JP2015518718A - 凝乳特性が改善されたキモシン変異体 - Google Patents

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Abstract

凝乳特性が改善されたキモシン変異体。【選択図】なし

Description

本発明は、凝乳特性が改善されたキモシン変異体に関する。
凝乳酵素(例えばキモシンやペプシン)による乳の凝固は、チーズの製造における最も重要な工程の1つである。酵素による乳の凝固は2段階のプロセスである。即ち、タンパク質分解酵素であるキモシン又はペプシンがκ−カゼインを攻撃し、その結果としてカゼイン・ミセル構造の準安定状態になる第1段階と、その後に乳が凝固して凝固物を形成する第2段階である。
哺乳動物の胃に存在する凝乳酵素であるキモシン(EC 3.4.23.4)とペプシン(EC 3.4.23.1)は、広範なペプチダーゼのクラスに属するアスパラギン酸プロテアーゼである。
キモシンとペプシンは、胃の粘膜細胞で産生されるとき、それぞれ、酵素として不活性なプレ−プロキモシン及びプレ−プロペプシンとして生じる。キモシンが分泌されるとき、N末端のペプチド断片、即ちプレ断片(シグナル・ペプチド)が開裂して分離し、プロ断片を含むプロキモシンになる。プロキモシンは、酵素として実質的に不活性な形態だが、酸性条件下で活性化されてプロ断片が自己触媒的に除去され、活性なキモシンになる。この活性化は、生体内では胃内腔の中で適切なpH条件下にて起こり、試験管内では酸性条件下で起こる。
ウシ、即ちBos taurusのプレ−プロキモシン、プロキモシン、キモシンの構造的特徴と機能的特徴がこれまで精力的に研究されてきた。ウシのプレ−プロキモシン分子のプレ部分は16個のアミノ酸残基を含み、対応するプロキモシンのプロ部分は、長さが42個のアミノ酸残基を有する。活性なウシキモシンは323個のアミノ酸残基を含んでいて、AとBという2つの形態の混合物である。そのどちらの形態も活性である。
キモシンは、哺乳動物のさまざまな種(例えばウシ、ラクダ、ヤギ、バッファロー、ヒツジ、ブタ、ヒト、サル、ラット)で自然に産生される。
ウシキモシンは、酪農業で利用するため長年にわたって市販されてきた。
WO 02/36752A2(Chr. Hansen)には、ラクダキモシンの組み換え産生が記載されている。
以下に列挙した参考文献は、本発明の文脈においてキモシンの突然変異体を記述している参考文献と見なすことができる:
− Suzuki他:部位特異的突然変異誘発によりキモシンにおけるThr218、Lys220、Asp304の機能上の寄与が明らかになる、Protein Engineering、第4巻、1990年1月、69〜71ページ;
− Suzuki他:部位特異的突然変異誘発によるキモシンの触媒特性の変化、 Protein Engineering、第2巻、1989年5月、563〜569ページ;
− van den Brink他:グリコシル化によるキモシンの生産増大、Journal of biotechnology、第125巻、2006年9月、304〜310ページ;
− Pitts他:Tricoderma reeseiの中で産生されるキモシンpH最適化突然変異体の発現とキャラクテリゼーション、Journal of biotechnology、第28巻、1993年3月、69〜83ページ;
− M.G. Williams他:ウシキモシンの点突然変異体の突然変異誘発、生化学的キャラクテリゼーション、X線構造分析、Protein engineering design and selection、第10巻、1997年9月、991〜997ページ;
− Strop他:酵素サブサイト特異性の操作:Val111phe部位が突然変異した子ウシキモシンの調製、動的キャラクテリゼーション、2.0 ANG分解能でのX線分析、Biochemistry、第29巻、1990年10月、9863〜9871ページ;
− Supannee他:凝乳活性に影響を与える子ウシキモシンBの部位特異的突然変異、Food Chemistry、第62巻、1998年6月、133〜139ページ;
− Zhang他:組み換えプロキモシンにおけるジスルフィド結合Cys45−Cys50の機能上の意味、Biochimica et biophysica acta、第1343巻、1997年12月、278〜286ページ。
先行技術に関する上記のどの参考文献にも、本明細書/末尾の請求項に記載したどのキモシン突然変異体/変異体についても、直接的かつあいまいさなく記載されてはいない
本発明によって解決すべき問題は、凝乳特性が改善されたキモシン変異体を提供することである。
本明細書の実施例で議論しているように、発明者は、改善されたラクダキモシン変異体(本明細書の実施例6参照)と改善されたウシキモシン変異体(本明細書の実施例7参照)を多数同定した。
発明者は、ラクダ変異体とウシ変異体の比較分析に基づき、本明細書において重要な多数のアミノ酸位置をさらに同定した。重要であるというのは、これらアミノ酸位置の1又は2以上が変異した変異体を作ることによって改善されたキモシン変異体が得られる可能性があるという意味である。
本分野で知られているように、異なる哺乳動物種(例えばウシ、ラクダ、ヒツジ、ブタ、ラット)から得られた天然の野生型キモシンポリペプチド配列は、配列の類似度/一致度が比較的大きい。
本明細書の図1に、関連するさまざまなキモシン配列のアラインメントによってそのことを例示してある。
このように配列が互いに比較的似ていることを考慮すると、異なる天然の野生型キモシンの3D構造も互いに比較的似ていると考えられる。
本発明の文脈では、得られた天然の野生型キモシン(例えばウシキモシン又はラクダキモシン)を、本明細書では、親ポリペプチド、即ち本発明のキモシンポリペプチド変異体を作るために変異を起こさせる親ポリペプチドの一例とすることができる。
理論に囚われなければ、ここで議論するキモシンに関連するアミノ酸位置は、本明細書に関係する興味の対象となるあらゆるキモシン酵素(例えばウシ、ラクダ、ヒツジ、ブタ、ラットなどのキモシン)において一般に重要であると考えられる。重要であるというのは、これらのアミノ酸位置の1又は2以上が変異した変異体を作ることによって一般に改善されたキモシン変異体(例えばウシ、ラクダ、ヒツジ、ブタ、ラットの改善されたキモシン変異体)が得られる可能性があるという意味である。
本明細書で検討したように、興味の対象となる親キモシンポリペプチド(例えばラクダ、ヒツジ、ウシなど)のアミノ酸位置を求めるための参照配列として、本明細書では、公知のウシキモシンBプレプロキモシン配列(Genbank登録番号P00794、本明細書では配列番号1として開示)を用いる。
配列番号1のウシキモシンBプレプロキモシンは、本明細書では、代わりにウシ(Bos bovis)キモシンB又は単純にウシキモシンと呼ぶ。この配列も本明細書の図1に示されている。
本明細書に関係する別のキモシン配列は、本明細書において配列番号2で示したCamelius dromedariusの公知のキモシン配列である。それを本明細書では代わりにラクダキモシンと呼ぶ。この配列も本明細書の図1に示されている。
本発明の文脈では、配列番号1の成熟ポリペプチド(ウシキモシン)との配列同一性が少なくとも65%である(例えばヒツジ又はラットからの)親キモシンポリペプチドは、本明細書では、例えばウシ又はラクダのキモシンと十分な構造的関連性があると見なせるため、本明細書に記載したアミノ酸位置のうちの任意の位置が変異した変異体を作ることによる改善が可能であると考えられる。
したがって本発明の第1の特徴は、単離キモシンポリペプチド変異体を生産する方法に関するものであり、この方法は、
(a)キモシン活性を有する親ポリペプチド中の1又は2以上の位置に、変異として、位置117、134、141、143、156、241、279、280、281、298、300、307、309、311、325、350、352、353のいずれかに対応するアミノ酸位置における置換又は欠失又は挿入を含む変異を形成する工程と;
(b)工程(a)の変異ポリペプチドを生産して単離することにより、キモシン活性を有する単離されたキモシンポリペプチド変異体を取得する工程を含んでいて;さらに、
(i)親ポリペプチドのアミノ酸位置は、配列番号1のポリペプチド(ウシキモシン)と親ポリペプチドのアラインメントにより決定され、即ち、配列番号1のポリペプチドを使用して親ポリペプチド中の対応するアミノ酸配列が決定され;
(ii)親ポリペプチドは、配列番号1のアミノ酸位置59からアミノ酸位置381までに対応する成熟ポリペプチド(ウシキモシン)との配列同一性が少なくとも65%である。
本分野で知られているように、当業者であれば、自らの一般的な知識に基づいてキモシンとキモシン変異体を定型的な作業によって生産して精製することができよう。
言い換えるならば、興味の対象となるキモシン活性を有する本発明に関係する親ポリペプチドを(例えばウシ、ラクダ、ヒツジ、ブタ、ラットから)当業者が一旦入手すると、興味の対象となるそのような親キモシンの変異体を作るのは当業者にとって定型的な作業である。
本発明の第2の特徴は、第1の特徴の方法によって、又は本明細書に関係するその特徴の任意の実施態様によって得られる単離されたキモシンポリペプチド変異体に関する。
上記の第2の特徴に関連する“得られる”という用語は、単離されたキモシンポリペプチド変異体が、第1の特徴の方法によって、又は本明細書に関係するその特徴の任意の実施態様によって得られたものであることと理解すべきである。
したがって第2の特徴に関連する“得られる”という用語は、“得ることができる”であると理解してはならない。
本明細書で検討したように、本明細書の実施例では、親ポリペプチドとして配列番号1のポリペプチド(ウシ)を用いて変異体を作った。そのような変異体を本明細書ではウシキモシン変異体と呼ぶことができよう。
したがって本発明の第3の特徴は、単離されたキモシンポリペプチド変異体に関するものであり、この単離されたキモシンポリペプチド変異体は、
(a)キモシン活性を有する親ポリペプチド中の1又は2以上の位置に変異として、位置117、134、141、143、156、241、279、280、281、298、300、307、309、311、325、350、352、353のいずれかの位置に対応するアミノ酸位置における置換又は欠失又は挿入を含む変異を持ち;かつ
(b)この変異体はキモシン活性を持ち;さらに、
(i)親ポリペプチドのアミノ酸位置は、配列番号1のポリペプチド(ウシキモシン)と親ポリペプチドのアラインメントにより決定され、即ち、配列番号1のポリペプチドを使用して親ポリペプチド中の対応するアミノ酸配列が決定され;
(ii)親ポリペプチドは、配列番号1のアミノ酸位置59からアミノ酸位置381までに対応する成熟ポリペプチド(ウシキモシン)との配列同一性が少なくとも90%であり;
(iii)この単離された変異ポリペプチドは、配列番号1の成熟ポリペプチド(ウシキモシン)との配列同一性が100%未満である。
本明細書で検討したように、本明細書の実施例では、親ポリペプチドとして配列番号2のポリペプチド(ラクダ)を用いて変異体を作った。そのような変異体を本明細書ではラクダキモシン変異体と呼ぶことができよう。
したがって本発明の第4の特徴は、単離されたキモシンポリペプチド変異体に関するものであり、この単離されたキモシンポリペプチド変異体は、
(a)キモシン活性を有する親ポリペプチド中の1又は2以上の位置に変異として、位置117、134、141、143、156、241、279、280、281、298、300、307、309、311、325、350、352、353のいずれかの位置に対応するアミノ酸位置における置換又は欠失又は挿入を含む変異を持ち;
(b)この変異体はキモシン活性を持ち;さらに、
(i)親ポリペプチドのアミノ酸位置は、配列番号1のポリペプチド(ウシキモシン)と親ポリペプチドのアラインメントにより決定され、即ち、配列番号1のポリペプチドを使用して親ポリペプチド中の対応するアミノ酸配列が決定され;
(ii)親ポリペプチドは、配列番号2のアミノ酸位置59からアミノ酸位置381までに対応する成熟ポリペプチド(ラクダキモシン)と配列同一性が少なくとも90%であり;
(iii)この単離された変異ポリペプチドは、配列番号2の成熟ポリペプチド(ラクダキモシン)との配列同一性が100%未満である。
本明細書に記載の単離されたキモシンポリペプチド変異体は、本分野では、例えば興味の対象となる食品又は飼料製品(例えば興味の対象となる乳製品であり、チーズ製品が可能であろう)の製造に使用できる。
したがって本発明の第5の特徴は、食品又は飼料製品を生産する方法に関するものであり、この方法は、本明細書に記載の単離されたキモシンポリペプチド変異体の有効量を食品又は飼料成分に添加した後、追加製造工程を実施することによって食品又は飼料製品を得ることを含んでいる。
本発明の実施態様を以下に説明するが、それは単なる例示にすぎない。
定義
本明細書に関連する用語のあらゆる定義は、本明細書に関連する技術的文脈に関係する当業者が理解すると考えられるものに従っている。
“キモシン”という用語は、EC 3.4.23.4クラスの酵素に関する。キモシンは大きな特異性を持ち、カゼインのκ鎖に存在する単一の105−Ser−Phe−|−Met−Ala−108結合の開裂によって乳を凝固させる。本分野で用いられている別の名前はレンニンである。
“キモシン活性”という用語は、本発明の文脈で当業者が理解するキモシン酵素のキモシン活性に関する。
当業者は、本明細書に関連するキモシン活性を求める方法を知っている。
本明細書の実施例4には、比キモシン活性を求める標準的な方法の一例が示されている。比キモシン活性は、凝固活性又は凝乳活性とも呼ばれる。
本明細書の実施例5には、タンパク質分解活性を求める標準的な方法の一例が示されている。
本分野で知られているように、本明細書に関連するいわゆるC/P比は、比凝固活性(C)をタンパク質分解活性(P)で割ることによって求められる。
本分野で知られているように、より大きなC/P比は、一般に、例えばチーズ製造中のタンパク質の損失が非特異的なタンパク質分解により少なくなること(即ちチーズの収率が向上すること)と、成熟中のチーズにおける苦い味の発達が減ることを意味する。
“単離された変異体”という用語は、人の手によって改変された変異体を意味する。1つの特徴では、変異体は、SDS PAGEによって判断すると、少なくとも1%が純粋である(例えば少なくとも5%が純粋である、少なくとも10%が純粋である、少なくとも20%が純粋である、少なくとも40%が純粋である、少なくとも60%が純粋である、少なくとも80%が純粋である、少なくとも90%が純粋である)。
“成熟ポリペプチド”という用語は、翻訳とあらゆる翻訳後修飾(例えばN末端プロセシング、C末端切断、グリコシル化、リン酸化など)の後に最終形態になったペプチドを意味する。本発明の文脈では、本明細書に関連する成熟キモシンポリペプチドを、活性なキモシンポリペプチド配列、即ちプレ部分及び/又はプロ部分の配列がないキモシンポリペプチド配列と見なすことができる。成熟ポリペプチドの本明細書に関連する例は、例えば、配列番号1のアミノ酸位置59からアミノ酸位置381までの成熟ポリペプチド(ウシキモシン)、又は配列番号2のアミノ酸位置59からアミノ酸位置381までの成熟ポリペプチド(ラクダキモシン)である。
“親”又は“キモシン活性を有する親ポリペプチド”という表現は、変異によって本発明の酵素変異体を生じさせるポリペプチドを意味する。親は、天然の(野生型)ポリペプチドでも、その変異体でもよい。
“配列同一性”という用語は、2つのアミノ酸配列の間の関連性、又は2つのヌクレオチド配列の間の関連性に関する。
本発明の目的では、2つのアミノ酸配列の間の配列同一性の程度は、EMBOSSパッケージ(EMBOSS:欧州分子生物学オープン・ソフトウエア・スイート、Rice他、2000年、Trends Genet.、第16巻:276〜277ページ)のNeedleプログラム(バージョン3.0.0又はそれ以降のものが好ましい)において実現されているニードルマン−ヴンシュ・アルゴリズム(NeedlemanとWunsch、1970年、J. Mol. Biol.、第48巻:443〜453ページ)を用いて求められる。使用するオプションのパラメータは、ギャップを空けるペナルティが10、ギャップを延長するペナルティが0.5、EBLOSUM62(EBLOSUM62のEMBOSSバージョン)置換マトリックスである。Needleで標識した“最長の一致”(−nobriefオプションを用いて得られる)の出力をパーセント同一性として用い、それは以下のように計算する:
(一致する残基×100)/(アラインメントの長さ-アラインメントにおけるギャップの合計数)。
本発明の目的では、2つのデオキシリボヌクレオチド配列の間の配列同一性の程度は、EMBOSSパッケージ(EMBOSS:欧州分子生物学オープン・ソフトウエア・スイート、Rice他、2000年、上記文献)のNeedleプログラム(バージョン3.0.0又はそれ以降のものが好ましい)において実現されているニードルマン−ヴンシュ・アルゴリズム(NeedlemanとWunsch、1970年、上記文献)を用いて求められる。使用するオプションのパラメータは、ギャップを空けるペナルティが10、ギャップを延長するペナルティが0.5、EDNAFULL(NCBI NUC4.4のEMBOSSバージョン)置換マトリックスである。Needleで標識した“最長の一致”(−nobriefオプションを用いて得られる)の出力をパーセント同一性として用い、それは以下のように計算する:
(一致するデオキシリボヌクレオチド×100)/(アラインメントの長さ-アラインメントにおけるギャップの合計数)。
“変異体”という用語は、キモシン活性を有するペプチドで、変異、即ち置換及び/又は挿入及び/又は欠失を1又は2以上(いくつか)の位置に含んでいるものを意味する。置換は、ある位置を占めている1個のアミノ酸が異なるアミノ酸で置き換えられることを意味する。欠失は、ある位置を占めている1個のアミノ酸が除去されることを意味する。挿入は、ある位置を占めている1個のアミノ酸の隣に1〜3個のアミノ酸が付加されることを意味する。
アミノ酸は、天然のアミノ酸でも非天然のアミノ酸でもよく、例えばD−アラニンを特にD−異性体(又はD−形態)で置換することが理論的に可能であろう。
“野生型”キモシンペプチドという用語は、天然の生物(例えば自然界に見られる哺乳動物(例えばラクダやウシ))が発現するキモシンを意味する。
本明細書に関連するさまざまなキモシン配列のアラインメント。示してある“Bos_bovis_chymosin_B”は、本明細書の配列番号1のウシキモシンであり、示してある“Camelus_dromedarius”は、本明細書の配列番号2のラクダキモシンである。本明細書に記載したように参照配列として配列番号1のウシキモシンを用いると、ウシキモシンでは位置10に“V”があり、ラクダキモシンでは同じ位置10に“A”があることがわかる。例えばウシ/ラットでは位置352に“Q”があり、ラクダ/C._bactrianusでは同じ位置352に“E”があることもわかる。
図1に示したキモシン配列に関し、ヒツジは、ウシ配列番号1との配列同一性が94.5%であり、C._bactrianusは、ウシ配列番号1との配列同一性が83.2%であり、Camelus_dromedarius(配列番号2のラクダキモシン)は、ウシ配列番号1との配列同一性が84%であり、ブタは、ウシ配列番号1との配列同一性が80.3%であり、ラットは、ウシ配列番号1との配列同一性が71.9%である。
本発明の文脈で当業者であれば理解できるように、配列番号1の成熟ポリペプチド(ウシキモシン、即ち配列番号1のアミノ酸位置59〜381)に対する例えばヒツジ、C._bactrianus、ラクダ、ブタ、ラットのキモシンの成熟ポリペプチド配列の配列同一性の程度は、上記の配列同一性の程度と比較的似ている。
ウシキモシンの3D構造。この3D構造は公開されている。一例として、アミノ酸位置296と294がウシキモシンのどこに存在するかを示す。
興味の対象となるキモシンのアミノ酸位置の決定
上述のように、本明細書に関連する興味の対象となるキモシンポリペプチド(例えばラクダ、ヒツジ、ウシなど)のアミノ酸位置を決定するための参照配列として、本明細書では、本明細書で配列番号1として開示した公知のウシキモシン配列を用いる。
本発明の目的では、配列番号1に開示したポリペプチド(ウシキモシン)を用いて別のキモシンポリペプチドの対応するアミノ酸残基を決定する。別のキモシンポリペプチドのアミノ酸配列を配列番号1で開示したポリペプチドとアラインメントさせ、このアラインメントに基づき、本明細書の実施例1に記載したClustalWアルゴリズムを用いて、配列番号1に開示したポリペプチドの任意のアミノ酸残基に対応するアミノ酸位置の番号を決定する。
別のキモシンポリペプチドにおける対応するアミノ酸残基が何であるかは、EMBOSSパッケージ(EMBOSS:欧州分子生物学オープン・ソフトウエア・スイート、Rice他、2000年、Trends Genet.、第16巻:276〜277ページ)のNeedleプログラム(バージョン3.0.0又はそれ以降のものが好ましい)において実現されているニードルマン−ヴンシュ・アルゴリズム(NeedlemanとWunsch、1970年、J. Mol. Biol.、第48巻:443〜453ページ)を用いて確認することができる。
当業者にとって、本明細書に関連する興味の対象となるキモシンポリペプチド(例えばラクダ、ヒツジ、ウシなど)のアミノ酸位置を上記の周知のコンピュータ・プログラムに基づいて決定することは定型的な作業である。
本明細書の図1には、アラインメントの一例が示されている。
単なる一例として、図1において、例えば、本明細書で用いるウシ参照配列番号1では位置50に“G”があり、“Camelus_dromedarius”(本明細書の配列番号2)ではこの位置50に“A”があることがわかる。
変異体の命名法
本発明の変異体を記述するにあたり、参照が容易であるようにするため以下に記述する命名法を採用する。受け入れられているIUPACの一文字又は三文字でのアミノ酸略記法を用いる。
この“命名法”の項で議論する以下の具体的な変異体は、本発明に関連する変異体ではない可能性がある。即ちこの“命名法”の項では、単に本明細書に関連して用いる命名法をそのまま説明している。
置換。アミノ酸の置換については、以下の命名法を用いる:元のアミノ酸、位置、置換されたアミノ酸。したがって位置226のトレオニンがアラニンで置換されたとすると、“Thr226Ala”又は“T226A”と表わされる。複数の変異は加算記号(“+”)によって分離され、例えば“Gly205Arg+Ser411Phe”又は“G205R+S411F”となる。これは、位置205のグリシン(G)がアルギニン(R)で置換され、位置411のセリン(S)がフェニルアラニン(F)で置換されていることを表わす。例えば“226A”で表わされる置換は、位置226の親アミノ酸(例えばT、Q、Sか、それ以外の親アミノ酸)がアラニンで置換されていることを意味する。
欠失。アミノ酸の欠失については、以下の命名法を用いる:元のアミノ酸、位置、*。したがって位置195のグリシンが欠失している場合には、“Gly195*”又は“G195*”と表わされる。複数の欠失は加算記号(“+”)によって分離され、例えば“Gly195*+Ser411*”又は“G195*+S411*”となる。
挿入。アミノ酸の挿入については、以下の命名法を用いる:元のアミノ酸、位置、元のアミノ酸、挿入されたアミノ酸。したがって位置195のグリシンの後にリシンが挿入された場合には、“Gly195GlyLys”又は“G195GK”と表わされる。複数のアミノ酸の挿入は、[元のアミノ酸、位置、元のアミノ酸、挿入されたアミノ酸#1、挿入されたアミノ酸#2;など]と表わされる。例えば位置195のグリシンの後にリシンとアラニンが挿入されると、“Gly195GlyLysAla”又は“G195GKA”として示される。
このような場合、挿入されたアミノ酸残基は、その挿入されたアミノ酸残基の前のアミノ酸残基の位置番号にアルファベットの小文字を付加して表わされる。上記の例では、配列は以下のようになろう。
複数の変異。複数の変異を含む変異体は、加算記号(“+”)によって分離される。例えば“Arg170Tyr+Gly195Glu”又は“R170Y+G195E”であり、位置170のアルギニンと位置195のグリシンがそれぞれチロシンとグルタミン酸で置換されていることを表わす。
異なる置換。異なる置換を1つの位置に導入できる場合には、それらの異なる置換をコンマで分離する。例えば“Arg170Tyr,Glu”又は“R170Y,E”は、位置170のアルギニンがチロシン又はグルタミン酸で置換されていることを表わす。したがって“Tyr167Gly,Ala+Arg170Gly,Ala”又は“Y167G,A+R170G,A”は、以下の変異体:“Tyr167Gly+Arg170Gly”、“Tyr167Gly+Arg170Ala”、“Tyr167Ala+Arg170Gly”、“Tyr167Ala+Arg170Ala”を表わす。
単離されたキモシンポリペプチド変異体を生産する方法
上述のように、本分野で知られていることだが、当業者であれば、一般的な知識に基づき、キモシンとキモシン変異体を定型的な作業で生産して精製することができる。
言い換えるならば、興味の対象であるキモシン活性を有する本明細書に関連する親ポリペプチドを当業者が一旦入手すると、そのような興味の対象である親キモシンの変異体を作ることは当業者にとって定型的な作業である。
キモシン(変異体又は親)を生産して単離する適切な方法の一例として、例えばWO02/36752A2(Chr. Hansen)に記載されている技術に基づく周知の真菌組み換え発現/産生法が可能であろう。
当業者にとって、キモシン活性を有する親ポリペプチドの1又は2以上の位置に変異を形成することも定型的な作業である。なお変異には、少なくとも1つのアミノ酸位置での置換、欠失、挿入が含まれる。
当業者に知られているように、これは、いわゆる部位特異的突然変異誘発と組み換え発現/産生に基づく技術によって実施できる。
当業者にとって、本明細書に関連する親ポリペプチド(例えばラクダ又はウシの野生型キモシン)及び/又は本明細書に関連する変異体がキモシン活性を有するかどうかを判断することも定型的な作業である。
本分野で知られているように、キモシン活性は、いわゆるC/P比によって判断することができる。なおC/P比は、比凝固活性(C)をタンパク質分解活性(P)で割ることによって求まる。
本分野で知られているように、より大きなC/P比は、一般に、例えばチーズ製造中のタンパク質の損失が非特異的なタンパク質分解により少なくなること(即ちチーズの収率が向上すること)と、成熟中のチーズにおける苦い味の発達が減ることを意味する。
本明細書の実施例4には、比凝固活性(C)を求める適切な方法が記載されており、本明細書の実施例5には、タンパク質分解活性(P)を求める適切な方法が記載されている。
本明細書に記載の単離されたキモシンポリペプチド変異体は、本明細書の配列番号1の成熟ポリペプチドを含むウシキモシンのC/P比よりも大きなC/P比を与えるキモシン活性を有する変異体であることが好ましい。
本明細書に記載の単離されたキモシンポリペプチド変異体は、本明細書の配列番号2の成熟ポリペプチドを含むラクダキモシンのC/P比よりも大きなC/P比を与えるキモシン活性を有する変異体であることが好ましい。
本明細書に記載の単離されたキモシンポリペプチド変異体は、
− 本明細書の配列番号1の成熟ポリペプチドを含むウシキモシンのC/P比よりも大きなC/P比を与えるキモシン活性と;
− 本明細書の配列番号2の成熟ポリペプチドを含むラクダキモシンのC/P比よりも大きなC/P比を与えるキモシン活性
を有する変異体であることがより好ましい。
上述のように、本明細書に関連する興味の対象であるキモシンポリペプチド(例えばラクダ、ヒツジ、ウシなど)のアミノ酸位置を決定するための参照配列として、本明細書では、本明細書で配列番号1として開示した公知のウシキモシン配列を用いる。
上述のように、当業者にとって、本明細書に関連する興味の対象であるキモシンポリペプチド(例えばラクダ、ヒツジ、ウシなど)の本明細書に関連するアミノ酸位置を例えば本明細書で議論した配列アラインメント用コンピュータ・プログラムに基づいて決定することは定型的な作業である。
例えば本明細書の第1の特徴による方法の“親ポリペプチドは、配列番号1の成熟ポリペプチド(ウシキモシン)との配列同一性が少なくとも65%である”という表現は、親キモシンポリペプチドの配列に基づく制限を利用して本明細書に関連する変異体を作ることに関係している。
言い換えるならば、成熟ウシキモシンとの配列同一性が少なくとも65%である(例えばヒツジ又はブタからの)成熟親キモシンポリペプチドは、本明細書で関連していると言える程度に例えばウシ又はラクダのキモシンと構造が十分に一致していると考えられる。即ち本発明の文脈では、配列番号1の成熟ポリペプチド(ウシキモシン)との配列同一性が少なくとも65%である(例えばヒツジ又はラットからの)成熟親キモシンポリペプチドは、本明細書では、例えばウシ又はラクダのキモシンと構造が十分に関連していると見なせるため、本明細書に記載した任意のアミノ酸位置における変異体を作ることによる改善が可能であると考えられる。
配列番号2のラクダキモシンポリペプチドは、配列番号1のウシポリペプチド(即ち位置1から381までの配列番号1全体であり、その中にプレ配列とプロ配列が含まれる)との配列同一性が84%である。
本発明の文脈では、当業者なら理解できるように、キモシン活性を有する本明細書に関連する親ポリペプチドは、すでに、例えば対応する野生型キモシンの変異体である可能性がある。
例えば、配列番号2のラクダキモシンポリペプチドと比べて例えば5〜10個の変異(例えば置換)を有するラクダキモシン変異体は、相変わらず、配列番号1の成熟ポリペプチド(ウシ)との配列同一性が例えば本明細書の第1の特徴で必要とされる少なくとも65%である親ポリペプチドであろう。
言い換えるならば、本明細書に関連する単離されたキモシンポリペプチド変異体は、例えば本明細書の第1の特徴の位置以外の位置に変異(例えば置換)を含んでいてもよい。
本明細書の図1に示したキモシン配列に関し、ヒツジは、ウシ配列番号1との配列同一性が94.5%であり、C._bactrianusは、ウシ配列番号1との配列同一性が83.2%であり、Camelus_dromedarius(配列番号2のラクダキモシン)は、ウシ配列番号1との配列同一性が84%であり、ブタは、ウシ配列番号1との配列同一性が80.3%であり、ラットは、ウシ配列番号1との配列同一性が71.9%である。
本発明の文脈では、当業者なら理解できるように、配列番号1の成熟ポリペプチド(ウシキモシン、即ち配列番号1のアミノ酸位置59〜381)に対する例えばヒツジ、C._bactrianus、ラクダ、ブタ、ラットのキモシンの成熟ポリペプチド配列の配列同一性の程度は、上記の配列同一性の程度と比較的似ている。
好ましい変異体
上述のように、例えば第1の特徴は、変異が、位置117、134、141、143、156、241、279、280、281、298、300、307、309、311、325、350、352、353のいずれかに対応する少なくとも1つのアミノ酸位置における置換、欠失、挿入のいずれかを含む単離されたキモシンポリペプチド変異体に関する。
好ましい一実施態様は、変異が、位置134、141、143、280、281、298、300、307、309、311、352、353のいずれかに対応する少なくとも1つのアミノ酸位置における置換、欠失、挿入のいずれかを含む単離されたキモシンポリペプチド変異体に関する。
少なくとも1つの変異は置換であることが好ましかろう。即ち本明細書に関連する好ましい一実施態様は、変異が、位置117、134、141、143、156、241、279、280、281、298、300、307、309、311、325、350、352、353のいずれかに対応する少なくとも1つのアミノ酸位置における置換を含む単離されたキモシンポリペプチド変異体に関する。
変異が、位置134、141、143、280、281、298、300、307、309、311、352、353のいずれかに対応する少なくとも1つのアミノ酸位置における置換を含む単離されたキモシンポリペプチド変異体が好ましい。
置換は、117N、134Q、141E、143F、156V、241I、279M、280I、281V、298E、300R、307D、309D、309W、311I、325M、350N、352L、352Q、353L、353Qのいずれかであることが好ましい。
本発明の文脈では、当業者なら理解できるように、親キモシンポリペプチドの例えば位置156にすでに“V”がある場合には、この特定の親キモシンポリペプチドで置換156Vを行なうことについて話すのは意味がない。本明細書の図1からわかるように、ラット野性型キモシンでは位置156に“V”がある。置換156Vは、図1のその特定のラットキモシンポリペプチド配列については本明細書と無関係であると見なすことができる。
置換は、134Q、141E、143F、280I、281V、298E、300R、307D、309D、309W、311I、352L、352Q、353L、353Qのいずれかであることが好ましい。
置換は、D117N、H134Q、Q141E、I143F、D156V、V241I、V279M、L280I、F281V、Q298E、Q300R、N307D、G309D、G309W、L311I、D325M、H350N、Q352L、E352L、E352Q、K353L、K353Qのいずれかであることが好ましい。
本発明の文脈では、当業者なら理解できるように、親キモシンポリペプチドの例えば位置156に“D”がない場合には、この特定の親キモシンポリペプチドで置換D156V行なうことについて話すのは意味がない。本明細書の図1からわかるように、ラット野性型キモシンでは位置156に“V”がある。したがって置換D156Vは、図1のその特定のラットキモシンポリペプチド配列については本明細書と無関係であると見なすことができる。
好ましい一実施態様では、置換は、H134Q、Q141E、I143F、L280I、F281V、Q298E、Q300R、N307D、G309D、G309W、L311I、Q352L、E352L、E352Q、K353L、K353Qのいずれかである。
好ましい一実施態様では、置換は、
F281V+V306I+I321L;
H134Q+I154L+D216S;
V261A+V263I+G309W+L311I+Y326F;
D156V+G309D+M314L+V317I;
H134Q+L280I+G309W;
R119Q+D156V+V375L;
Y79S+R119S+H204R;
Y79S+H134Q+Y365F+V375L;
Y194I+R213Q+G309D;
Y79S+D117N+I321L;
Y185F+D325M+E352Q;
Y79S+L224V+L311I;
S132F+H134Q+M200I+M215L+G221E;
F281V+G309W+S331Y+D337E;
D156V+G309D+M314L+V317I;
G128D+L188I+Y326F;
R119S+V241I+L280I+L311I+D325M;
R119Q+S284T+T297S+V306I+G309W;
K279V+V281F;
Q298E+Q300R;
H350N+Q352E+K353L;
D307N+D309G;
Q141E+I143F
のいずれかである。
キモシン活性を有する好ましい親ポリペプチド
親ポリペプチドは、配列番号1の成熟ポリペプチド(ウシキモシン)との配列同一性が少なくとも70%であることが好ましく、親ポリペプチドは、配列番号1の成熟ポリペプチド(ウシキモシン)との配列同一性が少なくとも75%であることがより好ましい。
単なる一例として、本明細書に関連する適切な親ポリペプチドとして、例えばウシキモシンAが可能であろう。本分野で知られているように、ウシキモシンAは、本明細書の配列番号1のウシキモシンBとアミノ酸が1個しか異なっていない可能性がある。
上述のように、本明細書の実施例では、配列番号1のポリペプチド(ウシ)を親ポリペプチドとして用いて変異体を作った。このような変異体を本明細書ではウシキモシン変異体と呼ぶことができよう。
したがって好ましい一実施態様では、親ポリペプチドは、配列番号1の成熟ポリペプチド(ウシキモシン)との配列同一性が少なくとも90%である。親ポリペプチドは、配列番号1の成熟ポリペプチド(ウシキモシン)との配列同一性が少なくとも95%であることがより好ましく、配列番号1の成熟ポリペプチド(ウシキモシン)との配列同一性が少なくとも97%であることがさらに好ましい。親ポリペプチドは、配列番号1の成熟ポリペプチド(ウシキモシン)であることが好ましかろう。
本発明の文脈では、当業者なら理解できるように、キモシン活性を有する本明細書に関連する親ポリペプチドは、すでに、例えば対応する野生型キモシンの変異体である可能性がある。
例えば、配列番号1の野生型ウシキモシンポリペプチドと比べて例えば5〜10個の変異(例えば置換)を有するウシキモシン変異体は、相変わらず、配列番号1の成熟ポリペプチド(ウシキモシン)との配列同一性が少なくとも95%である親ポリペプチドであろう。
配列番号1の成熟ポリペプチド(ウシ)は長さがアミノ酸323個であるため、配列番号1の成熟野生型ウシキモシンポリペプチドと比べて例えば25個のアミノ酸置換を持つウシキモシン変異体は、配列番号1の成熟ポリペプチド(ウシキモシン)との配列同一性が少なくとも95%の親ポリペプチドにはならない。
言い換えるならば、そして一般に、本明細書に関連する単離されたキモシンポリペプチド変異体は、例えば本明細書の第1の特徴の位置以外の位置に変異(例えば置換)を含んでいてもよい。
上述のように、本明細書の実施例では、配列番号2のポリペプチド(ラクダ)を親ポリペプチドとして用いて変異体を作った。このような変異体を本明細書ではラクダキモシン変異体と呼ぶことができよう。
したがって好ましい一実施態様では、親ポリペプチドは、配列番号2の成熟ポリペプチド(ラクダキモシン)との配列同一性が少なくとも90%である。親ポリペプチドは、配列番号2の成熟ポリペプチド(ラクダキモシン)との配列同一性が少なくとも95%であることがより好ましく、配列番号2の成熟ポリペプチド(ラクダキモシン)との配列同一性が少なくとも97%であることがさらに好ましい。親ポリペプチドは、配列番号2の成熟ポリペプチド(ラクダキモシン)であることが好ましかろう。
本発明の文脈では、当業者なら理解できるように、配列番号2の成熟ポリペプチド(ラクダ)との配列同一性が少なくとも90%である親ポリペプチドは、本明細書の第1の特徴の項目(ii)の配列番号1(ウシ)に基づく配列同一性の条件に相変わらず当てはまる。即ちそれは、配列番号1の成熟ポリペプチド(ウシキモシン)との配列同一性が少なくとも65%である親ポリペプチドになる。
ウシキモシンの単離された変異体
上述のように、本明細書の実施例では、配列番号1のポリペプチド(ウシ)を親ポリペプチドとして用いて変異体を作った。このような変異体を本明細書ではウシキモシン変異体と呼ぶことができよう。
上述のように、第3の特徴は、単離されたキモシンポリペプチド変異体に関するものであり、この単離されたキモシンポリペプチド変異体は、
(a)キモシン活性を有する親ポリペプチド中の1又は2以上の位置に変異として、位置117、134、141、143、156、241、279、280、281、298、300、307、309、311、325、350、352、353のいずれかの位置に対応するアミノ酸位置における置換又は欠失又は挿入を含む変異を持ち;かつ
(b)この変異体はキモシン活性を持ち;さらに、
(i)親ポリペプチドのアミノ酸位置は、配列番号1のポリペプチド(ウシキモシン)と親ポリペプチドのアラインメントにより決定され、即ち、配列番号1のポリペプチドを使用して親ポリペプチド中の対応するアミノ酸配列が決定され;
(ii)親ポリペプチドは、配列番号1のアミノ酸位置59からアミノ酸位置381までに対応する成熟ポリペプチド(ウシキモシン)との配列同一性が少なくとも90%であり;
(iii)この単離された変異ポリペプチドは、配列番号1の成熟ポリペプチド(ウシキモシン)との配列同一性が100%未満である。
上記の定義と好ましい実施態様は、この特徴にも関係する。
本明細書に記載の単離されたウシキモシンポリペプチド変異体は、配列番号1の成熟ポリペプチドを含むウシキモシンのC/P比よりも大きいC/P比を与えるキモシン活性を有することが好ましい。
好ましい一実施態様では、親ポリペプチドは、配列番号1の成熟ポリペプチド(ウシキモシン)との配列同一性が少なくとも92%である。親ポリペプチドは、配列番号1の成熟ポリペプチド(ウシキモシン)との配列同一性が少なくとも95%であることがより好ましく、配列番号1の成熟ポリペプチド(ウシキモシン)との配列同一性が少なくとも97%であることがそれ以上に好ましい。
本発明の文脈では、当業者なら理解できるように、単離されたキモシン変異体は、上記以外のアミノ酸位置に変異(例えば置換)を含んでいてもよい。
例えば、配列番号1の野生型ウシキモシンポリペプチドと比べて例えば5〜10個の変異(例えば置換)を有するウシキモシン変異体は、相変わらず、配列番号1の成熟ポリペプチド(ウシキモシン)との配列同一性が少なくとも95%である親ポリペプチドであろう。
単離されたウシキモシン変異体は、配列番号1の成熟ポリペプチド(ウシキモシン)と比べて30個未満のアミノ酸変異(例えば置換)を含むことが好ましかろう。あるいは単離されたウシキモシン変異体は、配列番号1の成熟ポリペプチド(ウシキモシン)と比べて20個未満のアミノ酸変異(例えば置換)を含むことが好ましかろう。あるいは単離されたウシキモシン変異体は、配列番号1の成熟ポリペプチド(ウシキモシン)と比べて10個未満のアミノ酸変異(例えば置換)を含むことが好ましかろう。あるいは単離されたウシキモシン変異体は、配列番号1の成熟ポリペプチド(ウシキモシン)と比べて5個未満のアミノ酸変異(例えば置換)を含むことが好ましかろう。
本発明の文脈では、当業者なら理解できるように、上記の項目(iii)の“単離されたポリペプチド変異体は、配列番号1の成熟ポリペプチド(ウシキモシン)との配列同一性が100%未満である”という表現は、本明細書に記載の単離されたウシキモシン変異体が、もちろん、配列番号1の公知の野生型ウシキモシン配列と100%一致したポリペプチド配列を持ってはいないことに関する。
好ましい一実施態様は、変異が、位置134、141、143、280、281、298、300、307、309、311、352、353のいずれかに対応する少なくとも1つのアミノ酸位置における置換、欠失、挿入のいずれかを含む単離されたウシキモシンポリペプチド変異体に関する。
少なくとも1つの変異は置換であることが好ましかろう。即ち本明細書に関連する好ましい実施態様は、変異が、位置117、134、141、143、156、241、279、280、281、298、300、307、309、311、325、350、352、353のいずれかに対応する少なくとも1つのアミノ酸位置に置換を含む単離されたキモシンポリペプチド変異体に関する。
単離されたキモシンポリペプチド変異体では、変異が、位置134、141、143、280、281、298、300、307、309、311、352、353のいずれかに対応する少なくとも1つのアミノ酸位置に置換を含むことが好ましい。
置換は、117N、134Q、141E、143F、156V、241I、279M、280I、281V、298E、300R、307D、309D、309W、311I、325M、350N、352L、352Q、353L、353Qのいずれかであることが好ましい。
置換は、134Q、141E、143F、280I、281V、298E、300R、307D、309D、309W、311I、352L、352Q、353L、353Qのいずれかであることが好ましい。
置換は、D117N、H134Q、Q141E、I143F、D156V、V241I、V279M、L280I、F281V、Q298E、Q300R、N307D、G309D、G309W、L311I、D325M、H350N、Q352L、E352L、E352Q、K353L、K353Qのいずれかであることが好ましい。
好ましい一実施態様では、置換は、
F281V+V306I+I321L;
H134Q+I154L+D216S;
V261A+V263I+G309W+L311I+Y326F;
D156V+G309D+M314L+V317I;
H134Q+L280I+G309W;
R119Q+D156V+V375L;
Y79S+R119S+H204R;
Y79S+H134Q+Y365F+V375L;
Y194I+R213Q+G309D;
Y79S+D117N+I321L;
Y185F+D325M+E352Q;
Y79S+L224V+L311I;
S132F+H134Q+M200I+M215L+G221E;
F281V+G309W+S331Y+D337E;
D156V+G309D+M314L+V317I;
G128D+L188I+Y326F;
R119S+V241I+L280I+L311I+D325M;
R119Q+S284T+T297S+V306I+G309W;
K279V+V281F;
Q298E+Q300R;
H350N+Q352E+K353L;
D307N+D309G;
Q141E+I143F
のいずれかである。
ラクダキモシンの単離された変異体
上述のように、本明細書の実施例では、配列番号2のポリペプチド(ラクダキモシン)を親ポリペプチドとして用いて変異体を作った。このような変異体を本明細書ではラクダキモシン変異体と呼ぶことができよう。
上述のように、第4の特徴は、単離されたキモシンポリペプチド変異体に関するものであり、この単離されたキモシンポリペプチド変異体は、
(a)キモシン活性を有する親ポリペプチド中の1又は2以上の位置に変異として、位置117、134、141、143、156、241、279、280、281、298、300、307、309、311、325、350、352、353のいずれかの位置に対応するアミノ酸位置における置換又は欠失又は挿入を含む変異を持ち;
(b)この変異体はキモシン活性を持ち;さらに、
(i)親ポリペプチドのアミノ酸位置は、配列番号1のポリペプチド(ウシキモシン)と親ポリペプチドのアラインメントにより決定され、即ち、配列番号1のポリペプチドを使用して親ポリペプチド中の対応するアミノ酸配列が決定され;
(ii)親ポリペプチドは、配列番号2のアミノ酸位置59からアミノ酸位置381までに対応する成熟ポリペプチド(ラクダキモシン)と配列同一性が少なくとも90%であり;
(iii)この単離された変異ポリペプチドは、配列番号2の成熟ポリペプチド(ラクダキモシン)との配列同一性が100%未満である。
上記の定義と好ましい実施態様は、この特徴にも関係する。
本明細書に記載の単離されたラクダキモシンポリペプチド変異体は、配列番号2の成熟ポリペプチドを含むラクダキモシンのC/P比よりも大きなC/P比を与えるキモシン活性を持つ変異体であることが好ましい。
好ましい一実施態様では、親ポリペプチドは、配列番号2の成熟ポリペプチド(ラクダキモシン)との配列同一性が少なくとも92%である。親ポリペプチドは、配列番号2の成熟ポリペプチド(ラクダキモシン)との配列同一性が少なくとも95%であることがより好ましく、配列番号2の成熟ポリペプチド(ラクダキモシン)との配列同一性が少なくとも97%であることがより一層好ましい。
本発明の文脈では、当業者なら理解できるように、単離されたキモシン変異体は、上記以外のアミノ酸位置の変異(例えば置換)を含んでいてもよい。
例えば、配列番号2の野生型ラクダキモシンポリペプチドと比べて例えば5〜10個の変異(例えば置換)を有するラクダキモシン変異体は、相変わらず、配列番号2の成熟ポリペプチド(ラクダキモシン)との配列同一性が少なくとも95%である親ポリペプチドであろう。
単離されたラクダキモシン変異体は、配列番号2の成熟ポリペプチド(ラクダキモシン)と比べて30個未満のアミノ酸変異(例えば置換)を含んでいることが好ましかろう。あるいは単離されたラクダキモシン変異体は、配列番号2の成熟ポリペプチド(ラクダキモシン)と比べて20個未満のアミノ酸変異(例えば置換)を含んでいることが好ましかろう。あるいは単離されたラクダキモシン変異体は、配列番号2の成熟ポリペプチド(ラクダキモシン)と比べて10個未満のアミノ酸変異(例えば置換)を含んでいることが好ましかろう。あるいは単離されたラクダキモシン変異体は、配列番号2の成熟ポリペプチド(ラクダキモシン)と比べて5個未満のアミノ酸変異(例えば置換)を含んでいることが好ましかろう。
本発明の文脈では、当業者なら理解できるように、上記の項目(iii)の“単離されたポリペプチド変異体は、配列番号2の成熟ポリペプチド(ラクダキモシン)との配列同一性が100%未満である”という表現は、本明細書に記載の単離されたラクダキモシン変異体が、もちろん、公開されている配列番号2の野生型ラクダキモシン配列と100%一致したポリペプチド配列を持ってはいないことと関係している。
好ましい一実施態様は、変異が、位置134、141、143、280、281、298、300、307、309、311、352、353のいずれかに対応する少なくとも1つのアミノ酸位置に置換、欠失、挿入のいずれかを含む単離されたラクダキモシンポリペプチド変異体に関する。
少なくとも1つの変異は置換であることが好ましかろう。即ち本明細書に関連する好ましい実施態様は、変異が、位置117、134、141、143、156、241、279、280、281、298、300、307、309、311、325、350、352、353のいずれかに対応する少なくとも1つのアミノ酸位置に置換を含む単離されたキモシンポリペプチド変異体に関する。
単離されたキモシンポリペプチド変異体は、変異が、位置134、141、143、280、281、298、300、307、309、311、352、353のいずれかに対応する少なくとも1つのアミノ酸位置に置換を含んでいることが好ましい。
置換は、117N、134Q、141E、143F、156V、241I、279M、280I、281V、298E、300R、307D、309D、309W、311I、325M、350N、352L、352Q、353L、353Qのいずれかであることが好ましい。
置換は、134Q、141E、143F、280I、281V、298E、300R、307D、309D、309W、311I、352L、352Q、353L、353Qのいずれかであることが好ましい。
置換は、D117N、H134Q、Q141E、I143F、D156V、V241I、V279M、L280I、F281V、Q298E、Q300R、N307D、G309D、G309W、L311I、D325M、H350N、Q352L、E352L、E352Q、K353L、K353Qのいずれかであることが好ましい。
好ましい一実施態様では、置換は、
F281V+V306I+I321L;
H134Q+I154L+D216S;
V261A+V263I+G309W+L311I+Y326F;
D156V+G309D+M314L+V317I;
H134Q+L280I+G309W;
R119Q+D156V+V375L;
Y79S+R119S+H204R;
Y79S+H134Q+Y365F+V375L;
Y194I+R213Q+G309D;
Y79S+D117N+I321L;
Y185F+D325M+E352Q;
Y79S+L224V+L311I;
S132F+H134Q+M200I+M215L+G221E;
F281V+G309W+S331Y+D337E;
D156V+G309D+M314L+V317I;
G128D+L188I+Y326F;
R119S+V241I+L280I+L311I+D325M;
R119Q+S284T+T297S+V306I+G309W;
K279V+V281F;
Q298E+Q300R;
H350N+Q352E+K353L;
D307N+D309G;
Q141E+I143F
のいずれかである。
乳製品を生産する方法
上述のように、本明細書に記載の単離されたキモシンポリペプチド変異体は、本分野では、例えば興味の対象となる乳製品(例えばチーズ製品)の生産に使用できる。
上述のように、本発明の1つの特徴は、食品又は飼料製品を製造するため、本明細書に記載の単離されたキモシンポリペプチド変異体の有効量を食品又は飼料成分に添加した後、追加製造工程を実施してその食品又は飼料製品を得ることを含む方法に関する。
食品又は飼料製品は乳製品であることが好ましく、この方法は、本明細書に記載の単離されたキモシンポリペプチド変異体の有効量を乳に添加した後、追加製造工程を実施してその乳製品を得ることを含んでいる。
乳として、例えば豆乳、ヒツジの乳、ヤギの乳、バッファローの乳、ヤクの乳、ラマの乳、ラクダの乳、牛乳が可能である。
乳製品として、例えば発酵乳製品、クワルク(quark)又は、チーズが可能である。
本願明細書中の側面/態様−項目の形式での提示
ここで記載する本発明の側面及び好ましい態様は、いわゆる項目の形式で提示/記載されてもよい。以下を参照されたい。
1.
単離キモシンポリペプチド変異体を生産する方法であって、以下の工程:
(a)キモシン活性を有する親ポリペプチド中の1又は2以上の位置に変異を形成する工程、ここで当該変異が、位置117、134、141、143、156、241、279、280、281、298、300、307、309、311、325、350、352及び353のいずれかに対応するアミノ酸位置における、置換、欠失、又は挿入を含む;及び
(b)工程(a)の変異ポリペプチドを生産及び単離することにより、単離キモシンポリペプチド変異体を取得する工程、ここで当該変異体はキモシン活性を有する;
を含み、そして、
(i)前記親ポリペプチドのアミノ酸位置が、配列番号1のポリペプチド(ウシキモシン)と親ポリペプチドとのアラインメントにより決定され、即ち、配列番号1のポリペプチドが、親ポリペプチド中の対応するアミノ酸配列を決定するのに使用され;及び
(ii)当該親ポリペプチドが、配列番号1のアミノ酸位置59〜アミノ酸位置381に対応する、配列番号1の成熟ポリペプチド(ウシキモシン)と65%以上の配列同一性を有する;
当該方法。
2.
当該単離キモシンポリペプチド変異体が:
−配列番号1の成熟ポリペプチドを含有するウシキモシンのC/P比と比較してより高いC/P比をもたらすキモシン活性;及び
−配列番号2の成熟ポリペプチドを含有するラクダキモシンのC/P比と比較してより高いC/P比をもたらすキモシン活性;
を有する、項目1に記載の単離キモシンポリペプチド変異体の生産方法。
3.
前記変異が、位置134、141、143、280、281、298、300、307、309、311、352及び353のいずれかに対応する1つ以上のアミノ酸位置における、置換、欠失、又は挿入を含む、項目1又は2に記載の単離キモシンポリペプチド変異体の生産方法。
4.
前記変異が、位置117、134、141、143、156、241、279、280、281、298、300、307、309、311、325、350、352及び353のいずれかに対応する1つ以上のアミノ酸位置における置換含む、項目1〜3のいずれか1項に記載の単離キモシンポリペプチド変異体の生産方法。
5.
前記変異が、位置134、141、143、280、281、298、300、307、309、311、352及び353のいずれかに対応する1つ以上のアミノ酸位置における置換含む、項目1〜4のいずれか1項に記載の単離キモシンポリペプチド変異体の生産方法。
6.
前記置換が、117N、134Q、141E、143F、156V、241I、279M、280I、281V、298E、300R、307D、309D、309W、311I、325M、350N、352L、352Q、353L又は353Qである、項目4に記載の単離キモシンポリペプチド変異体の生産方法。
7.
前記置換が、134Q、141E、143F、280I、281V、298E、300R、307D、309D、309W、311I、352L、352Q、353L又は353Qである、項目6に記載の単離キモシンポリペプチド変異体の生産方法。
8.
前記置換が、D117N、H134Q、Q141E、I143F、D156V、V241I、V279M、L280I、F281V、Q298E、Q300R、N307D、G309D、G309W、L311I、D325M、H350N、Q352L、E352L、E352Q、K353L又はK353Qである、項目4に記載の単離キモシンポリペプチド変異体の生産方法。
9.
前記置換が、H134Q、Q141E、I143F、L280I、F281V、Q298E、Q300R、N307D、G309D、G309W、L311I、Q352L、E352L、E352Q、K353L又はK353Qである、項目8に記載の単離キモシンポリペプチド変異体の生産方法。
10.
前記変異が1又は2以上のアミノ酸位置の置換を含み、当該置換が:
F281V+V306I+I321L;
H134Q+I154L+D216S;
V261A+V263I+G309W+L311I+Y326F;
D156V+G309D+M314L+V317I;
H134Q+L280I+G309W;
R119Q+D156V+V375L;
Y79S+R119S+H204R;
Y79S+H134Q+Y365F+V375L;
Y194I+R213Q+G309D;
Y79S+D117N+I321L;
Y185F+D325M+E352Q;
Y79S+L224V+L311I;
S132F+H134Q+M200I+M215L+G221E;
F281V+G309W+S331Y+D337E;
D156V+G309D+M314L+V317I;
G128D+L188I+Y326F;
R119S+V241I+L280I+L311I +D325M;
R119Q+S284T+T297S+V306I+G309W
K279V+V281F;
Q298E+Q300R;
H350N+Q352E+K353L;
D307N+D309G;又は
Q141E+I143F
である、項目4に記載の単離キモシンポリペプチド変異体の生産方法。
11.
前記親ポリペプチドが、配列番号1の成熟ポリペプチド(ウシキモシン)に対して75%以上の配列同一性を有する、項目1〜10のいずれか1項に記載の単離キモシンポリペプチド変異体の生産方法。
12.
配列番号1の成熟ポリペプチド(ウシキモシン)に対して95%以上の配列同一性を有する、項目11に記載の単離キモシンポリペプチド変異体の生産方法。
13.
前記親ポリペプチドが、配列番号2のアミノ酸位置59〜アミノ酸位置381に対応する、配列番号2の成熟ポリペプチド(ラクダキモシン)に対して95%以上の配列同一性を有する、項目10に記載の単離キモシンポリペプチド変異体の生産方法。
14.
項目1〜13のいずれか1項に記載の方法により生産された単離キモシンポリペプチド。
15.
単離キモシンポリペプチド変異体であって:
(a)キモシン活性を有する親ポリペプチド中の1又は2以上の位置に変異を有し、当該変異が、位置117、134、141、143、156、241、279、280、281、298、300、307、309、311、325、350、352及び353のいずれかの位置に対応するアミノ酸位置における、置換、欠失、又は挿入を含み;且つ
(b)当該変異体がキモシン活性を有し;
ここで、
(i)前記親ポリペプチドのアミノ酸位置が、配列番号1のポリペプチド(ウシキモシン)と親ポリペプチドとのアラインメントにより決定され、即ち、配列番号1のポリペプチドが、親ポリペプチド中の対応するアミノ酸配列を決定するのに使用され;及び
(ii)当該親ポリペプチドが、配列番号1のアミノ酸位置59〜アミノ酸位置381に対応する、配列番号1の成熟ポリペプチド(ウシキモシン)と90%以上の配列同一性を有し;及び
(iii):当該単離変異ポリペプチドが、配列番号1の成熟ポリペプチド(ウシキモシン)に対して100%未満の配列同一性を有する;
当該単離キモシンポリペプチド変異体。
16.
配列番号1の成熟ポリペプチドを含有するウシキモシンのC/P比と比較してより高いC/P比をもたらすキモシン活性を有する、項目15に記載の単離キモシンポリペプチド変異体。
17.
前記親ポリペプチドが、配列番号1の成熟ポリペプチド(ウシキモシン)に対して97%以上の配列同一性を有する、項目15又は16に記載の単離キモシンポリペプチド変異体。
18.
前記単離されたウシキモシン変異体が、配列番号1の成熟ポリペプチド(ウシキモシン)に対して、10個未満のアミノ酸変異(例えば置換)を含む、項目15〜17のいずれか1項に記載の単離キモシンポリペプチド変異体。
19.
前記変異が、位置134、141、143、280、281、298、300、307、309、311、352及び353のいずれかに対応する1つ以上のアミノ酸位置における、置換、欠失又は挿入を含む、項目15〜18のいずれか1項に記載の単離キモシンポリペプチド変異体。
20.
前記変異が、位置117、134、141、143、156、241、279、280、281、298、300、307、309、311、325、350、352及び353のいずれかに対応する1つ以上のアミノ酸位置における置換を含む、項目15〜19のいずれか1項に記載の単離キモシンポリペプチド変異体。
21.
前記変異が、位置134、141、143、280、281、298、300、307、309、311、352及び353のいずれかに対応する1つ以上のアミノ酸位置における置換を含む、項目20に記載の単離キモシンポリペプチド変異体。
22.
前記置換が、117N、134Q、141E、143F、156V、241I、279M、280I、281V、298E、300R、307D、309D、309W、311I、325M、350N、352L、352Q、353L又は353Qである、項目20に記載の単離キモシンポリペプチド変異体。
23.
前記置換が、134Q、141E、143F、280I、281V、298E、300R、307D、309D、309W、311I、352L、352Q、353L又は353Qである、項目22に記載の単離キモシンポリペプチド変異体。
24.
前記置換が、D117N、H134Q、Q141E、I143F、D156V、V241I、V279M、L280I、F281V、Q298E、Q300R、N307D、G309D、G309W、L311I、D325M、H350N、Q352L、E352L、E352Q、K353L又はK353Qである、項目22に記載の単離キモシンポリペプチド変異体。
25.
前記変異が、1又は2以上のアミノ酸位置における置換を含み、当該置換が:
F281V+V306I+I321L;
H134Q+I154L+D216S;
V261A+V263I+G309W+L311I+Y326F;
D156V+G309D+M314L+V317I;
H134Q+L280I+G309W;
R119Q+D156V+V375L;
Y79S+R119S+H204R;
Y79S+H134Q+Y365F+V375L;
Y194I+R213Q+G309D;
Y79S+D117N+I321L;
Y185F+D325M+E352Q;
Y79S+L224V+L311I;
S132F+H134Q+M200I+M215L+G221E;
F281V+G309W+S331Y+D337E;
D156V+G309D+M314L+V317I;
G128D+L188I+Y326F;
R119S+V241I+L280I+L311I +D325M;
R119Q+S284T+T297S+V306I+G309W
K279V+V281F;
Q298E+Q300R;
H350N+Q352E+K353L;
D307N+D309G;又は
Q141E+I143F
である、項目20に記載の単離キモシンポリペプチド変異体。
26.
単離キモシンポリペプチド変異体であって、
(a)キモシン活性を有する親ポリペプチド中の1又は2以上の位置における変異を有し、ここで当該変異が、位置117、134、141、143、156、241、279、280、281、298、300、307、309、311、325、350、352及び353のいずれかの位置に対応するアミノ酸位置における、置換、欠失、又は挿入を含み;且つ
(b)当該変異体がキモシン活性を有し;
そして、
(i)前記親ポリペプチドのアミノ酸配列位置が、配列番号1のポリペプチド(ウシキモシン)と親ポリペプチドとのアラインメントにより決定され、即ち、配列番号1のポリペプチドが、親ポリペプチド中の対応するアミノ酸配列を決定するのに使用され;及び
(ii)当該親ポリペプチドが、配列番号2のアミノ酸位置59〜アミノ酸位置381に対応する、配列番号2の成熟ポリペプチド(ラクダキモシン)と90%以上の配列同一性を有し;及び
(iii):当該単離変異ポリペプチドが、配列番号2の成熟ポリペプチド(ラクダキモシン)に対して100%未満の配列同一性を有する;
当該単離キモシンポリペプチド変異体。
27.
配列番号2の成熟ポリペプチドを含有するラクダキモシンのC/P比と比較してより高いC/P比をもたらすキモシン活性を有する、項目26に記載の単離キモシンポリペプチド変異体。
28.
前記親ポリペプチドが、配列番号2の成熟ポリペプチド(ラクダキモシン)と97%以上の配列同一性を有する、項目26又は27に記載の単離キモシンポリペプチド変異体。
29.
配列番号2の成熟ポリペプチド(ラクダキモシン)と比較して10アミノ酸未満の変異(例えば置換)を有する、項目26〜28のいずれか1項に記載の単離キモシンポリペプチド変異体。
30.
前記変異が、位置134、141、143、280、281、298、300、307、309、311、352及び353のいずれかに対応する1つ以上のアミノ酸位置における、置換、欠失又は挿入を含む、項目26〜29のいずれか1項に記載の単離キモシンポリペプチド変異体。
31.
前記変異が、位置117、134、141、143、156、241、279、280、281、298、300、307、309、311、325、350、352及び353のいずれかに対応する1つ以上のアミノ酸位置における置換を含む、項目26〜30のいずれか1項に記載の単離キモシンポリペプチド変異体。
32.
前記変異が、位置134、141、143、280、281、298、300、307、309、311、352及び353のいずれかに対応する1つ以上のアミノ酸位置における置換を含む、項目31に記載の単離キモシンポリペプチド変異体。
33.
前記置換が、117N、134Q、141E、143F、156V、241I、279M、280I、281V、298E、300R、307D、309D、309W、311I、325M、350N、352L、352Q、353L又は353Qである、項目31に記載の単離キモシンポリペプチド変異体。
34.
前記置換が、134Q、141E、143F、280I、281V、298E、300R、307D、309D、309W、311I、352L、352Q、353L又は353Qである、項目33に記載の単離キモシンポリペプチド変異体。
35.
前記置換が、D117N、H134Q、Q141E、I143F、D156V、V241I、V279M、L280I、F281V、Q298E、Q300R、N307D、G309D、G309W、L311I、D325M、H350N、Q352L、E352L、E352Q、K353L又はK353Qである、項目33に記載の単離キモシンポリペプチド変異体。
36.
前記置換が:
F281V+V306I+I321L;
H134Q+I154L+D216S;
V261A+V263I+G309W+L311I+Y326F;
D156V+G309D+M314L+V317I;
H134Q+L280I+G309W;
R119Q+D156V+V375L;
Y79S+R119S+H204R;
Y79S+H134Q+Y365F+V375L;
Y194I+R213Q+G309D;
Y79S+D117N+I321L;
Y185F+D325M+E352Q;
Y79S+L224V+L311I;
S132F+H134Q+M200I+M215L+G221E;
F281V+G309W+S331Y+D337E;
D156V+G309D+M314L+V317I;
G128D+L188I+Y326F;
R119S+V241I+L280I+L311I+D325M;
R119Q+S284T+T297S+V306I+G309W
K279V+V281F;
Q298E+Q300R;
H350N+Q352E+K353L;
D307N+D309G;又は
Q141E+I143F
である、項目31に記載の単離キモシンポリペプチド変異体。
37.
食品又は飼料製品を生産する方法であって、
項目14〜36のいずれか1項に記載の有効量の単離キモシンポリペプチド変異体を食品又は試料成分に添加すること、及び、食品又は飼料製品を取得するための更なる生産工程を実施することを含む、当該方法。
38.
前記製品が乳製品(milk−based product)であり、前記方法が、乳に項目14〜36のいずれか1項に記載の有効量の単離キモシンポリペプチド変異体を添加すること、及び、当該乳製品を取得するための更なる生産工程を実施することを含む、項目37に記載の食品又は飼料製品を生産する方法。
39.
前記乳が、豆乳、又は羊、山羊、バッファロー、ヤク、リャマ、ラクダ又は牛の乳である、項目38に記載の食品又は飼料製品を生産する方法。
40.
前記乳製品が、発酵乳製品、クワルク(quark)又はチーズである、項目38又は39に記載の食品又は飼料製品を生産する方法。
キモシンタンパク質配列と変異体配列のアラインメントと位置番号決定
EBI(EBI、ツールズ、多重配列アラインメント、CLUSTALW”、
http://www.ebi.uk/Tools/msa/clstlw2/)が提供していてLarkin M.A.、Blackshields G.、Brown N.P.、Chenna R.、McGettigan P.A.、McWilliam H.、Valentin F.、Wallace I.M.、Wilm A.、Lopez R.、Thompson J.D.、Gibson T.J.、Higgins D.G.(2007年)、Bioinformatics、第23巻(21)、2947〜2948ページに記載されているClustalWアルゴリズムを用いてキモシンタンパク質配列をアラインメントした。
多重配列アラインメントのためのClustalW2の設定は、タンパク質重み付けマトリックス=BLOSUM、ギャップ・オープン=10、延長=0.05、ギャップ距離=8、末端のギャップなし、繰り返し=なし、NUMITER=1、クラスタ化=NJであった。
参照配列として、ウシキモシンBプレプロキモシンを用いた(Genbank登録番号P00794、本明細書では配列番号1として開示)。ただしN末端のメチオニンが番号1であり(MRCV…)、C末端のイソロイシンが番号381である(タンパク質配列中の…LAKAI)。変異体をウシBプレプロキモシンに対してアラインメントし、対応するウシキモシン残基に合わせて残基の位置番号を決定した。
キモシン変異体の設計
さまざまな戦略を利用してキモシン変異体を設計した。
ラクダキモシンに言及するときには、本明細書に記載した配列番号2のポリペプチドを含むラクダキモシンを参照する。
配列番号2のラクダキモシンは、ラクダキモシン変異体を作るのに用いるキモシン活性を有する本明細書に関連する親ポリペプチドと見なすことができる。
ウシキモシンに言及するときには、本明細書に記載した配列番号1のポリペプチドを含むウシキモシンを参照する。
配列番号1のウシキモシンは、ラクダキモシン変異体を作るのに用いるキモシン活性を有する本明細書に関連する親ポリペプチドと見なすことができる。
ウシキモシンBとの配列同一性が25%以上である公知のアスパラギン酸プロテアーゼ配列の大きな集合のアラインメントに基づいてラクダキモシンの変異体を設計した。
変異は一般に超可変領域に導入されたが、保存された領域は変化しなかった。各変異体コンストラクトに多数の変異を導入し、単一の変異のそれぞれが多数の変異体コンストラクトの中に確実に存在するようにした(結果の考察に関しては以下の実施例6参照)。
ウシキモシンとラクダキモシンの比較に基づいてウシキモシンの変異体を設計した。ウシの残基を例えばラクダの対応する残基に変更した(結果の考察に関しては以下の実施例7参照)。
キモシン変異体酵素材料の調製
あらゆるキモシン変異体を合成遺伝子として合成し、(WO 02/36752A2に記載されている)pGAMpR−Cに実質的に対応する真菌発現ベクターに挿入した。
当業者に知られている分子生物学の標準的なプロトコルを利用してこれらのベクターを入れて大腸菌を形質転換し、プラスミドDNAを精製した。
変異体のプラスミドを個別に入れてアスペルギルス・ニガー株を形質転換し、実質的にWO 02/36752A2に記載されているようにしてタンパク質を産生させ、標準的なクロマトグラフィ技術を利用して精製した。
本分野で知られているように、当業者であれば、自らの一般的な知識に基づいてキモシンとキモシン変異体(例えば本明細書に記載したウシキモシン変異体とラクダキモシン変異体)を産生させて精製することができよう。
比キモシン活性の測定
4.1 凝固活性の測定
国際酪農連盟が開発した標準的な方法(IDF法)であるREMCAT法を利用して凝乳活性を測定した。
凝乳活性は、低温加熱低脂肪乳粉末から調製した基準乳基質が0.5g/リットルの塩化カルシウム溶液(pH約6.5)によって凝固するのが目に見えるようになるまでに必要な時間から求めた。レンネット・サンプルの凝固時間を、凝乳活性がわかっていてIDF標準110Bによる酵素組成がサンプルと同じである参照基準の凝固時間と比較する。サンプルと参照基準を同じ化学的条件及び物理的条件のもとで測定した。変異体サンプルは、84mMの酢酸緩衝液(pH 5.5)を用いて約3 IMCU/mlに調節した。その後、32℃±1℃の一定温度に維持することのできる水浴に入れたガラス製試験管の中で、一定の撹拌のもと、200μlの酵素をあらかじめ加熱した10mlの乳(32℃)に添加した。
レンネットの全凝乳活性(強度)は、サンプルと同じ酵素組成を持つ基準に対し、国際凝乳単位(IMCU)/mlを単位として、以下の式に従って計算した:
強度(単位はIMCU/ml)=S基準×T基準×Dサンプル/D基準×Tサンプル
S基準:レンネットに関する国際基準の凝乳活性
T基準:基準希釈液で得られた凝固時間(単位は秒)
Dサンプル:サンプルの希釈因子
D基準:基準の希釈因子
Tサンプル:希釈したレンネット・サンプルに関し、酵素の添加から凝集までに要した凝固時間(単位は秒)。
4.2 全タンパク質含量の測定
Thermo Scientific社からのPierce BCAタンパク質アッセイ・キットを利用し、指示書に従って全タンパク質含量を測定した。
4.3 比凝固活性の計算
凝固活性(IMCU/ml)を全タンパク質含量(1ml当たりの全タンパク質(mg))で割ることによって比凝固活性(IMCU/全タンパク質(mg))を求めた。
タンパク質分解活性の測定
蛍光標識したBodipy−FLカゼイン(EnzChek;Molecular Bioprobes、E6638)を基質として用いて全タンパク質分解活性を測定した。カゼイン誘導体にpH非感受性緑色蛍光Bodipy−FLを大量に標識すると、この共役体の蛍光がほぼ完全に消える。プロテアーゼを触媒とした加水分解によって蛍光Bodipy−FLが放出される。この方法は非常に感度がよく、この実験に不可欠であった。なぜならCHYMAX Mは、これまでに知られているあらゆる凝固剤のうちで全タンパク質分解活性が最も小さいからである。
このアッセイは、望むpHに調節した0.2Mのリン酸緩衝液の中で、基質の最終濃度を0.04mg/mlにして実施した。基質と酵素をリン酸緩衝液の中で調製し、1部の基質を1部の酵素と混合する前に、(実施例4に従って)あらゆる酵素変異体を50 IMCU/mlに規格化した。96ウエルのNunc Fluoro微量滴定プレートの中で基質と酵素を混合し、密封し、32℃で60分間インキュベートした。インキュベーションの後、封を除去し、蛍光を蛍光計で記録した。
ラクダキモシン変異体の評価
実施例4に従い、すべての変異体についてpH 6.5での比凝固活性(IMCU/全タンパク質(mg))を求めた。以下の戦略を利用して変異体をランク付けした。比活性が最も低い変異体には1点を与え、2番目に低いものには2点を与え、というようにする。
同じランキング戦略をC/P比にも適用した。比凝固活性(IMCU/mg)をタンパク質分解活性で割ることにより、すべての変異体についてpH 6.5でのC/P比を求めた。
両方のランキング戦略を利用して各変異体の合計点を求め、その合計点に基づいて最終ランキングを作成した。
基準として、ラクダ野生型遺伝子とウシ野生型遺伝子を含めた。
“×”は変化がないこと、即ち突然変異がないことを示す。
すべての変異体が多数の突然変異を含んでいたため、ランク付けした変異体のデータを統計的方法と3D構造分析を利用してより詳しく調べ、プラスの効果又はマイナスの効果を持つ個々のアミノ酸の変化を明らかにした。この調査では、以下の実施例7で議論するウシ変異体も評価した/含めた。
以下の突然変異が同定された。
“+”は、プラスのアミノ酸置換を意味する。即ち“++”は“+”よりもプラスが大きい。
“−”は、マイナスのアミノ酸置換を意味する。即ち“−−”は“−”よりもマイナスが大きい。
この表の右欄の説明は、個々の突然変異がウシキモシンの3D構造のどこに位置するかに関係している。ウシキモシンの3D構造は公開されている。一例として、図2に、アミノ酸位置296と294がウシキモシンのどこに存在しているかを示す。
結論
上記の結果から、ラクダキモシンに存在する以下の突然変異がプラスであること(即ちラクダ野生型キモシンと比べてC/P比が改善されていること)がわかった。
D117N
H134Q
L280I
D156V
V241I
D325M
L311I
G309W
G309D
V279M
ウシキモシン変異体の評価
pH 6.5だけでのC/P比に基づいてウシキモシン変異体を評価した。
すべての変異体が多数の突然変異を含んでいたため、ランク付けした変異体のデータを統計的方法と3D構造分析を利用してより詳しく調べ、プラスの効果又はマイナスの効果を持つ個々のアミノ酸の変化を明らかにした。この調査では、実施例6で議論したラクダ変異体も評価した/含めた。
ウシキモシンでは、以下の突然変異がプラスであることが判明した。
“+”は、プラスのアミノ酸置換を意味する。即ち“++”は“+”よりもプラスが大きい。
“−”は、マイナスのアミノ酸置換を意味する。即ち“−−”は“−”よりもマイナスが大きい。
結論
上記の結果から、ウシキモシンに存在する以下の突然変異がプラスであること(即ちウシ野生型キモシンと比べてC/P比が改善されていること)がわかった。
Q300R
H350N
K353L
Q141E
I143F
キモシンの中でプラスの突然変異になる位置
実施例6と7に記載した結果を比較することにより、以下のデータが得られる。
触媒となるクレフト領域279〜281
実施例7に示されているように、ウシキモシンに2つの突然変異K279VとV281Fが存在する結果としてC/P比にマイナスの影響があった。ラクダキモシンでは、突然変異V279Kの結果としてやはりマイナスの結果になった(実施例6)。したがって位置281の最適なアミノ酸はVであることが結論される。また、ラクダの突然変異L280Iはプラスの効果を持つことも観察された。
小さなローブ領域298〜300
実施例7に示されているように、ウシキモシンに2つの突然変異Q298EとQ300Rが存在する結果としてC/P比にプラスの影響があった。
触媒となるクレフト領域350〜353
実施例7に示されているように、ウシキモシンに3つの突然変異H350N、Q352E、K353Lが存在する結果としてC/P比にプラスの影響があった。
ラクダキモシンでは、L353Qがプラスの効果を有するのに対し、L353Kはマイナスの効果を有することが観察された(実施例6)。
小さなローブ領域307〜311
実施例7に示されているように、ウシキモシンに2つの突然変異D307NとD309Gが存在する結果としてC/P比にマイナスの影響があった。
ラクダキモシンでは、G309DとG309Wがプラスの効果を有する。これは、ウシキモシンの突然変異D307Nがマイナスの効果の原因であることを意味する。ラクダキモシンでは、突然変異L311Iが有利な効果を持つことがわかった。
骨格領域134〜143
実施例7に示されているように、ウシキモシンに2つの突然変異Q141EとI143Fが存在している結果としてC/P比にプラスの影響があった。
ラクダキモシンでH134がQに変化すると有利な効果がもたらされることがわかった。

Claims (15)

  1. 単離キモシンポリペプチド変異体を生産する方法であって、以下の工程:
    (a)キモシン活性を有する親ポリペプチド中の1又は2以上の位置に変異を形成する工程、ここで当該変異が、位置117、134、141、143、156、241、279、280、281、298、300、307、309、311、325、350、352及び353のいずれかに対応するアミノ酸位置における、置換、欠失、又は挿入を含む;及び
    (b)工程(a)の変異ポリペプチドを生産及び単離することにより、単離キモシンポリペプチド変異体を取得する工程、ここで当該変異体はキモシン活性を有する;
    を含み、そして、
    (i)前記親ポリペプチドのアミノ酸位置が、配列番号1のポリペプチド(ウシキモシン)と親ポリペプチドとのアラインメントにより決定され、即ち、配列番号1のポリペプチドが、親ポリペプチド中の対応するアミノ酸配列を決定するのに使用され;及び
    (ii)当該親ポリペプチドが、配列番号1のアミノ酸位置59〜アミノ酸位置381に対応する、配列番号1の成熟ポリペプチド(ウシキモシン)と65%以上の配列同一性を有する;
    当該方法。
  2. 当該単離キモシンポリペプチド変異体が:
    −配列番号1の成熟ポリペプチドを含有するウシキモシンのC/P比と比較してより高いC/P比をもたらすキモシン活性;及び
    −配列番号2の成熟ポリペプチドを含有するラクダキモシンのC/P比と比較してより高いC/P比をもたらすキモシン活性;
    を有する、請求項1に記載の単離キモシンポリペプチド変異体の生産方法。
  3. 前記変異が1又は2以上のアミノ酸位置の置換を含み、当該置換が、134Q、141E、143F、280I、281V、298E、300R、307D、309D、309W、311I、352L、352Q、353L又は353Qである、請求項1又は2に記載の単離キモシンポリペプチド変異体の生産方法。
  4. 前記置換が、H134Q、Q141E、I143F、L280I、F281V、Q298E、Q300R、N307D、G309D、G309W、L311I、Q352L、E352L、E352Q、K353L又はK353Qである、請求項3に記載の単離キモシンポリペプチド変異体の生産方法。
  5. 前記変異が1又は2以上のアミノ酸位置の置換を含み、当該置換が:
    F281V+V306I+I321L;
    H134Q+I154L+D216S;
    V261A+V263I+G309W+L311I+Y326F;
    D156V+G309D+M314L+V317I;
    H134Q+L280I+G309W;
    R119Q+D156V+V375L;
    Y79S+R119S+H204R;
    Y79S+H134Q+Y365F+V375L;
    Y194I+R213Q+G309D;
    Y79S+D117N+I321L;
    Y185F+D325M+E352Q;
    Y79S+L224V+L311I;
    S132F+H134Q+M200I+M215L+G221E;
    F281V+G309W+S331Y+D337E;
    D156V+G309D+M314L+V317I;
    G128D+L188I+Y326F;
    R119S+V241I+L280I+L311I +D325M;
    R119Q+S284T+T297S+V306I+G309W
    K279V+V281F;
    Q298E+Q300R;
    H350N+Q352E+K353L;
    D307N+D309G;又は
    Q141E+I143F
    である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の単離キモシンポリペプチド変異体の生産方法。
  6. 前記親ポリペプチドが、配列番号1の成熟ポリペプチド(ウシキモシン)に対して95%以上の配列同一性を有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の単離キモシンポリペプチド変異体の生産方法。
  7. 前記親ポリペプチドが、配列番号2のアミノ酸位置59〜アミノ酸位置381に対応する、配列番号2の成熟ポリペプチド(ラクダキモシン)に対して95%以上の配列同一性を有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の単離キモシンポリペプチド変異体の生産方法。
  8. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法により生産された単離キモシンポリペプチド。
  9. 単離キモシンポリペプチド変異体であって:
    (a)キモシン活性を有する親ポリペプチド中の1又は2以上の位置に変異を有し、当該変異が、位置117、134、141、143、156、241、279、280、281、298、300、307、309、311、325、350、352及び353のいずれかの位置に対応するアミノ酸位置における、置換、欠失、又は挿入を含み;且つ
    (b)当該変異体がキモシン活性を有し;
    ここで、
    (i)前記親ポリペプチドのアミノ酸位置が、配列番号1のポリペプチド(ウシキモシン)と親ポリペプチドとのアラインメントにより決定され、即ち、配列番号1のポリペプチドが、親ポリペプチド中の対応するアミノ酸配列を決定するのに使用され;及び
    (ii)当該親ポリペプチドが、配列番号1のアミノ酸位置59〜アミノ酸位置381に対応する、配列番号1の成熟ポリペプチド(ウシキモシン)と90%以上の配列同一性を有し;及び
    (iii):当該単離変異ポリペプチドが、配列番号1の成熟ポリペプチド(ウシキモシン)に対して100%未満の配列同一性を有し;そして、
    配列番号1の成熟ポリペプチドを含有するウシキモシンのC/P比と比較してより高いC/P比をもたらすキモシン活性を有する、当該単離キモシンポリペプチド変異体。
  10. 前記親ポリぺプチドが、配列番号1の成熟ポリペプチド(ウシキモシン)に対して97%以上の配列同一性を有し;かつ
    前記単離されたウシキモシン変異体が、配列番号1の成熟ポリペプチド(ウシキモシン)に対して、10個未満のアミノ酸変異(例えば置換)を含む、請求項9に記載の単離キモシンポリペプチド変異体。
  11. 前記変異が、1又は2以上のアミノ酸位置における置換を含み、当該置換が、D117N、H134Q、Q141E、I143F、D156V、V241I、V279M、L280I、F281V、Q298E、Q300R、N307D、G309D、G309W、L311I、D325M、H350N、Q352L、E352L、E352Q、K353L又はK353Qである、請求項9又は10に記載の単離キモシンポリペプチド変異体。
  12. 前記変異が、1又は2以上のアミノ酸位置における置換を含み、当該置換が:
    F281V+V306I+I321L;
    H134Q+I154L+D216S;
    V261A+V263I+G309W+L311I+Y326F;
    D156V+G309D+M314L+V317I;
    H134Q+L280I+G309W;
    R119Q+D156V+V375L;
    Y79S+R119S+H204R;
    Y79S+H134Q+Y365F+V375L;
    Y194I+R213Q+G309D;
    Y79S+D117N+I321L;
    Y185F+D325M+E352Q;
    Y79S+L224V+L311I;
    S132F+H134Q+M200I+M215L+G221E;
    F281V+G309W+S331Y+D337E;
    D156V+G309D+M314L+V317I;
    G128D+L188I+Y326F;
    R119S+V241I+L280I+L311I +D325M;
    R119Q+S284T+T297S+V306I+G309W
    K279V+V281F;
    Q298E+Q300R;
    H350N+Q352E+K353L;
    D307N+D309G;又は
    Q141E+I143F
    である、請求項9又は10に記載の単離キモシンポリペプチド変異体。
  13. 単離キモシンポリペプチド変異体であって、
    (a)キモシン活性を有する親ポリペプチド中の1又は2以上の位置における変異を有し、ここで当該変異が、位置117、134、141、143、156、241、279、280、281、298、300、307、309、311、325、350、352及び353のいずれかの位置に対応するアミノ酸位置における、置換、欠失、又は挿入を含み;且つ
    (b)当該変異体がキモシン活性を有し;
    そして、
    (i)前記親ポリペプチドのアミノ酸配列位置が、配列番号1のポリペプチド(ウシキモシン)と親ポリペプチドとのアラインメントにより決定され、即ち、配列番号1のポリペプチドが、親ポリペプチド中の対応するアミノ酸配列を決定するのに使用され;及び
    (ii)当該親ポリペプチドが、配列番号2のアミノ酸位置59〜アミノ酸位置381に対応する、配列番号2の成熟ポリペプチド(ラクダキモシン)と90%以上の配列同一性を有し;及び
    (iii):当該単離変異ポリペプチドが、配列番号2の成熟ポリペプチド(ラクダキモシン)に対して100%未満の配列同一性を有し;そして、
    配列番号2の成熟ポリペプチドを含有するラクダキモシンのC/P比と比較してより高いC/P比をもたらすキモシン活性を有する、当該単離キモシンポリペプチド変異体。
  14. 前記変異が1又は2以上のアミノ酸位置における置換を含み、当該置換が:
    F281V+V306I+I321L;
    H134Q+I154L+D216S;
    V261A+V263I+G309W+L311I+Y326F;
    D156V+G309D+M314L+V317I;
    H134Q+L280I+G309W;
    R119Q+D156V+V375L;
    Y79S+R119S+H204R;
    Y79S+H134Q+Y365F+V375L;
    Y194I+R213Q+G309D;
    Y79S+D117N+I321L;
    Y185F+D325M+E352Q;
    Y79S+L224V+L311I;
    S132F+H134Q+M200I+M215L+G221E;
    F281V+G309W+S331Y+D337E;
    D156V+G309D+M314L+V317I;
    G128D+L188I+Y326F;
    R119S+V241I+L280I+L311I+D325M;
    R119Q+S284T+T297S+V306I+G309W
    K279V+V281F;
    Q298E+Q300R;
    H350N+Q352E+K353L;
    D307N+D309G;又は
    Q141E+I143F
    である、請求項13に記載の単離キモシンポリペプチド変異体。
  15. 食品又は飼料製品を生産する方法であって、
    請求項8〜14のいずれか1項に記載の有効量の単離キモシンポリペプチド変異体を食品又は試料成分に添加すること、及び、食品又は飼料製品を取得するための更なる生産工程を実施することを含み;
    当該製品(milk−based product)が乳製品であり、当該方法が、乳に請求項8〜14のいずれか1項に記載の有効量の単離キモシンポリペプチド変異体を添加すること、及び、当該乳製品を取得するための更なる生産工程を実施することを含み;かつ
    当該乳が、豆乳、又は羊、山羊、バッファロー、ヤク、リャマ、ラクダ若しくは牛の乳であり;かつ
    当該乳製品が、発酵乳製品、クワルク(quark)又はチーズである、方法。
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