JP2019519212A - 組換え宿主内でのステビオールグリコシドの産生 - Google Patents

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Abstract

本発明は、組換え微生物、ならびにステビオールグリコシド、ステビオール前駆体のグリコシド、及びステビオールグリコシド前駆体を産生する方法に関する。
【選択図】図3

Description

本開示は、組換え宿主内での、ステビオールグリコシド、ステビオール前駆体のグリコシド、及びステビオールグリコシド前駆体の組換え産生に関する。特に、本開示は、組換え宿主内での、ステビオール−13−O−グルコシド(13−SMG)、ステビオール−19−O−グルコシド(19−SMG)、ステビオール−1,2−ビオシド、1,2−ステビオシド、ルブソシド、レバウジオシドA(RebA)、レバウジオシドB(RebB)、レバウジオシドD(RebD)、レバウジオシドM(RebM)、モノグリコシル化ent−カウレン酸、ジグリコシル化ent−カウレン酸、トリグリコシル化ent−カウレン酸、トリグリコシル化ent−カウレノール(kaurenol)、トリグリコシル化ステビオールグリコシド、テトラグリコシル化ステビオールグリコシド、ペンタグリコシル化ステビオールグリコシド、ヘキサグリコシル化ステビオールグリコシド、ヘプタグリコシル化ステビオールグリコシド、またはそれらの異性体を含むステビオールグリコシドの産生に関する。
関連技術の説明
甘味料は、食品、飲料、または菓子業界で最も一般に使用される成分として周知である。甘味料は、卓上甘味料またはベーキング時の砂糖の家庭用代替品として、適切に希釈される時に、製造中の最終食品中に組み込むことができるか、または独立の使用のためのものとすることができるかのいずれかである。甘味料は、天然甘味料、例えば、スクロース、高フルクトースコーンシロップ、糖蜜、メープルシロップ、及び蜂蜜、ならびに、人工甘味料、例えば、アスパルテーム、サッカリン、及びスクラロースを含む。ステビア抽出物は、多年草であるStevia rebaudianaから単離及び抽出することができる天然甘味料である。ステビアは、ステビア抽出物を商業的に製造するために、南米及びアジアで一般に栽培される。種々の程度に精製されたステビア抽出物は、食品中の高強度甘味料として、かつ、卓上甘味料としてブレンドまたは単独で、商業的に使用される。
ジテルペンステビオール及び種々のステビオールグリコシドを含む、いくつかのステビオールグリコシドの化学構造は、図1に示される。ステビア植物の抽出物は一般に、甘味に寄与するステビオールグリコシドを含む。但し、各ステビオールグリコシドの量は多くの場合、とりわけ、異なる製造バッチ間で変動する。
ステビア植物由来のステビオールグリコシドの回収及び精製が、労働集約的かつ非効率的であることが証明されているので、RebD及びRebMなどの所望のステビオールグリコシドを高収率で蓄積することができる組換え産生系が依然として必要とされる。商業的使用のための組換え宿主内でのステビオールグリコシドの産生の改善も依然として必要とされる。
本発明が従来技術を超える特定の利点及び進歩を提供することは、上述の背景に反する。
本明細書に開示の本発明は、具体的な利点または機能に限定されないが、本発明は、1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの組成物を産生することが可能な組換え宿主細胞を提供し、組換え宿主細胞は、
(a)ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−19カルボキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子、
(b)ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−13ヒドロキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子、
(c)ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、もしくは13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC2′のβ1,2グリコシル化及び/またはC3′のβ1,3グリコシル化が可能なポリペプチドをコードする遺伝子、ならびに/または
(d)ステビオール前駆体を、C−19カルボキシル位もしくはC−19ヒドロキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子、
を含み、
遺伝子の少なくとも1つは、組換え遺伝子である。
本明細書に開示の組換え宿主細胞の一態様では、
(a)ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−19カルボキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチドは、UGT73C1ポリペプチド、UGT73C3ポリペプチド、UGT73C5ポリペプチド、UGT73C6ポリペプチド、UGT73E1ポリペプチド、UGT75B1ポリペプチド、UGT75L6ポリペプチド、OleIポリペプチド、UGT5ポリペプチド、SA Gtaseポリペプチド、UDPG1ポリペプチド、UN1671ポリペプチド、UGT74F1ポリペプチド、UGT84B2ポリペプチド、及び/またはUGT74F2様UGTポリペプチドであり、
(b)ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−13ヒドロキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチドは、UGT73C1ポリペプチド、UGT73C3ポリペプチド、UGT73C5ポリペプチド、UGT73C6ポリペプチド、UGT73C7ポリペプチド、UGT73E1ポリペプチド、及び/またはUGT76E12ポリペプチドであり、
(c)ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、もしくは13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC2′のβ1,2グリコシル化及び/またはC3′のβ1,3グリコシル化が可能なポリペプチドは、UGT73C6ポリペプチド、CaUGT3ポリペプチド、UN32491ポリペプチド、及び/またはUN1671ポリペプチドであり、かつ/または
(d)ステビオール前駆体をC−19カルボキシル位もしくはC−19ヒドロキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチドは、UGT73C1ポリペプチド、UGT73C3ポリペプチド、UGT73C5ポリペプチド、UGT73C6ポリペプチド、UGT73E1ポリペプチド、UGT74D1ポリペプチド、UGT75B1ポリペプチド、UGT75L6ポリペプチド、UGT76E12ポリペプチド、OleIポリペプチド、UGT5ポリペプチド、SA Gtase、UDPG1ポリペプチド、UGT74F1ポリペプチド、UGT75D1ポリペプチド、UGT84B2ポリペプチド、CaUGT2ポリペプチド、及び/またはUGT74F2様UGTポリペプチドである。
本明細書に開示の組換え宿主細胞の一態様では、UGT73C1ポリペプチドは、配列番号127に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含み、UGT73C3ポリペプチドは、配列番号133に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含み、UGT73C5ポリペプチドは、配列番号135に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含み、UGT73C6ポリペプチドは、配列番号137に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含み、UGT73E1ポリペプチドは、配列番号141に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の同一性を有するポリペプチドを含み、UGT74D1ポリペプチドは、配列番号143に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の同一性を有するポリペプチドを含み、UGT75B1ポリペプチドは、配列番号145に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、UGT75L6ポリペプチドは、配列番号147に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、UGT76E12ポリペプチドは、配列番号153に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、OleIポリペプチドは、配列番号177に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の同一性を有するポリペプチドを含み、UGT5ポリペプチドは、配列番号181に記載のアミノ酸配列と少なくとも65%の同一性を有するポリペプチドを含み、SA Gtaseポリペプチドは、配列番号183に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の同一性を有するポリペプチドを含み、UDPG1ポリペプチドは、配列番号185に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、UN1671ポリペプチドは、配列番号201に記載のアミノ酸配列と少なくとも45%の同一性を有するポリペプチドを含み、UGT74F1ポリペプチドは、配列番号203に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、UGT75D1ポリペプチドは、配列番号205に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、UGT84B2ポリペプチドは、配列番号207に記載のアミノ酸配列と少なくとも40%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、UGT74F2様UGTポリペプチドは、配列番号211に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の同一性を有するポリペプチドを含み、UGT73C7ポリペプチドは、配列番号139に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含み、CaUGT3ポリペプチドは、配列番号169に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の同一性を有するポリペプチドを含み、UN32491ポリペプチドは、配列番号199に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の同一性を有するポリペプチドを含み、かつ/またはCaUGT2ポリペプチドは、配列番号209に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の同一性を有するポリペプチドを含む。
本明細書に開示の組換え宿主細胞の一態様では、組換え宿主細胞は、
(a)ゲラニルゲラニルピロホスファート(GGPP)をファルネシルジホスファート(FPP)及びイソペンテニルジホスファート(IPP)から合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子、
(b)ent−コパリルジホスファートをGGPPから合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子、
(c)ent−カウレンをent−コパリルジホスファートから合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子、
(d)ent−カウレン酸をent−カウレンから合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子、
(e)シトクロムP450複合体を還元することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子、
(f)ステビオールをent−カウレン酸から合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子、
(g)ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−13ヒドロキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子、
(h)ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、もしくは13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC3′のβ1,3グリコシル化が可能なポリペプチドをコードする遺伝子、
(i)ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−19カルボキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子、ならびに/または
(k)ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、もしくは13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC2′のβ1,2グリコシル化が可能なポリペプチドをコードする遺伝子、
をさらに含み、
遺伝子の少なくとも1つは、組換え遺伝子である。
本明細書に開示の組換え宿主細胞の一態様では、
(a)GGPPを合成することが可能なポリペプチドは、配列番号20、配列番号22、配列番号24、配列番号26、配列番号28、配列番号30、配列番号32、もしくは配列番号116に記載のアミノ酸配列と少なくとも70%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、
(b)ent−コパリルジホスファートを合成することが可能なポリペプチドは、配列番号34、配列番号36、配列番号38、配列番号40、配列番号42、もしくは配列番号120に記載のアミノ酸配列と少なくとも70%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、
(c)ent−カウレンを合成することが可能なポリペプチドは、配列番号44、配列番号46、配列番号48、配列番号50、もしくは配列番号52に記載のアミノ酸配列と少なくとも70%配列同一性を有するポリペプチドを含み、
(d)ent−カウレン酸を合成することが可能なポリペプチドは、配列番号60、配列番号62、配列番号117、配列番号66、配列番号68、配列番号70、配列番号72、配列番号74、もしくは配列番号76に記載のアミノ酸配列と少なくとも70%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、
(e)シトクロムP450複合体を還元することが可能なポリペプチドは、配列番号78、配列番号80、配列番号82、配列番号84、配列番号86、配列番号88、配列番号90、配列番号92に記載のアミノ酸配列と少なくとも70%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、
(f)ステビオールを合成することが可能なポリペプチドは、配列番号94、配列番号97、配列番号100、配列番号101、配列番号102、配列番号103、配列番号104、配列番号106、配列番号108、配列番号110、配列番号112、もしくは配列番号114に記載のアミノ酸配列と少なくとも70%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、
(g)ステビオールもしくはステビオールグリコシドを、C−13ヒドロキシル位でグリコシル化することが可能な前記ポリペプチドは、配列番号7に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、
(h)ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、もしくは13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC3′のβ1,3グリコシル化が可能なポリペプチドは、配列番号9に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、
(g)ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−19カルボキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチドは、配列番号4に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、かつ/または
(k)ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、もしくは13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC2′のβ1,2グリコシル化が可能なポリペプチドは、配列番号11に記載のアミノ酸配列と80%以上の同一性を有するポリペプチド、配列番号13に記載のアミノ酸配列と80%以上の同一性を有するポリペプチド、もしくは配列番号16に記載のアミノ酸配列と少なくとも65%の配列同一性を有するポリペプチドを含む。
本明細書に開示の組換え宿主細胞の一態様では、1つ以上の組換え遺伝子の発現は、1つ以上の組換え遺伝子を欠損している対応する宿主と比較して、細胞により蓄積される1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの組成物の量を増加させる。
本明細書に開示の組換え宿主細胞の一態様では、1つ以上の組換え遺伝子の発現は、1つ以上の組換え遺伝子を欠損している対応する宿主と比較して、細胞により蓄積される1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの組成物の量を、少なくとも約5%、少なくとも約10%、少なくとも約25%、少なくとも約50%、少なくとも約75%、または少なくとも約100%増加させる。
本明細書に開示の組換え宿主細胞の一態様では、1つ以上の組換え遺伝子の発現は、1つ以上の組換え遺伝子を欠損している対応する宿主と比較して、細胞により蓄積されるent−カウレン酸+2Glc(#7)、ent−カウレン酸+3Glc(異性体1)、ent−カウレン酸+3Glc(異性体2)ステビオール−13−O−グルコシド(13−SMG)、レバウジオシドA(RebA)、レバウジオシドB(RebB)、ステビオール+4Glc(#36)、ステビオール+6Glc(異性体1)、ステビオール+7Glc(異性体2)、ならびに/またはent−カウレノール+3Glc(異性体1及び/または異性体2)の量を増加させる。
本明細書に開示の組換え宿主細胞の一態様では、1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体は、13−SMG、ステビオール−19−O−グルコシド(19−SMG)、ステビオール−1,2−ビオシド、ステビオール−1,3−ビオシド、1,2−ステビオシド、1,3−ステビオシド、ルブソシド、RebA、RebB、レバウジオシドC(RebC)、レバウジオシドD(RebD)、レバウジオシドE(RebE)、レバウジオシドF(RebF)、レバウジオシドM(RebM)、レバウジオシドQ(RebQ)、レバウジオシドI(RebI)、ズルコシドA、モノグリコシル化ent−カウレン酸、ジグリコシル化ent−カウレン酸、トリグリコシル化ent−カウレン酸、モノグリコシル化ent−カウレノール、ジグリコシル化ent−カウレノール、トリグリコシル化ent−カウレノール、トリグリコシル化ステビオールグリコシド、テトラグリコシル化ステビオールグリコシド、ペンタグリコシル化ステビオールグリコシド、ヘキサグリコシル化ステビオールグリコシド、ヘプタグリコシル化ステビオールグリコシド、もしくはそれらの異性体、であるか、またはそれらの組成物は、これらを含む。
本明細書に開示の組換え宿主細胞の一態様では、モノグリコシル化ent−カウレン酸は、表1のKA1.58を含み、かつ/またはペンタグリコシル化ステビオールは、表1の化合物5.24を含む。
本明細書に開示の組換え宿主細胞の一態様では、組換え宿主細胞は、植物細胞、哺乳動物細胞、昆虫細胞、真菌細胞、藻類細胞、または細菌細胞を含む。
本発明は、1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの組成物を、細胞培養物中で産生する方法も提供し、方法は、遺伝子が発現される条件下で、本明細書に開示の組換え宿主細胞を細胞培養物中で成長させることを含み、1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの組成物は、組換え宿主細胞により産生される。
本明細書に開示の方法の一態様では、遺伝子は構成的に発現され、かつ/または遺伝子の発現が誘導される。
本明細書に開示の方法の一態様では、組換え宿主細胞により蓄積される、ent−カウレン酸+2Glc(#7)、ent−カウレン酸+3Glc(異性体1)、ent−カウレン酸+3Glc(異性体2)、13−SMG、RebA、RebB、ステビオール+4Glc(#36)、ステビオール+6Glc(異性体1)、ステビオール+7Glc(異性体2)、ならびに/またはent−カウレノール+3Glc(異性体1及び/または異性体2)の量は、1つ以上の組換え遺伝子を欠損している対応する宿主と比較して、少なくとも約5%増加する。
一態様では、本明細書に開示の方法は、それにより産生された1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの組成物を、細胞培養物から単離することをさらに含む。
本明細書に開示の方法の一態様では、単離ステップは、
(a)1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの組成物を含む細胞培養物を提供すること、
(b)産生された1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの組成物を含む上清を得るために、細胞培養物の液相を、細胞培養物の固相から分離すること、
(c)充填カラム中の吸着樹脂を提供することを含む、1つ以上の吸着樹脂を提供すること、ならびに
(d)産生された1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの組成物の少なくとも一部を得るために、ステップ(b)の上清を、1つ以上の吸着樹脂と接触させて、それにより、産生された1つ以上のステビオールグリコシドまたはステビオールグリコシド組成物を単離すること、
あるいは
(a)1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの組成物を含む細胞培養物を提供すること、
(b)産生された1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの組成物を含む上清を得るために、細胞培養物の液相を、細胞培養物の固相から分離すること、
(c)1つ以上のイオン交換またはイオン交換もしくは逆相クロマトグラフィーカラムを提供すること、ならびに
(d)産生された1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの組成物の少なくとも一部を得るために、ステップ(b)の上清を、1つ以上のイオン交換またはイオン交換もしくは逆相クロマトグラフィーカラムと接触させて、それにより、産生された1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの組成物を単離すること、
あるいは
(a)1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの組成物を含む細胞培養物を提供すること、
(b)産生された1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの組成物を含む上清を得るために、細胞培養物の液相を、細胞培養物の固相から分離すること、
(c)産生された1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの組成物を結晶化または抽出して、それにより、産生された1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの組成物を単離すること、
を含む。
一態様では、本明細書に開示の方法は、1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの組成物を、細胞培養物から回収することをさらに含み、細胞培養物は、ステビア植物由来のステビオールグリコシド組成物と比較して、1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはステビオール前駆体のグリコシド、またはそれらの組成物について富化されており、植物由来のステビア抽出物と比較して低減したステビア植物由来構成成分レベルを有する。
本明細書に開示の方法の一態様では、回収された1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの組成物は、ステビア植物から回収されたステビオールグリコシド組成物とは異なり、かつ植物由来のステビア抽出物と比較して低減したステビア植物由来構成成分レベルを有する、相対量で存在する。
本発明は、
(a)ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−19カルボキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子、
(b)ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−13ヒドロキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子、
(c)ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、もしくは13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC2′のβ1,2グリコシル化及び/またはC3′のβ1,3グリコシル化が可能なポリペプチドをコードする遺伝子、ならびに/または
(d)ステビオール前駆体を、C−19カルボキシル位もしくはC−19ヒドロキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子、
を使用する組換え宿主の細胞培地中の植物由来または合成のステビオール、ステビオール前駆体、及び/またはステビオールグリコシドの全細胞生物変換(ポリペプチドのうちの少なくとも1つは、組換え宿主細胞内で発現される組換えポリペプチドである)、ならびに、それにより、1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの組成物を産生することを含む、1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの組成物を産生する方法も提供する。
本明細書に開示の方法の一態様では、
(a)ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−19カルボキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチドは、UGT73C1ポリペプチド、UGT73C3ポリペプチド、UGT73C5ポリペプチド、UGT73C6ポリペプチド、UGT73E1ポリペプチド、UGT75B1ポリペプチド、UGT75L6ポリペプチド、OleIポリペプチド、UGT5ポリペプチド、SA Gtaseポリペプチド、UDPG1ポリペプチド、UN1671ポリペプチド、UGT74F1ポリペプチド、UGT84B2ポリペプチド、及び/またはUGT74F2様UGTポリペプチドであり、
(b)ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−13ヒドロキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチドは、UGT73C1ポリペプチド、UGT73C3ポリペプチド、UGT73C5ポリペプチド、UGT73C6ポリペプチド、UGT73C7ポリペプチド、UGT73E1ポリペプチド、及び/またはUGT76E12ポリペプチドであり、
(c)ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、もしくは13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC2′のβ1,2グリコシル化及び/またはC3′のβ1,3グリコシル化が可能なポリペプチドは、UGT73C6ポリペプチド、CaUGT3ポリペプチド、UN32491ポリペプチド、及び/またはUN1671ポリペプチドであり、かつ/または
(d)ステビオール前駆体をC−19カルボキシル位もしくはC−19ヒドロキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチドは、UGT73C1ポリペプチド、UGT73C3ポリペプチド、UGT73C5ポリペプチド、UGT73C6ポリペプチド、UGT73E1ポリペプチド、UGT75B1ポリペプチド、UGT75L6ポリペプチド、UGT76E12ポリペプチド、OleIポリペプチド、UGT5ポリペプチド、SA Gtase、UDPG1ポリペプチド、UGT74F1ポリペプチド、UGT75D1ポリペプチド、UGT84B2ポリペプチド、及び/またはUGT74F2様UGTポリペプチドである。
本明細書に開示の方法の一態様では、UGT73C1ポリペプチドは、配列番号127に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含み、UGT73C3ポリペプチドは、配列番号133に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含み、UGT73C5ポリペプチドは、配列番号135に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含み、UGT73C6ポリペプチドは、配列番号137に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含み、UGT73E1ポリペプチドは、配列番号141に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の同一性を有するポリペプチドを含み、UGT74D1ポリペプチドは、配列番号143に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の同一性を有するポリペプチドを含み、UGT75B1ポリペプチドは、配列番号145に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、UGT75L6ポリペプチドは、配列番号147に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、UGT76E12ポリペプチドは、配列番号153に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、OleIポリペプチドは、配列番号177に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の同一性を有するポリペプチドを含み、UGT5ポリペプチドは、配列番号181に記載のアミノ酸配列と少なくとも65%の同一性を有するポリペプチドを含み、SA Gtaseポリペプチドは、配列番号183に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の同一性を有するポリペプチドを含み、UDPG1ポリペプチドは、配列番号185に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、UN1671ポリペプチドは、配列番号201に記載のアミノ酸配列と少なくとも45%の同一性を有するポリペプチドを含み、UGT74F1ポリペプチドは、配列番号203に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、UGT75D1ポリペプチドは、配列番号205に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、UGT84B2ポリペプチドは、配列番号207に記載のアミノ酸配列と少なくとも40%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、UGT74F2様UGTポリペプチドは、配列番号211に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の同一性を有するポリペプチドを含み、UGT73C7ポリペプチドは、配列番号139に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含み、CaUGT3ポリペプチドは、配列番号169に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の同一性を有するポリペプチドを含み、UN32491ポリペプチドは、配列番号199に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の同一性を有するポリペプチドを含み、またはCaUGT2ポリペプチドは、配列番号209に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の同一性を有するポリペプチドを含む。
本明細書に開示の方法の一態様では、組換え宿主細胞は、植物細胞、哺乳動物細胞、昆虫細胞、真菌細胞、藻類細胞、または細菌細胞である。
本発明は、
(a)配列番号7に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の同一性を有するUGT85C2ポリペプチド、
(b)配列番号9に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の同一性を有するUGT76G1ポリペプチド、
(c)配列番号4に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の同一性を有するUGT74G1ポリペプチド、
(d)配列番号11に記載のアミノ酸配列と90%以上の同一性を有するUGT91D2eポリペプチドを含むUGT91D2機能的ホモログポリペプチド:もしくは配列番号13に記載のアミノ酸配列と90%以上の同一性を有するUGT91D2e−bポリペプチド、
(e)配列番号16に記載のアミノ酸配列と少なくとも65%の同一性を有するEUGT11ポリペプチド、及び/または
(f)配列番号127に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含むUGT73C1ポリペプチド、配列番号133に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含むUGT73C3ポリペプチド、配列番号135に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含むUGT73C5ポリペプチド、配列番号137に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含むUGT73C6ポリペプチド、配列番号141に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の同一性を有するポリペプチドを含むUGT73E1ポリペプチド、配列番号143に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の同一性を有するポリペプチドを含むUGT74D1ポリペプチド、配列番号145に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性を有するポリペプチドを含むUGT75B1ポリペプチド、配列番号147に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性を有するポリペプチドを含むUGT75L6ポリペプチド、配列番号153に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性を有するポリペプチドを含むUGT76E12ポリペプチド、配列番号177に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の同一性を有するポリペプチドを含むOleIポリペプチド、配列番号181に記載のアミノ酸配列と少なくとも65%の同一性を有するポリペプチドを含むUGT5ポリペプチド、配列番号183に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の同一性を有するポリペプチドを含むSA Gtaseポリペプチド、配列番号185に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性を有するポリペプチドを含むUDPG1ポリペプチド、配列番号201に記載のアミノ酸配列と少なくとも45%の同一性を有するポリペプチドを含むUN1671ポリペプチド、配列番号203に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性を有するポリペプチドを含むUGT74F1ポリペプチド、配列番号205に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性を有するポリペプチドを含むUGT75D1ポリペプチド、配列番号207に記載のアミノ酸配列と少なくとも40%の配列同一性を有するポリペプチドを含むUGT84B2ポリペプチド、配列番号211に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の同一性を有するポリペプチドを含むUGT74F2様UGTポリペプチド、配列番号139に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含むUGT73C7ポリペプチド、配列番号169に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の同一性を有するポリペプチドを含むCaUGT3ポリペプチド、配列番号199に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の同一性を有するポリペプチドを含むUN32491ポリペプチド、もしくは配列番号209に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の同一性を有するポリペプチドを含むCaUGT2ポリペプチド、
ならびに植物由来もしくは合成のステビオールグリコシド前駆体、または、植物由来もしくは合成のステビオール前駆体を反応混合物に添加すること(ポリペプチドのうちの少なくとも1つは、組換えポリペプチドであり)、ならびに、それにより、1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの組成物を産生することを含む、1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの組成物を産生するインビトロの方法も提供する。
本明細書に開示の方法の一態様では、反応混合物は、
(a)グルコース、フルクトース、スクロース、キシロース、ラムノース、ウリジンジホスファート(UDP)−グルコース、UDP−ラムノース、UDP−キシロース、及び/またはN−アセチル−グルコサミン、ならびに/または
(b)反応緩衝液及び/または塩、
を含む。
本明細書に開示の方法の一態様では、1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体は、13−SMG、19−SMG、ステビオール−1,2−ビオシド、ステビオール−1,3−ビオシド、1,2−ステビオシド、1,3−ステビオシド、ルブソシド、RebA、RebB、RebC、RebD、RebE、RebF、RebM、RebQ、RebI、ズルコシドA、モノグリコシル化ent−カウレン酸、ジグリコシル化ent−カウレン酸、トリグリコシル化ent−カウレン酸、モノグリコシル化ent−カウレノール、ジグリコシル化ent−カウレノール、トリグリコシル化ent−カウレノール、トリグリコシル化ステビオールグリコシド、テトラグリコシル化ステビオールグリコシド、ペンタグリコシル化ステビオールグリコシド、ヘキサグリコシル化ステビオールグリコシド、ヘプタグリコシル化ステビオールグリコシド、及び/またはそれらの異性体、であるか、またはそれらの組成物は、これらを含む。
本明細書に開示の方法の一態様では、モノグリコシル化ent−カウレン酸は、表1のKA1.58を含み、かつ/またはペンタグリコシル化ステビオールは、表1の化合物5.24を含む。
本発明は、本明細書に開示の組換え宿主細胞を含む細胞培養物も提供し、細胞培養物は、
(a)組換え宿主細胞により産生された1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの組成物、
(b)グルコース、フルクトース、スクロース、キシロース、ラムノース、UDP−グルコース、UDP−ラムノース、UDP−キシロース、及び/またはN−アセチル−グルコサミン、ならびに
(c)微量金属、ビタミン、塩、酵母ニトロゲンベース(YNB)、及び/またはアミノ酸を含む補助栄養素、
をさらに含み、
1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの組成物は、細胞培養物の少なくとも1mg/リットルの濃度で存在し、
細胞培養物は、ステビア植物由来のステビオールグリコシド組成物と比較して、1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはステビオール前駆体のグリコシド、またはそれらの組成物について富化されており、植物由来のステビア抽出物と比較して低減したステビア植物由来構成成分レベルを有する。
本発明は、
(a)組換え宿主細胞により産生された1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの組成物、
(b)グルコース、フルクトース、スクロース、キシロース、ラムノース、UDP−グルコース、UDP−ラムノース、UDP−キシロース、及び/またはN−アセチル−グルコサミン、及び/または
(c)微量金属、ビタミン、塩、酵母ニトロゲンベース、YNB、及び/またはアミノ酸を含む補助栄養素、
を含む細胞培養物中で成長した本明細書に開示の組換え宿主細胞の細胞溶解物も提供し、
組換え宿主細胞により産生された1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの組成物は、細胞培養物の少なくとも1mg/リットルの濃度で存在する。
本発明は、
(a)配列番号7に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の同一性を有するUGT85C2ポリペプチド、
(b)配列番号9に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の同一性を有するUGT76G1ポリペプチド、
(c)配列番号4に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の同一性を有するUGT74G1ポリペプチド、
(d)配列番号11に記載のアミノ酸配列と90%以上の同一性を有するUGT91D2eポリペプチドを含むUGT91D2機能的ホモログポリペプチド:もしくは配列番号13に記載のアミノ酸配列と90%以上の同一性を有するUGT91D2e−bポリペプチド、
(e)配列番号16に記載のアミノ酸配列と少なくとも65%の同一性を有するEUGT11ポリペプチド、及び/または
(f)配列番号127に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含むUGT73C1ポリペプチド、配列番号133に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含むUGT73C3ポリペプチド、配列番号135に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含むUGT73C5ポリペプチド、配列番号137に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含むUGT73C6ポリペプチド、配列番号141に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の同一性を有するポリペプチドを含むUGT73E1ポリペプチド、配列番号145に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性を有するポリペプチドを含むUGT75B1ポリペプチド、配列番号147に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性を有するポリペプチドを含むUGT75L6ポリペプチド、配列番号153に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性を有するポリペプチドを含むUGT76E12ポリペプチド、配列番号177に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の同一性を有するポリペプチドを含むOleIポリペプチド、配列番号181に記載のアミノ酸配列と少なくとも65%の同一性を有するポリペプチドを含むUGT5ポリペプチド、配列番号183に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の同一性を有するポリペプチドを含むSA Gtaseポリペプチド、配列番号185に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性を有するポリペプチドを含むUDPG1ポリペプチド、配列番号201に記載のアミノ酸配列と少なくとも45%の同一性を有するポリペプチドを含むUN1671ポリペプチド、配列番号203に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性を有するポリペプチドを含むUGT74F1ポリペプチド、配列番号205に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性を有するポリペプチドを含むUGT75D1ポリペプチド、配列番号207に記載のアミノ酸配列と少なくとも40%の配列同一性を有するポリペプチドを含むUGT84B2ポリペプチド、配列番号211に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の同一性を有するポリペプチドを含むUGT74F2様UGTポリペプチド、配列番号139に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含むUGT73C7ポリペプチド、配列番号169に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の同一性を有するポリペプチドを含むCaUGT3ポリペプチド、もしくは配列番号199に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の同一性を有するポリペプチドを含むUN32491ポリペプチド、
を含み、かつ
(g)1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの組成物、
(h)グルコース、フルクトース、スクロース、キシロース、ラムノース、ウリジンジホスファート(UDP)−グルコース、UDP−ラムノース、UDP−キシロース、及び/またはN−アセチル−グルコサミン、ならびに/または
(i)反応緩衝液及び/または塩、
をさらに含む、反応混合物も提供する。
本発明は、本明細書に開示の組換え宿主細胞により産生された1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体の組成物も提供し、組換え宿主細胞により産生された1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体は、ステビア植物由来のステビオールグリコシド組成物とは異なり、かつ植物由来のステビア抽出物と比較して低減したステビア植物由来構成成分レベルを有する、相対量で存在する。
本発明は、本明細書に開示の方法により産生された1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体の組成物も提供し、組換え宿主細胞により産生された1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体は、ステビア植物由来のステビオールグリコシド組成物とは異なり、かつ植物由来のステビア抽出物と比較して低減したステビア植物由来構成成分レベルを有する、相対量で存在する。
本発明は、本明細書に開示の組換え宿主細胞及び/または方法により産生された1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体を含む甘味料組成物も提供する。
本発明は、本明細書に開示の甘味料組成物を含む食品も提供する。
本発明は、本明細書に開示の甘味料組成物を含む飲料または飲料濃縮物も提供する。
本発明は、ステビオールまたはステビオールグリコシドをC−19カルボキシル位またはその触媒活性部分でグリコシル化することが可能なポリペプチドをコードする単離核酸分子も提供し、ステビオールまたはステビオールグリコシドをC−19カルボキシル位またはその触媒活性部分でグリコシル化することが可能なコードされたポリペプチドは、配列番号127に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性、配列番号133に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性、配列番号135に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性、配列番号137に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性、配列番号141に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性、配列番号145に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性、配列番号147に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性、配列番号177に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の配列同一性、配列番号181に記載のアミノ酸配列と少なくとも65%の配列同一性、配列番号183に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の配列同一性、配列番号185に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性、配列番号201に記載のアミノ酸配列と少なくとも45%の配列同一性、配列番号203に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性、配列番号207に記載のアミノ酸配列と少なくとも40%の配列同一性、または配列番号211に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の配列同一性を有する。
本発明は、ステビオールまたはステビオールグリコシドをC−13ヒドロキシル位またはその触媒活性部分でグリコシル化することが可能なポリペプチドをコードする単離核酸分子も提供し、ステビオールまたはステビオールグリコシドをC−13ヒドロキシル位またはその触媒活性部分でグリコシル化することが可能なコードされたポリペプチドは、配列番号127に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性、配列番号133に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性、配列番号135に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性、配列番号137に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性、配列番号139に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性、配列番号141に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性、または配列番号153に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性を有する。
本発明は、ステビオールグリコシドまたはその触媒活性部分の13−O−グルコース、19−O−グルコース、または13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC2′のβ1,2グリコシル化及び/またはC3′のβ1,3グリコシル化が可能なポリペプチドをコードする単離核酸分子も提供し、ステビオールグリコシドまたはその触媒活性部分の13−O−グルコース、19−O−グルコース、または13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC2′のβ1,2グリコシル化及び/またはC3′のβ1,3グリコシル化が可能なコードされたポリペプチドは、配列番号137に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性、配列番号169に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性、配列番号199に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性、または配列番号201に記載のアミノ酸配列と少なくとも45%の配列同一性を有する。
本発明は、ステビオール前駆体をC−19カルボキシル位もしくはC−19ヒドロキシル位またはその触媒活性部分でグリコシル化することが可能なポリペプチドをコードする単離核酸分子も提供し、ステビオール前駆体をC−19カルボキシル位もしくはC−19ヒドロキシル位またはその触媒活性部分でグリコシル化することが可能なコードされたポリペプチドは、配列番号127に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性、配列番号133に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性、配列番号135に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性、配列番号137に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性、配列番号141に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性、配列番号145に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性、配列番号147に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性、配列番号153に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性、配列番号177に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の配列同一性、配列番号181に記載のアミノ酸配列と少なくとも65%の配列同一性、配列番号183に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の配列同一性、配列番号185に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性、配列番号203に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性、配列番号205に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性、配列番号207に記載のアミノ酸配列と少なくとも40%の配列同一性、または配列番号211に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の配列同一性を有する。
本明細書に開示の単離核酸の一態様では、核酸は、cDNAである。
本発明のこれら及び他の特徴及び利点は、添付の特許請求の範囲と共に、次の発明を実施するための形態からより完全に理解されるであろう。特許請求の範囲の範囲は、そこに列挙されるものにより規定され、本明細書に記載の特徴及び利点の具体的な検討により規定されないことに注意する。
本発明の実施形態の次の詳細な説明は、次の図面と共に読まれる時、最も良く理解することができ、類似の構造は、類似の参照番号で示される。
好適なウリジン5′−ジホスホ(UDP)グリコシルトランスフェラーゼ(UGT)酵素により触媒される代表的な主要なステビオールグリコシドグリコシル化反応及びステビア抽出物に見出される化合物のうちのいくつかの化学構造を示す。 ゲラニルゲラニルジホスファートシンターゼ(GGPPS)、ent−コパリルジホスファートシンターゼ(CDPS)、ent−カウレンシンターゼ(KS)、ent−カウレンオキシダーゼ(KO)、及びent−カウレン酸ヒドロキシラーゼ(KAH)ポリペプチドを使用して、ステビオールをゲラニルゲラニルジホスファートから産生する生化学的経路を示す。 ステビオール+6Glc(異性体1)及びステビオール+7Glc(異性体2)の構造を示す。 ステビオール+4Glc(#26)及びent−カウレン酸+3Glc(異性体1)の構造を示す。 ent−カウレン酸+3Glc(異性体2)及びent−カウレノール+3Glc(異性体1)の構造を示す。 ent−カウレン酸+3Glc(異性体1)のH NMRスペクトルならびにH及び13C NMR化学シフト(ppm単位)を示す。 ent−カウレン酸+3Glc(異性体1)のH NMRスペクトルならびにH及び13C NMR化学シフト(ppm単位)を示す。 ent−カウレン酸+3Glc(異性体1)のH NMRスペクトルならびにH及び13C NMR化学シフト(ppm単位)を示す。 ent−カウレン酸+3Glc(異性体1)のH NMRスペクトルならびにH及び13C NMR化学シフト(ppm単位)を示す。 ent−カウレン酸+3Glc(異性体1)のH NMRスペクトルならびにH及び13C NMR化学シフト(ppm単位)を示す。 ent−カウレン酸+3Glc(異性体1)のH NMRスペクトルならびにH及び13C NMR化学シフト(ppm単位)を示す。 ent−カウレノール+3Glc(異性体1)のH NMRスペクトルならびにH及び13C NMR化学シフト(ppm単位)を示す。 ent−カウレノール+3Glc(異性体1)のH NMRスペクトルならびにH及び13C NMR化学シフト(ppm単位)を示す。 ent−カウレノール+3Glc(異性体1)のH NMRスペクトルならびにH及び13C NMR化学シフト(ppm単位)を示す。 ステビオール+6Glc(異性体1)のH NMRスペクトルならびにH及び13C NMR化学シフト(ppm単位)を示す。 ステビオール+6Glc(異性体1)のH NMRスペクトルならびにH及び13C NMR化学シフト(ppm単位)を示す。 ステビオール+6Glc(異性体1)のH NMRスペクトルならびにH及び13C NMR化学シフト(ppm単位)を示す。 ステビオール+6Glc(異性体1)のH NMRスペクトルならびにH及び13C NMR化学シフト(ppm単位)を示す。 ステビオール+7Glc(異性体2)のH NMRスペクトルならびにH及び13C NMR化学シフト(ppm単位)を示す。 ステビオール+7Glc(異性体2)のH NMRスペクトルならびにH及び13C NMR化学シフト(ppm単位)を示す。 ステビオール+7Glc(異性体2)のH NMRスペクトルならびにH及び13C NMR化学シフト(ppm単位)を示す。 ステビオール+7Glc(異性体2)のH NMRスペクトルならびにH及び13C NMR化学シフト(ppm単位)を示す。 ステビオール+4Glc(#26)のH NMRスペクトルならびにH及び13C NMR化学シフト(ppm単位)を示す。 ステビオール+4Glc(#26)のH NMRスペクトルならびにH及び13C NMR化学シフト(ppm単位)を示す。 ステビオール+4Glc(#26)のH NMRスペクトルならびにH及び13C NMR化学シフト(ppm単位)を示す。 ステビオール+4Glc(#26)のH NMRスペクトルならびにH及び13C NMR化学シフト(ppm単位)を示す。
図中の要素が、平易かつ明快にするために示されており、必ずしも縮尺通りに描かれていないことを、当業者らは理解するであろう。例えば、図の一部の要素の寸法は、本発明の実施形態(複数可)の理解を高めるのを助けるために、他の要素と比較して誇張されている可能性がある。
本明細書で引用される全ての刊行物、特許、及び特許出願は、本明細書により全ての目的のために参照により明示的に組み込まれる。
本発明を詳細に説明する前に、多数の用語が定義されることになる。本明細書で使用される場合、単数形「a」、「an」、及び「the」は、文脈に別途明示のない限り、複数の指示対象を含む。例えば、「核酸」への言及は、1つ以上の核酸を意味する。
「好ましくは」、「一般に」、及び「通常」のような用語は、特許請求される発明の範囲を限定するために、または特定の特徴が特許請求される発明の構造もしくは機能に決定的、必須、もしくはさらに重要であることを意味するために、本明細書では利用されないことに注意する。むしろ、これらの用語は単に、本発明の特定の実施形態で利用することができるか、または利用することができない代替または追加の特徴を強調することが意図される。
本発明を説明及び記載する目的で、「実質的に」という用語は、本明細書では、定量的な比較、値、測定値、または他の表現に起因する可能性がある不確実性の固有の程度を表すために利用されることに注意する。「実質的に」という用語もまた、本明細書では、問題となっている主題の基本機能に変化をもたらさずに、定量的表現が記載された基準と異なる可能性がある程度を表すために利用される。
当業者らに周知の方法は、本発明による遺伝子発現構築物及び組換え細胞を構築するために使用することができる。これらの方法は、インビトロ組換えDNA技術、合成技術、インビボ組換え技術、及びポリメラーゼ連鎖反応(PCR)技術を含む。例えば、Green & Sambrook,2012,MOLECULAR CLONING:A LABORATORY MANUAL,Fourth Edition,Cold Spring Harbor Laboratory,New York;Ausubel et al.,1989,CURRENT PROTOCOLS IN MOLECULAR BIOLOGY,Greene Publishing Associates and Wiley Interscience,New York,and PCR Protocols:A Guide to Methods and Applications (Innis et al.,1990,Academic Press,San Diego,CA)に記載の技術を参照のこと。
本明細書で使用される場合、「ポリヌクレオチド」、「ヌクレオチド」、「オリゴヌクレオチド」、及び「核酸」という用語は、当業者に理解されるように、文脈に応じて、一本鎖または二本鎖のいずれかの実施形態では、DNA、RNA、それらの誘導体、またはそれらの組み合わせを含む核酸を指すために互換的に使用することができる。
本明細書中で使用される場合、「微生物」、「微生物宿主」、及び「微生物宿主細胞」という用語は、互換的に使用することができる。本明細書で使用される場合、「組換え宿主」及び「組換え宿主細胞」という用語は、互換的に使用することができる。「微生物」、「微生物宿主」、及び「微生物宿主細胞」という用語は、組換え遺伝子を含む細胞を記載するために使用される場合、「組換え宿主」または「組換え宿主細胞」を意味すると解釈され得ることを、当業者は理解するであろう。本明細書で使用される場合、「組換え宿主」という用語は、宿主を指すことが意図され、このゲノムは、少なくとも1つのDNA配列により増強されている。このようなDNA配列は、天然には存在しない遺伝子、RNAに正常に転写されないか、またはタンパク質に翻訳され(「発現され」)ないDNA配列、及び宿主内に導入することが所望される他の遺伝子またはDNA配列を含むが、これらに限定されない。通常は、本明細書に記載の組換え宿主のゲノムは、1つ以上の組換え遺伝子の安定した導入により増強されることが理解されるであろう。一般に、導入されたDNAは、DNAのレシピエントである宿主内に元々存在していないが、DNAセグメントを所与の宿主から単離すること、及びその後、そのDNAの1つ以上のさらなるコピーを同じ宿主内に導入すること、例えば、遺伝子の産物の産生を増強させるか、または遺伝子の発現パターンを変更することは、本開示の範囲内である。一部の場合では、導入されたDNAは、例えば、相同組換えまたは部位特異的変異導入により、内因性遺伝子またはDNA配列を改変または置換するであろう。好適な組換え宿主は、微生物を含む。
本明細書で使用される場合、「組換え遺伝子」という用語は、同じまたは類似の遺伝子またはDNA配列が、このような宿主内に既に存在し得るかどうかにかかわらず、レシピエント宿主内に導入される遺伝子またはDNA配列を指す。本文脈における「導入された」または「増強された」は、人の手により導入または増強されることを意味することが当該技術分野で既知である。従って、組換え遺伝子は、別の種に由来するDNA配列とすることができ、または同じ種に由来するか、もしくは同じ種に存在するが組換え宿主を形成するために組換え法により宿主に組み込まれているDNA配列とすることができる。宿主に導入される組換え遺伝子は、形質転換される宿主に通常存在するDNA配列と同一である可能性があり、かつ、DNAの1つ以上のさらなるコピーを提供し、それにより、そのDNAの遺伝子産物の過剰発現または改変された発現が可能になるように導入されることが理解されるであろう。一部の態様では、該組換え遺伝子は、cDNAによりコードされる。他の実施形態では、組換え遺伝子は、S.cerevisiae内での発現のために合成及び/またはコドン最適化される。
本明細書で使用される場合、「操作された生合成経路」という用語は、本明細書に記載の通り、組換え宿主内で生じる生合成経路を指す。一部の態様では、生合成経路の1つ以上のステップは、未改変宿主内で自然に生じない。一部の実施形態では、異種バージョンの遺伝子は、内因性バージョンの遺伝子を含む宿主内に導入される。
本明細書で使用される場合、「内因性」遺伝子という用語は、特定の生体、組織、または細胞に由来し、かつそれら内で産生または合成される遺伝子を指す。一部の実施形態では、内因性遺伝子は、酵母遺伝子である。一部の実施形態では、遺伝子は、限定されないが、S.cerevisiae株S288Cを含むS.cerevisiaeに対して内因性である。一部の実施形態では、内因性酵母遺伝子が、過剰発現される。本明細書で使用される場合、「過剰発現」という用語は、野生型生体内の遺伝子発現のレベルよりも高いレベルでの生体内の遺伝子の発現を指すために使用される。例えば、Prelich,2012,Genetics 190:841−54を参照のこと。一部の実施形態では、内因性酵母遺伝子、例えば、ADHが欠失する。例えば、Giaever & Nislow,2014,Genetics 197(2):451−65を参照のこと。本明細書で使用される場合、「欠失」、「欠失した」、「ノックアウト」、及び「ノックアウトした」という用語は、限定されないが、S.cerevisiaeを含む生体内で今後発現されないように操作されている内因性遺伝子を指すために互換的に使用することができる。
本明細書で使用される場合、「異種配列」及び「異種コード配列」という用語は、組換え宿主以外の種に由来する配列を記載するために使用される。一部の実施形態では、組換え宿主は、S.cerevisiae細胞であり、異種配列は、S.cerevisiae以外の生体に由来する。異種コード配列は、例えば、異種配列を発現する組換え宿主と異なる原核微生物、真核微生物、植物、動物、昆虫、または真菌由来である可能性がある。一部の実施形態では、コード配列は、宿主に固有の配列である。
「選択マーカー」は、宿主細胞栄養要求性を補完するか、抗生物質耐性を提供するか、または色の変化をもたらす任意の数の遺伝子のうちの1つとすることができる。次に、遺伝子置換ベクターの線状化されたDNAフラグメントは、当該技術分野で周知の方法を使用して、細胞に導入される(以下を参照のこと)。線状フラグメントのゲノムへの組み込み及び遺伝子の破壊は、選択マーカーに基づいて決定することができ、例えば、PCRまたはサザンブロット分析により確認することができる。選択に使用された後、選択マーカーは、例えば、Cre−LoxPシステムにより、宿主細胞のゲノムから除去することができる(例えば、Gossen et al.,2002,Ann.Rev.Genetics 36:153−173及びU.S.2006/0014264を参照のこと)。あるいは、遺伝子置換ベクターは、破壊されるべき遺伝子の部分を含むように構成することができ、部分は、任意の内因性遺伝子のプロモーター配列を欠損しており、何もコードしないか、または遺伝子のコード配列の不活性フラグメントをコードする。
本明細書で使用される場合、「多様体」及び「変異体」という用語は、特定のタンパク質の野生型配列と比較して、1つ以上のアミノ酸が修飾されているタンパク質配列を記載するために使用される。
本明細書で使用される場合、「不活性フラグメント」という用語は、遺伝子の全長コード配列から産生されるタンパク質の活性の例えば、約10%未満(例えば、約9%未満、約8%未満、約7%未満、約6%未満、約5%未満、約4%未満、約3%未満、約2%未満、約1%未満、または0%)を有するタンパク質をコードする遺伝子フラグメントである。遺伝子のこのような一部分は、既知のプロモーター配列が遺伝子配列に作動可能に連結されていないが、終止コドン及び転写終結配列が遺伝子配列の部分に作動可能に連結されるようにベクターに挿入される。このベクターは、その後、遺伝子配列の部分で線状化し、細胞内に形質転換することができる。次に、単一の相同組換えにより、この線状化されたベクターは、不活化された状態の遺伝子の内因性対応物に組み込まれる。
本明細書で使用される場合、「ステビオールグリコシド」という用語は、レバウジオシドA(RebA)(CAS#58543−16−1)、レバウジオシドB(RebB)(CAS#58543−17−2)、レバウジオシドC(RebC)(CAS#63550−99−2)、レバウジオシドD(RebD)(CAS#63279−13−0)、レバウジオシドE(RebE)(CAS#63279−14−1)、レバウジオシドF(RebF)(CAS#438045−89−7)、レバウジオシドM(RebM)(CAS#1220616−44−3)、ルブソシド(CAS#63849−39−4)、ズルコシドA(CAS#64432−06−0)、レバウジオシドI(RebI)(MassBank Record:FU000332)、レバウジオシドQ(RebQ)、1,2−ステビオシド(CAS#57817−89−7)、1,3−ステビオシド(RebG)、ステビオール1,2−ビオシド(MassBank Record:FU000299)、ステビオール1,3−ビオシド、ステビオール−13−O−グルコシド(13−SMG),ステビオール−19−O−グルコシド(19−SMG)、トリグルコシル化ステビオールグリコシド、テトラグリコシル化ステビオールグリコシド、ペンタグルコシル化ステビオールグリコシド、ヘキサグルコシル化ステビオールグリコシド、ヘプタグルコシル化ステビオールグリコシド、及びそれらの異性体を指す。図1を参照のこと。Steviol Glycosides Chemical and Technical Assessment 69th JECFA, 2007,prepared by Harriet Wallin,Food Agric.Org.も参照のこと。本明細書に記載のステビオールグリコシド異性体の核磁気共鳴(NMR)スペクトルは、図6に見出すことができる。
本明細書で使用される場合、「ステビオールグリコシド前駆体」及び「ステビオールグリコシド前駆体化合物」という用語は、ステビオールグリコシド生合成経路における中間体化合物を指すために使用される。ステビオールグリコシド前駆体は、ゲラニルゲラニルジホスファート(GGPP)、ent−コパリルジホスファート、ent−カウレン、ent−カウレノール、ent−カウレナル、ent−カウレン酸、及びステビオールを含むが、これらに限定されない。図2を参照のこと。さらに、本明細書で使用される場合、「ステビオール前駆体」及び「ステビオール前駆体化合物」という用語は、ステビオール生合成経路における中間化合物(すなわち、ステビオールが最終的に合成され得る化合物)を指すために使用される。ステビオール前駆体は、ゲラニルゲラニル二リン酸(GGPP)、ent−コパリルジホスファート、ent−カウレン、ent−カウレノール、ent−カウレナル、及びent−カウレン酸を含むが、これらに限定されない。一部の実施形態では、ステビオール前駆体は、グリコシル化、例えば、トリグリコシル化ent−カウレン酸(ent−カウレン酸+3Glc)、ジグリコシル化ent−カウレン酸、モノグリコシル化ent−カウレン酸、トリグリコシル化ent−カウレノール、ジグリコシル化ent−カウレノール(ent−カウレノール+2Glc)、またはモノグリコシル化ent−カウレノール(ent−カウレノール+1Glc)とすることができる。ステビオール前駆体がステビオールグリコシド前駆体であり得ることを、当業者は理解するであろう。一部の実施形態では、ステビオールグリコシド前駆体は、それ自体、ステビオールグリコシド化合物である。例えば、19−SMG、ルブソシド、ステビオシド、及びRebEは、RebMのステビオールグリコシド前駆体である。図1を参照のこと。
本明細書で使用される場合、「接触」という用語は、2つの物体間の任意の物理的相互作用を指すために使用される。例えば、「接触」という用語は、酵素及び基質の間の相互作用を指すことがある。別の例では、「接触」という用語は、液体(例えば、上清)及び吸着樹脂の間の相互作用を指すことがある。
ステビオールグリコシド、ステビオールグリコシド前駆体、及び/またはステビオール前駆体のグリコシドは、インビボで(すなわち、組換え宿主内で)、インビトロで(すなわち、酵素的に)、または全細胞生物変換により産生することができる。本明細書で使用される場合、「産生する」及び「蓄積する」という用語は、インビボでの、インビトロでの、または全細胞生物変換による、ステビオールグリコシド、ステビオール前駆体のグリコシド、及びステビオールグリコシド前駆体の合成を記載するために互換的に使用することができる。
組換えステビオールグリコシド産生Saccharomyces cerevisiae(S.cerevisiae)株は、WO2011/153378、WO2013/022989、WO2014/122227、及びWO2014/122328に記載される。全細胞生物変換により、かつインビトロで、組換え宿主内で、ステビオールグリコシドを産生する方法もまた、WO2011/153378、WO2013/022989、WO2014/122227、及びWO2014/122328に記載されている。
本明細書で使用される場合、「培養液」、「培地」、及び「成長培地」という用語は、細胞の成長をサポートする液体または固体を指すために互換的に使用することができる。培養液は、グルコース、フルクトース、スクロース、微量金属、ビタミン、塩、酵母ニトロゲンベース(YNB)、及び/またはアミノ酸を含むことができる。微量金属は、限定されないが、Mn2+及び/またはMg2+を含む二価カチオンとすることができる。一部の実施形態では、Mn2+は、MnCl二水和物の形態をとることができ、約0.01g/L〜100g/Lの範囲である。一部の実施形態では、Mg2+は、MgSO七水和物の形態をとることができ、約0.01g/L〜100g/Lの範囲である。例えば、培養液は、i)約0.02〜0.03g/LのMnCl二水和物及び約0.5〜3.8g/LのMgSO七水和物、ii)約0.03〜0.06g/LのMnCl二水和物及び約0.5〜3.8g/LのMgSO七水和物、ならびに/または、iii)約0.03〜0.17g/LのMnCl二水和物及び約0.5〜7.3g/LのMgSO七水和物、を含むことができる。さらに、培養液は、本明細書に記載の通り、組換え宿主により産生された1つ以上のステビオールグリコシドを含むことができる。
一部の実施形態では、ゲラニルゲラニルピロホスファート(GGPP)をファルネシルジホスファート(FPP)及びイソペンテニルジホスファート(IPP)から合成することが可能なポリペプチド(例えば、ゲラニルゲラニルジホスファートシンターゼ(GGPPS))をコードする遺伝子;ent−コパリルジホスファートをGGPPから合成することが可能なポリペプチド(例えば、ent−コパリルジホスファートシンターゼ(CDPS))をコードする遺伝子;ent−カウレンをent−コパリルジホスファートから合成することが可能なポリペプチド(例えば、カウレンシンターゼ(KS))をコードする遺伝子;ent−カウレン酸、ent−カウレノール、及び/またはent−カウレナルをent−カウレンから合成することが可能なポリペプチド(例えば、カウレンオキシダーゼ(KO))をコードする遺伝子;シトクロムP450複合体を還元することが可能なポリペプチド(例えば、テルペノイド生合成のための補因子として利用される、例えば、限定されないが、NADPHのNADPへの変換中のNADPHからシトクロムP450複合体への電子移動が可能なポリペプチドを含む、シトクロムP450レダクターゼ(CPR)もしくはP450オキシドレダクターゼ(POR))をコードする遺伝子;)ステビオールをent−カウレン酸から合成することが可能なポリペプチド(例えば、ステビオールシンターゼ(KAH))をコードする遺伝子;ならびに/またはent−コパリルジホスファートをGGPPから合成し、かつent−カウレンをent−コパリルジホスファートから合成することが可能な二機能性ポリペプチド(例えば、ent−コパリルジホスファートシンターゼ(CDPS)−ent−カウレンシンターゼ(KS)ポリペプチド)をコードする遺伝子を含む組換え宿主は、ステビオールをインビボで産生することができる。例えば、図1を参照のこと。これらの遺伝子の少なくとも1つ(及び一部の実施形態では、全て)が組換え宿主に導入された組換え遺伝子である場合に、これらの遺伝子のうちの1つ以上は、宿主に対して内因性である可能性があることを、当業者は理解するであろう。
一部の実施形態では、ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−13ヒドロキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチド(例えば、UGT85C2ポリペプチド)をコードする遺伝子;ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、もしくは13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC3′のβ1,3グリコシル化が可能なポリペプチド(例えば、UGT76G1ポリペプチド)をコードする遺伝子;ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−19カルボキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチド(例えば、UGT74G1ポリペプチド)をコードする遺伝子;ならびに/またはステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、もしくは13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC2′のβ1,2グリコシル化が可能なポリペプチド(例えば、UGT91D2またはEUGT11ポリペプチド)をコードする遺伝子を含む組換え宿主は、ステビオールグリコシドをインビボで産生することができる。これらの遺伝子の少なくとも1つ(及び一部の実施形態では、全て)が組換え宿主に導入された組換え遺伝子である場合に、これらの遺伝子のうちの1つ以上は、宿主に対して内因性である可能性があることを、当業者は理解するであろう。
一部の実施形態では、ステビオールグリコシド、ステビオール前駆体のグリコシド、及び/またはステビオールグリコシド前駆体は、組換え宿主内で、ステビオールグリコシド生合成経路に関与する1つ以上の酵素の発現を介してインビボで産生される。例えば、GGPPをFPP及びIPPから合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;ent−コパリルジホスファートをGGPPから合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;ent−カウレンをent−コパリルジホスファートから合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;ent−カウレン酸、ent−カウレノール、及び/またはent−カウレナルをent−カウレンから合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;シトクロムP450複合体を還元することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;ent−コパリルジホスファートをGGPPから合成し、かつent−カウレンをent−コパリルジホスファートから合成することが可能な二機能性ポリペプチドをコードする遺伝子;ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−13ヒドロキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、もしくは13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC3′のβ1,3グリコシル化が可能なポリペプチドをコードする遺伝子;ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−19カルボキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;及び/またはステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、もしくは13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC2′のβ1,2グリコシル化が可能なポリペプチドをコードする遺伝子を含む組換え宿主は、ステビオールグリコシド及び/またはステビオールグリコシド前駆体をインビボで産生することができる。例えば、図1及び2を参照のこと。これらの遺伝子の少なくとも1つ(及び一部の実施形態では、全て)が組換え宿主に導入された組換え遺伝子である場合に、これらの遺伝子のうちの1つ以上は、宿主に対して内因性である可能性があることを、当業者は理解するであろう。
一部の態様では、一部の態様では、GGPPをFPP及びIPPから合成することが可能なポリペプチドは、配列番号20(配列番号19に記載のヌクレオチド配列によりコードすることができる)、配列番号22(配列番号21に記載のヌクレオチド配列によりコードされる)、配列番号24(配列番号23に記載のヌクレオチド配列によりコードされる)、配列番号26(配列番号25に記載のヌクレオチド配列によりコードされる)、配列番号28(配列番号27に記載のヌクレオチド配列によりコードされる)、配列番号30(配列番号29に記載のヌクレオチド配列によりコードされる)、配列番号32(配列番号31に記載のヌクレオチド配列によりコードされる)、または配列番号116(配列番号115に記載のヌクレオチド配列によりコードされる)に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチドを含む。
一部の態様では、ent−コパリルジホスファートをGGPPから合成することが可能なポリペプチドは、配列番号34(配列番号33に記載のヌクレオチド配列によりコードすることができる)、配列番号36(配列番号35に記載のヌクレオチド配列によりコードされる)、配列番号38(配列番号37に記載のヌクレオチド配列によりコードされる)、配列番号40(配列番号39に記載のヌクレオチド配列によりコードされる)、または配列番号42(配列番号41に記載のヌクレオチド配列によりコードされる)に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチドを含む。一部の実施形態では、ent−コパリルジホスファートをGGPPから合成することが可能なポリペプチドは、葉緑体輸送ペプチドを欠損している。
一部の態様では、ent−カウレンをent−コパリルピロホスファートから合成することが可能なポリペプチドは、配列番号44(配列番号43に記載のヌクレオチド配列によりコードすることができる)、配列番号46(配列番号45に記載のヌクレオチド配列によりコードされる)、配列番号48(配列番号47に記載のヌクレオチド配列によりコードされる)、配列番号50(配列番号49に記載のヌクレオチド配列によりコードされる)、または配列番号52(配列番号51に記載のヌクレオチド配列によりコードされる)に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチドを含む。
一部の実施形態では、組換え宿主は、ent−コパリルジホスファートをGGPPから合成し、かつent−カウレンをent−コパリルピロホスファートから合成することが可能な二機能性ポリペプチドをコードする遺伝子を含む。一部の態様では、二機能性ポリペプチドは、配列番号54(配列番号53に記載のヌクレオチド配列によりコードすることができる)、配列番号56(配列番号55に記載のヌクレオチド配列によりコードされる)、または配列番号58(配列番号57に記載のヌクレオチド配列によりコードされる)に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチドを含む。
一部の態様では、ent−カウレン酸、ent−カウレノール、及び/またはent−カウレナルをent−カウレンから合成することが可能なポリペプチドは、配列番号60(配列番号59に記載のヌクレオチド配列によりコードすることができる)、配列番号62(配列番号61に記載のヌクレオチド配列によりコードされる)、配列番号117(配列番号63もしくは配列番号64に記載のヌクレオチド配列によりコードされる)、配列番号66(配列番号65に記載のヌクレオチド配列によりコードされる)、配列番号68(配列番号67に記載のヌクレオチド配列によりコードされる)、配列番号70(配列番号69に記載のヌクレオチド配列によりコードされる)、配列番号72(配列番号71に記載のヌクレオチド配列によりコードされる)、配列番号74(配列番号73に記載のヌクレオチド配列によりコードされる)、または配列番号76(配列番号75に記載のヌクレオチド配列によりコードされる)に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチドを含む。
一部の態様では、シトクロムP450複合体を還元することが可能なポリペプチドは、配列番号78(配列番号77に記載のヌクレオチド配列によりコードすることができる)、配列番号80(配列番号79に記載のヌクレオチド配列によりコードされる)、配列番号82(配列番号81に記載のヌクレオチド配列によりコードされる)、配列番号84(配列番号83に記載のヌクレオチド配列によりコードされる)、配列番号86(配列番号85に記載のヌクレオチド配列によりコードされる)、配列番号88(配列番号87に記載のヌクレオチド配列によりコードされる)、配列番号90(配列番号89に記載のヌクレオチド配列によりコードされる)、または配列番号92(配列番号91に記載のヌクレオチド配列によりコードされる)に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチドを含む。
一部の態様では、ステビオールをent−カウレン酸から合成することが可能なポリペプチドは、配列番号94(配列番号93に記載のヌクレオチド配列によりコードすることができる)、配列番号97(配列番号95もしくは配列番号96に記載のヌクレオチド配列によりコードされる)、配列番号100(配列番号98もしくは配列番号99に記載のヌクレオチド配列によりコードされる)、配列番号101、配列番号102、配列番号103、配列番号104、配列番号106(配列番号105に記載のヌクレオチド配列によりコードされる)、配列番号108(配列番号107に記載のヌクレオチド配列によりコードされる)、配列番号110(配列番号109に記載のヌクレオチド配列によりコードされる)、配列番号112(配列番号111に記載のヌクレオチド配列によりコードされる)、または配列番号114(配列番号113に記載のヌクレオチド配列によりコードされる)に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチドを含む。
一部の実施形態では、組換え宿主は、ステビオールまたはステビオールグリコシドをC−13ヒドロキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチドをコードする核酸、ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、または13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC3′のβ1,3グリコシル化が可能なポリペプチドをコードする核酸、ステビオールまたはステビオールグリコシドをC−19カルボキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチドをコードする核酸、ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、または13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC2′のβ1,2グリコシル化が可能なポリペプチドをコードする核酸を含む。このような特定の実施形態では、組換え宿主は、GGPPをFPP及びIPPから合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;ent−コパリルジホスファートをGGPPから合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;ent−カウレンをent−コパリルジホスファートから合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;ent−カウレン酸、ent−カウレノール、及び/またはent−カウレナルをent−カウレンから合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;シトクロムP450複合体を還元することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;ならびに/またはent−コパリルジホスファートをGGPPから合成し、かつent−カウレンをent−コパリルジホスファートから合成することが可能な二機能性ポリペプチドをコードする遺伝子をさらに含む。
一部の実施形態では、組換え宿主は、ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−19カルボキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチド、例えば、UGT73C1ポリペプチド、UGT73C3ポリペプチド、UGT73C5ポリペプチド、UGT73C6ポリペプチド、UGT73E1ポリペプチド、UGT75B1ポリペプチド、UGT75L6ポリペプチド、OleIポリペプチド、UGT5ポリペプチド、SA Gtaseポリペプチド、UDPG1ポリペプチド、UN1671ポリペプチド、UGT74F1ポリペプチド、UGT84B2ポリペプチド、及び/またはUGT74F2様UGTポリペプチドをコードする遺伝子を含む。このような特定の実施形態では、組換え宿主は、GGPPをFPP及びIPPから合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;ent−コパリルジホスファートをGGPPから合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;ent−カウレンをent−コパリルジホスファートから合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;ent−カウレン酸、ent−カウレノール、及び/またはent−カウレナルをent−カウレンから合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;シトクロムP450複合体を還元することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;ent−コパリルジホスファートをGGPPから合成し、かつent−カウレンをent−コパリルジホスファートから合成することが可能な二機能性ポリペプチドをコードする遺伝子;ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−13ヒドロキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、もしくは13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC3′のβ1,3グリコシル化が可能なポリペプチドをコードする遺伝子;ならびに/またはステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、もしくは13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC2′のβ1,2グリコシル化が可能なポリペプチドをコードする遺伝子をさらに含む。
一部の実施形態では、組換え宿主は、ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−13ヒドロキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチド、例えば、UGT73C1ポリペプチド、UGT73C3ポリペプチド、UGT73C5ポリペプチド、UGT73C6ポリペプチド、UGT73C7ポリペプチド、UGT73E1ポリペプチド、及び/またはUGT76E12ポリペプチドをコードする遺伝子を含む。このような特定の実施形態では、組換え宿主は、GGPPをFPP及びIPPから合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;ent−コパリルジホスファートをGGPPから合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;ent−カウレンをent−コパリルジホスファートから合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;ent−カウレン酸、ent−カウレノール、及び/またはent−カウレナルをent−カウレンから合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;シトクロムP450複合体を還元することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;ent−コパリルジホスファートをGGPPから合成し、かつent−カウレンをent−コパリルジホスファートから合成することが可能な二機能性ポリペプチドをコードする遺伝子;ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、もしくは13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC3′のβ1,3グリコシル化が可能なポリペプチドをコードする遺伝子;ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−19カルボキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;ならびに/またはステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、もしくは13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC2′のβ1,2グリコシル化が可能なポリペプチドをコードする遺伝子をさらに含む。
一部の実施形態では、組換え宿主は、ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、または13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC2′のβ1,2グリコシル化及び/またはC3′のβ1,3グリコシル化(つまり、グルコシル位グリコシル化の例)が可能なポリペプチド、例えば、UGT73C6ポリペプチド、CaUGT3ポリペプチド、UN32491ポリペプチド、及び/またはUN1671ポリペプチドをコードする遺伝子を含む。このような特定の実施形態では、組換え宿主は、GGPPをFPP及びIPPから合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;ent−コパリルジホスファートをGGPPから合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;ent−カウレンをent−コパリルジホスファートから合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;ent−カウレン酸、ent−カウレノール、及び/またはent−カウレナルをent−カウレンから合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;シトクロムP450複合体を還元することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;ent−コパリルジホスファートをGGPPから合成し、かつent−カウレンをent−コパリルジホスファートから合成することが可能な二機能性ポリペプチドをコードする遺伝子;ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−13ヒドロキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、もしくは13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC3′のβ1,3グリコシル化が可能なポリペプチドをコードする遺伝子;ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−19カルボキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;ならびに/またはステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、もしくは13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC2′のβ1,2グリコシル化が可能なポリペプチドをコードする遺伝子をさらに含む。
一部の実施形態では、組換え宿主は、ステビオール前駆体をC−19カルボキシル位もしくはC−19ヒドロキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチド、例えば、UGT73C1ポリペプチド、UGT73C3ポリペプチド、UGT73C5ポリペプチド、UGT73C6ポリペプチド、UGT73E1ポリペプチド、UGT75B1ポリペプチド、UGT75L6ポリペプチド、UGT76E12ポリペプチド、OleIポリペプチド、UGT5ポリペプチド、SA Gtase、UDPG1ポリペプチド、UGT74F1ポリペプチド、UGT75D1ポリペプチド、UGT84B2ポリペプチド、及び/またはUGT74F2様UGTポリペプチドをコードする遺伝子を含む。このような特定の実施形態では、組換え宿主は、GGPPをFPP及びIPPから合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;ent−コパリルジホスファートをGGPPから合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;ent−カウレンをent−コパリルジホスファートから合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;ent−カウレン酸、ent−カウレノール、及び/またはent−カウレナルをent−カウレンから合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;シトクロムP450複合体を還元することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;ent−コパリルジホスファートをGGPPから合成し、かつent−カウレンをent−コパリルジホスファートから合成することが可能な二機能性ポリペプチドをコードする遺伝子;ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−13ヒドロキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、もしくは13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC3′のβ1,3グリコシル化が可能なポリペプチドをコードする遺伝子;ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−19カルボキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;ならびに/またはステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、もしくは13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC2′のβ1,2グリコシル化が可能なポリペプチドをコードする遺伝子をさらに含む。
一部の実施形態では、組換え宿主は、ステビオールまたはステビオールグリコシドをC−13ヒドロキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチド(例えば、UGT85C2ポリペプチド)(配列番号7)をコードする核酸、ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、または13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC3′のβ1,3グリコシル化が可能なポリペプチド(例えば、UGT76G1ポリペプチド)(配列番号9)をコードする核酸、ステビオールまたはステビオールグリコシドをC−19カルボキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチド(例えば、UGT74G1ポリペプチド)(配列番号4)をコードする核酸、ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、または13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC2′のβ1,2グリコシル化が可能なポリペプチド(例えば、EUGT11ポリペプチド)(配列番号16)をコードする核酸を含む。一部の態様では、ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、または13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC2′のβ1,2グリコシル化が可能なポリペプチド(例えば、UGT91D2ポリペプチド)は、UGT91D2eポリペプチド(配列番号11)またはUGT91D2e−bポリペプチド(配列番号13)とすることができる。
一部の態様では、ステビオールまたはステビオールグリコシドをC−13ヒドロキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチドは、配列番号5または配列番号6に記載のヌクレオチド配列によりコードされ、ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、または13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC3′のβ1,3グリコシル化が可能なポリペプチドは、配列番号8に記載のヌクレオチド配列によりコードされ、ステビオールまたはステビオールグリコシドをC−19カルボキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチドは、配列番号3に記載のヌクレオチド配列によりコードされ、ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、または13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC2′のβ1,2グリコシル化が可能なポリペプチドは、配列番号10、12、14、または15に記載のヌクレオチド配列によりコードされる。これらの遺伝子の少なくとも1つ(及び一部の実施形態では、全て)が組換え宿主に導入された組換え遺伝子である場合に、これらの遺伝子の発現が特定のステビオールグリコシドを産生するために必要であり得るが、これらの遺伝子のうちの1つ以上が宿主に対して内因性である可能性があることを、当業者は理解するであろう。
特定の実施形態では、ステビオール産生組換え微生物は、ステビオールまたはステビオールグリコシドをC−13ヒドロキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチド、ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、もしくは13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC3′のβ1,3グリコシル化が可能なポリペプチド、ならびにステビオールグリコシドポリペプチドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、もしくは13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC2′のβ1,2グリコシル化が可能なポリペプチドをコードする外来性核酸を含む。
別の特定の実施形態では、ステビオール産生組換え微生物は、ステビオールまたはステビオールグリコシドをC−13ヒドロキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチド、ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、または13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC3′のβ1,3グリコシル化が可能なポリペプチド;ステビオールまたはステビオールグリコシドをC−19カルボキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチド;ならびにステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、または13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC2′のβ1,2グリコシル化が可能なポリペプチドをコードする外来性核酸を含む。
一部の実施形態では、インビトロでの、組換え宿主内での、または全細胞生物変換による、ent−カウレン酸(KA)のent−カウレン酸+1Glc(#58)への19−O−グリコシル化を触媒することが可能なポリペプチドは、UGT73C1(配列番号127)、UGT73C3(配列番号133)、UGT73C5(配列番号135)、UGT73C6(配列番号137)、UGT73E1(配列番号141)、UGT74G1(配列番号4)、UGT75B1(配列番号145)、UGT75L6(配列番号147)、UGT76E12(配列番号153)、OleI(配列番号177)、UGT5(配列番号181)、SAGtase(配列番号183)、UDPG1(配列番号185)、UGT74F1(配列番号203)、UGT75D1(配列番号205)、UGT84B2(配列番号207)、CaUGT2(配列番号209)、及びUGT74F2様UGTポリペプチド(配列番号211)を含む。例3を参照のこと。
一部の実施形態では、インビトロでの、組換え宿主内での、または全細胞生物変換による、ステビオールの13−SMGへの13−O−グリコシル化を触媒することが可能なポリペプチドは、UGT73C1(配列番号127)、UGT73C3(配列番号133)、UGT73C5(配列番号135)、UGT73C6(配列番号137)、UGT73C7(配列番号139)、UGT73E1(配列番号141)、UGT76E12(配列番号153)、及びUGT85C2(配列番号7)を含む。例3を参照のこと。
一部の実施形態では、インビトロでの、組換え宿主内での、または全細胞生物変換による、ステビオールの19−SMGへの19−O−グリコシル化を触媒することが可能なポリペプチドは、UGT73C1(配列番号127)、UGT73C3(配列番号133)、UGT73C5(配列番号135)、UGT73C6(配列番号137)、UGT73E1(配列番号141)、UGT74D1(配列番号143)、UGT74G1(配列番号4)、UGT75B1(配列番号145)、UGT75L6(配列番号147)、OleI(配列番号177)、UGT5(配列番号181)、SA Gtase(配列番号183)、及びUDPG1(配列番号185)を含む。例3を参照のこと。
一部の実施形態では、インビトロでの、組換え宿主内での、または全細胞生物変換による、13−SMGのルブソシドへの19−O−グリコシル化を触媒することが可能なポリペプチドは、UGT73C1(配列番号127)、UGT73C6(配列番号137)、UGT74G1(配列番号4)、UGT85C2(配列番号7)、SA Gtase(配列番号183)、UDPG1(配列番号185)、UN1671(配列番号201)、UGT74F1(配列番号203)、UGT75D1(配列番号205)、UGT84B2(配列番号207)、CaUGT2(配列番号209)、及びUGT74F2様UGTポリペプチド(配列番号211)を含む。例3を参照のこと。
一部の実施形態では、インビトロでの、組換え宿主内での、または全細胞生物変換による、13−SMGのステビオール−1,2−ビオシドへのグリコシル化(つまり、グリコシル位グリコシル化の例)を触媒することが可能なポリペプチドは、UGT91D2e−b(配列番号13)、EUGT11(配列番号16)、及びUN32491(配列番号199)を含む。
一部の実施形態では、インビトロでの、組換え宿主内での、または全細胞生物変換による、ルブソシドの1,2−ステビオシドへのグリコシル位グリコシル化を触媒することが可能なポリペプチドは、UGT73C6(配列番号137)、UGT91D2e−b(配列番号13),CaUGT3(配列番号169)、及びEUGT11(配列番号16)を含む。例3を参照のこと。
一部の実施形態では、インビトロでの、組換え宿主内での、または全細胞生物変換による、ルブソシドのステビオール+3Glc(#55)へのグリコシル位グリコシル化を触媒することが可能なポリペプチドは、EUGT11(配列番号16)を含む。
一部の実施形態では、インビトロでの、組換え宿主内での、または全細胞生物変換による、RebBのRebAへの19−O−グリコシル化を触媒することが可能なポリペプチドは、UGT74G1(配列番号4)を含む。例3を参照のこと。
一部の実施形態では、インビトロでの、組換え宿主内での、または全細胞生物変換による、RebAのRebDへのグリコシル位グリコシル化を触媒することが可能なポリペプチドは、EUGT11(配列番号16)を含む。
一部の実施形態では、インビトロでの、組換え宿主内での、または全細胞生物変換による、RebAのステビオール+5Glc(#24)へのグリコシル位グリコシル化を触媒することが可能なポリペプチドは、EUGT11(配列番号16)及びUN1671(配列番号201)を含む。例3を参照のこと。
一部の態様では、インビトロでの、組換え宿主内での、または全細胞生物変換による、ステビオール、ステビオールグリコシド、及びそれらの前駆体の19−O−グリコシル化活性を可能にするポリペプチドは、UGT73C1(配列番号127)、UGT73C3(配列番号133)、UGT73C5(配列番号135)、UGT73C6(配列番号137)、UGT73E1(配列番号141)、UGT74G1(配列番号4)、UGT85C2(配列番号7)、UGT75B1(配列番号145)、UGT75L6(配列番号147)、UGT76E12(配列番号153)、OleI(配列番号177)、UGT5(配列番号181)、SA Gtase(配列番号183)、UDPG1(配列番号185)、UN1671(配列番号201)、UGT74F1(配列番号203)、UGT75D1(配列番号205)、UGT84B2(配列番号207)、及びUGT74F2様UGT(配列番号211)を含む。例3を参照のこと。19−O−グリコシル化反応の非限定例としては、ent−カウレン酸のent−カウレン酸+1Glc(#58)への変換、13−SMGのルブソシドへの変換、及び/またはステビオールの19−SMGへの変換が挙げられる(例えば、図1を参照のこと)。
一部の態様では、インビトロでの、組換え宿主内での、または全細胞生物変換による、ステビオール及びステビオールグリコシドの13−O−グリコシル化活性を可能にするポリペプチドには、UGT73C1(配列番号127)、UGT73C3(配列番号133)、UGT73C5(配列番号135)、UGT73C6(配列番号137)、UGT73C7(配列番号139)、UGT73E1(配列番号141)、UGT76E12(配列番号153)、及びUGT85C2(配列番号7)を含む。例3を参照のこと。13−O−グリコシル化反応の非限定例としては、ステビオールの13−SMGへの変換が挙げられる(例えば、図1を参照のこと)。
一部の態様では、インビトロでの、組換え宿主の、または全細胞生体変換による、限定されないが、13−SMGのステビオール−1,2−ビオシドへの変換を触媒すること、ルブソシドの1,2−ステビオシドへの変換を触媒すること、及び/またはRebAのステビオール+5Glc(#24)への変換を触媒すること(例えば、図1を参照のこと)を含むステビオールグリコシドのグルコース残基に対するグリコシル化活性を可能にするポリペプチドは、UGT73C6(配列番号137)、UGT91D2e−b(配列番号13)、CaUGT3(配列番号169)、EUGT11(配列番号16)、UN32491(配列番号199)、及びUN1671(配列番号201)を含む。例3を参照のこと。
一部の実施形態では、組換え宿主は、UGT85C2ポリペプチド(配列番号7)をコードする核酸、UGT76G1ポリペプチド(配列番号9)をコードする核酸、UGT74G1ポリペプチド(配列番号4)をコードする核酸、UGT91D2ポリペプチドをコードする核酸、及び/またはEUGT11ポリペプチド(配列番号16)をコードする核酸を含む。一部の態様では、UGT91D2ポリペプチドは、UGT91D2eポリペプチド(配列番号11)、UGT91D2e−bポリペプチド(配列番号13)とすることができる。一部の実施形態では、組換え宿主は、UGT73C1ポリペプチド(配列番号127)をコードする核酸、UGT73C3ポリペプチド(配列番号133)をコードする核酸、UGT73C5ポリペプチド(配列番号135)をコードする核酸、UGT73C6ポリペプチド(配列番号137)をコードする核酸、UGT73C7ポリペプチド(配列番号139)をコードする核酸、UGT73E1ポリペプチド(配列番号141)をコードする核酸、UGT74D1ポリペプチド(配列番号143)をコードする核酸、UGT75B1ポリペプチド(配列番号145)をコードする核酸、UGT75L6ポリペプチド(配列番号147)をコードする核酸、UGT76E12ポリペプチド(配列番号153)をコードする核酸、CaUGT3ポリペプチド(配列番号169)をコードする核酸、OleIポリペプチド(配列番号177)をコードする核酸、UGT5(配列番号181)をコードする核酸、SA Gtaseポリペプチド(配列番号183)をコードする核酸、UDPG1ポリペプチド(配列番号185)をコードする核酸、UN32491ポリペプチド(配列番号199)をコードする核酸、UN1671ポリペプチド(配列番号201)をコードする核酸、UGT74F1ポリペプチド(配列番号203)をコードする核酸、UGT75D1ポリペプチド(配列番号205)をコードする核酸、UGT84B2ポリペプチド(配列番号207)をコードする核酸、CaUGT2ポリペプチド(配列番号209)をコードする核酸、またはUGT74F2様UGTポリペプチド(配列番号211)をコードする核酸を含む。
一部の態様では、UGT85C2ポリペプチドは、配列番号5、配列番号6に記載のヌクレオチド配列によりコードされ、UGT76G1ポリペプチドは、配列番号8に記載のヌクレオチド配列によりコードされ、UGT74G1ポリペプチドは、配列番号3または配列番号213に記載のヌクレオチド配列によりコードされ、UGT91D2eポリペプチドは、配列番号10に記載のヌクレオチド配列によりコードされ、UGT91D2e−bポリペプチドは、配列番号12または配列番号212に記載のヌクレオチド配列によりコードされ、EUGT11ポリペプチドは、配列番号14または配列番号15に記載のヌクレオチド配列によりコードされ、UGT73C1ポリペプチドは、配列番号126に記載のヌクレオチド配列によりコードされ、UGT73C3ポリペプチドは、配列番号132に記載のヌクレオチド配列によりコードされ、UGT73C5ポリペプチドは、配列番号134に記載のヌクレオチド配列によりコードされ、UGT73C6ポリペプチドは、配列番号136に記載のヌクレオチド配列によりコードされ、UGT73C7ポリペプチドは、配列番号138に記載のヌクレオチド配列によりコードされ、UGT73E1ポリペプチドは、配列番号140に記載のヌクレオチド配列によりコードされ、UGT74D1ポリペプチドは、配列番号142に記載のヌクレオチド配列によりコードされ、UGT75B1ポリペプチドは、配列番号144に記載のヌクレオチド配列によりコードされ、UGT75L6ポリペプチドは、配列番号146に記載のヌクレオチド配列によりコードされ、UGT76E12ポリペプチドは、配列番号152に記載のヌクレオチド配列によりコードされ、CaUGT3ポリペプチドは、配列番号168に記載のヌクレオチド配列によりコードされ、OleIポリペプチドは、配列番号176に記載のヌクレオチド配列によりコードされ、UGT5ポリペプチドは、配列番号180に記載のヌクレオチド配列によりコードされ、SA Gtaseポリペプチドは、配列番号182に記載のヌクレオチド配列によりコードされ、UDPG1ポリペプチドは、配列番号184に記載のヌクレオチド配列によりコードされ、UN32491ポリペプチドは、配列番号198に記載のヌクレオチド配列によりコードされ、UN1671ポリペプチドは、配列番号200に記載のヌクレオチド配列によりコードされ、UGT74F1ポリペプチドは、配列番号202に記載のヌクレオチド配列によりコードされ、UGT75D1ポリペプチドは、配列番号204に記載のヌクレオチド配列によりコードされ、UGT84B2ポリペプチドは、配列番号206に記載のヌクレオチド配列によりコードされ、CaUGT2ポリペプチドは、配列番号208に記\h載のヌクレオチド配列によりコードされ、UGT74F2様UGTポリペプチドは、配列番号210に記載のヌクレオチド配列によりコードされる。
一部の実施形態では、ステビオールグリコシド、ステビオール前駆体のグリコシド、及び/またはステビオールグリコシド前駆体は、ステビオールグリコシド前駆体を、ステビオールグリコシド経路に関与する1つ以上の酵素とインビトロで接触させることにより産生される。例えば、ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、または13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC3′のβ1,3グリコシル化が可能なポリペプチド、ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、または13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC2′のβ1,2グリコシル化が可能なポリペプチド、ならびにステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−13ヒドロキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチドまたはステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−19カルボキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子のうちの1つ以上と、ステビオールを接触させると、インビトロでのステビオールグリコシドの産生をもたらすことができる。一部の実施形態では、ステビオールグリコシド前駆体は、上流のステビオールグリコシド前駆体を、ステビオールグリコシド経路に関与する1つ以上の酵素と接触させることによりインビトロで産生される。例えば、ステビオールをent−カウレン酸から合成することが可能なポリペプチドと、ent−カウレン酸を接触させると、インビトロでのステビオールの産生がもたらされる可能性がある。
一部の実施形態では、1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの組成物は、インビトロで産生される。一部の実施形態では、方法は、配列番号7に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の同一性を有するUGT85C2ポリペプチド、配列番号9に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の同一性を有するUGT76G1ポリペプチド、配列番号4に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の同一性を有するUGT74G1ポリペプチド、配列番号11に記載のアミノ酸配列と90%以上の同一性を有するUGT91D2eポリペプチドを含むUGT91D2機能的ホモログポリペプチドまたは配列番号13に記載のアミノ酸配列と90%以上の同一性を有するUGT91D2e−bポリペプチド、配列番号16に記載のアミノ酸配列と少なくとも65%の同一性を有するEUGT11ポリペプチド、配列番号127に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含むUGT73C1ポリペプチド、配列番号133に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含むUGT73C3ポリペプチド、配列番号135に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含むUGT73C5ポリペプチド、配列番号137に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含むUGT73C6ポリペプチド、配列番号141に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の同一性を有するポリペプチドを含むUGT73E1ポリペプチド、配列番号145に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性を有するポリペプチドを含むUGT75B1ポリペプチド、配列番号147に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性を有するポリペプチドを含むUGT75L6ポリペプチド、配列番号153に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性を有するポリペプチドを含むUGT76E12ポリペプチド、配列番号177に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の同一性を有するポリペプチドを含むOleIポリペプチド、配列番号181に記載のアミノ酸配列と少なくとも65%の同一性を有するポリペプチドを含むUGT5ポリペプチド、配列番号183に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の同一性を有するポリペプチドを含むSA Gtaseポリペプチド、配列番号185に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性を有するポリペプチドを含むUDPG1ポリペプチド、配列番号201に記載のアミノ酸配列と少なくとも45%の同一性を有するポリペプチドを含むUN1671ポリペプチド、配列番号203に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性を有するポリペプチドを含むUGT74F1ポリペプチド、配列番号205に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性を有するポリペプチドを含むUGT75D1ポリペプチド、配列番号207に記載のアミノ酸配列と少なくとも40%の配列同一性を有するポリペプチドを含むUGT84B2ポリペプチド、配列番号211に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の同一性を有するポリペプチドを含むUGT74F2様UGTポリペプチド、配列番号139に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含むUGT73C7ポリペプチド、配列番号169に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の同一性を有するポリペプチドを含むCaUGT3ポリペプチド、及び/または配列番号199に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の同一性を有するポリペプチドを含むUN32491ポリペプチド、ならびに植物由来もしくは合成のステビオールグリコシド前駆体、または、植物由来もしくは合成のステビオールを、反応混合物に添加すること(ポリペプチドのうちの少なくとも1つは、組換えポリペプチドである)、ならびに、それにより、1つ以上のステビオールグリコシド及び/もしくはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの組成物を産生すること、を含む。
一部の実施形態では、ステビオールグリコシドまたはステビオールグリコシド前駆体は、全細胞生物変換により産生される。全細胞生物変換が起こるためには、ステビオールグリコシド経路に関与する1つ以上の酵素を発現する宿主細胞は、細胞内でステビオールグリコシドまたはステビオールグリコシド前駆体を取り込んで修飾し;インビボでの修飾後に、ステビオールグリコシドまたはステビオールグリコシド前駆体は、細胞内に残り、及び/または細胞培地に排出される。例えば、ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−13ヒドロキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、もしくは13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC3′のβ1,3グリコシル化が可能なポリペプチドをコードする遺伝子;ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−19カルボキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;及び/またはステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、もしくは13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC2′のβ1,2グリコシル化が可能なポリペプチドをコードする遺伝子を発現する宿主細胞は、細胞内にステビオールを取り込み、ステビオールをグリコシル化することができ;インビボでグリコシル化した後に、ステビオールグリコシドを培地に排出させることができる。特定のこのような実施形態では、宿主細胞は、GGPPをFPP及びIPPから合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;ent−コパリルジホスファートをGGPPから合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;ent−カウレンをent−コパリルジホスファートから合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;ent−カウレン酸、ent−カウレノール、及び/またはent−カウレナルをent−カウレンから合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;シトクロムP450複合体を還元することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;ステビオールをent−カウレン酸から合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;及び/またはent−コパリルジホスファートをGGPPから合成し、かつent−カウレンをent−コパリルジホスファートから合成することが可能な二機能性ポリペプチドをコードする遺伝子をさらに発現することがある。
一部の実施形態では、本明細書に記載の1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの組成物を産生するための方法は、(a)ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−19カルボキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチド;(b)ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−13ヒドロキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチド;(c)ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、もしくは13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC2’のβ1,2グリコシル化及び/またはC3′のβ1,3グリコシル化(つまり、グリコシル位グリコシル化の例)の、ステビオールグリコシドでの活性を可能にするポリペプチド;及び/または(d)ステビオール前駆体をC−19カルボキシル位もしくはC−19ヒドロキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチド;を使用する組換え宿主細胞の細胞培地中の植物由来もしくは合成のステビオールグリコシド前駆体または植物由来もしくは合成のステビオール前駆体の全細胞生物変換(ポリペプチドのうちの少なくとも1つは、組換え宿主細胞内で発現される組換えポリペプチドである)、ならびに、それにより、1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの組成物を産生すること、を含む。
本明細書に記載の組換え宿主細胞の細胞培地中の植物由来もしくは合成のステビオールグリコシド前駆体または植物由来もしくは合成のステビオール前駆体の全細胞生物変換により、本明細書に開示の1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの組成物を産生するための方法の一部の実施形態では、ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−19カルボキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチドは、UGT73C1ポリペプチド、UGT73C3ポリペプチド、UGT73C5ポリペプチド、UGT73C6ポリペプチド、UGT73E1ポリペプチド、UGT75B1ポリペプチド、UGT75L6ポリペプチド、OleIポリペプチド、UGT5ポリペプチド、SA Gtaseポリペプチド、UDPG1ポリペプチド、UN1671ポリペプチド、UGT74F1ポリペプチド、UGT84B2ポリペプチド、及び/またはUGT74F2様UGTポリペプチドを含み;ステビオールもしくはステビオールグリコシドを、C−13ヒドロキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチドは、UGT73C1ポリペプチド、UGT73C3ポリペプチド、UGT73C5ポリペプチド、UGT73C6ポリペプチド、UGT73C7ポリペプチド、UGT73E1ポリペプチド、及び/またはUGT76E12ポリペプチドを含み;ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、もしくは13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC2’のβ1,2グリコシル化及び/またはC3′のβ1,3グリコシル化(つまり、グリコシル位グリコシル化の例)の、ステビオールグリコシドの活性を可能にするポリペプチドは、UGT73C6ポリペプチド、CaUGT3ポリペプチド、UN32491ポリペプチド、及び/またはUN1671ポリペプチドを含み;及び/またはステビオール前駆体をC−19カルボキシル位もしくはC−19ヒドロキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチドは、UGT73C1ポリペプチド、UGT73C3ポリペプチド、UGT73C5ポリペプチド、UGT73C6ポリペプチド、UGT73E1ポリペプチド、UGT75B1ポリペプチド、UGT75L6ポリペプチド、UGT76E12ポリペプチド、OleIポリペプチド、UGT5ポリペプチド、SA Gtase、UDPG1ポリペプチド、UGT74F1ポリペプチド、UGT75D1ポリペプチド、UGT84B2ポリペプチド、及び/またはUGT74F2様UGTポリペプチドを含む。
本明細書に記載の組換え宿主細胞の細胞培地中の植物由来もしくは合成のステビオールグリコシド前駆体または植物由来もしくは合成のステビオール前駆体の全細胞生物変換により、本明細書に開示の1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの組成物を産生するための方法の一部の実施形態では、UGT73C1ポリペプチドは、配列番号127に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含み、UGT73C3ポリペプチドは、配列番号133に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含み、UGT73C5ポリペプチドは、配列番号135に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含み、UGT73C6ポリペプチドは、配列番号137に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含み、UGT73E1ポリペプチドは、配列番号141に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の同一性を有するポリペプチドを含み、UGT75B1ポリペプチドは、配列番号145に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、UGT75L6ポリペプチドは、配列番号147に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、UGT76E12ポリペプチドは、配列番号153に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、OleIポリペプチドは、配列番号177に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の同一性を有するポリペプチドを含み、UGT5ポリペプチドは、配列番号181に記載のアミノ酸配列と少なくとも65%の同一性を有するポリペプチドを含み、SA Gtaseポリペプチドは、配列番号183に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の同一性を有するポリペプチドを含み、UDPG1ポリペプチドは、配列番号185に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、UN1671ポリペプチドは、配列番号201に記載のアミノ酸配列と少なくとも45%の同一性を有するポリペプチドを含み、UGT74F1ポリペプチドは、配列番号203に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、UGT75D1ポリペプチドは、配列番号205に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、UGT84B2ポリペプチドは、配列番号207に記載のアミノ酸配列と少なくとも40%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、UGT74F2様UGTポリペプチドは、配列番号211に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の同一性を有するポリペプチドを含み、UGT73C7ポリペプチドは、配列番号139に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含み、CaUGT3ポリペプチドは、配列番号169に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の同一性を有するポリペプチドを含み、またはUN32491ポリペプチドは、配列番号199に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の同一性を有するポリペプチドを含む。
一部の実施形態では、ポリペプチド、例えば、UGTポリペプチドは、アンカーモチーフと融合させることにより、本明細書に開示の組換え宿主細胞の表面上に提示することができる。
一部の実施形態では、細胞は、修飾されるべき基質を取り込むために、または修飾された産物を排出するために透過処理される。一部の実施形態では、透過処理剤は、原材料が宿主に入ること及び産物が出ることを助けるために添加することができる。一部の実施形態では、細胞は、トルエンなどの溶媒、またはTriton−XもしくはTweenなどの界面活性剤を用いて透過処理される。一部の実施形態では、細胞は、界面活性剤、例えば、セチルトリメチルアンモニウムブロミド(CTAB)などのカチオン性界面活性剤、を用いて透過処理される。一部の実施形態では、細胞は、エレクトロポレーションまたは低浸透圧ショックなどの周期的な機械的衝撃を用いて透過処理される。例えば、培養された微生物の粗溶解物は、上清を得るために遠心分離することができる。次に、得られる上清は、クロマトグラフィーカラム、例えば、C−18カラムに加え、親水性化合物を除去するために水で洗浄し、続いて、目的の化合物(複数可)を、メタノールなどの溶媒で溶出させることができる。次に、化合物(複数可)は、分取HPLCによりさらに精製することができる。WO2009/140394も参照のこと。
一部の実施形態では、ステビオール、1つ以上のステビオールグリコシド前駆体、及び/または1つ以上のステビオールグリコシドは、2つ以上の宿主の共培養により産生される。一部の実施形態では、ステビオールグリコシド経路に関与する1つ以上の酵素をそれぞれ発現する1つ以上の宿主は、ステビオール、1つ以上のステビオールグリコシド前駆体、及び/または1つ以上のステビオールグリコシドを産生する。例えば、GGPPをFPP及びIPPから合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;ent−コパリルジホスファートをGGPPから合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;ent−カウレンをent−コパリルジホスファートから合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;ent−カウレン酸、ent−カウレノール、及び/またはent−カウレナルをent−カウレンから合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;シトクロムP450複合体を還元することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;ステビオールをent−カウレン酸から合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;及び/またはent−コパリルジホスファートをGGPPから合成し、かつent−カウレンをent−コパリルジホスファートから合成することが可能な二機能性ポリペプチドをコードする遺伝子、を発現する宿主、ならびにステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−13ヒドロキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、もしくは13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC3′のβ1,3グリコシル化が可能なポリペプチドをコードする遺伝子;ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−19カルボキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子;及び/またはステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、もしくは13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC2′のβ1,2グリコシル化が可能なポリペプチドをコードする遺伝子、を発現する宿主は、1つ以上のステビオールグリコシドを産生する。
一部の実施形態では、ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−19カルボキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチド、例えば、UGT73C1ポリペプチド、UGT73C3ポリペプチド、UGT73C5ポリペプチド、UGT73C6ポリペプチド、UGT73E1ポリペプチド、UGT75B1ポリペプチド、UGT75L6ポリペプチド、OleIポリペプチド、UGT5ポリペプチド、SA Gtaseポリペプチド、UDPG1ポリペプチド、UN1671ポリペプチド、UGT74F1ポリペプチド、UGT84B2ポリペプチド、及び/またはUGT74F2様UGTポリペプチド、をコードする遺伝子を含む組換え宿主は、ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−13ヒドロキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチド(例えば、配列番号7に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子;ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、もしくは13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC3′のβ1,3グリコシル化が可能なポリペプチド(例えば、配列番号9に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子;ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−19カルボキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチド(例えば、配列番号4に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子;及び/またはステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、もしくは13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC2′のβ1,2グリコシル化が可能なポリペプチド(例えば、配列番号11、配列番号13、もしくは配列番号16に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子をさらに含む。このような特定の実施形態では、組換え宿主細胞は、GGPPをFPP及びIPPから合成することが可能なポリペプチド(例えば、配列番号20に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子;ent−コパリルジホスファートをGGPPから合成することが可能なポリペプチド(例えば、配列番号40に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子;ent−カウレンをent−コパリルジホスファートから合成することが可能なポリペプチド(例えば、配列番号52に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子;ent−カウレン酸、ent−カウレノール、及び/またはent−カウレナルをent−カウレンから合成することが可能なポリペプチド(例えば、配列番号60または配列番号117に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子;シトクロムP450複合体を還元することが可能なポリペプチド(例えば、配列番号78、配列番号86、または配列番号92に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子;及び/またはステビオールをent−カウレン酸から合成することが可能なポリペプチド(例えば、配列番号94に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子をさらに含む。
一部の実施形態では、ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−13ヒドロキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチド、例えば、UGT73C1ポリペプチド、UGT73C3ポリペプチド、UGT73C5ポリペプチド、UGT73C6ポリペプチド、UGT73C7ポリペプチド、UGT73E1ポリペプチド、及び/またはUGT76E12ポリペプチドをコードする遺伝子を含む組換え宿主は、ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−13ヒドロキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチド(例えば、配列番号7に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子;ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、もしくは13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC3′のβ1,3グリコシル化が可能なポリペプチド(例えば、配列番号9に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子;ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−19カルボキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチド(例えば、配列番号4に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子;及び/またはステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、もしくは13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC2′のβ1,2グリコシル化が可能なポリペプチド(例えば、配列番号11、配列番号13、もしくは配列番号16に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子をさらに含む。このような特定の実施形態では、組換え宿主細胞は、GGPPをFPP及びIPPから合成することが可能なポリペプチド(例えば、配列番号20に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子;ent−コパリルジホスファートをGGPPから合成することが可能なポリペプチド(例えば、配列番号40に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子;ent−カウレンをent−コパリルジホスファートから合成することが可能なポリペプチド(例えば、配列番号52に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子;ent−カウレン酸、ent−カウレノール、及び/またはent−カウレナルをent−カウレンから合成することが可能なポリペプチド(例えば、配列番号60または配列番号117に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子;シトクロムP450複合体を還元することが可能なポリペプチド(例えば、配列番号78、配列番号86、または配列番号92に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子;及び/またはステビオールをent−カウレン酸から合成することが可能なポリペプチド(例えば、配列番号94に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子をさらに含む。
一部の実施形態では、ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、または13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC2’のβ1,2グリコシル化及び/またはC3′のβ1,3グリコシル化(つまり、グリコシル位グリコシル化の例である)が可能なポリペプチド、例えば、UGT73C6ポリペプチド、CaUGT3ポリペプチド、UN32491ポリペプチド、及び/またはUN1671ポリペプチドをコードする遺伝子を含む組換え宿主は、ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−13ヒドロキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチド(例えば、配列番号7に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子;ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、もしくは13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC3′のβ1,3グリコシル化が可能なポリペプチド(例えば、配列番号9に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子;ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−19カルボキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチド(例えば、配列番号4に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子;及び/またはステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、もしくは13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC2′のβ1,2グリコシル化が可能なポリペプチド(例えば、配列番号11、配列番号13、もしくは配列番号16に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子をさらに含む。このような特定の実施形態では、組換え宿主細胞は、GGPPをFPP及びIPPから合成することが可能なポリペプチド(例えば、配列番号20に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子;ent−コパリルジホスファートをGGPPから合成することが可能なポリペプチド(例えば、配列番号40に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子;ent−カウレンをent−コパリルジホスファートから合成することが可能なポリペプチド(例えば、配列番号52に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子;ent−カウレン酸、ent−カウレノール、及び/またはent−カウレナルをent−カウレンから合成することが可能なポリペプチド(例えば、配列番号60もしくは配列番号117に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子;シトクロムP450複合体を還元することが可能なポリペプチド(例えば、配列番号78、配列番号86、もしくは配列番号92に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子;及び/またはステビオールをent−カウレン酸から合成することが可能なポリペプチド(例えば、配列番号94に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子をさらに含む。
一部の実施形態では、ステビオール前駆体をC−19カルボキシル位もしくはC−19ヒドロキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチド、例えば、UGT73C1ポリペプチド、UGT73C3ポリペプチド、UGT73C5ポリペプチド、UGT73C6ポリペプチド、UGT73E1ポリペプチド、UGT75B1ポリペプチド、UGT75L6ポリペプチド、UGT76E12ポリペプチド、OleIポリペプチド、UGT5ポリペプチド、SA Gtase、UDPG1ポリペプチド、UGT74F1ポリペプチド、UGT75D1ポリペプチド、UGT84B2ポリペプチド、及び/またはUGT74F2様UGTポリペプチドをコードする遺伝子を含む組換え宿主は、ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−13ヒドロキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチド(例えば、配列番号7に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子;ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、もしくは13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC3′のβ1,3グリコシル化が可能なポリペプチド(例えば、配列番号9に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子;ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−19カルボキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチド(例えば、配列番号4に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子;及び/またはステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、もしくは13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC2′のβ1,2グリコシル化が可能なポリペプチド(例えば、配列番号11、配列番号13、もしくは配列番号16に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子をさらに含む。このような特定の実施形態では、組換え宿主細胞は、GGPPをFPP及びIPPから合成することが可能なポリペプチド(例えば、配列番号20に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子;ent−コパリルジホスファートをGGPPから合成することが可能なポリペプチド(例えば、配列番号40に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子;ent−カウレンをent−コパリルジホスファートから合成することが可能なポリペプチド(例えば、配列番号52に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子;ent−カウレン酸、ent−カウレノール、及び/またはent−カウレナルをent−カウレンから合成することが可能なポリペプチド(例えば、配列番号60もしくは配列番号117に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子;シトクロムP450複合体を還元することが可能なポリペプチド(例えば、配列番号78、配列番号86、もしくは配列番号92に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子;及び/またはステビオールをent−カウレン酸から合成することが可能なポリペプチド(例えば、配列番号94に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子をさらに含む。
一部の実施形態では、ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−19カルボキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチド、例えば、SA Gtase(例えば、配列番号183に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)、をコードする遺伝子を含む組換え宿主は、ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−13ヒドロキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチド(例えば、配列番号7に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子;ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、もしくは13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC3′のβ1,3グリコシル化が可能なポリペプチド(例えば、配列番号9に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子;ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−19カルボキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチド(例えば、配列番号4に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子;及び/またはステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、もしくは13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC2′のβ1,2グリコシル化が可能なポリペプチド(例えば、配列番号11、配列番号13、もしくは配列番号16に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子をさらに含む。このような特定の実施形態では、組換え宿主細胞は、GGPPをFPP及びIPPから合成することが可能なポリペプチド(例えば、配列番号20に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子;ent−コパリルジホスファートをGGPPから合成することが可能なポリペプチド(例えば、配列番号40に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子;ent−カウレンをent−コパリルジホスファートから合成することが可能なポリペプチド(例えば、配列番号52に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子;ent−カウレン酸、ent−カウレノール、及び/またはent−カウレナルをent−カウレンから合成することが可能なポリペプチド(例えば、配列番号60もしくは配列番号117に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子;シトクロムP450複合体を還元することが可能なポリペプチド(例えば、配列番号78、配列番号86、もしくは配列番号92に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子;及び/またはステビオールをent−カウレン酸から合成することが可能なポリペプチド(例えば、配列番号94に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする遺伝子をさらに含む。
一部の態様では、GGPPSポリペプチド(例えば、配列番号19、配列番号20)をコードする組換え遺伝子、短縮型CDPSポリペプチド(例えば、配列番号39、配列番号40)をコードする組換え遺伝子、KSポリペプチド(例えば、配列番号51、配列番号52)をコードする組換え遺伝子、KOポリペプチド(例えば、配列番号59、配列番号60)をコードする組換え遺伝子、ATR2ポリペプチド(例えば、配列番号91、配列番号92)をコードする組換え遺伝子、EUGT11ポリペプチド(例えば、配列番号14/配列番号15、配列番号16)をコードする組換え遺伝子、KAHポリペプチド(例えば、配列番号93、配列番号94)をコードする組換え遺伝子、CPR8ポリペプチド(例えば、配列番号85、配列番号86)をコードする組換え遺伝子、UGT85C2ポリペプチド(例えば、配列番号5/配列番号6/配列番号149、配列番号7)または配列番号7のUGT85C2多様体(もしくは機能的ホモログ)をコードする組換え遺伝子、UGT74G1ポリペプチド(例えば、配列番号3、配列番号4)または配列番号4のUGT74G1多様体(もしくは機能的ホモログ)をコードする組換え遺伝子、UGT76G1ポリペプチド(例えば、配列番号8、配列番号9)または配列番号9のUGT76G1多様体(もしくは機能的ホモログ)をコードする組換え遺伝子、ならびにUGT91D2eポリペプチド(例えば、配列番号10、配列番号11)及び/または配列番号11のUGT91D2e多様体(もしくは機能的ホモログ)、例えば、UGT91D2e−b(配列番号12、配列番号13)ポリペプチドをコードする組換え遺伝子、のうちの1つ以上のコピーを含むS.cerevisiae内でのSA Gtase(配列番号182、配列番号183)の発現は、ent−カウレン酸+2Glc(#7)、ent−カウレン酸+3Glc(異性体1)、ent−カウレン酸+3Glc(異性体2)、13−SMG、RebA、RebB、ステビオール+4Glc(#36)、ステビオール+6Glc(異性体1)、ステビオール+7Glc(異性体2)、及び/またはent−カウレノール+3Glc(異性体1及び/もしくは異性化2)の増加をもたらす。例4を参照のこと。
一部の実施形態では、インビボで、インビトロで、または全細胞生物変換により産生されるステビオール前駆体のステビオールグリコシド及び/またはグリコシド、またはそれらの組成物は、とりわけ、ステビア植物由来のステビア抽出物よりも少量の汚染物質または少量の任意の特定の汚染物質を含む。汚染物質は、異臭の原因となる植物由来の化合物を含むことができる。潜在的な汚染物質は、顔料、脂質、タンパク質、フェノール類、糖類、スパツレノール、及び他のセスキテルペン、ラブダンジテルペン、モノテルペン、デカン酸、8,11,14−エイコサトリエン酸、2−メチルオクタデカン、ペンタコサン、オクタコサン、テトラコサン、オクタデカノール、スチグマステロール、β−シトステロール、α−アミリン、β−アミリン、ルペオール、β−アミリンアセタート、五環性トリテルペン、センタレジン、ケルシチン、epi−αカジノール、カロフィレン(carophyllenes)及び誘導体、β−ピネン、β−シトステロール、ならびにジベレリンを含む。
本明細書で使用される場合、「検出可能な量」、「検出可能な濃度」、「測定可能な量」、及び「測定可能な濃度」という用語は、AUC、μM/OD600、mg/L、μM、またはmMで測定されたステビオールグリコシドのレベルを指す。ステビオールグリコシド産生(すなわち、全ての、上清の、及び/または細胞内のステビオールグリコシドレベル)は、例えば、限定されないが、液体クロマトグラフィー−質量分析法(LC−MS)、薄層クロマトグラフィー(TLC)、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)、紫外可視分光法/分光測光法(UV−Vis)、質量分析法(MS)、及びNMRを含む、当業者に一般に利用可能な技術により検出及び/または分析することができる。
本明細書で使用される場合、「検出不能な濃度」という用語は、TLC、HPLC、UV−Vis、MS、またはNMRなどの技術により測定及び/または分析するには低すぎる化合物のレベルを指す。一部の実施形態では、「検出不能な濃度」の化合物は、ステビオールグリコシドまたはステビオールグリコシド前駆体組成物中に存在しない。
本明細書で使用される場合、「または」及び「及び/または」という用語は、複数の構成要素を、組み合わせてまたは互いに排他的に記載するために利用される。例えば、「x、y、及び/またはz」は、「x」単独、「y」単独、「z」単独、「x、y、及びz」、「(x及びy)またはz」、「xまたは(y及びz)」、または「xまたはyまたはz」を指すことができる。一部の実施形態では、「及び/または」は、組換え細胞が含む外因性核酸を指すために使用され、組換え細胞は、グループから選択される1つ以上の外因性核酸を含む。一部の実施形態では、「及び/または」は、ステビオールグリコシド及び/またはステビオールグリコシド前駆体の産生を指すために使用される。一部の実施形態では、「及び/または」は、1つ以上のステビオールグリコシドが産生される、ステビオールグリコシドの産生を指すために使用される。一部の実施形態では、「及び/または」は、1つ以上のステビオールグリコシドが次のステップ:組換え微生物を培養すること、組換え微生物内で1つ以上のステビオールグリコシドを合成すること、及び/または1つ以上のステビオールグリコシドを単離すること、のうちの1つ以上により産生される、ステビオールグリコシドの産生を指すために使用される。
機能的ホモログ
上記ポリペプチドの機能的ホモログは、組換え宿主内でのステビオールグリコシドの産生における使用にも適する。機能的ホモログは、参照ポリペプチドと配列類似性を有し、かつ参照ポリペプチドの生化学的または生理学的機能(複数可)のうちの1つ以上を行うポリペプチドである。機能的ホモログ及び参照ポリペプチドは、天然に存在するポリペプチドとすることができ、配列類似性は、収斂または分岐進化事象に起因する可能性がある。そのようなものであるから、機能的ホモログは、ホモログ、またはオーソログ、またはパラログとして文献に示される場合がある。天然に存在する機能的ホモログの多様体、例えば、野生型コード配列の変異体によりコードされるポリペプチドは、それ自体、機能的ホモログとすることができる。機能的ホモログは、ポリペプチドのコード配列の部位特異的変異導入により、または異なる天然に存在するポリペプチドのコード配列由来のドメインを組み合わせること(「ドメインスワッピング」)により作製することもできる。本明細書に記載の機能的ポリペプチドをコードする遺伝子を改変するための技術は、既知であり、とりわけ、指向性進化技術、部位特異的変異導入技術、及びランダム変異導入技術を含み、ポリペプチドの比活性を増加させるのに有用であり、基質特異性を変更し、発現レベルを変更し、細胞内の場所を変更し、または所望の仕方でポリペプチド−ポリペプチド相互作用を改変することができる。このような修飾されたポリペプチドは、機能的ホモログと考えられる。「機能的ホモログ」という用語は、機能的に相同なポリペプチドをコードする核酸に適用される場合がある。
機能的ホモログは、ヌクレオチド及びポリペプチド配列アラインメントの分析により同定することができる。例えば、ヌクレオチドまたはポリペプチド配列のデータベースに対するクエリーを実行することにより、ステビオールグリコシド生合成ポリペプチドのホモログを同定することができる。配列分析は、参照配列としてUGTアミノ酸配列を使用する非重複データベースのBLAST、相互BLAST、またはPSI−BLAST分析を含むことができる。一部の場合では、アミノ酸配列は、ヌクレオチド配列から推定される。40%を超える配列同一性を有するデータベース中のポリペプチドは、ステビオールグリコシド生合成ポリペプチドとしての適合性についてさらに評価するための候補である。アミノ酸配列類似性は、1つの疎水性残基の別の疎水性残基への置換または1つの極性残基の別の疎水性残基への置換などの保存的アミノ酸置換を可能にする。必要に応じて、このような候補の手動検査は、さらに評価されるべき候補の数を減らすために実行することができる。手動検査は、ステビオールグリコシド生合成ポリペプチドに存在するドメイン、例えば、保存された機能的ドメイン、を有すると思われる候補を選択することにより実施することができる。一部の実施形態では、核酸及びポリペプチドは、BLAST分析を使用することによるというより、発現レベルに基づいてトランスクリプトームデータから同定される。
保存領域は、反復配列であるか、一部の二次構造(例えば、ヘリックス及びβシート)を形成するか、正もしくは負に荷電したドメインを確立するか、またはタンパク質モチーフもしくはドメインを表すステビオールグリコシド生合成ポリペプチドの1次アミノ酸配列内に領域を配置させることにより同定することができる。例えば、sanger.ac.uk/Software/Pfam/及びpfam.janelia.org/のワールドワイドウェブ上の様々のタンパク質モチーフ及びドメインに対するコンセンサス配列について記載するPfamウェブサイトを参照のこと。Pfamデータベースに含まれる情報は、Sonnhammer et al.,Nucl.Acids Res.,26:320−322(1998);Sonnhammer et al.,Proteins,28:405−420(1997);及びBateman et al.,Nucl.Acids Res.,27:260−262(1999)に記載される。保存領域は、密接に関連する種からの同じまたは関連するポリペプチドの配列をアラインすることにより決定することもできる。密接に関連する種は、好ましくは、同じファミリーのものである。一部の実施形態では、2つの異なる種に由来する配列のアラインメントは、このようなホモログを同定するのに適切である。
通常、少なくとも約40%のアミノ酸配列同一性を示すポリペプチドは、保存領域を同定するために有用である。関連するポリペプチドの保存領域は、少なくとも45%のアミノ酸配列同一性(例えば、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、または少なくとも90%のアミノ酸配列同一性)を示す。一部の実施形態では、保存領域は、少なくとも92%、94%、96%、98%、または99%のアミノ酸配列同一性を示す。
例えば、組換え宿主内でステビオールを産生するのに適するポリペプチドは、UGTの機能的ホモログを含む。
例えば、UGTの基質特異性を改変する方法は、当業者らに既知であり、部位特異的/合理的変異導入アプローチ、ランダム指向性進化アプローチ、及びランダム変異導入/飽和技術が酵素の活性部位付近で実施される組み合わせを含むが、これらに限定されない。例えば、Osmani et al.,2009,Phytochemistry 70:325−347を参照のこと。
候補配列は通常は、参照配列の長さの80%〜200%、例えば、参照配列の長さの82、85、87、89、90、93、95、97、99、100、105、110、115、120、130、140、150、160、170、180、190、または200%、である長さを有する。機能的ホモログポリペプチドは通常、参照配列の長さの95%〜105%、例えば、参照配列の長さの90、93、95、97、99、100、105、110、115、もしくは120%、または間の任意の範囲、である長さを有する。参照核酸またはポリペプチドに対する任意の候補核酸またはポリペプチドの%同一性は、次の通り決定することができる。参照配列(例えば、本明細書に記載の核酸配列またはアミノ酸配列)は、コンピュータープログラムClustal Omega(バージョン1.2.1、デフォルトパラメーター)を使用して、1つ以上の候補配列にアラインされ、これにより、核酸またはポリペプチド配列のアラインメントをそれらの全長にわたって実施することが可能になる(グローバルアラインメント)。Chenna et al.,2003,Nucleic Acids Res.31(13):3497−500。
ClustalWは、参照及び1つ以上の候補配列間の最良の一致を計算し、同一性、類似性、及び相違性を決定することができるようにそれらをアラインする。1つ以上の残基のギャップは、配列アラインメントを最大化するために、参照配列、候補配列、またはその双方に挿入することができる。核酸配列の迅速なペアワイズアラインメントのために、次のデフォルトパラメーター:ワードサイズ:2;ウィンドウサイズ:4;採点方法:%年齢;上対角線の数:4;及びギャップペナルティー:5が使用される。核酸配列の複数のアラインメントのために、次のパラメーター:ギャップ開始ペナルティー:10.0;ギャップ伸長ペナルティー:5.0;及び重み移動:有り、が使用される。タンパク質配列の迅速なペアワイズアラインメントでは、次のパラメーター:ワードサイズ:1;ウィンドウサイズ:5;得点方法:%年齢;上対角線の数:5;ギャップペナルティー:3が使用される。タンパク質配列のマルチプルアラインメントでは、次のパラメーター:質量マトリクス:blosum;ギャップ開始ペナルティー:10.0;ギャップ伸長ペナルティー:0.05;親水性ギャップ:オン;親水性残基:Gly、Pro、Ser、Asn、Asp、Gln、Glu、Arg、及びLys;残基特異的なギャップペナルティー:オンが使用される。ClustalW出力は、配列間の関係を反映する配列アラインメントである。ClustalWは、例えば、ワールドワイドウェブ上のBaylor College of Medicine Search Launcherサイト(searchlauncher.bcm.tmc.edu/multi−align/multi−align.html)及びWorld Wide Web上のEuropean Bioinformatics Instituteサイト(ebi.ac.uk/clustalw)で実行することができる。
候補核酸またはアミノ酸配列の参照配列との%同一性を決定するために、配列は、Clustal Omegaを使用してアラインされ、アラインメントにおける完全一致の数を参照配列の長さで除し、結果に100を掛ける。%同一性値は、少数第2位で四捨五入することができることに注意する。例えば、78.11、78.12、78.13、及び78.14は、78.1に切り下げられる一方、78.15、78.16、78.17、78.18、及び78.19は、78.2に切り上げられる。
機能的UGTタンパク質は、酵素により行われる酵素活性に関与しない追加のアミノ酸を含むことができることが理解されるであろう。一部の実施形態では、UGTタンパク質は、融合タンパク質である。「キメラ」、「融合ポリペプチド」、「融合タンパク質」、「融合酵素」、「融合構築物」、「キメラタンパク質」、「キメラポリペプチド」、「キメラ構築物」、及び「キメラ酵素」という用語は、本明細書では、異なるタンパク質をコードする2つ以上の遺伝子の連結により操作されるタンパク質を指すために互換的に使用することができる。一部の実施形態では、UGTポリペプチドをコードする核酸配列は、その後の操作(例えば、精製または検出を容易にするように)コードされたポリペプチドの分泌、または局在化を容易にするように、設計された「タグ」をコードするタグ配列を含むことができる。タグ配列は、コードされたタグがポリペプチドのカルボキシル末端またはアミノ末端のいずれかに位置するように、ポリペプチドをコードする核酸配列に挿入することができる。コードされたタグの非限定例としては、緑色蛍光タンパク質(GFP)、ヒトインフルエンザ赤血球凝集素(HA)、グルタチオンSトランスフェラーゼ(GST)、ポリヒスチジンタグ(HISタグ)、及びFlag(商標)タグ(Kodak、New Haven、CT)が挙げられる。タグの他の例としては、葉緑体輸送ペプチド、ミトコンドリア輸送ペプチド、アミロプラストペプチド、シグナルペプチド、または分泌タグが挙げられる。
一部の実施形態では、融合タンパク質は、ドメインスワッピングにより変更されたタンパク質である。本明細書で使用される場合、「ドメインスワッピング」という用語は、第1のタンパク質のドメインを第2のタンパク質のドメインと置換するプロセスについて記載するために使用される。一部の実施形態では、第1のタンパク質のドメイン及び第2のタンパク質のドメインは、機能的に同一または機能的に類似している。一部の実施形態では、第2のタンパク質のドメインの構造及び/または配列は、第1のタンパク質のドメインの構造及び/または配列とは異なる。一部の実施形態では、UGTポリペプチドは、ドメインスワッピングにより変更される。
一部の実施形態では、融合タンパク質は、後に他の場所で開かれることになるタンパク質の末端の共有結合に存在する円順列により変更されたタンパク質である。従って、配列の順序は、タンパク質のアミノ酸の変化を引き起こすことなく変更される。一部の実施形態では、標的化円順列は、例えば、限定されないが、元のタンパク質の末端を連結するスペーサーを設計することにより、生成させることができる。スペーサーが規定されていると、一般に受け入れられている分子生物学技術により、例えば、限定されないが、PCRを用いてコンカテマーを産生することにより、かつ続くコンカテマー内での具体的な順列の増幅により、または異なる順序で連結するように交換するタンパク質の別個のフラグメントを増幅することにより、順列を生成するいくつかの可能性がある。順列を生成するステップに、フラグメント末端を結合させ、かつランダムに切断することにより環状遺伝子を作製し、それにより、順列の集合を独特の構築物から形成することが続く可能性がある。
ステビオール及びステビオールグリコシド生合成核酸
本明細書に記載のポリペプチドをコードする組換え遺伝子は、ポリペプチドを発現するのに適する1つ以上の制御領域にセンス方向で作動可能に連結されたそのポリペプチドのコード配列を含む。多くの微生物が複数の遺伝子産物をポリシストロン性mRNAから発現することが可能であるので、必要に応じて、それらの微生物に対する単一の制御領域のコントロール下で、複数のポリペプチドを発現させることができる。制御領域が配列の転写または翻訳を制御するのに有効であるように、制御領域及びコード配列が配置される時、コード配列及び制御領域は、作動可能に連結されていると考えられる。通常、コード配列の翻訳リーディングフレームの翻訳開始部位は、モノシストロン性遺伝子の制御領域の1〜約50ヌクレオチド下流に位置する。
多くの場合、本明細書に記載のポリペプチドのコード配列は、組換え宿主以外の種内で確認され、すなわち、異種核酸である。従って、組換え宿主が微生物である場合、コード配列は、他の原核もしくは真核微生物由来、植物由来、または動物由来とすることができる。しかし、一部の場合では、コード配列は、宿主に固有であり、かつその生体に再導入されている配列である。
天然配列は多くの場合、外因性核酸と連結される非天然配列、例えば、組換え核酸構築物内の天然配列にフランキングする非天然制御配列の存在により、天然に存在する配列と区別することができる。加えて、安定して形質転換された外因性核酸は通常、天然配列が見出される位置以外の位置に組み込まれる。「制御領域」は、転写または翻訳産物の転写または翻訳開始及び速度、ならびに安定性及び/または移動度に影響を与えるヌクレオチド配列を有する核酸を指す。制御領域は、プロモーター配列、エンハンサー配列、応答エレメント、タンパク質認識部位、誘導性エレメント、タンパク質結合配列、5′及び3′非翻訳領域(UTR)、転写開始部位、終結配列、ポリアデニル化配列、イントロン、及びそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない。制御領域は通常、少なくともコア(基本)プロモーターを含む。制御領域は、エンハンサー配列、上流エレメント、または上流活性化領域(UAR)などの少なくとも1つの制御エレメントも含み得る。制御領域は、制御領域が配列の転写または翻訳を制御するのに有効であるように制御領域及びコード配列を配置することにより、コード配列に作動可能に連結される。例えば、コード配列及びプロモーター配列を作動可能に連結するために、コード配列の翻訳リーディングフレームの翻訳開始部位は通常、プロモーターの1〜約50ヌクレオチド上流に位置する。しかし、制御領域は、翻訳開始部位の約5,000ヌクレオチドもの上流に、または転写開始部位の約2,000ヌクレオチド上流に位置することができる。
含まれるべき制御領域の選択は、限定されないが、効率、選択性、誘導性、所望の発現レベル、及び特定の培養期中の優先的発現を含むいくつかの因子に依存する。コード配列に対する制御領域を適切に選択及び配置することにより、コード配列の発現を調節することは、当業者には日常的な事項である。複数の制御領域、例えば、イントロン、エンハンサー、上流活性化領域、転写ターミネーター、及び誘導性エレメントが、存在し得ることが理解されるであろう。
1つ以上の遺伝子は、別個の態様のステビオール及び/またはステビオールグリコシド産生に有用な「モジュール」の組換え核酸構築物内で組み合わせることができる。モジュール、特に、ポリシストロン性モジュール内で複数の遺伝子を組み合わせると、様々の種においてモジュールの使用が促進される。例えば、ステビオール生合成遺伝子クラスターまたはUGT遺伝子クラスターは、好適な制御領域の挿入後に、モジュールが多種多様な種に導入することができるように、ポリシストロン性モジュール内で組み合わせることができる。別の例として、UGT遺伝子クラスターは、UGTモジュールを形成するために、各UGTコード配列が別々の制御領域に作動可能に連結されるように組み合わせることができる。このようなモジュールは、モノシストロン性発現が必要または望ましいそれらの種に使用することができる。ステビオールまたはステビオールグリコシド産生に有用な遺伝子に加えて、組換え構築物は通常、複製起点、及び適切な種において構築物を維持するための1つ以上の選択マーカーも含有する。
遺伝コードの縮重のために、多くの核酸が特定のポリペプチドをコードすることができること;すなわち、多くのアミノ酸の場合、アミノ酸のコドンとして機能する複数のヌクレオチドトリプレットが存在することが理解されるであろう。従って、所与のポリペプチドのコード配列中のコドンは、その宿主(例えば、微生物)のための適切なコドンバイアス表を使用して、特定の宿主内での最適な発現が得られるように改変することができる。単離核酸として、これらの改変配列は、精製された分子として存在することができ、組換え核酸構築物のためのモジュールの構築に使用されるベクターまたはウイルスに組み込むことができる。
一部の場合では、代謝中間体をステビオールまたはステビオールグリコシド生合成に転用するために、内因性ポリペプチドの1つ以上の機能を阻害することが望ましい。例えば、ステビオールまたはステビオールグリコシド産生をさらに増加させるために、例えば、スクワレンエポキシダーゼを下方制御することにより、酵母株のステロールの合成を下方制御することが望ましいことがある。別の例として、特定の内因性遺伝子産物、例えば、本明細書で検討されるような二次代謝産物またはホスファターゼからグルコース部分を除去するグリコヒドロラーゼ、の分解機能を阻害することが望ましいことがある。このような場合では、ポリペプチドまたは遺伝子産物を過剰発現する核酸は、株に形質転換される組換え構築物に含まれ得る。あるいは、変異導入は、機能を増加させるかまたは増強することが望ましい遺伝子に変異体を生じさせるために使用することができる。
本開示の一態様は、ステビオールまたはステビオールグリコシドをC−19カルボキシル位またはその触媒活性部分でグリコシル化することが可能なポリペプチドをコードする単離核酸分子である。核酸は、cDNAである。一部の実施形態では、ステビオールまたはステビオールグリコシドをC−19カルボキシル位またはその触媒活性部分でグリコシル化することが可能なコードされたポリペプチドは、UGT73C1ポリペプチド、UGT73C3ポリペプチド、UGT73C5ポリペプチド、UGT73C6ポリペプチド、UGT73E1ポリペプチド、UGT75B1ポリペプチド、UGT75L6ポリペプチド、OleIポリペプチド、UGT5ポリペプチド、SA Gtaseポリペプチド、UDPG1ポリペプチド、UN1671ポリペプチド、UGT74F1ポリペプチド、UGT84B2ポリペプチド、またはUGT74F2様UGTポリペプチドを含む。一部の実施形態では、ステビオールまたはステビオールグリコシドをC−19カルボキシル位またはその触媒活性部分でグリコシル化することが可能なコードされたポリペプチドは、配列番号127、配列番号133、配列番号135、配列番号137、配列番号141、配列番号145、配列番号147、配列番号177、配列番号181、配列番号183、配列番号185、配列番号201、配列番号203、配列番号207、または配列番号211に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチドを含む。
本開示の別の態様は、ステビオールまたはステビオールグリコシドをC−13ヒドロキシル位またはその触媒活性部分でグリコシル化することが可能なポリペプチドをコードする単離核酸分子である。一部の実施形態では、ステビオールまたはステビオールグリコシドをC−13ヒドロキシル位またはその触媒活性部分でグリコシル化することが可能なコードされたポリペプチドは、UGT73C1ポリペプチド、UGT73C3ポリペプチド、UGT73C5ポリペプチド、UGT73C6ポリペプチド、UGT73C7ポリペプチド、UGT73E1ポリペプチド、またはUGT76E12ポリペプチドを含む。一部の実施形態では、ステビオールまたはステビオールグリコシドをC−13ヒドロキシル位またはその触媒活性部分でグリコシル化することが可能なコードされたポリペプチドは、配列番号127、配列番号133、配列番号135、配列番号137、配列番号139、配列番号141、または配列番号153に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチドを含む。
本開示の別の態様は、ステビオールグリコシドまたはその触媒活性部分の13−O−グルコース、19−O−グルコース、または13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC2′のβ1,2−グリコシル化及び/またはC3′のβ1,3−グリコシル化が可能なポリペプチドをコードする単離核酸分子である。核酸は、cDNAである。一部の実施形態では、ステビオールグリコシドまたはその触媒活性部分の13−O−グルコース、19−O−グルコース、または13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC2′のβ1,2−グリコシル化及び/またはC3′のβ1,3−グリコシル化が可能なコードされたポリペプチドは、UGT73C6ポリペプチド、CaUGT3ポリペプチド、UN32491ポリペプチド、またはUN1671ポリペプチドを含む。一部の実施形態では、ステビオールグリコシドまたはその触媒活性部分の13−O−グルコース、19−O−グルコース、または13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC2′のβ1,2−グリコシル化及び/またはC3′のβ1,3−グリコシル化が可能なコードされたポリペプチドは、配列番号137、配列番号169、配列番号199、または配列番号201に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチドを含む。
本開示の別の態様は、ステビオール前駆体をC−19カルボキシル位もしくはC−19ヒドロキシル位またはその触媒活性部分でグリコシル化することが可能なポリペプチドをコードする単離核酸分子である。核酸は、cDNAである。一部の実施形態では、ステビオール前駆体をC−19カルボキシル位もしくはC−19ヒドロキシル位またはその触媒活性部分でグリコシル化することが可能なコードされたポリペプチドは、UGT73C1ポリペプチド、UGT73C3ポリペプチド、UGT73C5ポリペプチド、UGT73C6ポリペプチド、UGT73E1ポリペプチド、UGT75B1ポリペプチド、UGT75L6ポリペプチド、UGT76E12ポリペプチド、OleIポリペプチド、UGT5ポリペプチド、SA Gtase、UDPG1ポリペプチド、UGT74F1ポリペプチド、UGT75D1ポリペプチド、UGT84B2ポリペプチド、またはUGT74F2様UGTポリペプチドを含む。一部の実施形態では、ステビオール前駆体をC−19カルボキシル位もしくはC−19ヒドロキシル位またはその触媒活性部分でグリコシル化することが可能なコードされたポリペプチドは、配列番号127、配列番号133、配列番号135、配列番号137、配列番号141、配列番号145、配列番号147、配列番号153、配列番号177、配列番号181、配列番号183、配列番号185、配列番号203、配列番号205、配列番号207、または配列番号211に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチドを含む。
宿主微生物
組換え宿主は、哺乳類、昆虫、植物、及び藻類細胞を含むステビオールグリコシドを産生するためのポリペプチドを発現するために使用することができる。多数の原核生物及び真核生物もまた、本明細書に記載の組換え微生物、例えば、グラム陰性菌、酵母、及び真菌の構築における使用に適する。ステビオールグリコシド産生株として使用するために選択された種及び株は、どの産生遺伝子が株に対して内因性であるか、かつどの遺伝子が存在しないかを決定するために最初に分析される。内因性対応物が株に存在しない遺伝子は、1つ以上の組換え構築物に有利に組み立てられ、次に、これは、欠損機能(複数可)を補うために株に形質転換される。
通常、組換え微生物は、ある温度(複数可)で一定期間、発酵槽中で成長し、温度及び期間は、ステビオールグリコシドの産生を促進する。本発明により提供される構築及び遺伝子操作された微生物は、とりわけ、ケモスタット、バッチ、流加培養、取り出し及び充填などの半連続発酵、連続灌流発酵、ならびに連続灌流細胞培養を含む従来の発酵プロセスを使用して培養することができる。方法で使用される特定の微生物に応じて、イソペンテニル生合成遺伝子ならびにテルペンシンターゼ及びシクラーゼ遺伝子などの他の組換え遺伝子も存在及び発現し得る。基質及び中間体、例えば、イソペンテニルジホスファート、ジメチルアリルジホスファート、GGPP、ent−カウレン、及びent−カウレン酸、のレベルは、公表された方法に従って分析のために試料を培地から抽出することにより決定することができる。
本方法で使用される炭素源は、ステビオールグリコシドの成長及び/または産生を促進するために組換え宿主細胞により代謝される可能性がある任意の分子を含む。好適な炭素源の例としては、スクロース(例えば、糖蜜に見出されるような)、フルクトース、キシロース、エタノール、グリセロール、グルコース、セルロース、デンプン、セロビオース、または他のグルコース含有ポリマーが挙げられるが、これらに限定されない。酵母を宿主として用いる実施形態では、例えば、スクロース、フルクトース、キシロース、エタノール、グリセロール、及びグルコースなどの炭素源が適する。炭素源は、培養期間にわたって宿主生体に提供することができ、または代わりに、生体は、別のエネルギー源、例えば、タンパク質、の存在下で一定期間成長させ、次に、流加段階中のみに、炭素源と共に提供することができる。
温度及び期間がステビオールグリコシドの産生を促進する一定期間の培養中に、組換え微生物が成長した後、ステビオール及び/または1つ以上のステビオールグリコシドは、当該技術分野で既知の種々の技術を使用して培養物から回収することができる。一部の実施形態では、透過処理剤は、原材料が宿主に入ること及び産物が出ることを助けるために添加することができる。例えば、培養された微生物の粗溶解物は、上清を得るために遠心分離することができる。次に、得られる上清は、クロマトグラフィーカラム、例えば、C−18カラムに添加し、親水性化合物を除去するために水で洗浄し、続いて、目的の化合物(複数可)を、メタノールなどの溶媒で溶出させることができる。次に、化合物(複数可)は、分取HPLCによりさらに精製することができる。WO2009/140394も参照のこと。
本明細書で検討される種々の遺伝子及びモジュールは、単一の宿主ではなく2つ以上の組換え宿主に存在することができることが理解されるであろう。複数の組換え宿主が使用される時、それらは、ステビオール及び/またはステビオールグリコシドを蓄積するために、混合培養物中に成長させることができる。
あるいは、2つ以上の宿主はそれぞれ、別々の培地で成長させることができ、第1の培地の産物、例えば、ステビオールは、その後の中間体に、または、例えば、RebAなどの最終産物に変換するために、第2の培地に導入することができる。次に、第2または最終の宿主により産生される産物が回収される。一部の実施形態では、組換え宿主は、培地以外の栄養源を使用し、かつ発酵槽以外のシステムを利用して成長することも理解されるであろう。
例示的な原核生物種及び真核生物種は、以下により詳細に記載される。しかし、他の種が、好適である可能性があることが理解されるであろう。例えば、好適な種は、Agaricus、Aspergillus、Bacillus、Candida、Corynebacterium、Eremothecium、Escherichia、Fusarium/Gibberella、Kluyveromyces、Laetiporus、Lentinus、Phaffia、Phanerochaete、Pichia、Physcomitrella、Rhodoturula、Saccharomyces、Schizosaccharomyces、Sphaceloma、Xanthophyllomyces、またはYarrowiaなどの属のものとすることができる。このような属の例示的な種としては、Lentinus tigrinus、Laetiporus sulphureus、Phanerochaete chrysosporium、Pichia pastoris、Cyberlindnera jadinii、Physcomitrella patens、Rhodoturula glutinis、Rhodoturula mucilaginosa、Phaffia rhodozyma、Xanthophyllomyces dendrorhous、Fusarium fujikuroi/Gibberella fujikuroi、Candida utilis、Candida glabrata、Candida albicans、及びYarrowia lipolyticaが挙げられる。
一部の実施形態では、微生物は、原核生物、例えば、Escherichia細菌細胞、例えば、Escherichia coli細胞;Lactobacillus細菌細胞;Lactococcus細菌細胞;Cornebacterium細菌細胞;Acetobacter細菌細胞;Acinetobacter細菌細胞;またはPseudomonas細菌細胞、とすることができる。
一部の実施形態では、微生物は、Ascomycete、例えば、Gibberella fujikuroi、Kluyveromyces lactis、Schizosaccharomyces pombe、Aspergillus niger、Yarrowia lipolytica、Ashbya gossypii、またはS.cerevisiae、とすることができる。
一部の実施形態では、微生物は、藻類細胞、例えば、Blakeslea trispora、Dunaliella salina、Haematococcus pluvialis、Chlorella sp.、Undaria pinnatifida、Sargassum、Laminaria japonica、Scenedesmus almeriensis種、とすることができる。
一部の実施形態では、微生物は、シアノバクテリア細胞、例えば、Blakeslea trispora、Dunaliella salina、Haematococcus pluvialis、Chlorella sp.、Undaria pinnatifida、Sargassum、Laminaria japonica、Scenedesmus almeriensis、とすることができる。
Saccharomyces spp.
Saccharomycesは、合成生物学に広く使用されているシャーシ生体であり、組換え微生物のプラットフォームとして使用することができる。例えば、変異体、プラスミド、代謝の詳細なコンピューターモデル、及びS.cerevisiaeで利用可能な他の情報のライブラリーがあり、種々のモジュールの合理的設計により産物収率を向上させることが可能になる。組換え微生物を作製するための方法が知られている。
Aspergillus spp.
A.oryzae、A.niger、及びA.sojaeなどのAspergillus種は、食品製造に広く使用される微生物であり、組換え微生物プラットフォームとして使用することもできる。ヌクレオチド配列は、A.nidulans、A.fumigatus、A.oryzae、A.clavatus、A.flavus、A.niger、及びA.terreusのゲノムに利用可能であり、内因性経路の合理的設計及び改変により、フラックスを高め、かつ産物収率を増加させることが可能になる。代謝モデルは、Aspergillusならびに転写学研究及びプロテオミクス研究のために開発されている。A.nigerは、クエン酸及びグルコン酸などの多数の食品成分の工業生産のために培養され、それにより、A.nigerなどの種は一般に、ステビオールグリコシドを産生するのに適する。
E.coli
合成生物学で広く使用される別のプラットフォーム生体であるE.coliは、組換え微生物プラットフォームとして使用することもできる。Saccharomycesと同様に、変異体、プラスミド、代謝の詳細なコンピューターモデル、及びE.coliで利用可能な他の情報のライブラリーがあり、種々のモジュールの合理的設計により、産物収率を向上させることが可能になる。Saccharomycesについて上記のものと類似した方法は、組換えE.coli微生物を作製するために使用することができる。
Agaricus、Gibberella、及びPhanerochaete spp.
Agaricus、Gibberella、及びPhanerochaete spp.は、培養中に大量のイソプレノイドを産生することが知られているので、有用である可能性がある。従って、大量のステビオールグリコシドを産生するためのテルペン前駆体は既に、内因性遺伝子により産生されている。従って、ステビオールグリコシド生合成ポリペプチドの組換え遺伝子を含むモジュールは、メバロナートまたはMEP経路遺伝子を導入する必要がなく、このような属に由来する種に導入することができる。
Arxula adeninivorans(Blastobotrys adeninivorans)
Arxula adeninivoransは、珍しい生化学的特徴を有する二形性酵母である(それは、パン酵母のような出芽酵母として42℃の温度まで成長し、この閾値を超えて、糸状形態で成長する)。それは、幅広い基質上で成長することができ、硝酸同化し得る。それは、天然プラスチックを産生することができる株の生成、または環境試料中のエストロゲンに対するバイオセンサーの開発に効率よく適用されている。
Yarrowia lipolytica
Yarrowia lipolyticaは、二形性酵母(Arxula adeninivoransを参照のこと)であり、Hemiascomycetesファミリーに属する。Yarrowia lipolyticaの全ゲノムは、既知である。Yarrowia種は、好気性であり、非病原性であると考えられる。Yarrowiaは、疎水性基質(例えば、アルカン、脂肪酸、油)を使用する際に有効であり、糖上で成長することができる。それは、工業用途のための高い可能性を有しており、油性微生物である。Yarrowia lipolypticaは、その乾燥細胞重量の約40%の脂質含有量を蓄積することができ、脂質蓄積及び再流動化のためのモデル生体である。例えば、Nicaud,2012,Yeast 29(10):409−18;Beopoulos et al.,2009,Biochimie 91(6):692−6;Bankar et al.,2009,Appl Microbiol Biotechnol.84(5):847−65を参照のこと。
Rhodotorula sp.
Rhodotorulaは、単細胞性の着色酵母である。油性赤酵母Rhodotorula glutinisは、脂質及びカロテノイドを粗製グリセロールから産生することが示されている(Saenge et al.,2011,Process Biochemistry 46(1):210−8)。Rhodotorula toruloides株は、改良されたバイオマス及び脂質産生能のための効率的な流加発酵システムであることが示されている(Li et al.,2007,Enzyme and Microbial Technology 41:312−7)。
Rhodosporidium toruloides
Rhodosporidium toruloidesは、油性酵母であり、脂質産生経路を遺伝子操作によって作り変えるのに有用である(例えば、Zhu et al.,2013,Nature Commun.3:1112;Ageitos et al.,2011,Applied Microbiology and Biotechnology 90(4):1219−27を参照のこと)。
Candida boidinii
Candida boidiniiは、メチロトローフ酵母である(メタノール上で成長することができる)。Hansenula polymorpha及びPichia pastorisなどの他のメチロトローフ種と同様に、それは、異種タンパク質を産生するための優れたプラットフォームを提供する。マルチグラム範囲の収率の分泌された外来タンパク質が報告されている。計算方法IPROにより、近年、Candida boidiniiキシロースレダクターゼの補因子特異性を、NADPHからNADHに実験的に切り替えた変異が予測された。例えば、Mattanovich et al.,2012,Methods Mol Biol.824:329−58;Khoury et al.,2009,Protein Sci.18(10):2125−38を参照のこと。
Hansenula polymorpha(Pichia angusta)
Hansenula polymorphaは、メチロトローフ酵母である(Candida boidiniiを参照のこと)。それは、幅広い他の基質上でさらに成長することができ;それは、耐熱性であり、硝酸同化し得る(Kluyveromyces lactisも参照のこと)。それは、B型肝炎ワクチン、インスリン、及びC型肝炎の処置のためのインターフェロンα−2aを産生することに適用されており、さらに、幅広い技術的酵素に適用されている。例えば、Xu et al.,2014,Virol Sin.29(6):403−9を参照のこと。
Kluyveromyces lactis
Kluyveromyces lactisは、ケフィアの産生に通常適用される酵母である。それは、いくつかの糖上で、最も重要なことには、ミルク及び乳清中に存在するラクトース上で、成長することができる。それは、とりわけ、チーズを製造するためのキモシン(通常は子ウシの胃に存在する酵素)を産生するために効率よく適用されている。産生は、40,000L規模の発酵槽で行われる。例えば、Ooyen et al.,2006,FEMS Yeast Res.6(3):381−92を参照のこと。
Pichia pastoris
Pichia pastorisは、メチロトローフ酵母である(Candida boidinii及びHansenula polymorphaを参照のこと)。それは、外来タンパク質を産生するための効率的なプラットフォームを提供する。プラットフォーム要素は、キットとして入手可能であり、それは、タンパク質を産生するために学界で世界的に使用される。複雑なヒトN−グリカンを産生することができる株が操作されている(酵母グリカンは、類似しているがヒトに見られるものと同一ではない)。例えば、Piirainen et al.,2014,N Biotechnol.31(6):532−7を参照のこと。
Physcomitrella spp.
Physcomitrella mossesは、浮遊培養で成長させた時、酵母または他の真菌培養と類似の特徴を有する。この属は、植物の二次代謝産物を産生するために使用することができ、これは、他のタイプの細胞内で産生することが困難である可能性がある。
本明細書に開示の組換え宿主細胞は、植物、哺乳動物細胞、昆虫細胞、酵母細胞を含む真菌細胞中で成長する植物細胞を含む植物細胞を含むことができ、酵母細胞は、Saccharomyces cerevisiae、Schizosaccharomyces pombe、Yarrowia lipolytica、Candida glabrata、Ashbya gossypii、Cyberlindnera jadinii、Pichia pastoris、Kluyveromyces lactis、Hansenula polymorpha、Candida boidinii、Arxula adeninivorans、Xanthophyllomyces dendrorhous、もしくはCandida albicans種由来の細胞であるか、またはSaccharomyceteであるか、またはSaccharomyces cerevisiae細胞、藻類細胞、もしくはEscherichia細胞、Lactobacillus細胞、Lactococcus細胞、Cornebacterium細胞、Acetobacter細胞、Acinetobacter細胞、もしくはPseudomonas細胞を含む細菌細胞であることが理解されるであろう。
ステビオールグリコシド組成物
ステビオールグリコシドは、必ずしも異なる食品システムにおいて同等の性能を有するとは限らない。それ故、合成を、選択すべきステビオールグリコシド組成物に指向する能力を有することが望ましい。本明細書に記載の組換え宿主は、具体的なステビオールグリコシド(例えば、RebDまたはRebM)について選択的に富化され、かつ均一な味覚プロファイルを有する組成物を産生することができる。本明細書で使用される場合、「富化された」という用語は、ステビア植物由来のステビオールグリコシド組成物(抽出物)と比較して、特定のステビオールグリコシドの割合が増加したステビオールグリコシド組成物について記載するために使用される。従って、本明細書に記載の組換え宿主は、所与の食品に望ましい甘味プロファイルを満たすように調整され、かつ各ステビオールグリコシドの割合がバッチ間で均一である組成物の産生を促進することができる。一部の実施形態では、本明細書に記載の宿主は、ステビア抽出物に見出される望ましくない植物副産物を産生しないか、または、それを低減した量で産生する。従って、本明細書に記載の組換え宿主により産生されるステビオールグリコシド組成物は、ステビア植物由来の組成物と区別される。
蓄積された個々のステビオールグリコシド(例えば、RebA、RebB、RebD、またはRebM)の量は、約1〜約7,000mg/L、例えば、約1〜約10mg/L、約3〜約10mg/L、約5〜約20mg/L、約10〜約50mg/L、約10〜約100mg/L、約25〜約500mg/L、約100〜約1,500mg/L、もしくは約200〜約1,000mg/L、少なくとも約1,000mg/L、少なくとも約1,200mg/L、少なくとも約1,400mg/L、少なくとも約1,600mg/L、少なくとも約1,800mg/L、少なくとも約2,800mg/L、または少なくとも約7,000mg/L、とすることができる。一部の態様では、個々のステビオールグリコシドの量は、7,000mg/Lを超えることができる。蓄積されたステビオールグリコシド(例えば、RebA、RebB、RebD、またはRebM)の組み合わせの量は、約1mg/L〜約7,000mg/L、例えば、約200〜約1,500、少なくとも約2,000mg/L、少なくとも約3,000mg/L、少なくとも約4,000mg/L、少なくとも約5,000mg/L、少なくとも約6,000mg/L、または少なくとも約7,000mg/Lとすることができる。一部の態様では、ステビオールグリコシドの組み合わせの量は、7,000mg/Lを超えることができる。一般に、より長い培養時間は、より多くの量の産物をもたらすであろう。従って、組換え微生物は、1日間〜7日間、1日間〜5日間、3日間〜5日間、約3日間、約4日間、または約5日間培養することができる。
本明細書で検討される種々の遺伝子及びモジュールは、単一の微生物ではなく2つ以上の組換え微生物に存在することができると理解されるであろう。複数の組換え微生物は、使用される場合、ステビオール及び/またはステビオールグリコシドを産生させるために混合培養物中で成長させることができる。例えば、第1の微生物は、ステビオールグリコシド前駆体を産生するための1つ以上の生合成遺伝子を含むことができる一方、第2の微生物は、ステビオールグリコシド生合成遺伝子を含む。次に、第2または最終の微生物により産生された産物が回収される。一部の実施形態では、組換え微生物が、培地以外の栄養源を使用し、かつ発酵槽以外のシステムを利用して成長することも理解されるであろう。
あるいは、2つ以上の微生物はそれぞれ、別々の培地で成長させることができ、第1の培地の産物、例えば、ステビオールは、その後の中間体に、または、RebAなどの最終産物に変換するために、第2の培地に導入することができる。次に、第2の、または最終の微生物により産生された産物が回収される。一部の実施形態では、組換え微生物が、培地以外の栄養源を使用し、かつ発酵槽以外のシステムを利用して成長することも理解されるであろう。
本明細書に開示の方法により得られるステビオールグリコシド及び組成物は、食品、栄養補助食品、及び甘味料組成物の作製に使用することができる。例えば、WO2011/153378、WO2013/022989、WO2014/122227、及びWO2014/122328を参照のこと。
例えば、実質的に純粋なステビオールまたはステビオールグリコシド、例えば、RebMまたはRebDは、食品、例えば、アイスクリーム、炭酸飲料、フルーツジュース、ヨーグルト、焼き菓子、チューインガム、ハードキャンディー及びソフトキャンディー、ならびにソース、に含まれる可能性がある。実質的に純粋なステビオールまたはステビオールグリコシドは、非食品、例えば、医薬製品、医薬品、栄養補助食品、及び栄養剤、にも含まれる可能性がある。実質的に純粋なステビオールまたはステビオールグリコシドは、農業及びコンパニオンアニマル業界の双方のための動物飼料製品にも含まれ得る。あるいは、ステビオール及び/またはステビオールグリコシドの混合物は、組換え微生物を別々に培養すること、具体的なステビオールまたはステビオールグリコシドをそれぞれ産生すること、ステビオールまたはステビオールグリコシドを各微生物から実質的に純粋な形態で回収すること、次に、所望の割合で各化合物を含む混合物を得るために、化合物を組み合わせることにより作製することができる。本明細書に記載の組換え微生物により、現在のステビア製品と比較してより正確で一貫した混合物を得ることができる。
別の代替案では、実質的に純粋なステビオールまたはステビオールグリコシドは、他の甘味料、例えば、サッカリン、デキストロース、スクロース、フルクトース、エリスリトール、アスパルテーム、スクラロース、モナチン、またはアセスルファムカリウムと共に食品中に組み込むことができる。ステビオールまたはステビオールグリコシドの、他の甘味料に対する重量比は、最終食品で満足な味を達成するために、要望通りに変動させることができる。例えば、U.S.2007/0128311を参照のこと。一部の実施形態では、ステビオールまたはステビオールグリコシドは、風味調節剤として、フレイバー(例えば、柑橘類)と共に提供されてもよい。
本明細書に記載の組換え微生物により産生された組成物は、食品に組み込むことができる。例えば、組換え微生物により産生されるステビオールグリコシド組成物は、ステビオールグリコシド及び食品のタイプに応じて、乾燥重量基準で約20mgステビオールグリコシド/kg食品〜約1800mgステビオールグリコシド/kg食品の範囲の量で食品に組み込むことができる。例えば、組換え微生物により産生されるステビオールグリコシド組成物は、食品が乾燥重量基準で最大500mgステビオールグリコシド/kg食品を有するように、デザート、冷菓子(例えば、アイスクリーム)、乳製品(例えば、ヨーグルト)、または飲料(例えば、炭酸飲料)に組み込むことができる。組換え微生物により産生されるステビオールグリコシド組成物は、食品が乾燥重量基準で最大300mgステビオールグリコシド/kg食品を有するように、焼き菓子(例えば、ビスケット)に組み込むことができる。組換え微生物により産生されるステビオールグリコシド組成物は、食品が乾燥重量基準で最大1000mgステビオールグリコシド/kg食品を有するように、ソース(例えば、チョコレートシロップ)または野菜製品(例えば、ピクルス)に組み込むことができる。組換え微生物により産生されるステビオールグリコシド組成物は、食品が乾燥重量基準で最大160mgステビオールグリコシド/kg食品を有するように、パンに組み込むことができる。組換え微生物、植物、または植物細胞により産生されるステビオールグリコシド組成物は、食品が乾燥重量基準で最大1600mgステビオールグリコシド/kg食品を有するように、ハードキャンディーまたはソフトキャンディーに組み込むことができる。組換え微生物、植物、または植物細胞により産生されるステビオールグリコシド組成物は、食品が乾燥重量基準で最大1000mgステビオールグリコシド/kg食品を有するように、加工フルーツ製品(例えば、フルーツジュース、フルーツ充填物、ジャム、及びゼリー)に組み込むことができる。一部の実施形態では、本明細書で産生されるステビオールグリコシド組成物は、医薬組成物の構成成分である。例えば、Steviol Glycosides Chemical and Technical Assessment 69th JECFA,2007,prepared by Harriet Wallin,Food Agric.Org.;EFSA Panel on Food Additives and Nutrient Sources added to Food(ANS),“Scientific Opinion on the safety of steviol glycosides for the proposed uses as a food additive,”2010,EFSA Journal 8(4):1537;U.S.Food and Drug Administration GRAS Notice 323;U.S Food and Drug Administration GRAS Notice Notice 329;WO2011/037959;WO2010/146463;WO2011/046423;及びWO2011/056834を参照のこと。
例えば、このようなステビオールグリコシド組成物は、90〜99重量%のRebA及び検出不可能な量のステビア植物由来の汚染物質を有することができ、乾燥重量基準で25〜1600mg/kg、例えば、100〜500mg/kg、25〜100mg/kg、250〜1000mg/kg、50〜500mg/kg、または500〜1000mg/kgで、食品に取り込まれる。
このようなステビオールグリコシド組成物は、3重量%を超えるRebBを有する、RebBが富化された組成物とすることができ、産物中のRebBの量が乾燥重量基準で25〜1600mg/kg、例えば、100〜500mg/kg、25〜100mg/kg、250〜1000mg/kg、50〜500mg/kg、または500〜1000mg/kgとなるように、食品に組み込むことができる。通常、RebBが富化された組成物は、検出不可能な量のステビア植物由来の汚染物質を有する。
このようなステビオールグリコシド組成物は、3重量%を超えるRebDを有する、RebDが富化された組成物とすることができ、産物中のRebDの量が乾燥重量基準で25〜1600mg/kg、例えば、100〜500mg/kg、25〜100mg/kg、250〜1000mg/kg、50〜500mg/kg、または500〜1000mg/kgとなるように、食品に組み込むことができる。通常は、RebDが富化された組成物は、検出不可能な量のステビア植物由来の汚染物質を有する。
このようなステビオールグリコシド組成物は、3重量%を超えるRebEを有する、RebEが富化された組成物とすることができ、産物中のRebEの量が乾燥重量基準で25〜1600mg/kg、例えば、100〜500mg/kg、25〜100mg/kg、250〜1000mg/kg、50〜500mg/kg、または500〜1000mg/kgとなるように、食品に組み込むことができる。通常は、RebEが富化された組成物は、検出不可能な量のステビア植物由来の汚染物質を有する。
このようなステビオールグリコシド組成物は、3重量%を超えるRebMを有する、RebMが富化された組成物とすることができ、産物中のRebMの量が乾燥重量基準で25〜1600mg/kg、例えば、100〜500mg/kg、25〜100mg/kg、250〜1000mg/kg、50〜500mg/kg、または500〜1000mg/kgとなるように、食品に組み込むことができる。通常は、RebMが富化された組成物は、検出不可能な量のステビア植物由来の汚染物質を有する。
一部の実施形態では、実質的に純粋なステビオールまたはステビオールグリコシドは、卓上甘味料または「カップ用カップ」製品に組み込まれる。このような製品は通常、当業者らに既知の1つ以上の増量剤、例えば、マルトデキストリンで、適切な甘味レベルに希釈される。RebA、RebB、RebD、RebE、またはRebMについて富化されたステビオールグリコシド組成物は、卓上使用のために、例えば、乾燥重量基準で10,000〜30,000mgステビオールグリコシド/kg製品で、サッシェにパッケージングすることができる。一部の実施形態では、インビトロで、インビボで、または全細胞生物変換により産生されるステビオールグリコシド。
本発明は、次の実施例にさらに記載されることになり、これは、特許請求の範囲に記載の本発明の範囲を限定するものではない。
続く実施例は、本発明の具体的な実施形態及びそれらの種々の使用を例示するものである。それらは、説明のためのみに記載されており、本発明を限定するものと解釈されるべきではない。
実施例1:LC−MS分析手順
ネガティブモードのエレクトロスプレーイオン化(ESI)を備えたWaters ACQUITY TQDトリプル四重極質量分析計と結合されたWaters ACQUITY UPLC(登録商標)BEH C18カラム(2.1×50mm、1.7μm粒子、130Å孔径)を備えたWaters ACQUITY UPLC(登録商標)(Waters Corporation)で、LC−MS分析を実施した。
0.3〜2.0分に20%から50%までBを増加させ、2.01分に100%までBを増加させ、0.6分間100%にBを保持し、0.6分間再平衡化させることにより、2つの移動相:A(0.1%のギ酸を含む水)及びB(0.1%のギ酸を含むMeCN)の勾配により、方法Aのための化合物分離を達成した。
2.5分で60%から100%までBを増加させ、0.1分間100%にBを保持し、0.3分間再平衡化させることにより、2つの移動相A(0.1%のギ酸を含む水)及びB(0.1%のギ酸を含むMeCN)の勾配により、方法Bのための化合物分離を達成した。
流速は、0.6mL/分であり、カラム温度は、55℃であった。SIM(Single Ion Monitoring)を使用して、ステビオールグリコシドを監視し、根拠のある標準と比較することにより定量した。検出されたステビオールグリコシドのm/zトレース及び保持時間値については、表1を参照のこと。
実施例2:粗溶解物の調製
UGTポリペプチドを発現するように構築されたE.coli株のコロニーを、アンピシリンを含むNZCYM細菌培養液1mLと共に滅菌96深型ウェルプレートに入れた。プレートを密閉し、試料を、200rpmで振盪しながら、37℃で一晩成長させた。翌日(すなわち、2日目)、50μLの各培養物を、アンピシリン及びポリペプチド発現誘導物質を含むNZCYM細菌培養液1mLを含む新しい滅菌96深型ウェルプレートに移した。プレートを密封し、試料を、200rpmで振盪しながら、20℃で約20時間インキュベートした。3日目に、プレートを、4000rpm、4℃で10分間遠心分離した。上清をデカントした後、Tris−HCl、MgCl、CaCl、及びプロテアーゼ阻害剤を含む緩衝液50μLを、各ウェルに添加し、細胞を、200rpm、4℃で5分間振盪することにより再懸濁した。次に、各ウェルの内容物(すなわち、細胞スラリー)を、−80℃で一晩凍結させる前に、PCRプレートに移し、密封した。凍結した細胞スラリーを、室温で最大30分間解凍した。解凍混合物が細胞溶解に起因して、粘性ではなかった場合、試料を、再度冷凍及び解凍した。試料がほぼ解凍された時に、DNase及びMgClを含む結合緩衝液25μLを各ウェルに添加した。試料の粘性が低くなるまで、500rpmで振盪しながら、PCRプレートを室温で5分間インキュベートした。最終的に、試料を4000rpmで5分間遠心分離し、その後、上清を使用して、実施例3に記載のUGT活性を測定した。
実施例3:UGT活性アッセイ
実施例2に従って調製したUGTポリペプチド試料を、表2に従って反応混合物を調製することにより、RebA、RebB、ルブソシド、ステビオール、ent−カウレン酸、及び13−SMGを含む基質の活性についてインビトロでスクリーニングした。
反応混合物を、30℃で一晩インキュベートした。100%のDMSO 30μLを加えることにより、反応を停止させた。得られた混合物を、実施例1に従って、LC−MS分析のために、50%のDMSO 90μLでさらに希釈した。形成された生成物及び各生成物の曲線下面積(AUC)値の双方を、基質ごとにまとめた表3〜7に示す。
表3〜7に示す通り、いくつかの基質上のUGTポリペプチドによる19−O−グリコシル化、13−O−グリコシル化、及びグリコシル基グリコシル化活性が観察され、ent−カウレン酸及びステビオールのグリコシドの形成がもたらされた。
表8に示す通り、UDPG1(配列番号185)及びUGT75D1(配列番号205)は、UGT74G1(配列番号4)と比較して、インビトロでent−カウレン酸+1Glc(#58)をent−カウレン酸から産生するよりも、相対的に多くのルブソシドを13−SMGから産生する。
実施例4:株操作及び発酵
GGPPSポリペプチド(配列番号19、配列番号20)をコードする組換え遺伝子、短縮型CDPSポリペプチド(配列番号39、配列番号40)をコードする組換え遺伝子、KSポリペプチド(配列番号51、配列番号52)をコードする組換え遺伝子、KOポリペプチド(配列番号59、配列番号60)をコードする組換え遺伝子、ATR2ポリペプチド(配列番号91、配列番号92)をコードする組換え遺伝子、EUGT11ポリペプチド(配列番号14/配列番号15、配列番号16)をコードする組換え遺伝子、KAHポリペプチド(配列番号93、配列番号94)をコードする組換え遺伝子、CPR8ポリペプチド(配列番号85、配列番号86)をコードする組換え遺伝子、UGT85C2ポリペプチド(配列番号5/配列番号6/配列番号149、配列番号7)または配列番号7のUGT85C2多様体(もしくは機能的ホモログ)をコードする組換え遺伝子、UGT74G1ポリペプチド(配列番号3、配列番号4)または配列番号4のUGT74G1多様体(もしくは機能的ホモログ)をコードする組換え遺伝子、UGT76G1ポリペプチド(配列番号8、配列番号9)または配列番号9のUGT76G1多様体(もしくは機能的ホモログ)をコードする組換え遺伝子、ならびにUGT91D2eポリペプチド(配列番号10、配列番号11)及び配列番号11のUGT91D2e多様体(もしくは機能的ホモログ)、例えば、UGT91D2e−b(配列番号12、配列番号13)をコードする組換え遺伝子、のうちの1つ以上のコピーを含むステビオールグリコシド産生S.cerevisiae株内で、p416−GPDベクターを用いて、SA Gtase(配列番号182、配列番号183)を発現させた。
この株を、400rpmで振盪しながら、1mLの合成完全(SC)ウラシルドロップアウト培地中、30℃で5日間インキュベートした。50μLの各培養物を、50μLのDMSOに移し、80℃で10分間インキュベートし、3220rpmで5分間遠心分離した。次に、実施例1に従って実施したLC−MS分析のために、得られた上清15μLを、50%のDMSO 105μLに移した。RebD及びRebMに対応するLC−MS由来ピークについての正規化曲線下面積(AUC)値はそれぞれ、約0.25μM/OD600及び1.15μM/OD600であった。ent−カウレン酸+2Glc(#7)、ent−カウレン酸+3Glc(異性体1)、及びent−カウレン酸+3Glc(異性体2)は、それぞれ、約200AUC/OD600、15AUC/OD600、及び1000AUC/OD600のレベルで蓄積した。13−SMG、RebA、及びRebBは、それぞれ約4.8μM/OD600、2.5μM/OD600、及び0.25μM/OD600のレベルで蓄積した。ステビオール+4Glc(#26)、ステビオール+6Glc(異性体1)、ステビオール+7Glc(異性体2)、及びカウレノール+3Glc(異性体1及び/または2)はそれぞれ、約200AUC/OD600、15AUC/OD600、75AUC/OD600、及び750AUC/OD600のレベルで蓄積した。
本発明を詳細に、かつその具体的な実施形態への言及により説明しているが、添付の特許請求の範囲に記載の本発明の範囲から逸脱することなく、修正及び変形が可能であることは明らかであろう。より具体的には、本発明の一部の態様が、本明細書において特に有利であると確認されるが、本発明は、必ずしも本発明のこれらの特定の態様に限定されないことが企図される。

Claims (39)

  1. 1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの組成物を産生することが可能な組換え宿主細胞であって、
    (a)ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−19カルボキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子、
    (b)ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−13ヒドロキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子、
    (c)ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、もしくは13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC2′のβ1,2グリコシル化及び/またはC3′のβ1,3グリコシル化が可能なポリペプチドをコードする遺伝子、ならびに/または
    (d)ステビオール前駆体を、C−19カルボキシル位もしくはC−19ヒドロキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子、
    を含み、
    前記遺伝子の少なくとも1つが、組換え遺伝子である、前記組換え宿主細胞。
  2. (a)ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−19カルボキシル位でグリコシル化することが可能な前記ポリペプチドが、UGT73C1ポリペプチド、UGT73C3ポリペプチド、UGT73C5ポリペプチド、UGT73C6ポリペプチド、UGT73E1ポリペプチド、UGT75B1ポリペプチド、UGT75L6ポリペプチド、OleIポリペプチド、UGT5ポリペプチド、SA Gtaseポリペプチド、UDPG1ポリペプチド、UN1671ポリペプチド、UGT74F1ポリペプチド、UGT84B2ポリペプチド、及び/またはUGT74F2様UGTポリペプチドであり、
    (b)ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−13ヒドロキシル位でグリコシル化することが可能な前記ポリペプチドが、UGT73C1ポリペプチド、UGT73C3ポリペプチド、UGT73C5ポリペプチド、UGT73C6ポリペプチド、UGT73C7ポリペプチド、UGT73E1ポリペプチド、及び/またはUGT76E12ポリペプチドであり、
    (c)ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、もしくは13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC2′のβ1,2グリコシル化及び/またはC3′のβ1,3グリコシル化が可能な前記ポリペプチドが、UGT73C6ポリペプチド、CaUGT3ポリペプチド、UN32491ポリペプチド、及び/またはUN1671ポリペプチドであり、かつ/または
    (d)ステビオール前駆体をC−19カルボキシル位もしくはC−19ヒドロキシル位でグリコシル化することが可能な前記ポリペプチドが、UGT73C1ポリペプチド、UGT73C3ポリペプチド、UGT73C5ポリペプチド、UGT73C6ポリペプチド、UGT73E1ポリペプチド、UGT74D1ポリペプチド、UGT75B1ポリペプチド、UGT75L6ポリペプチド、UGT76E12ポリペプチド、OleIポリペプチド、UGT5ポリペプチド、SA Gtase、UDPG1ポリペプチド、UGT74F1ポリペプチド、UGT75D1ポリペプチド、UGT84B2ポリペプチド、CaUGT2ポリペプチド、及び/またはUGT74F2様UGTポリペプチドである、請求項1に記載の組換え宿主細胞。
  3. 前記UGT73C1ポリペプチドが、配列番号127に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含み、前記UGT73C3ポリペプチドが、配列番号133に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含み、前記UGT73C5ポリペプチドが、配列番号135に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含み、前記UGT73C6ポリペプチドが、配列番号137に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含み、前記UGT73E1ポリペプチドが、配列番号141に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の同一性を有するポリペプチドを含み、前記UGT74D1ポリペプチドが、配列番号143に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の同一性を有するポリペプチドを含み、前記UGT75B1ポリペプチドが、配列番号145に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、前記UGT75L6ポリペプチドが、配列番号147に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、前記UGT76E12ポリペプチドが、配列番号153に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、前記OleIポリペプチドが、配列番号177に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の同一性を有するポリペプチドを含み、前記UGT5ポリペプチドが、配列番号181に記載のアミノ酸配列と少なくとも65%の同一性を有するポリペプチドを含み、前記SA Gtaseポリペプチドが、配列番号183に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の同一性を有するポリペプチドを含み、前記UDPG1ポリペプチドが、配列番号185に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、前記UN1671ポリペプチドが、配列番号201に記載のアミノ酸配列と少なくとも45%の同一性を有するポリペプチドを含み、前記UGT74F1ポリペプチドが、配列番号203に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、前記UGT75D1ポリペプチドが、配列番号205に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、前記UGT84B2ポリペプチドが、配列番号207に記載のアミノ酸配列と少なくとも40%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、前記UGT74F2様UGTポリペプチドが、配列番号211に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の同一性を有するポリペプチドを含み、前記UGT73C7ポリペプチドが、配列番号139に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含み、前記CaUGT3ポリペプチドが、配列番号169に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の同一性を有するポリペプチドを含み、前記UN32491ポリペプチドが、配列番号199に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の同一性を有するポリペプチドを含み、かつ/または前記CaUGT2ポリペプチドが、配列番号209に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の同一性を有するポリペプチドを含む、請求項2に記載の組換え宿主細胞。
  4. 前記組換え宿主細胞が、
    (a)ゲラニルゲラニルピロホスファート(GGPP)をファルネシルジホスファート(FPP)及びイソペンテニルジホスファート(IPP)から合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子、
    (b)ent−コパリルジホスファートをGGPPから合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子、
    (c)ent−カウレンをent−コパリルジホスファートから合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子、
    (d)ent−カウレン酸をent−カウレンから合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子、
    (e)シトクロムP450複合体を還元することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子、
    (f)ステビオールをent−カウレン酸から合成することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子、
    (g)ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−13ヒドロキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子、
    (h)ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、もしくは13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC3′のβ1,3グリコシル化が可能なポリペプチドをコードする遺伝子、
    (i)ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−19カルボキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子、ならびに/または
    (k)ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、もしくは13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC2′のβ1,2グリコシル化が可能なポリペプチドをコードする遺伝子、
    をさらに含み、
    前記遺伝子の少なくとも1つが、組換え遺伝子である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の組換え宿主細胞。
  5. (a)GGPPを合成することが可能な前記ポリペプチドが、配列番号20、配列番号22、配列番号24、配列番号26、配列番号28、配列番号30、配列番号32、もしくは配列番号116に記載のアミノ酸配列と少なくとも70%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、
    (b)ent−コパリルジホスファートを合成することが可能な前記ポリペプチドが、配列番号34、配列番号36、配列番号38、配列番号40、配列番号42、もしくは配列番号120に記載のアミノ酸配列と少なくとも70%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、
    (c)ent−カウレンを合成することが可能な前記ポリペプチドが、配列番号44、配列番号46、配列番号48、配列番号50、もしくは配列番号52に記載のアミノ酸配列と少なくとも70%配列同一性を有するポリペプチドを含み、
    (d)ent−カウレン酸を合成することが可能な前記ポリペプチドが、配列番号60、配列番号62、配列番号117、配列番号66、配列番号68、配列番号70、配列番号72、配列番号74、もしくは配列番号76に記載のアミノ酸配列と少なくとも70%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、
    (e)シトクロムP450複合体を還元することが可能な前記ポリペプチドが、配列番号78、配列番号80、配列番号82、配列番号84、配列番号86、配列番号88、配列番号90、配列番号92に記載のアミノ酸配列と少なくとも70%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、
    (f)ステビオールを合成することが可能な前記ポリペプチドが、配列番号94、配列番号97、配列番号100、配列番号101、配列番号102、配列番号103、配列番号104、配列番号106、配列番号108、配列番号110、配列番号112、もしくは配列番号114に記載のアミノ酸配列と少なくとも70%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、
    (g)ステビオールもしくはステビオールグリコシドを、C−13ヒドロキシル位でグリコシル化することが可能な前記ポリペプチドが、配列番号7に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、
    (h)ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、もしくは13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC3′のβ1,3グリコシル化が可能な前記ポリペプチドが、配列番号9に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、
    (i)ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−19カルボキシル位でグリコシル化することが可能な前記ポリペプチドが、配列番号4に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、かつ/または
    (k)ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、もしくは13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC2′のβ1,2グリコシル化が可能な前記ポリペプチドが、配列番号11に記載のアミノ酸配列と80%以上の同一性を有するポリペプチド、配列番号13に記載のアミノ酸配列と80%以上の同一性を有するポリペプチド、または配列番号16に記載のアミノ酸配列と少なくとも65%の配列同一性を有するポリペプチドを含む、請求項4に記載の組換え宿主細胞。
  6. 前記1つ以上の組換え遺伝子の発現が、前記1つ以上の組換え遺伝子を欠損している対応する宿主と比較して、前記細胞により蓄積される前記1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの組成物の量を増加させる、請求項1〜5のいずれかに記載の組換え宿主細胞。
  7. 前記1つ以上の組換え遺伝子の発現が、前記1つ以上の組換え遺伝子を欠損している対応する宿主と比較して、前記細胞により蓄積される前記1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの前記組成物の前記量を、少なくとも約5%、少なくとも約10%、少なくとも約25%、少なくとも約50%、少なくとも約75%、または少なくとも約100%増加させる、請求項6に記載の組換え宿主細胞。
  8. 前記1つ以上の組換え遺伝子の発現が、前記1つ以上の組換え遺伝子を欠損している対応する宿主と比較して、前記細胞により蓄積されるent−カウレン酸+2Glc(#7)、ent−カウレン酸+3Glc(異性体1)、ent−カウレン酸+3Glc(異性体2)ステビオール−13−O−グルコシド(13−SMG)、レバウジオシドA(RebA)、レバウジオシドB(RebB)、ステビオール+4Glc(#36)、ステビオール+6Glc(異性体1)、ステビオール+7Glc(異性体2)、ならびに/またはent−カウレノール+3Glc(異性体1及び/または異性体2)の前記量を増加させる、請求項6または7に記載の組換え宿主細胞。
  9. 前記1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体が、ステビオール−13−O−グルコシド(13−SMG)、ステビオール−19−Oグルコシド(19−SMG)、ステビオール−1,2−ビオシド、ステビオール−1,3−ビオシド、1,2−ステビオシド、1,3−ステビオシド、ルブソシド、レバウジオシドA(RebA)、レバウジオシドB(RebB)、レバウジオシドC(RebC)、レバウジオシドD(RebD)、レバウジオシドE(RebE)、レバウジオシドF(RebF)、レバウジオシドM(RebM)、レバウジオシドQ(RebQ)、レバウジオシドI(RebI)、ズルコシドA、モノグリコシル化ent−カウレン酸、ジグリコシル化ent−カウレン酸、トリグリコシル化ent−カウレン酸、モノグリコシル化ent−カウレノール、ジグリコシル化ent−カウレノール、トリグリコシル化ent−カウレノール、トリグリコシル化ステビオールグリコシド、テトラグリコシル化ステビオールグリコシド、ペンタグリコシル化ステビオールグリコシド、ヘキサグリコシル化ステビオールグリコシド、ヘプタグリコシル化ステビオールグリコシド、またはそれらの異性体であるか、またはそれらの前記組成物が、これらを含む、請求項1〜8のいずれか1項に記載の組換え宿主細胞。
  10. 前記モノグリコシル化ent−カウレン酸が、表1のKA1.58を含み、及び/または前記ペンタグリコシル化ステビオールが、表1の化合物5.24を含む、請求項9に記載の組換え宿主細胞。
  11. 前記組換え宿主細胞が、植物細胞、哺乳動物細胞、昆虫細胞、真菌細胞、藻類細胞、または細菌細胞を含む、請求項1〜10に記載の組換え宿主細胞。
  12. 1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの組成物を細胞培養物中で産生する方法であって、前記遺伝子が発現される条件下、前記細胞培養物中で請求項1〜11のいずれか1項に記載の前記組換え宿主細胞を成長させることを含み、前記1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの前記組成物が、前記組換え宿主細胞により産生される、前記方法。
  13. 前記遺伝子が、構成的に発現され、及び/または前記遺伝子の発現が、誘導される、請求項12に記載の方法。
  14. 前記組換え宿主細胞により蓄積される、ent−カウレン酸+2Glc(#7)、ent−カウレン酸+3Glc(異性体1)、ent−カウレン酸+3Glc(異性体2)、13−SMG、RebA、RebB、ステビオール+4Glc(#36)、ステビオール+6Glc(異性体1)、ステビオール+7Glc(異性体2)、ならびに/またはent−カウレノール+3Glc(異性体1及び/または異性体2)の量が、前記1つ以上の組換え遺伝子を欠損している対応する宿主と比較して、少なくとも約5%増加する、請求項12または13に記載の方法。
  15. それにより産生された前記1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの前記組成物を、前記細胞培養物から単離することをさらに含む、請求項12〜14のいずれか1項に記載の方法。
  16. 前記分離ステップが、
    (a)前記1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの前記組成物を含む前記細胞培養物を提供すること、
    (b)前記産生された1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの前記組成物を含む上清を得るために、前記細胞培養物の液相を、前記細胞培養物の固相から分離すること、
    (c)充填カラム中の吸着樹脂を提供することを含む、1つ以上の吸着樹脂を提供すること、ならびに
    (d)前記産生された1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの前記組成物の少なくとも一部を得るために、ステップ(b)の前記上清を、前記1つ以上の吸着樹脂と接触させて、それにより、前記産生された1つ以上のステビオールグリコシドまたは前記ステビオールグリコシド組成物を単離すること、
    あるいは
    (a)前記1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの前記組成物を含む前記細胞培養物を提供すること、
    (b)前記産生された1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの前記組成物を含む上清を得るために、前記細胞培養物の液相を、前記細胞培養物の固相から分離すること、
    (c)1つ以上のイオン交換またはイオン交換もしくは逆相クロマトグラフィーカラムを提供すること、ならびに
    (d)前記産生された1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの前記組成物の少なくとも一部を得るために、ステップ(b)の前記上清を、前記1つ以上のイオン交換またはイオン交換もしくは逆相クロマトグラフィーカラムと接触させて、それにより、前記産生された1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの前記組成物を単離すること、
    あるいは
    (a)前記1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの前記組成物を含む前記細胞培養物を提供すること、
    (b)前記産生された1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの前記組成物を含む上清を得るために、前記細胞培養物の液相を、前記細胞培養物の固相から分離すること、
    (c)前記産生された1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの前記組成物を結晶化または抽出して、それにより、前記産生された1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの前記組成物を単離すること、
    を含む、請求項15に記載の方法。
  17. 前記1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの前記組成物を、前記細胞培養物から回収することをさらに含み、前記細胞培養物が、ステビア植物由来のステビオールグリコシド組成物と比較して、前記1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはステビオール前駆体のグリコシド、またはそれらの前記組成物について富化されており、かつ植物由来のステビア抽出物と比較して低減したステビア植物由来構成成分レベルを有する、請求項12〜14のいずれか1項に記載の方法。
  18. 前記回収された1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの前記組成物が、ステビア植物から回収されたステビオールグリコシド組成物とは異なり、かつ植物由来のステビア抽出物と比較して低減したステビア植物由来構成成分レベルを有する、相対量で存在する、請求項17に記載の方法。
  19. 1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの組成物を産生する方法であって、
    (a)ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−19カルボキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子、
    (b)ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−13ヒドロキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子、
    (c)ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、もしくは13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC2′のβ1,2グリコシル化及び/またはC3′のβ1,3グリコシル化が可能なポリペプチドをコードする遺伝子、及び/または
    (d)ステビオール前駆体を、C−19カルボキシル位もしくはC−19ヒドロキシル位でグリコシル化することが可能なポリペプチドをコードする遺伝子、
    を使用する組換え宿主細胞の細胞培地中の植物由来または合成のステビオール、ステビオール前駆体、及び/またはステビオールグリコシドの全細胞生物変換を含み、
    前記ポリペプチドのうちの少なくとも1つが、前記組換え宿主細胞内で発現される組換えポリペプチドであり、
    それにより、前記1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの前記組成物を産生することを含む、前記方法。
  20. (a)ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−19カルボキシル位でグリコシル化することが可能な前記ポリペプチドが、UGT73C1ポリペプチド、UGT73C3ポリペプチド、UGT73C5ポリペプチド、UGT73C6ポリペプチド、UGT73E1ポリペプチド、UGT75B1ポリペプチド、UGT75L6ポリペプチド、OleIポリペプチド、UGT5ポリペプチド、SA Gtaseポリペプチド、UDPG1ポリペプチド、UN1671ポリペプチド、UGT74F1ポリペプチド、UGT84B2ポリペプチド、及び/またはUGT74F2様UGTポリペプチドであり、
    (b)ステビオールもしくはステビオールグリコシドをC−13ヒドロキシル位でグリコシル化することが可能な前記ポリペプチドが、UGT73C1ポリペプチド、UGT73C3ポリペプチド、UGT73C5ポリペプチド、UGT73C6ポリペプチド、UGT73C7ポリペプチド、UGT73E1ポリペプチド、及び/またはUGT76E12ポリペプチドであり、
    (c)ステビオールグリコシドの13−O−グルコース、19−O−グルコース、もしくは13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC2′のβ1,2グリコシル化及び/またはC3′のβ1,3グリコシル化が可能な前記ポリペプチドが、UGT73C6ポリペプチド、CaUGT3ポリペプチド、UN32491ポリペプチド、及び/またはUN1671ポリペプチドであり、及び/または
    (d)ステビオール前駆体をC−19カルボキシル位もしくはC−19ヒドロキシル位でグリコシル化することが可能な前記ポリペプチドが、UGT73C1ポリペプチド、UGT73C3ポリペプチド、UGT73C5ポリペプチド、UGT73C6ポリペプチド、UGT73E1ポリペプチド、UGT75B1ポリペプチド、UGT75L6ポリペプチド、UGT76E12ポリペプチド、OleIポリペプチド、UGT5ポリペプチド、SA Gtase、UDPG1ポリペプチド、UGT74F1ポリペプチド、UGT75D1ポリペプチド、UGT84B2ポリペプチド、及び/またはUGT74F2様UGTポリペプチドである、請求項19に記載の方法。
  21. 前記UGT73C1ポリペプチドが、配列番号127に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含み、前記UGT73C3ポリペプチドが、配列番号133に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含み、前記UGT73C5ポリペプチドが、配列番号135に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含み、前記UGT73C6ポリペプチドが、配列番号137に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含み、前記UGT73E1ポリペプチドが、配列番号141に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の同一性を有するポリペプチドを含み、UGT74D1ポリペプチドが、配列番号143に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の同一性を有するポリペプチドを含み、前記UGT75B1ポリペプチドが、配列番号145に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、前記UGT75L6ポリペプチドが、配列番号147に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、前記UGT76E12ポリペプチドが、配列番号153に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、前記OleIポリペプチドが、配列番号177に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の同一性を有するポリペプチドを含み、前記UGT5ポリペプチドが、配列番号181に記載のアミノ酸配列と少なくとも65%の同一性を有するポリペプチドを含み、前記SA Gtaseポリペプチドが、配列番号183に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の同一性を有するポリペプチドを含み、前記UDPG1ポリペプチドが、配列番号185に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、前記UN1671ポリペプチドが、配列番号201に記載のアミノ酸配列と少なくとも45%の同一性を有するポリペプチドを含み、前記UGT74F1ポリペプチドが、配列番号203に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、前記UGT75D1ポリペプチドが、配列番号205に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、前記UGT84B2ポリペプチドが、配列番号207に記載のアミノ酸配列と少なくとも40%の配列同一性を有するポリペプチドを含み、前記UGT74F2様UGTポリペプチドが、配列番号211に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の同一性を有するポリペプチドを含み、前記UGT73C7ポリペプチドが、配列番号139に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含み、前記CaUGT3ポリペプチドが、配列番号169に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の同一性を有するポリペプチドを含み、前記UN32491ポリペプチドが、配列番号199に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の同一性を有するポリペプチドを含み、または前記CaUGT2ポリペプチドが、配列番号209に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の同一性を有するポリペプチドを含む、請求項20に記載の方法。
  22. 前記組換え宿主細胞が、植物細胞、哺乳動物細胞、昆虫細胞、真菌細胞、藻類細胞、または細菌細胞である、請求項12〜21のいずれか1項に記載の方法。
  23. 1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの組成物を産生するインビトロの方法であって、
    (a)配列番号7に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の同一性を有するUGT85C2ポリペプチド、
    (b)配列番号9に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の同一性を有するUGT76G1ポリペプチド、
    (c)配列番号4に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の同一性を有するUGT74G1ポリペプチド、
    (d)配列番号11に記載のアミノ酸配列と90%以上の同一性を有するUGT91D2eポリペプチドを含むUGT91D2機能的ホモログポリペプチド、もしくは配列番号13に記載のアミノ酸配列と90%以上の同一性を有するUGT91D2e−bポリペプチド、
    (e)配列番号16に記載のアミノ酸配列と少なくとも65%の同一性を有するEUGT11ポリペプチド、及び/または
    (f)配列番号127に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含むUGT73C1ポリペプチド、配列番号133に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含むUGT73C3ポリペプチド、配列番号135に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含むUGT73C5ポリペプチド、配列番号137に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含むUGT73C6ポリペプチド、配列番号141に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の同一性を有するポリペプチドを含むUGT73E1ポリペプチド、配列番号143に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の同一性を有するポリペプチドを含むUGT74D1ポリペプチド、配列番号145に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性を有するポリペプチドを含むUGT75B1ポリペプチド、配列番号147に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性を有するポリペプチドを含むUGT75L6ポリペプチド、配列番号153に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性を有するポリペプチドを含むUGT76E12ポリペプチド、配列番号177に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の同一性を有するポリペプチドを含むOleIポリペプチド、配列番号181に記載のアミノ酸配列と少なくとも65%の同一性を有するポリペプチドを含むUGT5ポリペプチド、配列番号183に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の同一性を有するポリペプチドを含むSA Gtaseポリペプチド、配列番号185に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性を有するポリペプチドを含むUDPG1ポリペプチド、配列番号201に記載のアミノ酸配列と少なくとも45%の同一性を有するポリペプチドを含むUN1671ポリペプチド、配列番号203に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性を有するポリペプチドを含むUGT74F1ポリペプチド、配列番号205に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性を有するポリペプチドを含むUGT75D1ポリペプチド、配列番号207に記載のアミノ酸配列と少なくとも40%の配列同一性を有するポリペプチドを含むUGT84B2ポリペプチド、配列番号211に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の同一性を有するポリペプチドを含むUGT74F2様UGTポリペプチド、配列番号139に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含むUGT73C7ポリペプチド、配列番号169に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の同一性を有するポリペプチドを含むCaUGT3ポリペプチド、配列番号199に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の同一性を有するポリペプチドを含むUN32491ポリペプチド、または配列番号209に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の同一性を有するポリペプチドを含むCaUGT2ポリペプチド、
    ならびに植物由来もしくは合成のステビオールグリコシド前駆体、または、植物由来もしくは合成のステビオール前駆体を反応混合物に添加することを含み、
    前記ポリペプチドのうちの少なくとも1つが、組換えポリペプチドであり、
    それにより、前記1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの前記組成物を産生することを含む、前記方法。
  24. 前記反応混合物が、
    (a)グルコース、フルクトース、スクロース、キシロース、ラムノース、ウリジンジホスファート(UDP)−グルコース、UDP−ラムノース、UDP−キシロース、及び/またはN−アセチル−グルコサミン、及び/または
    (b)反応緩衝液及び/または塩、
    を含む、請求項23に記載の方法。
  25. 前記1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体が、13−SMG、19−SMG、ステビオール−1,2−ビオシド、ステビオール−1,3−ビオシド、1,2−ステビオシド、1,3−ステビオシド、ルブソシド、RebA、RebB、RebC、RebD、RebE、RebF、RebM、RebQ、RebI、ズルコシドA、モノグリコシル化ent−カウレン酸、ジグリコシル化ent−カウレン酸、トリグリコシル化ent−カウレン酸、モノグリコシル化ent−カウレノール、ジグリコシル化ent−カウレノール、トリグリコシル化ent−カウレノール、トリグリコシル化ステビオールグリコシド、テトラグリコシル化ステビオールグリコシド、ペンタグリコシル化ステビオールグリコシド、ヘキサグリコシル化ステビオールグリコシド、ヘプタグリコシル化ステビオールグリコシド、またはそれらの異性体であるか、またはそれらの前記組成物が、これらを含む、請求項12〜24のいずれか1項に記載の方法。
  26. 前記モノグリコシル化ent−カウレン酸が、表1のKA1.58を含み、及び/または前記ペンタグリコシル化ステビオールが、表1の化合物5.24を含む、請求項25に記載の方法。
  27. 細胞培養物であって、請求項1〜11のいずれか1項に記載の組換え宿主細胞を含み、前記細胞培養物が、
    (a)前記組換え宿主細胞により産生された1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの前記組成物、
    (b)グルコース、フルクトース、スクロース、キシロース、ラムノース、UDP−グルコース、UDP−ラムノース、UDP−キシロース、及び/またはN−アセチル−グルコサミン、ならびに
    (c)微量金属、ビタミン、塩、酵母ニトロゲンベース(YNB)、及び/またはアミノ酸を含む補助栄養素、
    をさらに含み、
    前記1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの前記組成物が、前記細胞培養物の少なくとも1mg/リットルの濃度で存在し、
    前記細胞培養物が、ステビア植物由来のステビオールグリコシド組成物と比較して、前記1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはステビオール前駆体のグリコシド、またはそれらの前記組成物について富化されており、かつ植物由来のステビア抽出物と比較して低減したステビア植物由来構成成分レベルを有する、前記細胞培養物。
  28. (a)前記組換え宿主細胞により産生された1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの前記組成物、
    (b)グルコース、フルクトース、スクロース、キシロース、ラムノース、UDP−グルコース、UDP−ラムノース、UDP−キシロース、及び/またはN−アセチル−グルコサミン、及び/または
    (c)微量金属、ビタミン、塩、酵母ニトロゲンベース、YNB、及び/またはアミノ酸を含む補助栄養素、
    を含み、
    前記組換え宿主細胞により産生された前記1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの前記組成物が、前記細胞培養物の少なくとも1mg/リットルの濃度で存在する、細胞培養物中で成長した、請求項1〜11のいずれか1項に記載の組換え宿主細胞の細胞溶解物。
  29. 反応混合物であって、
    (a)配列番号7に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の同一性を有するUGT85C2ポリペプチド、
    (b)配列番号9に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の同一性を有するUGT76G1ポリペプチド、
    (c)配列番号4に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の同一性を有するUGT74G1ポリペプチド、
    (d)配列番号11に記載のアミノ酸配列と90%以上の同一性を有するUGT91D2eポリペプチドを含むUGT91D2機能的ホモログポリペプチド、もしくは配列番号13に記載のアミノ酸配列と90%以上の同一性を有するUGT91D2e−bポリペプチド、
    (e)配列番号16に記載のアミノ酸配列と少なくとも65%の同一性を有するEUGT11ポリペプチド、及び/または
    (f)配列番号127に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含むUGT73C1ポリペプチド、配列番号133に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含むUGT73C3ポリペプチド、配列番号135に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含むUGT73C5ポリペプチド、配列番号137に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含むUGT73C6ポリペプチド、配列番号141に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の同一性を有するポリペプチドを含むUGT73E1ポリペプチド、配列番号145に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性を有するポリペプチドを含むUGT75B1ポリペプチド、配列番号147に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性を有するポリペプチドを含むUGT75L6ポリペプチド、配列番号153に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性を有するポリペプチドを含むUGT76E12ポリペプチド、配列番号177に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の同一性を有するポリペプチドを含むOleIポリペプチド、配列番号181に記載のアミノ酸配列と少なくとも65%の同一性を有するポリペプチドを含むUGT5ポリペプチド、配列番号183に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の同一性を有するポリペプチドを含むSA Gtaseポリペプチド、配列番号185に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性を有するポリペプチドを含むUDPG1ポリペプチド、配列番号201に記載のアミノ酸配列と少なくとも45%の同一性を有するポリペプチドを含むUN1671ポリペプチド、配列番号203に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性を有するポリペプチドを含むUGT74F1ポリペプチド、配列番号205に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性を有するポリペプチドを含むUGT75D1ポリペプチド、配列番号207に記載のアミノ酸配列と少なくとも40%の配列同一性を有するポリペプチドを含むUGT84B2ポリペプチド、配列番号211に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の同一性を有するポリペプチドを含むUGT74F2様UGTポリペプチド、配列番号139に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性を有するポリペプチドを含むUGT73C7ポリペプチド、配列番号169に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の同一性を有するポリペプチドを含むCaUGT3ポリペプチド、もしくは配列番号199に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の同一性を有するポリペプチドを含むUN32491ポリペプチド、
    を含み、かつ
    (g)1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体、またはそれらの組成物、
    (h)グルコース、フルクトース、スクロース、キシロース、ラムノース、ウリジンジホスファート(UDP)−グルコース、UDP−ラムノース、UDP−キシロース、及び/またはN−アセチル−グルコサミン、ならびに/または
    (i)反応緩衝液及び/または塩、
    をさらに含む、前記反応混合物。
  30. 前記組換え宿主細胞により産生された前記1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体が、ステビア植物由来のステビオールグリコシド組成物とは異なり、かつ植物由来のステビア抽出物と比較して低減したステビア植物由来構成成分レベルを有する、相対量で存在する、請求項1〜11のいずれか1項に記載の組換え宿主細胞により産生された1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体の組成物。
  31. 前記組換え宿主細胞により産生された前記1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体が、ステビア植物由来のステビオールグリコシド組成物とは異なり、かつ植物由来のステビア抽出物と比較して低減したステビア植物由来構成成分レベルを有する、相対量で存在する、請求項12〜26のいずれか1項に記載の方法により産生された1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体の組成物。
  32. 請求項30または31に記載の1つ以上のステビオールグリコシド及び/またはグリコシル化ステビオール前駆体を含む、甘味料組成物。
  33. 請求項32に記載の甘味料組成物を含む食品。
  34. 請求項32に記載の甘味料組成物を含む、飲料または飲料濃縮物。
  35. 単離核酸分子であって、ステビオールまたはステビオールグリコシドをC−19カルボキシル位またはその触媒活性部分でグリコシル化することが可能なポリペプチドをコードし、ステビオールまたはステビオールグリコシドをC−19カルボキシル位またはその前記触媒活性部分でグリコシル化することが可能な前記コードされたポリペプチドが、配列番号127に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性、配列番号133に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性、配列番号135に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性、配列番号137に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性、配列番号141に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性、配列番号145に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性、配列番号147に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性、配列番号177に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の配列同一性、配列番号181に記載のアミノ酸配列と少なくとも65%の配列同一性、配列番号183に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の配列同一性、配列番号185に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性、配列番号201に記載のアミノ酸配列と少なくとも45%の配列同一性、配列番号203に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性、配列番号207に記載のアミノ酸配列と少なくとも40%の配列同一性、または配列番号211に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の配列同一性を有する、前記単離核酸分子。
  36. 単離核酸分子であって、ステビオールまたはステビオールグリコシドをC−13ヒドロキシル位またはその触媒活性部分でグリコシル化することが可能なポリペプチドをコードし、ステビオールまたはステビオールグリコシドをC−13ヒドロキシル位またはその前記触媒活性部分でグリコシル化することが可能な前記コードされたポリペプチドが、配列番号127に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性、配列番号133に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性、配列番号135に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性、配列番号137に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性、配列番号139に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性、配列番号141に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性、または配列番号153に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性を有する、前記単離核酸分子。
  37. 単離核酸分子であって、ステビオールグリコシドまたはその触媒活性部分の13−O−グルコース、19−O−グルコース、または13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC2′のβ1,2グリコシル化及び/またはC3′のβ1,3グリコシル化が可能なポリペプチドをコードし、ステビオールグリコシドまたはその前記触媒活性部分の13−O−グルコース、19−O−グルコース、または13−O−グルコース及び19−O−グルコースの双方のC2′のβ1,2グリコシル化及び/またはC3′のβ1,3グリコシル化が可能な前記コードされたポリペプチドが、配列番号137に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性、配列番号169に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性、配列番号199に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性、または配列番号201に記載のアミノ酸配列と少なくとも45%の配列同一性を有する、前記単離核酸分子。
  38. 単離核酸分子であって、ステビオール前駆体をC−19カルボキシル位もしくはC−19ヒドロキシル位またはその触媒活性部分でグリコシル化することが可能なポリペプチドをコードし、ステビオール前駆体をC−19カルボキシル位もしくはC−19ヒドロキシル位またはその前記触媒活性部分でグリコシル化することが可能な前記コードされたポリペプチドが、配列番号127に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性、配列番号133に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性、配列番号135に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性、配列番号137に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性、配列番号141に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性、配列番号145に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性、配列番号147に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性、配列番号153に記載のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性、配列番号177に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の配列同一性、配列番号181に記載のアミノ酸配列と少なくとも65%の配列同一性、配列番号183に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の配列同一性、配列番号185に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性、配列番号203に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性、配列番号205に記載のアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性、配列番号207に記載のアミノ酸配列と少なくとも40%の配列同一性、または配列番号211に記載のアミノ酸配列と少なくとも55%の配列同一性を有する、前記単離核酸分子。
  39. 前記核酸が、cDNAである、請求項35〜38のいずれか1項に記載の単離核酸。
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