JP2011050362A - Expression promoter in issatchenkia orientalis and related species thereof and use thereof - Google Patents

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健郎 徳弘
Takao Kitagawa
孝雄 北川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high expression promoter in Issatchenkia orientalis and its related species and use of the promoter. <P>SOLUTION: An expression system is constructed by using a promoter and a terminator comprising a DNA having a specific base sequence in Issatchenkia orientalis and its related species and combining a secretion signal. A transformant containing cellulase is produced by using the expression system to obtain the cellulase. Various foreign proteins can be produced in this manner. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、Issatchenkia orientalis及びその近縁種における発現プロモーター及びその利用に関する。   The present invention relates to an expression promoter in Issatchenkia orientalis and related species and use thereof.

近年、石油資源に替わり再生可能なバイオマスを有用物質に変換してエネルギー源や工業原料として用いる技術が検討されるようになってきている。バイオマスを原料として微生物の発酵により生産されるエタノールなどの有用物質は、石油資源の消費を抑え、大気中の二酸化炭素の増加を抑制するという観点から代替原料として期待されている。バイオマスには、各種存在するが、なかでも、食糧とは競合しない原料として、リグノセルロースを主体とする草本類や木本類などの利用が考えられている。   In recent years, techniques for converting renewable biomass into useful substances instead of petroleum resources and using them as energy sources and industrial raw materials have been studied. Useful substances such as ethanol produced by fermentation of microorganisms using biomass as a raw material are expected as alternative raw materials from the viewpoint of suppressing consumption of petroleum resources and suppressing an increase in carbon dioxide in the atmosphere. There are various types of biomass, but among these, the use of herbs and woods mainly composed of lignocellulose is considered as a raw material that does not compete with food.

リグノセルロースに含まれる主要な糖は、セルロースを構成するグルコースと、ヘミセルロースを構成するキシロースである。リグノセルロースを化学的あるいは酵素的に分解するとこうした単糖を主として含む糖化組成物が得られる。リグノセルロースから有用物質を工業的に製造するためには、こうした糖化組成物中に含まれる糖を効率的に利用し、高収量、高生産性で発酵できる微生物が求められる。   The main sugars contained in lignocellulose are glucose constituting cellulose and xylose constituting hemicellulose. When lignocellulose is chemically or enzymatically degraded, a saccharified composition mainly containing such a monosaccharide is obtained. In order to industrially produce useful substances from lignocellulose, there is a demand for microorganisms that can efficiently utilize the sugar contained in such a saccharified composition and can be fermented with high yield and high productivity.

Issatchenkia orientalis MF121株は耐熱性かつ耐塩性のエタノール発酵性酵母であり、バイオマスからのエタノール生産を行う場合に有望な菌株である。しかし、MF121株はC5糖(キシロース)からのエタノール発酵能力や、高分子の糖(セルロース、キシラン、デンプンなど)を糖化する能力をもたない。そのためこれらの能力を付与するためにはMF121株の遺伝子組換え系を構築して、MF121株での異種タンパク質(C5代謝関連酵素、セルラーゼなど)の発現を行う必要がある。I. orientalisにおいて異種タンパク質を発現させるには、I. orientalisで作動する発現プロモータと分泌シグナルとを組み合わせた発現システムの構築が必須である。   Issatchenkia orientalis MF121 strain is a heat-resistant and salt-resistant ethanol-fermenting yeast, and is a promising strain when producing ethanol from biomass. However, strain MF121 does not have the ability to ferment ethanol from C5 sugar (xylose) or to saccharify high-molecular sugars (cellulose, xylan, starch, etc.). Therefore, in order to confer these abilities, it is necessary to construct a gene recombination system of the MF121 strain and to express heterologous proteins (C5 metabolism-related enzymes, cellulases, etc.) in the MF121 strain. In order to express a heterologous protein in I. orientalis, it is essential to construct an expression system that combines an expression promoter that operates in I. orientalis and a secretion signal.

ある一つのI. orientalis株において、IoPGK1プロモーター下流に乳酸デヒドロゲナーゼを接続して乳酸を生産する方法が開示されている(特許文献1)。   In one I. orientalis strain, a method for producing lactic acid by connecting lactate dehydrogenase downstream of the IoPGK1 promoter is disclosed (Patent Document 1).

酵母S. cerevisiaeの高発現プロモーターはよく知られている。たとえばTDH3, ADH1, PGK1, TPI1, TEF1遺伝子のプロモーター配列が高発現プロモーターとして利用されている。またHOR7プロモーターも高発現プロモーターとして報告されている(特許文献2)。   The high expression promoter of yeast S. cerevisiae is well known. For example, the promoter sequences of TDH3, ADH1, PGK1, TPI1, and TEF1 genes are used as high expression promoters. The HOR7 promoter has also been reported as a high expression promoter (Patent Document 2).

MF121株のURA3遺伝子配列はCandida glycerinogenes のURA3と同じ配列であったことから、この2菌株は近縁の株であると考えられる。C. glycerinogenes については近年遺伝子組換え系の開発に関する報告がなされている(非特許文献1〜3)。   Since the URA3 gene sequence of the MF121 strain was the same as that of Candida glycerinogenes URA3, these two strains are considered to be closely related strains. In recent years, C. glycerinogenes has been reported on the development of genetic recombination systems (Non-Patent Documents 1 to 3).

特表2008-545429号公報Special Table 2008-545429 特開2005-137306号公報JP 2005-137306 JP

Li Y, Shen W, Wang Z, Liu JQ, Rao Z, Tang X, Fang H, Zhuge J (2005), Yeast 22:423-430Li Y, Shen W, Wang Z, Liu JQ, Rao Z, Tang X, Fang H, Zhuge J (2005), Yeast 22: 423-430 Chen X, Fang H, Rao Z, Shen W, Zhuge B, Wang Z, Zhuge J (2008) ,. Microbiol Res 163:531-537Chen X, Fang H, Rao Z, Shen W, Zhuge B, Wang Z, Zhuge J (2008),. Microbiol Res 163: 531-537 Zhiming R, Zheng M, Wei S, Huiying F, Jian Z (2008), Curr Microbiol 57:12-17Zhiming R, Zheng M, Wei S, Huiying F, Jian Z (2008), Curr Microbiol 57: 12-17

I. orientalisにおいて異種タンパク質を高発現させるには、I. orientalisにおいて有効な高発現プロモーターや分泌シグナルが必須であるが、特許文献1に記載のプロモーターは、必ずしも十分な発現量ではなかった。特許文献2では、S. cerevisiaeにおける高発現プロモーターが開示されている。しかしながら、本発明者らの検討によれば、S. cerevisiaeにおいて高発現するプロモーターであってもI. orientalisでは高発現するとはいえず、また、S. cerevisiaeにおいて発現する遺伝子カセットがI. orientalisで必ず発現するとはいえないことがわかった。さらに、非特許文献1〜3では、遺伝子組換えマーカーに関するものであって、高発現プロモーターに関するものではない。   In order to highly express a heterologous protein in I. orientalis, a high expression promoter and a secretion signal effective in I. orientalis are essential, but the promoter described in Patent Document 1 is not always a sufficient expression level. Patent Document 2 discloses a high expression promoter in S. cerevisiae. However, according to the study by the present inventors, even a promoter highly expressed in S. cerevisiae is not highly expressed in I. orientalis, and the gene cassette expressed in S. cerevisiae is I. orientalis. It turned out that it cannot necessarily be said that it expresses. Furthermore, Non-Patent Documents 1 to 3 relate to genetic recombination markers and do not relate to high expression promoters.

このように、現在までのところ、I. orientalisにおいて有効な高発現プロモーターは提供されておらず、したがって、有効な高発現系も構築されていない。そこで、本明細書の開示は、I. orientalis及びその近縁種における高発現プロモーターとその用途を提供することを一つの目的とする。   Thus, to date, no effective high expression promoter has been provided in I. orientalis, and therefore no effective high expression system has been constructed. Accordingly, one object of the disclosure of the present specification is to provide a high expression promoter and its use in I. orientalis and related species.

本発明者らは、I. orientalisで異種タンパク質を高発現させるために有効なプロモーターを種々検討した結果、I. orientalisにおいて有効な高発現プロモーターを見出した。さらに、有効なターミネーターも見出した。本明細書の開示によれば、これらの知見により以下の手段が提供される。   As a result of various studies on promoters effective for high expression of heterologous proteins in I. orientalis, the present inventors have found a high expression promoter effective in I. orientalis. We also found an effective terminator. According to the disclosure of the present specification, these findings provide the following means.

(1)以下の(a)〜(h):
(a)配列番号1で表される塩基配列からなるDNA
(b)配列番号1で表される塩基配列の少なくとも3’末端側を含んだ塩基配列を有し、プロモーター活性を有するDNA
(c)配列番号1で表される塩基配列と70%以上の同一性の塩基配列を有し、プロモーター活性を有するDNA
(d)配列番号1で表される塩基配列からなるDNAの全部又は一部の相補鎖とハイブリダイズし、プロモーター活性を有するDNA
(e)配列番号2で表される塩基配列からなるDNA
(f)配列番号2で表される塩基配列の少なくとも3’末端側を含んだ塩基配列を有し、プロモーター活性を有するDNA
(g)配列番号2で表される塩基配列と70%以上の同一性の塩基配列を有し、プロモーター活性を有するDNA
(h)配列番号2で表される塩基配列からなるDNAの全部又は一部の相補鎖とハイブリダイズし、プロモーター活性を有するDNA
から選択されるいずれかのDNA。
(2)前記(a)〜前記(d)から選択される、(1)に記載のDNA。
(3)前記プロモーター活性は、Issatchenkia orientalis又は近縁種におけるプロモーター活性である、(1)又は(2)に記載のDNA。
(4)Issatchenkia orientalis又はその近縁種に異種タンパク質を発現させるためのプロモーターである、(1)〜(3)のいずれかに記載のDNA。
(5)前記プロモーター活性は、Issatchenkia orientalis MF121株又はその近縁種におけるプロモーター活性である、(1)〜(4)のいずれかに記載のDNA。
(6) 以下の(a)〜(e);
(a)配列番号3で表されるアミノ酸配列からなるペプチド
(b)配列番号3で表されるアミノ酸配列と70%以上の同一性のアミノ酸配列を有しIssatchenkia orientalisにおいて分泌シグナル活性を有するペプチド
(c)配列番号3で表されるアミノ酸配列に対して1又は2以上のアミノ酸残基を置換、挿入、欠失及び付加して得られるアミノ酸配列を有し、分泌シグナル活性を有するペプチド
(d)配列番号4で表される塩基配列と70%以上の同一性を有する塩基配列によってコードされ、分泌シグナル活性を有するペプチド
(e)配列番号4で表される塩基配列からなるDNAの全部又は一部の相補鎖とハイブリダイズする塩基配列によってコードされ、分泌シグナル活性を有するペプチド
から選択されるいずれかのペプチド。
(7) 以下の(a)〜(d):
(a)配列番号5で表される塩基配列からなるDNA
(b)配列番号5で表される塩基配列の少なくとも5’末端側を含んだ塩基配列を有し、ターミネーター活性を有するDNA
(c)配列番号5で表される塩基配列と70%以上の同一性を有し、ターミネーター活性を有する塩基配列
(d)配列番号5で表される塩基配列からなるDNAの全部又は一部の相補鎖とハイブリダイズし、ターミネーター活性を有する塩基配列
から選択されるいずれかの塩基配列を有する、DNA。
(8)Issatchenkia orientalisにおける発現系であって、
(1)〜(5)のいずれかに記載のDNAをプロモーターとして備える、発現系。
(9)さらに、(6)に記載のペプチドのアミノ酸配列をコードするDNAを分泌シグナルDNAとして備える、(8)に記載の発現系。
(10)さらに、(7)に記載のDNAをターミネーターとして備える、(8)又は(9)に記載の発現系。
(11)ベクターである、(8)〜(10)のいずれかに記載の発現系。
(12)(1)〜(5)のいずれかに記載のDNAをプロモーターとして用い、当該プロモーターの制御下に異種タンパク質をコードするDNAを保持する、Issatchenkia orientalis及びその近縁種の形質転換体。
(13)さらに、(7)に記載のDNAを前記プロモーターに対するターミネーターとして作動可能に保持する、(12)に記載の形質転換体。
(14)前記異種タンパク質はセルラーゼを含む、(12)又は(13)に記載の形質転換体。
(15)宿主が、Issatchenkia orientalis MF121株である、(12)〜(14)のいずれかに記載の形質転換体。
(16)タンパク質の生産方法であって、
Issatchenkia orientalis又はその近縁種を宿主として、(1)〜(4)のいずれかに記載のDNAをプロモーターとして用い、前記プロモーターの制御下に異種タンパク質を発現させる工程、
を備える、方法。
(17)有用物質の生産方法であって、
Issatchenkia orientalis又はその近縁種を宿主として、(1)〜(4)のいずれかに記載のDNAをプロモーターとして用い、前記プロモーターの制御下に異種タンパク質を発現させて前記有用物質を発酵生産する工程、を備える、方法。
(1) The following (a) to (h):
(A) DNA comprising the base sequence represented by SEQ ID NO: 1
(B) a DNA having a base sequence including at least the 3 ′ end of the base sequence represented by SEQ ID NO: 1 and having promoter activity
(C) DNA having a promoter sequence having 70% or more identity with the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1 and having promoter activity
(D) DNA having a promoter activity that hybridizes with all or part of the complementary strand of DNA consisting of the base sequence represented by SEQ ID NO: 1.
(E) DNA comprising the base sequence represented by SEQ ID NO: 2
(F) DNA having a nucleotide sequence including at least the 3 ′ end of the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 2 and having promoter activity
(G) DNA having a nucleotide sequence of 70% or more identity with the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 2 and having promoter activity
(H) DNA having a promoter activity that hybridizes with all or part of the complementary strand of DNA consisting of the base sequence represented by SEQ ID NO: 2
Any DNA selected from
(2) The DNA according to (1), which is selected from (a) to (d).
(3) The DNA according to (1) or (2), wherein the promoter activity is promoter activity in Issatchenkia orientalis or related species.
(4) The DNA according to any one of (1) to (3), which is a promoter for expressing a heterologous protein in Issatchenkia orientalis or a related species thereof.
(5) The DNA according to any one of (1) to (4), wherein the promoter activity is promoter activity in the Issatchenkia orientalis MF121 strain or a related species thereof.
(6) The following (a) to (e):
(A) a peptide comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 3 (b) a peptide having an amino acid sequence of 70% or more identical to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 3 and having a secretion signal activity in Issatchenkia orientalis ( c) A peptide having an amino acid sequence obtained by substituting, inserting, deleting and adding one or more amino acid residues to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 3, and having a secretion signal activity (d) A peptide having a secretory signal activity encoded by a base sequence having 70% or more identity with the base sequence represented by SEQ ID NO: 4 (e) All or part of DNA comprising the base sequence represented by SEQ ID NO: 4 Any peptide selected from peptides having a secretory signal activity encoded by a base sequence that hybridizes with the complementary strand of.
(7) The following (a) to (d):
(A) DNA comprising the base sequence represented by SEQ ID NO: 5
(B) DNA having a base sequence including at least the 5 ′ end of the base sequence represented by SEQ ID NO: 5 and having terminator activity
(C) a base sequence having 70% or more identity with the base sequence represented by SEQ ID NO: 5 and having terminator activity (d) all or part of the DNA comprising the base sequence represented by SEQ ID NO: 5 DNA having any base sequence selected from base sequences that hybridize with complementary strands and have terminator activity.
(8) An expression system in Issatchenkia orientalis,
An expression system comprising the DNA according to any one of (1) to (5) as a promoter.
(9) The expression system according to (8), further comprising, as a secretion signal DNA, a DNA encoding the amino acid sequence of the peptide according to (6).
(10) The expression system according to (8) or (9), further comprising the DNA according to (7) as a terminator.
(11) The expression system according to any one of (8) to (10), which is a vector.
(12) A transformant of Issatchenkia orientalis and its related species, which uses the DNA according to any one of (1) to (5) as a promoter and retains a DNA encoding a heterologous protein under the control of the promoter.
(13) The transformant according to (12), which further holds the DNA according to (7) operably as a terminator for the promoter.
(14) The transformant according to (12) or (13), wherein the heterologous protein includes cellulase.
(15) The transformant according to any one of (12) to (14), wherein the host is Issatchenkia orientalis MF121 strain.
(16) A protein production method comprising:
Using Issatchenkia orientalis or a related species thereof as a host, using the DNA according to any one of (1) to (4) as a promoter, and expressing a heterologous protein under the control of the promoter,
A method comprising:
(17) A method for producing useful substances,
Using Issatchenkia orientalis or a related species thereof as a host, using the DNA according to any one of (1) to (4) as a promoter, expressing a heterologous protein under the control of the promoter, and producing the useful substance by fermentation A method comprising:

BGLを発現するMF121株によるセロビオースおよびグルコースを炭素源とした発酵試験結果を示す図である。It is a figure which shows the fermentation test result by using cellobiose and glucose by the MF121 strain | stump | stock which expresses BGL as a carbon source. BGLを発現するMF121株による結晶性セルロースの同時糖化発酵試験結果を示す図である。It is a figure which shows the simultaneous saccharification fermentation test result of the crystalline cellulose by MF121 strain which expresses BGL.

本明細書の開示は、I. orientalisを利用した発現系に有効なプロモーター等やそれらの用途に関する。本明細書の開示によれば、バイオマスの利用に有用であると考えられるI. orientalis MF121株を含むI. orientalis及びその近縁種において異種タンパク質の発現を容易に実施することができ、しかも、異種タンパク質を高発現させることができる。この結果、I. orientalisの利点である耐熱性及び耐塩性を利用した各種有用物質のより優れた発酵生産が可能となる。   The disclosure of the present specification relates to a promoter and the like effective for an expression system using I. orientalis and their uses. According to the disclosure of the present specification, heterologous proteins can be easily expressed in I. orientalis and related species including I. orientalis MF121 strain considered to be useful for biomass utilization, Heterologous proteins can be highly expressed. As a result, more excellent fermentative production of various useful substances using heat resistance and salt resistance, which are the advantages of I. orientalis, becomes possible.

本発明者らは、I. orientalis MF121株においてHOR7プロモータ制御下で異種タンパク質(ファネロケーテ・クリソスポリウム由来のエンドグルカナーゼcel12A)の発現を試みたが、cel12Aは発現できなかった。このことは、S. cerevisiaeで高発現するプロモータがI. orientalisで必ずしも高発現しないということを示している。
また、MF121株のウラシル要求性変異株に、S. cerevisiae由来のURA3マーカー遺伝子(URA3プロモータ、URA3構造遺伝子およびURA3ターミネータを含むマーカーカセット)を導入しても、ウラシル要求性を相補することができなかった。このことは、S. cerevisiaeで発現する遺伝子カセットがI. orientalisで必ずしも発現できないということを示している。
The present inventors tried to express a heterologous protein (an endoglucanase cel12A derived from Fanerokete chrysosporium) under the control of the HOR7 promoter in I. orientalis MF121 strain, but could not express cel12A. This indicates that a promoter highly expressed in S. cerevisiae is not necessarily highly expressed in I. orientalis.
In addition, uracil requirement can be complemented by introducing URA3 marker gene derived from S. cerevisiae (marker cassette containing URA3 promoter, URA3 structural gene and URA3 terminator) into uracil requirement mutant of MF121 strain. There wasn't. This indicates that a gene cassette expressed in S. cerevisiae cannot always be expressed in I. orientalis.

なお、Issatchenkia orientalis MF121株は、平成15年5月22日付けで、独立行政法人産業技術総合研究所及び特許生物寄託センター(〒305-8566 日本国茨城県つくば市東1−1−1 つくばセンター中央第6)に受託番号FERM P−19368として寄託されている。   As of May 22, 2003, Issatchenkia orientalis MF121 shares were incorporated by the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology and Patent Biological Deposit Center (1-1-1 Tsukuba Center, Tsukuba City, Ibaraki Prefecture, 305-8566, Japan) 6) is deposited under the deposit number FERM P-19368.

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.

(プロモーターDNA)
本明細書の開示はI. orientalis及びその近縁種において異種タンパク質の発現用として好ましいプロモーターDNAを提供する。そのDNAの一つの態様は、配列番号1で表される塩基配列を有するDNAである。配列番号1で表される塩基配列は、I. orientalis MF121株(以下、単に、MF121株という。)のTDH1遺伝子のプロモーターDNA(以下、単に、TDH1プロモーターという。)である。また、他の一つの態様は、配列番号2で表される塩基配列を有するDNAである。配列番号2で表される塩基配列は、MF121株のPGK1遺伝子のプロモーターDNA(以下、単にPGK1プロモーターという。)である。
(Promoter DNA)
The disclosure herein provides preferred promoter DNA for the expression of heterologous proteins in I. orientalis and related species. One embodiment of the DNA is DNA having the base sequence represented by SEQ ID NO: 1. The base sequence represented by SEQ ID NO: 1 is the TDH1 gene promoter DNA (hereinafter simply referred to as TDH1 promoter) of I. orientalis MF121 strain (hereinafter simply referred to as MF121 strain). Another embodiment is a DNA having the base sequence represented by SEQ ID NO: 2. The base sequence represented by SEQ ID NO: 2 is the promoter DNA of the PGK1 gene of the MF121 strain (hereinafter simply referred to as PGK1 promoter).

TDH1プロモーター及びPGK1プロモーターは、I. orientalis及びその近縁種において異種タンパク質の発現に関しプロモーター活性を有する限り、上記配列番号1、2と一定の関係を有する塩基配列を有するものであってもよい。   The TDH1 promoter and the PGK1 promoter may have a base sequence having a certain relationship with SEQ ID NOs: 1 and 2 as long as they have promoter activity for the expression of heterologous proteins in I. orientalis and its related species.

TDH1プロモーターの他の態様としては、配列番号1で表される塩基配列の少なくとも3’末端側を含んで、プロモーター活性を有するDNA、配列番号1で表される塩基配列と70%以上の同一性の塩基配列を有し、プロモーター活性を有するDNA、及び配列番号1で表される塩基配列からなるDNAの全部又は一部の相補鎖とハイブリダイズし、プロモーター活性を有するDNAが挙げられる。   Other embodiments of the TDH1 promoter include DNA having promoter activity including at least the 3 ′ end side of the base sequence represented by SEQ ID NO: 1, and 70% or more identity with the base sequence represented by SEQ ID NO: 1 And a DNA having a promoter activity and a DNA having a promoter activity by hybridizing with all or a part of the complementary strand of the DNA comprising the base sequence represented by SEQ ID NO: 1.

PGK1プロモーターの他の態様としては、配列番号2で表される塩基配列の少なくとも3’末端側を含んで、プロモーター活性を有する塩基配列、配列番号2で表される塩基配列と70%以上の同一性を有し、プロモーター活性を有する塩基配列、及び列番号2で表される塩基配列からなるDNAの全部又は一部の相補鎖とハイブリダイズし、プロモーター活性を有する塩基配列が挙げられる。   As another embodiment of the PGK1 promoter, the base sequence having at least the 3 ′ end of the base sequence represented by SEQ ID NO: 2 and having promoter activity, 70% or more identical to the base sequence represented by SEQ ID NO: 2 And a base sequence having promoter activity and a base sequence having promoter activity by hybridizing with all or part of a complementary strand of DNA consisting of the base sequence represented by column No. 2.

本発明者らによれば、配列番号1及び配列番号2でそれぞれ表される塩基配列において、3’末端はプロモーター活性に重要な要素が含まれていることがわかっている。また、配列番号1や2で表される塩基配列からなるDNAの全部又は一部の相補鎖とのハイブリダイズにおいては、ストリンジェントな条件でハイブリダイズすることが好ましい。   According to the present inventors, in the base sequences represented by SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 2, it is known that the 3 'end contains an element important for promoter activity. In addition, in hybridization with all or part of the complementary strand of DNA consisting of the base sequence represented by SEQ ID NO: 1 or 2, it is preferable to hybridize under stringent conditions.

ストリンジェントな条件とは、たとえば、いわゆる特異的なハイブリッドが形成され、非特異的なハイブリッドが形成されない条件をいう。例えば、塩基配列の同一性が高い核酸、すなわち配列番号1で表わされる塩基配列と70%以上、好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上、一層好ましく95%以上、最も好ましくは98%以上の同一性を有する塩基配列からなるDNAの相補鎖がハイブリダイズし、それより相同性が低い核酸の相補鎖がハイブリダイズしない条件が挙げられる。より具体的には、ナトリウム塩濃度が15〜750mM、好ましくは50〜750mM、より好ましくは300〜750mM、温度が25〜70℃、好ましくは50〜70℃、より好ましくは55〜65℃、ホルムアミド濃度が0〜50%、好ましくは20〜50%、より好ましくは35〜45%での条件をいう。さらに、ストリンジェントな条件では、ハイブリダイゼーション後のフィルターの洗浄条件が、通常はナトリウム塩濃度が15〜600mM、好ましくは50〜600mM、より好ましくは300〜600mM、温度が50〜70℃、好ましくは55〜70℃、より好ましくは60〜65℃である。なお、以上のことから、さらなる他の一態様として、配列番号1又は2で表される塩基配列と70%以上、好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上、一層好ましく95%以上、より一層好ましくは98%以上であり、最も好ましくは99%以上の同一性を有する塩基配列を有し、プロモーター活性を有するDNAが挙げられる。   The stringent condition refers to, for example, a condition in which a so-called specific hybrid is formed and a non-specific hybrid is not formed. For example, a nucleic acid having high base sequence identity, that is, 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more, more preferably 95% or more, and most preferably 98% or more with the base sequence represented by SEQ ID NO: 1. The complementary strand of DNA which consists of a base sequence which has the identity of (5) is hybridized, and the complementary strand of a nucleic acid having a lower homology is not hybridized. More specifically, the sodium salt concentration is 15 to 750 mM, preferably 50 to 750 mM, more preferably 300 to 750 mM, the temperature is 25 to 70 ° C., preferably 50 to 70 ° C., more preferably 55 to 65 ° C., formamide The condition is that the concentration is 0 to 50%, preferably 20 to 50%, more preferably 35 to 45%. Furthermore, under stringent conditions, the filter washing conditions after hybridization are usually such that the sodium salt concentration is 15 to 600 mM, preferably 50 to 600 mM, more preferably 300 to 600 mM, and the temperature is 50 to 70 ° C., preferably It is 55-70 degreeC, More preferably, it is 60-65 degreeC. In addition, from the above, as yet another aspect, the base sequence represented by SEQ ID NO: 1 or 2 and 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more, and even more preferably 95% or more, more More preferably, it is 98% or more, most preferably DNA having a nucleotide sequence having an identity of 99% or more and having promoter activity.

本明細書において同一性又は類似性とは、当該技術分野で知られているとおり、配列を比較することにより決定される、2以上のタンパク質あるいは2以上のポリヌクレオチドの間の関係である。当該技術で“同一性 ”とは、タンパク質またはポリヌクレオチド配列の間のアラインメントによって、あるいは場合によっては、一続きのそのような配列間のアラインメントによって決定されるような、タンパク質またはポリヌクレオチド配列の間の配列不変性の程度を意味する。また、類似性とは、タンパク質またはポリヌクレオチド配列の間のアラインメントによって、あるいは場合によっては、一続きの部分的な配列間のアラインメントによって決定されるような、タンパク質またはポリヌクレオチド配列の間の相関性の程度を意味する。より具体的には、配列の同一性と保存性(配列中の特定アミノ酸又は配列における物理化学特性を維持する置換)によって決定される。なお、類似性は、後述するBLASTの配列相同性検索結果においてSimilarity と称される。同一性及び類似性を決定する方法は、対比する配列間で最も長くアラインメントするように設計される方法であることが好ましい。同一性及び類似性を決定するための方法は、公衆に利用可能なプログラムとして提供されている。例えば、AltschulらによるBLAST (Basic Local Alignment Search Tool) プログラム(たとえば、Altschul SF, Gish W, Miller W, Myers EW, Lipman DJ., J. Mol. Biol., 215: p403-410 (1990), Altschyl SF, Madden TL, Schaffer AA, Zhang J, Miller W, Lipman DJ., Nucleic Acids Res. 25: p3389-3402 (1997))を利用し決定することができる。BLASTのようなソフトウェアを用いる場合の条件は、特に限定するものではないが、デフォルト値を用いるのが好ましい。   As used herein, identity or similarity is a relationship between two or more proteins or two or more polynucleotides determined by comparing sequences, as is known in the art. In the art, “identity” means between protein or polynucleotide sequences, as determined by alignment between protein or polynucleotide sequences, or in some cases by alignment between a series of such sequences. Means the degree of sequence invariance. Similarity is also the correlation between protein or polynucleotide sequences, as determined by alignment between protein or polynucleotide sequences, or in some cases by alignment between a series of partial sequences. Means the degree of More specifically, it is determined by sequence identity and conservation (substitutions that maintain specific amino acids in the sequence or physicochemical properties in the sequence). The similarity is referred to as Similarity in the BLAST sequence homology search result described later. The method for determining identity and similarity is preferably a method designed to align the longest between the sequences to be compared. Methods for determining identity and similarity are provided as programs available to the public. For example, BLAST (Basic Local Alignment Search Tool) program by Altschul et al. (Eg, Altschul SF, Gish W, Miller W, Myers EW, Lipman DJ., J. Mol. Biol., 215: p403-410 (1990), Altschyl SF, Madden TL, Schaffer AA, Zhang J, Miller W, Lipman DJ., Nucleic Acids Res. 25: p3389-3402 (1997)). The conditions for using software such as BLAST are not particularly limited, but it is preferable to use default values.

プロモーター活性を有するとは、少なくとも、下流に接続されたタンパク質をコードするDNAをmRNAに転写する活性を意味している。好ましくは、当該タンパク質を最終的に翻訳する活性を含んでいる。また、プロモーター活性は、I. orientalis及びその近縁種におけるプロモーター活性であることが好ましく、I. orientalis又はその近縁種に異種タンパク質を発現させるためのプロモーター活性であることがより好ましい。さらに、プロモーター活性は、Issatchenkia orientalis MF121株又はその近縁種におけるプロモーター活性であることが好ましい。こうしたプロモーター活性は、後述する実施例に記載される試験方法のほか、当該分野において当業者に公知の方法で取得することができる。プロモーター活性の高低は、例えば、特表2008-545429号公法に開示されるI. orientalis由来のPGK1プロモーター等と対比することで評価することができる。本明細書の開示されるプロモーターDNAのプロモーター活性は、先行技術に開示されるPGK1プロモーターのプロモーター活性に対して、140%以上であることが好ましく、150%以上であることがより好ましく、160%以上であることがさらに好ましく、170%以上であることが一層好ましく、180%以上でることがさらに一層好ましい。   Having promoter activity means at least an activity to transcribe DNA encoding a protein connected downstream into mRNA. Preferably, it includes the activity of finally translating the protein. The promoter activity is preferably promoter activity in I. orientalis and its related species, more preferably promoter activity for expressing a heterologous protein in I. orientalis or its related species. Furthermore, the promoter activity is preferably the promoter activity in the Issatchenkia orientalis MF121 strain or its related species. Such promoter activity can be obtained by methods known to those skilled in the art in addition to the test methods described in the Examples described later. The level of the promoter activity can be evaluated by comparing with, for example, the PGK1 promoter derived from I. orientalis disclosed in the official method of JP-T-2008-545429. The promoter activity of the promoter DNA disclosed in the present specification is preferably 140% or more, more preferably 150% or more, and 160% of the promoter activity of the PGK1 promoter disclosed in the prior art. More preferably, it is 170% or more, more preferably 180% or more.

上記各種態様のプロモーターDNAは、例えば、配列番号1等の配列に基づいて設計したプライマーを用いて、所定の酵母から抽出したDNA、各種cDNAライブラリー又はゲノムDNAライブラリー等由来の核酸を鋳型としたPCR増幅を行うことにより、核酸断片として得ることができる。また、上記ライブラリー等由来の核酸を鋳型とし、プロモーターDNAの一部であるDNA断片をプローブとしてハイブリダイゼーションを行うことにより、核酸断片として得ることができる。あるいはプロモーターDNAは、化学合成法等の当技術分野で公知の各種の核酸配列合成法によって、核酸断片として合成してもよい。   The promoter DNA of the above various embodiments is, for example, a DNA designed from a predetermined yeast, a nucleic acid derived from various cDNA libraries or genomic DNA libraries, etc. using a primer designed based on the sequence of SEQ ID NO: 1 or the like as a template. By performing the PCR amplification, it can be obtained as a nucleic acid fragment. Further, it can be obtained as a nucleic acid fragment by performing hybridization using a nucleic acid derived from the library or the like as a template and a DNA fragment which is a part of the promoter DNA as a probe. Alternatively, the promoter DNA may be synthesized as a nucleic acid fragment by various nucleic acid sequence synthesis methods known in the art such as chemical synthesis methods.

また、上記各種態様のプロモーターDNAは、例えば、配列番号1又は2で表される塩基配列からなるDNAを、慣用の突然変異誘発法、部位特異的変異法、エラープローンPCRを用いた分子進化的手法等によって改変することによって取得することができる。このような手法としては、Kunkel法又は Gapped duplex法等の公知手法又はこれに準ずる方法が挙げられ、例えば部位特異的突然変異誘発法を利用した変異導入用キット(例えばMutant-K(TAKARA社製)やMutant-G(TAKARA社製))などを用いて、あるいは、TAKARA社のLA PCR in vitro Mutagenesis シリーズキットを用いて変異が導入される。   The promoter DNA of the above-described various embodiments is, for example, a DNA having the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1 or 2, which is molecularly evolved using conventional mutagenesis, site-directed mutagenesis, and error-prone PCR. It can be obtained by modifying it by a technique or the like. As such a technique, a known technique such as the Kunkel method or the Gapped duplex method, or a similar method can be mentioned. For example, a mutation introduction kit using site-directed mutagenesis (for example, Mutant-K (manufactured by TAKARA) ), Mutant-G (manufactured by TAKARA)), or the like, or the LA PCR in vitro Mutagenesis series kit from TAKARA.

そのほか、当業者であれば、Molecular Cloning(Sambrook, J. et al., Molecular Cloning :a Laboratory Manual 2nd ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press, 10 Skyline Drive Plainview, NY (1989))等を参照することにより、例えば、配列番号1又は2等の公知配列に基づいて、各種態様のプロモーターDNAを取得することができる。   In addition, those skilled in the art should refer to Molecular Cloning (Sambrook, J. et al., Molecular Cloning: a Laboratory Manual 2nd ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press, 10 Skyline Drive Plainview, NY (1989)). Thus, for example, various types of promoter DNA can be obtained based on known sequences such as SEQ ID NO: 1 or 2.

(ターミネーターDNA)
本明細書の開示はI. orientalis及びその近縁種において異種タンパク質の発現用として好ましいターミネーターDNAを提供する。そのDNAの一つの態様は、配列番号5で表される塩基配列を有するDNAである。配列番号5で表される塩基配列は、MF121株のTEF1遺伝子のプロモーターDNA(以下、単にTEF1ターミネーターという。)であるTEF1ターミネーターは、I. orientalis及びその近縁種において異種タンパク質の発現に関しターミネーター活性を有する限り、配列番号5と一定の関係を有する塩基配列を有するものであってもよい。
(Terminator DNA)
The disclosure herein provides preferred terminator DNA for the expression of heterologous proteins in I. orientalis and related species. One embodiment of the DNA is DNA having the base sequence represented by SEQ ID NO: 5. The TEF1 terminator, which is the promoter DNA of the MF121 strain TEF1 gene (hereinafter simply referred to as TEF1 terminator), is a terminator activity for the expression of heterologous proteins in I. orientalis and its related species. As long as it has, it may have a base sequence having a certain relationship with SEQ ID NO: 5.

TEF1ターミネーターの他の態様としては、配列番号5で表される塩基配列の少なくとも5’末端側を含んだ塩基配列を有し、ターミネーター活性を有するDNA、配列番号1で表される塩基配列と70%以上の同一性を有し(好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上、一層好ましく95%以上、より一層好ましくは98%以上であり、最も好ましくは99%以上の同一性を有する。)、ターミネーター活性を有するDNA、及び配列番号1で表される塩基配列からなるDNAの全部又は一部の相補鎖とハイブリダイズし、プロモーター活性を有するDNAが挙げられる。   As another aspect of the TEF1 terminator, a DNA having a base sequence including at least the 5 ′ end side of the base sequence represented by SEQ ID NO: 5 and having a terminator activity, a base sequence represented by SEQ ID NO: 1 and 70 % Identity (preferably 80% or more, more preferably 90% or more, even more preferably 95% or more, even more preferably 98% or more, most preferably 99% or more. ), DNA having terminator activity, and DNA having a promoter activity by hybridizing with all or part of the complementary strand of DNA consisting of the base sequence represented by SEQ ID NO: 1.

ターミネーター活性を有するとは、少なくとも、上流に接続されたタンパク質をコードするDNAをmRNAへの転写を終結させる活性を意味している。好ましくは、当該タンパク質を最終的に翻訳可能な態様で転写を終結させる活性を含んでいる。また、ターミネーター活性は、I. orientalis及びその近縁種におけるターミネーター活性であることが好ましく、I. orientalis又はその近縁種に異種タンパク質を発現させる際のターミネーター活性であることがより好ましい。さらに、ターミネーター活性は、I. orientalis MF121株又はその近縁種におけるプロモーター活性であることが好ましい。また、ターミネーター活性は、本明細書の開示されるI. orientalisに適したプロモーターと組み合わされて用いる際のターミネーター活性であることが好ましい。ターミネーター活性は、後述する実施例に記載される試験方法のほか、当該分野において当業者に公知の方法で取得することができる。例えば、ターミネーター活性の有無は、作動が確認されているプロモーターと組み合わせて用いて、正しい翻訳産物の生産量あるいは翻訳産物の活性で評価することができる。なお、ターミネーター活性の高低は特に問わない。   Having terminator activity means at least the activity of terminating transcription of the DNA encoding the protein connected upstream to mRNA. Preferably, the protein comprises an activity that terminates transcription in a finally translatable manner. Further, the terminator activity is preferably the terminator activity in I. orientalis and its related species, and more preferably the terminator activity for expressing a heterologous protein in I. orientalis or its related species. Furthermore, the terminator activity is preferably promoter activity in the I. orientalis MF121 strain or its related species. The terminator activity is preferably the terminator activity when used in combination with a promoter suitable for I. orientalis disclosed in the present specification. The terminator activity can be obtained by methods known to those skilled in the art in addition to the test methods described in the Examples described later. For example, the presence or absence of terminator activity can be evaluated by using the correct production of the translation product or the activity of the translation product by using it in combination with a promoter whose operation has been confirmed. The level of terminator activity is not particularly limited.

ターミネーターDNAにおける塩基配列の同一性やハイブリダイズについては、既に説明したプロモーターDNAにおける同一性やハイブリダイズ条件等が適用される。また、ターミネーターDNAは、プロモーターDNAと同様の方法で取得することができる。   Regarding the identity and hybridization of the base sequence in the terminator DNA, the identity and hybridization conditions in the promoter DNA described above are applied. Terminator DNA can be obtained by the same method as promoter DNA.

(シグナルペプチド)
本明細書の開示はI. orientalis及びその近縁種において異種タンパク質のシグナルペプチドとして好ましいペプチドを提供する。そのペプチドの一つの態様は、配列番号3で表されるアミノ酸配列を有するペプチドである。配列番号3で表されるアミノ酸配列は、MF121株のSED1遺伝子のシグナルペプチド(以下、単に、SED1シグナルペプチドという。)。SED1シグナルペプチドは、I. orientalis及びその近縁種において異種タンパク質の発現に関しシグナルペプチドとして機能する(分泌シグナル活性を有する)限り、上記配列番号3と一定の関係を有するアミノ酸配列を有するものであってもよい。
(Signal peptide)
The disclosure herein provides peptides that are preferred as signal peptides for heterologous proteins in I. orientalis and related species. One embodiment of the peptide is a peptide having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 3. The amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 3 is a signal peptide of the SED1 gene of the MF121 strain (hereinafter simply referred to as SED1 signal peptide). The SED1 signal peptide has an amino acid sequence having a certain relationship with SEQ ID NO: 3 as long as it functions as a signal peptide with respect to the expression of a heterologous protein in I. orientalis and its related species (has secretory signal activity). May be.

SED1シグナルペプチドの他の態様としては、配列番号3で表されるアミノ酸配列と70%以上の同一性を有するアミノ酸配列を有し、I. orientalis及びその近縁種において分泌シグナル活性を有するペプチド、配列番号3で表されるアミノ酸配列に対して1又は2以上のアミノ酸残基を置換、挿入、欠失及び付加して得られるアミノ酸配列を有し、分泌シグナル活性を有するペプチド、配列番号4で表される塩基配列と70%以上の同一性を有する塩基配列によってコードされ、分泌シグナル活性を有するペプチド、及び配列番号4で表される塩基配列からなるDNAの全部又は一部の相補鎖とハイブリダイズする塩基配列によってコードされ、分泌シグナル活性を有するペプチドが挙げられる。   As another aspect of the SED1 signal peptide, a peptide having an amino acid sequence having 70% or more identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 3, and having a secretory signal activity in I. orientalis and its related species, A peptide having an amino acid sequence obtained by substituting, inserting, deleting and adding one or more amino acid residues to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 3 and having a secretory signal activity; A peptide having a secretory signal activity encoded by a base sequence having 70% or more identity with the base sequence represented, and hybridizing with a complementary strand of all or part of the DNA comprising the base sequence represented by SEQ ID NO: 4 Examples thereof include peptides encoded by a base sequence that is soybean and having a secretion signal activity.

上記他の態様において、配列番号3で表されるアミノ酸配列に対するアミノ酸の変異は、すなわち、欠失、置換若しくは付加は、いずれか1種類であってもよいし、2種類以上が組み合わされていてもよい。また、これらの変異の総数は、特に限定されないが、好ましくは、1個以上10個以下程度である。より好ましくは、1個以上5個以下である。アミノ酸置換の例としては、保存的置換が好ましく、具体的には以下のグループ内での置換が挙げられる。(グリシン、アラニン)(バリン、イソロイシン、ロイシン)(アスパラギン酸、グルタミン酸)(アスパラギン、グルタミン)(セリン、トレオニン)(リジン、アルギニン)(フェニルアラニン、チロシン)。   In the other embodiment, the amino acid mutation relative to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 3 may be any one type of deletion, substitution or addition, or two or more types may be combined. Also good. The total number of these mutations is not particularly limited, but is preferably about 1 or more and 10 or less. More preferably, it is 1 or more and 5 or less. As an example of amino acid substitution, conservative substitution is preferable, and specific examples include substitution within the following groups. (Glycine, alanine) (valine, isoleucine, leucine) (aspartic acid, glutamic acid) (asparagine, glutamine) (serine, threonine) (lysine, arginine) (phenylalanine, tyrosine).

他の一態様において、配列番号3で表されるアミノ酸配列に対する同一性は、好ましくは80%以上であり、より好ましくは85%以上であり、さらに好ましくは90%以上であり、一層好ましくは95%以上であり、より一層好ましくは98%以上であり、最も好ましくは99%以上である。   In another embodiment, the identity to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 3 is preferably 80% or more, more preferably 85% or more, still more preferably 90% or more, and still more preferably 95 % Or more, more preferably 98% or more, and most preferably 99% or more.

シグナルペプチドに関連するアミノ酸配列及び塩基配列の同一性やハイブリダイズについては、既に説明したプロモーターDNAにおける同一性やハイブリダイズ条件等が適用される。   For the identity and hybridization of the amino acid sequence and base sequence related to the signal peptide, the identity and hybridization conditions in the promoter DNA described above are applied.

他の一態様において、配列番号4で表される塩基配列に対する同一性は、好ましくは80%以上であり、より好ましくは85%以上であり、さらに好ましくは、90%以上であり、一層好ましくは95%以上であり、より一層好ましくは98%以上であり、最も好ましくは99%以上である。   In another embodiment, the identity to the base sequence represented by SEQ ID NO: 4 is preferably 80% or more, more preferably 85% or more, still more preferably 90% or more, and still more preferably It is 95% or more, more preferably 98% or more, and most preferably 99% or more.

(分泌シグナルDNA)
シグナルペプチドをコードするDNA(分泌シグナルDNA)は、こうした各種態様のシグナルペプチドをコードする塩基配列を有するDNAを含んでいる。さらに、分泌シグナルDNAは、配列番号4で表される塩基配列、配列番号4で表される塩基配列と70%以上の同一性を有し、分泌シグナル活性を有するタンパク質をコードする塩基配列、及び配列番号4で表される塩基配列からなるDNAの全部又は一部の相補鎖とハイブリダイズし、分泌シグナル活性を有するタンパク質をコードする塩基配列から選択されるいずれかの塩基配列を含むDNAが挙げられる。こうしたDNAも、プロモーターDNAと同様の方法で取得することができる。なお、配列番号3で表されるアミノ酸配列又は当該アミノ酸配列と上記のように一定の関連性のあるアミノ酸配列をコードする塩基配列は、遺伝暗号の縮重に従い、タンパク質のアミノ酸配列を変えることなく所定のアミノ酸配列をコードする塩基配列の少なくとも1つの塩基を他の種類の塩基に置換することができる。従って、本明細書の開示されるシグナルペプチドをコードするDNAは、遺伝暗号の縮重に基づく置換によって変換された塩基配列をコードするDNAも包含している。
(Secretory signal DNA)
The DNA encoding a signal peptide (secretory signal DNA) includes DNA having a base sequence encoding such various types of signal peptides. Furthermore, the secretory signal DNA is a base sequence represented by SEQ ID NO: 4, a base sequence encoding a protein having 70% or more identity with the base sequence represented by SEQ ID NO: 4, and having a secretory signal activity, and DNA containing any base sequence selected from a base sequence encoding a protein having a secretory signal activity, which hybridizes with all or part of a complementary strand of DNA consisting of the base sequence represented by SEQ ID NO: 4 It is done. Such DNA can also be obtained by the same method as promoter DNA. Note that the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 3 or the base sequence encoding the amino acid sequence having a certain relationship with the amino acid sequence as described above does not change the amino acid sequence of the protein in accordance with the degeneracy of the genetic code. At least one base of a base sequence encoding a predetermined amino acid sequence can be substituted with another kind of base. Accordingly, the DNA encoding the signal peptide disclosed herein also includes DNA encoding a base sequence converted by substitution based on the degeneracy of the genetic code.

分泌シグナルDNAにおける塩基配列の同一性やハイブリダイズについては、既に説明したプロモーターDNAにおける同一性やハイブリダイズ条件等が適用される。また分泌シグナルDNAは、プロモーターDNAと同様の方法で取得することができる。   Regarding the identity and hybridization of the base sequence in the secretory signal DNA, the identity and hybridization conditions in the promoter DNA described above are applied. Secretory signal DNA can be obtained in the same manner as promoter DNA.

(I. orientalisにおける発現系)
本明細書に開示されるI. orientalisにおける発現系は、本明細書に開示の細書に開示されるプロモーターDNAを備えることができる。発現系は、I. orientalis及びその近縁種におけるタンパク質、特に異種タンパク質の発現を意図したものであることが好ましい。発現系は、タンパク質の分泌発現を意図する場合には、本明細書に開示されるシグナルペプチドをコードする分泌シグナルDNAを備えることができる。さらに、発現系には、本明細書に開示されるターミネーターDNAを備えることができる。
(Expression system in I. orientalis)
The expression system in I. orientalis disclosed herein can comprise the promoter DNA disclosed in the detailed disclosure disclosed herein. The expression system is preferably intended for the expression of proteins, particularly heterologous proteins, in I. orientalis and related species. The expression system, if intended for secreted expression of the protein, can comprise a secretory signal DNA encoding the signal peptide disclosed herein. Furthermore, the expression system can be provided with the terminator DNA disclosed herein.

発現系は、I. orientalis及びその近縁種におけるタンパク質の発現を意図したものであれば、その形態は特に問わない。例えば、プラスミドなどの形態を採るベクターであってもよい。ベクターにおいては、プロモーターDNAのほか、必要に応じて分泌シグナルDNA及び/又はターミネーターDNAを備えることができる。発現系がいわゆる組換えベクターの形態を採るとき、プロモーターDNAの制御下に発現を意図したタンパク質をコードするDNAの挿入が容易なように構築され、また、マーカー遺伝子が備えられる。さらに、発現系が、遺伝子置換等、染色体への所望のDNA断片の組み込みを意図する場合は、染色体上の所定の領域との相同領域を有している。こうしたベクターは、商業的に入手可能な酵母用の発現ベクターを適宜利用して、当業者に公知の手法、たとえば、T.Maniatis,J. Sambrookらの実験書(Molecular Cloning, A Laboratory Manual、Cold Spring Harbor Laboratory、1982,1989、2001)等を適宜参照することにより当業者であれば作製することができる。発現系は、発現キットとして、必要な制限酵素等を含むこともできる。   The form of the expression system is not particularly limited as long as it is intended to express the protein in I. orientalis and its related species. For example, the vector may take a form such as a plasmid. In the vector, in addition to the promoter DNA, a secretion signal DNA and / or a terminator DNA can be provided as necessary. When the expression system takes the form of a so-called recombinant vector, it is constructed so as to facilitate insertion of a DNA encoding a protein intended for expression under the control of a promoter DNA, and is provided with a marker gene. Furthermore, when the expression system intends to incorporate a desired DNA fragment into a chromosome such as gene replacement, it has a homologous region with a predetermined region on the chromosome. Such vectors can be obtained by appropriately using commercially available expression vectors for yeast, and methods known to those skilled in the art, for example, T.P. It can be prepared by those skilled in the art by appropriately referring to an experimental document by Maniatis, J. Sambrook et al. (Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, 1982, 1989, 2001). The expression system can also contain necessary restriction enzymes and the like as an expression kit.

(形質転換体)
本明細書に開示されるI. orientalis及びその近縁種の形質転換体は、本明細書に開示されるプロモーターDNAと、当該プロモーターの制御下にタンパク質をコードするDNAを保持することができる。本明細書に開示される形質転換体によれば、I. orientalis及びその近縁種の有する利点等を生かしてタンパク質を生産し有用物質をすることができる。
(Transformant)
The transformant of I. orientalis and related species disclosed in the present specification can retain the promoter DNA disclosed in the present specification and the DNA encoding the protein under the control of the promoter. According to the transformant disclosed in the present specification, a protein can be produced and a useful substance can be produced by taking advantage of the advantages of I. orientalis and its related species.

本明細書に開示される形質転換体は、宿主をI. orientalis及びその近縁種とすることが好ましい。I. orientalisに属する宿主微生物としては、既に記載のMF121株を利用できる。さらに、MF121株と同等以上の耐熱性及び/又は耐塩性を有する改変体や突然変異体を用いることもできる。さらに、I. orientalisの近縁種を用いることができる。近縁種かどうかは、微生物学において採用される特定遺伝子による類似性等に基づく基準によって決定される。   In the transformant disclosed herein, the host is preferably I. orientalis and its related species. As the host microorganism belonging to I. orientalis, the already described MF121 strain can be used. Furthermore, it is also possible to use a variant or mutant having heat resistance and / or salt resistance equal to or higher than that of the MF121 strain. Furthermore, I. orientalis related species can be used. Whether it is a related species is determined by a criterion based on the similarity by a specific gene adopted in microbiology.

形質転換体は、プロモーターDNAのほか、このプロモーターに対してターミネーターとして作動可能に本明細書に開示されるターミネーターDNAを保持することができる。さらに、タンパク質を分泌発現させる場合には、翻訳産物が意図したタンパク質のシグナルペプチドとして機能するように分泌シグナルDNAを保持することができる。   In addition to the promoter DNA, the transformant can retain the terminator DNA disclosed herein so as to be operable as a terminator for this promoter. Furthermore, when the protein is secreted and expressed, the secretory signal DNA can be retained so that the translation product functions as a signal peptide of the intended protein.

こうしたDNAは、宿主微生物の染色体外に保持されていてもよいし、染色体上に保持されていてもよい。また、こうしたDNAの組み合わせは、複数コピーが宿主において保持されていてもよい。   Such DNA may be held outside the chromosome of the host microorganism or may be held on the chromosome. In addition, such a combination of DNAs may hold multiple copies in the host.

形質転換体において発現を意図するタンパク質は、特に限定されない。バイオマスの有効利用の観点からは、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、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が挙げられる。これらのタンパク質は、シグナルペプチドにより形質転換体の細胞外に分泌発現されることが好ましい。こうしたタンパク質を発現させること、特に分泌発現させることで、形質転換体は、バイオマス由来のセルロースやヘミセルロースを分解しつつ、分解産物であるグルコース等を利用して増殖することができ、有用物質を発酵生産することができる。   The protein that is intended to be expressed in the transformant is not particularly limited. From the viewpoint of effective use of biomass, various cellulases such as endoglucanase, cellobiohydrolase, β-glucosidase, and other biomass degrading enzymes such as xylanase and hemicellulase can be mentioned. These proteins are preferably secreted and expressed outside of the transformant by a signal peptide. By expressing such proteins, particularly by secreting them, transformants can be grown using the degradation products such as glucose while decomposing biomass-derived cellulose and hemicellulose, and fermenting useful substances. Can be produced.

さらに、形質転換体は、後段で説明するように発酵により所望の有用物質を生産可能に改変が施されていてもよい。酵母は通常嫌気性発酵によりエタノールを生産するが、適宜遺伝子工学的な改変等により他の有用物質を生産可能に形質転換されていてもよい。本明細書に開示される形質転換体は、例えば、乳酸などの有機酸を生産する酵母(特開2003−259878号公報、特開2006−006271号公報、特開2006−20602号公報、特開2006−75133号公報、特開2006−2966377号公報、特開2007−89466号公報に記載)等における遺伝的改変等を備えることができる。   Furthermore, the transformant may be modified so that a desired useful substance can be produced by fermentation as described later. Yeast usually produces ethanol by anaerobic fermentation, but may be transformed so that other useful substances can be produced by appropriate genetic engineering modification. The transformant disclosed in the present specification is, for example, a yeast that produces an organic acid such as lactic acid (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-259878, Japanese Patent Laid-Open No. 2006-006271, Japanese Patent Laid-Open No. 2006-20602, Japanese Patent Laid-Open No. 2006-20602, 2006-75133, JP-A-2006-2966377, JP-A-2007-89466) and the like.

(形質転換体の作製)
本明細書に開示される形質転換体は、本明細書に開示される発現系を公知の方法を用いて宿主微生物を形質転換することにより得ることができる。形質転換体は、本明細書に開示される発現系を利用して作製することができる。例えば、ベクターの導入方法としては、従来公知の各種方法、例えば、リン酸カルシウム法、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、酢酸リチウム法または他の方法が挙げられる。ベクターを導入した宿主微生物につき、マーカー遺伝子を用いた選抜及び活性発現による選抜により形質転換体を得ることができる。こうした形質転換操作は、当業者間で通常行われているものであり、たとえば、T.Maniatis,J. Sambrookらの実験書(Molecular Cloning, A Laboratory Manual、Cold Spring Harbor Laboratory、1982,1989、2001)等を適宜参照することにより当業者であれば実施することができる。
(Production of transformants)
The transformant disclosed in the present specification can be obtained by transforming the host microorganism with the expression system disclosed in the present specification using a known method. A transformant can be produced using the expression system disclosed in the present specification. For example, vector introduction methods include various conventionally known methods such as calcium phosphate method, transformation method, transfection method, conjugation method, protoplast method, electroporation method, lipofection method, lithium acetate method or other methods. Is mentioned. For a host microorganism into which a vector has been introduced, a transformant can be obtained by selection using a marker gene and selection by active expression. Such a transformation operation is usually performed by those skilled in the art. A person skilled in the art can carry out this method by referring appropriately to an experimental book by Maniatis, J. Sambrook et al. (Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, 1982, 1989, 2001).

(タンパク質の生産方法)
本明細書に開示されるタンパク質の生産方法は、I. orientalis又はその近縁種を宿主として、本明細書に開示されるプロモーターDNAをプロモーターとして用い、このプロモーターの制御下に異種タンパク質を発現させる有利な特性を利用して効率的にタンパク質を生産することができる。タンパク質の生産方法は、本明細書に開示される形質転換体の培養工程ないし当該形質転換体を用いた発酵工程として実施することができる。培養又は発酵条件は、I. orientalis又はその近縁種に適切な条件が設定される。I. orientalisは酵母であるため、一般的に酵母に適用可能な培養条件が適用されるほか、I. orientalisの耐熱性及び/又は耐塩性に応じた条件が適宜設定される。典型的には、例えば、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。
(Protein production method)
The method for producing a protein disclosed in the present specification uses I. orientalis or a related species as a host, the promoter DNA disclosed in the present specification as a promoter, and expresses a heterologous protein under the control of this promoter. Proteins can be produced efficiently using advantageous properties. The protein production method can be carried out as a transforming step disclosed in the present specification or a fermentation step using the transformant. The culture or fermentation conditions are set appropriately for I. orientalis or related species. Since I. orientalis is a yeast, culture conditions applicable to yeast are generally applied, and conditions according to the heat resistance and / or salt resistance of I. orientalis are appropriately set. Typically, for example, stationary culture, shaking culture, or aeration and agitation culture can be used for the culture for fermentation. 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.

(有用物質の生産方法)
本発明の有用物質の製造方法は、Issatchenkia orientalis又はその近縁種を宿主として、本明細書に開示されるプロモーターDNAをプロモーターとして用い、前記プロモーターの制御下に異種タンパク質を発現させて前記有用物質を発酵生産する工程、を備えることができる。有用物質としては特に限定しないが、宿主微生物がグルコースを利用して生産可能なものであればよい。有用物質は、グルコースからの代謝系の1種又は2種以上の酵素を、宿主微生物の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、プロパノール、ブ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。I. orientalisはアルコール発酵能が高く、耐熱性及び/又は耐塩性に優れるため、本明細書に開示される形質転換体は、高効率にエタノールを始めとする有用物質を生産することができる。また、本明細書に開示される発現系によってバイオマスを利用可能にセルラーゼが発現される形質転換体を用いることで、セルロース含有材料を有効利用して有用物質を効率的に生産できる。
(Useful substance production method)
The method for producing a useful substance of the present invention comprises using Issatchenkia orientalis or a related species thereof as a host, using the promoter DNA disclosed herein as a promoter, expressing the heterologous protein under the control of the promoter, and A step of fermentative production. Although it does not specifically limit as a useful substance, What is necessary is just what a host microorganism can produce using glucose. The useful substance may be a compound that is not an original metabolite by replacing or adding one or more enzymes of the metabolic system from glucose by genetic recombination of the host microorganism. Specifically, in addition to organic alcohols such as ethanol, propanol and butanol, and organic acids such as lactic acid, fine chemicals (coenzyme Q10, vitamins and their raw materials, etc.) by adding an isoprenod synthesis route, glycerin and plastics by modifying glycolysis -Materials targeted by biorefinery technology, such as chemical raw materials. Since I. orientalis has a high alcohol fermentation ability and is excellent in heat resistance and / or salt resistance, the transformant disclosed herein can produce useful substances such as ethanol with high efficiency. In addition, by using a transformant in which cellulase is expressed so that biomass can be used by the expression system disclosed in this specification, a useful substance can be efficiently produced by effectively using a cellulose-containing material.

発酵工程では、グルコースなどの通常の炭素源を用いることができる。また、形質転換体がセルラーゼを発現する場合には、バイオマス、その処理物、セルロース、ヘミセルロースなどのバイオマス由来の材料を炭素源として用いることができる。発酵工程では、I. orientalisの耐熱性及び/又は耐塩性を考慮し、酵母に一般的に適用される培養条件を適宜選択し修正して用いることができる。   In the fermentation process, a normal carbon source such as glucose can be used. Moreover, when a transformant expresses a cellulase, biomass-derived materials, such as biomass, its processed material, a cellulose, and a hemicellulose, can be used as a carbon source. In the fermentation process, in consideration of the heat resistance and / or salt resistance of I. orientalis, culture conditions generally applied to yeast can be appropriately selected and used.

発酵工程の実施により、用いた形質転換体の有する有用物質生産能力に応じて有用物質が生産される。例えば、本発明の形質転換酵母がエタノール生産能力を有している場合には、エタノールであり、乳酸を生産可能に改変されている場合には、乳酸等となる。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。   By carrying out the fermentation process, useful substances are produced according to the useful substance production capacity of the transformant used. For example, when the transformed yeast of the present invention has ethanol production ability, it is ethanol, and when it is modified so that lactic acid can be produced, it becomes lactic acid or the like. 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.

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。また、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。なお、以下の実施例で用いる培地を表1にまとめて示す。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated concretely, this invention is not limited to these Examples. The gene recombination operation described below was performed according to Molecular Cloning: A Laboratory Manual (T. Maniatis, et al., Cold Spring Harbor Laboratory). In addition, the culture medium used in the following examples is summarized in Table 1.

(MF121株の高発現遺伝子の同定)
I. orientalis MF121株で外来タンパク質を高発現させるためには、MF121株由来の高発現プロモータが必要となる。そこでEST(expressed sequence tag)解析により発現量の多い遺伝子を同定し、そのプロモーター領域を取得することにした。
(Identification of highly expressed gene of MF121 strain)
In order to highly express a foreign protein in the I. orientalis MF121 strain, a high expression promoter derived from the MF121 strain is required. Therefore, we decided to identify genes with high expression levels by EST (expressed sequence tag) analysis and to obtain their promoter regions.

グルコース100 g/Lを含むYPD培地にMF121株を接種し、微好気条件下でアルコール発酵を行った。20時間後、培地から盛んな発泡が観察され、活発なアルコール発酵が行われている状態の菌体を取得し、total RNAを抽出した。得られたtotal RNAからmRNAを精製し、さらに逆転写反応を行ってcDNAを合成した。得られたcDNA をpBluescriptベクターに挿入してcDNAライブラリーを作製した。cDNAライブラリーを大腸菌に形質転換し、ランダムに選択した571クローンからベクターを抽出し、ベクターに挿入されたcDNAの5'末端方向からシークエンス解析を行ったところ、66遺伝子については同じ配列が2クローン以上存在しており、比較的高発現している遺伝子であると考えられた。シークエンスされた配列から予想されるアミノ酸配列を公開されているSaccharomyces cerevisiaeの遺伝子情報と比較して相同遺伝子を同定した。出現クローン数が多く、高発現していると考えられる2種の遺伝子を以下の表に示す。   The MF121 strain was inoculated into a YPD medium containing 100 g / L of glucose, and alcohol fermentation was performed under microaerobic conditions. After 20 hours, vigorous foaming was observed from the medium, and bacterial cells in a state where active alcohol fermentation was performed were obtained, and total RNA was extracted. MRNA was purified from the obtained total RNA and further subjected to reverse transcription to synthesize cDNA. The obtained cDNA was inserted into a pBluescript vector to prepare a cDNA library. The cDNA library was transformed into E. coli, the vector was extracted from 571 clones selected at random, and sequence analysis was performed from the 5 'end of the cDNA inserted into the vector. These genes existed and were considered to be relatively highly expressed genes. Homologous genes were identified by comparing the amino acid sequence predicted from the sequenced sequence with the publicly available genetic information of Saccharomyces cerevisiae. The following table shows two genes that appear to be highly expressed with a large number of appearing clones.

(MF121株の高発現プロモーターの取得)
アダプターライゲーション法によりMF121株のゲノムライブラリを作製し、上記シークエンスで得られた配列情報を基に、IoTDH1およびIoPGK1遺伝子のプロモーター配列の取得を試みた。Current Protocols in Molecular Biology (1997) 13.11.2項に記載の酵母のゲノムDNA取得方法(Rapid isolation of yeast chromosomal DNA)に従ってMF121株のゲノムDNAを調整した。得られたゲノムDNA約5 μgを制限酵素SspIで消化したのち、70℃、15分間加熱してSspIを失活させ、さらにDNA Clean & Concentrator-5 (Zymo Reserch社製)を用いてゲノムDNA断片を精製した。次にSspIで消化したゲノムDNA約2.5 μgと、アダプタープライマーFとアダプタープライマーRをそれぞれ25 pmolを混合し、LigaFast DNA Ligation System(Promega社製)を用いてゲノムDNAの両末端にアダプターDNAをライゲーションした。
(Acquisition of high expression promoter of MF121 strain)
A genome library of the MF121 strain was prepared by the adapter ligation method, and an attempt was made to obtain promoter sequences of IoTDH1 and IoPGK1 genes based on the sequence information obtained by the above sequence. According to Current Protocols in Molecular Biology (1997) Section 13.11.2, the genomic DNA of strain MF121 was prepared according to the method for obtaining genomic DNA of yeast (Rapid isolation of yeast chromosomal DNA). After digesting approximately 5 μg of the resulting genomic DNA with the restriction enzyme SspI, heat it at 70 ° C for 15 minutes to inactivate SspI, and then use DNA Clean & Concentrator-5 (Zymo Reserch) to digest the genomic DNA fragment. Was purified. Next, about 2.5 μg of genomic DNA digested with SspI and 25 pmol each of adapter primer F and adapter primer R are mixed, and adapter DNA is ligated to both ends of genomic DNA using the LigaFast DNA Ligation System (Promega). did.

アダプタープライマーF:
5'- tagcggtaaagaccggtgaaactggaatttgctcacaatcgcaggtgtgcgggccaagcg -3'(配列番号6)
アダプタープライマーR:
5'- cgcttggcccgcacacctgcgattgtgagcaaattccagtttcaccggtctttac -3'(配列番号7)
Adapter primer F:
5'- tagcggtaaagaccggtgaaactggaatttgctcacaatcgcaggtgtgcgggccaagcg -3 '(SEQ ID NO: 6)
Adapter primer R:
5'-cgcttggcccgcacacctgcgattgtgagcaaattccagtttcaccggtctttac-3 '(SEQ ID NO: 7)

次に、アガロースゲル電気泳動にて500bpより大きい画分を分取し、Zymoclean Gel DNA Recovery Kit(Zymo Reserch社製)を用いてDNAを精製した。得られたDNAを鋳型とし、プライマーセット1(AP1とIoTDH+200R)、プライマーセット2(AP1とIoPGK+190R)によりそれぞれIoTDH1およびIoPGK1遺伝子の5'フランキング領域をPCR増幅した(1st PCR)。なお、PCRにはEx-Taq DNA polymerase(Takara社製)を用いた。次に上記1st PCR産物をDNA Clean & Concentrator-5を用いて精製したDNAを鋳型とし、プライマーセット3(AP2とIoTDH+170R)、プライマーセット4(AP2とIoPGK+150R)を用いて2nd (nested) PCRを行った。   Next, a fraction larger than 500 bp was collected by agarose gel electrophoresis, and DNA was purified using Zymoclean Gel DNA Recovery Kit (manufactured by Zymo Reserch). Using the obtained DNA as a template, the 5 ′ flanking regions of the IoTDH1 and IoPGK1 genes were PCR amplified by primer set 1 (AP1 and IoTDH + 200R) and primer set 2 (AP1 and IoPGK + 190R), respectively (1st PCR). In addition, Ex-Taq DNA polymerase (made by Takara) was used for PCR. Next, using the DNA purified from the 1st PCR product using DNA Clean & Concentrator-5 as a template, 2nd (nested) using primer set 3 (AP2 and IoTDH + 170R) and primer set 4 (AP2 and IoPGK + 150R) ) PCR was performed.

AP1:5'- gaccggtgaaactggaatttgc -3'(配列番号8)
AP2:5'- acaatcgcaggtgtgcgggc -3'(配列番号9)
IoTDH+200R:5'- gtgatggcattgtccttaccag -3'(配列番号10)
IoTDH+170R:5'- cccttgtacttaccgtgggtg -3'(配列番号11)
IoPGK+190R:5'- agtgggaagcaagaacaacgtatc -3'(配列番号12)
IoPGK+150R:5'- aacatattcaattgttggaagagcag -3'(配列番号13)
AP1: 5'-gaccggtgaaactggaatttgc-3 '(SEQ ID NO: 8)
AP2: 5'-acaatcgcaggtgtgcgggc-3 '(SEQ ID NO: 9)
IoTDH + 200R: 5'-gtgatggcattgtccttaccag-3 '(SEQ ID NO: 10)
IoTDH + 170R: 5'- cccttgtacttaccgtgggtg-3 '(sequence number 11)
IoPGK + 190R: 5'- agtgggaagcaagaacaacgtatc-3 '(SEQ ID NO: 12)
IoPGK + 150R: 5'- aacatattcaattgttggaagagcag -3 '(SEQ ID NO: 13)

2nd PCR産物をアガロースゲル電気泳動し、400bp以上のサイズのバンドを切り出してZymoclean Gel DNA Recovery KitによりDNAを精製したのちTOPO TAクローニングキット(インビトロジェン社製)を用いてPCR-TOPOベクターにクローニングした。シークエンスによりIoTDH1遺伝子およびIoPGK1遺伝子の5’上流配列をそれぞれ629 bpおよび545 bpを得た。これらの配列を下記でIoTDH1プロモーター(配列番号1)およびIoPGK1プロモーター(配列番号2)として使用した。   The 2nd PCR product was subjected to agarose gel electrophoresis, a band having a size of 400 bp or more was excised, the DNA was purified with Zymoclean Gel DNA Recovery Kit, and then cloned into a PCR-TOPO vector using TOPO TA cloning kit (Invitrogen). By sequencing, 5 'upstream sequences of IoTDH1 gene and IoPGK1 gene were obtained as 629 bp and 545 bp, respectively. These sequences were used below as IoTDH1 promoter (SEQ ID NO: 1) and IoPGK1 promoter (SEQ ID NO: 2).

(MF121株の分泌シグナルの取得)
酵母でタンパク質を分泌発現するには、目的タンパク質のN末端に分泌シグナルを融合する必要がある。そこで、上記のMF121株のESTの中で比較的発現量が多く、S.cerevisiaeの分泌タンパク質と相同性のある遺伝子を検索した。その結果、S.cerevisiaeの分泌タンパク質であり細胞表層タンパク質をコードするSED1遺伝子と相同性を示すIoSED1遺伝子を見出した。IoSED1タンパク質のN末端配列をGenetyx Win ver9.1.2(ゼネティックス)のSignal peptide predictionプログラムを用いて分泌シグナル配列を予測した。得られた配列をMF121株由来の分泌シグナル配列(Secretion Signal of MF121 SED1 homolog; SSMS)として以下で使用した(配列番号3、4)。
(Acquisition of secretion signal of MF121 strain)
In order to secrete and express a protein in yeast, it is necessary to fuse a secretory signal to the N-terminus of the target protein. Therefore, a search was made for genes having a relatively high expression level in the EST of the MF121 strain and having a homology with the secreted protein of S. cerevisiae. As a result, an IoSED1 gene was found that is homologous to the SED1 gene that is a secreted protein of S. cerevisiae and encodes a cell surface protein. The secretory signal sequence of the N-terminal sequence of the IoSED1 protein was predicted using the Signal peptide prediction program of Genetyx Win ver9.1.2 (Genetics). Secretory signal sequence from MF121 strain resulting sequence (S ecretion S ignal of M F121 S ED1 homolog; SSMS) as was used in the following (SEQ ID NO: 3, 4).

(デスティネーションベクターpRS333D-MfURA3の作製)
2ミクロン複製配列をもつマルチコピーベクターpYO323(NBRP ID:BYP563)をSmaI制限酵素(タカラバイオ)で37℃で処理し、電気泳動後、目的サイズのゲルをカットし、Zymoclean Gel DNA Recovery kit (Zymo Research)でゲルからDNAを精製した。精製したDNAを使い、TsAP Thermosensitive Alkaline Phosphatase (プロメガ)で65℃、15分処理し、ccdB遺伝子とクロラムフェニコール耐性遺伝子を含むDNA配列Gateway Reading frame cassette A (インビトロジェン)と混ぜ、LigaFast Rapid DNA Ligation System (プロメガ)で15分間室温でライゲーション反応を行った。ライゲーション産物を1 μl使い、One Shot ccdB Survival T1 Pharge Resistant cells(インビトロジェン)へ形質転換し、LB + 50 μg/mlアンピシリン + 30 μg/mlクロラムフェニコール培地へまいた。プレートに生えたコロニーをM13-F, M13-Rプライマーを使い、コロニーPCRにより、インサートを確認し、pRS333Dと名付けた。
(Preparation of destination vector pRS333D-MfURA3)
A multi-copy vector pYO323 (NBRP ID: BYP563) having a 2 micron replication sequence was treated with SmaI restriction enzyme (Takara Bio) at 37 ° C, and after electrophoresis, a gel of the desired size was cut and the Zymoclean Gel DNA Recovery kit (Zymo Research) purified DNA from the gel. Using purified DNA, treated with TsAP Thermosensitive Alkaline Phosphatase (Promega) at 65 ° C for 15 minutes, mixed with ccdB gene and DNA sequence containing Gateway Chromaphenicol resistance gene Gateway Reading frame cassette A (Invitrogen), LigaFast Rapid DNA Ligation Ligation reaction was performed at room temperature for 15 minutes with System (Promega). Using 1 μl of the ligation product, the cells were transformed into One Shot ccdB Survival T1 Pharge Resistant cells (Invitrogen) and spread on LB + 50 μg / ml ampicillin + 30 μg / ml chloramphenicol medium. Colonies that grew on the plates were confirmed to be inserts by colony PCR using M13-F and M13-R primers, and named pRS333D.

M13-F:5'- catggtcatagctgtttcc -3'(配列番号14)
M13-R:5'- ggaaacagctatgaccatg -3'(配列番号15)
M13-F: 5′-catggtcatagctgtttcc-3 ′ (SEQ ID NO: 14)
M13-R: 5'-ggaaacagctatgaccatg-3 '(SEQ ID NO: 15)

次に、MF121株よりクローニングしたIoURA3マーカー遺伝子(特願2008-106114に開示される。)を持つベクターpTOPO-IoURA3を制限酵素NotIとSacI(タカラバイオ)で処理し、電気泳動後、IoURA3配列をもつゲルをカットし、Zymoclean Gel DNA Recovery kitでゲルからDNAを精製した。なお、IoURA3マーカー遺伝子のDNA断片は、約1600bp(配列番号16)であり、そのうち、URA3タンパク質をコードするIoURA3ORFは約800bpであった(配列番号17、18)   Next, the vector pTOPO-IoURA3 carrying the IoURA3 marker gene (disclosed in Japanese Patent Application No. 2008-106114) cloned from the MF121 strain was treated with restriction enzymes NotI and SacI (Takara Bio). After electrophoresis, the IoURA3 sequence was The gel was cut and the DNA was purified from the gel using the Zymoclean Gel DNA Recovery kit. The DNA fragment of the IoURA3 marker gene was about 1600 bp (SEQ ID NO: 16), of which IoURA3ORF encoding the URA3 protein was about 800 bp (SEQ ID NOs: 17 and 18).

同様に、pRS333Dを制限酵素NotIとSacI(タカラバイオ)で処理後、ベクターを含むゲルをカットし、Zymoclean Gel DNA Recovery kitでゲルからDNAを精製した。DNA断片を混ぜ、LigaFast Rapid DNA Ligation Systemによりライゲーション反応を行い、DH5αへ形質転換し、LB+100μg/mlアンピシリン培地にまいた。プレートに生えたコロニーをT7-F、T3-Rプライマーでインサートを確認し、pRS333D-IoURA3と名付けた。   Similarly, after treating pRS333D with restriction enzymes NotI and SacI (Takara Bio), the gel containing the vector was cut, and DNA was purified from the gel with the Zymoclean Gel DNA Recovery kit. The DNA fragments were mixed, ligated by the LigaFast Rapid DNA Ligation System, transformed into DH5α, and spread on LB + 100 μg / ml ampicillin medium. The colony that grew on the plate was confirmed with T7-F and T3-R primers and the insert was named pRS333D-IoURA3.

(エントリーベクターの作製)
MF121株由来のプロモーター(IoTDH1p, IoPGK1p)および比較としてS. cerevisiae由来のTDH3プロモーター(ScTDH3p:配列番号19)およびPGK1プロモーター(ScPGK1p:配列番号20)を用いてAspergillus aculeatus 由来のβ-glucosidase(AaBGL)遺伝子(GenBank accession number D64088)の発現ベクターを作製した。表2に示す組み合わせで、プロモーター、分泌シグナル、AaBGL1遺伝子、ターミネーターを順次連結して発現カセットを構築し、pBluescriptベクターにクローニングした。さらに発現カセットの5'上流側と3'下流側にそれぞれGateway 用のattL1およびattL2配列(インビトロジェン)を付加してエントリーベクターとした。
(Production of entry vector)
Aspergillus aculeatus-derived β-glucosidase (AaBGL) using MF121 strain-derived promoter (IoTDH1p, IoPGK1p) and TDH3 promoter from S. cerevisiae (ScTDH3p: SEQ ID NO: 19) and PGK1 promoter (ScPGK1p: SEQ ID NO: 20) as a comparison A gene (GenBank accession number D64088) expression vector was prepared. In the combinations shown in Table 2, an expression cassette was constructed by sequentially linking a promoter, a secretion signal, an AaBGL1 gene, and a terminator, and cloned into a pBluescript vector. Furthermore, attL1 and attL2 sequences (Invitrogen) for Gateway were added to the 5 ′ upstream side and 3 ′ downstream side of the expression cassette, respectively, to obtain an entry vector.

(発現ベクターの作製)
pRS333D-IoURA3と表2に示した5種類のエントリーベクターをそれぞれ混合しLR clonase enzyme mix (インビトロジェン)を用いたLR反応を25℃で終夜行い、プロテイナーゼKを混ぜ37℃で10分反応後、DH5αへ形質転換し、LB+100μg/mlアンピシリン培地へまいた。プレートに生えたコロニーについてコロニーPCR法にてインサートを確認した。作製したAaBGL発現ベクターの構成を表3にまとめた。
(Preparation of expression vector)
LR reaction using LR clonase enzyme mix (Invitrogen) was performed overnight at 25 ° C with pRS333D-IoURA3 and 5 types of entry vectors shown in Table 2, mixed with proteinase K, reacted at 37 ° C for 10 minutes, and then DH5α Was transformed into LB + 100 μg / ml ampicillin medium. Inserts were confirmed by colony PCR for colonies that grew on the plates. Table 3 summarizes the construction of the prepared AaBGL expression vector.

(β-glucosidase(BGL)の形質転換)
MF121株のura3変異株であるTTK100株へ、pHU-IoTDH1p-AaBGL(IoTEF1t)、pHU-IoTDH1p-AaBGL(ScSAG1t)、pHU-ScTDH3p-AaBGL(IoTEF1t)、pHU-IoPGK1p-AaBGL(ScSAG1t)およびpHU-ScPGK1p-AaBGL(IoTEF1t)を形質転換した。方法は次のように行った。TTK100をYPD培地、30℃、1日培養後、培養液1mlを10mlのYPD培地に植菌し、30℃で5時間培養した。培養液をミリQ水で洗浄し、ペレット状にした。60%ポリエチレングリコール3350を120 μl、4 M酢酸リチウムを5 μl、1 Mジチオスレイトールを10 μl、10 mg/ml鮭精子DNAを10 μl、ベクターDNAを10 μl、細胞懸濁液を45 μl加え、42℃で2時間熱ショックを与えた。細胞を洗浄後、SD-ウラシル選択培地へまき、増殖したコロニーを再度SD-ウラシル選択培地で純化した。
比較としてS.cereivisiae BY4741株にpHU-IoTDH1p-AaBGL(IoTEF1t)を上記と同様の方法で形質転換した。形質転換体はSD-ヒスチジンプレートを用いて選抜した。
(Transformation of β-glucosidase (BGL))
To TTK100 which is ura3 mutant of MF121 strain, pHU-IoTDH1p-AaBGL (IoTEF1t), pHU-IoTDH1p-AaBGL (ScSAG1t), pHU-ScTDH3p-AaBGL (IoTEF1t), pHU-IoPGK1p-AaBGL (ScSAG1) ScPGK1p-AaBGL (IoTEF1t) was transformed. The method was performed as follows. After culturing TTK100 in YPD medium at 30 ° C. for 1 day, 1 ml of the culture solution was inoculated into 10 ml of YPD medium and cultured at 30 ° C. for 5 hours. The culture solution was washed with milliQ water and pelletized. 120 μl of 60% polyethylene glycol 3350, 5 μl of 4 M lithium acetate, 10 μl of 1 M dithiothreitol, 10 μl of 10 mg / ml sperm DNA, 10 μl of vector DNA, 45 μl of cell suspension In addition, a heat shock was applied at 42 ° C. for 2 hours. After washing the cells, the cells were seeded into SD-uracil selective medium, and the grown colonies were purified again with SD-uracil selective medium.
For comparison, S. cereivisiae BY4741 was transformed with pHU-IoTDH1p-AaBGL (IoTEF1t) in the same manner as described above. Transformants were selected using SD-histidine plates.

(BGL活性測定)
実施例7で取得した形質転換体のBGL活性を評価した。形質転換体を2 mlのカザミノ酸培地(0.17% Yeast nitrogen base w/o a.a. and a.s.、1% カザミノ酸、2%グルコース)に植菌し、30℃で1日培養した。培養液を遠心し、上清を分離して活性測定に使用した。上清の活性は次のように測定した。上清20 μl、MQ水680 μl、250 mM 酢酸ナトリウム緩衝液(pH5)200 μl、20 mM p-nitrophenyl-β-D-glucopyranoside (pNPG; Sigma-Aldrich)100 μlを加え、1 mlとした。30℃で30分反応させ、100 μlを1 N炭酸ナトリウム水溶液50 μlを加えて反応を停止した後、A400を測定した。細胞表面の活性は次のように測定した。細胞はMQ水で2回洗浄後、OD600=1に調整した細胞懸濁液50μl、MQ水650 μl、250 mM 酢酸ナトリウム緩衝液(pH5)200 μl、20mM pNPG 100 μlを加え、1 mlとした。30℃で30分反応させ、150 μlを遠心し、上清100 μlに1 N 炭酸ナトリウム水溶液50 μlを加えて反応を停止した後、A400を測定した。測定した数値からBGL活性(U; unit)を算出した。なお、1 min当たり、1 μmolのp-nitrophenolが遊離する量を1 Uとした。各ベクターで得られた形質転換体数とBGL活性が認められた形質転換体数を表4にまとめた。
(BGL activity measurement)
The BGL activity of the transformant obtained in Example 7 was evaluated. The transformant was inoculated into 2 ml of casamino acid medium (0.17% Yeast nitrogen base w / o aa and as, 1% casamino acid, 2% glucose) and cultured at 30 ° C. for 1 day. The culture solution was centrifuged and the supernatant was separated and used for activity measurement. The activity of the supernatant was measured as follows. 20 μl of supernatant, 680 μl of MQ water, 200 μl of 250 mM sodium acetate buffer (pH 5), 100 μl of 20 mM p-nitrophenyl-β-D-glucopyranoside (pNPG; Sigma-Aldrich) were added to make 1 ml. After reacting at 30 ° C. for 30 minutes, 100 μl was added with 50 μl of 1N sodium carbonate aqueous solution to stop the reaction, and A 400 was measured. Cell surface activity was measured as follows. After washing the cells twice with MQ water, add 50 μl of cell suspension adjusted to OD 600 = 1, 650 μl of MQ water, 200 μl of 250 mM sodium acetate buffer (pH 5), 100 μl of 20 mM pNPG, and add 1 ml. did. The mixture was reacted at 30 ° C. for 30 minutes, 150 μl was centrifuged, 50 μl of 1 N sodium carbonate aqueous solution was added to 100 μl of the supernatant to stop the reaction, and A 400 was measured. BGL activity (U; unit) was calculated from the measured values. The amount of 1 μmol of p-nitrophenol liberated per 1 min was defined as 1 U. Table 4 summarizes the number of transformants obtained with each vector and the number of transformants in which BGL activity was observed.

プロモーターとしてMF121株由来のIoTDH1pおよびIoPGK1pを使用した場合には、ターミネーターのとしてIoTER1tとScSAG1tのどちらを用いた場合もBGL活性を発現する形質転換体が得られた。一方、プロモーターとしてS.crevisiae由来のScTDH3pおよびScPGKpを用いた場合にはBGL活性を発現する形質転換体は得られなかった。このことにより、MF121株由来のIoTDH1pおよびIoPGK1pを使用すれば異種遺伝子の発現が可能であることが明らかとなった。一方、S.crevisiae由来のScTDH3pおよびScPGKpはMF121株では機能しないことが分かった。   When MFDH1p and IoPGK1p derived from the MF121 strain were used as promoters, transformants expressing BGL activity were obtained when either IoTER1t or ScSAG1t was used as the terminator. On the other hand, a transformant expressing BGL activity was not obtained when ScTDH3p and ScPGKp derived from S. crevisiae were used as promoters. This revealed that heterologous genes can be expressed using IoTDH1p and IoPGK1p derived from the MF121 strain. On the other hand, it was found that ScTDH3p and ScPGKp derived from S. crevisiae do not function in the MF121 strain.

次にBGL活性の発現が確認された形質転換体を用いてBGL活性を定量した結果を表5に示す。培地上清にBGL活性が確認されたことから、MF121株由来の分泌シグナルSSMSが正しく機能して、異種タンパクの分泌発現が可能であることが明らかとなった。
同じIoTDH1プロモーターを用いてTTK100株(MF121株のura3変異株)に導入した場合IoTEF1 ターミネーターを用いた場合の方がScSAG1 ターミネーターに比べてBGL活性が20%以上高かった。このことから、ターミネーターとしてMF121株由来のIoTEF1 ターミネーターを用いる方がS. cerevisiae由来のScSAG1ターミネーターを用いるよりも高い活性が得られることが分かった。また、同じScSAG1ターミネーターを用いた場合でIoTDH1プロモーターとIoPGK1 プロモーターを比較すると、IoTDH1 プロモーターのほうが上清では1.8倍、細胞表面では1.7倍高い活性が得られた。
Next, Table 5 shows the results of quantifying BGL activity using transformants in which the expression of BGL activity was confirmed. Since BGL activity was confirmed in the culture supernatant, it was clarified that the secretion signal SSMS derived from the MF121 strain functions correctly and enables secretion expression of heterologous proteins.
When introduced into TTK100 strain (ura3 mutant of MF121 strain) using the same IoTDH1 promoter, the BGL activity was 20% or more higher when using the IoTEF1 terminator than when using the ScSAG1 terminator. From this, it was found that using MFEF1 terminator derived from MF121 strain as the terminator gave higher activity than using ScSAG1 terminator derived from S. cerevisiae. When the same ScSAG1 terminator was used and the IoTDH1 promoter was compared with the IoPGK1 promoter, the IoTDH1 promoter was 1.8 times higher in the supernatant and 1.7 times higher on the cell surface.

また、S. cerevisiae BY4741株を宿主として用いた場合、IoTDH1プロモーターとIoTEF1ターミネーターを用いてもBGL活性が発現した。このことから、MF-121株のIoTDH1プロモーターとIoTEF1ーミネータはS. cerevisiaeでは機能することが分かった。しかしBY4741株でScTDH3pを用いた場合の方がより高い活性を示した。   In addition, when S. cerevisiae BY4741 strain was used as a host, BGL activity was expressed even using IoTDH1 promoter and IoTEF1 terminator. This indicates that the IoTDH1 promoter and IoTEF1-minator of MF-121 strain function in S. cerevisiae. However, the BY4741 strain showed higher activity when ScTDH3p was used.

(BGL発現株のセロビオース培地での増殖)
pHU-IoTDH1p-AaBGL(IoTEF1t)を形質転換したTTK100株(TTK100/AaBGL株)とBY4741株(BY4741/AaBGL株)をそれぞれ5 mlのセロビオース・カザミノ酸培地(0.17% Yeast nitrogen base w/o a.a. and a.s.、1% カザミノ酸、2%セロビオース)を入れたL字型試験管に植菌し、バイオフォトレコーダー(TVA062CA, ADVANTECH)を用いて、30℃、70rpmの条件で振とう培養を行い菌体濃度(OD660)を経時的に測定した。得られた増殖曲線から比増殖速度を算出した(表6)。TTK100/AaBGL株の比増殖速度はベクターコントロール(TTK/vector)やBY4741/AaBGL株に比べて有意に高かった。
(Proliferation of BGL expression strain on cellobiose medium)
5 ml of cellobiose-casamino acid medium (0.17% Yeast nitrogen base w / o aa and) each of TTK100 (TTK100 / AaBGL) and BY4741 (BY4741 / AaBGL) transformed with pHU-IoTDH1p-AaBGL (IoTEF1t) as, 1% casamino acid, 2% cellobiose) inoculated into an L-shaped test tube, and cultured using a biophoto recorder (TVA062CA, ADVANTECH) under shaking at 30 ° C and 70rpm. Concentration (OD660) was measured over time. The specific growth rate was calculated from the obtained growth curve (Table 6). The specific growth rate of the TTK100 / AaBGL strain was significantly higher than that of the vector control (TTK / vector) and BY4741 / AaBGL strain.

(BGL発現株のセロビオースからのエタノール発酵)
pHU-IoTDH1p-AaBGL(IoTEF1t)を形質転換したTTK100株(TTK100/AaBGL株)を使い、セロビオースを基質としたときの発酵速度の評価を行うために、セロビオースとグルコースを炭素源としたエタノール発酵試験を40℃で行った(図1)。カザミノ酸培地で30℃、1日前培養した細胞をミリQ水で洗浄後、OD600=10/20mlに相当する細胞を遠心し、20 mlのカザミノ酸培地-5%グルコース(0.17% Yeast nitrogen base w/o a.a. and a.s.、1% カザミノ酸、5%グルコース)、またはカザミノ酸-5%セロビオース培地(0.17% Yeast nitrogen base w/o a.a. and a.s.、1% カザミノ酸、4.75%セロビオース)を加え、40℃、スターラーで攪拌した。発酵開始後6〜8時間で糖を資化し、エタノールを生産した。グルコースとセロビオースの糖消費速度は、ほぼ同等であった。また、エタノール発酵速度も同様であった。BGL分泌酵母は、セロビオースを基質としてもグルコースと同等の能力を持つことから、セロビオースを分解するのに十分なBGLが分泌されていることがわかった。なお、コントロールベクターを導入したTTK100株(TTK100/vector)は、セロビオースを資化することができなかった。
(Ethanol fermentation from cellobiose of BGL expression strain)
Ethanol fermentation test using cellobiose and glucose as carbon source to evaluate fermentation rate using cellobiose as substrate using TTK100 strain (TTK100 / AaBGL strain) transformed with pHU-IoTDH1p-AaBGL (IoTEF1t) Was carried out at 40 ° C. (FIG. 1). Cells that had been cultured in a casamino acid medium at 30 ° C for 1 day were washed with milliQ water, and then the cells corresponding to OD 600 = 10/20 ml were centrifuged, and 20 ml of casamino acid medium-5% glucose (0.17% Yeast nitrogen base w / o aa and as, 1% casamino acid, 5% glucose), or casamino acid-5% cellobiose medium (0.17% Yeast nitrogen base w / o aa and as, 1% casamino acid, 4.75% cellobiose) The mixture was stirred with a stirrer at 40 ° C. Sugar was assimilated 6 to 8 hours after the start of fermentation to produce ethanol. The sugar consumption rates of glucose and cellobiose were almost the same. The ethanol fermentation rate was also the same. Since BGL-secreting yeast has the same ability as glucose even when cellobiose is used as a substrate, it was found that sufficient BGL was secreted to degrade cellobiose. In addition, the TTK100 strain (TTK100 / vector) into which the control vector was introduced could not assimilate cellobiose.

(BGL発現株の結晶性セルロースからのエタノール発酵)
pHU-IoTDH1p-AaBGL(IoTEF1t)を形質転換したTTK100株(TTK100/AaBGL株)を用いて、結晶性セルロースであるアビセル(Avicel PH101, SIGMA)を基質とし、市販のセルラーゼ製剤を添加した同時糖化発酵を行った(図2)。TTK100/AaBGL株と基準株(コントロールベクターを導入したTTK100株;TTK100/vector)を30℃で前培養し、OD600= 10となるようにアビセル・カザミノ酸培地(0.17% YNB、1%カザミノ酸、アビセル4g/40ml(100g/l))に植菌し、市販のセルラーゼ酵素製剤(novozyme)を15FPU/g アビセル、またはセルラーゼ酵素製剤にその5分の1量(vol/vol)のBGL添加剤(Novozyme188;novozyme)を加えて調製したBGL添加セルラーゼ製剤を22.2FPU/g を加え、40℃で発酵試験を行った。基準株は、セルラーゼ酵素製剤のみでは24時間後に7g/lのエタノールを生産し、BGL添加セルラーゼ製剤では17g/lエタノールを生産した。このことから、セルラーゼ酵素製剤のみでは結晶性セルロースを糖化する能力が不十分であり、十分な糖化を行うためにはBGL添加セルラーゼ製剤を添加する必要があることが分かった。一方、BGL分泌株はセルラーゼ酵素製剤のみで、24時間後に、18g/lエタノールを生産し、BGL添加セルラーゼ製剤では19.1g/lエタノールを生産した。このことから、TTK100/AaBGL株を用いればセルラーゼ酵素製剤のみを用いて十分に結晶性セルロース糖化・発酵することができ、BGL添加セルラーゼ製剤を添加する必要が無いことがわかった。これによりBGL添加セルラーゼ製剤のコストを低減できることがわかった。
(Ethanol fermentation from crystalline cellulose of BGL expression strain)
Simultaneous saccharification and fermentation using commercially available cellulase preparation with Avicel PH101, SIGMA, which is crystalline cellulose, using TTK100 strain (TTK100 / AaBGL strain) transformed with pHU-IoTDH1p-AaBGL (IoTEF1t) (FIG. 2). TTK100 / AaBGL strain and reference strain (TTK100 strain into which control vector is introduced; TTK100 / vector) are pre-cultured at 30 ° C, and Avicel casamino acid medium (0.17% YNB, 1% casamino acid so that OD 600 = 10) , Avicel 4g / 40ml (100g / l)), and commercially available cellulase enzyme preparation (novozyme) to 15FPU / g Avicel, or cellulase enzyme preparation, 1/5 volume (vol / vol) of BGL additive A cellulase preparation containing BGL prepared by adding (Novozyme188; novozyme) was added with 22.2 FPU / g, and a fermentation test was conducted at 40 ° C. The reference strain produced 7 g / l ethanol after 24 hours with the cellulase enzyme preparation alone and 17 g / l ethanol with the BGL-added cellulase preparation. From this, it was found that the cellulase enzyme preparation alone has insufficient ability to saccharify crystalline cellulose, and it is necessary to add a BGL-added cellulase preparation in order to perform sufficient saccharification. On the other hand, the BGL-secreting strain was a cellulase enzyme preparation alone and produced 18 g / l ethanol after 24 hours, and the BGL-added cellulase preparation produced 19.1 g / l ethanol. From this, it was found that if the TTK100 / AaBGL strain was used, it was possible to sufficiently saccharify and ferment the crystalline cellulose using only the cellulase enzyme preparation, and there was no need to add the BGL-added cellulase preparation. This proved that the cost of the BGL-added cellulase preparation can be reduced.

配列番号6〜15:プライマー SEQ ID NOs: 6-15: primers

Claims (17)

以下の(a)〜(h):
(a)配列番号1で表される塩基配列からなるDNA
(b)配列番号1で表される塩基配列の少なくとも3’末端側を含んだ塩基配列を有し、プロモーター活性を有するDNA
(c)配列番号1で表される塩基配列と70%以上の同一性の塩基配列を有し、プロモーター活性を有するDNA
(d)配列番号1で表される塩基配列からなるDNAの全部又は一部の相補鎖とハイブリダイズし、プロモーター活性を有するDNA
(e)配列番号2で表される塩基配列からなるDNA
(f)配列番号2で表される塩基配列の少なくとも3’末端側を含んだ塩基配列を有し、プロモーター活性を有するDNA
(g)配列番号2で表される塩基配列と70%以上の同一性の塩基配列を有し、プロモーター活性を有するDNA列
(h)配列番号2で表される塩基配列からなるDNAの全部又は一部の相補鎖とハイブリダイズし、プロモーター活性を有するDNA
から選択されるいずれかのDNA。
The following (a) to (h):
(A) DNA comprising the base sequence represented by SEQ ID NO: 1
(B) a DNA having a base sequence including at least the 3 ′ end of the base sequence represented by SEQ ID NO: 1 and having promoter activity
(C) DNA having a promoter sequence having 70% or more identity with the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1 and having promoter activity
(D) DNA having a promoter activity that hybridizes with all or part of the complementary strand of DNA consisting of the base sequence represented by SEQ ID NO: 1.
(E) DNA comprising the base sequence represented by SEQ ID NO: 2
(F) DNA having a nucleotide sequence including at least the 3 ′ end of the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 2 and having promoter activity
(G) a DNA sequence having a base sequence of 70% or more identical to the base sequence represented by SEQ ID NO: 2 and having promoter activity (h) all of DNA consisting of the base sequence represented by SEQ ID NO: 2 or DNA that hybridizes with some complementary strands and has promoter activity
Any DNA selected from
前記(a)〜前記(d)から選択される、請求項1に記載のDNA。   The DNA according to claim 1, wherein the DNA is selected from (a) to (d). 前記プロモーター活性は、Issatchenkia orientalis又は近縁種におけるプロモーター活性である、請求項1又は2に記載のDNA。   The DNA according to claim 1 or 2, wherein the promoter activity is promoter activity in Issatchenkia orientalis or related species. Issatchenkia orientalis又はその近縁種に異種タンパク質を発現させるためのプロモーターである、請求項1〜3のいずれかに記載のDNA。   The DNA according to any one of claims 1 to 3, which is a promoter for expressing a heterologous protein in Issatchenkia orientalis or a related species thereof. 前記プロモーター活性は、Issatchenkia orientalis MF121株又はその近縁種におけるプロモーター活性である、請求項1〜4のいずれかに記載のDNA。   The DNA according to any one of claims 1 to 4, wherein the promoter activity is promoter activity in the Issatchenkia orientalis MF121 strain or a related species thereof. 以下の(a)〜(e);
(a)配列番号3で表されるアミノ酸配列からなるペプチド
(b)配列番号3で表されるアミノ酸配列と70%以上の同一性のアミノ酸配列を有しIssatchenkia orientalisにおいて分泌シグナル活性を有するペプチド
(c)配列番号3で表されるアミノ酸配列に対して1又は2以上のアミノ酸残基を置換、挿入、欠失及び付加して得られるアミノ酸配列を有し、分泌シグナル活性を有するペプチド
(d)配列番号4で表される塩基配列と70%以上の同一性を有する塩基配列によってコードされ、分泌シグナル活性を有するペプチド
(e)配列番号4で表される塩基配列からなるDNAの全部又は一部の相補鎖とハイブリダイズする塩基配列によってコードされ、分泌シグナル活性を有するペプチド
から選択されるいずれかのペプチド。
The following (a) to (e);
(A) a peptide comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 3 (b) a peptide having an amino acid sequence of 70% or more identical to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 3 and having a secretion signal activity in Issatchenkia orientalis ( c) A peptide having an amino acid sequence obtained by substituting, inserting, deleting and adding one or more amino acid residues to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 3, and having a secretion signal activity (d) A peptide having a secretory signal activity encoded by a base sequence having 70% or more identity with the base sequence represented by SEQ ID NO: 4 (e) All or part of DNA comprising the base sequence represented by SEQ ID NO: 4 Any peptide selected from peptides having a secretory signal activity encoded by a base sequence that hybridizes with the complementary strand of.
以下の(a)〜(d):
(a)配列番号5で表される塩基配列からなるDNA
(b)配列番号5で表される塩基配列の少なくとも5’末端側を含んだ塩基配列を有し、ターミネーター活性を有するDNA
(c)配列番号5で表される塩基配列と70%以上の同一性を有し、ターミネーター活性を有する塩基配列
(d)配列番号5で表される塩基配列からなるDNAの全部又は一部の相補鎖とハイブリダイズし、ターミネーター活性を有する塩基配列
から選択されるいずれかの塩基配列を有する、DNA。
The following (a) to (d):
(A) DNA comprising the base sequence represented by SEQ ID NO: 5
(B) DNA having a base sequence including at least the 5 ′ end of the base sequence represented by SEQ ID NO: 5 and having terminator activity
(C) a base sequence having 70% or more identity with the base sequence represented by SEQ ID NO: 5 and having terminator activity (d) all or part of the DNA comprising the base sequence represented by SEQ ID NO: 5 DNA having any base sequence selected from base sequences that hybridize with complementary strands and have terminator activity.
Issatchenkia orientalisにおける発現系であって、
請求項1〜5のいずれかに記載のDNAをプロモーターとして備える、発現系。
An expression system in Issatchenkia orientalis,
An expression system comprising the DNA according to claim 1 as a promoter.
さらに、請求項6に記載のペプチドのアミノ酸配列をコードするDNAを分泌シグナルDNAとして備える、請求項8に記載の発現系。   Furthermore, the expression system of Claim 8 provided with DNA which codes the amino acid sequence of the peptide of Claim 6 as secretion signal DNA. さらに、請求項7に記載のDNAをターミネーターとして備える、発現系。   Furthermore, an expression system comprising the DNA according to claim 7 as a terminator. ベクターである、請求項8〜10のいずれかに記載の発現系。   The expression system according to any one of claims 8 to 10, which is a vector. 請求項1〜5のいずれかに記載のDNAをプロモーターとして用い、当該プロモーターの制御下に異種タンパク質をコードするDNAを保持する、Issatchenkia orientalis及びその近縁種の形質転換体。   A transformant of Issatchenkia orientalis and its related species, which uses the DNA according to any one of claims 1 to 5 as a promoter and retains a DNA encoding a heterologous protein under the control of the promoter. さらに、請求項7に記載のDNAを前記プロモーターに対するターミネーターとして作動可能に保持する、請求項12に記載の形質転換体。   Furthermore, the transformant of Claim 12 which hold | maintains DNA of Claim 7 operably as a terminator with respect to the said promoter. 前記異種タンパク質はセルラーゼを含む、請求項12又は13に記載の形質転換体。   The transformant according to claim 12 or 13, wherein the heterologous protein comprises cellulase. 宿主が、Issatchenkia orientalis MF121株である、請求項12〜14のいずれかに記載の形質転換体。   The transformant according to any one of claims 12 to 14, wherein the host is Issatchenkia orientalis MF121 strain. タンパク質の生産方法であって、
Issatchenkia orientalis又はその近縁種を宿主として、請求項1〜5のいずれかに記載のDNAをプロモーターとして用い、前記プロモーターの制御下に異種タンパク質を発現させる工程、
を備える、方法。
A protein production method comprising:
Using Issatchenkia orientalis or a related species thereof as a host, using the DNA according to any one of claims 1 to 5 as a promoter, and expressing a heterologous protein under the control of the promoter,
A method comprising:
有用物質の生産方法であって、
Issatchenkia orientalis又はその近縁種を宿主として、請求項1〜5のいずれかに記載のDNAをプロモーターとして用い、前記プロモーターの制御下に異種タンパク質を発現させて前記有用物質を発酵生産する工程、を備える、方法。
A method for producing useful substances,
Using Issatchenkia orientalis or a related species thereof as a host, using the DNA according to any one of claims 1 to 5 as a promoter, expressing a heterologous protein under the control of the promoter, and producing the useful substance by fermentation. A method of providing.
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JP2009205048A Pending JP2011050362A (en) 2009-09-04 2009-09-04 Expression promoter in issatchenkia orientalis and related species thereof and use thereof

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018236294A1 (en) * 2017-06-23 2018-12-27 National Science And Technology Development Agency Gene expression product for producing target proteins or bio-products from heat-tolerant yeast by methanol induction and non-induction including its process of product usage

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WO2018236294A1 (en) * 2017-06-23 2018-12-27 National Science And Technology Development Agency Gene expression product for producing target proteins or bio-products from heat-tolerant yeast by methanol induction and non-induction including its process of product usage

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