JP2010193869A - Highly productive transformant of exogenous protein and use thereof - Google Patents

Highly productive transformant of exogenous protein and use thereof Download PDF

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孝雄 北川
Katsunori Koda
勝典 幸田
Takao Imaeda
孝夫 今枝
Tateo Tokuhiro
健郎 徳弘
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a more practical yeast transformant stably producing an exogenous protein in high productivity. <P>SOLUTION: The yeast transformant has a DNA encoding one or more exogenous proteins on a chromosome, wherein one or more genes of a host selected from a group consisting of ADA2, ADE5,7, ARV1, BUD23, etc., are inactivated. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、外来性タンパク質の高生産形質転換体及びその利用に関する。   The present invention relates to a high production transformant of a foreign protein and use thereof.

近年、有限である石油資源を代替するものとして、植物の光合成作用に由来するバイオマスへの期待が高まってきており、バイオマスをエネルギーや各種材料に利用するための各種の試みがなされている。バイオマスを、エネルギー源やその他の原料として有効利用するためには、バイオマスを動物や微生物が容易に利用可能な炭素源に糖化することが必要である。   In recent years, as an alternative to finite petroleum resources, there is an increasing expectation for biomass derived from the photosynthesis of plants, and various attempts have been made to use biomass for energy and various materials. In order to effectively use biomass as an energy source and other raw materials, it is necessary to saccharify biomass into a carbon source that can be easily used by animals and microorganisms.

典型的なバイオマスであるセルロースやヘミセルロースを利用するには、大量のセルラーゼが必要である。こうしたバイオマスをグルコースやキシロース等に糖化するために用いられる酵素製剤費のコスト比率は相当高いものとなっている。セルロースを低コストで糖化し、有用物質に変換するには、セルラーゼの使用をどれだけ低減できるかに大きく依存している。   A large amount of cellulase is required to use typical biomass such as cellulose and hemicellulose. The cost ratio of the enzyme preparation cost used for saccharifying such biomass into glucose, xylose or the like is considerably high. In order to saccharify cellulose and convert it into a useful substance at a low cost, it greatly depends on how much the use of cellulase can be reduced.

1つの解決策としては、グルコースからエタノールや有機酸などの有用物質を発酵生産する酵母などの微生物に直接セルラーゼを生産させ、糖化させることにより添加すべきセルラーゼ量を抑制することが考えられる。酵母はセルラーゼ遺伝子を有しておらず、外来遺伝子としてセルラーゼ遺伝子を導入し形質転換体を得る必要がある。セルラーゼを高生産する変異株を古典的な変異誘発剤による変異導入法により取得されたことが報告されている(非特許文献1)。しかしながらこうした変異体の取得には大変な時間と労力を要する。   As one solution, it is conceivable to suppress the amount of cellulase to be added by producing cellulase directly from a glucose-producing microorganism such as yeast that fermentably produces useful substances such as ethanol and organic acids from glucose. Yeast does not have a cellulase gene, and it is necessary to obtain a transformant by introducing the cellulase gene as a foreign gene. It has been reported that a mutant strain that highly produces cellulase was obtained by a mutagenesis method using a classic mutagen (Non-Patent Document 1). However, it takes a lot of time and labor to obtain such mutants.

一方、酵母での異種タンパク質の高生産変異株及びそれに関与する遺伝子が開示されている(特許文献1)。この文献には、サッカロマイセス セレビジエ(Saccharomyces cerevisiae)の遺伝子破壊株ライブラリーに異種遺伝子であるラッカーゼ遺伝子を導入して、ラッカーゼを高発現する遺伝子を網羅的に探索して、合計18株の変異株を選抜し、18種のラッカーゼの分泌生産を促進する遺伝子が記載されている。   On the other hand, a high production mutant of a heterologous protein in yeast and a gene involved in the mutant have been disclosed (Patent Document 1). This document introduces a laccase gene, which is a heterologous gene, into a gene-disrupted strain library of Saccharomyces cerevisiae, exhaustively searches for genes that highly express laccase, and a total of 18 mutant strains are found. Genes that have been selected and promoted secretory production of 18 laccases are described.

特開2005−58143号公報JP 2005-58143 A

Aho S., Arffman A., Korhola M., Saccharomyces cerevisiae mutants selected for increased production of Trichoderma reesei cellulases., Appl. Microbiol. Biotechnol., 1996, 46 (1), 36-45.Aho S., Arffman A., Korhola M., Saccharomyces cerevisiae mutants selected for increased production of Trichoderma reesei cellulases., Appl. Microbiol. Biotechnol., 1996, 46 (1), 36-45.

上記特許文献1に記載の方法では、増殖に影響を与えないタンパク質を高生産させる遺伝子破壊株を調べるために、外来遺伝子を導入した遺伝子破壊株を固体培地上で培養しつつ培地内の基質分解量を指標として高生産変異株を取得し、タンパク質の分泌生産を促進する遺伝子を特定している。こうした遺伝子としては、BUB2、BUB3、BUL1、END3.FYV10、IKI3、MAD1、MAD2、MAD3、NCL1、PER1、PFK26、RPS24A、VHS2、VIK1、VRP1、YKL053W、YML094C-A等が挙げられている。こうした遺伝子の破壊が、酵母を液体培地で培養したときにおいても異種タンパク質の分泌を促進する方向に作用する可能性もあった。一方、タンパク質の分泌に関し固体培養と液体培養とにおける環境は全く相違するものとも考えられ、液体培養では全く異なる遺伝子の破壊が分泌促進に関与する可能性があると考えられた。   In the method described in Patent Document 1, in order to examine a gene-disrupted strain that highly produces a protein that does not affect growth, the substrate-decomposed substrate in the medium is cultured while the gene-disrupted strain introduced with a foreign gene is cultured on a solid medium A high-producing mutant strain is obtained using the amount as an index, and a gene that promotes secretory production of the protein is identified. These genes include BUB2, BUB3, BUL1, END3. FYV10, IKI3, MAD1, MAD2, MAD3, NCL1, NCL1, PER1, PFK26, RPS24A, VHS2, VIK1, VRP1, YKL053W, YML094C-A and the like. Such disruption of the gene may act in the direction of promoting secretion of a heterologous protein even when the yeast is cultured in a liquid medium. On the other hand, regarding the secretion of protein, it is considered that the environments in solid culture and liquid culture are completely different. In liquid culture, it is considered that the destruction of completely different genes may be involved in the promotion of secretion.

上記先行技術文献はいずれも、染色体外プラスミドにおいて外来タンパク質を生産するものである。プラスミドは、培養条件によっては脱落する場合があり、プラスミド上に外来遺伝子を保持する場合には、安定して当該遺伝子を発現できない。   All of the above prior art documents produce foreign proteins on extrachromosomal plasmids. The plasmid may be dropped depending on the culture conditions. When a foreign gene is retained on the plasmid, the gene cannot be stably expressed.

そこで、本発明は、外来性タンパク質を安定的に高生産可能なより実用的な酵母形質転換体及び当該高生産に関与する遺伝子並びにこれらの利用を提供することを一つの目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a more practical yeast transformant capable of stably producing a foreign protein in a high yield, a gene involved in the high production, and use of these.

本発明者らは、上記した課題を解決するべく、S. cerevisiaeの遺伝子破壊株に外来性遺伝子であって分泌性タンパク質であるセルラーゼの遺伝子の染色体外及び染色体上への導入を試み、これらの形質転換体を液体培養して高いセルラーゼ活性を示す破壊株のスクリーニングを行った。この結果、染色体外に外来遺伝子を導入した場合に高いセルラーゼ活性を示す破壊株のうちから、染色体上に外来遺伝子を導入した場合に高いセルラーゼ活性を示す破壊株を見出した。すなわち、染色体上に外来遺伝子を導入した場合において、当該外来遺伝子がコードするタンパク質の分泌を促進する遺伝子破壊株を見出した。これらの知見に基づき、以下の手段が提供される。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors attempted to introduce a cellulase gene, which is a foreign gene and a secreted protein, into a gene-disrupted strain of S. cerevisiae extrachromosomally or on a chromosome. Transformants were cultured in liquid and screened for disrupted strains showing high cellulase activity. As a result, among the disrupted strains that showed high cellulase activity when a foreign gene was introduced outside the chromosome, a disrupted strain that showed high cellulase activity when a foreign gene was introduced onto the chromosome was found. That is, when a foreign gene is introduced on a chromosome, a gene-disrupted strain that promotes secretion of a protein encoded by the foreign gene has been found. Based on these findings, the following means are provided.

本発明によれば、1種又は2種以上の外来性タンパク質をコードするDNAを染色体上に保持し、宿主の以下の遺伝子;ADA2、ADE5,7、ARV1、BUD23、BUR2、CHO2、CSG2、DYN3、ERG3、ERG6、FAR8、FYV6、GCN5、GDH1、GND1、HMO1、MMM1、MON2、NBP2、NPR2、OPI3、OPI9、PER1、RAV1、RMD11、RPL13B、RPL19B、RPL36A、RPS6A、RRD1、RSA1、SAC1、SFP1、SNF7、SNF8、URM1、VMA7、VPS16、VPS25、VPS27、VPS28、VPS3、VPS36、VPS4、VPS41、VPS45、VRP1、YDR065W、YKL118W、YNL120C、YNL228W、YOL138C、YOR331C、YPT7及びZUO1からなる群から選択される1種又は2種以上の遺伝子が不活性化されている、酵母形質転換体が提供される。   According to the present invention, DNA encoding one or more foreign proteins is retained on the chromosome and the following genes of the host: ADA2, ADE5, 7, ARV1, BUD23, BUR2, CHO2, CSG2, DYN3 , ERG3, ERG6, FAR8, FYV6, GCN5, GDH1, GND1, HMO1, MMM1, MON2, NBP2, NPR2, OPI3, OPI9, PER1, RAV1, RMD11, RPL13B, RPL19B, RPL36A, RPS6A, RRD1, RSA1, C1 , SNF7, SNF8, URM1, VMA7, VPS16, VPS25, VPS27, VPS28, VPS3, VPS36, VPS4, VPS41, VPS45, VRP1, YDR065W, YKL118W, YNL120C, YNL228W, YOL138C, YOR331C, YPT7 and ZUO1 are selected from the group A yeast transformant is provided in which one or more genes are inactivated.

本発明の酵母形質転換体においては、前記外来性タンパク質は分泌性タンパク質であることが好ましい。また、前記外来性タンパク質を液体培養で生産するのに用いる酵母形質転換体であることも好ましい。さらに、前記外来性タンパク質はセルラーゼから選択される1種又は2種以上であることが好ましい。   In the yeast transformant of the present invention, the foreign protein is preferably a secreted protein. Moreover, it is also preferable that it is a yeast transformant used for producing the said foreign protein by liquid culture. Further, the foreign protein is preferably one or more selected from cellulases.

本発明の酵母形質転換体においては、前記遺伝子は、DYN3、GCN5、OPI3、PER1、RPL13B、RPL19B、RPL36A、SNF7、VMA7、VPS3、 VPS4、VPS16、VPS27、YKL118W及びYOL138Cからなる群から選択される1種又は2種以上であることが好ましい。また、前記遺伝子は、DYN3、GCN5、OPI3、PER1、RPL13B、RPL19B、RPL36A、VMA7、VPS3、VPS4、VPS16、VPS27、YKL118W及びYOL138Cからなる群から選択される1種又は2種以上であることも好ましい。より好ましくは、DYN3、GCN5、OPI3、PER1、RPL13B、RPL19B、RPL36A、VMA7、VPS3、VPS4、VPS27、YKL118W及びYOL138Cからなる群から選択される1種又は2種以上であり、さらに、前記遺伝子は、DYN3、GCN5、OPI3、PER1、RPL13B、RPL19B、VPS3、YKL118W及びYOL138Cからなる群から選択される1種又は2種以上であることも好ましい。最も好ましくは、GCN5、RPL19B及びVPS3から選択される1種又は2種以上である。   In the yeast transformant of the present invention, the gene is selected from the group consisting of DYN3, GCN5, OPI3, PER1, RPL13B, RPL19B, RPL36A, SNF7, VMA7, VPS3, VPS4, VPS16, VPS27, YKL118W and YOL138C It is preferable that it is 1 type or 2 types or more. The gene may be one or more selected from the group consisting of DYN3, GCN5, OPI3, PER1, RPL13B, RPL19B, RPL36A, VMA7, VPS3, VPS4, VPS16, VPS27, YKL118W and YOL138C. preferable. More preferably, it is one or more selected from the group consisting of DYN3, GCN5, OPI3, PER1, RPL13B, RPL19B, RPL36A, VMA7, VPS3, VPS4, VPS27, YKL118W and YOL138C, and the gene is DYN3, GCN5, OPI3, PER1, RPL13B, RPL19B, VPS3, YKL118W and YOL138C are also preferably one type or two or more types. Most preferably, it is one or more selected from GCN5, RPL19B and VPS3.

本発明の酵母形質転換体において、不活性化されている前記遺伝子は、ARV1, CHO2, CSG2, ERG3, ERG6, FAR8, MON2, OPI3, PER1, RAV1, SAC1, SNF7, SNF8, VPS3, VPS4, VPS16, VPS25, VPS27, VPS28, VPS36, VPS45、YPT7及びRRD1からなる群から選択される2種以上を含むことが好ましく、ARV1, CHO2, CSG2, ERG3, ERG6, FAR8, MON2, OPI3, PER1, RAV1, SAC1, SNF7, SNF8, VPS3, VPS4, VPS16, VPS25, VPS27, VPS28, VPS36, VPS45及びYPT7からなる群から選択される2種以上を含むことがより好ましい。さらに好ましくは、不活性化されている前記遺伝子は、FAR8, RAV1, RRD1及びVPS3からなる群から選択される2種以上を含むことが好ましい。さらにまた、不活性化されている前記遺伝子は、以下の(a)〜(c)から選択されるいずれかの組み合わせを含むことが好ましい。
(a)RAV1とFAR8
(b)RAV1とRRD1
(c)RAV1とVPS3
In the yeast transformant of the present invention, the inactivated genes are ARV1, CHO2, CSG2, ERG3, ERG6, FAR8, MON2, OPI3, PER1, RAV1, SAC1, SNF7, SNF8, VPS3, VPS4, VPS16. , VPS25, VPS27, VPS28, VPS36, VPS45, YPT7, and preferably two or more selected from the group consisting of RRD1, ARV1, CHO2, CSG2, ERG3, ERG6, FAR8, MON2, OPI3, PER1, RAV1, It is more preferable to include two or more selected from the group consisting of SAC1, SNF7, SNF8, VPS3, VPS4, VPS16, VPS25, VPS27, VPS28, VPS36, VPS45 and YPT7. More preferably, the inactivated gene preferably includes two or more selected from the group consisting of FAR8, RAV1, RRD1 and VPS3. Furthermore, it is preferable that the inactivated gene includes any combination selected from the following (a) to (c).
(A) RAV1 and FAR8
(B) RAV1 and RRD1
(C) RAV1 and VPS3

本発明の酵母形質転換体においては、前記外来性タンパク質は、β−グルコシダーゼ、セロビオヒドロラーゼ及びエンドグルカナーゼから選択される1種又は2種以上であることが好ましい。   In the yeast transformant of the present invention, the exogenous protein is preferably one or more selected from β-glucosidase, cellobiohydrolase and endoglucanase.

さらに、本発明の酵母形質転換体においては、前記宿主はサッカロマイセス属酵母であることが好ましく、より好ましくは、前記宿主はサッカロマイセス・セレビジエである。   Furthermore, in the yeast transformant of the present invention, the host is preferably a Saccharomyces yeast, and more preferably, the host is Saccharomyces cerevisiae.

本発明によれば、酵母において外来性タンパク質を発現させるためのベクターであって、
以下の遺伝子;ADA2、ADE5,7、ARV1、BUD23、BUR2、CHO2、CSG2、DYN3、ERG3、ERG6、FAR8、FYV6、GCN5、GDH1、GND1、HMO1、MMM1、MON2、NBP2、NPR2、OPI3、OPI9、PER1、RAV1、RMD11、RPL13B、RPL19B、RPL36A、RPS6A、RRD1、RSA1、SAC1、SFP1、SNF7、SNF8、URM1、VMA7、VPS16、VPS25、VPS27、VPS28、VPS3、VPS36、VPS4、VPS41、VPS45、VRP1、YDR065W、YKL118W、YNL120C、YNL228W、YOL138C、YOR331C、YPT7及びZUO1からなる群から選択される1種又は2種以上を不活性化するためのベクターが提供される。
According to the present invention, a vector for expressing a foreign protein in yeast,
The following genes: ADA2, ADE5, 7, ARV1, BUD23, BUR2, CHO2, CSG2, DYN3, ERG3, ERG6, FAR8, FYV6, GCN5, GDH1, GND1, HMO1, MMM1, MON2, NBP2, NPR2, OPI3, OPI9, PER1, RAV1, RMD11, RPL13B, RPL19B, RPL36A, RPS6A, RRD1, RSA1, SAC1, SFP1, SNF7, SNF8, URM1, VMA7, VPS16, VPS25, VPS27, VPS28, VPS3, VPS36, VPS4, VPS41, 45PS Provided is a vector for inactivating one or more selected from the group consisting of YDR065W, YKL118W, YNL120C, YNL228W, YOL138C, YOR331C, YPT7 and ZUO1.

本発明によれば、外来性のタンパク質を発現させるための宿主酵母であって、宿主の以下の遺伝子;ADA2、ADE5,7、ARV1、BUD23、BUR2、CHO2、CSG2、DYN3、ERG3、ERG6、FAR8、FYV6、GCN5、GDH1、GND1、HMO1、MMM1、MON2、NBP2、NPR2、OPI3、OPI9、PER1、RAV1、RMD11、RPL13B、RPL19B、RPL36A、RPS6A、RRD1、RSA1、SAC1、SFP1、SNF7、SNF8、URM1、VMA7、VPS16、VPS25、VPS27、VPS28、VPS3、VPS36、VPS4、VPS41、VPS45、VRP1、YDR065W、YKL118W、YNL120C、YNL228W、YOL138C、YOR331C、YPT7及びZUO1からなる群から選択される1種又は2種以上が不活性化されている、宿主酵母が提供される。   According to the present invention, a host yeast for expressing a foreign protein comprising the following genes of the host: ADA2, ADE5, 7, ARV1, BUD23, BUR2, CHO2, CSG2, DYN3, ERG3, ERG6, FAR8 , FYV6, GCN5, GDH1, GND1, HMO1, MMM1, MON2, NBP2, NPR2, OPI3, OPI9, PER1, RAV1, RMD11, RPL13B, RPL19B, RPL36A, RPS6A, RRD1, RSA1, SAC1, SFP1, SNF7S1 , VMA7, VPS16, VPS25, VPS27, VPS28, VPS3, VPS36, VPS4, VPS41, VPS45, VRP1, YDR065W, YKL118W, YNL120C, YNL228W, YOL138C, YOR331C, YPT7 and ZUO1 A host yeast is provided in which the above is inactivated.

不活性化されている前記遺伝子は、ARV1, CHO2, CSG2, ERG3, ERG6, FAR8, MON2, OPI3, PER1, RAV1, SAC1, SNF7, SNF8, VPS3, VPS4, VPS16, VPS25, VPS27, VPS28, VPS36, VPS45、 YPT7及びRRD1からなる群から選択される2種以上である、請求項16に記載の宿主酵母。   The inactivated genes are ARV1, CHO2, CSG2, ERG3, ERG6, FAR8, MON2, OPI3, PER1, RAV1, SAC1, SNF7, SNF8, VPS3, VPS4, VPS16, VPS25, VPS27, VPS28, VPS36, The host yeast according to claim 16, which is two or more selected from the group consisting of VPS45, YPT7 and RRD1.

本発明によれば、セルロース含有材料の分解産物の製造方法であって、セルラーゼを外来性タンパク質として分泌生産する本発明の酵母形質転換体を準備する工程と、前記セルロース含有材料を炭素源として含有する液体培地で前記酵母形質転換体を培養する工程と、を備える、製造方法が提供される。   According to the present invention, there is provided a method for producing a degradation product of a cellulose-containing material, the step of preparing the yeast transformant of the present invention secreting and producing cellulase as an exogenous protein, and the cellulose-containing material as a carbon source. And a step of culturing the yeast transformant in a liquid medium.

本発明によれば、セルロース含有材料から有用物質を製造する方法であって、セルラーゼを外来性タンパク質として分泌生産する上記いずれかに記載の酵母形質転換体を準備する工程と、前記セルロース含有材料を炭素源として含有する液体培地で前記酵母形質転換体を培養して有用物質を発酵生産させる工程と、を備える、製造方法が提供される。   According to the present invention, there is provided a method for producing a useful substance from a cellulose-containing material, the step of preparing the yeast transformant according to any one of the above, wherein cellulase is secreted and produced as an exogenous protein, and the cellulose-containing material comprises And culturing the yeast transformant in a liquid medium containing as a carbon source to fermentatively produce useful substances.

本発明によれば、タンパク質の製造方法であって、上記いずれかに記載の酵母形質転換体を準備する工程と、液体培地で前記酵母形質転換体を培養する工程と、を備える、製造方法が提供される。   According to this invention, it is a manufacturing method of protein, Comprising: The manufacturing method provided with the process of preparing the yeast transformant in any one of the said, and the process of culture | cultivating the said yeast transformant in a liquid medium. Provided.

セルラーゼを酵母で発現させるためのプラスミドの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the plasmid for expressing cellulase in yeast. 各種培地の培養上清についてのCtcel8Aのエンドグルカナーゼ活性の評価結果を示す図である。It is a figure which shows the evaluation result of the endoglucanase activity of Ctcel8A about the culture supernatant of various culture media. Ctcel8A発現プラスミドの酵母遺伝子破壊ライブラリーへの形質転換を示す図である。It is a figure which shows transformation to the yeast gene disruption library of a Ctcel8A expression plasmid. Ctcel8A形質転換体の高活性株のスクリーニング結果を示す図である。It is a figure which shows the screening result of the highly active strain of a Ctcel8A transformant. Ctcel8Aの高生産酵母変異株(活性程度+++)を示す図である。It is a figure which shows the high production yeast mutant strain (activity grade +++) of Ctcel8A. Ctcel8Aの高生産酵母変異株(活性程度++)を示す図である。It is a figure which shows the high production yeast mutant strain (activity level ++) of Ctcel8A. Ctcel8Aの高生産酵母変異株(活性程度+)を示す図である。It is a figure which shows the high production yeast mutant strain (activity grade +) of Ctcel8A. 富栄養培地(YPD)でのCtcel8Aの活性を示す図である。It is a figure which shows the activity of Ctcel8A in a rich medium (YPD). 富栄養培地(YPD)でのCccel5Aの活性を示す図である。It is a figure which shows the activity of Cccel5A in a rich medium (YPD). Ctcel8A及びCccel5Aの染色体導入用プラスミドの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the plasmid for chromosome introduction | transduction of Ctcel8A and Cccel5A. 富栄養培地で培養したセルラーゼ染色体導入株でのvps3破壊株の活性の評価結果を示す図である。It is a figure which shows the evaluation result of the activity of the vps3 disruption strain in the cellulase chromosome introduction | transduction strain | stump | stock culture | cultivated in the rich medium. 貧栄養培地で培養したセルラーゼ染色体導入株でのvps3破壊株の活性の評価結果を示す図である。It is a figure which shows the evaluation result of the activity of the vps3 disruption strain in the cellulase chromosomal transfer strain cultured on the oligotrophic medium. Ctcel8Aの染色体導入用プラスミドpAL-HOR7p-Ctcel8Aの構造を示す図である。FIG. 3 is a view showing the structure of a plasmid pAL-HOR7p-Ctcel8A for chromosomal introduction of Ctcel8A. Ctcel8A染色体導入株のCMCプレートによるセルラーゼ活性の評価結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the evaluation result of the cellulase activity by the CMC plate of a Ctcel8A chromosome introduction | transduction strain | stump | stock. 基準株の分解活性を1としたときのCtcel8Aを染色体導入した各種遺伝子破壊株の培養上清のエンドグルカナーゼによるCMC分解活性を示す図である。It is a figure which shows the CMC decomposition | disassembly activity by endoglucanase of the culture supernatant of the various gene-disrupted strains into which Ctcel8A was introduced into the chromosome when the decomposition activity of the reference strain was 1. Ctcel8A染色体導入株のcel8A高生産株の培養上清を用いたCMCプレートアッセイの結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the CMC plate assay using the culture supernatant of the cel8A high production strain of a Ctcel8A chromosome introduction | transduction strain | stump | stock. AaBGLを染色体に導入するためのベクターpDU-HOR7p-AaBGLsecの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of vector pDU-HOR7p-AaBGLsec for introduce | transducing AaBGL into a chromosome. DYN3破壊株のYPcellobiose(5%)培地におけるセロビオースの発酵試験結果を示す図である。上段は、増殖速度を示すグラフであり、下段は、エタノール濃度、セロビオース濃度及びグルコース濃度の変化を示すグラフである。It is a figure which shows the fermentation test result of the cellobiose in the YPcellobiose (5%) culture medium of a DYN3 destruction strain. The upper graph is a graph showing the growth rate, and the lower graph is a graph showing changes in the ethanol concentration, cellobiose concentration, and glucose concentration. GCN5破壊株のYPcellobiose(5%)培地におけるセロビオースの発酵試験結果を示す図である。上段は、増殖速度を示すグラフであり、下段は、エタノール濃度、セロビオース濃度及びグルコース濃度の変化を示すグラフである。It is a figure which shows the fermentation test result of the cellobiose in the YPcellobiose (5%) culture medium of a GCN5 destruction strain. The upper graph is a graph showing the growth rate, and the lower graph is a graph showing changes in the ethanol concentration, cellobiose concentration, and glucose concentration. OPI3破壊株のYPcellobiose(5%)培地におけるセロビオースの発酵試験結果を示す図である。上段は、増殖速度を示すグラフであり、下段は、エタノール濃度、セロビオース濃度及びグルコース濃度の変化を示すグラフである。It is a figure which shows the fermentation test result of the cellobiose in the YPcellobiose (5%) culture medium of an OPI3 destruction strain. The upper graph is a graph showing the growth rate, and the lower graph is a graph showing changes in the ethanol concentration, cellobiose concentration, and glucose concentration. PER1破壊株のYPcellobiose(5%)培地におけるセロビオースの発酵試験結果を示す図である。上段は、増殖速度を示すグラフであり、下段は、エタノール濃度、セロビオース濃度及びグルコース濃度の変化を示すグラフである。It is a figure which shows the fermentation test result of the cellobiose in the YPcellobiose (5%) culture medium of a PER1 destruction strain. The upper graph is a graph showing the growth rate, and the lower graph is a graph showing changes in the ethanol concentration, cellobiose concentration, and glucose concentration. RPL13B破壊株のYPcellobiose(5%)培地におけるセロビオースの発酵試験結果を示す図である。上段は、増殖速度を示すグラフであり、下段は、エタノール濃度、セロビオース濃度及びグルコース濃度の変化を示すグラフである。It is a figure which shows the fermentation test result of the cellobiose in the YPcellobiose (5%) culture medium of a RPL13B destruction strain. The upper graph is a graph showing the growth rate, and the lower graph is a graph showing changes in the ethanol concentration, cellobiose concentration, and glucose concentration. RPL19B破壊株のYPcellobiose(5%)培地におけるセロビオースの発酵試験結果を示す図である。上段は、増殖速度を示すグラフであり、下段は、エタノール濃度、セロビオース濃度及びグルコース濃度の変化について示す図である。It is a figure which shows the fermentation test result of the cellobiose in the YPcellobiose (5%) culture medium of a RPL19B destruction strain. The upper graph is a graph showing the growth rate, and the lower graph is a graph showing changes in ethanol concentration, cellobiose concentration, and glucose concentration. RP136A破壊株のYPcellobiose(5%)培地におけるセロビオースの発酵試験結果を示す図である。上段は、増殖速度を示すグラフであり、下段は、エタノール濃度、セロビオース濃度及びグルコース濃度の変化を示すグラフである。It is a figure which shows the fermentation test result of the cellobiose in the YPcellobiose (5%) culture medium of RP136A destruction strain. The upper graph is a graph showing the growth rate, and the lower graph is a graph showing changes in the ethanol concentration, cellobiose concentration, and glucose concentration. SNF7破壊株のYPcellobiose(5%)培地におけるセロビオースの発酵試験結果を示す図である。上段は、増殖速度を示すグラフであり、下段は、エタノール濃度、セロビオース濃度及びグルコース濃度の変化を示すグラフである。It is a figure which shows the fermentation test result of the cellobiose in the YPcellobiose (5%) culture medium of a SNF7 destruction strain. The upper graph is a graph showing the growth rate, and the lower graph is a graph showing changes in the ethanol concentration, cellobiose concentration, and glucose concentration. VMA7破壊株のYPcellobiose(5%)培地におけるセロビオースの発酵試験結果を示す図である。上段は、増殖速度を示すグラフであり、下段は、エタノール濃度、セロビオース濃度及びグルコース濃度の変化について示す図である。It is a figure which shows the fermentation test result of the cellobiose in the YPcellobiose (5%) culture medium of a VMA7 destruction strain. The upper graph is a graph showing the growth rate, and the lower graph is a graph showing changes in ethanol concentration, cellobiose concentration, and glucose concentration. VPS3破壊株のYPcellobiose(5%)培地におけるセロビオースの発酵試験結果を示す図である。上段は、増殖速度を示すグラフであり、下段は、エタノール濃度、セロビオース濃度及びグルコース濃度の変化を示すグラフである。It is a figure which shows the fermentation test result of the cellobiose in the YPcellobiose (5%) culture medium of a VPS3 destruction strain. The upper graph is a graph showing the growth rate, and the lower graph is a graph showing changes in the ethanol concentration, cellobiose concentration, and glucose concentration. VPS4破壊株のYPcellobiose(5%)培地におけるセロビオースの発酵試験結果を示す図である。上段は、増殖速度を示すグラフであり、下段は、エタノール濃度、セロビオース濃度及びグルコース濃度の変化について示す図である。It is a figure which shows the fermentation test result of the cellobiose in the YPcellobiose (5%) culture medium of a VPS4 destruction strain. The upper graph is a graph showing the growth rate, and the lower graph is a graph showing changes in ethanol concentration, cellobiose concentration, and glucose concentration. VPS16破壊株のYPcellobiose(5%)培地におけるセロビオースの発酵試験結果を示す図である。上段は、増殖速度を示すグラフであり、下段は、エタノール濃度、セロビオース濃度及びグルコース濃度の変化を示すグラフである。It is a figure which shows the fermentation test result of the cellobiose in the YPcellobiose (5%) culture medium of a VPS16 destruction strain. The upper graph is a graph showing the growth rate, and the lower graph is a graph showing changes in the ethanol concentration, cellobiose concentration, and glucose concentration. VPS27破壊株のYPcellobiose(5%)培地におけるセロビオースの発酵試験結果を示す図である。上段は、増殖速度を示すグラフであり、下段は、エタノール濃度、セロビオース濃度及びグルコース濃度の変化を示すグラフである。It is a figure which shows the fermentation test result of the cellobiose in the YPcellobiose (5%) culture medium of a VPS27 destruction strain. The upper graph is a graph showing the growth rate, and the lower graph is a graph showing changes in the ethanol concentration, cellobiose concentration, and glucose concentration. YKL118W破壊株のYPcellobiose(5%)培地におけるセロビオースの発酵試験結果を示す図である。上段は、増殖速度を示すグラフであり、下段は、エタノール濃度、セロビオース濃度及びグルコース濃度の変化を示すグラフである。It is a figure which shows the fermentation test result of the cellobiose in the YPcellobiose (5%) culture medium of a YKL118W destruction strain. The upper graph is a graph showing the growth rate, and the lower graph is a graph showing changes in the ethanol concentration, cellobiose concentration, and glucose concentration. YOL138C破壊株のYPcellobiose(5%)培地におけるセロビオースの発酵試験結果を示す図である。上段は、増殖速度を示すグラフであり、下段は、エタノール濃度、セロビオース濃度及びグルコース濃度の変化を示すグラフである。It is a figure which shows the fermentation test result of the cellobiose in the YPcellobiose (5%) culture medium of a YOL138C destruction strain. The upper graph is a graph showing the growth rate, and the lower graph is a graph showing changes in the ethanol concentration, cellobiose concentration, and glucose concentration. BGL導入株の細胞表面(白抜き)及び培地上清(グレー)におけるBGLの相対比活性を示す図である。It is a figure which shows the relative specific activity of BGL in the cell surface (white area) and culture medium supernatant (gray) of a BGL introduction | transduction strain | stump | stock. rav1×far8、rav1×rrd1の各二重破壊株のCMC分解プレートアッセイの結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the CMC decomposition | disassembly plate assay of each double disruption strain of rav1 * far8, rav1 * rrd1. rav1×far8、rav1×rrd1の各二重破壊株のTZ法によるCMC分解活性の測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of the CMC degradation activity by TZ method of each double disruption strain of rav1 * far8, rav1 * rrd1. rav1×vps3の二重破壊株のTZ法によるCMC分解活性の測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of CMC degradation activity by TZ method of the double disruption strain of rav1 * vps3. rpl19bについての二重破壊株のTZ法によるCMC分解活性の測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of the CMC degradation activity by the TZ method of the double disruption strain about rpl19b. 55種類の遺伝子の細胞内の局在等をSaccharomycees cerevisiae genome database (http://www.yeastgenome.org/) で調べた結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having investigated the intracellular localization etc. of 55 types of genes by Saccharomycees cerevisiae genome database (http://www.yeastgenome.org/).

本発明は、外来性タンパク質を安定して高生産可能な酵母形質転換体、そのための宿主酵母、ベクター及び酵母形質転換体を利用した製造方法に関する。本発明は、酵母において以下の55種の遺伝子から選択される1種又は2種以上が不活性化されることにより、外来性タンパク質の分泌生産が安定して促進されることに基づいている。   The present invention relates to a yeast transformant capable of stably producing a foreign protein stably, a host yeast for the same, a vector, and a production method using the yeast transformant. The present invention is based on the fact that secretion production of foreign proteins is stably promoted by inactivating one or more selected from the following 55 genes in yeast.

本発明者らは、酵母の遺伝子破壊株ライブラリーを利用して、不活性化されることにより液体培養において外来性の分泌性タンパク質の分泌生産を促進する遺伝子を探索したところ、従来、酵母について固体培地でのスクリーニングにより得られていたこの種の遺伝子とは全く相違する多数の遺伝子を見出した。液体培養でのスクリーニングにより見出される遺伝子は、固体培養でのスクリーニングにより見出される遺伝子とはある程度は一致するものと考えられていたところ、本発明者らが分泌性タンパク質の分泌促進を再確認できた96種の遺伝子のうち、2遺伝子(PER1,VRP1のみ)が固体培養でのスクリーニングにより得られた遺伝子と重複しているに過ぎなかった。このような遺伝子の相違は予想を超えるものであった。   The present inventors searched for a gene that promotes secretory production of an exogenous secreted protein in liquid culture by being inactivated by using a yeast gene-disrupted strain library. A number of genes were found that were completely different from this type of gene obtained by screening on solid media. The gene found by screening in liquid culture was considered to coincide to some extent with the gene found by screening in solid culture, and the present inventors were able to reconfirm secretion promotion of secretory proteins. Of the 96 genes, 2 genes (PER1, VRP1 only) only overlapped with the genes obtained by screening in solid culture. Such gene differences were beyond expectations.

また、染色体上に外来タンパク質をコードする遺伝子を保持する場合には、これら96種の遺伝子のうち55種の遺伝子の破壊のみが外来タンパク質の分泌生産に有効であることがわかった。すなわち、外来遺伝子がコードするタンパク質の分泌生産に関し、染色体外のプラスミド上にある外来遺伝子がコードするタンパク質の分泌生産を促進する遺伝子破壊が、必ずしも染色体上にある外来遺伝子がコードするタンパク質の分泌生産を促進するわけではないことがわかった。   In addition, when a gene encoding a foreign protein is retained on the chromosome, it has been found that only 55 of these 96 genes are effective for secretory production of the foreign protein. That is, regarding the secretory production of a protein encoded by a foreign gene, the gene disruption that promotes the secretory production of the protein encoded by the foreign gene on the extrachromosomal plasmid does not necessarily result in the secretory production of the protein encoded by the foreign gene on the chromosome. It turns out that does not promote.

本発明者らが見出した外来性タンパク質高生産株は、使用した遺伝子破壊株において特定の遺伝子が破壊されたことにより染色体上に導入された外来遺伝子がコードする異種分泌性タンパク質が高生産されたと考えられる。特定遺伝子が破壊される前の正常な状態では、その遺伝子によって染色体上に導入された外来遺伝子がコードする外来性タンパク質の細胞外への生産量が直接または間接的に抑えられていたと考えられる。外来性タンパク質高生産株の中には、vacuolar protein mis-sorting(vps)遺伝子破壊株の一部が含まれた。これらの遺伝子破壊株は、通常細胞内の液胞へソーティングされる内在性タンパク質が細胞外へミスソーティングされ細胞外へ分泌される株である。内在性のタンパク質でも本来の機能を果たせない異常なタンパク質は、液胞内で分解される。本発明を拘束するものではないが、外来性タンパク質が異常なタンパク質と認識され、液胞で処理されるところが、遺伝子が破壊されたために細胞外へ分泌されているのではないかと考えられる。   The foreign protein high-producing strain found by the present inventors is that high production of a heterologous secreted protein encoded by a foreign gene introduced on a chromosome is caused by the destruction of a specific gene in the gene-disrupted strain used. Conceivable. In a normal state before the specific gene is destroyed, it is considered that the production amount of the foreign protein encoded by the foreign gene introduced onto the chromosome by the gene is directly or indirectly suppressed. Among the high foreign protein production strains, some of the vacuolar protein mis-sorting (vps) gene disruption strains were included. These gene-disrupted strains are strains in which endogenous proteins normally sorted into intracellular vacuoles are missorted outside the cells and secreted outside the cells. Abnormal proteins that cannot perform their original functions even with endogenous proteins are degraded within the vacuole. Although not restricting the present invention, it is considered that a foreign protein is recognized as an abnormal protein and processed in a vacuole is secreted to the outside of the cell because the gene has been destroyed.

本発明によれば、本発明者らが見出した、液体培養において、不活性化されることにより外来性タンパク質の分泌生産を促進する遺伝子を利用することで、異種分泌性タンパク質を安定して高生産する酵母形質転換体のほか、このような形質転換体に利用する宿主、ベクターも提供される。さらに、こうした酵母形質転換体を利用することでタンパク質を高効率で生産することができるほか、セルロース含有材料の分解、利用も効率的に実施することができる。   According to the present invention, in the liquid culture discovered by the present inventors, a gene that promotes secretory production of an exogenous protein by being inactivated can be used to stably stabilize the heterologous secreted protein. In addition to the yeast transformant to be produced, a host and a vector used for such a transformant are also provided. Furthermore, by using such yeast transformants, proteins can be produced with high efficiency, and the cellulose-containing material can be efficiently decomposed and used.

以下、本発明の各種実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail.

(形質転換体)
本発明の酵母形質転換体は、1種又は2種以上の外来性タンパク質をコードするDNAを保持し、宿主の第1の遺伝子群から選択される1種又は2種以上が不活性化されている。以下、宿主、異種分泌性タンパク質及び不活性化対象である遺伝子群につき、順次説明する。
(Transformant)
The yeast transformant of the present invention retains DNA encoding one or more foreign proteins, and one or more selected from the first gene group of the host is inactivated. Yes. Hereinafter, the host, the heterologous secreted protein, and the gene group to be inactivated will be sequentially described.

(宿主)
本発明の形質転換体の宿主酵母は、特に限定されないで公知の各種酵母を利用できる。後述するエタノール発酵等を考慮すると、サッカロマイセス・セレビジエ(Saccharomyces cerevisiae)等のサッカロマイセス属の酵母、シゾサッカロマイセス・ポンベ(Schizosaccharomyces pombe)等のシゾサッカロマイセス属の酵母、キャンディダ・シェハーテ(Candida shehatae)等のキャンディダ属の酵母、ピヒア・スティピティス(Pichia stipitis)等のピヒア属の酵母、ハンセヌラ(Hansenula)属の酵母、トリコスポロン(Trichosporon)属の酵母、ブレタノマイセス(Brettanomyces)属の酵母、パチソレン(Pachysolen)属の酵母、ヤマダジマ(Yamadazyma)属の酵母、クルイベロマイセス・マーキシアヌス(Kluyveromyces marxianus)、クルイベロマイセス・ラクティス(Kluveromyces lactis)等のクルイベロマイセス属の酵母が挙げられる。なかでも、工業的利用性等の観点からサッカロマイセス属酵母が好ましい。なかでも、サッカロマイセス・セレビジエが好ましい。
(Host)
The host yeast of the transformant of the present invention is not particularly limited, and various known yeasts can be used. In consideration of ethanol fermentation described later, yeasts of the genus Saccharomyces cerevisiae such as Saccharomyces cerevisiae, yeasts of the genus Schizosaccharomyces pombe such as Schizosaccharomyces pombe, Candida shehatae, etc. Yeast of the genus Candida, yeast of the genus Pichia such as Pichia stipitis, yeast of the genus Hansenula, yeast of the genus Trichosporon, yeast of the genus Brettanomyces, the genus Pachysolen And yeast of the genus Yamadazyma, yeasts of the genus Kluyveromyces such as Kluyveromyces marxianus and Kluveromyces lactis. Of these, Saccharomyces yeasts are preferable from the viewpoint of industrial availability. Of these, Saccharomyces cerevisiae is preferable.

(外来性のタンパク質をコードするDNA)
外来性のタンパク質とは、宿主酵母にとって外来性であればよい。したがって、他の酵母に由来するタンパク質であっても外来性タンパク質に包含される。外来性タンパク質とは、好ましくは、酵母以外の微生物を含む生物に由来するタンパク質である。
(DNA encoding foreign protein)
The foreign protein may be foreign to the host yeast. Therefore, even proteins derived from other yeasts are included in the foreign protein. The foreign protein is preferably a protein derived from an organism including microorganisms other than yeast.

外来性タンパク質は、酵母において分泌性を有していることが好ましい。本明細書においてタンパク質の分泌性とは、宿主酵母において膜タンパク質(細胞表層提示タンパク質を含む)又は分泌タンパク質として生産されるタンパク質であることを意味する。分泌性を有する外来タンパク質としては、それ自体が酵母においても膜タンパク質又は分泌タンパク質となりうるものを用いることができるほか、そのような分泌性を有していなくとも、公知の分泌シグナルを連結した融合タンパク質であってもよい。また、それ自体分泌性を有していても、宿主酵母に合わせて分泌シグナルが改変されていてもよい。分泌シグナル等については後段にて説明する。なお、本明細書において、細胞表層提示タンパク質における表層提示形態は特に限定されない。酵母の細胞表層に直接的であっても間接的であっても保持され提示されていればよい。   The foreign protein is preferably secreted in yeast. In the present specification, the protein secretory means a protein produced as a membrane protein (including cell surface display protein) or a secreted protein in the host yeast. As a foreign protein having a secretory property, a protein that can itself be a membrane protein or a secreted protein in yeast can be used, and even if it does not have such a secretory property, a fusion in which a known secretory signal is linked. It may be a protein. Moreover, even if it has secretion itself, the secretion signal may be modified according to the host yeast. The secretion signal and the like will be described later. In addition, in this specification, the surface layer display form in cell surface layer display protein is not specifically limited. It may be retained and presented directly or indirectly on the surface of yeast cells.

このような外来性の分泌性タンパク質としては、適宜選択できるが、例えば、セルロース含有材料を分解する観点からは、エンドグルカナーゼ、セロビオヒドロラーゼ、β−グルコシダーゼなどの各種セルラーゼのほか、リグニンペルオキシダーゼ、マンガンペルオキシダーゼ及びラッカーゼなどのリグニン分解酵素が挙げられる。また、例えば、セルロース緩和タンパク質であるスウォレニンやエクスパンシン、セルロソームやセルラーゼの構成部分であるセルロース結合ドメイン(タンパク質)が挙げられる。また、キシラナーゼやヘミセルラーゼ等のその他のバイオマス分解酵素も挙げられる。これらのタンパク質は、いずれもセルロースへのセルラーゼのアクセシビリティを向上させることができる。   Such an exogenous secreted protein can be appropriately selected. For example, from the viewpoint of degrading cellulose-containing materials, in addition to various cellulases such as endoglucanase, cellobiohydrolase, β-glucosidase, lignin peroxidase, manganese Examples include lignin degrading enzymes such as peroxidase and laccase. In addition, examples include cellulose binding domains (proteins) that are constituent parts of cellulose relieving proteins swollenin and expansin, cellulosome and cellulase. In addition, other biomass degrading enzymes such as xylanase and hemicellulase can also be mentioned. Any of these proteins can improve the accessibility of cellulase to cellulose.

外来性の分泌性タンパク質としては好ましくは、エンドグルカナーゼ(EC 3.2.1.74)、セロビオヒドロラーゼ(EC 3.2.1.91)及びβ−グルコシダーゼ(EC23.2.4.1、EC 3.2.1.21)が挙げられる。これらを酵母に大量に分泌生産させることで、セルロース含有材料を効率的に分解できるようになる。なかでも、結晶性セルロースを分解するほか、セルロースを効率的に低分子化するためにエンドグルカナーゼを発現させることが好ましい。なお、セルラーゼは、そのアミノ酸配列の類似性に基づきGHF(Glycoside Hydrolase family)(http://www.cazy.org/fam/acc.gh.html)の13(5,6,7,8,9,10,12,44,45,48,51,61,74)のファミリーに分類されている。異なるファミリーに分類される同種又は異種のセルラーゼを組み合わせてもよい。   Preferred exogenous secreted proteins include endoglucanase (EC 3.2.1.74), cellobiohydrolase (EC 3.2.1.91) and β-glucosidase (EC 23.2.4.1, EC 3.2.1.21). By allowing these yeasts to produce a large amount of secreted yeast, the cellulose-containing material can be efficiently decomposed. Among them, it is preferable to express endoglucanase in order to decompose crystalline cellulose and efficiently reduce the molecular weight of cellulose. Note that cellulase 13 (5, 6, 7, 8, 9) of GHF (Glycoside Hydrolase family) (http://www.cazy.org/fam/acc.gh.html) is based on the similarity of amino acid sequences. , 10, 12, 44, 45, 48, 51, 61, 74). You may combine the same or different cellulases classified into a different family.

セルラーゼとしては、特に限定しないが、それ自体活性の高いセルラーゼであることが好ましい。このようなセルラーゼとしては、例えば、ファネロケーテ(Phanerochaete)属菌、Trichoderma reeseiなどのトリコデルマ属(Trichoderma)菌、フザリウム属(Fusarium)菌、トレメテス属(Tremetes)菌、ペニシリウム属(Penicillium)菌、フミコーラ属(Humicola)菌、アクレモニウム属(Acremonium)菌、アスペルギルス属(Aspergillus)菌等の糸状菌の他に、クロストリジウム属(Clostridium)菌、シュードモナス属(Pseudomonas)菌、セルロモナス属(Cellulomonas)菌、ルミノコッカス属(Ruminococcus)菌、バチルス属(Bacillus)菌等の細菌、スルフォロバス属(Sulfolobus)菌等の始原菌、さらにストレプトマイセス属(Streptomyces)菌、サーモアクチノマイセス属(Thermoactinomyces)菌などの放射菌由来のセルラーゼが挙げられる。なお、こうしたセルラーゼは、人工的に改変されていてもよい。   Although it does not specifically limit as a cellulase, It is preferable that it is a cellulase with high activity itself. Examples of such cellulases include Phanerochaete bacteria, Trichoderma bacteria such as Trichoderma reesei, Fusarium bacteria, Fusarium bacteria, Tremetes bacteria, Penicillium bacteria, and Humicola bacteria. In addition to filamentous fungi such as Humicola, Acremonium, and Aspergillus, Clostridium, Pseudomonas, Cellulomonas, and Luminococcus Bacteria such as genus (Ruminococcus) and Bacillus, primordial fungi such as Sulfolobus, and more, such as Streptomyces and Thermoactinomyces Derived cellulase. Such cellulase may be artificially modified.

本発明の形質転換体は、外来性のタンパク質をコードするDNAの少なくとも一つを宿主染色体上に保持している。また、このコード化DNAは、宿主酵母内においてタンパク質として発現可能に保持されている。具体的には、宿主酵母で作動可能なプロモーター(典型的には酵母プロモーター)の制御下に連結されるとともに適切なターミネーターをその下流に有した状態で保持されている。プロモーターは、構成的プロモーターであっても誘導的プロモーターであってもよい。一般には、こうした外来DNAの導入に伴って、宿主において利用可能な選択マーカー遺伝子も同時に宿主染色体上に保持されている。   The transformant of the present invention retains at least one DNA encoding a foreign protein on the host chromosome. The encoded DNA is retained so that it can be expressed as a protein in the host yeast. Specifically, it is linked under the control of a promoter operable in the host yeast (typically a yeast promoter) and held in a state having an appropriate terminator downstream thereof. The promoter may be a constitutive promoter or an inducible promoter. In general, with the introduction of such foreign DNA, a selectable marker gene that can be used in the host is simultaneously retained on the host chromosome.

(不活性化対象となる遺伝子)
染色体上に分泌性タンパク質をコードするDNAを保持する本発明の形質転換体において不活性化されていることが好ましい遺伝子、すなわち、不活性化により外来性の分泌性タンパク質の分泌生産を促進する活性を有する遺伝子を、以下の表に示す。なお、表1に示す55種類の遺伝子は、クロストリジウム・サーモセラム(Clostridium thermocellum)のGHF8に属するセルラーゼ(エンドグルカナーゼ)であるCel8A(以下、Ctcel8Aという。)をコードするDNAを、特定遺伝子が不活性化された酵母の染色体外に導入し、液体培養して得られた培養上清のエンドグルカナーゼ活性に基づいてスクリーニングし、さらに選抜された遺伝子不活性化株の酵母の染色体上に前記エンドグルカナーゼをコードするDNAを導入し、液体培養して得られた培養上清のエンドグルカナーゼ活性に基づいてスクリーニングされたものである。
(Gene to be inactivated)
A gene that is preferably inactivated in the transformant of the present invention that retains a DNA encoding a secretory protein on the chromosome, that is, an activity that promotes secretory production of an exogenous secreted protein by inactivation The genes having are shown in the table below. In addition, 55 types of genes shown in Table 1 are specific genes that inactivate DNA encoding Cel8A (hereinafter referred to as Ctcel8A) which is a cellulase (endoglucanase) belonging to GHF8 of Clostridium thermocellum. Screened based on the endoglucanase activity of the culture supernatant obtained by introduction into the yeast chromosome and liquid culture, and further encoding the endoglucanase on the yeast chromosome of the selected gene inactivated strain The culture supernatant obtained by introducing the DNA to be cultured and liquid culture was screened based on the endoglucanase activity.

これらの遺伝子は、外来性タンパク質を分泌生産するのに不活性化されていることが好ましい。これらの遺伝子から選択される1種又は2種以上が不活性化され、かつ、外来タンパク質が分泌される形態でそのコード化DNAが染色体上に保持される酵母は、当該遺伝子が不活性化されていない酵母であって同じコード化DNAを染色体上に保持する酵母よりも外来タンパク質の分泌生産が促進される。外来タンパク質は、エンドグルカナーゼなどセルラーゼから選択される1種又は2種以上であることが好ましい。   These genes are preferably inactivated to secrete and produce foreign proteins. In yeast in which one or more selected from these genes are inactivated and the encoded DNA is retained on the chromosome in a form in which the foreign protein is secreted, the gene is inactivated. The production of foreign proteins is promoted more than yeast that does not hold the same encoded DNA on the chromosome. The foreign protein is preferably one or more selected from cellulases such as endoglucanase.

不活性化対象となる遺伝子は、PER1及びVRP1以外の53種類の遺伝子から選択される1種又は2種以上である。これらの遺伝子が不活性化されていると、液体培地で外来性タンパク質を分泌生産させやすくなる。さらに好ましくは、DYN3、GCN5、OPI3、PER1、RPL13B、RPL19B、RPL36A、SNF7、VMA7、VPS3、VPS4、VPS16、VPS27、YKL118W及びYOL138Cからなる群から選択される1種又は2種以上である。これらの遺伝子が不活性化されていると、エンドグルカナーゼを分泌生産させるのに都合がよい。なお、PER1が除かれていてもよい。   The genes to be inactivated are one type or two or more types selected from 53 types of genes other than PER1 and VRP1. When these genes are inactivated, it becomes easy to secrete and produce foreign proteins in a liquid medium. More preferably, it is one or more selected from the group consisting of DYN3, GCN5, OPI3, PER1, RPL13B, RPL19B, RPL36A, SNF7, VMA7, VPS3, VPS4, VPS16, VPS27, YKL118W and YOL138C. When these genes are inactivated, it is convenient for secretory production of endoglucanase. Note that PER1 may be excluded.

また、不活性化対象となる遺伝子は、DYN3、GCN5、OPI3、PER1、RPL13B、RPL19B、RPL36A、VMA7、VPS3、VPS4、VPS16、VPS27、YKL118W及びYOL138Cからなる群から選択される1種又は2種以上であってもよい。これらの遺伝子の不活性化は、β−グルコシダーゼなどのセルラーゼの分泌生産に有利である。より好ましくは、DYN3、GCN5、OPI3、PER1、RPL13B、RPL19B、RPL36A、VMA7、VPS3、VPS4、VPS27、YKL118W及びYOL138Cからなる群から選択される1種又は2種以上である。これらの群から、PER1が除かれていてもよい。一層好ましくは、DYN3、GCN5、OPI3、PER1、RPL13B、RPL19B、VPS3、YKL118W及びYOL138Cからなる群から選択される1種又は2種以上である。最も好ましくは、GCN5、RPL19B及びVPS3から選択される1種又は2種以上である。   The genes to be inactivated are one or two selected from the group consisting of DYN3, GCN5, OPI3, PER1, RPL13B, RPL19B, RPL36A, VMA7, VPS3, VPS4, VPS16, VPS27, YKL118W and YOL138C. It may be the above. Inactivation of these genes is advantageous for secretory production of cellulases such as β-glucosidase. More preferably, it is one or more selected from the group consisting of DYN3, GCN5, OPI3, PER1, RPL13B, RPL19B, RPL36A, VMA7, VPS3, VPS4, VPS27, YKL118W and YOL138C. PER1 may be excluded from these groups. More preferably, it is one or more selected from the group consisting of DYN3, GCN5, OPI3, PER1, RPL13B, RPL19B, VPS3, YKL118W and YOL138C. Most preferably, it is one or more selected from GCN5, RPL19B and VPS3.

なお、表2には、染色体外に分泌性タンパク質をコードするDNAを保持する本発明の形質転換体において不活性化されていることが好ましい遺伝子、すなわち、不活性化により外来性の分泌性タンパク質の分泌生産を促進する活性を有する遺伝子を示す。   Table 2 shows genes that are preferably inactivated in the transformant of the present invention that retains the DNA encoding the secretory protein outside the chromosome, that is, exogenous secretory proteins due to inactivation. The gene which has the activity which accelerates | stimulates secretory production is shown.

表2中A欄の計96種の遺伝子は、表1の遺伝子と同様、クロストリジウム・サーモセラム(Clostridium thermocellum)のGHF8に属するセルラーゼ(エンドグルカナーゼ)であるCel8A(以下、Ctcel8Aという。)を外来性の分泌性タンパク質として特定遺伝子が不活性化された酵母に導入し、液体培養して得られた培養上清のエンドグルカナーゼ活性に基づいてスクリーニングされたものである。   In the same manner as the gene of Table 1, the 96 genes in the column A in Table 2 are exogenous Cel8A (hereinafter referred to as Ctcel8A), which is a cellulase (endoglucanase) belonging to Clostridium thermocellum GHF8. This was screened based on the endoglucanase activity of the culture supernatant obtained by introducing the specific gene as a secreted protein into inactivated yeast and liquid culture.

これら96種の遺伝子は、不活性化により外来性の分泌性タンパク質の分泌生産を促進する活性の程度に応じて3群(表2B欄〜D欄)に分けることができる。表2B欄に記載の遺伝子は、96種のうち不活性化による分泌生産促進活性が最も高いものであり、表1C欄に記載の遺伝子は、次に分泌生産促進活性が高いものであり、表2D欄に記載の遺伝子は、次いで分泌生産促進活性が高いものである。   These 96 genes can be divided into three groups (Tables 2B to D) according to the degree of activity that promotes secretory production of exogenous secreted proteins by inactivation. The genes described in the column of Table 2B have the highest secretory production promoting activity by inactivation among the 96 species, and the genes described in the column of Table 1C have the next highest secretory production promoting activity. The gene described in the 2D column has the next highest secretory production promoting activity.

また、表2A欄に示す96種の遺伝子のうち、不活性化によりGHF8に属するセルラーゼの富栄養培地での分泌生産を促進する遺伝子を一つのサブグループ(表2E欄)に分類できる。さらに、不活性化によりGHF5に属するクロストリジウム・セルロヴォランス(Clostridium cellulovorans)の富栄養培地でのセルラーゼ(エンドグルカナーゼ)(Cccel5A)の分泌生産を促進する遺伝子を一つのサブグループ(表2F欄)に分類できる。GHF8及び15に共通する遺伝子は、表2のE欄及びF欄において下線を施した遺伝子である。これらの遺伝子は、双方のファミリーのセルラーゼを活性化できるため、これら2種類のセルラーゼを同時に分泌生産させるのに好ましく用いることできる。   Moreover, among 96 kinds of genes shown in Table 2A, genes that promote secretory production of cellulase belonging to GHF8 in a nutrient rich medium by inactivation can be classified into one subgroup (Table 2E). Furthermore, genes that promote the secretion production of cellulase (endoglucanase) (Cccel5A) in the nutrient rich medium of Clostridium cellulovorans belonging to GHF5 by inactivation are included in one subgroup (Table 2F column). Can be classified. Genes common to GHFs 8 and 15 are genes underlined in columns E and F of Table 2. Since these genes can activate cellulases of both families, these genes can be preferably used for secretory production of these two types of cellulases.

表2の遺伝子群は、GHF8に属するエンドグルカナーゼを外来性分泌性タンパク質として分泌生産させたときの活性で評価して得られたものであるが、表2E欄及びF欄に示すように、異なる培養条件及び異なるGHFのセルラーゼについても表2A欄記載の遺伝子の不活性化が有効であることがわかる。このことは、表2A欄に記載の遺伝子の不活性化が、アミノ酸類似性を超えて外来性分泌性タンパク質の分泌生産に広く有用であることを支持している。   The gene group in Table 2 was obtained by evaluating the activity when endoglucanase belonging to GHF8 was secreted and produced as an exogenous secreted protein, but as shown in Table 2E column and F column, they are different. It can be seen that inactivation of the genes described in Table 2A is also effective for the culture conditions and different GHF cellulases. This supports that the gene inactivation described in Table 2A column is widely useful for secretory production of exogenous secreted proteins beyond amino acid similarity.

表2A欄に示す遺伝子群から選択される2種類以上が不活性化されていてもよい。2種類以上の遺伝子が不活性化されていることにより、外来性タンパク質の分泌生産がさらに促進される場合があるからである。2種類以上の遺伝子を不活性化する場合、例えば、以下の表3から選択される2種類以上とすることができる。   Two or more types selected from the gene group shown in Table 2A may be inactivated. This is because secretion of foreign protein may be further promoted by inactivation of two or more genes. When two or more types of genes are inactivated, for example, two or more types selected from Table 3 below can be used.

表3において、表3A欄には、2種類以上組み合わせて不活性化するのに好ましい遺伝子を記載している。表3A欄には、表3B欄及び表3C欄の遺伝子とRRD1を含んでいる。図38に示すように、表3B欄及びC欄に示す遺伝子は、いずれもタンパク質の輸送経路に関するタンパク質をコードする遺伝子である。表3B欄に示す遺伝子は、粗面小胞体、ゴルジ体に局在するタンパク質をコードする遺伝子(ARV1, CHO2, CSG2, ERG6, FAR8, OPI3, PER1, SAC1)であり、表3C欄に示す、エンドソーム等に局在し、主としてゴルジ体からエンドソーム、液胞への輸送に関わるタンパク質をコードする遺伝子(ERG3, MON2, RAV1, SNF7, SNF8, VPS3, VPS4, VPS16, VPS25, VPS27, VPS28, VPS36, VPS45, YPT7)である(Saccharomycees cerevisiae genome database (http://www.yeastgenome.org/による)。これらタンパク質の輸送経路に関わる遺伝子の破壊、より好ましくは二重破壊は、高生産効果につき相乗効果を有している。図38に示すように、タンパク質が細胞外へ分泌されるときは、粗面小胞体、ゴルジ体を通る。また、正しくフォールディングされなかったタンパク質などの異常なたんぱく質は、ゴルジ体からエンドソームへタンパク質の輸送を経て液胞にて分解される。本発明者らによれば、RAV1などエンドソームに局在するタンパク質をコードする遺伝子と、FAR8等の粗面小胞体に局在するタンパク質をコードする遺伝子又はVPS3等の液胞たんぱく質の輸送に関わるタンパク質をコードする遺伝子の2重破壊により、外来性タンパク質の分泌生産活性が向上したことがわかっている。   In Table 3, in Table 3A column, genes preferable for inactivation in combination of two or more types are described. The Table 3A column contains the genes and RRD1 of the Table 3B column and Table 3C column. As shown in FIG. 38, the genes shown in Tables 3B and C are all genes encoding proteins relating to protein transport pathways. The genes shown in Table 3B are genes (ARV1, CHO2, CSG2, ERG6, FAR8, OPI3, PER1, SAC1) that encode proteins localized in rough endoplasmic reticulum and Golgi apparatus, and are shown in Table 3C. Genes that are localized in endosomes and mainly encode proteins involved in transport from the Golgi apparatus to endosomes and vacuoles (ERG3, MON2, RAV1, SNF7, SNF8, VPS3, VPS4, VPS16, VPS25, VPS27, VPS28, VPS36, (VPS45, YPT7) (according to Saccharomycees cerevisiae genome database (http://www.yeastgenome.org/)) Disruption of genes involved in the transport pathway of these proteins, more preferably double disruption is synergistic with high production effects As shown in Fig. 38, when the protein is secreted out of the cell, it passes through the rough endoplasmic reticulum and the Golgi apparatus, and abnormal proteins such as proteins that are not correctly folded are expressed by the Golgi apparatus. Endo from the body According to the present inventors, genes encoding proteins localized in endosomes such as RAV1 and proteins localized in rough endoplasmic reticulum such as FAR8 It has been found that the secretory production activity of exogenous proteins has been improved by double disruption of the gene coding for or a gene coding for a protein involved in the transport of vacuolar proteins such as VPS3.

表3A欄は、表3B欄記載の遺伝子と表3C欄記載の遺伝子に加えて、RRD1を含んでいる。本発明において組み合わされて不活性化される遺伝子は、表3A欄に記載の遺伝子から選択される2種類以上を含むことができる。RRD1は、核、細胞質に局在するタンパク質をコードするが、タンパク質輸送に関するタンパク質をコードする遺伝子とともに不活性化されることにより、相乗的なタンパク質高生産効果をもたらすことができる。好ましくは、表3B欄及び表3C欄に記載の遺伝子群から選択される2種類以上である。2種類以上の不活性化遺伝子は、表3B欄の遺伝子群及び表3C欄の遺伝子群の双方を含んでいてもよいし、いずれか一方であってもよい。   The Table 3A column contains RRD1 in addition to the genes described in the Table 3B column and the genes described in the Table 3C column. The genes that are combined and inactivated in the present invention can include two or more types selected from the genes listed in Table 3A. RRD1 encodes a protein localized in the nucleus and cytoplasm, but can be inactivated together with a gene encoding a protein related to protein transport, thereby producing a synergistic high protein production effect. Preferably, they are two or more types selected from the gene group described in Table 3B column and Table 3C column. Two or more types of inactivated genes may include both the gene group in Table 3B column and the gene group in Table 3C column, or any one of them.

不活性化される遺伝子は表3B欄中からはFAR8が選択されることが好ましい。また、不活性化される遺伝子は表3C欄中からはRAV1及びVPS3から選択される1種又2種であることが好ましい。特に、RAV1が選択されることが好ましい。また、不活性化される遺伝子は、FAR8、RAV1、VPS3及びRRD1からなる群から選択される2種類以上を含んでいてもよいし、FAR8、RAV1及びVPS3から選択される2種類以上を含んでいてもよい。こうした不活性化遺伝子の組み合わせとしては、例えば、FAR8とRAV1、RAV1とVPS3、RAV1とRRD1等が挙げられる。   As the inactivated gene, FAR8 is preferably selected from the column in Table 3B. The inactivated genes are preferably one or two genes selected from RAV1 and VPS3 from the column in Table 3C. In particular, RAV1 is preferably selected. The inactivated gene may include two or more types selected from the group consisting of FAR8, RAV1, VPS3, and RRD1, or two or more types selected from FAR8, RAV1, and VPS3. May be. Examples of such combinations of inactivating genes include FAR8 and RAV1, RAV1 and VPS3, RAV1 and RRD1, and the like.

なお、Rav1タンパク質は、エンドソームに局在し、Rav1タンパク質、Rav2タンパク質、Skp1タンパク質で複合体を形成することが知られており、初期エンドソームの液胞への輸送にとって必要であることが分かっている(Soi3p/Rav1p functions at the early endosome to regulate endocytic trafficking to the vacuole and localization of trans-Golgi network transmembrane proteins., Mol Biol Cell. 2004 Jul;15(7):3196-209、Seol J. H., Shevchenko A., Shevchenko A., Deshaies R. J., Skp1 forms multiple protein complexes, including RAVE, a regulator of V-ATPase assembly. Nat Cell Biol. 2001,Apr;3(4):384-91)。VPS3遺伝子は、液胞タンパク質のソーティングやプロセシングに必要なタンパク質で、H+−液胞ATPaseタンパク質複合体の集合に必要である(Rothman J. H., Yamashiro C. T., Raymond C. K., Kane P. M., Stevens T. H.., Acidification of the lysosome-like vacuole and the vacuolar H+-ATPase are deficient in two yeast mutants that fail to sort vacuolar proteins., J Cell Biol. 1989 109(1):93-100)。Far8タンパク質は、粗面小胞体に局在し、細胞周期のG1期の停止に関わることが分かっている。RRD1タンパク質は、核、細胞質に局在し、タンパク質脱リン酸化酵素PP2Aの活性化するタンパク質であることがわかっている(Kemp H. A., Sprague G. F. Jr., Far3 and five interacting proteins prevent premature recovery from pheromone arrest in the budding yeast Saccharomyces cerevisiae., Mol Cell Biol. 2003 Mar;23(5):1750-63))。 Rav1 protein is known to localize in endosomes and form a complex with Rav1, Rav2 and Skp1 proteins, and is known to be required for transport of early endosomes to vacuoles (Soi3p / Rav1p functions at the early endosome to regulate endocytic trafficking to the vacuole and localization of trans-Golgi network transmembrane proteins., Mol Biol Cell. 2004 Jul; 15 (7): 3196-209, Seol JH, Shevchenko A., Shevchenko A., Deshaies RJ, Skp1 forms multiple protein complexes, including RAVE, a regulator of V-ATPase assembly. Nat Cell Biol. 2001, Apr; 3 (4): 384-91). VPS3 is a protein required for sorting and processing of vacuolar proteins and is required for assembly of H + -vacuolar ATPase protein complex (Rothman JH, Yamashiro CT, Raymond CK, Kane PM, Stevens TH., Acidification of the lysosome-like vacuole and the vacuolar H + -ATPase are deficient in two yeast mutants that fail to sort vacuolar proteins., J Cell Biol. 1989 109 (1): 93-100). Far8 protein is localized to the rough endoplasmic reticulum and is known to be involved in arresting the G1 phase of the cell cycle. RRD1 protein is known to be localized in the nucleus and cytoplasm and activated by protein phosphatase PP2A (Kemp HA, Sprague GF Jr., Far3 and five interacting proteins prevent premature recovery from pheromone arrest in the budding yeast Saccharomyces cerevisiae., Mol Cell Biol. 2003 Mar; 23 (5): 1750-63)).

表1、表2及び表3に示す酵母の各遺伝子の塩基配列等については、特にS. cerevisiaeなどのサッカロマイセス属に関しては、サッカロマイセスゲノムデータベース(http://www.yeastgenome.org/)から取得することができる。また、サッカロマイセス属を含め、これらの遺伝子については、米国国立衛生研究所のホームページ(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/)のブラストサーチサイト(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/blast/Blast.cgi)等において取得できる。   The nucleotide sequences of the yeast genes shown in Tables 1, 2 and 3 are obtained from the Saccharomyces genome database (http://www.yeastgenome.org/), particularly for Saccharomyces genera such as S. cerevisiae. be able to. For these genes, including the genus Saccharomyces, the blast search site (http: //www.ncbi.nlm) of the website of the National Institutes of Health (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/) .nih.gov / blast / Blast.cgi) etc.

本発明の形質転換体においては、表1に示す遺伝子又は表2に示す遺伝子から選択される1種又は2種以上、又は表3に示す遺伝子から選択されるは2種類以上が不活性化されている。ここで、遺伝子が不活性化されているとは、少なくとも、宿主酵母内で、(1)当該遺伝子の転写又は翻訳が完全に抑制又は部分的に抑制されている状態、(2)当該遺伝子に変異が導入されており、本来の機能を全く発揮できない程度に不完全なタンパク質を発現する状態が含まれる。こうした不活性化状態は、典型的には、当該遺伝子のプロモーターなどの調節領域又はコード領域に変異が導入されることにより実現される。具体的には、相同組換えによりこうした不活性化体を得ることができる。表1〜表3において示す各酵母遺伝子が破壊された株は、Open Biosystems社(米国)より入手することができる。また、2種類以上の酵母遺伝子が破壊された株は、これらの株に対してさらに遺伝子破壊を施すことなどにより得ることができる。   In the transformant of the present invention, one or more selected from the genes shown in Table 1 or the genes shown in Table 2, or two or more selected from the genes shown in Table 3 are inactivated. ing. Here, a gene is inactivated at least in a host yeast (1) a state in which transcription or translation of the gene is completely or partially suppressed, and (2) the gene It includes a state in which a mutation has been introduced and a protein that is incompletely expressed to the extent that it cannot exert its original function at all. Such an inactivated state is typically realized by introducing a mutation into a regulatory region such as a promoter of the gene or a coding region. Specifically, such inactivated form can be obtained by homologous recombination. Strains in which each yeast gene shown in Tables 1 to 3 is disrupted can be obtained from Open Biosystems (USA). In addition, strains in which two or more types of yeast genes are disrupted can be obtained by further gene disrupting these strains.

本発明の形質転換体は、液体培養における外来性タンパク質の分泌生産が、表1に示す遺伝子から選択される1種又は2種以上の遺伝子が不活性化されていないときよりも促進されているという特徴を有することができる。すなわち、宿主が野生型(表1に示す遺伝子が不活性化されていない)である以外は、同様に外来性の分泌性タンパク質をコードするDNAを導入して得られた形質転換体よりも外来性の分泌性タンパク質の分泌生産が促進されている。   In the transformant of the present invention, the secretion production of the foreign protein in liquid culture is promoted more than when one or more genes selected from the genes shown in Table 1 are not inactivated. It can have the characteristics. That is, except that the host is a wild type (the gene shown in Table 1 is not inactivated), it is more foreign than a transformant obtained by introducing DNA encoding a foreign secretory protein. Secreted production of sex secreted proteins is promoted.

液体培養の条件は特に限定しないで、例えば、実施しようとしている液体培養プロセスを考慮して適宜設定できる。したがって、富栄養培地であっても貧栄養培地であってもよいし、使用する酵母に合わせてpHも適宜設定することができるほか、培地にpH緩衝能を付与してもしなくてもよい。通常、酵母の一般的な培地であるYPD培地やSD培地及びこれらに対して適宜改変した培地を用いることができる。   The conditions for liquid culture are not particularly limited, and can be set as appropriate in consideration of, for example, the liquid culture process to be performed. Therefore, the medium may be a rich medium or a poor nutrient medium, and the pH may be appropriately set according to the yeast to be used, and the medium may or may not be provided with a pH buffering ability. Usually, YPD medium and SD medium, which are general yeast culture media, and media appropriately modified for these can be used.

外来性の分泌性タンパク質の分泌生産が促進されているかどうかは、当該外来性の分泌性タンパク質の分泌生産量又は当該分泌性タンパク質の活性により評価することができる。好ましくは、本発明の形質転換体と対比すべき野生型形質転換体とを一定期間液体培養して得られた培養上清につき、当該タンパク質量等を評価する。   Whether or not the secretory production of the exogenous secretory protein is promoted can be evaluated by the secretory production amount of the exogenous secretory protein or the activity of the secretory protein. Preferably, the amount of the protein and the like is evaluated for a culture supernatant obtained by subjecting the transformant of the present invention to a wild-type transformant to be compared for a certain period of time.

タンパク質量及びタンパク質の活性測定方法は、タンパク質の種類に応じて適宜選択することができる。当該タンパク質が酵素等であれば、公知の手法で酵素活性を測定してもよい。例えば、外来性分泌性タンパク質がエンドグルカナーゼなどのセルラーゼである場合には、採取した培養上清につき、適当なセルラーゼ基質(カルボキシメチルセルロース、リン酸セルロース、結晶性セルロース等)と反応させて反応生成物量や基質量等を測定することで酵素活性を評価できる。反応温度、pH及び時間は、酵素の種類等において適宜設定することができる。なお、酵素反応の結果生じる還元糖量の定量法としてはSomogyi法、Tauber-Kleiner法、Hanes法(滴定法)、Park-Johnson法、3,5-ジニトロサリチル酸(DNS)法、TZ法(Journal of Biochemical Methods, 11(1985)109-115)等の公知の方法を適宜採用すればよい。   The amount of protein and the method for measuring protein activity can be appropriately selected according to the type of protein. If the protein is an enzyme or the like, the enzyme activity may be measured by a known method. For example, when the exogenous secretory protein is a cellulase such as endoglucanase, the collected culture supernatant is reacted with an appropriate cellulase substrate (carboxymethyl cellulose, cellulose phosphate, crystalline cellulose, etc.), and the amount of reaction product The enzyme activity can be evaluated by measuring the mass and the base mass. The reaction temperature, pH, and time can be appropriately set depending on the type of enzyme. In addition, methods for quantifying the amount of reducing sugar resulting from the enzyme reaction include the Somogyi method, Tauber-Kleiner method, Hanes method (titration method), Park-Johnson method, 3,5-dinitrosalicylic acid (DNS) method, TZ method (Journal of Biochemical Methods, 11 (1985) 109-115) or the like may be employed as appropriate.

また、エンドグルカナーゼなどのセルラーゼ活性は、カルボキシルメチルセルロースなどのセルロースを含有する固相体からなる評価領域に本発明としての可能性のある被験タンパク質を供給し、当該領域の固相体中のセルロースを分解させて、固相体中でセルロースが分解されて消失した領域(ハロー:固相体においてバイオマスの分解により淡色化又は無色化する領域)の大きさでエンドグルカナーゼ活性を評価することもできる。固相体におけるセルロース消失に基づくハローは、目視等により視認することができるほか、ハロー検出時にコンゴーレッドなどで、セルロースを染色することで明瞭にハローを検出することができる。また、バイオマスとして色素結合セルロース(例えば、Cellulose Azure、Sigma社製など)を用いた場合、セルロースの分解により色素が固相体中に拡散しハローを形成するため、容易にセルロース分解活性を検出することができる。同様に蛍光色素を結合したセルロースもバイオマスとして利用することでハローを容易に検出することができる。さらに、酸処理セルロースなどをバイオマスとして用いた場合にもセルロースの分解により透明なハローを形成するため、セルロース分解活性を容易に検出することができる。   In addition, cellulase activity such as endoglucanase is supplied to the evaluation region consisting of a solid phase containing cellulose such as carboxymethyl cellulose, and a test protein that has the potential of the present invention is supplied. The endoglucanase activity can also be evaluated based on the size of the region in which cellulose is decomposed and disappeared in the solid phase after being decomposed (halo: the region in the solid phase that is lightened or decolorized by the degradation of biomass). The halo based on the disappearance of the cellulose in the solid phase can be visually recognized, and the halo can be clearly detected by staining the cellulose with Congo Red or the like when detecting the halo. In addition, when dye-bonded cellulose (such as Cellulose Azure, manufactured by Sigma) is used as biomass, the cellulose diffuses into the solid phase due to the decomposition of the cellulose and forms a halo, so cellulolytic activity is easily detected. be able to. Similarly, halo can be easily detected by using cellulose combined with a fluorescent dye as biomass. Further, when acid-treated cellulose or the like is used as biomass, a transparent halo is formed by the decomposition of cellulose, so that the cellulolytic activity can be easily detected.

ハロー形成用の固相体は、例えば、バイオマスを担持するゲルやフィルムが挙げられる。ゲルやフィルムの構成材料は特に限定しないで、天然又は人工の高分子材料を好ましく用いることができる。このような高分子材料としては、アガロース(寒天)を好ましく用いることができる。   Examples of the solid body for forming halo include a gel and a film supporting biomass. The constituent material of the gel or film is not particularly limited, and a natural or artificial polymer material can be preferably used. As such a polymer material, agarose (agar) can be preferably used.

なお、本発明の形質転換体は、表1、表2又は表3に示す遺伝子の1種類以上又は2種類以上が不活性化され、かつセルラーゼなどの外来タンパク質をコードするDNAの一つが少なくとも染色体上に導入されているとともに、さらに他の外来性タンパク質、例えば、後述する有用物質を生産するような改変がなされていてもよい。   In the transformant of the present invention, one or more or two or more of the genes shown in Table 1, Table 2 or Table 3 are inactivated, and at least one of the DNAs encoding a foreign protein such as cellulase is at least a chromosome. In addition to being introduced above, it may be further modified to produce other foreign proteins, for example, useful substances described below.

(酵母形質転換体の作製)
以上説明した本発明の形質転換体は、モレキュラークローニング第3版、カレント・プロトコールズ・イン・モレキュラー・バイオロジー等に記載されている方法に準じて作製することができる。表1、表2又は表3に示す遺伝子の1種又は2種以上が予め不活性化された宿主酵母に対して、外来性の分泌性タンパク質をコードするDNAを有する発現ベクター等を導入し、宿主酵母を形質転換することにより得ることもできる。
(Production of yeast transformant)
The transformant of the present invention described above can be prepared according to the method described in Molecular Cloning 3rd edition, Current Protocols in Molecular Biology and the like. Introducing an expression vector or the like having a DNA encoding a foreign secreted protein into a host yeast in which one or more of the genes shown in Table 1, Table 2 or Table 3 have been previously inactivated, It can also be obtained by transforming host yeast.

宿主酵母としては、Open Biosystems社(米国)より入手することができるほか、破壊しようとする遺伝子のプロモーターなどの調節領域又はコード領域に変異を導入することで取得できる。特定遺伝子の不活性化は、例えば、相同組換え法を利用して、特定の遺伝子に変異を導入したり、別の遺伝子を導入したりすること等により可能である。2種以上の特定遺伝子が不活性化された宿主酵母も、公知の各種方法による遺伝子導入や入手可能な破壊株を利用することによって取得することができる。   The host yeast can be obtained from Open Biosystems (USA) or can be obtained by introducing a mutation into a regulatory region or a coding region such as a promoter of a gene to be disrupted. The inactivation of a specific gene can be achieved by introducing a mutation into a specific gene or introducing another gene using a homologous recombination method, for example. A host yeast in which two or more specific genes have been inactivated can also be obtained by gene transfer by various known methods or by using an available disrupted strain.

本発明の好ましい宿主酵母は、表1〜表3に示す遺伝子の1種又は2種以上が不活性化されている酵母である。本発明の宿主酵母は、好適な不活性化遺伝子として既に説明した遺伝子又はその組み合わせが不活性化されていることが好ましい。   A preferred host yeast of the present invention is a yeast in which one or more of the genes shown in Tables 1 to 3 are inactivated. In the host yeast of the present invention, the genes already described as suitable inactivated genes or combinations thereof are preferably inactivated.

本発明の酵母において外来性タンパク質を発現させるためのベクターの一つの形態は、表1〜表3に記載の遺伝子から選択される1種又は2種以上を不活性化するためのベクターが挙げられる。このベクターは、不活性化する遺伝子又はその近傍と相同領域を有しており、この相同領域を介して当該ベクターが保持するDNA領域で当該遺伝子又はその近傍を置換することで当該遺伝子を不活性化するものである。このような相同組換えのためのベクター及びその作製は、当業者において周知であって、モレキュラークローニング第3版、カレント・プロトコールズ・イン・モレキュラー・バイオロジー等に開示されている。   One form of the vector for expressing the foreign protein in the yeast of the present invention includes a vector for inactivating one or more selected from the genes listed in Tables 1 to 3. . This vector has a homologous region with the gene to be inactivated or its vicinity, and the gene is inactivated by substituting the gene or its neighborhood with the DNA region held by the vector via this homologous region. It is to become. Such vectors for homologous recombination and their production are well known to those skilled in the art and are disclosed in Molecular Cloning 3rd Edition, Current Protocols in Molecular Biology and the like.

また、酵母において外来性の分泌性タンパク質を発現させるためのベクターの他の一つの形態は、所望の外来性分泌性タンパク質のコード化領域を有している。発現させようとするタンパク質は、酵母において細胞外への分泌性を備えていることが好ましい。こうした分泌性は意図するタンパク質が本来的に有する場合のほか、分泌シグナル等を用いて人工的に付与することができる。細胞外に分泌発現する形態としては、特に限定されない。分泌発現の形態としては、例えば、細胞表層に拘束することなく分泌する形態とタンパク質を細胞表層に提示する形態とが挙げられる。例えば、前者の形態は、酵母において機能するシグナルペプチドを付与するなどすればよく、例えば、酵母におけるタンパク質の分泌のためには、天然シグナル配列は、例えば酵母インベルターゼリーダー、α因子リーダー、またはRhizopus oryzae やC. albicansグルコアミラーゼリーダーなどが挙げられる。また、後者の形態は公知の酵母の細胞表層提示システムを利用することができる。このような提示システムとしては、凝集性タンパク質又はその一部を用いることでタンパク質を酵母の表層に提示した状態に分泌させることができる。例えば、分泌シグナルに加えて凝集性タンパク質であるα−アグルチニンC末端側の320アミノ酸残基からなるペプチドが利用される。所望のタンパク質を細胞表層に提示するためのポリペプチドや手法は、WO01/79483号公報や、特開2003−235579号公報、WO2002/042483号パンフレット、WO2003/016525号パンフレット、特開2006−136223号公報、藤田らの文献(藤田ら,2004. Appl Environ Microbiol 70:1207-1212および藤田ら, 2002. Appl Environ Microbiol 68:5136-5141.)、村井ら, 1998. Appl Environ Microbiol 64:4857-4861.に開示されている。例えば、シグナル配列は、ベクターに組み込まれる要素であってもよいが、セルラーゼ遺伝子の一部であってもよい。   Another form of the vector for expressing the exogenous secretory protein in yeast has a coding region of the desired exogenous secretory protein. The protein to be expressed preferably has extracellular secretion in yeast. Such secretory property can be artificially imparted by using a secretory signal or the like in addition to the case where the intended protein originally has. The form secreted and expressed outside the cell is not particularly limited. Examples of the secretory expression include a form secreted without being restricted to the cell surface and a form presenting the protein on the cell surface. For example, the former form may provide a signal peptide that functions in yeast, for example, for secretion of proteins in yeast, the natural signal sequence may be, for example, a yeast invertase leader, an alpha factor leader, or Rhizopus oryzae And C. albicans glucoamylase leader. Moreover, the latter form can utilize the well-known yeast cell surface display system. As such a presentation system, the protein can be secreted into a state presented on the surface of yeast by using an aggregating protein or a part thereof. For example, in addition to the secretion signal, a peptide comprising 320 amino acid residues on the C-terminal side of α-agglutinin which is an aggregating protein is used. Polypeptides and methods for displaying a desired protein on the cell surface are disclosed in WO01 / 79483, JP2003-235579, WO2002 / 042483, WO2003 / 016525, and JP2006-136223. Publication, Fujita et al. (Fujita et al., 2004. Appl Environ Microbiol 70: 1207-1212 and Fujita et al., 2002. Appl Environ Microbiol 68: 5136-5141.), Murai et al., 1998. Appl Environ Microbiol 64: 4857-4861 Is disclosed. For example, the signal sequence may be an element incorporated into the vector, but may be a part of the cellulase gene.

本発明のベクターは、上記したタンパク質のコード化DNAとともに調節領域(プロモーター及びターミネーター等)を備えるほか、適宜選択マーカー遺伝子の発現カセットを備えることができる。ベクターは、形質転換の手法や宿主細胞における当該コード化DNAの保持形態(染色体に導入する形態や染色体外に保持する形態等)に応じて、上記コード領域以外の構成要素(相同組換えにより染色体への導入を意図する場合には、酵母染色体DNAとの相同性領域が必要となる。)が適宜決定される。また、ベクターの形態は、使用形態に応じて様々な形態を採ることができる。例えば、DNA断片の形態を採ることができるほか、2マイクロプラスミドなどの適当な酵母用ベクターの形態を採ることもできる。   The vector of the present invention can include a regulatory region (promoter, terminator, etc.) together with the above-described protein-encoding DNA, as well as an appropriate expression marker gene cassette. A vector is a component other than the above coding region (chromosome by homologous recombination) depending on the transformation method and the retention form of the encoded DNA in the host cell (form introduced into the chromosome, form retained outside the chromosome, etc.). When intended to be introduced into the DNA, a region of homology with yeast chromosomal DNA is required). Moreover, the form of a vector can take various forms according to a usage form. For example, it can take the form of a DNA fragment, and can also take the form of a suitable yeast vector such as a 2 microplasmid.

このようなベクターで適当な酵母宿主を適宜形質転換することによって本発明の酵母形質転換体を得ることができる。形質転換にあたり、従来公知の各種方法、例えば、トランスフォーメーション法や、トランスフェクション法、接合法、プロトプラスト法、エレクトロポレーション法、リポフェクション法、酢酸リチウム法等を用いることができる。   The yeast transformant of the present invention can be obtained by appropriately transforming a suitable yeast host with such a vector. For the transformation, various conventionally known methods such as transformation method, transfection method, conjugation method, protoplast method, electroporation method, lipofection method, lithium acetate method and the like can be used.

(セルロース含有材料の分解産物の製造方法)
本発明のセルロース含有材料の分解産物の製造方法は、セルラーゼを外来性タンパク質として分泌生産する本発明の酵母形質転換体を準備する工程と、セルロース含有材料を炭素源として含有する液体培地で前記酵母形質転換体を培養する工程と、を備えることができる。本発明の製造方法によると、セルロース含有材料を糖化するためのセルラーゼの添加をすることなく又はその添加量を抑制してセルロース含有材料を酵母により直接利用できる。このため、効率的にセルロース含有材料を利用できる。
(Method for producing degradation product of cellulose-containing material)
The method for producing a degradation product of a cellulose-containing material of the present invention comprises the steps of preparing a yeast transformant of the present invention that secretes and produces cellulase as an exogenous protein, and the yeast in a liquid medium containing the cellulose-containing material as a carbon source. Culturing the transformant. According to the production method of the present invention, the cellulose-containing material can be directly used by yeast without adding a cellulase for saccharifying the cellulose-containing material or suppressing the addition amount. For this reason, a cellulose containing material can be utilized efficiently.

(形質転換体の準備)
酵母形質転換体が分泌生産するセルラーゼとしては、既に説明した各種セルラーゼのうち1種又は2種以上組み合わせて用いることができる。好ましくは2種類以上のセルラーゼ(例えば、エンドグルカナーゼとセロビオヒドロラーゼ等)とすることができる。なお、2種類以上のセルラーゼは、1種の形質転換体が分泌生産するものであってもよいが、それぞれのセルラーゼを分泌生産する2種類以上の形質転換体であってもよい。そのほか、本発明の製造方法で用いる形質転換体については、既に説明した本発明の形質転換体についての各種態様を適用することができる。
(Preparation of transformants)
As a cellulase secreted and produced by a yeast transformant, one or a combination of two or more cellulases described above can be used. Preferably, two or more types of cellulases (for example, endoglucanase and cellobiohydrolase) can be used. Two or more types of cellulases may be secreted and produced by one transformant, but may be two or more types of transformants that secrete and produce each cellulase. In addition, various aspects of the transformant of the present invention described above can be applied to the transformant used in the production method of the present invention.

(液体培養)
上記のような酵母形質転換体を液体培地で液体培養するには、セルロース含有材料を炭素源の少なくとも1種類として用いる以外は、公知の液体培地を利用しあるいは適宜改変して用いることができる。培地組成、温度、pH、通気条件等は必要に応じて適宜設定することができる。
(Liquid culture)
In order to perform liquid culture of the above yeast transformant in a liquid medium, a known liquid medium can be used or appropriately modified, except that a cellulose-containing material is used as at least one kind of carbon source. The culture medium composition, temperature, pH, aeration conditions and the like can be appropriately set as necessary.

セルロース含有材料は、グルコースがβ-1,4-グルコシド結合により重合した重合体及びその誘導体を含んでいる。グルコースの重合度は特に限定しない。また、誘導体としては、カルボキシメチル化、アルデヒド化、若しくはエステル化などの誘導体が挙げられる。セルロースは、結晶性セルロースであってもよいし、非結晶性セルロースであってもよい。また、セルロースは、その部分分解物である、セロオリゴ糖、セロビオースであってもよい。セルロース含有材料は、配糖体であるβグルコシド、リグニン及び/又はヘミセルロースとの複合体であるリグノセルロース、さらにペクチンなどとの複合体であってもよい。セルロース含有材料はその由来も特に限定しない。植物由来のものでも、真菌由来のものでも、細菌由来のものであってもよい。セルロース含有材料は、綿や麻などの天然繊維品、レーヨン、キュプラ、アセテート、リヨセルなどの再生繊維品、稲ワラ、籾殻、木材チップなどの農産廃棄物などが挙げられる。   The cellulose-containing material contains a polymer in which glucose is polymerized by β-1,4-glucoside bonds and derivatives thereof. The degree of polymerization of glucose is not particularly limited. In addition, examples of the derivative include derivatives such as carboxymethylation, aldehyde formation, or esterification. The cellulose may be crystalline cellulose or non-crystalline cellulose. Cellulose may be cellooligosaccharide or cellobiose, which is a partially decomposed product thereof. The cellulose-containing material may be a complex with β-glucoside which is a glycoside, lignocellulose which is a complex with lignin and / or hemicellulose, pectin and the like. The origin of the cellulose-containing material is not particularly limited. It may be derived from plants, fungi, or bacteria. Examples of the cellulose-containing material include natural fiber products such as cotton and hemp, recycled fiber products such as rayon, cupra, acetate, and lyocell, and agricultural waste such as rice straw, rice husk, and wood chips.

本発明方法で得られるセルロースの分解産物は、グルコースのほか、セロビオース及びセロオリゴ糖が挙げられる。こうして得られるセルロースの分解産物は、通常のグルコースと同様、有用物質の発酵原料等に利用できる。なお、本発明の製造方法で用いる形質転換体としては、酵母本来のアルコール発酵性を有している場合には、後述するように、培養工程を実施することでアルコール(エタノール)などの有用物質を製造することができる。また、使用する形質転換体が遺伝子工学的に乳酸などの有機酸を製造するよう改変されている場合には、当該有機酸を製造することができる。   Cellulose degradation products obtained by the method of the present invention include cellobiose and cellooligosaccharides in addition to glucose. The cellulose degradation product thus obtained can be used as a fermentation raw material of a useful substance, as in the case of normal glucose. In addition, as a transformant used with the manufacturing method of this invention, when it has yeast original alcohol fermentability, useful substances, such as alcohol (ethanol), are implemented by implementing a culture | cultivation process so that it may mention later. Can be manufactured. Moreover, when the transformant to be used is modified by genetic engineering to produce an organic acid such as lactic acid, the organic acid can be produced.

(セルロース含有材料から有用物質を製造する方法)
本発明の有用物質の製造方法は、セルラーゼを外来性タンパク質として分泌生産する本発明の酵母形質転換体を準備する工程と、セルロース含有材料を炭素源として含有する液体培地で前記酵母形質転換体を培養して有用物質を発酵生産させる工程と、を備えることができる。本発明の製造方法によると、セルロース含有材料を糖化するためのセルラーゼを添加をすることなく又はその添加量を抑制してセルロース含有材料を酵母により直接利用して有用物質を製造できる。このため、従来に比してセルラーゼコストを低減して有用物質を製造することができる。
(Method for producing useful substance from cellulose-containing material)
The method for producing a useful substance of the present invention comprises a step of preparing a yeast transformant of the present invention that secretes and produces cellulase as an exogenous protein, and the yeast transformant in a liquid medium containing a cellulose-containing material as a carbon source. Culturing and producing a useful substance by fermentation. According to the production method of the present invention, a useful substance can be produced by directly using a cellulose-containing material with yeast without adding a cellulase for saccharifying the cellulose-containing material or suppressing its addition amount. For this reason, a cellulase cost can be reduced compared with the former and a useful substance can be manufactured.

有用物質としては特に限定しないが、グルコースを利用して酵母が生産可能なものであればよい。例えば、酵母におけるグルコースからの代謝系の1種又は2種以上の酵素を遺伝子組換えにより置換、追加等して本来の代謝物でない化合物であってもよい。具体的には、エタノールなどの低級アルコール、乳酸などの有機酸の他、イソプレノド合成経路の追加によるファインケミカル(コエンザイムQ10、ビタミン及びその原料等)、解糖系の改変によるグリセリン、プラスチック・化成品原料など、バイオリファイナリー技術が対象とする材料が挙げられる。酵母は、アルコール発酵能が高いため、本形質転換酵母は、セルロース含有材料からエタノールを効率的に生産することができる。   Although it does not specifically limit as a useful substance, What is necessary is just what can produce yeast using glucose. For example, it may be a compound that is not an original metabolite by replacing or adding one or more enzymes in the metabolic system from glucose in yeast by genetic recombination. Specifically, in addition to lower alcohols such as ethanol, organic acids such as lactic acid, fine chemicals (coenzyme Q10, vitamins and their raw materials, etc.) by adding an isoprenod synthesis route, glycerin by modifying glycolysis, plastics and chemical raw materials For example, materials targeted by biorefinery technology. Since yeast has a high alcohol fermentability, this transformed yeast can efficiently produce ethanol from cellulose-containing materials.

形質転換酵母の発酵には、セルロース含有材料を含む炭素源を用いる。培養開始時には、グルコースやスクロースなど酵母が利用しやすい形態の炭素源を利用することもできる。また、培地中にセルラーゼを添加してもよい。添加するセルラーゼは、特に限定しないが、本発明の形質転換酵母を培養して生産したものであってもよい。   A carbon source containing a cellulose-containing material is used for the fermentation of transformed yeast. At the start of culture, a carbon source in a form that can be easily used by yeast, such as glucose and sucrose, can also be used. Cellulase may be added to the medium. Although the cellulase to be added is not particularly limited, it may be produced by culturing the transformed yeast of the present invention.

そのほか、形質転換酵母の発酵には、酵母に一般的に適用される培養条件を適宜選択して用いることができる。典型的には、発酵のための培養は、静置培養、振とう培養または通気攪拌培養等を用いることができる。通気条件は、嫌気条件下、微好気条件下及び好気条件等、適宜選択することができる。培養温度も、特に限定しないが、25℃〜55℃等の範囲とすることができる。また、培養時間も必要に応じて設定されるが、数時間〜150時間程度とすることができる。また、pHの調整は、無機あるいは有機酸、アルカリ溶液等を用いて行うことができる。培養中は、必要に応じてアンピシリン、テトラサイクリンなどの抗生物質を培地に添加することができる。   In addition, culture conditions generally applied to yeast can be appropriately selected and used for fermentation of transformed yeast. Typically, the culture for fermentation can be stationary culture, shaking culture, aeration-agitation culture, or the like. The aeration conditions can be appropriately selected from anaerobic conditions, microaerobic conditions, aerobic conditions, and the like. The culture temperature is not particularly limited, but may be in the range of 25 ° C to 55 ° C. Moreover, although culture | cultivation time is also set as needed, it can be set as several hours-about 150 hours. The pH can be adjusted using an inorganic or organic acid, an alkaline solution, or the like. During the culture, antibiotics such as ampicillin and tetracycline can be added to the medium as necessary.

発酵終了後、培養液から有用物質含有画分を回収する工程、さらにこれを精製又は濃縮する工程を実施することもできる。回収工程や精製等の工程は有用物質の種類等に応じて適宜選択される。   After completion of fermentation, a step of recovering a useful substance-containing fraction from the culture solution, and a step of purifying or concentrating the fraction can also be performed. The recovery process and the purification process are appropriately selected according to the type of useful substance.

本発明のエタノール製造方法は、本発明のセルロース含有材料の分解産物の製造方法において、酵母形質転換体としてアルコール発酵性を有しているものであればよい。   The ethanol production method of the present invention only needs to have alcohol fermentability as a yeast transformant in the method for producing a degradation product of a cellulose-containing material of the present invention.

(タンパク質の製造方法)
本発明のタンパク質の製造方法は、本発明の形質転換体を準備する工程と、前記形質転換体を液体培地で培養する工程と、を備えることができる。本発明の酵母形質転換体によれば、所望の外来性タンパク質を効率的に分泌生産させることができるため、タンパク質の製造にも有利である。培養工程において用いる液体培地の組成、温度、pH等の条件は、適宜設定することができる。液体培地は、前記酵母形質転換体が利用可能な炭素源を有していればよい。したがって、前記酵母形質転換体に外来タンパク質としてセルラーゼを分泌生産させる場合には、液体培地は、セルロース含有材料を炭素源として含んでいてもよい。培養工程で得られる培養上清には、本発明の形質転換体によって分泌生産されたタンパク質が含まれている。当該タンパク質が酵素等の場合には、これを精製してもよいが、培養上清をそのまま酵素液として用いてもよい。
(Protein production method)
The method for producing a protein of the present invention can comprise the steps of preparing the transformant of the present invention and culturing the transformant in a liquid medium. According to the yeast transformant of the present invention, a desired foreign protein can be efficiently secreted and produced, which is advantageous for protein production. Conditions such as the composition, temperature, pH and the like of the liquid medium used in the culturing step can be appropriately set. The liquid medium should just have the carbon source which the said yeast transformant can utilize. Therefore, in the case where cellulase is secreted and produced as a foreign protein in the yeast transformant, the liquid medium may contain a cellulose-containing material as a carbon source. The culture supernatant obtained in the culture step contains a protein secreted and produced by the transformant of the present invention. When the protein is an enzyme or the like, it may be purified, but the culture supernatant may be used as it is as an enzyme solution.

以下、本発明を、実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、以下に述べる遺伝子組換え操作はMolecular Cloning: A Laboratory Manual (T. Maniatis, et al., Cold Spring Harbor Laboratory) に従い行った。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated concretely, this invention is not limited to these Examples. The gene recombination described below was performed according to Molecular Cloning: A Laboratory Manual (T. Maniatis, et al., Cold Spring Harbor Laboratory).

セルラーゼ発現プラスミドの構築
TDH3プロモーター、CYC1ターミネーター、マーカーURA3を持つ酵母発現用2ミクロンベクターのSacII-SpeI間にRhizopus Oryzae由来グルコアミラーゼのシグナルペプチドを導入した。本シグナルペプチドの下流SphI-SpeI間にClostridium thermocellum(以下C.thermocellum)のエンドグルカナーゼCel8A(以下Ctcel8A)、またはClostridium cellulovorans (以下C.cellulovorans)のエンドグルカナーゼcel5A(以下Cccel5A)の導入を行った(図1)。作製したプラスミドDNAはCtcel8AはpRSA436GAPcelA, Cccel5AはpRS436GAPCccel5Aと名付けた。
Construction of cellulase expression plasmid
A signal peptide of Rhizopus Oryzae-derived glucoamylase was introduced between SacII-SpeI of a 2-micron vector for yeast expression having a TDH3 promoter, a CYC1 terminator, and a marker URA3. Clostridium thermocellum (hereinafter C. thermocellum) endoglucanase Cel8A (hereinafter Ctcel8A) or Clostridium cellulovorans (hereinafter C. cellulovorans) endoglucanase cel5A (hereinafter Cccel5A) was introduced between the downstream SphI and SpeI of this signal peptide ( FIG. 1). The prepared plasmid DNA was named pRSA436GAPcelA for Ctcel8A and pRS436GAPCccel5A for Cccel5A.

酵母菌でのエンドグルカナーゼ活性の確認
Saccharomyces cerevisiaeのS288C株由来の2倍体酵母菌BY4743(遺伝型:MATa/α his3Δ1/his3Δ1 leu2Δ0/leu2Δ0 lys2Δ0/LYS2 MET15/met15Δ0 ura3Δ0/ura3Δ0)へpRS436GAPcelAを酢酸リチウム法によって形質転換した。YPDプレートに酵母をストリークし、30℃で1日培養後、形質転換液(35μlの60%ポリエチレングリコール平均分子量3350+2.5μlの4M酢酸リチウム+5μlの1M ジチオスレイトール+5μlの10mg/ml 鮭精子DNAにpRS436GAPcelAを1μlを混ぜ、全量50μlになるように滅菌水を加える)に酵母を培養したYPDプレートからかきとり混ぜた。形質転換液を42℃で2時間熱を加え、SD-uracil(0.67% YNB w/o a. a. +2% グルコース+アミノ酸ミックス(-uracil))培地にまいた。アミノ酸ミックス(-uracil)は、アデニン0.5g、トリプトファン2g、ヒスチジン塩酸塩2g、メチオニン2g、ロイシン4g、リシン塩酸塩2gを1リットル当たり0.6g加えた。培地のpHを制御した場合にエンドグルカナーゼ活性に変化が起こるかどうかを調べた。YPD培地(1% yeast extract, 2% peptone+2% glucose)、SD-uracil培地、SD-uracilに0.1 M KPO4を加えpH緩衝した培地で培養した培養上清を、エンドグルカナーゼ活性を検出することができる0.1% カルボキシメチルセルロース入りの2% 寒天培地 (以下、CMC培地)にスポットし、40℃で1日反応させた。0.1% CongoRed /1 M Tris (pH9)(以下、コンゴーレッド液)でプレートを染色し、1 M NaClで脱色後、エンドグルカナーゼ活性がある染色されないハロ(円)を確認した(図2)。培養pHの低下によってcelAのエンドグルカナーゼ活性は大きく低下した。以上のことから、以後のエンドグルカナーゼ活性の評価にあたっては、pH低下を抑制した状態を確保することとした。
Confirmation of endoglucanase activity in yeast
A diploid yeast BY4743 (genotype: MATa / α his3Δ1 / his3Δ1 leu2Δ0 / leu2Δ0 lys2Δ0 / LYS2 MET15 / met15Δ0 ura3Δ0 / ura3Δ0) derived from the S288C strain of Saccharomyces cerevisiae was transformed by the lithium acetate method. After streaking yeast on a YPD plate and culturing at 30 ° C for 1 day, the transformant (35 μl of 60% polyethylene glycol average molecular weight 3350 + 2.5 μl of 4M lithium acetate + 5 μl of 1M dithiothreitol + 5 μl of 10 mg / ml sperm sperm DNA 1 μl of pRS436GAPcelA was mixed, and sterilized water was added to a total volume of 50 μl), and the yeast was cultured from the YPD plate. The transformation solution was heated at 42 ° C. for 2 hours, and spread on SD-uracil (0.67% YNB w / o aa + 2% glucose + amino acid mix (-uracil)) medium. In the amino acid mix (-uracil), 0.5 g of adenine, 2 g of tryptophan, 2 g of histidine hydrochloride, 2 g of methionine, 4 g of leucine and 2 g of lysine hydrochloride were added per liter. Whether the change in endoglucanase activity occurred when the pH of the medium was controlled was examined. Endoglucanase activity is detected in culture supernatants cultured in YPD medium (1% yeast extract, 2% peptone + 2% glucose), SD-uracil medium, and SD-uracil with 0.1 M KPO 4 and pH buffered. It was spotted on a 2% agar medium (hereinafter, CMC medium) containing 0.1% carboxymethylcellulose and allowed to react at 40 ° C. for 1 day. The plate was stained with 0.1% CongoRed / 1 M Tris (pH 9) (hereinafter referred to as Congo red solution), and after decolorization with 1 M NaCl, an unstained halo (circle) having endoglucanase activity was confirmed (FIG. 2). The endoglucanase activity of celA decreased greatly with the decrease of culture pH. From the above, in the subsequent evaluation of endoglucanase activity, it was decided to ensure a state in which pH reduction was suppressed.

酵母遺伝子破壊株ライブラリーへの形質転換
「実施例1」で構築したプラスミドpRS436GAPcelAを2倍体酵母遺伝子破壊株ライブラリーへ形質転換した。方法は、YPDプレートに保存した破壊株ライブラリーをYPD 25μlを入れた96ウェルマイクロプレートに植菌し、30℃で1日静地培養後、培養液を混ぜ、文献(kitagawa et al.,Biosci Biotechnol Biochem. 2007 Mar;71(3):772-82. Epub 2007 Mar 7.Screening of drugs that suppress Ste11 MAPKKK activation in yeast identified a c-Abl tyrosine kinase inhibitor.)に記載の方法に鮭精子DNAを加えた形質転換液(3500μlの60% ポリエチレングリコール平均分子量3350+250μlの1 M ジチオスレイトール+ 250μlの4 M 酢酸ナトリウム+250μlの10 mg/ml鮭精子DNA+250μlのpRS436GAPcelAのDNA溶液)と混ぜた後、42℃で2時間熱を加え、SD-uracil培地へスポットした(図3)。
Transformation into Yeast Gene Disrupted Strain Library Plasmid pRS436GAPcelA constructed in “Example 1” was transformed into a diploid yeast gene disrupted strain library. In the method, the disrupted strain library stored on the YPD plate was inoculated into a 96-well microplate containing 25 μl of YPD, cultured at 30 ° C. for 1 day at rest, mixed with the culture solution, and the literature (kitagawa et al., Biosci Biotechnol Biochem. 2007 Mar; 71 (3): 772-82. Epub 2007 Mar 7.Screening of drugs that suppress Ste11 MAPKKK activation in yeast identified a c-Abl tyrosine kinase inhibitor.) And then mixed with 3500 μl of 60% polyethylene glycol average molecular weight 3350 + 250 μl of 1 M dithiothreitol + 250 μl of 4 M sodium acetate + 250 μl of 10 mg / ml sperm DNA + 250 μl of pRS436GAPcelA DNA solution at 42 ° C Heat was applied for 2 hours and spotted on SD-uracil medium (FIG. 3).

Ctcel8A高生産酵母変異株のスクリーニング
Ctcel8A高生産する酵母変異株をスクリーニングするために、Ctcel8Aの形質転換したプレートから各株を採取し、SD-uracilが50μl入った96ウェルマイクロプレートで30℃で1日振とう培養した。培養上清5μlを8レーンピペットでCMC培地にスポットし、40℃で1日反応させ、コンゴーレッド液で染色し、1 M NaClで脱色した。エンドグルカナーゼ活性のあるハロが他の遺伝子破壊株よりも大きい株を226株取得した(図4)。
Screening of Ctcel8A high production yeast mutant
In order to screen for yeast mutants producing Ctcel8A at a high yield, each strain was collected from a plate transformed with Ctcel8A, and cultured on a 96-well microplate containing 50 μl of SD-uracil at 30 ° C. for 1 day. 5 μl of the culture supernatant was spotted on CMC medium with an 8-lane pipette, reacted at 40 ° C. for 1 day, stained with Congo red solution, and decolorized with 1 M NaCl. 226 strains having a larger halo with endoglucanase activity than other gene-disrupted strains were obtained (FIG. 4).

Ctcel8A高生産酵母変異株の再確認
スクリーニングで得られたCtcel8A高活性株226株の再現性を得るために、取得した高活性株をひと株ずつ試験管でSD-uracil培地で振とう培養し、実施例2と同様の操作で野生型のBY4743よりも高活性な株として147株の再現性を得た。Ctcel8A高生産株147株の栄養要求性を確認するためにSD-U-M-K (0.67% YNB w/o a. a. +2% グルコース+アミノ酸ミックス(-U-M-K))培地へストリークし、増殖できない株を高生産株から除き、117株になった。SD-U-M-K培地のアミノ酸ミックス(-U-M-K)は、アデニン0.5g、トリプトファン2g、ヒスチジン塩酸塩2g、ロイシン4gを1リットル当たり0.4gをSD培地に混ぜた。使用した破壊株ライブラリーは2倍体なので、取得した高活性株に1倍体が混ざっていると1倍体とmatingするはずである。一倍体を除くために、N435-1A (遺伝型:MATa his7 lys7 met6 arg1 gal4 MAL2 SUC)、N435-2A (遺伝型:MATα his7 lys7 met6 arg1 gal4 MAL2 SUC)と高生産株をYPDプレート上で混ざるようにストリークし、30℃で1日培養した。培養したプレートを最小培地(0.67% YNB w/o a. a. +2% グルコース)へレプリカした。7株が最小培地で増殖したので除き、110株となった。もう一度野生型(BY4743株)と活性の差がほとんどない株を除くために、再度試験管でSD-uracil培地で培養し、実施例2と同様の方法で再実験を行い96株の再現性が確認できた。96株をCtcel8A高活性株とし、活性の強さを+++、++、+の3段階に分類した(図5〜図7)。
In order to obtain the reproducibility of 226 Ctcel8A highly active strains obtained by reconfirmation screening of Ctcel8A high-producing yeast mutants , the obtained highly active strains were cultured with shaking in SD-uracil medium one by one in a test tube. Reproducibility of 147 strains was obtained as a strain having higher activity than wild type BY4743 by the same operation as in Example 2. In order to confirm the nutritional requirement of 147 Ctcel8A high-producing strains, strains that streak into SD-UMK (0.67% YNB w / o aa + 2% glucose + amino acid mix (-UMK)) medium and cannot grow are high-producing strains It became 117 shares. The SD-UMK medium amino acid mix (-UMK) was prepared by mixing 0.4 g per liter of adenine 0.5 g, tryptophan 2 g, histidine hydrochloride 2 g, and leucine 4 g into the SD medium. Since the disrupted strain library used was diploid, if the obtained highly active strain is mixed with haploid, it should be mated with haploid. To eliminate haploids, N435-1A (genotype: MATa his7 lys7 met6 arg1 gal4 MAL2 SUC), N435-2A (genotype: MATα his7 lys7 met6 arg1 gal4 MAL2 SUC) and high-producing strains on the YPD plate Streaks were mixed and cultured at 30 ° C for 1 day. Cultured plates were replicated to minimal medium (0.67% YNB w / o aa + 2% glucose). Except that 7 strains grew on the minimal medium, 110 strains were removed. In order to remove the strain with little difference in activity from the wild type (BY4743 strain) once again, the cells were cultured again in SD-uracil medium in a test tube and re-tested in the same manner as in Example 2. The reproducibility of 96 strains It could be confirmed. The 96 strains were classified as Ctcel8A highly active strains, and the activity intensity was classified into three levels: +++, ++, and + (FIGS. 5 to 7).

これら96株については、外来性タンパク質を分泌生産するのに好ましい変異を有しているといえる。すなわち、これらの株において破壊されている遺伝子は、外来性タンパク質を分泌生産させるのに不活性化することが好ましい遺伝子であることがわかった。   These 96 strains can be said to have preferable mutations for producing and secreting foreign proteins. That is, it has been found that the genes that are disrupted in these strains are genes that are preferably inactivated in order to secrete and produce foreign proteins.

Ctcel8A高活性株の富栄養培地での活性
スクリーニングで得られた96株のCtcel8A高活性株を富栄養培地であるYPD培地で培養し、100倍希釈した培養上清の活性を実施例2と同様の方法(CMC培地にスポットし、40℃で1日反応させた後、0.1% CongoRed /1 M Tris (pH9)(以下、コンゴーレッド液)でプレートを染色し、1 M NaClで脱色した。)で調べたところ、25株が野生型のBY4743よりも高活性であった。これらの遺伝子破壊株に対してCtcel8Aを再形質転換し、増殖の悪かった2株は除き、21株が野生型のBY4743よりも高活性であった(図8)。2株は再現性が得られなかった。以上のことから、この実施例で取得できた株は、培地の組成に関わらず、高活性を示すことがわかった。
The 96 Ctcel8A high activity strains obtained by screening the activity of the Ctcel8A highly active strain on the nutrient rich medium were cultured on the YPD medium, which is the nutrient rich medium, and the activity of the culture supernatant diluted 100 times was the same as in Example 2. (After spotting on CMC medium and reacting at 40 ° C. for 1 day, the plate was stained with 0.1% CongoRed / 1 M Tris (pH 9) (hereinafter, Congo Red solution) and decolorized with 1 M NaCl.) As a result, 25 strains were more active than wild type BY4743 . Ctcel8A was retransformed against these gene-disrupted strains, and 21 strains were more active than wild-type BY4743, except for two strains that showed poor growth (FIG. 8). Two strains were not reproducible. From the above, it was found that the strain obtained in this example showed high activity regardless of the composition of the medium.

Cccel5Aでの富栄養培地での活性
実施例6で再形質転換して得られた23株に対して、Clostridium cellulolyticum,のエンドグルカナーゼCccel5Aを発現する実施例1記載のプラスミドpRS436GAPCccel5A(図1)を形質転換した。YPD培地で培養し、50倍希釈した培養上清の活性を実施例2と同様の方法で調べたところ、14株が野生型のBY4743よりも高活性であった(図9)。残り9株は、BY4743と活性は変わらなかった 。以上のことから、本実施例で高活性の確認された変異株は、GHF5及び8の双方を分泌生産するのに有用であること、すなわち、これらの変異株において破壊されている遺伝子の不活性化が外来性タンパク質の分泌生産に有効であることがわかった。
Activity in rich medium with Cccel5A 23 strains obtained by retransformation in Example 6 were transformed with the plasmid pRS436GAPCccel5A (FIG. 1) described in Example 1 expressing the endoglucanase Cccel5A of Clostridium cellulolyticum. Converted. When the activity of the culture supernatant cultured in YPD medium and diluted 50-fold was examined by the same method as in Example 2, 14 strains were more active than wild type BY4743 (FIG. 9). The remaining nine strains did not change in activity with BY4743. From the above, the mutant strains confirmed to have high activity in this Example are useful for secreting and producing both GHF5 and 8, that is, the inactivation of genes disrupted in these mutant strains. It was found that the conversion is effective for the production of foreign proteins.

Ctcel8A及びCccel5Aの染色代導入用ベクターの作製
セルラーゼを染色体に導入するためのベクターpAH-HORp-Ctcel8A, pAH-HOR7p-Cccel5Aを作製した(図10)。AAP1遺伝子の上流-3000bpから-2000bpまでの配列(以下AAP1Uと呼ぶ)をS288CのゲノムDNAからPCR反応により、クローニングした。AAP1遺伝子の上流-2000bpから-1000bpまでの配列(以下AAP1D)をS288CのゲノムDNAからPCR反応により、クローニングした。遺伝子導入の確認用マーカーとしてハイグロマイシン耐性遺伝子を連結した。C.thermocellum (ATCC27405), C.cellulolyticum (ATCC35319)の培養菌体からゲノムを抽出後、分泌シグナル配列を除くセルラーゼ遺伝子C.thermocellum由来Cel8A (ABN51508)約1.3kb及びC.cellulolyticum由来Cel5A(AAA51444)約1.3kbをPCR法により取得した。取得した遺伝子断片をCel8Aは制限酵素KpnI-BglII、Cel5AはKpnI-BamHI部位にて染色体導入用ベクター内Rhizopus Oryzae由来グルコアミラーゼのシグナルペプチド下流に挿入した。
Preparation of vectors for introduction of Ctcel8A and Cccel5A staining charges Vectors pAH-HORp-Ctcel8A and pAH-HOR7p-Cccel5A for introducing cellulase into the chromosome were prepared (FIG. 10). A sequence from -3000 bp to -2000 bp upstream of the AAP1 gene (hereinafter referred to as AAP1U) was cloned from the genomic DNA of S288C by PCR reaction. A sequence from -2000 bp to -1000 bp upstream of the AAP1 gene (hereinafter AAP1D) was cloned from the genomic DNA of S288C by PCR reaction. A hygromycin resistance gene was linked as a marker for confirming gene transfer. After extracting the genome from cultured cells of C. thermocellum (ATCC27405), C. cellulolyticum (ATCC35319), the cellulase gene C. thermocellum-derived Cel8A (ABN51508) excluding the secretory signal sequence is approximately 1.3 kb and C. cellulolyticum-derived Cel5A (AAA51444) About 1.3 kb was obtained by PCR. The obtained gene fragments were inserted downstream of the signal peptide of the Rhizopus Oryzae-derived glucoamylase in the chromosome introduction vector at the restriction enzyme KpnI-BglII for Cel8A and the KpnI-BamHI site for Cel5A.

vps3遺伝子破壊株でのCtcel8A及びCccel5A染色体導入株の効果
実施例8で作製したプラスミドpAH-HOR7p-Ctcel8A、pAH-HOR7p-Cccel5Aを形質転換した。形質転換方法はBY4743及び、vps3破壊株をYPD培地で30℃、1日培養し、YPD培地で再度5時間30℃で培養した。培養液は遠心して回収し、再度滅菌水で洗浄後、遠心して回収した。60%ポリエチレングリコール平均分子量3350を120μl、4M 酢酸リチウムを5μl、1M ジチオスレイトールを10μl、制限酵素Sse8387IでプラスミドDNAの染色体導入部を線上DNAにした後、DNA溶液を5μl加え、細胞懸濁液を50μl加え、懸濁後、42℃で1時間反応させた。反応液を遠心後、YPD培地を加え、30℃で一晩回復培養を行った。培養液はYPDに最終濃度が150μg/mlのハイグロマイシンBが入ったプレートにまき、30℃で増殖させた。 ハイグロマイシン耐性になったコロニーを再びシングルコロニー化した。コロニーをYPDプレートで再度増殖させた。YPD培地で30℃1日培養後、培養液を遠心し、培養上清をx1, x2, x4, x8, x16, x32倍希釈した。上清8μlをCMC培地へスポットし、40℃で1日反応させた。コンゴーレッド液で染色し1M NaClで脱色し、活性を確認した(図11)。BY4743と比べて、vps3破壊株はCtcel8Aでは8倍以上、Cccel5Aでは32倍以上の活性上昇が認められた。
Effect of Ctcel8A and Cccel5A Chromosome-Introduced Strains in vps3 Gene Disrupted Strains Plasmids pAH-HOR7p-Ctcel8A and pAH-HOR7p-Cccel5A prepared in Example 8 were transformed. As a transformation method, BY4743 and vps3 disrupted strains were cultured in YPD medium at 30 ° C. for 1 day, and again cultured in YPD medium for 5 hours at 30 ° C. The culture solution was collected by centrifugation, washed again with sterilized water, and then collected by centrifugation. 60% polyethylene glycol Average molecular weight 3350 120 μl, 4 M lithium acetate 5 μl, 1 M dithiothreitol 10 μl, and the restriction enzyme Sse8387I to make the chromosomal transfection site linear, then add 5 μl of DNA solution 50 μl was added, suspended, and reacted at 42 ° C. for 1 hour. The reaction solution was centrifuged, YPD medium was added, and recovery culture was performed overnight at 30 ° C. The culture was spread on a plate containing hygromycin B at a final concentration of 150 μg / ml in YPD and grown at 30 ° C. Colonies that became resistant to hygromycin were again single colonized. Colonies were grown again on YPD plates. After culturing at 30 ° C. for 1 day in YPD medium, the culture solution was centrifuged, and the culture supernatant was diluted x1, x2, x4, x8, x16, x32 times. 8 μl of the supernatant was spotted on CMC medium and reacted at 40 ° C. for 1 day. Staining with Congo red solution and decolorization with 1M NaCl confirmed the activity (FIG. 11). Compared to BY4743, the vps3-disrupted strain showed an increase in activity of 8 times or more in Ctcel8A and 32 times or more in Cccel5A.

上記のCtcel8A及びCccel5A染色体導入株をSD+complement培地(0.67% YNB w/o a. a. +2% グルコース+アミノ酸ミックス(complement)、 pHをNaOHで6に調整した)培地とSD+complemnent+0.1M NaAc培地(0.67% YNB w/o a. a. +2% グルコース+アミノ酸ミックス(complement)+0.1M 酢酸ナトリウムを加えpHをHClで6に調整)培地で培養した。アミノ酸ミックス(complement)は、アデニン0.5g、ウラシル2g、トリプトファン2g、ヒスチジン塩酸塩2g、メチオニン2g、ロイシン4g、リシン塩酸塩2gを混ぜ、1リットル当たり0.6gを加えた。培養後、培養上清をCMC培地へ8μlスポットした。プレートを40℃で1日反応後、コンゴーレッド液で染色し1M NaClで脱色した(図12)。酢酸ナトリウムで培地のpHを下げないように緩衝した場合(SD+complement+0.1M NaAc培地)では、野生型(BY4743株)よりもvps3破壊株のほうが活性が約2倍程度上昇した。一方pHを緩衝しない培地(SD+complement)では、培地pHの低下によりBY4743は活性が確認できなかったが、vps3破壊株では活性が確認できた。よって、YPD培地と同様に、SD培地のような貧栄養培地でもvps3破壊株はセルラーゼを高生産できることが確認できた。   The above Ctcel8A and Cccel5A chromosomally introduced strains are SD + complement medium (0.67% YNB w / o aa + 2% glucose + amino acid mix (complement), pH adjusted to 6 with NaOH) medium and SD + complemnent + 0.1M NaAc Culture was carried out in a medium (0.67% YNB w / o aa + 2% glucose + amino acid mix (complement) +0.1 M sodium acetate added to adjust pH to 6 with HCl). The amino acid mix was 0.5 g adenine, 2 g uracil, 2 g tryptophan, 2 g histidine hydrochloride, 2 g methionine, 4 g leucine and 2 g lysine hydrochloride and added 0.6 g per liter. After culture, 8 μl of the culture supernatant was spotted on CMC medium. The plate was reacted at 40 ° C. for 1 day, stained with Congo red solution, and decolorized with 1M NaCl (FIG. 12). When buffering so as not to lower the pH of the medium with sodium acetate (SD + complement + 0.1M NaAc medium), the activity of the vps3-disrupted strain was increased about twice as much as that of the wild type (BY4743 strain). On the other hand, in the medium not buffering pH (SD + complement), the activity of BY4743 could not be confirmed due to a decrease in the medium pH, but the activity was confirmed in the vps3-disrupted strain. Therefore, as with the YPD medium, it was confirmed that the vps3-disrupted strain can produce cellulase at a high level even in an oligotrophic medium such as SD medium.

以上のことから、vps3遺伝子を不活性化した酵母においては、外来性タンパク質のコード化DNAが染色体導入形態であっても外来性タンパク質の高度な分泌生産活性が得られることがわかった。すなわち、安定して外来タンパク質を高活性で分泌生産できることがわかった。また、貧栄養及び低pHに対する耐性も野生型よりも向上していることがわかった。   From the above, it was found that in the yeast in which the vps3 gene was inactivated, a high secretory production activity of the foreign protein can be obtained even if the foreign protein-encoding DNA is in the form of chromosome introduction. That is, it was found that the foreign protein can be stably secreted and produced with high activity. Moreover, it turned out that the tolerance with respect to poor nutrition and low pH is also improving rather than the wild type.

遺伝子破壊株へのcel8A遺伝子の染色体導入
−80℃で保存された1倍体の遺伝子破壊株ライブラリー(インビトロジェン株式会社)から表1に記載の遺伝子に相当する1倍体の株を96株選び、遺伝子の破壊をコロニーPCRにより確認した。それぞれの株を、20mMのNaOH5μlに少量加え、100℃で10分ボイルした。ボイルしたサンプルに15μlの超純水を加えた。使用したプライマーは表3に示すとおりであった。Reverse側のプライマーはKANMX+600R(ATCAAGTGAGAAATCACCATGAGTGACGAC)(配列番号1)を共通に使用し、Forward側のプライマーは、それぞれKANMX+600R以外の遺伝子固有のプライマーを使用した。これらのPCR反応は、Extaq DNAポリメラーゼ(タカラバイオ株式会社)を用いた。なお、PCRは以下のようにして行った。すなわち、PCR反応液6.5μlに1.5μlの100℃で10分ボイルして破砕した細胞懸濁液を加えた。反応条件は、94℃、2分ボイルし、94℃、15秒、50℃、30秒、72℃、2分を40サイクル繰り返した。この結果、96株中、13株(vma4、kap120、mtq2、ydr433W、ygr102C、yvh1、adh1、ado1、pat1、mdm34、rpl1B、vps33、ynl296W破壊株)は遺伝子破壊が確認できなかった。
Chromosomal introduction of cel8A gene into gene disruption strains- 96 strains of haploid strains corresponding to the genes listed in Table 1 were selected from a haploid gene disruption library library (Invitrogen Corporation) stored at 80 ° C. Gene disruption was confirmed by colony PCR. A small amount of each strain was added to 5 μl of 20 mM NaOH and boiled at 100 ° C. for 10 minutes. 15 μl of ultrapure water was added to the boiled sample. The primers used were as shown in Table 3. The reverse side primer commonly used was KANMX + 600R (ATCAAGTGAGAAATCACCATGAGTGACGAC) (SEQ ID NO: 1), and the forward side primer was a gene-specific primer other than KANMX + 600R. For these PCR reactions, Extaq DNA polymerase (Takara Bio Inc.) was used. PCR was performed as follows. Specifically, 1.5 μl of the cell suspension crushed by boiling at 100 ° C. for 10 minutes was added to 6.5 μl of the PCR reaction solution. The reaction conditions were boiled at 94 ° C for 2 minutes, and 94 cycles of 94 ° C, 15 seconds, 50 ° C, 30 seconds, 72 ° C, 2 minutes were repeated. As a result, of the 96 strains, 13 strains (vma4, kap120, mtq2, ydr433W, ygr102C, yvh1, adh1, ado1, pat1, mdm34, rpl1B, vps33, ynl296W disruption strain) could not be confirmed.

遺伝子破壊が確認できなかった13株を除いた83株の遺伝子破壊株及び基準株(BY4741株、遺伝型:MATa his3Δ1 leu2Δ0 met15Δ0 ura3Δ0)に対してCtcel8Aの染色体導入を行った。染色体導入用ベクターとして図13に示すpAL-HOR7p-Ctcel8Aを構築した。このベクターは、以下のようにして作製した。AAP1遺伝子の上流-3000bpから-2000bpまでの配列(以下AAP1Uと呼ぶ)をS288CのゲノムDNAからPCR反応により、クローニングした。AAP1遺伝子の上流-2000bpから-1000bpまでの配列(以下AAP1D)をS288CのゲノムDNAからPCR反応により、クローニングした。遺伝子導入の確認用マーカーとしてLEU2遺伝子を連結した。C.thermocellum (ATCC27405)の培養菌体からゲノムを抽出後、分泌シグナル配列を除くセルラーゼ遺伝子C.thermocellum由来Cel8A (ABN51508)約1.3kbをPCR法により取得した。取得した遺伝子断片をCel8Aは制限酵素KpnI-BglII部位にて染色体導入用ベクター内Rhizopus Oryzae由来グルコアミラーゼのシグナルペプチド下流に挿入した。   Ctcel8A was chromosomally introduced into 83 gene-disrupted strains and a reference strain (BY4741 strain, genotype: MATa his3Δ1 leu2Δ0 met15Δ0 ura3Δ0) except 13 strains for which gene disruption could not be confirmed. As a chromosome introduction vector, pAL-HOR7p-Ctcel8A shown in FIG. 13 was constructed. This vector was prepared as follows. A sequence from -3000 bp to -2000 bp upstream of the AAP1 gene (hereinafter referred to as AAP1U) was cloned from the genomic DNA of S288C by PCR reaction. A sequence from -2000 bp to -1000 bp upstream of the AAP1 gene (hereinafter AAP1D) was cloned from the genomic DNA of S288C by PCR reaction. The LEU2 gene was ligated as a marker for confirming gene transfer. After extracting the genome from cultured cells of C. thermocellum (ATCC27405), about 1.3 kb of cellulase gene C. thermocellum-derived Cel8A (ABN51508) excluding the secretory signal sequence was obtained by PCR. Cel8A was inserted into the downstream of the signal peptide of Rhizopus Oryzae-derived glucoamylase in the chromosomal transfer vector at the restriction enzyme KpnI-BglII site.

それぞれの株をYPD培地で30℃、24時間培養した。培養液1mlを10mlのYPD培地に植菌し、再び5時間培養を行った。培養液を遠心し、超純水で洗浄後再び遠心して細胞をペレット状にした。120μlの60%ポリエチレングリコール平均分子量3350、5μlの4M 酢酸ナトリウム、10μlの1M ジチオスレイトール、10μlの鮭精子DNAに1μlのSse8387Iで処理したpAL-HOR7p-Ctcel8Aと細胞懸濁液を54μl加え、42℃で1時間熱ショックを与えた。この細胞懸濁液をSD-leucine培地へ接種し、30℃で数日培養した。生えたコロニーをYPD+0.1%CMC培地に塗抹し、30℃、1日培養し、CMC分解活性があるかどうかを確認した。 Each strain was cultured in YPD medium at 30 ° C. for 24 hours. 1 ml of the culture solution was inoculated into 10 ml of YPD medium and cultured again for 5 hours. The culture solution was centrifuged, washed with ultrapure water, and then centrifuged again to pellet the cells. 120 μl of 60% polyethylene glycol average molecular weight 3350, 5 μl of 4M sodium acetate, 10 μl of 1M dithiothreitol, 10 μl of sperm DNA, 54 μl of pAL-HOR7p-Ctcel8A treated with 1 μl of Sse8387I and cell suspension were added, 42 Heat shock was applied for 1 hour at ℃. This cell suspension was inoculated into SD-leucine medium and cultured at 30 ° C. for several days. The grown colonies were smeared on YPD + 0.1% CMC medium and cultured at 30 ° C. for 1 day to confirm whether or not there was CMC degradation activity.

CMC含有培地上のコロニーにおいてCMC分解活性が認められた株をそれぞれYPD液体培地に植菌し、30℃で24時間培養した。培養液を遠心し、培養上清を回収した。培養上清をx1、x2、x4、x8、x16、x32倍に希釈し、0.1%カルボキシメチルセルロース、50mMの酢酸ナトリウム入り(pH6)の2%寒天(以下CMCプレート)に8μlずつスポットし、40℃で1日反応させた。反応後、0.1%コンゴーレッド、1M Tris-Base (pH9)(以下コンゴーレッド液)と30分室温で反応させ、1MのNaClで脱色した。結果を図14及び図15に示す。   Strains in which CMC degradation activity was observed in colonies on the CMC-containing medium were inoculated into YPD liquid medium and cultured at 30 ° C. for 24 hours. The culture solution was centrifuged and the culture supernatant was collected. Dilute the culture supernatant x1, x2, x4, x8, x16, x32 times, spot 8μl each on 2% agar (hereinafter referred to as CMC plate) containing 0.1% carboxymethylcellulose and 50mM sodium acetate (pH6) at 40 ℃ For 1 day. After the reaction, it was reacted with 0.1% Congo Red, 1M Tris-Base (pH9) (hereinafter Congo Red liquid) for 30 minutes at room temperature, and decolorized with 1M NaCl. The results are shown in FIGS.

図14に示すようにして、Ctcel8Aの染色体導入株を2クローンずつ調べたところ、基準株よりも活性の強い株と基準株と活性が変わらない株に分かれた。2クローンとも基準株よりも2倍以上高活性であった株を染色体導入でも高生産できる株とした。その結果、図15に示すように、83株中、55株が基準株と比べて、2倍から4倍高活性であることがわかった。   As shown in FIG. 14, when Ctcel8A chromosome-introduced strains were examined in two clones, they were divided into strains having stronger activity than the reference strain and strains having the same activity as the reference strain. In both clones, a strain that was more than twice as active as the reference strain was selected as a strain capable of high production even by chromosomal transfer. As a result, as shown in FIG. 15, 55 out of 83 strains were found to be 2 to 4 times more active than the reference strain.

Ctcel8A染色体導入株のcel8A高生産の再確認
再現性をとるために、実施例10で選抜した55株を再度YPD液体培地で、30℃で24時間培養し、培養上清を8倍希釈し、CMCプレートへスポットし、40℃で1日反応させ、コンゴーレッド液で染色し、1M NaClで脱色した。結果を図16に示す。選抜された55株の遺伝子破壊株はいずれも8倍希釈したハローは基準株(BY4741株)よりも高活性であることが確認できた。実施例10及び11の結果から、55株のなかでも、dyn3, gcn5, opi3, per1, rpl13b, rpl19b, rpl36a, snf7, vma7, vps3, vps4, vps16, vps27, ykl118w, yol138cの各遺伝子破壊株がセルラーゼの分泌生産が高いことがわかった。
In order to ensure reproducibility reproducibility of cel8A high production of Ctcel8A chromosome-introduced strain, 55 strains selected in Example 10 were again cultured in YPD liquid medium at 30 ° C. for 24 hours, and the culture supernatant was diluted 8-fold, Spotted on CMC plate, reacted at 40 ° C. for 1 day, stained with Congo red solution, and decolorized with 1M NaCl. The results are shown in FIG. It was confirmed that the 55 gene-disrupted strains selected had a halo diluted 8 times more active than the reference strain ( BY4741 strain ). From the results of Examples 10 and 11, among 55 strains, the gene disrupted strains of dyn3, gcn5, opi3, per1, rpl13b, rpl19b, rpl36a, snf7, vma7, vps3, vps4, vps16, vps27, ykl118w, yol138c Cellulase secretion was found to be high.

BGL染色体導入用ベクターの作製
エンドグルカナーゼ以外のセルラーゼにおいて高生産効果があるかどうかを調べるために、Aspergillus aculeatusのβ-グルコシダーゼBGL1(以下AaBGLと称する。)を酵母染色体に導入するベクターを作製した。
Preparation of BGL Chromosome Introduction Vector In order to examine whether cellulase other than endoglucanase has a high production effect, a vector for introducing Aspergillus aculeatus β-glucosidase BGL1 (hereinafter referred to as AaBGL) into a yeast chromosome was prepared.

AaBGLを染色体に導入するためのベクターpDU-HOR7p-AaBGLsecを作製した(図17)。染色体導入のための相同配列として、ADH3遺伝子の上流-3000bpから-2000bpまでの配列(以下ADH3Uと称する。)をS288Cのゲノムからクローニングした。同様に、ADH3遺伝子の上流-2000bpから-1000bpまでの配列(以下ADH3Dと呼ぶ)をS288Cのゲノムからクローニングした。遺伝子導入の確認用マーカーとしてURA3遺伝子を連結した。Aspergillus aculeatusのβ-グルコシダーゼ遺伝子(Genbank Accesion No.D64088)の分泌配列を除く配列をクローニングした。染色体導入用ベクター内のRhizopus Oryzae由来グルコアミラーゼのシグナルペプチド下流に挿入した。   A vector pDU-HOR7p-AaBGLsec for introducing AaBGL into the chromosome was prepared (FIG. 17). As a homologous sequence for chromosomal introduction, a sequence from -3000 bp to -2000 bp upstream of the ADH3 gene (hereinafter referred to as ADH3U) was cloned from the genome of S288C. Similarly, a sequence from -2000 bp to -1000 bp upstream of the ADH3 gene (hereinafter referred to as ADH3D) was cloned from the genome of S288C. The URA3 gene was ligated as a marker for confirming gene transfer. The sequence excluding the secretory sequence of Aspergillus aculeatus β-glucosidase gene (Genbank Accession No. D64088) was cloned. It was inserted downstream of the signal peptide of Rhizopus Oryzae-derived glucoamylase in the chromosomal transfer vector.

BGL染色体導入株のBGL活性とセロビオース培地でのエタノール発酵
実施例12で作製したプラスミドDNA、pDU-HOR7p-AaBGLsecをSse8387Iで処理したDNA溶液を実施例10と同様の方法で基準株であるBY4741及び遺伝子破壊株の染色体へ導入した。遺伝子破壊株は、dyn3, gcn5, opi3, per1, rpl13b, rpl19b, rpl36a, snf7, vma7, vps3, vps4, vps16, vps27, ykl118w, yol138c破壊株(合計15種類)を使用した。AaBGLを染色体へ導入した株3クローンをYPD培地で30℃、120rpm, 24時間培養した。培養液の培養上清及び細胞表面のBGL活性をp-Nitrophenyl-α-glucopyranoside (pNPG)の分解によって測定した。培養上清のBGL活性の測定方法は、695μlのMQ(ミリポア社)水、200μlの250mM NaAc(pH5)、100μlの20mM pNPGに細胞を除いた培養上清を5μl加え、30℃で振とうしながら60分反応させた。反応液100μlに50μlの1N Na2CO3を加え、反応を停止させた。反応停止液をA400の吸光高度計で測定した。また、細胞表面でのBGL活性は、細胞を超純水で2回洗浄し、OD600を測定し、650μlの超純水、200μlの250mM NaAc(pH5)、100μlの20mM pNPGに、50μlのOD600を1に合わせた細胞懸濁液を加え(最終OD600=0.5)、30℃で振とうしながら、60分反応させた。培養上清と同様に反応液を測定した。これらの結果を図33に示す。
BGL activity of BGL chromosomally introduced strain and ethanol fermentation in cellobiose medium The plasmid DNA prepared in Example 12 and a DNA solution treated with pDU-HOR7p-AaBGLsec with Sse8387I were used as a reference strain BY4741 and It was introduced into the chromosome of the gene-disrupted strain. As the gene disrupted strains, dyn3, gcn5, opi3, per1, rpl13b, rpl19b, rpl36a, snf7, vma7, vps3, vps4, vps16, vps27, ykl118w, yol138c disrupted strains (total 15 types) were used. Three clones having AaBGL introduced into the chromosome were cultured in YPD medium at 30 ° C. and 120 rpm for 24 hours. BGL activity on the culture supernatant and cell surface of the culture solution was measured by degradation of p-Nitrophenyl-α-glucopyranoside (pNPG). BGL activity of the culture supernatant was measured by adding 5 μl of the culture supernatant obtained by removing cells to 695 μl of MQ (Millipore) water, 200 μl of 250 mM NaAc (pH 5), 100 μl of 20 mM pNPG, and shaking at 30 ° C. The reaction was continued for 60 minutes. 50 μl of 1N Na 2 CO 3 was added to 100 μl of the reaction solution to stop the reaction. The stop solution was determined by absorbance altimeters A 400. BGL activity on the cell surface was determined by washing the cells twice with ultrapure water, measuring OD 600 , 650 μl ultrapure water, 200 μl 250 mM NaAc (pH 5), 100 μl 20 mM pNPG, 50 μl OD. 600 the combined cell suspension was added to 1 (final OD 600 = 0.5), shaking at 30 ° C., and allowed to react for 60 minutes. The reaction solution was measured in the same manner as the culture supernatant. These results are shown in FIG.

図33に示すように、細胞表面ではsnf7破壊株以外のdyn3, gcn5, opi3, per1, rpl13b, rpl19b, rpl36a, snf7, vma7, vps3, vps4, vps16, vps27, ykl118w, yol138c破壊株は基準株(BY4741株)よりも活性が向上した。培養上清は、dyn3, rpl13b, rpl36b, snf7, vps4, vps27, ykl118w破壊株以外のgcn5, opi3, per1, rpl19b, vps3, vps16, yol138c破壊株は基準株(BY4741株)よりも活性が向上した。snf7破壊株以外は、培養上清及び細胞表面のいずれか又は双方で分解活性が高まり、分泌生産が向上したことがわかった。snf7破壊株は細胞表面、培養上清両方において活性が低下した。   As shown in FIG. 33, dyn3, gcn5, opi3, per1, rpl13b, rpl19b, rpl36a, snf7, vma7, vps3, vps4, vps16, vps27, ykl118w, yol138c disrupted strains other than snf7 disrupted strains are used on the cell surface. Activity improved compared to BY4741 strain). The culture supernatant of gcn5, opi3, per1, rpl19b, vps3, vps16, yol138c disruption strains other than dyn3, rpl13b, rpl36b, snf7, vps4, vps27, ykl118w disruption strains showed higher activity than the reference strain (BY4741 strain) . Except for the snf7-disrupted strain, it was found that the degradation activity was enhanced in one or both of the culture supernatant and the cell surface, and the secretory production was improved. The activity of the snf7-disrupted strain decreased on both the cell surface and the culture supernatant.

さらに、AaBGL導入株3クローンのセロビオースを炭素源としたエタノール発酵を行った。2mlのYPD培地で、30℃、120rpm、24時間培養後、再度20mlのYPD培地で30℃、80rpm、24時間培養した。OD600を測定し、OD600=10に相当する培養液を遠心し、超純水10mlで細胞を洗浄後、5%セロビオース入りのYPcellobiose培地10mlでエタノール生産を行った(図18−図32)。培養開始時並びに4,6,8,10及び12時間後の発酵液をサンプリングした。発酵時の細胞濃度(OD600)は吸光光度計で測定した。残存グルコース、残存セロビオース、エタノールはバイオセンサー(王子計測機器株式会社、BF-4)にて測定した。残存セロビオースは、培養サンプルを20倍希釈したものに0.25%になるようにNovozyme188(インビトロジェン株式会社)を加え、45℃、1時間振とうしながら反応させ、セロビオースを完全糖化させたものを測定し、残存グルコースの測定値を引いた。発酵時の増vps16, vps27, snf7は基準株よりも低下した。snf7, vps16以外のdyn3, gcn5, opi3, per1,殖速度はrpl13b, rpl19b, rpl36a, vma7, vps3, vps4, vps27, ykl118w, yol138c破壊株はエタノール生産速度が向上した。 Furthermore, ethanol fermentation was performed using cellobiose from 3 clones of AaBGL-introduced strain as a carbon source. After culturing in 2 ml of YPD medium at 30 ° C. and 120 rpm for 24 hours, it was cultured again in 20 ml of YPD medium at 30 ° C. and 80 rpm for 24 hours. OD 600 was measured, the culture solution corresponding to OD 600 = 10 was centrifuged, cells were washed with 10 ml of ultrapure water, and then ethanol was produced using 10 ml of YPcellobiose medium containing 5% cellobiose (FIGS. 18 to 32). . The fermentation broth was sampled at the start of culture and after 4, 6, 8, 10, and 12 hours. The cell concentration (OD 600 ) at the time of fermentation was measured with an absorptiometer. Residual glucose, residual cellobiose, and ethanol were measured with a biosensor (Oji Scientific Instruments, BF-4). For the remaining cellobiose, add Novozyme188 (Invitrogen Corp.) so that the culture sample is diluted 20-fold to 0.25%, react with shaking at 45 ° C for 1 hour, and measure the cellobiose completely glycated. The residual glucose measurement was subtracted. Increased vps16, vps27, and snf7 during fermentation decreased compared to the reference strain. Other than snf7, vps16, dyn3, gcn5, opi3, per1, and the growth rate of rpl13b, rpl19b, rpl36a, vma7, vps3, vps4, vps27, ykl118w, yol138c disrupted strains increased ethanol production rate.

MET17遺伝子のクローニング
形質転換用のマーカー遺伝子をクローニングするために、MET17遺伝子をクローニングした。すなわち、MET17遺伝子を、S288CのゲノムDNAを鋳型として、KOD Plus(東洋紡株式会社)酵素及び以下のプライマーを用いて、94℃で15秒、55℃で30秒、68℃で2分を40サイクル繰り返して合成した。
attB2-MET17-500F (ggggacagctttcttgtacaaagtggATTTAATGCTATAATAGACATTTAAATCCA)(配列番号98)
attB3-MET17+1632R (ggggacaactttgtataataaagttgACCTCCATCATCCTCTTTTGTAACTTGGTC)(配列番号99)
To clone the marker gene for cloning transformation of MET17 gene was cloned MET17 gene. That is, MET17 gene, S288C genomic DNA as a template, 40 cycles of KOD Plus (Toyobo Co., Ltd.) enzyme and the following primers: 94 ° C for 15 seconds, 55 ° C for 30 seconds, 68 ° C for 2 minutes It was synthesized repeatedly.
attB2-MET17-500F (ggggacagctttcttgtacaaagtggATTTAATGCTATAATAGACATTTAAATCCA) (SEQ ID NO: 98)
attB3-MET17 + 1632R (ggggacaactttgtataataaagttgACCTCCATCATCCTCTTTTGTAACTTGGTC) (SEQ ID NO: 99)

PCR産物をGFX PCR DNA and gel band purification kit (GE)で精製した。精製したPCR産物2μlに、pDONR P2R-P3 (インビトロジェン株式会社)プラスミド1μl、TE buffer 5μl、BPクロナーゼenzyme mix(インビトロジェン株式会社)2μlを加え、25℃で1時間反応させた。その後、proteinase Kを1μl加え、37℃で10分反応後、大腸菌DH5αへ形質転換した。形質転換した大腸菌につき、Extaq (タカラバイオ株式会社)及び以下のプライマーを用いてインサートを確認した。また、確認したプラスミドDNAをシークエンスし、変異がないことを確認した。得られたプラスミドを、pE3-MET17と命名した。
M13−F (GTAAAACGACGGCCAG)(配列番号100)
M13-R (GGAAACAGCTATGACCATG)(配列番号101)
The PCR product was purified with GFX PCR DNA and gel band purification kit (GE). To 2 μl of the purified PCR product, 1 μl of pDONR P2R-P3 (Invitrogen) plasmid, 5 μl of TE buffer, and 2 μl of BP clonase enzyme mix (Invitrogen) were added and reacted at 25 ° C. for 1 hour. Thereafter, 1 μl of proteinase K was added, reacted at 37 ° C. for 10 minutes, and transformed into E. coli DH5α. With respect to the transformed E. coli, the insert was confirmed using Extaq (Takara Bio Inc.) and the following primers. The confirmed plasmid DNA was sequenced to confirm that there was no mutation. The resulting plasmid was named pE3-MET17.
M13-F (GTAAAACGACGGCCAG) (SEQ ID NO: 100)
M13-R (GGAAACAGCTATGACCATG) (SEQ ID NO: 101)

RAV1遺伝子とRRD1遺伝子またはFAR8遺伝子との2重破壊によるセルラーゼ高生産の効果
Rav1タンパク質、RRD1タンパク質、Far8タンパク質は、細胞内の局在または機能が異なっていると考えられる。こうした機能が異なる遺伝子の2重破壊でタンパク質高生産の更なる効果が認められるのかどうかを調べるために、一倍体のrrd1またはfar8破壊株に対して、RAV1遺伝子の破壊を行った。
Effect of high cellulase production by double disruption of RAV1 gene and RRD1 gene or FAR8 gene
Rav1 protein, RRD1 protein, and Far8 protein are considered to have different intracellular localization or function. In order to examine whether double-disruption of genes with different functions can further increase protein production, RAV1 gene disruption was performed on haploid rrd1 or far8 disruption strains.

pE3-MET17を鋳型DNAとして、以下のプライマーを用いて、PrimeSTAR MAX DNA polymerase(タカラバイオ株式会社)でrav1::MET17破壊のDNA断片を98℃で2分ボイル後、98℃で10秒、55℃で15秒、72℃で1分を30サイクル繰り返して合成した。
RAV1-MET17F: (TTAAAGGGATCTAAGAACACCGCAAACAATTGAGAAAGTAAACAAACGTGCACACGCAAAGGTAGTTCTCCACGTGAAGCTGTCGATATTGGGGAACTGT)(配列番号102)
RAV1-MET17R:(AAAACACTACATTAATAAGATGTAATTATTTTTATTTATAAATCCATTTATTTGATAAAAAATATGATATTACGAGTCACGACATGTAACAAGGGAAAAA)(配列番号103)
Using pE3-MET17 as template DNA and the following primers, boil the rav1 :: MET17 disrupted DNA fragment with PrimeSTAR MAX DNA polymerase (Takara Bio Inc.) at 98 ° C for 2 minutes, then at 98 ° C for 10 seconds, 55 The synthesis was carried out by repeating 30 cycles at 15 ° C. for 15 seconds and 72 ° C. for 1 minute.
RAV1-MET17F: (TTAAAGGGATCTAAGAACACCGCAAACAATTGAGAAAGTAAACAAACGTGCACACGCAAAGGTAGTTCTCCACGTGAAGCTGTCGATATTGGGGAACTGT) (SEQ ID NO: 102)
RAV1-MET17R: (AAAACACTACATTAATAAGATGTAATTATTTTTATTTATAAATCCATTTATTTGATAAAAAATATGATATTACGAGTCACGACATGTAACAAGGGAAAAA) (SEQ ID NO: 103)

1倍体の酵母遺伝子破壊株ライブラリーから出したrrd1破壊株及びfar8破壊株をYPD培地(1% yeast extract, 2% peptone, 2% glucose)で30℃、120rpm、24時間培養した。10mlのYPD培地に1mlのこの培養液を加え、さらに30℃で5時間培養した。得られた培養液を遠心し、ペレットの細胞を超純水5mlで洗浄し、再び遠心してペレット状にした。120μlの60%ポリエチレングリコール平均分子量3350、5μlの4M 酢酸ナトリウム、10μlの1M ジチオスレイトール、10μlの鮭精子DNAに10μlのrav1::MET17破壊のDNA断片と細胞懸濁液を45μl加え、42℃で1時間熱ショックを与えた。サンプルはSD-methionine培地へ播種し、30℃で数日培養した。   The rrd1 disrupted strain and the far8 disrupted strain derived from the haploid yeast gene disrupted strain library were cultured in YPD medium (1% yeast extract, 2% peptone, 2% glucose) at 30 ° C., 120 rpm for 24 hours. 1 ml of this culture solution was added to 10 ml of YPD medium, and further cultured at 30 ° C. for 5 hours. The obtained culture broth was centrifuged, the pellet cells were washed with 5 ml of ultrapure water, and centrifuged again to form a pellet. 120 μl of 60% polyethylene glycol average molecular weight 3350, 5 μl of 4M sodium acetate, 10 μl of 1M dithiothreitol, 10 μl of sperm DNA, 10 μl of rav1 :: MET17 disrupted DNA fragment and cell suspension added 45 μl, 42 ° C. A heat shock was given for 1 hour. Samples were seeded in SD-methionine medium and cultured at 30 ° C. for several days.

生えたコロニーをExtaq DNAポリメラーゼ(タカラバイオ株式会社)を使い、以下のプライマーを用いて、94℃で2分ボイル後、94℃で15秒、55℃で30秒、72℃で2分を40サイクル行ってPCR反応を行い、インサートを確認した。far8とrav1の2重破壊株をTTK175、rrd1とrav1の2重破壊株をTTK176と命名した。
RAV1-500F:
(AACTTTCCTTTGCACAAGTTTTCGTACTGT)(配列番号104)
RAV1+4280R :
(AGTTATAGAACAAAGAATAGAATATGTCAA)(配列番号105)
Use Extaq DNA polymerase (Takara Bio Inc.) to boil the grown colonies for 2 minutes at 94 ° C for 2 minutes, then 94 ° C for 15 seconds, 55 ° C for 30 seconds, 72 ° C for 2 minutes 40 minutes The PCR reaction was performed by cycling to confirm the insert. The double-destroyed strain of far8 and rav1 was named TTK175, and the double-destroyed strain of rrd1 and rav1 was named TTK176.
RAV1-500F:
(AACTTTCCTTTGCACAAGTTTTCGTACTGT) (SEQ ID NO: 104)
RAV1 + 4280R:
(AGTTATAGAACAAAGAATAGAATATGTCAA) (SEQ ID NO: 105)

次に、作製した2重破壊株TTK175およびTTK176へCtcel8Aの染色体への導入を次のような操作で行った。TTK175 (rav1 x far8 2重破壊株)及びTTK176 (rav1 x rrd1 2重破壊株)をYPD培地で30℃、120rpm、24時間培養した。10mlのYPD培地に1mlの培養液を加えさらに30℃で5時間培養した。培養液を遠心し、ペレットの細胞を超純水5mlで洗浄し、再び遠心してペレット状にした。120μlの60%ポリエチレングリコール平均分子量3350、5μlの4M 酢酸ナトリウム、10μlの1M ジチオスレイトール、10μlの鮭精子DNAに1μlのSse8387I制限酵素処理したpAL-HOR7p-Ctcel8Aと細胞懸濁液を54μl加え、42℃で1時間熱ショックを与えた。サンプルはSD-leucine培地へ播種し、30℃で数日培養した。生えたコロニーをYPD+0.1%CMC培地にぬり、30℃、1日培養し、CMC分解活性があるかどうかを確認した。   Next, Ctcel8A was introduced into the chromosomes of the double-destructed strains TTK175 and TTK176 prepared as follows. TTK175 (rav1 × far8 double disruption strain) and TTK176 (rav1 × rrd1 double disruption strain) were cultured in YPD medium at 30 ° C. and 120 rpm for 24 hours. 1 ml of culture solution was added to 10 ml of YPD medium, and further cultured at 30 ° C for 5 hours. The culture solution was centrifuged, and the pellet cells were washed with 5 ml of ultrapure water and centrifuged again to form a pellet. 120 μl of 60% polyethylene glycol average molecular weight 3350, 5 μl of 4M sodium acetate, 10 μl of 1M dithiothreitol, 10 μl of sperm DNA, 1 μl of Sse8387I restriction enzyme-treated pAL-HOR7p-Ctcel8A and 54 μl of cell suspension were added, Heat shock was applied at 42 ° C for 1 hour. Samples were seeded in SD-leucine medium and cultured at 30 ° C. for several days. The grown colonies were immersed in YPD + 0.1% CMC medium and cultured at 30 ° C. for 1 day to confirm whether they had CMC degradation activity.

確認できた株をYPD培地で30℃、1日培養した。培養液を遠心し、培養上清と細胞に分けた。培養上清を8倍希釈し、0.1%CMC/50mMNaAc(pH6)2% agarに8μlずつスポットした。プレートを40℃で1日反応させ、コンゴレッド液で30分染色し、1MのNaClで脱色させた。結果を図34に示す。プレートレベルでは、2重破壊株のほうがわずかにCMCの分解されたハローが大きかった。   The confirmed strain was cultured in YPD medium at 30 ° C. for 1 day. The culture solution was centrifuged and divided into a culture supernatant and cells. The culture supernatant was diluted 8 times and spotted in an amount of 8 μl each on 0.1% CMC / 50 mMNaAc (pH 6) 2% agar. The plate was reacted at 40 ° C. for 1 day, stained with Congo red solution for 30 minutes, and decolorized with 1M NaCl. The results are shown in FIG. At the plate level, the double disruption strain had a slightly larger halo with CMC degradation.

次に、培養上清の活性の定量を次の方法で測定した。Ctcel8A遺伝子を導入していない酵母BY4741(基準株)、rav1破壊株、rrd1破壊株、far8破壊株、TTK175、TTK176に対して、Ctcel8Aを導入した株と導入していない株をYPD培地で培養した。培養液を遠心し培養上清と細胞にわけた。250μlの1% CMC、100μlの250mM NaAc buffer(pH6)、140μlの超純水に培養上清を10μl加え、40℃で60分反応させた。反応液5μlを100μlのTZ bufferへ入れ、100℃で3分反応させた。反応液を分光光度計の吸光度A660を測定した。活性の数値は、Ctcel8Aを導入した酵母の数値からCtcel8Aを導入していない酵母の培養上清の数値を引いて算出した。結果を図35に示す。 Next, the quantification of the activity of the culture supernatant was measured by the following method. For yeast BY4741 (reference strain), rav1-disrupted strain, rrd1-disrupted strain, far8-disrupted strain, TTK175, and TTK176 without the Ctcel8A gene introduced, Ctcel8A-introduced and non-introduced strains were cultured in YPD medium. . The culture solution was centrifuged and divided into culture supernatant and cells. 10 μl of the culture supernatant was added to 250 μl of 1% CMC, 100 μl of 250 mM NaAc buffer (pH 6) and 140 μl of ultrapure water, and reacted at 40 ° C. for 60 minutes. 5 μl of the reaction solution was put into 100 μl of TZ buffer and reacted at 100 ° C. for 3 minutes. Absorbance A 660 of the reaction solution was measured with a spectrophotometer. The value of activity was calculated by subtracting the value of the culture supernatant of yeast not introduced with Ctcel8A from the value of yeast introduced with Ctcel8A. The results are shown in FIG.

図35に示すように、基準株と比べ、far8破壊株、rav1破壊株、rrd1破壊株の活性は、2.4、2.1、1.4倍活性が上昇した。rav1 x far8 2重破壊株(TTK175)は3.9倍活性が上昇した。また、rav1 x rrd1 2重破壊株(TTK176)は、活性が2.6倍上昇した。それぞれの2重破壊株は単独の破壊株と比べて活性が上昇することが分かった。以上のことから、細胞内の局在や機能が異なるタンパク質をコードする遺伝子を組み合わせて破壊することが外来タンパク質の高生産に寄与することがわかった。   As shown in FIG. 35, the activities of far8 disrupted strain, rav1 disrupted strain, and rrd1 disrupted strain increased 2.4, 2.1, and 1.4 times as compared with the reference strain. The rav1 x far8 double disruption strain (TTK175) was 3.9 times more active. In addition, the activity of the rav1 x rrd1 double disrupted strain (TTK176) increased 2.6 times. Each double-disrupted strain was found to be more active than a single disrupted strain. From the above, it has been found that the combination of genes encoding proteins with different intracellular localization and functions contributes to high production of foreign proteins.

RAV1遺伝子とVPS3との2重破壊によるセルラーゼ高生産の効果
VPS3遺伝子及びRAV1遺伝子は、似た作用部位で働くタンパク質をコードする遺伝子であるが、こうした遺伝子を2重に破壊した場合でも更なる高生産効果が得られるのかどうかを調べるために、vps3破壊株に対してrav1遺伝子の破壊を行い、2重破壊株を作製した。2重破壊株の作製方法は実施例15の方法に従って行った。rav1とvps3の2重破壊株をTTK179と名付けた。作製した2重破壊株に対してCtcel8Aを実施例15と同様の方法で導入した。染色体導入の確認は、実施例15と同様の方法で行った。Ctcel8Aを導入したBY4741(基準株)、rav1破壊株、vps3破壊株、rav1 x vps3 2重破壊株、Ctcel8Aを導入していない同様の株をそれぞれYPD培地で30℃、24時間培養した。培養液を遠心し培養上清と細胞に分けた。CMC分解による活性の定量は実施例15に記載のTZ法を用いて行った。結果を図36に示す。
Effect of high cellulase production by double disruption of RAV1 gene and VPS3
The VPS3 gene and RAV1 gene are genes that encode proteins that work at similar sites of action, but in order to investigate whether a higher production effect can be obtained even if these genes are double disrupted, the vps3 disruption strain The rav1 gene was disrupted to produce a double disrupted strain. The method for producing the double disruption strain was performed according to the method of Example 15. The double disruption strain of rav1 and vps3 was named TTK179. Ctcel8A was introduced into the produced double disruption strain in the same manner as in Example 15. Confirmation of chromosome introduction was performed in the same manner as in Example 15. BY4741 (reference strain) into which Ctcel8A had been introduced, rav1 disrupted strain, vps3 disrupted strain, rav1 x vps3 double disrupted strain, and similar strains into which Ctcel8A had not been introduced were each cultured at 30 ° C. for 24 hours. The culture solution was centrifuged and divided into a culture supernatant and cells. Quantification of activity by CMC degradation was performed using the TZ method described in Example 15. The results are shown in FIG.

図36に示すように、rav1及びvps3破壊株はBY4741(基準株)と比べて、活性が2.5倍、3.5倍活性が上昇したが、rav1 x vps3 2重破壊株はBY4741(基準株)と比べて4.9倍活性が上昇した。以上の結果から、細胞内の近接ないし類似する作用部位で働くrav1 タンパク質及びvps3タンパク質をそれぞれコードする遺伝子を組み合わせて破壊することが、外来タンパク質の高生産に寄与することがわかった。   As shown in FIG. 36, the activity of the rav1 and vps3 disrupted strains increased by 2.5 times and 3.5 times that of BY4741 (reference strain), whereas the rav1 x vps3 double disrupted strain compared with BY4741 (reference strain). The activity increased by 4.9 times. From the above results, it was found that a combination of genes encoding rav1 protein and vps3 protein working at close or similar action sites in cells contributes to high production of foreign proteins.

RPL19B遺伝子との2重破壊によるセルラーゼ高生産の効果
RPL19B遺伝子はタンパク質の翻訳に必要なリボソームの構成成分のひとつである(Song J. M., Cheung E., Rabinowitz J. C., Organization and characterization of the two yeast ribosomal protein YL19 genes., Curr Genet. 1996 Sep;30(4):273-8.
)。RPL19B遺伝子の破壊により、Ctcel8Aを高生産できたが、リボソーム構成要素と他の機能との2重破壊による高生産効果を調べるために、4つのCtcel8Aを高生産できる遺伝子(dyn3, gcn5, opi3, ykl118w)を選択した。DYN3遺伝子は、核の分配に関わる遺伝子(Lee WL, Kaiser MA, Cooper JA., The offloading model for dynein function: differential function of motor subunits., J Cell Biol. 2005 Jan 17;168(2):201-7)、GCN5遺伝子は、ヒストンアセチルトランスフェラーゼBrownell JE, Zhou J, Ranalli T, Kobayashi R, Edmondson DG, Roth SY, Allis CD., Tetrahymena histone acetyltransferase A: a homolog to yeast Gcn5p linking histone acetylation to gene activation., Cell. 1996 Mar 22;84(6):843-51.)、OPI3遺伝子は、リン脂質メチル転移酵素であり(McGraw P, Henry SA., Mutations in the Saccharomyces cerevisiae opi3 gene: effects on phospholipid methylation, growth and cross-pathway regulation of inositol synthesis., Genetics. 1989 Jun;122(2):317-30)、YKL118W遺伝子は、機能未知で遺伝子の一部が液胞のvacuolar H+-ATPase (V-ATPase) であるVPH2遺伝子と重複している。6種の遺伝子はRPL19Bの翻訳機能とは全く異なった作用で機能しているが、これらの遺伝子との2重破壊株を以下の通りに作製した。
Effect of high cellulase production by double disruption with RPL19B gene
The RPL19B gene is one of the components of the ribosome necessary for protein translation (Song JM, Cheung E., Rabinowitz JC, Organization and characterization of the two yeast ribosomal protein YL19 genes., Curr Genet. 1996 Sep; 30 (4 ): 273-8.
). Although Ctcel8A could be produced at high levels by disruption of the RPL19B gene, in order to investigate the effects of high production by double disruption of ribosome components and other functions, genes that can produce four Ctcel8A (dyn3, gcn5, opi3, opi3, ykl118w) was selected. The DYN3 gene is a gene involved in nuclear distribution (Lee WL, Kaiser MA, Cooper JA., The offloading model for dynein function: differential function of motor subunits., J Cell Biol. 2005 Jan 17; 168 (2): 201- 7), GCN5 gene, histone acetyltransferase (Brownell JE, Zhou J, Ranalli T, Kobayashi R, Edmondson DG, Roth SY, Allis CD, Tetrahymena histone acetyltransferase A:. a homolog to yeast Gcn5p linking histone acetylation to gene activation. 1996 Mar 22; 84 (6): 843-51.) And the OPI3 gene is a phospholipid methyltransferase (McGraw P, Henry SA., Mutations in the Saccharomyces cerevisiae opi3 gene: effects on phospholipid methylation, Growth and cross-pathway regulation of inositol synthesis., Genetics. 1989 Jun; 122 (2): 317-30), YKL118W gene is unknown function and part of the gene is vacuolar H + -ATPase (V-ATPase) It overlaps with the VPH2 gene. Although the six genes function in a completely different manner from the translation function of RPL19B, double disruption strains with these genes were prepared as follows.

rpl18b::MET17破壊のDNA断片を、実施例14に記載のpEG-MET17プラスミドDNAを鋳型として、以下のプライマー及びKOD-Plusで98℃で30秒ボイル後、98℃で10秒、60℃で2分、72℃で2分を35サイクル繰り返してPCR反応を行い合成した。
RPL19B-MET17F:(ATACTTTCAATTCTTGAGTTGTAAGGCTGCATCCCTCCGTAGAACAAACCAGAGAGCCGAGCTTAGTAATCACGTGAAGCTGTCGATATTGGGGAACTGT)(配列番号106)
RPL19B-MET17R:(AGAAATTCAGTACAAAAAATATCGTTACATCTTATTTCCCCCTATAGCAGCAAATCAATTCACTCCTGGGTACGAGTCACGACATGTAACAAGGGAAAAA)(配列番号107)
The DNA fragment of rpl18b :: MET17 was boiled at 98 ° C for 30 seconds with the following primers and KOD-Plus using the pEG-MET17 plasmid DNA described in Example 14 as a template, then at 98 ° C for 10 seconds at 60 ° C. The synthesis was carried out by repeating PCR reaction by repeating 35 cycles of 2 minutes and 2 minutes at 72 ° C.
RPL19B-MET17F: (ATACTTTCAATTCTTGAGTTGTAAGGCTGCATCCCTCCGTAGAACAAACCAGAGAGCCGAGCTTAGTAATCACGTGAAGCTGTCGATATTGGGGAACTGT) (SEQ ID NO: 106)
RPL19B-MET17R: (AGAAATTCAGTACAAAAAATATCGTTACATCTTATTTCCCCCTATAGCAGCAAATCAATTCACTCCTGGGTACGAGTCACGACATGTAACAAGGGAAAAA) (SEQ ID NO: 107)

実施例15と同様の操作で、BY4741株にPCR合成したrpl19b::MET17破壊のDNA断片を形質転換して、コロニーを得た。遺伝子破壊できたかどうかの確認のために、以下のプライマーを用いて生えたコロニー実施例15と同様の方法でPCR反応を行い、目的のDNA断片が得られることを確認した。それぞれの株をTTK309 (dyn3Δ rpl19bΔ::MET17)、TTK310 (ykl118wΔ rpl19bΔ::MET17)、TTK311 (opi3Δ rpl19bΔ::MET17)、TTK312 (gcn5Δ rpl19bΔ:MET17)と命名した。それぞれの株にCtcel8Aを染色体へ導入するために、実施例15と同様の操作でCtcel8Aを染色体へ挿入した。
MET17+1F:
(ATGCCATCTCATTTCGATACTGTTCAACTA)(配列番号108)
RPL19B+1530R:
(ATGTAGATAAGCTATCATAAACTGGTAGTG)(配列番号109)
In the same manner as in Example 15, the rpl19b :: MET17 disrupted DNA fragment synthesized by PCR in BY4741 strain was transformed to obtain colonies. In order to confirm whether or not the gene was disrupted, a PCR reaction was performed in the same manner as in Example 15 of colonies grown using the following primers, and it was confirmed that the target DNA fragment was obtained. The respective strains were named TTK309 (dyn3Δrpl19bΔ :: MET17), TTK310 (ykl118wΔrpl19bΔ :: MET17), TTK311 (opi3Δrpl19bΔ :: MET17), and TTK312 (gcn5Δrpl19bΔ: MET17). In order to introduce Ctcel8A into each chromosome, Ctcel8A was inserted into the chromosome in the same manner as in Example 15.
MET17 + 1F:
(ATGCCATCTCATTTCGATACTGTTCAACTA) (SEQ ID NO: 108)
RPL19B + 1530R:
(ATGTAGATAAGCTATCATAAACTGGTAGTG) (SEQ ID NO: 109)

それぞれの株をYPD培地で24時間培養し、細胞と培養上清に分けた。細胞上清の活性を実施例15に記載のTZ法を用いてCMCの分解活性を測定した。結果を図37に示す。図37に示すように、rpl19bとの2重破壊は、rpl19b x opi3 2重破壊株は、opi3破壊株よりも活性が上昇したが、rpl19b破壊株とほとんど同程度の活性であった。rpl19b x dyn3の2重破壊株、rpl19b x ykl118wの2重破壊株はdyn3及びykl118w破壊株単独と同程度の活性であった。また、rpl19b x gcn5の二重破壊株はgcn5単独破壊株よりも活性が低下した。   Each strain was cultured in YPD medium for 24 hours and divided into cells and culture supernatant. Using the TZ method described in Example 15, the activity of the cell supernatant was measured for CMC degradation activity. The results are shown in FIG. As shown in FIG. 37, the double disruption with rpl19b showed a higher activity in the rpl19b x opi3 double disruption strain than in the opi3 disruption strain, but was almost the same activity as the rpl19b disruption strain. The rpl19b x dyn3 double disruption strain and the rpl19b x ykl118w double disruption strain were as active as the dyn3 and ykl118w disruption strains alone. In addition, the rpl19b x gcn5 double disruption strain was less active than the gcn5 single disruption strain.

以上説明したように、遺伝子を二重破壊しても活性が変わらない株、活性が低下する株も見られた。取得した55種類の遺伝子の細胞内の局在をSaccharomycees cerevisiae genome database (http://www.yeastgenome.org/) で調べた(図38)。タンパク質が細胞外へ分泌されるときは、粗面小胞体、ゴルジ体を通る。また、正しくフォールディングされなかったタンパク質などの異常なたんぱく質は、ゴルジ体からエンドソームへタンパク質の輸送を経て液胞にて分解される。エンドソームに局在するRAV1と粗面小胞体に局在するFAR8遺伝子また、液胞たんぱく質の輸送に関わるVPS3の2重破壊はCMC分解活性が上昇した。このことから、タンパク質の輸送経路に関わる遺伝子の2重破壊がより高生産効果があることがわかった。特に粗面小胞体、ゴルジ体に局在する遺伝子群(ARV1, CHO2, CSG2, ERG6, FAR8, OPI3, PER1, SAC1)、エンドソーム等に局在し、主として、ゴルジ体からエンドソーム、液胞への輸送に関連する遺伝子群(ERG3, MON2, RAV1, SNF7, SNF8, VPS3, VPS4, VPS16, VPS25, VPS27, VPS28, VPS36, VPS45, YPT7)が最も効果があることが考えられた。 As described above, there were strains in which the activity did not change even when the gene was double disrupted and strains in which the activity decreased. Intracellular localization of the 55 genes obtained was examined using the Saccharomycees cerevisiae genome database (http://www.yeastgenome.org/) (FIG. 38). When proteins are secreted outside the cell, they pass through the rough endoplasmic reticulum and the Golgi apparatus. In addition, abnormal proteins such as proteins that are not correctly folded are degraded in vacuoles via protein transport from the Golgi apparatus to the endosome. RAV1 located in the endosome and FAR8 gene located in the rough endoplasmic reticulum, and double disruption of VPS3 involved in the transport of vacuolar proteins increased CMC degradation activity. This indicates that double disruption of genes involved in protein transport pathways has a higher production effect. In particular, it is localized in rough endoplasmic reticulum and Golgi apparatus (ARV1, CHO2, CSG2, ERG6, FAR8, OPI3, PER1, SAC1), endosome, etc., mainly from Golgi apparatus to endosome and vacuole. The genes related to transport (ERG3, MON2, RAV1, SNF7, SNF8, VPS3, VPS4, VPS16, VPS25, VPS27, VPS28, VPS36, VPS45, YPT7) were considered to be most effective.

配列番号1〜109:プライマー SEQ ID NOs: 1-109: Primers

Claims (20)

1種又は2種以上の外来性タンパク質をコードするDNAを染色体上に保持し、宿主の以下の遺伝子;ADA2、ADE5,7、ARV1、BUD23、BUR2、CHO2、CSG2、DYN3、ERG3、ERG6、FAR8、FYV6、GCN5、GDH1、GND1、HMO1、MMM1、MON2、NBP2、NPR2、OPI3、OPI9、PER1、RAV1、RMD11、RPL13B、RPL19B、RPL36A、RPS6A、RRD1、RSA1、SAC1、SFP1、SNF7、SNF8、URM1、VMA7、VPS16、VPS25、VPS27、VPS28、VPS3、VPS36、VPS4、VPS41、VPS45、VRP1、YDR065W、YKL118W、YNL120C、YNL228W、YOL138C、YOR331C、YPT7及びZUO1からなる群から選択される1種又は2種以上の遺伝子が不活性化されている、酵母形質転換体。   DNA encoding one or more foreign proteins is retained on the chromosome, and the following genes of the host: ADA2, ADE5, 7, ARV1, BUD23, BUR2, CHO2, CSG2, DYN3, ERG3, ERG6, FAR8 , FYV6, GCN5, GDH1, GND1, HMO1, MMM1, MON2, NBP2, NPR2, OPI3, OPI9, PER1, RAV1, RMD11, RPL13B, RPL19B, RPL36A, RPS6A, RRD1, RSA1, SAC1, SFP1, SNF7S1 , VMA7, VPS16, VPS25, VPS27, VPS28, VPS3, VPS36, VPS4, VPS41, VPS45, VRP1, YDR065W, YKL118W, YNL120C, YNL228W, YOL138C, YOR331C, YPT7 and ZUO1 A yeast transformant in which the above genes are inactivated. 前記外来性タンパク質は分泌性タンパク質である、請求項1に記載の酵母形質転換体。   The yeast transformant according to claim 1, wherein the foreign protein is a secreted protein. 前記外来性タンパク質を液体培養で生産するのに用いる、請求項1又は2に記載の酵母形質転換体。   The yeast transformant according to claim 1 or 2, which is used for producing the exogenous protein by liquid culture. 前記外来性タンパク質はセルラーゼから選択される1種又は2種以上である、請求項1〜3のいずれかに記載の酵母形質転換体。   The yeast transformant according to any one of claims 1 to 3, wherein the exogenous protein is one or more selected from cellulases. 不活性化されている遺伝子は、DYN3、GCN5、OPI3、PER1、RPL13B、RPL19B、RPL36A、SNF7、VMA7、VPS3、 VPS4、VPS16、VPS27、YKL118W及びYOL138Cからなる群から選択される1種又は2種以上を含む、請求項1〜4のいずれかに記載の酵母形質転換体。   The inactivated gene is one or two selected from the group consisting of DYN3, GCN5, OPI3, PER1, RPL13B, RPL19B, RPL36A, SNF7, VMA7, VPS3, VPS4, VPS16, VPS27, YKL118W and YOL138C The yeast transformant in any one of Claims 1-4 containing the above. 不活性化されている前記遺伝子は、DYN3、GCN5、OPI3、PER1、RPL13B、RPL19B、RPL36A、VMA7、VPS3、VPS4、VPS16、VPS27、YKL118W及びYOL138Cからなる群から選択される1種又は2種以上を含む、請求項1〜5のいずれかに記載の酵母形質転換体。   The inactivated gene is one or more selected from the group consisting of DYN3, GCN5, OPI3, PER1, RPL13B, RPL19B, RPL36A, VMA7, VPS3, VPS4, VPS16, VPS27, YKL118W and YOL138C The yeast transformant in any one of Claims 1-5 containing this. 不活性化されている前記遺伝子は、DYN3、GCN5、OPI3、PER1、RPL13B、RPL19B、VPS3、YKL118W及びYOL138Cからなる群から選択される1種又は2種以上を含む、請求項1〜6のいずれかに記載の酵母形質転換体。   The inactivated gene includes one or more selected from the group consisting of DYN3, GCN5, OPI3, PER1, RPL13B, RPL19B, VPS3, YKL118W and YOL138C. A yeast transformant according to claim 1. 不活性化されている前記遺伝子は、ARV1, CHO2, CSG2, ERG3, ERG6, FAR8, MON2, OPI3, PER1, RAV1, SAC1, SNF7, SNF8, VPS3, VPS4, VPS16, VPS25, VPS27, VPS28, VPS36, VPS45、YPT7及びRRD1からなる群から選択される2種以上を含む、請求項1〜7のいずれかにに記載の酵母形質転換体。   The inactivated genes are ARV1, CHO2, CSG2, ERG3, ERG6, FAR8, MON2, OPI3, PER1, RAV1, SAC1, SNF7, SNF8, VPS3, VPS4, VPS16, VPS25, VPS27, VPS28, VPS36, The yeast transformant according to any one of claims 1 to 7, comprising two or more selected from the group consisting of VPS45, YPT7 and RRD1. 不活性化されている前記遺伝子は、ARV1, CHO2, CSG2, ERG3, ERG6, FAR8, MON2, OPI3, PER1, RAV1, SAC1, SNF7, SNF8, VPS3, VPS4, VPS16, VPS25, VPS27, VPS28, VPS36, VPS45及びYPT7からなる群から選択される2種以上を含む、請求項8に記載の酵母形質転換体。   The inactivated genes are ARV1, CHO2, CSG2, ERG3, ERG6, FAR8, MON2, OPI3, PER1, RAV1, SAC1, SNF7, SNF8, VPS3, VPS4, VPS16, VPS25, VPS27, VPS28, VPS36, The yeast transformant according to claim 8, comprising two or more selected from the group consisting of VPS45 and YPT7. 不活性化されている前記遺伝子は、FAR8, RAV1及びVPS3からなる群から選択される1種又は2種以上を含む、請求項8又は9に記載の酵母形質転換体。   The yeast transformant according to claim 8 or 9, wherein the inactivated gene comprises one or more selected from the group consisting of FAR8, RAV1 and VPS3. 不活性化されている前記遺伝子は、以下の(a)〜(c)から選択されるいずれかの組み合わせを含む、請求項8〜10のいずれかに記載の酵母形質転換体。
(a)RAV1とFAR8
(b)RAV1とRRD1
(c)RAV1とVPS3
The yeast transformant according to any one of claims 8 to 10, wherein the inactivated gene includes any combination selected from the following (a) to (c).
(A) RAV1 and FAR8
(B) RAV1 and RRD1
(C) RAV1 and VPS3
前記外来性タンパク質は、β−グルコシダーゼ、セロビオヒドロラーゼ及びエンドグルカナーゼから選択される1種又は2種以上である、請求項1〜11のいずれかに記載の酵母形質転換体。   The yeast transformant according to any one of claims 1 to 11, wherein the foreign protein is one or more selected from β-glucosidase, cellobiohydrolase and endoglucanase. 前記宿主は、サッカロマイセス属酵母である、請求項1〜12のいずれかに記載の酵母形質転換体。   The yeast transformant according to any one of claims 1 to 12, wherein the host is Saccharomyces yeast. 前記宿主は、サッカロマイセス・セレビジエである、請求項1〜13のいずれかに記載の酵母形質転換体。   The yeast transformant according to any one of claims 1 to 13, wherein the host is Saccharomyces cerevisiae. 酵母において外来性タンパク質を発現させるためのベクターであって、
以下の遺伝子;ADA2、ADE5,7、ARV1、BUD23、BUR2、CHO2、CSG2、DYN3、ERG3、ERG6、FAR8、FYV6、GCN5、GDH1、GND1、HMO1、MMM1、MON2、NBP2、NPR2、OPI3、OPI9、PER1、RAV1、RMD11、RPL13B、RPL19B、RPL36A、RPS6A、RRD1、RSA1、SAC1、SFP1、SNF7、SNF8、URM1、VMA7、VPS16、VPS25、VPS27、VPS28、VPS3、VPS36、VPS4、VPS41、VPS45、VRP1、YDR065W、YKL118W、YNL120C、YNL228W、YOL138C、YOR331C、YPT7及びZUO1からなる群から選択される1種又は2種以上を不活性化するためのベクター。
A vector for expressing a foreign protein in yeast,
The following genes: ADA2, ADE5, 7, ARV1, BUD23, BUR2, CHO2, CSG2, DYN3, ERG3, ERG6, FAR8, FYV6, GCN5, GDH1, GND1, HMO1, MMM1, MON2, NBP2, NPR2, OPI3, OPI9, PER1, RAV1, RMD11, RPL13B, RPL19B, RPL36A, RPS6A, RRD1, RSA1, SAC1, SFP1, SNF7, SNF8, URM1, VMA7, VPS16, VPS25, VPS27, VPS28, VPS3, VPS36, VPS4, VPS41, 45PS A vector for inactivating one or more selected from the group consisting of YDR065W, YKL118W, YNL120C, YNL228W, YOL138C, YOR331C, YPT7 and ZUO1.
外来性のタンパク質を発現させるための宿主酵母であって、
宿主の以下の遺伝子;ADA2、ADE5,7、ARV1、BUD23、BUR2、CHO2、CSG2、DYN3、ERG3、ERG6、FAR8、FYV6、GCN5、GDH1、GND1、HMO1、MMM1、MON2、NBP2、NPR2、OPI3、OPI9、PER1、RAV1、RMD11、RPL13B、RPL19B、RPL36A、RPS6A、RRD1、RSA1、SAC1、SFP1、SNF7、SNF8、URM1、VMA7、VPS16、VPS25、VPS27、VPS28、VPS3、VPS36、VPS4、VPS41、VPS45、VRP1、YDR065W、YKL118W、YNL120C、YNL228W、YOL138C、YOR331C、YPT7及びZUO1からなる群から選択される1種又は2種以上が不活性化されている、宿主酵母。
A host yeast for expressing a foreign protein,
The following genes of the host: ADA2, ADE5, 7, ARV1, BUD23, BUR2, CHO2, CSG2, DYN3, ERG3, ERG6, FAR8, FYV6, GCN5, GDH1, GND1, HMO1, MMM1, MON2, NBP2, NPR2, OPI3, OPI9, PER1, RAV1, RMD11, RPL13B, RPL19B, RPL36A, RPS6A, RRD1, RSA1, SAC1, SFP1, SNF7, SNF8, URM1, VMA7, VPS16, VPS25, VPS27, VPS28, VPS3, VPS36, VPS4, 45PS A host yeast in which one or more selected from the group consisting of VRP1, YDR065W, YKL118W, YNL120C, YNL228W, YOL138C, YOR331C, YPT7 and ZUO1 are inactivated.
不活性化されている前記遺伝子は、ARV1, CHO2, CSG2, ERG3, ERG6, FAR8, MON2, OPI3, PER1, RAV1, SAC1, SNF7, SNF8, VPS3, VPS4, VPS16, VPS25, VPS27, VPS28, VPS36, VPS45、YPT7及びRRD1からなる群から選択される2種以上である、請求項16に記載の宿主酵母。   The inactivated genes are ARV1, CHO2, CSG2, ERG3, ERG6, FAR8, MON2, OPI3, PER1, RAV1, SAC1, SNF7, SNF8, VPS3, VPS4, VPS16, VPS25, VPS27, VPS28, VPS36, The host yeast according to claim 16, which is two or more selected from the group consisting of VPS45, YPT7 and RRD1. セルロース含有材料の分解産物の製造方法であって、
セルラーゼを外来性タンパク質として分泌生産する請求項1〜9のいずれかに記載の酵母形質転換体を準備する工程と、
前記セルロース含有材料を炭素源として含有する液体培地で前記酵母形質転換体を培養する工程と、
を備える、製造方法。
A method for producing a degradation product of a cellulose-containing material,
A step of preparing a yeast transformant according to any one of claims 1 to 9, wherein cellulase is secreted and produced as an exogenous protein;
Culturing the yeast transformant in a liquid medium containing the cellulose-containing material as a carbon source;
A manufacturing method comprising:
セルロース含有材料から有用物質を製造する方法であって、
セルラーゼを外来性タンパク質として分泌生産する請求項1〜14のいずれかに記載の酵母形質転換体を準備する工程と、
前記セルロース含有材料を炭素源として含有する液体培地で前記酵母形質転換体を培養して有用物質を発酵生産させる工程と、
を備える、製造方法。
A method for producing a useful substance from a cellulose-containing material,
Preparing a yeast transformant according to any one of claims 1 to 14, wherein cellulase is secreted and produced as an exogenous protein;
Culturing the yeast transformant in a liquid medium containing the cellulose-containing material as a carbon source to fermentatively produce useful substances;
A manufacturing method comprising:
タンパク質の製造方法であって、
請求項1〜14のいずれかに記載の酵母形質転換体を準備する工程と、
セルロース含有材料を炭素源として含有する液体培地で前記酵母形質転換体を用いて培養する工程と、
を備える、製造方法。
A method for producing a protein comprising:
Preparing a yeast transformant according to any one of claims 1-14;
Culturing with the yeast transformant in a liquid medium containing a cellulose-containing material as a carbon source;
A manufacturing method comprising:
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