calif (Chapter 14); and "PCR Protocols: A Guide to Methods and Applications", M. et al. A. Innis, D.C. H. Gelfund, J.M. J. et al. Sninsky, and T.W. J. et al. See White Editing, Academic Press, NY (1990).

非限定的な例として、Clonetech社製のTransformer部位特異的変異導入キットで用いられている2プライマーシステムを、本発明のバレンセンシンターゼ遺伝子に部位特異的変異導入するのに用いることができる。このシステムにおける標的プラスミドの変性に続いて、2種類のプライマーをプラスミドに同時にアニールさせるが、これらのプライマーのうち1つは、所望の部位特異的変異を含有し、もう1つは、プラスミド中の別位置における変異を含有し、制限部位の除去をもたらす。次に、第2鎖合成を行い、それによってこれらの2つの変異が密接に連結され、そして、この結果得られたプラスミドで、大腸菌(E.coli)のmutS株を形質転換する。形質転換された細菌からプラスミドDNAを単離し、適当な制限酵素で制限を行い(それによって、変異していないプラスミドを線状化する)、その後、大腸菌(E.coli)に再導入して形質転換を行う。このシステムは、発現プラスミドに直接的に変異導入するのを可能にし、一本鎖ファージミドの追加又は生成を必要としない。2つの変異を密接に連結させ、それに続いて、変異していないプラスミドを線状化することによって、変異の効率が高くなり、スクリーニングを最小限に抑えることが可能となる。最初の制限部位プライマーを合成した後では、この方法で使用する必要がある新規プライマーは、変異部位1箇所あたり1種類のみである。部位特異的変異体をそれぞれ別々に調製する代わりに、所与の部位に望ましい変異のすべてを同時に導入するために、1セットの「設計された縮重」オリゴヌクレオチドプライマーを合成することもできる。形質転換体は、変異導入した領域全体にわたってプラスミドDNAの配列決定を行うことによってスクリーニングすることができ、それによって変異体クローンの同定及び選別を行う。その後、他の改変が該配列中に生じていないことを確認するために、各変異DNAの制限及び分析を行うことができる(例えば、変異していない対照とのバンドシフト比較によって)。   As a non-limiting example, the two-primer system used in the Transformer site-directed mutagenesis kit manufactured by Clonetech can be used for site-directed mutagenesis into the valencene synthase gene of the present invention. Following denaturation of the target plasmid in this system, two primers are annealed simultaneously to the plasmid, one of these primers containing the desired site-specific mutation and the other in the plasmid. Contains a mutation at another position, resulting in removal of a restriction site. Second strand synthesis is then performed, whereby these two mutations are intimately linked, and the resulting plasmid is transformed into a mutS strain of E. coli. Plasmid DNA is isolated from the transformed bacteria, restricted with the appropriate restriction enzyme (thus linearizing the unmutated plasmid), and then reintroduced into E. coli and transformed. Make a conversion. This system allows for direct mutagenesis into the expression plasmid and does not require the addition or generation of single stranded phagemids. By closely linking the two mutations followed by linearization of the unmutated plasmid, the mutation efficiency is increased and screening can be minimized. After the first restriction site primer is synthesized, there is only one new primer that needs to be used in this method per mutation site. Instead of preparing each site-specific variant separately, a set of “designed degenerate” oligonucleotide primers can be synthesized to simultaneously introduce all of the desired mutations at a given site. Transformants can be screened by sequencing plasmid DNA across the mutated region, thereby identifying and selecting mutant clones. Subsequently, each mutant DNA can be restricted and analyzed (eg, by bandshift comparison with a non-mutated control) to confirm that no other modifications have occurred in the sequence.

ある特定の部位特異的変異の設計においては、通常、最初に非保存的な置換(例えば、Cys、His、Gluの代わりにAla)を導入して、その結果として活性が大きく損なわれたかどうか判定することが望ましい。その後、機能の変化に対する敏感な指標として、動態パラメーターであるK及びkcatに特に注意して、変異導入されたタンパク質の特性を検査する。K及びkcatから、それらを天然の酵素と比較することによって、結合及び/又は触媒それ自体における変化を推定することができる。その残基が活性の欠損又はノックアウトに重要であることが明らかになれば、次に、側鎖長を改変するGluからAspへの置換、CysからSerへの置換、又はHisからArgへの置換など、保存的置換を導入することができる。疎水性セグメントに関しては、芳香族をアルキル側鎖で置換することもできるが、一般的には、大きさの改変が有効である。正常な生成物の分布に変化が生じた場合、それは、逐次的反応におけるどのステップが変異によって改変されたかを示すものでありうる。基質に対する結合立体配座を変化させるには、疎水性ポケットの改変を利用することができる。 In the design of certain site-specific mutations, usually non-conservative substitutions are first introduced (eg, Ala instead of Cys, His, Glu) to determine if the activity is greatly impaired as a result. It is desirable to do. The properties of the mutated protein are then examined with particular attention to the kinetic parameters K m and k cat as sensitive indicators for functional changes. From K m and k cat , changes in binding and / or the catalyst itself can be deduced by comparing them with natural enzymes. If the residue is found to be important for loss of activity or knockout, then a Glu to Asp substitution, a Cys to Ser substitution, or a His to Arg substitution that modifies the side chain length. Etc., conservative substitutions can be introduced. For hydrophobic segments, aromatics can be substituted with alkyl side chains, but in general, size changes are effective. If there is a change in the normal product distribution, it can indicate which step in the sequential reaction has been altered by the mutation. Modification of the hydrophobic pocket can be used to change the binding conformation to the substrate.

本発明のヌクレオチド配列には、他の部位特異的変異技法も利用することができる。例えば、Sambrookら(同上)のセクション15.3に記載の通り、DNAを制限エンドヌクレアーゼ消化して、それに続いて連結を行うのも、バレンセンシンターゼの欠損変異体を生成するのに使用できる。Sambrookら(同上)のセクション15.3に記載の通り、挿入変異体を構築するのに類似のストラテジーを用いることもできる。   Other site-specific mutagenesis techniques can also be utilized for the nucleotide sequences of the present invention. For example, as described in Sambrook et al. (Supra), section 15.3, DNA can also be used to generate deletion mutants of valencene synthase, followed by restriction endonuclease digestion followed by ligation. Similar strategies can be used to construct insertional variants as described in Section 15.3 of Sambrook et al.

本発明の置換変異体を調製するには、オリゴヌクレオチド特異的な変異導入を用いることもできる。これは、本発明の欠失変異体及び挿入変異体の調製にも好都合に使用することができる。この技法は当技術分野で周知であり、例えば、Adelmanら(DNA2:183、1983年);及びSambrookら(同上)によって記述されている。   Oligonucleotide-specific mutagenesis can also be used to prepare substitution mutants of the present invention. This can also be conveniently used for the preparation of deletion mutants and insertion mutants of the present invention. This technique is well known in the art and is described, for example, by Adelman et al. (DNA 2: 183, 1983); and Sambrook et al., Ibid.

本発明のバレンセンシンターゼをコードする核酸分子において2ヌクレオチド以上を挿入、除去、又は置換するには、通常、少なくとも25ヌクレオチドの長さのオリゴヌクレオチドを用いる。最適なオリゴヌクレオチドは、変異をコードするヌクレオチドのいずれの側にも、完全一致した12から15ヌクレオチドを有するであろう。本発明の天然バレンセンシンターゼをコードする核酸に変異導入するには、適当なハイブリダイゼーション条件下で該オリゴヌクレオチドを一本鎖DNA鋳型分子にアニールさせる。その後、DNA重合酵素、通常は大腸菌(E.coli)DNAポリメラーゼIのクレノウ断片を添加する。この酵素は、該オリゴヌクレオチドをプライマーとして用いて、DNAの変異保有鎖の合成を完遂する。そのようにして、DNAの一方の鎖がベクターに挿入された天然のシンターゼをコードし、そして、DNAの第2の鎖が同じベクターに挿入された変異型のシンターゼをコードするヘテロ二重鎖分子が形成される。次に、このヘテロ二重鎖分子を適当な宿主細胞内に導入して形質転換を行う。   In order to insert, remove or replace two or more nucleotides in the nucleic acid molecule encoding the valencene synthase of the present invention, an oligonucleotide having a length of at least 25 nucleotides is usually used. An optimal oligonucleotide will have 12-15 nucleotides that are perfectly matched on either side of the nucleotide encoding the mutation. To mutate a nucleic acid encoding the natural valencene synthase of the present invention, the oligonucleotide is annealed to a single-stranded DNA template molecule under suitable hybridization conditions. Thereafter, a DNA polymerizing enzyme, usually a Klenow fragment of E. coli DNA polymerase I, is added. This enzyme uses the oligonucleotide as a primer to complete the synthesis of the DNA-bearing strand. Thus, a heteroduplex molecule encoding a natural synthase in which one strand of DNA is inserted into a vector and a mutant synthase in which a second strand of DNA is inserted into the same vector Is formed. Next, this heteroduplex molecule is introduced into an appropriate host cell and transformed.

複数のアミノ酸で置換された変異体は、いくつかある方法のうちの1つで生成することができる。それらのアミノ酸がポリペプチド鎖中で共に近接して位置している場合、所望のアミノ酸置換すべてをコードする1つのオリゴヌクレオチドを用いることによって、それらを同時に変異させることができる。しかし、それらのアミノ酸が互いからある程度離れて位置している(例えば10アミノ酸を超えて離れている)場合には、所望の変化すべてをコードする単一のオリゴヌクレオチドを生成することが、より困難となる。その代わり、2つの代替方法のうち1つを利用することができる。第1の方法では、置換されるアミノ酸のそれぞれに対して別々のオリゴヌクレオチドを生成させる。その後、該オリゴヌクレオチドを一本鎖の鋳型DNAに同時にアニールさせれば、鋳型から合成された第2のDNA鎖は、所望のアミノ酸置換をすべてコードするであろう。これに対する代替方法の1つでは、所望の変異体を生成するのに2ラウンド以上の変異生成を行う。第1ラウンドは、単一の変異体に関して記載した通りであり、天然のバレンセンシンターゼDNAを鋳型に用い、所望のアミノ酸置換のうち第1のものをコードするオリゴヌクレオチドをこの鋳型にアニールさせ、その後、ヘテロ二重鎖DNA分子を生成させる。第2ラウンドの変異生成は、第1ラウンドの変異生成で生成された変異型DNAを鋳型として用いる。したがって、この鋳型は既に1つ又は複数の変異を含有している。その後、追加される所望のアミノ酸置換をコードするオリゴヌクレオチドをこの鋳型にアニールさせれば、その結果得られるDNA鎖は、この時点で、第1ラウンド及び第2ラウンドの変異生成の両方による変異をコードしている。この変異型DNAは、次に、第3ラウンドの変異生成における鋳型として用いることができ、そして以下同様である。   Variants substituted with multiple amino acids can be generated in one of several ways. If those amino acids are located close together in the polypeptide chain, they can be mutated simultaneously by using one oligonucleotide that encodes all the desired amino acid substitutions. However, it is more difficult to generate a single oligonucleotide that encodes all the desired changes if those amino acids are located some distance from each other (eg, more than 10 amino acids away). It becomes. Instead, one of two alternative methods can be used. In the first method, a separate oligonucleotide is generated for each amino acid to be substituted. Subsequently, if the oligonucleotide is simultaneously annealed to the single-stranded template DNA, the second DNA strand synthesized from the template will encode all desired amino acid substitutions. One alternative to this involves two or more rounds of mutagenesis to produce the desired mutant. The first round is as described for a single mutant, using natural valencene synthase DNA as a template, and annealing to the template an oligonucleotide encoding the first of the desired amino acid substitutions, A heteroduplex DNA molecule is then generated. In the second round of mutagenesis, the mutant DNA generated in the first round of mutagenesis is used as a template. Thus, this template already contains one or more mutations. An oligonucleotide encoding the desired amino acid substitution to be added is then annealed to the template, and the resulting DNA strand is now mutated by both first and second round mutagenesis. Code. This mutant DNA can then be used as a template in the third round of mutagenesis, and so on.

現在において好ましい一実施形態によれば、本発明のバレンセンシンターゼは、柑橘類植物種由来のもの、詳細にはオレンジ由来のもの、任意選択でバレンシア(商標)オレンジ由来のものである。   According to one presently preferred embodiment, the valencene synthase of the present invention is derived from a citrus plant species, in particular from orange, optionally from Valencia ™ orange.

バレンシア(商標)オレンジ(シトラス シネンシス(アマダイダイ)のバレンシア栽培品種(Citrus sinensis cv. Valencia))は、商業的な収穫がイスラエルで4月に開始される、オレンジの晩熟スペイン品種である。バレンシア(商標)オレンジの発育及び成熟過程における、バレンセンの蓄積を分析した(図4)。そのために、2003年のシーズン(図4A)又は2001年のシーズン(図4B)に一ヶ月間隔で、バレンシア(商標)オレンジ果実の収穫を行った。2003年には、全RNAを果実のフラベドから抽出し、Cstps1特異的プライマーを用いた定量的RT−PCR分析に供した(図4A)。結果は、18SリボソームRNA参照遺伝子の増幅を参照にして提示する。   Valencia ™ Orange (Citrus sinensis cv. Valencia) is a late-ripe Spanish varieties of oranges, with a commercial harvest starting in April in Israel. Valencia ™ accumulation during the development and maturation of Valencia ™ orange was analyzed (FIG. 4). To that end, Valencia ™ orange fruits were harvested at monthly intervals during the 2003 season (FIG. 4A) or the 2001 season (FIG. 4B). In 2003, total RNA was extracted from fruit flavedos and subjected to quantitative RT-PCR analysis using Cstps1-specific primers (FIG. 4A). Results are presented with reference to amplification of the 18S ribosomal RNA reference gene.

2001年には、全RNAを果実のフラベドから抽出し、Cstps1プローブを用いてRNAブロット解析に供した。リボソームRNAは、エチジウムブロマイド蛍光によって可視化し、RNAブロット解析のローディング参照として用いる(図4B)。   In 2001, total RNA was extracted from fruit flavedes and subjected to RNA blot analysis using the Cstps1 probe. Ribosomal RNA is visualized by ethidium bromide fluorescence and used as a loading reference for RNA blot analysis (FIG. 4B).

バレンセンの小さいピークが、10月中に採取された果実で観測された。しかし、有意なレベルのバレンセンは、1月(果実の色割れの約1〜2カ月後)に検出され始め、果実が完全に成熟する(5月)まで蓄積され続ける。定量的RT−PCR及びRNAブロット法を用いて、バレンシア(商標)オレンジにおけるCstps1転写生成物のレベルを、果実の発育及び成熟過程を通して測定した。Cstps1転写生成物は、12月に検出され始め(両方の検出システムで)(図4A〜B)、果実の成熟に向けて蓄積され続けており、したがって、バレンセン蓄積のタイミングとよく一致している。   A small peak of Valensen was observed in fruits collected during October. However, significant levels of valencene begin to be detected in January (about 1-2 months after fruit color breaks) and continue to accumulate until the fruit is fully mature (May). Using quantitative RT-PCR and RNA blotting, the level of Cstps1 transcript in Valencia ™ Orange was measured throughout the fruit development and ripening process. The Cstps1 transcription product begins to be detected in December (both detection systems) (FIGS. 4A-B) and continues to accumulate towards fruit ripening and is therefore in good agreement with the timing of Valensen accumulation .

柑橘類は非クリマクテリック果実として分類されるが、柑橘類果実の成熟の様々な局面にエチレンが関連付けられている。したがって、3月中に採取され、7日間のエチレン処理を受けたバレンシア(商標)オレンジ果実におけるバレンセンの蓄積をモニターした。エチレン処理を受けた果実は、空気処理の果実で測定されたレベルより、20%増しを超えたレベルまでバレンセンを蓄積した(図5A)。これと相関して、48時間のエチレン処理を受けた果実では、空気処理の果実と比較して、Cstps1の発現が8倍を超えて増大していることが定量的RT−PCR分析によって示された(図5B)。   Citrus are classified as non-climacteric fruits, but ethylene is associated with various aspects of citrus fruit ripening. Therefore, the accumulation of valencene was monitored in Valencia ™ orange fruits collected during March and subjected to 7 days of ethylene treatment. Fruits that received ethylene treatment accumulated valencene to a level that was more than 20% above the level measured in air-treated fruits (FIG. 5A). Correspondingly, quantitative RT-PCR analysis showed that Cstps1 expression increased more than 8-fold in 48 hours ethylene treated fruits compared to air treated fruits. (FIG. 5B).

バレンセンシンターゼをコードする遺伝子は、テルペンを合成することのできるいかなる生物にも、それに由来した細胞培養にも組み入れることができる。   The gene encoding valencene synthase can be incorporated into any organism capable of synthesizing terpenes and cell culture derived therefrom.

バレンセンをコードする遺伝子は、限定されるものではないが、バレンセンシンターゼの生成、バレンセンの生成、バレンセンの下流生成物の生成、及び風味化合物及び芳香化合物の生成又は改変を含めた様々な目的で生物中に組み込むことができる。   The gene encoding valencene may be used for a variety of purposes, including but not limited to the generation of valencene synthase, the generation of valencene, the generation of downstream products of valencene, and the generation or modification of flavor and aroma compounds. It can be incorporated into living organisms.

さらに別の態様によれば、本発明は、バレンセンシンターゼをコードする核酸配列を含む発現ベクターを含む宿主細胞を提供し、このバレンセンシンターゼはFPPをバレンセンに変換できる。   According to yet another aspect, the present invention provides a host cell comprising an expression vector comprising a nucleic acid sequence encoding valencene synthase, which valencene synthase can convert FPP to valencene.

宿主細胞は、上記の本発明の発現ベクター又はクローニングベクターで形質移入、好ましくは形質転換し、プロモーターの誘導、形質転換体の選択、又は所望の配列をコードする遺伝子の増幅に適するように改変された従来の栄養培地中で培養する。   A host cell is transfected, preferably transformed with the above-described expression vector or cloning vector of the present invention, and modified so as to be suitable for induction of a promoter, selection of a transformant, or amplification of a gene encoding a desired sequence. Culture in traditional nutrient media.

本発明による発現ベクターを用いた宿主細胞の形質転換は、外来核酸配列を原核又は真核の宿主細胞に導入するための、いかなる既知の方法を用いて行ってもよい。この形質転換過程の結果として、挿入されたDNAの発現が起こり、それによって、形質転換された遺伝子改変細胞、すなわちトランスジェニック細胞への受容細胞の変化などが起こる。   Transformation of host cells using expression vectors according to the present invention may be performed using any known method for introducing foreign nucleic acid sequences into prokaryotic or eukaryotic host cells. As a result of this transformation process, the inserted DNA is expressed, thereby causing a change in the transformed genetically modified cell, ie the recipient cell to a transgenic cell, and the like.

バレンセンシンターゼ及びその生成物であるバレンセン、並びにテルペン生合成経路における下流のバレンセン代謝産物を生成するには、原核細胞の発現系を用いることも、真核細胞の発現系を用いることもできる。両方の発現系とも、酵素の適切な活性を可能にする翻訳後修飾に必要なエレメントを含み、同様に、バレンセン合成に必要な基質、及び下流のバレンセン代謝産物を合成するための酵素も含む。   Prokaryotic expression systems or eukaryotic expression systems can be used to generate valencene synthase and its product valencene and downstream valencene metabolites in the terpene biosynthetic pathway. Both expression systems contain the elements necessary for post-translational modifications that allow the enzyme's proper activity, as well as the substrates required for valencene synthesis and the enzymes for synthesizing downstream valencene metabolites.

当業者に知られている通り、大腸菌(E.coli)株、並びに、枯草菌(Bacillus subtilis)などの桿菌、ネズミチフス菌(Salmonella typhimurium)又は霊菌(Serratia marcesans)などの他の腸内細菌科、及び様々なシュードモナス属(Pseudomonas)諸種を含めた他の多くの種及び属の原核生物を含めた多くの菌株が、本発明によるセスキテルペンシンターゼを過剰発現するための宿主細胞として適当である。原核細胞の宿主細胞、又は堅い細胞壁を有する他の宿主細胞は、Sambrookら(同上)のセクション1.82に記載されている通り、塩化カルシウム法を用いて形質転換することが好ましい。別法として、これらの細胞の形質転換にエレクトロポレーションを用いることもできる。原核生物の形質転換技法は当技術分野で周知であり、例えば、「遺伝子操作、その原理と方法(Genetic Engineering, Principles and Methods」における、Dower,W.J.、12:275−296、Plenum Publishing Corp.社、1990年;及びHanahanら、Meth. Enzymol.、204:63、1991年に記載されている。   As known to those skilled in the art, E. coli strains, as well as other enterobacteriaceae such as Bacillus subtilis, Neisseria gonorrhoeae, Salmonella typhimurium or Serratia marcesans , And many other strains, including various Pseudomonas species and prokaryotes of the genus, are suitable as host cells for overexpressing the sesquiterpene synthase according to the present invention. Prokaryotic host cells or other host cells with a rigid cell wall are preferably transformed using the calcium chloride method, as described in Section 1.82 of Sambrook et al. Alternatively, electroporation can be used to transform these cells. Prokaryotic transformation techniques are well known in the art, for example, Dower, WJ, 12: 275-296, Plenum Publishing, in “Genetic Engineering, Principles and Methods”. Corp., 1990; and Hanahan et al., Meth. Enzymol., 204: 63, 1991.

Cstps1によってコードされているリーディングフレームは主として植物セスキテルペンシンターゼに類似しており、それらは細胞質に含まれており、外見上、輸送ペプチドをコードする配列は存在しない(Target Pソフトウェア:Emanuelssonら、J. Mol. Biol.、2000年、300:1005−1016によって予測)ので、細菌中で触媒活性を有する組換え体酵素を得るために、Cstps1のリーディングフレーム全体を発現ベクターにクローニングした。   The reading frames encoded by Cstps1 are primarily similar to plant sesquiterpene synthases, they are contained in the cytoplasm, and apparently there are no sequences encoding transport peptides (Target P software: Emanuelsson et al., J Mol. Biol., 2000, 300: 1005-1016), so that the entire reading frame of Cstps1 was cloned into an expression vector to obtain a recombinant enzyme with catalytic activity in bacteria.

可溶性かつ機能性の酵素を得る見通しを向上させるため、以下に示す、組換え体酵素を産生させるための2つのシステムを利用した。(1)発現ベクターpRSETb(Invitrogen社、オランダ)を用いて、アミノ末端ヒスチジンタグを含有するほぼ自然な状態の組換え体タンパク質の生成を行ったところ、64KDaの組換え体産物が得られた。(2)発現ベクターpTYB2(New England Biolabs社、MA、米国)を用いて、大きな融合タンパク質(55kDaのインテイン−CBDとの融合タンパク質)の一部として生成を行ったところ、120kDaの組換え体産物が得られた。相当量の可溶性かつ酵素的に活性な遺伝子生成物を得るための条件を検討し、決定した。組換え体Cstps1(両方のコンストラクトから得た組換え体)を過剰発現した細菌から調製され、さらにMg2+を補足された溶菌物は、本明細書中の下記(図2)に例示する通り、放射性標識されたFPPをヘキサン可溶性生成物に変換することが判明した。Cstps1挿入配列をもたない発現プラスミドを保持する細菌から得られた細菌溶菌物中には、そのような生成物は得られなかった。 In order to improve the prospect of obtaining soluble and functional enzymes, the following two systems for producing recombinant enzymes were utilized. (1) Using an expression vector pRSETb (Invitrogen, The Netherlands), a recombinant protein in an almost natural state containing an amino-terminal histidine tag was generated, and a recombinant product of 64 KDa was obtained. (2) Using the expression vector pTYB2 (New England Biolabs, MA, USA) and producing it as part of a large fusion protein (fusion protein with 55 kDa intein-CBD), a 120 kDa recombinant product was gotten. The conditions for obtaining a substantial amount of soluble and enzymatically active gene product were examined and determined. Lysates prepared from bacteria overexpressing recombinant Cstps1 (recombinants obtained from both constructs) and supplemented with Mg 2+ , as illustrated below (FIG. 2) herein, It has been found that radiolabeled FPP is converted to a hexane soluble product. No such product was obtained in bacterial lysates obtained from bacteria carrying expression plasmids without the Cstps1 insert.

したがって、本発明は、Cstps1遺伝子生成物の活性による、放射性標識されたFPPから、推定上のセスキテルペンオレフィンへの変換を開示する。同様の調製物は、ゲラニル二リン酸(GPP)をモノテルペンオレフィンに変換することができなかった(図6)。   Accordingly, the present invention discloses the conversion of radiolabeled FPP to a putative sesquiterpene olefin by the activity of the Cstps1 gene product. Similar preparations failed to convert geranyl diphosphate (GPP) to monoterpene olefins (FIG. 6).

本明細書において下記に詳述するように、組換え体酵素の活性による生成物を、そのような生成物の分析化学を可能にするのに十分な量生成させるために、放射性標識されていないFPP基質を使用する、スケールアップされたin−vitroアッセイを用いた。Cstps1遺伝子をもたない細菌の抽出物を用いて行った対照アッセイと比較して、組換え体Cstps1を産生する細菌の抽出物を用いて行ったアッセイでは、それに特有のセスキテルペンピークが検出された(図7A及び7C)。このピークを質量スペクトロメトリーによって分析し、(1)該ピークの保持時間とバレンセンの保持時間との比較によって(図7A〜B);そして、(2)得られた質量スペクトルと、質量スペクトル内部ライブラリーから得られたバレンセンのスペクトルとの比較、及び本発明のアッセイによって得られたバレンセンのスペクトルとの比較によって(図7D〜F)、バレンセンとして同定した。したがって、バレンセンは、組換え体Cstps1によってFPPから生成された唯一の生成物である。したがって、本発明は、Cstps1によってコードされている酵素がバレンセンシンターゼであることを開示する。   As detailed herein below, it is not radiolabeled to produce products due to the activity of recombinant enzymes sufficient to allow analytical chemistry of such products. A scaled up in-vitro assay using FPP substrate was used. Compared to a control assay performed with an extract of bacteria without the Cstps1 gene, an assay performed with an extract of bacteria producing recombinant Cstps1 detected its unique sesquiterpene peak. (FIGS. 7A and 7C). This peak was analyzed by mass spectrometry, (1) by comparing the retention time of the peak with the retention time of Valensen (FIGS. 7A-B); and (2) the resulting mass spectrum and the mass spectrum internal live It was identified as valencene by comparison with the spectrum of valencene obtained from the rally and by comparison with the spectrum of valencene obtained by the assay of the present invention (FIGS. 7D-F). Valensen is therefore the only product produced from FPP by recombinant Cstps1. Thus, the present invention discloses that the enzyme encoded by Cstps1 is valencene synthase.

バレンセンは、オレンジ/木材/柑橘類として特徴付けられるにおいを発し、柑橘類精油における低濃度ではあるが重要な生成物の1つである。食品産業及び化粧品産業にとって、バレンセンは、それ自体で、そして、支配的なグレープフルーツ/柑橘類芳香を発する物質であるヌートカトンを合成するための基質として関心の深いものである。バレンセンからヌートカトンへの酸素添加は、これらの産業においては単純な化学変換であり、柑橘果実中では、ヒドロキシル化と、それに続く脱水素とを介して起こることが示唆されているが(del Rioら、J. Agric. Food Chem.、1992年、40:1488−1490)、in−plantaにおけるこの経路の直接的証拠は得られていない。バレンシアオレンジでは、果実成熟過程を通して継続的にバレンセンが蓄積し(図8)、一方、グレープフルーツでは、推定上の下流化合物(2−ヒドロキシバレンセン、及びそれに続くヌートカトン:del Rioら、1992年、同上)の出現と同時に蓄積が停止するという観察は、オレンジではバレンセンが最終生成物であり、グレープフルーツでは、そうではないということと一致している。   Valensen emits an odor characterized as orange / wood / citrus and is one of the low but important products in citrus essential oils. For the food and cosmetic industry, Valensen is of interest and as a substrate for synthesizing Nootkaton, a substance that emits the dominant grapefruit / citrus aroma. Oxygenation from Valensen to Nootkaton is a simple chemical transformation in these industries and has been suggested to occur in citrus fruits via hydroxylation followed by dehydrogenation (del Rio et al. J. Agric. Food Chem., 1992, 40: 1488-1490), no direct evidence of this pathway in-planta has been obtained. In Valencia orange, valencene accumulates continuously throughout the fruit ripening process (Figure 8), while in grapefruit, a putative downstream compound (2-hydroxyvalensen and subsequent nootkaton: del Rio et al., 1992, ibid. The observation that accumulation stops upon the appearance of) is consistent with the fact that valencene is the final product in orange and not in grapefruit.

さらに別の態様によれば、本発明は、バレンセンシンターゼをコードするポリヌクレオチド配列を含む植物を提供し、このバレンセンシンターゼは、FPPをバレンセンに変換することができる。   According to yet another aspect, the present invention provides a plant comprising a polynucleotide sequence encoding a valencene synthase, which valencene synthase can convert FPP to valencene.

一実施形態によれば、バレンセンシンターゼをコードするポリヌクレオチド配列が、該植物のゲノム中に安定に組み込まれている。   According to one embodiment, the polynucleotide sequence encoding valencene synthase is stably integrated into the genome of the plant.

別の実施形態によれば、該植物は、バレンセン、ヌートカトン以外のバレンセン代謝産物、及びヌートカトンからなる群から選択された少なくとも1つの化合物を生成する。   According to another embodiment, the plant produces at least one compound selected from the group consisting of valencene, a valencene metabolite other than nootkatone, and nootkatone.

本発明によるバレンセンシンターゼを含むトランスジェニック植物は、例えば、植物での発現に必要な調節エレメントと、選択可能マーカー遺伝子、例えばカナマイシンに対する耐性をコードするkan遺伝子とを含むバレンセンシンターゼをコードするプラスミドを、ヘルパーTiプラスミドを含有するアグロバクテリウム・ツメファシエンス(Agrobacterium tumefaciens)の中に導入することによって得ることができる。この形質転換は、当技術分野で知られている操作法を用いて、例えば、欧州特許第116718号に開示されている通りに行うことができる。   A transgenic plant comprising a valencene synthase according to the present invention comprises, for example, a plasmid encoding a valencene synthase comprising regulatory elements required for expression in the plant and a kan gene encoding a selectable marker gene such as resistance to kanamycin Can be obtained by introducing into Agrobacterium tumefaciens containing the helper Ti plasmid. This transformation can be performed using procedures known in the art, for example as disclosed in EP 116718.

別法では、植物細胞を形質転換するのに任意のタイプのベクターを用いることができ、直接遺伝子導入(例えばマイクロインジェクション又はエレクトロポレーションによる)、花粉媒介形質転換(例えば、欧州特許第270356号、国際公開第085/01856号、及び米国特許第4684611号に記載の通り)、植物RNAウイルス媒介形質転換(例えば欧州特許第067553号及び米国特許第4407956号に記載の通り)、リポソーム媒介形質転換(例えば米国特許第4536475号に記載の通り)、及び同様のものなどの方法を適用する。   Alternatively, any type of vector can be used to transform plant cells, including direct gene transfer (eg, by microinjection or electroporation), pollen-mediated transformation (eg, EP 270356, As described in WO 085/01856, and US Pat. No. 4,684,611), plant RNA virus-mediated transformation (eg as described in EP 067553 and US Pat. No. 4,407,956), liposome-mediated transformation ( For example, as described in US Pat. No. 4,536,475), and the like.

微粒子銃などの他の方法も適当である。主要穀類などの単子葉植物の細胞は、国際特許出願公開第92/09696号に記載の通り、緊密胚形成カルス(compact embryogenic callus)を形成することができる創傷及び/又は酵素分解された緊密胚形成組織、或いは創傷及び/又は分解された未熟胚を用いて形質転換することができる。この結果得られた形質転換植物細胞は、その後、従来の方法で形質転換植物を再生させるのに用いることができる。   Other methods such as a particle gun are also suitable. Monocotyledonous cells, such as major cereals, can form wounds and / or enzymatically degraded tight embryos that can form compact embryogenic callus as described in WO 92/09696. The formed tissue, or wounds and / or degraded immature embryos can be used for transformation. The resulting transformed plant cells can then be used to regenerate transformed plants by conventional methods.

得られた形質転換植物は、同じ特徴を有するさらに多くの形質転換植物を生成するために、或いは、同一植物種若しくは近縁の植物種の他の品種、又はハイブリッド植物にバレンセンシンターゼを導入するために、従来の育種スキームにおいて使用することができる。形質転換植物から得られた種子は、安定したゲノム挿入配列としてバレンセンシンターゼを含有する。形質転換植物から得られたそれらの種子、果実、根、及び他の器官、又はそれらの単離された器官は、安定したゲノム挿入配列として本発明のキメラ遺伝子を含有し、これらも本発明によって包含される。   The resulting transformed plant introduces valencene synthase to produce more transformed plants with the same characteristics, or to other varieties of the same or related plant species, or hybrid plants Can be used in conventional breeding schemes. Seeds obtained from transformed plants contain valencene synthase as a stable genomic insert. Their seeds, fruits, roots, and other organs obtained from the transformed plants, or their isolated organs, contain the chimeric gene of the invention as a stable genomic insert, which are also according to the invention. Is included.

ブドウの花がバレンセンを発することが報告されており、この化合物がセロリ(Apium graveolens)、マンゴー(Mangifera indica)、オリーブ(Olea europea)、そしてサンゴにさえ低量検出されているが、バレンセンは主として柑橘果実に付随している。バレンセンシンターゼをコードする他の遺伝子は、他のいかなる属に由来するものも知られていない。   Although vine flowers have been reported to emit valencene, this compound has been detected in low amounts in celery (Apium graveolens), mango (Mangifera indica), olives (Olea europaea), and even corals, but valencene is primarily Accompanying citrus fruit. Other genes encoding valencene synthase are not known from any other genus.

本発明は、バレンセンシンターゼをコードする遺伝子を初めて開示するものである。この新規のバレンセンシンターゼは、ミカン属の中で進化した可能性が最も高い。本明細書において上述した通り、セスキテルペンシンターゼをコードする他の2つの柑橘類遺伝子は、公表されている他のセスキテルペンシンターゼのいずれよりも、バレンセンシンターゼに対する類似性が高いことが判明した。したがって、他の属に関して以前に指摘されているように、セスキテルペンシンターゼの多様性の多くは、種分化の後に柑橘類で進行したと推測することができる。   The present invention is the first to disclose a gene encoding valencene synthase. This new valencene synthase is most likely evolved among the genus Citrus. As described hereinabove, the other two citrus genes encoding sesquiterpene synthase were found to be more similar to valencene synthase than any of the other published sesquiterpene synthases. Thus, as pointed out previously for other genera, it can be speculated that much of the diversity of sesquiterpene synthases has progressed in citrus after speciation.

さらに別の態様によれば、本発明は、セスキテルペン生合成経路の下流で生成され、本発明の方法によって、産業で使用するために得られたバレンセン及びバレンセン代謝産物を提供する。   According to yet another aspect, the present invention provides valencene and valencene metabolites produced downstream of the sesquiterpene biosynthetic pathway and obtained for industrial use by the methods of the invention.

一実施形態によれば、本発明は、農業、化粧品、及び食品から選択された産業応用における、本発明の方法で得られたバレンセン及び少なくとも1つのバレンセン代謝産物の使用を提供する。   According to one embodiment, the invention provides the use of valencene and at least one valencene metabolite obtained by the method of the invention in an industrial application selected from agriculture, cosmetics and food.

別の実施形態によれば、該少なくとも1つのバレセン代謝産物がヌートカトンである。   According to another embodiment, the at least one balletene metabolite is nootkatone.

本発明の原理は、新規のセスキテルペンシンターゼ、それをコードするポリヌクレオチド、生成する方法、及び使用する方法を開示するものであるが、非限定的な以下の実施例を参照することにより、さらに良く理解されよう。   The principles of the present invention disclose novel sesquiterpene synthases, polynucleotides encoding them, methods of production, and methods of use, but are further illustrated by reference to the following non-limiting examples. It will be well understood.

(植物材料)
シトラス シネンシス(アマダイダイ)・バレンシア栽培品種(Citrus sinensis cv. Valencia)の果実は、Eliezer Goldschmidt教授の提供で、RehovotのHebrew大学農学部果樹園から採取した。生育によるバレンセンの蓄積及び遺伝子発現の分析に用いた果実は、1ヶ月間隔で採取した。フラベド組織を単離して、使用するまで−80℃で凍結した。エチレンに対する反応を測定するのに使用した果実は、収穫の後でエチレン(14μl/l)又は空気で48時間若しくは7日間処理し;フラベド組織を単離して、使用するまで−80℃で凍結した。
(Plant material)
The fruits of the Citrus sinensis cultivar (Citrus sinensis cv. Valencia) were collected from Prof. Eliezer Goldschmidt, from the Hebrew University Agricultural Department Orchard in Rehovot. Fruits used for analysis of valencene accumulation and gene expression due to growth were collected at 1-month intervals. Flaved tissue was isolated and frozen at -80 ° C until use. Fruits used to measure response to ethylene were treated with ethylene (14 μl / l) or air for 48 hours or 7 days after harvest; flavedo tissues were isolated and frozen at −80 ° C. until use .

(RNAの抽出及び分析)
全RNAは、以前に記載されている(Jacob−Wilkら、Plant J.、1999年、20(6):653−61)通りに、オレンジのフラベドから抽出した。RT−PCRに適用するために、PolyAtract(登録商標)mRNA単離システムIII(Promega社、WI、米国)によってポリA RNAを精製した。全RNA(1レーン当たり20μg)を用い、標準的方法(Sambrookら、同上)に従ってノーザン分析を行った。リボソームRNAをローディング参照として用い、エチジウムブロマイド染色によって可視化した。
(RNA extraction and analysis)
Total RNA was extracted from orange flaveds as previously described (Jacob-Wilk et al., Plant J., 1999, 20 (6): 653-61). Poly A RNA was purified by PolyAtract® mRNA isolation system III (Promega, WI, USA) for application to RT-PCR. Northern analysis was performed using total RNA (20 μg per lane) according to standard methods (Sambrook et al., Ibid). Ribosomal RNA was used as a loading reference and visualized by ethidium bromide staining.

ABI Prism 7000配列検出システム及びSyberGreenキット(Applied Biosystems社、Warrington、英国)を、製造業者の指示に従って使用して、定量的PCRを行った。各試料から得た5μgの全RNAを、反応体積20μlで、製造業者の指示に従ってMMLV逆転写酵素(Gibco−BRL社、MD、米国)を使用して逆転写させた。定量的PCR反応液は、最終容積20μlに、10μlのマスター混合物(Applied Biosystems社、Warrington、英国)、3μlのアンプリコンプライマー(2μM)、及び1μlの逆転写反応液(18SリボソームRNA参照遺伝子の場合は、逆転写反応液を10倍に希釈した)から成っていた。 Quantitative PCR was performed using the ABI Prism 7000 sequence detection system and the SyberGreen kit (Applied Biosystems, Warrington, UK) according to the manufacturer's instructions. 5 μg of total RNA from each sample was reverse transcribed using MMLV reverse transcriptase (Gibco-BRL, MD, USA) according to the manufacturer's instructions in a reaction volume of 20 μl. Quantitative PCR reactions were performed in a final volume of 20 μl, 10 μl of master mix (Applied Biosystems, Warrington, UK), 3 μl of amplicon primer (2 μM), and 1 μl of reverse transcription reaction (for 18S ribosomal RNA reference gene) The reverse transcription reaction solution was diluted 10 5 times).

次のプライマーを用いたCstps1のアンプリコンは、150bpから成っていた。

Figure 2007517496

次のプライマーを用いた18SリボソームRNA参照遺伝子のアンプリコンは、150bpから成っていた。
Figure 2007517496
The Cstps1 amplicon using the following primers consisted of 150 bp.
Figure 2007517496

The amplicon of the 18S ribosomal RNA reference gene using the following primers consisted of 150 bp.
Figure 2007517496

各試料をトリプリケートで分析し、結果は正規化された平均及び標準偏差を表す。   Each sample was analyzed in triplicate and the results represent the normalized mean and standard deviation.

(実施例1:cDNA Cstps1の単離)
バレンシア(商標)オレンジのフラベドから得たポリA RNA(500ng)を、Superscript(商標)II逆転写酵素(BRL Life Technologies社、英国)と、10ピコモルの改変オリゴ−(dT)プライマー(5’CGGCTAGCATGCTTTTTTTTTTTTTTT、配列番号10)とを用いて逆転写した。様々なモノテルペンシンターゼ及びセスキテルペンシンターゼで保存されている配列エレメントに一致する2種類の縮重プライマーを用いてPCRを行った。

Figure 2007517496
(Example 1: Isolation of cDNA Cstps1)
PolyA RNA (500 ng) obtained from Valencia ™ orange flavedo was synthesized using Superscript ™ II reverse transcriptase (BRL Life Technologies, UK) and 10 pmoles of modified oligo- (dT) primer (5′CGGCTAGCATGCCTTTTTTTTT , SEQ ID NO: 10). PCR was performed using two degenerate primers that matched sequence elements conserved in various monoterpene and sesquiterpene synthases.
Figure 2007517496

予測されている110bpのバンドを増大させる条件を検討して、決定し(94℃で20秒間;44℃で20秒間;72℃で20秒間を40増幅サイクル)、このバンドを精製して、pGEM−Tプラスミド(Promega社、WI、米国)にクローニングした。配列中のテルペンシンターゼ内部保存エレメントの存在に基づいて、適切なクローンを選択した。   The conditions for increasing the expected 110 bp band were examined and determined (94 ° C. for 20 seconds; 44 ° C. for 20 seconds; 72 ° C. for 20 seconds for 40 amplification cycles), and this band was purified to pGEM -Cloned into T plasmid (Promega, WI, USA). Appropriate clones were selected based on the presence of terpene synthase internal conserved elements in the sequence.

5’及び3’のRACE法(cDNA末端の迅速増幅(rapid amplification of cDNA ends))によって完全なcDNAを単離するために、1つのクローンを選択した。このクローンから得た配列情報を用いて、各方向でのRACEあたり1つ、すなわち、2つの遺伝子特異的プライマーを設計した。

Figure 2007517496
One clone was selected to isolate complete cDNA by 5 'and 3' RACE methods (rapid amplification of cDNA ends). Using the sequence information obtained from this clone, one gene-specific primer per RACE in each direction was designed.
Figure 2007517496

ほとんど熟しているバレンシアオレンジのフラベドのcDNAライブラリーから抽出されたDNAを用い、遺伝子特異的プライマー1つ(上述)と、ユニバーサルプライマー1つ(5’RACE用にはT3、そして3’RACE用にはT7)とを使用して、cDNAの5’セグメント及び3’セグメントの増幅を行った(Jacob−Wilkら、同上)。完全長のcDNAは、Cstps1と名付けられ、図1に記載の通り1647ヌクレオチドを含む。   Using DNA extracted from an almost ripe Valencia orange flaved cDNA library, one gene-specific primer (described above), one universal primer (T3 for 5'RACE, and 3'RACE And T7) were used to amplify the 5 ′ and 3 ′ segments of the cDNA (Jacob-Wilk et al., Ibid). The full length cDNA is named Cstps1 and contains 1647 nucleotides as described in FIG.

(実施例2:大腸菌における組換え体Cstps1のクローニング)
Cstps1のリーディングフレーム全体を、EXTAQ(商標)ポリメラーゼ(タカラバイオ株式会社、日本)を使用したPCRによってcDNAライブラリーから増幅し、適切な制限部位で消化し、発現ベクターpTYB2(New England Biolabs社、MA、米国)及びpRSET(Invitrogen社、オランダ)にクローニングした。pTYB2のNdeI及びSmaI制限部位にクローニングするのに、次のプライマーを用いてPCR増幅を行った。

Figure 2007517496
(Example 2: Cloning of recombinant Cstps1 in E. coli)
The entire Cstps1 reading frame was amplified from the cDNA library by PCR using EXTAQ ™ polymerase (Takara Bio Inc., Japan), digested with the appropriate restriction sites, and the expression vector pTYB2 (New England Biolabs, MA , USA) and pRSET (Invitrogen, The Netherlands). PCR cloning was performed using the following primers to clone into the NdeI and SmaI restriction sites of pTYB2.
Figure 2007517496

pRSETのNheI及びSalI制限部位にクローニングするのに、次のプライマーを用いてPCR増幅を行った。

Figure 2007517496
PCR cloning was performed using the following primers to clone into the NheI and SalI restriction sites of pRSET.
Figure 2007517496

pTYB2コンストラクトは、大腸菌(E.coli)ER2566(New England Biolabs社、MA、米国)中で、製造会社の指示に従って、誘導の後6時間、25℃で発現させた。pRSETコンストラクトは、大腸菌(E.coli)BL21(DE3)LysE(Invitrogen社、オランダ)中で、製造会社の指示に従って、誘導の後6時間、25℃で発現させた。細菌細胞を試料緩衝液中で溶菌し、SDS−PAGE(Laemmli、Nature、1970年、227(259):680−5)に供するか、或いは凍結させて、使用するまで−20℃で保存した。   The pTYB2 construct was expressed in E. coli ER2566 (New England Biolabs, MA, USA) at 25 ° C. for 6 hours after induction according to the manufacturer's instructions. The pRSET construct was expressed in E. coli BL21 (DE3) LysE (Invitrogen, The Netherlands) at 25 ° C. for 6 hours after induction according to the manufacturer's instructions. Bacterial cells were lysed in sample buffer and subjected to SDS-PAGE (Laemmli, Nature, 1970, 227 (259): 680-5) or frozen and stored at −20 ° C. until use.

(実施例3:Cstps1活性によって生じた生成物の同定及び分析)
(細菌の増殖及びCstsp1発現のための誘導)
組換え体BL21(D3)pLysS細菌を、50μg/mlアンピシリン及び34μg/mlクロラムフェニコールを含有するLB寒天上にプレーティングした。組換え体細菌は、空のプラスミド(対照)、若しくはCstsp1遺伝子(アッセイ)を含むプラスミドのいずれかを含有していた。個々のコロニーを、50μg/mlアンピシリンを含有する2mlのLB液体培地中で終夜、培養し、開始培養物として用いた。500μlの細菌細胞懸濁液を、アンピシリンを含有する50mlのLB液体培地中に移し、OD600が0.6に達するまで振盪(200rpm)させながら37℃で培養した。そして、IPTGを最終濃度0.3mMになるように添加し、この培養物をさらに5時間、室温で生育した。2mlポリプロピレンチューブに、1.5mlアリコートを移した。4℃、20000gで10分間、遠心することによって、細胞を採取し、使用するまで−20℃に凍結させた。
Example 3: Identification and analysis of products produced by Cstps1 activity
(Induction for bacterial growth and Cstsp1 expression)
Recombinant BL21 (D3) pLysS bacteria were plated on LB agar containing 50 μg / ml ampicillin and 34 μg / ml chloramphenicol. The recombinant bacteria contained either an empty plasmid (control) or a plasmid containing the Cstsp1 gene (assay). Individual colonies were cultured overnight in 2 ml LB liquid medium containing 50 μg / ml ampicillin and used as starting cultures. 500 μl of bacterial cell suspension was transferred into 50 ml LB liquid medium containing ampicillin and cultured at 37 ° C. with shaking (200 rpm) until OD 600 reached 0.6. IPTG was then added to a final concentration of 0.3 mM and the culture was grown for an additional 5 hours at room temperature. A 1.5 ml aliquot was transferred to a 2 ml polypropylene tube. Cells were harvested by centrifugation at 20000 g for 10 minutes at 4 ° C. and frozen at −20 ° C. until use.

(細菌溶菌物の調製)
個々の細菌ペレットを、10%v/vグリセロール、10mM DTT、及び5mMメタ重亜硫酸ナトリウムを含有する50mMビス−トリス緩衝液pH6.9(反応緩衝液)、500μlに懸濁した。10μg/mlニワトリ卵白塩化リゾチーム(グレードVI、Sigma社、60000u/mgタンパク質)を添加した。試料を激しく撹拌し、氷水(4℃)中で、15分間、インキュベートした。細胞を溶解させた後、懸濁液を遠心した(4℃、20000gで10分間)。酵素活性の特性分析は、新鮮な上清を用いて、遺伝子生成物を検査することによって行った。
(Preparation of bacterial lysate)
Individual bacterial pellets were suspended in 500 μl of 50 mM bis-Tris buffer pH 6.9 (reaction buffer) containing 10% v / v glycerol, 10 mM DTT, and 5 mM sodium metabisulfite. 10 μg / ml chicken egg white lysozyme chloride (grade VI, Sigma, 60000 u / mg protein) was added. Samples were stirred vigorously and incubated in ice water (4 ° C.) for 15 minutes. After cell lysis, the suspension was centrifuged (4 ° C., 20000 g for 10 minutes). Enzymatic activity characterization was performed by examining the gene product using fresh supernatant.

(放射性(マイクロ)アッセイ)
組換え体酵素を含有する溶解物のアリコート(10から40μl)を、10mM MgCl、及びセスキテルペンシンターゼ活性試験用のH−FPP(比活性20.5Ci/mmole、Sigma社)又はモノテルペンシンターゼ活性試験用のH−GPP(比活性15Ci/mmole、ARC社)のいずれか0.015μCiと混合し、反応緩衝液で全容積を100μlとした。この反応液に1mlのヘキサンを上層し、短時間ボルテックスし、遠心して、その後、30℃で1から2時間インキュベートした。その後、試料をボルテックスし、遠心し、そして、上層のヘキサン850μlを、10から50mgのSilica Gel 60(Merck社、Darmstaad、独国)を含有する新しいチューブに移した。これらのチューブをボルテックスして、室温、10000gで、1分間、遠心し、600μlを、3mlのシンチレーション液[2,5フェニルオキサゾール(PPO、4g/l)、2,2−p−フェニレン−ビス5−フェニルオキサゾール(POPOP、0.05g/l)、及び30%(v/v)トリトンを含むトルエン]を含有している5mlシンチレーションチューブに移した。放射活性は液体シンチレーションカウンター(Kontron社製モデル810)を用いて定量化した。酵素活性は、基質の比活性に基づき、シンチレーション機械の計数効率に関する適切な修正係数を用いて計算した(Shalitら、J Agric Food Chem.、2001年、49(2):794−9)。Cstps1遺伝子を発現する組換え体細菌から得られた溶解物は、FDPをヘキサン可溶性の生成物に変換することが判明し、この生成物は、使用された実験条件下ではシリカゲルに結合しなかった(図2)。Cstps1挿入配列をもたない発現プラスミドを保持する細菌から得られた対照溶解物からは、そのような生成物が得られなかった。この結果は、放射性標識されたFPPが、推定上のセスキテルペンオレフィンに変換されることを示した。
(Radioactive (micro) assay)
Aliquots (10-40 μl) of lysates containing recombinant enzyme were prepared with 10 mM MgCl 2 and 3 H-FPP (specific activity 20.5 Ci / mmole, Sigma) or monoterpene synthase for sesquiterpene synthase activity test The mixture was mixed with 0.015 μCi of 3 H-GPP (specific activity 15 Ci / mmole, ARC) for activity test, and the total volume was made 100 μl with the reaction buffer. The reaction was overlaid with 1 ml of hexane, vortexed briefly, centrifuged, and then incubated at 30 ° C. for 1-2 hours. The sample was then vortexed, centrifuged, and 850 μl of the upper hexane was transferred to a new tube containing 10-50 mg of Silica Gel 60 (Merck, Darmstadt, Germany). Vortex these tubes, centrifuge at 10000 g for 1 minute at room temperature, and 600 μl of 3 ml scintillation fluid [2,5 phenyloxazole (PPO, 4 g / l), 2,2-p-phenylene-bis-5 -Toluene containing phenyloxazole (POPOP, 0.05 g / l) and 30% (v / v) Triton] was transferred to a 5 ml scintillation tube. Radioactivity was quantified using a liquid scintillation counter (Kontron model 810). Enzyme activity was calculated based on the specific activity of the substrate, using an appropriate correction factor for the scintillation machine counting efficiency (Shalit et al., J Agric Food Chem., 2001, 49 (2): 794-9). Lysates obtained from recombinant bacteria expressing the Cstps1 gene were found to convert FDP to a hexane soluble product, which did not bind to silica gel under the experimental conditions used. (FIG. 2). No such product was obtained from control lysates obtained from bacteria carrying expression plasmids without the Cstps1 insert. This result indicated that radiolabeled FPP was converted to a putative sesquiterpene olefin.

(Cstsp1活性による生成物のスケールアップ生成)
放射性アッセイを、アルミホイルでふたをしたガラス管内でスケールアップさせた。1μMの非放射性ファルネル二リン酸(Sigma社、MO、米国)、10mM MgCl、及び400μlの細菌溶菌物を全容積2mlの反応緩衝液中に混合し、2mlのヘキサンを上層し、30℃で終夜、インキュベートした。各チューブを振盪させ、2mlのヘキサンで繰り返し抽出する(3から5回)。in vitroで生成されたセスキテルペンを含有するヘキサン層をプールし、シリカゲルで満たした短いパスツールピペットを通過させ、硫酸ナトリウムで乾燥させて、Turbo Vac II(Zymark社、MA、米国))で、最終容積400μlに濃縮した。
(Product scale-up by Cstsp1 activity)
Radioactivity assays were scaled up in glass tubes capped with aluminum foil. 1 μM non-radioactive farnel diphosphate (Sigma, MO, USA), 10 mM MgCl 2 , and 400 μl of bacterial lysate were mixed in a total volume of 2 ml of reaction buffer, 2 ml of hexane was overlaid at 30 ° C. Incubated overnight. Shake each tube and extract repeatedly with 3 ml of hexane (3-5 times). In vitro generated hexane layers containing sesquiterpenes are pooled, passed through a short Pasteur pipette filled with silica gel, dried over sodium sulfate and Turbo Vac II (Zymark, MA, USA)) Concentrated to a final volume of 400 μl.

GC‐MS分析:上記の通りに得られた揮発性化合物を、HP−5(30m X 0.25mm)溶融シリカ毛細管カラムを備えたHP−GCD装置で分析した。展開ガスとしてヘリウム(1ml/分)を用いた。注入器の温度は250℃であり、スプリットレス注入に設定した。オーブンを70℃、2分間に設定し、温度を4℃/分の割合で200℃まで高め、6分間の保持を設定した。検出器の温度は280℃であった。質量範囲は、70eVの電子エネルギーで45から450m/zまで記録した。バレンセンの同定は、質量スペクトルの比較、並びに、柑橘類試料(トマトに関して、Lewinsohnら、Plant Physiol.、2001年、127:1256−1265に記載されている通りに抽出した)で知られているバレンセンの保持時間データ、及びバレンセン(Frutarom、イスラエル)のデータとの比較によって、そしてワイリーGC‐MSライブラリーデータベースに保存されているデータを補足して行う。図7に示す通り、組換え体細菌の溶菌物から得られた抽出物では、1つのピークのみが観測されており、生成された、ヘキサン可溶性かつ検出可能な生成物はただ1つであったことを示す。このピークを、市販されている精製バレンセンで得られたピークと比較し、さらに、ライブラリーデータベースと比較したところ、Cstps1活性による生成物は、バレンセンであると同定された。したがって、本発明のCstps1ポリペプチドをバレンセンシンターゼと名付けた。   GC-MS analysis: The volatile compounds obtained as described above were analyzed on a HP-GCD apparatus equipped with a HP-5 (30 m x 0.25 mm) fused silica capillary column. Helium (1 ml / min) was used as the developing gas. The injector temperature was 250 ° C. and was set to splitless injection. The oven was set at 70 ° C. for 2 minutes, the temperature was increased to 200 ° C. at a rate of 4 ° C./min, and a 6 minute hold was set. The temperature of the detector was 280 ° C. The mass range was recorded from 45 to 450 m / z with 70 eV electron energy. The identification of valencene is known from the comparison of mass spectra as well as from citrus samples (for tomatoes, extracted as described in Lewinsohn et al., Plant Physiol., 2001, 127: 1256-1265). This is done by comparison with retention time data and data from Valensen (Frutarom, Israel) and supplementing the data stored in the Wiley GC-MS library database. As shown in FIG. 7, in the extract obtained from the lysate of the recombinant bacteria, only one peak was observed, and only one hexane-soluble and detectable product was produced. It shows that. When this peak was compared with the peak obtained with commercially available purified valencene and further compared with the library database, the product due to Cstps1 activity was identified as valencene. Therefore, the Cstps1 polypeptide of the present invention was named valencene synthase.

(実施例4:配列分析及び進化系統樹ソフトウェアツール)
一般的な配列データ操作及び相同性検索は、CuraTools(商標)を組み込んだ生命情報学ツール(Curagen社、CT、米国)を用いて行った。輸送ペプチド分析は、Target P(Emanuelssonら、2000年、同上)によって行った。進化系統樹は、以下のソフトウェア、すなわち、BioEdit(商標)(Hall、1999年、同上)及びTreeview(Page、同上)を用いて得た。使用した配列のアクセッション番号は次の通りである。

Figure 2007517496

図3に提示する通り、柑橘類セスキテルペンシンターゼ(進化系統樹における番号10、11、及び12)は、既知の被子植物セスキテルペンシンターゼにおける明確なサブグループを形成する。進化系統樹を得るには、アライメント及び進化系統樹プログラムである、BioEdit(Hall、1999年、同上)及びTreeView(Page、同上)を用いた。 (Example 4: Sequence analysis and evolutionary tree software tool)
General sequence data manipulation and homology searches were performed using a bioinformatics tool (Curagen, CT, USA) incorporating CuraTools ™. Transport peptide analysis was performed by Target P (Emanuelsson et al., 2000, ibid). Evolutionary phylogenetic trees were obtained using the following software: BioEdit ™ (Hall, 1999, ibid) and Treeview (Page, ibid). The accession numbers of the sequences used are as follows.
Figure 2007517496

As presented in FIG. 3, citrus sesquiterpene synthases (numbers 10, 11, and 12 in the evolutionary tree) form a distinct subgroup of known angiosperm sesquiterpene synthases. To obtain an evolutionary phylogenetic tree, alignment and evolutionary phylogenetic programs, BioEdit (Hall, 1999, ibid) and TreeView (Page, ibid) were used.

(実施例5:Cstps1遺伝子を用いたカボチャでのバレンセン生成)
柑橘類バレンセンシンターゼをコードするcDNA Cstps1(Sharon−Asaら、同上)を、ZYMVベースのウイルス発現ベクターに、ウイルスのポリプロテイン配列とインフレームになるようにクローニングした。カボチャの子葉を感染させるのに、挿入配列無し(AG)、又はCstps1挿入配列を含有する(AG−Cstps1)ウイルスベクターを用いた。典型的な感染症候の外見と、ELISA分析による確認とに従って、ウイルスベクターに感染した植物の葉(各植物の3番目、4番目、及び5番目の本葉)の採取を、感染後、約18日目に行った。対応する年齢の野生型植物の葉を採取した。他の植物組織(Sharon−Asaら、同上)に関する以前の記載に従って、すべての葉から揮発性物質を抽出し、GC‐MSを用いてバレンセンの存在を分析した。
(Example 5: Valencene production in pumpkin using Cstps1 gene)
CDNA Cstps1 (Sharon-Asa et al., Supra) encoding citrus valencene synthase was cloned into a ZYMV-based viral expression vector in frame with the viral polyprotein sequence. Virus vectors containing no insert sequence (AG) or containing the Cstps1 insert sequence (AG-Cstps1) were used to infect pumpkin cotyledons. According to the appearance of typical infectious symptoms and confirmation by ELISA analysis, the harvest of leaves of plants infected with the viral vector (the third, fourth and fifth true leaves of each plant) is approximately 18 post infection. I went on the day. Corresponding age wild-type plant leaves were collected. Volatile material was extracted from all leaves and analyzed for the presence of valencene using GC-MS as previously described for other plant tissues (Sharon-Asa et al., Ibid.).

感染していないカボチャ植物、及び「空」のウイルスベクターに感染した植物(AG)は、セスキテルペンであるバレンセンを蓄積しなかった。バレンセンは柑橘類では一般的であるが、カボチャ属(cucurbits)では全く記録されていない。柑橘類バレンセンシンターゼ(AG−Cstps1)を含有するウイルスベクターに感染した植物類のみが、セスキテルペンであるバレンセンを蓄積することが判明した(表1)。

Figure 2007517496
Uninfected pumpkin plants and plants infected with the “empty” viral vector (AG) did not accumulate the sesquiterpene valencene. Valensen is common in citrus but is not recorded at all in cucurbits. Only plants infected with a viral vector containing citrus valencene synthase (AG-Cstps1) were found to accumulate valencene, a sesquiterpene (Table 1).
Figure 2007517496

特定の実施形態に関する以上の記述は、本発明の一般的な性質をかくも完全に明らかにするであろうから、他の者も、現在の知識を適用することによって、過度の実験をせずに、また、一般的な概念から逸脱せずに、そのような特定の実施形態を容易に改変し、かつ/又は様々な適用に適応させることができ、したがって、そのような適応及び改変は、開示された実施形態の等価物の意味及び範囲の中にあると理解されるべきであり、また、そのように意図されている。本明細書に使用された術語又は用語は、限定ではなく、説明を目的としたものであることが理解されよう。開示された様々な化学構造及び機能を実施する方法、物質、及びステップは、本発明から逸脱せずに、様々な代替形態をとることができる。   Since the above description of specific embodiments will fully reveal the general nature of the invention, others will not have to experiment without undue experimentation by applying current knowledge. In addition, and without departing from the general concept, such specific embodiments can be easily modified and / or adapted to various applications, and thus such adaptations and modifications are It is to be understood and intended to be within the meaning and scope of the equivalents of the disclosed embodiments. It will be understood that the terminology or terminology used herein is for the purpose of description and not limitation. The methods, materials, and steps for carrying out the various disclosed chemical structures and functions can take a variety of alternative forms without departing from the invention.

Cstps1のヌクレオチド配列、すなわち配列番号1を示す図である。It is a figure which shows the nucleotide sequence of Cstps1, ie, sequence number 1. セスキテルペンシンターゼCstps1(配列番号1)と、タバコ種(Nicotiana tabacum)から得られたセスキテルペンシンターゼであるエピ−アリストロケンシンターゼ(配列番号4、アクセッション番号AAG17667)及びワタ(Gossypium arboreum)から得られたカジネンシンターゼ(配列番号5、アクセッション番号CAA77191)とのアミノ酸アライメントを示す図である。Obtained from sesquiterpene synthase Cstps1 (SEQ ID NO: 1) and epi-alistroken synthase (SEQ ID NO: 4, accession number AAG17667) and cotton (Gossypium arborium), which are sesquiterpene synthases obtained from tobacco species (Nicotiana tabacum) It is a figure which shows the amino acid alignment with the kadinene synthase (sequence number 5, accession number CAA77191). テルペンシンターゼの系統マップにおけるバレンセンシンターゼの位置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the position of the valencene synthase in the system | strain map of terpene synthase. 2003年のシーズン中(A)又は2001年のシーズン中(B)に1ヶ月間隔で収穫された果実における、果実成熟中のバレンシア商標オレンジフラベドでのCstps1の系時発現を示す図である。FIG. 3 shows the systemic expression of Cstps1 in Valencia orange flavedo during fruit ripening in fruits harvested at monthly intervals during the 2003 season (A) or during the 2001 season (B). 7日間(A)又は48時間のエチレン処置に続く、柑橘類フラベドにおけるCstps1発現及びバレンセンの蓄積に対するエチレンの効果を示す図である。FIG. 7 shows the effect of ethylene on Cstps1 expression and valencene accumulation in citrus flavedes following 7 days (A) or 48 hours of ethylene treatment. 組換え体Cstps1の活性アッセイを、1時間の反応時間当たりのpmole生成物として示す図である。FIG. 2 shows the activity assay of recombinant Cstps1 as pmole product per hour reaction time. 組換え体Cstps1セスキテルペン生成物のGC‐MS識別を示す図である。(A)バレンセンのクロマトグラム;(B)組換え体Cstps1を発現する細菌の溶菌物を用いたアッセイから得られた生成物のクロマトグラム;(C)対照プラスミドpTYBを保持する細菌の溶菌物を用いたアッセイから得られた生成物のクロマトグラム;(D)バレンセンの単一イオンクロマトグラム(m/z=107);(E)組換え体Cstps1を発現する溶菌物から得られた生成物の単一イオンクロマトグラム(m/z=107);(F)バレンセンの単一イオンクロマトグラムプロフィール(Wiley GC‐MSライブラリーデータベース)。FIG. 5 shows GC-MS identification of recombinant Cstps1 sesquiterpene product. (A) Valensen chromatogram; (B) Chromatogram of product obtained from assay using bacterial lysate expressing recombinant Cstps1; (C) Bacterial lysate carrying control plasmid pTYB. Chromatogram of the product obtained from the assay used; (D) Single ion chromatogram of Valensen (m / z = 107); (E) of the product obtained from the lysate expressing recombinant Cstps1. Single ion chromatogram (m / z = 107); (F) Single ion chromatogram profile of Valensen (Wiley GC-MS library database). 柑橘類果実発育中におけるバレンセンの蓄積を示す図である。It is a figure which shows accumulation | storage of valencene during citrus fruit growth.

Claims (67)

バレンセンシンターゼをコードする核酸配列を含む単離されたポリヌクレオチドであって、前記バレンセンシンターゼがファルネシルピロリン酸をバレンセンに変換できる、単離されたポリヌクレオチド。   An isolated polynucleotide comprising a nucleic acid sequence encoding valencene synthase, wherein the valencene synthase can convert farnesyl pyrophosphate to valencene. バレンセンシンターゼが柑橘類植物種由来である、請求項1に記載の単離されたポリヌクレオチド。   2. The isolated polynucleotide of claim 1, wherein the valencene synthase is derived from a citrus plant species. バレンセンシンターゼがオレンジ由来である、請求項2に記載の単離されたポリヌクレオチド。   The isolated polynucleotide of claim 2, wherein the valencene synthase is derived from orange. 配列番号1又はその相補鎖に対して少なくとも80%の相同性を有する核酸を含む、請求項1に記載の単離されたポリヌクレオチド。   2. The isolated polynucleotide of claim 1 comprising a nucleic acid having at least 80% homology to SEQ ID NO: 1 or its complementary strand. 配列番号1又はその相補鎖に対して少なくとも90%の相同性を有する核酸を含む、請求項4に記載の単離されたポリヌクレオチド。   5. The isolated polynucleotide of claim 4, comprising a nucleic acid having at least 90% homology to SEQ ID NO: 1 or its complementary strand. (a)配列番号2に対して少なくとも70%の相同性;及び(b)少なくとも1つの、連続したアミノ酸の配列番号3に記載のコンセンサスモチーフを有するアミノ酸配列を含むバレンセンシンターゼをコードする核酸を含む、請求項1に記載の単離されたポリヌクレオチド。   A nucleic acid encoding a valencene synthase comprising (a) at least 70% homology to SEQ ID NO: 2; and (b) at least one amino acid sequence having the consensus motif of SEQ ID NO: 3 in consecutive amino acids. The isolated polynucleotide of claim 1, comprising: 配列番号2に対して少なくとも80%の相同性を有するアミノ酸配列を含むバレンセンシンターゼをコードする核酸を含む、請求項1に記載の単離されたポリヌクレオチド。   2. The isolated polynucleotide of claim 1 comprising a nucleic acid encoding a valencene synthase comprising an amino acid sequence having at least 80% homology to SEQ ID NO: 2. 配列番号2に対して少なくとも90%の相同性を有するアミノ酸配列を含むバレンセンシンターゼをコードする核酸を含む、請求項7に記載の単離されたポリヌクレオチド。   8. The isolated polynucleotide of claim 7, comprising a nucleic acid encoding a valencene synthase comprising an amino acid sequence having at least 90% homology to SEQ ID NO: 2. 請求項1から8までのいずれか一項に記載のポリヌクレオチドにハイブリッド形成することができる核酸を含む単離されたポリヌクレオチド。   9. An isolated polynucleotide comprising a nucleic acid capable of hybridizing to the polynucleotide of any one of claims 1-8. バレンセンシンターゼの活性を有するアミノ酸配列を含む単離されたポリペプチドであって、前記活性が、ファルネシルピロリン酸をバレンセンに変換できることを特徴とする、単離されたポリペプチド。   An isolated polypeptide comprising an amino acid sequence having the activity of valencene synthase, wherein said activity is capable of converting farnesyl pyrophosphate to valencene. バレンセンシンターゼが柑橘類植物種由来である、請求項10に記載の単離されたポリペプチド。   11. The isolated polypeptide of claim 10, wherein the valencene synthase is derived from a citrus plant species. バレンセンシンターゼがオレンジ由来である、請求項11に記載の単離されたポリペプチド。   12. The isolated polypeptide of claim 11, wherein the valencene synthase is derived from orange. (a)配列番号2に対して少なくとも70%の同一性;及び(b)少なくとも1つの、連続したアミノ酸配列の配列番号3に記載のコンセンサスモチーフを有するアミノ酸配列を含む、請求項10に記載の単離されたポリペプチド。   11. The amino acid sequence of claim 10, comprising (a) at least 70% identity to SEQ ID NO: 2; and (b) at least one contiguous motif of consensus motifs as set forth in SEQ ID NO: 3 of consecutive amino acid sequences. Isolated polypeptide. 配列番号2、並びにその断片、誘導体、及び類似体に対して少なくとも80%の同一性を有するアミノ酸配列を含む、請求項10に記載の単離されたポリペプチド。   11. The isolated polypeptide of claim 10, comprising an amino acid sequence having at least 80% identity to SEQ ID NO: 2, and fragments, derivatives, and analogs thereof. 配列番号2、並びにその断片、誘導体、及び類似体に対して少なくとも90%の同一性を有するアミノ酸配列を含む、請求項14に記載の単離されたポリペプチド。   15. The isolated polypeptide of claim 14, comprising an amino acid sequence having at least 90% identity to SEQ ID NO: 2, and fragments, derivatives, and analogs thereof. バレンセンシンターゼをコードする核酸配列を含む発現ベクターであって、前記バレンセンシンターゼがファルネシルピロリン酸をバレンセンに変換できる発現ベクター。   An expression vector comprising a nucleic acid sequence encoding valencene synthase, wherein the valencene synthase can convert farnesyl pyrophosphate into valencene. バレンセンシンターゼが柑橘類植物種由来である、請求項16に記載の発現ベクター。   The expression vector according to claim 16, wherein the valencene synthase is derived from a citrus plant species. バレンセンシンターゼがオレンジ由来である、請求項17に記載の単離されたポリヌクレオチド。   18. The isolated polynucleotide of claim 17, wherein the valencene synthase is derived from orange. 前記核酸配列が配列番号1又はその相補鎖に対して少なくとも80%の相同性を有する、請求項16に記載の発現ベクター。   The expression vector according to claim 16, wherein the nucleic acid sequence has at least 80% homology to SEQ ID NO: 1 or its complementary strand. 前記核酸配列が配列番号1又はその相補鎖に対して少なくとも90%の相同性を有する、請求項19に記載の発現ベクター。   20. The expression vector of claim 19, wherein the nucleic acid sequence has at least 90% homology to SEQ ID NO: 1 or its complementary strand. 前記核酸配列が、(a)配列番号2に対して少なくとも70%の相同性;及び(b)少なくとも1つの、連続したアミノ酸の配列番号3に記載のコンセンサスモチーフを有するアミノ酸配列を含むバレンセンシンターゼをコードする、請求項16に記載の発現ベクター。   Valensen synthase, wherein the nucleic acid sequence comprises (a) at least 70% homology to SEQ ID NO: 2; and (b) at least one amino acid sequence having the consensus motif of SEQ ID NO: 3 of consecutive amino acids The expression vector according to claim 16, which encodes. 前記核酸配列が、配列番号2に対して少なくとも80%の相同性を有するアミノ酸配列を含むバレンセンシンターゼをコードする、請求項16に記載の発現ベクター。   The expression vector according to claim 16, wherein the nucleic acid sequence encodes a valencene synthase comprising an amino acid sequence having at least 80% homology to SEQ ID NO: 2. 配列番号2に対して少なくとも90%の相同性を有するアミノ酸配列を含むバレンセンシンターゼをコードする核酸を含む、請求項22に記載の発現ベクター。   23. The expression vector of claim 22, comprising a nucleic acid encoding a valencene synthase comprising an amino acid sequence having at least 90% homology to SEQ ID NO: 2. プラスミド又はウイルスから選択された、請求項16から23までのいずれか一項に記載の発現ベクター。   24. An expression vector according to any one of claims 16 to 23, selected from a plasmid or a virus. バレンセンシンターゼをコードするポリヌクレオチドに作用可能に連結したプロモーター、選択マーカー、シグナル配列、複製開始点、エンハンサー、及び転写終結配列からなる群から選択された少なくとも1つのエレメントをさらに含む、請求項16から23までのいずれか一項に記載の発現ベクター。   17. The method further comprises at least one element selected from the group consisting of a promoter operably linked to a polynucleotide encoding valencene synthase, a selectable marker, a signal sequence, a replication origin, an enhancer, and a transcription termination sequence. 24. The expression vector according to any one of items 1 to 23. 発現ベクターを含む宿主細胞であって、前記発現ベクターがファルネシルピロリン酸をバレンセンに変換できるバレンセンシンターゼをコードする核酸配列を含む、宿主細胞。   A host cell comprising an expression vector, wherein the expression vector comprises a nucleic acid sequence encoding a valencene synthase capable of converting farnesyl pyrophosphate to valencene. バレンセンシンターゼが柑橘類植物種由来である、請求項26に記載の宿主細胞。   27. The host cell according to claim 26, wherein the valencene synthase is derived from a citrus plant species. バレンセンシンターゼがオレンジ由来である、請求項27に記載の宿主細胞。   28. The host cell according to claim 27, wherein the valencene synthase is derived from orange. 前記核酸配列が配列番号1又はその相補鎖に対して少なくとも80%の相同性を有する、請求項26に記載の宿主細胞。   27. The host cell of claim 26, wherein the nucleic acid sequence has at least 80% homology to SEQ ID NO: 1 or its complementary strand. 前記核酸配列が配列番号1又はその相補鎖に対して少なくとも90%の相同性を有する、請求項29に記載の宿主細胞。   30. The host cell of claim 29, wherein the nucleic acid sequence has at least 90% homology to SEQ ID NO: 1 or its complementary strand. 前記核酸配列が、(a)配列番号2に対して少なくとも70%の相同性;及び(b)少なくとも1つの、連続したアミノ酸の配列番号3に記載のコンセンサスモチーフを有するアミノ酸配列を含むバレンセンシンターゼをコードする、請求項26に記載の宿主細胞。   Valensen synthase, wherein the nucleic acid sequence comprises (a) at least 70% homology to SEQ ID NO: 2; and (b) at least one amino acid sequence having the consensus motif of SEQ ID NO: 3 of consecutive amino acids 27. A host cell according to claim 26 which encodes. 前記核酸配列が、配列番号2に対して少なくとも80%の相同性を有するアミノ酸配列を含むバレンセンシンターゼをコードする、請求項26に記載の宿主細胞。   27. The host cell of claim 26, wherein the nucleic acid sequence encodes a valencene synthase comprising an amino acid sequence having at least 80% homology to SEQ ID NO: 2. 配列番号2に対して少なくとも90%の相同性を有するアミノ酸配列を含むバレンセンシンターゼをコードする核酸を含む、請求項32に記載の宿主細胞。   35. The host cell of claim 32, comprising a nucleic acid encoding a valencene synthase comprising an amino acid sequence having at least 90% homology to SEQ ID NO: 2. 原核細胞又は真核細胞である、請求項26から33までのいずれか一項に記載の宿主細胞。   The host cell according to any one of claims 26 to 33, which is a prokaryotic cell or a eukaryotic cell. バレンセン、ヌートカトン以外のバレンセン代謝産物、及びヌートカトンからなる群から選択される少なくとも1つの化合物を生成する、請求項34に記載の宿主細胞。   35. The host cell of claim 34, which produces at least one compound selected from the group consisting of valencene, a valencene metabolite other than nootkatone, and nootkatone. 細菌細胞である、請求項35に記載の宿主細胞。   36. The host cell of claim 35, which is a bacterial cell. 大腸菌(E.Coli)である、請求項36に記載の宿主細胞。   37. The host cell according to claim 36, which is E. coli. 原核細胞であり、バレンセンシンターゼをコードする核酸配列が、前記細胞のゲノム中に安定に組み込まれている、請求項34に記載の宿主細胞。   35. The host cell according to claim 34, wherein the host cell is a prokaryotic cell and the nucleic acid sequence encoding valencene synthase is stably integrated into the cell's genome. 組換え体バレンセンシンターゼを生成する方法であって、
発現ベクターが、バレンセンシンターゼをコードする核酸配列を含み、バレンセンシンターゼが、前記バレンセンシンターゼの発現に適した条件下で、FPPをバレンセンに変換できる、発現ベクターを含む宿主細胞を培養するステップを含む、方法。
A method for producing a recombinant valencene synthase comprising:
Culturing a host cell comprising an expression vector, wherein the expression vector comprises a nucleic acid sequence encoding a valencene synthase, and the valencene synthase can convert FPP to valencene under conditions suitable for the expression of the valencene synthase. Including a method.
前記バレンセンシンターゼを回収するステップ
をさらに含む、請求項39に記載の方法。
40. The method of claim 39, further comprising recovering the valencene synthase.
バレンセンを回収するステップ
をさらに含む、請求項39に記載の方法。
40. The method of claim 39, further comprising recovering valencene.
少なくとも1つのバレンセン代謝産物を回収するステップ
をさらに含む、請求項39に記載の方法。
40. The method of claim 39, further comprising recovering at least one valencene metabolite.
前記少なくとも1つのバレンセン代謝産物がヌートカトンである、請求項42に記載の方法。   43. The method of claim 42, wherein the at least one valencene metabolite is Nootkaton. バレンセンシンターゼが柑橘類植物種由来である、請求項39に記載の方法。   40. The method of claim 39, wherein the valencene synthase is derived from a citrus plant species. バレンセンシンターゼがオレンジ由来である、請求項44に記載の方法。   45. The method of claim 44, wherein the valencene synthase is derived from orange. 前記核酸が配列番号1又はその相補鎖に対して少なくとも80%の相同性を有する、請求項39に記載の方法。   40. The method of claim 39, wherein the nucleic acid has at least 80% homology to SEQ ID NO: 1 or its complementary strand. 前記核酸が配列番号1又はその相補鎖に対して少なくとも90%の相同性を有する、請求項46に記載の方法。   47. The method of claim 46, wherein the nucleic acid has at least 90% homology to SEQ ID NO: 1 or its complementary strand. 前記核酸が、(a)配列番号2に対して少なくとも70%の相同性;及び(b)少なくとも1つの、連続したアミノ酸の配列番号3に記載のコンセンサスモチーフを含むアミノ酸配列を有するアミノ酸配列を含むバレンセンシンターゼをコードする、請求項39に記載の方法。   The nucleic acid comprises an amino acid sequence having (a) at least 70% homology to SEQ ID NO: 2; and (b) at least one contiguous amino acid sequence comprising the consensus motif of SEQ ID NO: 3 40. The method of claim 39, encoding valencene synthase. 前記核酸が、配列番号2に対して少なくとも80%の相同性を有するアミノ酸配列を含むバレンセンシンターゼをコードする、請求項39に記載の方法。   40. The method of claim 39, wherein the nucleic acid encodes a valencene synthase comprising an amino acid sequence having at least 80% homology to SEQ ID NO: 2. 前記核酸が、配列番号2に対して少なくとも90%の相同性を有するアミノ酸配列を含むバレンセンシンターゼをコードする、請求項49に記載の方法。   50. The method of claim 49, wherein the nucleic acid encodes a valencene synthase comprising an amino acid sequence having at least 90% homology to SEQ ID NO: 2. 宿主細胞が原核細胞又は真核細胞から選択される、請求項39に記載の方法。   40. The method of claim 39, wherein the host cell is selected from a prokaryotic cell or a eukaryotic cell. 宿主細胞が原核細胞であり、バレンセンシンターゼをコードする核酸配列が、前記細胞のゲノム中に安定に組み込まれている、請求項51に記載の方法。   52. The method of claim 51, wherein the host cell is a prokaryotic cell and the nucleic acid sequence encoding valencene synthase is stably integrated into the cell's genome. 宿主細胞が細菌細胞である、請求項51に記載の方法。   52. The method of claim 51, wherein the host cell is a bacterial cell. 宿主細胞が大腸菌(E.Coli)である、請求項53に記載の方法。   54. The method of claim 53, wherein the host cell is E. coli. 発現ベクターがプラスミド又はウイルスから選択される、請求項39に記載の方法。   40. The method of claim 39, wherein the expression vector is selected from a plasmid or a virus. 発現ベクターが、バレンセンシンターゼをコードするポリヌクレオチドに作用可能に連結したプロモーター、選択マーカー、シグナル配列、複製開始点、エンハンサー、及び転写終結配列からなる群から選択された少なくとも1つのエレメントをさらに含む、請求項55に記載の方法。   The expression vector further comprises at least one element selected from the group consisting of a promoter operably linked to a polynucleotide encoding valencene synthase, a selectable marker, a signal sequence, a replication origin, an enhancer, and a transcription termination sequence. 56. The method of claim 55. 農業、化粧品、及び食品からなる群から選択された産業応用における、請求項39から56までのいずれか一項に記載の方法で得られたバレンセンの使用。   57. Use of valencene obtained by the method according to any one of claims 39 to 56 in an industrial application selected from the group consisting of agriculture, cosmetics and food. バレンセンシンターゼをコードする核酸配列を含む植物であって、前記バレンセンシンターゼがファルネシルピロリン酸をバレンセンに変換できる植物。   A plant comprising a nucleic acid sequence encoding valencene synthase, wherein the valencene synthase can convert farnesyl pyrophosphate into valencene. バレンセンシンターゼが柑橘類植物種由来である、請求項58に記載の植物。   59. A plant according to claim 58, wherein the valencene synthase is derived from a citrus plant species. バレンセンシンターゼがオレンジ由来である、請求項59に記載の植物。   60. The plant of claim 59, wherein the valencene synthase is derived from orange. 前記核酸配列が配列番号1又はその相補鎖に対して少なくとも80%の相同性を有する、請求項58に記載の植物。   59. The plant of claim 58, wherein the nucleic acid sequence has at least 80% homology to SEQ ID NO: 1 or its complementary strand. 前記核酸配列が配列番号1又はその相補鎖に対して少なくとも90%の相同性を有する、請求項61に記載の植物。   62. The plant of claim 61, wherein the nucleic acid sequence has at least 90% homology to SEQ ID NO: 1 or its complementary strand. 前記核酸配列が、(a)配列番号2に対して少なくとも70%の相同性;及び(b)少なくとも1つの、連続したアミノ酸の配列番号3に記載のコンセンサスモチーフを有するアミノ酸配列を含むバレンセンシンターゼをコードする、請求項58に記載の植物。   Valensen synthase, wherein the nucleic acid sequence comprises (a) at least 70% homology to SEQ ID NO: 2; and (b) at least one amino acid sequence having the consensus motif of SEQ ID NO: 3 of consecutive amino acids 59. The plant of claim 58, which encodes. 前記核酸配列が、配列番号2に対して少なくとも80%の相同性を有するアミノ酸配列を含むバレンセンシンターゼをコードする、請求項58に記載の植物。   59. The plant of claim 58, wherein the nucleic acid sequence encodes a valencene synthase comprising an amino acid sequence having at least 80% homology to SEQ ID NO: 2. 配列番号2に対して少なくとも90%の相同性を有するアミノ酸配列を含むバレンセンシンターゼをコードする核酸を含む、請求項64に記載の植物。   65. The plant of claim 64, comprising a nucleic acid encoding a valencene synthase comprising an amino acid sequence having at least 90% homology to SEQ ID NO: 2. バレンセン、ヌートカトン以外のバレンセン代謝産物、及びヌートカトンからなる群から選択された少なくとも1つの化合物を生成する、請求項58から65までのいずれか一項に記載の植物。   66. The plant according to any one of claims 58 to 65, which produces at least one compound selected from the group consisting of valencene, a valencene metabolite other than nootkatone, and nootkatone. バレンセンシンターゼをコードする核酸配列が、植物のゲノム中に安定に組み込まれている、請求項58に記載の植物。
59. The plant of claim 58, wherein the nucleic acid sequence encoding valencene synthase is stably integrated into the genome of the plant.
JP2006525264A 2003-09-02 2004-09-02 Citrus sesquiterpene synthase, method for its production, and method of use Pending JP2007517496A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US49902403P 2003-09-02 2003-09-02
PCT/IL2004/000795 WO2005021705A2 (en) 2003-09-02 2004-09-02 Citrus sesquiterpene synthase, methods of production and uses thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007517496A true JP2007517496A (en) 2007-07-05

Family

ID=34272763

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006525264A Pending JP2007517496A (en) 2003-09-02 2004-09-02 Citrus sesquiterpene synthase, method for its production, and method of use

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP1659996A4 (en)
JP (1) JP2007517496A (en)
AU (1) AU2004269197A1 (en)
CA (1) CA2537505A1 (en)
WO (1) WO2005021705A2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010088401A (en) * 2008-10-10 2010-04-22 Iwate Univ Expression control of soybean endogenous gene by recombinant alsv
JP2014519841A (en) * 2011-06-21 2014-08-21 イゾビオニクス・ベー・ベー Valencene synthase

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE546521T1 (en) * 2002-10-04 2012-03-15 Firmenich & Cie SESQUITERPENE SYNTHASES AND METHODS OF USE
US7442785B2 (en) 2003-07-24 2008-10-28 The University Of Kentucky Research Foundation Sesquiterpene synthase gene and protein
US9297004B2 (en) 2008-03-06 2016-03-29 Firmenich Sa Method for producing α-santalene
EP2633042A1 (en) 2010-10-29 2013-09-04 Allylix, Inc. Modified valencene synthase polypeptides, encoding nucleic acid molecules and uses thereof
US20150250166A1 (en) 2012-08-23 2015-09-10 Allylix, Inc. Nootkatone as an insecticide and insect repellent
EP2970934B1 (en) 2013-03-14 2017-08-16 Evolva, Inc. Valencene synthase polypeptides, encoding nucleic acid molecules and uses thereof
ES2540791B1 (en) * 2013-12-13 2016-05-09 Consejo Superior De Investigaciones Científicas (Csic) New sesquiterpene synthases isolated from orange peel.

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4970085A (en) 1989-10-19 1990-11-13 The Procter & Gamble Company Process for making improved citrus aqueous essence and product produced therefrom
CN101914559B (en) * 2002-10-04 2012-04-04 弗门尼舍有限公司 Sesquiterpene synthases and methods of use
US7442785B2 (en) * 2003-07-24 2008-10-28 The University Of Kentucky Research Foundation Sesquiterpene synthase gene and protein

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JPN6010013826, Am. Chem. Soc., 2002, Vol. 124, p. 11636−11641 *
JPN7010000775, Database DDBJ/EMBL/GenBank [online], Accession No. AF411120, 〈http://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/ *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010088401A (en) * 2008-10-10 2010-04-22 Iwate Univ Expression control of soybean endogenous gene by recombinant alsv
JP2014519841A (en) * 2011-06-21 2014-08-21 イゾビオニクス・ベー・ベー Valencene synthase

Also Published As

Publication number Publication date
WO2005021705A8 (en) 2005-12-22
EP1659996A2 (en) 2006-05-31
WO2005021705A9 (en) 2009-04-16
CA2537505A1 (en) 2005-03-10
WO2005021705A2 (en) 2005-03-10
WO2005021705A3 (en) 2005-04-21
AU2004269197A1 (en) 2005-03-10
EP1659996A4 (en) 2008-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104769121B (en) Vanillin synthase
EP3066206B1 (en) Methods of making vanillin via microbial fermentation of ferulic acid from eugenol using a plant dehydrogenase (mtsad1).
KR101878899B1 (en) 1-deoxy-d-xylulose 5-phosphate synthase alleles responsible for enhanced terpene biosynthesis
Fujisawa et al. Cloning and characterization of a novel gene that encodes (S)-β-bisabolene synthase from ginger, Zingiber officinale
CN107630025B (en) Lily terpene flower fragrance gene LoTPS3 and application thereof
CN111100849B (en) Tea tree carotenoid cracking dioxygenase CsCCD4 and application thereof in catalytic synthesis of beta-ionone
WO2017198682A1 (en) Production of steviol glycosides in recombinant hosts
CA2947540C (en) Nemophila menziesii glycosyltransferease gene and use thereof
EP2718309B1 (en) Transcription factor modulating terpene biosynthesis
TW562857B (en) Sesquiterpene synthases from grand fir (abies grandies), and methods of use
JP2007517496A (en) Citrus sesquiterpene synthase, method for its production, and method of use
JP5956252B2 (en) Polynucleotides encoding linalool synthase and uses thereof
TW585918B (en) Isolated grand fir (Abies grandis) monoterpene synthase protein, replicable expression vectors and host cells comprising nucleotide sequences of said monoterpene synthases, method of enhancing the production of a gymnosperm monoterpene synthase
CN109797161B (en) Ginger flower sesquiterpene synthase gene HcTPS12 and application thereof
JP2000300276A (en) Isopentenyl diphosphoric acid isomerase separated from rubber tree and production of rubber using the same
AU2011372738A1 (en) Nucleotide sequences mutated by insertion that encode a truncated oleate desaturase protein, proteins, methods and uses
JP2006502733A (en) Plant α-farnesene synthase and polynucleotide encoding the same
CN107653234B (en) Zingiber officinale benzenoid type ester flower fragrance gene HcBSMT and application thereof
CN104611360B (en) Farmesene synthase
ELSHERBENY et al. MOLECULAR CLONING AND CHARACTERIZATION OF TERPENE SYNTHASE 4 (SgTPS4) GENE FROM Salvia guaranitica PLANT
WO2009139626A1 (en) Increased production of health-promoting compounds in plants
CN116622751A (en) Curcuma rhizome citronellol synthetase gene HcTPS38 and application thereof
WO2021219844A1 (en) Metabolic engineering of plants enriched in l-dopa
JP5753052B2 (en) Polynucleotide encoding terpineol synthase and uses thereof
CN116670295A (en) Amycolatopsis strain for producing vanillin with suppressed formation of vanillic acid

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070827

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100312

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20100813