JP2019033702A - Protein having epimerization activity - Google Patents

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Abstract

To provide methods that can efficiently produce mannose and talose respectively, and to provide enzymes or enzyme agents which can be used in the methods.SOLUTION: Provided are a protein having epimerization activity of glucose and mannose and comprising a particular specific insertion sequence, and a method for producing mannose using this protein. Provided are a protein having epimerization activity of galactose and talose and comprising a particular specific insertion sequence, and a method for producing talose using this protein. Methods for producing these proteins are provided. Enzyme agents comprising these proteins are provided.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、エピメリ化活性を有するタンパク質に関する。   The present invention relates to a protein having epimerization activity.

マンノースは、グルコースの異性体であり、コンニャクなどから抽出されるグルコマンナン、ヘミセルロース、あるいは細胞表面などに存在する糖鎖の構成糖として良く知られている。また、マンノースそのものとしてはクランベリーに含まれることが知られている。   Mannose is an isomer of glucose, and is well known as glucomannan extracted from konjac etc., hemicellulose, or constituent sugars of sugar chains present on cell surfaces etc. Mannose itself is known to be contained in cranberries.

マンノースの生体利用性は低く、経口摂取したマンノースの殆どは速やかに尿中に排出される。尿路感染症の原因菌は、当該菌が有するマンノース結合タンパク質 (レクチン) と、尿路表面細胞表面に存在する糖鎖の結合を介して尿路表面細胞へ付着し感染する、というメカニズムが提唱されている。先述の通り、経口摂取したマンノースは尿中に速やかに排出されるため、排出されたマンノースは当該菌のマンノースレクチンと細胞表面糖鎖への結合を阻害するため、尿路感染症を予防する効果が期待されている。   The bioavailability of mannose is low and most of the orally ingested mannose is rapidly excreted in the urine. The mechanism that causes the bacteria causing urinary tract infections to attach to and infect urinary tract surface cells through binding of mannose binding protein (lectin) possessed by the bacteria and sugar chains present on urinary tract surface cells is proposed It is done. As mentioned above, mannose taken orally is rapidly excreted in the urine, and thus excreted mannose inhibits the binding of the bacteria to mannose lectin and cell surface sugar chains, thereby preventing urinary tract infections. Is expected.

特許文献1にはマンノース含有糖組成物を有効成分とする有害菌感染抑制剤または有害菌感染防止用飼料に関わる技術が開示されている。特許文献2にはマンノースを有効成分とする飲食品の食感改良剤についての記述がある。   Patent Document 1 discloses a technology relating to a harmful bacterial infection inhibitor or a harmful bacterial infection preventing feed containing a mannose-containing sugar composition as an active ingredient. Patent Document 2 describes a food texture improver for food and drink containing mannose as an active ingredient.

マンノースの調製法としては、化学反応法及び酵素法が知られている。   Chemical reaction methods and enzymatic methods are known as methods for preparing mannose.

第一の化学反応法は、フラクトースを還元することでソルビトールとマンニトールを生成し、マンニトールを分取し、さらにマンニトールを酸化することでマンノースを調製する方法である。しかし、この方法は多段階のステップおよび高温高圧での触媒反応を必要とするため、効率面で問題がある。   The first chemical reaction method is a method of producing sorbitol and mannitol by reducing fructose, fractionating mannitol, and further, preparing mannose by oxidizing mannitol. However, this method is problematic in terms of efficiency because it requires multistep steps and catalytic reaction at high temperature and pressure.

第二の化学反応法は、グルコマンナンやマンナンを加水分解することでマンノースを調製する方法である。しかし、この方法は、基質が高価でありかつ基質の調整に労力を要するという問題がある。   The second chemical reaction method is a method of preparing mannose by hydrolyzing glucomannan and mannan. However, this method has the problem that the substrate is expensive and the preparation of the substrate is laborious.

第三の化学反応法は、コプラミールなどのヘミセルロースを加水分解する手法である。しかし、この方法は、構成糖が多様であるためマンノースの収率が悪く、酸加水分解の場合はさらに収率が悪化し精製負荷が大きくなるという問題がある。   The third chemical reaction method is a method of hydrolyzing hemicellulose such as copra meal. However, this method has a problem that the yield of mannose is poor because the constituent sugars are various, and in the case of acid hydrolysis, the yield is further degraded and the purification load is increased.

第四の化学反応法は、グルコースをアルカリ条件下で異性化することでマンノースを調製する方法である。しかし、この方法は、糖の分解が生じるため収率が悪く、精製負荷が大きいという問題がある。   The fourth chemical reaction method is a method of preparing mannose by isomerizing glucose under alkaline conditions. However, this method has a problem that the yield is poor due to the decomposition of sugar and the purification load is large.

第五の化学反応法は、同じくフルクトースをアルカリ条件下で異性化することでマンノースを調製する方法である。しかし、この方法は、第四の化学反応法と同様に収率および精製負荷の点で問題があり、またフルクトースがグルコースに比べ比較的高価である点およびフルクトースが反応系に残存してしまいマンノースとの分離が困難である点でも問題がある。   The fifth chemical reaction method is also a method of preparing mannose by isomerizing fructose under alkaline conditions. However, as with the fourth chemical reaction method, this method is problematic in terms of yield and purification load, and fructose is relatively expensive compared to glucose, and fructose remains in the reaction system and mannose There is also a problem in that it is difficult to separate them.

第一の酵素法としては、フルクトースにマンノースイソメラーゼを作用させることでマンノースを調製する方法である。しかし、原料となるフルクトースの価格面および反応系に残存するフルクトースの分離の点で問題がある。   The first enzyme method is a method of preparing mannose by causing mannose isomerase to act on fructose. However, there are problems in terms of the price of fructose as a raw material and the separation of fructose remaining in the reaction system.

第二の酵素法としては、グルコースあるいはフルクトースに対してアルドース−ケトースイソメラーゼ(Aldose−ketose isomerase、以下「AKI」と記載する)を作用させることでマンノースを調製する方法である。しかし、この方法は、反応系に残存するフルクトースの分離の点でやはり問題がある。   The second enzymatic method is a method of preparing mannose by reacting glucose or fructose with aldose-ketose isomerase (hereinafter referred to as "AKI"). However, this method is also problematic in terms of the separation of fructose remaining in the reaction system.

また、セロビオースなどの還元末端糖残基がβ−1,4結合で結合している2つ以上の糖残基からなる糖について、前記還元末端糖残基の2位の水酸基を2−エピメリ化(異性化)する反応、またはその逆反応を触媒する酵素として、セロビオース2−エピメラーゼ(Cellobiose 2−epimerase、以下「CE」と記載する)が知られている(特許文献3、特許文献4)。当該酵素により、グルコースがβ−1,4結合されたセロビオースを4−O−β−グルコシルマンノースへ変換、またはその逆反応を触媒することができる。また、特許文献4には、当該セロビオース2−エピメラーゼをグルコースに作用させると、マンノースが得られたことが記載されている(第三の酵素法)。   In addition, for a sugar consisting of two or more sugar residues in which a reducing terminal sugar residue such as cellobiose is linked by a β-1,4 bond, the hydroxyl group at the 2-position of the reducing terminal sugar residue is 2-epimerylated Cellobiose 2-epimerase (Cellobiose 2-epimerase, hereinafter referred to as "CE") is known as an enzyme that catalyzes (isomerization) reaction or its reverse reaction (Patent Document 3, Patent Document 4). The enzyme can convert cellobiose in which glucose is β-1,4 linked to 4-O-β-glucosylmannose or reverse reaction thereof. In addition, Patent Document 4 describes that mannose is obtained when the cellobiose 2-epimerase is allowed to act on glucose (third enzyme method).

特開2001−213781号Japanese Patent Laid-Open No. 2001-213871 特開2001−275583号Japanese Patent Application Publication No. 2001-275583 特開2012−130332号JP 2012-130332 国際公開2010/090095号International Publication No. 2010/090095

しかし、特許文献4に記載のCEを用いる第三の酵素法では、CEがエピメリ化反応に加えアルドース−ケトース異性化反応も触媒する。そのため、マンノースと共にフルクトースも生成してしまい、副生するフルクトースの分離の点で問題がある。
また、これまで、ケトースを実質的に生成せずにアルドース間で異性化する酵素はAGEやCEしか報告されておらず、非修飾単糖類にて同様の反応を行う酵素はこれまで全く知られていない。
However, in the third enzymatic method using CE described in Patent Document 4, in addition to the epimerization reaction, CE also catalyzes an aldose-ketose isomerization reaction. Therefore, fructose is also produced together with mannose, and there is a problem in separation of by-product fructose.
Also, until now, only AGE and CE have been reported as enzymes that isomerize between aldoses without substantially producing ketose, and enzymes performing similar reactions with unmodified monosaccharides are completely known so far. Not.

本発明は、より安価・簡便にマンノースを製造する手段を提供することを目的とする。より詳細には、比較的安価な原料を用いてマンノースを効率よく製造できる方法及びその方法に用いることができる酵素又は酵素剤を提供することが本発明の課題であり、目的である。タロースを効率よく製造できる方法及びその方法に用いることができる酵素又は酵素剤を提供することも本発明の課題であり、目的である。   An object of the present invention is to provide a means for producing mannose more inexpensively and easily. More specifically, it is an object of the present invention to provide a method capable of efficiently producing mannose using relatively inexpensive raw materials and an enzyme or enzyme preparation that can be used for the method. It is also an object of the present invention to provide a method capable of efficiently producing talose and an enzyme or enzyme preparation that can be used for the method.

本発明者らは、これまでにCEをはじめ、種々の糖の異性化酵素を探索してきた。   The present inventors have searched for isomerization enzymes of various sugars including CE.

ルネラ・スリシフォルミス(Runella slithyformis)はゲノム上にN−アシルグルコサミン2−エピメラーゼ(N−acylglucosamine 2−epimerase、以下「AGEと記載する」)をコードすると推定される遺伝子を3種類有していることが知られている(Gene Bank)。それぞれを発現解析した結果、3種のうち2種はCE活性を有していたが、残る1種についてはAGE活性およびCE活性を有しなかった。このAGE活性およびCE活性を有しなかったタンパク質について、各種糖質に対する反応性を検討した。その結果、このCE活性を有しないタンパク質は、驚くべきことに、グルコースおよびマンノースに対して作用し、それぞれマンノースおよびグルコースを生成した。すなわち、当該タンパク質はグルコースとマンノースを相互に変換するマンノース2−エピメラーゼ(Mannose 2−epimerase、以下「ME」と記載する)であることが明らかとなった。   Runella slithyformis has three genes which are presumed to encode N-acylglucosamine 2-epimerase (N-acylglucosamine 2-epimerase, hereinafter referred to as "AGE") on the genome Known (Gene Bank). As a result of expression analysis of each, two of the three had CE activity, but the remaining one did not have AGE activity and CE activity. With respect to the proteins which did not have this AGE activity and CE activity, their reactivities to various carbohydrates were examined. As a result, proteins without this CE activity surprisingly acted on glucose and mannose to produce mannose and glucose, respectively. That is, it was revealed that the protein is mannose 2-epimerase (Mannose 2-epimerase, hereinafter referred to as "ME") which mutually converts glucose and mannose.

さらに、ディアドバクター ファーメンタンス(Dyadobacter fermentans)からAGEと推定されるタンパク質をコードする遺伝子をクローニングし、組換酵素の各種糖質に対する反応性を検討した。その結果、AGEと推定されるタンパク質の中に、ME活性を有するタンパク質があることが明らかとなった。   Furthermore, a gene encoding a protein presumed to be AGE was cloned from Dyadobacter fermentans, and the reactivity of the recombinant enzyme to various carbohydrates was examined. As a result, it was revealed that among the proteins presumed to be AGE, there are proteins having ME activity.

これらのタンパク質は、既知のCE等の一次アミノ酸配列と比較すると特異的な挿入配列を有しており、当該挿入配列の存在がMEとしての機能上極めて重要であること、さらに当該挿入配列に類似する複数のMEを新たに見出し、本発明を完成するに至った。   These proteins have a specific insertion sequence as compared to known primary amino acid sequences such as CE, and the presence of the insertion sequence is extremely important in terms of function as an ME, and further similar to the insertion sequence. The present invention has been completed by newly finding a plurality of MEs.

本発明は以下の通りである。
[1]
(a)配列番号2に示されたアミノ酸配列の241〜263アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列
の挿入配列を有し、
前記挿入配列のN末端側に配列番号2に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列、及び
前記挿入配列のC末端側に配列番号2に示されたアミノ酸配列の264〜423アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列を有し、かつグルコースとマンノースのエピメリ化活性を有するタンパク質、又は
(b)配列番号12に示されたアミノ酸配列の241〜262アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列の挿入配列を有し、
前記挿入配列のN末端側に配列番号12に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列、及び
前記挿入配列のC末端側に配列番号12に示されたアミノ酸配列の263〜419アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列を有し、かつグルコースとマンノースのエピメリ化活性を有するタンパク質(但し、配列番号2、配列番号4、配列番号6、配列番号8、配列番号10、配列番号12または配列番号14に示されたアミノ酸配列を有するタンパク質を除く)。
[2]
配列番号2に示されたアミノ酸配列の241〜263アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列が、
一般式(1):
1APQIKFDX23WGWDRFX45678910(但し、X1はV又はIであり、X2はI又はVであり、X3はV又はIであり、X4はN、T又はSであり、X5はP又はEであり、X6はD又はGであり、X7はG又はDであり、X8はL、V、Q又はAであり、X9はK又はQであり、X10はS、A、E又はKである)のアミノ酸配列、
配列番号2に示されたアミノ酸配列の241〜263アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号4に示されたアミノ酸配列の241〜263アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号6に示されたアミノ酸配列の241〜263アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号8に示されたアミノ酸配列の241〜263アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、又は
配列番号10に示されたアミノ酸配列の241〜264アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列である、[1]に記載のタンパク質。
[3]
配列番号2に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列が、
配列番号2に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号4に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号6に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号8に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、又は
配列番号10に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列であり、
配列番号2に示されたアミノ酸配列の264〜423アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列が、
配列番号2に示されたアミノ酸配列の264〜423アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号4に示されたアミノ酸配列の264〜423アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号6に示されたアミノ酸配列の264〜422アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号8に示されたアミノ酸配列の264〜427アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、又は
配列番号10に示されたアミノ酸配列の265〜428アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列である、[1]又は[2]に記載のタンパク質。
[4]
配列番号12に示されたアミノ酸配列の241〜262アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列が、
一般式(2):
KX11PAINIX12RTWNAEREX1314EX15ID
(但し、X11はL又はIであり、X12はK又はYであり、X13はA又はTであり、X14はG又はNであり、X15はK又はRである)のアミノ酸配列、
配列番号12に示されたアミノ酸配列の241〜262アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、又は
配列番号14に示されたアミノ酸配列の246〜267アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列である、[1]に記載のタンパク質。
[5]
配列番号12に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列が、
配列番号12に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、又は
配列番号14に示されたアミノ酸配列の1〜245アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列であり、
配列番号12に示されたアミノ酸配列の263〜419アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列が、
配列番号12に示されたアミノ酸配列の263〜419アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、又は
配列番号14に示されたアミノ酸配列の268〜430アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列である、[1]又は[4]に記載のタンパク質。
[6]
[1]〜[5]のいずれか1項に記載のタンパク質を有効成分として含有する、グルコースとマンノースのエピメリ化剤。
[7]
ガラクトースとタロースのエピメリ化活性をさらに有する[1]〜[5]のいずれか1項に記載のタンパク質。
[8]
(c)配列番号10に示されたアミノ酸配列の241〜264アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列
の挿入配列を有し、
前記挿入配列のN末端側に配列番号10に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列、及び
前記挿入配列のC末端側に配列番号10に示されたアミノ酸配列の265〜428アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列を有し、かつガラクトースとタロースのエピメリ化活性を有するタンパク質、又は
(b)配列番号12に示されたアミノ酸配列の241〜262アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列の挿入配列を有し、
前記挿入配列のN末端側に配列番号12に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列、及び
前記挿入配列のC末端側に配列番号12に示されたアミノ酸配列の263〜419アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列を有し、かつガラクトースとタロースのエピメリ化活性を有するタンパク質(但し、配列番号2、配列番号4、配列番号6、配列番号8、配列番号10、配列番号12または配列番号14に示されたアミノ酸配列を有するタンパク質を除く)。
[9]
配列番号10に示されたアミノ酸配列の241〜264アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列が、配列番号10に示されたアミノ酸配列の241〜264アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列であり、
配列番号10に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列が、
配列番号10に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列であり、
配列番号10に示されたアミノ酸配列の265〜428アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列が、配列番号10に示されたアミノ酸配列の265〜428アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列である、[8]に記載のタンパク質。
[10]
配列番号12に示されたアミノ酸配列の241〜262アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列が、
一般式(2):
KX11PAINIX12RTWNAEREX1314EX15ID
(但し、X11はL又はIであり、X12はK又はYであり、X13はA又はTであり、X14はG又はNであり、X15はK又はRである)のアミノ酸配列、
配列番号12に示されたアミノ酸配列の241〜262アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、又は
配列番号14に示されたアミノ酸配列の246〜267アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列であり、
配列番号12に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列が、
配列番号12に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基アミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、又は
配列番号14に示されたアミノ酸配列の1〜245アミノ酸残基アミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列であり、
配列番号12に示されたアミノ酸配列の263〜419アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列が、配列番号12に示されたアミノ酸配列の263〜419アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、又は
配列番号14に示されたアミノ酸配列の268〜430アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列である、[8]に記載のタンパク質。
[11]
配列番号2、配列番号4、配列番号6、配列番号8、配列番号10、配列番号12若しくは配列番号14に示されたアミノ酸配列を有するタンパク質または当該タンパク質のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列を有し、かつグルコースとマンノースのエピメリ化活性を有するタンパク質を有効成分とするグルコースとマンノースのエピメリ化剤。
[12]
グルコースおよびマンノースのエピメリ化活性並びにガラクトースおよびタロースのエピメリ化活性を有することが知られていないタンパク質から、(a)配列番号2に示されたアミノ酸配列の241〜263アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列を有するタンパク質、または(b)配列番号12に示されたアミノ酸配列の241〜262アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列を有するタンパク質を選択すること及び
(c)(a)又は(b)で選択したタンパク質から、グルコースとマンノースのエピメリ化活性、ガラクトースとタロースのエピメリ化活性又はその両方を有するタンパク質を選択することを含む、
グルコースおよびマンノースのエピメリ化活性並びに/又はガラクトースおよびタロースのエピメリ化活性を有するタンパク質の製造方法。
[13]
(d)アミノ酸配列既知又は未知のタンパク質のアミノ酸配列に、配列番号2に示されたアミノ酸配列の241〜263アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列若しくは配列番号12に示されたアミノ酸配列の241〜262アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列を挿入すること、または(e)アミノ酸配列既知又は未知のタンパク質のアミノ酸配列の少なくとも一部の配列を、配列番号2に示されたアミノ酸配列の241〜263アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列若しくは配列番号12に示されたアミノ酸配列の241〜262アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列に改変すること、及び
(f)(d)または(e)で挿入又は改変したタンパク質から、グルコースとマンノースのエピメリ化活性、ガラクトースとタロースのエピメリ化活性又はその両方を有するタンパク質を選択することを含む、
エピメリ化活性を有するタンパク質の製造方法。
[14]
配列番号2に示されたアミノ酸配列の241〜263アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列が、
一般式(1):
1APQIKFDX23WGWDRFX45678910(但し、X1はV又はIであり、X2はI又はVであり、X3はV又はIであり、X4はN、T又はSであり、X5はP又はEであり、X6はD又はGであり、X7はG又はDであり、X8はL、V、Q又はAであり、X9はK又はQであり、X10はS、A、E又はKである)のアミノ酸配列、
配列番号2に示されたアミノ酸配列の241〜263アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号4に示されたアミノ酸配列の241〜263アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号6に示されたアミノ酸配列の241〜263アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号8に示されたアミノ酸配列の241〜263アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、又は
配列番号10に示されたアミノ酸配列の241〜264アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列である、[12]又は[13]に記載の製造方法。
[15]
(a)、(d)又は(e)のタンパク質が、配列番号2に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号4に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号6に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号8に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、又は
配列番号10に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列をさらに有し、かつ
配列番号2に示されたアミノ酸配列の264〜423アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上若しくは90%以上のアミノ酸配列、
配列番号4に示されたアミノ酸配列の264〜423アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号6に示されたアミノ酸配列の264〜422アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号8に示されたアミノ酸配列の264〜427アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、又は
配列番号10に示されたアミノ酸配列の265〜428アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列をさらに有する、[12]〜[14]のいずれか1項に記載の製造方法。
[16]
配列番号12に示されたアミノ酸配列の241〜262アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列が、
一般式(2):
KX11PAINIX12RTWNAEREX1314EX15ID
(但し、X11はL又はIであり、X12はK又はYであり、X13はA又はTであり、X14はG又はNであり、X15はK又はRである)のアミノ酸配列、
配列番号12に示されたアミノ酸配列の241〜262アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、又は
配列番号14に示されたアミノ酸配列の246〜267アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列である、[12]又は[13]に記載の製造方法。
[17]
(b)、(d)又は(e)のタンパク質が、配列番号12に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上若しくは90%以上のアミノ酸配列、又は
配列番号14に示されたアミノ酸配列の1〜245アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列をさらに有し、かつ
配列番号12に示されたアミノ酸配列の263〜419アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上若しくは90%以上のアミノ酸配列、又は配列番号14に示されたアミノ酸配列の268〜430アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列をさらに有する、[12]、[13]又は[16]に記載の製造方法。
[18]
グルコースとマンノースのエピメリ化活性を有するタンパク質の製造である、[12]〜[17]のいずれか1項に記載の製造方法。
[19]
ガラクトースとタロースのエピメリ化活性を有するタンパク質の製造である、[12]〜[17]のいずれか1項に記載の製造方法。
[20]
グルコースに、[1]〜[5]のいずれか1項に記載のタンパク質、[6]若しくは[11]に記載のエピメリ化剤又は[12]〜[18]のいずれか1項に記載の方法で製造したタンパク質を作用させて、マンノースを生成させることを含む、マンノースの製造方法。
[21]
配列番号10、配列番号12若しくは配列番号14に示されたアミノ酸配列を有するタンパク質または当該タンパク質のアミノ酸配列と同一性が70%以上のガラクトースとタロースのエピメリ化活性を有するタンパク質を有効成分とするガラクトースとタロースのエピメリ化剤。
[22]
ガラクトースに、[7]〜[10]のいずれか1項に記載のタンパク質、[12]〜[17]のいずれか1項に記載の方法で製造したタンパク質、または[21]に記載のエピメリ化剤を作用させて、タロースを生成させることを含む、タロースの製造方法。
The present invention is as follows.
[1]
(A) has an insertion sequence of an amino acid sequence having an identity of 70% or more with the amino acid sequence of the 241 to 263 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2,
An amino acid sequence having 50% or more identity to the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 on the N-terminal side of the inserted sequence, and SEQ ID NO: 2 on the C-terminal side of the inserted sequence A protein having an amino acid sequence of 50% or more identity with the amino acid sequence of the 264 to 423 amino acid residue of the amino acid sequence shown in and the glucose and mannose epimerization activity, or (b) SEQ ID NO: 12 Has an insertion sequence of an amino acid sequence having an identity of 70% or more with the amino acid sequence of amino acid residues 241 to 262 of the amino acid sequence shown;
An amino acid sequence having 50% or more identity to the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 at the N-terminal side of the inserted sequence, and SEQ ID NO: 12 at the C-terminal side of the inserted sequence A protein having an amino acid sequence of 50% or more identity to the amino acid sequence of the amino acid sequence of the amino acid sequence of 263 to 419 shown in SEQ ID NO: 1, and having epimerization activity of glucose and mannose (However, SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4, except for the protein having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 12 or SEQ ID NO: 14).
[2]
The amino acid sequence having an identity of 70% or more with the amino acid sequence of the 241 to 263 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2,
General formula (1):
X 1 APQIKFDX 2 X 3 WGWDRFX 4 X 5 X 6 X 7 X 8 X 9 X 10 (where X 1 is V or I, X 2 is I or V, X 3 is V or I, X 4 is N, T or S, X 5 is P or E, X 6 is D or G, X 7 is G or D, X 8 is L, V, Q or A , X 9 is K or Q and X 10 is S, A, E or K)
An amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of the 241 to 263 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2;
An amino acid sequence having at least 90% identity to the amino acid sequence of the 241 to 263 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4;
An amino acid sequence having an identity of 90% or more with the amino acid sequence of the 241 to 263 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6,
Amino acid sequence having at least 90% identity to the amino acid sequence of amino acid sequence 241 to 263 of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 8 or amino acid sequence of amino acid residue 241 to 264 of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10 The protein according to [1], which is an amino acid sequence having an identity of 90% or more.
[3]
An amino acid sequence having 50% or more identity with the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 is
An amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2;
An amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4;
An amino acid sequence having at least 90% identity to the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6;
Amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 8 or the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10 Amino acid sequence with 90% or more identity with
An amino acid sequence having 50% or more identity with the amino acid sequence of the 264 to 423 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 is
An amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of the 264 to 423 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2,
An amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of the 264 to 423 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4;
An amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of the 264-422 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6,
Amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of the 264 to 427 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 8 or the amino acid sequence of the 265 to 428 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10 The protein according to [1] or [2], which is an amino acid sequence having an identity of 90% or more.
[4]
An amino acid sequence having an identity of 70% or more with the amino acid sequence of the 241 to 262 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 is
General formula (2):
KX 11 PAINIX 12 RTWNAEREX 13 X 14 EX 15 ID
(Wherein X 11 is L or I, X 12 is K or Y, X 13 is A or T, X 14 is G or N, and X 15 is K or R) Array,
An amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of amino acid sequence 241 to 262 of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 or the amino acid sequence of 246 to 267 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 14 The protein according to [1], which is an amino acid sequence having an identity of 90% or more.
[5]
An amino acid sequence having 50% or more identity to the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 is
Amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 or the amino acid sequence of 1 to 245 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 14 Amino acid sequence with 90% or more identity with
The amino acid sequence having 50% or more identity with the amino acid sequence of the amino acid sequence of the amino acid sequence of 263 to 419 of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 is
An amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of the amino acid sequence of amino acid residue 263 to 419 of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 or the amino acid sequence of amino acid residue 268 to 430 amino acid in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 14 The protein according to [1] or [4], which is an amino acid sequence having an identity of 90% or more.
[6]
The epimerising agent of glucose and mannose containing the protein as described in any one of [1]-[5] as an active ingredient.
[7]
The protein according to any one of [1] to [5], further having epimerization activity of galactose and talose.
[8]
(C) has an insertion sequence of an amino acid sequence having an identity of 70% or more with the amino acid sequence of the 241 to 264 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10,
An amino acid sequence having 50% or more identity to the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10 on the N-terminal side of the inserted sequence, and SEQ ID NO: 10 on the C-terminal side of the inserted sequence A protein having an amino acid sequence of 50% or more identity to the amino acid sequence of the 265 to 428 amino acid residue of the amino acid sequence shown in and having an epimerylation activity of galactose and talose, or (b) SEQ ID NO: 12 Has an insertion sequence of an amino acid sequence having an identity of 70% or more with the amino acid sequence of amino acid residues 241 to 262 of the amino acid sequence shown;
An amino acid sequence having 50% or more identity to the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 at the N-terminal side of the inserted sequence, and SEQ ID NO: 12 at the C-terminal side of the inserted sequence A protein having an amino acid sequence of 50% or more identity to the amino acid sequence of the amino acid sequence of amino acid sequence 263 to 419 of the amino acid sequence shown in and an epimerylation activity of galactose and talose (However, SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4, except for the protein having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 12 or SEQ ID NO: 14).
[9]
An amino acid sequence having an identity of 70% or more with the amino acid sequence of 241 to 264 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10 is the amino acid sequence of 241 to 264 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10 Amino acid sequence with 90% or more identity with
An amino acid sequence having 50% or more identity to the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10 is
An amino acid sequence having at least 90% identity to the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10,
An amino acid sequence having an identity of 50% or more with the amino acid sequence of the 265 to 428 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10 is the amino acid sequence of the 265 to 428 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10 The protein according to [8], which is an amino acid sequence having an identity of 90% or more.
[10]
An amino acid sequence having an identity of 70% or more with the amino acid sequence of the 241 to 262 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 is
General formula (2):
KX 11 PAINIX 12 RTWNAEREX 13 X 14 EX 15 ID
(Wherein X 11 is L or I, X 12 is K or Y, X 13 is A or T, X 14 is G or N, and X 15 is K or R) Array,
An amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of amino acid sequence 241 to 262 of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 or the amino acid sequence of 246 to 267 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 14 Amino acid sequence with 90% or more identity with
An amino acid sequence having 50% or more identity to the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 is
An amino acid sequence having 90% or more identity to the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 or an amino acid sequence 1 to 245 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 14 90% or more of the amino acid sequence
An amino acid sequence having an identity of 50% or more with the amino acid sequence of the 263-419 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 is the amino acid sequence of the 263-419 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 The amino acid sequence having an identity of 90% or more, or an amino acid sequence having an identity of 90% or more with the amino acid sequence of the 268 to 430 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 14; protein.
[11]
A protein having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 12 or SEQ ID NO: 14 or an amino acid sequence of the protein having 70% or more identity A glucose and mannose epimerizing agent comprising a protein having an amino acid sequence and having a glucose and mannose epimerization activity as an active ingredient.
[12]
From proteins not known to have glucose and mannose epimerization activity and galactose and talose epimerization activity (a) identical to the amino acid sequence of amino acid residues 241 to 263 of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 Select a protein having an amino acid sequence of 70% or more, or (b) a protein having an amino acid sequence of 70% or more identity to the amino acid sequence of amino acid residues 241 to 262 of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 And (c) selecting a protein having an epimerylation activity of glucose and mannose, an epimerylation activity of galactose and talose, or both from the proteins selected in (c) (a) or (b),
A method for producing a protein having an epimerization activity of glucose and mannose and / or an epimerization activity of galactose and talose.
[13]
(D) Amino acid sequence The amino acid sequence of a known or unknown protein has 70% or more identity with the amino acid sequence of amino acid sequence 241 to 263 of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 12 Inserting an amino acid sequence having an identity of 70% or more with the amino acid sequence of 241 to 262 amino acid residues of the amino acid sequence, or (e) at least a partial sequence of the amino acid sequence of the known or unknown amino acid sequence. An amino acid sequence having an identity of 70% or more with the amino acid sequence of the 241 to 263 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or the amino acid sequence of the 241 to 262 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 To an amino acid sequence having an identity of 70% or more, and (f) (d) or (e) Includes a modified protein, epimerization activity of glucose and mannose, the selection of proteins with epimerization activity or both galactose and talose,
Method for producing a protein having epimerization activity
[14]
The amino acid sequence having an identity of 70% or more with the amino acid sequence of the 241 to 263 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2,
General formula (1):
X 1 APQIKFDX 2 X 3 WGWDRFX 4 X 5 X 6 X 7 X 8 X 9 X 10 (where X 1 is V or I, X 2 is I or V, X 3 is V or I, X 4 is N, T or S, X 5 is P or E, X 6 is D or G, X 7 is G or D, X 8 is L, V, Q or A , X 9 is K or Q and X 10 is S, A, E or K)
An amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of the 241 to 263 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2;
An amino acid sequence having at least 90% identity to the amino acid sequence of the 241 to 263 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4;
An amino acid sequence having an identity of 90% or more with the amino acid sequence of the 241 to 263 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6,
Amino acid sequence having at least 90% identity to the amino acid sequence of amino acid sequence 241 to 263 of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 8 or amino acid sequence of amino acid residue 241 to 264 of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10 The method according to [12] or [13], wherein the amino acid sequence is 90% or more.
[15]
An amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 of (a), (d) or (e);
An amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4;
An amino acid sequence having at least 90% identity to the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6;
Amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 8 or the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10 And an amino acid sequence having an identity of 50% or more or 90% or more with the amino acid sequence of the 264 to 423 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2,
An amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of the 264 to 423 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4;
An amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of the 264-422 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6,
Amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of the 264 to 427 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 8 or the amino acid sequence of the 265 to 428 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10 The method according to any one of [12] to [14], further having an amino acid sequence having an identity of 90% or more.
[16]
An amino acid sequence having an identity of 70% or more with the amino acid sequence of the 241 to 262 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 is
General formula (2):
KX 11 PAINIX 12 RTWNAEREX 13 X 14 EX 15 ID
(Wherein X 11 is L or I, X 12 is K or Y, X 13 is A or T, X 14 is G or N, and X 15 is K or R) Array,
An amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of amino acid sequence 241 to 262 of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 or the amino acid sequence of 246 to 267 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 14 The method according to [12] or [13], wherein the amino acid sequence is 90% or more.
[17]
(B), (d) or (e), an amino acid sequence having 50% or more or 90% or more identity with the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12, or SEQ ID NO: 14 further has an amino acid sequence having 90% or more identity with the amino acid sequence of 1 to 245 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 14 and Amino acid sequence having at least 50% or at least 90% identity with the amino acid sequence of the group, or at least 90% identity with the amino acid sequence of 268 to 430 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 14 The production method according to [12], [13] or [16], further comprising.
[18]
The production method according to any one of [12] to [17], which is a production of a protein having an epimerization activity of glucose and mannose.
[19]
The production method according to any one of [12] to [17], which is production of a protein having epimerization activity of galactose and talose.
[20]
The method according to any one of [1] to [5], the protein according to any one of [1] to [5], the epimellitic agent according to [6] or [11], or the method according to any one of [12] to [18] A method for producing mannose, which comprises causing the protein produced in claim 1 to act to produce mannose.
[21]
A galactose containing as an active ingredient a protein having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 12 or SEQ ID NO: 14 or a protein having galactose and talose epimerization activity of 70% or more identity to the amino acid sequence of the protein And Tulose epimerising agent.
[22]
The protein according to any one of [7] to [10], the protein produced by the method according to any one of [12] to [17], or the epimerization according to [21] in galactose A method for producing talose, which comprises causing an agent to act to produce talose.

本発明によれば、安価なグルコースを原料とし、本発明者らが新たな基質特異性を有することを見出した複数のMEにより、グルコースをマンノースへそれぞれエピメリ化することでより、簡便かつ効率的にマンノースを製造することができる。   According to the present invention, it is simpler and more efficient by using low cost glucose as a raw material, and epimerizing glucose to mannose respectively by a plurality of MEs found by the present inventors to have new substrate specificity. Mannose can be produced.

Runsl_4512遺伝子産物(RsME)の各種基質に対する反応性試験結果を示す。The reaction test result with respect to various substrates of Runsl 4512 gene product (RsME) is shown. RsMEのグルコース、マンノースおよびフルクトースに対する反応性試験結果を示す。[Figure 6] Figure 6 shows the results of the reactivity test of RsME against glucose, mannose and fructose. RsMEの最適pHを求める試験結果を示す。The test result which calculates | requires the optimal pH of RsME is shown. RsMEのpH安定性試験結果を示す。The pH stability test result of RsME is shown. RsMEの熱安定性試験結果を示す。The heat stability test result of RsME is shown. RsMEのグルコースからのマンノース生成試験(温度依存性)結果を示す。The mannose production test (temperature dependence) result from glucose of RsME is shown. Dfer_5652遺伝子産物(DfME)の各種基質に対する反応性試験結果を示す。The reaction test result with respect to various substrates of Dfer — 5652 gene product (DfME) is shown. DfMEの各種基質に対する反応性試験結果を示す。The reaction test result with respect to various substrates of DfME is shown. DfMEの各種基質に対する反応性試験結果を示す。The reaction test result with respect to various substrates of DfME is shown. DfMEの最適pHを求める試験結果を示す。The test result which calculates | requires the optimal pH of DfME is shown. DfMEのpH安定性試験結果を示す。The pH stability test result of DfME is shown. DfMEの熱安定性試験結果を示す。The heat stability test result of DfME is shown. Emtol_1243遺伝子産物(EoME)の各種基質に対する反応性試験結果を示す。The reaction test result with respect to the various substrates of Emtol_1243 gene product (EoME) is shown. EoMEの各種基質に対する反応性試験結果を示す。The reaction test result with respect to various substrates of EoME is shown. Slin_6381遺伝子産物(SlME)の各種基質に対する反応性試験結果を示す。The reaction test result with respect to the various substrates of Slin_6381 gene product (SlME) is shown. SlMEの各種基質に対する反応性試験結果を示す。The reaction test result with respect to various substrates of SlME is shown. Spirs_3060遺伝子産物(SsME)の各種基質に対する反応性試験結果を示す。The reaction test result with respect to the various substrates of Spirs_3060 gene product (SsME) is shown. SsMEの各種基質に対する反応性試験結果を示す。The reaction test result with respect to various substrates of SsME is shown. Trebr_2067遺伝子産物(TbME)の各種基質に対する反応性試験結果を示す。The reaction test result with respect to various substrates of Trebr — 2067 gene product (TbME) is shown. TbMEの各種基質に対する反応性試験結果を示す。The reaction test result with respect to various substrates of TbME is shown. Treaz_2550遺伝子産物(TaME)の各種基質に対する反応性試験結果を示す。The reaction test result with respect to various substrates of Treaz_2550 gene product (TaME) is shown. TaMEの各種基質に対する反応性試験結果を示す。The reaction test result with respect to various substrates of TaME is shown. 挿入配列付近のタンパク質Runsl_4512およびDfer_5652のアミノ酸配列、機能未知及び既知のCE等の一次アミノ酸配列との比較表。Amino acid sequences of proteins Runsl_ 4512 and Dfer_ 5652 near the insertion sequence, comparison table with primary amino acid sequences of unknown functions and known CE and the like. タンパク質Runsl_4512を含む、機能未知のタンパク質であって挿入配列付近の一次アミノ酸配列比較表。The primary amino acid sequence comparison chart of the protein of unknown function including the protein Runsl 4512 and near the insertion sequence. タンパク質Dfer_5652を含む、機能未知のタンパク質であって挿入配列付近の一次アミノ酸配列との比較表。Comparison table with a primary amino acid sequence near the insertion sequence, which is a protein of unknown function, including the protein Dfer — 5652. Runsl_4512遺伝子の塩基配列(配列番号1)及びこの塩基配列がコードするRunsl_4512タンパク質のアミノ酸配列(配列番号2)を示す。The nucleotide sequence of Runsl — 4512 gene (SEQ ID NO: 1) and the amino acid sequence of Runsl — 4512 protein encoded by this nucleotide sequence (SEQ ID NO: 2) are shown. Dfer_5652遺伝子の塩基配列(配列番号3)及びこの塩基配列がコードするDfer_5652タンパク質のアミノ酸配列(配列番号4)を示す。The nucleotide sequence (SEQ ID NO: 3) of the Dfer — 5652 gene and the amino acid sequence (SEQ ID NO: 4) of the Dfer — 5652 protein encoded by this nucleotide sequence are shown. Emtol_1243遺伝子の塩基配列(配列番号5)及びこの塩基配列がコードするEmtol_1243タンパク質のアミノ酸配列(配列番号6)を示す。The nucleotide sequence of Emtol_1243 gene (SEQ ID NO: 5) and the amino acid sequence of Emtol_1243 protein encoded by this nucleotide sequence (SEQ ID NO: 6) are shown. Slin_6381遺伝子の塩基配列(配列番号7)及びこの塩基配列がコードするSlin_6381タンパク質のアミノ酸配列(配列番号8)を示す。The nucleotide sequence (SEQ ID NO: 7) of the Slin — 3681 gene and the amino acid sequence (SEQ ID NO: 8) of the Slin — 3681 protein encoded by this nucleotide sequence are shown. Spirs_3060遺伝子の塩基配列(配列番号9)及びこの塩基配列がコードするSpirs_3060タンパク質のアミノ酸配列(配列番号10)を示す。The nucleotide sequence of the Spirs_3060 gene (SEQ ID NO: 9) and the amino acid sequence of the Spirs_3060 protein encoded by this nucleotide sequence (SEQ ID NO: 10) are shown. Trebr_2067遺伝子の塩基配列(配列番号11)及びこの塩基配列がコードするTrebr_2067タンパク質のアミノ酸配列(配列番号12)を示す。The nucleotide sequence of Trebr — 2067 gene (SEQ ID NO: 11) and the amino acid sequence of Trebr — 2067 protein encoded by this nucleotide sequence (SEQ ID NO: 12) are shown. Treaz_2550遺伝子の塩基配列(配列番号13)及びこの塩基配列がコードするTreaz_2550タンパク質のアミノ酸配列(配列番号14)を示す。The nucleotide sequence of Treaz — 2550 gene (SEQ ID NO: 13) and the amino acid sequence of Treaz — 2550 protein encoded by this nucleotide sequence (SEQ ID NO: 14) are shown.

本明細書における糖質の記載について、特に明記しない場合はD体を表す。   The description of carbohydrate in the present specification refers to D-form unless otherwise specified.

<グルコースとマンノースのエピメリ化活性を有するタンパク質>
本発明は、下記(a)又は(b)のアミノ酸配列を有するグルコースとマンノースのエピメリ化活性を有するタンパク質に関する。但し、配列番号2、配列番号4、配列番号6、配列番号8、配列番号10、配列番号12または配列番号14に示されたアミノ酸配列を有するタンパク質を除く。
(a)配列番号2に示されたアミノ酸配列の241〜263アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列の挿入配列を有し、
前記挿入配列のN末端側に配列番号2に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列、及び
前記挿入配列のC末端側に配列番号2に示されたアミノ酸配列の264〜423アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列を有し、かつグルコースとマンノースのエピメリ化活性を有するタンパク質。
(b)配列番号12に示されたアミノ酸配列の241〜262アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列の挿入配列を有し、
前記挿入配列のN末端側に配列番号12に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列、及び
前記挿入配列のC末端側に配列番号12に示されたアミノ酸配列の263〜419アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列を有し、かつグルコースとマンノースのエピメリ化活性を有するタンパク質。
<Proteins having epimerization activity of glucose and mannose>
The present invention relates to a protein having an epimerization activity of glucose and mannose having the following amino acid sequence (a) or (b): However, the protein having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 12 or SEQ ID NO: 14 is excluded.
(A) has an insertion sequence of an amino acid sequence having an identity of 70% or more with the amino acid sequence of the 241 to 263 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2,
An amino acid sequence having 50% or more identity to the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 on the N terminal side of the inserted sequence, and SEQ ID NO: 2 on the C terminal side of the inserted sequence A protein having an amino acid sequence of 50% or more identity to the amino acid sequence of the 264 to 423 amino acid residues of the amino acid sequence shown in and a protein having an epimerization activity of glucose and mannose.
(B) an insertion sequence of an amino acid sequence having an identity of 70% or more with the amino acid sequence of the 241 to 262 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12,
An amino acid sequence having 50% or more identity to the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 on the N terminal side of the inserted sequence, and SEQ ID NO: 12 on the C terminal side of the inserted sequence A protein having an amino acid sequence of 50% or more identity to the amino acid sequence of the amino acid sequence of the amino acid sequence of 263 to 419 shown in the above, and having an epimerization activity of glucose and mannose.

前述したように、ルネラ・スリシフォルミス(Runella slithyformis)(DSM19594)はゲノム上にN−アシルグルコサミン2−エピメラーゼ(AGE)をコードすると推定される遺伝子を3種類有していることが知られている(Gene Bank)。本発明者等はそれぞれを発現解析した結果、3種のうち2種はCE活性を有していたが、残る1種についてはAGE活性およびCE活性を有しなかった。このAGE活性およびCE活性を有しなかったタンパク質について、各種糖質に対する反応性を検討した(実施例1)。その結果、このCE活性を有しないタンパク質は、驚くべきことに、グルコースおよびマンノースに対して作用し、それぞれマンノースおよびグルコースを生成した。すなわち、当該タンパク質はグルコースとマンノースを相互に変換するマンノース2−エピメラーゼ(ME)であることが明らかとなった。このCE活性を有しないタンパク質が、配列番号2に示された1〜423アミノ酸残基のアミノ酸配列を有するタンパク質(Runsl_4512)である。Runsl_4512遺伝子の塩基配列は、配列番号1の塩基配列であり、またこの塩基配列からRunsl_4512は、配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質であることがGene Bankに公開されている(Gene Bank ID:WP_013930124)。但し、配列番号2に示された1〜423アミノ酸残基のアミノ酸配列を有するタンパク質(Runsl_4512)は、本発明以前においては機能未知であった。   As mentioned above, it is known that Runella slithyformis (DSM19594) has three genes presumed to encode N-acylglucosamine 2-epimerase (AGE) on the genome ( Gene Bank). As a result of expression analysis of each of the present inventors, two of the three had CE activity, but the remaining one did not have AGE activity and CE activity. With respect to the protein which did not have this AGE activity and CE activity, the reactivity to various carbohydrates was examined (Example 1). As a result, proteins without this CE activity surprisingly acted on glucose and mannose to produce mannose and glucose, respectively. That is, it was revealed that the protein is mannose 2-epimerase (ME) which mutually converts glucose and mannose. The protein having no CE activity is a protein (Runsl — 4512) having an amino acid sequence of 1 to 423 amino acid residues shown in SEQ ID NO: 2. The base sequence of Runsl 4512 gene is the base sequence of SEQ ID NO: 1, and from this base sequence, Runsl 4512 is published in Gene Bank to be a protein consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 (Gene Bank) ID: WP_013930124). However, the protein (Runsl — 4512) having the amino acid sequence of 1 to 423 amino acid residues shown in SEQ ID NO: 2 was unknown in function prior to the present invention.

本発明においては、さらに、ディアドバクター ファーメンタンス (Dyadobacter fermentans)(DSM18053)からAGEと推定されるタンパク質をコードする遺伝子をクローニングし、組換酵素の各種糖質に対する反応性を検討した(実施例2)。その結果、AGEと推定されるタンパク質の中に、ME活性を有するタンパク質(Dfer_5652)があることが明らかとなった。Dfer_5652遺伝子の塩基配列は、配列番号3の塩基配列であり、またこの塩基配列からタンパク質(Dfer_5652)は、配列番号4で表される1〜423アミノ酸残基のアミノ酸配列からなることがGene Bankに公開されている(Gene Bank ID:WP_015815082)。但し、タンパク質(Dfer_5652)本発明以前においては機能未知であった。   In the present invention, a gene encoding a protein presumed to be AGE was further cloned from Dyadobacter fermentans (DSM 18053), and the reactivity of the recombinant enzyme to various carbohydrates was examined (Example) 2). As a result, it was revealed that there is a protein having ME activity (Dfer — 5652) among proteins presumed to be AGE. The base sequence of the Dfer_ 5652 gene is the base sequence of SEQ ID NO: 3, and from this base sequence, the protein (Dfer_ 5652) consists of the amino acid sequence of 1 to 423 amino acid residues represented by SEQ ID NO: 4 to Gene Bank. It has been published (Gene Bank ID: WP_015815082). However, the function of the protein (Dfer — 5652) was unknown before the present invention.

これら2つのタンパク質Runsl_4512およびDfer_5652は、既知のCE等の一次アミノ酸配列と比較すると特異的な挿入配列(以下、単に挿入配列ということがある)を有しており(図23a〜c)、この挿入配列の存在がMEとしての機能上極めて重要であろうと推定した。この挿入配列が、配列番号2に示されたアミノ酸配列の241〜263アミノ酸残基のアミノ酸配列である。次いで、N−acylglucosamine 2−epimerase (AGE)等とデータベース上で推定され、更にこの挿入配列と一定以上の同一性を有する配列を有する機能未知のタンパク質を探索し、追加で5種のタンパク質の機能を検討した。それらが、エムティシシア オリゴトロフィカ(Emticicia oligotrophica)、スピロソマ リンガレ(Spirosoma linguale)、セディミニスピロケータ スマラジナエ(Sediminispirochaeta smaragdinae)、トレポネマ ブレナボレンス(Treponema brennaborense)およびトレポネマ アゾトヌトリシウム(Treponema azotonutricium)のゲノム上にそれぞれ存在する、AGE等とデータベース上で推定されている遺伝子にコードされたタンパク質であり、これらタンパク質の各種糖質に対する反応性を検討した。その結果、挿入配列を有するAGE等と推定されるタンパク質はいずれも、ME活性を有するタンパク質(Emtol_1243、Slin_6381、Spirs_3060、Trebr_2067およびTreaz_2550)であることが明らかとなった(実施例3〜7)。Emtol_1243、Slin_6381、Spirs_3060、Trebr_2067およびTreaz_2550遺伝子の塩基配列は、それぞれ配列番号5、7、9、11、13の塩基配列であり、またこの塩基配列からタンパク質(Emtol_1243、Slin_6381、Spirs_3060、Trebr_2067およびTreaz_2550)は、それぞれ配列番号6、8、10、12及び14で表されるアミノ酸配列からなることがGene Bankに公開されている(Gene Bank ID:それぞれ、WP_015028092、ADB42339、WP_013255620、WP_013759185およびWP_015712977)。但し、これらのタンパク質は、本発明以前においては機能未知であった。   These two proteins Runsl 4512 and Dfer_ 5652 have specific insertion sequences (hereinafter sometimes referred to simply as insertion sequences) in comparison with known primary amino acid sequences such as CE (FIG. 23 a-c), and this insertion It was estimated that the presence of the sequence would be extremely important functionally as ME. This insertion sequence is the amino acid sequence of 241 to 263 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2. Then, a protein of unknown nature is searched for on the database as N-acylglucosamine 2-epimerase (AGE) and the like, and further having a sequence identity with a certain degree or more with this insertion sequence, and 5 additional protein functions It was investigated. They are, for example, Emtisticia oligotrophica (Emticicia oligotrophica), Spirosoma ringgare (Spirosoma linguale), Sedimini spilocator Semaradinae (Sediminispirochaeta smaragdinae), Treponema brennaborens (Treponema brennaborense) and Treponeticium. It is a protein encoded by existing genes such as AGE and the like and genes deduced on the database, and the reactivity of these proteins to various carbohydrates was examined. As a result, it was revealed that all proteins presumed to be AGE or the like having an insertion sequence are proteins having ME activity (Emtol_1243, Slin_6381, Spirs_3060, Trebr_2076 and Treaz_2550) (Examples 3 to 7). The nucleotide sequences of Emtol_1243, Slin_6381, Spirs_3060, Trebr_2060 and Treaz_2550 genes are the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 5, 7, 9, 11 and 13, respectively, and from this nucleotide sequence, proteins (Emtol_1243, Slin_6381, Spirs_3060, Trebr_2060) Has been published to Gene Bank as consisting of amino acid sequences represented by SEQ ID NOs: 6, 8, 10, 12 and 14, respectively (Gene Bank ID: WP — 0150280292, ADB 42339, WP — 013255620, WP — 013759185 and WP — 015712977, respectively). However, these proteins were unknown in function prior to the present invention.

(a)のタンパク質における配列番号2に示されたアミノ酸配列の241〜263アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列は、好ましくは、同一性が80%以上、90%以上、95%以上、98%以上、又は99%以上であることができる。さらに(a)のタンパク質における配列番号2に示されたアミノ酸配列の241〜263アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列は、例えば、一般式(1):
1APQIKFDX23WGWDRFX45678910(但し、X1はV又はIであり、X2はI又はVであり、X3はV又はIであり、X4はN、T又はSであり、X5はP又はEであり、X6はD又はGであり、X7はG又はDであり、X8はL、V、Q又はAであり、X9はK又はQであり、X10はS、A、E又はKである)のアミノ酸配列であることができる。
一般式(1)のアミノ酸配列は、配列番号2、4、6、8及び10で表されるアミノ酸配列における挿入配列に基づき、かつX1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X10は、これらの挿入配列におけるバリエーションから決定されたものである。
The amino acid sequence having 70% or more identity with the amino acid sequence of the 241 to 263 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 in the protein of (a) preferably has 80% or more, 90% or more identity , 95% or more, 98% or more, or 99% or more. Furthermore, an amino acid sequence having an identity of 70% or more with the amino acid sequence of the 241 to 263 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 in the protein of (a) is, for example,
X 1 APQIKFDX 2 X 3 WGWDRFX 4 X 5 X 6 X 7 X 8 X 9 X 10 (where X 1 is V or I, X 2 is I or V, X 3 is V or I, X 4 is N, T or S, X 5 is P or E, X 6 is D or G, X 7 is G or D, X 8 is L, V, Q or A , X 9 is K or Q and X 10 is S, A, E or K).
The amino acid sequence of the general formula (1) is based on the insertion sequence in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, 4, 6, 8 and 10, and X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 5 , X 6 , X 7 , X 8 , X 9 and X 10 are those determined from variations in these insertion sequences.

(a)のタンパク質における配列番号2に示されたアミノ酸配列の241〜263アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列は、例えば、配列番号2に示されたアミノ酸配列の241〜263アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号4に示されたアミノ酸配列の241〜263アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号6に示されたアミノ酸配列の241〜263アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号8に示されたアミノ酸配列の241〜263アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、又は
配列番号10に示されたアミノ酸配列の241〜264アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列であることができる。これら241〜263アミノ酸残基(配列番号2、4、6、8)又は241〜264アミノ酸残基(配列番号10)は、各タンパク質における挿入配列である。
The amino acid sequence having 70% or more identity to the amino acid sequence of the 241 to 263 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 in the protein of (a) is, for example, 241 of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 An amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of -263 amino acid residues,
An amino acid sequence having at least 90% identity to the amino acid sequence of the 241 to 263 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4;
An amino acid sequence having an identity of 90% or more with the amino acid sequence of the 241 to 263 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6,
Amino acid sequence having at least 90% identity to the amino acid sequence of amino acid sequence 241 to 263 of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 8 or amino acid sequence of amino acid residue 241 to 264 of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10 And an amino acid sequence having an identity of 90% or more. These 241 to 263 amino acid residues (SEQ ID NO: 2, 4, 6, 8) or 241 to 264 amino acid residues (SEQ ID NO: 10) are insertion sequences in each protein.

(a)のタンパク質における配列番号2に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列は、好ましくは、同一性が60%以上、70%以上、80%以上、90%以上、又は95%以上であることができる。さらに(a)のタンパク質における配列番号2に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列は、例えば、
配列番号2に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号4に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号6に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号8に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、又は
配列番号10に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列であることができる。
The amino acid sequence having 50% or more identity with the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 in the protein of (a) preferably has 60% or more, 70% or more identity 80% or more, 90% or more, or 95% or more. Furthermore, an amino acid sequence having 50% or more identity to the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 in the protein (a) is, for example,
An amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2;
An amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4;
An amino acid sequence having at least 90% identity to the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6;
Amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 8 or the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10 And an amino acid sequence having an identity of 90% or more.

(a)のタンパク質における配列番号2に示されたアミノ酸配列の264〜423アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列は、好ましくは、同一性が60%以上、70%以上、80%以上、90%以上、又は95%以上であることができる。さらに(a)のタンパク質における配列番号2に示されたアミノ酸配列の264〜423アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列は、例えば、
配列番号2に示されたアミノ酸配列の264〜423アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号4に示されたアミノ酸配列の264〜423アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号6に示されたアミノ酸配列の264〜422アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号8に示されたアミノ酸配列の264〜427アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、又は
配列番号10に示されたアミノ酸配列の265〜428アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列であることができる。
The amino acid sequence having 50% or more identity with the amino acid sequence of the 264 to 423 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 in the protein of (a) preferably has 60% or more, 70% or more identity 80% or more, 90% or more, or 95% or more. Furthermore, an amino acid sequence having 50% or more identity to the amino acid sequence of the 264 to 423 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 in the protein of (a) is, for example,
An amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of the 264 to 423 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2,
An amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of the 264 to 423 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4;
An amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of the 264-422 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6,
Amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of the 264 to 427 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 8 or the amino acid sequence of the 265 to 428 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10 And an amino acid sequence having an identity of 90% or more.

(b)のタンパク質における配列番号12に示されたアミノ酸配列の241〜262アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列は、好ましくは、同一性が80%以上、90%以上、95%以上、98%以上、又は99%以上であることができる。さらに(b)のタンパク質における配列番号12に示されたアミノ酸配列の241〜262アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列は、例えば、一般式(2):
KX11PAINIX12RTWNAEREX1314EX15ID
(但し、X11はL又はIであり、X12はK又はYであり、X13はA又はTであり、X14はG又はNであり、X15はK又はRである)のアミノ酸配列であることができる。一般式(2)のアミノ酸配列は、配列番号12及び14で表されるアミノ酸配列における挿入配列に基づき、かつX11、X12、X13、X14、X15は、これらの挿入配列におけるバリエーションから決定されたものである。
Preferably, the amino acid sequence having 70% or more identity with the amino acid sequence of the 241 to 262 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 in the protein of (b) preferably has 80% or more, 90% or more identity , 95% or more, 98% or more, or 99% or more. Furthermore, an amino acid sequence having an identity of 70% or more with the amino acid sequence of the 241 to 262 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 in the protein of (b) is, for example,
KX 11 PAINIX 12 RTWNAEREX 13 X 14 EX 15 ID
(Wherein X 11 is L or I, X 12 is K or Y, X 13 is A or T, X 14 is G or N, and X 15 is K or R) It can be an array. The amino acid sequence of the general formula (2), based on the insertion sequence in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 12 and 14, and X 11, X 12, X 13 , X 14, X 15 is variations in these insertion sequences It is determined from

(b)のタンパク質における配列番号12に示されたアミノ酸配列の241〜262アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列は、配列番号12に示されたアミノ酸配列の241〜262アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、又は配列番号14に示されたアミノ酸配列の246〜267アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列であることもできる。   The amino acid sequence having an identity of 70% or more with the amino acid sequence of the 241 to 262 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 in the protein of (b) is the 241 to 262 amino acid sequence of the amino acid sequence An amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of the amino acid residue, or at least 90% identity with the amino acid sequence of the 246-267 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 14 You can also.

(b)のタンパク質における配列番号12に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列は、好ましくは、同一性が60%以上、70%以上、80%以上、90%以上、又は95%以上であることができる。さらに(b)のタンパク質における配列番号12に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列は、例えば、配列番号12に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、又は配列番号14に示されたアミノ酸配列の1〜245アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列であることができる。   The amino acid sequence having 50% or more identity with the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 in the protein of (b) preferably has 60% or more, 70% or more identity 80% or more, 90% or more, or 95% or more. Furthermore, an amino acid sequence having 50% or more identity to the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 in the protein of (b) is, for example, the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 Amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues, or amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of 1 to 245 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 14 Can be.

(b)のタンパク質における配列番号12に示されたアミノ酸配列の263〜419アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列は、好ましくは、同一性が60%以上、70%以上、80%以上、90%以上、又は95%以上であることができる。さらに(b)のタンパク質における配列番号12に示されたアミノ酸配列の263〜419アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列は、例えば、配列番号12に示されたアミノ酸配列の263〜419アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、又は配列番号14に示されたアミノ酸配列の268〜430アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列であることができる。   The amino acid sequence having an identity of 50% or more with the amino acid sequence of the amino acid sequence of the amino acid residue of 263 to 419 in the protein of SEQ ID NO: 12 in the protein of (b) preferably has an identity of 60% or more, 70% or more 80% or more, 90% or more, or 95% or more. Furthermore, an amino acid sequence having 50% or more identity to the amino acid sequence of the amino acid sequence of amino acid residues 263 to 419 of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 in the protein of (b) Amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of the 263-419 amino acid residue, or at least 90% identity with the amino acid sequence of 268-430 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 14 Can be.

尚、本願明細書においてアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列とは、好ましくは95%以上、96%以上、97%以上、98%以上、99%以上の同一性を有するアミノ酸配列である。   In the present specification, an amino acid sequence having 90% or more identity with the amino acid sequence is preferably an amino acid sequence having 95% or more, 96% or more, 97% or more, 98% or more, 99% or more identity. is there.

本発明において、タンパク質がグルコースとマンノースのエピメリ化活性を有するタンパク質であることは、実施例にも記載された以下の活性測定方法により確認することができる。
活性測定
10 mMマンノース、40 mM HEPES-NaOH緩衝液(pH 8.0)、およびタンパク質(酵素)を含む反応液100μLを37℃に20分間保持し、80℃にて5分間加熱することで酵素反応を停止する。12000 rpmにて10分間遠心分離して得られた上清50μLに含まれるグルコース量をThio-NADを用いたヘキソキナーゼ法により定量する。ヘキソキナーゼ法は、0.5 mM Thio-NAD、7 mM ATP、0.1 M Tris-HCl (pH 7.5)、1.0 mM MgCl2、1.0 U/mL へキソキナーゼ (パン酵母由来、ナカライテスク) および1.0 U/mL G6Pデヒドロゲナーゼ (ナカライテスク) を含む発色試薬を反応液に等量添加して37℃に20分間保持し、G6Pの酸化反応に伴い生成されたThio-NADHの最大吸光波長405 nmの吸光度を分光光度計により測定する。酵素活性1 Uを1分間に1μmolのグルコースを生成する酵素量と定義する。
In the present invention, the fact that the protein is a protein having an epimerization activity of glucose and mannose can be confirmed by the following activity measurement method described also in the examples.
Activity measurement
The enzyme reaction is stopped by holding 100 μL of a reaction solution containing 10 mM mannose, 40 mM HEPES-NaOH buffer (pH 8.0), and protein (enzyme) at 37 ° C. for 20 minutes and heating at 80 ° C. for 5 minutes . The amount of glucose contained in 50 μL of the supernatant obtained by centrifugation at 12000 rpm for 10 minutes is quantified by the hexokinase method using Thio-NAD + . The hexokinase method is 0.5 mM Thio-NAD + , 7 mM ATP, 0.1 M Tris-HCl (pH 7.5), 1.0 mM MgCl 2 , 1.0 U / mL hexokinase (from baker's yeast, nacalai tesque) and 1.0 U / mL G6P An equal amount of a coloring reagent containing dehydrogenase (Nacalai Tesque) is added to the reaction solution and kept at 37 ° C. for 20 minutes, and the absorbance of Thio-NADH generated along with the oxidation reaction of G6P is a spectrophotometer with a spectrophotometer at 405 nm. Measure by Enzyme activity 1 U is defined as the amount of enzyme that produces 1 μmol glucose per minute.

本発明のグルコースとマンノースのエピメリ化活性を有するタンパク質には、ガラクトースとタロースのエピメリ化活性をさらに有するタンパク質がある。ガラクトースとタロースのエピメリ化活性をさらに有するタンパク質であることは、実施例にも記載された以下の活性測定方法により確認することができる。
活性測定
10 mM ガラクトース、40 mM HEPES-Na緩衝液(pH 8.0)、およびタンパク質(酵素)を含む反応液100μLを37℃に20分間保持し、80℃にて5分間加熱することで酵素反応を停止する。この反応停止液をHPLC分析に供し、酵素反応によって生成したタロースを検出する。なお、HPLCは『HILICpak VG-50 4E』カラム(Shodex社製)を用い、カラム温度40℃、流速0.6 ml/min、溶媒は80% アセトニトリルとして行う。酵素活性1 Uを1分間に1μmolのタロースを生成する酵素量と定義する。
The proteins having epimerization activity of glucose and mannose according to the present invention include proteins further having epimerization activity of galactose and talose. The protein further having epimerizing activity of galactose and talose can be confirmed by the following activity measurement method described also in the examples.
Activity measurement
The enzyme reaction is stopped by holding 100 μL of a reaction solution containing 10 mM galactose, 40 mM HEPES-Na buffer (pH 8.0), and protein (enzyme) at 37 ° C. for 20 minutes and heating at 80 ° C. for 5 minutes . The reaction stop solution is subjected to HPLC analysis to detect talose produced by the enzyme reaction. HPLC is performed using a “HILICpak VG-504E” column (manufactured by Shodex) at a column temperature of 40 ° C., a flow rate of 0.6 ml / min, and a solvent of 80% acetonitrile. Enzyme activity 1 U is defined as the amount of enzyme that produces 1 μmol talose per minute.

<エピメリ化剤>
本発明は、上記本発明のタンパク質を有効成分として含有する、グルコースとマンノースのエピメリ化剤を包含する。エピメリ化剤は、グルコースとマンノースをエピメリ化することができればよく、上記本発明のタンパク質以外に、他の酵素、安定化剤、賦形剤など、通常の酵素製剤に用いる素材を含んでいてもよい。また、その形状も特に制限は無く、粉末状、液状でもよく、担体に固定化された固定化酵素であっても良い。本発明のエピメリ化剤は、例えば、基質であるグルコースの水溶液に添加することで使用することができる。
<Epimelizing agent>
The present invention includes glucose and mannose epimerizing agents containing the above-mentioned protein of the present invention as an active ingredient. The epimerization agent only needs to be capable of epimerizing glucose and mannose, and may contain materials used for ordinary enzyme preparations such as other enzymes, stabilizers, excipients, etc. in addition to the above-mentioned protein of the present invention Good. The shape is also not particularly limited, and may be powder or liquid, or may be immobilized enzyme immobilized on a carrier. The epimerising agent of the present invention can be used, for example, by adding it to an aqueous solution of glucose which is a substrate.

本発明は、配列番号2、配列番号4、配列番号6、配列番号8、配列番号10、配列番号12若しくは配列番号14に示されたアミノ酸配列を有するタンパク質または当該タンパク質のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列を有し、かつグルコースとマンノースのエピメリ化活性を有するタンパク質を有効成分とするグルコースとマンノースのエピメリ化剤を包含する。   The present invention relates to a protein having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 12 or SEQ ID NO: 14 or to the amino acid sequence of the protein It includes an epimerising agent for glucose and mannose, which has an amino acid sequence of 70% or more and a protein having an epimerizing activity for glucose and mannose as an active ingredient.

配列番号2、配列番号4、配列番号6、配列番号8、配列番号10、配列番号12及び配列番号14に示されたアミノ酸配列を有するタンパク質は、それぞれRunsl_4512、Dfer_5652、Emtol_1243、Slin_6381、Spirs_3060、Trebr_2067およびTreaz_2550のタンパク質であり、これらは、前述したように、ME活性を有する。   The proteins having the amino acid sequences shown in SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 12 and SEQ ID NO: 14 are Runsl_ 4512, Dfer_ 5652, Emtol_1243, Slin_6381, Spirs_3060, Trebr_2067 respectively. And Treaz_2550 proteins, which, as described above, have ME activity.

本発明のエピメリ化剤は、配列番号2、配列番号4、配列番号6、配列番号8、配列番号10、配列番号12若しくは配列番号14に示されたアミノ酸配列と同一性が70%以上、75%以上、好ましくは、同一性が80%以上、85%以上、90%以上、95%以上、98%以上、又は99%以上のアミノ酸配列を有し、かつグルコースとマンノースのエピメリ化活性を有するタンパク質を有効成分として含有する。グルコースとマンノースのエピメリ化活性を有するタンパク質であることは前述の活性測定方法にて確認できる。   The epimerising agent of the present invention has 70% or more identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 12 or SEQ ID NO: 14. %, Preferably 80% or more, 85% or more, 90% or more, 95% or more, 98% or more, or 99% or more of the amino acid sequences, and have an epimerylation activity of glucose and mannose It contains protein as an active ingredient. The protein having epimerization activity of glucose and mannose can be confirmed by the above-mentioned activity measurement method.

<ガラクトースとタロースのエピメリ化活性を有するタンパク質>
本発明は、下記(c)又は(d)のアミノ酸配列を有するガラクトースとタロースのエピメリ化活性を有するタンパク質も包含する。但し、本発明のガラクトースとタロースのエピメリ化活性を有するタンパク質から、配列番号2、配列番号4、配列番号6、配列番号8、配列番号10、配列番号12または配列番号14に示されたアミノ酸配列を有するタンパク質を除かれる。
(c)配列番号10に示されたアミノ酸配列の241〜264アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列の挿入配列を有し、
前記挿入配列のN末端側に配列番号10に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列、及び
前記挿入配列のC末端側に配列番号10に示されたアミノ酸配列の265〜428アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列を有し、かつガラクトースとタロースのエピメリ化活性を有するタンパク質。
(d)配列番号12に示されたアミノ酸配列の241〜262アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列の挿入配列を有し、
前記挿入配列のN末端側に配列番号12に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列、及び
前記挿入配列のC末端側に配列番号12に示されたアミノ酸配列の263〜419アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列を有し、かつガラクトースとタロースのエピメリ化活性を有するタンパク質。
<Proteins having epimerization activity of galactose and talose>
The present invention also encompasses a protein having an epimerization activity of galactose and talose having the following amino acid sequence (c) or (d): However, the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 12 or SEQ ID NO: 14 from the protein having epimerization activity of galactose and talose according to the present invention To remove proteins that have
(C) has an insertion sequence of an amino acid sequence having an identity of 70% or more with the amino acid sequence of the 241 to 264 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10,
An amino acid sequence having 50% or more identity to the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10 on the N-terminal side of the inserted sequence, and SEQ ID NO: 10 on the C-terminal side of the inserted sequence A protein having an amino acid sequence of 50% or more identity to the amino acid sequence of the 265 to 428 amino acid residue of the amino acid sequence shown in and a protein having an epimerylation activity of galactose and talose.
(D) having an insertion sequence of an amino acid sequence having an identity of 70% or more with the amino acid sequence of the 241 to 262 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12,
An amino acid sequence having 50% or more identity to the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 at the N-terminal side of the inserted sequence, and SEQ ID NO: 12 at the C-terminal side of the inserted sequence A protein having an amino acid sequence of 50% or more identity to the amino acid sequence of the amino acid sequence of 263 to 419 of the amino acid sequence shown in and a protein having an epimerylation activity of galactose and talose.

(c)のタンパク質における配列番号10に示されたアミノ酸配列(1〜428アミノ酸残基)を有するタンパク質は、Spirs_3060タンパク質であり、このタンパク質は、グルコースとマンノースのエピメリ化活性に加えて、ガラクトースとタロースのエピメリ化活性も有する。   The protein having the amino acid sequence (1-428 amino acid residues) shown in SEQ ID NO: 10 in the protein of (c) is a Spirs_3060 protein, which has, in addition to the glucose and mannose epimerization activities, galactose and It also has epimerization activity of Tulose.

(c)のタンパク質における配列番号10に示されたアミノ酸配列の241〜264アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列は、好ましくは、同一性が80%以上、90%以上、95%以上、98%以上、又は99%以上であることができる。さらに、(c)のタンパク質における配列番号10に示されたアミノ酸配列の241〜264アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列は、配列番号10に示されたアミノ酸配列の241〜264アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列であることができる。   The amino acid sequence having 70% or more identity with the amino acid sequence of the 241 to 264 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10 in the protein of (c) preferably has 80% or more, 90% or more identity , 95% or more, 98% or more, or 99% or more. Furthermore, an amino acid sequence having 70% or more identity with the amino acid sequence of the 241 to 264 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10 in the protein of (c) is the 241 of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10 The amino acid sequence may have an identity of 90% or more with the amino acid sequence of -264 amino acid residues.

(c)のタンパク質における配列番号10に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列は、好ましくは、同一性が60%以上、70%以上、80%以上、90%以上、又は95%以上であることができる。さらに(c)のタンパク質における配列番号10に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列は、例えば、配列番号10に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列であることができる。   The amino acid sequence having 50% or more identity with the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10 in the protein of (c) preferably has 60% or more, 70% or more identity 80% or more, 90% or more, or 95% or more. Furthermore, an amino acid sequence having 50% or more identity to the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10 in the protein of (c) is, for example, the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10 The amino acid sequence may have an identity of 90% or more with the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues.

(c)のタンパク質における配列番号10に示されたアミノ酸配列の265〜428アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列は、好ましくは、同一性が60%以上、70%以上、80%以上、90%以上、又は95%以上であることができる。さらに(c)のタンパク質における配列番号10に示されたアミノ酸配列の265〜428アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列は、配列番号10に示されたアミノ酸配列の265〜428アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列であることができる。   The amino acid sequence having 50% or more identity with the amino acid sequence of the 265 to 428 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10 in the protein of (c) preferably has 60% or more, 70% or more identity 80% or more, 90% or more, or 95% or more. Furthermore, an amino acid sequence having 50% or more identity with the amino acid sequence of the 265 to 428 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10 in the protein of (c) is the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10 The amino acid sequence may have an identity of 90% or more with the amino acid sequence of 428 amino acid residues.

(d)のタンパク質における配列番号12に示されたアミノ酸配列の241〜262アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列は、好ましくは、同一性が80%以上、90%以上、95%以上、98%以上、又は99%以上であることができる。さらに、(d)のタンパク質における配列番号12に示されたアミノ酸配列の241〜262アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列は、一般式(2):
KX11PAINIX12RTWNAEREX1314EX15ID
(但し、X11はL又はIであり、X12はK又はYであり、X13はA又はTであり、X14はG又はNであり、X15はK又はRである)のアミノ酸配列、
配列番号12に示されたアミノ酸配列の241〜262アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、又は
配列番号14に示されたアミノ酸配列の246〜267アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列であることができる。
The amino acid sequence having 70% or more identity with the amino acid sequence of the 241 to 262 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 in the protein of (d) preferably has 80% or more, 90% or more identity , 95% or more, 98% or more, or 99% or more. Furthermore, an amino acid sequence having 70% or more identity with the amino acid sequence of the 241 to 262 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 in the protein of (d) is a compound of the general formula (2):
KX 11 PAINIX 12 RTWNAEREX 13 X 14 EX 15 ID
(Wherein X 11 is L or I, X 12 is K or Y, X 13 is A or T, X 14 is G or N, and X 15 is K or R) Array,
An amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of amino acid sequence 241 to 262 of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 or the amino acid sequence of 246 to 267 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 14 And an amino acid sequence having an identity of 90% or more.

(d)のタンパク質における配列番号12に示されたアミノ酸配列(1〜419アミノ酸残基)を有するタンパク質は、Trebr_2067タンパク質であり、配列番号14に示されたアミノ酸配列(1〜430アミノ酸残基)を有するタンパク質は、Treaz_2550タンパク質であり、これらのタンパク質も、グルコースとマンノースのエピメリ化活性に加えて、ガラクトースとタロースのエピメリ化活性を有する。   The protein having the amino acid sequence (1-419 amino acid residues) shown in SEQ ID NO: 12 in the protein of (d) is Trebr — 2067 protein, and the amino acid sequence (1-430 amino acid residues) shown in SEQ ID NO: 14 The protein having is Treaz_2550 protein, and these proteins also have the epimerization activity of galactose and talose in addition to the epimerization activity of glucose and mannose.

(d)のタンパク質における配列番号12に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列は、好ましくは、同一性が60%以上、70%以上、80%以上、90%以上、又は95%以上であることができる。さらに、(d)のタンパク質における配列番号12に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列は、例えば、
配列番号12に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基アミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、又は
配列番号14に示されたアミノ酸配列の1〜245アミノ酸残基アミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列であることができる。
The amino acid sequence having 50% or more identity with the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 in the protein (d) preferably has 60% or more, 70% or more identity 80% or more, 90% or more, or 95% or more. Furthermore, an amino acid sequence having 50% or more identity to the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 in the protein of (d) is, for example,
An amino acid sequence having 90% or more identity to the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 or an amino acid sequence 1 to 245 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 14 The amino acid sequence may be 90% or more in sex.

(d)のタンパク質における配列番号12に示されたアミノ酸配列の263〜419アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列は、好ましくは、同一性が60%以上、70%以上、80%以上、90%以上、又は95%以上であることができる。さらに、(d)のタンパク質における配列番号12に示されたアミノ酸配列の263〜419アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列は、例えば、配列番号12に示されたアミノ酸配列の263〜419アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、又は配列番号14に示されたアミノ酸配列の268〜430アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列であることができる。   The amino acid sequence having 50% or more identity with the amino acid sequence of the amino acid sequence of the amino acid residue of 263 to 419 in the protein of (d) shown in SEQ ID NO: 12 preferably has 60% or more, 70% or more identity 80% or more, 90% or more, or 95% or more. Furthermore, an amino acid sequence having 50% or more identity to the amino acid sequence of the amino acid sequence of the amino acid residue of 263 to 419 of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 in the protein of (d) Amino acid sequence having an identity of 90% or more with the amino acid sequence of the amino acid residue of 263-419, or an amino acid having an identity of 90% or more with the amino acid sequence of amino acid residue 268-430 of the amino acid sequence shown in It can be an array.

本発明のタンパク質は、その由来は特に限定されるものではない。例えば、本発明のタンパク質は、各種遺伝子工学的技術により製造した組換えタンパク質であってもよいし、化学合成により製造した合成タンパク質であってもよい。   The origin of the protein of the present invention is not particularly limited. For example, the protein of the present invention may be a recombinant protein produced by various genetic engineering techniques, or a synthetic protein produced by chemical synthesis.

遺伝子工学技術により本発明の組換えタンパク質を製造する場合には、上述の本発明のタンパク質をコードする核酸(DNA又はRNA)を作成し、各種発現ベクターに組み込むことにより、本発明のタンパク質を発現させることができる。本発明のタンパク質をコードする核酸を作製するに当たり、アミノ酸の欠失、置換及び/または付加を施すためには、例えば、エラープローンPCR法、DNAシャッフリング法、各種部位特異的変異導入法などにより、任意の塩基の欠失、置換及び/または挿入を行うことができる。このようにして作製した本発明のタンパク質をコードする核酸を適当な発現系に導入することにより、本発明のタンパク質を製造することができる。   When producing the recombinant protein of the present invention by genetic engineering technology, a nucleic acid (DNA or RNA) encoding the above-mentioned protein of the present invention is prepared and incorporated into various expression vectors to express the protein of the present invention It can be done. In preparing the nucleic acid encoding the protein of the present invention, for example, error-prone PCR, DNA shuffling, various site-directed mutagenesis, etc. can be used to carry out deletion, substitution and / or addition of amino acids. Deletion, substitution and / or insertion of any base can be performed. The protein of the present invention can be produced by introducing the thus prepared nucleic acid encoding the protein of the present invention into an appropriate expression system.

本発明のタンパク質を製造するために利用可能な発現系としては、特に限定させるものではないが、例えば各種生物種(ホスト)において組換えタンパク質の発現を可能とする発現ベクターを利用することができる。利用可能な発現ベクターとしては、細菌、菌類(例えば、酵母類)等の微生物、植物、昆虫細胞、哺乳類細胞などのホストにおいてタンパク質の発現を可能とする各種発現ベクターを用いることが可能であり、ウイルスベクター(ファージベクターを含む)でもプラスミドベクターであってもよい。或いは、ウサギ網状赤血球ライセート、小麦胚芽ライセート、大腸菌ライセート等を用いた無細胞タンパク質発現系を用いて、本発明のタンパク質を製造してもよい。   The expression system that can be used to produce the protein of the present invention is not particularly limited, and for example, expression vectors that allow expression of recombinant proteins in various species (hosts) can be used. . As usable expression vectors, it is possible to use various expression vectors that allow expression of proteins in hosts such as microorganisms such as bacteria and fungi (for example, yeasts), plants, insect cells, and mammalian cells, It may be a viral vector (including a phage vector) or a plasmid vector. Alternatively, the protein of the present invention may be produced using a cell-free protein expression system using rabbit reticulocyte lysate, wheat germ lysate, E. coli lysate or the like.

特定の生物種をホストとして用いた発現系で本発明のタンパク質を発現させる場合には、上記本発明のタンパク質をコードする核酸をベクター上に搭載し、このベクターによって宿主細胞を形質転換した後、形質転換させた宿主細胞を培養して培養物中に前記遺伝子がコードするタンパク質を蓄積し、蓄積したタンパク質を収集することを含む、製造方法により調製することができる。   When the protein of the present invention is expressed in an expression system using a specific species as a host, the nucleic acid encoding the above-mentioned protein of the present invention is loaded on a vector, and the host cell is transformed with this vector, The transformed host cells can be cultured, and the protein encoded by the gene can be accumulated in the culture, and the accumulated protein can be prepared by a production method.

本発明においては、本発明のタンパク質をコードする核酸、該核酸を含むベクター、該ベクターにより形質転換された形質転換体は本発明の一態様である。   In the present invention, a nucleic acid encoding the protein of the present invention, a vector containing the nucleic acid, and a transformant transformed with the vector are one aspect of the present invention.

本発明のタンパク質をコードする核酸の取得方法は特に限定されない。例えば、以下の実施例に記載の通り、本発明のタンパク質をコードする核酸を材料として本発明のタンパク質をコードする核酸を取得してもよいし、或いは本発明のタンパク質をコードする核酸を調製して、それに適当な置換等を行って、本発明のタンパク質をコードする核酸を製造してもよい。また、本発明のタンパク質をコードする核酸は、化学合成、遺伝子工学的手法又は突然変異誘発などの当業者に既知の任意の方法で作製することができる。   The method for obtaining the nucleic acid encoding the protein of the present invention is not particularly limited. For example, as described in the following examples, a nucleic acid encoding the protein of the present invention may be used as a material to obtain a nucleic acid encoding the protein of the present invention, or a nucleic acid encoding the protein of the present invention may be prepared Then, appropriate substitutions and the like may be carried out to produce a nucleic acid encoding the protein of the present invention. Also, the nucleic acid encoding the protein of the present invention can be produced by any method known to those skilled in the art, such as chemical synthesis, genetic engineering or mutagenesis.

本発明のタンパク質は、アミノ酸配列又はそれをコードする塩基配列が分かれば既存の方法で適宜調製することができる。このような製造方法に加えて本発明は以下の製造方法(1)及び(2)も包含する。   The protein of the present invention can be appropriately prepared by the existing method if the amino acid sequence or the nucleotide sequence encoding it is known. In addition to such production methods, the present invention also includes the following production methods (1) and (2).

<エピメリ化活性を有するタンパク質の製造方法>
本発明のグルコースおよびマンノースのエピメリ化活性並びに/又はガラクトースおよびタロースのエピメリ化活性を有するタンパク質の製造方法(1)は、グルコースおよびマンノースのエピメリ化活性並びにガラクトースおよびタロースのエピメリ化活性を有することが知られていないタンパク質から、(a)配列番号2に示されたアミノ酸配列の241〜263アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列を有するタンパク質、または(b)配列番号12に示されたアミノ酸配列の241〜262アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列を有するタンパク質を選択すること及び
(c)(a)又は(b)で選択したタンパク質から、グルコースとマンノースのエピメリ化活性、ガラクトースとタロースのエピメリ化活性又はその両方を有するタンパク質を選択することを含む。
<Method for producing protein having epimerization activity>
The method (1) for producing a protein having epimerization activity of glucose and mannose and / or epimerization activity of galactose and talose according to the present invention has epimerization activity of glucose and mannose and epimerization activity of galactose and talose From unknown proteins, (a) a protein having an amino acid sequence of 70% or more identity to the amino acid sequence of amino acid residues 241 to 263 of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2, or (b) SEQ ID NO: 12 Selecting a protein having an amino acid sequence of 70% or more identity to the amino acid sequence of the 241 to 262 amino acid residues of the amino acid sequence shown in (c), and from the proteins selected in (c) (a) or (b), Glucose and mannose epimerization activity, galactose Comprising selecting a protein having an epimerization activity or both talose and.

上記(a)又は(b)のタンパク質の選択は、アミノ酸配列が既知のタンパク質のアミノ酸配列情報に基づいて行うことができる。本製造方法に用いるアミノ酸配列既知のタンパク質としては、後述の表5並びに図23b及び図23cに示す、挿入配列を有するタンパク質を例示することができる。(c)における選択したタンパク質から、グルコースとマンノースのエピメリ化活性、ガラクトースとタロースのエピメリ化活性又はその両方を有するタンパク質の選択は、選択したタンパク質のアミノ酸配列をコードする塩基配列を有するDNAを調製し、これを発現し、酵素活性を測定することで実施することができる。DNA調製、発現は、前述の既存の方法で実施できる。酵素活性測定は、前述のとおりである。   The selection of the protein of (a) or (b) above can be carried out based on the amino acid sequence information of the protein whose amino acid sequence is known. As a protein of which the amino acid sequence is known for use in the present production method, a protein having an insertion sequence shown in the following Table 5 and FIGS. 23b and 23c can be exemplified. From the selected protein in (c), selection of a protein having an epimerylation activity of glucose and mannose, an epimerylation activity of galactose and talose, or both of them prepares a DNA having a nucleotide sequence encoding an amino acid sequence of the selected protein It can be expressed by expressing it and measuring the enzyme activity. DNA preparation and expression can be performed by the aforementioned existing methods. The enzyme activity measurement is as described above.

本発明のグルコースおよびマンノースのエピメリ化活性並びに/又はガラクトースおよびタロースのエピメリ化活性を有するタンパク質の製造方法(2)は、(d)アミノ酸配列既知又は未知のタンパク質のアミノ酸配列に、配列番号2に示されたアミノ酸配列の241〜263アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列若しくは配列番号12に示されたアミノ酸配列の241〜262アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列を挿入すること、または(e)アミノ酸配列既知又は未知のタンパク質のアミノ酸配列の少なくとも一部の配列を、配列番号2に示されたアミノ酸配列の241〜263アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列若しくは配列番号12に示されたアミノ酸配列の241〜262アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列に改変すること、及び
(f)(d)または(e)で挿入又は改変したタンパク質から、グルコースとマンノースのエピメリ化活性、ガラクトースとタロースのエピメリ化活性又はその両方を有するタンパク質を選択することを含む。
The method (2) for producing a protein having epimerization activity of glucose and mannose and / or epimerization activity of galactose and talose according to the present invention comprises (d) the amino acid sequence of the known or unknown amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 An amino acid sequence having 70% or more identity with the amino acid sequence of the 241-263 amino acid residue of the amino acid sequence shown, or an amino acid sequence with the amino acid sequence of the 241-262 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 % Or more of the amino acid sequence, or (e) amino acid sequence amino acid sequence of at least part of the amino acid sequence of the known or unknown protein, amino acid of amino acid residues 241 to 263 of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 Amino acid sequence of 70% or more identity to the sequence or shown in SEQ ID NO: 12 Modifying the amino acid sequence having an identity of 70% or more with the amino acid sequence of amino acid residues 241 to 262 of the amino acid sequence, and from the protein inserted or modified in (f) (d) or (e), glucose and mannose And selecting a protein having an epimerization activity of galactose, an epimerization activity of galactose and talose, or both.

上記(d)又は(e)のタンパク質への配列挿入及び改変は、アミノ酸配列既知又は未知のタンパク質のアミノ酸配列情報に基づいて行うことができる。アミノ酸配列既知のタンパク質の例としては、図23aに示すタンパク質を挙げることができる。挿入及び改変したタンパク質から、グルコースとマンノースのエピメリ化活性、ガラクトースとタロースのエピメリ化活性又はその両方を有するタンパク質の選択は、選択したタンパク質のアミノ酸配列をコードする塩基配列を有するDNAを調製し、これを発現し、酵素活性を測定することで実施することができる。上記(d)又は(e)のタンパク質への配列挿入及び改変は、好ましくは、特許文献3及び4に記載のCEとアミノ酸配列の同一性が70%以上のアミノ酸配列に対し実施するができる。グルコースとマンノースのエピメリ化活性、ガラクトースとタロースのエピメリ化活性又はその両方を有するタンパク質が選択される確率が高くなるという観点から、好ましくは、80%以上、90%以上、95%以上、98%以上、又は99%以上であるタンパク質のアミノ酸配列に対して配列挿入及び/又は改変を行うのよりこのましい。また、上記(d)又は(e)のタンパク質への配列挿入及び改変は、図23aに示すアミノ酸配列既知のタンパク質に対して行うこともでき、アミノ酸配列既知のタンパク質は、機能既知であっても、機能未知であっても、本発明で特定する挿入配列を有さないアミノ酸配列であればよい。本発明で特定する挿入配列を挿入し、必要により、挿入配列部分またはその前後の配列の改変を行うこともできる。機能既知のタンパク質への、本発明で特定する挿入配列の挿入により、グルコースとマンノースのエピメリ化活性、ガラクトースとタロースのエピメリ化活性又はその両方を有するタンパク質に改変される可能性がある。DNA調製、発現は、前述の既存の方法で実施できる。酵素活性測定は、前述のとおりである。   The sequence insertion and modification to the above-mentioned (d) or (e) protein can be carried out based on the amino acid sequence information of the protein whose amino acid sequence is known or unknown. As an example of a protein whose amino acid sequence is known, the protein shown in FIG. 23a can be mentioned. From the inserted and modified proteins, selection of a protein having an epimerylation activity of glucose and mannose, an epimerylation activity of galactose and talose, or both, prepares a DNA having a nucleotide sequence encoding the amino acid sequence of the selected protein, This can be expressed by expressing it and measuring the enzyme activity. The sequence insertion and modification to the protein of (d) or (e) above can be preferably performed on an amino acid sequence having an amino acid sequence identity of 70% or more with CE described in Patent Documents 3 and 4. Preferably, 80% or more, 90% or more, 95% or more, 98%, from the viewpoint that the probability of selecting a protein having an epimerization activity of glucose and mannose, an epimerization activity of galactose and talose, or both is increased. It is more preferable to perform sequence insertion and / or modification on the amino acid sequence of the protein which is the above or 99% or more. Moreover, the sequence insertion and modification to the protein of (d) or (e) above can also be performed on a protein of which the amino acid sequence is shown in FIG. 23a, and the protein of which the amino acid sequence is known has a known function. Even if the function is unknown, it may be an amino acid sequence having no insertion sequence specified in the present invention. The insertion sequence specified in the present invention can be inserted, and if necessary, modification of the insertion sequence part or the sequences before and after it can be performed. By insertion of the insertion sequence specified in the present invention into a protein of known function, it may be modified into a protein having epimerization activity of glucose and mannose, epimerization activity of galactose and talose, or both. DNA preparation and expression can be performed by the aforementioned existing methods. The enzyme activity measurement is as described above.

グルコースおよびマンノースのエピメリ化活性並びに/又はガラクトースおよびタロースのエピメリ化活性を有するタンパク質の製造方法(1)及び(2)では、
(a)、(d)又は(e)における配列番号2に示されたアミノ酸配列の241〜263アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列は、好ましくは、同一性が80%以上、90%以上、95%以上、98%以上、又は99%以上であることができ、例えば、一般式(1):
1APQIKFDX23WGWDRFX45678910(但し、X1はV又はIであり、X2はI又はVであり、X3はV又はIであり、X4はN、T又はSであり、X5はP又はEであり、X6はD又はGであり、X7はG又はDであり、X8はL、V、Q又はAであり、X9はK又はQであり、X10はS、A、E又はKである)のアミノ酸配列、配列番号2に示されたアミノ酸配列の241〜263アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号4に示されたアミノ酸配列の241〜263アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号6に示されたアミノ酸配列の241〜263アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号8に示されたアミノ酸配列の241〜263アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、又は
配列番号10に示されたアミノ酸配列の241〜264アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列であることができる。
In the methods (1) and (2) for producing a protein having an epimerization activity of glucose and mannose and / or an epimerization activity of galactose and talose,
Preferably, the amino acid sequence having 70% or more identity with the amino acid sequence of the 241 to 263 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 in (a), (d) or (e) preferably has an identity of 80 % Or more, 90% or more, 95% or more, 98% or more, or 99% or more, for example, general formula (1):
X 1 APQIKFDX 2 X 3 WGWDRFX 4 X 5 X 6 X 7 X 8 X 9 X 10 (where X 1 is V or I, X 2 is I or V, X 3 is V or I, X 4 is N, T or S, X 5 is P or E, X 6 is D or G, X 7 is G or D, X 8 is L, V, Q or A , X 9 is K or Q, and X 10 is S, A, E or K), the identity of the amino acid sequence of amino acid sequence 241 to 263 of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 90% or more amino acid sequence,
An amino acid sequence having at least 90% identity to the amino acid sequence of the 241 to 263 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4;
An amino acid sequence having an identity of 90% or more with the amino acid sequence of the 241 to 263 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6,
Amino acid sequence having at least 90% identity to the amino acid sequence of amino acid sequence 241 to 263 of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 8 or amino acid sequence of amino acid residue 241 to 264 of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10 And an amino acid sequence having an identity of 90% or more.

エピメリ化活性を有するタンパク質の製造方法(1)及び(2)では、
(a)、(d)又は(e)を経て、(c)又は(f)で調製されるタンパク質が、配列番号2に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上若しくは90%以上のアミノ酸配列、
配列番号4に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号6に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号8に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、又は
配列番号10に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列をさらに有し、かつ
配列番号2に示されたアミノ酸配列の264〜423アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上若しくは90%以上のアミノ酸配列、
配列番号4に示されたアミノ酸配列の264〜423アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号6に示されたアミノ酸配列の264〜422アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号8に示されたアミノ酸配列の264〜427アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、又は
配列番号10に示されたアミノ酸配列の265〜428アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列をさらに有するタンパク質であることができる。
In the methods (1) and (2) for producing a protein having epimerization activity,
The protein prepared in (c) or (f) through (a), (d) or (e) is identical to the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 Amino acid sequence of 50% or more or 90% or more,
An amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4;
An amino acid sequence having at least 90% identity to the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6;
Amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 8 or the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10 And an amino acid sequence having an identity of 50% or more or 90% or more with the amino acid sequence of the 264 to 423 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2,
An amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of the 264 to 423 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4;
An amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of the 264-422 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6,
Amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of the 264 to 427 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 8 or the amino acid sequence of the 265 to 428 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10 And a protein further having an amino acid sequence of 90% or more.

エピメリ化活性を有するタンパク質の製造方法(1)及び(2)では、
(b)、(d)又は(e)における配列番号12に示されたアミノ酸配列の241〜262アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列は、好ましくは、同一性が80%以上、90%以上、95%以上、98%以上、又は99%以上であることができ、例えば、
一般式(2):
KX11PAINIX12RTWNAEREX1314EX15ID
(但し、X11はL又はIであり、X12はK又はYであり、X13はA又はTであり、X14はG又はNであり、X15はK又はRである)のアミノ酸配列、
配列番号12に示されたアミノ酸配列の241〜262アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、又は
配列番号14に示されたアミノ酸配列の246〜267アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列であることができる。
In the methods (1) and (2) for producing a protein having epimerization activity,
Preferably, the amino acid sequence having 70% or more identity with the amino acid sequence of the 241 to 262 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 in (b), (d) or (e) preferably has an identity of 80 %, 90% or more, 95% or more, 98% or more, or 99% or more, for example,
General formula (2):
KX 11 PAINIX 12 RTWNAEREX 13 X 14 EX 15 ID
(Wherein X 11 is L or I, X 12 is K or Y, X 13 is A or T, X 14 is G or N, and X 15 is K or R) Array,
An amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of amino acid sequence 241 to 262 of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 or the amino acid sequence of 246 to 267 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 14 And an amino acid sequence having an identity of 90% or more.

エピメリ化活性を有するタンパク質の製造方法(1)及び(2)では、
(b)、(d)又は(e)を経て、(c)又は(f)で調製されるタンパク質が、(b)のタンパク質が、配列番号12に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上若しくは90%以上のアミノ酸配列、又は
配列番号14に示されたアミノ酸配列の1〜245アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列をさらに有し、かつ
配列番号12に示されたアミノ酸配列の263〜419アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上若しくは90%以上のアミノ酸配列、又は配列番号14に示されたアミノ酸配列の268〜430アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列をさらに有するタンパク質であることができる。
In the methods (1) and (2) for producing a protein having epimerization activity,
The protein prepared in (c) or (f) via (b), (d) or (e) is a protein of (b) having 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 Amino acid sequence having an identity of 50% or more or 90% or more with the amino acid sequence of the group, or an amino acid sequence with 90% or more identity with the amino acid sequence of 1 to 245 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 14 Furthermore, an amino acid sequence having 50% or more or 90% or more identity with the amino acid sequence of the amino acid sequence of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 12 or the amino acid sequence of SEQ ID NO: 14 The protein may further have an amino acid sequence of 90% or more identity to the amino acid sequence of the 268 to 430 amino acid residues.

本発明の製造方法(1)及び(2)は、グルコースとマンノースのエピメリ化活性を有するタンパク質の製造である。本発明の製造方法は、ガラクトースとタロースのエピメリ化活性を有するタンパク質の製造であることもできる。ガラクトースとタロースのエピメリ化活性を有するタンパク質の製造においては、酵素活性の測定をガラクトースとタロースのエピメリ化活性について行えばよい。   The production methods (1) and (2) of the present invention are production of a protein having epimerization activity of glucose and mannose. The production method of the present invention can also be production of a protein having epimerization activity of galactose and talose. In the production of a protein having epimerization activity of galactose and talose, measurement of enzyme activity may be performed for the epimerization activity of galactose and talose.

<マンノースの製造方法>
本発明は、マンノースの製造方法を包含し、本発明のマンノースの製造方法は、グルコースに、本発明のグルコースとマンノースのエピメリ化活性を有するタンパク質、本発明のエピメリ化剤又は本発明の方法で製造したタンパク質を作用させて、マンノースを生成させることを含む。本発明のタンパク質等を用いるグルコースからマンノースの生成は、例えば、グルコースを含む固形分濃度1〜50%程度の糖質水溶液を調製し、必要応じて酸又はアルカリを用いてpHを6〜10程度に調整し、当該溶液に本発明のタンパク質を加え30〜60℃に1〜72時間保持することでマンノース(マンノース含有糖質組成物)を製造することができる。上記酵素反応の後、必要に応じて常法を用いてマンノース含有糖質組成物に脱色・脱塩・精製処理などを施すことができる。さらに、得られたマンノース含有糖質組成物に樹脂分画処理等を施すことでマンノースと基質であるグルコース等を分離し、マンノース純度を高めることもできる。また、本発明のタンパク質を担体に固定して固定化酵素とし、当該固定化酵素に上記基質溶液を接触させることでマンノース(マンノース含有糖質組成物)を製造することもできる。
<Manufacturing method of mannose>
The present invention includes a method for producing mannose, and the method for producing mannose according to the present invention comprises, in glucose, the protein having epimerization activity of glucose and mannose according to the present invention, the epimerising agent according to the present invention or the method according to the present invention Allowing the produced protein to act to produce mannose. The production of mannose from glucose using the protein etc. of the present invention can be carried out, for example, by preparing an aqueous solution of carbohydrate having a solid content concentration of about 1 to 50% containing glucose, and using pH of about 6 to 10 using acid or alkali as necessary. Mannose (mannose containing carbohydrate composition) can be manufactured by adding the protein of this invention to the said solution, and maintaining at 30-60 degreeC for 1 to 72 hours. After the above enzyme reaction, the mannose-containing carbohydrate composition can be subjected to decolorization, desalting, purification treatment and the like by using a conventional method as necessary. Furthermore, by subjecting the obtained mannose-containing carbohydrate composition to a resin fractionation treatment or the like, mannose and glucose as a substrate can be separated to increase the mannose purity. Alternatively, mannose (a mannose-containing carbohydrate composition) can be produced by immobilizing the protein of the present invention on a carrier to form an immobilized enzyme, and bringing the immobilized enzyme into contact with the substrate solution.

グルコースからマンノースを生成する際の基質としては、グルコース純品を用いても良いが、コスト等の点から他の糖質が含まれる糖組成物を用いてもよく、例えば、水飴、粉飴、ハイドロール(結晶グルコース製造の際に生ずる分蜜液)などを用いることができる。さらに、例えばデキストリン、澱粉等のグルコースを構成糖として含む糖質を原料とし、本発明のタンパク質と共に加水分解酵素を添加し、原料より基質となるグルコースを生成しつつグルコースからマンノースを製造することもできる。   Although a pure glucose product may be used as a substrate for producing mannose from glucose, a sugar composition containing other carbohydrates may be used from the viewpoint of cost etc. For example, starch syrup, powdered starch, It is possible to use, for example, hydrol (liquid separation produced during crystalline glucose production). Furthermore, for example, a sugar containing glucose as a constituent sugar such as dextrin and starch is used as a raw material, and a hydrolase is added together with the protein of the present invention to produce mannose from glucose while producing glucose as a substrate from the raw material. it can.

<ガラクトースとタロースのエピメリ化剤>
本発明は、ガラクトースとタロースのエピメリ化剤を包含する。本発明のガラクトースとタロースのエピメリ化剤は、配列番号10、配列番号12若しくは配列番号14に示されたアミノ酸配列を有するタンパク質または当該タンパク質のアミノ酸配列と同一性が70%以上、75%以上、好ましくは、同一性が80%以上、85%以上、90%以上、95%以上、98%以上、又は99%以上のガラクトースとタロースのエピメリ化活性を有するタンパク質を有効成分とする。
<Epemimelizing agent of galactose and talose>
The present invention encompasses epimerising agents for galactose and talose. The epimerising agent for galactose and talose according to the present invention has a protein having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 12 or SEQ ID NO: 14 or an amino acid sequence of 70% or more and 75% or more Preferably, a protein having an epimerization activity of galactose and talose with an identity of 80% or more, 85% or more, 90% or more, 95% or more, 98% or more, or 99% or more is used as an active ingredient.

<タロースの製造方法>
本発明は、タロースの製造方法を包含し、本発明のタロースの製造方法は、ガラクトースに、本発明のガラクトースとタロースのエピメリ化活性を有するタンパク質、または本発明の方法で製造したガラクトースとタロースのエピメリ化活性を有するタンパク質、または本発明のガラクトースとタロースのエピメリ化剤を作用させて、タロースを生成させることを含む。本発明のタンパク質等を用いるガラクトースからタロースの生成は、例えば、ガラクトースを含む固形分濃度1〜50%程度の糖質水溶液を調製し、必要に応じて酸又はアルカリを用いてpHを6〜10程度に調整し、当該溶液に本発明のタンパク質を加え30〜60℃に1〜72時間保持することでタロース(タロース含有糖質組成物)を製造することができる。上記酵素反応の後、必要に応じて常法を用いてタロース含有糖質組成物に脱色・脱塩・精製処理などを施すことができる。さらに、得られたタロース含有糖質組成物に樹脂分画処理等を施すことでタロースと基質であるガラクトース等を分離し、タロース純度を高めることもできる。また、本発明のタンパク質を担体に固定して固定化酵素とし、当該固定化酵素に上記基質溶液を接触させることでタロース(タロース含有糖質組成物)を製造することもできる。
<Production method of talose>
The present invention includes a method for producing talose, the method for producing talose according to the present invention comprising galactose, the protein having epimerizing activity of galactose and talose according to the present invention, or galactose and talose produced according to the method of the present invention A protein having an epimerization activity, or galactose of the present invention and an epimerizing agent of talose are reacted to produce talose. The production of talose from galactose using the protein etc. of the present invention is carried out, for example, by preparing an aqueous solution of carbohydrate having a solid content concentration of about 1 to 50% containing galactose, and using pH of 6 to 10 using acid or alkali as necessary. By adjusting to a certain extent, the protein of the present invention is added to the solution and maintained at 30 to 60 ° C. for 1 to 72 hours, thereby producing talose (a talose-containing carbohydrate composition). After the above enzyme reaction, if necessary, the talose-containing carbohydrate composition can be subjected to a decolorization, desalting, purification treatment and the like using a conventional method. Furthermore, by subjecting the obtained talose-containing carbohydrate composition to a resin fractionation treatment or the like, talose and the galactose which is a substrate can be separated to increase the talose purity. In addition, talose (a talose-containing carbohydrate composition) can also be produced by immobilizing the protein of the present invention on a carrier to obtain an immobilized enzyme, and bringing the immobilized enzyme into contact with the substrate solution.

ガラクトースからタロースを生成する際の基質としては、ガラクトース純品を用いても良いが、コスト等の点から他の糖質が含まれる糖組成物を用いてもよい。さらに、例えば乳糖等のガラクトースを構成糖として含む糖質を原料とし、本発明のタンパク質と共に加水分解酵素を添加し、原料より基質となるガラクトースを生成しつつガラクトースからタロースを製造することもできる。   A pure galactose product may be used as a substrate for producing talose from galactose, but a sugar composition containing other carbohydrates may be used from the viewpoint of cost and the like. Furthermore, for example, a saccharide containing galactose such as lactose as a constituting sugar is used as a raw material, and a hydrolase is added together with the protein of the present invention, and talose can be produced from galactose while producing galactose as a substrate from the raw material.

以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明する。但し、実施例は本発明の例示であって、本発明は実施例に限定される意図ではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples. However, the examples are illustrative of the present invention, and the present invention is not intended to be limited to the examples.

[実施例1]
本実施例では、ルネラ スリシフォルミス (Runella slithyformis)からN−acylglucosamine 2−epimerase(AGE)と推定される機能未知のタンパク質(Runsl_4512)をコードする遺伝子をクローニングし、組換酵素の特性評価を行った。
Example 1
In this example, a gene encoding a protein of unknown function (Runsl — 4512), which is presumed to be N-acylglucosamine 2-epimerase (AGE) from Runella slithyformis, was cloned, and the recombinant enzyme was characterized.

(1)Runsl_4512遺伝子のクローニング
R.slithyformis(DSM19594)から、Runsl_4512遺伝子をクローニングした。Runsl_4512遺伝子の塩基配列は、配列番号1の塩基配列であること、また前記塩基配列からRunsl_4512は、配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質であることがGene Bankに公開されている。
(1) Cloning of Runsl 4512 gene The Runsl_4512 gene was cloned from Slithyformis (DSM19594). The base sequence of Runsl 4512 gene is the base sequence of SEQ ID NO: 1, and from the base sequence, Runsl — 4512 is published in Gene Bank as a protein consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2.

(2)Runsl_4512遺伝子産物の調製
配列番号1に示すRunsl_4512遺伝子から終止コドンを除いたものをpET23aのNde1−Xho1サイトに導入して、ヒスチジンタグを付与したRunsl_4512発現ベクターを構築した。前記発現ベクターを、大腸菌BL21(DE3)に導入して、形質転換体を調製した。前記形質転換体を、100μg/mLのアンピシリンを含むLBA培地30mLに植菌し、37℃で一晩培養した。これを、LBA培地1Lに入れ、波長600nmの吸光度(A600)が0.5になるまで37℃で培養した。培養液を氷冷した後、終濃度0.1mmol/Lとなるように、0.1mol/Lイソプロピルβ−チオガラクトピラノシド1mLを添加して、16℃で24時間培養した。培養液を7,000×g、4℃、10分の条件で遠心分離し、菌体を回収した。菌体を0.5mol/L NaClを含む30mmol/Lイミダゾール−HCl緩衝液(pH 7)に懸濁し、超音波破砕により菌体を破砕した。得られた菌体破砕液を10,000×g、4℃、10分の条件で遠心分離し、上清を回収した。得られた無細胞抽出液をニッケルイオンをキレートしたChelating Sepharose Fast Flow(GE Healthcare) に供して組換Runsl_4512を精製した。すなわち,0.5mol/L NaClを含む30mmol/L イミダゾール−HCl緩衝液(pH 7)で担体を洗浄後、0.5mol/L NaClを含む250mmol/L イミダゾール−HCl緩衝液(pH 7)により溶出した。得られた試料を10mmol/L トリス−HCl緩衝液(pH 7)に透析して以後の解析に用いた。試料をSDS−PAGEにより解析し、単一のバンドであることを確認した。
(2) Preparation of Runsl — 4512 Gene Product The Runsl — 4512 gene shown in SEQ ID NO: 1 from which the termination codon had been removed was introduced into the Nde1-Xho1 site of pET23a to construct a Runsl — 4512 expression vector to which a histidine tag was added. The expression vector was introduced into E. coli BL21 (DE3) to prepare a transformant. The transformant was inoculated into 30 mL of LBA medium containing 100 μg / mL of ampicillin and cultured overnight at 37 ° C. This was placed in 1 L of LBA medium, and cultured at 37 ° C. until the absorbance (A 600 ) at a wavelength of 600 nm became 0.5. After ice-cooling the culture solution, 1 mL of 0.1 mol / L isopropyl β-thiogalactopyranoside was added to a final concentration of 0.1 mmol / L, and the culture was performed at 16 ° C. for 24 hours. The culture solution was centrifuged at 7,000 × g at 4 ° C. for 10 minutes to recover the cells. The cells were suspended in 30 mmol / L imidazole-HCl buffer (pH 7) containing 0.5 mol / L NaCl, and the cells were disrupted by sonication. The resulting disrupted cell suspension was centrifuged at 10,000 × g at 4 ° C. for 10 minutes, and the supernatant was recovered. The obtained cell-free extract was subjected to nickel ion chelated Chelating Sepharose Fast Flow (GE Healthcare) to purify recombinant Runsl 4512. That is, after washing the carrier with 30 mmol / L imidazole-HCl buffer (pH 7) containing 0.5 mol / L NaCl, elution with 250 mmol / L imidazole-HCl buffer (pH 7) containing 0.5 mol / L NaCl did. The obtained sample was dialyzed into 10 mmol / L Tris-HCl buffer (pH 7) and used for further analysis. Samples were analyzed by SDS-PAGE to confirm a single band.

(3)反応生成物のTLC分析
50mM各種基質、50mM リン酸ナトリウム緩衝液(pH 7)および0.172mg/mL Runsl_4512からなる反応液5μLを37℃に4時間保持し、このうち1μLを1−ブタノール/2−プロパノール/水=2/2/1を展開溶媒としてTLCに供した。糖をアニスアルデヒド/硫酸/酢酸=1/2/97をTLCプレートに噴霧後,加熱することにより検出した。D-グルコース、D-マンノース、D-グルコサミン、N−アセチルグルコサミン、D-アロース、D-ガラクトース、D-キシロース、L-フコース、L-アラビノース、L-ラムノース、D-グルコース6-リン酸、D-マンノース6-リン酸、D-フルクトース、D-リキソース、D-タガトース、D-キシルロース、L-ソルボース、D-タロース、D-アルトロース、β-1,4-マンノビオースおよびD-グルコン酸を基質とした。その結果を図1に示す。D-グルコースおよびD-マンノースからのみ反応生成物が検出された。
(3) TLC analysis of the reaction product 5 μL of the reaction solution consisting of 50 mM various substrates, 50 mM sodium phosphate buffer (pH 7) and 0.172 mg / mL Runsl 4512 is kept at 37 ° C. for 4 hours, and 1 μL of this The mixture was subjected to TLC using butanol / 2-propanol / water = 2/2/1 as a developing solvent. The sugar was detected by heating anisaldehyde / sulfuric acid / acetic acid = 1/2/97 on a TLC plate and heating. D-glucose, D-mannose, D-glucosamine, N-acetylglucosamine, D-allose, D-galactose, D-xylose, L-fucose, L-arabinose, L-rhamnose, D-glucose 6-phosphate, D -Mannose 6-phosphate, D-fructose, D-lyxose, D-tagatose, D-xylulose, L-sorbose, D-talose, D-altulose, β-1,4-mannobiose and D-gluconic acid as substrates And The results are shown in FIG. Reaction products were detected only from D-glucose and D-mannose.

D-グルコース,D-マンノースおよびD-フルクトースに対する反応については,反応前後の試料をTLCにより分析した。上記と同様の組成の反応液20μLを同様に反応させ,TLCに供した。その結果を図2に示す。D-グルコースからのD-マンノースの生成,D-マンノースからのD-グルコースの生成が確認された。一方で、D-フルクトースからは反応生成物が検出されなかった。すなわち,Runsl_4512はD-グルコースとD-マンノースの相互変換を触媒するマンノース2-エピメラーゼであると判断された。   For reactions on D-glucose, D-mannose and D-fructose, samples before and after the reaction were analyzed by TLC. The reaction solution (20 μL) having the same composition as the above was similarly reacted, and subjected to TLC. The results are shown in FIG. The formation of D-mannose from D-glucose and the formation of D-glucose from D-mannose were confirmed. On the other hand, no reaction product was detected from D-fructose. Thus, Runsl 4512 was judged to be mannose 2-epimerase, which catalyzes the interconversion of D-glucose and D-mannose.

活性測定
10 mMマンノース,40 mM トリス-HCl緩衝液 (pH 7.8)および酵素を含む反応液0.1 mLを37℃に10分間保持し,80℃にて5分間加熱することで酵素反応を停止した。12000 rpmにて5分間遠心分離して得られた上清50μLに含まれるグルコース量をF-キットを用いたヘキソキナーゼ法により定量した。当該反応条件下で得られたRunsl_4512の比活性は,0.864 U/mgであった。酵素活性1 Uを1分間に1μmolのグルコースを生成する酵素量と定義した。
Activity measurement
The enzyme reaction was terminated by holding the reaction solution containing 10 mM mannose, 40 mM Tris-HCl buffer (pH 7.8) and 0.1 mL of the reaction solution at 37 ° C. for 10 minutes and heating at 80 ° C. for 5 minutes. The amount of glucose contained in 50 μL of the supernatant obtained by centrifugation at 12000 rpm for 5 minutes was quantified by the hexokinase method using an F-kit. The specific activity of Runsl 4512 obtained under the reaction conditions was 0.864 U / mg. The enzyme activity 1 U was defined as the amount of enzyme that produces 1 μmol glucose per minute.

最適pH
10 mMマンノース,80 mM ブリトン-ロビンソン緩衝液 (pH 6-10)および酵素を含む反応液0.1 mLを37℃に10分間保持し,80℃にて5分間加熱することで酵素反応を停止した。上記と同様にグルコース生成量を求めた。その結果を図3に示す。最適pHは7.8であった。
Optimal pH
The enzyme reaction was terminated by holding 0.1 mL of a reaction solution containing 10 mM mannose, 80 mM Britton-Robinson buffer (pH 6-10) and enzyme at 37 ° C. for 10 minutes and heating at 80 ° C. for 5 minutes. Glucose production was determined as described above. The results are shown in FIG. The optimum pH was 7.8.

pH安定性
酵素と0.1 Mブリトン-ロビンソン緩衝液(pH 3-12)からなる溶液0.1 mLを4℃に24時間保持した。この酵素活性を上記と同様に測定した。その結果を図4に示す。pH 6.3-9.8の範囲で安定であった。
pH stability A 0.1 mL solution consisting of the enzyme and 0.1 M Britton-Robinson buffer (pH 3-12) was kept at 4 ° C. for 24 hours. The enzyme activity was measured as described above. The results are shown in FIG. It was stable in the range of pH 6.3-9.8.

温度安定性
酵素溶液0.1 mLを30〜60℃に15分間保持し,この活性を上記と同様に測定した。その結果を図5に示す。40℃以下で安定であった。
Temperature Stability 0.1 mL of the enzyme solution was kept at 30 to 60 ° C. for 15 minutes, and this activity was measured as described above. The results are shown in FIG. It was stable below 40 ° C.

マンノースに対する速度パラメータ
10-100 mMマンノース,40 mM トリス-HCl緩衝液 (pH 7.8)および酵素を含む反応液0.1 mLを37℃に10分間保持し,80℃にて5分間加熱することで酵素反応を停止した。得られた反応速度をミカエリスメンテンの速度式に回帰し,Km 55.8 mM,kcat 4.55 s-1を得た。
Kinetic parameters for mannose
The enzyme reaction was terminated by holding the reaction solution containing 10-100 mM mannose, 40 mM Tris-HCl buffer (pH 7.8) and 0.1 mL of the reaction solution at 37 ° C. for 10 minutes and heating at 80 ° C. for 5 minutes. The reaction rate obtained was regressed to the rate equation of Michaelis Mentene to obtain K m 55.8 mM, k cat 4.55 s -1 .

マンノースに対する反応の経時変化
0.1 Mマンノース,40 mMトリス-HCl緩衝液 (pH 7.8),および酵素からなる反応液1 mLを37℃に保持し,適宜反応液50μLを採取して80℃に3分間保持して反応を停止した。このグルコース濃度を上記の方法で定量した。反応72時間でのグルコース濃度は72 mMであった。
Temporal change of reaction to mannose
Hold 1 mL of a reaction solution consisting of 0.1 M mannose, 40 mM Tris-HCl buffer (pH 7.8), and enzyme at 37 ° C, collect 50 μL of the reaction solution as appropriate, and hold at 80 ° C for 3 minutes to stop the reaction did. The glucose concentration was quantified by the method described above. The glucose concentration at 72 hours of reaction was 72 mM.

グルコースからのマンノースの生成
4.2-16.6 μM Runsl_4512,40 mM Tris-HCl (pH 7.8)および30%グルコースからなる反応液0.5 mLを35〜55℃に保持し,24時間後に試料0.1 mLを採取して85℃にて10分間加熱して反応を停止した。これを6倍に希釈して10μLをHPLCに供した。HPLCではカラムにSugar D (ナカライ)を用い,カラム温度30℃,移動相80%アセトニトリル,流速1 mL/minとした。糖をRI検出器により検出した。その結果を図6に示した。酵素濃度8.3μM以上,50℃以下の反応条件では反応後のマンノース濃度はほぼ一定であり,7%となった。グルコースからのマンノースへの変換率は23%であった。
Production of mannose from glucose
4.2-16.6 μM Runsl_4512, holding 0.5 mL of a reaction solution consisting of 40 mM Tris-HCl (pH 7.8) and 30% glucose at 35-55 ° C, collecting a 0.1 mL sample after 24 hours, and keeping at 85 ° C for 10 minutes The reaction was stopped by heating. This was diluted 6-fold and 10 μL was subjected to HPLC. In HPLC, Sugar D (Nakalai) was used for the column, the column temperature was 30 ° C., the mobile phase was 80% acetonitrile, and the flow rate was 1 mL / min. Sugar was detected by RI detector. The results are shown in FIG. Under the reaction conditions of enzyme concentration 8.3 μM or more and 50 ° C. or less, the mannose concentration after the reaction was almost constant and became 7%. The conversion rate of glucose to mannose was 23%.

[実施例2]
本実施例では、ディアドバクター ファーメンタンス (Dyadobacter fermentans)からN−acylglucosamine 2−epimerase(AGE)と推定されるタンパク質(Dfer_5652)をコードする遺伝子をクローニングし、組換酵素の特性評価を行った。
Example 2
In this example, a gene encoding a protein (Dfer — 5652) presumed to be N-acylglucosamine 2-epimerase (AGE) was cloned from Diadobacter fermentans, and the recombinant enzyme was characterized.

(1)Dfer_5652遺伝子のクローニング
D.fermentans(DSM18053)から、Dfer_5652遺伝子をクローニングした。Dfer_5652遺伝子の塩基配列は、配列番号3の塩基配列であること、また前記塩基配列からDfer_5652は、配列番号4で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質であることがGene Bankに公開されている。
(1) Cloning of Dfer_5652 gene D. The Dfer — 5652 gene was cloned from F. fermentans (DSM 18053). The nucleotide sequence of the Dfer — 5652 gene is disclosed in Gene Bank as being the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3, and from the nucleotide sequence, Dfer — 5652 is a protein consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4.

(2)Dfer_5652遺伝子産物の調製
配列番号3に示すDfer_5652遺伝子から終止コドンを除いたものをpET23aのNde1−Xho1サイトに導入して、ヒスチジンタグを付与したDfer_5652発現ベクターを構築した。前記発現ベクターを、大腸菌BL21(DE3)に導入して、形質転換体を調製した。前記形質転換体を、100μg/mLのアンピシリンを含むLBA培地30mLに植菌し、37℃で一晩培養した。これを、LBA培地1Lに入れ、波長600nmの吸光度(A600)が0.5になるまで37℃で培養した。培養液を氷冷した後、終濃度0.1mmol/Lとなるように、0.1mol/Lイソプロピルβ−チオガラクトピラノシド1mLを添加して、37℃で4時間培養した。培養液を7,000×g、4℃、10分の条件で遠心分離し、菌体を回収した。菌体を0.5mol/L NaClを含む30 mmol/Lイミダゾール−HCl緩衝液(pH 7)に懸濁し、超音波破砕により菌体を破砕した。得られた菌体破砕液を10,000×g、4℃、10分の条件で遠心分離し、上清を回収した。得られた無細胞抽出液をニッケルイオンをキレートしたChelating Sepharose Fast Flow(GE Healthcare)に供して組換Dfer_5652を精製した。すなわち,0.5mol/L NaClを含む30mmol/L イミダゾール−HCl緩衝液(pH 7)で担体を洗浄後、0.5mol/L NaClを含む500mmol/L イミダゾール−HCl緩衝液(pH 7)により溶出した。得られた試料を10mmol/L トリス−HCl緩衝液(pH 7)に透析して以後の解析に用いた。試料をSDS−PAGEにより解析し、単一のバンドであることを確認した。
(2) Preparation of Dfer — 5652 Gene Product The Dfer — 5652 gene shown in SEQ ID NO: 3 from which the termination codon had been removed was introduced into the Nde1-Xho1 site of pET23a to construct a Dfer_5652 expression vector to which a histidine tag was added. The expression vector was introduced into E. coli BL21 (DE3) to prepare a transformant. The transformant was inoculated into 30 mL of LBA medium containing 100 μg / mL of ampicillin and cultured overnight at 37 ° C. This was placed in 1 L of LBA medium, and cultured at 37 ° C. until the absorbance (A 600 ) at a wavelength of 600 nm became 0.5. After ice-cooling the culture solution, 1 mL of 0.1 mol / L isopropyl β-thiogalactopyranoside was added to a final concentration of 0.1 mmol / L, and the culture was performed at 37 ° C. for 4 hours. The culture solution was centrifuged at 7,000 × g at 4 ° C. for 10 minutes to recover the cells. The cells were suspended in 30 mmol / L imidazole-HCl buffer (pH 7) containing 0.5 mol / L NaCl, and the cells were disrupted by sonication. The resulting disrupted cell suspension was centrifuged at 10,000 × g at 4 ° C. for 10 minutes, and the supernatant was recovered. The resulting cell-free extract was subjected to nickel ion chelated Chelating Sepharose Fast Flow (GE Healthcare) to purify recombinant Dfer — 5652. That is, after washing the carrier with 30 mmol / L imidazole-HCl buffer (pH 7) containing 0.5 mol / L NaCl, elution with 500 mmol / L imidazole-HCl buffer (pH 7) containing 0.5 mol / L NaCl did. The obtained sample was dialyzed into 10 mmol / L Tris-HCl buffer (pH 7) and used for further analysis. Samples were analyzed by SDS-PAGE to confirm a single band.

反応生成物のTLC分析
50 mM 各種基質、5 mM Tris-HCl (pH 8.0)および、0.0410 mg/ml Dfer_5652からなる反応液5μLを37℃に一晩保持し、このうち1μLをTLCに供した。展開溶媒は以下に示す。展開後のTLCプレートにアニスアルデヒド/硫酸/酢酸=1/2/97を噴射し、加熱することによって糖を検出した。基質としてD-グルコース、D-マンノース、L-ラムノース、D-タロース、D-アルトロース、D-ガラクトース、L-フコース、L-フルクトース、D-タガトース、L-ソルボース、D-リキソース、L-アラビノース、D-キシロース、D-キシルロース、N-アセチル-D-グルコサミン、β-1,4-マンノビオース、D-グルコサミンおよびD-グルコン酸を用いたところ、D-グルコース、D-マンノースからのみ反応生成物が検出された。
TLC analysis of reaction products
Five μL of a reaction solution consisting of 50 mM various substrates, 5 mM Tris-HCl (pH 8.0) and 0.0410 mg / ml Dfer — 5652 was kept at 37 ° C. overnight, and 1 μL of this was subjected to TLC. The developing solvent is shown below. The sugar was detected by injecting anisaldehyde / sulfuric acid / acetic acid = 1/2/97 onto the TLC plate after development and heating. D-glucose, D-mannose, L-rhamnose, D-talose, D-altose, D-galactose, L-fucose, L-fructose, D-tagatose, L-sorbose, D-lyxose, L-arabinose as a substrate , D-xylose, D-xylulose, N-acetyl-D-glucosamine, β-1,4-mannobiose, D-glucosamine and D-gluconic acid, reaction products only from D-glucose and D-mannose Was detected.

展開溶媒は基質ごとに異なるものを使った。
2-プロパノール/1-ブタノール/水=2/2/1
D-グルコース、D-マンノース、D-ラムノース、D-タロース、D-アルトロース、D-ガラクトース、L-フコース、D-フルクトース、D-タガトース、L-ソルボース、D-リキソース、L-アラビノース、D-キシロース、D-キシルロース、N-アセチル-D-グルコサミン、β-1,4-マンノビオース
1-ブタノール/酢酸/水=8/3/2 D-グルコサミン
2-プロパノール/1-ブタノール/水=12/3/4 D-グルコン酸
The developing solvent used was different for each substrate.
2-propanol / 1-butanol / water = 2/2/1
D-glucose, D-mannose, D-rhamnose, D-talose, D-altrose, D-galactose, L-fucose, D-fructose, D-tagatose, L-sorbose, D-lyquise, L-arabinose, D -Xylose, D-xylulose, N-acetyl-D-glucosamine, β-1,4-mannobiose
1-butanol / acetic acid / water = 8/3/2 D-glucosamine
2-propanol / 1-butanol / water = 12/3/4 D-gluconic acid

その結果を図7、図8および図9に示した。基質試験の結果より、D−グルコースからD−マンノース、D−マンノースからD−グルコースが生成することが確認されたので、Dfer_5652はD−グルコースとD−マンノースの相互変換を触媒するマンノース 2-エピメラーゼであると判断された。   The results are shown in FIG. 7, FIG. 8 and FIG. The results of the substrate test confirmed that D-glucose produces D-mannose and D-mannose produces D-glucose. Dfer_ 5652 catalyzes the interconversion of D-glucose and D-mannose. It was determined that

活性測定
10 mMマンノース、40 mM HEPES-NaOH緩衝液(pH 8.0)、および酵素を含む反応液100μLを37℃に20分間保持し、80℃にて5分間加熱することで酵素反応を停止した。12000 rpmにて10分間遠心分離して得られた上清50 μLに含まれるグルコース量をThio-NADを用いたヘキソキナーゼ法により定量した。即ち、0.5 mM Thio-NAD、7 mM ATP、0.1 M Tris-HCl (pH 7.5)、1.0 mM MgCl2、1.0 U/mL へキソキナーゼ(パン酵母由来、ナカライテスク)および1.0 U/mL G6Pデヒドロゲナーゼ(ナカライテスク)を含む発色試薬を反応液に等量添加して37℃に20分間保持し、G6Pの酸化反応に伴い生成されたThio-NADHの最大吸光波長405 nmの吸光度を分光光度計により測定することで反応液中のグルコースを定量した。当該反応条件下で得られたDfer_5652の比活性は0.688 U/mgであった。ここでは、酵素活性1 Uを、1分間に1μmolのグルコースを生成する酵素量と定義した。
Activity measurement
The enzyme reaction was terminated by holding 100 μL of a reaction solution containing 10 mM mannose, 40 mM HEPES-NaOH buffer (pH 8.0), and the enzyme at 37 ° C. for 20 minutes and heating at 80 ° C. for 5 minutes. The amount of glucose contained in 50 μL of the supernatant obtained by centrifugation at 12000 rpm for 10 minutes was quantified by the hexokinase method using Thio-NAD + . That is, 0.5 mM Thio-NAD + , 7 mM ATP, 0.1 M Tris-HCl (pH 7.5), 1.0 mM MgCl 2 , 1.0 U / mL hexokinase (from baker's yeast, nacalai tesque) and 1.0 U / mL G6P dehydrogenase ( An equal amount of a color developing reagent containing Nacalai Tesque is added to the reaction solution and kept at 37 ° C. for 20 minutes, and the absorbance of Thio-NADH produced along with the G6P oxidation reaction is measured by a spectrophotometer Glucose in the reaction mixture was quantified. The specific activity of Dfer — 5652 obtained under the reaction conditions was 0.688 U / mg. Here, the enzyme activity of 1 U was defined as the amount of enzyme that produces 1 μmol of glucose per minute.

最適pH
10 mMマンノース、40 mMブリトンロビンソン緩衝液(pH 5.5-10.5)および酵素を含む反応液100μLを37℃に20 分間保持し、80℃にて5分間加熱することで酵素反応を停止した。上記と同様にグルコース生成量を求めた。その結果を図10に示した。最適pHは8.1であった。
Optimal pH
The enzyme reaction was terminated by holding 100 μL of a reaction solution containing 10 mM mannose, 40 mM Britton Robinson buffer (pH 5.5-10.5) and the enzyme at 37 ° C. for 20 minutes and heating at 80 ° C. for 5 minutes. Glucose production was determined as described above. The results are shown in FIG. The optimum pH was 8.1.

pH安定性
酵素と50 mMブリトン-ロビンソン緩衝液(pH 5.5-12.5)からなる溶液100μLを4℃に24時間保持した。この溶液を酵素液として上記と同様に活性を測定した。その結果を図11に示した。pH 6.3-9.6の範囲で安定であった。
pH stability 100 μL of a solution consisting of enzyme and 50 mM Britton-Robinson buffer (pH 5.5-12.5) was kept at 4 ° C. for 24 hours. This solution was used as an enzyme solution to measure the activity in the same manner as described above. The results are shown in FIG. It was stable in the range of pH 6.3-9.6.

温度安定性
酵素溶液60μLを20〜55℃に20分間保持し、上記活性測定と同様の手順で活性を測定した。その結果を図12に示した。45℃以下で80%以上の活性が保持されていた。
Temperature stability 60 microliters of enzyme solutions were hold | maintained for 20 minutes at 20-55 degreeC, and activity was measured in the procedure similar to the said activity measurement. The results are shown in FIG. The activity of 80% or more was maintained at 45 ° C. or less.

マンノースに対する速度パラメータ
4-150 mMマンノース、40 mM HEPES-NaOH緩衝液(pH 8.0)および酵素を含む反応液100 μLを37℃に保持し、反応7分、14分の時点で80℃にて5分間加熱することで酵素反応を停止した。得られた反応速度をプロットしたところ、飽和曲線が得られた。ミカエリスメンテンの速度式に回帰し、Km 66.4 mM、kcat 3.88 s-1を得た。
Kinetic parameters for mannose
Maintain 100 μL of the reaction solution containing 4-150 mM mannose, 40 mM HEPES-NaOH buffer (pH 8.0) and enzyme at 37 ° C, and heat the reaction at 80 ° C for 5 minutes for 7 minutes and 14 minutes. Stopped the enzyme reaction. When the obtained reaction rate was plotted, a saturation curve was obtained. Regression to Michaelis Mentene's velocity equation gave K m 66.4 mM, k cat 3.88 s -1 .

実施例1および実施例2において、MEであることが確認されたRunsl_4512およびDfer_5652について機能既知のAGE、CE、AKIとそのアミノ酸配列を比較したところ、上記2つのMEは、機能既知タンパクのアミノ酸配列と比べ特定部位に挿入配列を有していることが判明した(図23a〜c)。この挿入配列がMEの機能に重要と考え、同様にAGE等とデータベース上で推定され挿入配列を有する機能未知のタンパク質5種について、その機能を確認した。   When the amino acid sequences of AGE, CE and AKI of which function is known for Runsl 4512 and Dfer_ 5652 confirmed to be ME in Example 1 and Example 2 are compared, the above two MEs are amino acid sequences of proteins of which function is known It turned out that it has an insertion sequence in specific site compared with (Fig. 23 ac). The insertion sequence is considered to be important for the function of ME, and the function was confirmed for five types of proteins of unknown function that have the insertion sequence similarly estimated on the AGE etc. database.

[実施例3〜7]
本実施例では、エムティシシア オリゴトロフィカ(Emticicia oligotrophica)、スピロソマ リンガレ(Spirosoma linguale)、セディミニスピロケータ スマラジナエ(Sediminispirochaeta smaragdinae)、トレポネマ ブレナボレンス(Treponema brennaborense)およびトレポネマ アゾトヌトリシウム(Treponema azotonutricium)のゲノム上にそれぞれ存在する、AGE等とデータベース上で推定されている遺伝子(それぞれ、Emtol_1243、Slin_6381、Spirs_3060、Trebr_2067およびTreaz_2550をコードする)を、大腸菌のコドン使用頻度に最適化して合成し、組換酵素として生産し、遺伝子産物の特性評価を行った。
[Examples 3 to 7]
In this example, Emtitissia oligotrophica (Emticicia oligotrophica), Spirosoma ringgare (Spirosoma linguale), Sedimini spilocator Smarajinae (Sedimini pirochaeta smaragdinae), Treponema brenabolens (Treponema brennaborense) and tropemeite. Genes estimated on the database with AGE etc. (each encoding Emtol_1243, Slin_6381, Spirs_3060, Trebr_2067 and Treaz_2550, respectively) are optimized by combining with the codon usage frequency of E. coli. And produced as a recombinant enzyme and characterized for gene products.

目的遺伝子の合成
目的遺伝子は人工遺伝子合成を用い、ユーロフィンジェノミクス株式会社より購入した。目的遺伝子の設計は同社のHP上で行い、E. coli K12株のcodon usageに最適化した。合成された遺伝子は、アンピシリン耐性遺伝子を含むpEX-A2J1 (pUC系、Amp耐性) に挿入された状態で納入された。
Synthesis of Target Gene The target gene was purchased from Eurofin Genomics Ltd. using artificial gene synthesis. The target gene was designed on the company's HP and optimized for the codon usage of the E. coli K12 strain. The synthesized gene was delivered in the state of being inserted into pEX-A2J1 (pUC system, Amp resistance) containing an ampicillin resistance gene.

発現プラスミドの調製
E. coliでの発現検討を行うため、購入した目的遺伝子をpET23aのNdeIサイトおよびヒスチジンタグの間にサブクローニングした。pET23a、あるいは目的遺伝子が挿入されたpEX-A2J1を鋳型としてPCRを行い、線状化pET23aおよび終始コドンを除いた目的遺伝子を増幅した。PCRにはPrimeSTAR Max DNA Polymerase (Takara Bio) を用いた。得られたPCR反応液をアガロースゲル電気泳動し、泳動後のゲルより所望のサイズ付近に存在するバンドを切り出し、PCR増幅産物を切り出し後のゲルより抽出した。In-Fusion HD Cloning Kit (Takara Bio) を用いて目的遺伝子をpET23aに挿入した。In-Fusion反応後のプラスミド増幅にはE. coli DH5αを用いた。得られたプラスミドをシーケンス解析し、目的遺伝子が正常に挿入されていることを確認した。
Preparation of expression plasmid
In order to investigate expression in E. coli, the target gene purchased was subcloned between the NdeI site of pET23a and the histidine tag. PCR was performed using pET23a or pEX-A2J1 into which the target gene was inserted as a template to amplify the linearized pET23a and the target gene excluding the termination codon. PrimeSTAR Max DNA Polymerase (Takara Bio) was used for PCR. The obtained PCR reaction solution was subjected to agarose gel electrophoresis, a band present around the desired size was cut out from the gel after electrophoresis, and the PCR amplification product was extracted from the gel after cut out. The target gene was inserted into pET23a using In-Fusion HD Cloning Kit (Takara Bio). E. coli DH5α was used for plasmid amplification after the In-Fusion reaction. The obtained plasmid was sequence analyzed to confirm that the target gene was correctly inserted.

E. coliでの発現
E. coli BL21(DE3)に発現プラスミドを導入した。100 mg/Lアンピシリンを含むLB培地30 mLにより形質転換体を37℃にて一晩培養し、同培地1 Lに植え継いだ。37℃で培養してA600が0.5-0.8になった段階で0.1 M IPTG 1 mLを添加し、18℃にて24時間培養した。これを遠心分離して菌体を回収し、-30℃にて保存した。
Expression in E. coli
The expression plasmid was introduced into E. coli BL21 (DE3). The transformant was cultured overnight at 37 ° C. in 30 mL of LB medium containing 100 mg / L ampicillin, and transferred to 1 L of the same medium. When the culture was performed at 37 ° C. and A600 reached 0.5-0.8, 1 mL of 0.1 M IPTG was added, and the culture was performed at 18 ° C. for 24 hours. The cells were centrifuged to recover the cells and stored at -30.degree.

組換え酵素の抽出
冷凍保存したペレットを0.5 M NaClを含む30 mMイミダゾール-HCl緩衝液(pH 7)に懸濁した。ソニケーションにより菌体を破砕した。遠心分離により得られた上清を0.45μmフィルターにてろ過したものを無細胞抽出液とし、沈殿は無細胞抽出液と同量の上記緩衝液に懸濁した。無細胞抽出液を、ニッケルイオンをキレートしたChelating Sepharose Fast Flow(GE Healthcare)に供して組換え酵素を精製した。すなわち、上記緩衝液で担体を洗浄後、0.5 M NaClを含む500 mMイミダゾール-HCl緩衝液 (pH 7) により溶出した。溶出画分を回収し、Amicon Ultraを用いて液量が15 mLとなるまで濃縮した。得られた試料を20 mM HEPES-NaOH緩衝液 (pH 7)に透析した。0.45μmフィルターにてろ過し、ろ液を試料として以後の解析に用いた。試料のタンパク質濃度はアミノ酸配列から推定された比吸光度を測定したA280に乗じることで求めた。
Extraction of Recombinant Enzymes The cryopreserved pellet was suspended in 30 mM imidazole-HCl buffer (pH 7) containing 0.5 M NaCl. The cells were disrupted by sonication. The supernatant obtained by centrifugation was filtered through a 0.45 μm filter to obtain a cell-free extract, and the precipitate was suspended in the same amount of the above buffer as the cell-free extract. The cell-free extract was subjected to nickel ion chelated Chelating Sepharose Fast Flow (GE Healthcare) to purify the recombinant enzyme. That is, after washing the carrier with the above buffer, it was eluted with 500 mM imidazole-HCl buffer (pH 7) containing 0.5 M NaCl. The eluted fraction was collected and concentrated using Amicon Ultra until the solution volume reached 15 mL. The obtained sample was dialyzed into 20 mM HEPES-NaOH buffer (pH 7). It filtered with a 0.45 micrometer filter, and used the filtrate as a sample for subsequent analysis. The protein concentration of the sample was determined by multiplying the measured specific absorbance from the amino acid sequence by A280 measured.

SDS-PAGE
DWで10倍希釈した各試料7.5μLに対し、同量のサンプルバッファーを添加し、99.9℃で5分間加熱したもの全量をSDS-PAGEに供したところ、いずれも単一のバンドであることを確認した。
SDS-PAGE
The same amount of sample buffer was added to 7.5 μL of each sample diluted 10-fold with DW, and the whole was heated at 99.9 ° C. for 5 minutes and subjected to SDS-PAGE. confirmed.

活性測定
10 mMマンノース、40 mM HEPES-NaOH緩衝液(pH 8.0)、および酵素を含む反応液100μLを37℃に30分間あるいは60分間保持し、80℃にて5分間加熱することで酵素反応を停止した。12000 rpmにて10分間遠心分離して得られた上清50μLに含まれるグルコース量をThio-NADを用いたヘキソキナーゼ法により定量した。即ち、1 mM Thio-NAD、7 mM ATP、0.1 M Tris-HCl (pH 7.5)、1.0 mM MgCl2、2.0 U/mL へキソキナーゼ (パン酵母由来、ナカライテスク) および2.0 U/mL G6Pデヒドロゲナーゼ (ナカライテスク) を含む発色試薬を反応液に等量添加して37℃に20 分間保持し、G6Pの酸化反応に伴い生成されたThio-NADHの最大吸光波長405 nmの吸光度を分光光度計により測定することで反応液中のグルコースを定量した。1分間に1μmolのグルコースを生成する酵素量を1 Uと定義した。結果を表1に示した。
Activity measurement
The enzyme reaction was stopped by holding 100 μL of a reaction solution containing 10 mM mannose, 40 mM HEPES-NaOH buffer (pH 8.0), and enzyme at 37 ° C for 30 minutes or 60 minutes, and heating at 80 ° C for 5 minutes . The amount of glucose contained in 50 μL of the supernatant obtained by centrifugation at 12000 rpm for 10 minutes was quantified by the hexokinase method using Thio-NAD + . That is, 1 mM Thio-NAD + , 7 mM ATP, 0.1 M Tris-HCl (pH 7.5), 1.0 mM MgCl 2 , 2.0 U / mL hexokinase (from baker's yeast, nacalai tesque) and 2.0 U / mL G6P dehydrogenase ( An equal amount of a coloring reagent containing Nacalai Tesque is added to the reaction solution and kept at 37 ° C. for 20 minutes, and the absorbance of Thio-NADH generated along with the oxidation reaction of G6P is measured by a spectrophotometer Glucose in the reaction mixture was quantified. The amount of enzyme producing 1 μmol glucose per minute was defined as 1 U. The results are shown in Table 1.

Emtol_1243, Spirs_3060, Slin_6381, Trebr_2067, Treaz_2550の基質特異性の検討(TLC)
50 mm各種基質,5 mm HEPES-NaOH (pH 8.0) 0.5 mg/mL BSAおよび酵素を含む反応液5μLを37℃にて24時間保持し、1μLをTLC板にスポットした。各展開溶媒で展開した後のTLC板にアニスアルデヒド/硫酸/酢酸=1/2/97を噴霧し、加熱して糖を検出した。反応液中の酵素濃度を以下に示す.8.0μm Emtol_1243, 9.5μm Spirs_3060, 9.5μm Slin_6381, 10μm Trebr_2067, 9.5μm Treaz_2550.基質として、D−グルコース、D−マンノース、D−フルクトース、D−ガラクトース、D−タロース、D−アロース、D−アルトロース、L−ソルボース、D−タガトース、L−アラビノース、D−キシロース、D−リキソース、L−ラムノース、L−フコース,セロビオース、β-(1,4)グルコシルマンノース、β-(1,4)マンノシルグルコース、β-(1,4)マンノビオース、ラクトース、エピラクトース、ラクチュロース、スクロース、マルトース、N−アセチルD−グルコサミンを用いた。展開溶媒として、単糖およびN-アセチルd-グルコサミンには2-プロパノール/1-ブタノール/水=2/2/1溶液を、二糖には2-プロパノール/1-ブタノール/水=12/3/4溶液をそれぞれ用いた。
その結果を図13〜図22に以下に示す。なお、いずれの図においてもB:Blank(失活処理酵素添加区)、R:Reaction(酵素添加区)を意味する。
Examination of substrate specificity of Emtol_1243, Spirs_3060, Slin_6381, Trebr_2067, Treaz_2550 (TLC)
A 5 μL reaction solution containing 50 mm various substrates, 5 mm HEPES-NaOH (pH 8.0) 0.5 mg / mL BSA and an enzyme was kept at 37 ° C. for 24 hours, and 1 μL was spotted on a TLC plate. The TLC plate after developing with each developing solvent was sprayed with anisaldehyde / sulfuric acid / acetic acid = 1/2/97 and heated to detect sugar. The enzyme concentration in the reaction solution is shown below. 8.0 μm Emtol_1243, 9.5 μm Spirs_3060, 9.5 μm Slin_6381, 10 μm Trebr_2067, 9.5 μm Treaz_2550. As a substrate, D-glucose, D-mannose, D-fructose, D-galactose, D-talose, D-allose, D-altrose, L-sorbose, D-tagatose, L-arabinose, D-xylose, D- Lyxose, L-rhamnose, L-fucose, cellobiose, β- (1,4) glucosyl mannose, β- (1,4) mannosyl glucose, β- (1,4) mannobiose, lactose, epilactose, lactulose, sucrose, Maltose, N-acetyl D-glucosamine was used. As developing solvents, 2-propanol / 1-butanol / water = 2/2/1 solution for monosaccharide and N-acetyl d-glucosamine, 2-propanol / 1-butanol / water = 12/3 for disaccharide / 4 solutions were used respectively.
The results are shown below in FIGS. In any of the figures, B: Blank (inactivation treated enzyme added zone), R: Reaction (enzyme added zone) is meant.

各酵素の基質特異性について、表2に纏めた。いずれの酵素もグルコースからマンノース、マンノースからグルコースが生成することが確認されたので、グルコースとマンノースの相互変換を触媒するマンノース 2-エピメラーゼであると判断された。また、Spirs_3060、Trebr_2067 およびTreaz_2550の3つの酵素は、ガラクトースとタロースを相互に変換する触媒作用を有することも判明した。さらに、Treaz_2550は、CE活性等も有していた。   The substrate specificity of each enzyme is summarized in Table 2. Since all enzymes were confirmed to produce mannose from glucose and glucose from mannose, it was determined to be mannose 2-epimerase, which catalyzes the interconversion of glucose and mannose. In addition, it was also found that three enzymes of Spirs_3060, Trebr_2067 and Treaz_2550 have a catalytic action to mutually convert galactose and talose. Furthermore, Treaz_2550 also had CE activity and the like.

反応性生物が確認されたものを+、確認されなかったものを−、試験していないものを空欄にて表記した。 Those in which the reactive organisms were identified were indicated by +, those not identified by-, and those not tested were indicated in blanks.

既知のAGEやCE等のアミノ酸配列とME活性を有することが確認された上記7酵素のアミノ酸配列および他の機能未知のAGE等と推定されるタンパクのアミノ酸配列を比較し、挿入配列部分の比較結果を図23a〜cに示した。なお、図23aに示された機能既知酵素に関する補足情報は下記通りである。
*1:Porcine kidney 由来のAGE(FEBS Letters 587(2013) 840-846)
*2:Anabaena sp.由来のAGE(FEBS Letters 587(2013) 840-846)
*3:Rhodothermus marinus 由来のCE(特開2012-130332 号)
*4:Ruminococcus albus 由来のCE(Appl. Microbiol. Biotechnol. (2008) 79, 433-441)
*5:Caldicellulosiruptor saccharolyticus 由来のCE(国際公開2010/090095 号)
*6:Escherichia coli 由来のAKI(J. Mol. Biol. (2008) 377,1443-1459)
*7:Salmonella enteritica 由来のAKI(J. Mol. Biol. (2008) 377,1443-1459)
上記7酵素のアミノ酸配列の挿入配列を表3に示した。また、配列番号2に示されたRunsl_4512のアミノ酸配列とその他6酵素のアミノ酸配列の同一性及び配列番号12に示されたTrebr_2067のアミノ酸配列とその他6酵素のアミノ酸配列の同一性を表4に示した。
Compare the amino acid sequences of the above 7 enzymes confirmed to have ME activity with the amino acid sequences of known AGEs and CE, etc. and the amino acid sequences of proteins presumed to be AGE etc. of other unknown functions, and compare the inserted sequence part The results are shown in Figures 23a-c. In addition, the supplementary information regarding the function known enzyme shown by FIG. 23 a is as follows.
* 1: AGE derived from Porcine kidney (FEBS Letters 587 (2013) 840-846)
* 2: AGE derived from Anabaena sp. (FEBS Letters 587 (2013) 840-846)
* 3: CE from Rhodothermus marinus (JP 2012-130332)
* 4: CE from Ruminococcus albus (Appl. Microbiol. Biotechnol. (2008) 79, 433-441)
* 5: CE from Caldicellulosiruptor saccharolyticus (WO 2010/090095)
* 6: AKI from Escherichia coli (J. Mol. Biol. (2008) 377, 1443-1459)
* 7: AKI from Salmonella enteritica (J. Mol. Biol. (2008) 377, 1443-1459)
The insertion sequences of the amino acid sequences of the above seven enzymes are shown in Table 3. In addition, the identity of the amino acid sequence of Runsl 4512 shown in SEQ ID NO: 2 with the amino acid sequence of the other 6 enzymes and the identity of the amino acid sequence of Trebr 2067 shown in SEQ ID NO: 12 with the amino acid sequence of the other 6 enzymes are shown in Table 4. The

Runsl_4512のアミノ酸配列と同一性が40%を下回る酵素であっても、挿入配列を有しているものは同様にME活性を有することが明らかとなった。図23a及び表5に示された機能既知及び未知のタンパクについても、同挿入配列を有するものはME活性を有する可能性があり、さらには、図23b及び23c並びに表6表7に示された機能未知のタンパクについても、同挿入配列を有するものはME活性を有するものと強く推認され、本発明のグルコースおよびマンノースのエピメリ化活性並びに/又はガラクトースおよびタロースのエピメリ化活性を有するタンパク質の製造方法における、グルコースおよびマンノースのエピメリ化活性並びにガラクトースおよびタロースのエピメリ化活性を有することが知られていないタンパク質として利用し、上記エピメリ化活性を有するタンパク質を製造することができる。   It was revealed that even those enzymes having an insertion sequence less than 40% identical to the amino acid sequence of Runsl 4512 have the same ME activity. Also for the proteins with known and unknown functions shown in FIG. 23 a and Table 5, those having the same insertion sequence may have ME activity, and further, shown in FIGS. 23 b and 23 c and Table 7 Table 7 With respect to proteins of unknown function, those having the same insertion sequence are strongly presumed to have ME activity, and the method for producing a protein having epimerization activity of glucose and mannose and / or epimerization activity of galactose and talose according to the present invention The protein having epimerization activity can be produced as a protein not known to have the epimerization activity of glucose and mannose and the epimerization activity of galactose and talose.

挿入配列の意義
本発明の酵素は一次アミノ酸配列の相同性から、α/α-6バレル構造を有するセロビオース2-エピメラーゼと立体構造が類似すると推察される。本発明の酵素に共通する特有の配列はCEで言うところの、α7ヘリックスとα8ヘリックス間のループの一部を構成し、CEと比較して当該ループが延長された形となっている。当該ループは活性部位の一部を構成すると考えられており、当該ループに本酵素特有の配列が存在することで、CEと比較して基質認識機構が変化し、グルコースおよびマンノースへの反応に好ましい活性部位の形状となっているものと推察される。
Significance of Insertion Sequence From the homology of primary amino acid sequences, the enzyme of the present invention is presumed to be similar in three-dimensional structure to cellobiose 2-epimerase having an α / α-6 barrel structure. A unique sequence common to the enzymes of the present invention, as in CE, constitutes a part of the loop between the α7 helix and the α8 helix, and the loop is extended as compared to CE. The loop is considered to constitute a part of the active site, and the presence of a sequence unique to this enzyme in the loop changes the substrate recognition mechanism as compared to CE and is preferable for the reaction to glucose and mannose It is assumed that the shape of the active site is obtained.

本発明は、グルコースとマンノースのエピメリ化活性を有するタンパク質及びガラクトースとタロースのエピメリ化活性を有するタンパク質など、エピメリ化活性を有するタンパク質に関連する分野に有用である。   The present invention is useful in the field related to proteins having epimerization activity such as proteins having epimerization activity of glucose and mannose and proteins having epimerization activity of galactose and talose.

配列番号1:Runsl_4512塩基配列
配列番号2:Runsl_4512アミノ酸配列
配列番号3:Dfer_5652塩基配列
配列番号4:Dfer_5652アミノ酸配列
配列番号5:Emtol_1243塩基配列
配列番号6:Emtol_1243アミノ酸配列
配列番号7:Slin_6381塩基配列
配列番号8:Slin_6381アミノ酸配列
配列番号9:Spirs_3060塩基配列
配列番号10:Spirs_3060アミノ酸配列
配列番号11:Trebr_2067塩基配列
配列番号12:Trebr_2067アミノ酸配列
配列番号13:Treaz_2550塩基配列
配列番号14:Treaz_2550アミノ酸配列
配列番号15〜46:表6及び7に記載のタンパク質のアミノ酸配列
配列番号47〜57:表5に記載のタンパク質のアミノ酸配列
SEQ ID NO: 1: Runsl — 4512 base sequence SEQ ID NO: 2: Runsl — 4512 amino acid sequence SEQ ID NO: 3: Dfer — 5652 base sequence SEQ ID NO: 4: Dfer — 5652 amino acid sequence SEQ ID NO: 5: Emtol_1243 base sequence SEQ ID NO: 6: Emtol_1243 amino acid sequence SEQ ID NO: 7: Slin_3481 base sequence No. 8: Slin_6381 amino acid sequence SEQ ID NO: 9: Spirs_3060 base sequence SEQ ID NO: 10: Spirs_3060 amino acid sequence SEQ ID NO: 11: Trebr_2067 base sequence SEQ ID NO: 12: Trebr_2067 amino acid sequence SEQ ID NO: 13: Treaz_2550 base sequence SEQ ID NO. 15 to 46: amino acid sequences of the proteins listed in Tables 6 and 7 7: amino acid sequence of the protein described in Table 5

Claims (22)

(a)配列番号2に示されたアミノ酸配列の241〜263アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列
の挿入配列を有し、
前記挿入配列のN末端側に配列番号2に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列、及び
前記挿入配列のC末端側に配列番号2に示されたアミノ酸配列の264〜423アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列を有し、かつグルコースとマンノースのエピメリ化活性を有するタンパク質、又は
(b)配列番号12に示されたアミノ酸配列の241〜262アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列の挿入配列を有し、
前記挿入配列のN末端側に配列番号12に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列、及び
前記挿入配列のC末端側に配列番号12に示されたアミノ酸配列の263〜419アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列を有し、かつグルコースとマンノースのエピメリ化活性を有するタンパク質(但し、配列番号2、配列番号4、配列番号6、配列番号8、配列番号10、配列番号12または配列番号14に示されたアミノ酸配列を有するタンパク質を除く)。
(A) has an insertion sequence of an amino acid sequence having an identity of 70% or more with the amino acid sequence of the 241 to 263 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2,
An amino acid sequence having 50% or more identity to the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 on the N-terminal side of the inserted sequence, and SEQ ID NO: 2 on the C-terminal side of the inserted sequence A protein having an amino acid sequence of 50% or more identity with the amino acid sequence of the 264 to 423 amino acid residue of the amino acid sequence shown in and the glucose and mannose epimerization activity, or (b) SEQ ID NO: 12 Has an insertion sequence of an amino acid sequence having an identity of 70% or more with the amino acid sequence of amino acid residues 241 to 262 of the amino acid sequence shown;
An amino acid sequence having 50% or more identity to the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 at the N-terminal side of the inserted sequence, and SEQ ID NO: 12 at the C-terminal side of the inserted sequence A protein having an amino acid sequence of 50% or more identity to the amino acid sequence of the amino acid sequence of the amino acid sequence of 263 to 419 shown in SEQ ID NO: 1, and having epimerization activity of glucose and mannose (However, SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4, except for the protein having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 12 or SEQ ID NO: 14).
配列番号2に示されたアミノ酸配列の241〜263アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列が、
一般式(1):
1APQIKFDX23WGWDRFX45678910(但し、X1はV又はIであり、X2はI又はVであり、X3はV又はIであり、X4はN、T又はSであり、X5はP又はEであり、X6はD又はGであり、X7はG又はDであり、X8はL、V、Q又はAであり、X9はK又はQであり、X10はS、A、E又はKである)のアミノ酸配列、
配列番号2に示されたアミノ酸配列の241〜263アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号4に示されたアミノ酸配列の241〜263アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号6に示されたアミノ酸配列の241〜263アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号8に示されたアミノ酸配列の241〜263アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、又は
配列番号10に示されたアミノ酸配列の241〜264アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列である、請求項1に記載のタンパク質。
The amino acid sequence having an identity of 70% or more with the amino acid sequence of the 241 to 263 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2,
General formula (1):
X 1 APQIKFDX 2 X 3 WGWDRFX 4 X 5 X 6 X 7 X 8 X 9 X 10 (where X 1 is V or I, X 2 is I or V, X 3 is V or I, X 4 is N, T or S, X 5 is P or E, X 6 is D or G, X 7 is G or D, X 8 is L, V, Q or A , X 9 is K or Q and X 10 is S, A, E or K)
An amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of the 241 to 263 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2;
An amino acid sequence having at least 90% identity to the amino acid sequence of the 241 to 263 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4;
An amino acid sequence having an identity of 90% or more with the amino acid sequence of the 241 to 263 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6,
Amino acid sequence having at least 90% identity to the amino acid sequence of amino acid sequence 241 to 263 of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 8 or amino acid sequence of amino acid residue 241 to 264 of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10 The protein according to claim 1, which is an amino acid sequence having an identity of 90% or more.
配列番号2に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列が、
配列番号2に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号4に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号6に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号8に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、又は
配列番号10に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列であり、
配列番号2に示されたアミノ酸配列の264〜423アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列が、
配列番号2に示されたアミノ酸配列の264〜423アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号4に示されたアミノ酸配列の264〜423アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号6に示されたアミノ酸配列の264〜422アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号8に示されたアミノ酸配列の264〜427アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、又は
配列番号10に示されたアミノ酸配列の265〜428アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列である、請求項1又は2に記載のタンパク質。
An amino acid sequence having 50% or more identity with the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 is
An amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2;
An amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4;
An amino acid sequence having at least 90% identity to the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6;
Amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 8 or the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10 Amino acid sequence with 90% or more identity with
An amino acid sequence having 50% or more identity with the amino acid sequence of the 264 to 423 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 is
An amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of the 264 to 423 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2,
An amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of the 264 to 423 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4;
An amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of the 264-422 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6,
Amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of the 264 to 427 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 8 or the amino acid sequence of the 265 to 428 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10 The protein according to claim 1 or 2, wherein the amino acid sequence is 90% or more.
配列番号12に示されたアミノ酸配列の241〜262アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列が、
一般式(2):
KX11PAINIX12RTWNAEREX1314EX15ID
(但し、X11はL又はIであり、X12はK又はYであり、X13はA又はTであり、X14はG又はNであり、X15はK又はRである)のアミノ酸配列、
配列番号12に示されたアミノ酸配列の241〜262アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、又は
配列番号14に示されたアミノ酸配列の246〜267アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列である、請求項1に記載のタンパク質。
An amino acid sequence having an identity of 70% or more with the amino acid sequence of the 241 to 262 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 is
General formula (2):
KX 11 PAINIX 12 RTWNAEREX 13 X 14 EX 15 ID
(Wherein X 11 is L or I, X 12 is K or Y, X 13 is A or T, X 14 is G or N, and X 15 is K or R) Array,
An amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of amino acid sequence 241 to 262 of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 or the amino acid sequence of 246 to 267 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 14 The protein according to claim 1, which is an amino acid sequence having an identity of 90% or more.
配列番号12に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列が、
配列番号12に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、又は
配列番号14に示されたアミノ酸配列の1〜245アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列であり、
配列番号12に示されたアミノ酸配列の263〜419アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列が、
配列番号12に示されたアミノ酸配列の263〜419アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、又は
配列番号14に示されたアミノ酸配列の268〜430アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列である、請求項1又は4に記載のタンパク質。
An amino acid sequence having 50% or more identity to the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 is
Amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 or the amino acid sequence of 1 to 245 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 14 Amino acid sequence with 90% or more identity with
The amino acid sequence having 50% or more identity with the amino acid sequence of the amino acid sequence of the amino acid sequence of 263 to 419 of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 is
An amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of the amino acid sequence of amino acid residue 263 to 419 of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 or the amino acid sequence of amino acid residue 268 to 430 amino acid in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 14 The protein according to claim 1 or 4, wherein the amino acid sequence is 90% or more.
請求項1〜5のいずれか1項に記載のタンパク質を有効成分として含有する、グルコースとマンノースのエピメリ化剤。 An epimerising agent for glucose and mannose comprising the protein according to any one of claims 1 to 5 as an active ingredient. ガラクトースとタロースのエピメリ化活性をさらに有する請求項1〜5のいずれか1項に記載のタンパク質。 The protein according to any one of claims 1 to 5, further having an epimerization activity of galactose and talose. (c)配列番号10に示されたアミノ酸配列の241〜264アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列
の挿入配列を有し、
前記挿入配列のN末端側に配列番号10に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列、及び
前記挿入配列のC末端側に配列番号10に示されたアミノ酸配列の265〜428アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列を有し、かつガラクトースとタロースのエピメリ化活性を有するタンパク質、又は
(b)配列番号12に示されたアミノ酸配列の241〜262アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列の挿入配列を有し、
前記挿入配列のN末端側に配列番号12に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列、及び
前記挿入配列のC末端側に配列番号12に示されたアミノ酸配列の263〜419アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列を有し、かつガラクトースとタロースのエピメリ化活性を有するタンパク質(但し、配列番号2、配列番号4、配列番号6、配列番号8、配列番号10、配列番号12または配列番号14に示されたアミノ酸配列を有するタンパク質を除く)。
(C) has an insertion sequence of an amino acid sequence having an identity of 70% or more with the amino acid sequence of the 241 to 264 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10,
An amino acid sequence having 50% or more identity to the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10 on the N terminal side of the inserted sequence, and SEQ ID NO: 10 on the C terminal side of the inserted sequence A protein having an amino acid sequence of 50% or more identity to the amino acid sequence of the 265 to 428 amino acid residue of the amino acid sequence shown in and having an epimerylation activity of galactose and talose, or (b) SEQ ID NO: 12 Has an insertion sequence of an amino acid sequence having an identity of 70% or more with the amino acid sequence of amino acid residues 241 to 262 of the amino acid sequence shown;
An amino acid sequence having 50% or more identity to the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 at the N-terminal side of the inserted sequence, and SEQ ID NO: 12 at the C-terminal side of the inserted sequence A protein having an amino acid sequence of 50% or more identity to the amino acid sequence of the amino acid sequence of amino acid sequence 263 to 419 of the amino acid sequence shown in and an epimerylation activity of galactose and talose (However, SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4, except for the protein having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 12 or SEQ ID NO: 14).
配列番号10に示されたアミノ酸配列の241〜264アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列が、配列番号10に示されたアミノ酸配列の241〜264アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列であり、
配列番号10に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列が、
配列番号10に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列であり、
配列番号10に示されたアミノ酸配列の265〜428アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列が、配列番号10に示されたアミノ酸配列の265〜428アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列である、請求項8に記載のタンパク質。
An amino acid sequence having an identity of 70% or more with the amino acid sequence of 241 to 264 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10 is the amino acid sequence of 241 to 264 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10 Amino acid sequence with 90% or more identity with
An amino acid sequence having 50% or more identity to the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10 is
An amino acid sequence having at least 90% identity to the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10,
An amino acid sequence having an identity of 50% or more with the amino acid sequence of the 265 to 428 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10 is the amino acid sequence of the 265 to 428 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10 The protein according to claim 8, which is an amino acid sequence having an identity of 90% or more.
配列番号12に示されたアミノ酸配列の241〜262アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列が、
一般式(2):
KX11PAINIX12RTWNAEREX1314EX15ID
(但し、X11はL又はIであり、X12はK又はYであり、X13はA又はTであり、X14はG又はNであり、X15はK又はRである)のアミノ酸配列、
配列番号12に示されたアミノ酸配列の241〜262アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、又は
配列番号14に示されたアミノ酸配列の246〜267アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列であり、
配列番号12に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列が、
配列番号12に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基アミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、又は
配列番号14に示されたアミノ酸配列の1〜245アミノ酸残基アミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列であり、
配列番号12に示されたアミノ酸配列の263〜419アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上のアミノ酸配列が、配列番号12に示されたアミノ酸配列の263〜419アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、又は
配列番号14に示されたアミノ酸配列の268〜430アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列である、請求項8に記載のタンパク質。
An amino acid sequence having an identity of 70% or more with the amino acid sequence of the 241 to 262 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 is
General formula (2):
KX 11 PAINIX 12 RTWNAEREX 13 X 14 EX 15 ID
(Wherein X 11 is L or I, X 12 is K or Y, X 13 is A or T, X 14 is G or N, and X 15 is K or R) Array,
An amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of amino acid sequence 241 to 262 of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 or the amino acid sequence of 246 to 267 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 14 Amino acid sequence with 90% or more identity with
An amino acid sequence having 50% or more identity to the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 is
An amino acid sequence having 90% or more identity to the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 or an amino acid sequence 1 to 245 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 14 90% or more of the amino acid sequence
An amino acid sequence having an identity of 50% or more with the amino acid sequence of the 263-419 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 is the amino acid sequence of the 263-419 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 The amino acid sequence having an identity of 90% or more, or an amino acid sequence having an identity of 90% or more with an amino acid sequence of 268 to 430 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 14. protein.
配列番号2、配列番号4、配列番号6、配列番号8、配列番号10、配列番号12若しくは配列番号14に示されたアミノ酸配列を有するタンパク質または当該タンパク質のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列を有し、かつグルコースとマンノースのエピメリ化活性を有するタンパク質を有効成分とするグルコースとマンノースのエピメリ化剤。 A protein having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 12 or SEQ ID NO: 14 or an amino acid sequence of the protein having 70% or more identity A glucose and mannose epimerizing agent comprising a protein having an amino acid sequence and having a glucose and mannose epimerization activity as an active ingredient. グルコースおよびマンノースのエピメリ化活性並びにガラクトースおよびタロースのエピメリ化活性を有することが知られていないタンパク質から、(a)配列番号2に示されたアミノ酸配列の241〜263アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列を有するタンパク質、または(b)配列番号12に示されたアミノ酸配列の241〜262アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列を有するタンパク質を選択すること及び
(c)(a)又は(b)で選択したタンパク質から、グルコースとマンノースのエピメリ化活性、ガラクトースとタロースのエピメリ化活性又はその両方を有するタンパク質を選択することを含む、
グルコースおよびマンノースのエピメリ化活性並びに/又はガラクトースおよびタロースのエピメリ化活性を有するタンパク質の製造方法。
From proteins not known to have glucose and mannose epimerization activity and galactose and talose epimerization activity (a) identical to the amino acid sequence of amino acid residues 241 to 263 of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 Select a protein having an amino acid sequence of 70% or more, or (b) a protein having an amino acid sequence of 70% or more identity to the amino acid sequence of amino acid residues 241 to 262 of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 And (c) selecting a protein having an epimerylation activity of glucose and mannose, an epimerylation activity of galactose and talose, or both from the proteins selected in (c) (a) or (b),
A method for producing a protein having an epimerization activity of glucose and mannose and / or an epimerization activity of galactose and talose.
(d)アミノ酸配列既知又は未知のタンパク質のアミノ酸配列に、配列番号2に示されたアミノ酸配列の241〜263アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列若しくは配列番号12に示されたアミノ酸配列の241〜262アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列を挿入すること、または(e)アミノ酸配列既知又は未知のタンパク質のアミノ酸配列の少なくとも一部の配列を、配列番号2に示されたアミノ酸配列の241〜263アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列若しくは配列番号12に示されたアミノ酸配列の241〜262アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列に改変すること、及び
(f)(d)または(e)で挿入又は改変したタンパク質から、グルコースとマンノースのエピメリ化活性、ガラクトースとタロースのエピメリ化活性又はその両方を有するタンパク質を選択することを含む、
エピメリ化活性を有するタンパク質の製造方法。
(D) Amino acid sequence The amino acid sequence of a known or unknown protein has 70% or more identity with the amino acid sequence of amino acid sequence 241 to 263 of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 12 Inserting an amino acid sequence having an identity of 70% or more with the amino acid sequence of 241 to 262 amino acid residues of the amino acid sequence, or (e) at least a partial sequence of the amino acid sequence of the known or unknown amino acid sequence. An amino acid sequence having an identity of 70% or more with the amino acid sequence of the 241 to 263 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or the amino acid sequence of the 241 to 262 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 To an amino acid sequence having an identity of 70% or more, and (f) (d) or (e) Includes a modified protein, epimerization activity of glucose and mannose, the selection of proteins with epimerization activity or both galactose and talose,
Method for producing a protein having epimerization activity
配列番号2に示されたアミノ酸配列の241〜263アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列が、
一般式(1):
1APQIKFDX23WGWDRFX45678910(但し、X1はV又はIであり、X2はI又はVであり、X3はV又はIであり、X4はN、T又はSであり、X5はP又はEであり、X6はD又はGであり、X7はG又はDであり、X8はL、V、Q又はAであり、X9はK又はQであり、X10はS、A、E又はKである)のアミノ酸配列、
配列番号2に示されたアミノ酸配列の241〜263アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号4に示されたアミノ酸配列の241〜263アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号6に示されたアミノ酸配列の241〜263アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号8に示されたアミノ酸配列の241〜263アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、又は
配列番号10に示されたアミノ酸配列の241〜264アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列である、請求項12又は13に記載の製造方法。
The amino acid sequence having an identity of 70% or more with the amino acid sequence of the 241 to 263 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2,
General formula (1):
X 1 APQIKFDX 2 X 3 WGWDRFX 4 X 5 X 6 X 7 X 8 X 9 X 10 (where X 1 is V or I, X 2 is I or V, X 3 is V or I, X 4 is N, T or S, X 5 is P or E, X 6 is D or G, X 7 is G or D, X 8 is L, V, Q or A , X 9 is K or Q and X 10 is S, A, E or K)
An amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of the 241 to 263 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2;
An amino acid sequence having at least 90% identity to the amino acid sequence of the 241 to 263 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4;
An amino acid sequence having an identity of 90% or more with the amino acid sequence of the 241 to 263 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6,
Amino acid sequence having at least 90% identity to the amino acid sequence of amino acid sequence 241 to 263 of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 8 or amino acid sequence of amino acid residue 241 to 264 of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10 The production method according to claim 12 or 13, wherein the amino acid sequence is 90% or more.
(a)、(d)又は(e)のタンパク質が、配列番号2に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号4に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号6に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号8に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、又は
配列番号10に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列をさらに有し、かつ
配列番号2に示されたアミノ酸配列の264〜423アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上若しくは90%以上のアミノ酸配列、
配列番号4に示されたアミノ酸配列の264〜423アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号6に示されたアミノ酸配列の264〜422アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、
配列番号8に示されたアミノ酸配列の264〜427アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、又は
配列番号10に示されたアミノ酸配列の265〜428アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列をさらに有する、請求項12〜14のいずれか1項に記載の製造方法。
An amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 of (a), (d) or (e);
An amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4;
An amino acid sequence having at least 90% identity to the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6;
Amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 8 or the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10 And an amino acid sequence having an identity of 50% or more or 90% or more with the amino acid sequence of the 264 to 423 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2,
An amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of the 264 to 423 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4;
An amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of the 264-422 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6,
Amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of the 264 to 427 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 8 or the amino acid sequence of the 265 to 428 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10 The production method according to any one of claims 12 to 14, further comprising an amino acid sequence having an identity of 90% or more.
配列番号12に示されたアミノ酸配列の241〜262アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が70%以上のアミノ酸配列が、
一般式(2):
KX11PAINIX12RTWNAEREX1314EX15ID
(但し、X11はL又はIであり、X12はK又はYであり、X13はA又はTであり、X14はG又はNであり、X15はK又はRである)のアミノ酸配列、
配列番号12に示されたアミノ酸配列の241〜262アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列、又は
配列番号14に示されたアミノ酸配列の246〜267アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列である、請求項12又は13に記載の製造方法。
An amino acid sequence having an identity of 70% or more with the amino acid sequence of the 241 to 262 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 is
General formula (2):
KX 11 PAINIX 12 RTWNAEREX 13 X 14 EX 15 ID
(Wherein X 11 is L or I, X 12 is K or Y, X 13 is A or T, X 14 is G or N, and X 15 is K or R) Array,
An amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence of amino acid sequence 241 to 262 of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 or the amino acid sequence of 246 to 267 amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 14 The production method according to claim 12 or 13, wherein the amino acid sequence is 90% or more.
(b)、(d)又は(e)のタンパク質が、配列番号12に示されたアミノ酸配列の1〜240アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上若しくは90%以上のアミノ酸配列、又は
配列番号14に示されたアミノ酸配列の1〜245アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列をさらに有し、かつ
配列番号12に示されたアミノ酸配列の263〜419アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が50%以上若しくは90%以上のアミノ酸配列、又は配列番号14に示されたアミノ酸配列の268〜430アミノ酸残基のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列をさらに有する、請求項12、13又は16に記載の製造方法。
(B), (d) or (e), an amino acid sequence having 50% or more or 90% or more identity with the amino acid sequence of 1 to 240 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12, or SEQ ID NO: 14 further has an amino acid sequence having 90% or more identity with the amino acid sequence of 1 to 245 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 14, and residues 263 to 419 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 Amino acid sequence having at least 50% or at least 90% identity with the amino acid sequence of the group, or at least 90% identity with the amino acid sequence of 268 to 430 amino acid residues of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 14 The method according to claim 12, 13 or 16, further comprising.
グルコースとマンノースのエピメリ化活性を有するタンパク質の製造である、請求項12〜17のいずれか1項に記載の製造方法。 The production method according to any one of claims 12 to 17, which is a production of a protein having an epimerization activity of glucose and mannose. ガラクトースとタロースのエピメリ化活性を有するタンパク質の製造である、請求項12〜17のいずれか1項に記載の製造方法。 The production method according to any one of claims 12 to 17, which is production of a protein having epimerization activity of galactose and talose. グルコースに、請求項1〜5のいずれか1項に記載のタンパク質、請求項6若しくは11に記載のエピメリ化剤又は請求項12〜18のいずれか1項に記載の方法で製造したタンパク質を作用させて、マンノースを生成させることを含む、マンノースの製造方法。 The protein according to any one of claims 1 to 5, the epimellitic agent according to any one of claims 6 or 11, or the protein produced by the method according to any one of claims 12 to 18 acting on glucose A process for producing mannose, comprising: producing mannose. 配列番号10、配列番号12若しくは配列番号14に示されたアミノ酸配列を有するタンパク質または当該タンパク質のアミノ酸配列と同一性が70%以上のガラクトースとタロースのエピメリ化活性を有するタンパク質を有効成分とするガラクトースとタロースのエピメリ化剤。 A galactose containing as an active ingredient a protein having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 12 or SEQ ID NO: 14 or a protein having galactose and talose epimerization activity of 70% or more identity to the amino acid sequence of the protein And Tulose epimerising agent. ガラクトースに、請求項7〜10のいずれか1項に記載のタンパク質、請求項12〜17のいずれか1項に記載の方法で製造したタンパク質、または請求項21に記載のエピメリ化剤を作用させて、タロースを生成させることを含む、タロースの製造方法。 Allowing galactose to act on the protein according to any one of claims 7 to 10, the protein produced by the method according to any one of claims 12 to 17, or the epimerising agent according to claim 21 A method for producing talose, comprising producing talose.
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