JP2021158992A - 微生物由来トリテルペン酸化酵素を用いたグリチルレチン酸の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[1] 以下の(a)〜(c)のいずれかのポリペプチド:
(a)配列番号1で表されるアミノ酸配列を含むポリペプチド、
(b)配列番号1で表されるアミノ酸配列において、1もしくは数個のアミノ酸が欠失、置換もしくは付加されたアミノ酸配列を含み、オレアナン型トリテルペンの30位の炭素を酸化する活性を有するポリペプチド、
(c)配列番号1で表されるアミノ酸配列と80%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含み、オレアナン型トリテルペンの30位の炭素を酸化する活性を有するポリペプチド、
を11−オキソ−β−アミリンに作用させる工程を含む、グリチルレチン酸の製造方法。
[2] 細胞内で行なう、[1]の製造方法。
[3] 前記細胞が、前記(a)〜(c)のいずれかのポリペプチドを発現する形質転換体である、[2]の製造方法。
[4] 前記細胞が、さらに、β−アミリン合成酵素、及び/又は、オレアナン型トリテルペン11位酸化酵素を発現する形質転換体である、[3]の製造方法。
[5] 前記形質転換体の宿主が微生物である、[3]又は[4]の製造方法。
[6] 以下の(a)〜(c)のいずれかのポリペプチド:
(a)配列番号1で表されるアミノ酸配列を含むポリペプチド、
(b)配列番号1で表されるアミノ酸配列において、1もしくは数個のアミノ酸が欠失、置換もしくは付加されたアミノ酸配列を含み、オレアナン型トリテルペンの30位の炭素を酸化する活性を有するポリペプチド、
(c)配列番号1で表されるアミノ酸配列と80%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含み、オレアナン型トリテルペンの30位の炭素を酸化する活性を有するポリペプチド、
を発現する、グリチルレチン酸産生能を有する形質転換体。
[7] さらに、β−アミリン合成酵素、及び/又は、オレアナン型トリテルペン11位酸化酵素を発現する、[6]の形質転換体。
[8] 前記形質転換体の宿主が微生物である、[6]又は[7]の形質転換体。
本ポリペプチドは、配列番号1で表されるアミノ酸配列で示される麹菌Aspergillus oryzaeに由来するチトクロームP450の一分子種である「CYP5106A1」(GenBank:BAJ04467.1にて登録されている)に相当する。
配列番号2に示す塩基配列を有するポリヌクレオチドは、前記Aspergillus oryzae由来のCYP5106A1をコードする。
以下、本発明を実施例により、更に詳しく説明する。
麹菌Aspergillus oryzae RIB40株(NBRC100959)のmRNAを用いて構築したCYP5106A1遺伝子を含むpUC18プラスミドDNA(Nazir,K.H.M.N.H.,et al.,Arch.Microbiol.,192,395−408,2010)を鋳型として、2種類のプライマーCYP5106A1−F(CCTCTTTTGCGTCAGCACTCAT)(配列番号3)及びCYP5106A1−R(GGGCTCTAGACTATCGCCCCACCCA))(配列番号4)と混合後、Phusion DNA polymerase(New England Biolabs社)により、96℃で3分間処理した後、(96℃、30秒間→55℃、20秒間→72℃、60秒間)×40サイクルからなるPCRを行った。PCR溶液を電気泳動し、約1.6kbの増幅断片をQIAquick Gel Extraction Kit(キアゲン社)で精製した。このDNA断片をT4ポリヌクレオチドキナーゼ(タカラバイオ社)で処理したのち、XbaI(タカラバイオ社)で消化した。得られたDNA断片を、発現用プラスミドDNA(Nazir,K.H.M.N.H.,et al.,Appl.Environ.Microbiol.,77,3147−3150,2011)をPshAI(タカラバイオ社)及びSpeI(タカラバイオ社)で
線状化して得られたDNA断片と混合してライゲーション反応を行い、GAPDHプロモーター下流でCYP5106A1を発現するプラスミドを構築した。得られたCYP5106A1発現プラスミドのDNAを用いて、FastTM−Yeast Transforomation Kit(G−Biosciences社)により出芽酵母Saccharomyces cerevisiae AH22株(MATa leu2−3 leu2−112 his4−519 can1)を形質転換し、CYP5106A1遺伝子を発現する酵母株を構築した。
<実施例1>にて構築した酵母株を1リットル中に80gグルコース、26.8g酵母ニトロゲンベース(アミノ酸不含)(ForMedium社)、1.0g DO Supplement(−Leu)(タカラバイオ社)、66mg 5−アミノレブリン酸(富士フイルム和光純薬社)、及び、0.1gの11−オキソ−β−アミリンを含む人工培地500μlに植菌し、暗所下、28℃にて振盪培養した。3日間後、200μlの培養液を取り出して等容のアセトン:メタノール(1:1)溶液と混合したのち、全量を濾過(孔径0.45μm、ワットマン社)した。濾液に800μlの酢酸エチル(富士フイルム和光純薬社)を添加して激しく振盪したのち、上層(有機層)を回収した。これを3回繰り返し、得られた有機層の溶媒を減圧乾燥にて除去し、残渣を乾固した。この残渣をN−メチル−N−トリメチルシリルトリフルオロアセトアミド(シグマ―アルドリッチ社製、以後、MSTFA)50μlとN,N’−ジメチルホルムアミド50μlの添加により溶解し、60℃、30分間加熱によりトリメチルシリル化反応(以後、TMS化)したものを測定試料とした。また、30−ヒドロキシ−11−オキソ−β−アミリン及びグリチルレチン酸(富士フイルム和光純薬社)についてもそれぞれ同様にTMS化して測定試料を作製した。これらをGC−MS(分析条件は下記表1)にて分析したところ、CYP5106A1を発現する酵母株と11−オキソ−β−アミリンを接触させた反応から抽出した試料のトータルイオンクロマトグラムでは、30−ヒドロキシ−11−オキソ−β−アミリン(13.0分)、及び、グリチルレチン酸(14.3分)のTMS化物と同じリテンションタイムにピークが検出された(図2)。また、これら二つのピークのマススペクトルはそれぞれ30−ヒドロキシ−11−オキソ−β−アミリン及びグリチルレチン酸TMS化物と一致した(図3)。他方、CYP5106A1遺伝子を持たないコントロール酵母と11−オキソ−β−アミリンの培養から抽出し、TMS化した試料のGC−MSではこれらに該当するピークを検出できなかったことから、CYP5106A1が11−オキソ−β−アミリンの30位酸化活性を有しており、これを発現する酵母では11−オキソ−β−アミリンから30−ヒドロキシ−11−オキソ−β−アミリン及びグリチルレチン酸を生産できることが示された。上記試験に用いた基質の調製及び同定はSeki,H.,et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,105,14204−14209,2008、及び、Seki,H.,et al.,Plant Cell,23,4112−4123,2011に記載の方法に基づいて実施した。
出芽酵母YPH500(MATalpha ura3−52 lys2−801amber ade2−101ochre trp1−Δ63 his3−Δ200 leu2−Δ1)はナショナルバイオリソースプロジェクト(以後、NBRP)から分譲された。以下、出芽酵母の形質転換は、Frozen−EZ Yeast Transformation II(Zymo Research社)を用いて行った。
出芽酵母BY4742(MATalpha leu2Δ ura3Δ his3−Δ1 lys2Δ、Open Biosystems社)よりYeast DNA Extraction Kit(Thermo Fisher Scientific社)を用いてゲノムDNAを調製した。このDNAを鋳型として、KOD Plus Neo DNAポリメラーゼ(TOYOBO社)を用い、Pmet−F2(GATCGAGCTCTTTAGTACTAACAGAGACTTTTGTCA)(配列番号5)及びPmet−R3(AAATTCTGTCATAAGCTTAATTATACTTTATTCTTGTTA)(配列番号6)の両プライマーにて、PCRをおこないMet3遺伝子プロモーター領域のDNA断片を増幅し、増幅断片をMinElute Gel Extraction Kit(Qiagen社)で精製し約0.5kbpのDNA断片を取得した。
GeneArtTMStringsTM DNA Fragments合成(Invitrogen社)にてウラルカンゾウ由来CPR1(GenbankにQCZ35624.1で登録;配列番号137)をコードする遺伝子(以後、GuCPR1;配列番号138)をその5’末端と3’末端の非翻訳領域にそれぞれ制限酵素SacI及びNotI部位を構築する配列のDNA断片を合成した。得られたDNA断片を、制限酵素SacI及びNotIで消化したpESC−Hisベクター(Stratagene社))のDNA断片と混合し、In−Fusion(登録商標) HD Cloning Kitを用いて結合し、Gal10プロモーター下流にGuCPR1を接続したpESC−His−GuCPR1を構築した。
<実施例5>にて得られたプラスミドpESC−His−GuCPR1−GuCYB5を鋳型として、Tcyc1−R−SalI(TACAAAACAGGTCGACTTCGAGCGTCCCAAAACC)(配列番号17)及びpESC−His−1881−F(TCTCAGTACAATCTGTCCATTCGCCATTCAGGCTG)(配列番号18)の両プライマーにて、PrimeSTAR(登録商標)Max DNA Polymeraseを用いたPCRを行い、GuCPR1及びGuCYB5の発現ユニットを増幅した。これを<実施例4>で構築したpPerg7−HIS3−Pmet3_ERG7を制限酵素SalI及びSacI(いずれもタカラバイオ社)で消化して得られるDNA断片と混合し、In−Fusion(登録商標) HD Cloning Kitを用いて結合して、プラスミドpPerg7−Pgal1_GuCYB5−Pgal10_GuCPR1−HIS3−Pmet3_ERG7t3_ERG7を構築した。
<実施例6>にて得られたプラスミドpPerg7−Pgal1_GuCYB5−Pgal10_GuCPR1−HIS3−Pmet3_ERG7を制限酵素HpaI(タカラバイオ社)で消化し、erg7::Pgal1_GuCYB5−Pgal10_GuCPR1−HIS3−Pmet3_ERG7のDNA断片を取得した。
ベクターpESC−HisのDNAを鋳型として、PrimeSTAR(登録商標)Max DNA Polymeraseを用い、GAL10−EcoRI−F(gaattcgaattttcaaaaattcttac)(配列番号19)及びGAL1−BamH−R(ggatccggggttttttctcc)(配列番号20)の両プライマーにて、Gal10プロモーター及びGal1プロモーターを含む領域のDNA断片を増幅し、MinElute Gel Extraction Kitで精製し約0.7kbpのDNA断片(Pgal10−Pgal1)を取得した。また、pESC−HisのDNAを鋳型として、PrimeSTAR(登録商標)Max DNA Polymeraseを用い、pESC−His3089−F(GCTTGGTACCGCGGCTAGC)(配列番号21)およびpESC−His−3430R(TGAGCTGATACCGCTCGCC)(配列番号22)の両プライマーにて、CYC1ターミネーターを含む領域を増幅しMinElute Gel Extraction Kitで精製し約0.3kbpのDNA断片(以後、CYC1ターミネーターDNA断片−a)を取得した。同様に、pESC−His1751−F(GCCGGCGAACGTGGCGAGAAAG)(配列番号23)およびpESC−His−2268−R(GAGCTCTTAATTAACAATTCTTCG)(配列番号24)の両プライマーにて、ADH1ターミネーターを含む領域を増幅しMinElute Gel Extraction Kitで精製し約0.5kbpのDNA断片を取得した。次にベクターpYES−DEST52を鋳型としてPrimeSTAR(登録商標)Max DNA Polymeraseを用い、DEST52−GAL1p−DraIII−F(agggcgatggcccactacgtgACGGATTAGAAGCCGCCGAG)(配列番号25)及びGAL1−BamH−R(ggatccggggttttttctcc)(配列番号20)の両プライマーにて、Gal1プロモーター含む領域を増幅しMinElute Gel Extraction Kitで精製し約0.3kbpのDNA断片(CYC1ターミネーターDNA断片−b)を取得した。pYES−CYC1t−F(TCTAGAGGGCCGCATCATGT)(配列番号26)およびpYES−CYC1t−R(cgccacgttcgccggCAGCTTGCAAATTAAAGCCT)(配列番号27)の両プライマーにて、PrimeSTAR(登録商標)Max DNA Polymeraseを用いたPCRを行い、CYC1ターミネーターDNA断片−bを増幅しMinElute Gel Extraction Kitで精製し取得した。
出芽酵母BY4742のゲノムDNAを鋳型にTrp−BglII−F(acgaggccctttcgtGTTTAAACAGCAGATCTGATGACTGGTC)(配列番号43)およびTrp−BglII−R(accgtattaccgcctGTTTAAACAGATCTTTTATGCTTGC)(配列番号44)の両プライマーにて、KOD Fx Neo DNAポリメラーゼを用いたPCRによりプロモーター領域を含むTRP1遺伝子約1.4kbpのDNA断片を増幅し、MinElute Gel Extraction Kitで約1.4kbpのDNAを精製し取得した。次にpESC−TRPベクターDNAを鋳型として、pESC−His3435−F(aggcggtaatacggttatcc)(配列番号38)及びpESC−trp−6526R(acgaaagggcctcgtgatac)(配列番号45)の両プライマーにて、PrimeSTAR(登録商標)Max DNA Polymeraseを用いたPCRによりTRP1遺伝子を含まないpESCベクター領域のDNA断片を増幅し、MinElute Gel Extraction Kitで約5.8kbpのDNAを精製し取得した。BY4742のゲノムDNAよりPCRで増幅したTRP1遺伝子DNA及びpESC−TRPより増幅したTRP1以外の領域のDNAを混合し、In−Fusion(登録商標)HD Cloning Kitを用いて結合しpTrp1Geneプラスミドを得た。
<実施例8>により得られたプラスミドpPgal1_ERG20−Pgal10_ERG9−Pgal1_ERG1のDNA断片を制限酵素DraIII(New England Biolab社)及びXhoIで消化し、Pgal1_ERG20−Pgal1
0_ERG9−Pgal1_ERG1のDNA断片を得た。<実施例9>により得られたpTrp1GeneのDNAを鋳型として、Ptrp−225−F(gttcggctgcCTCGAATATATGTGTACTTTGCAGT(配列番号46))およびPtrp−373−R(CTTCTAATCCGTCACTGTCAGCTCTTTTAGATCGG(配列番号47))の両プライマーにて、PrimeSTAR(登録商標)Max DNA Polymeraseを用いたPCRによりpESCベクター含むDNA断片を増幅した。これらをIn−Fusion(登録商標)HD Cloning Kitを用いIn−Fusion反応して、Pgal1_ERG20−Pgal10_ERG9−Pgal1_ERG1のDNA断片をpTrp1GeneのTRP1プロモーター上流(−373〜−225領域)に挿入したプラスミドpTrp−ERG20−9−1を構築した。このプラスミドDNAを制限酵素BglII(タカラバイオ社)で消化し、trp1::Pgal1_ERG20−Pgal10_ERG9−Pgal1_ERG1−TRP1のDNA断片を取得した。
出芽酵母BY4742のゲノムDNAを鋳型として、ERG10−GAL1−F(gagaaaaaaccccggatccATGTCTCAGAACGTTTACATTG)(配列番号48)およびERG10−CYC1t−R(CATGATGCGGCCCTCTAGATCATATCTTTTCAATGACAATAGAG)(配列番号49)の両プライマーにて、KOD Fx Neo DNAポリメラーゼを用いたPCRによりERG10のDNA断片を増幅しMinElute Gel Extraction Kitで約1.2kbpのDNA(ERG10断片)を取得した。同様に、ERG12−GAL1−F(gagaaaaaaccccggatccATGTCATTACCGTTCTTAACTTC)(配列番号50)、ERG12−CYC1t−R(GCTAGCCGCGGTACCAAGCTTATGAAGTCCATGGTAAATTCG)(配列番号51)の両プライマーにて、KOD Fx Neo DNAポリメラーゼを用いたPCRによりERG12のDNA断片を増幅しMinElute Gel Extraction Kitで約1.3kbpのDNA(ERG12断片)を取得した。さらに同様に、ERG19−GAL10−F(aagaatttttgaaaattcgaattcATGACCGTTTACACAGCATCC)(配列番号52)およびERG19−ADH1t−R(GCTCTTAATTAACAATTCTTCGTTATTCCTTTGGTAGACCAGTCT)(配列番号53)の両プライマーにて、KOD Fx Neo DNAポリメラーゼを用いたPCRによりERG19のDNA断片を増幅しMinElute Gel Extraction Kitで約1.2kbpのDNA(ERG19断片)を取得した。<実施例8>で作製したTcyc1−b−Tadh1のDNA断片及びERG10のDNA断片を混合し、PrimeSTAR(登録商標)Max DNA Polymeraseによりプライマーを添加せずにPCR反応を進めたのち、ERG10−GAL1−F2(aaaaaaccccggatccATGTCT)(配列番号54)及びADH1t−Link−R(TTGTTAATTAAGAGCAGAGGTTTGGTCAAGTC)(配列番号55)の両プライマーを添加してさらにPCR反応を続けることで、ERG10_Tcyc1−b−Tadh1のDNAを増幅した。その後、得られた増幅断片をMinElute Gel Extraction Kitで精製し、約1.8kbpのDNA断片を取得した。次に、<実施例8>で得たPgal10−Pgal1のDNA断片及びERG19のDNA断片を混合し、PrimeSTAR(登録商標)Max DNA Polymeraseによりプライマーを添加せずにPCR反応を進めたのち、ERG19−ADH1t−R(GCTCTTAATTAACAATTCTTCGTTATTCCTTTGGTAGACCAGTCT)(配列番号53)およびGAL1−BamH−R(ggatccggggttttttctcc)(配列番号20)を添加してさらにPCR反応を続けることで、ERG19をPgal10の下流に接続したERG19_Pgal10−Pgal1断片を増幅した。その後、得られた増幅断片をMinElute Gel Extraction Kitで精製し、約1.9kbpのDNA断片を取得した。また、ERG12のDNA断片及び<実施例8>で得たCYC1ターミネーターDNA断片−aを混合し、PrimeSTAR(登録商標)Max DNA Polymeraseによりプライマーを添加せずにPCR反応を進めたのち、ERG12−GAL1−F(gagaaaaaaccccggatccATGTCATTACCGTTCTTAACTTC)(配列番号50)及びpESC−His−3430R(TGAGCTGATACCGCTCGCC)(配列番号22)を添加してさらにPCR反応を続けることで、ERG12の下流にCYC1ターミネーターDNA断片−aを接続したERG12_Tcyc1−a断片を増幅した。その後、得られた増幅断片をMinElute Gel Extraction Kitで精製し、約1.6kbpのDNA断片を取得した。そして、ERG19_Pgal10−Pgal1断片及びERG12_Tcyc1−a断片を混合し、PrimeSTAR(登録商標)Max DNA Polymeraseによりプライマーを添加せずにPCR反応を進めたのち、ERG19−ADH1t−R(GCTCTTAATTAACAATTCTTCGTTATTCCTTTGGTAGACCAGTCT)(配列番号53)およびCYC1t−XhoI−3430R(GCTGATACCGCTCGAGgcagccgaac)(配列番号42)を添加してさらにPCR反応を続けることで、ERG19_Pgal10−Pgal1_ERG12_Tcyc1を増幅した。その後、得られた増幅断片をMinElute Gel Extraction Kitで精製し、約3.5kbpのDNA断片を取得した。<実施例8>で得たpESC−TRP−Pgal1_TRP1linkerのDNA断片及びERG19_Pgal10−Pgal1_ERG12_Tcyc1断片並びにERG10_Tcyc1−b−Tadh1断片を混合し、In−Fusion(登録商標) HD Cloning Kitを用いて結合し、Pgal1_ERG10_Tcyc1−Tadh1_ERG19_Pgal10−Pgal1_ERG12_Tcyc1の断片がpESC−TRPに挿入されたプラスミドpPgal1_ERG10−Pgal10_ERG19−Pgal1_ERG12を構築した。
出芽酵母INVSc1(MATa his3Δ1 leu2 trp1−289 ura3−52/Matalpha hisΔ1 leu2 trp1−289 ura3−52、Invitrogen社)からYeast DNA Extraction Kitを用いてゲノムDNAを抽出した。そのゲノムDNAを鋳型として、Ura−SmaI−F(acgaggccctttcgtCCCGGGCGGATTACTACCGTTG)(配列番号56)及びUra−600−F_C(CTGTTCGGAGATTACCGAATC)(配列番号57)の両プライマーにて、KOD Fx Neo DNAポリメラーゼを用いたPCRによりURA3遺伝子のプロモーター及びその上流領域を含む領域を増幅し、MinElute Gel Extraction Kitで約0.6kbpのDNAのDNA断片を取得した。プラスミドpESC−Ura(Stratagene社)のDNAを鋳型として、Ura−600−F(GATTCGGTAATCTCCGAACAG)(配列番号58)及びUra−SmaI−R(accgtattaccgcctCCCGGGTAATAACTGATATAATTAAATTG)(配列番号59)の両プライマーにて、PrimeSTAR(登録商標)Max DNA Polymeraseを用いたPCRによりUra3遺伝子の後半部分を増幅し、MinElute Gel Extraction Kitで約1.0kbpのDNAのDNA断片を取得した。これらのDNA断片を混合して鋳型とし、Ura−SmaI−F(acgaggccctttcgtCCCGGGCGGATTACTACCGTTG(配列番号56)及びUra−SmaI−R(accgtattaccgcctCCCGGGTAATAACTGATATAATTAAATTG)(配列番号59)の両プライマーにて、PrimeSTAR(登録商標)Max DNA Polymeraseを用いたPCRによりUra3プロモーター及びその上流領域並びにURA3遺伝子を含むDNAを増幅し、MinElute Gel Extraction Kitで約1.6kbpのDNAのDNA断片を取得した。このDNA断片と<実施例9>で作製したpESC−TrpからTRP1を除いた約5.88kbpのDNA断片と混合し、In−Fusion(登録商標)HD Cloning Kitを用いて結合し、pUra3Geneプラスミドを構築した。
<実施例11>で構築したpPgal1_ERG10−Pgal10_ERG19−Pgal1_ERG12のDNAを鋳型として、pESC−DraIII−F(agggcgatggcccactac)(配列番号37)およびCYC1t−XhoI−3430−R(GCTGATACCGCTCGAGgcagccgaac)(配列番号42)の両プライマーにて、PrimeSTAR(登録商標)Max DNA Polymeraseを用いたPCRによりPgal1_ERG10−Pgal10_ERG19−Pgal1_ERG12を含む領域を増幅し、MinElute Gel Extraction Kitで約5.6kbpのDNA断片を取得した。<実施例12>で構築したpUra3GeneプラスミドのDNAを鋳型として、Pura−239−F(TCGAGCGGTATCAGCGGTTTCAGGGTCCATAAAGC)(配列番号60)およびPura−239−R(gtgggccatcgccctCCACAGCCACATTAACCTTC)(配列番号61)の両プライマーにて、PrimeSTAR(登録商標)Max DNA Polymeraseを用いたPCRによりpUra3Gene全体を増幅し、MinElute Gel Extraction KitでDNA断片を取得した。これらのDNA断片を混合し、In−Fusion(登録商標)HD Cloning Kitを用いて結合し、Pgal1_ERG10−Pgal10_ERG19−Pgal1_ERG12をpUra3GeneのURA3プロモーター上流領域に挿入したプラスミドpUra−ERG10−19−12を構築した。そしてpUra−ERG10−19−12プラスミドDNAを制限酵素SmaI(タカラバイオ社)で消化し、ura3
::Pgal1_ERG10−Pgal10_ERG19−Pgal1_ERG12−URA3のDNA断片を取得した。
出芽酵母BY4742のゲノムDNAを鋳型として、ERG8−GAL1−F(gagaaaaaaccccggatccATGTCAGAGTTGAGAGCCTTC)(配列番号62)及びERG8−CYC1t−R(GCTAGCCGCGGTACCAAGCTTATTTATCAAGATAAGTTTCCGG)(配列番号63)の両プライマーにて、KOD Fx Neo DNAポリメラーゼを用いたPCRによりERG8のDNA断片を増幅しMinElute Gel Extraction Kitで約1.4kbpのDNA(ERG8断片)を取得した。同様に、ERG13−GAL10−F(aagaatttttgaaaattcgaattcATGAAACTCTCAACTAAACTTTGTT)(配列番号64)及びERG13−ADH1t−R(GCTCTTAATTAACAATTCTTCGTTATTTTTTAACATCGTAAGATCTTC)(配列番号65)の両プライマーにて、KOD Fx Neo DNAポリメラーゼを用いたPCRによりERG13のDNA断片を増幅しMinElute Gel Extraction Kitで約1.5kbpのDNA(ERG13断片)を取得した。さらに同様に、IDI1−GAL1−F(gagaaaaaaccccggatccATGACTGCCGACAACAATAGTA)(配列番号66)およびIDI1−CYC1t−R(CATGATGCGGCCCTCTAGATTATAGCATTCTATGAATTTGCCTG)(配列番号67)の両プライマーにて、KOD Fx Neo DNAポリメラーゼを用いたPCRによりIDI1のDNA断片を増幅しMinElute Gel Extraction Kitで約0.9kbpのDNA(IDI1断片)を取得した。<実施例8>で作製したTcyc1−b−Tadh1のDNA断片及びIDI1のDNA断片を混合し、PrimeSTAR(登録商標)Max DNA Polymeraseによりプライマーを添加せずにPCR反応を進めたのち、IDI1−GAL1−F2(aaaaaaccccggatccATGACT)(配列番号68)とADH1t−Link−R(TTGTTAATTAAGAGCAGAGGTTTGGTCAAGTC)(配列番号55)の両プライマーを添加してさらにPCR反応を続けることで、IDI1_Tcyc1−b−Tadh1のDNAを増幅した。その後、得られた増幅断片をMinElute Gel Extraction Kitで精製し、約1.5kbpのDNA断片を取得した。次に、<実施例8>で得たPgal10−Pgal1のDNA断片及びERG13のDNA断片を混合し、PrimeSTAR(登録商標)Max DNA Polymeraseによりプライマーを添加せずにPCR反応を進めたのち、ERG13−ADH1t−R(GCTCTTAATTAACAATTCTTCGTTATTTTTTAACATCGTAAGATCTTC)(配列番号65)及びGAL1−BamH−R short(CCGGGGTTTTTTCTCCTTG)(配列番号20)の両プライマーを添加してさらにPCR反応を続けることで、ERG13をPgal10の下流に接続したERG13_Pgal10−Pgal1断片を増幅した。その後、得られた増幅断片をMinElute Gel Extraction Kitで精製し、約2.2kbpのDNA断片を取得した。また、ERG8のDNA断片及び<実施例8>で得たCYC1ターミネーターDNA断片−aを混合し、PrimeSTAR(登録商標)Max DNA Polymeraseによりプライマーを添加せずにPCR反応を進めたのち、ERG8−GAL1−F(gagaaaaaaccccggatccATGTCAGAGTTGAGAGCCTTC)(配列番号62)及びpESC−His−3430R(TGAGCTGATACCGCTCGCC)(配列番号22)を添加してさらにPCR反応を続けることで、ERG8の下流にCYC1ターミネーターDNA断片−aを接続したERG8_Tcyc1−a断片を増幅した。その後、得られた増幅断片をMinElute Gel Extraction Kitで精製し、約1.7kbpのDNA断片を取得した。そして、ERG13_Pgal10−Pgal1断片及びERG8_Tcyc1−a断片を混合し、PrimeSTAR(登録商標)Max DNA Polymeraseによりプライマーを添加せずにPCR反応を進めたのち、ERG13−ADH1t−R(GCTCTTAATTAACAATTCTTCGTTATTTTTTAACATCGTAAGATCTTC)(配列番号65)及びCYC1t−XhoI−3430R(GCTGATACCGCTCGAGgcagccgaac)(配列番号42)を添加してさらにPCR反応を続けることで、ERG13_Pgal10−Pgal1_ERG8_Tcyc1を増幅した。その後、得られた増幅断片をMinElute Gel Extraction Kitで精製し、約3.9kbpのDNA断片を取得した。<実施例8>で得たpESC−TRP−Pgal1_TRP1linkerのDNA断片及びERG13_Pgal10−Pgal1_ERG8_Tcyc1断片並びにIDI1_Tcyc1−b−Tadh1断片を混合し、In−Fusion(登録商標) HD Cloning Kitを用いて結合し、Pgal1_IDI1_Tcyc1−Tadh1_ERG13_Pgal10−Pgal1_ERG8_Tcyc1の断片がpESC−TRPに挿入されたプラスミドpPgal1_IDI1−Pgal10_ERG13−Pgal1_ERG8を構築した。
出芽酵母BY4742のゲノムDNAを鋳型にAde2−HpaI−F(acgaggccctttcgtTAACACTTCCTCTACCATTGCAT)(配列番号69)及びAde2−HpaI−R(accgtattaccgcctGTTAACAGATCTCACAATCATG)(配列番号70)の両プライマーにて、KOD Fx Neo DNAポリメラーゼを用いたPCRによりADE2プロモーター及びその上流領域並びにADE2遺伝子領域を含むDNA断片を増幅し、MinElute Gel Extraction Kitで約1.4kbpのDNAを精製し取得した。このDNA断片と<実施例9>で作製したpESC−TrpからTRP1を除いた約5.88kbpのDNA断片と混合し、In−Fusion(登録商標)HD Cloning Kitを用いて結合し、pAde2Geneプラスミドを構築した。
<実施例14>により得られたプラスミドpPgal1_IDI1−Pgal10_ERG13−Pgal1_ERG8のDNAを鋳型として、pESC−DraIII−F(agggcgatggcccactac)(配列番号37)およびCYC1t−XhoI−3430−R(GCTGATACCGCTCGAGgcagccgaac)(配列番号42)の両プライマーにて、PrimeSTAR(登録商標)Max DNA Polymeraseを用いたPCRによりPgal1_IDI1−Pgal10_ERG13−Pgal1_ERG8−ADE2の領域を増幅し、MinElute Gel Extraction Kitで約5.7kbpのDNAを精製し取得した。<実施例15>により得られたプラスミドpAde2GeneのDNAを鋳型として、Pade2−400F(TCGAGCGGTATCAGCTACCTTTTGATGCGGAATTGAC)(配列番号71)およびPade2−430R(GTGGGCCATCGCCCTCATGAAACTAGGCAACTTTTCG)(配列番号72)の両プライマーにて、PrimeSTAR(登録商標)Max DNA Polymeraseを用いたPCRによりpAde2GeneのADE2プロモーター上流領域の一部を除く領域を増幅し、MinElute Gel Extraction KitでDNA断片を精製し取得した。これらのDNA断片を混合し、In−Fusion(登録商標)HD Cloning Kitを用いて結合し、Pgal1_IDI1−Pgal10_ERG13−Pgal1_ERG8をpAde2GeneのADE2プロモーター上流領域に挿入したプラスミドpAde−IDI1−ERG13−8を構築した。そしてpAde−IDI1−ERG13−8プラスミドDNAを制限酵素HpaIで消化し、ade2::Pgal1_IDI1
−Pgal10_ERG13−Pgal1_ERG8−ADE2のDNA断片を取得した。
出芽酵母BY4742のゲノムDNAを鋳型として、UPC2−F1(ttgaaaattcgaattcATGAGCGAAGTCGGTATACAG)(配列番号73)及びupc2−1−R1(ATGCATATCACCACCTCCACTG)(配列番号74)の両プライマーにて、KOD Fx Neo DNAポリメラーゼを用いたPCRによりUPC2のN末端から888残基のグリシンをアスパラギン酸に置換する変異を導入したUPC2遺伝子の前半の領域(以後、upc2−1a)を含むDNA断片を増幅し、MinElute Gel Extraction Kitで約2.7kbpのDNAを取得した。次にupc2−1−F1(GGTGGTGATATGCATATGATGC)(配列番号75)及びUPC2−R1(ttaagagctcagaTCTATCATAACGAAAAATCAGAG)(配列番号76)の両プライマーにて同様にPCRを行い、UPC2のN末端から888残基のグリシンをアスパラギン酸に置換する変異を導入したUPC2遺伝子の後半の領域(以後、upc2−1b)を含むDNA断片を増幅し、MinElute Gel Extraction Kitで約0.1kbpのDNAを取得した。
片を混合し、In−Fusion(登録商標)HD Cloning Kitを用いて結合し、プラスミドpESC−upc2−1を構築した。次にpESC−upc2−1のDNAを制限酵素DraIII及びNgoMIV(New England Biolab社)で消化し、MinElute Gel Extraction Kitで約9.1kbpのDNAを取得した。同様に、pYES3−ADH−OSC1プラスミド(Seki,H.,et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,105,14204−14209,2008)を鋳型として、ADH1p−F(agggcgatggcccaccGTTTCCTCGTCATTGTTCTCG)(配列番号77)及びADH1t−R1(cgccacgttcgccggatccgtgtggaagaac)(配列番号78)の両プライマーにて、PrimeSTAR(登録商標)Max DNA Polymeraseを用いたPCRにより増幅し、MinElute Gel Extraction KitでADH1プロモーターの一部_ミヤコグサ(Lotus japonicum)由来オキシドスクアレン環化酵素遺伝子(LjOSC1)_ADH1ターミネーターの領域を含む約2.8kbpのDNA(Padh1p_LjOSC1_Tadh1)を混合し、In−Fusion(登録商標)HD Cloning Kitを用いて結合し、プラスミドpESC−OSC1tadh1−upc2−1を構築した。出芽酵母BY4742のゲノムDNAを鋳型として、HMGR−F1(GGGCCCGGGCGTCGACatggCTGCAGACCAATTGG)(配列番号79)及びHMGR−R1(ACCAAGCTTACTCGAGTTAGGATTTAATGCAGGTGAC)(配列番号80)の両プライマーにて、KOD Fx Neo DNAポリメラーゼを用いたPCRにより、膜結合領域とリンカー領域の一部を除いたHMG1遺伝子(以後、tHMG1)のDNA断片を増幅し、MinElute Gel Extraction Kitで約1.6kbpのDNAを取得した。このDNAをプラスミドpESC−OSC1tadh1−upc2−1を制限酵素SalI及びXhoIで消化して得られるDNA断片と混合した上で、In−Fusion(登録商標)HD Cloning Kitを用いて結合し、プラスミドpESC−OSC1tadh1−upc2−1−tHMG1を構築した。
出芽酵母INVSc1のゲノムDNAを鋳型として、Lys2−1812−HpaI−F(acgaggccctttcgtTAACAGGAACGATCGTACTC)(配列番号81)及びLys2−HpaI−R(accgtattaccgcctGTTAACGATTAAATCCATTGTGTTTTC(配列番号82)の両プライマーにて、KOD Fx Neo DNAポリメラーゼを用いたPCRによりLYS2遺伝子のC末端側部分及びターミネーター下流を含む領域を増幅し、MinElute Gel Extraction Kitで約2.0kbpのDNAを精製した。このDNAを<実施例9>でpESC−TRPより増幅して得られた約5.8kbpのDNA断片と混合し、In−Fusion(登録商標)HD Cloning Kitを用いて結合し、プラスミドpLys2Geneを構築した。
<実施例17>にて得られたプラスミドpESC−OSC1tadh1−upc2−1−tHMG1を制限酵素HpaI及びXhoIで消化し、MinElute Gel Extraction KitでTadh1−Tadh1_upc2−1_Pgal10−Pgal1_tHMG1の領域からなる5.8kbpのDNA断片を得た。また、pESC−OSC1tadh1−upc2−1−tHMG1のDNAを鋳型として、HMGR−XhoI−F(TAAATCCTAACTCGAGTAAGC)(配列番号83)及びCYC1t−XhoI−3430R(GCTGATACCGCTCGAGgcagccgaac)(配列番号42)の両プライマーにて、PrimeSTAR(登録商標)Max DNA Polymeraseを用いたPCRによりCYC1ターミネーターDNA領域を増幅し、MinElute Gel Extraction Kitで約0.4kbpのDNA断片を取得した。また、<実施例18>にて得られたpLys2Geneプラスミドを鋳型としてTlys2−F(TCGAGCGGTATCAGCAAGGTTGAGCATTACGTATG)(配列番号84)及びLys2−Tadh1−R(GAAATTCGCTTAGTTTTAAGCTGCTGCGGAGCTTC)(配列番号85)の両プライマーにて、PrimeSTAR(登録商標)Max DNA Polymeraseを用いたPCRによりLYS2遺伝子のターミネーター領域からpESCベクター部分及びLYS2遺伝子のC末端側の領域を含むDNA断片を増幅し、MinElute Gel Extraction Kitで約6.3kbpのDNA断片を取得した。これら三つDNA断片を混合し、In−Fusion(登録商標)HD Cloning Kitを用いて結合し、Tadh1−Tadh1_upc2−1_Pgal10−Pgal1_tHMG1_Tcyc1のユニットがpLys2GeneのLYS2遺伝子の3’非翻訳領域に挿入されたプラスミドpLys2−Pgal10_upc2−1−Pgal10_tHMG1を構築した。このpLys2−Pgal10_upc2−1−Pgal10_tHMG1プラスミドDNAを制限酵素HpaIで消化し、lys2::LYS2−Pgal10_upc2−1−Pgal1_tHMG1のDNA断片を取得した。
<実施例4>で得たPmet3−ERG7断片を鋳型にPmet−F5(AGCTAGCTTATCGATTTAGTACTAACAGAGACTTTTG)(配列番号15)及びERG7_660−R5(AGATGCATGCTCGAGCTAAAGTAACCAAGTTTCAGGAGG)(配列番号86)にて、PrimeSTAR(登録商標)Max DNA Polymeraseを用いたPCRによりPmet3−ERG7に制限酵素SphI部位を接続したDNA断片を増幅し、MinElute Gel Extraction Kitで1.2kbp(Pmet3−ERG7_S)を得た。プラスミドpENTR(登録商標)/D−TOPO(Invitrogen社)のDNAを鋳型として、URAp−Kan−F(AACAAAAACCTGCAGTAATACAAGGGGTGTTATG)(配列番号87)及びKan−URAt−R(TTATAATACAGTTTTGAATTCTGATTAGAAAAACTCATCG)(配列番号88)の両プライマーにて、PrimeSTAR(登録商標)Max DNA Polymeraseを用いたPCRによりカナマイシン耐性遺伝子(以後、KanR)を含む領域を増幅し、MinElute Gel Extraction Kitで約0.9kbpのDNAを取得した。pTEF1/Zeoプラスミド(Life Technologies社)を鋳型として、TEF1−EM−7−F−link(ATCGATAAGCTAGCTGCCGGCCAGATCTGAGCTC)(配列番号89)及びEM7−Kan−R(TTGAATATGGCTCATGGTTTAGTTCCTCACC)(配列番号90)の両プライマーにて、KOD Fx Neo DNAポリメラーゼを用いたPCRによりTEF1プロモーター領域を増幅し、MinElute Gel Extraction Kitで約0.5kbpのDNA(Ptef1)を取得した。プラスミドpYES−DEST52のDNAを鋳型にpYES−ClaI−R(ATCGATAAGCTAGCTTTTCAATTC)(配列番号91)及びpYES−XhoI−F1(CTCGAGCATGCATCTAGAGGGCCGCATCATG)(配列番号10)の両方のプライマーにて、PrimeSTAR(登録商標)Max DNA Polymeraseを用いたPCRにより当該プラスミドのGAL1プロモーターからCYC1ターミネーターを含む部分を除いた領域を増幅し、MinElute Gel Extraction Kitで約3.0kbpのDNA(pYES−URA3)を取得した。次に、pYES−URA3断片とPmet3−ERG7_S断片を混合し、In−Fusion(登録商標) HD Cloning Kitを用いて結合し、プラスミドpYES−Pmet3_ERG7−URA3を得た。このプラスミドDNAを鋳型として、pYES−URAp−R(CTGCAGGTTTTTGTTCTGTGC)(配列番号92)及びpYES−URAt−F(AAAACTGTATTATAAGTAAATGCATG)(配列番号9)の両プライマーにて、PrimeSTAR(登録商標)Max DNA Polymeraseを用いたPCRにより、このプラスミドのURA3遺伝子を除く領域を増幅し、MinElute Gel Extraction Kitで約3.5kbpのDNAを取得した。このDNA断片とKanRのDNA断片を混合し、In−Fusion(登録商標) HD Cloning Kitを用いて結合し、pYES−Pmet7_ERG7−URA3のURA3遺伝子をKanRで置換したpYES−Pmet7_ERG7−KanRを得た。さらにこのプラスミドDNAを鋳型として、Pmet−F5(AGCTAGCTTATCGATTTAGTACTAACAGAGACTTTTG)(配列番号15)及びKm−F(ATGAGCCATATTCAACGGGA)(配列番号93)の両プライマーにてPrimeSTAR(登録商標)Max DNA Polymeraseを用いたPCRにより、このプラスミドのURA3遺伝子上流部分を除く領域を増幅し、MinElute Gel Extraction Kitで約4.2kbpのDNAを取得した。このDNA断片とPtef1のDNA断片を混合し、In−Fusion(登録商標) HD Cloning Kitを用いて結合し、KanRの上流にPtef1が挿入されたプラスミドpYES−Pmet3−ERG7−Ptef1_KanRを構築した。このプラスミドpYES−Pmet3−ERG7−Ptef1_KanRを鋳型として、TEF1−EM−7−F−link(ATCGATAAGCTAGCTGCCGGCCAGATCTGAGCTC)(配列番号89)及び−pYEC−Tura_R(GTCGACGAGCTCGAGCCTTTTTCAATGGGTAATAACTG)(配列番号94)の両プライマーにて、PrimeSTAR(登録商標)Max DNA Polymeraseを用いたPCRによりPtef1_KanR_Tura3の領域を増幅し、MinElute Gel Extraction Kitで約1.5kbpのDNAを取得した。
<実施例20>にて得られたプラスミドpYES−gal7−Ptef1_Kan−Pgal1_MtCPR2のDNAを制限酵素HpaIで消化しΔgal1,7,10::Ptef1_Kan−Pgal1−MtCPR2のDNA断片を取得した。
タルウマゴヤシ由来NADPH−チトクロームP450還元酵素(GenPept登録XP_003610109.1(配列番号144))は<実施例20>記載の同じくタルウマゴヤシ由来NADPH−チトクロームP450還元酵素(GenPept登録XP_003602898.1)とのアミノ酸配列同一性が70%である。この遺伝子(以後、MtCPR1(配列番号145))配列を有するDNA断片をGeneArtTMStringsTMDNA Fragments合成にて取得した。このDNA断片を、制限酵素SalI及びXhoIで消化したpESC−TRPプラスミドのDNA断片と混合してIn−Fusion(登録商標) HD Cloning Kitを用いて結合し、pESC−MtCPR2−TRPを構築した。このプラスミドDNAを鋳型として、Pgal1−F−NgoMIV(CTCAGATCTGGCCGGCACGGATTAGAAGCCGCCGAG)(配列番号99)及びMtCPR−R(GGCAAGATGCTATCGACCAAGCTTACTCGAGTTAC)(配列番号100)の両プライマーにて、PrimeSTAR(登録商標)Max DNA Polymeraseを用いたPCRによりPgal1_MtCPR1の領域を増幅し、MinElute Gel Extraction Kitで約2.6kbpのDNAを取得した。これで得られたDNAを制限酵素XhoIで消化してPgal1_MtCPR1/XhoI断片を取得した。また、<実施例20>で取得したプラスミドpYES−gal7−Ptef1_Kan−Pgal1_MtCPR2のDNAを鋳型にTER−EM−7−F−link(ATCGATAAGCTAGCTGCCGGCCAGATCTGAGCTC)(配列番号89)及びTgal1−1605F(TGTTTGGTAACTCGAGCTTTGTTCAGAACAACTTCTC)(配列番号103)にて、PrimeSTAR(登録商標)Max DNA Polymeraseを用いたPCRにより、Pgal1−MtCPR2を除くベクター部分を増幅し、MinElute Gel Extraction Kitで約5.0kbpのDNA断片(Tgal1−gal7−KanR_Ptef1)を取得した。このDNA断片をさらに制限酵素NgoMIVで消化したうえで、Pgal1_MtCPR1/XhoI断片と混合し、In−Fusion(登録商標) HD Cloning Kitを用いて結合し、プラスミドpYES−gal7−Ptef1_Kan−Pgal1_MtCPR1を構築した。
<実施例22>にて得られたプラスミドpYES−gal7−Ptef1_Kan−Pgal1_MtCPR1のDNAを制限酵素HpaIで消化し、Δgal1,7,10:
:Ptef1_Kan−Pgal1_MtCPR1のDNA断片を取得した。
出芽酵母YPH500を<実施例7>で取得したerg7::Pgal1_GuCYB5−Pgal10_GuCPR1−HIS3−Pmet3_ERG7のDNA断片で形質転換した。次に、得られた形質転換酵母株を<実施例10>で取得したtrp1::Pgal1_ERG20−Pgal10_ERG9−Pgal1_ERG1−TRP1のDNA断片を用いて形質転換した。これにより得られた形質転換酵母株を<実施例13>で取得したura3::Pgal1_ERG10−Pgal10_ERG19−Pgal1_ERG12−URA3のDNA断片を用いて形質転換した。これにより得られた形質転換酵母株を続いて<実施例16>で取得したade2::Pgal1_IDI1−Pgal10_ERG13−Pgal1_ERG8−ADE2のDNA断片で形質転換した。これにより得られた形質転換酵母株をさらに<実施例19>で取得したlys2::LYS2−Pgal10_upc2−1−Pgal1_tHMG1のDNA断片により形質転換し酵母株YJT8を得た。
酵母株YJT8を<実施例23>で取得したΔgal1,7,10::Ptef1_Kan−Pgal1_MtCPR1のDNA断片、または、<実施例21>で取得したΔgal1,7,10::Ptef1_Kan−Pgal1−MtCPR2のDNA断片で形質転換し、それぞれ酵母株YJT8a、または、酵母株YJT8bを得た。
pUC−57にクローニングされたウラルカンゾウGlycyrrhiza uralensis β−アミリン11位酸化酵素CYP88D6(配列番号146)の合成遺伝子配列CYP88D6(配列番号147)を鋳型として、synCYP88D6−F1(aaaaaaccccggatccATGGAAGTACACTGGGTCTG)(配列番号107)及びsynCYP88D6−R1(ccgcggtaccaagcttTCAGGCACAGGATACTTTGATG)(配列番号108)の両プライマーを用い、PrimerSTAR(登録商標)Max DNA Polymerase(TAKARA社)により95℃で2分間処理した後、(98℃10秒間→55℃5秒間→72℃15秒間)×26サイクルからなるPCRを行い、CYP88D6を含むDNA断片を増幅した。PCR溶液を電気泳動し、約1.5kbpの増幅断片をMinElute Gel Extraction Kit(Qiagen 社)で精製した。一方、pESC−LEU(Stratagene社)のDNAを鋳型として、LEU2d−F(aaaaaggcgccGAAATCGGCAAAATCCCTTATAAATC)(配列番号109)及びLEU2d−R(TTTCggcgccttttttatatatatttcaaggatatac)(配列番号110)の両プライマーにて、PrimerSTAR(登録商標)Max DNA Polymeraseを用いてpESC−LEUのLEU2遺伝子の上流を除く領域を増幅した。MinElute Gel Extraction Kitで約7.0kbpのDNAを取得した。このDNA断片をIn−Fusion(登録商標) HD Cloning Kitを用いて環化し、LEU2遺伝子のプロモーター領域を短縮したプラスミドpESC−LEUdを得た。このプラスミドDNAを制限酵素BamHI及びHindIIIで消化した。これらをIn−Fusion(登録商標)HD Cloning Kit(Clontech社)を用いIn−Fusion反応して、CYP88D6酵母発現ベクターであるpESC−CYP88D6を得た。
pENTRTM/D−TOPO(登録商標)エントリーベクターにクローニングされたミヤコグサLotus japonicusのβ−アミリン合成酵素(OSC1)(配列番号148)の人工合成遺伝子配列(配列番号149)を鋳型として、OSC1−NotI−F(CACTAAAGGGCGGCCATGTGGAAGTTGAAAGTTGC)(配列番号111)及びOSC1−SacI−R(GAATTGTTAATTAAGTTAAACAGCGGTAGATGGC)(配列番号112)を用い、PrimerSTAR(登録商標)Max DNA Polymerase(TAKARA社)により95℃で2分間処理した後、(98℃10秒間→55℃5秒間→72℃30秒間)×36サイクルからなるPCRを行い、OSC1を含むDNA断片を増幅した。PCR溶液を電気泳動し、約2.3kbの増幅断片をMinElute Gel Extraction Kit(Qiagen社)で精製した。一方、実施例26で作製したpESC−CYP88D6も同様に制限酵素NotI及びSacIで消化し、これらをIn−Fusion(登録商標)HD Cloning Kitを用いIn−Fusion反応して、CYP88D6とLjOSC1の酵母での同時発現ベクターpESC−OSC1−CYP88D6を得た。
Yeast DNA Extraction Kit(Thermo Fisher Scientific社)により調製した出芽酵母BY4742のゲノムDNAを鋳型として、Padh2−NgoMIV−F(cgccacgttcgccgGCAAAACGTAGGGGCAAAC)(配列番号113)及びPadh2−R(TGTGTATTACGATATAGTTAATAG)(配列番号114)の両プライマーを用い、KOD FX Neo DNAポリメラーゼ(TOYOBO社)により94℃で1分間処理した後、(98℃10秒間→60℃30秒間→68℃60秒間)×33サイクルからなるPCRを行った。PCR溶液を電気泳動し、約0.59kbの増幅断片をMinElute Gel Extraction Kit(Qiagen社)で精製し、出芽酵母ADH2プロモーターのDNA断片を得た。
出芽酵母BY4742のゲノムDNAを鋳型として、TEF1ter−F(TCTAGAGGGCCGCATGGAGATTGATAAGACTTTTCTAG)(配列番号115)及びTEF2ter−R(atataaaaaaggcgccTGAAAAAAGAGGGGAATTTTTAG)(配列番号116)の両プライマーを用い、KOD FX Neo DNAポリメラーゼ(TOYOBO社)により94℃で1分間処理した後、(98℃10秒間→60℃30秒間→68℃60秒間)×33サイクルからなるPCRを行った。PCR溶液を電気泳動し、約0.17kbの増幅断片をMinElute Gel Extraction Kit(Qiagen 社)で精製し、出芽酵母TEF1ターミネーターDNA断片を得た。
麹菌Aspergillus oryzaeのCYP5106A1遺伝子の調製
GeneArtTM StringsTM DNA Fragments合成(Invitrogen社)にてCYP5106A1−N末端DNA断片(740bp)及びCYP5106A1−C末端側DNA断片(915bp)をそれぞれ合成した。両DNA断片を混合後、PrimerSTAR(登録商標)Max DNA Polymerase(TAKARA社)により95℃で2分間処理した後、(98℃10秒間→55℃5秒間→72℃15秒間)×13サイクルからなるPCRを行い、DNA断片を増幅した。PCR溶液を電気泳動し、約1.6kbの増幅断片をMinElute Gel Extraction Kit(Qiagen社)で精製し、麹菌Aspergillus oryzaeの CYP5106A1のDNA断片(配列番号132)を得た。
<実施例28>により得られたADH2プロモーターDNA断片と<実施例30>により得られたCYP5106A1 DNA断片を混合後、PrimerSTAR(登録商標)Max DNA Polymerase(TAKARA社)により95℃で2分間処理した後、(98℃10秒間→50℃10秒間→72℃20秒間)×4サイクルからなるPCRを行った後、Padh2−NgoMIV−F(cgccacgttcgccgGCAAAACGTAGGGGCAAAC)(配列番号113)及びlink to #88−R(ATGCGGCCCTCTAGATCA)(配列番号117)の両プライマーを添加、更に95℃で2分間処理した後、(98℃10秒間→50℃5秒間→72℃20秒間)×33サイクルからなるPCRを行った。PCR溶液を電気泳動し、約2.2kbの増幅断片をMinElute Gel Extraction Kit(Qiagen社)で精製し、ADH2プロモーター_CYP5106A1のDNA断片を取得した。
<実施例31>により得られたADH2プロモーター_CYP5106A1のDNA断片と<実施例29>により得られた出芽酵母TEF1ターミネーターDNA断片を混合後、PrimerSTAR(登録商標)Max DNA Polymerase(TAKARA社)により95℃で2分間処理した後、(98℃10秒間→50℃10秒間→72℃20秒間)×4サイクルからなるPCRを行った後、Padh2−NgoMIV−F(cgccacgttcgccgGCAAAACGTAGGGGCAAAC)(配列番号113)及びTEF1ter−R(atataaaaaaggcgccTGAAAAAAGAGGGGAATTTTTAG)(配列番号116)の両プライマーを添加、更に95℃で2分間処理した後、(98℃10秒間→55℃5秒間→72℃20秒間)×33サイクルからなるPCRを行った。PCR溶液を電気泳動し、約2.4kbの増幅断片をMinElute Gel Extraction Kit(Qiagen社)で精製し、ADH2プロモーター_CYP5106A1_Ttef1のDNA断片を取得した。
pESC−OSC1−CYP88D6を制限酵素NgoMIV、及び、KasI(New England Biolab社)で消化したのち、<実施例32>により得られたADH2プロモーター_CYP5106A1_Ttef1のDNA断片と混合し、In−Fusion(登録商標)HD Cloning Kit(Clontech社)を用いてIn−Fusion反応して、酵母での同時発現ベクターpESC−Leu2d−CYP5106A1−OSC1−CYP88D6を得た。
タルウマゴヤシCYP72A63の合成遺伝子配列(Genscript社)を含むpUC−57プラスミドDNAを鋳型として、synCYP72A63−F1(gagaaaaaaccccggatccATGGAAGTTTTTATGTTTCCTAC)(配列番号118)及びsynCYP72A63−R1(CATGATGCGGCCCTCTAGATCATAATTTGTGTAAGATAATAGAAG)(配列番号119)の両プライマー並びにPrimeSTAR(登録商標)Max DNA Polymeraseを添加して、95℃で2分間処理した後、(98℃、10秒間→55℃、5秒間→72℃20秒間)×37サイクルからなるPCRを行い、CYP72A63を含むDNA断片を増幅した。PCR溶液を電気泳動し、約1.6kbの増幅断片をMinElute Gel Extraction Kitで精製した。得られたCYP72A63のDNA断片と<実施例8>により得られたCYC1ターミネーターDNA断片−bのDNA断片を混合後、PrimeSTAR(登録商標)Max DNA Polymeraseを添加して、95℃で2分間処理した後、(98℃10秒間→55℃5秒間→72℃20秒間)×4サイクルからなるPCRを行った後、synCYP72A63−F1(gagaaaaaaccccggatccATGGAAGTTTTTATGTTTCCTAC)(配列番号118)及びDEST52−CYC1t−R(cgccacgttcgccggCAGCTTGCAAATTAAAGCCT)(配列番号27)の両プライマーを添加、更に95℃で2分間処理した後、(98℃10秒間→55℃5秒間→72℃20秒間)×24サイクルからなるPCRにより、CYP72A63−CYC1ターミネーターを増幅し、MinElute Gel Extraction Kitで約1.8kbpのDNAを精製した。このCYP72A63−CYC1ターミネーターのDNA断片と<実施例28>により得られたADH2プロモーターDNA断片を混合後、PrimeSTAR(登録商標)Max DNA Polymeraseを添加して、95℃で2分間処理した後、(98℃10秒間→50℃10秒間→72℃20秒間)×4サイクルからなるPCRを行った後、Padh2−NgoMIV−F(cgccacgttcgccgGCAAAACGTAGGGGCAAAC)(配列番号113)およびDEST52−CYC1t−KasI−R(atataaaaaaggcgccAGCTTGCAAATTAAAGCCT)(配列番号120)の両プライマーを添加、更に95℃で2分間処理した後、(98℃10秒間→55℃5秒間→72℃20秒間)×24サイクルからなるPCRを行った。PCR溶液を電気泳動し、MinElute Gel Extraction KitでADH2プロモーター_CYP72A63_CYC1ターミネーター(以後、Padh2_CYP72A63_Tcyc1)に相当する約2.4kbpのDNA断片を取得した。このPadh2_CYP72A63_Tcyc1のDNA断片を鋳型として、Padh2−NgoMIV−F(cgccacgttcgccgGCAAAACGTAGGGGCAAAC)(配列番号113)およびA63opt_443_R(ATACCTACTGACAAGTACTTGG)(配列番号121)の両プライマーを用い、PrimeSTAR(登録商標)Max DNA Polymeraseを添加して、95℃で4分間処理した後、(98℃10秒間→55℃5秒間→72℃15秒間)×27サイクルからなるPCRを行い、ADH2プロモーターからCYP72A63遺伝子の5’末端443bpまでのDNA(以後、CYP72A63−a)を増幅した。PCR溶液を電気泳動し、MinElute Gel Extraction Kitを用いて約1.0kbpのDNA断片を精製した。続いて、CYP72A63の149番目のアミノ酸残基ロイシンのコドン(CTA)をイソロイシンのコドン(ATT)に置換したプライマーA63opt−149I_F(CTTGTCAGTAGGTATCATTGATCATGAAGG)(配列番号122)及びプライマーDEST52−CYC1t−R(cgccacgttcgccggCAGCTTGCAAATTAAAGCCT)(配列番号27)を用い、PrimeSTAR(登録商標)Max DNA Polymeraseにより95℃で4分間処理した後、(98℃10秒間→55℃5秒間→72℃15秒間)×27サイクルからなるPCRを行い、CYP72A63遺伝子の5’末端スタートコドンから428番目塩基からCYC1ターミネーターまでのDNA断片(以後、CYP72A63−b)を増幅した。PCR溶液を電気泳動し、MinElute Gel Extraction Kitを用いて約1.4kbpのDNA断片を取得した。pESC−OSC1−CYP88D6を制限酵素NgoMIV及びKasI(いずれもNew England Biolab社)で消化したのち、上記により得られたCYP72A63−a及びCYP72A63−bのDNA断片と混合し、In−Fusion(登録商標) HD Cloning Kitを用いて結合し、酵母での発現ベクターpESC−Leu2d−Padh2_CYP72A63L149I_Tcyc1−OSC1−CYP88D6を構築した。
<実施例34>で構築したpESC−Leu2d−Padh2_CYP72A63L149I_Tcyc1−OSC1−CYP88D6のDNAを鋳型として、
Padh2−NgoMIV−F(cgccacgttcgccgGCAAAACGTAGGGGCAAAC)(配列番号113)およびlink to #88−R(ATGCGGCCCTCTAGATCA)(配列番号117)の両プライマーを用い、PrimeSTAR(登録商標)Max DNA Polymeraseにより95℃で2分間処理した後、(98℃10秒間→55℃5秒間→72℃20秒間)×30サイクルからなるPCRを行った。PCR溶液を電気泳動し、MinElute Gel Extraction Kitを用いPadh2_CYP72A63L149Iに相当する約2.2kbpのDNA断片を取得した。続いて、このDNA断片及び<実施例29>で取得した出芽酵母TEF1ターミネーターのDNA断片並びに制限酵素NgoMIVとKasIで消化したpESC−OSC1−CYP88D6のDNA断片を混合し、In−Fusion(登録商標) HD Cloning Kitを用いて反応して、酵母での同時発現ベクターpESC−Leu2d−Padh2_CYP72A63L149I−OSC1−CYP88D6を得た。
Aspergillus oryzae由来CYP5106A1とアミノ酸配列一致性が79%であるAspergillus nomius NRRL13137由来のチトクロームP450モノオキシゲナーゼ(以下、「CYP5106A1homolog」と記載)について、GeneArtTM StringsTM DNA Fragments合成(Invitrogen社)により、同アミノ酸配列のN末端側に相当する約600bpからなるDNA断片、及び、同じくアミノ酸配列のC末端側に相当する約1000bpからなるDNA断片をそれぞれ合成した。両DNA断片を混合後、PrimerSTAR(登録商標)Max DNA Polymerase(TAKARA社)により95℃で2分間処理した後、(98℃10秒間→55℃5秒間→72℃15秒間)×13サイクルからなるPCRを行い、DNA断片を増幅した。PCR溶液を電気泳動し、約1.6kbのAnCYP5106A1homologのDNA断片(配列番号133)の増幅を確認した。
<実施例36>により得られたAnCYP5106A1homologのDNA断片と<実施例29>により得られた出芽酵母TEF1ターミネーターDNA断片を混合後、PrimerSTAR(登録商標)Max DNA Polymerase(TAKARA社)により95℃で2分間処理した後、(98℃10秒間→50℃10秒間→72℃15秒間)×4サイクルからなるPCRを行った後、AnCYP5106A1homolog−F(CTATTAACTATATCGTAATACACAATGTCCTTCGTTTCCGTTATCAT)(配列番号123)及びTEF1ter−R(atataaaaaaggcgccTGAAAAAAGAGGGGAATTTTTAG)(配列番号116)の両プライマーを添加、更に95℃で2分間処理した後、(98℃10秒間→50℃5秒間→72℃15秒間)×27サイクルからなるPCRを行った。PCR溶液を電気泳動し、約1.8kbのAnCYP5106A1homolog_Ttef1のDNA断片の増幅を確認した。次に、AnCYP5106A1homolog_Ttef1のDNA断片と<実施例28>により得られたADH2プロモーターDNA断片を混合後、PrimerSTAR(登録商標)Max DNA Polymerase(TAKARA社)により95℃で2分間処理した後、(98℃10秒間→50℃10秒間→72℃20秒間)×4サイクルからなるPCRを行った後、Padh2−NgoMIV−F(cgccacgttcgccgGCAAAACGTAGGGGCAAAC)(配列番号113)及びTEF1ter−R(atataaaaaaggcgccTGAAAAAAGAGGGGAATTTTTAG)(配列番号116)の両プライマーを添加、更に95℃で2分間処理した後、(98℃10秒間→55℃5秒間→72℃20秒間)×27サイクルからなるPCRを行った。PCR溶液を電気泳動し、約2.4kbの増幅断片をMinElute Gel Extraction Kit(Qiagen社)で精製し、ADH2プロモーター_AnCYP5106A1homolog_Ttef1のDNA断片を取得した。
pESC−OSC1−CYP88D6を制限酵素NgoMIV、及び、KasI(New England Biolab社)で消化したのち、<実施例37>により得られたADH2プロモーター_AnCYP5106A1homolog_Ttef1のDNA断片と混合し、In−Fusion(登録商標)HD Cloning Kit(Clontech社)を用いてIn−Fusion反応して、酵母での発現ベクターpESC−Leu2d−AnCYP5106A1homolog−OSC1−CYP88D6を得た。
AnCYP5106A1homolog(配列番号135)とCYP5106A1の全長アミノ酸配列一致性は79%であるが、AnCYP5106A1homologはCYP5106A1のN末端から130番目のアミノ酸から142番目のアミノ酸まで連続13残基の欠損がある(図4)。そこで、CYP5106A1のN末端から130−142番目の13アミノ酸の配列をAnCYP5106A1homologの129番目のグルタミン酸残基後に挿入したAnCYP5106A1homolog(gap−filled)(配列番号136)をコードするポリヌクレオチド(配列番号134)を含む発現ユニットとしてADH2プロモーター_AnCYP5106A1homolog(gap−filled)_Ttef1のDNA断片を調製した。
pESC−OSC1−CYP88D6を制限酵素NgoMIV、及び、KasI(いずれもNew England Biolab社)で消化したのち、<実施例39>により得られたAnCYP5106A1homolog(gap−filled)−a及びAnCYP5106A1homolog(gap−filled)−bのDNA断片と混合し、In−Fusion(登録商標)HD Cloning Kit(Clontech社)を用いてIn−Fusion反応して、酵母での発現ベクターpESC−Leu2d−AnCYP5106A1homolog(gap−filled)−OSC1−CYP88D6を得た。
<実施例40>により得られたベクターpESC−Leu2d−AnCYP5106A1homolog(gap−filled)−OSC1−CYP88D6を鋳型として、Padh2−NgoMIV−F(cgccacgttcgccgGCAAAACGTAGGGGCAAAC)(配列番号113)及びCYP5106A−425−R(TCAACAGTAGCCAAGTTCTTAC)(配列番号126)の両プライマーを用い、PrimeSTAR(登録商標)Max DNA Polymeraseにより95℃で4分間処理した後、(98℃10秒間→55℃5秒間→72℃15秒間)×30サイクルからなるPCRを行い、ADH2プロモーターからAnCYP5106A1homolog(gap−filled)のN末端137番アミノ酸残基までのDNA断片(以後、A2−1DNA断片)を増幅した。PCR溶液を電気泳動し、MinElute Gel Extraction Kitを用いて約1.0kbpのDNA断片を取得した。同時に、<実施例33>により得られたベクターpESC−Leu2d−CYP5106A1−OSC1−CYP88D6のDNAを鋳型として、CYP5106A−411−F(CTTGGCTACTGTTGAAGGTG)(配列番号127)及びTEF1ter−R(atataaaaaaggcgccTGAAAAAAGAGGGGAATTTTTAG)(配列番号116)の両プライマーを用い、PrimeSTAR(登録商標)Max DNA Polymeraseを添加して95℃で4分間処理した後、(98℃10秒間→55℃5秒間→72℃15秒間)×30サイクルからなるPCRを行い、CYP5106A1のN末端138番アミノ酸残基からTEF1ターミネーターまでのDNA断片(以後、A1−4DNA断片)を増幅した。PCR溶液を電気泳動し、MinElute Gel Extraction Kitを用いて約1.4kbpのDNA断片を取得した。続いて、A2−1DNA断片、A1−4DNA断片と制限酵素NgoMIV、及び、KasIで消化したpESC−OSC1−CYP88D6の断片を混合し、In−Fusion(登録商標) HD Cloning Kitを用いて結合し、AnCYP5106A1homolog(gap−filled)(1−141aa)/CYP5106A1(142−534aa)のキメラ遺伝子(A21/A14)発現ユニットを含む酵母での同時発現ベクターpESC−Leu2d−A21/A14−OSC1−CYP88D6を得た。
<実施例40>により得られたベクターpESC−Leu2d−AnCYP5106A1homolog(gap−filled)−OSC1−CYP88D6を鋳型として、Padh2−NgoMIV−F(cgccacgttcgccgGCAAAACGTAGGGGCAAAC)(配列番号113)及びCYP5106A1−859−R(TAGAGGACAACAAATCAGCATGAGC)(配列番号128)の両プライマーを用い、PrimeSTAR(登録商標)Max DNA Polymeraseにより95℃で4分間処理した後、(98℃10秒間→55℃5秒間→72℃15秒間)×30サイクルからなるPCRを行い、ADH2プロモーターからAnCYP5106A1homolog(gap−filled)のN末端282番アミノ酸残基までのDNA断片(以後、A2−2DNA断片)を増幅した。PCR溶液を電気泳動し、MinElute Gel Extraction Kitを用いて約1.4kbpのDNA断片を取得した。
<実施例40>により得られたベクターpESC−Leu2d−AnCYP5106A1homolog(gap−filled)−OSC1−CYP88D6を鋳型として、Padh2−NgoMIV−F(cgccacgttcgccgGCAAAACGTAGGGGCAAAC)(配列番号113)及び−CYP5106A−1286−R(AATGGATCTGGACCCCATTG)(配列番号130)の両プライマーを用い、PrimeSTAR(登録商標)Max DNA Polymeraseにより95℃で4分間処理した後、(98℃10秒間→55℃5秒間→72℃15秒間)×30サイクルからなるPCRを行い、ADH2プロモーターからAnCYP5106A1homolog(gap−filled)のN末端424番アミノ酸残基までのDNA断片(以後、A2−3DNA断片)を増幅した。PCR溶液を電気泳動し、MinElute Gel Extraction Kitを用いて約1.9kbpのDNA断片を取得した。次に、<実施例33>により得られたベクターpESC−Leu2d−CYP5106A1−OSC1−CYP88D6のDNAを鋳型として、CYP5106A−1272−F(GGGTCCAGATCCATTGGCTTG)(配列番号131)及びTEF1ter−R(atataaaaaaggcgccTGAAAAAAGAGGGGAATTTTTAG)(配列番号116)の両プライマーを用い、PrimeSTAR(登録商標)Max DNA Polymeraseを添加して95℃で4分間処理した後、(98℃10秒間→55℃5秒間→72℃15秒間)×30サイクルからなるPCRを行い、CYP5106A1のN末端425番アミノ酸残基からTEF1ターミネーターまでのDNA断片(以後、A1−6DNA断片)を増幅した。PCR溶液を電気泳動し、MinElute Gel Extraction Kitを用いて約0.5kbpのDNA断片を取得した。続いて、A2−3DNA断片、A1−6DNA断片と制限酵素NgoMIV、及び、KasIで消化したpESC−OSC1−CYP88D6の断片を混合し、In−Fusion(登録商標) HD Cloning Kitを用いて結合し、AnCYP5106A1homolog(gap−filled)(1−428aa)/CYP5106A1(429−534aa)のキメラ遺伝子(A23/A16)発現ユニットを含む酵母での同時発現ベクターpESC−Leu2d−A23/A16−OSC1−CYP88D6を得た。
<実施例25>で取得した酵母株YJT8aを<実施例33>で構築したpESC−Leu2d−CYP5106A1−OSC1−CYP88D6、または、<実施例34>で構築したpESC−Leu2d−CYP72A63L149I−OSC1−CYP88D6で形質転換し、それぞれ酵母株YJT201、又は、酵母株YJT179を得た。
<実施例25>で取得した酵母株YJT8bを<実施例33>で構築したpESC−Leu2d−CYP5106A1−OSC1−CYP88D6、又は、<実施例34>で構築したpESC−Leu2d−CYP72A63L149I−OSC1−CYP88D6で形質転換し、それぞれ酵母株YJT184、又は、酵母株YJT177を得た。
<実施例25>で構築した酵母YJT8b株を<実施例38>で構築したpESC−Leu2d−AnCYP5106A1homolog−OSC1−CYP88D6、または、<実施例40>で構築したpESC−Leu2d−AnCYP5106A1homolog(gap−filled)−OSC1−CYP88D6で形質転換し、それぞれ菌株YJT223、又は、菌株YJT224を得た。
<実施例25>で構築した酵母YJT8a株を<実施例38>で構築したpESC−Leu2d−AnCYP5106A1homolog−OSC1−CYP88D6、又は、<実施例40>で構築したpESC−Leu2d−AnCYP5106A1homolog(gap−filled)−OSC1−CYP88D6で形質転換し、それぞれ菌株YJT225、又は、菌株YJT226を得た。
<実施例25>で取得した酵母株YJT8aを<実施例41>で構築した発現ベクターpESC−Leu2d−A21/A14−OSC1−CYP88D6、または、<実施例42>で構築した発現ベクターpESC−Leu2d−A22/A15−OSC1−CYP88D6、あるいは、<実施例43>で構築した発現ベクターpESC−Leu2d−A23/A16−OSC1−CYP88D6で形質転換し、それぞれ菌株YJT247,または、YJT248、あるいは、YJT249を得た。
<実施例44>及び<実施例45>で構築した酵母株YJT201、YJT179、YJT184、及び、YJT177を4%(w/v)グルコースを含むSC−His/Trp/Leu/Ura/Lys/Ade培地(1Lに40gグルコース、6.7g酵母ニトロゲンベース(アミノ酸不含)(BD DifcoTM社)、及び、それぞれ0.05mgのL−アルギニン、L−アスパラギン酸、L−システイン、L−グルタミン酸、L−フェニルアラニン、L−セリン、L−スレオニン、L−チロシン、L−バリンを含む)に植菌し、30℃、200rpmで振盪培養した。30時間後、各酵母株の培養液について、OD600nm値に培養液の容量(mL)を乗じた値が0.6になる培養液量を2,100×g、室温で5分間遠心し、その沈殿を10mL SP培地(2%(w/v)グルコース、0.5%(w/v)ガラクトース、及び、1mM L−メチオニンを含むSC−His/Trp/Leu/Ura/Lys/Ade培地)に懸濁し、30℃、230rpmで振盪培養した。培養を開始して3日間後、それぞれの培養液に2ml添加培地(10%(w/v)グルコース及び2.5%(w/v)ガラクトースを含む水溶液)を添加し、培養開始して7日間後に2mlの2.5%(w/v)エタノール水溶液を添加した。培養を開始してから10日間後、0.5ml培養液に0.4mlの酢酸エチル(富士フイルム和光純薬社)を加えて混合した後、その上層(酢酸エチル層)をできるだけ回収した。この操作を3回繰り返し、回収した酢酸エチル層を合わせたのち、減圧乾燥で酢酸エチル層を除去した。残渣に0.5mlのメタノール:クロロホルム(1:1)を添加してよく混合後、15,000rpm、5分間、室温で遠心分離した。上清15ulをガラス製容器にて減圧乾固後、MSTFA 50μlに溶解し、80℃で50分間加熱したものをGC−MS分析の試料とした。用いたGC−MSの条件は下記表2に示す。生産物の同定及び定量はβ−アミリン(EXTRASYNTHESE社)、グリチルレチン酸(富士フイルム和光純薬社)、及び、Seki,H.,et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,105,14204−14209,2008、及び、Seki,H.,et al.,Plant Cell,23,4112−4123,2011に記載の方法で調製した11−オキソ−β−アミリン、30−ヒドロキシ−11−オキソ−β−アミリン及び30−ヒドロキシ−β−アミリンを標品としてGCの保持時間ならびにMSスペクトルを比較することにより決定したただし、グリチルレトアルデヒドの同定及び定量は想定される分子量及びGC保持時間並びに30−ヒドロキシ−β−アミリン標品のシグナル強度を参考にした。
<実施例46>及び<実施例47>で得られた酵母株YJT223、YJT224、YJT225、及び、YJT226株を<実施例49>に記載の方法で培養し、それぞれの菌体から抽出したオレアナン型トリテルペンの蓄積量を比較した。結果を下記表4に示す。AnCYP5106A1homolog遺伝子を導入した酵母株(YJT223,YJT225)からは30位炭素が酸化されたオレアナン型トリテルペンは検出されなかった。一方、AnCYP5106A1homolog(gap−filled)遺伝子を導入した酵母株(YJT224,YJT226)からは30−ヒドロキシ−11−オキソ−β−アミリンが検出されたが、グリチルレトアルデヒド及びグリチルレチン酸はほとんど検出されなかった。この結果から、11−オキソ−β−アミリンの30位水酸化活性だけでなく、それをグリチルレチン酸に至るまで酸化する活性をCYP5106A1が有すること、及び、AnCYP5106A1homologに欠失している13アミノ酸からなる配列はオレアナン型トリテルペンの30位炭素水酸化活性に重要であるが、それに続く酸化活性への寄与は高くないことが示唆された。
<実施例44>及び<実施例47>並びに<実施例48>で得られた酵母株YJT201、YJT226,YJT247,YJT248,及び,YJT249を<実施例49>記載の方法で培養し、それぞれの菌体から抽出したオレアナン型トリテルペンの蓄積量を比較した。結果を下記表5に示す。YJT226は<実施例50>と同様に30−ヒドロキシ−11−オキソ−β−アミリンの蓄積を確認したが、その酸化体であるグリチルレトアルデヒド及びグリチルレチン酸の蓄積は検出できなかった。他方、AnCYP5106A1homolog(gap−filled)の全長534アミノ酸のうち、C末端側110アミノ酸(N末端から425番目〜534番目)の配列をCYP5106A1の同じ位置のアミノ酸配列に置き換えたポリペプチドをコードするキメラ遺伝子A23/A16を発現するYJT249ではグリチルレトアルデヒド及びグリチルレチン酸の蓄積を検出できたことから、このアミノ酸領域は30−ヒドロキシ−11−オキソ−β−アミリンの30位水酸基をさらにカルボン酸にまで酸化する機能に重要であることが示唆された。また、本キメラとCYP5106A1のアミノ酸一致性は85%であった。YJT247及びYJT248のオレアナン型トリテルペンの蓄積プロファイルはほぼ同等であり、そのグリチルレチン酸蓄積量はYJT201とほぼ同等であったことから、CYP5106A1のN末端から283番目〜424番目のアミノ酸配列はオレアナン型トリテルペンの30位水酸基の酸化を促進する機能を有していることが示唆された。
Claims (8)
- 以下の(a)〜(c)のいずれかのポリペプチド:
(a)配列番号1で表されるアミノ酸配列を含むポリペプチド、
(b)配列番号1で表されるアミノ酸配列において、1もしくは数個のアミノ酸が欠失、置換もしくは付加されたアミノ酸配列を含み、オレアナン型トリテルペンの30位の炭素を酸化する活性を有するポリペプチド、
(c)配列番号1で表されるアミノ酸配列と80%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含み、オレアナン型トリテルペンの30位の炭素を酸化する活性を有するポリペプチド、
を11−オキソ−β−アミリンに作用させる工程を含む、グリチルレチン酸の製造方法。 - 細胞内で行なう、請求項1に記載の製造方法。
- 前記細胞が、前記(a)〜(c)のいずれかのポリペプチドを発現する形質転換体である、請求項2に記載の製造方法。
- 前記細胞が、さらに、β−アミリン合成酵素、及び/又は、オレアナン型トリテルペン11位酸化酵素を発現する形質転換体である、請求項3に記載の製造方法。
- 前記形質転換体の宿主が微生物である、請求項3又は4に記載の製造方法。
- 以下の(a)〜(c)のいずれかのポリペプチド:
(a)配列番号1で表されるアミノ酸配列を含むポリペプチド、
(b)配列番号1で表されるアミノ酸配列において、1もしくは数個のアミノ酸が欠失、置換もしくは付加されたアミノ酸配列を含み、オレアナン型トリテルペンの30位の炭素を酸化する活性を有するポリペプチド、
(c)配列番号1で表されるアミノ酸配列と80%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含み、オレアナン型トリテルペンの30位の炭素を酸化する活性を有するポリペプチド、
を発現する、グリチルレチン酸産生能を有する形質転換体。 - さらに、β−アミリン合成酵素、及び/又は、オレアナン型トリテルペン11位酸化酵素を発現する、請求項6に記載の形質転換体。
- 前記形質転換体の宿主が微生物である、請求項6又は7に記載の形質転換体。
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