JP2011160727A - Method for producing ethanol from cellulose at high temperature - Google Patents

Method for producing ethanol from cellulose at high temperature Download PDF

Info

Publication number
JP2011160727A
JP2011160727A JP2010027196A JP2010027196A JP2011160727A JP 2011160727 A JP2011160727 A JP 2011160727A JP 2010027196 A JP2010027196 A JP 2010027196A JP 2010027196 A JP2010027196 A JP 2010027196A JP 2011160727 A JP2011160727 A JP 2011160727A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
yeast
gene
enzyme
cellulose
enzymes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2010027196A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akihiko Kondo
昭彦 近藤
Yoshihisa Hasunuma
誠久 蓮沼
Chiaki Ogino
千秋 荻野
Shuhei Yanase
修平 柳瀬
Ryosuke Yamada
亮祐 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe University NUC
Original Assignee
Kobe University NUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobe University NUC filed Critical Kobe University NUC
Priority to JP2010027196A priority Critical patent/JP2011160727A/en
Publication of JP2011160727A publication Critical patent/JP2011160727A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10Biofuels, e.g. bio-diesel

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing ethanol efficiently from cellulose. <P>SOLUTION: The method for producing ethanol from biomass includes the process for mixing biomass with a yeast of the transformation Kluyveromyces group which expresses at least two species of cellulose decomposition enzymes and culturing it. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、セルロースからエタノールを効率よく生産する方法に関する。   The present invention relates to a method for efficiently producing ethanol from cellulose.

近年、化石燃料の枯渇が危惧される中、その代替燃料の開発が進められている。中でもバイオマスに由来するバイオエタノールが注目されている。バイオマスは、再生可能な資源であり、地球上に大量に存在し、そして使用しても大気中の二酸化炭素が増えず(カーボンニュートラル)、地球温暖化防止に寄与できるからである。   In recent years, alternative fuels are being developed in the face of fear of exhaustion of fossil fuels. In particular, bioethanol derived from biomass has attracted attention. This is because biomass is a renewable resource, exists in large quantities on the earth, and does not increase carbon dioxide in the atmosphere even if it is used (carbon neutral), thereby contributing to the prevention of global warming.

ソフトバイオマスの主成分であるセルロース、ヘミセルロースなどを本来資化することができない発酵微生物を、生物工学的手法を用いて改変することにより、非食用炭素源から直接エタノールを発酵させる試みがなされている。このような生物工学的手法として細胞表層提示技術が好適に利用されている。例えば、セルロースを加水分解する酵素群(すなわち、複数種の酵素)を表層提示した酵母が、細胞表層提示技術によって作製されている(例えば、特許文献1および2)。   Attempts have been made to ferment ethanol directly from non-edible carbon sources by modifying fermentative microorganisms that cannot inherently assimilate the main components of soft biomass, such as cellulose and hemicellulose, using biotechnological techniques. . As such a biotechnological technique, a cell surface display technique is preferably used. For example, yeast that surface-displays a group of enzymes that hydrolyze cellulose (that is, a plurality of types of enzymes) has been produced by cell surface display technology (for example, Patent Documents 1 and 2).

酵母サッカロマイセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)の発酵温度は約30℃であるため、通常は酵母をこの温度で培養することによりエタノール発酵を行っている。これに対して、セルロース分解酵素の至適温度は約45〜50℃である。したがって、セルロースからエタノールを製造するにあたり、セルロース分解酵素は至適温度よりも非常に低い温度でセルロースに作用するため、セルロースからグルコースへの分解が律速反応となっている。   Since the fermentation temperature of the yeast Saccharomyces cerevisiae is about 30 ° C., ethanol fermentation is usually carried out by culturing the yeast at this temperature. On the other hand, the optimum temperature of the cellulolytic enzyme is about 45-50 ° C. Therefore, in producing ethanol from cellulose, cellulose-degrading enzymes act on cellulose at a temperature much lower than the optimum temperature, so that the degradation from cellulose to glucose is the rate-limiting reaction.

セルロース分解酵素の至適温度付近で培養・増殖可能な耐熱性エタノール生産酵母として、クルイベロマイセス・マルキアヌス(Kluyveromyces marxianus)が知られている(非特許文献1)。これまでに、セルロース分解酵素の遺伝子を導入した組換えクルイベロマイセス・マルキアヌスを用いて、セロビオースからエタノールを産生した報告がある(非特許文献2)。しかし、この組換えクルイベロマイセス・マルキアヌスは、セルロースからエタノールを生産することができない。   Kluyveromyces marxianus is known as a thermostable ethanol-producing yeast that can be cultured and grown near the optimum temperature for cellulolytic enzymes (Non-patent Document 1). So far, there has been a report that ethanol was produced from cellobiose using recombinant Kluyveromyces marcyanus into which a cellulolytic enzyme gene was introduced (Non-patent Document 2). However, this recombinant Kluyveromyces marukinus cannot produce ethanol from cellulose.

国際特許出願公開第01/79483号公報International Patent Application Publication No. 01/79483 特開2008−86310号公報JP 2008-86310 A

I.M. Banatら、World J. Microbiol. Biotechnol., 1992年, 8巻, 259-263頁I.M.Banat et al., World J. Microbiol. Biotechnol., 1992, 8, 259-263 J. Hongら、J. Biotechnol., 2007年, 130巻, 114-123頁J. Hong et al., J. Biotechnol., 2007, 130, 114-123 Appl. Microbiol. Biotechnol., 2002年, 60巻, 469-474頁Appl. Microbiol. Biotechnol., 2002, 60, 469-474 Appl. Environmen. Microbiol., 2002年, 68巻, 4517-4522頁Appl. Environmen. Microbiol., 2002, 68, 4517-4522 Appl. Microbiol. Biotechnol., 1997年, 48巻, 339-345頁Appl. Microbiol. Biotechnol., 1997, 48, 339-345 Biotechnology Letters, 2002年, 24巻, 1785-1790頁Biotechnology Letters, 2002, 24, 1785-1790 Biotechnol. Prog., 1996年, 12巻, 16-21頁Biotechnol. Prog., 1996, 12, 16-21 Biotechnol. Prog., 1997年, 13巻, 368-373頁Biotechnol. Prog., 1997, 13, 368-373 Appl. Environ. Microbiol., 2004年, 70巻, 1207-1212頁Appl. Environ. Microbiol., 2004, 70, 1207-1212

本発明は、セルロースからエタノールを効率よく生産する方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a method for efficiently producing ethanol from cellulose.

本発明者らは、セルロース分解酵素の至適温度付近で培養・増殖可能な酵母クルイベロマイセス属酵母において、セルロース分解酵素を発現させることにより、セルロースを炭素源としてエタノール発酵できることを見出し、本発明を完成した。   The inventors of the present invention have found that, in yeasts of the genus Kluyveromyces that can be cultured and grown near the optimum temperature for cellulose-degrading enzymes, ethanol fermentation can be performed using cellulose as a carbon source by expressing cellulose-degrading enzymes. Completed the invention.

本発明は、バイオマスからのエタノールの生産方法を提供し、該方法は、セルロース分解酵素の少なくとも2種を発現する形質転換クルイベロマイセス属酵母をバイオマスと混合し、培養する工程を含む。   The present invention provides a method for producing ethanol from biomass, which comprises mixing and culturing transformed Kluyveromyces yeasts expressing at least two cellulolytic enzymes with biomass.

1つの実施態様では、上記セルロース分解酵素の少なくとも2種を発現する形質転換クルイベロマイセス属酵母は、セルロース分解酵素の少なくとも2種を細胞表層に提示する形質転換クルイベロマイセス属酵母である。   In one embodiment, the transformed Kluyveromyces yeast that expresses at least two of the cellulolytic enzymes is a transformed Kluyveromyces yeast that presents at least two of the cellulolytic enzymes on the cell surface. .

1つの実施態様では、上記少なくとも2種のセルロース分解酵素は、セルロース加水分解様式が異なる酵素の組合せである。   In one embodiment, the at least two cellulolytic enzymes are a combination of enzymes with different modes of cellulose hydrolysis.

1つの実施態様では、上記セルロース加水分解様式が異なる酵素の組合せは、エンドグルカナーゼ、セロビオヒドロラーゼ、およびβ−グルコシダーゼからなる群から選択される。   In one embodiment, the combination of enzymes with different modes of cellulose hydrolysis is selected from the group consisting of endoglucanase, cellobiohydrolase, and β-glucosidase.

1つの実施態様では、上記セルロース加水分解様式が異なる酵素の組合せは、エンドグルカナーゼ、セロビオヒドロラーゼ、およびβ−グルコシダーゼの組合せである。   In one embodiment, the combination of enzymes with different modes of cellulose hydrolysis is a combination of endoglucanase, cellobiohydrolase, and β-glucosidase.

1つの実施態様では、上記形質転換クルイベロマイセス属酵母において、前記少なくとも2種のセルロース分解酵素をコードする遺伝子は、酵母δ配列による組み込みによって共導入されている。   In one embodiment, in the transformed Kluyveromyces yeast, the genes encoding the at least two cellulolytic enzymes are co-introduced by integration with a yeast δ sequence.

1つの実施態様では、上記培養する工程は、40℃以上で行われる。   In one embodiment, the culturing step is performed at 40 ° C. or higher.

1つの実施態様では、上記形質転換クルイベロマイセス属酵母は、形質転換クルイベロマイセス・マルキアヌスである。   In one embodiment, the transformed Kluyveromyces yeast is a transformed Kluyveromyces marukinus.

本発明はまた、セルロース分解酵素の少なくとも2種を発現する、形質転換クルイベロマイセス属酵母を提供する。   The present invention also provides a transformed Kluyveromyces yeast that expresses at least two cellulolytic enzymes.

本発明はまた、セルロース分解酵素の少なくとも2種を発現する、形質転換クルイベロマイセス・マルキアヌスを提供する。   The present invention also provides transformed Kluyveromyces marukinus expressing at least two cellulolytic enzymes.

本発明の方法によれば、高温での発酵が可能になるため、発酵槽の冷却コストを大幅に低減することができる。さらに、セルロース分解酵素活性の向上によるセルロース分解効率を増大させることができる。   According to the method of the present invention, fermentation at a high temperature becomes possible, so that the cooling cost of the fermenter can be significantly reduced. Furthermore, the cellulose decomposition efficiency by the improvement of the cellulolytic enzyme activity can be increased.

高温下にて酵母クルイベロマイセス・マルキアヌス野生株(A)およびΔU株(B)を用いたグルコースからのエタノール発酵におけるグルコースの消費量およびエタノールの生産量の経時変化を示すグラフである。It is a graph which shows the time-dependent change of the consumption amount of ethanol and the production amount of ethanol in ethanol fermentation from glucose using yeast Kluyveromyces marukinus wild type | system | group (A) and (DELTA) U strain | stump | stock (B) under high temperature. エンドグルカナーゼII(A)およびβ−グルコシダーゼ1(B)を酵母の細胞表層に提示させるために用いたプラスミドの模式図である。It is a schematic diagram of the plasmid used in order to display endoglucanase II (A) and (beta) -glucosidase 1 (B) on the cell surface layer of yeast. 形質転換酵母株におけるエンドグルカナーゼII遺伝子(A)およびβ−グルコシダーゼ1遺伝子(B)の導入をリアルタイムPCR法により定量した結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having quantified introduction | transduction of the endoglucanase II gene (A) and (beta) -glucosidase 1 gene (B) in a transformed yeast strain | stump | stock by the real-time PCR method. 40℃(A)および42℃(B)にて形質転換酵母株を用いたセロビオースからのエタノール発酵におけるセロビオースの消費量およびエタノールの生産量の経時変化を示すグラフである。It is a graph which shows the time-dependent change of the consumption of cellobiose and the production amount of ethanol in ethanol fermentation from cellobiose using a transformed yeast strain | stump | stock at 40 degreeC (A) and 42 degreeC (B). 高温下にて形質転換酵母株を用いたβ−グルカンからのエタノール発酵におけるβ−グルカンの消費量およびエタノールの生産量の経時変化を示すグラフである。It is a graph which shows the time-dependent change of the consumption of (beta) -glucan and the production amount of ethanol in ethanol fermentation from (beta) -glucan using the transformed yeast strain | stump | stock at high temperature.

本発明で用いる酵母は、セルロース分解酵素の少なくとも2種を発現している形質転換クルイベロマイセス属酵母である。形質転換に用いるクルイベロマイセス属酵母(宿主酵母)の種は、特に制限されないが、好ましくはクルイベロマイセス・マルキアヌス(Kluyveromyces marxianus)である。セルロース分解により得られる発酵基質である単糖(例えば、グルコース)からのアルコールの発酵能を高めるように遺伝子組換えされていてもよい。セルロース分解酵素は、少なくとも2種が発現されていればよく、細胞表層に提示されても分泌発現されてもよい。   The yeast used in the present invention is a transformed Kluyveromyces yeast that expresses at least two types of cellulolytic enzymes. The species of Kluyveromyces genus yeast (host yeast) used for transformation is not particularly limited, but is preferably Kluyveromyces marxianus. It may be genetically modified so as to enhance the ability to ferment alcohol from a monosaccharide (for example, glucose) which is a fermentation substrate obtained by cellulose degradation. As long as at least two types of cellulolytic enzymes are expressed, they may be presented on the cell surface or secreted.

セルロース分解酵素は、β1,4−グルコシド結合を切断し得る任意の酵素をいう。任意のセルロース加水分解酵素生産菌に由来し得る。セルロース加水分解酵素生産菌としては、代表的には、アスペルギルス属(例えば、アスペルギルス・アクレアータス(Aspergillus aculeatus)、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)、およびアスペルギルス・オリゼ(Aspergillus oryzae))、トリコデルマ属(例えば、トリコデルマ・リーセイ(Trichoderma reesei))、クロストリディウム属(例えば、クロストリディウム・テルモセラム(Clostridium thermocellum)、セルロモナス属(例えば、セルロモナス・フィミ(Cellulomonas fimi)およびセルロモナス・ウダ(Cellulomonas uda))、シュードモナス属(例えば、シュードモナス・フルオレセンス(Pseudomonas fluorescence))などに属する微生物が挙げられる。   Cellulolytic enzyme refers to any enzyme capable of cleaving a β1,4-glucoside bond. It can be derived from any cellulose hydrolase producing bacterium. Cellulose hydrolase producing bacteria typically include the genus Aspergillus (for example, Aspergillus aculeatus, Aspergillus niger, and Aspergillus oryzae), Trichoderma (for example, Trichoderma reesei, genus Clostridium (eg, Clostridium thermocellum, genus Cellulomonas (eg, Cellulomonas fimi and Cellulomonas uda), Examples include microorganisms belonging to the genus Pseudomonas (for example, Pseudomonas fluorescence).

以下、代表的なセルロース分解酵素として、エンドグルカナーゼ、セロビオヒドロラーゼ、およびβ−グルコシダーゼについて説明するが、セルロース分解酵素はこれらに限定されない。   Hereinafter, endoglucanase, cellobiohydrolase, and β-glucosidase will be described as typical cellulolytic enzymes, but the cellulolytic enzymes are not limited thereto.

エンドグルカナーゼは、通常、セルラーゼと称される酵素であり、セルロースを分子内部から切断し、グルコース、セロビオース、およびセロオリゴ糖を生じる(「セルロース分子内切断」)。エンドグルカナーゼには5種類あり、それぞれエンドグルカナーゼI、エンドグルカナーゼII、エンドグルカナーゼIII、エンドグルカナーゼIV、およびエンドグルカナーゼVと称される。これらの区別は、アミノ酸配列の差異であるが、セルロース分子内切断作用を有する点では共通する。例えば、トリコデルマ・リーセイ由来エンドグルカナーゼ(特に、エンドグルカナーゼII:EGII)が用いられ得るが、これに限定されない。   Endoglucanase is an enzyme commonly referred to as cellulase that cleaves cellulose from the interior of the molecule to yield glucose, cellobiose, and cellooligosaccharide (“cellulose intramolecular cleavage”). There are five types of endoglucanases, referred to as endoglucanase I, endoglucanase II, endoglucanase III, endoglucanase IV, and endoglucanase V, respectively. These distinctions are differences in amino acid sequences, but are common in that they have a cellulose intramolecular cleavage action. For example, endoglucanase derived from Trichoderma reesei (particularly, endoglucanase II: EGII) can be used, but is not limited thereto.

セロビオヒドロラーゼは、セルロースの還元末端または非還元末端のいずれかから分解してセロビオースを遊離する(「セルロース分子末端切断」)。セロビオヒドロラーゼには2種類あり、それぞれセロビオヒドロラーゼIおよびセロビオヒドロラーゼIIと称される。これらの区別は、アミノ酸配列の差異であるが、セルロース分子末端切断作用を有する点では共通する。例えば、トリコデルマ・リーセイ由来セロビオヒドロラーゼ(特に、セロビオヒドロラーゼII:CBHII)が用いられ得るが、これに限定されない。   Cellobiohydrolase degrades from either the reducing or non-reducing end of cellulose to release cellobiose (“cellulose molecular end truncation”). There are two types of cellobiohydrolase, called cellobiohydrolase I and cellobiohydrolase II, respectively. These distinctions are differences in amino acid sequences, but are common in that they have a cellulose molecule end cleaving action. For example, cellobiohydrolase derived from Trichoderma reesei (particularly, cellobiohydrolase II: CBHII) can be used, but is not limited thereto.

β−グルコシダーゼは、セルロースの非還元末端からグルコース単位を切り離していくエキソ型の加水分解酵素である(「グルコース単位切断」)。β−グルコシダーゼは、アグリコンまたは糖鎖とβ−D−グルコースとのβ1,4−グルコシド結合を切断し得、セロビオースまたはセロオリゴ糖を加水分解してグルコースを生成し得る。β−グルコシダーゼは、セロビオースまたはセロオリゴ糖を加水分解し得る酵素の代表例である。β−グルコシダーゼは現在、1種類知られており、β−グルコシダーゼ1と称される。例えば、アスペルギルス・アクレアータス由来β−グルコシダーゼ(特に、β−グルコシダーゼ1:BGL1)が用いられ得るが、これに限定されない。   β-glucosidase is an exo-type hydrolase that cleaves glucose units from the non-reducing end of cellulose (“glucose unit cleavage”). β-glucosidase can cleave β1,4-glucoside bond between aglycone or sugar chain and β-D-glucose, and can hydrolyze cellobiose or cellooligosaccharide to produce glucose. β-glucosidase is a representative example of an enzyme capable of hydrolyzing cellobiose or cellooligosaccharide. One type of β-glucosidase is currently known and is referred to as β-glucosidase 1. For example, Aspergillus acreatas-derived β-glucosidase (particularly β-glucosidase 1: BGL1) can be used, but is not limited thereto.

セルロースの良好な加水分解のために、セルロース加水分解様式の異なる酵素を組み合わせることが好ましい。セルロース分子内切断、セルロース分子末端切断、およびグルコース単位切断などの種々の異なるセルロース加水分解様式で作用する酵素が適宜、組み合わされ得る。それぞれの加水分解様式を有する酵素の例として、エンドグルカナーゼ、セロビオヒドロラーゼ、およびβ−グルコシダーゼが挙げられるがこれらに限定されない。セルロース加水分解様式の異なる酵素の組合せは、例えば、エンドグルカナーゼ、セロビオヒドロラーゼ、およびβ−グルコシダーゼからなる群から選択され得る。セルロースの構成糖であるグルコースを最終的に生産できることが望ましいので、グルコースを生成し得る酵素を少なくとも1つ含むことが好ましい。グルコースを生成し得る酵素としては、グルコース単位切断酵素(例えば、β−グルコシダーゼ)に加え、エンドグルカナーゼもグルコースを生成し得る。好ましくは、酵母において、β−グルコシダーゼ、エンドグルカナーゼ、およびセロビオヒドロラーゼを発現させ得る。   For good hydrolysis of cellulose, it is preferable to combine enzymes with different modes of cellulose hydrolysis. Enzymes that act in a variety of different cellulose hydrolysis modes such as cellulose intramolecular cleavage, cellulose molecular end cleavage, and glucose unit cleavage can be combined as appropriate. Examples of enzymes having respective hydrolysis modes include, but are not limited to, endoglucanase, cellobiohydrolase, and β-glucosidase. The combination of enzymes with different modes of cellulose hydrolysis can be selected, for example, from the group consisting of endoglucanase, cellobiohydrolase, and β-glucosidase. Since it is desirable that glucose, which is a constituent sugar of cellulose, can be finally produced, it is preferable to include at least one enzyme capable of producing glucose. As an enzyme capable of producing glucose, in addition to a glucose unit cleaving enzyme (for example, β-glucosidase), endoglucanase can also produce glucose. Preferably, β-glucosidase, endoglucanase, and cellobiohydrolase can be expressed in yeast.

発現を目的とする酵素の遺伝子は、酵素を産生する微生物から、既知の配列情報に基づいてプライマーまたはプローブを設計してPCRまたはハイブリダイゼーション法などによって取得し得る。また、これらの酵素遺伝子を含む既存のベクターから、好ましくはその発現カセットの形態で切り出して利用することもできる。   The gene of the enzyme for the purpose of expression can be obtained from a microorganism producing the enzyme by designing a primer or a probe based on known sequence information and using PCR or a hybridization method. It can also be cut out from an existing vector containing these enzyme genes, preferably in the form of its expression cassette.

酵素遺伝子を用いて発現カセットを構築し得る。発現カセットは、その遺伝子の発現を調節するオペレーター、プロモーター、ターミネーター、エンハンサーなどのいわゆる調節因子を含み得る。プロモーターまたはターミネーターは、発現を目的とする遺伝子自身のものであっても、他の遺伝子由来のものを利用してもよい。プロモーターおよびターミネーターとしては、GAPDH(グリセルアルデヒド3’−リン酸デヒドロゲナーゼ)、PGK(ホスホグリセリン酸キナーゼ)、PYK(ピルビン酸キナーゼ)、TPI(トリオースリン酸イソメラーゼ)などのプロモーターおよびターミネーターを利用し得るが、プロモーターおよびターミネーターの選択は、目的の酵素遺伝子の発現に依存し、当業者によって適宜選択され得る。必要に応じて、さらなる発現を調節する因子(例えば、オペレーターおよびエンハンサー)などをさらに含み得る。オペレーター、エンハンサーなどの発現調節因子についても、当業者によって適宜選択され得る。発現カセットは、この遺伝子の発現の目的に応じて、必要な機能配列をさらに含むこともできる。発現カセットは、必要に応じてリンカーも含み得る。   Enzyme genes can be used to construct expression cassettes. The expression cassette may contain so-called regulatory elements such as operators, promoters, terminators, enhancers and the like that regulate the expression of the gene. The promoter or terminator may be that of the gene intended for expression itself, or may be derived from another gene. As the promoter and terminator, promoters and terminators such as GAPDH (glyceraldehyde 3′-phosphate dehydrogenase), PGK (phosphoglycerate kinase), PYK (pyruvate kinase), and TPI (triose phosphate isomerase) can be used. The selection of promoter and terminator depends on the expression of the target enzyme gene and can be appropriately selected by those skilled in the art. If necessary, it may further contain factors (for example, operators and enhancers) that regulate further expression. Expression regulators such as operators and enhancers can also be appropriately selected by those skilled in the art. The expression cassette can further contain necessary functional sequences depending on the purpose of expression of the gene. The expression cassette can also include a linker, if desired.

酵母への酵素の表層提示発現のために、細胞表層工学の技術を利用し得る。例えば、(a)細胞表層局在タンパク質のGPIアンカーを介して細胞表層に提示する方法、(b)細胞表層局在タンパク質の糖鎖結合タンパク質ドメインを介して細胞表層に提示する方法、および(c)ペリプラズム遊離型タンパク質(他のレセプター分子または標的レセプター分子)を介して細胞表層に提示する方法があるが、これらに限定されない。細胞表層工学の技術は、例えば、特許文献1および2にも記載される。   Cell surface engineering techniques can be utilized for surface display expression of enzymes to yeast. For example, (a) a method of presenting the cell surface localized protein on the cell surface via the GPI anchor, (b) a method of presenting on the cell surface via the sugar chain binding protein domain of the cell surface localized protein, and (c ) There is a method of presenting on the cell surface via a periplasmic free protein (other receptor molecule or target receptor molecule), but is not limited thereto. The technique of cell surface engineering is also described in Patent Documents 1 and 2, for example.

用いられ得る細胞表層局在タンパク質としては、酵母の性凝集タンパク質であるα−またはa−アグルチニン(GPIアンカーとして使用)、Flo1タンパク質(Flo1タンパク質は、N末端側のアミノ酸長を種々改変して、GPIアンカーとして使用し得る:例えば、Flo42、Flo102、Flo146、Flo318、Flo428など;非特許文献3:なお、Flo1326とは、全長Flo1タンパク質を表す)、Floタンパク質(GPIアンカー機能を有さず凝集性を利用する、FloshortまたはFlolong;非特許文献4)、ペリプラズム局在タンパク質であるインベルターゼ(GPIアンカーを利用しない)などが挙げられる。   Examples of cell surface localized proteins that can be used include α- or a-agglutinin (used as a GPI anchor) which is a sex aggregation protein of yeast, Flo1 protein (Flo1 protein has various amino acid lengths on the N-terminal side, Can be used as a GPI anchor: for example, Flo42, Flo102, Flo146, Flo318, Flo428, etc .; Non-Patent Document 3: Flo1326 represents a full-length Flo1 protein, Flo protein (having no GPI anchor function and aggregation Floshort or Flolong using non-patent document 4), invertase (not using GPI anchor), which is a periplasm localized protein, and the like.

まず、(a)GPIアンカーを利用する方法について説明する。GPIアンカーにより細胞表層に局在するタンパク質をコードする遺伝子は、N末端側から順に、分泌シグナル配列、細胞表層局在タンパク質(糖鎖結合タンパク質ドメイン)、およびGPIアンカー付着認識シグナル配列をそれぞれコードする遺伝子を有している。細胞内でこの遺伝子から発現された細胞表層局在タンパク質(糖鎖結合タンパク質)は、分泌シグナルにより細胞膜外へ導かれ、その際、GPIアンカー付着認識シグナル配列は、選択的に切断されたC末端部分を介して細胞膜のGPIアンカーと結合して細胞膜に固定される。その後、PI−PLCにより、GPIアンカーの根元付近で切断され、細胞壁に組み込まれて細胞表層に固定され、細胞表層に提示される。   First, (a) a method using a GPI anchor will be described. A gene encoding a protein localized on the cell surface by a GPI anchor encodes a secretory signal sequence, a cell surface localized protein (sugar chain binding protein domain), and a GPI anchor attachment recognition signal sequence in this order from the N-terminal side. Have a gene. A cell surface localized protein (glycan binding protein) expressed from this gene in the cell is guided to the outside of the cell membrane by a secretion signal, and the GPI anchor attachment recognition signal sequence is selectively cleaved at the C-terminal. It binds to the GPI anchor of the cell membrane via the portion and is fixed to the cell membrane. Then, it is cut by the PI-PLC near the root of the GPI anchor, incorporated into the cell wall, fixed to the cell surface, and presented on the cell surface.

ここで、分泌シグナル配列とは、一般に細胞外(ペリプラズムも含む)に分泌されるタンパク質(分泌性タンパク質)のN末端に結合している、疎水性に富んだアミノ酸を多く含むアミノ酸配列をいい、通常、分泌性タンパク質が細胞内から細胞膜を通過して細胞外へ分泌される際に除去される。発現産物を細胞膜へ導くことができる分泌シグナル配列であれば、どのような分泌シグナル配列でも用いられ得、起源は問わない。例えば、分泌シグナル配列としては、グルコアミラーゼの分泌シグナル配列、酵母のα−またはa−アグルチニンのシグナル配列、発現産物自身の分泌シグナル配列などが好適に用いられる。細胞表層結合性タンパク質に融合している他のタンパク質の活性に影響を及ぼさないのであれば、分泌シグナル配列およびプロ配列の一部または全部がN末端に残ってもよい。   Here, the secretory signal sequence generally refers to an amino acid sequence containing many amino acids rich in hydrophobicity, which is bound to the N-terminus of a protein (secretory protein) secreted extracellularly (including periplasm), Normally, secreted proteins are removed when they are secreted from inside the cell through the cell membrane. Any secretory signal sequence can be used as long as it is a secretory signal sequence capable of leading the expression product to the cell membrane, regardless of its origin. For example, as a secretion signal sequence, a glucoamylase secretion signal sequence, a yeast α- or a-agglutinin signal sequence, a secretion signal sequence of the expression product itself, and the like are preferably used. If the activity of other proteins fused to the cell surface binding protein is not affected, a part or all of the secretory signal sequence and the pro sequence may remain at the N-terminus.

ここで、GPIアンカーとは、グリコシルホスファチジルイノシトール(GPI)と呼ばれるエタノールアミンリン酸−6マンノースα1−2マンノースα1−6マンノースα1−4グルコサミンα1−6イノシトールリン脂質を基本構造とする糖脂質をいい、PI−PLCとは、ホスファチジルイノシトール依存性ホスホリパーゼCをいう。   Here, the GPI anchor refers to a glycolipid having a basic structure of ethanolamine phosphate-6 mannose α1-2 mannose α1-6 mannose α1-4 glucosamine α1-6 inositol phospholipid called glycosylphosphatidylinositol (GPI). , PI-PLC refers to phosphatidylinositol-dependent phospholipase C.

GPIアンカー付着認識シグナル配列とは、GPIアンカーが細胞表層局在タンパク質と結合する際に認識される配列であり、通常、細胞表層局在タンパク質のC末端あるいはその近傍に位置する。GPIアンカー付着シグナル配列としては、例えば酵母のα−アグルチニンのC末端部分の配列が好適に用いられる。上記α−アグルチニンのC末端から320アミノ酸の配列のC末端側には、GPIアンカー付着認識シグナル配列が含まれるので、上記方法に使用する遺伝子としては、このC末端から320アミノ酸の配列をコードするDNA配列が特に有用である。   The GPI anchor attachment recognition signal sequence is a sequence recognized when the GPI anchor binds to the cell surface localized protein, and is usually located at or near the C-terminal of the cell surface localized protein. As the GPI anchor attachment signal sequence, for example, the sequence of the C-terminal part of yeast α-agglutinin is preferably used. Since the GPI anchor adhesion recognition signal sequence is included in the C-terminal side of the sequence of 320 amino acids from the C-terminal of α-agglutinin, the gene used in the above method encodes a sequence of 320 amino acids from the C-terminal. DNA sequences are particularly useful.

したがって、例えば、分泌シグナル配列をコードするDNA−細胞表層局在タンパク質をコードする構造遺伝子−GPIアンカー付着認識シグナルをコードするDNA配列を有する配列において、この細胞表層局在タンパク質をコードする構造遺伝子の全部または一部の配列を、目的とする酵素をコードするDNA配列に置換することにより、GPIアンカーを介して目的の酵素を細胞表層に提示するための組換えDNAが得られる。細胞表層局在タンパク質がα−アグルチニンである場合、上記α−アグルチニンのC末端から320アミノ酸の配列をコードする配列を残すように、目的の酵素をコードするDNAを導入することが好ましい。このため、「α−アグルチニン遺伝子の3’側半分の領域」が利用され得る。このようなDNAを酵母に導入して発現させることによって細胞表層に提示された酵素は、そのC末端側が表層に固定されている。   Therefore, for example, a DNA encoding a secretory signal sequence-a structural gene encoding a cell surface localized protein-a sequence having a DNA sequence encoding a GPI anchor adhesion recognition signal, and a structural gene encoding this cell surface localized protein By substituting all or part of the sequence with a DNA sequence encoding the target enzyme, recombinant DNA for presenting the target enzyme on the cell surface via the GPI anchor can be obtained. When the cell surface localized protein is α-agglutinin, it is preferable to introduce DNA encoding the target enzyme so as to leave a sequence encoding a 320 amino acid sequence from the C-terminus of α-agglutinin. For this reason, the “3 ′ half region of the α-agglutinin gene” can be used. The enzyme presented on the cell surface by introducing such DNA into yeast and expressing it has its C-terminal side immobilized on the surface.

次に、(b)糖鎖結合タンパク質ドメインを利用する方法について説明する。細胞表層局在タンパク質が糖鎖結合タンパク質である場合、その糖鎖結合タンパク質ドメインは、複数の糖鎖を有し、この糖鎖が細胞壁中の糖鎖と相互作用または絡み合うことによって、細胞表層に留まることが可能である。例えば、レクチン、レクチン様タンパク質などの糖鎖結合部位などが挙げられる。代表的には、GPIアンカータンパク質の凝集機能ドメイン、FLOタンパク質の凝集機能ドメインが挙げられる。GPIアンカータンパク質の凝集機能ドメインとは、GPIアンカリングドメインよりもN末端側にあり、複数の糖鎖を有し、凝集に関与していると考えられているドメインをいう。   Next, (b) a method using a sugar chain binding protein domain will be described. When the cell surface localized protein is a sugar chain binding protein, the sugar chain binding protein domain has a plurality of sugar chains, and this sugar chain interacts with or entangles with sugar chains in the cell wall. It is possible to stay. Examples thereof include sugar chain binding sites such as lectins and lectin-like proteins. Typically, an aggregation functional domain of GPI anchor protein and an aggregation functional domain of FLO protein can be mentioned. The aggregation functional domain of the GPI anchor protein is a domain that is located on the N-terminal side of the GPI anchoring domain, has a plurality of sugar chains, and is considered to be involved in aggregation.

この細胞表層局在タンパク質の糖鎖結合タンパク質ドメイン(凝集機能ドメイン)と目的の酵素とを結合することにより、細胞表層に酵素が提示される。目的の酵素の種類により、細胞表層局在タンパク質の糖鎖結合タンパク質ドメイン(凝集機能ドメイン)の(1)N末端側に酵素を結合させる、(2)C末端側に酵素を結合させる、および(3)N末端側およびC末端側の両方に、同一または異なる酵素を結合させることができる。例えば、(1)分泌シグナル配列をコードするDNA−目的とする酵素をコードする遺伝子−細胞表層局在タンパク質の糖鎖結合タンパク質ドメイン(凝集機能ドメイン)をコードする構造遺伝子;あるいは(2)分泌シグナル配列をコードするDNA−細胞表層局在タンパク質の糖鎖結合タンパク質ドメイン(凝集機能ドメイン)をコードする構造遺伝子−目的とする酵素をコードする遺伝子、を作成することにより、細胞表層に目的の酵素を提示するための組換えDNAが得られ得る。凝集機能ドメインを利用する場合、GPIアンカーは細胞表層の提示には関与しないので、組換えDNA中に、GPIアンカー付着認識シグナル配列をコードするDNA配列は、一部のみ存在してもよいが、存在しなくてもよい。また、凝集機能ドメインを用いる場合は、ドメインの長さを調節しやすいため(例えば、FloshortまたはFlolongのいずれかを選択できる)、より適切な長さで酵素を細胞表層に提示できる点で、ならびに酵素のN末端またはC末端のどちらの側でも結合させることが可能な点で、非常に有用である。   By binding the sugar chain binding protein domain (aggregation function domain) of the cell surface localized protein and the target enzyme, the enzyme is presented on the cell surface. Depending on the type of the target enzyme, (1) the enzyme is bound to the N-terminal side of the sugar chain binding protein domain (aggregation functional domain) of the cell surface localized protein, (2) the enzyme is bound to the C-terminal side, and ( 3) The same or different enzymes can be bound to both the N-terminal side and the C-terminal side. For example, (1) DNA encoding secretory signal sequence-gene encoding target enzyme-structural gene encoding sugar chain binding protein domain (aggregation functional domain) of cell surface localized protein; or (2) secretion signal DNA encoding sequence-Structural gene encoding sugar chain binding protein domain (aggregation functional domain) of cell surface localized protein-Gene encoding target enzyme Recombinant DNA for display can be obtained. When the aggregation functional domain is used, since the GPI anchor is not involved in the cell surface presentation, only a part of the DNA sequence encoding the GPI anchor attachment recognition signal sequence may be present in the recombinant DNA. It does not have to exist. In addition, when the aggregation functional domain is used, since the length of the domain can be easily adjusted (for example, either Floshort or Flolong can be selected), the enzyme can be displayed on the cell surface with a more appropriate length, and This is very useful in that it can be bound on either the N-terminus or C-terminus of the enzyme.

次に、(c)ペリプラズム遊離型タンパク質(他のレセプター分子または標的レセプター分子)を利用する方法について説明する。この場合は、目的とする酵素を、ペリプラズム遊離型タンパク質との融合タンパク質として細胞表層に発現させ得ることに基づく。ペリプラズム遊離型タンパク質としては、例えば、インベルターゼ(Suc2タンパク質)が挙げられる。目的の酵素は、これらのペリプラズム遊離型タンパク質に応じて、適宜N末端またはC末端側に融合され得る。   Next, (c) a method using a periplasm free protein (another receptor molecule or a target receptor molecule) will be described. In this case, the target enzyme can be expressed on the cell surface as a fusion protein with a periplasm free protein. Examples of the periplasmic free protein include invertase (Suc2 protein). The target enzyme can be appropriately fused to the N-terminal or C-terminal depending on these periplasmic free proteins.

上記(a)から(c)のいずれかの任意の表層提示技術に用いられる要素(本明細書中では、「細胞表層提示因子」ともいう)もまた、上記の説明に従って酵素遺伝子発現カセットに含まれ得る。より詳細には、細胞表層提示因子を、当該因子に依存して分泌シグナル配列と共に所望の配置で、発現される酵素の遺伝子と連結し、この連結物をプロモーターとターミネーターとの間に挟みこみ得る。表層提示因子は、因子を発現する微生物から、既知の配列情報に基づいてプライマーまたはプローブを設計してPCRまたはハイブリダイゼーション法などによって取得し得る。また、細胞表層提示因子の遺伝子と共に発現酵素(例えば、エンドグルカナーゼ、セロビオヒドロラーゼ、またはβ−グルコシダーゼ)の遺伝子、分泌シグナル、およびプロモーターおよびターミネーターなどの発現調節配列を含む公知のプラスミドから、適宜、ベクターの調製に適した形態で切り出して、インサートを調製することによって利用することもできる。   The elements used in any surface layer display technology of any of (a) to (c) above (also referred to as “cell surface layer display factor” in this specification) are also included in the enzyme gene expression cassette according to the above description. Can be. More specifically, a cell surface display factor can be linked to a gene of an expressed enzyme in a desired arrangement together with a secretory signal sequence depending on the factor, and this linkage can be sandwiched between a promoter and a terminator. . The surface layer display factor can be obtained from a microorganism expressing the factor by designing a primer or a probe based on known sequence information and using a PCR or a hybridization method. Further, from a known plasmid containing a gene for an expression enzyme (for example, endoglucanase, cellobiohydrolase, or β-glucosidase) together with a gene for a cell surface display factor, a secretory signal, and an expression regulatory sequence such as a promoter and a terminator, It can also be used by cutting out in a form suitable for vector preparation and preparing an insert.

酵母にて酵素を細胞外に分泌して発現させる方法は、当業者には周知である。上記分泌シグナル配列をコードするDNAに、目的の酵素の構造遺伝子を連結した組換えDNAを作成し、酵母に導入すればよい。   A method for secreting an enzyme out of a cell and expressing it in yeast is well known to those skilled in the art. A recombinant DNA in which the structural gene of the target enzyme is linked to the DNA encoding the secretory signal sequence may be prepared and introduced into yeast.

各種配列を含むDNAの合成および結合は、当業者が通常用い得る技術で行われ得る。例えば、分泌シグナル配列と目的酵素の構造遺伝子との結合は、部位特異的突然変異法を用いて行うことができる。この方法を用いることにより、正確な分泌シグナル配列の切断および活性な酵素の発現が可能である。   Synthesis and binding of DNA containing various sequences can be performed by techniques that can be commonly used by those skilled in the art. For example, the binding between the secretory signal sequence and the structural gene of the target enzyme can be performed using site-directed mutagenesis. By using this method, it is possible to cleave the secretory signal sequence accurately and to express the active enzyme.

酵母に遺伝子を導入する方法は特に制限されない。例えば、酢酸リチウム法、エレクトロポレーション法、プロトプラスト法、δインテグレーション法が挙げられる。導入された遺伝子は、プラスミドの形態で存在してもよく、または酵母の染色体に挿入された形態あるいは酵母の染色体に相同組換えにより組み込まれた形態で存在してもよい。   The method for introducing a gene into yeast is not particularly limited. Examples thereof include a lithium acetate method, an electroporation method, a protoplast method, and a δ integration method. The introduced gene may exist in the form of a plasmid, or may exist in a form inserted into a yeast chromosome or in a form integrated into a yeast chromosome by homologous recombination.

セルロース分解酵素の酵母δ配列による組み込み(インテグレーション)のために、ベクターが構築され得る。δインテグレーションに用いられるベクターは、δ配列の対(これらは、酵母の染色体上に多数存在するδ配列との相同組換えを可能にする)および酵素遺伝子を含み得る。   A vector can be constructed for integration of the cellulolytic enzyme with the yeast δ sequence. Vectors used for delta integration may include pairs of delta sequences (which allow homologous recombination with a large number of delta sequences present on the yeast chromosome) and enzyme genes.

酵母δ配列は、サッカロマイセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisie)についてレトロトランスポゾンTy1およびTy2の長末端反復であることが報告されており(例えば、非特許文献5〜8)、Ty配列とも称される。δ配列は公知であり、当業者に容易に入手可能である(Genebank accession number M18706)。酵母の染色体上に多数存在するδ配列との相同組換えを可能にするように、δ配列の5’側の配列と3’側の配列との対を調製し得る。例えば、そのようなδ配列の対は、その配列情報に基づいてプライマー対を設計して、酵母のゲノムDNAを鋳型としてPCR増幅を行うことによって調製され得る。本発明においては、市販のδインテグレーション用ベクターもまた利用し得る。   It has been reported that the yeast δ sequence is a long terminal repeat of retrotransposons Ty1 and Ty2 for Saccharomyces cerevisie (for example, Non-Patent Documents 5 to 8), and is also referred to as a Ty sequence. The δ sequence is known and readily available to those skilled in the art (Genebank accession number M18706). Pairs of 5 'and 3' sequences of the δ sequence can be prepared so as to allow homologous recombination with a large number of δ sequences present on the yeast chromosome. For example, such a pair of δ sequences can be prepared by designing a primer pair based on the sequence information and performing PCR amplification using yeast genomic DNA as a template. In the present invention, commercially available vectors for δ integration can also be used.

発現される酵素遺伝子は、通常、上記のような発現カセットの形態となるように、ベクター中に設計され得る。すなわち、ベクター中に、プロモーターおよびターミネーターなどの発現調節因子と共に含まれ得る。また、発現カセットは、上述のように、発現される酵素が細胞表層提示または分泌発現されるように設計され得る。   The enzyme gene to be expressed can be usually designed in a vector so as to be in the form of an expression cassette as described above. That is, it can be included in a vector together with expression control elements such as a promoter and a terminator. The expression cassette can also be designed such that the expressed enzyme is expressed on the cell surface or secreted as described above.

本発明において用いられるベクターにおいては、酵母の染色体上に多数存在するδ配列との相同組換えを可能にするように、一対のδ配列の間に、酵素の発現カセットを挟み込んで連結し得る。このベクターを、便宜上、δインテグレーション用ベクターともいう。好ましくは、プラスミドの形態であり得る。DNAの取得の簡易化の点からは、酵母と大腸菌とのシャトルベクターであることが好ましい。必要に応じて、ベクターは、上述したような調節配列を含み得る。このようなベクターは、例えば、酵母の2μmプラスミドの複製開始点(Ori)とColE1の複製開始点とを有しており、酵母選択マーカー(以下に説明)および大腸菌の選択マーカー(薬剤耐性遺伝子など)を有する。   In the vector used in the present invention, an enzyme expression cassette may be sandwiched and linked between a pair of δ sequences so as to allow homologous recombination with a large number of δ sequences present on the yeast chromosome. For convenience, this vector is also referred to as a δ integration vector. Preferably, it may be in the form of a plasmid. From the viewpoint of simplification of DNA acquisition, a shuttle vector of yeast and E. coli is preferable. Optionally, the vector can include regulatory sequences as described above. Such vectors have, for example, a yeast 2 μm plasmid replication origin (Ori) and a ColE1 replication origin, and yeast selection markers (described below) and E. coli selection markers (such as drug resistance genes). ).

酵母選択マーカーとしては、公知の任意のマーカーが利用され得る。例えば、薬剤耐性遺伝子、栄養要求性マーカー遺伝子(例えば、イミダゾールグリセロールリン酸デヒドロゲナーゼ(HIS3)をコードする遺伝子、リンゴ酸ベータ−イソプロピルデヒドロゲナーゼ(LEU2)をコードする遺伝子、トリプトファンシンターゼ(TRP5)をコードする遺伝子、アルギニノコハク酸リアーゼ(ARG4)をコードする遺伝子、N−(5'−ホスホリボシル)アントラニル酸イソメラーゼ(TRP1)をコードする遺伝子、ヒスチジノールデヒドロゲナーゼ(HIS4)をコードする遺伝子、オロチジン−5−リン酸デカルボキシラーゼ(URA3)をコードする遺伝子、ジヒドロオロト酸デヒドロゲナーゼ(URA1)をコードする遺伝子、ガラクトキナーゼ(GAL1)をコードする遺伝子、およびアルファ−アミノアジピン酸レダクターゼ(LYS2)をコードする遺伝子など)が挙げられる。例えば、栄養要求性マーカー遺伝子(例えば、HIS3、LEU2、URA1、TRP1欠損マーカーなど)が好ましく用いられ得る。酵母選択マーカーは、酵素の発現カセットと共に、一対のδ配列の間に挟み込まれ得る。酵素の発現カセットに対する酵母選択マーカーの位置(上流もしくは下流)または向き(順方向もしくは逆方向)は特に問わない。   Any known marker can be used as the yeast selection marker. For example, a drug resistance gene, an auxotrophic marker gene (for example, a gene encoding imidazoleglycerol phosphate dehydrogenase (HIS3), a gene encoding malate beta-isopropyl dehydrogenase (LEU2), a gene encoding tryptophan synthase (TRP5) A gene encoding argininosuccinate lyase (ARG4), a gene encoding N- (5′-phosphoribosyl) anthranilate isomerase (TRP1), a gene encoding histidinol dehydrogenase (HIS4), orotidine-5-phosphate deoxygenase A gene encoding carboxylase (URA3), a gene encoding dihydroorotate dehydrogenase (URA1), a gene encoding galactokinase (GAL1), and al And a gene encoding pha-aminoadipate reductase (LYS2)). For example, an auxotrophic marker gene (for example, HIS3, LEU2, URA1, TRP1-deficient marker, etc.) can be preferably used. A yeast selectable marker can be sandwiched between a pair of δ sequences along with an enzyme expression cassette. The position (upstream or downstream) or orientation (forward or reverse) of the yeast selection marker with respect to the enzyme expression cassette is not particularly limited.

複数種のセルロース分解酵素の遺伝子の発現のために、それぞれの酵素発現用ベクターとして、それぞれの酵素の遺伝子を含むそれぞれのδインテグレーション用ベクターが構築され得る。例えば、エンドグルカナーゼ、セロビオヒドロラーゼ、およびβ−グルコシダーゼの3種のセルロース分解酵素遺伝子の発現のために、それぞれの酵素の遺伝子を含む3つのδインテグレーション用ベクターが構築され得る。好ましくは、これらのそれぞれの酵素の遺伝子を含むそれぞれのδインテグレーション用ベクターが同一の酵母選択マーカーを有するように設計される。   In order to express a plurality of types of cellulolytic enzyme genes, respective δ integration vectors containing the respective enzyme genes can be constructed as the respective enzyme expression vectors. For example, for the expression of three cellulolytic enzyme genes, endoglucanase, cellobiohydrolase, and β-glucosidase, three δ integration vectors containing the genes of the respective enzymes can be constructed. Preferably, each δ integration vector containing the gene for each of these enzymes is designed to have the same yeast selectable marker.

最終的に調製されたベクターが、所望の要素(例えば、δ配列、酵素遺伝子およびその発現調節配列、および酵母選択マーカーを含む;好ましくは、酵素遺伝子の発現様式に依存して、分泌シグナル配列、および細胞表層提示因子(用いる因子に依存して、発現される酵素遺伝子に対して3’側または5’側に位置し得る)などの付加要素をさらに含む)を含む構成となればよく、調製の手順は、用いられる材料(例えば、骨格となるベクター、既知のベクターから切り出され得る酵素遺伝子または細胞表層提示因子のような要素のインサート)に依存し得る。   The final prepared vector contains the desired elements (eg, δ sequence, enzyme gene and its expression regulatory sequence, and yeast selectable marker; preferably, depending on the expression pattern of the enzyme gene, a secretory signal sequence, And an additional element such as a cell surface display factor (which may be located 3 ′ or 5 ′ relative to the expressed enzyme gene depending on the factor used). The procedure may depend on the material used (eg, a backbone vector, an enzyme gene that can be excised from a known vector or an insert of an element such as a cell surface display factor).

複数種のセルロース分解酵素の遺伝子の発現のために設計した複数のδインテグレーション用ベクターを、宿主酵母に共導入し得る。宿主酵母へのベクターの「導入」とは、細胞の中にベクター内の遺伝子またはDNAを導入するだけでなく、発現させることも意味する。遺伝子またはDNAの導入には、形質転換、形質導入、トランスフェクション、コトランスフェクション、エレクトロポレーションなどの方法がある。酵母細胞への導入の場合、具体的には、例えば、酢酸リチウムを用いる方法、プロトプラスト法などがある。導入されるDNAは、宿主酵母のδ配列と相同組換えを起こして染色体に取り込まれ得る。「共導入」とは、これらの複数のベクターの導入が、同時または順次のいずれでもよく、順次の場合はその導入順序を問わない。   A plurality of δ integration vectors designed for the expression of multiple types of cellulolytic enzymes can be co-introduced into the host yeast. “Introduction” of a vector into a host yeast means not only the introduction of a gene or DNA in the vector into a cell, but also expression. Examples of gene or DNA introduction include transformation, transduction, transfection, co-transfection, and electroporation. Specific examples of the introduction into yeast cells include a method using lithium acetate and a protoplast method. The introduced DNA can be incorporated into the chromosome by undergoing homologous recombination with the δ sequence of the host yeast. In “co-introduction”, these plural vectors may be introduced simultaneously or sequentially. In the case of sequential introduction, the order of introduction is not limited.

複数種のセルロース分解酵素の遺伝子の発現のためのδインテグレーション用ベクターの宿主酵母への共導入は、反復して行われ得る。好ましくは、初回の共導入に加えこの反復での共導入の実施の際も、複数のインテグレーション用ベクターは、同一の酵母選択マーカーを有するように設計され得る。さらに好ましくは、反復の共導入では、初回または前回の共導入の酵母選択マーカーとは異なる酵母選択マーカーを用い得る。   Co-introduction into a host yeast of a vector for δ integration for the expression of genes for a plurality of cellulolytic enzymes can be performed repeatedly. Preferably, during the initial co-introduction as well as during this co-introduction, multiple integration vectors can be designed to have the same yeast selectable marker. More preferably, repeated co-introduction may use a yeast selection marker that is different from the initial or previous co-introduction yeast selection marker.

上述の共導入後、そのセルロース分解能を利用したスクリーニングにより所望のセルロース分解能が付与された酵母が選抜され得る。このために、リン酸膨潤セルロース(PASC:phosphoric acid-swollen cellulose)を分解する活性が利用され得る。例えば、酵母選択マーカーを利用したスクリーニング後に、PASC分解活性の測定によるスクリーニングが利用可能である。セルロース分解酵素が表層提示されているため、PASCを単一炭素源とした培地におけるコロニー形成もまた利用され得る。   After the co-introduction described above, a yeast having a desired cellulose resolution can be selected by screening using the cellulose resolution. For this purpose, the activity of decomposing phosphoric acid-swollen cellulose (PASC) can be used. For example, after screening using a yeast selection marker, screening by measuring PASC degradation activity can be used. Since cellulolytic enzymes are displayed on the surface, colony formation in media using PASC as a single carbon source can also be utilized.

上述したような、複数種のセルロース分解酵素の遺伝子の発現のためのδインテグレーション用ベクターの共導入により得られたクルイベロマイセス属酵母もまた、本発明の範囲内である。このような酵母は、共導入された複数種のセルロース分解酵素を好適に発現し、セルロースを加水分解し得る。このような酵母は、セルロース含有物(例えば、バガス、稲わらなど)の加水分解にも用いられ得る。   Kluyveromyces yeasts obtained by co-introduction of vectors for δ integration for the expression of a plurality of types of cellulolytic enzymes as described above are also within the scope of the present invention. Such yeast suitably expresses a plurality of co-introduced cellulolytic enzymes and can hydrolyze cellulose. Such yeast can also be used for hydrolysis of cellulose-containing materials (eg, bagasse, rice straw, etc.).

本発明の方法では、形質転換クルイベロマイセス属酵母をバイオマスと混合し、形質転換酵母を培養する。エタノールが培地中に生産される。   In the method of the present invention, transformed Kluyveromyces spp. Yeast is mixed with biomass and the transformed yeast is cultured. Ethanol is produced in the medium.

形質転換酵母の培養は、当業者に周知の方法により適宜実施できる。培養温度は、約40〜約50℃、好ましくは約45〜約50℃、最も好ましくは約48℃である。培地のpHは、好ましくは約4〜約6、最も好ましくは約5である。好気的培養時の培地中の溶存酸素濃度は、好ましくは約0.5〜約6ppm、より好ましくは約1〜約4ppm、最も好ましくは約2ppmである。酵母菌体量が10g(湿潤量)/L以上、好ましくは25g(湿潤量)/L、より好ましくは37.5g(湿潤量)/L以上になるまで培養することが好ましく、培養時間は約20〜約50時間程度である。形質転換酵母は、発酵に供する前に好気的条件下で培養することにより、その菌体量を増加させ得る。   Culture of the transformed yeast can be appropriately performed by methods well known to those skilled in the art. The culture temperature is about 40 to about 50 ° C, preferably about 45 to about 50 ° C, and most preferably about 48 ° C. The pH of the medium is preferably about 4 to about 6, most preferably about 5. The dissolved oxygen concentration in the medium during aerobic culture is preferably about 0.5 to about 6 ppm, more preferably about 1 to about 4 ppm, and most preferably about 2 ppm. Culturing is preferably carried out until the amount of yeast cells is 10 g (wet amount) / L or more, preferably 25 g (wet amount) / L, more preferably 37.5 g (wet amount) / L or more. About 20 to about 50 hours. The transformed yeast can increase the amount of cells by culturing under aerobic conditions before being subjected to fermentation.

以下、実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated, this invention is not limited by these Examples.

本実施例で用いた酵母クルイベロマイセス・マルキアヌス(Kluyveromyces marxianus)NBRC1777株は、独立行政法人製品評価技術基盤機構生物遺伝資源部門(NITE Biological Resource Center)より入手した。   The yeast Kluyveromyces marxianus NBRC1777 strain used in this example was obtained from the NITE Biological Resource Center.

本実施例に示す全てのPCR法には、KOD−Plus−DNAポリメラーゼ(東洋紡績株式会社製)を用いて実施した。   For all the PCR methods shown in this example, KOD-Plus-DNA polymerase (manufactured by Toyobo Co., Ltd.) was used.

本実施例に示す全ての酵母への遺伝子導入には、YEAST MAKER酵母形質転換システム(クロンテック社製)を用いて酢酸リチウム法によって実施した。   The gene introduction into all yeasts shown in this example was performed by the lithium acetate method using a YAST Maker yeast transformation system (Clontech).

(参考例:酵母クルイベロマイセス・マルキアヌスを用いたグルコースからのエタノール発酵)
セルラーゼ発現カセットを導入して形質転換に用いる酵母クルイベロマイセス・マルキアヌスΔU株が、グルコースを糖源として高温でエタノール発酵できるかどうかを野生株とともに検討した。10g/Lの酵母抽出物、20g/Lのポリペプトンおよび0.5g/Lの二硫酸カリウムに加えて、糖源として100g/LのD−グルコースを含む培地を発酵に用いた。OD600=20の初期菌体濃度で嫌気条件下、40℃、42℃および45℃の各温度にて発酵を行った。発酵には、種培養と本培養とを経た酵母を用いた。種培養には、6.7g/LのYNB、20g/LのD−グルコースおよび適宜アミノ酸を含むSD培地を用い、嫌気条件下、30℃にて24時間種培養を行った。本培養には、10g/Lの酵母抽出物、20g/LのポリペプトンおよびD−グルコースを含むYPD培地を用い、嫌気条件下、30℃にて72時間本培養を行った。発酵過程の培地中のグルコースの濃度を、HPLCにより測定し、エタノールの濃度を、HPLCにより測定した。結果を図1に示す。四角は40℃、丸は42℃、および菱形は45℃の結果をそれぞれ表す。白抜きはグルコース濃度、および黒塗りはエタノール濃度をそれぞれ表す。各値に付したバーは標準偏差を表す。
(Reference example: ethanol fermentation from glucose using the yeast Kluyveromyces marukinus)
Whether yeast Kluyveromyces marukinus ΔU strain used for transformation by introducing a cellulase expression cassette can be fermented with ethanol at high temperature using glucose as a sugar source was examined together with the wild strain. In addition to 10 g / L yeast extract, 20 g / L polypeptone and 0.5 g / L potassium disulfate, a medium containing 100 g / L D-glucose as a sugar source was used for fermentation. Fermentation was performed at an initial microbial cell concentration of OD 600 = 20 at each temperature of 40 ° C., 42 ° C., and 45 ° C. under anaerobic conditions. For the fermentation, yeast that had undergone seed culture and main culture was used. For seed culture, seed culture was performed at 30 ° C. for 24 hours using an SD medium containing 6.7 g / L YNB, 20 g / L D-glucose and an appropriate amino acid. For the main culture, a YPD medium containing 10 g / L yeast extract, 20 g / L polypeptone and D-glucose was used, and main culture was performed at 30 ° C. for 72 hours under anaerobic conditions. The concentration of glucose in the medium during fermentation was measured by HPLC, and the concentration of ethanol was measured by HPLC. The results are shown in FIG. Squares represent results at 40 ° C, circles at 42 ° C, and diamonds at 45 ° C. White represents the glucose concentration, and black represents the ethanol concentration. The bar attached to each value represents the standard deviation.

図1から明らかなように、酵母クルイベロマイセス・マルキアヌスΔU株(ウラシル要求性)および野生株はいずれも40℃、42℃および45℃の高温においても、D−グルコースを糖源として、増殖し、エタノールを生産することが確認された。また、42℃では、発酵初期のエタノール生産速度も、エタノールの最終収率も最も高く、40℃〜45℃の間にグルコースからの発酵にとっての至適温度があることがわかった。このように、酵母クルイベロマイセス・マルキアヌスは、高温においてグルコースからの発酵が可能であることがわかったので、クルイベロマイセス・マルキアヌスにセルラーゼの糖化能を付与すれば、高温においてセルラーゼからの発酵が可能であることが示唆された。   As is apparent from FIG. 1, the yeast Kluyveromyces marukinus ΔU strain (requiring uracil) and the wild strain all grow using D-glucose as a sugar source even at high temperatures of 40 ° C., 42 ° C. and 45 ° C. It was confirmed that ethanol was produced. Further, at 42 ° C., the ethanol production rate in the initial stage of fermentation and the final yield of ethanol were the highest, and it was found that there was an optimum temperature for fermentation from glucose between 40 ° C. and 45 ° C. In this way, it was found that the yeast Kluyveromyces marukinus can be fermented from glucose at high temperatures. It was suggested that fermentation is possible.

(実施例1:pδUAGBGLおよびpδUAGEGIIの構築)
セルラーゼの1種であるトリコデルマ・リーセイ(Trichoderma reesei)由来エンドグルカナーゼII(EGII)およびアスペルギルス・アクレアタス(Aspergillus aculeatus)由来β−グルコシダーゼ1(BGL1)を酵母の細胞表層に提示させるためのプラスミドを以下のように構築した。
(Example 1: Construction of pδUAGBGL and pδUAGEGII)
A plasmid for presenting one of cellulases, Trichoderma reesei-derived endoglucanase II (EGII) and Aspergillus aculeatus-derived β-glucosidase 1 (BGL1) on the cell surface of yeast Constructed as follows.

(pIHPGBGLおよびpIWPGAGEGIIの構築)
酵母のゲノム上に存在するホスホグリセリン酸キナーゼの1種であるPGK1のプロモーター配列(pPGK)を、プライマーpPGKF(XhoI)(配列番号1)およびpPGKR(SmaI)(配列番号2)を用いて、そしてターミネーター配列(tPGK)を、tPGKF(SmaI)(配列番号3)およびtPGKR(NotI)(配列番号4)を用いて、酵母サッカロマイセス・セレビシエBY4741株のゲノムDNAを鋳型としてPCR法により増幅した。
(Construction of pIHPGBGL and pIWPGAGEGII)
PGK1 promoter sequence (pPGK), one of the phosphoglycerate kinases present on the yeast genome, using primers pPGKF (XhoI) (SEQ ID NO: 1) and pPGKR (SmaI) (SEQ ID NO: 2), and The terminator sequence (tPGK) was amplified by PCR using the genomic DNA of the yeast Saccharomyces cerevisiae BY4741 strain as a template, using tPGKF (SmaI) (SEQ ID NO: 3) and tPGKR (NotI) (SEQ ID NO: 4).

増幅したpPGKおよびtPGKをそれぞれ、ベクタープラスミドpBluescript II KS+(ストラタジェン社製)のXhoI/SmaIサイトおよびSmaI/NotIサイトに挿入した。   The amplified pPGK and tPGK were respectively inserted into the XhoI / SmaI site and SmaI / NotI site of the vector plasmid pBluescript II KS + (Stratagen).

構築したプラスミドからpPGKおよびtPGKを含む配列を、BSSHIIによる制限酵素処理により取得し、酵母発現用ベクターpRS403(HIS3酵母発現ベクター:ストラタジェン社製)およびpRS404(TRP1酵母発現ベクター:ストラタジェン社製)のBSSHIIサイトに挿入し、得られたそれぞれのプラスミドをpIHPGおよびpIWPGと命名した。   A sequence containing pPGK and tPGK was obtained from the constructed plasmid by restriction enzyme treatment with BSSHII, and yeast expression vectors pRS403 (HIS3 yeast expression vector: Stratagen) and pRS404 (TRP1 yeast expression vector: Stratagen) The resulting plasmids were named pIHPG and pIWPG.

BGL1/AG−anchorおよびEGII/AG−anchor遺伝子をそれぞれ、プライマーBGLF(XbaI)(配列番号5)およびBGLR(XbaI)(配列番号6)、ならびにEGIIF(NheI)(配列番号7)およびEGIIR(SmaI)(配列番号8)を用いて、pBG211(α−アグルチニン遺伝子の3’側の半分の領域(α−アグルチニン遺伝子のコード領域の991位から1953位までのヌクレオチドからなる領域、およびコード領域下流445bpのターミネーター領域)を有するβ−グルコシダーゼ1の表層発現用ベクター:非特許文献9)およびpEG23u31H6(α−アグルチニン遺伝子の3’側の半分の領域を有するエンドグルカナーゼIIの表層発現用ベクター:非特許文献9)を鋳型としてPCR法により増幅した。   The BGL1 / AG-anchor and EGII / AG-anchor genes were converted to primers BGLF (XbaI) (SEQ ID NO: 5) and BGLR (XbaI) (SEQ ID NO: 6), and EGIIF (NheI) (SEQ ID NO: 7) and EGIIR (SmaI), respectively. ) (SEQ ID NO: 8), pBG211 (a 3 ′ half region of the α-agglutinin gene (a region consisting of nucleotides from position 991 to position 1953 of the coding region of the α-agglutinin gene) and 445 bp downstream of the coding region Β-glucosidase 1 surface expression vector having non-patent document 9) and pEG23u31H6 (endoglucanase II surface expression vector having the 3 ′ half region of α-agglutinin gene: non-patent document) Amplification was performed by PCR using 9) as a template.

増幅したBGL1/AG−anchorをpIHPGに挿入し、得られたプラスミドをpIHPGBGLと命名し、そして増幅したEGII/AG−anchor遺伝子をpIWPGに挿入し、得られたプラスミドをpIWPGAGEGIIと命名した。   The amplified BGL1 / AG-anchor was inserted into pIHPG, the resulting plasmid was named pIHPGBGL, the amplified EGII / AG-anchor gene was inserted into pIWPG, and the resulting plasmid was named pIWPGAGEGII.

(pδUの構築)
δインテグレーション用ベクタープラスミドpδUを以下のように構築した。
(Construction of pδU)
A vector plasmid pδU for δ integration was constructed as follows.

まず、酵母のゲノム上に存在するδ配列の5’側167bp(5’δ配列)を、プライマー5’DSF(SacI)(配列番号9)および5’DSR(SacI)(配列番号10)を用いて、酵母サッカロマイセス・セレビシエBY4741のゲノムDNAを鋳型としてPCR法により増幅した。   First, the 5′-side 167 bp (5′δ sequence) of the δ sequence present on the yeast genome was used using the primers 5′DSF (SacI) (SEQ ID NO: 9) and 5′DSR (SacI) (SEQ ID NO: 10). The yeast Saccharomyces cerevisiae BY4741 genomic DNA was used as a template for amplification by the PCR method.

次いで、ベクタープラスミドpBluescript II KS+のSacIサイトに、増幅したインサートDNA(5’δ配列)を挿入した。   Subsequently, the amplified insert DNA (5′δ sequence) was inserted into the SacI site of the vector plasmid pBluescript II KS +.

同様にδ配列の3’側167bp(3’δ配列)をプライマー3’DSF(KpnI)(配列番号11)および3’DSR(KpnI)(配列番号12)を用いて、PCR法により増幅し、上述の5’δ配列導入済みのpBluescript II KS+のkpnIサイトに導入した。   Similarly, 167 bp (3′δ sequence) on the 3 ′ side of the δ sequence was amplified by PCR using primers 3′DSF (KpnI) (SEQ ID NO: 11) and 3′DSR (KpnI) (SEQ ID NO: 12), It was introduced into the kpnI site of pBluescript II KS + into which the 5′δ sequence had been introduced.

プラスミドpRS406(URA3酵母発現ベクター:ストラタジェン社製)上に存在するURA3遺伝子からURA3欠損マーカー(URA3d)を、プライマーURA3dF(XhoI)(配列番号13)およびURA3dR(XhoI)(配列番号14)を用いてPCR法により増幅し、上述の5’δ配列および3’δ配列を導入済みのベクタープラスミドpBluescript II KS+のXhoIサイトに挿入し、得られたプラスミドをpδUと命名した。したがって、pδUは、選択マーカーとしてURA3欠損マーカー、および酵母δ配列を含むδイングレーション用ベクタープラスミドである。   Using the URA3 deficient marker (URA3d) from the URA3 gene present on the plasmid pRS406 (URA3 yeast expression vector: Stratagen), using the primers URA3dF (XhoI) (SEQ ID NO: 13) and URA3dR (XhoI) (SEQ ID NO: 14) The 5′δ sequence and the 3′δ sequence described above were inserted into the XhoI site of the introduced vector plasmid pBluescript II KS +, and the resulting plasmid was named pδU. Therefore, pδU is a vector plasmid for δ inlation containing a URA3 deletion marker as a selectable marker and a yeast δ sequence.

δインテグレーション用ベクタープラスミドpδUに、種々のセルラーゼ発現カセットを挿入し、2種のセルラーゼ発現δインテグレーション用ベクタープラスミドpδU-PGAGBGLおよびpδU-PGAGEGIIを構築した。これらの構築の手順を以下に説明する。   Various cellulase expression cassettes were inserted into the δ integration vector plasmid pδU to construct two cellulase expression δ integration vector plasmids pδU-PGAGBGL and pδU-PGAGEGII. These construction procedures will be described below.

(pδUAGBGLおよびpδUAGEGIIの構築)
上記プラスミドpIHPGBGLおよびpIWPGAGEGIIのそれぞれを鋳型として、プライマーpPGKF(NotI)(配列番号15)およびtAGR(NotI)(配列番号16)を用いて、PCR法により、それぞれのセルラーゼ発現カセットのプロモーター、分泌シグナル、発現酵素遺伝子、および細胞表層提示因子をこの順に含む領域(すなわち、それぞれ、PGKプロモーター、分泌シグナル、β−グルコシダーゼ1遺伝子、α−アグルチニン遺伝子の3’側半分の領域;PGKプロモーター、分泌シグナル、セロビオヒドロラーゼII遺伝子、α−アグルチニン遺伝子の3’側半分の領域;ならびにPGKプロモーター、分泌シグナル、エンドグルカナーゼII遺伝子、α−アグルチニン遺伝子の3’側半分の領域がその記載の順に配置されている)を増幅した。
(Construction of pδUAGBGL and pδUAGEGII)
Using the plasmids pIHPGBGL and pIWPGAGEGII as templates, primers pPGKF (NotI) (SEQ ID NO: 15) and tAGR (NotI) (SEQ ID NO: 16), respectively, by PCR, the promoter of each cellulase expression cassette, secretion signal, A region containing an expressed enzyme gene and a cell surface display factor in this order (ie, a PGK promoter, a secretion signal, a β-glucosidase 1 gene, a region on the 3 ′ half of the α-agglutinin gene; PGK promoter, secretion signal, cello (The region of the 3 ′ half of the biohydrolase II gene and the α-agglutinin gene; and the region of the 3 ′ half of the PGK promoter, secretion signal, endoglucanase II gene, and α-agglutinin gene are arranged in the order of description) Was amplified.

上記pδUのNotIサイトに上記のそれぞれのセルラーゼ発現カセットを挿入し、得られたプラスミドをそれぞれpδUAGBGLおよびpδUAGEGIIと命名した。プラスミドのそれぞれの模式図を図2に示す(A:pδUAGBGL、B:pδUAGEGII)。これらのセルラーゼ発現カセットから発現するβ−グルコシダーゼ1およびエンドグルカナーゼIIは遺伝子が導入された宿主酵母の細胞表層に提示される。   The cellulase expression cassettes described above were inserted into the NotI site of the pδU, and the resulting plasmids were named pδUAGBGL and pδUAGEGII, respectively. A schematic diagram of each plasmid is shown in FIG. 2 (A: pδUAGBGL, B: pδUAGEGII). Β-glucosidase 1 and endoglucanase II expressed from these cellulase expression cassettes are displayed on the cell surface of the host yeast into which the gene has been introduced.

(実施例2:形質転換酵母の作製)
実施例1で調製したURA3欠損マーカーを有する2種類のプラスミドpδUAGBGLおよびpδUAGEGIIを酵母クルイベロマイセス・マルキアヌスNRBC1777株に共導入した。形質転換酵母のスクリーニングのために、ウラシルを含まず、かつグルコースを単一炭素源とした選択培地プレート上でのコロニー形成の目視観察によるスクリーニングを行い、次いでエンドグルカナーゼ活性およびβ−グルコシダーゼ活性の測定によりスクリーニングを行い、δインテグレーションによる形質転換酵母株KdUEB1、KdUEB2およびKdUEB3の3株を取得した。
(Example 2: Production of transformed yeast)
Two plasmids pδUAGBGL and pδUAGEGII having the URA3 deletion marker prepared in Example 1 were co-introduced into the yeast Kluyveromyces marukinus NRBC1777 strain. For screening of transformed yeast, screening was performed by visual observation of colony formation on a selective medium plate containing no uracil and glucose as a single carbon source, followed by measurement of endoglucanase activity and β-glucosidase activity To obtain 3 strains of transformed yeast strains KdUEB1, KdUEB2 and KdUEB3 by δ integration.

なお、菌体のエンドグルカナーゼ活性の測定は、以下のように行った:
(1)酵母菌体をYPD培地5mLに植菌し、72時間培養;
(2)菌体を蒸留水で2回洗浄;
(3)反応液250μL(組成:1% CMC(カルボキシメチルセルロース;シグマ−アルドリッチ社製) 200μL;酵母50μL)を調製し、50℃にて6時間反応;
(4)反応後のサンプルを遠心し、上清100μLにSomogyi銅試薬(シグマ−アルドリッチ社製)100μLを混合し、100℃にて20分間インキュベート後、直ちに氷上で冷却;
(5)冷却後、Nelson試薬(シグマ−アルドリッチ社製)250μLを混合して還元銅沈殿を溶解、発色;
(6)30分間静置後、20℃にて14,000rpmで10分間遠心し、上清250μLに蒸留水625μLを混合し、520nmでの吸光度を測定。1分間で1μmolのグルコース換算還元糖を遊離する酵素量を1Uとする。
In addition, the endoglucanase activity of the bacterial cells was measured as follows:
(1) Inoculate yeast cells in 5 mL of YPD medium and culture for 72 hours;
(2) Washing the cells twice with distilled water;
(3) Prepare a reaction solution 250 μL (composition: 1% CMC (carboxymethylcellulose; Sigma-Aldrich) 200 μL; yeast 50 μL) and react at 50 ° C. for 6 hours;
(4) The sample after the reaction is centrifuged, 100 μL of the supernatant is mixed with 100 μL of Somogyi copper reagent (Sigma-Aldrich), incubated at 100 ° C. for 20 minutes, and then immediately cooled on ice;
(5) After cooling, 250 μL of Nelson reagent (manufactured by Sigma-Aldrich) is mixed to dissolve and develop the reduced copper precipitate;
(6) After standing for 30 minutes, the mixture was centrifuged at 14,000 rpm for 10 minutes at 20 ° C., 625 μL of distilled water was mixed with 250 μL of the supernatant, and the absorbance at 520 nm was measured. The amount of enzyme that liberates 1 μmol of glucose converted reducing sugar in 1 minute is defined as 1 U.

菌体のβ−グルコシダーゼ活性の測定は、以下のように行った:
(1)酵母菌体をYPD培地5mLに植菌し、72時間培養;
(2)菌体を蒸留水で2回洗浄;
(3)反応液1000μL(組成:10mM pNPG(p−ニトロフェニル−β−D−グルコシド;シグマ−アルドリッチ社製) 100μL;1M NaAc(pH5.0)50μL;酵母333μL;蒸留水517μL)を調製し、30℃にて30分間反応;
(4)反応後のサンプルを遠心し、上清500μLに3M NaCO 500μLを混合し、400nmでの吸光度を測定。1分間で1μmolのpNPを遊離する酵素量を1Uとする。
The measurement of the β-glucosidase activity of the bacterial cells was performed as follows:
(1) Inoculate yeast cells in 5 mL of YPD medium and culture for 72 hours;
(2) Washing the cells twice with distilled water;
(3) Prepare 1000 μL of reaction solution (composition: 10 mM pNPG (p-nitrophenyl-β-D-glucoside; Sigma-Aldrich) 100 μL; 50 μL of 1M NaAc (pH 5.0); 333 μL of yeast; 517 μL of distilled water) Reaction at 30 ° C. for 30 minutes;
(4) The sample after the reaction is centrifuged, 500 μL of 3M Na 2 CO 3 is mixed with 500 μL of the supernatant, and the absorbance at 400 nm is measured. The amount of enzyme that releases 1 μmol of pNP in 1 minute is defined as 1 U.

(実施例3:形質転換酵母への遺伝子の導入の確認)
実施例2で得られた形質転換酵母株について、共導入したβ−グルコシダーゼ1遺伝子およびエンドグルカナーゼII遺伝子の導入をリアルタイムPCR法により確認した。
(Example 3: Confirmation of gene introduction into transformed yeast)
About the transformed yeast strain obtained in Example 2, introduction of the co-introduced β-glucosidase 1 gene and endoglucanase II gene was confirmed by a real-time PCR method.

リアルタイムPCRは、次のように実施した:
(1)酵母菌体をSD培地5mLに植菌し、24時間培養;
(2)菌体を蒸留水で2回洗浄;
(3)菌体に破砕用緩衝液(100mM NaCl;1mM EDTA;2% Triton−X;1% SDS;10mM Tris−HCl)200μL、PCI(フェノール:クロロホルム:イソアミルアルコール=25:24:1)溶液200μLおよびガラスビーズ(φ0.5mm;安井器械株式会社製)400μLを添加し、混合してマルチビーズショッカー(安井器械株式会社製)で処理;
(4)処理液に、PCI溶液200μLおよび蒸留水200μLを添加し、混合して遠心;
(5)上清を回収し、RNase処理;
(6)PCI処理、エタノール沈殿後、沈殿をTE緩衝液20μLに溶解(ゲノムDNA溶液);
(7)酵母のゲノムDNA溶液のDNA濃度を測定後、ゲノムDNAをNotIにより制限酵素処理し、PCI処理、エタノール沈殿後、沈殿をTE緩衝液20μLに溶解(制限酵素処理ゲノムDNA溶液);
(8)制限酵素処理ゲノムDNA溶液を鋳型としてリアルタイムPCR(BGL1遺伝子増幅用PCRプライマー:配列番号17および18に示す塩基配列からなる;EGII遺伝子増幅用PCRプライマー:配列番号19および20に示す塩基配列からなる;内在性ホスホグリセリン酸キナーゼ(PGK)遺伝子増幅用PCRプライマー:配列番号21および22に示す塩基配列からなる)を行う。
Real-time PCR was performed as follows:
(1) Inoculate yeast cells in 5 mL of SD medium and culture for 24 hours;
(2) Washing the cells twice with distilled water;
(3) Buffer solution (100 mM NaCl; 1 mM EDTA; 2% Triton-X; 1% SDS; 10 mM Tris-HCl) 200 μL, PCI (phenol: chloroform: isoamyl alcohol = 25: 24: 1) solution in cells 200 μL and 400 μL of glass beads (φ0.5 mm; manufactured by Yasui Kikai Co., Ltd.) are added, mixed and treated with a multi-bead shocker (manufactured by Yasui Kikai Co., Ltd.);
(4) Add 200 μL of PCI solution and 200 μL of distilled water to the treatment solution, mix and centrifuge;
(5) The supernatant is collected and treated with RNase;
(6) After PCI treatment and ethanol precipitation, the precipitate is dissolved in 20 μL of TE buffer (genomic DNA solution);
(7) After measuring the DNA concentration of the yeast genomic DNA solution, the genomic DNA is treated with restriction enzyme NotI, and after PCI treatment and ethanol precipitation, the precipitate is dissolved in 20 μL of TE buffer (restriction enzyme-treated genomic DNA solution);
(8) Real-time PCR using a restriction enzyme-treated genomic DNA solution as a template (BGL1 gene amplification PCR primer: consisting of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 17 and 18; EGII gene amplification PCR primer: the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 19 and 20) PCR primer for amplification of endogenous phosphoglycerate kinase (PGK) gene: consisting of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 21 and 22).

結果を図3に示す。導入したセルラーゼ遺伝子のコピー数は、内在性のホスホグリセリン酸キナーゼ(PGK)遺伝子のコピー数に対する相対量として表す。   The results are shown in FIG. The copy number of the introduced cellulase gene is expressed as a relative amount with respect to the copy number of the endogenous phosphoglycerate kinase (PGK) gene.

図3から、KdUEB1、KdUEB2およびKdUEB3のうち、KdUEB1は、EGII遺伝子のコピー数が最も多かったが、BGL1遺伝子のコピー数は最も少なかった。KdUEB3は、BGL1遺伝子のコピー数が最も多かったが、EGII遺伝子のコピー数は最も少なかった。いずれの株もβ−グルコシダーゼ1遺伝子およびエンドグルカナーゼII遺伝子が導入されていることが確認された。   From FIG. 3, among KdUEB1, KdUEB2 and KdUEB3, KdUEB1 had the highest number of copies of the EGII gene, but the copy number of the BGL1 gene was the smallest. KdUEB3 had the highest copy number of the BGL1 gene, but the lowest copy number of the EGII gene. It was confirmed that all strains were introduced with β-glucosidase 1 gene and endoglucanase II gene.

(実施例4:形質転換酵母を用いたセロビオースからのエタノール発酵)
実施例2で得られたクルイベロマイセス・マルキアヌスの形質転換酵母株KdUEB1、KdUEB2およびKdUEB3が、セロビオースを糖源として高温でエタノール発酵できるかどうかを検討した。10g/Lの酵母抽出物、20g/Lのポリペプトンおよび0.5g/Lの二硫酸カリウムに加えて、糖源として50g/Lのセロビオースを含む培地を発酵に用いた。OD600=20の初期菌体濃度で嫌気条件下、40℃および42℃の各温度にて発酵を行った。発酵には、参考例と同様に種培養と本培養とを経た酵母を用いた。発酵過程の培地中のセロビオースの濃度を、HPLCにより測定し、エタノールの濃度を、HPLCまたはGCにより測定した。結果を図4に示す。四角はKdUEB1株、丸はKdUEB2株、および菱形はKdUEB3株の結果をそれぞれ表す。白抜きはセロビオース濃度、および黒塗りはエタノール濃度をそれぞれ表す。各値に付したバーは標準偏差を表す。
(Example 4: Ethanol fermentation from cellobiose using transformed yeast)
It was examined whether the transformed yeast strains KdUEB1, KdUEB2, and KdUEB3 of Kluyveromyces marukinus obtained in Example 2 can be fermented with ethanol at high temperatures using cellobiose as a sugar source. In addition to 10 g / L yeast extract, 20 g / L polypeptone and 0.5 g / L potassium disulfate, a medium containing 50 g / L cellobiose as a sugar source was used for the fermentation. Fermentation was carried out at an initial cell concentration of OD 600 = 20 under anaerobic conditions at temperatures of 40 ° C. and 42 ° C. For the fermentation, as in the reference example, yeast that had undergone seed culture and main culture was used. The concentration of cellobiose in the medium during fermentation was measured by HPLC, and the concentration of ethanol was measured by HPLC or GC. The results are shown in FIG. Squares represent the results of the KdUEB1 strain, circles represent the results of the KdUEB2 strain, and diamonds represent the results of the KdUEB3 strain. White indicates the cellobiose concentration, and black indicates the ethanol concentration. The bar attached to each value represents the standard deviation.

図4から明らかなように、40℃および42℃の高温においても、クルイベロマイセス・マルキアヌスのエンドグルカナーゼII遺伝子およびβ−グルコシダーゼ1遺伝子による形質転換酵母株は、セロビオースを糖源として、増殖し、エタノールを生産することが確認された。また、いずれの形質転換酵母株も40℃から42℃への温度の上昇により発酵能が向上することが明らかになった。さらに、いずれの温度においてもβ−グルコシダーゼ1の発現が最も高かったKdUEB3は、発酵初期のエタノール生産速度は最も高かったが、エタノールの最終収率は最も低かった。これは、β−グルコシダーゼ1によるセロビオースの糖化により生成したグルコースがβ−グルコシダーゼ1の活性を阻害したためと考えられる。   As is clear from FIG. 4, even at high temperatures of 40 ° C. and 42 ° C., the transformed yeast strains of Kluyveromyces marukinus with endoglucanase II gene and β-glucosidase 1 gene grow using cellobiose as a sugar source. , Confirmed to produce ethanol. Moreover, it became clear that any transformant yeast strain | stump | stock improves fermentability by the temperature rise from 40 degreeC to 42 degreeC. Furthermore, KdUEB3, which had the highest expression of β-glucosidase 1 at any temperature, had the highest ethanol production rate at the beginning of fermentation, but the lowest ethanol yield. This is thought to be because glucose produced by saccharification of cellobiose by β-glucosidase 1 inhibited the activity of β-glucosidase 1.

(実施例5:形質転換酵母を用いたβ−グルカンからのエタノール発酵)
実施例2で得られたクルイベロマイセス・マルキアヌスの形質転換酵母株KdUEB1が、β−グルカンを糖源として高温でエタノール発酵できるかどうかを検討した。10g/Lの酵母抽出物、20g/Lのポリペプトンおよび0.5g/Lの二硫酸カリウムに加えて、糖源として10g/Lのβ−グルカンを含む培地を発酵に用いた。OD600=20の初期菌体濃度で嫌気条件下、40℃、42℃および45℃の各温度にて発酵を行った。発酵過程の培地中のセロビオースの濃度を、HPLCにより測定し、エタノールの濃度を、HPLCまたはGCにより測定した。結果を図5に示す。四角は40℃、丸は42℃、および菱形は45℃の結果をそれぞれ表す。白抜きはβ−グルカン濃度、および黒塗りはエタノール濃度をそれぞれ表す。各値に付したバーは標準偏差を表す。
(Example 5: Ethanol fermentation from β-glucan using transformed yeast)
It was examined whether the transformed yeast strain KdUEB1 of Kluyveromyces marukinus obtained in Example 2 can be ethanol-fermented at high temperatures using β-glucan as a sugar source. In addition to 10 g / L yeast extract, 20 g / L polypeptone and 0.5 g / L potassium disulfate, a medium containing 10 g / L β-glucan as a sugar source was used for fermentation. Fermentation was performed at an initial microbial cell concentration of OD 600 = 20 at each temperature of 40 ° C., 42 ° C., and 45 ° C. under anaerobic conditions. The concentration of cellobiose in the medium during fermentation was measured by HPLC, and the concentration of ethanol was measured by HPLC or GC. The results are shown in FIG. Squares represent results at 40 ° C, circles at 42 ° C, and diamonds at 45 ° C. White indicates the β-glucan concentration, and black indicates the ethanol concentration. The bar attached to each value represents the standard deviation.

図5から明らかなように、40℃、42℃および45℃の高温においても、クルイベロマイセス・マルキアヌスのエンドグルカナーゼII遺伝子およびβ−グルコシダーゼ1遺伝子による形質転換酵母株は、β−グルカンを糖源として、増殖し、エタノールを生産することが確認された。また、β−グルカンを糖源とした場合も、40℃から42℃、42℃から45℃へと温度が上昇すると発酵能が向上することが明らかになった。45℃では、発酵初期のエタノール生産速度も、エタノールの最終収率も最も高かった。   As is apparent from FIG. 5, even at high temperatures of 40 ° C., 42 ° C. and 45 ° C., the transformed yeast strains of Kluyveromyces marukinus endoglucanase II gene and β-glucosidase 1 gene As a source, it was confirmed to grow and produce ethanol. In addition, when β-glucan was used as a sugar source, it became clear that the fermentation ability was improved when the temperature increased from 40 ° C. to 42 ° C. and from 42 ° C. to 45 ° C. At 45 ° C., the ethanol production rate at the beginning of fermentation and the final yield of ethanol were the highest.

セルロース系バイオマスからのバイオ燃料(エタノール、ブタノール、イソプレノイドなど)や化学品ポリマー原料(イソプロパノール、アミノ酸、有機酸、キノン類など)の生産に応用することができる。バイオマスの有効利用は、環境への負荷を低減するだけでなく、化石資源の利用によるCO排出を抑制することが期待できる。 It can be applied to the production of biofuels (ethanol, butanol, isoprenoids, etc.) and chemical polymer raw materials (isopropanol, amino acids, organic acids, quinones, etc.) from cellulosic biomass. Effective use of biomass can be expected not only to reduce the environmental burden, but also to suppress CO 2 emissions due to the use of fossil resources.

Claims (10)

バイオマスからのエタノールの生産方法であって、
セルロース分解酵素の少なくとも2種を発現する形質転換クルイベロマイセス属酵母をバイオマスと混合し、培養する工程
を含む、方法。
A method for producing ethanol from biomass,
A method comprising the step of mixing and culturing transformed Kluyveromyces yeast expressing at least two types of cellulolytic enzymes with biomass.
前記セルロース分解酵素の少なくとも2種を発現する形質転換クルイベロマイセス属酵母が、セルロース分解酵素の少なくとも2種を細胞表層に提示する形質転換クルイベロマイセス属酵母である、請求項1に記載の方法。   The transformed Kluyveromyces yeast that expresses at least two of the cellulolytic enzymes is a transformed Kluyveromyces yeast that presents at least two of the cellulolytic enzymes on the cell surface. the method of. 前記少なくとも2種のセルロース分解酵素が、セルロース加水分解様式が異なる酵素の組合せである、請求項1または2に記載の方法。   The method according to claim 1 or 2, wherein the at least two cellulolytic enzymes are a combination of enzymes having different modes of cellulose hydrolysis. 前記セルロース加水分解様式が異なる酵素の組合せが、エンドグルカナーゼ、セロビオヒドロラーゼ、およびβ−グルコシダーゼからなる群から選択される、請求項3に記載の方法。   4. The method of claim 3, wherein the combination of enzymes with different modes of cellulose hydrolysis is selected from the group consisting of endoglucanase, cellobiohydrolase, and β-glucosidase. 前記セルロース加水分解様式が異なる酵素の組合せが、エンドグルカナーゼ、セロビオヒドロラーゼ、およびβ−グルコシダーゼの組合せである、請求項4に記載の方法。   The method according to claim 4, wherein the combination of enzymes having different cellulose hydrolysis modes is a combination of endoglucanase, cellobiohydrolase, and β-glucosidase. 前記形質転換クルイベロマイセス属酵母において、前記少なくとも2種のセルロース分解酵素をコードする遺伝子が、酵母δ配列による組み込みによって共導入されている、請求項1から5のいずれかの項に記載の方法。   6. The transformed Kluyveromyces genus yeast according to claim 1, wherein the genes encoding the at least two cellulolytic enzymes are co-introduced by integration with a yeast δ sequence. Method. 前記培養する工程が、40℃以上で行われる、請求項1から6のいずれかの項に記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the culturing step is performed at 40 ° C or higher. 前記形質転換クルイベロマイセス属酵母が、形質転換クルイベロマイセス・マルキアヌスである、請求項1から7のいずれかの項に記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the transformed Kluyveromyces genus yeast is transformed Kluyveromyces marcianus. セルロース分解酵素の少なくとも2種を発現する、形質転換クルイベロマイセス属酵母。   A transformed Kluyveromyces yeast that expresses at least two cellulolytic enzymes. セルロース分解酵素の少なくとも2種を発現する、形質転換クルイベロマイセス・マルキアヌス。   Transformed Kluyveromyces marukinus expressing at least two cellulolytic enzymes.
JP2010027196A 2010-02-10 2010-02-10 Method for producing ethanol from cellulose at high temperature Pending JP2011160727A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010027196A JP2011160727A (en) 2010-02-10 2010-02-10 Method for producing ethanol from cellulose at high temperature

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010027196A JP2011160727A (en) 2010-02-10 2010-02-10 Method for producing ethanol from cellulose at high temperature

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011160727A true JP2011160727A (en) 2011-08-25

Family

ID=44592150

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010027196A Pending JP2011160727A (en) 2010-02-10 2010-02-10 Method for producing ethanol from cellulose at high temperature

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2011160727A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9751917B2 (en) 2013-03-25 2017-09-05 National University Corporation Kobe University Polynucleotide for cell surface layer expression

Non-Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JPN6014024913; HONG, J. et al.: '"Construction of thermotolerant yeast expressing thermostable cellulase genes."' JOURNAL OF BIOTECHNOLOGY Vol.130, No.2, 20070715, P.114-123 *
JPN6014024914; FUJITA, Y. et al.: '"Synergistic saccharification, and direct fermentation to ethanol, of amorphous cellulose by use of' APPLIED AND ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY Vol.70, No.2, 200402, P.1207-1212 *
JPN6014024915; WANG, Y.C.M. et al.: '"Sequential cloned gene integration in the yeast Kluyveromyces lactis."' APPLIED MICROBIOLOGY AND BIOTECHNOLOGY Vol.62, No.5-6, 200310, P.523-527 *
JPN6014024916; BANAT, I.M. et al.: '"Isolation of thermotolerant, fermentative yeasts growing at 52°C and producing ethanol at 45°C an' WORLD JOURNAL OF MICROBIOLOGY AND BIOTECHNOLOGY Vol.8, No.3, 199205, P.259-263 *
JPN6014024917; LEE, F.W.F. et al.: '"Improved efficiency and stability of multiple cloned gene insertions at the delta sequences of Sacc' APPLIED MICROBIOLOGY AND BIOTECHNOLOGY Vol.48, No.3, 199709, P.339-345 *
JPN6014024918; YANASE, S. et al.: '"Direct ethanol production from cellulosic materials at high temperature using the thermotolerant ye' APPLIED MICROBIOLOGY AND BIOTECHNOLOGY Vol.88, No.1, 201009, P.381-388 *
JPN6015008604; NONKLANG, S. et al.: '"High-temperature ethanol fermentation and transformation with linear DNA in the thermotolerant yeas' APPL. ENVIRON. MICROBIOL. Vol.74, No.24, 200812, P.7514-7521 *
JPN6015008605; NONKLANG, S. et al.: '"Construction of flocculent Kluyveromyces marxianus strains suitable for high-temperature ethanol fe' BIOSCI. BIOTECHNOL. BIOCHEM. Vol.73, No.5, 200905, P.1090-1095 *
JPN6015008606; ABDEL-BANAT, B.M. et al.: '"Random and targeted gene integrations through the control of non-homologous end joining in the yeas' YEAST Vol.27, No.1, 201001, P.29-39 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9751917B2 (en) 2013-03-25 2017-09-05 National University Corporation Kobe University Polynucleotide for cell surface layer expression

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11332728B2 (en) Yeast strains for the expression and secretion of heterologous proteins at high temperatures
US10294484B2 (en) Yeast expressing saccharolytic enzymes for consolidated bioprocessing using starch and cellulose
US9206434B2 (en) Heterologous biomass degrading enzyme expression in thermoanaerobacterium saccharolyticum
JP6537076B2 (en) Secretion signal peptide and protein secretion and cell surface display using the same
CA2891417A1 (en) Recombinant fungal polypeptides
US20130280764A1 (en) Method of improving the activity of cellulase enzyme mixtures in the saccharification (ligno)cellulosic material
JP6335161B2 (en) Polynucleotide for cell surface expression
WO2009139349A1 (en) Method for introduction of gene into yeast cell, and vector for the method
JP5616226B2 (en) Production and use of yeast with enhanced cellulose hydrolyzing power
WO2010101158A1 (en) Novel gene derived from clostridium cellulovorans and use thereof
JP5771920B2 (en) Thermostable cellobiohydrolase and use thereof
US9243042B2 (en) Protein for constructing protein complex from Clostridium thermocellum, and use thereof
JP2011160727A (en) Method for producing ethanol from cellulose at high temperature
JP5810489B2 (en) Protein having cellulase activity and use thereof
JP2014504877A (en) Advanced fermentation of cellodextrin and β-D-glucose
JP5780576B2 (en) Cellulolytic yeast and production method thereof
JP2021090384A (en) Transformed yeast that expresses cellulase on cell surface layer
JP5434689B2 (en) Cellulase complex and use thereof
JP7319652B2 (en) protein cell surface expressing yeast
JP2012039966A (en) Protein having cellobiohydrolase activity with inactivated cellulose binding domain
US8557586B2 (en) Cellulose degradable yeast and method for production thereof
JP2012065604A (en) Recombinant yeast and method of producing ethanol
JP2011234683A (en) Yeast with enhanced saccharification power of cellulose
JP2011147360A (en) Eukaryotic microorganism for producing protein using dockerin-cohesin binding and use of the same
WO2015132442A1 (en) Polypeptides with cellulase activity

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130205

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20130205

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20130627

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140618

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140624

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140813

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20150310