JP2019524081A - キシラナーゼ変異体およびそれをコードするポリヌクレオチド - Google Patents

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Abstract

本発明は、キシラナーゼ変異体、この変異体をコードするポリヌクレオチド;このポリヌクレオチドを含む核酸コンストラクト、ベクター、および宿主細胞;このキシラナーゼ変異体を含む組成物およびこの変異体の使用方法に関する。

Description

配列表の参照
本出願は、コンピュータ読み取り可能な形態の配列表を含んでおり、これは、本明細書おいて参照により援用される。
本発明は、キシラナーゼ変異体、この変異体をコードするポリヌクレオチド;このポリヌクレオチドを含む核酸コンストラクト、ベクター、および宿主細胞;このキシラナーゼ変異体を含む組成物およびこの変異体の使用方法に関する。
キシランは、あらゆる陸上植物に見られるヘミセルロースである(Popper and Tuohy,2010,Plant Physiology 153:373−383)。キシランは特に二次細胞壁および木部細胞に豊富に含まれる。II型細胞壁を有する草ではグルクロノアラビノキシランが主要なヘミセルロースであり、これは草を原料とする多くの食品および飼料製品中に可溶性または不溶性の食物繊維として存在する。
植物キシランはキシロピラノースがβ−1,4結合した主鎖を有し、O2位またはO3位が種特異的および組織特異的にアラビノース、グルクロン酸および酢酸で置換されていることもある。コーン、モロコシ、コメおよびキビなどの経済的に重要な種を含むキビ亜科(Panicoideae)のデンプンに富んだ種子は、その細胞壁に特殊なタイプの高度に置換されたキシランを有する。小麦粉と比較すると、小麦粉ではアラビノキシラン主鎖中のキシロシル単位の60%超が非置換である。コーンカーネルキシランでは、非置換主鎖キシロシルの対応する割合は20〜30%であり、モロコシでは35〜40%である(Huismann et al.,2000,Carbohydrate Polymers 42:269−279)。さらに、コーンおよびモロコシでは、キシラン側鎖が、他のキシランによく見られる単一のアラビノースまたはグルクロン酸置換より長いこともある。このさらなる側鎖複雑性は、多くの場合に、L−およびD−ガラクトース糖およびD−キシロース糖が側鎖アラビノースまたはグルクロン酸に結合していることに起因する。コーンカーネルキシランのアラビノースはまた約10個に1個がフェルラ酸でエステル化され、およびキシロースは約4個に1個がアセチル化を有する(Agger et al.,2010,J.Agric.Food Chem.58:6141−6148)。これらの要因がすべて合わさって、従来のキシラナーゼによる分解に抵抗性であるトウモロコシおよびモロコシの高度に置換されたキシランとなっている。
キシラン主鎖の加水分解に関与する公知の酵素は、配列類似性に基づき各酵素ファミリーに分類される(cazy.org)。主にエンドキシラナーゼ活性を有する酵素は、これまでグリコシドヒドロラーゼファミリー(GH)5、8、10、11、30および98に記載されている。ファミリー内の酵素は三次元折り畳みなどの何らかの特徴を共有し、かつ通常は同じ反応機構を共有する。あるGHファミリーは狭域の、または単一特異的な基質特異性を有し、一方、別のファミリーは広域の基質特異性を有する。
アラビノキシランのキシロース主鎖を壊すため、市販のGH10およびGH11キシラナーゼが使用されることが多い。動物飼料では、これにより穀物細胞壁の分解がもたらされ、続いて細胞内に封入されている栄養素(デンプンおよびタンパク質)の放出が向上する。キシランの分解はまた、後腸発酵に利用され得るキシロースオリゴマーの形成ももたらし、従って動物がより消化し易いエネルギーを得る助けとなり得る。しかしながら、かかるキシラナーゼは側鎖立体障害を起こし易く、コムギからのアラビノキシランの分解には有効であるが、コーンまたはモロコシなどのイネ科(Poaceae)種の種子に見られるキシランに対してはあまり有効でない。
コーンは世界中で動物飼料に用いられており、従って、細胞壁の内部に閉じ込められているキシロースおよび他の栄養素をより多く放出させるための、細胞壁の高度に分岐したキシラン主鎖を壊す能力のあるキシラナーゼ活性を有する新規ポリペプチドの発見が求められている。
本発明は、その親と比較して向上した特性を有するキシラナーゼ変異体を提供する。
本発明は、配列番号1の位置24、26、36、37、60、71、74、75、76、124、133、155、167、208、317、および321に対応する1つ以上の(例えば数個の)位置に置換を含む、キシラナーゼ変異体であって、キシラナーゼ活性を有し、および配列番号1、2、3、4、5または6と少なくとも60%の配列同一性を有するキシラナーゼ変異体に関する。本発明はまた、本発明のキシラナーゼ変異体を含む顆粒、液体組成物、動物飼料添加物または動物飼料などの組成物にも関する。
本発明はまた、このキシラナーゼ変異体をコードする単離ポリヌクレオチド;このポリヌクレオチドを含む核酸コンストラクト、ベクター、および宿主細胞;およびこのキシラナーゼ変異体の作製方法にも関する。
本発明はさらに、動物飼料における;動物飼料添加物における;動物飼料における使用のための組成物の調製における;動物飼料の栄養価を向上させるための;動物飼料の消化率を増加させるための;動物における1つ以上の性能パラメータを向上させるための;植物系材料からキシランを可溶化するための;および/または植物系材料からデンプンを放出させるためのキシラナーゼ変異体の使用;発酵製品の作製方法;生地またはベークド製品の調製方法;およびキシラナーゼ変異体の入手方法に関する。
配列表の概要
配列番号1は、枯草菌(Bacillus subtilis)からの成熟GH30キシラナーゼのアミノ酸配列である。
配列番号2は、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefaciens)からの成熟GH30キシラナーゼのアミノ酸配列である。
配列番号3は、バチルス・リケニフォルミス(Bacillus licheniformis)からの成熟GH30キシラナーゼのアミノ酸配列である。
配列番号4は、枯草菌(Bacillus subtilis)からの成熟GH30キシラナーゼのアミノ酸配列である。
配列番号5は、パエニバチルス・パブリ(Paenibacillus pabuli)からの成熟GH30キシラナーゼのアミノ酸配列である。
配列番号6は、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefaciens)HB−26からの成熟GH30キシラナーゼのアミノ酸配列である。
枯草菌(Bacillus subtilis)キシラナーゼ(配列番号1)、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefaciens)キシラナーゼ(配列番号2)、バチルス・リケニフォルミス(Bacillus licheniformis)キシラナーゼ(配列番号3)、枯草菌(Bacillus subtilis)キシラナーゼ(配列番号4)、パエニバチルス・パブリ(Paenibacillus pabuli)キシラナーゼ(配列番号5)およびバチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefaciens)キシラナーゼ(配列番号6)のアミノ酸配列のアラインメントである。
定義
キシラナーゼ:用語「キシラナーゼ」は、一部のグルクロノアラビノキシランにおける1,4−β−D−キシロシル結合の内部加水分解を触媒するグルクロノアラビノキシランエンド−1,4−β−キシラナーゼ(E.C. 3.2.1.136)を意味する。キシラナーゼ活性は、0.01%TRITON(登録商標)X−100および200mMリン酸ナトリウムpH6中37℃で0.2%AZCL−グルクロノキシランを基質として決定することができる。キシラナーゼ活性の1単位は、200mMリン酸ナトリウムpH6中の基質としての0.2%AZCL−グルクロノキシランから37℃、pH6で毎分1.0μmのアズリンが産生されるものとして定義される。
突然変異体:「突然変異体」という用語は、同一の染色体座を占める遺伝子の2つ以上の代替形態のいずれかを意味する。突然変異体は突然変異を介して自然に生じ、個体群において多型性をもたらし得る。遺伝子突然変異は、非表現性(コードされるポリペプチドに変化無し)であることが可能であり、または、異なるアミノ酸配列を有するポリペプチドがコードされ得る。ポリペプチドの突然変異体は、遺伝子の突然変異体によってコードされたポリペプチドである。
動物:用語「動物」は、ヒトを除くすべての動物を指す。動物の例は、非反芻動物、および反芻動物である。反芻動物には、例えば、ヒツジ、ヤギ、ウシ、例えば、肉牛、乳牛、および幼若子牛、シカ、ヤク(yank)、ラクダ、ラマおよびカンガルーなどの動物が含まれる。非反芻動物には、単胃動物、例えばブタ(pig)またはブタ(swine)(限定はされないが、子ブタ、成長期ブタ、および雌ブタを含む);シチメンチョウ、アヒルおよびニワトリなどの家禽(限定はされないが、ブロイラーヒヨコ、産卵鶏を含む);ウマ(限定はされないが、熱血種、冷血種および温血種を含む)、幼若子牛;魚類(限定はされないが、ブリ、ピラルクー、バルブ、バス、オキスズキ、ボカチコ、ブリーム、カジカ、コロソマ、コイ、ナマズ、カトラ、サバヒー、チャー、シクリッド、スギ、タラ、クラッピー、ヨーロッパヘダイ、ニベ、ウナギ、ハゼ、キンギョ、グーラミ、ハタ、グァポート、オヒョウ、ジャワ(java)、ラベオ、イケカツオ、ドジョウ、サバ、ミルクフィッシュ、クロサギ、マッドフィッシュ、ボラ、パコ(paco)、パールスポット、ペヘレイ、パーチ、キタカワカマス、ポンパーノ、ローチ、サケ、ヒゲナガヒレナマズ、ソーガー、シーバス、タイ、シャイナー、カワアナゴ、スネークヘッド、フエダイ、アカメ、シタビラメ、アイゴ、チョウザメ、マンボウ、アユ、テンチ、テラー、テラピア、マス、マグロ、ターボット、シロマス、ウォールアイおよびホワイトフィッシュを含む);および甲殻類(限定はされないが、コエビおよびクルマエビを含む)が含まれる。
動物飼料:用語「動物飼料」は、動物による摂取に好適な、またはそれを意図する任意の化合物、調製物、または混合物を指す。単胃動物用の動物飼料は典型的には濃縮物ならびにビタミン、ミネラル、酵素、直接給与生菌、アミノ酸および/または他の飼料原料を(プレミックス中などに)含み、一方、反芻動物用の動物飼料は概してフォーレージ(粗飼料およびサイレージを含む)を含み、さらに、濃縮物ならびにビタミン、ミネラル、酵素、直接給与生菌、アミノ酸および/または他の飼料原料を(プレミックス中などに)含み得る。
アラビノキシラン含有材料:用語「アラビノキシラン含有材料」は、アラビノキシランを含有する任意の材料を意味する。アラビノキシランは、木および穀物粒を含めた植物の一次および二次細胞壁の両方に見られるヘミセルロースであり、2つのペントース糖、アラビノースおよびキシロースの共重合体からなる。アラビノキシラン鎖は多数の1,4結合したキシロース単位を含む。多くのキシロース単位が2−置換、3−置換または2,3−置換アラビノース残基で置換される。
アラビノキシラン含有材料の例は、フォーレージ、粗飼料、種子および穀粒(例えば、コーン、エンバク、ライムギ、オオムギ、コムギからの全粒か、または破砕、粉砕等によって調製されるかのいずれか)、樹木または広葉樹(ポプラ、ヤナギ、ユーカリ、ヤシ、カエデ、カバノキなど)、タケ、草本および/または木質エネルギー作物、農産食品および飼料作物、動物飼料製品、キャッサバの皮、カカオポッド、サトウキビ、サトウダイコン、ローカストビーンパルプ、野菜または果実の搾りかす、木材廃棄物、樹皮、削りくず、おがくず、木材パルプ、パルプ廃液、古紙、厚紙、建設および解体木材廃棄物、産業または都市廃棄物の廃水、固体またはスラッジ、肥料、醸造および/または発酵過程からの副産物、湿潤醸造用穀物、乾燥醸造用穀物、廃穀物、蒸留かすおよびバガスである。
本明細書に定義するとおりのフォーレージにはまた、粗飼料も含まれる。フォーレージは、乾草などの新鮮植物材料およびフォーレージ植物からのサイレージ、草および他のフォーレージ植物、草および他のフォーレージ植物、海藻、発芽穀物およびマメ科植物など、またはこれらの任意の組み合わせである。フォーレージ植物の例は、アルファルファ(ムラサキウマゴヤシ)、セイヨウミヤコグサ、アブラナ(例えば、ケール、ナタネ(キャノーラ)、ルタバガ(スウィード)、カブ)、クローバー(例えば、アルサイククローバー、アカクローバー、サブクローバー、シロクローバー)、草(例えば、ギョウギシバ、スズメノチャヒキ、オオカニツリ、ウシノケグサ、ヒースグラス(heath grass)、イチゴツナギ、ススキ、カモガヤ、ドクムギ、スイッチグラス、オオアワガエリ)、コーン(トウモロコシ)、アサ、キビ、オオムギ、エンバク、ライムギ、モロコシ、ダイズおよびコムギならびにテンサイなどの野菜である。エンシレージに好適な作物は、普通の草、クローバー、アルファルファ、ベッチ、エンバク、ライムギおよびトウモロコシである。フォーレージにはさらに、穀物生産からの作物残渣(コーンストーバー;コムギ、オオムギ、エンバク、ライムギおよび他の穀物からの藁など);テンサイストーバーなどの野菜からの残渣;ダイズ、ナタネおよび他のマメ科植物からの茎葉など、油糧種子生産からの残渣;および動物またはヒトの食用穀物の精製からの、または燃料生産もしくは他の産業からの画分が含まれる。
粗飼料は、概して、種子および穀粒からの繊維、ふすま、殻など、高レベルの繊維を含む乾燥植物材料、ならびに作物残渣(ストーバー、コプラ、藁、もみ殻、ビート廃液など)である。
アラビノキシラン含有材料の好ましい供給源は、フォーレージ、粗飼料、種子および穀粒、サトウキビ、サトウダイコンおよび木材パルプである。
増体量:用語「増体量」は、所与の期間中における動物の生体重の増加、例えば1日目〜21日目の体重の増加を意味する。
cDNA:「cDNA」という用語は、真核細胞または原核細胞から得られたスプライスされた成熟mRNA分子から逆転写によって調製可能であるDNA分子を意味する。cDNAは、対応するゲノムDNA中に存在し得るイントロン配列を欠いている。元の一次RNA転写物は、スプライスされた成熟mRNAとして出現する前にスプライシングを含む一連のステップを介して処理されるmRNAに対する前駆体である。
コード配列:「コード配列」という用語は、変異体のアミノ酸配列を直接的に特定するポリヌクレオチドを意味する。コード配列の境界は、一般にオープンリーディングフレームによって判定されるが、これは、ATG、GTGもしくはTTGなどの開始コドンで始まり、TAA、TAGもしくはTGAなどの終止コドンで終わる。コード配列は、DNA、cDNA、合成DNA、またはこれらの組み合わせであってよい。
制御配列:「制御配列」という用語は、本発明の変異体をコードするポリヌクレオチドの発現に必要なすべての核酸配列を意味する。各制御配列は、変異体をコードするポリヌクレオチドに対して自生(すなわち、同じ遺伝子由来)であっても外来性(すなわち、異なる遺伝子由来)であっても、相互に自生もしくは外来性であってもよい。このような制御配列としては、これらに限定されないが、リーダー、ポリアデニル化配列、プロペプチド配列、プロモータ、シグナルペプチド配列、および、転写ターミネータが挙げられる。制御配列としては、プロモータ、ならびに、転写および翻訳停止シグナルが最低限挙げられる。制御配列は、変異体をコードするポリヌクレオチドのコード領域との制御配列の連結反応を促進させる特定の制限部位を導入するために、リンカーと共に提供され得る。
発現:「発現」という用語は、変異体の生成に関与するいずれかのステップを含み、特にこれらに限定されないが、転写、転写後修飾、翻訳、翻訳後修飾および分泌が挙げられる。
発現ベクター:「発現ベクター」という用語は、変異体をコードするポリヌクレオチドを含み、また、発現をもたらす制御ヌクレオチドに作動可能に結合している直線状または環状のDNA分子を意味する。
飼料要求率:用語「飼料要求率」、動物の体重を特定の量だけ増加させるため動物に与えられる飼料の量。飼料要求率の向上とは、飼料要求率の低下を意味する。「飼料要求率の低下」または「飼料要求率の向上」とは、飼料中に飼料添加組成物を使用する結果、動物の体重を特定の量だけ増加させるために動物に与える必要のある飼料の量が、飼料に前記飼料添加組成物が含まれない場合に動物の体重を同じ量だけ増加させるために必要な飼料の量と比較して低下することを意味する。
飼料効率:用語「飼料効率」は、所定期間内に動物に不断給餌するか、または特定量の食餌を与えたときの単位飼料当たりの増体量の大きさを意味する。「飼料効率の増加」とは、飼料中に本発明に係る飼料添加組成物を使用する結果、前記飼料添加組成物の非存在下で給餌される動物と比較して単位飼料摂取量当たりの増体量が増加することを意味する。
断片:用語「断片」は、成熟ポリペプチドのアミノ末端および/またはカルボキシル末端の1つ以上の(例えば数個の)アミノ酸が欠けているポリペプチドを意味する;ここで断片はキシラナーゼ活性を有する。一態様において、断片は、少なくとも330アミノ酸残基、少なくとも350アミノ酸残基、または少なくとも370アミノ酸残基を含む。
一態様において、断片は、配列番号1の少なくとも330アミノ酸残基、配列番号1の少なくとも350アミノ酸残基、または配列番号1の少なくとも370アミノ酸残基を含む。一態様において、断片は、配列番号2の少なくとも330アミノ酸残基、配列番号2の少なくとも350アミノ酸残基、または配列番号2の少なくとも370アミノ酸残基を含む。一態様において、断片は、配列番号3の少なくとも330アミノ酸残基、配列番号3の少なくとも350アミノ酸残基、または配列番号3の少なくとも370アミノ酸残基を含む。一態様において、断片は、配列番号4の少なくとも330アミノ酸残基、配列番号4の少なくとも350アミノ酸残基、または配列番号4の少なくとも370アミノ酸残基を含む。一態様において、断片は、配列番号5の少なくとも330アミノ酸残基、配列番号5の少なくとも350アミノ酸残基、または配列番号5の少なくとも370アミノ酸残基を含む。一態様において、断片は、配列番号6の少なくとも330アミノ酸残基、配列番号6の少なくとも350アミノ酸残基、または配列番号6の少なくとも370アミノ酸残基を含む。
高度に分岐したキシラン:用語「高度に分岐したキシラン」は、アラビノキシラン主鎖中の50%超のキシロシル単位が置換されていることを意味する。これは、好ましくは、Huismann et al.Carbohydrate Polymers,2000,42:269−279において実施されるとおりの結合分析から計算される。
宿主細胞:「宿主細胞」という用語は、本発明のポリヌクレオチドを含む核酸構築物または発現ベクターを伴う形質転換、形質移入、形質導入等に対する感受性を有するいずれかの細胞型を意味する。「宿主細胞」という用語は、複製の最中に生じる突然変異によって親細胞とは異なっている親細胞のいずれかの子孫を包含する。
向上した特性:「向上した特性」という用語は、親と比較して、向上した変異体に関連する特徴を意味する。かかる向上した特性としては、限定はされないが、触媒効率、触媒速度、化学安定性、酸化安定性、pH活性、pH安定性、比活性、貯蔵条件下での安定性、基質結合、基質切断、基質特異性、基質安定性、表面特性、熱活性、および熱安定性が挙げられる。ある実施形態において、向上した特性は、向上した熱安定性である。
単離された:「単離された」という用語は、天然では存在しない形態または環境にある物質を意味する。単離された物質の非制限的例として、(1)任意の非天然型物質、(2)これらに限定されないが、天然では関連している天然に存在する成分の1つまたは複数または全部から少なくとも部分的に取り出された任意の酵素、変異体、核酸、タンパク質、ペプチドもしくは補因子;(3)天然に存在する物質に対して、人為的に修飾された任意の物質;または(4)天然では関連している他の成分と比較して物質の量を増加すること(例えば、物質をコードする遺伝子の複数のコピー;物質をコードする遺伝子と天然で関連するプロモータより強力なプロモータの使用)によって修飾された任意の物質が挙げられる。単離された物質は、発酵ブロスサンプル中に存在し得る。
成熟ポリペプチド:「成熟ポリペプチド」という用語は、N−末端処理、C−末端切断、グリコシル化、リン酸化などのような、翻訳および任意の翻訳後修飾後のその最終形態でのポリペプチドを意味する。
一態様において、成熟ポリペプチドは配列番号1のアミノ酸1〜391である。一態様において、成熟ポリペプチドは配列番号2のアミノ酸1〜391である。一態様において、成熟ポリペプチドは配列番号3のアミノ酸1〜392である。一態様において、成熟ポリペプチドは配列番号4のアミノ酸1〜391である。一態様において、成熟ポリペプチドは配列番号5のアミノ酸1〜393である。一態様において、成熟ポリペプチドは配列番号6のアミノ酸1〜391である。
当該技術分野では、宿主細胞が、同じポリヌクレオチドによって発現する2つ以上の異なる成熟ポリペプチド(すなわち、異なるC末端および/またはN末端アミノ酸を有するもの)の混合物を産生し得ることは公知である。また、当該技術分野では、異なる宿主細胞がポリペプチドを別様にプロセシングし、従って、あるポリヌクレオチドを発現する一つの宿主細胞が、同じポリヌクレオチドを発現する別の宿主細胞と比較して異なる成熟ポリペプチド(例えば、異なるC末端および/またはN末端アミノ酸を有するもの)を産生し得ることも公知である。
成熟ポリペプチドコード配列:用語「成熟ポリペプチドコード配列」は、キシラナーゼ活性を有する成熟ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを意味する。
ミュータント:「ミュータント」という用語は、変異体をコードするポリヌクレオチドを意味する。
核酸構築物:「核酸構築物」という用語は、一本鎖もしくは二本鎖である核酸分子を意味し、これは、天然遺伝子から単離されるか、または、本来自然には存在し得ないような核酸のセグメント、もしくは、合成された核酸のセグメントを含有するよう修飾されており、1つまたは複数の制御配列を含む。
栄養素消化率:用語「栄養素消化率」は、胃腸管または胃腸管の特定の区分、例えば小腸から消失する栄養素の割合を意味する。栄養素消化率は、対象に投与されるものと、対象の糞便となって出てくるものとの差、または対象に投与されるものと、胃腸管の特定の区分、例えば回腸の消化管内容物中に残るものとの差として計測されてもよい。
本明細書で使用されるとおりの栄養素消化率は、所定期間内の排泄物の総回収量を用いて;または動物によって吸収されない、かつ研究者が胃腸管全体または胃腸管の一区分で消失した栄養素量を計算することを可能にする不活性マーカを使用して、栄養素の摂取量と排泄栄養素量との差により計測されてもよい。かかる不活性マーカは、二酸化チタン、酸化クロムまたは酸不溶性灰分であってもよい。消化率は、飼料中の栄養素の割合として、または飼料中の栄養素の単位質量当たりの可消化栄養素の単位質量として表されてもよい。本明細書で使用されるとおりの栄養素消化率には、デンプン消化率、脂肪消化率、タンパク質消化率、およびアミノ酸消化率が含まれる。
本明細書で使用されるとおりのエネルギー消化率は、摂取飼料の総エネルギーから糞便の総エネルギーを引いたもの、または摂取飼料の総エネルギーから動物の胃腸管の特定の区分、例えば回腸に残る消化管内容物の総エネルギーを引いたものを意味する。本明細書で使用されるとおりの代謝可能エネルギーは見かけの代謝可能エネルギーを指し、摂取飼料の総エネルギーから糞便、尿、およびガス状消化産物に含まれる総エネルギーを引いたものを意味する。エネルギー消化率および代謝可能エネルギーは栄養素消化率と同じ計測方法を用いて(飼料の代謝可能エネルギーの計算には窒素排泄量を適切に補正する)、総エネルギー摂取量と糞便中または胃腸管の特定の区分に存在する消化管内容物中に排泄される総エネルギーとの差として計測されてもよい。
作動可能に結合:「作動可能に結合」という用語は、制御配列がコード配列の発現をもたらすよう、ポリヌクレオチドのコード配列と比して制御配列が適切な位置に位置されている構成を意味する。
親または親キシラナーゼ:「親」または「親キシラナーゼ」という用語は、本発明のキシラナーゼ変異体をもたらすよう置換が行われたキシラナーゼを意味する。親は、天然に存在する(野生型)ポリペプチドまたはその変異体であり得る。
パーセンテージ可溶化キシラン:用語「パーセンテージ可溶化キシラン」は、酵素とのインキュベーション前に基質中に存在するキシロースの総量と比較した、酵素とのインキュベーション後に上清中に計測されるキシロースの量を意味する。本発明の目的上、パーセンテージ可溶化キシランは脱脂・脱デンプントウモロコシ(defatted destarched maize:DFDSM)を基質として使用して計算されてもよい。DFDSMは、実験の節にある「脱脂・脱デンプントウモロコシ(DFDSM)の調製」に従い調製される。
脱脂・脱デンプントウモロコシ(DFDSM)からのパーセンテージ可溶化キシランは、本明細書の「キシロース可溶化アッセイ」に記載されるとおりの、20μg酵素/g DFDSMおよび40℃、pH5で2.5時間のインキュベーションの反応条件を用いて決定されてもよい。従って用語「脱脂・脱デンプントウモロコシ(DFDSM)1グラム当たり20μgのキシラナーゼ変異体および40℃、pH5で2.5時間のインキュベーションの反応条件下で実施される」は、パーセンテージ可溶化キシランが本明細書の「キシロース可溶化アッセイ」に記載されるとおり計算されると理解されるべきである。
より詳細な実施形態において、2%(w/w)DFDSM懸濁液を100mM酢酸ナトリウム、5mM CaCl、pH5に調製し、穏やかに撹拌しながら室温で30分間水和させた。水和後、200μl基質懸濁液を96ウェルプレートにピペッティングし、20μl酵素溶液と混合することにより、基質に対して20PPMの最終酵素濃度(20μg酵素/g基質)を得た。酵素/基質混合物をプレートインキュベーターにおいて穏やかに撹拌(500RPM)しながら40℃で2.5時間放置して加水分解させた。酵素加水分解後、酵素/基質プレートを3000RPMで10分間遠心し、50μl上清を100μl 1.6M HClと混合し、300μl PCRチューブに移し、PCR機において90℃で40分間放置して酸加水分解させた。酸加水分解後に試料を125μl 1.4M NaOHで中和し、HPAE−PADにロードして単糖分析にかけた。
配列同一性:2つのアミノ酸配列間または2つのヌクレオチド配列間の関連性が、「配列同一性」というパラメータによって記載される。
本発明の目的のために、2つのアミノ酸配列間の配列同一性は、例えばバージョン5.0.0以降のEMBOSSパッケージ(EMBOSS:The European Molecular Biology Open Software Suite,Rice et al.,2000,Trends Genet.16:276−277)のNeedleプログラムにおいて実装されている、Needleman−Wunschアルゴリズム(Needleman and Wunsch,1970,J.Mol.Biol.48:443−453)を用いて判定される。用いられるパラメータは、10のギャップオープンペナルティ、0.5のギャップエクステンションペナルティおよびEBLOSUM62(BLOSUM62のEMBOSSボージョン)置換マトリックスである。Needle標識された「最長の同一性」(−nobriefオプションを用いて得られる)の出力が同一性割合として用いられ、以下のとおり算出される。
(同等の残基×100)/(アラインメントの長さ−アラインメント中のギャップの総数)
本発明の目的のために、2つのデオキシリボヌクレオチド配列間の配列同一性は、EMBOSS package(EMBOSS:The European Molecular Biology Open Software Suite,Rice et al.,2000,supra)、例えばバージョン5.0.0以降のNeedle programに実装されているNeedleman−Wunschアルゴリズム(Needleman and Wunsch,1970,supra)を用いて判定される。用いられるパラメータは、10のギャップオープンペナルティ、0.5のギャップエクステンションペナルティ、および、EDNAFULL(NCBI NUC4.4のEMBOSSバージョン)置換マトリックスである。Needle標識された「最長の同一性」(−nobriefオプションを用いて得られる)の出力が同一性割合として用いられ、以下のとおり算出される:
(同一のデオキシリボヌクレオチド×100)/(アラインメントの長さ−アラインメント中のギャップの総数)
ストリンジェンシー条件:種々のストリンジェンシー条件は、以下のとおり定義される。
用語「超低ストリンジェンシー条件」は、少なくとも100ヌクレオチド長のプローブについて、12〜24時間の標準的なサザンブロッティング手順に従う、5×SSPE、0.3%SDS、200マイクログラム/ml剪断変性サケ精子DNA、および25%ホルムアミド中42℃でのプレハイブリダイゼーションおよびハイブリダイゼーションを意味する。キャリア材料は最終的に、55℃で1.4×SSC、0.2%SDSを用いて3回、各15分間洗浄される。
用語「低ストリンジェンシー条件」は、少なくとも100ヌクレオチド長のプローブについて、12〜24時間の標準的なサザンブロッティング手順に従う、5×SSPE、0.3%SDS、200マイクログラム/ml剪断変性サケ精子DNA、および25%ホルムアミド中42℃でのプレハイブリダイゼーションおよびハイブリダイゼーションを意味する。キャリア材料は最終的に、60℃で1.4×SSC、0.2%SDSを用いて3回、各15分間洗浄される。
用語「中ストリンジェンシー条件」は、少なくとも100ヌクレオチド長のプローブについて、12〜24時間の標準的なサザンブロッティング手順に従う、5×SSPE、0.3%SDS、200マイクログラム/ml剪断変性サケ精子DNA、および35%ホルムアミド中42℃でのプレハイブリダイゼーションおよびハイブリダイゼーションを意味する。キャリア材料は最終的に、65℃で1.4×SSC、0.2%SDSを用いて3回、各15分間洗浄される。
用語「中−高ストリンジェンシー条件」は、少なくとも100ヌクレオチド長のプローブについて、12〜24時間の標準的なサザンブロッティング手順に従う、5×SSPE、0.3%SDS、200マイクログラム/ml剪断変性サケ精子DNA、および35%ホルムアミド中42℃でのプレハイブリダイゼーションおよびハイブリダイゼーションを意味する。キャリア材料は最終的に、65℃で0.7×SSC、0.2%SDSを用いて3回、各15分間洗浄される。
用語「高ストリンジェンシー条件」は、少なくとも100ヌクレオチド長のプローブについて、12〜24時間の標準的なサザンブロッティング手順に従う、5×SSPE、0.3%SDS、200マイクログラム/ml剪断変性サケ精子DNA、および50%ホルムアミド中42℃でのプレハイブリダイゼーションおよびハイブリダイゼーションを意味する。キャリア材料は最終的に、70℃で0.7×SSC、0.2%SDSを用いて3回、各15分間洗浄される。
「超高ストリンジェンシー条件」という用語は、長さが少なくとも100ヌクレオチドのプローブについて、5×SSPEにおける42℃、0.3% SDS、200マイクログラム/ml断片化および修飾サケ精子DNA、ならびに、50%ホルムアミドでのプレハイブリダイゼーションおよびハイブリダイゼーション、12〜24時間の標準的なサザンブロッティング手順に従うことを意味する。キャリア材料は、最終的に、0.7×SSC、0.2% SDSを用いて、15分間ずつかけて75℃で3回洗浄される。
サブ配列:用語「サブ配列」は、成熟ポリペプチドコード配列の5’および/または3’末端の1つ以上の(例えば数個の)ヌクレオチドが欠けているポリヌクレオチドを意味する;このサブ配列は、キシラナーゼ活性を有する断片をコードする。
変異体:用語「変異体」は、1つ以上の(例えば数個の)位置に改変、すなわち、置換、挿入、および/または欠失を含むキシラナーゼ活性を有するポリペプチドを意味する。置換とは、ある位置を占めるアミノ酸を別のアミノ酸に置き換えることを意味し;欠失とは、ある位置を占めるアミノ酸を取り除くことを意味し;および挿入とは、ある位置を占めるアミノ酸に隣接してその直後にアミノ酸を加えることを意味する。本発明の変異体は、配列番号1のポリペプチドのキシラナーゼ活性の少なくとも20%、例えば、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも90%、少なくとも95%、または少なくとも100%を有する。
野生型キシラナーゼ:「野生型」キシラナーゼという用語は、自然界において見出されるバクテリア、酵母、糸状真菌などの天然に存在する微生物により発現されるキシラナーゼを意味する。
従来の変異体の決定
本発明の目的のために、配列番号1は、他のリパーゼ中の対応するアミノ酸残基の判定に用いられる。別のキシラナーゼのアミノ酸配列を配列番号1とアラインメントし、アラインメントに基づいて、配列番号1における任意のアミノ酸残基に対応するアミノ酸位置番号を、EMBOSSパッケージのNeedleプログラム(EMBOSS:The European Molecular Biology Open Software Suite,Rice et al.,2000,Trends Genet.16:276−277)で実行されているようなNeedleman−Wunschアルゴリズム(NeedlemanおよびWunsch,1970,J.Mol.Biol.48:443−453)、例えばバージョン5.0.0以降を用いて決定する。用いるパラメータは、ギャップ開始ペナルティ10、ギャップ伸長ペナルティ0.5、およびEBLOSUM62(BLOSUM62のEMBOSSバージョン)置換マトリックスである。
他のキシラナーゼにおける対応するアミノ酸残基の同定は、特にこれらに限定されないが、MUSCLE(multiple sequence comparison by log‐expectation;バージョン3.5以降;Edgar,2004,Nucleic Acids Research 32:1792−1794)、MAFFT(バージョン6.857以降;Katoh and Kuma,2002,Nucleic Acids Research 30:3059−3066;Katoh et al.,2005,Nucleic Acids Research 33:511−518;Katoh and Toh,2007,Bioinformatics 23:372−374;Katoh et al.,2009,Methods in Molecular Biology 537:39−64;Katoh and Toh,2010,Bioinformatics 26:1899−1900)、および、ClustalWを採用するEMBOSS EMMA(1.83以降;Thompson et al.,1994,Nucleic Acids Research 22:4673−4680)を含むいくつかのコンピュータプログラムを、それぞれのデフォルトパラメータで用いることによる複数のポリペプチド配列のアライメントにより判定可能である。
配列番号1のポリペプチドから他の酵素が分化して、従来からの配列に基づく比較による関係の検出ができない場合(Lindahl and Elofsson,2000,J.Mol.Biol.295:613−615)、他の対配列比較アルゴリズムを用いることが可能である。配列に基づくサーチにおける感度は、データベースのサーチにポリペプチドファミリー(プロファイル)の確率表現を利用するサーチプログラムを用いることで高めることが可能である。例えば、PSI−BLASTプログラムは、反復データベースサーチプロセスを介してプロファイルを生成し、離れた相同体を検出することが可能である(Atschul et al.,1997,Nucleic Acids Res.25:3389−3402)。ポリペプチドに係るファミリーまたはスーパーファミリーがタンパク質構造データベースにおいて1つまたは複数の表現を有する場合には、感度をさらに高めることが可能である。GenTHREADER(Jones,1999,J.Mol.Biol.287:797−815;McGuffin and Jones,2003,Bioinformatics 19:874−881)などのプログラムは、問い合わせ配列に係るフォールド構造を予想するニューラルネットワークに対する入力として、多様なソース(PSI−BLAST、二次構造予測、構造アラインメントプロファイルおよび溶媒和ポテンシャル)からの情報を利用する。同様に、Gough et al.,2000,J.Mol.Biol.313:903−919による方法が、未知の構造の配列とSCOPデータベースに存在するスーパーファミリーモデルとのアラインに用いられることが可能である。次いで、これらのアラインメントを用いてポリペプチドに係る相同性モデルを生成することが可能であり、このようなモデルは、その目的のために開発された多様なツールを用いて正確に評価可能である。
公知の構造のタンパク質に関して、数々のツールおよびリソースが、構造アラインメントの検索および生成のために使用可能である。例えばタンパク質のSCOPスーパーファミリーが構造的にアラインされており、これらのアラインメントはアクセスおよびダウンロードが可能である。2つ以上のタンパク質構造は距離アラインメントマトリックス(Holm and Sander,1998,Proteins 33:88−96)または組み合わせ拡張法(Shindyalov and Bourne,1998,Protein Engineering 11:739−747)などの多様なアルゴリズムを用いてアラインすることが可能であり、これらのアルゴリズムを、可能性のある構造相同体を発見するために、対象の構造と共に問い合わせ構造データベースに対して追加的に実行することが可能である(例えば、Holm and Park,2000,Bioinformatics 16:566−567)。
本発明の変異体の記載において、以下の命名法が参照を容易とするために採用される。公認されているIUPACの1文字または3文字のアミノ酸略記が利用されている。
置換.アミノ酸置換に関しては以下の命名法が用いられている:元のアミノ酸、位置、置換されたアミノ酸。従って、位置226でのスレオニンのアラニンでの置換は、「Thr226Ala」または「T226A」と示される。複数の突然変異は加算記号(「+」)によって分けられており、例えば、「Gly205Arg+Ser411Phe」または「G205R+S411F」とされ、それぞれ、グリシン(G)のアルギニン(R)による、および、セリン(S)のフェニルアラニン(F)による位置205および411での置換が表されている。
欠失.アミノ酸欠失に関しては以下の命名法が用いられている:元のアミノ酸、位置、*。従って、位置195におけるグリシンの欠失は、「Gly195*」または「G195*」と表記される。複数の欠失は、記号(「+」)を加えることにより区切られ、例えば「Gly195*+Ser411*」または「G195*+S411*」とされる。
挿入.アミノ酸挿入に関しては以下の命名法が用いられている:元のアミノ酸、位置、元のアミノ酸、挿入されたアミノ酸。従って、位置195におけるグリシンの後ろへのリジンの挿入は、「Gly195GlyLys」または「G195GK」と表記される。複数のアミノ酸の挿入は、[元のアミノ酸、位置、元のアミノ酸、挿入されるアミノ酸#1、挿入されるアミノ酸#2;以下同様]と表記される。例えば、位置195におけるグリシンの後ろへのリジンおよびアラニンの挿入は、「Gly195GlyLysAla」または「G195GKA」と指示される。
そのような場合、挿入されるアミノ酸残基は、挿入されるアミノ酸残基の前にあるアミノ酸残基の位置番号に小文字を加えることにより付番される。従って上記の例であれば、配列は以下のようになる:
Figure 2019524081
複数の改変.複数の改変を含む変異体はプラス記号(「+」)によって区切られ、例えば、「Arg170Tyr+Gly195Glu」または「R170Y+G195E」が位置170および195のアルギニンおよびグリシンの、それぞれチロシンおよびグルタミン酸による置換を表す。
異なる改変。異なる改変を1つの位置に導入することが可能である場合、これらの異なる改変はコンマによって区切られ、例えば、「Arg170Tyr,Glu」は、位置170におけるアルギニンのチロシンまたはグルタミン酸による置換を表す。ゆえに、「Tyr167Gly,Ala+Arg170Gly,Ala」は以下の変異体を表す:「Tyr167Gly+Arg170Gly」、「Tyr167Gly+Arg170Ala」、「Tyr167Ala+Arg170Gly」、および「Tyr167Ala+Arg170Ala」。
発明の詳細な説明
本発明は、配列番号1の位置24、26、36、37、60、71、74、75、76、124、133、155、167、208、317、および321に対応する1つ以上の(例えば数個の)位置に置換を含む、単離キシラナーゼ変異体に関し、ここで変異体はキシラナーゼ活性を有する。
変異体
本発明は、位置24、26、36、37、60、71、74、75、76、124、133、155、167、208、317、および321に対応する1つ以上の(例えば数個の)位置に置換を含む、キシラナーゼ変異体を提供し、ここで変異体はキシラナーゼ活性を有する。ある実施形態において、変異体は親キシラナーゼと比較して熱安定性が向上している。ある実施形態において、変異体はGH30キシラナーゼ変異体、好ましくはGH30サブファミリー8変異体である。
一実施形態において、変異体は、親キシラナーゼのアミノ酸配列に対して、少なくとも60%、例えば少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、または少なくとも99%であるが、100%未満の配列同一性を有する。
別の実施形態において、変異体は、配列番号1に対して、少なくとも60%、例えば、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、例えば少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、または少なくとも99%であるが、100%未満の配列同一性を有する。ある実施形態において、変異体は、配列番号1と比較して熱安定性が向上している。
別の実施形態において、変異体は、配列番号2に対して、少なくとも60%、例えば、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、例えば少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、または少なくとも99%であるが、100%未満の配列同一性を有する。ある実施形態において、変異体は、配列番号2と比較して熱安定性が向上している。
別の実施形態において、変異体は、配列番号3に対して、少なくとも60%、例えば、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、例えば少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、または少なくとも99%であるが、100%未満の配列同一性を有する。ある実施形態において、変異体は、配列番号3と比較して熱安定性が向上している。
別の実施形態において、変異体は、配列番号4に対して、少なくとも60%、例えば、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、例えば少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、または少なくとも99%であるが、100%未満の配列同一性を有する。ある実施形態において、変異体は、配列番号4と比較して熱安定性が向上している。
別の実施形態において、変異体は、配列番号5に対して、少なくとも60%、例えば少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%であるが、100%未満の配列同一性を有する。ある実施形態において、変異体は、配列番号5と比較して熱安定性が向上している。
別の実施形態において、変異体は、配列番号6に対して、少なくとも60%、例えば、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、例えば少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、または少なくとも99%であるが、100%未満の配列同一性を有する。ある実施形態において、変異体は、配列番号6と比較して熱安定性が向上している。
一実施形態において、本発明は、24、26、36、37、60、71、74、75、76、124、133、155、167、208、317、および321からなる群から選択される1つ以上の(例えば数個の)位置に置換を含む、親キシラナーゼと比較して熱安定性が向上しているGH30サブファミリー8キシラナーゼ変異体に関し、ここで位置は配列番号1の位置に対応し、および変異体はキシラナーゼ活性を有し、かつ配列番号1と少なくとも70%の同一性、好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも85%、さらにより好ましくは少なくとも90%、または最も好ましくは少なくとも95%の同一性を有する。
ある実施形態において、親キシラナーゼは、本明細書において以下に記載するような、バチルス属(Bacillus)GH30サブファミリー8キシラナーゼである。一実施形態において、親キシラナーゼは、配列番号1または配列番号4、好ましくは配列番号1など、枯草菌(Bacillus subtilis)GH30サブファミリー8キシラナーゼである。一実施形態において、親キシラナーゼは、配列番号2または配列番号6など、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefaciens)GH30サブファミリー8キシラナーゼである。一実施形態において、親キシラナーゼは、配列番号3など、バチルス・リケニフォルミス(Bacillus licheniformis)GH30サブファミリー8キシラナーゼである。別の態様において、親キシラナーゼは、本明細書において以下に記載するような、パエニバチルス属(Paenibacillus)GH30サブファミリー8キシラナーゼである。一実施形態において、親キシラナーゼは、配列番号5など、パエニバチルス・パブリ(Paenibacillus pabuli)GH30サブファミリー8キシラナーゼである。
一態様において、本発明の変異体中の改変の数は、1〜20、例えば、1〜10および1〜5、例えば、1、2、3、4、5、6、7、8、9または10の改変である。
別の態様において、変異体は、位置24、26、36、37、60、71、74、75、76、124、133、155、167、208、317、および321に対応する1つ以上の(例えば数個の)位置に置換を含む。別の態様において、変異体は、位置24、26、36、37、60、71、74、75、76、124、133、155、167、208、317、および321のいずれかに対応する2つの位置に置換を含む。別の態様において、変異体は、位置24、26、36、37、60、71、74、75、76、124、133、155、167、208、317、および321のいずれかに対応する3つの位置に置換を含む。別の態様において、変異体は、位置24、26、36、37、60、71、74、75、76、124、133、155、167、208、317、および321に対応する各位置に置換を含む。ある実施形態において、変異体は親キシラナーゼと比較して熱安定性が向上している。ある実施形態において、親キシラナーゼは、本明細書において以下に記載するような、バチルス属(Bacillus)GH30サブファミリー8キシラナーゼである。一実施形態において、親キシラナーゼは、配列番号1または配列番号4、好ましくは配列番号1など、枯草菌(Bacillus subtilis)GH30サブファミリー8キシラナーゼである。一実施形態において、親キシラナーゼは、配列番号2または配列番号6など、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefaciens)GH30サブファミリー8キシラナーゼである。一実施形態において、親キシラナーゼは、配列番号3など、バチルス・リケニフォルミス(Bacillus licheniformis)GH30サブファミリー8キシラナーゼである。別の態様において、親キシラナーゼは、本明細書において以下に記載するような、パエニバチルス属(Paenibacillus)GH30サブファミリー8キシラナーゼである。一実施形態において、親キシラナーゼは、配列番号5など、パエニバチルス・パブリ(Paenibacillus pabuli)GH30サブファミリー8キシラナーゼである。
別の態様において、変異体は、位置24に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。別の態様において、位置24に対応する位置におけるアミノ酸は、Ala、Arg、Asn、Asp、Cys、Gln、Glu、Gly、His、Ile、Leu、Lys、Met、Phe、Pro、Ser、Thr、Trp、Tyr、またはVal、詳細にはTrpで置換されている。別の態様において、変異体は、配列番号1のポリペプチドの置換H24Wを含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、位置26に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。別の態様において、位置26に対応する位置におけるアミノ酸は、Ala、Arg、Asn、Asp、Cys、Gln、Glu、Gly、His、Ile、Leu、Lys、Met、Phe、Pro、Ser、Thr、Trp、Tyr、またはVal、詳細にはGluで置換されている。別の態様において、変異体は、配列番号1のポリペプチドの置換A26Eを含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、位置36に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。別の態様において、位置36に対応する位置におけるアミノ酸は、Ala、Asn、Arg、Asp、Cys、Gln、Glu、Gly、His、Ile、Leu、Lys、Met、Phe、Pro、Ser、Thr、Trp、Tyr、またはVal、詳細にはLeuまたはThrで置換されている。別の態様において、変異体は、配列番号1のポリペプチドの置換R36L,Tを含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、位置37に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。別の態様において、位置37に対応する位置におけるアミノ酸は、Ala、Arg、Asn、Asp、Cys、Gln、Glu、Gly、His、Ile、Leu、Lys、Met、Phe、Pro、Ser、Thr、Trp、Tyr、またはVal、詳細にはLeuまたはThrで置換されている。別の態様において、変異体は、配列番号1のポリペプチドの置換E37L,Tを含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、位置60に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。別の態様において、位置60に対応する位置におけるアミノ酸は、Ala、Arg、Asn、Asp、Cys、Gln、Glu、Gly、His、Ile、Leu、Lys、Met、Phe、Pro、Ser、Thr、Trp、Tyr、またはVal、詳細にはAsnで置換されている。別の態様において、変異体は、配列番号1のポリペプチドの置換R60Nを含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、位置71に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。別の態様において、位置71に対応する位置におけるアミノ酸は、Ala、Arg、Asn、Asp、Cys、Gln、Glu、Gly、His、Ile、Leu、Lys、Met、Phe、Pro、Ser、Thr、Trp、Tyr、またはVal、詳細にはIle、Leu、またはThrで置換されている。別の態様において、変異体は、配列番号1のポリペプチドの置換K71I,L,Tを含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、位置74に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。別の態様において、位置74に対応する位置におけるアミノ酸は、Ala、Arg、Asn、Asp、Cys、Gln、Glu、Gly、His、Ile、Leu、Lys、Met、Phe、Pro、Ser、Thr、Trp、Tyr、またはVal、詳細にはIleまたはLeuで置換されている。別の態様において、変異体は、配列番号1のポリペプチドの置換V74I,Lを含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、位置75に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。別の態様において、位置75に対応する位置におけるアミノ酸は、Ala、Arg、Asn、Asp、Cys、Gln、Glu、Gly、His、Ile、Leu、Lys、Met、Phe、Pro、Ser、Thr、Trp、Tyr、またはVal、詳細にはAsn、Glu、Leu、またはThrで置換されている。別の態様において、変異体は、配列番号1のポリペプチドの置換K75E,L,N,Tを含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、位置76に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。別の態様において、位置76に対応する位置におけるアミノ酸は、Ala、Arg、Asn、Asp、Cys、Gln、Glu、Gly、His、Ile、Leu、Lys、Met、Phe、Pro、Ser、Thr、Trp、Tyr、またはVal、詳細にはLeuで置換されている。別の態様において、変異体は、配列番号1のポリペプチドの置換H76Lを含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、位置124に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。別の態様において、位置124に対応する位置におけるアミノ酸は、Ala、Arg、Asn、Asp、Cys、Gln、Glu、Gly、His、Ile、Leu、Lys、Met、Phe、Pro、Ser、Thr、Trp、Tyr、またはVal、詳細にはTyrで置換されている。別の態様において、変異体は、配列番号1のポリペプチドの置換F124Yを含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、位置133に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。別の態様において、位置133に対応する位置におけるアミノ酸は、Ala、Arg、Asn、Asp、Cys、Gln、Glu、Gly、His、Ile、Leu、Lys、Met、Phe、Pro、Ser、Thr、Trp、Tyr、またはVal、詳細にはIleで置換されている。別の態様において、変異体は、配列番号1のポリペプチドの置換Y133Iを含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、位置155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。別の態様において、位置155に対応する位置におけるアミノ酸は、Ala、Arg、Asn、Asp、Cys、Gln、Glu、Gly、His、Ile、Leu、Lys、Met、Phe、Pro、Ser、Thr、Trp、Tyr、またはVal、詳細にはMetで置換されている。別の態様において、変異体は、配列番号1のポリペプチドの置換I155Mを含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、位置167に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。別の態様において、位置167に対応する位置におけるアミノ酸は、Ala、Arg、Asn、Asp、Cys、Gln、Glu、Gly、His、Ile、Leu、Lys、Met、Phe、Pro、Ser、Thr、Trp、Tyr、またはVal、詳細にはGluで置換されている。別の態様において、変異体は、配列番号1のポリペプチドの置換N167Eを含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、位置208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。別の態様において、位置208に対応する位置におけるアミノ酸は、Ala、Arg、Asn、Asp、Cys、Gln、Glu、Gly、His、Ile、Leu、Lys、Met、Phe、Pro、Ser、Thr、Trp、Tyr、またはVal、詳細にはLeuで置換されている。別の態様において、変異体は、配列番号1のポリペプチドの置換V208Lを含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、位置317に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。別の態様において、位置317に対応する位置におけるアミノ酸は、Ala、Arg、Asn、Asp、Cys、Gln、Glu、Gly、His、Ile、Leu、Lys、Met、Phe、Pro、Ser、Thr、Trp、Tyr、またはVal、詳細にはAspで置換されている。別の態様において、変異体は、配列番号1のポリペプチドの置換S317Dを含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、位置321に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。別の態様において、位置321に対応する位置におけるアミノ酸は、Ala、Arg、Asn、Asp、Cys、Gln、Glu、Gly、His、Ile、Leu、Lys、Met、Phe、Pro、Ser、Thr、Trp、Tyr、またはVal、詳細にはAlaで置換されている。別の態様において、変異体は、配列番号1のポリペプチドの置換G321Aを含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24および26に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24および60に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24および71に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24および74に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24および75に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24および76に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24および155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24および317に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24および321に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置26および60に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置26および71に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置26および74に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置26および75に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置26および76に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置26および155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置26および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置26および317に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置26および321に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置36および37に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置36および155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置36および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置37および155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置37および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置37および317に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置37および321に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置71および74に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置71および75に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置71および76に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置71および155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置71および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置71および317に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置71および321に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置74および75に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置74および76に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置74および155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置74および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置74および317に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置74および321に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置75および76に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置75および155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置75および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置75および317に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置75および321に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置76および155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置76および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置76および317に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置76および321に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置124および155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置124および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置124および317に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置124および321に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置133および155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置133および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置133および317に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置133および321に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置155および167に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置155および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置155および317に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置155および321に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置167および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置167および317に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置167および321に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置208および317に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置208および321に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置317および321に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、26、および71に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、26、および74に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、26、および75に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、26、および76に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、26、および155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、26、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、71、および74に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、71、および75に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、71、および76に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、71、および155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、71、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、74、および75に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、74、および76に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、74、および155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、74、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、75、および76に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、75、および155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、75、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、76、および155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、76、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、155、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置26、71、および74に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置26、71、および75に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置26、71、および76に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置26、71、および155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置26、71、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置26、74、および75に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置26、74、および76に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置26、74、および155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置26、74、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置26、75、および76に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置26、75、および155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置26、75、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置26、76、および155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置26、76、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置26、155、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置36、37、および155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置36、37、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置36、155、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置37、155、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置71、74、および75に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置71、74、および76に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置71、74、および155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置71、74、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置71、75、および76に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置71、75、および155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置71、75、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置71、76、および155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置71、76、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置71、155、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置74、75、および76に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置74、75、および155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置74、75、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置74、76、および155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置74、76、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置74、155、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置75、76、および155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置75、76、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置75、155、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置76、155、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置124、155、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置133、155、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置155、167、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、26、71、および74に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、26、71、および75に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、26、71、および76に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、26、71、および155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、26、71、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、71、74、および75に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、71、74、および76に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、71、74、および155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、71、74、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、74、75、および76に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、74、75、および155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、74、75、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、74、76、および155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、74、76、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、75、76、および155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、75、76、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、76、155、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置26、71、74、および75に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置26、71、74、および76に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置26、71、74、および155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置26、71、74、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置26、74、75、および76に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置26、74、75、および155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置26、74、75、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置26、75、76、および155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置26、75、76、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置26、76、155、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置36、37、155、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置71、74、75、および76に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置71、74、75、および155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置71、74、75、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置71、75、76、および155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置71、75、76、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置71、76、155、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置74、75、76、および155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置74、75、76、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置74、76、155、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置75、76、155、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、26、71、74、および75に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、26、71、74、および76に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、26、71、74、および155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、26、71、74、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、71、74、75、および76に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、71、74、75、および155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、71、74、75、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、74、75、76、および155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、74、75、76、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、75、76、155、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置26、71、74、75、および76に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置26、71、74、75、および155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置26、71、74、75、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置26、74、75、76、および155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置26、71、74、75、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置26、74、75、76、および155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置26、74、75、76、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置26、75、76、155、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置71、74、75、76、および155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置71、74、75、76、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置71、75、76、155、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置74、75、76、155、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、26、71、74、75、および76に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、26、71、74、75、および155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、26、71、74、75、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、71、74、75、76、および155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、71、74、75、76、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、74、75、76、155、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置26、71、74、75、76、および155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置26、71、74、75、76、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置26、74、75、76、155、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置71、74、75、76、155、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、26、71、74、75、76、および155に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、26、71、74、75、76、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、71、74、75、76、155、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置26、71、74、75、76、155、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、上に記載したような位置24、26、71、74、75、76、155、および208に対応する位置に置換を含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、H24W、A26E、V74L、K75L、H76L、I155M、およびV208Lからなる群から選択される1つ以上の(例えば数個の)置換を含むか、またはこれから成る。ある実施形態において、変異体は親キシラナーゼと比較して熱安定性が向上している。ある実施形態において、親キシラナーゼは、本明細書において以下に記載するような、バチルス属(Bacillus)GH30サブファミリー8キシラナーゼである。一実施形態において、親キシラナーゼは、配列番号1または配列番号4、好ましくは配列番号1など、枯草菌(Bacillus subtilis)GH30サブファミリー8キシラナーゼである。一実施形態において、親キシラナーゼは、配列番号2または配列番号6など、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefaciens)GH30サブファミリー8キシラナーゼである。一実施形態において、親キシラナーゼは、配列番号3など、バチルス・リケニフォルミス(Bacillus licheniformis)GH30サブファミリー8キシラナーゼである。別の態様において、親キシラナーゼは、本明細書において以下に記載するような、パエニバチルス属(Paenibacillus)GH30サブファミリー8キシラナーゼである。一実施形態において、親キシラナーゼは、配列番号5など、パエニバチルス・パブリ(Paenibacillus pabuli)GH30サブファミリー8キシラナーゼである。
別の態様において、変異体は、配列番号1のポリペプチドの置換H24W+A26Eを含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、配列番号1のポリペプチドの置換H24W+V74Lを含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、配列番号1のポリペプチドの置換H24W+K75Lを含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、配列番号1のポリペプチドの置換H24W+H76Lを含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、配列番号1のポリペプチドの置換H24W+I155Mを含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、配列番号1のポリペプチドの置換H24W+V208Lを含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、配列番号1のポリペプチドの置換A26E+V74Lを含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、配列番号1のポリペプチドの置換A26E+K75Lを含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、配列番号1のポリペプチドの置換A26E+H76Lを含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、配列番号1のポリペプチドの置換A26E+I155Mを含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、配列番号1のポリペプチドの置換A26E+V208Lを含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、配列番号1のポリペプチドの置換V74L+K75Lを含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、配列番号1のポリペプチドの置換V74L+H76Lを含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、配列番号1のポリペプチドの置換V74L+I155Mを含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、配列番号1のポリペプチドの置換V74L+V208Lを含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、配列番号1のポリペプチドの置換K75L+H76Lを含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、配列番号1のポリペプチドの置換K75L+I155Mを含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、配列番号1のポリペプチドの置換K75L+V208Lを含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、配列番号1のポリペプチドの置換H76L+I155Mを含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、配列番号1のポリペプチドの置換H76L+V208Lを含むか、またはこれから成る。
別の態様において、変異体は、配列番号1のポリペプチドの置換I155M+V208Lを含むか、またはこれから成る。
変異体は、1つ以上の(例えば数個の)他の位置に1つ以上の追加的な改変をさらに含み得る。
一実施形態において、本発明は、以下からなる群から挙げられる置換を含む、親キシラナーゼと比較して熱安定性が向上しているGH30サブファミリー8キシラナーゼ変異体に関する:
Figure 2019524081
ここで位置は配列番号1の位置に対応し、および変異体はキシラナーゼ活性を有し、かつ配列番号1と少なくとも70%の同一性、好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも85%、さらにより好ましくは少なくとも90%、または最も好ましくは少なくとも95%の同一性を有する。ある実施形態において、親キシラナーゼは、本明細書において以下に記載するような、バチルス属(Bacillus)GH30サブファミリー8キシラナーゼである。一実施形態において、親キシラナーゼは、配列番号1または配列番号4、好ましくは配列番号1など、枯草菌(Bacillus subtilis)GH30サブファミリー8キシラナーゼである。一実施形態において、親キシラナーゼは、配列番号2または配列番号6など、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefaciens)GH30サブファミリー8キシラナーゼである。一実施形態において、親キシラナーゼは、配列番号3など、バチルス・リケニフォルミス(Bacillus licheniformis)GH30サブファミリー8キシラナーゼである。別の態様において、親キシラナーゼは、本明細書において以下に記載するような、パエニバチルス属(Paenibacillus)GH30サブファミリー8キシラナーゼである。一実施形態において、親キシラナーゼは、配列番号5など、パエニバチルス・パブリ(Paenibacillus pabuli)GH30サブファミリー8キシラナーゼである。
ある実施形態において、置換は、以下からなる群から選択される:
Figure 2019524081
Figure 2019524081
Figure 2019524081
キシラナーゼ変異体は、1つ以上のアミノ酸置換をさらに含み得る。アミノ酸の変更は軽微なものであり得、すなわち、タンパク質の折り畳みおよび/または活性に顕著に影響しない保存的アミノ酸置換または挿入;典型的には1〜30アミノ酸の微小な欠失;アミノ末端メチオニン残基などの微小なアミノ−またはカルボキシル−末端延伸;20〜25残基以下の小リンカーペプチド;または、正味の電荷または他の機能を変えることにより精製を容易とする、ポリヒスチジン配列、抗原エピトープもしくは結合ドメインなどの微小な延伸であり得る。
保存的置換の例は、塩基性アミノ酸(アルギニン、リシンおよびヒスチジン)、酸性アミノ酸(グルタミン酸およびアスパラギン酸)、極性アミノ酸(グルタミンおよびアスパラギン)、疎水性アミノ酸(ロイシン、イソロイシンおよびバリン)、芳香族アミノ酸(フェニルアラニン、トリプトファンおよびチロシン)、ならびに、低分子アミノ酸(グリシン、アラニン、セリン、スレオニンおよびメチオニン)の群に含まれるものによる。特異的活性を概して変化させないアミノ酸置換は当該技術分野において公知であり、例えば、H.Neurath and R.L.Hill,1979,In,The Proteins,Academic Press,New Yorkにより記載される。一般的な置換は、Ala/Ser、Val/Ile、Asp/Glu、Thr/Ser、Ala/Gly、Ala/Thr、Ser/Asn、Ala/Val、Ser/Gly、Tyr/Phe、Ala/Pro、Lys/Arg、Asp/Asn、Leu/Ile、Leu/Val、Asn/Gln、Gln/Glu、Ala/Glu、およびAsp/Glyである。保存的置換の他の例は、GからA;AからG、S;VからI、L、A、T、S;IからV、L、M;LからI、M、V;MからL、I、V;PからA、S、N;FからY、W、H;YからF、W、H;WからY、F、H;RからK、E、D;KからR、E、D;HからQ、N、S;DからN、E、K、R、Q;EからQ、D、K、R、N;SからT、A;TからS、V、A;CからS、T、A;NからD、Q、H、S;QからE、N、H、K、Rである。
あるいは、アミノ酸変更は、ポリペプチドの物理化学的性質が改変されるような性質のものである。例えば、アミノ酸変更は、ポリペプチドの熱安定性を向上させ、基質特異性を改変し、最適pHを変更するようなものなどであってよい。
ポリペプチド中の必須アミノ酸は、部位特異的突然変異誘発またはアラニンスキャニング突然変異誘発などの技術分野において公知である手法に準拠して同定することが可能である(Cunningham and Wells,1989,Science 244:1081−1085)。後者の技術においては、単一のアラニン突然変異が分子中のすべての残基に導入され、得られるミュータント分子は、分子の活性に重要であるアミノ酸残基を同定するためにキシラナーゼ活性についてテストされる。また、Hilton et al.,1996,J.Biol.Chem.271:4699−4708を参照のこと。酵素の活性部位または他の生物学的相互作用はまた、推定される接触部位アミノ酸の突然変異との組み合わせにより、核磁気共嗚、結晶構造解析、電子回折、または、光親和性標識などの技術によって測定される構造の物理的分析によって判定可能である。例えば、de Vos et al.,1992,Science 255:306−312;Smith et al.,1992,J.Mol.Biol.224:899−904;Wlodaver et al.,1992,FEBS Lett.309:59−64を参照のこと。必須アミノ酸の同一性はまた、関連するポリペプチドとのアライメントから推定可能である。
ある実施形態において、変異体は親酵素と比較して熱安定性が向上している。
一実施形態において、本発明は、キシラナーゼ活性を有するキシラナーゼ変異体に関し、ここで:
(a)キシラナーゼ変異体は、配列番号1の位置24、26、36、37、60、71、74、75、76、124、133、155、167、208、317、および321に対応する1つ以上の位置に置換を含み;
(b)キシラナーゼ変異体は、配列番号1に対して、少なくとも60%、例えば、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、または少なくとも99%であるが、100%未満の配列同一性を有し;および
(c)キシラナーゼ変異体は親キシラナーゼと比較して熱安定性が向上している。
一実施形態において、本発明は、キシラナーゼ活性を有するキシラナーゼ変異体に関し、ここで:
(a)キシラナーゼ変異体は、配列番号1の位置24、26、60、71、74、75、76、155、208、317、および321に対応する1つ以上の位置に置換を含み;
(b)キシラナーゼ変異体は、配列番号1に対して、少なくとも60%、例えば、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、または少なくとも99%であるが、100%未満の配列同一性を有し;および
(c)キシラナーゼ変異体は親キシラナーゼと比較して熱安定性が向上している。
一実施形態において、本発明は、キシラナーゼ活性を有するキシラナーゼ変異体に関し、ここで:
(a)キシラナーゼ変異体は、H24W、A26E、R36L、R36T、E37T、R60N、K71T、K71I、V74L、V74I、K75N、K75L、H76L、I155M、N167E、V208L、S317DおよびG321Aからなる群から選択される1つ以上の置換を含み、ここで位置は配列番号1の位置に対応し;
(b)キシラナーゼ変異体は、配列番号1に対して、少なくとも60%、例えば、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、または少なくとも99%であるが、100%未満の配列同一性を有し;および
(c)キシラナーゼ変異体は親キシラナーゼと比較して熱安定性が向上している。
一実施形態において、本発明は、キシラナーゼ活性を有するキシラナーゼ変異体に関し、ここで:
(a)キシラナーゼ変異体は、H24W、A26E、R60N、K71T、K71I、V74L、V74I、K75N、K75L、H76L、I155M、V208L、S317D、G321A、R36T+I155M、R36L+I155M、I155M+N167E、R36T+V208L、R36L+V208L、N167E+V208L、E37T+V208LおよびR36T+E37Tからなる群から選択される1つ以上の置換を含み、ここで位置は配列番号1の位置に対応し;
(b)キシラナーゼ変異体は、配列番号1に対して、少なくとも60%、例えば、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、または少なくとも99%であるが、100%未満の配列同一性を有し;および
(c)キシラナーゼ変異体は親キシラナーゼと比較して熱安定性が向上している。
一実施形態において、親キシラナーゼは配列番号1である。
親キシラナーゼ
ある実施形態において、親キシラナーゼは、分類上の目、バチルス目(Bacillales)、好ましくは分類上の科、バチルス科(Bacillaceae)から、またはより好ましくは、属、枯草菌(Bacillus subtilis)、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefaciens)、バチルス・リケニフォルミス(Bacillus licheniformis)またはパエニバチルス・パブリ(Paenibacillus pabuli)から得られる、または得ることが可能である。一実施形態において、親キシラナーゼは、分類上の目、バチルス目(Bacillales)、好ましくは分類上の科、バチルス科(Bacillaceae)から得られる、または得ることが可能であり、配列番号1と少なくとも70%の同一性、好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも85%、さらにより好ましくは少なくとも90%、または最も好ましくは少なくとも95%の同一性を有する。
ある実施形態において、親キシラナーゼはGH30サブファミリー8キシラナーゼである。ある実施形態において、親キシラナーゼは、本明細書において以下に記載するような、バチルス属(Bacillus)GH30サブファミリー8キシラナーゼである。一実施形態において、親キシラナーゼは、配列番号1または配列番号4、好ましくは配列番号1など、枯草菌(Bacillus subtilis)GH30サブファミリー8キシラナーゼである。一実施形態において、親キシラナーゼは、配列番号2または配列番号6など、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefaciens)GH30サブファミリー8キシラナーゼである。一実施形態において、親キシラナーゼは、配列番号3など、バチルス・リケニフォルミス(Bacillus licheniformis)GH30サブファミリー8キシラナーゼである。別の態様において、親キシラナーゼは、本明細書において以下に記載するような、パエニバチルス属(Paenibacillus)GH30サブファミリー8キシラナーゼである。一実施形態において、親キシラナーゼは、配列番号5など、パエニバチルス・パブリ(Paenibacillus pabuli)GH30サブファミリー8キシラナーゼである。
親キシラナーゼは、(a)キシラナーゼ活性を有する、配列番号1と少なくとも60%の配列同一性、例えば、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%、または100%の配列同一性を有するポリペプチドであってもよい。一態様において、親のアミノ酸配列は、配列番号1と10アミノ酸以下、例えば、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10アミノ酸だけ異なる。別の態様において、親は、配列番号1のアミノ酸配列を含むか、またはこれから成る。別の態様において、親は、キシラナーゼ活性を有する配列番号1の断片である。
親キシラナーゼは、(a)キシラナーゼ活性を有する、配列番号2と少なくとも60%の配列同一性、例えば、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%、または100%の配列同一性を有するポリペプチドであってもよい。一態様において、親のアミノ酸配列は、配列番号2と10アミノ酸以下、例えば、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10アミノ酸だけ異なる。別の態様において、親は、配列番号2のアミノ酸配列を含むか、またはこれから成る。別の態様において、親は、キシラナーゼ活性を有する配列番号2の断片である。
親キシラナーゼは、(a)キシラナーゼ活性を有する、配列番号3と少なくとも60%の配列同一性、例えば、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%、または100%の配列同一性を有するポリペプチドであってもよい。一態様において、親のアミノ酸配列は、配列番号3と10アミノ酸以下、例えば、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10アミノ酸だけ異なる。別の態様において、親は、配列番号3のアミノ酸配列を含むか、またはこれから成る。別の態様において、親は、キシラナーゼ活性を有する配列番号3の断片である。
親キシラナーゼは、(a)キシラナーゼ活性を有する、配列番号4と少なくとも60%の配列同一性、例えば、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%、または100%の配列同一性を有するポリペプチドであってもよい。一態様において、親のアミノ酸配列は、配列番号4と10アミノ酸以下、例えば、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10アミノ酸だけ異なる。別の態様において、親は、配列番号4のアミノ酸配列を含むか、またはこれから成る。別の態様において、親は、キシラナーゼ活性を有する配列番号4の断片である。
親キシラナーゼは、(a)キシラナーゼ活性を有する、配列番号5と少なくとも60%の配列同一性、例えば、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%、または100%の配列同一性を有するポリペプチドであってもよい。一態様において、親のアミノ酸配列は、配列番号5と10アミノ酸以下、例えば、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10アミノ酸だけ異なる。別の態様において、親は、配列番号5のアミノ酸配列を含むか、またはこれから成る。別の態様において、親は、キシラナーゼ活性を有する配列番号5の断片である。
親キシラナーゼは、(a)キシラナーゼ活性を有する、配列番号6と少なくとも60%の配列同一性、例えば、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%、または100%の配列同一性を有するポリペプチドであってもよい。一態様において、親のアミノ酸配列は、配列番号6と10アミノ酸以下、例えば、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10アミノ酸だけ異なる。別の態様において、親は、配列番号6のアミノ酸配列を含むか、またはこれから成る。別の態様において、親は、キシラナーゼ活性を有する配列番号6の断片である。
他の親キシラナーゼは、以下のGENESEQP受託番号のうちの1つであってもよい:
BCM03690、BBY25441、BBD43833、AZG87760、BBW75090、BCM03682、BBW96675、BCM03671、ADJ35022、BBW83525、BCM03685、BBW88031、BCM03707、AZH70238、AZG87766、BBX36748、BCM03686、AZQ23477、BCM03677、BCM03691、BCM03681、BCM03676、BCM03688、AZG68558、ADJ35028、BCM03687、BBG80964、AZX66647、AZH70244、BCM03689、AZM95903、BBW79314、BBX47049、BCM03683、BCM03679、BBW95840、BBX52401、BBW92246、BBX42063およびAZG68552。
他の親キシラナーゼは、以下のUniprot受託番号のうちの1つであってもよい:A0A016QIT0、A0A024BEN2、A0A059N8P2、A0A060J1Q4、A0A060J3N3、A0A060MDP8、A0A063XEB2、A0A063Z3F5、A0A066ZQH2、A0A068QG80、A0A069DJA1、A0A074QA16、A0A076GH62、A0A076X095、A0A080UGI0、A0A081DRH7、A0A081L9P3、A0A085CCQ4、A0A086DRT4、A0A086SGC4、A0A086WWT9、A0A089J0T9、A0A089L7Q4、A0A089LS30、A0A089MA96、A0A089MMY5、A0A090ZY18、A0A093UG96、A0A097RET6、A0A097RT57、A0A0A0TJX0、A0A0A0TS05、A0A0A1STB1、A0A0A7GLZ8、A0A0A8C3V5、A0A0B0QGI0、A0A0B4S841、A0A0C2TMZ1、A0A0C5CYD2、A0A0D7XHL0、A0A0D7XPV8、A0A0D8JJW7、A0A0E1LNG3、A0A0E1P2T5、A0A0F5MCQ0、A0A0F5YUV2、A0A0G2M1V3、A0A0G2Z099、A0A0G3VDP8、A0A0H1RW51、A0A0H3DZC9、A0A0J1HNE5、A0A0J1I8S6、A0A0J5XBB3、A0A0J6E3H1、A0A0J6ENY2、A0A0J6MZ81、A0A0J6PTT5、A0A0K0HYL4、A0A0K6JZ62、A0A0K6L1E5、A0A0K6L5C0、A0A0K6LRC5、A0A0K6MBZ9、A0A0K9EI79、A0A0K9G2M8、A0A0L6C9N3、A0A0L7MT05、A0A0L7SGL4、A0A0M0HBT0、A0A0M2EI36、A0A0M2S6E2、A0A0M9X369、A0A0P0TKN9、A0A0P7GC51、A0A0Q3W7T1、A0A0Q4R8I7、A0A0Q7SDS0、A0A0R3K873、A0A0T6LD54、A0A0U3M226、A0A0U5Q000、A0A0V8QN06、A0A0V8QPQ0、A0A0V8RCK0、A0A0W1Q0Y8、A0A0W7XI48、A0A0W8K830、A0A0X1TCR2、A0A0X8C7K8、A0A0X8DHN5、A0A0X8KDH2、A0A0X9LBN0、A0A101YC92、A0A101YL97、A0A117SZP6、A0A124JQM2、A0A125UIF6、A0A127DQZ4、A0A132BP80、A0A132TGU4、A0A132TSQ5、A0A136AEB9、A0A142F586、A0A150L2Y6、A0A160EHD0、A0A164XMN2、A0A172HNW1、A0A172XIR5、A0A199NI63、A0A199WHT5、A0A1A0CC44、A0A1A0G7Q3、A0A1A5VV23、A0A1A5YLD9、A0A1A7LKF3、A0A1B2AW76、A0A1C3SIT4、A0A1C4AHG6、A0A1D9PK78、A0A1E4Y0F1、A0A1G9MAD1、A0A1J0BBP6、A0A1J0C7I7、A0A1J5WRC5、A0A1J6F1D5、A0A1K1TBA7、A0A1L3PT45、A0A1L3QYI6、A0A1L3SH52、A0A1L4DM20、A0A1L5LNU4、A0A1L6CEM3、A0A1L6ZLN8、A0A1L6ZTD9、A0A1M7SMM4、A0A1N6S500、A0A1N7B930、A0A1N7E7E0、A0A1R1E8G3、A0A1R1ESJ7、A0A1R1FQ77、A0A1R1GBK8、A0A1R1GT02、A0A1R1HH77、A0A1S2F2R2、A0A1U3ULV5、A7Z5A1、A8FDV2、B3KF38、D1MEP8、D3EH02、D4FXC2、E0RDU2、E1ACF9、E1UV03、E3E322、E8VJ45、F4E4B0、F4EKU6、G0IKW9、G4EVQ6、G4HGL4、G4P7F1、G7W2J1、H0FNN1、H1ACZ7、H2AJ54、H3K352、H6CPJ0、H6WCZ0、H8XMR3、I4XB64、J0X3V6、J7JVZ4、K2HJT3、K2P3H7、L0BLZ3、L0CY72、L8AKB2、M1KJT1、M1U2J5、M1XAU4、M2U9N8、N0DFI8、Q45070、Q6YK37、Q70K02、R9TYN3、S6FS40、S6FXS9、U1T362、U1ZC44、U2TM90、U4PL99、U5X5B8、V5MRU9、V7Q6M1、V9REY3、W4AZH7、W4BXI4、W4C6X9、W4D801、W4DEL3、W8ILG7およびW9TFT6。
ポリペプチドは、あるポリペプチドの領域が他のポリペプチドの領域のN末端またはC末端で融合したハイブリッドポリペプチドであり得る。
親は、他のポリペプチドが本発明のポリペプチドのN末端またはC末端に融合した融合ポリペプチドまたは切断可能な融合ポリペプチドであり得る。融合ポリペプチドは、他のポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを本発明のポリヌクレオチドに融合させることにより生成される。融合ポリペプチドを生成する技術は技術分野において公知であり、フレーム中にあるよう、また、融合ポリペプチドの発現が同一のプロモータおよびターミネータの制御下にあるよう、ポリペプチドをコードするコード配列を結合することなどである。融合ポリペプチドはまた、融合ポリペプチドが翻訳後に形成されるインテインテクノロジーを用いて構築され得る(Cooper et al.,1993,EMBO J.12:2575−2583;Dawson et al.,1994,Science 266:776−779)。
融合ポリペプチドは、2つのポリペプチド間に切断部位をさらに含んでいることが可能である。融合タンパク質を分泌すると、この部位が切断されて、2つのポリペプチドが放出される。切断部位の例としては、これらに限定されないが、Martin et al.,2003,J.Ind.Microbiol.Biotechnol.3:568−576;Svetina et al.,2000,J.Biotechnol.76:245−251;Rasmussen−Wilson et al.,1997,Appl.Environ.Microbiol.63:3488−3493;Ward et al.,1995,Biotechnology 13:498−503;および、Contreras et al.,1991,Biotechnology 9:378−381;Eaton et al.,1986,Biochemistry 25:505−512;Collins−Racie et al.,1995,Biotechnology 13:982−987;Carter et al.,1989,Proteins:Structure,Function,and Genetics 6:240−248;および、Stevens,2003,Drug Discovery World 4:35−48において開示されている部位が挙げられる。
親は、すべての種類の微生物から得られてもよい。本発明の目的のために、「〜から得られる」という用語は、本明細書において用いられるところ、所与のソースに関連して、ポリヌクレオチドによってコードされる親は、ソースによって生成されるか、または、ソースからのポリヌクレオチドが挿入された系統によって生成されることを意味すべきである。一態様において、親は、細胞外で分泌される。
ポリペプチドは細菌性ポリペプチドであってもよい。例えば、ポリペプチドは、キシラナーゼ活性を有するバチルス属(Bacillus)、クロストリジウム属(Clostridium)、エンテロコッカス属(Enterococcus)、ゲオバチルス属(Geobacillus)、ラクトバチルス属(Lactobacillus)、ラクトコッカス属(Lactococcus)、オセアノバチルス属(Oceanobacillus)、スタフィロコッカス属(Staphylococcus)、ストレプトコッカス属(Streptococcus)、またはストレプトミセス属(Streptomyces)ポリペプチドなど、グラム陽性菌ポリペプチドであってもよい。一実施形態において、ポリペプチドは、バチルス綱(Bacilli)の細菌からのもの、例えば、バチルス目(Bacillales)からのもの、またはパエニバチルス科(Paenibacillaceae)からのもの、またはパエニバチルス属(Paenibacillus)からのもの、またはパエニバチルス属種(Paenibacillus sp)−19179またはパエニバチルス・パナシソリ(Paenibacillus panacisoli)種からのものである。
別の実施形態において、ポリペプチドは、クロストリジウム綱(Clostridia)の細菌からのもの、例えば、クロストリジウム目(Clostridiales)からのもの、またはクロストリジウム科(Clostridiaceae)からのもの、またはクロストリジウム属(Clostridium)からのもの、またはクロストリジウム・サッカロブチリカム(Clostridium saccharobutylicum)種からのものである。
別の実施形態において、ポリペプチドは、クロストリジウム綱(Clostridia)の細菌からのもの、例えば、クロストリジウム目(Clostridiales)からのもの、またはルミノコッカス科(Ruminococcaceae)からのもの、またはルミノコッカス属(Ruminococcus)からのもの、またはルミノコッカス属種(Ruminococcus sp.)CAG:330からのものである。
別の実施形態において、ポリペプチドは、ガンマプロテオバクテリア綱(Gammaproteobacteria)の細菌からのもの、例えば、アルテロモナス目(Alteromonadales)からのもの、またはシュードアルテロモナス科(Pseudoalteromonadaceae)からのもの、またはシュードアルテロモナス属(Pseudoalteromonas)からのもの、またはシュードアルテロモナス・テトラオドニス(Pseudoalteromonas tetraodonis)種からのものである。
別の実施形態において、ポリペプチドは、ガンマプロテオバクテリア綱(Gammaproteobacteria)の細菌からのもの、例えば、エンテロバクター目(Enterobacteriales)からのもの、または腸内細菌科(Enterobacteriaceae)からのもの、またはペクトバクテリウム属(Pectobacterium)からのもの、またはペクトバクテリウム・カロトボラム(Pectobacterium carotovorum)種からのものである。
別の実施形態において、ポリペプチドは、放線菌綱(Actinobacteria)の細菌からのもの、例えば、ストレプトミセス目(Streptomycetales)からのもの、またはストレプトミセス科(Streptomycetaceae)からのもの、またはストレプトミセス属(Streptomyces)からのもの、またはストレプトミセス属種(Streptomyces sp)−62627からのものである。
別の実施形態において、ポリペプチドは、ガンマプロテオバクテリア綱(Gammaproteobacteria)の細菌からのもの、例えば、ビブリオ目(Vibrionales)からのもの、またはビブリオ科(Vibrionaceae)からのもの、またはビブリオ属(Vibrio)からのもの、またはビブリオ・リゾスフェラエ(Vibrio rhizosphaerae)種からのものである。
一態様において、親は、バチルス・アルカロフィルス(Bacillus alkalophilus)、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefaciens)、バチルス・ブレビス(Bacillus brevis)、バチルス・シルクランス(Bacillus circulans)、バチルス・クラウシイ(Bacillus clausii)、バチルス・コアグランス(Bacillus coagulans)、バチルス・フィルムス(Bacillus firmus)、バチルス・ラウツス(Bacillus lautus)、バチルス・レンツス(Bacillus lentus)、バチルス・リケニフォルミス(Bacillus licheniformis)、バチルス・メガテリウム(Bacillus megaterium)、バチルス・プミルス(Bacillus pumilus)、バチルス・ステアロテルモフィルス(Bacillus stearothermophilus)、枯草菌(Bacillus subtilis)、またはバチルス・チューリンゲンシス(Bacillus thuringiensis)キシラナーゼである。
別の態様において、親は、ストレプトコッカス・エクイシミリス(Streptococcus equisimilis)、化膿レンサ球菌(Streptococcus pyogenes)、ストレプトコッカス・ウベリス(Streptococcus uberis)、またはストレプトコッカス・エクイ亜種ゾエピデミカス(Streptococcus equi subsp.Zooepidemicus)キシラナーゼである。
別の態様において、親は枯草菌(Bacillus subtilis)キシラナーゼ、例えば、配列番号1のアミノ酸配列を有するキシラナーゼである。
上に挙げた種に関して、本発明が、完全および不完全な状態の両方を含み、また、それらが知られている種の名称にかかわらず、他の分類学上の均等物、例えば、アナモルフを包含することは理解されよう。当業者であれば、適切な均等物の同一性を容易に認識されよう。
これらの種の系統は、アメリカ合衆国培養細胞系統保存機関(ATCC:American Type Culture Collection)、ドイツ微生物細胞培養コレクション(DSMZ:Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH)、オランダ微生物株保存センター(CBS:Centraalbureau Voor Schimmelcultures)、および、農業研究局特許培養物コレクション(Agricultural Research Service Patent Culture Collection)、北方リサーチセンター(NRRL:Northern Regional Research Center)などの多数の微生物保存機関において公共に容易に利用可能である。
親は、上記のプローブを用いて、自然(例えば、汚染物、コンポスト、水等)から単離された微生物、または、天然材料(例えば、汚染物、コンポスト、水等)から直接的に得られたDNAサンプルを含む他のソースから同定および得られ得る。微生物およびDNAを自然環境から直接的に単離する技術は技術分野において周知である。次いで、親をコードするポリヌクレオチドは、他の微生物または混合DNAサンプルのゲノムDNAもしくはcDNAライブラリを同じようにスクリーニングすることにより得られ得る。一旦、親をコードするポリヌクレオチドがプローブで検出されたら、ポリヌクレオチドは、当業者に公知の技術(例えば、前述のSambrook et al.,1989を参照のこと)を利用することにより単離またはクローン化され得る。
変異体の調製
本発明はまた、キシラナーゼ活性を有する変異体を入手する方法にも関し、この方法は、(a)親キシラナーゼに、配列番号1の位置24、26、36、37、60、71、74、75、76、124、133、155、167、208、317、および321に対応する1つ以上の(例えば数個の)位置で置換を導入するステップであって、変異体がキシラナーゼ活性を有するステップと;(b)変異体を回収するステップとを含む。ある実施形態において、変異体は、配列番号1と少なくとも70%の同一性、好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも85%、さらにより好ましくは少なくとも90%、または最も好ましくは少なくとも95%の同一性を有する。ある実施形態において、親キシラナーゼは、配列番号1と少なくとも70%の同一性、好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも85%、さらにより好ましくは少なくとも90%、または最も好ましくは少なくとも95%の同一性を有する。一実施形態において、置換は、H24W、A26E、R36L、R36T、E37T、R60N、K71T、K71I、V74L、V74I、K75N、K75L、H76L、I155M、N167E、V208L、S317DおよびG321Aからなる群から選択される。本発明はさらに、本明細書に記載される方法によって作製されたキシラナーゼ変異体に関する。
一実施形態において、本発明は、キシラナーゼ活性を有し、かつ親キシラナーゼと比較して熱安定性が向上している変異体を入手する方法に関し、ここで親キシラナーゼはGH30サブファミリー8キシラナーゼであり、この方法は、(a)親キシラナーゼに、24、26、36、37、60、71、74、75、76、124、133、155、167、208、317、および321からなる群から選択される1つ以上の(例えば数個の)位置(位置は配列番号1の位置に対応する)で置換を導入するステップであって、変異体が配列番号1と少なくとも70%の同一性、好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも85%、さらにより好ましくは少なくとも90%、または最も好ましくは少なくとも95%の同一性を有するステップと;(b)変異体を回収するステップとを含む。ある実施形態において、親キシラナーゼは、配列番号1と少なくとも70%の同一性、好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも85%、さらにより好ましくは少なくとも90%、または最も好ましくは少なくとも95%の同一性を有する。一実施形態において、置換は、H24W、A26E、R36L、R36T、E37T、R60N、K71T、K71I、V74L、V74I、K75N、K75L、H76L、I155M、N167E、V208L、S317DおよびG321Aからなる群から選択される。本発明はさらに、本明細書に記載される方法によって作製されたキシラナーゼ変異体に関する。
一実施形態において、本発明は、キシラナーゼ活性を有し、かつ親キシラナーゼと比較して熱安定性が向上している変異体を入手する方法に関し、ここで親キシラナーゼは配列番号1と少なくとも70%の同一性、好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも85%、さらにより好ましくは少なくとも90%、または最も好ましくは少なくとも95%の同一性を有し、この方法は、(a)親キシラナーゼに、配列番号1の24、26、36、37、60、71、74、75、76、124、133、155、167、208、317、および321からなる群から選択される1つ以上の(例えば数個の)位置で置換を導入するステップであって、変異体が配列番号1と少なくとも70%の同一性、好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも85%、さらにより好ましくは少なくとも90%、または最も好ましくは少なくとも95%を有するステップと;(b)変異体を回収するステップとを含む。一実施形態において、置換は、H24W、A26E、R36L、R36T、E37T、R60N、K71T、K71I、V74L、V74I、K75N、K75L、H76L、I155M、N167E、V208L、S317DおよびG321Aからなる群から選択される。本発明はさらに、本明細書に記載される方法によって作製されたキシラナーゼ変異体に関する。
一実施形態において、本発明は、キシラナーゼ活性を有し、かつ親キシラナーゼと比較して熱安定性が向上している変異体を入手する方法に関し、ここで親キシラナーゼは配列番号2と少なくとも70%の同一性、好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも85%、さらにより好ましくは少なくとも90%、または最も好ましくは少なくとも95%の同一性を有し、この方法は、(a)親キシラナーゼに、配列番号2の24、26、36、37、60、71、74、75、76、124、133、155、167、208、317、および321からなる群から選択される1つ以上の(例えば数個の)位置で置換を導入するステップであって、変異体が配列番号2と少なくとも70%の同一性、好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも85%、さらにより好ましくは少なくとも90%、または最も好ましくは少なくとも95%の同一性を有するステップと;(b)変異体を回収するステップとを含む。
一実施形態において、本発明は、キシラナーゼ活性を有し、かつ親キシラナーゼと比較して熱安定性が向上している変異体を入手する方法に関し、ここで親キシラナーゼは配列番号3と少なくとも70%の同一性、好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも85%、さらにより好ましくは少なくとも90%、または最も好ましくは少なくとも95%の同一性を有し、この方法は、(a)親キシラナーゼに、配列番号3の24、26、36、37、60、71、74、75、76、124、133、155、167、208、317、および321からなる群から選択される1つ以上の(例えば数個の)位置で置換を導入するステップであって、変異体が配列番号3と少なくとも70%の同一性、好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも85%、さらにより好ましくは少なくとも90%、または最も好ましくは少なくとも95%の同一性を有するステップと;(b)変異体を回収するステップとを含む。
一実施形態において、本発明は、キシラナーゼ活性を有し、かつ親キシラナーゼと比較して熱安定性が向上している変異体を入手する方法に関し、ここで親キシラナーゼは配列番号4と少なくとも70%の同一性、好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも85%、さらにより好ましくは少なくとも90%、または最も好ましくは少なくとも95%の同一性を有し、この方法は、(a)親キシラナーゼに、配列番号4の24、26、36、37、60、71、74、75、76、124、133、155、167、208、317、および321からなる群から選択される1つ以上の(例えば数個の)位置で置換を導入するステップであって、変異体が配列番号4と少なくとも70%の同一性、好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも85%、さらにより好ましくは少なくとも90%、または最も好ましくは少なくとも95%の同一性を有するステップと;(b)変異体を回収するステップを含むと。
一実施形態において、本発明は、キシラナーゼ活性を有し、かつ親キシラナーゼと比較して熱安定性が向上している変異体を入手する方法に関し、ここで親キシラナーゼは配列番号5と少なくとも70%の同一性、好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも85%、さらにより好ましくは少なくとも90%、または最も好ましくは少なくとも95%の同一性を有し、この方法は、(a)親キシラナーゼに、配列番号5の24、26、36、37、60、71、74、75、76、124、133、155、167、208、317、および321からなる群から選択される1つ以上の(例えば数個の)位置で置換を導入するステップであって、変異体が配列番号5と少なくとも70%の同一性、好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも85%、さらにより好ましくは少なくとも90%、または最も好ましくは少なくとも95%の同一性を有するステップと;(b)変異体を回収するステップとを含む。
一実施形態において、本発明は、キシラナーゼ活性を有し、かつ親キシラナーゼと比較して熱安定性が向上している変異体を入手する方法に関し、ここで親キシラナーゼは配列番号6と少なくとも70%の同一性、好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも85%、さらにより好ましくは少なくとも90%、または最も好ましくは少なくとも95%の同一性を有し、この方法は、(a)親キシラナーゼに、配列番号6の24、26、36、37、60、71、74、75、76、124、133、155、167、208、317、および321からなる群から選択される1つ以上の(例えば数個の)位置で置換を導入するステップであって、変異体が配列番号6と少なくとも70%の同一性、好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも85%、さらにより好ましくは少なくとも90%、または最も好ましくは少なくとも95%の同一性を有するステップと;(b)変異体を回収するステップとを含む。
変異体は、部位特異的突然変異誘発、合成遺伝子構築、半合成遺伝子構築、無作為突然変異誘発、シャッフリング等などの技術分野において公知であるいずれかの突然変異誘発法を用いて調製可能である。
部位特異的突然変異誘発は、親をコードするポリヌクレオチドにおける1つまたは複数の規定の部位で1つまたは複数(例えば、いくつか)の突然変異を導入する技術である。
部位特異的突然変異誘発は、所望の突然変異を含有するオリゴヌクレオチドプライマーが使用されるPCRによってインビトロで達成されることが可能である。部位特異的突然変異誘発はまた、親をコードするポリヌクレオチドを含むプラスミドにおける部位が制限酵素により切断され、および、その後、ポリヌクレオチドに突然変異を含有するオリゴヌクレオチドが連結されるカセット式突然変異誘発によってインビトロで行われることが可能である。通常、プラスミドおよびオリゴヌクレオチドを消化する制限酵素は同一であり、プラスミドの付着末端と挿入断片とを互いに連結させる。例えば、Scherer and Davis,1979,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 76:4949−4955;および、Barton et al.,1990,Nucleic Acids Res.18:7349−4966を参照のこと。
部位特異的突然変異誘発はまた、技術分野において公知である方法によってインビボで達成可能である。例えば、米国特許出願公開第2004/0171154号明細書;Storici et al.,2001,Nature Biotechnol.19:773−776;Kren et al.,1998,Nat.Med.4:285−290;および、Calissano and Macino,1996,Fungal Genet.Newslett.43:15−16を参照のこと。
いずれかの部位特異的突然変異誘発法が本発明において用いられることが可能である。変異体の調製に用いられることが可能である多くの市販のキットが入手可能である。
合成遺伝子構築には、対象のポリペプチドをコードするための設計されたポリヌクレオチド分子のインビトロ合成が伴う。遺伝子合成は、Tian et al.(2004,Nature 432:1050−1054)により記載されている多重マイクロチップ系テクノロジー、ならびに、オリゴヌクレオチドが合成されると共に光による制御が可能なマイクロ流体チップにアセンブルされる同様のテクノロジーなどの多数の技術を利用して行うことが可能である。
単一もしくは複数のアミノ酸置換、欠失、および/または挿入は、Reidhaar−Olson and Sauer,1988,Science 241:53−57;Bowie and Sauer,1989,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 86:2152−2156;国際公開第95/17413号パンフレット;または、国際公開第95/22625号パンフレットにより開示されているものなどの公知の突然変異誘発方法、組換え法、および/または、シャッフリング法、これに続く関連するスクリーニング法を用いて行い、テストすることが可能である。用いられることが可能である他の方法としては、エラープローンPCR、ファージディスプレイ(例えば、Lowman et al.,1991,Biochemistry 30:10832−10837;米国特許第5,223,409号明細書;国際公開第92/06204号パンフレット)、および、領域特異的突然変異誘発(Derbyshire et al.,1986,Gene 46:145;Ner et al.,1988,DNA 7:127)が挙げられる。
突然変異誘発/シャッフリング法は、宿主細胞によって発現されたクローン化突然変異誘発ポリペプチドの活性を検出するために、高スループット自動スクリーニング法と組み合わせることが可能である(Ness et al.,1999,Nature Biotechnology 17:893−896)。活性ポリペプチドをコードする突然変異誘発DNA分子は、宿主細胞から回収可能であり、技術分野における標準的な方法を用いて直ぐに配列決定されることが可能である。これらの方法では、ポリペプチドにおける個別のアミノ酸残基の重要性を直ぐに判定することが可能である。
半合成遺伝子構築は、合成遺伝子構築および/または部位特異的突然変異誘発および/またはランダム突然変異誘発および/またはシャッフリングの態様を組み合わせることにより達成される。半合成構築は、PCR技術と組み合わされる、合成されたポリヌクレオチド断片を利用するプロセスに代表される。それ故、遺伝子の定義された領域が新たに合成され得、一方で、他の領域が部位特異的突然変異誘発性プライマーを用いて増幅され得、一方で、さらに他の領域がエラープローンPCRまたは非エラープローンPCR増幅に供され得る。次いで、ポリヌクレオチドサブ配列がシャッフルされ得る。
ポリヌクレオチド
本発明はまた、本発明の変異体をコードする単離されたポリヌクレオチドにも関する。
核酸構築物
本発明はまた、制御配列と適合性のある条件下で好適な宿主細胞においてコード配列の発現をもたらす1つまたは複数の制御配列と作動可能に結合した本発明の変異体をコードするポリヌクレオチドを含む核酸構築物に関する。
ポリヌクレオチドは、変異体の発現をもたらすために多様な方法で操作され得る。ベクターへの挿入に先立つポリヌクレオチドの操作が、発現ベクターに応じて望ましいか、必要であり得る。組換えDNA法を利用するポリヌクレオチドの改変技術が技術分野において周知である。
制御配列は、ポリヌクレオチドの発現のために宿主細胞によって認識されるポリヌクレオチドである、プロモータであり得る。プロモータは、変異体の発現を媒介する転写制御配列を含有する。プロモータは、ミュータント、切断型および雑種プロモータを含む宿主細胞において転写活性を示すいずれかのポリヌクレオチドであり得、ならびに、宿主細胞に対して相同性または非相同性である細胞外または細胞内ポリペプチドをコードする遺伝子から得られ得る。
細菌性宿主細胞における本発明の核酸構築物の転写をもたらす好適なプロモータの例は、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefaciens)α−アミラーゼ遺伝子(amyQ)、バチルス・リケニフォルミス(Bacillus licheniformis)α−アミラーゼ遺伝子(amyL)、バチルス・リケニフォルミス(Bacillus licheniformis)ペニシリナーゼ遺伝子(penP)、バチルス・ステアロテルモフィルス(Bacillus stearothermophilus)マルトース生成アミラーゼ遺伝子(amyM)、枯草菌(Bacillus subtilis)レバンスクラーゼ遺伝子(sacB)、枯草菌(Bacillus subtilis)xylAおよびxylB遺伝子、バチルス・チューリンゲンシス(Bacillus thuringiensis)cryIIIA遺伝子(Agaisse and Lereclus,1994,Molecular Microbiology 13:97−107)、大腸菌(E.coli)lacオペロン、大腸菌(E.coli)trcプロモータ(Egon et al.,1988,Gene 69:301−315)、ストレプトマイセス・コエリコロル(Streptomyces coelicolor)アガラーゼ遺伝子(dagA)および原核β−ラクタマーゼ遺伝子(Villa−Kamaroff et al.,1978,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 75:3727−3731)、ならびに、tacプロモータ(DeBoer et al.,1983,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 80:21−25)から得られるプロモータである。さらなるプロモータが、“Useful proteins from recombinant bacteria”,Gilbert et al.,1980,Scientific American 242:74−94;および、Sambrook et al.,1989,supraに記載されている。タンデムプロモータの例が国際公開第99/43835号パンフレットに開示されている。
糸状真菌宿主細胞において本発明の核酸構築物の転写をもたらす好適なプロモータの例を以下に挙げる:アスペルギルス・ニジュランス(Aspergillus nidulans)アセトアミダーゼ、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)中性α−アミラーゼ、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)酸性安定性α−アミラーゼ、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)もしくはアスペルギルス・アワモリ(Aspergillus awamori)グルコアミラーゼ(glaA)、アスペルギルス・オリザエ(Aspergillus oryzae)TAKAアミラーゼ、アスペルギルス・オリザエ(Aspergillus oryzae)アルカリ性プロテアーゼ、アスペルギルス・オリザエ(Aspergillus oryzae)トリオースリン酸イソメラーゼ、フサリウム・オキシスポラム(Fusarium oxysporum)トリプシン様プロテアーゼ(国際公開第96/00787号パンフレット)、フサリウム・ベネナツム(Fusarium venenatum)アミログルコシダーゼ(国際公開第00/56900号パンフレット)、フサリウム・ベネナツム・ダリア(Fusarium venenatum Daria) (国際公開第00/56900号パンフレット)、フサリウム・ベネナツム・クイン(Fusarium venenatum Quinn) (国際公開第00/56900号パンフレット)、リゾムコル・ミエヘイ(Rhizomucor miehei)リパーゼ、リゾムコル・ミエヘイ(Rhizomucor miehei)アスパラギン酸プロテアーゼ、トリコデルマ・レセイ(Trichoderma reesei)β−グルコシダーゼ、トリコデルマ・レセイ(Trichoderma reesei)セロビオヒドラーゼI、トリコデルマ・レセイ(Trichoderma reesei)セロビオヒドラーゼII、トリコデルマ・レセイ(Trichoderma reesei)エンドグルカナーゼI、トリコデルマ・レセイ(Trichoderma reesei)エンドグルカナーゼII、トリコデルマ・レセイ(Trichoderma reesei)エンドグルカナーゼIII、トリコデルマ・レセイ(Trichoderma reesei)エンドグルカナーゼIV、トリコデルマ・レセイ(Trichoderma reesei)エンドグルカナーゼV、トリコデルマ・レセイ(Trichoderma reesei)キシラナーゼI、トリコデルマ・レセイ(Trichoderma reesei)キシラナーゼII、トリコデルマ・レセイ(Trichoderma reesei)β−キシロシダーゼ、ならびにNA2−tpiプロモータ(非翻訳リーダーが、アスペルギルス(Aspergillus)トリオースリン酸イソメラーゼ遺伝子由来の非翻訳リーダーにより置換されたアスペルギルス(Aspergillus)中性α−アミラーゼ遺伝子;非制限的例として、非翻訳リーダーが、アスペルギルス・ニジュランス(Aspergillus nidulans)またはアスペルギルス・オリザエ(Aspergillus oryzae)トリオースリン酸イソメラーゼ遺伝子由来の非翻訳リーダーにより置換されたアスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)中性α−アミラーゼがある);ならびにこれらのミュータント、切断型、およびハイブリットプロモータ。
酵母宿主において、有用なプロモータは、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)エノラーゼ(ENO−1)、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)ガラクトキナーゼ(GAL1)、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)アルコールデヒドロゲナーゼ/グリセルアルデヒド−3−リン酸デヒドロゲナーゼ(ADH1、ADH2/GAP)、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)トリオースリン酸イソメラーゼ(TPI)、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)メタロチオネイン(CUP1)、およびサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)3−ホスホグリセリン酸キナーゼの遺伝子から得られる。酵母宿主のその他の有用なプロモータは、Romanos et al.,1992,Yeast 8:423−488に記載されている。
制御配列は転写ターミネータであってもよく、これは、宿主細胞によって転写の終止と認識される。ターミネータ配列は、変異体をコードするポリヌクレオチドの3’末端に作動可能に結合する。宿主細胞において機能的であるすべてのターミネータが用いられ得る。
細菌性宿主細胞について好ましいターミネータは、バチルス・クラウシイ(Bacillus clausii)アルカリプロテアーゼ(aprH)、バチルス・リケニフォルミス(Bacillus licheniformis)α−アミラーゼ(amyL)および大腸菌(Escherichia coli)リボソームRNA(rrnB)に係る遺伝子から得られる。
糸状真菌宿主細胞の好ましいターミネータは、アスペルギルス・ニジュランス(Aspergillus nidulans)アントラニレート・シンターゼ、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)グルコアミラーゼ、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)α−グルコシダーゼ、アスペルギルス・オリザエ(Aspergillus oryzae)TAKAアミラーゼ、およびフサリウム・オキシスポラム(Fusarium oxysporum)トリプシン様プロテアーゼの遺伝子から得られる。
酵母宿主細胞の好ましいターミネータは、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)エノラーゼ、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)シトクロムC(CYC1)、およびサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)グリセルアルデヒド−3−リン酸デヒドロゲナーゼの遺伝子から得られる。酵母宿主細胞のその他の有用なターミネータは、Romanos et.al.,1992(前掲)によって記載されている。
制御配列はまた、プロモータの下流側であって、遺伝子の発現を高める遺伝子のコード配列の上流側のmRNAスタビライザ領域であり得る。
好適なmRNAスタビライザ領域の例は、バチルス・チューリンゲンシス(Bacillus thuringiensis)cryIIIA遺伝子(国際公開第94/25612号パンフレット)および枯草菌(Bacillus subtilis)SP82遺伝子(Hue et al.,1995,Journal of Bacteriology 177:3465−3471)から入手される。
制御配列はまた、リーダー、すなわち、宿主細胞による翻訳に重要なmRNAの非翻訳領域であってもよい。リーダー配列は、変異体をコードするポリヌクレオチドの5’末端に作動可能に結合される。宿主細胞において機能性である任意のリーダーを用いてよい。
糸状真菌宿主細胞の好ましいリーダーは、アスペルギルス・オリザエ(Aspergillus oryzae)TAKAアミラーゼおよびアスペルギルス・ニジュランス(Aspergillus nidulans)トリオースリン酸イソメラーゼの遺伝子から得られる。
酵母宿主細胞の好適なリーダーは、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)エノラーゼ(ENO−1)、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)3−ホスホグリセリン酸キナーゼ、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)α因子、およびサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)アルコールデヒドロゲナーゼ/グリセルアルデヒド−3−リン酸デヒドロゲナーゼ(ADH2/GAP)の遺伝子から得られる。
制御配列はまた、ポリアデニル化配列であってもよく、これは、変異体コード配列の3’末端に作動可能に結合し、転写されると、転写されたmRNAにポリアデノシン残基を付加するためのシグナルとして宿主細胞に認識される配列である。宿主細胞において機能性である任意のポリアデニル化配列を用いてよい。
糸状真菌宿主細胞の好ましいポリアデニル化配列は、アスペルギルス・ニジュランス(Aspergillus nidulans)アントラニレート・シンターゼ、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)グルコアミラーゼ、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)α−グルコシダーゼ、アスペルギルス・オリザエ(Aspergillus oryzae)TAKAアミラーゼ、およびフサリウム・オキシスポラム(Fusarium oxysporum)トリプシン様プロテアーゼの遺伝子から得られる。
酵母宿主細胞に有用なポリアデニル化配列が、GuoおよびSherman,1995,Mol.Cellular Biol.15:5983−5990に記載されている。
制御配列はまた、変異体のN−末端にリンクしたシグナルペプチドをコードし、および、変異体を細胞の分泌経路に送るシグナルペプチドコード領域であり得る。ポリヌクレオチドのコード配列の5’−末端は、変異体をコードするコード配列のセグメントと共に、翻訳読み枠に元々リンクしたシグナルペプチドコード配列を本質的に含有し得る。または、コード配列の5’−末端は、コード配列に対して外来性のシグナルペプチドコード配列を含有し得る。コード配列がシグナルペプチドコード配列を元々含有していない場合には、外来性のシグナルペプチドコード配列が必要とされる場合がある。または、外来性のシグナルペプチドコード配列は単に、変異体の分泌を増強するために天然シグナルペプチドコード配列を置き換えてもよい。しかしながら、発現変異体を宿主細胞の分泌経路に送るいずれかのシグナルペプチドコード配列が用いられてもよい。
細菌宿主細胞の効果的なシグナルペプチドコード配列は、バチルス属(Bacillus)NCIB11837マルトジェニックアミラーゼ、バチルス・リケニフォルミス(Bacillus licheniformis)サブチリシン、バチルス・リケニフォルミス(Bacillus licheniformis)β−ラクタマーゼ、バチルス・ステアロテルモフィルス(Bacillus stearothermophilus)α−アミラーゼ、バチルス・ステアロテルモフィルス(Bacillus stearothermophilus)中性プロテアーゼ(nprT、nprS、nprM)および枯草菌(Bacillus subtilis)prsAの遺伝子から得られるシグナルペプチドコード配列である。さらなるシグナルペプチドが、Simonen and Palva,1993,Microbiological Reviews 57:109−137に記載されている。
糸状真菌宿主細胞の有効なシグナルペプチドコード配列は、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)中性アミラーゼ、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)グルコアミラーゼ、アスペルギルス・オリザエ(Aspergillus oryzae)TAKAアミラーゼ、フミコラ・インソレンス(Humicola insolens)セルラーゼ、フミコラ・インソレンス(Humicola insolens)エンドグルカナーゼV、フミコラ・ラヌギノーサ(Humicola lanuginosa)リパーゼ、およびリゾムコル・ミエヘイ(Rhizomucor miehei)アスパラギン酸プロテアーゼの遺伝子から得られる。
酵母宿主細胞に有用なシグナルペプチドは、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)α因子およびサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)インベルターゼの遺伝子から得られる。その他の有用なシグナルペプチドコード配列は、Romanos et.al.,1992(前掲)によって記載されている。
制御配列はまた、変異体のN末端に位置するプロペプチドをコードするプロペプチドコード配列であり得る。得られるポリペプチドは、酵素原またはプロポリペプチド(または、いくつかの場合においてヂモーゲン)として知られる。プロポリペプチドは一般に不活性であり、プロポリペプチドからのプロペプチドの触媒または自己触媒切断によって活性ポリペプチドに転換されることが可能である。プロペプチドコード配列は、枯草菌(Bacillus subtilis)アルカリプロテアーゼ(aprE)、枯草菌(Bacillus subtilis)天然プロテアーゼ(nprT)、ミセリオフトラテルモフィラ(Myceliophthora thermophila)ラッカーゼ(国際公開第95/33836号パンフレット)、リゾムコールミエヘイ(Rhizomucor miehei)アスパラギン酸プロテイナーゼおよびサッカロマイセスセレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)α−因子に係る遺伝子から得られ得る。
シグナルペプチドとプロペプチド配列との両方が存在する場合、プロペプチド配列は変異体のN末端の隣に位置され、シグナルペプチド配列は、プロペプチド配列のN末端の隣に位置される。
宿主細胞の増殖に比した変異体の発現を制御する制御配列を加えることが望ましい場合もある。制御系の例は、化学的刺激または物理的刺激に対して応答して遺伝子の発現をオンオフさせるものであり、制御化合物の存在が含まれる。原核系中の制御系は、lac、tacおよびtrpオペレーター系を含む。酵母では、ADH2系またはGAL1系を用いてよい。糸状真菌では、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)グルコアミラーゼプロモータ、アスペルギルス・オリザエ(Aspergillus oryzae)TAKAα−アミラーゼプロモータ、およびアスペルギルス・オリザエ(Aspergillus oryzae)グルコアミラーゼプロモータを用いてよい。制御配列のその他の例は、遺伝子増幅を可能にする配列である。真核細胞系では、このような制御配列として、メトトレキサートの存在下で増幅されるジヒドロ葉酸還元酵素、および重金属で増幅されるメタロチオネイン遺伝子が挙げられる。こうしたケースでは、変異体をコードするポリヌクレオチドを、制御配列と作動可能に結合する。
発現ベクター
本発明はまた、本発明の変異体をコードするポリヌクレオチド、プロモータ、ならびに、転写および翻訳終止シグナルを含む組換え発現ベクターに関する。種々のヌクレオチドおよび制御配列が一緒になって、このような部位で変異体をコードするポリヌクレオチドの挿入または置換を可能とするために1つまたは複数の好都合な制限部位を含み得る組換え発現ベクターが生成される。または、ポリヌクレオチドは、ポリヌクレオチドまたはポリヌクレオチドを含む核酸構築物を発現に適切なベクターに挿入することにより発現され得る。発現ベクターの形成において、コード配列は、コード配列が、発現に適切な制御配列と作動可能にリンクするようベクター中に位置されている。
組換え発現ベクターは、組換えDNA法に簡便に供されることが可能であり、ポリヌクレオチドの発現をもたらすことが可能であるいずれかのベクター(例えば、プラスミドまたはウイルス)であり得る。ベクターの選択は、典型的には、ベクターが導入される宿主細胞に対するベクターの親和性に応じることとなる。ベクターは、直鎖または閉鎖された環状プラスミドであり得る。
ベクターは、例えばプラスミド、染色体外要素、微小染色体または人工染色体などの、自己複製ベクター(すなわち、染色体外のエンティティとして存在し、その複製が染色体複製とは無関係なベクター)であり得る。ベクターは、自己複製を確実とするための何らかの手段を含有し得る。または、ベクターは、宿主細胞に導入された際に、ゲノム中に統合され、および、中に統合された染色体と一緒に複製されるものであり得る。しかも、単一のベクターもしくはプラスミド、または、一緒になって、宿主細胞のゲノムに導入される全DNAを含有する2つ以上のベクターもしくはプラスミド、または、トランスポゾンが用いられてもよい。
ベクターは、形質転換、形質移入、形質導入等された細胞の選択を容易とする1つまたは複数の選択マーカを含有してもよい。選択マーカは、その生成物が、殺生剤またはウイルス耐性、重金属に対する耐性、栄養要求体に対する原栄養性等をもたらす遺伝子である。
細菌性選択マーカの例は、バチルス・リケニフォルミス(Bacillus licheniformis)もしくは枯草菌(Bacillus subtilis)dal遺伝子、または、アンピシリン、クロラムフェニコール、カナマイシン、ネオマイシン、スペクチノマイシンまたはテトラサイクリン耐性などの抗生物質耐性を与えるマーカである。酵母宿主細胞の好適なマーカは、これらに限定されないが、ADE2、HIS3、LEU2、LYS2、MET3、TRP1、およびURA3である。糸状真菌宿主細胞で使用される選択マーカとしては、これらに限定されないが、amdS(アセトアミダーゼ)、argB(オルニチンカルボモイルトランスフェラーゼ)、bar(ホスフィノスリシン・アセチルトランスフェラーゼ)、hph(ハイグロマイシンホスフォトランスフェラーゼ)、niaD(硝酸レダクターゼ)、pyrG(オロチジン−5’−リン酸デカルボキシラーゼ)、sC(硫酸アデニルトランスフェラーゼ)、およびtrpC(アントラニレート・シンターゼ)、ならびにこれらの均等物が挙げられる。アスペルギルス(Aspergillus)細胞での使用に好適なのは、アスペルギルス・ニジュランス(Aspergillus nidulans)またはアスペルギルス・オリザエ(Aspergillus oryzae)amdSおよびpyrG遺伝子、ならびにストレプトマイセス・ヒグロスコピカス(Streptomyces hygroscopicus)bar遺伝子である。
ベクターは、宿主細胞のゲノムへのベクターの統合、または、ゲノムとは無関係の細胞中のベクターの自律複製を許容する要素を含有してもよい。
宿主細胞ゲノムへの統合に関して、ベクターは、変異体をコードするポリヌクレオチドの配列、または、相同的もしくは非相同的組換えによるゲノムへの統合に係るベクターのいずれかの他の要素に依存し得る。または、ベクターは、染色体における正確な位置での宿主細胞のゲノムへの相同的組換えによる統合をもたらす追加のポリヌクレオチドを含有していてもよい。正確な位置で統合される可能性を高めるために、統合要素は、相同的組換えの確率を高めるために対応する標的配列に対して高度の配列同一性を有する、100〜10,000塩基対、400〜10,000塩基対および800〜10,000塩基対などの十分な数の核酸を含有しているべきである。統合要素は、宿主細胞のゲノム中の標的配列と相同的であるいずれかの配列であり得る。さらに、統合要素は、非コーディングまたはコーディングポリヌクレオチドであり得る。他方で、ベクターは、非相同的組換えにより宿主細胞のゲノムに統合され得る。
自律複製に関して、ベクターは、対象の宿主細胞におけるベクターの自律的な複製を可能とする複製起点をさらに含んでいてもよい。複製起点は、細胞において機能する自律複製を媒介するいずれかのプラスミドレプリケータであり得る。「複製起点」または「プラスミドレプリケータ」という用語は、インビボでのプラスミドまたはベクターの複製を可能とするポリヌクレオチドを意味する。
細菌性複製起点の例は、大腸菌(E.coli)における複製を許容するプラスミドpBR322、pUC19、pACYC177およびpACYC184の複製起点、ならびに、バチルス属(Bacillus)における複製を許容するpUB110、pE194、pTA1060およびpAMβ1の複製起点である。
酵母宿主細胞で用いられる複製起点の例としては、2μ複製起点、ARS1、ARS4、ARS1とCEN3の組み合わせ、およびARS4とCEN6の組み合わせがある。
糸状真菌宿主細胞で有用な複製起点の例は、AMA1およびANS1である(Gems et al.,1991,Gene 98:61−67;Cullen et al.,1987,Nucleic Acids Res.15:9163−9175;国際公開第00/24883号パンフレット)。AMA1遺伝子の単離および当該遺伝子を含むプラスミドまたはベクターの構築は、国際公開第00/24883号パンフレットに開示の方法に従って達成することができる。
本発明のポリヌクレオチドの2つ以上のコピーが宿主細胞に挿入されて、変異体の生成が高められてもよい。ポリヌクレオチドのコピーの数は、配列の少なくとも1つの追加のコピーを宿主細胞ゲノムに統合することにより、または、増幅可能な選択マーカ遺伝子をポリヌクレオチドに含めることにより増加させることが可能であり、ここで、選択マーカ遺伝子の増幅されたコピー、従って、ポリヌクレオチドの追加のコピーを含有する細胞は、適切な選択可能な薬剤中で細胞を培養することにより選択可能である。
上記の要素を連結して本発明の組換え発現ベクターを構築するために用いられる手法は、当業者に周知である(例えば、前述のSambrook et al.,1989を参照のこと)。
宿主細胞
本発明はまた、本発明の変異体の生成をもたらす1つまたは複数の制御配列に作動可能にリンクした本発明の変異体をコードするポリヌクレオチドを含む組換え宿主細胞に関する。ポリヌクレオチドを含む構築物もしくはベクターは、構築物もしくはベクターが染色体性組み込み体として、もしくは、既述の自己複製余剰−染色体性ベクターとして維持されるよう宿主細胞に導入される。「宿主細胞」という用語は、複製の最中に生じる突然変異により親細胞と同等ではない親細胞のいずれかの子孫を包含する。宿主細胞の選択は、変異体をコードする遺伝子およびそのソースに大きく依存することとなる。
宿主細胞は、例えば、原核生物または真核生物などの、変異体の組換え生成において有用ないずれかの細胞であり得る。
原核宿主細胞は、グラム陽性またはグラム陰性バクテリアのいずれかであり得る。グラム陽性バクテリアとしては、これらに限定されないが、バチルス属(Bacillus)、クロストリジウム属(Clostridium)、エンテロコッカス属(Enterococcus)、ゲオバチルス属(Geobacillus)、ラクトバチルス属(Lactobacillus)、ラクトコッカス属(Lactococcus)、オセアノバチルス属(Oceanobacillus)、スタフィロコッカス属(Staphylococcus)、ストレプトコッカス属(Streptococcus)およびストレプトマイセス属(Streptomyces)が挙げられる。グラム陰性バクテリアとしては、これらに限定されないが、カムピロバクター属(Campylobacter)、大腸菌(E.coli)、フラボバクテリウム属(Flavobacterium)、フソバクテリウム属(Fusobacterium)、ヘリコバクター属(Helicobacter)、イリオバクター属(Ilyobacter)、ネイッセリア属(Neisseria)、シュードモナス属(Pseudomonas)、サルモネラ属(Salmonella)およびウレアプラズマ属(Ureaplasma)が挙げられる。
細菌宿主細胞は、特にこれらに限定されないが、バチルス・アルカロフィルス(Bacillus alkalophilus)、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefaciens)、バチルス・ブレビス(Bacillus brevis)、バチルス・シルクランス(Bacillus circulans)、バチルス・クラウシイ(Bacillus clausii)、バチルス・コアグランス(Bacillus coagulans)、バチルス・フィルムス(Bacillus firmus)、バチルス・ラウツス(Bacillus lautus)、バチルス・レンツス(Bacillus lentus)、バチルス・リケニフォルミス(Bacillus licheniformis)、バチルス・メガテリウム(Bacillus megaterium)、バチルス・プミルス(Bacillus pumilus)、バチルス・ステアロテルモフィルス(Bacillus stearothermophilus)、枯草菌(Bacillus subtilis)、およびバチルス・チューリンゲンシス(Bacillus thuringiensis)細胞を含むいずれかのバチルス属(Bacillus)細胞であり得る。
細菌宿主細胞はまた、特にこれらに限定されないが、ストレプトコッカス・エクイシミリス(Streptococcus equisimilis)、化膿レンサ球菌(Streptococcus pyogenes)、ストレプトコッカス・ウベリス(Streptococcus uberis)、およびストレプトコッカス・ズーエピデミカス(Streptococcus equi subsp.Zooepidemicus)細胞のいずれかのストレプトコッカス属(Streptococcus)細胞を含むいずれかのストレプトコッカス属(Streptococcus)細胞であり得る。
細菌宿主細胞はまた、特にこれらに限定されないが、ストレプトマイセス・アウロモゲネス(Streptomyces achromogenes)、ストレプトマイセス・アベルミチリス(Streptomyces avermitilis)、ストレプトマイセス・コエリコロル(Streptomyces coelicolor)、ストレプトマイセス・グリセウス(Streptomyces griseus)、およびストレプトマイセス・リビダンス(Streptomyces lividans)細胞を含むいずれかのストレプトマイセス属(Streptomyces)細胞であり得る。
バチルス属(Bacillus)細胞へのDNAの導入は、プロトプラスト形質転換(例えば、Chang and Cohen,1979,Mol.Gen.Genet.168:111−115を参照のこと)、コンピテント細胞の形質転換(例えば、Young and Spizizen,1961,J.Bacteriol.81:823−829、または、Dubnau and Davidoff−Abelson,1971,J.Mol.Biol.56:209−221を参照のこと)、エレクトロポレーション(例えば、Shigekawa and Dower,1988,Biotechniques 6:742−751を参照のこと)、または、接合(例えば、Koehler and Thorne,1987,J.Bacteriol.169:5271−5278を参照のこと)により実施され得る。大腸菌(E.coli)細胞へのDNAの導入は、プロトプラスト形質転換(例えば、Hanahan,1983,J.Mol.Biol.166:557−580を参照のこと)またはエレクトロポレーション(例えば、Dower et al.,1988,Nucleic Acids Res.16:6127−6145を参照のこと)により実施され得る。ストレプトマイセス属(Streptomyces)細胞へのDNAの導入は、プロトプラスト形質転換、エレクトロポレーション(例えば、Gong et al.,2004,Folia Microbiol.(Praha)49:399−405を参照のこと)、接合(例えば、Mazodier et al.,1989,J.Bacteriol.171:3583−3585を参照のこと)、または、形質導入(例えば、Burke et al.,2001,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 98:6289−6294を参照のこと)により実施され得る。シュードモナス属(Pseudomonas)細胞へのDNAの導入は、エレクトロポレーション(例えば、Choi et al.,2006,J.Microbiol.Methods 64:391−397を参照のこと)、または、接合(例えば、Pinedo and Smets,2005,Appl.Environ.Microbiol.71:51−57を参照のこと)により実施され得る。ストレプトコッカス属(Streptococcus)細胞へのDNAの導入は、自然の受容能(例えば、Perry and Kuramitsu,1981,Infect.Immun.32:1295−1297を参照のこと)、プロトプラスト形質転換(例えば、Catt and Jollick,1991,Microbios 68:189−207を参照のこと)、エレクトロポレーション(例えば、Buckley et al.,1999,Appl.Environ.Microbiol.65:3800−3804を参照のこと)または接合(例えば、Clewell,1981,Microbiol.Rev.45:409−436を参照のこと)により実施され得る。しかしながら、DNAを宿主細胞に導入するための技術分野において公知であるいずれかの方法を用いることが可能である。
宿主細胞はまた、哺乳動物、昆虫、植物、または真菌細胞などの真核細胞であってもよい。
宿主細胞は真菌細胞であってもよい。本明細書で用いる「真菌」には、子嚢菌門(Ascomycota)、担子菌門(Basidiomycota)、ツボカビ門(Chytridiomycota)、および接合菌門(Zygomycota)、ならびに卵菌門(Oomycota)ならびにあらゆる栄養胞子形成菌が含まれる(以下によって定義されているとおり:Hawksworth et al.,In,Ainsworth and Bisby’s Dictionary of The Fungi,8th edition,1995,CAB International,University Press,Cambridge,UK)。
真菌宿主細胞は、酵母細胞であってもよい。本明細書で用いる「酵母」には、子嚢菌酵母(エンドミセス目(Endomycetales))、担子菌酵母、および不完全菌類(Fungi Imperfecti)(ブラストミセス属(Blastomycetes))に属する酵母が含まれる。酵母の分類は将来変わる可能性があるため、本発明の目的に関して、酵母は、Biology and Activities of Yeast(Skinner,Passmore,and Davenport,editors,Soc.App.Bacteriol.Symposium Series No.9,1980)に記載されているとおり定義する。
酵母宿主細胞は、クルイベロミセス・ラクチス(Kluyveromyces lactis)、サッカロミセス・カルスベルゲンシス(Saccharomyces carlsbergensis)、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、サッカロミセス・ジアスタチカス(Saccharomyces diastaticus)、サッカロミセス・ドウグラシ(Saccharomyces douglasii)、サッカロミセス・クルイベリ(Saccharomyces kluyveri)、サッカロミセス・ノルベンシス(Saccharomyces norbensis)、サッカロミセス・オビホルミス(Saccharomyces oviformis)、もしくはヤロウィア・リポリチカ(Yarrowia lipolytica)細胞などのカンジダ属(Candida)、クルイベロミセス(Kluyveromyces)、ピチア属(Pichia)、サッカロミセス(Saccharomyces)、シゾサッカロミセス属(Schizosaccharomyces)、またはヤロウィア属(Yarrowia)の細胞であってよい。
真菌宿主細胞は、糸状真菌宿主細胞であってもよい。「糸状真菌」には、真菌類(Eumycota)および卵菌門(Oomycota)のあらゆる糸状形態が含まれる(Hawksworth et al.,1995(前掲)により定義されているとおり)。糸状真菌は、一般に、キチン、セルロース、グルカン、キトサン、マンナン、および他の複雑な多糖類から構成される菌糸壁を特徴とする。栄養成長は、菌糸伸長によって行われ、炭素異化作用は、必ず好気的である。対照的に、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)などの酵母による栄養成長は、単細胞性葉状体の発芽によるものであり、また炭素異化作用は発酵性であり得る。
糸状真菌宿主細胞は、アクレモニウム属(Acremonium)、アスペルギルス属(Aspergillus)、アウレオバシジウム属(Aureobasidium)、ヤケイロタケ属(Bjerkandera)、セリポリオプシス属(Ceriporiopsis)、クリソスポリウム属(Chrysosporium)、コプリナス属(Coprinus)、カワラタケ属(Coriolus)、クリプトコッカス属(Cryptococcus)、フィリバシジウム属(Filibasidium)、フサリウム属(Fusarium)、フミコラ属(Humicola)、マグナポルテ属(Magnaporthe)、ムコル属(Mucor)、ミセリオフソラ属(Myceliophthora)、ネオカリマスチックス属(Neocallimastix)、ネウロスポラ属(Neurospora)、パエシロミセス属(Paecilomyces)、ペニシリウム属(Penicillium)、ファネロカエテ属(Phanerochaete)、フレビア属(Phlebia)、ピロミセス属(Piromyces)、ヒラタケ属(Pleurotus)、シゾフィラム属(Schizophyllum)、タラロミセス属(Talaromyces)、サーモアスカス属(Thermoascus)、チエラビア属(Thielavia)、トリポクラジウム属(Tolypocladium)、ホウロクタケ属(Trametes)、またはトリコデルマ属(Trichoderma)の細胞であってよい。
例えば、糸状真菌宿主細胞は、アスペルギルス・アワモリ(Aspergillus awamori)、アスペルギルス・ホエチダス(Aspergillus foetidus)、アスペルギルス・フミガタス(Aspergillus fumigatus)、アスペルギルス・ジャポニカス(Aspergillus japonicus)、アスペルギルス・ニジュランス(Aspergillus nidulans)、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)、アスペルギルス・オリザエ(Aspergillus oryzae)、ヤケイロタケ(Bjerkandera adusta)、セリポリオプシス・アネイリナ(Ceriporiopsis aneirina)、セリポリオプシス・カレジエア(Ceriporiopsis caregiea)、セリポリオプシス・ギルベッセンス(Ceriporiopsis gilvescens)、セリポリオプシス・パノンシンタ(Ceriporiopsis pannocinta)、セリポリオプシス・リブロサ(Ceriporiopsis rivulosa)、セリポリオプシス・サブルファ(Ceriporiopsis subrufa)、セリポリオプシス・サベルミスポラ(Ceriporiopsis subvermispora)、クリソスポリウム・イノプス(Chrysosporium inops)、クリソスポリウム・ケラチノフィラム(Chrysosporium keratinophilum)、クリソスポリウム・ルクノウェンス(Chrysosporium lucknowense)、クリソスポリウム・メルダリウム(Chrysosporium merdarium)、クリソスポリウム・パニコラ(Chrysosporium pannicola)、クリソスポリウム・クイーンズランジカム(Chrysosporium queenslandicum)、クリソスポリウム・トプロピカム(Chrysosporium tropicum)、クリソスポリウム・ゾナタム(Chrysosporium zonatum)、コプリヌス・シネレウス(Coprinus cinereus)、コリオラス・ハースタス(Coriolus hirsutus)、フサリウム・バクトリジオイデス(Fusarium bactridioides)、フサリウム・セレアリス(Fusarium cerealis)、フサリウム・クロックウェレンズ(Fusarium crookwellense)、フサリウム・クルモラム(Fusarium culmorum)、フサリウム・グラミネアラム(Fusarium graminearum)、フサリウム・グラミナム(Fusarium graminum)、フサリウム・ヘテロスポラム(Fusarium heterosporum)、フサリウム・ネグンジ(Fusarium negundi)、フサリウム・オキシスポラム(Fusarium oxysporum)、フサリウム・レチキュラタム(Fusarium reticulatum)、フサリウム・ロゼウム(Fusarium roseum)、フサリウム・サムブシヌム(Fusarium sambucinum)、フサリウム・サルクロウム(Fusarium sarcochroum)、フサリウム・スポロトリキオイデス(Fusarium sporotrichioides)、フサリウム・スルフレウム(Fusarium sulphureum)、フサリウム・トルロサム(Fusarium torulosum)、フサリウム・トリコセシオイデス(Fusarium trichothecioides)、フサリウム・ベネナツム(Fusarium venenatum)、フミコラ・インソレンス(Humicola insolens)、フミコラ・ラヌギノーサ(Humicola lanuginosa)、ムコル・ミエヘイ(Mucor miehei)、ミセリオプソラ・サーモフィラ(Myceliophthora thermophila)、ネウロスポラ・クラサ(Neurospora crassa)、ペニシリウム・プルプロゲナム(Penicillium purpurogenum)、ファネロカエテ・クリソスポリウム(Phanerochaete chrysosporium)、フレビア・ラジアータ(Phlebia radiata)、プレウロツス・エリンギ(Pleurotus eryngii)、チエラビア・テレストリス(Thielavia terrestris)、トラメテス・ビロサ(Trametes villosa)、トラメテス・ベルシカラー(Trametes versicolor)、トリコデルマ・ハルジアナム(Trichoderma harzianum)、トリコデルマ・コニンギ(Trichoderma koningii)、トリコデルマ・ロンジブラキアタム(Trichoderma longibrachiatum)、トリコデルマ・レセイ(Trichoderma reesei)、またはトリコデルマ・ビリデ(Trichoderma viride)の細胞であってよい。
真菌細胞は、それ自体知られている方法において、プロトプラストの形成、プロトプラストの形質転換、および細胞壁の再生を含む方法により形質転換することができる。アスペルギルス属(Aspergillus)およびトリコデルマ属(Trichoderma)の形質転換のための好適な手順は、次の文献に記載されている:欧州特許第238023号明細書、Yelton et al.,1984、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 81:1470−1474、およびChristensen et al.,1988,Bio/Technology 6:1419−1422。フサリウム属(Fusarium)種を形質転換する好適な方法は、次の文献に記載されている:Malardier et al.1989 Gene 78 147−156、および国際公開第96/00787号パンフレット。酵母は、次の文献に記載されている手順を用いて形質転換することができる:BeckerおよびGuarente,In Abelson,J.N.and Simon,M.I.,editors,Guide to Yeast Genetics and Molecular Biology,Methods in Enzymology,Volume 194,pp 182−187,Academic Press,Inc.,New York;Ito et al.,1983,J.Bacteriol.153:163;ならびにHinnen et al.,1978,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 75:1920。
生成方法
本発明はまた:(a)変異体の発現に好適な条件下で本発明の宿主細胞を培養するステップ;および、(b)変異体を回収するステップを含む変異体の生成方法に関する。
宿主細胞は、技術分野において公知である方法を用いる変異体の生成に好適な栄養培地中で培養される。例えば、細胞は、好適な培地中に、変異体の発現および/または単離が許容される条件下で行われる実験用または産業用発酵槽において、フラスコ振盪培養、または、小規模もしくは大規模発酵(連続、回分、流加または固相発酵を含む)により培養され得る。培養は、技術分野において公知である手法を用いて、炭素および窒素源、および、無機塩を含む好適な栄養培地において行われる。好適な培地は、商業的供給者から入手可能であるか、または、公開されている組成物に従って調製され得る(例えば、アメリカ合衆国培養細胞系統保存機関(American Type Culture Collectionのカタログ中)。変異体が栄養培地に分泌される場合、変異体は培地から直接回収可能である。変異体が分泌されない場合、変異体は細胞可溶化物から回収可能である。
変異体は、変異体に特異的である技術分野において公知である方法を用いて検出され得る。これらの検出法としては、これらに限定されないが、特定の抗体の使用、酵素生成物の形成、または、酵素基質の消失が挙げられる。例えば、酵素アッセイを用いて変異体の活性を判定し得る。
変異体は技術分野において公知である方法を用いて回収され得る。例えば、変異体は、特にこれらに限定されないが、採取、遠心分離、ろ過、抽出、噴霧乾燥、蒸発または沈殿を含む従来の手法によって栄養培地から回収され得る。
変異体は、特にこれらに限定されないが、実質的に純粋な変異体を得るための、クロマトグラフィー(例えば、イオン交換、親和性、疎水性、クロマトフォーカシングおよびサイズ排除)、電気泳動法(例えば、分取等電点電気泳動)、吸収率較差溶解度(例えば、硫酸アンモニウム析出)、SDS−PAGE、または、抽出(例えば、Protein Purification,Janson and Ryden,editors,VCH Publishers,New York,1989を参照のこと)を含む技術分野において公知である多様な手法によって精製され得る。
代替的な態様において、変異体は回収されず、変異体を発現する本発明の宿主細胞が変異体ソースとして用いられる。
発酵ブロス配合物または細胞組成物
本発明はまた、本発明のポリペプチドを含む発酵ブロス配合物または細胞組成物にも関する。発酵ブロス生成物は、例えば、細胞(本発明のポリペプチドをコードする遺伝子を含む宿主細胞であって、目的のポリペプチドの産生に使用される宿主細胞を含む)、細胞デブリ、バイオマス、発酵培地および/または発酵産物など、発酵過程で用いられる追加的な成分をさらに含む。一部の実施形態において、組成物は、1つまたは複数の有機酸、死滅化細胞および/または細胞デブリ、および培養培地を含有する細胞死滅化全ブロスである。
用語「発酵ブロス」は、本明細書で使用されるとき、回収および/または精製を全くまたは最小限しか行わない細胞発酵により作製される調製物を指す。例えば、発酵ブロスは、微生物培養物を飽和するまで成長させ、炭素制限条件下でインキュベートしてタンパク質を合成させて(例えば、宿主細胞による酵素の発現)、細胞培養培地中に分泌させると作製される。発酵ブロスは、発酵の終了時に由来する発酵材料の非分画または分画内容物を含有し得る。典型的には、発酵ブロスは非分画であり、使用済みの培養培地および微生物細胞(例えば糸状菌細胞)の例えば遠心による除去後に存在する細胞デブリを含む。一部の実施形態において、発酵ブロスは、使用済みの細胞培養培地、細胞外酵素、および生存および/または非生存微生物細胞を含有する。
ある実施形態において、発酵ブロス配合物および細胞組成物は、少なくとも1つの1〜5炭素の有機酸および/またはその塩を含む第1の有機酸成分と、少なくとも1つの6炭素以上の有機酸および/またはその塩を含む第2の有機酸成分とを含む。具体的な実施形態において、第1の有機酸成分は、酢酸、ギ酸、プロピオン酸、その塩、または前述のうちの2つ以上の混合物であり、第2の有機酸成分は、安息香酸、シクロヘキサンカルボン酸、4−メチル吉草酸、フェニル酢酸、その塩、または前述のうちの2つ以上の混合物である。
一態様において、組成物は1つまたは複数の有機酸を含有し、および任意選択で死滅化細胞および/または細胞デブリをさらに含有する。一実施形態において、死滅化細胞および/または細胞デブリは細胞死滅化全ブロスから除去されて、これらの成分を含まない組成物が提供される。
発酵ブロス配合物または細胞組成物は、限定はされないが、ソルビトール、塩化ナトリウム、ソルビン酸カリウム、および当該技術分野において公知の他のものを含め、保存剤および/または抗菌剤(例えば静菌剤)をさらに含み得る。
細胞死滅化全ブロスまたは組成物は、発酵の終了時に由来する発酵材料の非分画内容物を含有し得る。典型的には、細胞死滅化全ブロスまたは組成物は、微生物細胞(例えば、糸状菌細胞)を飽和するまで成長させ、炭素制限条件下でインキュベートしてタンパク質を合成させた後に存在する使用済みの培養培地および細胞デブリを含有する。一部の実施形態において、細胞死滅化全ブロスまたは組成物は、使用済みの細胞培養培地、細胞外酵素、および死滅化糸状菌細胞を含有する。一部の実施形態において、細胞死滅化全ブロスまたは組成物中に存在する微生物細胞は、当該技術分野において公知の方法を用いて透過処理および/または溶解される。
本明細書に記載されるとおりの全ブロスまたは細胞組成物は、典型的には液体であるが、死滅化細胞、細胞デブリ、培養培地成分、および/または1つまたは複数の不溶性酵素など、不溶性成分を含有し得る。一部の実施形態では、不溶性成分が除去されて清澄化液体組成物が提供され得る。
本発明の全ブロス配合物および細胞組成物は、国際公開第90/15861号パンフレットまたは国際公開第2010/096673号パンフレットに記載される方法によって作製されてもよい。
酵素組成物
本発明はまた、本発明のポリペプチドを含む組成物にも関する。好ましくは、組成物は本発明のポリペプチドが濃縮される。用語「濃縮される」とは、組成物のキシラナーゼ活性が、例えば、少なくとも1.1、例えば、少なくとも1.2、少なくとも1.3、少なくとも1.4、少なくとも1.5、少なくとも2.0、少なくとも3.0、少なくとも4.0、少なくとも5.0、少なくとも10の濃縮倍数で増加していることを指す。
ある実施形態において、本組成物は、本発明のポリペプチドと、以下に記載するとおりの1つ以上の配合剤とを含む。
組成物は、アセチルキシランエステラーゼ、アシルグリセロールリパーゼ、アミラーゼ、α−アミラーゼ、β−アミラーゼ、アラビノフラノシダーゼ、セロビオヒドロラーゼ、セルラーゼ、フェルロイルエステラーゼ、ガラクタナーゼ、α−ガラクトシダーゼ、β−ガラクトシダーゼ、β−グルカナーゼ、β−グルコシダーゼ、グルカン1,4−a−グルコシダーゼ、グルカン1,4−α−マルトヒドロラーゼ、グルカン1,4−a−グルコシダーゼ、グルカン1,4−α−マルトヒドロラーゼ、リゾホスホリパーゼ、リゾチーム、α−マンノシダーゼ、β−マンノシダーゼ(マンナナーゼ)、フィターゼ、ホスホリパーゼA1、ホスホリパーゼA2、ホスホリパーゼD、プロテアーゼ、プルラナーゼ、ペクチンエステラーゼ、トリアシルグリセロールリパーゼ、キシラナーゼ、β−キシロシダーゼまたはこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される1つ以上の(例えば数個の)酵素など、複数の酵素活性をさらに含み得る。
組成物は、1つ以上の微生物をさらに含み得る。ある実施形態において、微生物は、枯草菌(Bacillus subtilis)、バチルス・リケニフォルミス(Bacillus licheniformis)、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefaciens)、セレウス菌(Bacillus cereus)、バチルス・プミルス(Bacillus pumilus)、バチルス・ポリミクサ(Bacillus polymyxa)、バチルス・メガテリウム(Bacillus megaterium)、バチルス・コアギュランス(Bacillus coagulans)、バチルス・サーキュランス(Bacillus circulans)、ビフィドバクテリウム・ビフィダム(Bifidobacterium bifidum)、ビフィドバクテリウム・アニマリス(Bifidobacterium animalis)、ビフィドバクテリウム属種(Bifidobacterium sp.)、カルノバクテリウム属種(Carnobacterium sp.)、クロストリジウム・ブチリカム(Clostridium butyricum)、クロストリジウム属種(Clostridium sp.)、エンテロコッカス・フェシウム(Enterococcus faecium)、エンテロコッカス属種(Enterococcus sp.)、ラクトバチルス属種(Lactobacillus sp.)、アシドフィルス菌(Lactobacillus acidophilus)、ラクトバチルス・ファルシミニス(Lactobacillus farciminus)、ラクトバチルス・ラムノサス(Lactobacillus rhamnosus)、ラクトバチルス・ロイテリ(Lactobacillus reuteri)、ラクトバチルス・サリバリウス(Lactobacillus salivarius)、ラクトコッカス・ラクチス(Lactococcus lactis)、ラクトコッカス属種(Lactococcus sp.)、ロイコノストック属種(Leuconostoc sp.)、メガスフェラ・エルスデニイ(Megasphaera elsdenii)、メガスフェラ属種(Megasphaera sp.)、ペディオコッカス・アシディラクチシ(Pediococsus acidilactici)、ペディオコッカス属種(Pediococcus sp.)、プロピオニバクテリウム・ソエニイ(Propionibacterium thoenii)、プロピオニバクテリウム属種(Propionibacterium sp.)およびストレプトコッカス属種(Streptococcus sp.)またはこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される。
ある実施形態において、本組成物は、本明細書に開示されるとおりの1つ以上の配合剤、好ましくは、グリセロール、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコールまたは1,3−プロピレングリコール、塩化ナトリウム、安息香酸ナトリウム、ソルビン酸カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、チオ硫酸ナトリウム、炭酸カルシウム、クエン酸ナトリウム、デキストリン、グルコース、スクロース、ソルビトール、ラクトース、デンプン、カオリンおよびセルロースからなるリストから選択される化合物のうちの1つ以上を含む。
ある実施形態において、本組成物は、ビタミン、ミネラルおよびアミノ酸からなるリストから選択される1つ以上の成分を含む。
ある実施形態において、本組成物は、本明細書に開示されるとおりのキビ亜科(Panicoideae)の植物系材料、好ましくはトウモロコシ、コーン、モロコシ、スイッチグラス、キビ、トウジンビエ、アワ、または加工した形態、例えば、粉砕コーン、粉砕トウモロコシ、脱脂トウモロコシ、脱脂・脱デンプントウモロコシ、粉砕モロコシ、粉砕スイッチグラス、粉砕キビ、粉砕アワ、粉砕トウジンビエ、またはこれらの任意の組み合わせなどを含む。
配合物
本発明の酵素は、液体または固体として配合されてもよい。液体配合物について、配合剤は、ポリオール(例えば、グリセロール、エチレングリコールまたはプロピレングリコールなど)、塩(例えば、塩化ナトリウム、安息香酸ナトリウム、ソルビン酸カリウムなど)または糖もしくは糖誘導体(例えば、デキストリン、グルコース、スクロース、およびソルビトールなど)を含み得る。従って一実施形態において、本組成物は、本発明のポリペプチドと、グリセロール、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、塩化ナトリウム、安息香酸ナトリウム、ソルビン酸カリウム、デキストリン、グルコース、スクロース、およびソルビトールからなるリストから選択される1つ以上の配合剤とを含む液体組成物である。液体配合物は、飼料をペレット化した後にそれに噴霧してもよく、または動物に与える飲用水に添加してもよい。
固形配合物について、配合物は例えば顆粒、噴霧乾燥粉末または凝集塊としてであってもよい(例えば、国際公開第2000/70034号パンフレットに開示されるとおり)。配合剤は、塩(有機または無機亜鉛、ナトリウム、カリウムまたはカルシウム塩、例えば、酢酸カルシウム、安息香酸カルシウム、炭酸カルシウム、塩化カルシウム、クエン酸カルシウム、ソルビン酸カルシウム、硫酸カルシウム、酢酸カリウム、安息香酸カリウム、炭酸カリウム、塩化カリウム、クエン酸カリウム、ソルビン酸カリウム、硫酸カリウム、酢酸ナトリウム、安息香酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、塩化ナトリウム、クエン酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、酢酸亜鉛、安息香酸亜鉛、炭酸亜鉛、塩化亜鉛、クエン酸亜鉛、ソルビン酸亜鉛、硫酸亜鉛)、デンプンまたは糖もしくは糖誘導体(例えば、スクロース、デキストリン、グルコース、ラクトース、ソルビトールなど)などを含み得る。
一実施形態において、本組成物は、本発明のキシラナーゼと、塩化ナトリウム、安息香酸ナトリウム、ソルビン酸カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、チオ硫酸ナトリウム、炭酸カルシウム、クエン酸ナトリウム、デキストリン、グルコース、スクロース、ソルビトール、ラクトース、デンプンおよびセルロースからなるリストから選択される1つ以上の配合剤とを含む噴霧乾燥組成物などの固体組成物である。好ましい実施形態において、配合剤は、以下の化合物:硫酸ナトリウム、デキストリン、セルロース、チオ硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウムおよび炭酸カルシウムのうちの1つ以上から選択される。
本発明はまた、本発明のキシラナーゼを任意選択で1つ以上の追加的な酵素と組み合わせて含む酵素顆粒/粒子にも関する。この顆粒は、コアと、任意選択でコアを囲む1つ以上のコーティング(外層)とで構成される。
典型的には、顆粒の顆粒径/粒径は、等価な球の直径として計測したとき(体積基準平均粒径)、20〜2000μm、特に50〜1500μm、100〜1500μmまたは250〜1200μmである。
コアは、例えば、結晶化、沈殿、パンコーティング、流動床コーティング、流動床アグロメレーション、ロータリーアトマイゼーション、押出し、プリリング、球形化、サイズリダクション方法、ドラム式造粒、および/または高剪断造粒などの造粒技術を含む方法により、原料のブレンドを造粒することによって調製し得る。
コアの調製方法については、C.E.Capes;Volume 1;1980;Elsevierによる「粉体工学ハンドブック;粒径の拡大(Handbook of Powder Technology;Particle size enlargement)」を参照することができる。調製方法には、例えば以下のような、公知の飼料および顆粒形成技術が含まれる:
a)噴霧乾燥生成物、ここでは液体酵素含有溶液が噴霧乾燥塔で霧化されて小さい液滴を形成し、それらの液滴が乾燥塔内を下る間に乾燥して酵素含有粒子材料を形成する;
b)積層生成物、ここでは予め形成された不活性コア粒子の周りに酵素が層としてコーティングされ、ここでは典型的には予め形成されたコア粒子が流動化されている流動床装置で酵素含有溶液が霧化され、および酵素含有溶液がコア粒子に付着して乾き切ると、コア粒子の表面上に乾燥した酵素の層が残る。所望の粒径の有用なコア粒子を見付けることができる場合には、このようにして所望の粒径の粒子を得ることができる。この種の生成物については、例えば国際公開第97/23606号パンフレットに記載されている;
c)吸収コア粒子、ここでは酵素をコアの周りに層としてコーティングするというよりむしろ、酵素がコアの表面上へと、および/またはその中へと吸収される。かかる手法については、国際公開第97/39116号パンフレットに記載されている。
d)押出しまたはペレット状生成物、ここでは酵素含有ペーストが加圧によりペレット化され、または圧力下で小さい開口を通じて押し出されて切断されることにより粒子となり、この粒子は続いて乾燥される。押出し開口が作られる材料(通常は穿孔を有するプレート)が押出し開口に対する許容圧力降下を制限するため、かかる粒子は通常はかなりのサイズを有する。また、小さい開口を用いる場合に押出し圧力が極めて高くなると酵素ペーストの発熱量が増加し、これは酵素にとって有害である;
e)プリリング生成物、ここでは酵素含有粉末が溶融ワックス中に懸濁され、この懸濁液が例えば回転ディスク噴霧機を通じて冷却チャンバ内へと噴霧され、そこで液滴が急速に固化する(Michael S.Showell(editor);「粉末状洗剤;界面活性剤科学シリーズ(Powdered detergents;Surfactant Science Series)」;1998;vol.71;page 140−142;Marcel Dekker)。得られる生成物は、酵素が不活性材料の表面に集中しているのでなく、その全体にわたって均一に分布しているものである。また、米国特許第4,016,040号明細書および米国特許第4,713,245号明細書もこの技術に関して報告している;
f)ミキサー造粒生成物、ここでは例えば従来の造粒成分の乾燥粉末組成物に液体が添加され、酵素は液体または粉末のいずれかまたは両方によって導入される。この液体と粉末が混合され、液体の水分が乾燥粉末に吸収されるに従い乾燥粉末の成分が付着して凝集し始めることになり、粒子が作り出されて、酵素を含む顆粒が形成されることになる。かかる手法については、米国特許第4,106,991号明細書および関連文献の欧州特許第170360号明細書、欧州特許第304332号明細書、欧州特許第304331号明細書、国際公開第90/09440号パンフレットおよび国際公開第90/09428号パンフレットに記載されている。様々な高剪断ミキサーが造粒機として使用され得るこの手法の特定の生成物においては、酵素としての酵素からなる顆粒、充填剤および結合剤等をセルロース繊維と混合して粒子を強化することにより、いわゆるTグラニュレート(T−granulate)が得られる。よりロバストである強化粒子は、放出される酵素粉塵が少ない。
g)サイズリダクション、ここでは酵素を含有する大型粒子、ペレット、錠剤、ブリケット等の粉砕または破砕によってコアが作製される。求められるコア粒子画分は、粉砕または破砕生成物を篩分けすることにより得られる。過大および過小な粒径の粒子は再利用することができる。サイズリダクションについては、(Martin Rhodes(editor);「粉体工学の原理(Principles of Powder Technology)」;1990;Chapter 10;John Wiley & Sons)に記載されている;
h)流動床造粒、これは、粒子状物質を気流中に懸濁し、その流動化粒子にノズルから液体を噴霧することを伴う。噴霧液滴が当たった粒子は濡れて粘着性になる。この粘着性粒子が他の粒子に衝突してそれに付着し、顆粒を形成する;
i)コアは、流動床乾燥機などで乾燥に供されてもよい。飼料または洗剤工業における他の公知の顆粒乾燥方法が当業者によって用いられ得る。乾燥は、好ましくは25〜90℃の生成物温度で行われる。一部の酵素については、酵素を含むコアがコーティング前に含有する水が少量であることが重要である。過剰な水が除去されないまま感水性の酵素がコーティングされた場合、その水がコア内に捕捉されることになり、酵素の活性に悪影響を及ぼし得る。乾燥前、コアは好ましくは0.1〜10%w/wの水を含有する。
コアは、充填剤、繊維材料(セルロースまたは合成繊維)、安定化剤、可溶化剤、懸濁剤、粘性調節剤、ライトスフェア(light spheres)、可塑剤、塩、滑沢剤および芳香剤などの追加的な材料を含み得る。
コアは、合成高分子、ワックス、脂肪、または炭水化物などの結合剤を含み得る。
コアは、多価カチオンの塩、還元剤、抗酸化剤、過酸化物分解触媒および/または酸性緩衝成分を、典型的には均一ブレンドとして含み得る。
一実施形態において、コアは、塩(酢酸カルシウム、安息香酸カルシウム、炭酸カルシウム、塩化カルシウム、クエン酸カルシウム、ソルビン酸カルシウム、硫酸カルシウム、酢酸カリウム、安息香酸カリウム、炭酸カリウム、塩化カリウム、クエン酸カリウム、ソルビン酸カリウム、硫酸カリウム、酢酸ナトリウム、安息香酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、塩化ナトリウム、クエン酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、酢酸亜鉛、安息香酸亜鉛、炭酸亜鉛、塩化亜鉛、クエン酸亜鉛、ソルビン酸亜鉛、硫酸亜鉛など)、デンプンまたは糖もしくは糖誘導体(例えば、スクロース、デキストリン、グルコース、ラクトース、ソルビトールなど)、糖または糖誘導体(例えば、スクロース、デキストリン、グルコース、ラクトース、ソルビトールなど)、有機小分子、デンプン、穀粉、セルロースおよびミネラルおよび粘土鉱物(含水フィロケイ酸アルミニウムとしても知られる)からなる群から選択される材料を含む。一実施形態において、コアはカオリナイトまたはカオリンなどの粘土鉱物を含む。
コアは、酵素がそこに吸収された、または表面上に例えば流動床コーティングによって塗布された不活性粒子を含み得る。
コアは直径が20〜2000μm、特に50〜1500μm、100〜1500μmまたは250〜1200μmであり得る。
コアは少なくとも1つのコーティングに囲まれてもよく、例えばそれにより貯蔵安定性が向上し、取扱い中の粉塵形成が減少し、または顆粒を着色し得る。任意選択のコーティングは、塩および/またはワックスおよび/または穀粉コーティング、または他の好適なコーティング材料を含み得る。
コーティングは、コアの重量を基準として少なくとも0.1%、例えば、少なくとも0.5%、1%または5%の量で塗布されてもよい。この量は高々100%、70%、50%、40%または30%であり得る。
コーティングは、好ましくは少なくとも0.1μm厚さ、特に少なくとも0.5μm、少なくとも1μmまたは少なくとも5μmである。一部の実施形態において、コーティングの厚さは100μm未満、例えば60μm未満、または40μm未満である。
コーティングは、実質的に連続的な層を形成することによりコアユニットをカプセル化しなければならない。実質的に連続的な層とは、孔がほとんどまたは全くないコーティングであり、従ってコーティングされていない範囲がほとんどまたは全くない状態でコアユニットがカプセル化または封入されるものと理解されるべきである。層またはコーティングは、詳細には厚さが均一でなければならない。
コーティングは、当該技術分野において公知のとおりの他の材料、例えば、充填剤、付着防止剤、色素、染料、可塑剤および/または結合剤、例えば、二酸化チタン、カオリン、炭酸カルシウムまたはタルクをさらに含み得る。
塩コーティングは、少なくとも60重量%の塩、例えば、少なくとも65重量%、少なくとも70重量%、少なくとも75重量%、少なくとも80重量%、少なくとも85重量%、少なくとも90重量%、少なくとも95重量%または少なくとも99重量%の塩を含み得る。
塩は、塩が完全に溶解している塩溶液から加えるか、または微粒子が50μm未満、例えば10μm未満または5μm未満である塩懸濁液から加えることができる。
塩コーティングは、単一の塩または2つ以上の塩の混合物を含み得る。塩は水溶性であってもよく、詳細には、20℃で100gの水中少なくとも0.1g、好ましくは水100g当たり少なくとも0.5g、例えば、水100g当たり少なくとも1g、例えば水100g当たり少なくとも5gの溶解度を有してもよい。
塩は、無機塩、例えば、硫酸塩、亜硫酸塩、リン酸塩、ホスホン酸塩、硝酸塩、塩化物塩または炭酸塩、または単純有機酸(10個未満の炭素原子、例えば6個以下の炭素原子)の塩、例えばクエン酸塩、マロン酸塩もしくは酢酸塩などであってもよい。これらの塩におけるカチオンの例は、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、亜鉛またはアルミニウムなど、アルカリ金属またはアルカリ土類金属イオン、アンモニウムイオンまたは第一遷移系列の金属イオンである。アニオンの例としては、塩化物、臭化物、ヨウ化物、硫酸塩、亜硫酸塩、亜硫酸水素塩、チオ硫酸塩、リン酸塩、一塩基性リン酸塩、二塩基性リン酸塩、次亜リン酸塩、ピロリン酸二水素、四ホウ酸塩、ホウ酸塩、炭酸塩、重炭酸塩、メタケイ酸塩、クエン酸塩、リンゴ酸塩、マレイン酸塩、マロン酸塩、コハク酸塩、ソルビン酸塩、乳酸塩、ギ酸塩、酢酸塩、酪酸塩、プロピオン酸塩、安息香酸塩、酒石酸塩、アスコルビン酸塩またはグルコン酸塩が挙げられる。詳細には、硫酸、亜硫酸、リン酸、ホスホン酸、硝酸、塩化物または炭酸のアルカリ金属またはアルカリ土類金属塩、または単純有機酸、例えばクエン酸、マロン酸または酢酸の塩が使用されてもよい。
コーティング中の塩は、20℃で60%超、特に70%超、80%超または85%超の一定の湿度を有してもよく、またはそれはかかる塩の別の水和物形態(例えば無水物)であってもよい。塩コーティングは、国際公開第1997/05245号パンフレット、国際公開第1998/54980号パンフレット、国際公開第1998/55599号パンフレット、国際公開第2000/70034号パンフレット、国際公開第2006/034710号パンフレット、国際公開第2008/017661号パンフレット、国際公開第2008/017659号パンフレット、国際公開第2000/020569号パンフレット、国際公開第2001/004279号パンフレット、国際公開第1997/05245号パンフレット、国際公開第2000/01793号パンフレット、国際公開第2003/059086号パンフレット、国際公開第2003/059087号パンフレット、国際公開第2007/031483号パンフレット、国際公開第2007/031485号パンフレット、国際公開第2007/044968号パンフレット、国際公開第2013/192043号パンフレット、国際公開第2014/014647号パンフレットおよび国際公開第2015/197719号パンフレットに記載されるとおりか、または国際公開第2001/00042号パンフレットに記載されるなどのポリマーコーティングであってもよい。
好適な塩の具体的な例は、NaCl(CH20℃=76%)、Na2CO3(CH20℃=92%)、NaNO3(CH20℃=73%)、Na2HPO4(CH20℃=95%)、Na3PO4(CH25℃=92%)、NH4Cl(CH20℃=79.5%)、(NH4)2HPO4(CH20℃=93,0%)、NH4H2PO4(CH20℃=93.1%)、(NH4)2SO4(CH20℃=81.1%)、KCl(CH20℃=85%)、K2HPO4(CH20℃=92%)、KH2PO4(CH20℃=96.5%)、KNO3(CH20℃=93.5%)、Na2SO4(CH20℃=93%)、K2SO4(CH20℃=98%)、KHSO4(CH20℃=86%)、MgSO4(CH20℃=90%)、ZnSO4(CH20℃=90%)およびクエン酸ナトリウム(CH25℃=86%)である。他の例としては、NaH2PO4、(NH4)H2PO4、CuSO4、Mg(NO3)2、酢酸マグネシウム、酢酸カルシウム、安息香酸カルシウム、炭酸カルシウム、塩化カルシウム、クエン酸カルシウム、ソルビン酸カルシウム、硫酸カルシウム、酢酸カリウム、安息香酸カリウム、炭酸カリウム、塩化カリウム、クエン酸カリウム、ソルビン酸カリウム、酢酸ナトリウム、安息香酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、酢酸亜鉛、安息香酸亜鉛、炭酸亜鉛、塩化亜鉛、クエン酸亜鉛およびソルビン酸亜鉛が挙げられる。
塩は無水形態であってもよく、または国際公開第99/32595号パンフレットに記載されるなどの、結晶水が結合した水和塩、すなわち結晶塩水和物であってもよい。具体的な例としては、無水硫酸ナトリウム(Na2SO4)、無水硫酸マグネシウム(MgSO4)、硫酸マグネシウム七水和物(MgSO4.7H2O)、硫酸亜鉛七水和物(ZnSO4.7H2O)、リン酸ナトリウム二塩基性七水和物(Na2HPO4.7H2O)、硝酸マグネシウム六水和物(Mg(NO3)2(6H2O))、クエン酸ナトリウム二水和物および酢酸マグネシウム四水和物が挙げられる。
好ましくは塩は塩の溶液として、例えば流動床を用いて適用される。
ワックスコーティングは、少なくとも60重量%、例えば、少なくとも65重量%、少なくとも70重量%、少なくとも75重量%、少なくとも80重量%、少なくとも85重量%、少なくとも90重量%、少なくとも95重量%または少なくとも99重量%のワックスを含み得る。
ワックスの具体的な例は、ポリエチレングリコール類;ポリプロピレン類;カルナウバ蝋;カンデリラ蝋;蜜蝋;水素添加植物油または獣脂、例えば、ポリエチレングリコール(PEG)、メチルヒドロキシプロピルセルロース(MHPC)、ポリビニルアルコール(PVA)、水素添加牛脂、水素添加パーム油、水素添加綿実および/または水素添加ダイズ油;脂肪酸アルコール類;モノグリセリド類および/またはジグリセリド類、例えばステアリン酸グリセリル(ここでステアリン酸塩はステアリン酸とパルミチン酸との混合物である);微結晶性ワックス;パラフィン;および脂肪酸、例えば水素添加直鎖長鎖脂肪酸およびその誘導体である。好ましいワックスはパーム油または水素添加パーム油である。
顆粒は、本発明のキシラナーゼを含むコアと、1つ以上の塩コーティングと、1つ以上のワックスコーティングとを含み得る。複数のコーティングを伴う酵素顆粒の例は、国際公開第1993/07263号パンフレット、国際公開第1997/23606号パンフレットおよび国際公開第2016/149636号パンフレットに示される。
無粉塵性顆粒が、例えば米国特許第4,106,991号明細書および同第4,661,452号明細書に開示されるとおり作製されてもよく、任意選択で当該技術分野において公知の方法によりコーティングされてもよい。コーティング材料は、蝋様コーティング材料および塗膜形成コーティング材料であり得る。蝋様コーティング材料の例は、平均モル重量が1000〜20000のポリ(エチレンオキシド)生成物(ポリエチレングリコール、PEG);16〜50エチレンオキシド単位を有するエトキシ化ノニルフェノール類;アルコールが12〜20個の炭素原子を含み、かつ15〜80エチレンオキシド単位であるエトキシ化脂肪アルコール;脂肪アルコール;脂肪酸;ならびに脂肪酸のモノグリセリドおよびジグリセリドおよびトリグリセリドである。流動床技術による塗布に好適な塗膜形成コーティング材料の例は、英国特許出願公開第1483591号明細書に提供される。
顆粒は1つ以上の追加的な酵素をさらに含み得る。このとき各酵素がより多くの顆粒に存在するためより均一な酵素分布が確保されることになり、また、粒径が異なることに起因する異なる酵素の物理的な分離も減少する。多酵素共顆粒の作製方法は、ip.com開示IPCOM000200739Dに開示される。
共顆粒を使用することによる酵素配合物の別の例が、国際公開第2013/188331号パンフレットに開示される。
本発明はまた、欧州特許第238,216号明細書に開示される方法により調製される保護酵素にも関する。
従って、さらなる態様において、本発明は、
(a)本発明に係るキシラナーゼを含むコア、および
(b)コアを囲む1つ以上の層からなるコーティング
を含む顆粒を提供する。
一実施形態において、コーティングは、本明細書に記載されるとおりの塩コーティングを含む。一実施形態において、コーティングは、本明細書に記載されるとおりのワックスコーティングを含む。一実施形態において、コーティングは、本明細書に記載されるとおりの塩コーティングと、続いてワックスコーティングとを含む。
動物飼料添加物
本発明はまた、1つ以上の本発明のキシラナーゼを含む動物飼料組成物および動物飼料添加物にも関する。ある実施形態において、動物飼料または動物飼料添加物は、配合剤と1つ以上の本発明のキシラナーゼとを含む。さらなる実施形態において、配合剤は、以下の化合物:グリセロール、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコールまたは1,3−プロピレングリコール、塩化ナトリウム、安息香酸ナトリウム、ソルビン酸カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、チオ硫酸ナトリウム、炭酸カルシウム、クエン酸ナトリウム、デキストリン、グルコース、スクロース、ソルビトール、ラクトース、デンプンおよびセルロースのうちの1つ以上を含む。
従って本発明はさらに、1つ以上のビタミンと本発明のキシラナーゼ変異体とを含む動物飼料添加物に関する。本発明はまた、1つ以上のミネラルと本発明のキシラナーゼ変異体とを含む動物飼料添加物にも関する。本発明はまた、1つ以上のアミノ酸と本発明のキシラナーゼ変異体とを含む動物飼料添加物にも関する。
ある実施形態において、動物飼料添加物中の酵素の量は、組成物の重量を基準として0.001%〜10%である。
ある実施形態において、動物飼料添加物は、好ましくは本明細書において上記に記載されるとおりの、1つ以上の配合剤を含む。
ある実施形態において、動物飼料添加物は、好ましくは本明細書において以下に記載するとおりの、1つ以上の追加的な酵素を含む。
ある実施形態において、動物飼料添加物は、好ましくは本明細書において以下に記載するとおりの、1つ以上のプロバイオティクスを含む。
ある実施形態において、動物飼料添加物は、好ましくは本明細書において以下に記載するとおりの、1つ以上のビタミンを含む。
ある実施形態において、動物飼料添加物は、好ましくは本明細書において以下に記載するとおりの、1つ以上のミネラルを含む。
ある実施形態において、動物飼料添加物は、好ましくは本明細書において以下に記載するとおりの、1つ以上のアミノ酸を含む。
ある実施形態において、動物飼料添加物は、好ましくは本明細書において以下に記載するとおりの、1つ以上のプレバイオティクスを含む。
ある実施形態において、動物飼料添加物は、好ましくは本明細書において以下に記載するとおりの、1つ以上の有機酸を含む。
ある実施形態において、動物飼料添加物は、好ましくは本明細書において以下に記載するとおりの、1つ以上のフィトジェニクス(phytogenics)を含む。
動物飼料
本発明はまた、1つ以上の本発明のキシラナーゼ変異体を含む動物飼料組成物にも関する。本発明はまた、本明細書に記載されるとおりの顆粒と植物系材料とを含む動物飼料にも関する。本発明はまた、本明細書に記載されるとおりの動物飼料添加物と植物系材料とを含む動物飼料にも関する。一実施形態において、植物系材料はキビ亜科(Panicoideae)からのものである。
動物飼料組成物または餌は、比較的高含量のタンパク質を有する。家禽およびブタの餌は、国際公開第01/58275号パンフレットの表B、列2〜3に示されるとおり特徴付けることができる。魚の餌は、この表Bの列4に示されるとおり特徴付けることができる。さらに、かかる魚の餌は通常、200〜310g/kgの粗脂肪含量を有する。
本発明に係る動物飼料組成物は50〜800g/kgの粗タンパク質含量を有し、さらに、少なくとも1つの本明細書で特許請求されるとおりのキシラナーゼを含む。
さらに、または(上記に示した粗タンパク質含量の)代替として、本発明の動物飼料組成物は、10〜30MJ/kgの代謝可能エネルギー含量;および/または0.1〜200g/kgのカルシウム含量;および/または0.1〜200g/kgの利用可能リン含量;および/または0.1〜100g/kgのメチオニン含量;および/または0.1〜150g/kgのメチオニン+システイン含量;および/または0.5〜50g/のリジン含量を有する。
詳細な実施形態において、代謝可能エネルギー、粗タンパク質、カルシウム、リン、メチオニン、メチオニン+システイン、および/またはリジンの含量は、国際公開第01/58275号パンフレットの表Bにある範囲2、3、4または5(R.2〜5)のいずれか1つの範囲内である。
粗タンパク質は、窒素(N)に係数6.25を乗じたものとして計算され、すなわち粗タンパク質(g/kg)=N(g/kg)×6.25である。窒素含量はケルダール法(A.O.A.C.,1984、Official Methods of Analysis 14th ed.,Association of Official Analytical Chemists,Washington DC)によって決定される。
代謝可能エネルギーは、NRC刊行物「ブタにおける栄養要求(Nutrient requirements in swine)」,改訂第9版,1988年,ブタ栄養分科会(subcommittee on swine nutrition),動物栄養委員会(committee on animal nutrition),農業理事会(board of agriculture),国立研究評議会(national research council).National Academy Press,Washington,D.C.,pp.2−6、および欧州家禽飼料エネルギー値表(European Table of Energy Values for Poultry Feed−stuffs),Spelderholt centre for poultry research and extension,7361 DA Beekbergen,The Netherlands.Grafisch bedrijf Ponsen & looijen bv,Wageningen.ISBN 90−71463−12−5に基づき計算することができる。
完全動物食品中のカルシウム、利用可能リンおよびアミノ酸の食餌含量は、Veevoedertabel 1997,gegevens over chemische samenstelling,verteerbaarheid en voederwaarde van voedermiddelen,Central Veevoederbureau,Runderweg 6,8219 pk Lelystad.ISBN 90−72839−13−7などの飼料表に基づき計算される。
詳細な実施形態において、本発明の動物飼料組成物は、上記に定義するとおりの少なくとも1つの植物性タンパク質を含有する。
本発明の動物飼料組成物はまた、肉骨粉、羽毛粉、および/または魚粉などの動物性タンパク質も、典型的には0〜25%の量で含有し得る。本発明の動物飼料組成物はまた、可溶性物質を含む乾燥醸造用穀物(Dried Distillers Grains with Solubles:DDGS)も、典型的には0〜30%の量で含み得る。
なおもさらに詳細な実施形態において、本発明の動物飼料組成物は、0〜80%トウモロコシ;および/または0〜80%モロコシ;および/または0〜70%コムギ;および/または0〜70%オオムギ;および/または0〜30%エンバク;および/または0〜40%大豆ミール;および/または0〜25%魚粉;および/または0〜25%肉骨粉;および/または0〜20%乳清を含有する。
動物飼料は植物性タンパク質を含み得る。詳細な実施形態において、植物性タンパク質のタンパク質含量は少なくとも10、20、30、40、50、60、70、80、または90%(w/w)である。植物性タンパク質は、マメ科植物および穀類、例えば、マメ科(Fabaceae)(マメ科(Leguminosae))、アブラナ科(Cruciferaceae)、アカザ科(Chenopodiaceae)、およびイネ科(Poaceae)の植物からの材料、例えば、大豆ミール、ルピナスミール、菜種ミール、およびこれらの組み合わせなどの植物性タンパク質供給源に由来してもよい。
詳細な実施形態において、植物性タンパク質供給源は、マメ科(Fabaceae)の1つ以上の植物からの材料、例えば、ダイズ、ルピナス、エンドウマメ、またはマメである。別の詳細な実施形態において、植物性タンパク質供給源は、アカザ科(Chenopodiaceae)の1つ以上の植物からの材料、例えば、テンサイ、サトウダイコン、ホウレンソウまたはキノアである。植物性タンパク質供給源の他の例は、菜種、およびキャベツである。別の詳細な実施形態において、ダイズが好ましい植物性タンパク質供給源である。植物性タンパク質供給源の他の例は、オオムギ、コムギ、ライムギ、エンバク、トウモロコシ(コーン)、コメ、およびモロコシなどの穀類である。
動物の餌は、例えばマッシュ飼料(非ペレット状)またはペレット状飼料として製造することができる。典型的には、粉砕飼料が混合され、当該の種向けの規格に従い十分な量の必須ビタミンおよびミネラルが加えられる。酵素は固体または液体酵素配合物として加えることができる。例えば、マッシュ飼料については、固体または液体酵素配合物は原料混合ステップの前またはその最中に加えられてもよい。ペレット状飼料についてもまた、(液体または固体)キシラナーゼ/酵素調製物は飼料原料ステップの前またはその最中に加えられてもよい。典型的には液体キシラナーゼ/酵素調製物は本発明のキシラナーゼを任意選択でグリセロール、エチレングリコールまたはプロピレングリコールなどのポリオールと共に含み、液体配合物をペレットに噴霧することによるなど、ペレット化ステップの後に加えられる。酵素はまた、飼料添加物またはプレミックスに混入されてもよい。
或いは、キシラナーゼは、粉末大豆ミールなどの増量剤との液体酵素溶液の混合物を冷凍し、次にその混合物を凍結乾燥することにより調製し得る。
餌中の最終的な酵素濃度は、餌1kg当たり0.01〜200mgの酵素タンパク質、好ましくは0.05〜100mg/kg餌、より好ましくは0.1〜50mg、さらにより好ましくは動物の餌1kg当たり0.2〜20mgの酵素タンパク質の範囲内である。
現在のところ、酵素は以下の量(投与量範囲):0.01〜200;0.05〜100;0.1〜50;0.2〜20;0.1〜1;0.2〜2;0.5〜5;または1〜10(−これらの範囲は全て、飼料1kg当たりのmgキシラナーゼタンパク質(ppm)である)のうちの1つ以上で投与されることが企図される。
飼料1kg当たりのmgキシラナーゼタンパク質を決定するためには、飼料組成物からキシラナーゼが精製され、相対アッセイを用いて精製キシラナーゼの比活性が決定される(キシラナーゼ活性の項を参照)。従って飼料組成物のキシラナーゼ活性もまた同じアッセイを用いて決定され、およびこれらの2つの決定に基づき、飼料1kg当たりのmgキシラナーゼタンパク質としての投与量が計算される。
詳細な実施形態において、本発明の動物飼料添加物は、動物の餌または飼料中に0.01〜10.0%;より詳細には0.05〜5.0%;または0.2〜1.0%(%は100gの飼料当たりのg添加剤を意味する)のレベルで含まれることが意図される(または含まれる必要があると規定される)。従ってこれは詳細にはプレミックス用である。
同じ原則が飼料添加物中のmgキシラナーゼタンパク質の決定に適用される。当然ながら、飼料添加物または飼料の調製に使用されるキシラナーゼのサンプルが利用可能である場合、比活性はこのサンプルから決定される(飼料組成物または添加剤からキシラナーゼを精製する必要はない)。
キビ亜科(Panicoideae)からの植物系材料
一実施形態において、キビ亜科(Panicoideae)からの植物系材料は、ウシクサ連(Andropogoneae)、例えば、階級ウシクサ属(Andropogon)またはアンドロプテルム属(Andropterum)またはオキナワカルカヤ属(Apluda)またはアポコピス属(Apocopis)またはコブナグサ属(Arthraxon)またはモンツキガヤ属(Bothriochloa)またはヒメアブラススキ属(Capillipedium)またはキオナクネ属(Chionachne)またはオキナワミチシバ属(Chrysopogon)またはコエロラキス属(Coelorachis)またはジュズダマ属(Coix)またはオガルカヤ属(Cymbopogon)またはオニササガヤ属(Dichanthium)またはジヘテロポゴン属(Diheteropogon)またはカリマタガヤ属(Dimeria)またはエリオヌルス属(Elionurus)またはチャボウシノシッペイ属(Eremochloa)またはエウクラスタ属(Euclasta)またはウンヌケ属(Eulalia)またはゲルマイニア属(Germainia)またはウシノシッペイ属(Hemarthria)またはヘテロフォリス属(Heteropholis)またはアカヒゲガヤ属(Heteropogon)またはヒッパリガヤ属(Hyparrhenia)またはハイペルテリア属(Hyperthelia)またはチガヤ属(Imperata)またはカモノハシ属(Ischaemum)またはイセイレマ属(Iseilema)またはケルリオコロア属(Kerriochloa)またはアシボソ属(Microstegium)またはミスカンチジウム属(Miscanthidium)またはススキ属(Miscanthus)またはヌネシテア属(Mnesithea)またはオフィウロス属(Ophiuros)またはオクシルハキス(Oxyrhachis)またはアイアシ属(Phacelurus)またはフォリウルス属(Pholiurus)またはイタチガヤ属(Pogonatherum)またはポリトカ属(Polytoca)またはポリトリアス属(Polytrias)またはシュードポゴナテルム(Pseudopogonatherum)またはシュードソルグフム属(Pseudosorghum)またはリタクネ属(Rhytachne)またはツノアイアシ属(Rottboellia)またはワセオバナ属(Saccharum)(例えばサトウキビ)またはサルガ属(Sarga)またはウシクサ属(Schizachyrium)またはセヒマ属(Sehima)またはソルガストルム属(Sorghastrum)またはモロコシ属(Sorghum)またはオオアブラススキ属(Spodiopogon)またはヒメウシノシッペイ属(Thaumastochloa)またはテレポゴン属(Thelepogon)またはメガルカヤ属(Themeda)またはトラキポゴン属(Trachypogon)またはオギ節(Triarrhena)またはトリプサクム属(Tripsacum)またはウレリトルム属(Urelytrum)またはベチベル属(Vetiveria)またはボッシア属(Vossia)またはクセロクロア属(Xerochloa)またはトウモロコシ属(Zea)からのものである。
好ましい実施形態において、キビ亜科(Panicoideae)からの植物系材料は、階級トウモロコシ属(Zea)からのもの、例えば、種、ゼア・ディプロペレンニス(Zea diploperennis)、ゼア・ルクシュリアンス(Zea luxurians)、ゼア・マイス(Zea mays)、ゼア・ニカラグエンシス(Zea nicaraguensis)またはゼア・ペレンニス(Zea perennis)である。
好ましい実施形態において、キビ亜科(Panicoideae)からの植物系材料は、階級ソルガム属(Sorghum)からのもの、例えば、種、ソルガム・アンプルム(Sorghum amplum)、ソルガム・アングスツム(Sorghum angustum)、ソルガム・アルンディナセウム(Sorghum arundinaceum)、ソルガム・アウストラリエンセ(Sorghum australiense)、ソルガム・ビコロル(Sorghum bicolor)、ソルガム・ブラキポデュム(Sorghum brachypodum)、ソルガム・ブルボスム(Sorghum bulbosum)、ソルガム・エカリナツム(Sorghum ecarinatum)、ソルガム・エクススタンス(Sorghum exstans)、ソルガム・グランデ(Sorghum grande)、ソルガム・ハレペンセ(Sorghum halepense)、ソルガム属(Sorghum)ハイブリッド栽培品種、ソルガム・インテルジェクツム(Sorghum interjectum)、ソルガム・イントランス(Sorghum intrans)、ソルガム・ラクシフロルム(Sorghum laxiflorum)、ソルガム・レイオクラデュム(Sorghum leiocladum)、ソルガム・マクロスペルムム(Sorghum macrospermum)、ソルガム・マタランケンセ(Sorghum matarankense)、ソルガム・ニチデュム(Sorghum nitidum)、ソルガム・プルモスム(Sorghum plumosum)、ソルガム・プロピンクウム(Sorghum propinquum)、ソルガム・プルプレオセリセウム(Sorghum purpureosericeum)、ソルガム・スチポイデウム(Sorghum stipoideum)、ソルガム・スダネンセ(Sorghum sudanense)、ソルガム・チモレンセ(Sorghum timorense)、ソルガム・ベルシコロル(Sorghum versicolor)、ソルガム属種(Sorghum sp.)「シルク(Silk)」または国際公開第2007/002267号パンフレットに定義されるとおりのソルガム属種(Sorghum sp.)である。
別の実施形態において、キビ亜科(Panicoideae)からの植物系材料は、キビ連(Paniceae)からのもの、例えば、階級、アクリトカエテ属(Acritochaete)、アクロケラス属(Acroceras)、アレクスフロイディア属(Alexfloydia)、アルロテロプシス属(Alloteropsis)、アンフィカルプム属(Amphicarpum)、アンキストラクネ属(Ancistrachne)、アンテフォラ属(Anthephora)、ビロードキビ属(Brachiaria)(例えばシグナルグラス)、カリプトコロア属(Calyptochloa)、クリノイガ属(Cenchrus)、ケチウム属(Chaetium)、ケトポア属(Chaetopoa)、カメラフィス属(Chamaeraphis)、クロロカリムマ属(Chlorocalymma)、クレイストクロア属(Cleistochloa)、キフォクレナ属(Cyphochlaena)、ヒメチゴザサ属(Cyrtococcum)、ニコゲヌカキビ属(Dichanthelium)、メヒシバ属(Digitaria)、ディスソコンドルス属(Dissochondrus)、ヒエ属(Echinochloa)、エントラシア属(Entolasia)、ナルコビエ属(Eriochloa)、ホモフォリス属(Homopholis)、ヒグロクロア属(Hygrochloa)、ヒレバテス属(Hylebates)、イクソフォルス属(Ixophorus)、ラシアキス属(Lasiacis)、レウコフリス属(Leucophrys)、ロウイシエルラ属(Louisiella)、メガロプロタクネ属(Megaloprotachne)、メガチルスス属(Megathyrsus)、メリニス属(Melinis)、ミクロカラムス属(Microcalamus)、ヒメスズメノヒエ属(Moorochloa)、ネウラクネ属(Neurachne)、オドンテリトルム属(Odontelytrum)、チヂミザサ属(Oplismenus)、オットクロア属(Ottochloa)、キビ属(Panicum)、パラクテヌム属(Paractaenum)、パラネウラクネ属(Paraneurachne)、パラテリア属(Paratheria)、パロディオフィルロクロア属(Parodiophyllochloa)、スズメノヒエツナギ属(Paspalidium)、チカラシバ属(Pennisetum)、プラジオセツム属(Plagiosetum)、ポエキロスタキス属(Poecilostachys)、シューデキノレナ属(Pseudechinolaena)、シュードケトクロア属(Pseudochaetochloa)、ウキシバ属(Pseudoraphis)、ルピクロア属(Rupichloa)、ヌメリグサ属(Sacciolepis)、スクタクネ属(Scutachne)、エノコログサ属(Setaria)、セタリオプシス属(Setariopsis)、スノウデニア属(Snowdenia)、ツキイゲ属(Spinifex)、イヌシバ属(Stenotaphrum)、ステレオクレナ属(Stereochlaena)、トラスヤ属(Thrasya)、クロイワザサ属(Thuarea)、チリドレピス属(Thyridolepis)、トリコレナ属(Tricholaena)、未分類のキビ連(Paniceae)、ウラントエキウム属(Uranthoecium)、ニクキビモドキ属(Urochloa)(例えばシグナルグラス)、ワルワルレヤ属(Walwhalleya)、ホワイテオクロア属(Whiteochloa)、ヤキルラ属(Yakirra)、イベシア属(Yvesia)、ズロアゲア属(Zuloagaea)またはジゴクロア属(Zygochloa)である。
好ましい実施形態において、キビ亜科(Panicoideae)からの植物系材料は、階級、キビ属(Panicum)からのもの、例えば、種、パニクム・アデノフォルム(Panicum adenophorum)、パニクム属未同定種アクアチクムJKT−2012(Panicum aff.aquaticum JKT−2012)、パニクム・アマルム(Panicum amarum)、パニクム・アンチドタレ(Panicum antidotale)、パニクム・アクアチクム(Panicum aquaticum)、パニクム・アルクツム(Panicum arctum)、パニクム・アルンディナリエ(Panicum arundinariae)、パニクム・アトロサングイネウム(Panicum atrosanguineum)、パニクム・アウリコムム(Panicum auricomum)、パニクム・アウリツム(Panicum auritum)、パニクム・バルトレッティイ(Panicum bartlettii)、パニクム・ベルギイ(Panicum bergii)、パニクム・ビスルカツム(Panicum bisulcatum)、パニクム・ボリビエンセ(Panicum boliviense)、パニクム・ブラッザビッレンセ(Panicum brazzavillense)、パニクム・ブレビホリウム(Panicum brevifolium)、パニクム・カアグアズエンセ(Panicum caaguazuense)、パニクム・カンペストレ(Panicum campestre)、パニクム・カピッラレ(Panicum capillare)、パニクム・カイエンネンセ(Panicum cayennense)、パニクム・カイヨエンセ(Panicum cayoense)、パニクム・ケルビカツム(Panicum cervicatum)、パニクム・クロロレウクム(Panicum chloroleucum)、パニクム・クライトニイ(Panicum claytonii)、パニクム・コロラツム(Panicum coloratum)、パニクム・キアネセンス(Panicum cyanescens)、パニクム・デコンポシツム(Panicum decompositum)、パニクム・デウスツム(Panicum deustum)、パニクム・ディコトミフロルム(Panicum dichotomiflorum)、パニクム・ディンクラゲイ(Panicum dinklagei)、パニクム・ディスチコフィッルム(Panicum distichophyllum)、パニクム・ドレゲアヌム(Panicum dregeanum)、パニクム・エレファンチペス(Panicum elephantipes)、パニクム・ファウリエイ(Panicum fauriei)、パニクム・フレクシレ(Panicum flexile)、パニクム・フルビイコラ(Panicum fluviicola)、パニクム・ゴウイニイ(Panicum gouinii)、パニクム・グラキリカウレ(Panicum gracilicaule)、パニクム・グラヌリフェルム(Panicum granuliferum)、パニクム・グラテマレンセ(Panicum guatemalense)、パニクム・ハッリイ(Panicum hallii)、パニクム・ヘテロスタキウム(Panicum heterostachyum)、パニクム・ヒルチカウレ(Panicum hirticaule)、パニクム・ヒルツム(Panicum hirtum)、パニクム・ヒレイクム(Panicum hylaeicum)、パニクム・インクムベンス(Panicum incumbens)、パニクム・インフェスツム(Panicum infestum)、パニクム・イタリクム(Panicum italicum)、パニクム・レツム(Panicum laetum)、パニクム・レビノデ(Panicum laevinode)、パニクム・ラニペス(Panicum lanipes)、パニクム・ラルコミアヌム(Panicum larcomianum)、パニクム・ロンギペディケッラツム(Panicum longipedicellatum)、パニクム・マクリシアヌム(Panicum machrisianum)、パニクム・マラコトリクム(Panicum malacotrichum)、パニクム・マルガリチフェルム(Panicum margaritiferum)、パニクム・ミクランサム(Panicum micranthum)、パニクム・ミリアケウム(Panicum miliaceum)、パニクム・ミリオイデス(Panicum milioides)、パニクム・ミッレグラナ(Panicum millegrana)、パニクム・ミスタシピュム(Panicum mystasipum)、パニクム・ナタレンセ(Panicum natalense)、パニクム・ネフェロフィルム(Panicum nephelophilum)、パニクム・ネルボスム(Panicum nervosum)、パニクム・ノタツム(Panicum notatum)、パニクム・オリロイデス(Panicum olyroides)、パニクム・パルドスム(Panicum paludosum)、パニクム・パンスム(Panicum pansum)、パニクム・パントリクム(Panicum pantrichum)、パニクム・パルビフォリウム(Panicum parvifolium)、パニクム・パルビグルメ(Panicum parviglume)、パニクム・ペデルセニイ(Panicum pedersenii)、パニクム・ペニシッラツム(Panicum penicillatum)、パニクム・ペテルソニイ(Panicum petersonii)、パニクム・ファラグミトイデス(Panicum phragmitoides)、パニクム・ピアウイエンセ(Panicum piauiense)、パニクム・ピロスム(Panicum pilosum)、パニクム・プレイアンツム(Panicum pleianthum)、パニクム・ポリコムム(Panicum polycomum)、パニクム・ポリゴナツム(Panicum polygonatum)、パニクム・シューディサクネ(Panicum pseudisachne)、パニクム・ピグメウム(Panicum pygmaeum)、パニクム・ピルラリウム(Panicum pyrularium)、パニクム・クイーンズランディクム(Panicum queenslandicum)、パニクム・ラケモスム(Panicum racemosum)、パニクム・レペンス(Panicum repens)、パニクム・リゾゴヌム(Panicum rhizogonum)、パニクム・リギデュルム(Panicum rigidulum)、パニクム・リバレ(Panicum rivale)、パニクム・ルデ(Panicum rude)、パニクム・ルドゲイ(Panicum rudgei)、パニクム・スキンジイ(Panicum schinzii)、パニクム・シュワッケアヌム(Panicum schwackeanum)、パニクム・セッロウィイ(Panicum sellowii)、パニクム・セミヌデュム(Panicum seminudum)、パニクム・スタプフィアヌム(Panicum stapfianum)、パニクム・ステノデス(Panicum stenodes)、パニクム・ストラミネウム(Panicum stramineum)、パニクム・スバルビデュム(Panicum subalbidum)、パニクム・スブティラムロスム(Panicum subtiramulosum)、パニクム・スマトレンセ(Panicum sumatrense)、パニクム・テネッルム(Panicum tenellum)、パニクム・テヌイフォリウム(Panicum tenuifolium)、パニクム・トリカンツム(Panicum trichanthum)、パニクム・トリキディアクネ(Panicum trichidiachne)、パニクム・トリコイデス(Panicum trichoides)、パニクム・トリコレノイデス(Panicum tricholaenoides)、パニクム・ツエルクヘイミイ(Panicum tuerckheimii)、パニクム・ツルギデュム(Panicum turgidum)、パニクム・ウルビッレアヌム(Panicum urvilleanum)、パニクム・バリデュム(Panicum validum)、パニクム・ベネズエレ(Panicum venezuelae)、パニクム・ベッルコスム(Panicum verrucosum)、パニクム・ビルガツム(Panicum virgatum)、パニクム・ウェットシュテイニイ(Panicum wettsteinii)、キビ属種(Panicum sp.)、キビ属種クリスティン16−200(Panicum sp.Christin 16−200)、キビ属種ELS−2011(Panicum sp.ELS−2011)、キビ属種EM389(Panicum sp.EM389)またはキビ属種フォレスト761(Panicum sp.Forest 761)である。
さらなる実施形態において、キビ亜科(Panicoideae)からの植物系材料は、トウモロコシ(トウモロコシ属(Zea))、コーン(トウモロコシ属(Zea))、モロコシ(ソルガム属(Sorghum))、スイッチグラス(パニクム・ビルガツム(Panicum virgatum))、キビ(パニクム・ミリアケウム(Panicum miliaceum))、トウジンビエ(ケンクルス・ビオラケウス(Cenchrus violaceus)、別称ペニセタム・グラウクム(Pennisetum glaucum))、アワ(セタリア・イタリカ(Setaria italica)、別称パニクム・イタリクム(Panicum italicum))または加工形態、例えば、粉砕コーン、粉砕トウモロコシ、脱脂トウモロコシ、脱脂・脱デンプントウモロコシ、粉砕モロコシ、粉砕スイッチグラス、粉砕キビ、粉砕アワ、粉砕トウジンビエ、またはこれらの任意の組み合わせである。
ある実施形態において、キビ亜科(Panicoideae)からの植物系材料は、植物の種子からのものである。好ましい実施形態において、キビ亜科(Panicoideae)からの植物系材料は、トウモロコシ(トウモロコシ属(Zea))、コーン(トウモロコシ属(Zea))、モロコシ(ソルガム属(Sorghum))、スイッチグラス(パニクム・ビルガツム(Panicum virgatum))、キビ(パニクム・ミリアケウム(Panicum miliaceum))、トウジンビエ(ケンクルス・ビオラケウス(Cenchrus violaceus)、ペニセタム・グラウクム(Pennisetum glaucum)とも称される)、アワ(セタリア・イタリカ(Setaria italica)、パニクム・イタリクム(Panicum italicum)とも称される)の種子からのものであり、または種子は、粉砕コーン、粉砕トウモロコシ、脱脂トウモロコシ、脱脂・脱デンプントウモロコシ、粉砕モロコシ、粉砕スイッチグラス、粉砕キビ、粉砕アワ、粉砕トウジンビエ、またはこれらの任意の組み合わせなど、加工されている。
別の実施形態において、本明細書に記載される組成物は、任意選択で1つ以上の酵素を含む。酵素は、NC−IUBMB,1992)からのハンドブック「酵素命名法(Enzyme Nomenclature)」に基づき分類することができ、またインターネット:http://www.expasy.ch/enzyme/のENZYMEサイトも参照のこと。ENZYMEは、酵素の命名法に関する情報のリポジトリである。これは主として国際生化学・分子生物学連合(International Union of Biochemistry and Molecular Biology:IUB−MB)の命名法委員会、Academic Press,Inc.,1992の勧告に基づき、EC(酵素委員会(Enzyme Commission))番号が付与されている特徴付けられている各種酵素について説明している(Bairoch A.「ENZYMEデータベース(The ENZYME database)」,2000,Nucleic Acids Res 28:304−305)。このIUB−MB酵素命名法は、その基質特異性に基づき、かつ場合によってはその分子機構に基づく;かかる分類は、これらの酵素の構造的特徴は反映しない。
エンドグルカナーゼ、キシラナーゼ、ガラクタナーゼ、マンナナーゼ、デキストラナーゼ、リゾチームおよびガラクトシダーゼなど、特定のグリコシドヒドロラーゼ酵素の別の分類が、Henrissat et al,「炭水化物活性酵素データベース(CAZy)2003年(The carbohydrate−active enzymes database(CAZy)in 2013)」,Nucl.Acids Res.(1 January 2014)42(D1):D490−D495に記載されている;www.cazy.orgもまた参照のこと。
従って本発明の組成物はまた、フィターゼ(EC3.1.3.8または3.1.3.26);キシラナーゼ(EC3.2.1.8);ガラクタナーゼ(EC3.2.1.89);α−ガラクトシダーゼ(EC3.2.1.22);プロテアーゼ(EC3.4);ホスホリパーゼA1(EC3.1.1.32);ホスホリパーゼA2(EC3.1.1.4);リゾホスホリパーゼ(EC3.1.1.5);ホスホリパーゼC(3.1.4.3);ホスホリパーゼD(EC3.1.4.4);例えば、α−アミラーゼ(EC3.2.1.1)などのアミラーゼ;アラビノフラノシダーゼ(EC3.2.1.55);β−キシロシダーゼ(EC3.2.1.37);アセチルキシランエステラーゼ(EC3.1.1.72);フェルロイルエステラーゼ(EC3.1.1.73);セルラーゼ(EC3.2.1.4);セロビオヒドロラーゼ(EC3.2.1.91);β−グルコシダーゼ(EC3.2.1.21);プルラナーゼ(EC3.2.1.41)、α−マンノシダーゼ(EC3.2.1.24)、マンナナーゼ(EC3.2.1.25)およびβ−グルカナーゼ(EC3.2.1.4またはEC3.2.1.6)、またはこれらの任意の混合物を含む群から選択される少なくとも1つの他の酵素も含み得る。
詳細な実施形態において、本発明の組成物はフィターゼ(EC3.1.3.8または3.1.3.26)を含む。市販のフィターゼの例としては、Bio−Feed(商標)Phytase(Novozymes)、Ronozyme(登録商標)P、Ronozyme(登録商標)NPおよびRonozyme(登録商標)HiPhos(DSM Nutritional Products)、Natuphos(商標)(BASF)、Natuphos(商標)E(BASF)、Finase(登録商標)およびQuantum(登録商標)Blue(AB Enzymes)、OptiPhos(登録商標)(Huvepharma)、AveMix(登録商標)Phytase(Aveve Biochem)、Phyzyme(登録商標)XP(Verenium/DuPont)およびAxtra(登録商標)PHY(DuPont)が挙げられる。他の好ましいフィターゼとしては、例えば、国際公開第98/28408号パンフレット、国際公開第00/43503号パンフレット、および国際公開第03/066847号パンフレットに記載されるものが挙げられる。
詳細な実施形態において、本発明の組成物はキシラナーゼ(EC3.2.1.8)を含む。市販のキシラナーゼの例としては、Ronozyme(登録商標)WX(DSM Nutritional Products)、Econase(登録商標)XTおよびBarley(AB Vista)、Xylathin(登録商標)(Verenium)、Hostazym(登録商標)X(Huvepharma)、Axtra(登録商標)XB(キシラナーゼ/β−グルカナーゼ、DuPont)およびAxtra(登録商標)XAP(キシラナーゼ/アミラーゼ/プロテアーゼ、DuPont)、AveMix(登録商標)XG 10(キシラナーゼ/グルカナーゼ)およびAveMix(登録商標)02 CS(キシラナーゼ/グルカナーゼ/ペクチナーゼ、Aveve Biochem)、およびNaturgrain(BASF)が挙げられる。
詳細な実施形態において、本発明の組成物はプロテアーゼ(EC3.4)を含む。市販のプロテアーゼの例としては、Ronozyme(登録商標)ProAct(DSM Nutritional Products)が挙げられる。
詳細な実施形態において、本発明の組成物はα−アミラーゼ(EC3.2.1.1)を含む。市販のα−アミラーゼの例としては、Ronozyme(登録商標)AおよびRONOZYME(登録商標)RumiStar(商標)(DSM Nutritional Products)が挙げられる。
一実施形態において、本発明の組成物は、FRA(登録商標)Octazyme(Framelco)、Ronozyme(登録商標)G2、Ronozyme(登録商標)VPおよびRonozyme(登録商標)MultiGrain(DSM Nutritional Products)、Rovabio(登録商標)ExcelまたはRovabio(登録商標)Advance(Adisseo)などの多成分酵素製品を含む。
追加的な酵素
別の実施形態において、本明細書に記載される組成物は、任意選択で1つ以上の酵素を含む。酵素は、NC−IUBMB,1992)からのハンドブック「酵素命名法(Enzyme Nomenclature)」に基づき分類することができ、またインターネット:http://www.expasy.ch/enzyme/のENZYMEサイトも参照のこと。ENZYMEは、酵素の命名法に関する情報のリポジトリである。これは主として国際生化学・分子生物学連合(International Union of Biochemistry and Molecular Biology:IUB−MB)の命名法委員会、Academic Press,Inc.,1992の勧告に基づき、EC(酵素委員会(Enzyme Commission))番号が付与されている特徴付けられている各種酵素について説明している(Bairoch A.「ENZYMEデータベース(The ENZYME database)」,2000,Nucleic Acids Res 28:304−305)。このIUB−MB酵素命名法は、その基質特異性に基づき、かつ場合によってはその分子機構に基づく;かかる分類は、これらの酵素の構造的特徴は反映しない。
エンドグルカナーゼ、ガラクタナーゼ、マンナナーゼ、デキストラナーゼ、リゾチームおよびガラクトシダーゼなど、特定のグリコシドヒドロラーゼ酵素の別の分類が、Henrissat et al,「炭水化物活性酵素データベース(CAZy)2013年(The carbohydrate−active enzymes database(CAZy)in 2013)」,Nucl.Acids Res.(1 January 2014)42(D1):D490−D495に記載されている;www.cazy.orgもまた参照のこと。
従って本発明の組成物はまた、アセチルキシランエステラーゼ(EC3.1.1.23)、アシルグリセロールリパーゼ(EC3.1.1.72)、α−アミラーゼ(EC3.2.1.1)、β−アミラーゼ(EC3.2.1.2)、アラビノフラノシダーゼ(EC3.2.1.55)、セロビオヒドロラーゼ(EC3.2.1.91)、セルラーゼ(EC3.2.1.4)、フェルロイルエステラーゼ(EC3.1.1.73)、ガラクタナーゼ(EC3.2.1.89)、α−ガラクトシダーゼ(EC3.2.1.22)、β−ガラクトシダーゼ(EC3.2.1.23)、グルカン1,4−a−グルコシダーゼ(グルコアミラーゼ)(EC3.2.1.3)、グルカン1,4−α−マルトヒドロラーゼ(マルトジェニックα−アミラーゼ)(EC3.2.1.133)、β−グルカナーゼ(EC3.2.1.6)、β−グルコシダーゼ(EC3.2.1.21)、トリアシルグリセロールリパーゼ(EC3.1.1.3)、リゾホスホリパーゼ(EC3.1.1.5)、リゾチーム(EC3.2.1.17)、α−マンノシダーゼ(EC3.2.1.24)、β−マンノシダーゼ(マンナナーゼ)(EC3.2.1.25)、フィターゼ(EC3.1.3.8、EC3.1.3.26、EC3.1.3.72)、ホスホリパーゼA1(EC3.1.1.32)、ホスホリパーゼA2(EC3.1.1.4)、ホスホリパーゼD(EC3.1.4.4)、プロテアーゼ(EC3.4)、プルラナーゼ(EC3.2.1.41)、ペクチンエステラーゼ(EC3.1.1.11)、キシラナーゼ(EC3.2.1.8、EC3.2.1.136)、β−キシロシダーゼ(EC3.2.1.37)、またはこれらの任意の組み合わせを含む群から選択される少なくとも1つの他の酵素も含み得る。
詳細な実施形態において、本発明の組成物はガラクタナーゼ(EC3.2.1.89)およびβ−ガラクトシダーゼ(EC3.2.1.23)を含む。
詳細な実施形態において、本発明の組成物はα−ガラクトシダーゼ(EC3.2.1.22)を含む。
詳細な実施形態において、本発明の組成物はフィターゼ(EC3.1.3.8または3.1.3.26)を含む。市販のフィターゼの例としては、Bio−Feed(商標)Phytase(Novozymes)、Ronozyme(登録商標)P、Ronozyme(登録商標)NPおよびRonozyme(登録商標)HiPhos(DSM Nutritional Products)、Natuphos(商標)(BASF)、Natuphos(商標)E(BASF)、Finase(登録商標)およびQuantum(登録商標)Blue(AB Enzymes)、OptiPhos(登録商標)(Huvepharma)、AveMix(登録商標)Phytase(Aveve Biochem)、Phyzyme(登録商標)XP(Verenium/DuPont)およびAxtra(登録商標)PHY(DuPont)が挙げられる。他の好ましいフィターゼとしては、例えば、国際公開第98/28408号パンフレット、国際公開第00/43503号パンフレット、および国際公開第03/066847号パンフレットに記載されるものが挙げられる。
詳細な実施形態において、本発明の組成物はキシラナーゼ(EC3.2.1.8)を含む。市販のキシラナーゼの例としては、Ronozyme(登録商標)WX(DSM Nutritional Products)、Econase(登録商標)XTおよびBarley(AB Vista)、Xylathin(登録商標)(Verenium)、Hostazym(登録商標)X(Huvepharma)、Axtra(登録商標)XB(キシラナーゼ/β−グルカナーゼ、DuPont)およびAxtra(登録商標)XAP(キシラナーゼ/アミラーゼ/プロテアーゼ、DuPont)、AveMix(登録商標)XG 10(キシラナーゼ/グルカナーゼ)およびAveMix(登録商標)02 CS(キシラナーゼ/グルカナーゼ/ペクチナーゼ、Aveve Biochem)、およびNaturgrain(BASF)が挙げられる。
詳細な実施形態において、本発明の組成物はプロテアーゼ(EC3.4)を含む。市販のプロテアーゼの例としては、Ronozyme(登録商標)ProAct(DSM Nutritional Products)が挙げられる。
詳細な実施形態において、本発明の組成物はα−アミラーゼ(EC3.2.1.1)を含む。市販のα−アミラーゼの例としては、Ronozyme(登録商標)AおよびRONOZYME(登録商標)RumiStar(商標)(DSM Nutritional Products)が挙げられる。
一実施形態において、本発明の組成物は、FRA(登録商標)Octazyme(Framelco)、Ronozyme(登録商標)G2、Ronozyme(登録商標)VPおよびRonozyme(登録商標)MultiGrain(DSM Nutritional Products)、Rovabio(登録商標)ExcelまたはRovabio(登録商標)Advance(Adisseo)などの多成分酵素製品を含む。
ユーバイオティクス
ユーバイオティクスは、胃腸管内の健常なミクロフローラバランスをもたらすように設計される化合物である。ユーバイオティクスには、以下にさらに詳細に記載するプロバイオティクス、プレバイオティクス、フィトジェニクス(精油)および有機酸など、幾つもの異なる飼料添加物が包含される。
プロバイオティクス
ある実施形態において、動物飼料組成物は1つ以上の追加的なプロバイオティクスをさらに含む。詳細な実施形態において、動物飼料組成物は、以下の属:ラクトバチルス属(Lactobacillus)、ラクトコッカス属(Lactococcus)、ストレプトコッカス属(Streptococcus)、バチルス属(Bacillus)、ペディオコッカス属(Pediococcus)、エンテロコッカス属(Enterococcus)、ロイコノストック属(Leuconostoc)、カルノバクテリウム属(Carnobacterium)、プロピオニバクテリウム属(Propionibacterium)、ビフィドバクテリウム属(Bifidobacterium)、クロストリジウム属(Clostridium)およびメガスフェラ属(Megasphaera)のうちの1つ以上からの細菌またはこれらの任意の組み合わせをさらに含む。
好ましい実施形態において、動物飼料組成物は、以下の株:枯草菌(Bacillus subtilis)、バチルス・リケニフォルミス(Bacillus licheniformis)、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefaciens)、セレウス菌(Bacillus cereus)、バチルス・プミルス(Bacillus pumilus)、バチルス・ポリミクサ(Bacillus polymyxa)、バチルス・メガテリウム(Bacillus megaterium)、バチルス・コアギュランス(Bacillus coagulans)、バチルス・サーキュランス(Bacillus circulans)、エンテロコッカス・フェシウム(Enterococcus faecium)、エンテロコッカス属種(Enterococcus spp)、およびペディオコッカス属種(Pediococcus spp)、ラクトバチルス属種(Lactobacillus spp)、ビフィドバクテリウム属種(Bifidobacterium spp)、アシドフィルス菌(Lactobacillus acidophilus)、ペディオコッカス・アシディラクチシ(Pediococsus acidilactici)、ラクトコッカス・ラクチス(Lactococcus lactis)、ビフィドバクテリウム・ビフィダム(Bifidobacterium bifidum)、プロピオニバクテリウム・ソエニイ(Propionibacterium thoenii)、ラクトバチルス・ファルシミニス(Lactobacillus farciminus)、ラクトバチルス・ラムノサス(Lactobacillus rhamnosus)、クロストリジウム・ブチリカム(Clostridium butyricum)、ビフィドバクテリウム・アニマリス亜種アニマリス(Bifidobacterium animalis ssp.animalis)、ラクトバチルス・ロイテリ(Lactobacillus reuteri)、ラクトバチルス・サリバリウス亜種サリバリウス(Lactobacillus salivarius ssp.salivarius)、メガスフェラ・エルスデニイ(Megasphaera elsdenii)、プロピオニバクテリウム属種(Propionibacteria sp)のうちの1つ以上からの細菌をさらに含む。
より好ましい実施形態において、組成物、動物飼料添加物または動物飼料は、枯草菌(Bacillus subtilis)の以下の株:3A−P4(PTA−6506)、15A−P4(PTA−6507)、22C−P1(PTA−6508)、2084(NRRL B−500130)、LSSA01(NRRL−B−50104)、BS27(NRRL B−501 05)、BS 18(NRRL B−50633)、BS 278(NRRL B−50634)、DSM 29870、DSM 29871、DSM 32315、NRRL B−50136、NRRL B−50605、NRRL B−50606、NRRL B−50622およびPTA−7547のうちの1つ以上からの細菌をさらに含む。
より好ましい実施形態において、組成物、動物飼料添加物または動物飼料は、バチルス・プミルス(Bacillus pumilus)の以下の株:NRRL B−50016、ATCC 700385、NRRL B−50885またはNRRL B−50886のうちの1つ以上からの細菌をさらに含む。
より好ましい実施形態において、組成物、動物飼料添加物または動物飼料は、バチルス・リケニフォルミス(Bacillus lichenformis)の以下の株:NRRL B 50015、NRRL B−50621またはNRRL B−50623のうちの1つ以上からの細菌をさらに含む。
より好ましい実施形態において、組成物、動物飼料添加物または動物飼料は、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefaciens)の以下の株:DSM 29869、DSM 29869、NRRL B 50607、PTA−7543、PTA−7549、NRRL B−50349、NRRL B−50606、NRRL B−50013、NRRL B−50151、NRRL B−50141、NRRL B−50147またはNRRL B−50888のうちの1つ以上からの細菌をさらに含む。
動物飼料組成物中の細菌株の各々の細菌数は1×10〜1×1014CFU/乾燥物質kg、好ましくは1×10〜1×1012CFU/乾燥物質kg、およびより好ましくは1×10〜1×1011CFU/乾燥物質kgである。より好ましい実施形態において動物飼料組成物中の細菌株の各々の細菌数は1×10〜1×1010CFU/乾燥物質kgである。
動物飼料組成物中の細菌株の各々の細菌数は1×10〜1×1015CFU/動物/日、好ましくは1×10〜1×1013CFU/動物/日、およびより好ましくは1×10〜1×1012CFU/動物/日である。より好ましい実施形態において、動物飼料組成物中の細菌株の各々の細菌数は1×10〜1×1011CFU/動物/日である。一実施形態において、プロバイオティクスの量は、組成物の重量を基準として0.001%〜10%である。
別の実施形態において、1つ以上の細菌株が、安定した胞子の形態で存在する。
市販の製品の例は、Cylactin(登録商標)(DSM Nutritional Products)、Alterion(Adisseo)、Enviva PRO(DuPont Animal Nutrition)、Syncra(登録商標)(ミックス酵素+プロバイオティクス、DuPont Animal Nutrition)、Ecobiol(登録商標)およびFecinor(登録商標)(Norel/Evonik)およびGutCare(登録商標)PY1(Evonik)である。
プレバイオティクス
プレバイオティクスは、その宿主のウェルビーイングに寄与する微生物(例えば、細菌および真菌)の成長または活性を誘導する物質である。プレバイオティクスは、典型的には、胃腸管の上部を消化されずに通過して、基質として作用することにより大腸に生着する有利な細菌の成長または活性を刺激する難消化性繊維化合物である。通常は、プレバイオティクスは胃腸管内のビフィズス菌および乳酸菌の数または活性を増加させる。
酵母派生物(不活化全酵母または酵母細胞壁)もまたプレバイオティクスと見なすことができる。酵母派生物は、マンナンオリゴ糖、酵母βグルカンまたはタンパク質含量を含むことが多く、通常は酵母、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)の細胞壁に由来する。
一実施形態において、プレバイオティクスの量は、組成物の重量を基準として0.001%〜10%である。酵母製品の例は、Yang(登録商標)およびAgrimos(Lallemand Animal Nutrition)である。
フィトジェニクス
フィトジェニクスは、ハーブ、香辛料または他の植物に由来する、飼料添加物として使用される一群の天然の成長促進物質または非抗生物質系成長促進物質である。フィトジェニクスは、精油/抽出物から調製される単一の物質、精油/抽出物、単一の植物および植物の混合物(ハーブ生成物)または精油/抽出物/植物の混合物(特殊生成物)であり得る。
フィトジェニクスの例は、ローズマリー、セージ、オレガノ、タイム、チョウジ、およびレモングラスである。精油の例は、チモール、オイゲノール、メタクレゾール、バニリン、サリチル酸塩、レゾルシン、グアイアコール、ギンゲロール、ラベンダー油、イオノン類、イロン、ユーカリプトール、メントール、ハッカ油、α−ピネン;リモネン、アネトール、リナロール、ジヒドロジャスモン酸メチル、カルバクロール、プロピオン酸/プロピオン酸塩、酢酸/酢酸塩、酪酸/酪酸塩、ローズマリー油、チョウジ油、ゲラニオール、テルピネオール、シトロネロール、アミルおよび/またはサリチル酸ベンジル、シンナムアルデヒド、植物性ポリフェノール(タンニン)、ターメリックおよびウコン抽出物である。
一実施形態において、フィトジェニクス(phytogeneics)の量は、組成物の重量を基準として0.001%〜10%である。市販の製品の例は、Crina(登録商標)(DSM Nutritional Products);Cinergy(商標)、Biacid(商標)、ProHacid(商標)ClassicおよびProHacid(商標)Advance(商標)(全てPromivi/Cargill)およびEnvivo EO(DuPont Animal Nutrition)である。
有機酸
有機酸(C1〜C7)は、植物または動物組織の通常の構成要素として自然界に広く分布している。有機酸はまた、主に大腸内の炭水化物の微生物発酵を通じても形成される。有機酸は、ニワトリの壊死性腸炎および幼若ブタの大腸菌(Escherichia coli)感染など、腸の障害に対して予防効果があるため、ブタおよび家禽生産において抗生物質系成長促進物質の代用品として使用されることが多い。有機酸は単一成分または典型的には2種もしくは3種の異なる有機酸の混合物として販売され得る。有機酸の例は、プロピオン酸、ギ酸、クエン酸、乳酸、ソルビン酸、リンゴ酸、酢酸、フマル酸、安息香酸、酪酸および酒石酸またはこれらの塩(典型的には二ギ酸カリウムまたは酪酸ナトリウムなどのナトリウム塩またはカリウム塩)である。
一実施形態において、有機酸の量は、組成物の重量を基準として0.001%〜10%である。市販の製品の例は、VevoVitall(登録商標)(DSM Nutritional Products)、Amasil(登録商標)、Luprisil(登録商標)、Lupro−Grain(登録商標)、Lupro−Cid(登録商標)、Lupro−Mix(登録商標)(BASF)、n−Butyric Acid AF(OXEA)およびAdimix Precision(Nutriad)である。
プレミックス
本明細書で上記に例示したとおりの飼料添加物の組成物を動物飼料、例えば家禽飼料に混入させることは、実際には濃縮物またはプレミックスを使用して行われる。プレミックスは、1つ以上のマイクロ原料と希釈剤および/またはキャリアとの好ましくは均一な混合物を意味する。プレミックスは、より大きい混合物中におけるマイクロ原料の一様な分布を促進するために用いられる。本発明に係るプレミックスは飼料原料または飲用水に固形分として(例えば水溶性粉末として)または液体として加えることができる。
アミノ酸
本発明の組成物は1つ以上のアミノ酸をさらに含み得る。動物飼料中に使用されるアミノ酸の例は、リジン、アラニン、β−アラニン、スレオニン、メチオニンおよびトリプトファンである。一実施形態において、アミノ酸の量は、組成物の重量を基準として0.001%〜10%である。
ビタミンおよびミネラル
別の実施形態において、動物飼料は、1つ以上の脂溶性ビタミンおよび/または1つ以上の水溶性ビタミンなど、1つ以上のビタミンを含み得る。別の実施形態において、動物飼料は、任意選択で、1つ以上の微量ミネラルおよび/または1つ以上の多量ミネラルなど、1つ以上のミネラルを含み得る。
通常、脂溶性および水溶性ビタミン、ならびに微量ミネラルは、飼料への添加が意図されるいわゆるプレミックスの一部を形成し、一方、多量ミネラルは、通常は飼料に別途添加される。
脂溶性ビタミンの非限定的な例としては、ビタミンA、ビタミンD3、ビタミンE、およびビタミンK、例えばビタミンK3が挙げられる。
水溶性ビタミンの非限定的な例としては、ビタミンC、ビタミンB12、ビオチンおよびコリン、ビタミンB1、ビタミンB2、ビタミンB6、ナイアシン、葉酸およびパントテン酸、例えば、Ca−D−パントテン酸が挙げられる。
微量ミネラルの非限定的な例としては、ホウ素、コバルト、塩化物、クロム、銅、フッ化物、ヨウ素、鉄、マンガン、モリブデン、ヨウ素、セレンおよび亜鉛が挙げられる。
多量ミネラルの非限定的な例としては、カルシウム、マグネシウム、リン、カリウムおよびナトリウムが挙げられる。
一実施形態において、ビタミンの量は、組成物の重量を基準として0.001%〜10%である。一実施形態において、ミネラルの量は、組成物の重量を基準として0.001%〜10%である。
これらの成分の(家禽および子ブタ/ブタを例とした)栄養所要量は、国際公開第01/58275号パンフレットの表Aに挙げられている。栄養所要量とは、これらの成分が指示される濃度で餌に供給されなければならないことを意味する。
代替として、本発明の動物飼料添加物は、国際公開第01/58275号パンフレットの表Aに指定される個別成分のうちの少なくとも1つを含む。少なくとも1つとは、1、または2、または3、または4など、最大13全て、または最大15全ての個別成分のうちのいずれか、そのうちの1つ以上を意味する。より具体的には、この少なくとも1つの個別成分は、表Aの第4列、または第5列、または第6列に指示される範囲内の飼料中濃度を提供するような量で本発明の添加剤に含まれる。
さらに別の実施形態において、本発明の動物飼料添加物は、以下のビタミンのうちの少なくとも1つを含み、好ましくは以下の表1に指定される範囲内の飼料中濃度を(それぞれ子ブタの餌、およびブロイラーの餌について)提供する。
Figure 2019524081
他の飼料原料
本発明の組成物は、着色剤、安定剤、成長改良添加剤およびアロマ化合物/フレーバー、多価不飽和脂肪酸(PUFA);活性酸素発生種、抗酸化剤、抗菌ペプチド、抗真菌ポリペプチドおよびマイコトキシン管理化合物をさらに含み得る。
着色剤の例は、βカロチン、アスタキサンチン、およびルテインなどのカロテノイド類である。
アロマ化合物/フレーバーの例は、クレオソール、アネトール、デカラクトン、ウンデカラクトンおよび/またはドデカラクトン、イオノン類、イロン、ギンゲロール、ピペリジン、プロピリデンフタリド(propylidene phatalide)、ブチリデンフタリド(butylidene phatalide)、カプサイシンおよびタンニンである。
抗菌ペプチド(AMP)の例は、国際公開第03/044049号パンフレットおよび国際公開第03/048148号パンフレットに開示される化合物およびポリペプチドを含め、CAP18、ロイコシンA(Leucocin A)、トリトルプチシン、プロテグリン−1、タナチン、デフェンシン、ラクトフェリン、ラクトフェリシン、およびノビスピリン(Robert Lehrer,2000)などのオビスピリン、プレクタシン類、およびスタチン類、ならびに抗菌活性を保持している上記の変異体または断片である。
抗真菌ポリペプチド(AFP)の例は、国際公開第94/01459号パンフレットおよび国際公開第02/090384号パンフレットに開示されるとおりの、アスペルギルス・ギガンテウス(Aspergillus giganteus)、およびアスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)ペプチド、ならびに抗真菌活性を保持しているその変異体および断片である。
多価不飽和脂肪酸の例は、アラキドン酸、ドコサヘキサエン酸(docosohexaenoic acid)、エイコサペンタエン酸およびγ−リノール酸など、C18、C20およびC22多価不飽和脂肪酸である。
活性酸素発生種の例は、過ホウ酸塩、過硫酸塩、または過炭酸塩などの化学物質;およびオキシダーゼ、オキシゲナーゼまたはシンテターゼ(syntethase)などの酵素である。
抗酸化剤を使用して、発生し得る活性酸素種の数を制限し、活性酸素種レベルを抗酸化剤と均衡させることができる。
動物飼料中にはデオキシニバレノール、アフラトキシン、ゼアラレノンおよびフモニシンなどのマイコトキシンが見られることもあり、負の(nmegative)動物性能または病気をもたらし得る。マイコトキシンの失活によるか、またはマイコトキシンの結合によるなどしてマイコトキシンレベルを管理し得る化合物を飼料に添加して、これらの負の効果を改善することができる。マイコトキシン管理化合物の例は、Vitafix(登録商標)、Vitafix Ultra(Nuscience)、Mycofix(登録商標)、Mycofix(登録商標)Secure、FUMzyme(登録商標)、Biomin(登録商標)BBSH、Biomin(登録商標)MTV(Biomin)、Mold−Nil(登録商標)、Toxy−Nil(登録商標)およびUnike(登録商標)Plus(Nutriad)である。
植物
本発明はまた、回収可能な量でポリペプチドまたはドメインを発現および生成するように、本発明のポリヌクレオチドを含む単離された植物、例えば、トランスジェニック植物、植物部分、または植物細胞に関する。ポリペプチドまたはドメインは、植物または植物部分から回収することができる。あるいは、ポリペプチドまたはドメインを含む植物または植物部分は、食品または飼料の品質を改善する、例えば、栄養価、嗜好性および流体学的性質を高めるように、または非栄養因子を破壊するために用いられる。
トランスジェニック植物は、双子葉(dicot)または単子葉(monocot)であってよい。単子葉植物の例としては、牧草(ブルーグラス、ポア(Poa))などのイネ科牧草、フェツカ(Festuca)、ドクムギ(Lolium)などの飼料草、ヌカボ(Argostis)などの寒地型牧草、ならびに例えば、コムギ、オーツムギ、ライムギ、オオムギ、イネ、モロコシ、およびトウモロコシ(コーン)が挙げられる。
双子葉植物の例としては、タバコ、ルピナスなどのマメ科、ジャガイモ、テンサイ、エンドウマメ、インゲンマメおよびダイズ、ならびに例えば、カリフラワー、ナタネなどのアブラナ科植物(アブラナ科(Brassicaceae))、およびごく近縁のモデル生物:シロイロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana)がある。
植物部分の例としては、茎、カルス、葉、根、果実、種子、および塊茎、ならびにこれらの部分を含む個々の組織、例えば、表皮、葉肉、柔組織、維管束組織、分裂組織が挙げられる。
植物細胞および特定の植物細胞区分、例えば、葉緑体、アポプラスト、ミトコンドリア、液胞、ペルオキシソームおよび細胞質も植物部分であると考えられる。
さらに、このような植物、植物部分および植物細胞の子孫も本発明の範囲に含まれる。
当分野では公知の方法により、ポリペプチドまたはドメインを発現するトランスジェニック植物または植物細胞を構築してもよい。
本発明はまた、本発明のポリペプチドまたはドメインを生成する方法にも関し、この方法は、(a)ポリペプチドまたはドメインの生成を可能にする条件下で、ポリペプチドまたはドメインをコードするポリヌクレオチドを含むトランスジェニック植物もしくは植物部分を培養するステップ;および(b)ポリペプチドまたはドメインを回収するステップを含む。
使用
本発明はまた、例えば、動物飼料、発酵製品の作製方法、およびベーキングへのキシラナーゼ変異体、またはその組成物の使用方法にも関する。本発明はまた、例えば以下に記載するものなど、キシラナーゼ変異体、またはその組成物の使用方法にも関する。
動物飼料への使用
本発明はまた、動物飼料へのキシラナーゼ変異体の使用方法にも関する。
用語の動物には、あらゆる動物が含まれる。動物の例は、非反芻動物、および反芻動物である。反芻動物には、例えば、ヒツジ、ヤギ、およびウシ、例えば、肉牛、乳牛、および幼若子牛などの動物が含まれる。詳細な実施形態において、動物は非反芻動物である。非反芻動物には、単胃動物、例えばブタ(pig)またはブタ(swine)(限定はされないが、子ブタ、成長期ブタ、および雌ブタを含む);シチメンチョウ、アヒルおよびニワトリなどの家禽(限定はされないが、ブロイラーヒヨコ、産卵鶏を含む);ウマ(限定はされないが、熱血種、冷血種および温血種を含む)、幼若子牛;および魚類(限定はされないが、サケ、マス、テラピア、ナマズおよびコイを含む;および甲殻類(限定はされないが、コエビおよびクルマエビを含む)が含まれる。
本発明に係る使用において、キシラナーゼ変異体は餌の前、後、またはそれと同時に動物に与えられてもよい。後者が好ましい。
詳細な実施形態において、キシラナーゼ変異体が飼料または動物飼料添加物に添加される形態は、明確に規定されている。明確に規定されているとは、キシラナーゼおよび/またはアラビノフラノシダーゼ調製物が、サイズ排除クロマトグラフィーによって決定したとき少なくとも50%の純度であることを意味する(国際公開第01/58275号パンフレットの実施例12を参照)。他の詳細な実施形態において、キシラナーゼおよび/またはアラビノフラノシダーゼ調製物は、この方法によって決定したとき少なくとも60、70、80、85、88、90、92、94、または少なくとも95%の純度である。
明確に規定されたキシラナーゼ調製物は有利である。例えば、妨害または汚染する他のキシラナーゼを本質的に含まないキシラナーゼの飼料に対する正確な用量投与が、はるかに容易である。正確な用量投与という用語は、詳細には、一貫した不変の結果を達成するという目的、および所望の効果に基づき投与量を最適化可能であることを指す。
しかしながら、動物飼料における使用には、キシラナーゼはそれほど高純度でなくてもよい;例えば他の酵素を含んでもよく、その場合、それはキシラナーゼ調製物と称され得る。
キシラナーゼ調製物は、(a)飼料に直接添加されてもよく、または(b)後に飼料に添加される(または処理過程で使用される)飼料添加物またはプレミックスなどの1つ以上の中間組成物の生産において使用されてもよい。上記に記載する純度は、上記の(a)または(b)のいずれに従い使用されるかに関わらず、元のキシラナーゼ調製物の純度を指す。
動物飼料の栄養価を向上させる方法
本発明はさらに、キシラナーゼ変異体を飼料に添加することを含む、キビ亜科(Panicoideae)からの植物系材料を含む動物飼料の栄養価を向上させる方法に関する。
動物飼料の栄養価を向上させるという用語は、飼料中の栄養素のアベイラビリティを向上させることを意味する。栄養価とは、詳細には、飼料のアラビノキシラン含有画分(例えば、ヘミセルロースなど)の可溶化および分解を向上させて、それにより極めて扱い難いヘミセルロースで構成された細胞壁を有する胚乳にある細胞からの栄養素の放出の増加をもたらすことを指す。結果的に、アラビノキシランオリゴマーの放出増加は細胞壁の破壊を示し、結果として飼料の栄養価が向上し、増加した成長率および/または増体量および/または飼料要求率(すなわち、増体量に対する摂取飼料重量)がもたらされる。加えてアラビノキシランオリゴマー放出は、これらの成分それ自体の直接の利用、または後腸に容易に吸収されてエネルギー代謝に利用され得る短鎖脂肪酸の産生につながる後腸内での細菌発酵による利用のいずれの向上ももたらす。
動物性能を向上させる方法
本発明はさらに、キシラナーゼ変異体およびキビ亜科(Panicoideae)からの植物系材料を1匹以上の動物に投与することを含む、動物の1つ以上の性能パラメータを向上させる方法に関する。
キビ亜科(Panicoideae)からの植物系材料はキシラナーゼ変異体と一緒に、または別個に投与されてもよい。キシラナーゼ変異体は組成物または動物飼料添加物として投与されてもよい。ある実施形態において、キビ亜科(Panicoideae)からの植物系材料は、トウモロコシ、コーン、モロコシ、スイッチグラス、キビ、トウジンビエ、アワまたは加工形態、例えば、粉砕コーン、粉砕トウモロコシ、脱脂トウモロコシ、脱脂・脱デンプントウモロコシ、粉砕モロコシ、粉砕スイッチグラス、粉砕キビ、粉砕アワ、粉砕トウジンビエ、またはこれらの任意の組み合わせである。さらなる実施形態において、キビ亜科(Panicoideae)からの植物系材料は、植物の種子画分(胚乳および/または殻など)からのものである。
ある実施形態において、動物の性能の向上は増体量の増加である。別の実施形態において、向上は飼料要求率の向上である。さらなる実施形態において、向上は飼料効率の増加である。さらなる実施形態において、向上は増体量の増加および/または飼料要求率の向上および/または飼料効率の増加である。
植物系材料からのキシランを可溶化する方法
本発明はさらに、例えば、キビ亜科(Panicoideae)からの植物系材料に見られる立体障害性アラビノキシランのキシロース主鎖を分解し、それによりアラビノースおよびキシロースとして計測されるアラビノキシランをより多量に可溶化することによる、植物系材料からのキシランを可溶化する方法に関する。分解の増加、およびそれによるアラビノースおよびキシロース放出の増加は、キビ亜科(Panicoideae)からの植物系材料を使用する多くの産業に利点をもたらし得る。
未処理植物材料中に存在するデンプンの量が、アラビノキシランの有意な可溶化の検出を困難にする。従って置換度への影響なく植物材料中に存在するデンプンおよび脂肪が除去されているモデル基質を使用して、公知の先行技術の併用と比べて向上した酵素併用の決定を支援することができる。1つのモデル基質は脱脂・脱デンプントウモロコシ(DFDSM)であり、本実施例に記載されるとおり調製することができる。モデル基質が強酸性または塩基性条件または高温を用いて調製されないことが重要であり、なぜならかかる条件は、キシラン主鎖に存在する側鎖炭水化物分子および/またはエステル基を除去し得るためである。これらの側鎖基が除去される場合、錯体形成能および置換度が低下し、公知の解決法によって容易に分解されるアラビノキシラン材料がもたらされることになる。バイオマス変換において熱、酸および/または塩基による前処理が用いられるのは、この理由による。
アラビノキシランの可溶化を計測するためには、可溶性アラビノキシランを酸で加水分解し、すると上清中にキシロースおよびアラビノースが放出される。次に、例えば本明細書に記載されるとおりHPLC方法を用いてこのキシロースおよびアラビノースを検出する。アラビノキシランの可溶化度が高いほど、酸加水分解時に放出されるキシロースおよびアラビノースの量が多くなる。アラビノキシランの可溶化が高まることにより細胞壁が開き、内部に閉じ込められているデンプンおよびタンパク質などの栄養素が放出され得るものと考えられる。デンプンおよび他の栄養素の放出により動物性能の向上がもたらされ、および/または動物飼料の栄養価が向上し得る。
ある実施形態において、脱脂・脱デンプントウモロコシ(DFDSM)1グラム当たり20μgのキシラナーゼ変異体および40℃、pH5で2.5時間のインキュベーションの反応条件下でこの方法が実施されたとき、パーセンテージ可溶化キシランは少なくとも4%である。
別の実施形態において、脱脂・脱デンプントウモロコシ(DFDSM)1グラム当たり20μgのキシラナーゼ変異体および40℃、pH5で2.5時間のインキュベーションの反応条件下でこの方法が実施されたとき、キシラナーゼ変異体はキビ亜科(Panicoideae)からの植物系材料から少なくとも7%の可溶化キシランを可溶化する。
より好ましい実施形態において、脱脂・脱デンプントウモロコシ(DFDSM)1グラム当たり20μgのキシラナーゼ変異体および40℃、pH5で2.5時間のインキュベーションの反応条件下でこの方法が実施されたとき、キシラナーゼ変異体はキビ亜科(Panicoideae)からの植物系材料から少なくとも9.5%の可溶化キシランを可溶化する。
デンプンを放出させる方法
本発明はさらに、キビ亜科(Panicoideae)からの植物系材料をキシラナーゼ変異体で処理することを含む、植物系材料からデンプンを放出させる方法に関する。
発酵産物の作製方法
非糊化デンプン含有材料からの発酵産物の作製方法
本発明はまた、デンプン含有材料の糊化なしに(すなわち蒸煮なしに)デンプン含有材料から発酵産物を作製する方法にも関する(多くの場合に「生デンプン加水分解」法と称される)。エタノールなどの発酵産物は、デンプン含有材料および水を含有する水性スラリーを液化させることなく作製することができる。一実施形態において、本発明の方法は、糊化開始温度未満で、好ましくはα−アミラーゼおよび/または炭水化物源発生酵素の存在下において、(例えば粉砕した)デンプン含有材料、例えば粒状デンプンを糖化して、好適な発酵生物により発酵させて発酵産物にすることのできる糖類を作製することを含む。この実施形態において、所望の発酵産物、例えばエタノールは、糊化されていない(すなわち未蒸煮の)、好ましくは粉砕された穀物粒、例えばコーンから作製される。
従って、一態様において、本発明は、デンプン含有材料から発酵産物を作製する方法であって、デンプン含有材料の糖化および発酵を同時に、前記デンプン含有材料の糊化開始温度未満の温度で、本発明の変異体プロテアーゼの存在下において、炭水化物源発生酵素および発酵生物を使用して行うことを含む方法に関する。糖化および発酵はまた、分けてもよい。従って別の態様において、本発明は、以下のステップ:
(i)糊化開始温度未満の温度で炭水化物源発生酵素、例えばグルコアミラーゼを使用してデンプン含有材料を糖化させるステップ;および
(ii)発酵生物を使用して発酵させるステップ;
を含む、発酵産物を作製する方法に関し、ここでステップ(i)は、少なくともグルコアミラーゼおよび本発明のキシラナーゼ変異体を使用して行われる。
一実施形態では、ステップ(i)にαアミラーゼ、詳細には真菌α−アミラーゼもまた加えられる。ステップ(i)および(ii)は同時に実施されてもよい。
糊化デンプン含有材料から発酵産物を作製する方法
この態様において、本発明は、デンプン含有材料から発酵産物、特にエタノールを作製する方法に関し、この方法は、液化ステップおよび順次または同時に実施される糖化および発酵ステップを含む。結果的に、本発明は、
(a)α−アミラーゼの存在下でデンプン含有材料を液化させるステップ;
(b)ステップ(a)で得られた液化材料を炭水化物源発生酵素を使用して糖化させるステップ;
(c)発酵生物を使用して発酵させるステップ
を含む、デンプン含有材料から発酵産物を作製する方法に関し;ここでステップa)、b)および/またはc)の間に本発明のキシラナーゼ変異体が存在する。
スラリーは糊化温度を上回るまで加熱し、α−アミラーゼ変異体を添加して液化(減粘)を開始させてもよい。ある実施形態では、ステップ(a)でα−アミラーゼに供する前に、スラリーをジェット蒸煮することによりスラリーをさらに糊化させてもよい。液化は、ある実施形態では、三段階ホットスラリー法として行われ得る。スラリーがpH4〜6、詳細にはpH4.5〜5.5で60〜95℃、好ましくは70〜90℃、例えば好ましくは80〜85℃に加熱され、α−アミラーゼ変異体が任意選択でプルラナーゼおよび/またはプロテアーゼ、好ましくはメタロプロテアーゼと共に添加されて液化(減粘)が開始される。液化プロセスは、通常はpH4〜6、詳細にはpH4.5〜5.5で行われる。糖化ステップ(b)は当該技術分野において周知の条件を用いて行われてもよい。例えば、全糖化プロセスは最長約24〜約72時間続き得るが、しかしながら、温度30〜65℃、典型的には約60℃で典型的には40〜90分の前糖化を行うのみで、続いて並行複発酵法(SSF法)で発酵中に完全に糖化させることが一般的である。糖化は、典型的には、20〜75℃、詳細には40〜70℃、典型的には約60℃の温度、およびpH4〜5、通常は約pH4.5で行われる。発酵産物、特にエタノールの作製に最も広く用いられている方法は並行複発酵(SSF)法であり、ここでは糖化に関して保留する段階がなく、つまり、酵母などの発酵生物と酵素とが一緒に添加され得る。SSFは典型的には、25℃〜40℃、例えば28℃〜35℃、例えば30℃〜34℃、好ましくは約32℃前後の温度で行われ得る。ある実施形態において発酵は6〜120時間、詳細には24〜96時間継続する。
デンプン含有材料
本発明の方法では、任意の好適なデンプン含有出発物質が用いられてもよい。出発物質は、概して所望の発酵産物に基づき選択される。本発明の方法における使用に好適なデンプン含有出発物質の例としては、オオムギ、マメ、キャッサバ、穀類、コーン、ミロ、エンドウマメ、ジャガイモ、コメ、ライムギ、サゴ、モロコシ、サツマイモ、タピオカ、コムギ、および全粒、またはこれらの任意の混合物が挙げられる。デンプン含有材料はまた、蝋様または非蝋様タイプのコーンおよびオオムギであってもよい。好ましい実施形態において、デンプン含有材料はコーンである。好ましい実施形態において、デンプン含有材料はコムギである。
発酵産物
用語「発酵産物」は、発酵生物を使用して発酵させることを含む方法またはプロセスにより作製される産物を意味する。発酵産物としては、アルコール類(例えば、エタノール、メタノール、ブタノール);有機酸(例えば、クエン酸、酢酸、イタコン酸、乳酸、コハク酸、グルコン酸);ケトン類(例えば、アセトン);アミノ酸(例えば、グルタミン酸);ガス(例えば、HおよびCO);抗生物質(例えば、ペニシリンおよびテトラサイクリン);酵素;ビタミン類(例えば、リボフラビン、B12、βカロチン);およびホルモン類が挙げられる。好ましい実施形態において、発酵産物はエタノール、例えば、燃料エタノール;飲用エタノール、すなわち、飲用に適した中性スピリッツ;または飲用アルコール産業(例えば、ビールおよびワイン)、乳業(例えば、発酵乳製品)、皮革産業およびタバコ産業で使用される工業用エタノールまたは産物である。好ましいビールタイプには、エール、シュタウト、ポーター、ラガー、ビター、モルトリカー、発泡酒、高アルコールビール、低アルコールビール、低カロリービールまたはライトビールが含まれる。ある実施形態において発酵産物はエタノールである。
発酵生物
用語「発酵生物」は、所望の発酵産物の作製に好適な、酵母および糸状菌などの細菌および真菌生物を含めた任意の生物を指す。好適な発酵生物は、アラビノース、フルクトース、グルコース、マルトース、マンノース、またはキシロースなどの発酵性糖を直接または間接的に所望の発酵産物に発酵させる、すなわち変換することが可能である。
発酵生物の例としては、酵母などの真菌生物が挙げられる。好ましい酵母としては、サッカロミセス属(Saccharomyces)、詳細にはサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)またはサッカロミセス・ウバルム(Saccharomyces uvarum)の株;ピキア属(Pichia)、詳細にはピキア・スチピチス(Pichia stipitis)CBS 5773などのピキア・スチピチス(Pichia stipitis)またはピキア・パストリス(Pichia pastoris)の株;カンジダ属(Candida)、詳細にはカンジダ・アラビノフェルメンタンス(Candida arabinofermentans)、カンジダ・ボイジニ(Candida boidinii)、カンジダ・ジッデンシイ(Candida diddensii)、カンジダ・シェハテ(Candida shehatae)、カンジダ・ソノレンシス(Candida sonorensis)、カンジダ・トロピカリス(Candida tropicalis)、またはカンジダ・ウチリス(Candida utilis)の株が挙げられる。他の発酵生物としては、ハンゼヌラ属(Hansenula)、詳細にはハンゼヌラ・アノマラ(Hansenula anomala)またはハンゼヌラ・ポリモルファ(Hansenula polymorpha)の株;クルイベロミセス属(Kluyveromyces)、詳細にはクルイベロミセス・フラギリス(Kluyveromyces fragilis)またはクルイベロミセス・マルクシアヌス(Kluyveromyces marxianus)の株;およびシゾサッカロミセス属(Schizosaccharomyces)、詳細にはシゾサッカロミセス・ポンベ(Schizosaccharomyces pombe)の株が挙げられる。
ある実施形態において、発酵生物は、例えばサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)の株など、C6糖発酵生物である。
ある実施形態において、発酵生物は、例えばサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)の株など、C5糖発酵生物である。
発酵
発酵条件は、例えば、植物材料の種類、利用可能な発酵性糖、1つまたは複数の発酵生物および/または所望の発酵産物に基づき決定される。当業者は好適な発酵条件を容易に決定することができる。発酵は、従来用いられている条件で行われ得る。好ましい発酵プロセスは嫌気性プロセスである。
例えば、発酵は75℃もの高い温度、例えば40〜70℃、例えば50〜60℃で行われてもよい。しかしながら、ほぼ室温(約20℃)に至るまでの大幅に低い最適温度の細菌もまた公知である。好適な発酵生物の例については、上記の「発酵生物」の節を参照することができる。
酵母を使用したエタノール作製には、発酵は24〜96時間、詳細には35〜60時間続き得る。ある実施形態において、発酵は20〜40℃、好ましくは26〜34℃、詳細には約32℃の温度で行われる。ある実施形態において、pHはpH3〜6、好ましくは約pH4〜5である。
ベーキングにおける使用
本発明は、本発明のキシラナーゼ変異体を生地に混入させることを含む生地の調製方法を開示する。
語句「生地に混入させる」は、本明細書では、生地、生地を作る元になる任意の原料、および/または生地を作る元になる生地原料の任意の混合物にキシラナーゼ変異体を添加することとして定義される。
換言すれば、キシラナーゼ変異体は生地調製のいかなる段階で添加されてもよく、一段階、二段階、またはそれより多い段階で添加されてもよい。キシラナーゼ変異体は、当該技術分野において周知の方法を用いて、こねて焼かれる生地の原料に添加されてもよい。
用語「生地」は、本明細書では、こねる、または延ばすのに十分な固さのある穀粉および他の原料の混合物として定義される。
生地は、コムギ、オオムギ、ライムギ、エンバク、トウモロコシ、モロコシ、コメ、キビ、およびこれらの任意の混合物を含め、任意の穀物粒に由来する穀粉を含み得る。
生地はまた、他の従来の生地原料、例えば、粉乳、グルテン、およびダイズなどのタンパク質;卵(全卵、卵黄、または卵白のいずれか);アスコルビン酸、臭素酸カリウム、ヨウ素酸カリウム、アゾジカルボンアミド(ADA)または過硫酸アンモニウムなどの酸化剤;L−システインなどのアミノ酸;デンプン;および/または塩化ナトリウム、酢酸カルシウム、硫酸ナトリウムまたは硫酸カルシウムなどの塩も含み得る。デンプンは、コムギデンプン、コーンスターチ、トウモロコシデンプン、タピオカデンプン、キャッサバデンプン、ジャガイモデンプン;および/またはスクロース、ショ糖、ラクトース、または高フルクトースコーンシロップなどの糖であってもよい。
生地は、粒状脂肪またはショートニングなどの脂肪(トリグリセリド)を含み得る。
生地は、生、冷凍、またはパーベーキング(プレベーキング)であってもよい。
生地は、通常どおり膨化させた生地または膨化に供される生地である。生地は、化学的膨化剤、例えば重炭酸ナトリウムを添加することによるか、または(生地を発酵させる)膨剤を添加することによるなど様々な方法で膨化させてもよく、しかし、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)の培養物(パン酵母)、例えば、市販のS.セレビシエ(S.cerevisiae)株など、好適な酵母培養物を添加することにより生地を膨化させることが好ましい。
ベークド製品
本発明はまた、ソフトまたはクリスピーな性質の、およびホワイト、ライトまたはダークタイプの、生地(食物繊維入り生地など)からのベークド製品または蒸し製品の調製方法にも関する。
ベークド製品の例は、典型的にはローフ型またはロール型のパン、角型食パン、トーストパン、蓋ありおよび蓋なし角型食パン、バンズ、ハンバーガー用バンズ、ロールパン、フランスパン、黒パン、全粒パン、リッチブレッド、ふすまパン、フラットブレッド、トルティーヤ、ピタパン、アラビアパン、ナン、蒸しパン、およびこれらの任意の変種である。
本発明の好ましい実施形態
本発明の好ましい実施形態を以下の一組の項目に記載する。
1.配列番号1の位置24、26、36、37、60、71、74、75、76、124、133、155、167、208、317、および321に対応する1つ以上の位置に置換を含む、キシラナーゼ変異体であって、キシラナーゼ活性を有し、および配列番号1、2、3、4、5または6に対して、少なくとも60%、例えば、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、または少なくとも99%であるが、100%未満の配列同一性を有する、キシラナーゼ変異体。
2.配列番号1に対して少なくとも60%、例えば、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、または少なくとも99%であるが、100%未満の配列同一性を有する、項目1のキシラナーゼ変異体。
3.配列番号2に対して少なくとも60%、例えば、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、または少なくとも99%であるが、100%未満の配列同一性を有する、項目1または2のキシラナーゼ変異体。
4.配列番号3に対して少なくとも60%、例えば、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、または少なくとも99%であるが、100%未満の配列同一性を有する、項目1〜3のいずれかのキシラナーゼ変異体。
5.配列番号4に対して少なくとも60%、例えば、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、または少なくとも99%であるが、100%未満の配列同一性を有する、項目1〜4のいずれかのキシラナーゼ変異体。
6.配列番号5に対して少なくとも60%、例えば、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、または少なくとも99%であるが、100%未満の配列同一性を有する、項目1〜5のいずれかのキシラナーゼ変異体。
7.配列番号6に対して少なくとも60%、例えば、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、または少なくとも99%であるが、100%未満の配列同一性を有する、項目1〜6のいずれかのキシラナーゼ変異体。
8.変異体が単離されている、項目1〜7のいずれかのキシラナーゼ変異体。
9.親キシラナーゼの変異体である、項目1〜8のいずれかのキシラナーゼ変異体であって、親キシラナーゼが配列番号1に対して、少なくとも60%、例えば、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%または100%の配列同一性を有する、キシラナーゼ変異体。
10.親キシラナーゼが配列番号1のアミノ酸配列を含むか、またはこれから成り、または配列番号1の断片であって、キシラナーゼ活性を有する断片である、項目9のキシラナーゼ変異体。
11.親キシラナーゼの変異体である、項目1〜8のいずれかのキシラナーゼ変異体であって、親キシラナーゼが配列番号2に対して、少なくとも60%、例えば、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%または100%の配列同一性を有する、キシラナーゼ変異体。
12.親キシラナーゼが配列番号2のアミノ酸配列を含むか、またはこれから成り、または配列番号2の断片であって、キシラナーゼ活性を有する断片である、項目11のキシラナーゼ変異体。
13.親キシラナーゼの変異体である、項目1〜8のいずれかのキシラナーゼ変異体であって、親キシラナーゼが配列番号3に対して、少なくとも60%、例えば、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%または100%の配列同一性を有する、キシラナーゼ変異体。
14.親キシラナーゼが配列番号3のアミノ酸配列を含むか、またはこれから成り、または配列番号3の断片であって、キシラナーゼ活性を有する断片である、項目13のキシラナーゼ変異体。
15.親キシラナーゼの変異体である、項目1〜8のいずれかのキシラナーゼ変異体であって、親キシラナーゼが配列番号4に対して、少なくとも60%、例えば、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%または100%の配列同一性を有する、キシラナーゼ変異体。
16.親キシラナーゼが配列番号4のアミノ酸配列を含むか、またはこれから成り、または配列番号4の断片であって、キシラナーゼ活性を有する断片である、項目15のキシラナーゼ変異体。
17.親キシラナーゼの変異体である、項目1〜8のいずれかのキシラナーゼ変異体であって、親キシラナーゼが配列番号5に対して、少なくとも60%、例えば、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%または100%の配列同一性を有する、キシラナーゼ変異体。
18.親キシラナーゼが配列番号5のアミノ酸配列を含むか、またはこれから成り、または配列番号5の断片であって、キシラナーゼ活性を有する断片である、項目17のキシラナーゼ変異体。
19.親キシラナーゼの変異体である、項目1〜8のいずれかのキシラナーゼ変異体であって、親キシラナーゼが配列番号6に対して、少なくとも60%、例えば、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%または100%の配列同一性を有する、キシラナーゼ変異体。
20.親キシラナーゼが配列番号6のアミノ酸配列を含むか、またはこれから成り、または配列番号6の断片であって、キシラナーゼ活性を有する断片である、項目19のキシラナーゼ変異体。
21.親キシラナーゼのアミノ酸配列に対して少なくとも60%、例えば、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%の同一性、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、または少なくとも99%であるが、100%未満の配列同一性を有する、項目1〜20のいずれかのキシラナーゼ変異体。
22.親キシラナーゼが、分類上の目、バチルス目(Bacillales)、好ましくは分類上の科、バチルス科(Bacillaceae)から得られる、または得ることが可能である、項目1〜21のいずれかのキシラナーゼ変異体。
23.親キシラナーゼが、分類上の属、枯草菌(Bacillus subtilis)、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefaciens)、バチルス・リケニフォルミス(Bacillus licheniformis)またはパエニバチルス・パブリ(Paenibacillus pabuli)から得られる、または得ることが可能である、項目1〜22のいずれかのキシラナーゼ変異体。
24.改変の数が1〜20、例えば、1〜10および1〜5、例えば、1、2、3、4、5、6、7、8、9または10の改変である、項目1〜20のいずれかのキシラナーゼ変異体。
25.位置24に対応する位置に置換を含む、項目1〜24のいずれかのキシラナーゼ変異体。
26.置換が、Ala、Arg、Asn、Asp、Cys、Gln、Glu、Gly、His、Ile、Leu、Lys、Met、Phe、Pro、Ser、Thr、Trp、Tyr、またはVal、詳細にはTrpによるものである、項目25のキシラナーゼ変異体。
27.位置26に対応する位置に置換を含む、項目1〜26のいずれかのキシラナーゼ変異体。
28.置換が、Ala、Arg、Asn、Asp、Cys、Gln、Glu、Gly、His、Ile、Leu、Lys、Met、Phe、Pro、Ser、Thr、Trp、Tyr、またはVal、詳細にはGluによるものである、項目27のキシラナーゼ変異体。
29.位置36に対応する位置に置換を含む、項目1〜28のいずれかのキシラナーゼ変異体。
30.置換が、Ala、Arg、Asn、Asp、Cys、Gln、Glu、Gly、His、Ile、Leu、Lys、Met、Phe、Pro、Ser、Thr、Trp、Tyr、またはVal、詳細にはLeuまたはThrによるものである、項目29のキシラナーゼ変異体。
31.位置37に対応する位置に置換を含む、項目1〜30のいずれかのキシラナーゼ変異体。
32.置換が、Ala、Arg、Asn、Asp、Cys、Gln、Glu、Gly、His、Ile、Leu、Lys、Met、Phe、Pro、Ser、Thr、Trp、Tyr、またはVal、詳細にはLeuまたはThrによるものである、項目31のキシラナーゼ変異体。
33.位置60に対応する位置に置換を含む、項目1〜32のいずれかのキシラナーゼ変異体。
34.置換が、Ala、Arg、Asn、Asp、Cys、Gln、Glu、Gly、His、Ile、Leu、Lys、Met、Phe、Pro、Ser、Thr、Trp、Tyr、またはVal、詳細にはAsnによるものである、項目33のキシラナーゼ変異体。
35.位置71に対応する位置に置換を含む、項目1〜34のいずれかのキシラナーゼ変異体。
36.置換が、Ala、Arg、Asn、Asp、Cys、Gln、Glu、Gly、His、Ile、Leu、Lys、Met、Phe、Pro、Ser、Thr、Trp、Tyr、またはVal、詳細にはIle、Leu、またはThrによるものである、項目35のキシラナーゼ変異体。
37.位置74に対応する位置に置換を含む、項目1〜36のいずれかのキシラナーゼ変異体。
38.置換が、Ala、Arg、Asn、Asp、Cys、Gln、Glu、Gly、His、Ile、Leu、Lys、Met、Phe、Pro、Ser、Thr、Trp、Tyr、またはVal、詳細にはIleまたはLeuによるものである、項目37のキシラナーゼ変異体。
39.位置75に対応する位置に置換を含む、項目1〜38のいずれかのキシラナーゼ変異体。
40.置換が、Ala、Arg、Asn、Asp、Cys、Gln、Glu、Gly、His、Ile、Leu、Lys、Met、Phe、Pro、Ser、Thr、Trp、Tyr、またはVal、詳細にはAsn、Glu、Leu、またはThrによるものである、項目39のキシラナーゼ変異体。
41.位置76に対応する位置に置換を含む、項目1〜40のいずれかのキシラナーゼ変異体。
42.置換が、Ala、Arg、Asn、Asp、Cys、Gln、Glu、Gly、His、Ile、Leu、Lys、Met、Phe、Pro、Ser、Thr、Trp、Tyr、またはVal、詳細にはLeuによるものである、項目41のキシラナーゼ変異体。
43.位置124に対応する位置に置換を含む、項目1〜42のいずれかのキシラナーゼ変異体。
44.置換が、Ala、Arg、Asn、Asp、Cys、Gln、Glu、Gly、His、Ile、Leu、Lys、Met、Phe、Pro、Ser、Thr、Trp、Tyr、またはVal、詳細にはTyrによるものである、項目43のキシラナーゼ変異体。
45.位置133に対応する位置に置換を含む、項目1〜44のいずれかのキシラナーゼ変異体。
46.置換が、Ala、Arg、Asn、Asp、Cys、Gln、Glu、Gly、His、Ile、Leu、Lys、Met、Phe、Pro、Ser、Thr、Trp、Tyr、またはVal、詳細にはIleによるものである、項目45のキシラナーゼ変異体。
47.位置155に対応する位置に置換を含む、項目1〜46のいずれかのキシラナーゼ変異体。
48.置換が、Ala、Arg、Asn、Asp、Cys、Gln、Glu、Gly、His、Ile Leu、Lys、Met、Phe、Pro、Ser、Thr、Trp、Tyr、またはVal、詳細にはMetによるものである、項目47のキシラナーゼ変異体。
49.位置167に対応する位置に置換を含む、項目1〜48のいずれかのキシラナーゼ変異体。
50.置換が、Ala、Arg、Asn、Asp、Cys、Gln、Glu、Gly、His、Ile、Leu、Lys、Met、Phe、Pro、Ser、Thr、Trp、Tyr、またはVal、詳細にはGluによるものである、項目49のキシラナーゼ変異体。
51.位置208に対応する位置に置換を含む、項目1〜50のいずれかのキシラナーゼ変異体。
52.置換が、Ala、Arg、Asn、Asp、Cys、Gln、Glu、Gly、His、Ile、Leu、Lys、Met、Phe、Pro、Ser、Thr、Trp、Tyr、またはVal、詳細にはLeuによるものである、項目51のキシラナーゼ変異体。
53.位置317に対応する位置に置換を含む、項目1〜52のいずれかのキシラナーゼ変異体。
54.置換が、Ala、Arg、Asn、Asp、Cys、Gln、Glu、Gly、His、Ile、Leu、Lys、Met、Phe、Pro、Ser、Thr、Trp、Tyr、またはVal、詳細にはAspによるものである、項目53のキシラナーゼ変異体。
55.位置321に対応する位置に置換を含む、項目1〜54のいずれかのキシラナーゼ変異体。
56.Ala、Arg、Asn、Asp、Cys、Gln、Glu、Gly、His、Ile、Leu、Lys、Met、Phe、Pro、Ser、Thr、Trp、Tyr、またはVal、詳細にはAlaによる置換、項目55のキシラナーゼ変異体。
57.位置24、26、36、37、71、74、75、76、155、および208に対応する位置のうちの2つに置換を含む、項目1〜56のいずれかのキシラナーゼ変異体。
58.位置24、26、36、37、71、74、75、76、155、および208に対応する位置のうちの3つに置換を含む、項目1〜56のいずれかのキシラナーゼ変異体。
59.位置24、26、36、37、71、74、75、76、155、および208に対応する位置のうちの4つに置換を含む、項目1〜56のいずれかのキシラナーゼ変異体。
60.位置24、26、36、37、71、74、75、76、155、および208に対応する位置のうちの5つに置換を含む、項目1〜56のいずれかのキシラナーゼ変異体。
61.位置24、26、36、37、71、74、75、76、155、および208に対応する位置のうちの6つに置換を含む、項目1〜56のいずれかのキシラナーゼ変異体。
62.位置24、26、36、37、71、74、75、76、155、および208に対応する位置のうちの7つに置換を含む、項目1〜56のいずれかのキシラナーゼ変異体。
63.位置24、26、36、37、71、74、75、76、155、および208に対応する各位置に置換を含む、項目1〜56のいずれかのキシラナーゼ変異体。
64.親と比べて向上した特性を有する、項目1〜63のいずれかのキシラナーゼ変異体であって、向上した特性が、触媒効率、触媒速度、化学安定性、酸化安定性、pH活性、pH安定性、比活性、貯蔵条件下での安定性、基質結合、基質切断、基質特異性、基質安定性、表面特性、熱活性、および熱安定性からなる群から選択される、キシラナーゼ変異体。
65.親キシラナーゼが配列番号1である、項目64のキシラナーゼ変異体。
66.親キシラナーゼと比べて熱安定性が向上している、項目1〜63のいずれかのキシラナーゼ変異体。
67.配列番号1と比べて熱安定性が向上している、項目1〜63のいずれかのキシラナーゼ変異体。
68.項目1〜67のいずれかのキシラナーゼ変異体と配合剤とを含む組成物。
69.配合剤が、以下の化合物:グリセロール、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコールまたは1,3−プロピレングリコール、塩化ナトリウム、安息香酸ナトリウム、ソルビン酸カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、チオ硫酸ナトリウム、炭酸カルシウム、クエン酸ナトリウム、デキストリン、グルコース、スクロース、ソルビトール、ラクトース、デンプン、カオリン、マルトデキストリン、シクロデキストリン、コムギ、PVA、酢酸塩、リン酸塩およびセルロースのうちの1つ以上を含む、項目68の組成物。
70.1つ以上の追加的な酵素をさらに含む、項目68または69の組成物。
71.1つ以上の追加的な酵素が、アセチルキシランエステラーゼ、α−アミラーゼ、β−アミラーゼ、アラビノフラノシダーゼ、セロビオヒドロラーゼ、セルラーゼ、フェルロイルエステラーゼ、ガラクタナーゼ、α−ガラクトシダーゼ、β−ガラクトシダーゼ、β−グルカナーゼ、β−グルコシダーゼ、リパーゼ、グルカン1,4−a−グルコシダーゼ、グルカン1,4−α−マルトヒドロラーゼ、リゾホスホリパーゼ、リゾチーム、マンナナーゼ、α−マンノシダーゼ、β−マンノシダーゼ、フィターゼ、ホスホリパーゼA1、ホスホリパーゼA2、ホスホリパーゼC、ホスホリパーゼD、プロテアーゼ、プルラナーゼ、ペクチナーゼ、ペクチンリアーゼ、キシラナーゼ、β−キシロシダーゼ、またはこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、項目70の組成物。
72.1つ以上の微生物をさらに含む、項目68〜71のいずれかの組成物。
73.1つ以上の微生物が、枯草菌(Bacillus subtilis)、バチルス・リケニフォルミス(Bacillus licheniformis)、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefaciens)、セレウス菌(Bacillus cereus)、バチルス・プミルス(Bacillus pumilus)、バチルス・ポリミクサ(Bacillus polymyxa)、バチルス・メガテリウム(Bacillus megaterium)、バチルス・コアギュランス(Bacillus coagulans)、バチルス・サーキュランス(Bacillus circulans)、ビフィドバクテリウム・ビフィダム(Bifidobacterium bifidum)、ビフィドバクテリウム・アニマリス(Bifidobacterium animalis)、ビフィドバクテリウム属種(Bifidobacterium sp.)、カルノバクテリウム属種(Carnobacterium sp.)、クロストリジウム・ブチリカム(Clostridium butyricum)、クロストリジウム属種(Clostridium sp.)、エンテロコッカス・フェシウム(Enterococcus faecium)、エンテロコッカス属種(Enterococcus sp.)、ラクトバチルス属種(Lactobacillus sp.)、アシドフィルス菌(Lactobacillus acidophilus)、ラクトバチルス・ファルシミニス(Lactobacillus farciminus)、ラクトバチルス・ラムノサス(Lactobacillus rhamnosus)、ラクトバチルス・ロイテリ(Lactobacillus reuteri)、ラクトバチルス・サリバリウス(Lactobacillus salivarius)、ラクトコッカス・ラクチス(Lactococcus lactis)、ラクトコッカス属種(Lactococcus sp.)、ロイコノストック属種(Leuconostoc sp.)、メガスフェラ・エルスデニイ(Megasphaera elsdenii)、メガスフェラ属種(Megasphaera sp.)、ペディオコッカス・アシディラクチシ(Pediococsus acidilactici)、ペディオコッカス属種(Pediococcus sp.)、プロピオニバクテリウム・ソエニイ(Propionibacterium thoenii)、プロピオニバクテリウム属種(Propionibacterium sp.)およびストレプトコッカス属種(Streptococcus sp.)またはこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、項目72の組成物。
74.植物系材料をさらに含む、項目68〜73のいずれかの組成物。
75.植物系材料が、キビ亜科(Panicoideae)からのものである、項目74の組成物。
76.キビ亜科(Panicoideae)からの植物系材料が、トウモロコシ、コーン、モロコシ、スイッチグラス、キビ、トウジンビエ、アワまたは加工形態、例えば、粉砕コーン、粉砕トウモロコシ、脱脂トウモロコシ、脱脂・脱デンプントウモロコシ、粉砕モロコシ、粉砕スイッチグラス、粉砕キビ、粉砕アワ、粉砕トウジンビエ、またはこれらの任意の組み合わせである、項目75の組成物。
77.キビ亜科(Panicoideae)からの植物系材料が、植物の種子画分(胚乳および/または殻など)からのものである、項目74〜75の組成物。
78.項目1〜67のいずれかのキシラナーゼ変異体と配合剤とを含む顆粒。
79.1つ以上の配合剤が、グリセロール、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコールまたは1,3−プロピレングリコール、塩化ナトリウム、安息香酸ナトリウム、ソルビン酸カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、チオ硫酸ナトリウム、炭酸カルシウム、クエン酸ナトリウム、デキストリン、グルコース、スクロース、ソルビトール、ラクトース、デンプン、カオリンおよびセルロースからなるリストから選択され、好ましくは、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、硫酸ナトリウム、デキストリン、セルロース、チオ硫酸ナトリウム、カオリンおよび炭酸カルシウムからなるリストから選択される、項目78の顆粒。
80.顆粒がコア粒子と1つ以上のコーティングとを含む、項目78または79の顆粒。
81.コーティングが塩および/またはワックスおよび/または穀粉を含む、項目80の顆粒。
82.1つ以上の追加的な酵素をさらに含む、項目78〜81のいずれかの顆粒。
83.1つ以上の追加的な酵素が、アセチルキシランエステラーゼ、α−アミラーゼ、β−アミラーゼ、アラビノフラノシダーゼ、セロビオヒドロラーゼ、セルラーゼ、フェルロイルエステラーゼ、ガラクタナーゼ、α−ガラクトシダーゼ、β−ガラクトシダーゼ、β−グルカナーゼ、β−グルコシダーゼ、リパーゼ、グルカン1,4−a−グルコシダーゼ、グルカン1,4−α−マルトヒドロラーゼ、リゾホスホリパーゼ、リゾチーム、マンナナーゼ、α−マンノシダーゼ、β−マンノシダーゼ、フィターゼ、ホスホリパーゼA1、ホスホリパーゼA2、ホスホリパーゼC、ホスホリパーゼD、プロテアーゼ、プルラナーゼ、ペクチナーゼ、ペクチンリアーゼ、キシラナーゼ、β−キシロシダーゼ、またはこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、項目82の顆粒。
84.項目1〜67のいずれかのキシラナーゼ変異体、項目68〜77のいずれかの組成物または項目78〜83のいずれかの顆粒と、
1つ以上のビタミン;
1つ以上のミネラル;
1つ以上のアミノ酸;
1つ以上のフィトジェニクス;
1つ以上のプレバイオティクス;
1つ以上の有機酸;および
1つ以上の他の飼料原料
からなる群から選択される1つ以上の成分を含む動物飼料添加物。
85.項目1〜67のいずれかのキシラナーゼ変異体を含む液体配合物。
86.キシラナーゼ変異体が、液体配合物の0.01%〜25%w/w、好ましくは0.05%〜20%w/w、より好ましくは0.2%〜15%w/w、より好ましくは0.5%〜15%w/wまたは最も好ましくは1.0%〜10%w/wのキシラナーゼ変異体で投与される、項目85の液体配合物。
87.20%〜80%w/wのポリオールをさらに含む、項目85または86の液体配合物。
88.ポリオールが、グリセロール、ソルビトール、プロピレングリコール(MPG)、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコールまたは1,3−プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、約600未満の平均分子量を有するポリエチレングリコール(PEG)および約600未満の平均分子量を有するポリプロピレングリコール(PPG)またはこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、項目87の液体配合物。
89.0.01%〜2.0%w/wの保存剤をさらに含む、項目85〜88のいずれかの液体配合物。
90.保存剤が、ソルビン酸ナトリウム、ソルビン酸カリウム、安息香酸ナトリウムおよび安息香酸カリウム(potassion benzoate)またはこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、項目89の液体配合物。
91.1つ以上の酵素;
1つ以上の微生物;
1つ以上のビタミン;
1つ以上のミネラル;
1つ以上のアミノ酸;
1つ以上のフィトジェニクス;
1つ以上のプレバイオティクス;
1つ以上の有機酸;および
1つ以上の他の飼料原料
からなるリストから選択される1つ以上の成分をさらに含む、項目85〜90のいずれかの液体配合物。
92.項目85〜91のいずれかの液体配合物を植物系材料上に塗布することを含む、動物飼料の調製方法。
93.液体配合物がスプレーによって塗布される、項目92の方法。
94.植物系材料が、マメ科植物、穀類、エンバク、ライムギ、オオムギ、コムギ、トウモロコシ、コーン、モロコシ、スイッチグラス、キビ、トウジンビエ、アワ、ダイズ、野生ダイズ、マメ、ルピナス、テパリービーン、ベニバナインゲン、スリムジムマメ(slimjim bean)、ライマメ、サヤインゲン、ソラマメ(Broad bean)(ソラマメ(fava bean))、ヒヨコマメ、レンズマメ、ピーナッツ、スパニッシュピーナッツ、キャノーラ、ナタネ(セイヨウアブラナ)、コメ、テンサイ、キャベツ、サトウダイコン、ホウレンソウ、キノア、またはエンドウマメ、これらの加工形態(大豆ミール、菜種ミールなど)またはこれらの任意の組み合わせを含む、項目92または93の方法。
95.植物系材料がペレット状形態である、項目92〜94のいずれかの方法。
96.項目1〜67のいずれかのキシラナーゼ変異体、項目68〜77のいずれかの組成物、項目78〜83のいずれかの顆粒、項目84の動物飼料添加物または項目85〜91のいずれかの液体配合物と植物系材料とを含む動物飼料。
97.植物系材料がキビ亜科(Panicoideae)からのものである、項目96の動物飼料。
98.キビ亜科(Panicoideae)からの植物系材料が、トウモロコシ、コーン、モロコシ、スイッチグラス、キビ、トウジンビエ、アワまたは加工形態、例えば、粉砕コーン、粉砕トウモロコシ、脱脂トウモロコシ、脱脂・脱デンプントウモロコシ、粉砕モロコシ、粉砕スイッチグラス、粉砕キビ、粉砕アワ、粉砕トウジンビエ、またはこれらの任意の組み合わせである、項目97の動物飼料。
99.キビ亜科(Panicoideae)からの植物系材料が、植物の種子画分(胚乳および/または殻など)からのものである、項目96または97の動物飼料。
100.項目92〜95のいずれかの方法を用いて、または項目96〜99のいずれかの動物飼料をペレット化することにより調製されるペレット状動物飼料。
101.動物の1つ以上の性能パラメータを向上させる方法であって、項目1〜67のいずれかのキシラナーゼ変異体、項目68〜77のいずれかの組成物、項目78〜83のいずれかの顆粒、項目84の動物飼料添加物、項目85〜91のいずれかの液体配合物、項目96〜99のいずれかの動物飼料または項目100のペレット状動物飼料を1匹以上の動物に投与することを含む方法。
102.植物系材料からキシランを可溶化させる方法であって、植物系材料を項目1〜67のいずれかのキシラナーゼ変異体、項目68〜77のいずれかの組成物、項目78〜83のいずれかの顆粒、項目84の動物飼料添加物または項目85〜91のいずれかの液体配合物で処理することを含む方法。
103.植物系材料からデンプンを放出させる方法であって、植物系材料を項目1〜67のいずれかのキシラナーゼ変異体、項目68〜77のいずれかの組成物、項目78〜83のいずれかの顆粒、項目84の動物飼料添加物または項目85〜91のいずれかの液体配合物で処理することを含む方法。
104.動物飼料の栄養価を向上させるための方法であって、植物系材料を含む飼料に、項目1〜67のいずれかのキシラナーゼ変異体、項目68〜77のいずれかの組成物、項目78〜83のいずれかの顆粒、項目84の動物飼料添加物または項目85〜91のいずれかの液体配合物を添加することを含む方法。
105.植物系材料がキビ亜科(Panicoideae)からのものである、項目102〜104のいずれかの方法。
106.キビ亜科(Panicoideae)からの植物系材料が、トウモロコシ、コーン、モロコシ、スイッチグラス、キビ、トウジンビエ、アワまたは加工形態、例えば、粉砕コーン、粉砕トウモロコシ、脱脂トウモロコシ、脱脂・脱デンプントウモロコシ、粉砕モロコシ、粉砕スイッチグラス、粉砕キビ、粉砕アワ、粉砕トウジンビエ、またはこれらの任意の組み合わせである、項目105の方法。
107.キビ亜科(Panicoideae)からの植物系材料が植物の種子画分(胚乳および/または殻など)からのものである、項目105または106の方法。
108.項目1〜67のいずれかのキシラナーゼ変異体、項目68〜77のいずれかの組成物、項目78〜83のいずれかの顆粒、項目84の動物飼料添加物、項目85〜91のいずれかの液体配合物、項目96〜99のいずれかの動物飼料または項目100のペレット状動物飼料の:
動物飼料における;
動物飼料添加物における;
動物飼料における使用のための組成物の調製における;
動物飼料の栄養価を向上させるための;
動物飼料の消化率を増加させるための;
動物における1つ以上の性能パラメータを向上させるための;
植物系材料からキシランを可溶化するための
植物系材料からデンプンを放出させるための
使用。
109.植物系材料がキビ亜科(Panicoideae)からのものである、項目108の使用。
110.キビ亜科(Panicoideae)からの植物系材料が、トウモロコシ、コーン、モロコシ、スイッチグラス、キビ、トウジンビエ、アワまたは加工形態、例えば、粉砕コーン、粉砕トウモロコシ、脱脂トウモロコシ、脱脂・脱デンプントウモロコシ、粉砕モロコシ、粉砕スイッチグラス、粉砕キビ、粉砕アワ、粉砕トウジンビエ、またはこれらの任意の組み合わせである、項目109の使用。
111.キビ亜科(Panicoideae)からの植物系材料が、植物の種子画分(胚乳および/または殻など)からのものである、項目108〜110のいずれかの使用。
112.以下のステップ:
(a)デンプン含有材料を糊化開始温度未満の温度でα−アミラーゼ、グルコアミラーゼ、および項目1〜67のいずれかのキシラナーゼ変異体によって糖化するステップ;および
(b)発酵生物を使用して発酵させるステップ
を含む、発酵産物の作製方法。
113.デンプン含有材料から発酵産物を作製する方法であって、
(a)デンプン含有材料をα−アミラーゼによって液化させるステップ;
(b)ステップ(a)で得られた液化材料をグルコアミラーゼおよび項目1〜67のいずれかのキシラナーゼ変異体によって糖化させるステップ;
(c)発酵生物を使用して発酵させるステップ
を含む方法。
114.ステップb)とc)とが同時に実施される、項目113の方法。
115.デンプン含有材料が、トウモロコシ、コーン、コムギ、ライムギ、オオムギ、ライコムギ、モロコシ、スイッチグラス、キビ、トウジンビエ、アワを含む、項目112〜114のいずれかの方法。
116.発酵産物がアルコール、特にエタノールである、項目112〜115のいずれかの方法。
117.発酵生物が酵母、特にサッカロミセス属種(Saccharomyces sp.)、より詳細にはサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)である、項目112〜116のいずれかの方法。
118.デンプン含有材料からエタノールを作製するための項目1〜67のいずれかのキシラナーゼ変異体の使用。
119.生地または生地から調製されるベークド製品の調製方法であって、項目1〜67のいずれかのキシラナーゼ変異体を生地に混入させることを含む方法。
120.生地が、コムギ、オオムギ、ライムギ、エンバク、トウモロコシ、モロコシ、コメ、キビ、およびこれらの任意の混合物からなる群から選択される穀粉を含む、項目119の方法。
121.項目1〜67のいずれかのキシラナーゼ変異体をコードする単離ポリヌクレオチドであって、組換え宿主細胞におけるキシラナーゼ変異体の産生を誘導する1つ以上の制御配列に作動可能に連結されたポリヌクレオチド。
122.項目121のポリヌクレオチドを含む核酸コンストラクト。
123.項目121のポリヌクレオチドを含む発現ベクター。
124.項目122の核酸コンストラクトまたは項目123の発現ベクターを含む組換え宿主細胞。
125.キシラナーゼ変異体の作製方法であって、
a.キシラナーゼ変異体の発現に好適な条件下で項目124の宿主細胞を培養すること;および
b.キシラナーゼ変異体を回収すること
を含む方法。
126.項目121のポリヌクレオチドで形質転換されたトランスジェニック植物、植物部分または植物細胞。
127.項目1〜67のいずれかのキシラナーゼ変異体の作製方法であって、
a.キシラナーゼ変異体の産生につながる条件下で、キシラナーゼ変異体をコードするポリヌクレオチドを含むトランスジェニック植物または植物細胞を培養すること;および
b.キシラナーゼ変異体を回収すること
を含む方法。
128.項目1〜67のいずれかのキシラナーゼ変異体をコードするポリヌクレオチド。
129.発現宿主におけるポリペプチドの産生を誘導する1つ以上の制御配列に作動可能に連結された項目128のポリヌクレオチドを含む核酸コンストラクトまたは発現ベクター。
130.ポリペプチドの産生を誘導する1つ以上の制御配列に作動可能に連結された項目128のポリヌクレオチドを含む組換え宿主細胞。
131.項目1〜67のいずれかのキシラナーゼ変異体の作製方法であって、
(a)その野生型の形態でポリペプチドを産生する細胞を、ポリペプチドの産生につながる条件下で培養すること;および
(b)ポリペプチドを回収すること
を含む方法。
132.項目1〜67のいずれかのキシラナーゼ変異体の作製方法であって、
(a)ポリペプチドの産生につながる条件下で項目130の組換え宿主細胞を培養すること;および
(b)ポリペプチドを回収すること
を含む方法。
133.項目1〜67のいずれかのキシラナーゼ変異体を含む全ブロス配合物または細胞培養組成物。
134.キシラナーゼ変異体の入手方法であって、親キシラナーゼに、配列番号1の位置24、26、36、37、60、71、74、75、76、124、133、155、167、208、317、および321に対応する1つ以上の位置で置換を導入すること(キシラナーゼ変異体がキシラナーゼ活性を有する);およびキシラナーゼ変異体を回収することを含む方法。
135.キシラナーゼ変異体が親と比べて向上した特性を有し、向上した特性が、触媒効率、触媒速度、化学安定性、酸化安定性、pH活性、pH安定性、比活性、貯蔵条件下での安定性、基質結合、基質切断、基質特異性、基質安定性、表面特性、熱活性、および熱安定性からなる群から選択される、項目134の方法。
136.親キシラナーゼが、配列番号1と少なくとも70%の同一性、好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも85%、さらにより好ましくは少なくとも90%、または最も好ましくは少なくとも95%の同一性を有する、項目134または135の方法。
137.置換が、H24W、A26E、R36L、R36T、E37T、R60N、K71T、K71I、V74L、V74I、K75N、K75L、H76L、I155M、N167E、V208L、S317DおよびG321Aからなる群から選択される、項目134〜136のいずれかの方法。
138.項目134〜137のいずれかの方法によって作製されるキシラナーゼ変異体。
本発明は以下の例によってさらに説明され、これらの例は本発明の範囲を限定するものと解釈されてはならない。
基質
脱デンプントウモロコシ(DSM)の調製
107kgの粉砕トウモロコシ(<10mm)を槽内において53℃で253kgの水道水と混合してスラリーを作成する。スラリーの温度は47℃およびpH5.9である。pHを1Lの1N NaOHで6.15に調整し、次に槽を95℃に加熱する。1.119kgのTermamyl(登録商標)α−アミラーゼ(Novozymes A/S、Bagsvaerd、Denmark)を52℃で添加し、95℃で80分間インキュベートする。インキュベーション終了時に計測されるpHは6.17である。スラリーに冷温の水道水を加え、このスラリーを遠心し、WestfaliaデカンターCA−225−110(4950±10rpm、流量約600l/h)を使用して3回デカントすると、64.5kgのスラッジが得られる。次にスラッジを収集し、凍結し、凍結乾燥すると、17.1kgの脱デンプントウモロコシ(DSM)が得られる。
脱脂・脱デンプントウモロコシ(DFDSM)の調製
上記に記載したとおり調製した100グラムの脱デンプントウモロコシに500mLのアセトンを加える。スラリーを5分間撹拌し、沈殿させる。アセトンをデカントし、この手順を2回繰り返す。残渣を一晩風乾すると脱脂・脱デンプントウモロコシ(DFDSM)が得られ、これは室温で保存する。
脱デンプンモロコシの調製
全モロコシ種子を粉砕して篩分けし、0.5mm未満の画分をさらなる処理に使用する。篩分けした画分を25mM NaOAc pH5.5中に20%乾燥物質で懸濁し、脱デンプンする。脱デンプンは、85℃、500ppm Termamyl SC α−アミラーゼ(Novozymes A/S、Bagsvaerd、Denmark)で20分間の第1のステップと、続く65℃で250ppm Attenuzyme Flex(Novozymes A/S、Bagsvaerd、Denmark)を用いた一晩のインキュベーションを伴う。スラリーを遠心し、液体をデカントする。この後、MilliQ水、200ppm Termamyl SCおよび200ppm Attenuzyme Flexを加え、65℃で一晩インキュベートすることを用いてもう一度脱デンプンを行う。
Whatman Fガラス繊維フィルタを通じた真空ろ過によって液体からモロコシ繊維を分離する。次にろ過ケーキを過剰の水で数回洗浄して可溶性糖類を除去する。最後に脱デンプンモロコシ繊維をオーブンにおいて65℃で乾燥させ、乾燥した繊維をコーヒーグラインダーで速やかに粉砕して粒径を略1mm未満にした。
キシロース可溶化アッセイ
脱脂・脱デンプントウモロコシ(defatted destrached Maize)(DFDSM)に対するキシラナーゼ変異体の活性は、高性能陰イオン交換クロマトグラフィーとパルスアンペロメトリック検出(HPAE−PAD)との併用により計測される。2%(w/w)DFDSM懸濁液を100mM酢酸ナトリウム、5mM CaCl、pH5に調製し、穏やかに撹拌しながら室温で30分間水和させる。水和後、200μl基質懸濁液を96ウェルプレートにピペッティングし、20μl酵素溶液と混合することにより基質に対して20PPMの最終酵素濃度(20μg酵素/g基質)を得た。酵素/基質混合物は、プレートインキュベーター(Biosan PST−100 HL)で穏やかに撹拌(500RPM)しながら40℃で2.5時間放置して加水分解させる。酵素加水分解後、酵素/基質プレートを3000RPMで10分間遠心し、50μl上清(加水分解物)を100μl 1.6M HClと混合して300μl PCRチューブに移し、PCR機において90℃で40分間放置して酸加水分解させる。この酸加水分解の目的は、キシラナーゼ変異体によって放出される可溶性多糖類を、HPAE−PADを用いて定量化することのできる単糖類に変換することである。酸加水分解後に125μl 1.4M NAOHで試料を中和し、HPAE−PADにかけて単糖分析(キシロース、アラビノースおよびグルコース)を行う(CarboPac PA1カラムを使用するDionex ICS−3000)。試料と同じ手順の酸加水分解に供される単糖ストック溶液を使用して適切な検量線を作成する。パーセンテージ可溶化キシロースを以下の式に従い計算する:
Figure 2019524081
式中、[キシロース]はHPAE−PADによって計測した上清中のキシロース濃度を表し、Vは試料の容積を表し、MWはアラビノキシラン中の内部キシロースの分子量を表し(132g/mol)、XxylはDFDSM中のキシロース分率を表し(0.102)、およびMsubは試料中のDFDSMの質量を表す。
実施例1:配列番号1のキシラナーゼの変異体の構築
部位特異的突然変異誘発によってキシラナーゼ変異体を作成した。キシラナーゼ遺伝子を含む生物から調製したゲノムDNAを部位特異的突然変異体の作成用鋳型として使用した。
突然変異誘発フォワードプライマーおよびリバースプライマーを使用して断片を作成した。この断片をメガプライマーとして使用して挿入カセットを得た。形質転換時における二重交差による組込みを可能にするため、このカセットは末端に上流および下流配列を含んだ。選択を行い、キシラナーゼ遺伝子のDNAシーケンシングにより突然変異を確認した。
変異体は実施例2に記載されるとおり試験した。
実施例2:タンパク質熱変性分析(TSA、サーマルシフトアッセイ)
リアルタイムPCR装置(Applied Biosystems;Step−One−Plus)を使用して配列番号1の変異体のタンパク質熱変性をSypro Orange(Invitrogen、S−6650)でモニタした。緩衝液:100mMギ酸/ギ酸ナトリウム pH3.77+50mM NaCl。
96ウェル白色PCRプレートにおいて、15μlの試料(精製脱塩酵素、緩衝液中50ppm)を緩衝液中のSypro Orange(濃度=10倍;供給業者からのストック溶液=5000倍)と混合(1:1)した。
プレートを光学的PCRシールで密閉した。76℃/時の走査速度で、25℃で開始して96℃で終了するようにPCR装置を設定した。
励起用の内蔵LED青色光およびROXフィルタ(610nm、発光)を使用して20秒毎に蛍光をモニタした。
一次導関数(dF/dK)の最大値としてTm値を計算した(Gregory et al.,2009,J.Biomol.Screen.14:700)。ΔTmはキシラナーゼ変異体のTmと野生型キシラナーゼのTmとの差であり、以下の表2に提供する。
Figure 2019524081
Figure 2019524081
これらの結果から、キシラナーゼ変異体は野生型キシラナーゼと比べて熱安定性が向上していることが示される。
実施例3:培養ブロス試料のタンパク質熱変性分析(TSA、サーマルシフトアッセイ)
別のGH30サブファミリー8キシラナーゼにおいて(実施例1に記載されるとおりの方法を用いて)選択の置換を行い、かかる置換もまた同様の熱安定化特性を示し得るかどうかを見た。GH30_8キシラナーゼは、配列番号1と90.5%の同一性を有するバチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefaciens)からのGH30_8キシラナーゼである配列番号6であった。
タンパク質熱変性はリアルタイムPCR装置(Applied Biosystems;Step−One−Plus)を使用してSypro Orange(Invitrogen、S−6650)でモニタした。
培養ブロス試料はTSA分析の前に凝結させて希釈した:
培養ブロスに、Gulbrandsenから調達可能な4v/v−%GC850(商標)(Al(OH)Cl)またはNordPac 18(Nordisk Aluminat A/S、Denmarkから入手可能)を加え、混合してスピンダウンした。
この上清に対し、10v/v−%1.0M HClと、続いて緩衝液:100mMギ酸/ギ酸ナトリウムpH3.77+50mM NaCl中8倍希釈物であった。
96ウェル白色PCRプレートにおいて、15μl試料(凝結させて希釈した)を緩衝液中のSypro Orange(濃度=10倍;供給業者からのストック溶液=5000倍)と混合(1:1)した。
プレートを光学的PCRシールで密閉した。76℃/時の走査速度で、25℃で開始して96℃で終了するようにPCR装置を設定した。
励起用の内蔵LED青色光およびROXフィルタ(610nm、発光)を使用して20秒毎に蛍光をモニタした。
一次導関数(dF/dK)の最大値としてTm値を計算した(Gregory et al.,2009,J.Biomol.Screen.14:700)。
ΔTmはキシラナーゼ変異体のTmと野生型キシラナーゼのTmとの差であり、以下の表3に提供する。
Figure 2019524081
これらの結果は、配列番号1の熱安定性をもたらす置換がまた、配列番号6の熱安定性ももたらすことを示している。従って、かかる置換が他の類似のGH30_8キシラナーゼ、特に分類上の科、バチルス科(Bacillaceae)からのGH30_8キシラナーゼの熱安定性をもたらし得ることを予想し得る。
実施例4:動物飼料および動物飼料添加物
顆粒
顆粒は、本発明のキシラナーゼ変異体を硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、炭酸カルシウムおよび/またはセルロースなどの充填剤と共に造粒し、次に任意選択で顆粒をワックスコーティング(例えば水素添加パーム油)または塩コーティング(例えば硫酸ナトリウムおよび/または硫酸マグネシウム)でコーティングすることにより調製する。
或いは、顆粒は、本発明のキシラナーゼ変異体の液体溶液を不活性コアに吸収させて、次に任意選択で顆粒をワックスコーティング(例えば水素添加パーム油)または塩コーティング(例えば硫酸ナトリウムおよび/または硫酸マグネシウム)でコーティングすることにより調製する。
動物飼料添加物
プレミックス1キロ当たり0.01g〜10gの酵素タンパク質を含有する本発明のキシラナーゼ変異体(任意選択でコーティングされた顆粒として配合される)のプレミックス配合物を以下のプレミックスに加える:
Figure 2019524081
動物飼料
これは、上記に記載したとおりの動物飼料添加物を含む動物飼料(ブロイラー飼料)の例である:
62.55%トウモロコシ
33.8%大豆ミール(50%粗タンパク質)
1.0%ダイズ油
0.2%DL−メチオニン
0.22%DCP(リン酸二カルシウム)
0.76%CaCO(炭酸カルシウム)
0.32%砂
0.15%NaCl(塩化ナトリウム)
1%の上記のプレミックス
原料を混合し、飼料を所望の温度、例えば、60、65、75、80、85、90またはさらには95℃でペレット化する。
液体配合物
本発明のキシラナーゼ変異体の液体配合物は、0.1%〜10w/w酵素タンパク質、40〜60%グリセロール、0.1〜0.5%安息香酸ナトリウムおよび水を含む。この液体配合物を上記に記載されるペレット状動物飼料に噴霧する(この場合、動物飼料添加物は本発明のキシラナーゼ変異体を含まないであろう)。
本明細書に記載され、特許請求されている本発明は、本明細書に開示されている特定の態様によって範囲が限定されるべきではなく、これは、これらの態様は本発明の数々の態様の例示であることが意図されているためである。いずれかの同等の態様は本発明の範囲内であることが意図されている。実際に、本明細書に示され、記載されているものに追加した本発明の種々の改変形態が、前述の記載から当業者には明らかとなるであろう。このような改変形態もまた、添付の特許請求の範囲の範囲内に属することが意図されている。競合する場合には、定義を含む本開示が優先されることとなる。

Claims (29)

  1. 配列番号1の位置24、26、36、37、60、71、74、75、76、124、133、155、167、208、317、および321に対応する1つ以上の位置に置換を含む、キシラナーゼ変異体であって、キシラナーゼ活性を有し、および配列番号1、2、3、4、5または6に対して、少なくとも60%、例えば、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、または少なくとも99%であるが、100%未満の配列同一性を有するキシラナーゼ変異体。
  2. 配列番号1、2、3、4、5および/または6に対して少なくとも60%、例えば、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、または少なくとも99%であるが、100%未満の配列同一性を有する、請求項1に記載のキシラナーゼ変異体。
  3. 前記置換が、H24W、A26E、R36L、R36T、E37T、R60N、K71T、K71I、V74L、V74I、K75N、K75L、H76L、I155M、N167E、V208L、S317DおよびG321Aからなる群から選択される、請求項1または2に記載のキシラナーゼ変異体。
  4. 親キシラナーゼの変異体である、請求項1〜3のいずれか一項に記載のキシラナーゼ変異体であって、前記親キシラナーゼが配列番号1に対して、少なくとも60%、例えば、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%または100%の配列同一性を有する、キシラナーゼ変異体。
  5. 前記親と比べて向上した特性を有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載のキシラナーゼ変異体であって、前記向上した特性が、触媒効率、触媒速度、化学安定性、酸化安定性、pH活性、pH安定性、比活性、貯蔵条件下での安定性、基質結合、基質切断、基質特異性、基質安定性、表面特性、熱活性、および熱安定性からなる群から選択される、キシラナーゼ変異体。
  6. 請求項1〜5のいずれか一項に記載のキシラナーゼ変異体と配合剤とを含む組成物。
  7. 1つ以上の追加的な酵素;
    1つ以上の微生物;および/または
    植物系材料
    をさらに含む、請求項6に記載の組成物。
  8. 請求項1〜5のいずれか一項に記載のキシラナーゼ変異体と配合剤とを含む顆粒。
  9. 請求項1〜5のいずれか一項に記載のキシラナーゼ変異体、請求項6または7に記載の組成物または請求項8に記載の顆粒と、
    1つ以上のビタミン;
    1つ以上のミネラル;
    1つ以上のアミノ酸;
    1つ以上のフィトジェニクス;
    1つ以上のプレバイオティクス;
    1つ以上の有機酸;および
    1つ以上の他の飼料原料
    からなる群から選択される1つ以上の成分とを含む動物飼料添加物。
  10. 請求項1〜5のいずれか一項に記載のキシラナーゼ変異体と、任意選択で20%〜80%w/wのポリオールおよび/または0.01%〜2.0%w/w保存剤とを含む液体配合物。
  11. 1つ以上の酵素;
    1つ以上の微生物;
    1つ以上のビタミン;
    1つ以上のミネラル;
    1つ以上のアミノ酸;
    1つ以上のフィトジェニクス;
    1つ以上のプレバイオティクス;
    1つ以上の有機酸;および
    1つ以上の他の飼料原料
    からなるリストから選択される1つ以上の成分をさらに含む、請求項10に記載の液体配合物。
  12. 請求項1〜5のいずれか一項に記載のキシラナーゼ変異体、請求項6または7に記載の組成物、請求項8に記載の顆粒、請求項9に記載の動物飼料添加物または請求項10または11に記載の液体配合物と植物系材料とを含む動物飼料。
  13. 動物の1つ以上の性能パラメータを向上させる方法であって、請求項1〜5のいずれか一項に記載のキシラナーゼ変異体、請求項6または7に記載の組成物、請求項8に記載の顆粒、請求項9に記載の動物飼料添加物、請求項10または11に記載の液体配合物または請求項12に記載の動物飼料を1匹以上の動物に投与することを含む方法。
  14. 植物系材料からキシランを可溶化させる方法であって、請求項1〜5のいずれか一項に記載のキシラナーゼ変異体、請求項6または7に記載の組成物、請求項8に記載の顆粒、請求項9に記載の動物飼料添加物または請求項10または11に記載の液体配合物で植物系材料を処理することを含む方法。
  15. 植物系材料からデンプンを放出させる方法であって、請求項1〜5のいずれか一項に記載のキシラナーゼ変異体、請求項6または7に記載の組成物、請求項8に記載の顆粒、請求項9に記載の動物飼料添加物または請求項10または11に記載の液体配合物で植物系材料を処理することを含む方法。
  16. 動物飼料の栄養価を向上させる方法であって、植物系材料を含む飼料に、請求項1〜5のいずれか一項に記載のキシラナーゼ変異体、請求項6または7に記載の組成物、請求項8に記載の顆粒、請求項9に記載の動物飼料添加物または請求項10または11に記載の液体配合物を添加することを含む方法。
  17. 請求項1〜5のいずれか一項に記載のキシラナーゼ変異体、請求項6または7に記載の組成物、請求項8に記載の顆粒、請求項9に記載の動物飼料添加物、請求項10または11に記載の液体配合物または請求項12に記載の動物飼料の:
    動物飼料における;
    動物飼料添加物における;
    動物飼料における使用のための組成物の調製における;
    動物飼料の栄養価を向上させるための;
    動物飼料の消化率を増加させるための;
    動物における1つ以上の性能パラメータを向上させるための;
    植物系材料からキシランを可溶化するための
    植物系材料からデンプンを放出させるための
    使用。
  18. 発酵産物の作製方法であって、以下のステップ:
    (a)デンプン含有材料を糊化開始温度未満の温度でα−アミラーゼ、グルコアミラーゼ、および請求項1〜5のいずれか一項に記載のキシラナーゼ変異体によって糖化させるステップ;および
    (b)発酵生物を使用して発酵させるステップ
    を含む方法。
  19. 生地または前記生地から調製されるベークド製品の調製方法であって、請求項1〜5のいずれか一項に記載のキシラナーゼ変異体を前記生地に混入させることを含む方法。
  20. 請求項1〜5のいずれか一項に記載のキシラナーゼ変異体をコードする単離ポリヌクレオチドであって、組換え宿主細胞における前記キシラナーゼ変異体の産生を誘導する1つ以上の制御配列に作動可能に連結されているポリヌクレオチド。
  21. 請求項20に記載のポリヌクレオチドを含む核酸コンストラクトまたは発現ベクター。
  22. 請求項21に記載の核酸コンストラクトまたは発現ベクターを含む組換え宿主細胞。
  23. キシラナーゼ変異体の作製方法であって、
    (a)前記キシラナーゼ変異体の発現に好適な条件下で請求項22に記載の宿主細胞を培養すること;および
    (b)前記キシラナーゼ変異体を回収すること
    を含む方法。
  24. キシラナーゼ変異体の入手方法であって、親キシラナーゼに、配列番号1の位置24、26、36、37、60、71、74、75、76、124、133、155、167、208、317、および321に対応する1つ以上の位置で置換を導入すること(前記キシラナーゼ変異体がキシラナーゼ活性を有する);および前記キシラナーゼ変異体を回収することを含む方法。
  25. 前記変異体が、配列番号1と少なくとも70%の同一性、好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも85%、さらにより好ましくは少なくとも90%、または最も好ましくは少なくとも95%の同一性を有する、請求項24に記載の方法。
  26. 前記キシラナーゼ変異体が親と比べて向上した特性を有し、前記向上した特性が、触媒効率、触媒速度、化学安定性、酸化安定性、pH活性、pH安定性、比活性、貯蔵条件下での安定性、基質結合、基質切断、基質特異性、基質安定性、表面特性、熱活性、および熱安定性からなる群から選択され、好ましくは熱安定性の向上である、請求項24または25に記載の方法。
  27. 前記親キシラナーゼが、配列番号1と少なくとも70%の同一性、好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも85%、さらにより好ましくは少なくとも90%、または最も好ましくは少なくとも95%の同一性を有する、請求項24〜26のいずれか一項に記載の方法。
  28. 前記置換が、H24W、A26E、R36L、R36T、E37T、R60N、K71T、K71I、V74L、V74I、K75N、K75L、H76L、I155M、N167E、V208L、S317DおよびG321Aからなる群から選択される、請求項24〜27のいずれか一項に記載の方法。
  29. 請求項24〜28のいずれか一項に記載の方法によって作製されるキシラナーゼ変異体。
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