JP2018503388A5 - - Google Patents

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Claims (43)

  1. (a)ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、または13−O−グルコースおよび19−O−グルコースの両方のC2’のベータ1,2グリコシル化が可能な第1のポリペプチドをコードする第1の遺伝子、ここで、当該第1のポリペプチドは、配列番号11に示されたアミノ酸配列に対して90%以上の配列同一性を有するポリペプチドを含む;
    (b)キメラポリペプチドをコードする遺伝子、ここで、当該キメラポリペプチドは、配列番号17または18に示されたアミノ酸配列に対して70%以上の配列同一性を有するポリペプチドを含む;
    (c)ステビオールまたはステビオールグリコシドをそのC−13ヒドロキシル基でグリコシル化することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子、ここで、当該ポリペプチドは、配列番号7に示されたアミノ酸配列に対して55%以上の配列同一性を有するポリペプチドを含む;および/または
    (d)ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、または13−O−グルコースおよび19−O−グルコースの両方のC3’のベータ1,3グリコシル化が可能なポリペプチドをコードする遺伝子、ここで、当該ポリペプチドは、配列番号9に示されたアミノ酸配列に対して50%以上の配列同一性を有するポリペプチドを含む;
    を含む、細胞培養物においてステビオールグリコシド、グリコシル化ent−カウレノール化合物、および/またはグリコシル化ent−カウレン酸化合物を生産することが可能な組み換え宿主細胞であって、
    ここで、少なくとも1つの遺伝子は組み換え遺伝子である、
    前記組み換え宿主細胞。
  2. ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、または13−O−グルコースおよび19−O−グルコースの両方のC2’のベータ1,2グリコシル化が可能な第1のポリペプチドが、配列番号11の残基93、99、114、144、148、152、195、196、199、211、213、221、286、384、426、438、または466の1以上のアミノ酸置換、または、P93V、S99I、S114F、T144K、T144L、T144M、A148K、M152T、L195G、L195C、L195S、L195N、L195V、V196P、K199C、L211H、L211M、L211I、L211C、L211T、L213E、S221I、V286C、V286N、V286S、G384W、G384K、G384Y、E426G、E438H、3438M、またはA466Vである配列番号11の少なくとも1つのアミノ酸置換を有するポリペプチドを含む、請求項1に記載の組み換え宿主細胞。
  3. ステビオールまたはステビオールグリコシドをそのC−13ヒドロキシル基でグリコシル化することが可能なポリペプチドが、配列番号7の残基21、48、49、84、86、87、91、92、95、122、または334の1以上のアミノ酸置換、または、Q21L、Q21T、Q21V、F48S、F48H、F48Y、F48R、F48Q、F48W、F48T、I49V、S84G、S84A、S84T、S84C、S84P、S84N、S84V、P86R、P86G、I87H、I87P、I87M、I87Y、L91K、L91R、L91T、L92F、L92I、L92M、I95K、F122S、L334S、またはL334Mである配列番号7の少なくとも1つのアミノ酸置換を有するポリペプチドを含む、請求項1または2に記載の組み換え宿主細胞。
  4. ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、または13−O−グルコースおよび19−O−グルコースの両方のC3’のベータ1,3グリコシル化が可能なポリペプチドが、配列番号9の残基23、26、55、146、257、283、および337の1以上のアミノ酸置換、または、Q23H、I26W、T146G、H155L、L257G、S253W、T284G、S283N、K337P、またはT55Kである配列番号9の少なくとも1つのアミノ酸置換を有するポリペプチドを含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の組み換え宿主細胞。
  5. (a)ファルネシル二リン酸(FPP)およびイソペンテニル二リン酸(IPP)からゲラニルゲラニルピロリン酸(GGPP)を合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子、ここで、当該ポリペプチドは、配列番号20、22、24、26、28、30、32、または116のいずれか1つに示されたアミノ酸配列に対して70%以上の配列同一性を有するポリペプチドを含む;
    (b)GGPPからent−コパリル二リン酸を合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子、ここで、当該ポリペプチドは、配列番号34、36、38、40、または42のいずれか1つに示されたアミノ酸配列に対して70%以上の配列同一性を有するポリペプチドを含む;
    (c)ent−コパリル二リン酸からent−カウレンを合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子、ここで、当該ポリペプチドは、配列番号44、46、48、50、または52のいずれか1つに示されたアミノ酸配列に対して70%以上の配列同一性を有するポリペプチドを含む;
    (d)ent−カウレンからent−カウレン酸を合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子、ここで、当該ポリペプチドは、配列番号60、62、66、68、70、72、74、76、または117のいずれか1つに示されたアミノ酸配列に対して70%以上の配列同一性を有するポリペプチドを含む;
    (e)チトクロムP450複合体を還元することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子、ここで、当該ポリペプチドは、配列番号78、80、82、84、86、88、90、92のいずれか1つに示されたアミノ酸配列に対して70%以上の配列同一性を有するポリペプチドを含む;および
    (f)ent−カウレン酸からステビオールを合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子、ここで、当該ポリペプチドは、配列番号94、97、100−104、106、108、110、112、または114のいずれか1つに示されたアミノ酸配列に対して70%以上の配列同一性を有するポリペプチドを含む;および/または
    (g)ステビオールまたはステビオールグリコシドをそのC−19カルボキシル基でグリコシル化することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子、ここで、当該ポリペプチドは、配列番号4に示されたアミノ酸配列に対して55%以上の配列同一性を有するポリペプチドを含む;および/または
    (h)ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、または13−O−グルコースおよび19−O−グルコースの両方のC2’のベータ1,2グリコシル化が可能な第2のポリペプチドをコードする第2の遺伝子、ここで、当該第2のポリペプチドは、配列番号16に示されたアミノ酸配列に対して65%以上の配列同一性を有するポリペプチドを含む;
    ここで、少なくとも1つの遺伝子が組み換え遺伝子である、
    をさらに含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の組み換え宿主細胞。
  6. 細胞培養物が、
    (a)組み換え宿主細胞によって生産された、ステビオールグリコシド、グリコシル化ent−カウレノール化合物、および/またはグリコシル化ent−カウレン酸化合物、
    (b)グルコース、フルクトース、スクロース、キシロース、ラムノース、UDP−グルコース、UDP−ラムノース、UDP−キシロース、および/またはN−アセチルグルコサミン;および
    (c)微量金属、ビタミン、塩、酵母窒素原礎培地(YNB)、および/またはアミノ酸を含む補助栄養
    を含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の組み換え宿主細胞。
  7. 組み換え宿主が、植物細胞、哺乳動物細胞、昆虫細胞、真菌細胞、藻類細胞、または細菌細胞である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の組み換え宿主細胞。
  8. 細菌細胞が、エスケリキア(Escherichia)細菌細胞、ラクトバシラス(Lactobacillus)細菌細胞、ラクトコッカス(Lactococcus)細菌細胞、コルネバクテリウム(Cornebacterium)細菌細胞、アセトバクター(Acetobacter)細菌細胞、アシネトバクター(Acinetobacter)細菌細胞、またはシュードモナス(Pseudomonas)細菌細胞である、請求項7に記載の組み換え宿主細胞。
  9. 真菌細胞が酵母細胞を含む、請求項7に記載の組み換え宿主細胞。
  10. 酵母細胞が、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、シゾサッカロミセス・ポンベ(Schizosaccharomyces pombe)、ヤロウイア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)、カンジダ・グラブラタ(Candida glabrata)、アシュビア・ゴシピ(Ashbya gossypii)、シバリンドネラ・ジャディニ(Cyberlindnera jadinii)、ピキア・パストリス(Pichia pastoris)、クルイヴェロミセス・ラクティス(Kluyveromyces lactis)、ハンセヌラ・ポリモルファ(Hansenula polymorpha)、カンジダ・ボイジニ(Candida boidinii)、アークスラ・アデニニボランス(Arxula adeninivorans)、キサントフィロミセス・デンドロラス(Xanthophyllomyces dendrorhous)、またはカンジダ・アルビカンス(Candida albicans)種からの細胞である、請求項9に記載の組み換え宿主細胞。
  11. 酵母細胞がサッカロミセス属(Saccharomycete)である、請求項10に記載の組み換え宿主細胞。
  12. 酵母細胞がサッカロミセス・セレビシエ種からの細胞である、請求項11に記載の組み換え宿主細胞。
  13. 組み換え宿主細胞がヤロウイア・リポリティカ細胞である、請求項1に記載の組み換え宿主細胞。
  14. 遺伝子が発現される条件下で請求項1〜13のいずれか一項に記載の組み換え宿主細胞を細胞培養物において培養することを含む、ステビオールグリコシド、グリコシル化ent−カウレノール化合物、および/またはグリコシル化ent−カウレン酸化合物を細胞培養物において生産する方法であって、ステビオールグリコシド、グリコシル化ent−カウレノール化合物、および/またはグリコシル化ent−カウレン酸化合物が組み換え宿主細胞によって生産される、前記方法。
  15. 遺伝子が恒常的に発現される、請求項14に記載の方法。
  16. 遺伝子の発現が誘導される、請求項14に記載の方法。
  17. (a)ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、または13−O−グルコースおよび19−O−グルコースの両方のC2’のベータ1,2グリコシル化が可能な第1のポリペプチド、ここで、当該第1のポリペプチドは、配列番号11に示されたアミノ酸配列に対して90%以上の配列同一性を有するポリペプチドを含む;
    (b)キメラポリペプチド、ここで、当該キメラポリペプチドは、配列番号17または18に示されたアミノ酸配列に対して70%以上の配列同一性を有するポリペプチドを含む;
    (c)ステビオールまたはステビオールグリコシドをそのC−13ヒドロキシル基でグリコシル化することが可能なポリペプチド、ここで、当該ポリペプチドは、配列番号7に示されたアミノ酸配列に対して55%以上の配列同一性を有するポリペプチドを含む;および/または
    (d)ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、または13−O−グルコースおよび19−O−グルコースの両方のC3’のベータ1,3グリコシル化が可能なポリペプチド、ここで、当該ポリペプチドは、配列番号9に示されたアミノ酸配列に対して50%以上の配列同一性を有するポリペプチドを含む;
    ここで、少なくとも1つのポリペプチドが組み換えポリペプチドである;
    の1以上を使用する、組み換え宿主細胞の細胞培養物における植物由来または合成ステビオールまたはステビオールグリコシドの全細胞生物変換;および
    それによって、ステビオールグリコシド、グリコシル化ent−カウレノール化合物、および/またはグリコシル化ent−カウレン酸化合物を生産すること
    を含む、ステビオールグリコシド、グリコシル化ent−カウレノール化合物、および/またはグリコシル化ent−カウレン酸化合物を生産するための方法。
  18. 全細胞が請求項1〜13のいずれか一項に記載の組み換え宿主細胞である、請求項17に記載の方法。
  19. 全細胞方法において使用される全細胞がヤロウイア・リポリティカ細胞である、請求項17に記載の方法。
  20. 組み換え宿主細胞が、ある温度で一定期間、発酵槽において成長され、ここで、当該温度および期間は、ステビオールグリコシド、グリコシル化ent−カウレノール化合物、および/またはグリコシル化ent−カウレン酸化合物の生産を促進する、請求項14〜19のいずれか一項に記載の方法。
  21. (a)ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、または13−O−グルコースおよび19−O−グルコースの両方のC2’のベータ1,2グリコシル化が可能な第1のポリペプチド、ここで、当該第1のポリペプチドは、配列番号11に示されたアミノ酸配列に対して90%以上の配列同一性を有するポリペプチドを含む;
    (b)キメラポリペプチド、ここで、当該キメラポリペプチドは、配列番号17または18に示されたアミノ酸配列に対して70%以上の配列同一性を有するポリペプチドを含む;
    (c)ステビオールまたはステビオールグリコシドをそのC−13ヒドロキシル基でグリコシル化することが可能なポリペプチド、ここで、当該ポリペプチドは、配列番号7に示されたアミノ酸配列に対して55%以上の配列同一性を有するポリペプチドを含む;および/または
    (d)ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、または13−O−グルコースおよび19−O−グルコースの両方のC3’のベータ1,3グリコシル化が可能なポリペプチド、ここで、当該ポリペプチドは、配列番号9に示されたアミノ酸配列に対して50%以上の配列同一性を有するポリペプチドを含む;
    および植物由来または合成ステビオールまたはステビオールグリコシド
    を反応混合物に添加すること;
    ここで、少なくとも1つのポリペプチドが組み換えポリペプチドである;および
    反応混合物においてステビオールグリコシド、グリコシル化ent−カウレノール化合物、および/またはグリコシル化ent−カウレン酸化合物を生産すること
    を含む、ステビオールグリコシド、グリコシル化ent−カウレノール化合物、および/またはグリコシル化ent−カウレン酸化合物を生産するためのin vitroの方法。
  22. ステビオールグリコシド、グリコシル化ent−カウレノール化合物、および/またはグリコシル化ent−カウレン酸化合物を単独または組み合わせて細胞培養物または反応混合物から単離することをさらに含む、請求項14〜21のいずれか一項に記載の方法。
  23. 単離工程が、
    細胞培養物または反応混合物の固相から細胞培養物または反応混合物の液相を分離して、生産されたステビオールグリコシド、グリコシル化ent−カウレノール化合物、および/またはグリコシル化ent−カウレン酸化合物を含む上清を得ること、および
    (a)上清を1以上の吸着樹脂と接触させて、少なくとも一部の生産されたステビオールグリコシド、グリコシル化ent−カウレノール化合物、および/またはグリコシル化ent−カウレン酸化合物を得ること;または
    (b)上清を1以上のイオン交換または逆相クロマトグラフィーカラムと接触させて、少なくとも一部の生産されたステビオールグリコシド、グリコシル化ent−カウレノール化合物、および/またはグリコシル化ent−カウレン酸化合物を得ること;または
    (c)生産されたステビオールグリコシド、グリコシル化ent−カウレノール化合物、および/またはグリコシル化ent−カウレン酸化合物を結晶化または抽出すること;
    それによって生産されたステビオールグリコシド、グリコシル化ent−カウレノール化合物、および/またはグリコシル化ent−カウレン酸化合物を単離すること
    を含む、請求項22に記載の方法。
  24. ステビオールグリコシド、グリコシル化ent−カウレノール化合物、および/またはグリコシル化ent−カウレン酸化合物を単独または組み合わせて細胞培養物または反応混合物から回収することをさらに含む、請求項14〜21のいずれか一項に記載の方法。
  25. 回収されたステビオールグリコシド、グリコシル化ent−カウレノール化合物、および/またはグリコシル化ent−カウレン酸化合物またはその組み合わせが、ステビア植物のステビオールグリコシド組成物に対して、ステビオールグリコシド、グリコシル化ent−カウレノール化合物、および/またはグリコシル化ent−カウレン酸化合物について濃縮され、および、植物由来のステビア抽出物から得られたステビオールグリコシド組成物に対して低減されたレベルのステビア植物由来成分を有する、請求項24に記載の方法。
  26. 細胞培養物が、
    (a)組み換え宿主細胞によって生産されたステビオールグリコシド、グリコシル化ent−カウレノール化合物、および/またはグリコシル化ent−カウレン酸化合物、
    (b)グルコース、フルクトース、スクロース、キシロース、ラムノース、UDP−グルコース、UDP−ラムノース、UDP−キシロース、および/またはN−アセチルグルコサミン;および
    (c)微量金属、ビタミン、塩、YNB、および/またはアミノ酸を含む補助栄養
    を含む、請求項14〜20のいずれか一項に記載の方法。
  27. 反応混合物が、
    (a)反応混合物において生産されたステビオールグリコシド、グリコシル化ent−カウレノール化合物、および/またはグリコシル化ent−カウレン酸化合物;
    (b)ポリペプチド;
    (c)UDP−グルコース、UDP−ラムノース、UDP−キシロース、および/またはN−アセチルグルコサミン;および/または
    (d)反応バッファーおよび/または塩
    を含む請求項21に記載の方法。
  28. 組み換え宿主細胞が、植物細胞、哺乳動物細胞、昆虫細胞、真菌細胞、藻類細胞、または細菌細胞である、請求項14〜20のいずれか一項に記載の方法。
  29. 細菌細胞が、エスケリキア細菌細胞、ラクトバシラス細菌細胞、ラクトコッカス細菌細胞、コルネバクテリウム細菌細胞、アセトバクター細菌細胞、アシネトバクター細菌細胞、またはシュードモナス細菌細胞を含む、請求項28に記載の方法。
  30. 真菌細胞が酵母細胞を含む、請求項28に記載の方法。
  31. 酵母細胞が、サッカロミセス・セレビシエ、シゾサッカロミセス・ポンベ、ヤロウイア・リポリティカ、カンジダ・グラブラタ、アシュビア・ゴシピ、シバリンドネラ・ジャディニ、ピキア・パストリス、クルイヴェロミセス・ラクティス、ハンセヌラ・ポリモルファ、カンジダ・ボイジニ、アークスラ・アデニニボランス、キサントフィロミセス・デンドロラス、またはカンジダ・アルビカンス種からの細胞である、請求項30に記載の方法。
  32. 酵母細胞がサッカロミセス属である、請求項30に記載の方法。
  33. 酵母細胞がサッカロミセス・セレビシエ種からの細胞である、請求項32に記載の方法。
  34. 組み換え宿主細胞がヤロウイア・リポリティカ細胞である、請求項14に記載の方法。
  35. 請求項1〜13のいずれか一項に記載の組み換え宿主細胞であって、
    (a)ステビオールグリコシドが、ステビオール−13−O−グルコシド(13−SMG)、ステビオール−19−O−グルコシド(19−SMG)、ステビオール−1,2−ビオシド、ステビオール−1,3−ビオシド、1,2−ステビオシド、1,3−ステビオシド、ルブソシド、レバウジオシドA(RebA)、レバウジオシドB(RebB)、レバウジオシドD(RebD)、レバウジオシドE(RebE)、レバウジオシドM(RebM)、ジグリコシル化ステビオール、トリグリコシル化ステビオール、テトラグリコシル化ステビオール、ペンタグリコシル化ステビオール、ヘキサグリコシル化ステビオール、ヘプタグリコシル化ステビオール、および/またはその異性体を含む;
    (b)グリコシル化ent−カウレノール化合物が、ジグリコシル化ent−カウレノール、トリグリコシル化ent−カウレノール、および/またはその異性体を含む;および/または
    (c)グリコシル化ent−カウレン酸化合物が、ジグリコシル化ent−カウレン酸、トリグリコシル化ent−カウレン酸、および/またはその異性体を含む、
    前記組み換え宿主細胞。
  36. 請求項35に記載の組み換え宿主細胞であって、
    (a)ジグリコシル化ステビオールが、表1の化合物2.23を含む;
    (b)トリグリコシル化ステビオールが、表1の化合物3.1および/または化合物3.34を含む;
    (c)テトラグリコシル化ステビオールが、表1の化合物4.26および/または化合物4.33を含む;
    (d)ペンタグリコシル化ステビオールが、表1の化合物5.22、化合物5.24、および/または化合物5.25を含む;
    (e)ヘキサグリコシル化ステビオールが、表1の化合物6.1および/または化合物6.23を含む;
    (f)ヘプタグリコシル化ステビオールが、表1の化合物7.2、化合物7.5、および/または化合物7.13を含む;
    (g)グリコシル化ent−カウレン酸化合物が、表1の化合物KA3.1、化合物KA3.2、および/または化合物KA2.7を含む;および/または
    (h)グリコシル化ent−カウレノール化合物が、表1の化合物KL3.6とともに共溶出される化合物KL2.8および/または化合物KL3.1を含む、
    前記組み換え宿主細胞。
  37. 請求項36に記載の組み換え宿主細胞であって、
    (a)化合物4.26が、構造:
    を有し、
    (b)化合物5.22が、構造:
    を有し、
    (c)化合物6.1が、構造:
    を有し、
    (d)化合物7.2が、構造:
    を有し、
    (e)化合物7.5が、構造:
    を有し、
    (f)化合物KA3.1が、構造:
    を有し、
    (g)化合物KA3.2が、構造:
    を有し、および
    (h)化合物KL3.1が、構造:
    を有する、
    前記組み換え宿主細胞。
  38. 組み換え宿主細胞によって生産されたステビオールグリコシド、グリコシル化ent−カウレノール化合物、および/またはグリコシル化ent−カウレン酸化合物が、ステビア植物からのステビオールグリコシド組成物とは異なる相対量で存在し、および、植物由来のステビア抽出物に対して低減されたレベルのステビア植物由来成分を有する、請求項1〜13のいずれか一項に記載の組み換え宿主細胞によって生産されたステビオールグリコシド、グリコシル化ent−カウレノール化合物、および/またはグリコシル化ent−カウレン酸化合物。
  39. 細胞培養物が、
    (a)組み換え宿主細胞によって生産されたステビオールグリコシド、グリコシル化ent−カウレノール化合物、および/またはグリコシル化ent−カウレン酸化合物;
    (b)グルコース、フルクトース、スクロース、キシロース、ラムノース、UDP−グルコース、UDP−ラムノース、UDP−キシロース、および/またはN−アセチルグルコサミン;および
    (c)微量金属、ビタミン、塩、YNB、および/またはアミノ酸を含む補助栄養;
    をさらに含む、請求項1〜13のいずれか一項に記載の組み換え宿主細胞を含む、細胞培養物であって、
    ステビオールグリコシド、グリコシル化ent−カウレノール化合物、および/またはグリコシル化ent−カウレン酸化合物が、細胞培養物の少なくとも1mg/リットルの濃度で存在する;
    細胞培養物が、ステビア植物からのステビオールグリコシド組成物に対して、ステビオールグリコシド、グリコシル化ent−カウレノール化合物、および/またはグリコシル化ent−カウレン酸化合物について濃縮され、および、植物由来のステビア抽出物に対して低減されたレベルのステビア植物由来成分を有する、
    前記細胞培養物。
  40. (a)組み換え宿主細胞によって生産されたステビオールグリコシド、グリコシル化ent−カウレノール化合物、および/またはグリコシル化ent−カウレン酸化合物;
    (b)グルコース、フルクトース、スクロース、キシロース、ラムノース、UDP−グルコース、UDP−ラムノース、UDP−キシロース、および/またはN−アセチルグルコサミン;および
    (c)微量金属、ビタミン、塩、酵母窒素原礎培地、YNB、および/またはアミノ酸を含む補助栄養;
    を含む、細胞培養物において成長させた請求項1〜13のいずれか一項に記載の組み換え宿主細胞からの細胞ライセートであって、
    組み換え宿主細胞によって生産されたステビオールグリコシド、グリコシル化ent−カウレノール化合物、および/またはグリコシル化ent−カウレン酸化合物が、細胞培養物の少なくとも1mg/リットルの濃度で存在する、
    前記細胞ライセート。
  41. 請求項38に記載のステビオールグリコシド、グリコシル化ent−カウレノール化合物、および/またはグリコシル化ent−カウレン酸化合物を含む、甘味料組成物。
  42. 請求項41に記載の甘味料組成物を含む、食品。
  43. 請求項41に記載の甘味料組成物を含む、飲料または飲料濃縮物。
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