JP2013243953A - Xylanase and method for producing sugar therewith - Google Patents

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望 柴田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method which can more efficiently and economically saccharify biomass.SOLUTION: There is provided an isolated or purified protein which has xylanase activity and comprises an amino acid sequence selected from (a) to (c), i.e., (a) an amino acid sequence shown by a specific sequence, (b) an amino acid sequence having the same sequence of ≥85% as the amino acid sequence shown by the specific sequence, and (c) the amino acid sequence represented by the specific sequence, wherein at least one amino acid is deleted, replaced or added.

Description

本発明は、新規キシラナーゼおよび該キシラナーゼを用いた糖の製造方法に関する。   The present invention relates to a novel xylanase and a method for producing a sugar using the xylanase.

セルロースを含有するバイオマス材料(以下、「バイオマス」ということがある)中のセルロースから糖を製造し、それを発酵法などでエタノールや乳酸などへ変換する技術は以前より知られている。さらに近年、環境問題への取り組みの観点から、バイオマスを資源として効率よく利用する技術の開発が注目されている。   A technique for producing sugar from cellulose in a biomass material containing cellulose (hereinafter sometimes referred to as “biomass”) and converting it into ethanol, lactic acid or the like by a fermentation method has been known. Furthermore, in recent years, development of technology that efficiently uses biomass as a resource has attracted attention from the viewpoint of tackling environmental problems.

バイオマスは、セルロース繊維と、それを取り巻くキシランを主に含むヘミセルロースおよびリグニンから構成されている。バイオマスにおけるセルロースやヘミセルロースの糖化効率を高めるためには、セルロースやヘミセルロースを加水分解する酵素の開発が必要である。また、当該バイオマスからリグニンを除去することが必要である。   Biomass is composed of cellulose fibers and hemicellulose and lignin mainly containing xylan surrounding them. In order to increase the saccharification efficiency of cellulose and hemicellulose in biomass, it is necessary to develop an enzyme that hydrolyzes cellulose and hemicellulose. It is also necessary to remove lignin from the biomass.

バイオマスのセルラーゼによる糖化や、ヘミセルラーゼやリグニナーゼによるバイオマスの酵素分解は、従来から行われている。例えば、セルラーゼにTrichoderma reesei由来のキシラナーゼやアラビノフラノシダーゼなどのヘミセルラーゼが添加された酵素組成物が開発されている(特許文献1)。また、バガス堆肥に存在する微生物群由来のキシラナーゼ活性を有するタンパク質、および当該タンパク質とセルラーゼとをバイオマス資源に反応させることによる糖の製造方法が知られている(特許文献2)。さらに、ノボザイムズ社(Novozymes社)が製造販売しているキシラナーゼ製剤(Cellic(登録商標)HTecなど)も知られている。   Conventionally, saccharification of biomass by cellulase and enzymatic degradation of biomass by hemicellulase and ligninase have been performed. For example, an enzyme composition in which hemicellulase such as Trichoderma reesei-derived xylanase or arabinofuranosidase is added to cellulase has been developed (Patent Document 1). Further, a protein having xylanase activity derived from a microorganism group present in bagasse compost, and a method for producing sugar by reacting the protein and cellulase with biomass resources are known (Patent Document 2). Furthermore, xylanase preparations (such as Cellic (registered trademark) HTec) manufactured and sold by Novozymes are also known.

特表2011−515089号公報Special table 2011-515089 gazette 特開2012−029678号公報JP 2012-029678 A

しかしながら、従来のヘミセルラーゼやキシラナーゼを用いたバイオマスの糖化方法は、糖化効率や単糖の生産性、または酵素コストの面で未だ満足できるものではなかった。さらに、従来のキシラナーゼは、至適pH領域が比較的狭く、そのため適用用途が制限される場合があった。
本発明は、より効率的且つ経済的にバイオマスを糖化することができ、且つ広範囲のpHで作用でき汎用性に優れた新規キシラナーゼ、および該キシラナーゼを用いた糖の製造方法に関する。
However, conventional biomass saccharification methods using hemicellulase or xylanase have not yet been satisfactory in terms of saccharification efficiency, monosaccharide productivity, or enzyme cost. Furthermore, the conventional xylanase has a relatively narrow optimum pH range, which may limit its application.
The present invention relates to a novel xylanase that can saccharify biomass more efficiently and economically, can act in a wide range of pH, and has excellent versatility, and a method for producing sugar using the xylanase.

本発明者らは、広いpH領域において高いキシラナーゼ活性を発揮し得る、Xylanimonas属細菌由来の新規キシラナーゼを見出し、また当該キシラナーゼを用いることによりバイオマスの糖化を効率よく行うことができることを見出したことによって、本発明を完成した。   The present inventors have found a novel xylanase derived from bacteria belonging to the genus Xylanimonas that can exhibit high xylanase activity in a wide pH range, and have found that biomass saccharification can be efficiently performed by using the xylanase. The present invention has been completed.

すなわち、本発明は、下記(a)〜(c)から選ばれるアミノ酸配列からなり、且つキシラナーゼ活性を有する、単離または精製されたタンパク質(以下、「本発明のキシラナーゼ」ということがある。)を提供する。
(a)配列番号2で示されるアミノ酸配列
(b)配列番号2で示されるアミノ酸配列と85%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列
(c)配列番号2で示されるアミノ酸配列において、1〜複数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列
That is, the present invention is an isolated or purified protein comprising an amino acid sequence selected from the following (a) to (c) and having xylanase activity (hereinafter sometimes referred to as “the xylanase of the present invention”). I will provide a.
(A) Amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 (b) Amino acid sequence having 85% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 (c) In the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, Amino acid sequence with one amino acid deleted, substituted or added

また、本発明は、上記本発明のキシラナーゼを含む、バイオマス糖化用酵素製剤(以下、「本発明の酵素製剤」ということがある。)を提供する。   The present invention also provides an enzyme preparation for biomass saccharification (hereinafter sometimes referred to as “enzyme preparation of the present invention”) containing the xylanase of the present invention.

さらに、本発明は、バイオマスを、上記本発明の酵素製剤で糖化する工程を含む糖の製造方法(以下、「本発明の糖の製造方法」ということがある。)を提供する。   Furthermore, the present invention provides a method for producing sugar (hereinafter sometimes referred to as “the method for producing a sugar of the present invention”) including a step of saccharifying biomass with the enzyme preparation of the present invention.

本発明は、広いpH領域において高いキシラナーゼ活性を有するキシラナーゼを提供する。当該キシラナーゼを使用することによって、市販のキシラナーゼ製剤などの公知のキシラナーゼまたはそれを含む組成物を使用する場合と比べて、より効率のよいバイオマスの糖化を実現することができる。したがって、当該キシラナーゼを用いる本発明の酵素製剤および糖の製造方法によれば、バイオマスから効率的且つ安価に糖を製造することができる。   The present invention provides a xylanase having high xylanase activity in a wide pH range. By using the xylanase, it is possible to realize more efficient saccharification of biomass than when using a known xylanase such as a commercially available xylanase preparation or a composition containing the same. Therefore, according to the enzyme preparation and the sugar production method of the present invention using the xylanase, sugar can be produced efficiently and inexpensively from biomass.

各種酵素製剤によるバイオマスからの生成糖量。Amount of sugar produced from biomass by various enzyme preparations.

本明細書において、塩基配列およびアミノ酸配列の配列同一性は、Lipman−Pearson法(Science, 1985, 227:1435-1441)によって計算される。具体的には、遺伝情報処理ソフトウェアGenetyx−Winのホモロジー解析(Search homology)プログラムを用いて、Unit size to compare(ktup)を2として解析を行うことにより算出される。   In this specification, the sequence identity of a base sequence and an amino acid sequence is calculated by Lipman-Pearson method (Science, 1985, 227: 1435-1441). Specifically, it is calculated by performing an analysis with Unit size to compare (ktup) as 2, using a homology analysis (Search homology) program of genetic information processing software Genetyx-Win.

また、本明細書において、「1〜複数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加された配列」としては、1〜50個、好ましくは1〜40個、より好ましくは1〜30個、さらに好ましくは1〜20個、さらにより好ましくは1〜10個、なお好ましくは1〜5個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加された配列が挙げられる。本明細書において、「1〜複数個の塩基が欠失、置換若しくは付加された配列」としては、1〜150個、好ましくは1〜120個、より好ましくは1〜90個、さらに好ましくは1〜60個、さらにより好ましくは1〜30個、なお好ましくは1〜15個、さらになお好ましくは1〜10個の塩基が欠失、置換若しくは付加された配列が挙げられる。   In the present specification, “a sequence in which one to a plurality of amino acids are deleted, substituted or added” is 1 to 50, preferably 1 to 40, more preferably 1 to 30, more preferably. 1 to 20, more preferably 1 to 10, still more preferably 1 to 5 amino acid sequences deleted, substituted or added. In the present specification, “the sequence from which one to a plurality of bases are deleted, substituted or added” is 1-150, preferably 1-120, more preferably 1-90, and even more preferably 1. -60, even more preferably 1-30, still more preferably 1-15, still more preferably 1-10 bases are deleted, substituted or added.

本明細書において、「バイオマス」とは、植物や藻類が生産するヘミセルロース成分を含むセルロース系および/またはリグノセルロース系バイオマスをいう。バイオマスの具体例としては、カラマツやヌマスギ等の針葉樹や、アブラヤシ(幹部)、ヒノキ等の広葉樹などから得られる各種木材;ウッドチップなどの木材の加工物または粉砕物;木材から製造されるウッドパルプ、綿の種子の周囲の繊維から得られるコットンリンターパルプなどのパルプ類;新聞紙、ダンボール、雑誌、上質紙などの紙類;バガス(サトウキビの搾りかす)、パーム空果房(EFB)、稲わら、とうもろこし茎若しくは葉などの植物の茎、葉、果房など;籾殻、パーム殻、ココナッツ殻などの植物殻類、藻類などからなる群より選ばれる1種以上が挙げられる。このうち、入手容易性および原料コストの観点から、木材、木材の加工物または粉砕物、植物の茎、葉、果房などが好ましく、バガス、EFB、アブラヤシ(幹部)がより好ましく、バガスがさらに好ましい。上記バイオマスは、単独でまたは2種以上を混合して使用してもよい。また上記バイオマスは乾燥されていてもよい。   In this specification, “biomass” refers to cellulosic and / or lignocellulosic biomass containing hemicellulose components produced by plants and algae. Specific examples of biomass include various types of wood obtained from conifers such as larch and cedar, and broad-leaved trees such as oil palm (stems) and cypress; processed or pulverized products of wood such as wood chips; wood pulp produced from wood Pulp such as cotton linter pulp obtained from fibers around cotton seeds; Paper such as newspaper, cardboard, magazines, fine paper; bagasse (sugar cane residue), palm empty fruit bunch (EFB), rice straw Stalks of plants such as corn stalks or leaves, leaves, fruit bunches, etc .; plant shells such as rice husks, palm husks, coconut husks, algae and the like. Of these, from the viewpoints of availability and raw material costs, wood, processed or pulverized wood, plant stems, leaves, fruit bunches, etc. are preferred, bagasse, EFB, oil palm (stem) are more preferred, and bagasse is further. preferable. You may use the said biomass individually or in mixture of 2 or more types. The biomass may be dried.

本明細書において、「キシラナーゼ活性」とは、キシラン中のキシロースβ−1,4−グリコシド結合を加水分解する活性をいう。タンパク質のキシラナーゼ活性は、例えば、キシランを基質として当該タンパク質と反応させ、キシラン分解産物の生成量を測定することによって決定することができる。キシラナーゼ活性の測定の具体的手順は、後述の実施例に詳述されている。   In the present specification, “xylanase activity” refers to an activity of hydrolyzing a xylose β-1,4-glycoside bond in xylan. The xylanase activity of a protein can be determined, for example, by reacting with the protein using xylan as a substrate and measuring the amount of xylan degradation product produced. Specific procedures for measuring xylanase activity are described in detail in the examples below.

(1.キシラナーゼ)
本発明のキシラナーゼは、下記(a)〜(c):
(a)配列番号2で示されたアミノ酸配列;
(b)配列番号2で示されたアミノ酸配列と85%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列;および、
(c)配列番号2で示されたアミノ酸配列において、1〜複数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列、
から選ばれるアミノ酸配列からなり、且つキシラナーゼ活性を有するタンパク質であり得る。
(1. Xylanase)
The xylanase of the present invention includes the following (a) to (c):
(A) the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2;
(B) an amino acid sequence having 85% or more sequence identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2; and
(C) an amino acid sequence in which one to a plurality of amino acids have been deleted, substituted or added in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2,
And a protein having an xylanase activity.

本発明のキシラナーゼは、pH安定性の向上および糖化効率向上の観点から、配列番号2で示されるアミノ酸配列と85%以上、好ましくは90%以上、より好ましくは92%以上、さらに好ましくは95%以上、さらにより好ましくは98%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列からなる。また、本発明のキシラナーゼとしては、pH安定性の向上および糖化効率向上の観点から、配列番号2で示されるアミノ酸配列からなるXylanimonas属細菌(例えばXylanimonas cellulosilytica DSM15894)由来キシラナーゼが好ましい例として挙げられる。   The xylanase of the present invention is 85% or more, preferably 90% or more, more preferably 92% or more, still more preferably 95% from the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 from the viewpoint of improving pH stability and improving saccharification efficiency. As mentioned above, it consists of an amino acid sequence having a sequence identity of 98% or more. Moreover, as a xylanase of this invention, the xylanase derived from the genus Xylanimonas bacteria (for example, Xylanimonas cellulosilytica DSM15894) which consists of an amino acid sequence shown by sequence number 2 is mentioned from a viewpoint of the improvement of pH stability and saccharification efficiency.

配列番号2で示されるアミノ酸配列と85%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列からなり、且つキシラナーゼ活性を有するタンパク質の例としては、配列番号2で示されるアミノ酸配列において1〜複数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなり、且つキシラナーゼ活性を有するタンパク質が挙げられ、例えば、上述した配列番号2で示されるアミノ酸配列からなるXylanimonas属細菌由来キシラナーゼの天然または人工的に作製された変異体が挙げられる。当該変異体は、例えば、上記Xylanimonas属細菌由来キシラナーゼをコードする遺伝子に対して紫外線照射や部位特異的変異導入(Site-Directed Mutagenesis)のような公知の突然変異導入法により突然変異を導入し、当該突然変異を有する遺伝子を発現させ、所望のキシラナーゼ活性を有するタンパク質を選択することによって、作製することができる。このような変異体作製の手順は、当業者に周知である。   An example of a protein comprising an amino acid sequence having 85% or more sequence identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 and having xylanase activity includes one to a plurality of amino acids in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2. Examples include proteins having a deleted, substituted or added amino acid sequence and having xylanase activity. For example, a natural or artificially produced xylanase derived from the genus Xylanimonas belonging to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 described above is used. Mutants. The mutant is, for example, introduced a mutation by a known mutagenesis method such as ultraviolet irradiation or site-directed mutagenesis to the gene encoding the xylanase derived from the genus Xylanimonas, It can be produced by expressing a gene having the mutation and selecting a protein having a desired xylanase activity. The procedure for producing such a mutant is well known to those skilled in the art.

本発明のキシラナーゼは、従来単離または精製されているキシラナーゼと異なるアミノ酸配列を有する。例えば、配列番号2で示される配列と最も配列同一性の高いアミノ酸配列を有する既知のキシラナーゼは、Xylanimicrobium pachnodae由来のキシラナーゼ(App. Environ. Microbiol., 1999, 65(9):4099-4107)であるが、配列番号2のキシラナーゼとの配列同一性は81%である。   The xylanase of the present invention has an amino acid sequence different from that of a conventionally isolated or purified xylanase. For example, a known xylanase having an amino acid sequence having the highest sequence identity with the sequence shown in SEQ ID NO: 2 is xylanase derived from Xylanimicrobium pachnodae (App. Environ. Microbiol., 1999, 65 (9): 4099-4107). However, the sequence identity with the xylanase of SEQ ID NO: 2 is 81%.

好ましくは、本発明のキシラナーゼは、さらに以下の酵素学的性質を有する。
(i)最適反応pH
本明細書において、「キシラナーゼ活性における最適反応pH」とは、50℃においてキシランを分解したときの活性が最大となるpHを意味し、具体的には、後述の実施例に記載の方法により測定される。
本発明のキシラナーゼにおいて、キシラナーゼ活性の最適反応pHは、pH安定性の向上、他酵素とのカクテル化を容易にする観点から、pH5.5〜8.5の範囲であることが好ましく、より好ましくはpH6.0〜8.0、さらに好ましくはpH6.0〜7.5、さらにより好ましくはpH6.0〜7.0である。
(ii) 最大活性
本明細書において、キシラナーゼの「最大活性」とは、50℃における最適反応pHにおけるキシラナーゼ活性をいう。本発明のキシラナーゼの「最大活性」は、糖化効率向上の観点から、好ましくは1000U/mgタンパク質以上、より好ましくは1100U/mgタンパク質以上、さらに好ましくは1200U/mgタンパク質以上、さらに好ましくは1300U/mgタンパク質以上、さらに好ましくは1400U/mgタンパク質以上、さらに好ましくは1500U/mgタンパク質以上である。
(iii)pH依存性
本発明のキシラナーゼは、pH安定性の向上および他酵素とのカクテル化を容易にする観点から、反応温度50℃、pH7.0〜9.0の範囲において最大活性の70%以上であることが好ましく、より好ましくは74%以上である。また、pH7.0〜8.5の範囲において最大活性の75%以上、好ましくは80%以上、より好ましくは85%以上である。ここで、「最大活性」とは、反応温度50℃での最適反応pHにおけるキシラナーゼ活性をいう。
Preferably, the xylanase of the present invention further has the following enzymological properties.
(I) Optimum reaction pH
In the present specification, “optimum reaction pH in xylanase activity” means a pH at which the activity is maximum when xylan is decomposed at 50 ° C., and specifically, measured by the method described in the examples below. Is done.
In the xylanase of the present invention, the optimum reaction pH for xylanase activity is preferably in the range of pH 5.5 to 8.5, more preferably from the viewpoint of improving pH stability and facilitating cocktail formation with other enzymes. Has a pH of 6.0 to 8.0, more preferably a pH of 6.0 to 7.5, and even more preferably a pH of 6.0 to 7.0.
(ii) Maximum Activity In this specification, the “maximum activity” of xylanase refers to the xylanase activity at the optimum reaction pH at 50 ° C. The “maximum activity” of the xylanase of the present invention is preferably 1000 U / mg protein or more, more preferably 1100 U / mg protein or more, still more preferably 1200 U / mg protein or more, more preferably 1300 U / mg, from the viewpoint of improving saccharification efficiency. Protein or higher, more preferably 1400 U / mg protein or higher, more preferably 1500 U / mg protein or higher.
(iii) pH Dependence The xylanase of the present invention has a maximum activity of 70 at a reaction temperature of 50 ° C. and a pH of 7.0 to 9.0 from the viewpoint of improving pH stability and facilitating cocktail formation with other enzymes. % Or more, more preferably 74% or more. Moreover, it is 75% or more of maximum activity in the range of pH 7.0-8.5, Preferably it is 80% or more, More preferably, it is 85% or more. Here, “maximum activity” refers to xylanase activity at an optimum reaction pH at a reaction temperature of 50 ° C.

(iv)最適反応温度
本明細書において、「キシラナーゼ活性における最適反応温度」とは、キシラナーゼ活性が最大となる温度を意味し、具体的には、後述の実施例に記載の方法により測定される。本発明のキシラナーゼにおいて、キシラナーゼ活性の最適反応温度は、好ましくは40℃以上70℃未満、より好ましくは45〜65℃、さらに好ましくは50〜65℃である。
(Iv) Optimum reaction temperature In this specification, “optimum reaction temperature in xylanase activity” means a temperature at which xylanase activity is maximized, and is specifically measured by the method described in the examples below. . In the xylanase of the present invention, the optimum reaction temperature for xylanase activity is preferably 40 ° C. or higher and lower than 70 ° C., more preferably 45 to 65 ° C., and further preferably 50 to 65 ° C.

(2.キシラナーゼの生産方法)
上記本発明のキシラナーゼは、例えば、本発明のキシラナーゼをコードする遺伝子を含むベクターを微生物に導入して得られた形質転換体により生産され得る。したがって、本発明は、本発明のキシラナーゼをコードする遺伝子を含むベクターを含有する形質転換体を培養する工程を含む、キシラナーゼの生産方法(以下、「本発明のキシラナーゼの生産方法」ということがある)を提供する。すなわち、当該形質転換体を適切な培地で培養すれば、形質転換体が含有するベクター上にコードされた遺伝子が発現して、本発明のキシラナーゼが産生される。産生されたキシラナーゼを該培養物から単離または精製することにより、本発明のキシラナーゼを取得することができる。
(2. Production method of xylanase)
The xylanase of the present invention can be produced, for example, by a transformant obtained by introducing a vector containing a gene encoding the xylanase of the present invention into a microorganism. Therefore, the present invention may be referred to as a xylanase production method (hereinafter referred to as “the xylanase production method of the present invention”) comprising a step of culturing a transformant containing a vector containing a gene encoding the xylanase of the present invention. )I will provide a. That is, when the transformant is cultured in an appropriate medium, the gene encoded on the vector contained in the transformant is expressed and the xylanase of the present invention is produced. The xylanase of the present invention can be obtained by isolating or purifying the produced xylanase from the culture.

本発明のキシラナーゼをコードする遺伝子としては、例えば、配列番号1で示される塩基配列からなる遺伝子が挙げられる。あるいは、本発明のキシラナーゼをコードする遺伝子としては、例えば、配列番号1で示される塩基配列と85%以上、好ましくは90%以上、好ましくは95%以上、さらに好ましくは98%以上の配列同一性を有する塩基配列からなる遺伝子、ならびに配列番号1で示される塩基配列において1〜複数個の塩基が欠失、置換若しくは付加された塩基配列が挙げられる。   Examples of the gene encoding the xylanase of the present invention include a gene consisting of the base sequence represented by SEQ ID NO: 1. Alternatively, as a gene encoding the xylanase of the present invention, for example, 85% or more, preferably 90% or more, preferably 95% or more, more preferably 98% or more of the sequence identity with the base sequence represented by SEQ ID NO: 1. And a base sequence in which one or more bases have been deleted, substituted or added in the base sequence represented by SEQ ID NO: 1.

本発明のキシラナーゼをコードする遺伝子は、Xylanimonas属細菌、例えばXylanimonas cellulosilytica(DSM15894)などから、当該分野で用いられる任意の方法を用いて単離することができる。例えば、当該遺伝子は、Xylanimonas属細菌の全ゲノムDNAを抽出した後、配列番号1の塩基配列を元に設計したプライマーを用いたPCRにより標的遺伝子を選択的に増幅し、増幅した遺伝子を精製することで得ることができる。あるいは、当該遺伝子は、本発明のキシラナーゼのアミノ酸配列に基づいて、遺伝子工学的または化学的に合成することができる。   The gene encoding the xylanase of the present invention can be isolated from bacteria belonging to the genus Xylanimonas, such as Xylanimonas cellulosilytica (DSM 15894), using any method used in the art. For example, after extracting the whole genomic DNA of a genus Xylanimonas bacterium, the gene is selectively amplified by PCR using a primer designed based on the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, and the amplified gene is purified. Can be obtained. Alternatively, the gene can be synthesized genetically or chemically based on the amino acid sequence of the xylanase of the present invention.

またあるいは、本発明のキシラナーゼをコードする遺伝子は、上記の手順で単離または合成された遺伝子の塩基配列に対して、上述した紫外線照射や部位特異的変異導入のような公知の突然変異導入法により突然変異を導入することによって、作製することができる。例えば、本発明のキシラナーゼをコードする遺伝子は、配列番号1で示される塩基配列に公知の方法で突然変異導入し、得られた塩基配列を発現させてキシラン分解活性を調べ、所望のキシラン分解活性を有するタンパク質をコードする遺伝子を選択することによって、得ることができる。   Alternatively, the gene encoding the xylanase of the present invention may be a known mutagenesis method such as ultraviolet irradiation or site-directed mutagenesis described above with respect to the base sequence of the gene isolated or synthesized by the above procedure. Can be made by introducing mutations. For example, the gene encoding the xylanase of the present invention is mutated to the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1 by a known method, and the resulting nucleotide sequence is expressed to examine the xylan-degrading activity to obtain the desired xylan-degrading activity. Can be obtained by selecting a gene encoding a protein having

本発明のキシラナーゼをコードする遺伝子を導入すべきベクターの種類としては、特に限定されず、タンパク質産生に通常用いられるベクター、例えばプラスミド、コスミド、ファージ、ウイルス、YAC、BACなどが挙げられる。プラスミドベクターが好ましく、例えば、市販のタンパク質発現用プラスミドベクター、例えばシャトルベクターpHY300PLK、pUC19、pUC119、pBR322(いずれもタカラバイオ株式会社製)などを好適に用いることができる。   The type of vector into which the gene encoding the xylanase of the present invention is to be introduced is not particularly limited, and vectors usually used for protein production such as plasmids, cosmids, phages, viruses, YACs, BACs and the like can be mentioned. A plasmid vector is preferable. For example, commercially available plasmid vectors for protein expression such as shuttle vectors pHY300PLK, pUC19, pUC119, and pBR322 (all manufactured by Takara Bio Inc.) can be preferably used.

上記ベクターは、DNAの複製開始領域を含むDNA断片、および複製起点を含むDNA領域を含み得る。また上記ベクターにおいては、上記本発明のキシラナーゼをコードする遺伝子の上流に、当該遺伝子の転写を開始させるためのプロモーター領域、発現されたタンパクを細胞外へ分泌させるための分泌シグナル領域などの制御配列が作動可能に連結されていてもよい。あるいは、本発明のプラスミドが適切に導入された微生物を選択するための薬剤(アンピシリン、ネオマイシン、カナマイシン、クロラムフェニコールなど)耐性遺伝子がさらに組み込まれていてもよい。上記制御配列の例としては、S237eglプロモーターおよびシグナル配列(Biosci. Biotechnol. Biochem., 2000, 64(11):2281-9)、ならびにBacillus sp. KSM−S237株(FERM BP−7875)およびBacillus sp. KSM−64株(FERM BP−2886)由来のセルラーゼ遺伝子の転写開始制御領域、翻訳開始領域および分泌シグナルペプチド領域が挙げられる。あるいは、当該制御領域としては、配列番号3で示される塩基配列の塩基番号1〜662の塩基配列、配列番号4で示される塩基配列からなるセルラーゼ遺伝子の塩基番号1〜696の塩基配列、またはこれらの塩基配列に対して70%以上、好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上、さらに好ましくは95%以上、さらにより好ましくは98%以上の配列同一性を有し且つ転写開始制御機能、翻訳開始制御機能および分泌シグナルペプチドとしての機能を有する塩基配列が挙げられる。キシラナーゼ遺伝子と上記制御配列、薬剤耐性遺伝子との連結は、SOE(splicing by overlap extension)−PCR法(Gene, 1989, 77:61-68)などの方法によって行うことができる。プラスミドベクターへの遺伝子の導入手順は、当該分野で周知である。   The vector may include a DNA fragment containing a DNA replication initiation region and a DNA region containing a replication origin. In the above vector, upstream of the gene encoding the xylanase of the present invention, a control region such as a promoter region for initiating transcription of the gene and a secretory signal region for secreting the expressed protein outside the cell. May be operably connected. Alternatively, a drug resistance gene (such as ampicillin, neomycin, kanamycin, chloramphenicol) for selecting a microorganism into which the plasmid of the present invention has been appropriately introduced may be further incorporated. Examples of the control sequences include S237egl promoter and signal sequence (Biosci. Biotechnol. Biochem., 2000, 64 (11): 2281-9), and Bacillus sp. KSM-S237 strain (FERM BP-7875) and Bacillus sp. Examples include the transcription initiation regulatory region, translation initiation region and secretory signal peptide region of the cellulase gene derived from the KSM-64 strain (FERM BP-2886). Alternatively, as the control region, the base sequence of base numbers 1 to 662 of the base sequence represented by SEQ ID NO: 3, the base sequence of base numbers 1 to 696 of the cellulase gene comprising the base sequence represented by SEQ ID NO: 4, or these Having a sequence identity of 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more, even more preferably 95% or more, and even more preferably 98% or more, and a transcription initiation control function, Examples thereof include a base sequence having a translation initiation control function and a function as a secretory signal peptide. The xylanase gene can be linked to the above regulatory sequences and drug resistance genes by a method such as SOE (splicing by overlap extension) -PCR (Gene, 1989, 77: 61-68). The procedure for introducing a gene into a plasmid vector is well known in the art.

本明細書において、遺伝子と制御配列が「作動可能に連結されている」とは、当該制御領域による制御の下に発現し得るように当該遺伝子が配置されていることをいう。   In the present specification, “operably linked” between a gene and a regulatory sequence means that the gene is arranged so that it can be expressed under the control of the regulatory region.

次いで、構築された上記ベクターを微生物に導入し、形質転換体を得る。導入のための微生物としては、Staphylococcus属、Enterococcus属、Listeria属、Bacillus属に属する細菌などが挙げられるが、このうち、Bacillus属細菌、例えば枯草菌またはその変異株(例えば、特開2006−174707号公報に記載のプロテアーゼ9重欠損株KA8AXなど)が好ましい。導入の方法としては、プロトプラスト法、エレクトロポレーション法などの当該分野で通常使用される方法を用いることができる。導入が適切に行われた株を薬剤耐性などを指標に選択することで、目的の形質転換体を得ることができる。   Next, the constructed vector is introduced into a microorganism to obtain a transformant. Examples of the microorganism for introduction include bacteria belonging to the genus Staphylococcus, Enterococcus, Listeria, and Bacillus. Among these, bacteria belonging to the genus Bacillus, such as Bacillus subtilis or mutants thereof (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-174707). And the protease 9-deficient strain KA8AX, etc., described in Japanese Patent Publication No. H10. As the introduction method, a method usually used in the art such as a protoplast method and an electroporation method can be used. A target transformant can be obtained by selecting a strain into which introduction is appropriately performed using drug resistance or the like as an index.

斯くして得られた形質転換体を適切な培地で培養すれば、形質転換体が含有するベクター上にコードされた遺伝子が発現して、本発明のキシラナーゼが合成される。培養に使用する培地は、形質転換体の種類にあわせて当業者が適宜選択することができる。生成された目的のキシラナーゼを該培養物から通常の方法により単離または精製することにより、本発明のタンパク質を取得することができる。このとき、当該ベクター上でキシラナーゼ遺伝子と分泌シグナル配列が作動可能に連結されている場合、生成されたキシラナーゼは菌体外に分泌されるため、より容易に回収され得る。回収されたキシラナーゼは、さらに公知の手段で精製されてもよい。   When the transformant thus obtained is cultured in an appropriate medium, the gene encoded on the vector contained in the transformant is expressed, and the xylanase of the present invention is synthesized. The medium used for the culture can be appropriately selected by those skilled in the art according to the type of transformant. The protein of the present invention can be obtained by isolating or purifying the produced xylanase from the culture by a conventional method. At this time, when the xylanase gene and the secretory signal sequence are operably linked on the vector, the produced xylanase is secreted outside the cells and can be more easily recovered. The recovered xylanase may be further purified by a known means.

(3.バイオマス糖化用酵素製剤)
上記本発明のキシラナーゼは、後述の実施例に示す通り、従来公知のキシラナーゼやキシラナーゼ製剤と比較して、バイオマスを糖化する活性が顕著に高い。したがって、本発明のキシラナーゼは、バイオマス糖化のために好適に使用することができる。
すなわち、本発明はまた、上記本発明のキシラナーゼを有効成分とするバイオマス糖化剤、および上記本発明のキシラナーゼを含むバイオマス糖化用酵素製剤を提供する。
(3. Enzyme preparation for biomass saccharification)
The xylanase of the present invention has a remarkably high activity of saccharifying biomass as compared to conventionally known xylanases and xylanase preparations, as shown in the examples described later. Therefore, the xylanase of the present invention can be suitably used for biomass saccharification.
That is, the present invention also provides a biomass saccharifying agent containing the xylanase of the present invention as an active ingredient and an enzyme preparation for biomass saccharification containing the xylanase of the present invention.

本発明の酵素製剤は、上述の本発明のキシラナーゼを含む。また、糖化効率の向上の観点から、本発明の酵素製剤は、さらにセルラーゼを含むことが好ましい。ここで、セルラーゼとは、セルロースのβ−1,4−グルカンのグリコシド結合を加水分解する酵素を指し、エンドグルカナーゼ、エクソグルカナーゼまたはセロビオハイドロラーゼ、およびβ−グルコシダーゼなどと称される酵素の総称である。本発明に使用されるセルラーゼとしては、市販のセルラーゼ製剤や、動物、植物、微生物由来のセルラーゼが挙げられ得る。本発明において、これらのセルラーゼは、単独で使用されても2種以上の組み合わせで使用されてもよい。糖化効率の向上の観点から、セルラーゼは、セロビオハイドロラーゼおよびエンドグルカナーゼからなる群より選ばれる1種以上を含むことが好ましい。   The enzyme preparation of the present invention contains the above-described xylanase of the present invention. In addition, from the viewpoint of improving saccharification efficiency, the enzyme preparation of the present invention preferably further contains cellulase. Here, cellulase refers to an enzyme that hydrolyzes the glycosidic bond of β-1,4-glucan of cellulose, and is a generic term for enzymes called endoglucanase, exoglucanase or cellobiohydrolase, β-glucosidase, and the like. It is. As the cellulase used in the present invention, commercially available cellulase preparations and cellulases derived from animals, plants and microorganisms may be mentioned. In the present invention, these cellulases may be used alone or in combination of two or more. From the viewpoint of improving saccharification efficiency, the cellulase preferably contains one or more selected from the group consisting of cellobiohydrolase and endoglucanase.

セルラーゼの具体例としては、トリコデルマ リーゼ(Trichoderma reesei)由来のセルラーゼ;トリコデルマ ビリデ(Trichoderma viride)由来のセルラーゼ;バチルス エスピー(Bacillus sp.)KSM−N145(FERM P−19727)、バチルス エスピー(Bacillus sp.)KSM−N252(FERM P−17474)、バチルス エスピー(Bacillus sp.)KSM−N115(FERM P−19726)、バチルス エスピー(Bacillus sp.)KSM−N440(FERM P−19728)、バチルス エスピー(Bacillus sp.)KSM−N659(FERM P−19730)などの各種バチルス株由来のセルラーゼ;パイロコッカス ホリコシ(Pyrococcus horikoshii)由来の耐熱性セルラーゼ;フミコーラ インソレンス(Humicola insolens)由来のセルラーゼ、などが挙げられる。これらの中で、糖化効率の向上の観点から、トリコデルマ リーゼ(Trichoderma reesei)、トリコデルマ ビリデ(Trichoderma viride)、またはフミコーラ インソレンス(Humicola insolens)由来のセルラーゼが好ましい。上記セルラーゼを含むセルラーゼ製剤の具体例としては、セルクラスト(登録商標)1.5L(ノボザイムズ社製)、TP−60(明治製菓株式会社製)、Cellic(登録商標)CTec2(ノボザイムズ社製)、AccelleraseTMDUET(ジェネンコア社製)、およびウルトラフロ(登録商標)L(ノボザイムズ社製)が挙げられる。このうち、糖化効率の向上の観点、製造コスト低減の観点、入手性の観点などから、Cellic(登録商標)CTec2、AccelleraseTMDUET(ジェネンコア社製)が好ましく、Cellic(登録商標)CTec2がより好ましい。 Specific examples of cellulases include cellulases derived from Trichoderma reesei; cellulases derived from Trichoderma viride; Bacillus sp. KSM-N145 (FERM P-19727), Bacillus sp. ) KSM-N252 (FERM P-17474), Bacillus sp. KSM-N115 (FERM P-19726), Bacillus sp. KSM-N440 (FERM P-19728), Bacillus sp (Bacillus sp.) .) Cellulases derived from various Bacillus strains such as KSM-N659 (FERM P-19730); thermostable cellulases derived from Pyrococcus horikoshii; cellulases derived from Humicola insolens, etc. It is done. Among these, cellulase derived from Trichoderma reesei, Trichoderma viride, or Humicola insolens is preferable from the viewpoint of improving saccharification efficiency. Specific examples of cellulase preparations containing the cellulase include Cellcrust (registered trademark) 1.5 L (manufactured by Novozymes), TP-60 (manufactured by Meiji Seika Co., Ltd.), Cellic (registered trademark) CTec2 (manufactured by Novozymes), Examples include Accelerase DUET (manufactured by Genencor) and Ultraflo (registered trademark) L (manufactured by Novozymes). Among these, Cellic (registered trademark) CTec2 and Accelerase DUET (manufactured by Genencor) are preferable, Cellic (registered trademark) CTec2 is more preferable, from the viewpoints of improving saccharification efficiency, manufacturing cost reduction, and availability. .

また、セルラーゼの1種であるβ−グルコシダーゼの具体例としては、アスペルギルス ニガー(Aspergillus niger)由来のβ−グルコシダーゼ(例えば、ノボザイムズ社製ノボザイム188やメガザイム社製β-グルコシダーゼ)、ならびにトリコデルマ リーゼ(Trichoderma reesei)またはペニシリウム エメルソニイ(Penicillium emersonii)由来のβ−グルコシダーゼなどが挙げられる。このうち、糖化効率向上の観点から、ノボザイム188、トリコデルマ リーゼ由来のβ−グルコシダーゼが好ましく、トリコデルマ リーゼ由来のβ−グルコシダーゼがより好ましい。   Specific examples of β-glucosidase, which is a kind of cellulase, include β-glucosidase derived from Aspergillus niger (for example, Novozymes Novozyme 188 and Megazyme β-glucosidase), and Trichoderma lysase (Trichoderma lysase). reesei) or Penicillium emersonii-derived β-glucosidase. Among these, from the viewpoint of improving saccharification efficiency, Novozyme 188 and β-glucosidase derived from Trichoderma reesei are preferable, and β-glucosidase derived from Trichoderma reesei is more preferable.

また、セルラーゼの1種であるエンドグルカナーゼの具体例としては、トリコデルマ リーゼ(Trichoderma reesei)、アクレモニウム セルロリティカス(Acremonium celluloriticus)、フミコーラ インソレンス(Humicola insolens)、クロストリジウム サーモセラム(Clostridium thermocellum)、バチルス(Bacillus)、サーモビフィダ(Thermobifida)、セルロモナス(Cellulomonas)由来の酵素などが挙げられる。このうち、糖化効率向上の観点から、トリコデルマ リーゼ、フミコーラ インソレンス、バチルス 、セルロモナス由来のエンドグルカナーゼが好ましく、トリコデルマ リーゼ由来のエンドグルカナーゼがより好ましい。   Specific examples of endoglucanase, which is a kind of cellulase, include Trichoderma reesei, Acremonium celluloriticus, Humicola insolens, Clostridium thermocellum, Bacillus. ), Enzymes derived from Thermobifida, Cellulomonas, and the like. Among these, from the viewpoint of improving saccharification efficiency, endoglucanases derived from Trichoderma lysae, Humicola insolens, Bacillus and Cellulomonas are preferable, and endoglucanases derived from Trichoderma lyse are more preferable.

また、本発明の酵素製剤は、上記本発明のキシラナーゼ以外のヘミセルラーゼを含有していてもよい。ここで、ヘミセルラーゼとは、へミセルロースを加水分解する酵素を指し、キシラナーゼ、キシロシダーゼ、ガラクタナーゼなどと称される酵素の総称である。本発明のキシラナーゼ以外のヘミセルラーゼの具体例としては、トリコデルマ リーゼ(Trichoderma reesei)由来のヘミセルラーゼ;バチルス エスピー(Bacillus sp.)KSM−N546(FERM P−19729)由来のキシナラーゼ;アスペルギルス ニガー(Aspergillus niger)、トリコデルマ ビリデ(Trichoderma viride)、フミコーラ インソレンス(Humicola insolens)、またはバチルス アルカロフィルス(Bacillus alcalophilus)由来のキシラナーゼ;サーモマイセス(Thermomyces)、オウレオバシジウム(Aureobasidium)、ストレプトマイセス(Streptomyces)、クロストリジウム(Clostridium)、サーモトガ(Thermotoga)、サーモアスクス(Thermoascus)、カルドセラム(Caldocellum)、またはサーモモノスポラ(Thermomonospora)属由来のキシラナーゼ、バチルス プミルス(Bacillus pumilus)由来のβ―キシロシダーゼ、セレノモナス ルミナンティウム(Selenomonas ruminantium)由来β―キシロシダーゼが挙げられる。このうち、糖化効率向上の観点から、本発明の酵素製剤は、バチルス エスピー、アスペルギルス ニガー、トリコデルマ ビリデもしくはストレプトマイセス由来のキシラナーゼ、またはセレノモナス ルミナンティウム由来のβ−キシロシダーゼを含有することが好ましく、バチルス エスピーもしくはトリコデルマ ビリデ由来のキシナラーゼ、またはセレノモナス ルミナンティウム由来のβ−キシロシダーゼを含有することがより好ましい。   Moreover, the enzyme preparation of the present invention may contain a hemicellulase other than the xylanase of the present invention. Here, hemicellulase refers to an enzyme that hydrolyzes hemicellulose, and is a general term for enzymes called xylanase, xylosidase, galactanase, and the like. Specific examples of hemicellulases other than the xylanase of the present invention include a hemicellulase derived from Trichoderma reesei; a xylanase derived from Bacillus sp. KSM-N546 (FERM P-19729); an Aspergillus niger ), Trichoderma viride, Humicola insolens, or xylanase from Bacillus alcalophilus; Thermomyces, Aureobasidium, Streptomyces, Cross (Clostridium), Thermomotoga, Thermoascus, Caldocellum, or Thermomonospora xylanase, Bacillus pumilus Bacillus pumilus) derived from β- xylosidase include Serenomonasu Ruminantiumu (Selenomonas ruminantium) from β- xylosidase. Among these, from the viewpoint of improving saccharification efficiency, the enzyme preparation of the present invention preferably contains a xylanase derived from Bacillus sp., Aspergillus niger, Trichoderma viride or Streptomyces, or β-xylosidase derived from Selenomonas luminantium, and Bacillus sp. Alternatively, it is more preferable to contain a xylalase derived from Trichoderma viride or β-xylosidase derived from Selenomonas ruminantium.

本発明の酵素製剤の総タンパク質量中における、上記本発明のキシラナーゼの含有量は、糖化効率向上の観点から、好ましくは0.5〜70質量%、より好ましくは1〜50質量%さらに好ましくは2〜40質量%、さらにより好ましくは2〜30質量%である。
また、本発明の酵素製剤の総タンパク質量中における、上記セルラーゼの含有量は、糖化効率向上の観点から、好ましくは10〜99質量%、より好ましくは30〜95質量%、さらに好ましくは50〜95質量%である。
また、本発明の酵素製剤の総タンパク質量中における、上記エンドグルカナーゼの含有量は、糖化効率向上の観点から、好ましくは1〜70質量%、より好ましくは5〜50質量%、さらに好ましくは10〜40質量%である。また、本発明の酵素製剤の総タンパク質量中における、上記本発明のキシラナーゼ以外のヘミセルラーゼの含有量としては、糖化効率向上の観点から、好ましくは0.01〜30質量%、より好ましくは0.1〜20質量%、さらに好ましくは0.5〜20質量%である。
The content of the xylanase of the present invention in the total protein amount of the enzyme preparation of the present invention is preferably 0.5 to 70% by mass, more preferably 1 to 50% by mass from the viewpoint of improving saccharification efficiency. It is 2-40 mass%, More preferably, it is 2-30 mass%.
The content of the cellulase in the total protein amount of the enzyme preparation of the present invention is preferably 10 to 99% by mass, more preferably 30 to 95% by mass, and still more preferably 50 to 50% from the viewpoint of improving saccharification efficiency. 95% by mass.
The content of the endoglucanase in the total protein amount of the enzyme preparation of the present invention is preferably 1 to 70% by mass, more preferably 5 to 50% by mass, and still more preferably 10 from the viewpoint of improving saccharification efficiency. -40 mass%. Further, the content of hemicellulase other than the xylanase of the present invention in the total protein amount of the enzyme preparation of the present invention is preferably 0.01 to 30% by mass, more preferably 0, from the viewpoint of improving saccharification efficiency. 0.1 to 20% by mass, more preferably 0.5 to 20% by mass.

本発明の酵素製剤における、本発明のキシラナーゼと上記セルラーゼのタンパク質量比(本発明のキシラナーゼ/セルラーゼ)は、糖化効率向上の観点から、好ましくは0.01〜100、より好ましくは0.05〜5、さらに好ましくは0.05〜1、よりさらに好ましくは0.05〜0.5である。   In the enzyme preparation of the present invention, the protein amount ratio of the xylanase of the present invention to the above cellulase (the xylanase / cellulase of the present invention) is preferably 0.01-100, more preferably 0.05-, from the viewpoint of improving saccharification efficiency. 5, more preferably 0.05 to 1, and still more preferably 0.05 to 0.5.

本発明の酵素製剤における、本発明のキシラナーゼと上記エンドグルカナーゼのタンパク質量比(本発明のキシラナーゼ/エンドグルカナーゼ)は、糖化効率向上の観点から、好ましくは0.05〜10、より好ましくは0.1〜5、さらに好ましくは0.1〜2、よりさらに好ましくは0.2〜1である。   In the enzyme preparation of the present invention, the protein amount ratio of the xylanase of the present invention to the endoglucanase (xylanase / endoglucanase of the present invention) is preferably 0.05 to 10, more preferably 0. 0 from the viewpoint of improving saccharification efficiency. It is 1-5, More preferably, it is 0.1-2, More preferably, it is 0.2-1.

本発明のキシラナーゼおよび酵素製剤は、バイオマス糖化用として、後述する本発明の糖の製造方法に好適に用いられる。バイオマスについては、前述したとおりである。本発明のキシラナーゼおよび酵素製剤の糖化効果をより効果的に発現させる観点から、バイオマスは、木材、木材の加工物または粉砕物、植物の茎、葉、果房などが好ましく、バガス、EFB、アブラヤシ(幹部)がより好ましく、バガスがさらに好ましい。上記バイオマスは、単独でまたは2種以上を混合して使用してもよい。また上記バイオマスは乾燥されていてもよい。   The xylanase and enzyme preparation of the present invention are suitably used in the method for producing the sugar of the present invention described later for biomass saccharification. Biomass is as described above. From the viewpoint of more effectively expressing the saccharification effect of the xylanase and enzyme preparation of the present invention, the biomass is preferably wood, processed or pulverized wood, plant stems, leaves, fruit bunches, etc., bagasse, EFB, oil palm (Stem) is more preferable, and bagasse is more preferable. You may use the said biomass individually or in mixture of 2 or more types. The biomass may be dried.

(4.糖の製造方法)
本発明の糖の製造方法は、バイオマスを、上記本発明のキシラナーゼまたは酵素製剤で糖化する工程を含む。本発明の糖の製造方法により、バイオマスの糖化効率が顕著に向上する。糖化効率が向上する理由は明らかではないが、本発明のキシラナーゼまたは酵素製剤を用いることにより、バイオマス中のヘミセルロースが効率的に分解されて、酵素がセルロースに接触しやすい状態となり、全体として糖化効率が向上するためであると推測される。
(4. Method for producing sugar)
The sugar production method of the present invention includes a step of saccharifying biomass with the xylanase or enzyme preparation of the present invention. By the sugar production method of the present invention, the saccharification efficiency of biomass is significantly improved. The reason why the saccharification efficiency is improved is not clear, but by using the xylanase or enzyme preparation of the present invention, hemicellulose in the biomass is efficiently decomposed so that the enzyme easily comes into contact with the cellulose, and the saccharification efficiency as a whole Is presumed to be improved.

本発明の糖の製造方法におけるバイオマスについては、前述したとおりである。入手容易性および原料コストの観点、糖化効率向上の観点から、バイオマスは、木材、木材の加工物または粉砕物、植物の茎、葉、果房などが好ましく、バガス、EFB、アブラヤシ(幹部)がより好ましく、バガスがさらに好ましい。上記バイオマスは、単独でまたは2種以上を混合して使用してもよい。また上記バイオマスは乾燥されていてもよい。   The biomass in the sugar production method of the present invention is as described above. From the viewpoint of availability, raw material cost, and improvement of saccharification efficiency, the biomass is preferably wood, processed or pulverized wood, plant stems, leaves, fruit bunches, etc., and bagasse, EFB, oil palm (stems). More preferably, bagasse is more preferable. You may use the said biomass individually or in mixture of 2 or more types. The biomass may be dried.

本発明の糖の製造方法は、粉砕効率向上、糖化効率向上、および生産効率向上(生産時間の短縮)の観点から、バイオマスを本発明のキシラナーゼまたは酵素製剤で糖化する工程の前に、当該バイオマスを前処理する工程をさらに含むことが好ましい。
前処理としては、例えば、アルカリ処理、粉砕処理および水熱処理からなる群より選ばれる1種以上が挙げられる。本発明のキシラナーゼはアルカリ領域においても高い酵素活性を有するため、当該前処理としては、糖化効率向上の観点から、アルカリ処理が好ましく、糖化効率をさらに向上させる観点から、アルカリ処理と粉砕処理を行うことが好ましく、アルカリ処理と粉砕処理を同時に行うことがより好ましい。
The method for producing sugar of the present invention includes the biomass before the step of saccharifying biomass with the xylanase or enzyme preparation of the present invention from the viewpoint of improving grinding efficiency, improving saccharification efficiency, and improving production efficiency (reducing production time). It is preferable to further include a step of pretreating.
Examples of the pretreatment include one or more selected from the group consisting of alkali treatment, pulverization treatment, and hydrothermal treatment. Since the xylanase of the present invention has high enzyme activity even in the alkaline region, the pretreatment is preferably alkali treatment from the viewpoint of improving saccharification efficiency, and alkali treatment and pulverization treatment are performed from the viewpoint of further improving saccharification efficiency. It is preferable to perform the alkali treatment and the pulverization treatment at the same time.

本発明の糖の製造方法において、アルカリ処理とは、バイオマスを、後述する塩基性化合物と反応させることをいう。アルカリ処理の方法としては、バイオマスを、後述する塩基性化合物を含むアルカリ溶液に浸漬する方法(以下、「浸漬処理」ということがある)や、バイオマスと塩基性化合物とを混合して、後述する粉砕処理にかける方法(以下、「アルカリ混合粉砕処理」ということがある)などが挙げられる。   In the sugar production method of the present invention, alkali treatment refers to reacting biomass with a basic compound described later. Examples of the alkali treatment method include a method of immersing biomass in an alkali solution containing a basic compound to be described later (hereinafter sometimes referred to as “immersion treatment”), and mixing biomass and a basic compound to be described later. And a method of subjecting to a pulverization treatment (hereinafter sometimes referred to as “alkali mixed pulverization treatment”).

アルカリ処理に用いられる塩基性化合物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウムなどのアルカリ金属水酸化物、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムなどのアルカリ土類金属水酸化物、酸化ナトリウム、酸化カリウムなどのアルカリ金属酸化物、酸化マグネシウム、酸化カルシウムなどのアルカリ土類金属酸化物、硫化ナトリウム、硫化カリウムなどのアルカリ金属硫化物、硫化マグネシウム、硫化カルシウムなどのアルカリ土類金属硫化物などが挙げられる。これらのうち、製造コストの低減、糖化効率向上の観点から、アルカリ金属水酸化物またはアルカリ土類金属水酸化物を用いることが好ましく、アルカリ金属水酸化物を用いることがより好ましく、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムを用いることがさらに好ましい。これらの塩基性化合物は、単独でまたは2種以上を組み合わせて用いてもよい。   Examples of basic compounds used for alkali treatment include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and lithium hydroxide, alkaline earth metal hydroxides such as magnesium hydroxide and calcium hydroxide, sodium oxide, Alkaline metal oxides such as potassium oxide, alkaline earth metal oxides such as magnesium oxide and calcium oxide, alkali metal sulfides such as sodium sulfide and potassium sulfide, alkaline earth metal sulfides such as magnesium sulfide and calcium sulfide, etc. Can be mentioned. Of these, from the viewpoint of reducing production costs and improving saccharification efficiency, it is preferable to use an alkali metal hydroxide or an alkaline earth metal hydroxide, more preferably an alkali metal hydroxide, and sodium hydroxide. Alternatively, it is more preferable to use potassium hydroxide. These basic compounds may be used alone or in combination of two or more.

浸漬処理におけるアルカリ溶液中の塩基性化合物の濃度は、糖化効率を高める観点、およびグルコースの生成量を高める観点から、好ましくは0.1〜60質量%、より好ましくは0.1〜50質量%、さらに好ましくは0.1〜40質量%である。浸漬処理におけるアルカリ溶液の使用量は、バイオマスの乾燥質量に対して、好ましくは50〜99質量%、より好ましくは60〜99質量%、さらに好ましくは80〜99質量%である。浸漬処理の処理時間としては、好ましくは0.5〜50時間、より好ましくは1〜24時間、さらに好ましくは1.5〜10時間である。   The concentration of the basic compound in the alkaline solution in the immersion treatment is preferably 0.1 to 60% by mass, more preferably 0.1 to 50% by mass from the viewpoint of increasing saccharification efficiency and increasing the amount of glucose produced. More preferably, it is 0.1 to 40% by mass. The amount of the alkaline solution used in the immersion treatment is preferably 50 to 99% by mass, more preferably 60 to 99% by mass, and still more preferably 80 to 99% by mass with respect to the dry mass of the biomass. The treatment time for the immersion treatment is preferably 0.5 to 50 hours, more preferably 1 to 24 hours, and further preferably 1.5 to 10 hours.

本発明の糖の製造方法において、粉砕処理とは、バイオマスを機械的に粉砕して小粒子化することをいう。バイオマスを小粒子化することにより、糖化効率がより向上する。また、粉砕処理により、バイオマスに含まれるセルロースの結晶構造が破壊されると、糖化効率がなお向上する。粉砕処理は公知の粉砕機を用いて行うことができる。用いられる粉砕機に特に制限はなく、バイオマスを小粒子化することができる装置であればよい。   In the sugar production method of the present invention, the pulverization treatment refers to mechanically pulverizing biomass into small particles. By making the biomass into smaller particles, the saccharification efficiency is further improved. In addition, when the crystal structure of cellulose contained in biomass is destroyed by pulverization, saccharification efficiency is still improved. The pulverization treatment can be performed using a known pulverizer. There is no restriction | limiting in particular in the grinder used, What is necessary is just an apparatus which can make biomass small particles.

粉砕機の具体例としては、高圧圧縮ロールミルや、ロール回転ミルなどのロールミル;リングローラーミル、ローラーレースミルまたはボールレースミルなどの竪型ローラーミル;転動ボールミル、振動ボールミル、振動ロッドミル、振動チューブミル、遊星ボールミルまたは遠心流動化ミルなどの容器駆動式媒体ミル;塔式粉砕機、攪拌槽式ミル、流通槽式ミルまたはアニュラー式ミルなどの媒体攪拌式ミル;高速遠心ローラーミルやオングミルなどの圧密せん断ミル;乳鉢;石臼;マスコロイダー;フレットミル;エッジランナーミル;ナイフミル;ピンミル;カッターミル、などが挙げられる。これらの中では、バイオマスの粉砕効率向上、セルロースの結晶化度低減および生産性の観点から、容器駆動式媒体ミルまたは媒体攪拌式ミルが好ましく、容器駆動式媒体ミルがより好ましく、振動ボールミル、振動ロッドミルまたは振動チューブミルなどの振動ミルがさらに好ましく、振動ロッドミルがさらにより好ましい。粉砕方法としては、バッチ式および連続式のどちらでもよい。   Specific examples of the pulverizer include a roll mill such as a high pressure compression roll mill and a roll rotating mill; a vertical roller mill such as a ring roller mill, a roller race mill or a ball race mill; a rolling ball mill, a vibration ball mill, a vibration rod mill, and a vibration tube. Container driven media mills such as mills, planetary ball mills or centrifugal fluidization mills; medium agitation mills such as tower crushers, stirring tank mills, flow tank mills or annular mills; high speed centrifugal roller mills, ang mills, etc. Consolidation shear mill; Mortar; Stone mill; Mass colloider; Fret mill; Edge runner mill; Knife mill; Pin mill; Among these, from the viewpoint of improving the grinding efficiency of biomass, reducing the crystallinity of cellulose, and productivity, a container-driven medium mill or a medium stirring mill is preferable, a container-driven medium mill is more preferable, a vibration ball mill, a vibration A vibration mill such as a rod mill or a vibration tube mill is more preferable, and a vibration rod mill is even more preferable. The pulverization method may be either a batch type or a continuous type.

粉砕時間は、粉砕後のバイオマスが所望のサイズにサイズ低減されるよう適宜調整すればよい。粉砕時間は、用いる粉砕機や使用するエネルギー量などによって変わり得るが、通常1分〜12時間であり、バイオマスの粒子径の低下の観点、セルロースの結晶化度低減の観点、およびエネルギーコストの観点から、2分間〜6時間が好ましく、5分間〜3時間がより好ましく、5分間〜2時間がさらに好ましい。   The pulverization time may be appropriately adjusted so that the pulverized biomass is reduced to a desired size. The pulverization time may vary depending on the pulverizer to be used and the amount of energy to be used, but is usually 1 minute to 12 hours. From the viewpoint of reducing the particle size of biomass, the viewpoint of reducing the crystallinity of cellulose, and the viewpoint of energy cost. Therefore, 2 minutes to 6 hours are preferable, 5 minutes to 3 hours are more preferable, and 5 minutes to 2 hours are more preferable.

粉砕処理は、上述した塩基性化合物によるアルカリ処理と組み合わせてもよい。粉砕処理は、アルカリ処理の前または後に行ってもよく、あるいは、粉砕処理と並行してアルカリ処理を行ってもよい。例えば、上述したアルカリ溶液に浸漬したバイオマスを粉砕処理にかけてもよく(湿式粉砕)、または固体のアルカリとバイオマスとを一緒に粉砕処理にかけてもよいが(乾式粉砕)、このうち、乾式粉砕が好ましい。粉砕処理において塩基性化合物を用いる場合、その量は、糖化効率を向上する観点、セルロースの結晶化度を低減する観点、およびバイオマス中のリグニンを除去する観点から、バイオマス中のホロセルロースをすべてセルロースとして仮定した場合に、該セルロースを構成するアンヒドログルコース単位(以下「AGU」と称する場合がある)1モルあたり0.01〜10倍モルであることが好ましく、0.05〜8倍モルであることがより好ましく、0.1〜5倍モルであることがさらに好ましく、0.1〜1.5倍モルであることがなお好ましい。   The grinding treatment may be combined with the alkali treatment with the basic compound described above. The pulverization treatment may be performed before or after the alkali treatment, or may be performed in parallel with the pulverization treatment. For example, the biomass immersed in the alkali solution described above may be subjected to a pulverization process (wet pulverization), or may be subjected to a pulverization process together with a solid alkali and biomass (dry pulverization), among which dry pulverization is preferable. When a basic compound is used in the pulverization treatment, the amount of holocellulose in the biomass is all cellulose from the viewpoint of improving the saccharification efficiency, reducing the crystallinity of the cellulose, and removing lignin in the biomass. Is assumed to be 0.01 to 10 times mol per mol of anhydroglucose units (hereinafter sometimes referred to as “AGU”) constituting the cellulose, and 0.05 to 8 times mol. More preferably, it is 0.1 to 5 times mol, still more preferably 0.1 to 1.5 times mol.

粉砕処理後に得られるバイオマスの平均粒子径は、糖化効率向上、およびセルロースの結晶化度低減の観点から、好ましくは1〜150μm、より好ましくは5〜100μmである。ここで、バイオマスの平均粒子径は、実施例に記載の方法により測定することができる。   The average particle size of the biomass obtained after the pulverization treatment is preferably 1 to 150 μm, more preferably 5 to 100 μm, from the viewpoint of improving saccharification efficiency and reducing the crystallinity of cellulose. Here, the average particle diameter of biomass can be measured by the method described in Examples.

本発明の糖の製造方法において、水熱処理とは、バイオマスを、水分の存在下で加熱処理することをいう。水熱処理は、公知の反応装置を用いて行うことができ、用いられる反応装置に特に制限はない。好ましくは、水熱処理では、バイオマスの粗粉砕物を、水に分散した水スラリーの状態とし、これを加熱処理する。水スラリー中のバイオマスの含有量は、スラリーの流動性向上の観点から、好ましくは1〜500g/L、より好ましくは5〜400g/L、さらに好ましくは8〜300g/Lである。   In the sugar production method of the present invention, hydrothermal treatment refers to heat treatment of biomass in the presence of moisture. Hydrothermal treatment can be performed using a known reaction apparatus, and the reaction apparatus used is not particularly limited. Preferably, in the hydrothermal treatment, the coarsely pulverized biomass is made into a water slurry dispersed in water, and this is heat-treated. From the viewpoint of improving the fluidity of the slurry, the content of biomass in the water slurry is preferably 1 to 500 g / L, more preferably 5 to 400 g / L, and still more preferably 8 to 300 g / L.

水熱処理は、生産効率の向上および糖化効率の向上の観点から、酸性条件下で行うことが好ましい。pH条件は、生産効率の向上、糖化効率の向上およびリグニンの変性抑制の観点から、pH3〜7が好ましく、pH4〜6がより好ましい。pH条件は、塩酸、硫酸、リン酸などの無機酸、酢酸、クエン酸などの有機酸を用いることにより適宜調整することができる。水熱処理の条件としては、温度100〜400℃および圧力0.1〜4MPaが好ましく、温度140〜200℃および圧力0.5〜1MPaがより好ましい。処理時間は、0.1〜3時間が好ましい。水熱処理方法としては、バッチ式および連続式のどちらでもよい。なお、水熱処理で得られたバイオマスは、湿潤状態のものでもよく、またはさらに乾燥処理にかけられてもよいが、糖化効率向上の観点から、湿潤状態のものが好ましい。   Hydrothermal treatment is preferably performed under acidic conditions from the viewpoint of improving production efficiency and saccharification efficiency. The pH condition is preferably pH 3 to 7, more preferably pH 4 to 6, from the viewpoints of improving production efficiency, improving saccharification efficiency, and suppressing denaturation of lignin. The pH condition can be adjusted as appropriate by using an inorganic acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid or phosphoric acid, or an organic acid such as acetic acid or citric acid. As conditions for the hydrothermal treatment, a temperature of 100 to 400 ° C. and a pressure of 0.1 to 4 MPa are preferable, and a temperature of 140 to 200 ° C. and a pressure of 0.5 to 1 MPa are more preferable. The treatment time is preferably from 0.1 to 3 hours. The hydrothermal treatment method may be either a batch type or a continuous type. The biomass obtained by hydrothermal treatment may be in a wet state, or may be further subjected to a drying treatment, but from the viewpoint of improving saccharification efficiency, a biomass in a wet state is preferable.

本発明の糖の製造方法は、バイオマス、好ましくは上記前処理されたバイオマスを、本発明のキシラナーゼまたは酵素製剤で糖化する工程(以下、「糖化処理」ということがある)を含む。糖化処理に用いるキシラナーゼまたは酵素製剤については、前述したとおりである。   The sugar production method of the present invention includes a step of saccharifying biomass (preferably the pretreated biomass) with the xylanase or enzyme preparation of the present invention (hereinafter sometimes referred to as “saccharification treatment”). The xylanase or enzyme preparation used for the saccharification treatment is as described above.

糖化処理の条件は、本発明のキシラナーゼおよび同時に配合するその他酵素が失活しない条件であれば特に限定されない。適切な条件は、バイオマスの種類や前処理工程の手順、使用する酵素の種類により当業者が決定できる。
糖化処理においては、上記バイオマスを含む懸濁液に上記キシラナーゼまたは酵素製剤を添加することが好ましい。懸濁液中のバイオマスの含有量は、糖化効率向上および生産性(生産時間の短縮)の観点から、好ましくは0.5〜20質量%、より好ましくは3〜15質量%、さらに好ましくは5〜10質量%である。
上記懸濁液に対するキシラナーゼまたは酵素製剤の使用量は、前処理条件、配合される酵素の種類および性質により適宜決定されるが、バイオマス質量に対して、好ましくは0.04〜600質量%、より好ましくは、より好ましくは0.1〜100質量%、さらに好ましくは0.1〜50質量%である。
糖化処理時の反応pHとしては、糖化効率の向上、生産性(生産時間の短縮)向上、および生産コスト低減の観点から、好ましくはpH4〜9、より好ましくはpH5〜8、さらに好ましくはpH5〜7である。
糖化処理時の反応温度は、糖化効率の向上、生産性(生産時間の短縮)向上、および生産コスト低減の観点から、20〜90℃が好ましく、より好ましくは25〜85℃、さらに好ましくは30〜80℃、さらにより好ましくは40〜75℃、なお好ましくは45〜65℃、さらになお好ましくは50〜65℃、よりさらになお好ましくは50〜60℃である。糖化処理の反応時間は、バイオマスの種類若しくは量、酵素量などに合わせて適宜設定することができるが、糖化効率の向上、生産性(生産時間の短縮)向上、および生産コスト低減の観点から、好ましくは1〜5日間、より好ましくは1〜4日間、さらに好ましくは1〜3日間である。
The conditions for the saccharification treatment are not particularly limited as long as the xylanase of the present invention and other enzymes to be mixed at the same time are not inactivated. Appropriate conditions can be determined by those skilled in the art depending on the type of biomass, the procedure of the pretreatment step, and the type of enzyme used.
In the saccharification treatment, the xylanase or enzyme preparation is preferably added to the suspension containing the biomass. The content of biomass in the suspension is preferably 0.5 to 20% by mass, more preferably 3 to 15% by mass, and still more preferably 5 from the viewpoint of improving saccharification efficiency and productivity (reducing production time). -10 mass%.
The amount of xylanase or enzyme preparation used for the suspension is appropriately determined depending on pretreatment conditions, the type and nature of the enzyme to be blended, and is preferably 0.04 to 600% by mass relative to the biomass mass. Preferably, it is 0.1-100 mass% more preferably, More preferably, it is 0.1-50 mass%.
The reaction pH at the time of saccharification treatment is preferably pH 4 to 9, more preferably pH 5 to 8, more preferably pH 5 to 5 from the viewpoints of improving saccharification efficiency, improving productivity (shortening production time), and reducing production costs. 7.
The reaction temperature during the saccharification treatment is preferably 20 to 90 ° C., more preferably 25 to 85 ° C., and further preferably 30 from the viewpoints of improving saccharification efficiency, improving productivity (shortening production time), and reducing production costs. It is -80 degreeC, More preferably, it is 40-75 degreeC, More preferably, it is 45-65 degreeC, More preferably, it is 50-65 degreeC, More preferably, it is 50-60 degreeC. The reaction time of the saccharification treatment can be appropriately set according to the type or amount of biomass, the amount of enzyme, etc., but from the viewpoint of improving saccharification efficiency, improving productivity (shortening production time), and reducing production cost, Preferably it is 1-5 days, More preferably, it is 1-4 days, More preferably, it is 1-3 days.

本発明の例示的実施形態として、以下の組成物、製造方法、用途、あるいは方法をさらに本明細書に開示する。但し、本発明はこれらの実施形態に限定されない。   As exemplary embodiments of the present invention, the following compositions, manufacturing methods, uses, or methods are further disclosed herein. However, the present invention is not limited to these embodiments.

<1>下記(a)〜(c)から選ばれるアミノ酸配列からなり、且つキシラナーゼ活性を有する、単離または精製されたタンパク質:
(a)配列番号2で示されるアミノ酸配列;
(b)配列番号2で示されるアミノ酸配列と85%以上、好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上、さらに好ましくは98%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列;および、
(c)配列番号2で示されるアミノ酸配列において、1〜複数個、好ましくは1〜50個、より好ましくは1〜40個、さらに好ましくは1〜30個、さらにより好ましくは1〜20個、なお好ましくは1〜10個、さらになお好ましくは1〜5個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列。
<1> An isolated or purified protein comprising an amino acid sequence selected from the following (a) to (c) and having xylanase activity:
(A) the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2;
(B) an amino acid sequence having 85% or more, preferably 90% or more, more preferably 95% or more, and still more preferably 98% or more of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2; and
(C) In the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, 1 to plural, preferably 1 to 50, more preferably 1 to 40, still more preferably 1 to 30, even more preferably 1 to 20, An amino acid sequence in which preferably 1 to 10, more preferably 1 to 5 amino acids are deleted, substituted or added.

<2>上記キシラナーゼ活性が、pH7.0〜9.0の範囲において最大活性の70%以上、好ましくは74%以上であり、pH7.0〜8.5の範囲において最大活性の75%以上、より好ましくは80%以上、さらに好ましくは85%以上である、上記<1>記載のタンパク質。 <2> The xylanase activity is 70% or more of the maximum activity in the range of pH 7.0 to 9.0, preferably 74% or more, and 75% or more of the maximum activity in the range of pH 7.0 to 8.5, More preferably, it is 80% or more, More preferably, it is 85% or more, The protein of said <1> description.

<3>最適反応pHが、pH5.5〜8.5の範囲、より好ましくはpH6.0〜8.0の範囲、さらに好ましくはpH6.0〜7.5の範囲、なお好ましくはpH6.0〜7.0の範囲である、上記<1>または<2>記載のタンパク質。 <3> The optimum reaction pH is in the range of pH 5.5 to 8.5, more preferably in the range of pH 6.0 to 8.0, still more preferably in the range of pH 6.0 to 7.5, still more preferably pH 6.0. The protein according to <1> or <2> above, which is in a range of ˜7.0.

<4>下記(d)〜(f)から選ばれる遺伝子にコードされる、上記<1>〜<3>のいずれか1項記載のタンパク質:
(d)配列番号1で示される塩基配列からなる遺伝子;
(e)配列番号1で示される塩基配列と85%以上、好ましくは90%以上、さらに好ましくは95%以上、なお好ましくは98%以上の配列同一性を有する塩基配列からなる遺伝子;および、
(f)配列番号1で示される塩基配列において1〜複数個、好ましくは1〜150個、より好ましくは1〜120個、さらに好ましくは1〜90個、さらにより好ましくは1〜60個、なお好ましくは1〜30個、さらになお好ましくは1〜15個、さらによりなお好ましくは1〜10個の塩基が欠失、置換若しくは付加された塩基配列からなる遺伝子。
<4> The protein according to any one of <1> to <3>, encoded by a gene selected from the following (d) to (f):
(D) a gene consisting of the base sequence represented by SEQ ID NO: 1;
(E) a gene comprising a nucleotide sequence having a sequence identity of 85% or more, preferably 90% or more, more preferably 95% or more, still more preferably 98% or more with the base sequence represented by SEQ ID NO: 1;
(F) 1 to plural, preferably 1 to 150, more preferably 1 to 120, still more preferably 1 to 90, and even more preferably 1 to 60, in the base sequence represented by SEQ ID NO: 1. Preferably a gene comprising a base sequence from which 1 to 30, more preferably 1 to 15 and even more preferably 1 to 10 bases have been deleted, substituted or added.

<5>上記遺伝子がXylanimonas属由来の遺伝子である、上記<4>記載のタンパク質。 <5> The protein according to <4> above, wherein the gene is a gene derived from the genus Xylanimonas.

<6>上記遺伝子を含むベクターを微生物に導入して得られた形質転換体により生産される、上記<4>または<5>記載のタンパク質。 <6> The protein according to <4> or <5>, which is produced by a transformant obtained by introducing a vector containing the gene into a microorganism.

<7>上記<1>〜<6>のいずれか1に記載のタンパク質を含む、バイオマス糖化用酵素製剤。 <7> An enzyme preparation for biomass saccharification, comprising the protein according to any one of <1> to <6> above.

<8>上記酵素製剤の総タンパク質量中における、上記<1>〜<6>のいずれか1に記載のタンパク質の含有量が、好ましくは0.5〜70質量%、より好ましくは1〜50質量%、さらに好ましくは2〜40質量%、さらにより好ましくは2〜30質量%である、上記<7>記載のバイオマス糖化用酵素製剤。 <8> The content of the protein according to any one of <1> to <6> in the total protein amount of the enzyme preparation is preferably 0.5 to 70% by mass, more preferably 1 to 50. The enzyme preparation for biomass saccharification according to <7>, wherein the enzyme preparation is mass%, more preferably 2 to 40 mass%, and still more preferably 2 to 30 mass%.

<9>セルラーゼをさらに含む、上記<7>または<8>記載のバイオマス糖化用酵素製剤。 <9> The enzyme preparation for biomass saccharification according to <7> or <8>, further comprising cellulase.

<10>上記セルラーゼがエンドグルカナーゼを含む、上記<9>記載のバイオマス糖化用酵素製剤。 <10> The enzyme preparation for biomass saccharification according to <9>, wherein the cellulase contains endoglucanase.

<11>上記酵素製剤の総タンパク質量中における、上記エンドグルカナーゼの含有量が、1〜70質量%、好ましくは5〜50質量%、より好ましくは10〜40質量%である、上記<10>記載のバイオマス糖化用酵素製剤。 <11> The content of the endoglucanase in the total protein amount of the enzyme preparation is 1 to 70% by mass, preferably 5 to 50% by mass, and more preferably 10 to 40% by mass. The enzyme preparation for biomass saccharification as described.

<12>上記<1>〜<6>のいずれか1に記載のタンパク質と上記セルラーゼのタンパク質量比(該タンパク質/該セルラーゼ)が、0.01〜100、好ましくは0.05〜5、より好ましくは0.05〜1、さらに好ましくは0.05〜0.5である、上記<9>〜<11>のいずれか1に記載のバイオマス糖化用酵素製剤。 <12> The protein amount ratio of the protein according to any one of <1> to <6> and the cellulase (the protein / the cellulase) is 0.01 to 100, preferably 0.05 to 5. The enzyme preparation for biomass saccharification according to any one of the above <9> to <11>, preferably 0.05 to 1, more preferably 0.05 to 0.5.

<13>上記<1>〜<6>のいずれか1に記載のタンパク質と上記エンドグルカナーゼのタンパク質量比(該タンパク質/該エンドグルカナーゼ)が、0.05〜10、好ましくは0.1〜5、より好ましくは0.1〜2、さらに好ましくは0.2〜1である、上記<10>〜<12>のいずれか1に記載のバイオマス糖化用酵素製剤。 <13> The protein amount ratio of the protein according to any one of <1> to <6> and the endoglucanase (the protein / the endoglucanase) is 0.05 to 10, preferably 0.1 to 5. The enzyme preparation for biomass saccharification according to any one of the above <10> to <12>, more preferably 0.1 to 2, and still more preferably 0.2 to 1.

<14>上記バイオマスが、木材の加工物または粉砕物、パルプ類、紙類、バガス、稲わら、とうもろこし茎若しくは葉、パーム空果房(EFB)、植物殻類、および藻類からなる群より選ばれる1種以上、好ましくは木材、木材の加工物または粉砕物、植物の茎、葉、および果房からなる群より選ばれる1種以上、より好ましくは、バガス、EFB、アブラヤシ(幹部)からなる群より選ばれる1種以上、さらに好ましくはバガスである、上記<7>〜<13>のいずれか1に記載のバイオマス糖化用酵素製剤。 <14> The biomass is selected from the group consisting of processed or pulverized wood, pulp, paper, bagasse, rice straw, corn stalk or leaf, palm empty fruit bunch (EFB), plant shells, and algae At least one selected from the group consisting of wood, processed or pulverized wood, plant stems, leaves, and fruit bunches, more preferably bagasse, EFB, oil palm (stem) The enzyme preparation for biomass saccharification according to any one of the above <7> to <13>, which is at least one selected from the group, more preferably bagasse.

<15>バイオマスを、上記<7>〜<14>のいずれか1に記載の酵素製剤で糖化処理する工程を含む、糖の製造方法。 <15> A method for producing sugar, comprising a step of saccharifying biomass with the enzyme preparation according to any one of <7> to <14>.

<16>上記バイオマスを前処理する工程をさらに含み、該前処理がアルカリ処理、粉砕処理および水熱処理からなる群より選ばれる1種以上、好ましくは、アルカリ処理、および粉砕処理からなる群より選ばれる1種以上、より好ましくは、アルカリ処理および粉砕処理、さらに好ましくは、アルカリ処理と粉砕処理を同時に行う処理である、上記<15>記載の方法。 <16> The method further includes a step of pretreating the biomass, wherein the pretreatment is selected from the group consisting of alkali treatment, pulverization treatment and hydrothermal treatment, preferably selected from the group consisting of alkali treatment and pulverization treatment. The method according to <15> above, wherein the alkali treatment and the pulverization treatment are more preferably performed, and the alkali treatment and the pulverization treatment are more preferably performed simultaneously.

<17>上記アルカリ処理に用いられる塩基性化合物が、アルカリ土類金属水酸化物、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、アルカリ金属硫化物、およびアルカリ土類金属硫化物からなる群より選ばれる1種以上、好ましくはアルカリ金属水酸化物またはアルカリ土類金属水酸化物、より好ましくはアルカリ金属水酸化物、さらに好ましくは水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムである、上記<16>記載の方法。 <17> The basic compound used for the alkali treatment is selected from the group consisting of alkaline earth metal hydroxides, alkali metal oxides, alkaline earth metal oxides, alkali metal sulfides, and alkaline earth metal sulfides. One or more selected, preferably an alkali metal hydroxide or alkaline earth metal hydroxide, more preferably an alkali metal hydroxide, still more preferably sodium hydroxide or potassium hydroxide, according to the above <16> Method.

<18>上記粉砕処理における粉砕時間が、1分〜12時間、好ましくは2分間〜6時間、より好ましくは5分間〜3時間、さらに好ましくは5分間〜2時間である、上記<16>または<17>記載の方法。 <18> The above <16>, wherein the grinding time in the grinding treatment is 1 minute to 12 hours, preferably 2 minutes to 6 hours, more preferably 5 minutes to 3 hours, and further preferably 5 minutes to 2 hours. <17> The method described.

<19>上記粉砕処理後に得られるバイオマスの平均粒子径が、1〜150μm、好ましくは5〜100μmである、上記<16>〜<18>のいずれか1に記載の方法。 <19> The method according to any one of the above <16> to <18>, wherein an average particle size of the biomass obtained after the pulverization treatment is 1 to 150 μm, preferably 5 to 100 μm.

<20>上記糖化処理において、上記バイオマスを含む懸濁液に上記<1>〜<6>のいずれか1に記載のタンパク質または上記<7>〜<14>のいずれか1に記載の酵素製剤を添加する、上記<15>〜<19>のいずれか1に記載の方法。 <20> In the saccharification treatment, the protein according to any one of the above <1> to <6> or the enzyme preparation according to any one of the above <7> to <14> in the suspension containing the biomass. The method according to any one of <15> to <19> above, wherein

<21>上記懸濁液中の上記バイオマスの含有量が、0.5〜20質量%、好ましくは3〜15質量%、好ましくは5〜10質量%である、上記<20>記載の方法。 <21> The method according to <20> above, wherein the content of the biomass in the suspension is 0.5 to 20% by mass, preferably 3 to 15% by mass, and preferably 5 to 10% by mass.

<22>上記懸濁液に対する上記<1>〜<6>のいずれか1に記載のタンパク質または上記<7>〜<14>のいずれか1に記載の酵素製剤の使用量が、上記バイオマスの質量に対して、好ましくは0.04〜600質量%、より好ましくは0.1〜100質量%、さらに好ましくは0.1〜50質量%である、上記<20>または<21>に記載の方法。 <22> The amount of the protein according to any one of the above <1> to <6> or the enzyme preparation according to any one of the above <7> to <14> relative to the suspension is the amount of the biomass. Preferably it is 0.04-600 mass% with respect to mass, More preferably, it is 0.1-100 mass%, More preferably, it is 0.1-50 mass%, It is described in said <20> or <21>. Method.

<23>上記糖化処理時の反応pHが、pH4〜9、好ましくはpH5〜8、より好ましくはpH5〜7である、上記<15>〜<22>のいずれか1に記載の方法。 <23> The method according to any one of <15> to <22> above, wherein a reaction pH at the time of the saccharification treatment is pH 4 to 9, preferably pH 5 to 8, more preferably pH 5 to 7.

<24>上記糖化処理時の反応温度が、20〜90℃、好ましくは25〜85℃、より好ましくは30〜80℃、さらに好ましくは40〜75℃、さらにより好ましくは45〜65℃、なお好ましくは50〜65℃、さらになお好ましくは50〜60℃である、上記<15>〜<23>のいずれか1に記載の方法。 <24> The reaction temperature during the saccharification treatment is 20 to 90 ° C., preferably 25 to 85 ° C., more preferably 30 to 80 ° C., still more preferably 40 to 75 ° C., and even more preferably 45 to 65 ° C. The method according to any one of the above <15> to <23>, which is preferably 50 to 65 ° C, more preferably 50 to 60 ° C.

<25>上記バイオマスが、木材の加工物または粉砕物、パルプ類、紙類、バガス、稲わら、とうもろこし茎若しくは葉、パーム空果房(EFB)、植物殻類、および藻類からなる群より選ばれる1種以上、好ましくは木材、木材の加工物または粉砕物、植物の茎、葉、および果房からなる群より選ばれる1種以上、より好ましくは、バガス、EFB、アブラヤシ(幹部)からなる群より選ばれる1種以上、さらに好ましくはバガスである、上記<15>〜<24>のいずれか1に記載の方法。 <25> The biomass is selected from the group consisting of processed or pulverized wood, pulp, paper, bagasse, rice straw, corn stalk or leaf, palm empty fruit bunch (EFB), plant shells, and algae At least one selected from the group consisting of wood, processed or pulverized wood, plant stems, leaves, and fruit bunches, more preferably bagasse, EFB, oil palm (stem) The method according to any one of the above <15> to <24>, which is at least one selected from the group, more preferably bagasse.

<26>バイオマス糖化剤の製造のための上記<1>〜<6>のいずれか1に記載のタンパク質の使用。 <26> Use of the protein according to any one of <1> to <6> for the production of a biomass saccharifying agent.

<27>バイオマス糖化用酵素製剤の製造のための上記<1>〜<6>のいずれか1に記載のタンパク質の使用。 <27> Use of the protein according to any one of the above <1> to <6> for the production of an enzyme preparation for biomass saccharification.

<28>バイオマス糖化のための上記<1>〜<6>のいずれか1に記載のタンパク質の使用。 <28> Use of the protein according to any one of the above <1> to <6> for biomass saccharification.

<29>上記バイオマスが、木材の加工物または粉砕物、パルプ類、紙類、バガス、稲わら、とうもろこし茎若しくは葉、パーム空果房(EFB)、植物殻類、および藻類からなる群より選ばれる1種以上、好ましくは木材、木材の加工物または粉砕物、植物の茎、葉、および果房からなる群より選ばれる1種以上、より好ましくは、バガス、EFB、アブラヤシ(幹部)からなる群より選ばれる1種以上、さらに好ましくはバガスである、上記<26>〜<28>のいずれか1に記載の使用。 <29> The biomass is selected from the group consisting of processed or pulverized wood, pulp, paper, bagasse, rice straw, corn stalk or leaf, palm empty fruit bunches (EFB), plant shells, and algae At least one selected from the group consisting of wood, processed or pulverized wood, plant stems, leaves, and fruit bunches, more preferably bagasse, EFB, oil palm (stem) The use according to any one of the above <26> to <28>, which is at least one selected from the group, more preferably bagasse.

以下の実施例において、「%」は特に断りのない場合、「質量%」を意味する。   In the following examples, “%” means “% by mass” unless otherwise specified.

<参考例1> PCR反応
以下の実施例におけるDNA断片増幅のためのポリメラーゼ連鎖反応(PCR)においては、Applied Biosystems 2720サーマルサイクラー(アプライドバイオシステムズ)を使用し、PrimeSTAR Max Premix(タカラバイオ)と付属の試薬類を用いてDNA増幅を行った。PCRの反応液組成は、適宜希釈した鋳型DNAを1μL、センスプライマーおよびアンチセンスプライマーを各々20pmol、およびPrimeSTAR Max Premixを25μL添加して、反応液総量を50μLとした。PCRの反応条件は、98℃で10秒間、57℃で30秒間および72℃で10〜50秒間(目的増幅産物に応じて調整。目安は1kbあたり10秒)の3段階の温度変化を30回繰り返すことにより行った。
<Reference Example 1> PCR Reaction In the polymerase chain reaction (PCR) for DNA fragment amplification in the following examples, Applied Biosystems 2720 thermal cycler (Applied Biosystems) is used, and PrimeSTAR Max Premix (Takara Bio) is attached. Amplification of DNA was performed using the above reagents. The PCR reaction solution composition was 1 μL of appropriately diluted template DNA, 20 pmol each of sense primer and antisense primer, and 25 μL PrimeStar Max Premix, so that the total reaction solution volume was 50 μL. PCR reaction conditions were 98 ° C. for 10 seconds, 57 ° C. for 30 seconds and 72 ° C. for 10 to 50 seconds (adjusted according to the target amplification product. The standard is 10 seconds per kb). This was done by repeating.

<参考例2> タンパク質の定量
タンパク質の定量には、特に断りのない場合、プロテインアッセイキット(BioRad社製)を使用し、ウシ血清アルブミンを標準タンパク質とした検量線をもとに計算した。
Reference Example 2 Protein Quantification For protein quantification, protein assay kit (manufactured by BioRad) was used unless otherwise specified, and calculation was performed based on a calibration curve using bovine serum albumin as a standard protein.

<参考例3> キシラナーゼ活性の測定
(1)最適反応pH
2.0%(w/v)キシラン(キシラン from beechwood、Sigma−Aldrich社製)50μLと、250mM酢酸バッファー(pH4.4、5.0、もしくは5.6)、250mMリン酸バッファー(pH6.2、6.6、7.0、もしくは7.4)、250mMトリス塩酸バッファー(pH7.8、8.2、8.6、もしくは9.0)、または250mMグリシンバッファー(pH9.4、9.8、もしくは10.0)40μLとを混合して、pHの異なる基質溶液90μLを調整した。適当な濃度に希釈したキシラナーゼ溶液を基質溶液に添加し、50℃で10分間反応させた。
反応後、反応液にDNS溶液(水酸化ナトリウム(和光純薬工業)1.6%(w/v)、ジニトロサリチル酸(和光純薬工業)0.5%(w/v)、酒石酸ナトリウムカリウム(和光純薬工業)30.0%(w/v))を100μL添加して、100℃にて5分間反応させ酵素反応を停止させた。基質溶液90μLにDNS溶液を100μL添加後、上述のキシラナーゼ溶液10μLを加えて同様の操作を行ったものをブランクとした。反応液を冷却後、540nmの吸光度を吸光マイクロプレートリーダーVersaMax(モレキュラーデバイスジャパン)で測定した。
Reference Example 3 Measurement of xylanase activity (1) Optimal reaction pH
50 μL of 2.0% (w / v) xylan (Xylan from beechwood, Sigma-Aldrich), 250 mM acetate buffer (pH 4.4, 5.0, or 5.6), 250 mM phosphate buffer (pH 6.2) , 6.6, 7.0, or 7.4), 250 mM Tris-HCl buffer (pH 7.8, 8.2, 8.6, or 9.0), or 250 mM glycine buffer (pH 9.4, 9.8) Or 10.0) 40 μL was mixed to prepare 90 μL of a substrate solution having a different pH. A xylanase solution diluted to an appropriate concentration was added to the substrate solution and reacted at 50 ° C. for 10 minutes.
After the reaction, a DNS solution (sodium hydroxide (Wako Pure Chemical Industries) 1.6% (w / v), dinitrosalicylic acid (Wako Pure Chemical Industries) 0.5% (w / v)), sodium potassium tartrate ( 100 μL of Wako Pure Chemical Industries, Ltd. (30.0% (w / v)) was added and reacted at 100 ° C. for 5 minutes to stop the enzyme reaction. A blank was prepared by adding 100 μL of the DNS solution to 90 μL of the substrate solution, adding 10 μL of the above xylanase solution, and performing the same operation. After cooling the reaction solution, the absorbance at 540 nm was measured with an absorption microplate reader VersaMax (Molecular Device Japan).

(2)最適反応温度
2.0%(w/v)キシラン(キシラン from beechwood、Sigma−Aldrich社製)50μLと、pH6.0の250mMリン酸−クエン酸バッファー40μLとを混合して基質溶液90μLを調整した。基質溶液に適当な濃度に希釈したキシラナーゼ溶液(10μL)を添加し、Veritiサーマルサイクラー(アプライドバイオシステムズ社製)を用いて45〜70℃(5℃刻み)で10分間反応させた。その後、DNS溶液を100μL添加し、100℃にて5分間反応させて酵素反応を停止させた。反応液を冷却後、540nmの吸光度を吸光マイクロプレートリーダーにて測定した。なお、既知濃度のキシロース溶液で作成した検量線をもとに反応液中のキシロオリゴ糖量を算出した。
(2) Optimal reaction temperature 2.0% (w / v) xylan (xylan from beechwood, Sigma-Aldrich) 50 μL and pH 6.0 250 mM phosphate-citrate buffer 40 μL were mixed to obtain a substrate solution 90 μL. Adjusted. A xylanase solution (10 μL) diluted to an appropriate concentration was added to the substrate solution, and the mixture was reacted at 45 to 70 ° C. (in increments of 5 ° C.) for 10 minutes using a Veriti thermal cycler (Applied Biosystems). Thereafter, 100 μL of the DNS solution was added and reacted at 100 ° C. for 5 minutes to stop the enzyme reaction. After cooling the reaction solution, the absorbance at 540 nm was measured with an absorbance microplate reader. The amount of xylooligosaccharide in the reaction solution was calculated based on a calibration curve prepared with a xylose solution having a known concentration.

<参考例4> セルロース含有原料の調製
(1)セルロース含有原料中のホロセルロース含有量の算出
粉砕したセルロース含有原料を、エタノール−ジクロロエタン混合溶剤(1:1)で6時間ソックスレー抽出を行い、抽出後のサンプルを60℃で真空乾燥した。得られた試料2.5gに水150mL、亜塩素酸ナトリウム1.0gおよび酢酸0.2mLを添加し、70〜80℃で1時間加温した。引き続き亜塩素酸ナトリウムおよび酢酸を添加して加温する操作を、試料が白く脱色するまで3〜4回繰り返し行った。白色の残渣をグラスフィルター(1G−3)でろ過し、冷水およびアセトンで洗浄した後、105℃で恒量になるまで乾燥し、残渣質量を求めた。下記式によりホロセルロース含有量を算出し、これをセルロース含有量とした。
セルロース含有量(質量%)=[残渣質量(g)/セルロース含有原料の採取量(g:塩基性化合物を除いた乾燥原料換算)]×100
<Reference Example 4> Preparation of cellulose-containing raw material (1) Calculation of holocellulose content in cellulose-containing raw material The pulverized cellulose-containing raw material is subjected to Soxhlet extraction with ethanol-dichloroethane mixed solvent (1: 1) for 6 hours, and extracted. The latter sample was vacuum dried at 60 ° C. To 2.5 g of the obtained sample, 150 mL of water, 1.0 g of sodium chlorite and 0.2 mL of acetic acid were added and heated at 70 to 80 ° C. for 1 hour. Subsequently, the operation of adding sodium chlorite and acetic acid and heating was repeated 3 to 4 times until the sample was decolorized white. The white residue was filtered through a glass filter (1G-3), washed with cold water and acetone, and then dried at 105 ° C. until a constant weight was obtained to determine the residue mass. The holocellulose content was calculated by the following formula, and this was defined as the cellulose content.
Cellulose content (mass%) = [residue mass (g) / collection amount of cellulose-containing raw material (g: dry raw material conversion excluding basic compound)] × 100

(2)アンヒドログルコース単位(AGU)モル数の算出
AGUモル数は、セルロース含有原料中のホロセルロースをすべてセルロースと仮定して、以下の式に基づき算出した。
AGUモル数=ホロセルロース質量(g)/162
(2) Calculation of the number of moles of anhydroglucose unit (AGU) The number of moles of AGU was calculated based on the following equation assuming that all the holocellulose in the cellulose-containing raw material was cellulose.
AGU mole number = Holocellulose mass (g) / 162

(3)セルロース含有原料の水分量の測定
セルロース含有原料の水分量の測定には、赤外線水分計(株式会社ケット科学研究所製、製品名「FD−610」)を使用した。150℃にて測定を行い、30秒間の質量変化率が0.1%以下となる点を測定の終点とした。測定された水分量の値を、セルロース含有原料の乾燥質量に対する質量%に換算した。
(3) Measurement of moisture content of cellulose-containing raw material For measurement of the moisture content of cellulose-containing raw material, an infrared moisture meter (product name “FD-610”, manufactured by Kett Scientific Laboratory Co., Ltd.) was used. The measurement was performed at 150 ° C., and the point at which the mass change rate for 30 seconds was 0.1% or less was taken as the end point of the measurement. The value of the measured water content was converted to mass% with respect to the dry mass of the cellulose-containing raw material.

(4)粉砕処理物の平均粒子径の測定
粉砕処理物の平均粒子径は、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置「LA−950」(株式会社堀場製作所製)を用いて測定した。測定試料として粉砕処理物0.1gを5mLの水に加え、超音波で1分間処理した試料分散液を用いた。体積基準のメジアン径を、温度25℃にて測定し、これを平均粒子径とした。
(4) Measurement of average particle size of pulverized product The average particle size of the pulverized product was measured using a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring device “LA-950” (manufactured by Horiba, Ltd.). As a measurement sample, 0.1 g of the pulverized product was added to 5 mL of water, and a sample dispersion treated with ultrasonic waves for 1 minute was used. The volume-based median diameter was measured at a temperature of 25 ° C., and this was defined as the average particle diameter.

<実施例1> キシラナーゼの調製
(ゲノムDNAの抽出)
Xylanimonas cellulosilytica DSM15894株をTrypticase Soy Agar培地(3.0%Trypticase Soy、2.0%Agar)に植菌し、28℃にて1日間培養した。培養して得られた菌体から、UltraCleanTM Microbial DNA Isolation Kit(Mo Bio Laboratories, Inc.製)を用いてゲノムDNAを取得した。
<Example 1> Preparation of xylanase (extraction of genomic DNA)
Xylanimonas cellulosilytica DSM15894 strain was inoculated into Trypticase Soy Agar medium (3.0% Trypticase Soy, 2.0% Agar) and cultured at 28 ° C. for 1 day. Genomic DNA was obtained from the cells obtained by culturing using UltraClean Microbial DNA Isolation Kit (manufactured by Mo Bio Laboratories, Inc.).

(ベクターの作製)
得られたゲノムDNAを鋳型として、表1に示したフォワードプライマー1(配列番号5)とリバースプライマー1(配列番号6)を用いて、ゲノム上のキシラナーゼ遺伝子領域(配列番号1)約1.0kbp断片(A)を増幅した。
シャトルベクターpHY300PLK(タカラバイオ)のBamHI制限酵素切断点に、バチルス属細菌KSM−S237株(FERM BP−7875)由来のS237アルカリセルラーゼ遺伝子(特開2000−210081号公報参照)(配列番号3)をコードするDNA断片が挿入された組換えプラスミドpHY−S237を鋳型とし、表1に示したフォワードプライマー2(配列番号7)とリバースプライマー2(配列番号8)を用いてS237アルカリセルラーゼ構造遺伝子を除く約5.6kbp断片(B)を増幅した。増幅した遺伝子断片をHigh Pure PCR Product Purification kit(Roche製)にて精製した。
(Production of vector)
Using the obtained genomic DNA as a template, the forward primer 1 (SEQ ID NO: 5) and reverse primer 1 (SEQ ID NO: 6) shown in Table 1 were used, and the xylanase gene region (SEQ ID NO: 1) on the genome was about 1.0 kbp. Fragment (A) was amplified.
The S237 alkaline cellulase gene derived from the Bacillus genus KSM-S237 strain (FERM BP-7875) (see Japanese Patent Laid-Open No. 2000-210081) (SEQ ID NO: 3) at the BamHI restriction enzyme cleavage point of the shuttle vector pHY300PLK (Takara Bio) The recombinant plasmid pHY-S237 into which the DNA fragment to be encoded was inserted was used as a template, and the S237 alkaline cellulase structural gene was removed using the forward primer 2 (SEQ ID NO: 7) and reverse primer 2 (SEQ ID NO: 8) shown in Table 1. An approximately 5.6 kbp fragment (B) was amplified. The amplified gene fragment was purified with High Pure PCR Product Purification kit (Roche).

精製されたDNA断片(A)1μLとDNA断片(B)1μL、In−Fusion HD Cloning Kit(タカラバイオ)に含まれる5×In−Fusion HD Enzyme Premi×2μL、DNaseフリーの水6μLを混合し、50℃で15分反応させ、キシラナーゼ遺伝子の断片をベクターにクローニングした。その後、反応液2μLを用いて、コンピテントセルE.coli HB101(タカラバイオ)20μLを形質転換した。形質転換体の再生培地には、50ppmアンピシリンナトリウム(和光純薬工業)、2.0%アガー(和光純薬工業)を含むLB寒天培地を用いた。アンピシリン耐性株として得られた形質転換体の中から、コロニーPCRにより目的の遺伝子が挿入されたプラスミドを保持する菌株を選別した。選別した形質転換体は同様のLB寒天培地を用いて培養後(37℃、1日間)、得られた菌体からプラスミドをHigh Pure Plasmid Isolation kit(Roche)を用いて回収、精製した。   1 μL of the purified DNA fragment (A) and 1 μL of the DNA fragment (B), 5 × In-Fusion HD Enzyme Premi × 2 μL contained in In-Fusion HD Cloning Kit (Takara Bio), 6 μL of DNase-free water, The reaction was carried out at 50 ° C. for 15 minutes, and the xylanase gene fragment was cloned into a vector. Thereafter, 20 μL of competent cell E. coli HB101 (Takara Bio) was transformed with 2 μL of the reaction solution. An LB agar medium containing 50 ppm ampicillin sodium (Wako Pure Chemical Industries) and 2.0% agar (Wako Pure Chemical Industries) was used as the regeneration medium for the transformant. From the transformants obtained as ampicillin resistant strains, a strain carrying the plasmid into which the target gene was inserted was selected by colony PCR. The selected transformant was cultured using the same LB agar medium (37 ° C., 1 day), and then the plasmid was recovered and purified from the obtained bacterial cell using High Pure Plasmid Isolation kit (Roche).

(形質転換体の作製)
プラスミドの宿主菌への導入はプロトプラスト形質転換法(Mol. Gen. Genet., 1979, 168:111-115)に従って行った。この際、宿主菌にはBacillus subtilis 168株プロテアーゼ9重欠損株(KA8AX)(特開2006−174707号公報)を用いた。形質転換体の再生培地には、テトラサイクリン含有DM3再生寒天培地(キシラン from beechwood(Sigma−Aldrich)1.0%(w/v)、バクトカザミノ酸(Difco)0.5%(w/v)、酵母エキス(Difco)0.5%(w/v)、L−トリプトファン(和光純薬工業)0.01%(w/v)、コハク酸二ナトリウム六水和物(和光純薬工業)8.1%(w/v)、リン酸一水素二カリウム(和光純薬工業)0.35%(w/v)、リン酸二水素一カリウム(和光純薬工業)0.15%(w/v)、グルコース(和光純薬工業)0.5%(w/v)、塩化マグネシウム(和光純薬工業)20mM、牛血清アルブミン(和光純薬工業)0.01%(w/v)、トリパンブルー0.01%(w/v)(ACROS ORGANICS)、テトラサイクリン塩酸塩(和光純薬工業)0.005%(w/v)、寒天1.0%(w/v))を用いた。
(Production of transformants)
The plasmid was introduced into the host bacterium according to the protoplast transformation method (Mol. Gen. Genet., 1979, 168: 111-115). At this time, a Bacillus subtilis 168 protease 9-deficient strain (KA8AX) (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-174707) was used as the host bacterium. The regeneration medium of the transformant includes tetracycline-containing DM3 regeneration agar medium (xylan from beechwood (Sigma-Aldrich) 1.0% (w / v), bactocasamino acid (Difco) 0.5% (w / v), yeast Extract (Difco) 0.5% (w / v), L-tryptophan (Wako Pure Chemical Industries) 0.01% (w / v), disodium succinate hexahydrate (Wako Pure Chemical Industries) 8.1 % (W / v), dipotassium monohydrogen phosphate (Wako Pure Chemical Industries) 0.35% (w / v), monopotassium dihydrogen phosphate (Wako Pure Chemical Industries) 0.15% (w / v) , Glucose (Wako Pure Chemical Industries) 0.5% (w / v), magnesium chloride (Wako Pure Chemical Industries) 20 mM, bovine serum albumin (Wako Pure Chemical Industries) 0.01% (w / v), trypan blue 0 .01% (w / v) (A ROS ORGANICS), tetracycline hydrochloride (Wako Pure Chemical Industries) 0.005% (w / v), were used 1.0% agar (w / v)).

(キシラナーゼ生産)
DM3再生寒天培地上に生育した形質転換体15ppmテトラサイクリン含有LB培地5mLを用いてシード培養後(30℃、250rpm、16時間)、シード培養液0.6mLを2×L Mal培地20mL(バクトトリプトン2%(w/v)、酵母エキス1.0%(w/v)、塩化ナトリウム1.0%(w/v)、硫酸マンガン五水和物(和光純薬工業)75ppm、マルトース一水和物(和光純薬工業)7.5%(w/v)、テトラサイクリン塩酸塩15ppm)に添加し、メイン培養を行った(30℃、230rpm、3日間)。培養後、遠心分離(11,000rpm、15分間、4℃)により培養上清を得た。培養上清3mLを脱塩カラムEcono−Pac 10DG(BioRad)を用いて20mM Tris−HCl pH7.5へとバッファー交換を行うことで、組換えキシラナーゼ粗酵素液を調製した。
(Xylanase production)
After seed culture using 5 mL of a 15 ppm tetracycline-containing LB medium grown on DM3 regenerated agar medium (30 ° C., 250 rpm, 16 hours), 0.6 mL of the seed culture solution was added to 20 mL of 2 × L Mal medium (Bactotryptone). 2% (w / v), yeast extract 1.0% (w / v), sodium chloride 1.0% (w / v), manganese sulfate pentahydrate (Wako Pure Chemical Industries) 75 ppm, maltose monohydrate Product (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 7.5% (w / v), tetracycline hydrochloride 15 ppm) and main culture was performed (30 ° C., 230 rpm, 3 days). After culture, the culture supernatant was obtained by centrifugation (11,000 rpm, 15 minutes, 4 ° C.). A recombinant xylanase crude enzyme solution was prepared by exchanging 3 mL of the culture supernatant with 20 mM Tris-HCl pH 7.5 using a desalting column Econo-Pac 10DG (BioRad).

<試験例1>
(キシラナーゼ活性および最適反応pH)
適当な濃度に希釈した実施例1で調製したキシラナーゼ溶液(10μL)または対照キシラナーゼCellic(登録商標)HTec(Novozymes A/S)を基質溶液に添加し、前述の参考例3(1)の条件で反応させ、キシラナーゼ活性を測定した。
既知濃度のキシロース溶液で作成した検量線をもとに、反応液中のキシロオリゴ糖量を算出し、その値から、基質液由来のバックグラウンドの値(ブランク)を差し引いた値を、酵素反応での生成糖量とした。その後、生成糖量から各希釈酵素溶液のキシラナーゼ活性(unit)を計算した。1unit(U)は、1分間に1μmolのD−キシロース相当の還元糖を遊離する酵素の活性とした。結果を表2に示す。表中、最大活性に対する相対活性(%)とは、最大活性を得たpH(pH6.6)での活性を100%としたときの相対活性を示し、Cellic(登録商標)HTecに対する相対活性(%)とは、各pHにおけるCellic(登録商標)HTecの比活性を100%としたときの相対活性を示す。
<Test Example 1>
(Xylanase activity and optimum reaction pH)
The xylanase solution (10 μL) prepared in Example 1 or the control xylanase Cellic (registered trademark) HTec (Novozymes A / S) diluted to an appropriate concentration was added to the substrate solution, and the conditions of Reference Example 3 (1) described above were added. The xylanase activity was measured after reaction.
Calculate the amount of xylooligosaccharides in the reaction solution based on a calibration curve created with a xylose solution of known concentration, and subtract the background value (blank) derived from the substrate solution from that value. The amount of sugar produced. Thereafter, the xylanase activity (unit) of each diluted enzyme solution was calculated from the amount of produced sugar. 1 unit (U) was defined as the activity of an enzyme that liberates a reducing sugar equivalent to 1 μmol of D-xylose per minute. The results are shown in Table 2. In the table, the relative activity (%) relative to the maximum activity indicates the relative activity when the activity at the pH (pH 6.6) at which the maximum activity was obtained is defined as 100%, and the relative activity against Cellic (registered trademark) HTec ( %) Indicates relative activity when the specific activity of Cellic (registered trademark) HTec at each pH is defined as 100%.

実施例1で調製した本発明のキシラナーゼは、pH6.6で最大活性を示し、その際の比活性は約1717U/mgであった。また、当該キシラナーゼは、pH5.0以上において市販キシラナーゼより高い比活性を示した。さらに、当該キシラナーゼは、pH7.0〜9.0の間で1200U/mg以上の比活性を有し、最大活性の70%以上の活性を維持していた。これらの結果より、当該キシラナーゼが広い範囲のpHで高いキシラナーゼ活性を有し、特にアルカリ領域においても高い活性を有することが示された。   The xylanase of the present invention prepared in Example 1 showed the maximum activity at pH 6.6, and the specific activity at that time was about 1717 U / mg. The xylanase showed higher specific activity than commercial xylanase at pH 5.0 or higher. Furthermore, the xylanase had a specific activity of 1200 U / mg or more between pH 7.0 and 9.0, and maintained an activity of 70% or more of the maximum activity. From these results, it was shown that the xylanase has high xylanase activity in a wide range of pH, and particularly has high activity even in the alkaline region.

<試験例2>
(最適反応温度)
基質溶液に適当な濃度に希釈した実施例1で調製したキシラナーゼ溶液(10μL)を添加し、前述の参考例3(2)の測定条件でキシラナーゼ活性を測定した。既知濃度のキシロース溶液で作成した検量線をもとに反応液中のキシロオリゴ糖量を算出した。算出した値からブランクの値を差し引いて、酵素反応で生成されたキシロオリゴ糖量を算出した。最大の生成糖量を示したサンプルを100%とした際の各温度での生成糖量を相対活性として求めた。結果を表3に示す。本発明のキシラナーゼは、60℃付近で最もキシラン分解活性が高く、45〜65℃の範囲で60℃での活性の60%以上の活性を示した。
<Test Example 2>
(Optimum reaction temperature)
The xylanase solution (10 μL) prepared in Example 1 diluted to an appropriate concentration was added to the substrate solution, and the xylanase activity was measured under the measurement conditions described in Reference Example 3 (2) above. The amount of xylooligosaccharide in the reaction solution was calculated based on a calibration curve prepared with a xylose solution having a known concentration. The blank value was subtracted from the calculated value to calculate the amount of xylooligosaccharide produced by the enzyme reaction. The amount of sugar produced at each temperature when the sample showing the maximum amount of sugar produced was taken as 100% was determined as the relative activity. The results are shown in Table 3. The xylanase of the present invention had the highest xylan decomposition activity around 60 ° C., and showed an activity of 60% or more of the activity at 60 ° C. in the range of 45 to 65 ° C.

<実施例2> キシラナーゼによるバイオマスの糖化
(バイオマスの調製)
基質として使用するバガス粉砕物は以下のように調製した。
バガス(サトウキビの搾りかす、ホロセルロース含有量71.3質量%、結晶化度29%、水分量7.0質量%)を減圧乾燥機VO−320(アドバンテック東洋)中に入れ、窒素流通下の条件で2時間減圧乾燥し、ホロセルロース含有量71.3wt%、結晶化度29%、水分量2.0wt%の乾燥バガスを得た。
Example 2 Saccharification of biomass with xylanase (Preparation of biomass)
The bagasse ground material used as a substrate was prepared as follows.
Bagasse (sugarcane pomace, holocellulose content 71.3 mass%, crystallinity 29%, moisture content 7.0 mass%) was placed in a vacuum dryer VO-320 (Advantech Toyo) under nitrogen circulation. It was dried under reduced pressure for 2 hours under the conditions to obtain a dry bagasse having a holocellulose content of 71.3 wt%, a crystallinity of 29%, and a moisture content of 2.0 wt%.

(混合粉砕処理)
得られた乾燥バガス100gと粒径0.7mmの粒状の水酸化ナトリウム「トーソーパール」(東ソー社製)8.8g(ホロセルロースを構成するAGU1モルに対し0.5モル相当量)を、バッチ式振動ミルMB−1(中央化工機:容器全容積3.5L、媒体としてφ30mm、長さ218mm、断面形状が円形のSUS304製ロッドを13本使用、ロッド充填率57%)に投入し、2時間粉砕処理することでバガス粉砕物(平均粒子径約16.6μm)を得た。
(Mixing and grinding process)
Batch of 100 g of the obtained dry bagasse and 8.8 g of granular sodium hydroxide “Tosoh Pearl” (manufactured by Tosoh Corporation) having a particle size of 0.7 mm (equivalent to 0.5 mol per 1 mol of AGU constituting holocellulose) Type vibration mill MB-1 (Chuo-Kakoki: total volume 3.5L, φ30mm as medium, length 218mm, 13 SUS304 rods with a circular cross section are used, rod filling rate 57%) The bagasse pulverized product (average particle size of about 16.6 μm) was obtained by pulverizing for a time.

(糖化処理)
2mL容マイクロチューブに、調製したバガス粉砕物50mgと0.4mLの水を添加し、1N−HClにて粉砕に使用した水酸化ナトリウムを中和した。中和された溶液に0.4mLの250mM酢酸ナトリウムバッファー(pH4.0もしくは5.0)、250mMリン酸バッファー(pH6.0もしくは7.0)、または250mMトリス塩酸バッファー(pH8.0もしくは9.0)を添加して基質溶液を調製した。基質溶液は、実施例1で調製したキシラナーゼ溶液または対照のキシラナーゼ溶液を1サンプルあたり50μg−タンパク質となるように添加後、水を加えて全量を1mLとした。その後、50℃、150rpmで往復振とうしながら1日間糖化反応を行った。対照のキシラナーゼとしては、Cellic(登録商標)HTec(Novozymes A/S)またはThermomyces lanuginosus由来キシラナーゼ(Sigma−Aldorich)を用いた。Thermomyces lanuginosus由来キシラナーゼは、pH5.0の基質溶液のみに添加した。
(Saccharification treatment)
50 mg of the prepared bagasse pulverized product and 0.4 mL of water were added to a 2 mL-volume microtube, and sodium hydroxide used for pulverization was neutralized with 1N HCl. In the neutralized solution, 0.4 mL of 250 mM sodium acetate buffer (pH 4.0 or 5.0), 250 mM phosphate buffer (pH 6.0 or 7.0), or 250 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0 or 9. 0) was added to prepare a substrate solution. As the substrate solution, the xylanase solution prepared in Example 1 or the control xylanase solution was added so as to be 50 μg-protein per sample, and then water was added to make the total volume 1 mL. Thereafter, a saccharification reaction was performed for 1 day while reciprocally shaking at 50 ° C. and 150 rpm. As a control xylanase, Cellic (registered trademark) HTec (Novozymes A / S) or Thermomyces lanuginosus-derived xylanase (Sigma-Aldrich) was used. Thermomyces lanuginosus-derived xylanase was added only to the pH 5.0 substrate solution.

反応終了後、遠心分離(15000rpm、5min、4℃)にて上清を回収し、DX500クロマトグラフィーシステム(日本ダイオネクス社製)にて上清中のキシロース、キシロビオースおよびキシロトリオースの濃度を測定した。これら3つの遊離糖量の和をバガス由来の生成糖量とした。結果を表4に示す。表中の相対生成糖量は、各pHにおけるCellic(登録商標)HTecの生成糖量を100%とした場合の相対値である。   After completion of the reaction, the supernatant was collected by centrifugation (15000 rpm, 5 min, 4 ° C.), and the concentrations of xylose, xylobiose and xylotriose in the supernatant were measured with a DX500 chromatography system (manufactured by Nippon Dionex). . The sum of these three free sugar amounts was defined as the amount of sugar produced from bagasse. The results are shown in Table 4. The relative amount of sugar produced in the table is a relative value when the amount of sugar produced by Cellic (registered trademark) HTec at each pH is 100%.

表4に示したように、本発明のキシラナーゼは、測定した全てのpH範囲でCellic(登録商標)HTecよりも高い糖化活性を示し、特にアルカリ領域(pH7〜9)においても安定して高い糖化活性を維持していた。なお、市販のThermomyces lanuginosus由来キシラナーゼは、pH5においてCellic(登録商標)HTecと同等の糖化活性(相対生成糖量101%)を示した。これらの結果より、本発明のキシラナーゼは幅広いpHにて汎用的な使用が可能であると考えられた。   As shown in Table 4, the xylanase of the present invention exhibits higher saccharification activity than Cellic (registered trademark) HTec in the entire measured pH range, and is stable and high saccharification particularly in the alkaline region (pH 7 to 9). The activity was maintained. In addition, commercially available Thermomyces lanuginosus-derived xylanase exhibited a saccharification activity (relatively produced sugar amount 101%) equivalent to Cellic (registered trademark) HTec at pH 5. From these results, it was considered that the xylanase of the present invention can be used for a wide range of pH.

<実施例3> 酵素製剤によるバイオマスの糖化
(バイオマスの調製)
実施例2で調製したバガス粉砕物(平均粒子径約16.6μm)を用いた。
(セルラーゼの調製)
Trichoderma reesei QM6a株由来エンドグルカナーゼI(配列番号10、以下TrEGIと略す)の調製は以下のように行った。
TrEGIをコードするDNA配列(配列番号9)をPCRにより増幅して、Aspergillus oryzae用発現ベクターであるpPTR I DNA(タカラバイオ)へとプロモーターと連結後導入した。その後、A. oryzae RIB40株へと作製したベクターを導入し、形質転換体を取得した。得られた形質転換体を培養することで培養液中へとTrEGIを分泌生産させた。発現させたTrichoderma reesei QM6a株由来エンドグルカナーゼI(以下TrEGI)のタンパク質量は、精製TrEGIのCMC分解活性とDCプロテインアッセイキット(BioRad社製)によるタンパク質量から比活性(211.5U/mg−タンパク質)を計算し、培養上清中のCMC分解活性から上清中のタンパク質量を逆算して求めた。
<Example 3> Saccharification of biomass by enzyme preparation (preparation of biomass)
The bagasse ground material (average particle diameter of about 16.6 μm) prepared in Example 2 was used.
(Preparation of cellulase)
Trichoderma reesei QM6a strain-derived endoglucanase I (SEQ ID NO: 10, hereinafter abbreviated as TrEGI) was prepared as follows.
A DNA sequence (SEQ ID NO: 9) encoding TrEGI was amplified by PCR and introduced into pPTR I DNA (Takara Bio), an expression vector for Aspergillus oryzae, after ligation with a promoter. Thereafter, the prepared vector was introduced into A. oryzae RIB40 strain to obtain a transformant. By culturing the obtained transformant, TrEGI was secreted and produced into the culture solution. The protein amount of the expressed endoglucanase I (hereinafter referred to as TrEGI) derived from Trichoderma reesei strain QM6a is determined from the CMC degradation activity of purified TrEGI and the protein amount obtained by DC protein assay kit (manufactured by BioRad) (211.5 U / mg-protein). And the amount of protein in the supernatant was calculated from the CMC degradation activity in the culture supernatant.

(糖化処理)
2mL容マイクロチューブに、調製したバガス粉砕物50mgと0.4mLの水を添加し、1N−HClにて粉砕に使用した水酸化ナトリウムを中和した。中和された溶液に0.4mLの250mM酢酸ナトリウムバッファー(pH5.5)を添加して基質溶液を調製した。基質溶液には、本発明のキシラナーゼを含む酵素製剤(試験品)を1サンプルあたり100μg−タンパク質となるように添加後、水を加えて全量を1mLとした。対象としては、Cellic(登録商標)CTec2を1サンプルあたり50μg、100μgまたは150μg−タンパク質を添加後、同様に水を加えて全量を1mLとした。その後、50℃、150rpmで往復振とうしながら3日間糖化反応を行った。本発明のキシラナーゼを含む酵素製剤には、本発明のキシラナーゼ:TrEGI:exo-1,4-β-D-Xylosidase(メガザイム社):Cellic(登録商標)CTec2=10:20:1:31(タンパク質量比)で混合したものを用いた(タンパク質100μg中、Cellic(登録商標)CTec2を50μg含有)。なお、上記酵素製剤中の各タンパク質量及び比率計算には、DCプロテインアッセイキットにて測定したタンパク質量を使用した。
(Saccharification treatment)
50 mg of the prepared bagasse pulverized product and 0.4 mL of water were added to a 2 mL-volume microtube, and sodium hydroxide used for pulverization was neutralized with 1N HCl. A substrate solution was prepared by adding 0.4 mL of 250 mM sodium acetate buffer (pH 5.5) to the neutralized solution. To the substrate solution, an enzyme preparation (test product) containing the xylanase of the present invention was added so as to be 100 μg-protein per sample, and then water was added to make the total volume 1 mL. As an object, 50 μg, 100 μg, or 150 μg-protein of Cellic (registered trademark) CTec2 was added per sample, and then water was similarly added to make the total volume 1 mL. Thereafter, a saccharification reaction was carried out for 3 days while reciprocally shaking at 50 ° C. and 150 rpm. The enzyme preparation containing the xylanase of the present invention includes the xylanase of the present invention: TrEGI: exo-1,4-β-D-Xylosidase (Megazyme): Cellic (registered trademark) CTec2 = 10: 20: 1: 31 (protein (Amount ratio) containing 100 μg of Cellic (registered trademark) CTec2 in 100 μg of protein). In addition, the protein amount measured with the DC protein assay kit was used for calculation of each protein amount and ratio in the enzyme preparation.

反応終了後、遠心分離(15000rpm、5min、4℃)にて上清を回収し、DX500クロマトグラフィーシステム(日本ダイオネクス社製)にて上清中のグルコース、セロビオース、キシロース、キシロビオースおよびキシロトリオースの濃度を測定した。これら5つの遊離糖量の和をバガス由来の生成糖量とした。結果を図1に示す。図中の相対糖化率は、Cellic(登録商標)CTec2を1サンプルあたり50μg−タンパク質を添加した際の生成糖量を100%とした場合の相対値である。   After completion of the reaction, the supernatant was collected by centrifugation (15000 rpm, 5 min, 4 ° C.), and glucose, cellobiose, xylose, xylobiose and xylotriose in the supernatant were collected with a DX500 chromatography system (manufactured by Nippon Dionex). Concentration was measured. The sum of these five free sugars was defined as the amount of sugar produced from bagasse. The results are shown in FIG. The relative saccharification rate in the figure is a relative value when Cellic (registered trademark) CTec2 is added with 50 μg-protein per sample and the amount of sugar produced is 100%.

図1に示したように、本発明のキシラナーゼを含む酵素製剤を用いることで、同タンパク質量や1.5倍量のCellic(登録商標)CTec2よりも高い糖化活性を示し、本発明のキシラナーゼを含む酵素製剤がバイオマスの糖化に適していることが示された。   As shown in FIG. 1, by using an enzyme preparation containing the xylanase of the present invention, the glycanase of the present invention exhibits higher saccharification activity than the same protein amount or 1.5 times the amount of Cellic (registered trademark) CTec2. It has been shown that the enzyme preparation containing it is suitable for biomass saccharification.

Claims (13)

下記(a)〜(c)から選ばれるアミノ酸配列からなり、且つキシラナーゼ活性を有する、単離または精製されたタンパク質:
(a)配列番号2で示されるアミノ酸配列;
(b)配列番号2で示されるアミノ酸配列と85%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列;および、
(c)配列番号2で示されるアミノ酸配列において、1〜複数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列。
An isolated or purified protein comprising an amino acid sequence selected from the following (a) to (c) and having xylanase activity:
(A) the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2;
(B) an amino acid sequence having 85% or more sequence identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2; and
(C) An amino acid sequence in which one to a plurality of amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2.
pH7.0〜9.0の範囲における前記キシラナーゼ活性が、最大活性の70%以上である、請求項1記載のタンパク質。   The protein according to claim 1, wherein the xylanase activity in the range of pH 7.0 to 9.0 is 70% or more of the maximum activity. 最適反応pHが6.0〜7.0である、請求項1または2記載のタンパク質。   The protein according to claim 1 or 2, wherein the optimum reaction pH is 6.0 to 7.0. 下記(d)〜(f)から選ばれる遺伝子にコードされる、請求項1〜3のいずれか1項記載のタンパク質:
(d)配列番号1で示される塩基配列からなる遺伝子;
(e)配列番号1で示される塩基配列と85%以上の配列同一性を有する塩基配列からなる遺伝子;および、
(f)配列番号1で示される塩基配列において1〜複数個の塩基が欠失、置換若しくは付加された塩基配列からなる遺伝子。
The protein according to any one of claims 1 to 3, which is encoded by a gene selected from the following (d) to (f):
(D) a gene consisting of the base sequence represented by SEQ ID NO: 1;
(E) a gene consisting of a base sequence having a sequence identity of 85% or more with the base sequence represented by SEQ ID NO: 1, and
(F) A gene comprising a base sequence in which one to a plurality of bases are deleted, substituted or added in the base sequence represented by SEQ ID NO: 1.
前記遺伝子がXylanimonas属由来の遺伝子である、請求項4記載のタンパク質。   The protein according to claim 4, wherein the gene is a gene derived from the genus Xylanimonas. 前記遺伝子を含むベクターを微生物に導入して得られた形質転換体により生産される、請求項4または5記載のタンパク質。   The protein according to claim 4 or 5, which is produced by a transformant obtained by introducing a vector containing the gene into a microorganism. 請求項1〜6のいずれか1項記載のタンパク質を含む、バイオマス糖化用酵素製剤。   An enzyme preparation for biomass saccharification comprising the protein according to any one of claims 1 to 6. セルラーゼをさらに含む、請求項7記載のバイオマス糖化用酵素製剤。   The enzyme preparation for biomass saccharification according to claim 7, further comprising cellulase. 前記セルラーゼがエンドグルカナーゼを含む、請求項8記載のバイオマス糖化用酵素製剤。   The enzyme preparation for biomass saccharification according to claim 8, wherein the cellulase contains endoglucanase. 前記バイオマスが、木材の加工物または粉砕物、パルプ類、紙類、バガス、稲わら、とうもろこし茎若しくは葉、パーム空果房(EFB)、植物殻類、および藻類からなる群より選ばれる1種以上である、請求項7〜9のいずれか1項記載のバイオマス糖化用酵素製剤。   The biomass is one selected from the group consisting of processed or pulverized wood, pulp, paper, bagasse, rice straw, corn stalk or leaf, palm empty fruit bunch (EFB), plant shells, and algae The enzyme preparation for biomass saccharification according to any one of claims 7 to 9, which is as described above. バイオマスを、請求項7〜10のいずれか1項記載の酵素製剤で糖化処理する工程を含む、糖の製造方法。   The manufacturing method of saccharide | sugar including the process of saccharifying biomass with the enzyme formulation of any one of Claims 7-10. 前記バイオマスを前処理する工程をさらに含み、該前処理がアルカリ処理、粉砕処理および水熱処理からなる群より選ばれる1種以上である、請求項11記載の方法。   The method according to claim 11, further comprising a step of pretreating the biomass, wherein the pretreatment is at least one selected from the group consisting of an alkali treatment, a pulverization treatment, and a hydrothermal treatment. 前記バイオマスが、木材の加工物または粉砕物、パルプ類、紙類、バガス、稲わら、とうもろこし茎若しくは葉、パーム空果房(EFB)、植物殻類、および藻類からなる群より選ばれる1種以上である、請求項11または12記載の方法。   The biomass is one selected from the group consisting of processed or pulverized wood, pulp, paper, bagasse, rice straw, corn stalk or leaf, palm empty fruit bunch (EFB), plant shells, and algae The method according to claim 11 or 12, which is as described above.
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