JP2021523107A - 組換え乳タンパク質ポリマー - Google Patents

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Abstract

乳タンパク質モノマーのポリマー、そのようなポリマーを製造する方法、およびそのようなポリマーを含む組成物が提供される。

Description

乳タンパク質モノマーのポリマー、そのようなポリマーを製造するための方法、およびそのようなポリマーを含む組成物が、提供される。
関連出願の相互参照
本出願は、参照によりその内容全体が組み込まれる2018年4月30日に出願された米国仮特許出願第62/664,586号の、優先権を主張するものである。
石油をベースにしたポリマーは、現代社会において、例えば工業および消費者製品において、広く使用されている。しかし、石油をベースにしたポリマーの生成、使用、および処分は、大きな環境フットプリントを残し;ポリマーは、非再生可能な石油または天然ガス供給源から誘導されるモノマーから生成され、有害な化合物を浸出させ、典型的には埋立て地で処分される。リサイクルを介した処分は、近年増大しているが、リサイクル率は低いままである。さらに、種々のタイプの石油をベースにしたポリマーおよび/または処理添加剤(例えば、充填剤、着色剤、可塑剤)を含む生成物のリサイクルは、複雑で不経済である。問題は、新たに開発された光分解性ポリマーによっては解決されず、このポリマーはやはり石油由来の成分から作製され、典型的には日光によって、完全に分解するのではなくプラスチックのさらに小さい粒子にしか分解することができない。
バイオポリマーは、再生可能な材料(例えば、農業による副生成物)から誘導され、典型的には、安全であり、多くの場合に完全に生分解可能である(即ち、細菌、真菌、またはその他の微生物(microorganism)によって分解可能)。消費財を生成するためのバイオポリマーの使用は、古代に遡る。バイオポリマーを生成するための従来の出発材料には、乳タンパク質、デンプン、およびセルロースが含まれる。
乳タンパク質は、カゼインまたは乳清タンパク質のいずれかとして分類される。カゼインは、比較的小さな3次構造を持つ疎水性リンタンパク質であり、牛乳のαSl−、αS2−、β−、γ−、およびκ−カゼインを含む。乳清タンパク質は、球状タンパク質であり、牛乳のβ−ラクトグロブリン、α−ラクトアルブミン、血清アルブミン、免疫グロブリン、ラクトフェリン、トランスフェリン、ラクトペルオキシダーゼ、およびグリコマクロペプチドを含む。
カゼインと乳清タンパク質との両方は、興味深い特性を持つバイオポリマーを形成することができる。例えば、乳清タンパク質バイオポリマーは、優れた接着、結合、または被覆特性を示すことができ、それらを木材または紙の接着剤、結合剤、保護コーティング、プラスチック、および布の主成分として適切なものにする。乳タンパク質ポリマーは、装飾品、ボタン、バックル、ビーズ、ペン、櫛、およびブラシを作製するのにも使用されている。
それらの好ましい特性にも関わらず、乳タンパク質は、泌乳成熟動物から得られた乳からの抽出を介したそれらの費用のかかる生成に起因して、バイオポリマー用の出発材料としての支持を失った。さらに、そのような生成は、混合タンパク質の画分をもたらし(例えば、乳清もしくはカゼインタンパク質単離物またはタンパク質濃縮物であってそれぞれ乳清タンパク質もしくはカゼインの混合物をそれぞれ含むもの、ならびに乳のその他の成分(例えば、炭水化物、ミネラル、脂質))、重合反応における挙動および/または得られるポリマーの特性の、研究および予測を難しくする。最後に、化学的に生成されたモノマーは、バイオポリマーと比較して石油をベースにしたポリマーの多様性に加え、生物そのものによって生成された乳タンパク質よりも反応槽内でより容易に修飾することができる。
PCT/US2015/046428 PCT/US2017/48730 国際公開第96/29391号パンフレット
Hawksworth et al.,Ainsworth and Bisby’s Dictionary of The Fungi,8th edition,1995,CAB International, University Press,Cambridge,UK Pearson.1990.Methods Enzymol.183:63 Altschul et al.1990.J.Mol.Biol.215:403 Malyshev et al.2014.Nature 509:385 Li et al.2014.J.Am.Chem.Soc.136:826 Deshpande et al.2008.Glycobiology 18(8):626 Means & Feeney.1971.Chemical Modification of Proteins.Holden Day,Inc.San Francisco,Cambridge, London,Amsterdam Means,GA & Feeney,RE.1971.Chemical Modification of Proteins.Holden Day,Inc. San Francisco,Cambridge,London,Amsterdam Mattanovich et al.2009.Microbial Cell Factories 8:29 B.Wunderlich,Thermal Analysis,Academic Press,1990,pp.417−431. TN 48,"Polymer Heats of Fusion",TA Instruments,New Castle,DE Kazys & Rekuviene 2011 Ultragarsas(Ultrasound)66(4):20−25 Kabir & Kazi.2011.Genet Mol Biol.34(4):587 Protein Purification,JC Janson and L Ryden,Eds.,VCH Publishers,New York,1989 Protein Purification Methods:A Practical Approach,ELV Harris and S Angel,Eds.,IRL Press,Oxford,England,1989
したがって、コストおよび重合におけるモノマーの挙動を制御する能力に基づいて、石油をベースにしたポリマーの生成と競合することのできる乳タンパク質からバイオポリマーを生成するための方法が求められており、それによって、モノマーおよびポリマー特性のより大きな制御がもたらされる。さらに、乳タンパク質の限定された部分集合および/または特異的に修飾された乳タンパク質の限定された部分集合のみ含み、かつ特異的特性を有する、そのような方法によって生成された乳タンパク質のバイオポリマーが求められている。
一態様において、本明細書では、乳タンパク質モノマー成分を含みかつ所望の属性を有するポリマーが、提供される。
一部の実施形態では、本明細書で提供されるポリマーに含まれる乳タンパク質モノマー成分は:1つまたは複数の(例えば、2、3、4つ、またはそれ以上の)乳清タンパク質モノマー(例えば、β−モノマー、α−ラクトアルブミンモノマー、β−ラクトグロブリンモノマーとα−ラクトアルブミンモノマーとの混合物、種々の翻訳後修飾(PTM)を有する2つ以上のβ−ラクトグロブリンモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上のα−ラクトアルブミンモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上のβ−ラクトグロブリンモノマーとα−ラクトアルブミンモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上のα−ラクトアルブミンモノマーとβ−ラクトグロブリンモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上のβ−ラクトグロブリンモノマーの混合物、および種々のPTMを有する2つ以上のα−ラクトアルブミンモノマーの混合物);1つまたは複数の(例えば、2、3、4つ、またはそれ以上の)カゼインモノマー(例えば、κ−カゼインモノマー、β−カゼインモノマー、γ−カゼインモノマー、κ−カゼインモノマーとβ−カゼインモノマーとの混合物、κ−カゼインモノマーとγ−カゼインモノマーとの混合物、β−カゼインモノマーとγ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上のκ−カゼインモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上のβ−カゼインモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上のγ−カゼインモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上のκ−カゼインモノマーとβ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上のκ−カゼインモノマーとγ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上のβ−カゼインモノマーとκ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上のβ−カゼインモノマーとγ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上のγ−カゼインモノマーとκ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上のγ−カゼインモノマーとβ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上のκ−カゼインモノマーおよび/または種々のPTMを有する2つ以上のβ−カゼインモノマーおよび/または種々のPTMを有する2つ以上のγ−カゼインモノマーの混合物);またはこれらの混合物からなる。
一部の実施形態では、本明細書で提供されるポリマー中の乳タンパク質モノマー成分は、10対1から1対10の間(例えば、10対1、9対1、8対1、7対1、6対1、5対1、4対1、3対1、2対1、1対1、1対2、1対3、1対4、1対5、1対6、1対7、1対8、1対9、1対10)の重量比の、乳清タンパク質モノマーおよびカゼインモノマーからなる。
一部の実施形態では、本明細書で提供されるポリマーに含まれる乳タンパク質モノマー成分は:1つまたは複数の(例えば、2,3、4つ、またはそれ以上の)天然の乳清タンパク質モノマー(例えば、天然のβ−ラクトグロブリンモノマー、天然のα−ラクトアルブミンモノマー、天然のβ−ラクトグロブリンモノマーと天然のα−ラクトアルブミンモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のβ−ラクトグロブリンモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のα−ラクトアルブミンモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のβ−ラクトグロブリンモノマーと天然のα−ラクトアルブミンモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のα−ラクトアルブミンモノマーと天然のβ−ラクトグロブリンモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のβ−ラクトグロブリンモノマーの混合物、および種々のPTMを有する2つ以上の天然のα−ラクトアルブミンモノマーの混合物);1つまたは複数の(例えば、2、3、4つ、またはそれ以上の)天然のカゼインモノマー(例えば、天然のκ−カゼインモノマー、天然のβ−カゼインモノマー、天然のγ−カゼインモノマー、天然のκ−カゼインモノマーと天然のβ−カゼインモノマーとの混合物、天然のκ−カゼインモノマーと天然のγ−カゼインモノマーとの混合物、天然のβ−カゼインモノマーと天然のγ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のκ−カゼインモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のβ−カゼインモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のγ−カゼインモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のκ−カゼインモノマーと天然のβ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のκ−カゼインモノマーと天然のγ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のβ−カゼインモノマーと天然のκ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のβ−カゼインモノマーと天然のγ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のγ−カゼインモノマーと天然のκ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のγ−カゼインモノマーと天然のβ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のκ−カゼインモノマーおよび/または種々のPTMを有する2つ以上の天然のβ−カゼインモノマーおよび/または種々のPTMを有する2つ以上の天然のγ−カゼインモノマーの混合物);またはこれらの混合物を含む。
一部の実施形態では、本明細書で提供されるポリマーに含まれる乳タンパク質モノマー成分は:1つまたは複数の(例えば、2、3、4つ、またはそれ以上の)天然の乳清タンパク質モノマー(例えば、天然のβ−ラクトグロブリンモノマー、天然のα−ラクトアルブミンモノマー、天然のβ−ラクトグロブリンモノマーと天然のα−ラクトアルブミンモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のβ−ラクトグロブリンモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のα−ラクトアルブミンモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のβ−ラクトグロブリンモノマーと天然のα−ラクトアルブミンモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のα−ラクトアルブミンモノマーと天然のβ−ラクトグロブリンモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のβ−ラクトグロブリンモノマーと種々のPTMを有する2つ以上の天然のα−ラクトアルブミンモノマーとの混合物);1つまたは複数の(例えば、2、3、4つ、またはそれ以上の)天然のカゼインモノマー(例えば、天然のκ−カゼインモノマー、天然のβ−カゼインモノマー、天然のγ−カゼインモノマー、天然のκ−カゼインモノマーと天然のβ−カゼインモノマーとの混合物、天然のκ−カゼインモノマーと天然のγ−カゼインモノマーとの混合物、天然のβ−カゼインモノマーと天然のγ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のκ−カゼインモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のβ−カゼインモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のγ−カゼインモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のκ−カゼインモノマーと天然のβ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のκ−カゼインモノマーと天然のγ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のβ−カゼインモノマーと天然のκ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のβ−カゼインモノマーと天然のγ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のγ−カゼインモノマーと天然のκ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のγ−カゼインモノマーと天然のβ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のκ−カゼインモノマーおよび/または種々のPTMを有する2つ以上の天然のβ−カゼインモノマーおよび/または種々のPTMを有する2つ以上の天然のγ−カゼインモノマーの混合物);またはこれらの混合物からなる。
一部の実施形態では、本明細書で提供されるポリマーに含まれる乳タンパク質モノマー成分は、天然の乳清タンパク質モノマーおよび天然のカゼインモノマーを、10対1から1対10の間(例えば、10対1、9対1、8対1、7対1、6対1、5対1、4対1、3対1、2対1、1対1、1対2、1対3、1対4、1対5、1対6、1対7、1対8、1対9、1対10)の重量比で含む。
一部の実施形態では、本明細書で提供されるポリマーに含まれる乳タンパク質モノマー成分は:1つまたは複数の(例えば、2、3、4つ、またはそれ以上の)組換え乳清タンパク質モノマー(例えば、組換えβ−ラクトグロブリンモノマー、組換えα−ラクトアルブミンモノマー、組換えβ−ラクトグロブリンモノマーと組換えα−ラクトアルブミンモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えβ−ラクトグロブリンモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えα−ラクトアルブミンモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えβ−ラクトグロブリンモノマーと組換えα−ラクトアルブミンモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えα−ラクトアルブミンモノマーとβ−ラクトグロブリンモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えβ−ラクトグロブリンモノマーの混合物、および種々のPTMを有する2つ以上の組換えα−ラクトアルブミンモノマーの混合物);1つまたは複数の(例えば、2、3、4つ、またはそれ以上の)組換えカゼインモノマー(例えば、組換えκ−カゼインモノマー、組換えβ−カゼインモノマー、組換えγ−カゼインモノマー、組換えκ−カゼインモノマーと組換えβ−カゼインモノマーとの混合物、組換えκ−カゼインモノマーと組換えγ−カゼインモノマーとの混合物、組換えβ−カゼインモノマーと組換えγ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えκ−カゼインモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えβ−カゼインモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えγ−カゼインモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えκ−カゼインモノマーと組換えβ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えκ−カゼインモノマーとγ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えβ−カゼインモノマーと組換えκ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えβ−カゼインモノマーとγ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えγ−カゼインモノマーと組換えκ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えγ−カゼインモノマーとβ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えκ−カゼインモノマーおよび/または種々のPTMを有する2つ以上の組換えβ−カゼインモノマーおよび/または種々のPTMを有する2つ以上の組換えγ−カゼインモノマーの混合物);またはこれらの混合物を含む。
一部の実施形態では、本明細書で提供されるポリマーに含まれる乳タンパク質モノマー成分は:1つまたは複数の(例えば、2、3、4つ、またはそれ以上の)組換え乳清タンパク質モノマー(例えば、組換えβ−ラクトグロブリンモノマー、組換えα−ラクトアルブミンモノマー、組換えβ−ラクトグロブリンモノマーと組換えα−ラクトアルブミンモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えβ−ラクトグロブリンモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えα−ラクトアルブミンモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えβ−ラクトグロブリンモノマーと組換えα−ラクトアルブミンモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えα−ラクトアルブミンモノマーとβ−ラクトグロブリンとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えβ−ラクトグロブリンモノマーの混合物、および種々のPTMを有する2つ以上の組換えα−ラクトアルブミンモノマーの混合物);1つまたは複数の(例えば、2、3、4つ、またはそれ以上の)組換えカゼインモノマー(例えば、組換えκ−カゼインモノマー、組換えβ−カゼインモノマー、組換えγ−カゼインモノマー、組換えκ−カゼインモノマーと組換えβ−カゼインモノマーとの混合物、組換えκ−カゼインモノマーと組換えγ−カゼインモノマーとの混合物、組換えβ−カゼインモノマーと組換えγ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えκ−カゼインモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えβ−カゼインモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えγ−カゼインモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えκ−カゼインモノマーと組換えβ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えκ−カゼインモノマーとγ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えβ−カゼインモノマーとκ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えβ−カゼインモノマーとγ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えγ−カゼインモノマーと組換えκ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えγ−カゼインモノマーとβ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えκ−カゼインモノマーおよび/または種々のPTMを有する2つ以上の組換えβ−カゼインモノマーおよび/または種々のPTMを有する2つ以上の組換えγ−カゼインモノマーの混合物);またはこれらの混合物からなる。
一部の実施形態では、本明細書で提供されるポリマーに含まれる乳タンパク質モノマー成分は、組換え乳清タンパク質モノマーと組換えカゼインモノマーとを、10対1から1対10の間(例えば、10対1、9対1、8対1、7対1、6対1、5対1、4対1、3対1、2対1、1対1、1対2、1対3、1対4、1対5、1対6、1対7、1対8、1対9、1対10)の重量比で含む。
一部の実施形態では、本明細書で提供されるポリマーに含まれる乳タンパク質モノマー成分は、組換え乳タンパク質モノマーおよび天然の乳タンパク質モノマーを、100対1から1対100の間(例えば、100対1、50対1、40対1、30対1、20対1、10対1、9対1、8対1、7対1、6対1、5対1、4対1、3対1、2対1、1対1、1対2、1対3、1対4、1対5、1対6、1対7、1対8、1対9、1対10、1対20、1対30、1対40、1対50、1対100)の重量比で含む。
一部の実施形態では、本明細書で提供されるポリマーに含まれる乳タンパク質モノマー成分は、組換え乳清タンパク質モノマーと天然の乳清タンパク質モノマーとを、10対1から1対10の間(例えば、10対1、9対1、8対1、7対1、6対1、5対1、4対1、3対1、2対1、1対1、1対2、1対3、1対4、1対5、1対6、1対7、1対8、1対9、1対10)の重量比で含む。
一部の実施形態では、本明細書で提供されるポリマーに含まれる乳タンパク質モノマー成分は、組換えカゼインモノマーと天然のカゼインモノマーとを、10対1から1対10の間(例えば、10対1、9対1、8対1、7対1、6対1、5対1、4対1、3対1、2対1、1対1、1対2、1対3、1対4、1対5、1対6、1対7、1対8、1対9、1対10)の重量比で含む。
本明細書で提供されるポリマーは、動物、植物、藻類、真菌、および微生物(microbe)を含む任意の供給源から誘導された、非乳タンパク質モノマー成分をさらに含むことができる。一部の実施形態では、本明細書で提供されるポリマーは、乳タンパク質モノマー成分および非乳タンパク質モノマー成分を、100対1から1対100の間(例えば、100対1、50対1、40対1、30対1、20対1、10対1、9対1、8対1、7対1、6対1、5対1、4対1、3対1、2対1、1対1、1対2、1対3、1対4、1対5、1対6、1対7、1対8、1対9、1対10、1対20、1対30、1対40、1対50、1対100)の重量比で含む。
別の態様において、本明細書では、本明細書で提供されるポリマーを生成するための方法が提供される。方法は:i)1つまたは複数の天然のおよび/または組換え乳タンパク質モノマーを得るステップ;ii)1つまたは複数の天然のおよび/または組換え乳タンパク質モノマーを重合してポリマーを得るステップ;およびiii)任意選択でポリマーを後処理するステップを含む。
別の態様において、本明細書では、本明細書で提供されるポリマーを含む組成物が提供される。
他に定義されない限り、本明細書で使用される全ての技術用語および科学用語は、本開示に関係する分野の当業者に一般に理解されるものと同じ意味を有する。さらに、他に文脈によって必要とされない限り、単数形の用語は複数形を含むものとし、複数形の用語は単数を含むものとする。
定義
本明細書で使用される、「a(1つの)」および「an(1つの)」および「the(その)」および同様の指示対象を示す用語は、他に本明細書で示されない限りまたは文脈によって明らかに矛盾とされない限り、単数形および複数形の両方を指す。
本明細書で使用される「および/または」という用語は、互いに組み合わせたまたは互いに排除した多数の構成要素を指す。例えば、「x、y、および/またはz」は、「x」のみ、「y」のみ、「z」のみ、「x、y、およびz」、「(xおよびy)またはz」、または「xまたはyまたはz」を指すことができる。
本明細書で使用される「動物タンパク質モノマー」という用語は、動物(例えば、本明細書に開示される動物のいずれか)によって生成されたタンパク質中のアミノ酸の配列に対して少なくとも80%同一(例えば、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%同一、少なくとも99%同一)でありかつ本明細書で提供されるポリマー中で反復される、少なくとも20アミノ酸(例えば、少なくとも20、少なくとも30、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100、または少なくとも150、および通常は200アミノ酸以下)の配列を含むポリペプチドを指す。
本明細書で使用される「カゼインモノマー」という用語は、カゼイン中のアミノ酸の配列に対して少なくとも80%同一(例えば、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%同一、少なくとも99%同一)でありかつ本明細書で提供されるポリマー中で反復される、少なくとも20アミノ酸(例えば、少なくとも20、少なくとも30、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100、または少なくとも150、および通常は200アミノ酸以下)の配列を含むポリペプチドを指す。カゼインの非限定的な例には、β−カゼイン、γ−カゼイン、κ−カゼイン、α−S1−カゼイン、およびα−S2−カゼインが含まれる。
本明細書で使用される「本質的に含まない」という用語は、指示される構成要素が、一般的な分析方法により指示された組成物中に検出できないこと、または示される構成要素が機能的にはならないような微量で存在することの、いずれかであることを指す。本明細書の文脈で使用される「機能的」という用語は、微量の指示される成分を含む組成物の特性に関与しないこと、または微量の指示される成分を含む示される組成物中で活性(例えば、化学活性)を持たないこと、または微量の指示される成分を含む組成物の使用もしくは消費による健康への有害な影響がないことを指す。
本明細書で使用される「糸状真菌細胞」という用語は、下位区分である真正真菌(Eumycota)および卵菌(Oomycota)の任意の糸状形態からの細胞を指す(Hawksworth et al.,Ainsworth and Bisby’s Dictionary of The Fungi, 8th edition, 1995, CAB International, University Press, Cambridge, UK(非特許文献1)により定義されるように)。糸状真菌細胞は、栄養成長中のその菌糸の伸びによって、酵母とは区別される。
本明細書で使用される「真菌タンパク質モノマー」という用語は、真菌(例えば、本明細書に開示される真菌のいずれか)のアミノ酸の配列に対して少なくとも80%同一(例えば、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%同一、少なくとも99%同一)でありかつ本明細書で提供されるポリマー中で反復される、少なくとも20アミノ酸(例えば、少なくとも20、少なくとも30、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100、または少なくとも150、および通常は200アミノ酸以下)の配列を含むポリペプチドを指す。
本明細書で使用される「真菌」という用語は、子嚢菌門(Ascomycota)、担子菌門(Basidiomycota)、接合菌門(Zygomycota)、およびツボカビ門(Chythridiomycota)、卵菌、およびグロムス門(Glomeromycota)の生物を指す。しかし、真菌分類法は進化し続けており、したがって真菌界のこの特定の定義は将来調整され得ることが理解される。
本明細書で使用される「宿主細胞」という用語は、内部に組換えポリヌクレオチドが導入された細胞を指す。そのような用語は、特定の対象細胞だけでなくそのような細胞の子孫を指すことが意図されると理解されるべきである。ある特定の修飾が、変異または環境影響のいずれかに起因して世代の継承中に生じる可能性があり、そのような子孫は、実際には親細胞と同一にならずに、本明細書で使用される「宿主細胞」という用語の範囲内に依然として含まれる可能性がある。
ポリヌクレオチドまたはポリペプチド配列の文脈において、本明細書で使用される「同一」という用語は、最大の対応となるようにアライメントしたときに同じになる2つの配列中の残基を指す。ポリヌクレオチドまたはポリペプチド配列の同一性を測定するのに使用することができる、当技術分野で公知のいくつかの異なるアルゴリズムがある。例えば、配列は、FASTA(例えば、そのデフォルトパラメーターを、Wisconsin Package Version 10.0,Genetics Computer Group (GCG),Madison,WIで提供されたままの状態で使用する)、Gap(例えば、そのデフォルトパラメーターを、Wisconsin Package Version 10.0, GCG,Madison,WIで提供されたままの状態で使用する)、Bestfit、ClustalW(例えば、Version 1.83のデフォルトパラメーターを使用する)、またはBLAST(例えば、相反BLAST、PSI−BLAST、BLASTP、BLASTN)を使用して比較することができる(例えば、Pearson. 1990. Methods Enzymol. 183: 63(非特許文献2)、Altschul et al. 1990. J. Mol.Biol. 215: 403(非特許文献3)を参照)。
本明細書で使用される「含む(including)」、「含む(includes)」、「有する(having)」、「有する(has)」、「〜と共に(with)」、またはこれらの変形例の用語は、「含む(comprising)」という用語と同様の手法で包括的であることが意図される。
本明細書で使用される「微生物(microbe)」という用語は、微生物(microorganism)の略称であり、単細胞生物を指す。本明細書で使用される用語には、全ての細菌、古細菌、単細胞原生生物、単細胞動物、単細胞植物、単細胞真菌、単細胞藻類、原生動物、およびクロミスタが含まれる。
本明細書で使用される「乳タンパク質モノマー」という用語は、哺乳類により生成された乳中に見出されるタンパク質中のアミノ酸の配列に対して少なくとも80%同一(例えば、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%同一、少なくとも99%同一)でありかつ本明細書で提供されるポリマー中で反復される、少なくとも20アミノ酸(例えば、少なくとも20、少なくとも30、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100、または少なくとも150、通常は200アミノ以下)の配列を含むポリペプチドを指す。
本明細書で使用される「乳タンパク質モノマー成分」という用語は、乳清タンパク質モノマーの下位集合(subset)のみからなるまたはカゼインモノマーの下位集合のみからなるまたは乳清タンパク質モノマーの下位集合およびカゼインモノマーの下位集合の混合物からなる(即ち、乳清タンパク質濃縮物、乳清タンパク質単離物、乳清タンパク質加水分解物、カゼイン濃縮物、乳タンパク質濃縮物、ミセラーカゼイン濃縮物、カゼインナトリウム、酸カゼイン、または乳タンパク質単離物中に存在する、全てではないごく一部のタンパク質から誘導されたモノマーからなる)成分を指す。用語は、乳タンパク質モノマー成分を構成する乳タンパク質モノマーが、ポリマーに含まれる唯一の乳タンパク質モノマーであることを示唆する(即ち、ポリマーは、乳タンパク質モノマー成分を構成する乳タンパク質モノマー以外の乳タンパク質モノマーを含まない)。
本明細書で使用される「天然の」という用語は、自然に見出されるものを指す。
本明細書で使用される「非乳タンパク質モノマー」という用語は、哺乳類で生成された乳中に見出されないタンパク質中のアミノ酸の配列に対して少なくとも80%同一(例えば、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%同一、少なくとも99%同一)でありかつ本明細書で提供されるポリマー中で反復される、少なくとも20アミノ酸(例えば、少なくとも20、少なくとも30、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100、または少なくとも150、および通常は200アミノ酸以下)の配列を含む、ポリペプチドを指す。
本明細書で使用される「非乳タンパク質モノマー成分」という用語は、1つ以上の非乳タンパク質モノマーからなる成分を指す。
本明細書で使用される「乳タンパク質リピート」という用語は、哺乳類で生成された乳中に見出されたタンパク質(例えば、乳清タンパク質、カゼイン)中のアミノ酸配列に対して少なくとも80%同一(例えば、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%同一、少なくとも99%同一)でありかつ組換え乳タンパク質モノマー中に複数回(例えば、少なくとも2、少なくとも3、少なくとも4、少なくとも5、少なくとも10、少なくとも15、少なくとも20、少なくとも30、少なくとも40、少なくとも50、少なくとも75、少なくとも100、少なくとも150、または少なくとも200回)存在する、アミノ酸配列を指す。
本明細書で使用される「非天然PTM」という用語は、天然のタンパク質(即ち、「天然PTM」を有するタンパク質)と比較した、タンパク質中の1つもしくは複数のPTM(例えば、グリコシル化、リン酸化)の1つもしくは複数の場所の相違および/またはタンパク質中の1つもしくは複数の場所での1つもしくは複数のPTMのタイプの相違を指す。
本明細書で使用される「非天然反応性部位」という用語は、天然ポリペプチド(即ち、「天然の反応性部位」を有するポリペプチド)と比較した、ポリペプチドにおける1つまたは複数の化学基の1つまたは複数の場所および/またはタイプの相違を指し、それによって、非天然の型および/または非天然の数および/または非天然の分布を持つ共有結合(即ち、「架橋」)の形成が可能になる。
本明細書で使用される「非精製タンパク質」という用語は、タンパク質調製物がそこから誘導される天然供給源における場合よりも、タンパク質がタンパク質調製物中のその他のタンパク質に対してさらに濃縮されていないタンパク質調製物を指す。
本明細書で使用される「植物性タンパク質モノマー」という用語は、植物(例えば、本明細書に開示される植物のいずれか)中のアミノ酸の配列に対して少なくとも80%同一(例えば、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%同一、少なくとも99%同一)でありかつ本明細書で提供されるポリマー中で反復される、少なくとも20アミノ酸(例えば、少なくとも20、少なくとも30、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100、または少なくとも150、および通常は200アミノ酸以下)の配列を含む、ポリペプチドを指す。
本明細書で使用される「ポリマーネットワーク」という用語は、共有結合を介して互いに架橋したポリマーのネットワークを指す。
本明細書で開示される「ポリヌクレオチド」という用語は、RNA、cDNA、ゲノムDNAのセンスおよびアンチセンス鎖の両方と、上記の合成形態および混合ポリマーを指す。ポリヌクレオチドは、化学的にもしくは生化学的に修飾されてもよく、または非天然のもしくは誘導体化ヌクレオチド塩基を含有してもよい。そのような修飾には、例えば、標識、メチル化、類似体による天然に生ずるヌクレオチドの1つまたは複数の置換、ヌクレオチド間修飾、例えば、非電荷結合(例えば、ホスホン酸メチル、ホスホトリエステル、ホスホラミデート、カルバメート)、電荷結合(例えば、ホスホロチオエート、ホスホロジチオエート)、側基部分(例えば、ポリペプチド)、インターカレーター(例えば、アクリジン、ソラレン)、キレーター、アルキレーター、および修飾結合(例えば、アルファアノマー核酸)が含まれる。修飾ヌクレオチドの例は、当技術分野で公知である(例えば、Malyshev et al.2014. Nature 509: 385(非特許文献4)およびLi et al. 2014. J. Am. Chem. Soc. 136: 826(非特許文献5)を参照)。水素結合およびその他の化学的相互作用を介して指定された配列に結合するそれらの能力においてポリヌクレオチドを模倣する、合成分子も含まれる。そのような分子は、当技術分野で公知であり、例えば、ペプチド結合が、分子の主鎖中のホスフェート結合の代わりをする分子を含む。その他の修飾には、例えば、リボース環が架橋部分またはその他の構造、例えば「ロックされた」ポリヌクレオチドに見られる修飾を含有する、類似体を含めることができる。
本明細書で使用される「翻訳後修飾(post−translational modification)」という用語またはその頭字語である「PTM」は、タンパク質生合成後のタンパク質に対する化学基の共有結合を指す。PTMは、タンパク質のアミノ酸側鎖上でまたはそのC−もしくはN−末端で引き起こすことができる。PTMの非限定的な例には、グリコシル化(即ち、C−結合、N−結合、もしくはO−結合を介した、またはグリピエーション(即ち、グリコシルホスファチジルイノシトールアンカーの付加)を介した、グリカン基(即ち、単糖、二糖、多糖、直鎖状グリカン、分岐状グリカン、ガルフ残基を持つグリカン、スルフェートおよび/またはホスフェート残基を持つグリカン、D−グルコース、D−ガラクトース、D−マンノース、L−フコース、N−アセチル−D−ガラクトースアミン、N−アセチル−D−グルコースアミン、N−アセチル−D−ノイラミン酸、ガラクトフラノース、ホスホジエステル、N−アセチルグルコースアミン、N−アセチルガラクトサミン、シアル酸、およびこれらの組合せ;例えば、Deshpande et al. 2008. Glycobiology 18(8): 626(非特許文献6)を参照)のタンパク質との共有結合)、またはホスホグリコシレーション(即ち、ホスホ−セリンのホスフェートを通した結合)、リン酸化(即ち、ホスフェート基のタンパク質との共有結合)、アルキル化(即ち、アルカン基(例えば、メチル化におけるメタン基)のタンパク質との共有結合、および脂質化(即ち、脂質基(例えば、プレニル化およびイソプレニル化におけるイソプレノイド基(例えば、ファルネシル化におけるファルネソール基、ゲラニル化におけるゲラニオール基、ゲラニルゲラニル化におけるゲラニルゲラニオール基)、脂肪アシル化における脂肪酸基(例えば、ミリストイル化におけるミリスチン酸、パルミトイル化におけるパルミチン酸)、グリピエーションにおけるグリコシルホスファチジルイノシトールアンカーとの共有結合)、ヒドロキシル化(即ち、水酸化物基の共有結合)、SUMO化(即ち、低分子ユビキチン様修飾子(Small Ubiquitin−like Modifier)(またはSUMO)のタンパク質との結合)、ニトロシル化(即ち、NO基のタンパク質との結合)、およびチロシンニトロ化(即ち、ナイトレート基のタンパク質のチロシン残基との結合)が含まれる。
本明細書で使用される「精製する」という用語は、化学物質および細胞成分(例えば、膜脂質、染色体、タンパク質)から実質的に分離されているタンパク質を指す。用語は、タンパク質を全てのその他の化学物質および細胞成分から分離することを必要としない(可能ではあるが)。
本明細書で使用される「任意選択の」または「任意選択で」という用語は、特徴または構造が存在しもしくは存在しないこと、または生じるもしくは生じない事象もしくは状況を指す。記載は、特定の特徴または構造が存在する場合、および特徴または構造が存在しない場合、または事象もしくは状況が生じる場合、および事象もしくは状況が生じない場合を含む。
本明細書で使用される「部分的に精製されたタンパク質」という用語は、1つまたは複数のタンパク質が、タンパク質調製物中のその他のタンパク質に比べて、タンパク質調製物が誘導される天然の供給源に存在する場合よりも2倍から10倍の間で豊富であるタンパク質調製物を指す。
本明細書で使用される「ポリマー」という用語は、互いに直接または中間分子を介して共有結合された、反復するタンパク質モノマーから構成される分子を指す。
本明細書で使用される「タンパク質」という用語は、コード化および非コード化アミノ酸を含むポリペプチド、天然に生ずるおよび天然に生じないアミノ酸を含むポリペプチド、化学的にまたは生化学的に修飾されたまたは誘導体化されたアミノ酸を含むポリペプチド、および修飾されたペプチド主鎖を含むポリペプチドを含むことができる、任意の長さのポリペプチド(即ち、アミノ酸のポリマー形態)を指す。
本明細書で使用される「タンパク質濃縮物」という用語は、炭水化物、脂質、灰、およびその他の少量の構成成分の1つまたは複数の少なくとも一部(または、実質的な部分)の除去後に得られるタンパク質材料を指す。典型的には、30重量%から80重量%の間(例えば、30%から80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、または35%の間;35%から80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、または40%の間;40%から80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、または45%の間;45%から80%、75%、70%、65%、60%、55%、または50%の間;50%から80%、75%、70%、65%、60%、または55%の間;55%から80%、75%、70%、65%、または60%の間;60%から80%、75%、70%、または65%の間;65%から80%、75%、または70%の間;70%から80%、または75%の間;または75%から80%の間)のタンパク質を含む。
本明細書で使用される「タンパク質単離物」という用語は、多糖、可溶性炭水化物、灰、およびその他の少量の構成成分の1つまたは複数の少なくとも一部(または実質的な部分)の除去後に得られるタンパク質材料を指す。典型的には、少なくとも80重量%(即ち、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも95%、少なくとも99%)のタンパク質を含む。
本明細書で使用される「精製されたタンパク質」という用語は、1つまたは複数のタンパク質が、タンパク質調製物中に存在するその他のタンパク質に比べて、タンパク質調製物が誘導される天然の供給源に存在するよりも少なくとも10倍豊富なタンパク質調製物を指す。
本明細書で使用される「精製する」という用語は、細胞成分(例えば、細胞膜脂質、染色体、その他のタンパク質)から実質的に分離されているタンパク質を指す。用語は、タンパク質がその他全ての化学物質から分離されることを必要としない(可能ではあるが)。
本明細書で使用される「反応性部位」という用語は、別の分子(例えば、別の乳タンパク質モノマー、非乳タンパク質モノマー)上の化学基と共有結合(即ち、「架橋」)を形成することができる分子(例えば、ポリマー)上の化学基を指す。
本明細書で使用される「組換え宿主細胞」という用語は、組換えポリヌクレオチドを含む宿主細胞を指す。そのような用語は、特定の対象細胞だけではなくそのような細胞の子孫も指すことが意図されると理解すべきである。ある特定の修飾は、変異または環境影響のいずれかに起因して世代の継承中に生じ得るので、そのような子孫は、親細胞と同一ではない可能性があり、それでも本明細書で使用される「組換え宿主細胞」という用語の範囲内に含まれる。
本明細書で使用される「組換え乳タンパク質モノマー」、「組換え乳清タンパク質モノマー」、「組換えカゼインモノマー」、または「組換え非乳タンパク質モノマー」という用語は、組換えによって産生される(即ち、組換え宿主細胞によって産生される)乳タンパク質モノマー、乳清タンパク質モノマー、カゼインモノマー、または非乳タンパク質モノマーをそれぞれ指す。
本明細書で使用される「組換えポリヌクレオチド」という用語は、その天然に生ずる環境から除去されたポリヌクレオチド、天然に見出されるときにポリヌクレオチドに隣接するまたは近位にあるポリヌクレオチドの全てまたは一部に関連付けられていないポリヌクレオチド、天然に結合されないポリヌクレオチドに動作可能に結合されるポリヌクレオチド、または天然に生じないポリヌクレオチドを指す。用語は、例えばクローン化DNA単離物、または化学的に合成されたヌクレオチド類似体を含むポリヌクレオチドについて記述するのに使用することができる。ポリヌクレオチドは、天然に生じない任意の遺伝子修飾を含有する場合も「組換え」と見なされる。例えば、内在性ポリヌクレオチドは、例えば人の介入によって人工的に導入される1つまたは複数のヌクレオチドの挿入、欠失、または置換を含有する場合、「組換えポリヌクレオチド」と見なされる。そのような修飾は、点突然変異、置換突然変異、欠失突然変異、挿入突然変異、ミスセンス突然変異、フレームシフト突然変異、重複突然変異、増幅突然変異、転座突然変異、または反転突然変異をポリヌクレオチドに導入することができる。用語は、宿主細胞の染色体中のポリヌクレオチド、ならびに宿主細胞の染色体中にないポリヌクレオチド(例えば、エピソーム中に含まれるポリヌクレオチド)を含む。
本明細書で使用される「ベクター」という用語は、そこに結合されている別のポリヌクレオチドを輸送することが可能なポリヌクレオチドを指す。ベクターの1つのタイプは、追加のDNAセグメントが結合し得る環状二本鎖DNAループを一般に指すが、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)による増幅からまたは制限酵素での環状プラスミドの処理から得られるものなどの直鎖状二本鎖分子も含む、「プラスミド」である。その他のベクターは、コスミド、細菌人工染色体(BAC)、および酵母人工染色体(YAC)を含む。別のタイプのベクターは、追加のDNAセグメントがウイルスゲノム内に連結され得るウイルスベクターである(より詳細に以下に論じる)。ある特定のベクターは、それらが導入される宿主細胞内で自律複製が可能である(例えば、ベクターは、宿主細胞内で機能する複製の起点を有する)。その他のベクターは、宿主細胞内への導入により宿主細胞のゲノム内に一体化することができ、それによって、宿主ゲノムと共に複製される。
本明細書で使用される「乳清タンパク質モノマー」という用語は、乳清タンパク質中のアミノ酸の配列に対して少なくとも80%同一(例えば、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%同一、少なくとも99%同一)でありかつ本明細書で提供されるポリマーで反復される、少なくとも20アミノ酸(例えば、少なくとも20、少なくとも30、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100、または少なくとも150、および通常は200アミノ酸以下)の配列を含むポリペプチドを指す。乳清タンパク質の非限定的な例には、α−ラクトアルブミン、β−ラクトアルブミン、ラクトフェリン、トランスフェリン、血清アルブミン、ラクトペルオキシダーゼ、およびグリコマクロペプチドが含まれる。
本明細書で使用される「酵母」という用語は、サッカロミケス(Saccharomycetales)目の生物、例えばサッカロミケス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、およびピキア・パストリス(Pichia pastoris)を指す。酵母の栄養成長は、単細胞葉状体の出芽/小疱形成によって生じ、炭素の異化は発酵性となり得る。
本明細書における値の範囲の列挙は、他に本明細書に示されない限り、その範囲内に包括的に包含されるそれぞれ別々の値を個々に指す簡潔な方法として働くことが単に意図され、それぞれ別々の値は、本明細書に個々に列挙されるかのように本明細書に組み込まれる。以下に記述される全ての範囲および量は近似であり、本発明を限定するものではないことが理解されるべきである。範囲および数値が使用される場合、これらは、統計的範囲または測定誤差または変動を含むように近似することができる。一部の実施形態では、例えば、測定を±10%にすることができる。
乳タンパク質モノマー成分を含むポリマー
一態様において、本明細書では、乳タンパク質モノマー成分を含みかつ所望の属性を有する、ポリマーが提供される。本明細書で提供されるポリマーは、それらの生成のための再生可能な天然資源の使用、生分解性の可能性、ならびに石油資源への非依存性に起因した環境へのより小さい負の影響を含むがこれに限定することのない、生成、使用、および処分における利点を提供するので望ましい。さらに、本明細書で提供されるポリマーは、乳タンパク質の下位集合のみから誘導されるモノマーを含むので望ましい。さらに、本明細書で提供されるポリマーは、組換え産生を介して所望の属性を持つポリマーを提供するように特異的に修飾することができる、乳タンパク質モノマーを含むので望ましい。
本発明は、ポリマーを乳タンパク質モノマーの下位集合のみから生成することができるという発見に基づく。本発明はさらに、個々の乳タンパク質モノマーを組換えによって生成することができ、組換え乳タンパク質モノマーを使用してポリマーを生成することができる、という発見に基づく。本発明はさらに、組換え乳タンパク質モノマーを、特定の機能的特性を有するように操作(engineer)することができ、そのような操作された組換え乳タンパク質モノマーを使用して所望の属性を持つポリマーを生成することができる、という発見に基づく。
一部の実施形態では、本明細書で提供されるポリマーは、0.1%から100%、95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.9%、0.8%、0.7%、0.6%、0.5%、0.4%、0.3%、または0.2重量%の間;0.2%から100%、95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.9%、0.8%、0.7%、0.6%、0.5%、0.4%、または0.3重量%の間;0.3%から100%、95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.9%、0.8%、0.7%、0.6%、0.5%、または0.4重量%の間;0.4%から100%、95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.9%、0.8%、0.7%、0.6%、または0.5重量%の間;0.5%から100%、95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.9%、0.8%、0.7%、または0.6重量%の間;0.6%から100%、95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.9%、0.8%、または0.7重量%の間;0.7%から100%、95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.9%、または0.8重量%の間;0.8%から100%、95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、または0.9重量%の間;0.9%から100%、95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、または1重量%の間;1%から100%、95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、または2重量%の間;2%から100%、95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、または3重量%の間;3%から100%、95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、または4重量%の間;4%から100%、95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、または5重量%の間;5%から100%、95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、または6重量%の間;6%から100%、95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、または7重量%の間;7%から100%、95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、または8重量%の間;8%から100%、95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、または9重量%の間;9%から100%、95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、14%、13%、12%、11%、または10重量%の間;10%から100%、95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、14%、13%、12%、または11重量%の間;11%から100%、95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、14%、13%、または12重量%の間;12%から100%、95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、14%、または13重量%の間;13%から100%、95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、または14重量%の間;14%から100%、95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、または15重量%の間;15%から100%、95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、または20重量%の間;20%から100%、95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、または25重量%の間;25%から100%、95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、または30重量%の間;30%から100%、95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、または35重量%の間;35%から100%、95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、または40重量%の間;40%から100%、95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、または45重量%の間;45%から100%、95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、または50重量%の間;50%から100%、95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、または55重量%の間;55%から100%、95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、または60重量%の間;60%から100%、95%、90%、85%、80%、75%、70%、または65重量%の間;65%から100%、95%、90%、85%、80%、75%、または70重量%の間;70%から100%、95%、90%、85%、80%、または75重量%の間;75%から100%、95%、90%、85%、または80重量%の間;80%から100%、95%、90%、または85重量%の間;あるいは85%から100%、95%、90重量%の間;90%から100%または95重量%の間、あるいは95%から100重量%の間の乳タンパク質モノマー成分を含む。
本明細書で提供されるポリマーは、非乳タンパク質モノマー成分をさらに含むことができる。
一部の実施形態では、本明細書で提供されるポリマーは、0.01%から90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.9%、0.8%、0.7%、0.6%、0.5%、0.4%、0.3%、0.2%、0.1%、または0.05重量%の間;0.05%から90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.9%、0.8%、0.7%、0.6%、0.5%、0.4%、0.3%、0.2%、または0.1重量%の間;0.1%から90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.9%、0.8%、0.7%、0.6%、0.5%、0.4%、0.3%、または0.2重量%の間;0.2%から90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.9%、0.8%、0.7%、0.6%、0.5%、0.4%、または0.3重量%の間;0.3%から90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.9%、0.8%、0.7%、0.6%、0.5%、または0.4重量%の間;0.4%から90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.9%、0.8%、0.7%、0.6%、または0.5重量%の間;0.5%から90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.9%、0.8%、0.7%、または0.6重量%の間;0.6%から90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.9%、0.8%、または0.7重量%の間;0.7%から90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.9%、または0.8重量%の間;0.8%から90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、または0.9重量%の間;0.9%から90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、または1重量%の間;1%から90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、または2重量%の間;2%から90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、または3重量%の間;3%から90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、または4重量%の間;4%から90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、または5重量%の間;5%から90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、または6重量%の間;6%から90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、または7重量%の間;7%から90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、または8重量%の間;8%から90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、または9重量%の間;9%から90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、14%、13%、12%、11%、または10重量%の間;10%から90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、14%、13%、12%、または11重量%の間;11%から90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、14%、13%、または12重量%の間;12%から90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、14%、または13重量%の間;13%から90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、または14重量%の間;14%から90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、または15重量%の間;15%から90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、または20重量%の間;20%から90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、または25重量%の間;25%から90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、または30重量%の間;30%から90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、または35重量%の間;35%から90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、または40重量%の間;40%から90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、または45重量%の間;44%から90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、または50重量%の間;50%から90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、または55重量%の間;55%から90%、85%、80%、75%、70%、65%、または60重量%の間;60%から90%、85%、80%、75%、70%、または65重量%の間;65%から90%、85%、80%、75%、または70重量%の間;70%から90%、85%、80%、または75重量%の間;75%から90%、85%、または80重量%の間;80%から90%または85重量%の間;あるいは85%から90重量%の間の非乳タンパク質モノマー成分を含む。
一部の実施形態において、本明細書で提供されるポリマーは、乳タンパク質モノマー成分および非乳タンパク質モノマー成分を、100対1から1対100の間(例えば、100対1、50対1、40対1、30対1、20対1、10対1、9対1、8対1、7対1、6対1、5対1、4対1、3対1、2対1、1対1、1対2、1対3、1対4、1対5、1対6、1対7、1対8、1対9、1対10、1対20、1対30、1対40、1対50、1対100)の重量比で含む。
一部の実施形態では、本明細書で提供されるポリマーは、石油由来の成分を本質的に含まない。他の実施形態では、本明細書で提供されるポリマーは、石油由来の成分を2重量%以下含む。
乳タンパク質モノマー成分
一部の実施形態において、本明細書で提供されるポリマーに含まれる乳タンパク質モノマー成分は:1つまたは複数の(例えば、2、3、4つ、またはそれ以上の)乳清タンパク質モノマー(例えば、β−モノマー、α−ラクトアルブミンモノマー、β−ラクトグロブリンモノマーとα−ラクトアルブミンモノマーとの混合物、種々の翻訳後修飾(PTM)を有する2つ以上のβ−ラクトグロブリンモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上のα−ラクトアルブミンモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上のβ−ラクトグロブリンモノマーとα−ラクトアルブミンモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上のα−ラクトアルブミンモノマーとβ−ラクトグロブリンモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上のβ−ラクトグロブリンモノマーの混合物、および種々のPTMを有する2つ以上のα−ラクトアルブミンモノマーの混合物);1つまたは複数の(例えば、2、3、4つ、またはそれ以上の)カゼインモノマー(例えば、κ−カゼインモノマー、β−カゼインモノマー、γ−カゼインモノマー、κ−カゼインモノマーとβ−カゼインモノマーとの混合物、κ−カゼインモノマーとγ−カゼインモノマーとの混合物、β−カゼインモノマーとγ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上のκ−カゼインモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上のβ−カゼインモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上のγ−カゼインモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上のκ−カゼインモノマーとβ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上のκ−カゼインモノマーとγ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上のβ−カゼインモノマーとκ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上のβ−カゼインモノマーとγ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上のγ−カゼインモノマーとκ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上のγ−カゼインモノマーとβ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上のκ−カゼインモノマーおよび/または種々のPTMを有する2つ以上のβ−カゼインモノマーおよび/または種々のPTMを有する2つ以上のγ−カゼインモノマーの混合物);またはこれらの混合物からなる。
一部の実施形態では、本明細書で提供されるポリマーに含まれる乳タンパク質モノマー成分は、10対1から1対10の間の重量比(例えば、10対1、9対1、8対1、7対1、6対1、5対1、4対1、3対1、2対1、1対1、1対2、1対3、1対4、1対5、1対6、1対7、1対8、1対9、1対10)の乳清タンパク質モノマーおよびカゼインモノマーからなる。
一部の実施形態では、本明細書で提供されるポリマーに含まれる乳タンパク質モノマー成分は:1つまたは複数の(例えば、2,3、4つ、またはそれ以上の)天然の乳清タンパク質モノマー(例えば、天然のβ−ラクトグロブリンモノマー、天然のα−ラクトアルブミンモノマー、天然のβ−ラクトグロブリンモノマーと天然のα−ラクトアルブミンモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のβ−ラクトグロブリンモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のα−ラクトアルブミンモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のβ−ラクトグロブリンモノマーと天然のα−ラクトアルブミンモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のα−ラクトアルブミンモノマーと天然のβ−ラクトグロブリンモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のβ−ラクトグロブリンモノマーの混合物、および種々のPTMを有する2つ以上の天然のα−ラクトアルブミンモノマーの混合物);1つまたは複数の(例えば、2、3、4つ、またはそれ以上の)天然のカゼインモノマー(例えば、天然のκ−カゼインモノマー、天然のβ−カゼインモノマー、天然のγ−カゼインモノマー、天然のκ−カゼインモノマーと天然のβ−カゼインモノマーとの混合物、天然のκ−カゼインモノマーと天然のγ−カゼインモノマーとの混合物、天然のβ−カゼインモノマーと天然のγ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のκ−カゼインモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のβ−カゼインモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のγ−カゼインモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のκ−カゼインモノマーと天然のβ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のκ−カゼインモノマーと天然のγ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のβ−カゼインモノマーと天然のκ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のβ−カゼインモノマーと天然のγ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のγ−カゼインモノマーと天然のκ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のγ−カゼインモノマーと天然のβ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のκ−カゼインモノマーおよび/または種々のPTMを有する2つ以上の天然のβ−カゼインモノマーおよび/または種々のPTMを有する2つ以上の天然のγ−カゼインモノマーの混合物);またはこれらの混合物を含む。
一部の実施形態では、本明細書で提供されるポリマーに含まれる乳タンパク質モノマー成分は:1つまたは複数の(例えば、2、3、4つ、またはそれ以上の)天然の乳清タンパク質モノマー(例えば、天然のβ−ラクトグロブリンモノマー、天然のα−ラクトアルブミンモノマー、天然のβ−ラクトグロブリンモノマーと天然のα−ラクトアルブミンモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のβ−ラクトグロブリンモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のα−ラクトアルブミンモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のβ−ラクトグロブリンモノマーと天然のα−ラクトアルブミンモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のα−ラクトアルブミンモノマーと天然のβ−ラクトグロブリンモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のβ−ラクトグロブリンモノマーと種々のPTMを有する2つ以上の天然のα−ラクトアルブミンモノマーとの混合物);1つまたは複数の(例えば、2、3、4つ、またはそれ以上の)天然のカゼインモノマー(例えば、天然のκ−カゼインモノマー、天然のβ−カゼインモノマー、天然のγ−カゼインモノマー、天然のκ−カゼインモノマーと天然のβ−カゼインモノマーとの混合物、天然のκ−カゼインモノマーと天然のγ−カゼインモノマーとの混合物、天然のβ−カゼインモノマーと天然のγ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のκ−カゼインモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のβ−カゼインモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のγ−カゼインモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のκ−カゼインモノマーと天然のβ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のκ−カゼインモノマーと天然のγ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のβ−カゼインモノマーと天然のκ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のβ−カゼインモノマーと天然のγ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のγ−カゼインモノマーと天然のκ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のγ−カゼインモノマーと天然のβ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の天然のκ−カゼインモノマーおよび/または種々のPTMを有する2つ以上の天然のβ−カゼインモノマーおよび/または種々のPTMを有する2つ以上の天然のγ−カゼインモノマーの混合物);またはこれらの混合物からからなる。
一部の実施形態では、本明細書で提供されるポリマーに含まれる乳タンパク質モノマー成分は、天然の乳清タンパク質モノマーと天然のカゼインモノマーとを、10対1から1対10の間の重量比(例えば、10対1、9対1、8対1、7対1、6対1、5対1、4対1、3対1、2対1、1対1、1対2、1対3、1対4、1対5、1対6、1対7、1対8、1対9、1対10)で含む。
一部の実施形態では、本明細書で提供されるポリマーに含まれる乳タンパク質モノマー成分は:1つまたは複数の(例えば、2、3、4つ、またはそれ以上の)組換え乳清タンパク質モノマー(例えば、組換えβ−ラクトグロブリンモノマー、組換えα−ラクトアルブミンモノマー、組換えβ−ラクトグロブリンモノマーと組換えα−ラクトアルブミンモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えβ−ラクトグロブリンモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えα−ラクトアルブミンモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えβ−ラクトグロブリンモノマーと組換えα−ラクトアルブミンモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えα−ラクトアルブミンモノマーとβ−ラクトグロブリンモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えβ−ラクトグロブリンモノマーの混合物、および種々のPTMを有する2つ以上の組換えα−ラクトアルブミンモノマーの混合物);1つまたは複数の(例えば、2、3、4つ、またはそれ以上の)組換えカゼインモノマー(例えば、組換えκ−カゼインモノマー、組換えβ−カゼインモノマー、組換えγ−カゼインモノマー、組換えκ−カゼインモノマーと組換えβ−カゼインモノマーとの混合物、組換えκ−カゼインモノマーと組換えγ−カゼインモノマーとの混合物、組換えβ−カゼインモノマーと組換えγ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えκ−カゼインモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えβ−カゼインモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えγ−カゼインモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えκ−カゼインモノマーと組換えβ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えκ−カゼインモノマーとγ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えβ−カゼインモノマーと組換えκ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えβ−カゼインモノマーとγ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えγ−カゼインモノマーと組換えκ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えγ−カゼインモノマーとβ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えκ−カゼインモノマーおよび/または種々のPTMを有する2つ以上の組換えβ−カゼインモノマーおよび/または種々のPTMを有する2つ以上の組換えγ−カゼインモノマーの混合物);またはこれらの混合物を含む。
一部の実施形態では、本明細書で提供されるポリマーに含まれる乳タンパク質モノマー成分は:1つまたは複数の(例えば、2、3、4つ、またはそれ以上の)組換え乳清タンパク質モノマー(例えば、組換えβ−ラクトグロブリンモノマー、組換えα−ラクトアルブミンモノマー、組換えβ−ラクトグロブリンモノマーと組換えα−ラクトアルブミンモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えβ−ラクトグロブリンモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えα−ラクトアルブミンモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えβ−ラクトグロブリンモノマーと組換えα−ラクトアルブミンモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えα−ラクトアルブミンモノマーとβ−ラクトグロブリンとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えβ−ラクトグロブリンモノマーの混合物、および種々のPTMを有する2つ以上の組換えα−ラクトアルブミンモノマーの混合物);1つまたは複数の(例えば、2、3、4つ、またはそれ以上の)組換えカゼインモノマー(例えば、組換えκ−カゼインモノマー、組換えβ−カゼインモノマー、組換えγ−カゼインモノマー、組換えκ−カゼインモノマーと組換えβ−カゼインモノマーとの混合物、組換えκ−カゼインモノマーと組換えγ−カゼインモノマーとの混合物、組換えβ−カゼインモノマーと組換えγ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えκ−カゼインモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えβ−カゼインモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えγ−カゼインモノマーの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えκ−カゼインモノマーと組換えβ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えκ−カゼインモノマーとγ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えβ−カゼインモノマーとκ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えβ−カゼインモノマーとγ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えγ−カゼインモノマーと組換えκ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えγ−カゼインモノマーとβ−カゼインモノマーとの混合物、種々のPTMを有する2つ以上の組換えκ−カゼインモノマーおよび/または種々のPTMを有する2つ以上の組換えβ−カゼインモノマーおよび/または種々のPTMを有する2つ以上の組換えγ−カゼインモノマーの混合物);またはこれらの混合物からなる。
一部の実施形態では、本明細書で提供されるポリマーに含まれる乳タンパク質モノマー成分は、組換え乳清タンパク質モノマーと組換えカゼインモノマーとを、10対1から1対10の間の重量比(例えば、10対1、9対1、8対1、7対1、6対1、5対1、4対1、3対1、2対1、1対1、1対2、1対3、1対4、1対5、1対6、1対7、1対8、1対9、1対10)で含む。
一部の実施形態では、本明細書に提供されるポリマーに含まれる乳タンパク質モノマー成分は、組換え乳タンパク質モノマーと天然の乳タンパク質モノマーとを、100対1から1対100の間の重量比(例えば、100対1、50対1、40対1、30対1、20対1、10対1、9対1、8対1、7対1、6対1、5対1、4対1、3対1、2対1、1対1、1対2、1対3、1対4、1対5、1対6、1対7、1対8、1対9、1対10、1対20、1対30、1対40、1対50、1対100)で含む。
一部の実施形態では、本明細書で提供されるポリマーに含まれる乳タンパク質モノマー成分は、組換え乳清タンパク質モノマーと天然の乳清タンパク質モノマーとを、10対1から1対10の間の重量比(例えば、10対1、9対1、8対1、7対1、6対1、5対1、4対1、3対1、2対1、1対1、1対2、1対3、1対4、1対5、1対6、1対7、1対8、1対9、1対10)で含む。
本明細書で提供されるポリマーに含まれる乳タンパク質モノマー成分は、組換えカゼインモノマーと天然のカゼインモノマーとを、10対1から1対10の間の重量比(例えば、10対1、9対1、8対1、7対1、6対1、5対1、4対1、3対1、2対1、1対1、1対2、1対3、1対4、1対5、1対6、1対7、1対8、1対9、1対10)で含む。
本明細書で提供されるポリマーの乳タンパク質成分に含まれる組換えまたは天然の乳タンパク質モノマーは、ウシ、ヒト、ヒツジ、ヤギ、バッファロー、ラクダ、ウマ、ロバ、キツネザル、パンダ、モルモット、リス、クマ、マカク、ゴリラ、チンパンジー、シロイワヤギ、サル、類人猿、ネコ、イヌ、ワラビー、ラット、マウス、ゾウ、オポッサム、ウサギ、クジラ、ヒヒ、テナガザル、オランウータン、マンドリル、ブタ、オオカミ、キツネ、ライオン、トラ、およびハリモグラを含むがこれらに限定することのない、任意の哺乳類種から誘導することができる。
乳清タンパク質およびカゼインをコードするポリヌクレオチド配列の非限定的な例は、それらの全体が本明細書に組み込まれる2015年8月21日出願のPCT出願(PCT/US2015/046428(1))および2017年8月25日出願のPCT出願(PCT/US2017/48730(2))に開示されている。
乳タンパク質成分が組換え乳タンパク質モノマーからなりまたは組換え乳タンパク質モノマーを含む実施形態では、組換え乳タンパク質モノマーは、ヒトまたは動物における免疫応答を引き出すことができるエピトームに欠ける可能性がある。そのような組換え乳タンパク質モノマーは、食用のまたは摂取されるポリマーおよびそのようなポリマーを含む組成物(例えば、食品、医薬製剤、止血製品)での使用に特に適している。
乳タンパク質成分が、PTMを有する組換え乳タンパク質モノマーからなるまたは組換え乳タンパク質モノマーを含む実施形態では、PTMは、天然のPTM、非天然のPTM、またはこれらの混合物とすることができる。一部の実施形態では、組換え乳タンパク質モノマーのPTMのタイプおよび/または数は、本明細書で提供されるポリマーに所望の属性(例えば、粘度、弾性特性、引張り強さ、硬さ、剛性、安定性、結晶化度、透明度、半透明度、不透明度、化学耐性)を与える。
乳タンパク質性分が、反応性部位を有する組換え乳タンパク質モノマーからなるまたはこの組換え乳タンパク質モノマーを含む実施形態では、反応性部位は、天然の反応性部位、非天然の反応性部位、または少なくとも1つの天然の反応性部位と少なくとも1つの非天然の反応性部位との混合物とすることができる。反応性部位の非限定的な例には、スルフヒドリル、第1級アミン、カルボキシル、カルボキサミド、およびヒドロキシルが含まれる(例えば、Means & Feeney. 1971. Chemical Modification of Proteins. Holden Day, Inc. San Francisco, Cambridge, London, Amsterdam(非特許文献7)参照)。一部の実施形態では、乳タンパク質モノマーの反応性部位のタイプおよび/または数は、本明細書で提供されるポリマーに所望の属性(例えば、粘度、弾性特性、引張り強さ、硬さ、剛性、安定性、結晶化度、透明度、半透明度、不透明度、化学耐性)を与える。例えば、より小さい数の反応性部位は、ポリマーの粘度および/または弾性特性および/または引張り強さおよび/または硬さおよび/または耐水性を低減させることができ;それに対してより大きい数の反応性部位は、ポリマーの粘度および/または弾性特性および/または引張り強さおよび/または硬さおよび/または耐水性を増大させることができる。タンパク質中の反応性部位を導入または除去するための方法は、当技術分野で公知であり(例えば、Means, GA & Feeney, RE. 1971. Chemical Modification of Proteins. Holden Day, Inc. San Francisco, Cambridge, London, Amsterdam(非特許文献8)を参照)、反応性部位を含むアミノ酸残基(例えば、システイン残基、リジン残基、グルタミン酸残基、アスパラギン酸残基、非天然アミノ酸(例えば、セレノシステイン、メチル化アミノ酸、アルゲニル化アミノ酸、アシル化アミノ酸、ビオチニル化アミノ酸))を欠失させまたは挿入するステップを含む。
乳タンパク質成分が組換え乳タンパク質モノマーからなりまたは組換え乳タンパク質モノマーを含む実施形態では、組換え乳タンパク質モノマーは、乳タンパク質の反復を有することができる。乳タンパク質の反復は、少なくとも10、少なくとも20、少なくとも30、少なくとも40、少なくとも50、少なくとも75、少なくとも100、または少なくとも150、および通常は200以下のアミノ酸を含んでいてもよい。組換え乳タンパク質モノマー中の乳タンパク質の反復は、連続的(即ち、介入するアミノ酸配列はない)または非連続的(即ち、介入するアミノ酸配列を有する)にすることができる。非連続的に存在する場合、介入するアミノ酸配列は、望ましくない特性を導入することなく分子量を提供するのに受動的な役割を演じてもよく、または特定の特性(例えば、溶解度、生分解性、その他の分子との結合)を提供するのに能動的な役割を演じてもよい。
非乳タンパク質モノマー成分
本明細書で提供されるポリマーに含まれる任意選択の非乳タンパク質モノマー成分は、任意の供給源由来の非乳タンパク質モノマーを含むことができる。そのような供給源の非限定的な例には、動物、植物、藻類、真菌、および微生物(microbe)が含まれる。
動物の非限定的な例には、昆虫(例えば、ハエ)、哺乳類(例えば、ウシ、ヒツジ、ヤギ、ウサギ、ブタ、ヒト)、および鳥類(例えば、ニワトリ)が含まれる。
植物の非限定的な例には、ソテツ、イチョウ(ginkgo biloba)、針葉樹、ヒノキ、セイヨウネズ、クロベ、スギ材、マツ、アンジェリカ、キャラウェイ、コリアンダー、クミン、ウイキョウ、パセリ、ディル、タンポポ、ムギワラギク、マリーゴールド、ヨモギ、ベニバナ、カモミール、レタス、ニガヨモギ、キンセンカ、シトロネラ、セージ、タイム、チアシード、マスタード、オリーブ、コーヒー、トウガラシ、ナス、パプリカ、クランベリー、キウイ、野菜植物(例えば、ニンジン、セロリ)、タゲテス、タンジー、タラゴン、ヒマワリ、ウィンターグリーン、バジル、ヒソップ、ラベンダー、レモンバーベナ、マジョラム、メリッサ、パチョリ、ペニーロイヤル、ペパーミント、ローズマリー、ゴマ、スペアミント、サクラソウ、サマラ、コショウ、ピメント、ジャガイモ、スイートポテト、トマト、ブルーベリー、イヌホウズキ、ペチュニア、アサガオ、ライラック、ジャスミン、スイカズラ、キンギョソウ、サイリウム、シナ、ソバ、アマランス、チャード、キヌア、ホウレンソウ、ルバーブ、ホホバ、キプセレア、クロレラ、マルラ、ヘーゼルナッツ、キャノーラ、ケール、チンゲンサイ、ルタバガ、乳香、没薬、エレミ、麻、カボチャ、スカッシュ、ウリ、キャッサバ、ツルサイカチ、マメ(例えば、アルファルファ、レンズマメ、インゲンマメ、クローブ、エンドウ、ファバコセイラ(fava coceira)、フリジョールボラロジャ(frijole bola roja)、フリジョールネグロ(frijole negro)、ハギ、カンゾウ、ルピナス、メスキート、キャロブ、大豆、ピーナツ、タマリンド、フジ、カシア、ヒヒヨコマメ/ガルバンゾ、フェヌグリーク、グリーンピース、イエローピース、サヤエンドウ、ライマメ、ソラマメ)、ゼラニウム、亜麻、ザクロ、綿、オクラ、インドセンダン、イチジク、マルベリー、クローブ、ユーカリ、ティーツリー、ニアウリ、結実植物(例えば、リンゴ、アプリコット、モモ、プラム、ナシ、ネクタリン)、イチゴ、ブラックベリー、ラズベリー、サクランボ、プルーン、バラ、タンジェリン、シトラス(例えば、グレープフルーツ、レモン、ライム、オレンジ、ダイダイ、マンダリン)、マンゴー、ベルガモット、ブークー、ブドウ、ブロッコリー、芽キャベツ、スプラウト、カメリナ、カリフラワー、菜種、セイヨウアブラナ(キャノーラ)、カブ、キャベツ、キュウリ、スイカ、ハネデューメロン、ズッキーニ、カバノキ、クルミ、キャッサバ、バオバブ、オールスパイス、アーモンド、パンノキ、ビャクダン、マカダミア、サトイモ、チューベローズ、アロエベラ、ガーリック、オニオン、エシャロット、バニラ、ユッカ、ベチバー、ガランガル、オオムギ、トウモロコシ、キョウオウ(curcuma aromatica)、ショウガ、レモングラス、エンバク、ヤシ、パイナップル、コメ、ライ麦、モロコシ、ライコムギ、ターメリック、ヤムイモ、竹、オオムギ、カユプテ、カンナ、カルダモン、トウモロコシ、オート、小麦、シナモン、サッサフラス、リンデラベンゾイン、ベイローレル、アボカド、イランイランノキ、メース、ナツメグ、ワサビノキ、トクサ、オレガノ、コリアンダー、チャービル、チャイブ、集合果、穀物植物、薬草、葉物野菜、非穀物マメ科植物、穀果植物、多肉植物、陸上植物、水生植物、ツルサイカチ、キビ、核果、分離果、顕花植物、非顕花植物、栽培植物、野生植物、木、低木、花、草、草本、ブラシノキ、リアナ、サボテン、熱帯植物、亜熱帯植物、温帯植物、ならびにこれらの誘導体および交配種が含まれる。
藻類の非限定的な例には、緑藻(例えば、クロレラ・ブルガリス(Chlorella vulgaris)、クロレラ・ピレノイドーサ(Chlorealla pyrenoidosa)、褐藻(例えば、クシロワカメ(Alaria marginata)、マツモ(Analipus japonicus)、アスコフィルム・ノドスム(Ascophyllum nodosum)、カジメ(Ecklonia sp)、アラメ(Eisenia bicyclis)、ヒジキ(Hizikia fusiforme)、トロロコンブ(Kjellmaniella gyrata)、ミツイシコンブ(Laminaria angustata)、ラミナリア・ロンギルリス(Laminaria longirruris)、ナガコンブ(Laminaria Longissima)、リシリコンブ(Laminaria ochotensis)、ラミナリア・クラウストニア(Laminaria claustonia)、カラフトコンブ(Laminaria saccharina)、ラミナリア・ジギタータ(Laminaria digitata)、マコンブ(Laminaria japonica)、オオウキモ(Macrocystis pyrifera)、セイヨウハバノリ(Petalonia fascia)、スキトシフォン・ローム(Scytosiphon lome))、紅藻(例えば、コンドラス・クリスプス(Chondrus crispus)、コンドラス・オセラタス(Chondrus ocellatus)、ユーマ・コットニイ(Eucheuma cottonii)、ユーマ・スピノスム(Eucheuma spinosum)、フルセラリア・ファスチギアタ(Furcellaria fastigiata)、グラシラリア・ブルサパストリス(Gracilaria bursa−pastoris)、グラシラリア・リチェノイデス(Gracilaria lichenoides)、フクロフノリ(Gloiopeltis furcata)、ギガルチナ・アシキュラリス(Gigartina acicularis)、ギガルチナ・ブルサパストリス(Gigartina bursa−pastoris)、ギガルチナ・ピスチラタ(Gigartina pistillata)、ギガルチナ・ラデュラ(Gigartina radula)、ギガルチナ・スコッツベルギイ(Gigartina skottsbergii)、ギガルチナ・ステラタ(Gigartina stellata)、ダルス(Palmaria palmata)、ポルフィラ・コロンビナ(Porphyra columbina)、ポルフィラ・クリスパタ(Porphyra crispata)、ポルフィラ・デュータタ(Porhyra deutata)、ポルフィラ・ペルフォラタ(Porhyra perforata)、ポルフィラ・スボルビキュラタ(Porhyra suborbiculata)、ポルフィラ・テネラ(Porphyra tenera)、ポルフィリジウム・クルエンタム(Porphyridium cruentum)、ポルフィリジウム・プルプレウム(Porphyridium purpureum)、ポルフィリジウム・アエルギニューム(Porphyridium aerugineum)、ロデラ・マキュラタ(Rhodella maculate)、ロデラ・レチキュラタ(Rhodella reticulata)、ロデラ・ビオラセア(Rhodella violacea)、ダルス(Rhodymenia palmata)、およびこれらの誘導体および交配種が含まれる。
真菌の非限定的な例には、アスペルギルス・ニデュランス(Aspergillus nidulans)、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)、アスペルギルス・ニガー・var.アワモリ(Aspergillus niger var. awamori)、アスペルギルス・オリザエ(Aspergillus oryzae)、カンジダ・アルビカンス(Candida albicans)、カンジダ・エチェルシイ(Candida etchellsii)、カンジダ・ギリエルモンディイ(Candida guilliermondii)、カンジダ・フミリス(Candida humilis)、カンジダ・リポリチカ(Candida lipolytica)、カンジダ・シュードトロピカリス(Candida pseudotropicalis)、カンジダ・ウティリス(Candida utilis)、カンジダ・バーサチリス(Candida versatilis)、クリソスポリウム・ラックノウェンス(Chrysosporium lucknowense)、デバリオマイセス・ハンセニイイ(Debaryomyces hansenii)、クリ胴枯病菌(Endothia parasitica)、エレモテシウム・アシュビイ(Eremothecium ashbyii)、フサリウム・グラミネウム(Fusarium gramineum)、フサリウム・モニリフォルメ(Fusarium moniliforme)、フサリウム・ベネナツム(Fusarium venenatum)、ハンセニュラ・ポリモルファ(Hansenula polymorpha)、クルイベロマイセス・ラクティス(Kluyveromyces lactis)、クルイベロマイセス・マルキシアヌス(Kluyveromyces marxianus)、クルイベロマイセス・マルキシアヌス・var.ラクティス(Kluyveromyces marxianus var. lactis)、クルイベロマイセス・サーモトレランス(Kluyveromyces thermotolerans)、モルテイレラ・ビナセア・var.ラフィノーズユーティライザー(Morteirella vinaceae var. raffinoseutilizer)、ムコール・ミエヘイ(Mucor miehei)、ムコール・ミエヘイ・var.クーニーエトエマーソン(Mucor miehei var. Cooney et Emerson)、ムコール・プシルス・リンド(Mucor pusillus Lindt)、ミセリオフトラ好熱菌(Myceliophthora thermophile)、アカパンカビ(Neurospora crassa)、ペニシリウム・ロックフォルティイ(Penicillium roquefortii)、ヒメツリガネゴケ(Physcomitrella patens)、ピキア・パストリス(Pichia pastoris)、ピキア・フィンランディカ(Pichia finlandica)、ピキア・トレハロフィラ(Pichia trehalophila)、ピキア・コクラマエ(Pichia koclamae)、ピキア・メンブラナエファシエンス(Pichia membranaefaciens)、ピキア・ミヌタ(Pichia minuta)、オガタエア・ミヌア(Ogataea minuta)、ピキア・リンドネリ(Pichia lindneri)、ピキア・オプンチアエ(Pichia opuntiae)、ピキア・サーモトレランス(Pichia thermotolerans)、ピキア・サリクタリア(Pichia salictaria)、ピキア・グエルクウム(Pichia guercuum)、ピキア・ピジュペリ(Pichia pijperi)、ピキア・スチプチス(Pichia stiptis)、ピキア・メタノリカ(Pichia methanolica)、クモノスカビ(Rhizopus niveus)、サッカロマイセス・バヤヌス(Saccharomyces bayanus)、サッカロマイセス・ベチカス(Saccharomyces beticus)、サッカロマイセス・セレヴィシエ(Saccharomyces cerevisiae)、サッカロマイセス・チェバリエリ(Saccharomyces chevalieri)、サッカロマイセス・ジアスタチカス(Saccharomyces diastaticus)、サッカロマイセス・エリプソイデス(Saccharomyces ellipsoideus)、サッカロマイセス・エキシグス(Saccharomyces exiguus)、サッカロマイセス・フロレンチヌス(Saccharomyces florentinus)、サッカロマイセス・フラギリス(Saccharomyces fragilis)、サッカロマイセス・パストリアヌス(Saccharomyces pastorianus)、サッカロマイセス・ポムベ(Saccharomyces pombe)、サッカロマイセス・サケ(Saccharomyces sake)、サッカロマイセス・ウバルム(Saccharomyces uvarum)、スポリジオボーラス・ジョンソニイ(Sporidiobolus johnsonii)、スポリジオボーラス・サルモニカラー(Sporidiobolus salmonicolor)、スポロボロマイセス・ロゼウス(Sporobolomyces roseus)、トリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)、キサントフィロマイセス・デンドロウス(Xanthophyllomyces dendrorhous)、ヤロウィア・リポリチカ(Yarrowia lipolytica)、ジゴサッカロマイセス・ルーキシイ(Zygosaccharomyces rouxii)、ならびにこれらの誘導体および交配種が含まれる。
微生物の非限定的な例には、フィルミクテス、シアノバクテリア(青緑藻類)、オシラトリオフシダエ(oscillatoriophcideae)、バシラス、ラクトバシラス、ユレモ、バシラス科、ラクトバシラス目、アセトバクター・スボキシダンス(Acetobacter suboxydans)、アセトバクター・キシリウム(Acetobacter xylinum)、アクチノプラネス・ミズリエンシス(Actinoplane missouriensis)、アルスロスピラ・プラテンシス(Arthrospira platensis)、アルスロスピラ・マキシマ(Arthrospira maxima)、バシラス・セレウス(Bacillus cereus)、バシラス・コアギュランス(Bacillus coagulans)、バシラス・サブチルス(Bacillus subtilus)、バシラス・セレウス(Bacillus cerus)、バシラス・リチェニフォルミス(Bacillus licheniformis)、バシラス・ステアロサーモフィラス(Bacillus stearothermophilus)、バシラス・サブチリス(Bacillus subtilis)、大腸菌(Escherichia coli)、ラクトバシラス・アシドフィルス(Lactobacillus acidophilus)、ラクトバシラス・ブルガリカス(Lactobacillus bulgaricus)、ラクトコッカス・ラクチス(Lactococcus lactis)、ラクトコッカス・ラクチス・ランスフィールド・グループN(Lactococcus lactis Lancefield Group N)、ラクトバシラス・ロイテリ(Lactobacillus reuteri)、ロイコノストック・シトロボルム(Leuconostoc citrovorum)、ロイコノストック・デキストラニクム(Leuconostoc dextranicum)、ロイコノストック・メセンテロイデス(Leuconostoc mesenteroides)、ルテウス菌(Micrococcus lysodeikticus)、スピルリナ、ストレプトコッカス・クレモリス(Streptococcus cremoris)、ストレプトコッカス・ラクチス(Streptococcus lactis)、ストレプトコッカス・ラクチス亜種ジアセチラクチス(Streptococcus lactis subspecies diacetylactis)、ストレプトコッカス・サーモフィルス(Streptococcus thermophilus)、ストレプトマイセス・チャタヌゲンシス(Streptomyces chattanoogensis)、ストレプトマイセス・グリセウス(Streptomyces griseus)、ストレプトマイセス・ナタレンシス(Streptomyces natalensis)、ストレプトマイセス・オリバセウス(Streptomyces olivaceus)、ストレプトマイセス・オリボクロモゲネス(Streptomyces olivochromogenes)、ストレプトマイセス・ルビキノサス(Streptomyces rubiginosus)、テトラヒメナ・サーモフィル(Tetrahymena thermophile)、テトラヒメナ・ヘゲウィシ(Tetrahymena hegewischi)、テトラヒメナ・ハイパーアンギュラリス(Tetrahymena hyperangularis)、テトラヒメナ・マラッセンシス(Tetrahymena malaccensis)、テトラヒメナ・ピグメントーサ(Tetrahymena pigmentosa)、テトラヒメナ・ピリフォルミス(Tetrahymena pyriformis)、テトラヒメナ・ボラックス(Tetrahymena vorax)、キサントモナス・カンペストリス(Xanthomonas campestris)、ならびにこれらの誘導体および交配種が含まれる。
一部の実施形態では、非乳タンパク質モノマーが動物性タンパク質モノマーである。そのようなタンパク質の非限定的な例には、コラーゲン、アルブミン、およびオーバルアルブミンが含まれる。
一部の実施形態では、非乳タンパク質モノマーが植物性タンパク質モノマーである。そのようなタンパク質の非限定的な例には、豆類タンパク質およびジャガイモのタンパク質が含まれる。
一部の実施形態では、非乳タンパク質モノマーが真菌タンパク質モノマーである。そのようなタンパク質の非限定的な例には、グルコアミラーゼ、キシラナーゼ、アミラーゼ、グルカナーゼ、SUNファミリーのメンバー(Sim1p、Uth1p、Nca3p、Sun4p)、伸長因子1−アルファ、ミトコンドリアロイシル−tRNAシンセターゼ、アルファ−アミラーゼ、アルファ−ガラクトシダーゼ、セルラーゼ、エンド−1,4−ベータ−キシラナーゼ、エンドグルカナーゼ、エクソ−1,4−ベータ−キシロシダーゼ、グルコアミラーゼ、ペプチダーゼ、アスペルギロペプシン−1、1.4−ベータ−D−グルカンセロビオヒドロラーゼA、アルファ−ガラクトシダーゼA、アルファ−ガラクトシダーゼB、アルファ−ガラクトシダーゼD、アルファ−グルクロニダーゼA、ベータ−ガラクトシダーゼC、グルカン1,3−ベータ−グルコシダーゼA、ヒドロフォビン、およびグルカンエンド−1,3−ベータ−グルコシダーゼeglCが含まれる。
一部の実施形態では、非乳タンパク質モノマーは、宿主細胞(例えば、本明細書で開示される動物、植物、または微生物の天然のまたは組換え宿主細胞のいずれか)によって分泌される非乳タンパク質から誘導される。適切な分泌された非乳タンパク質モノマーは、例えば、セクレトームを得ることによって特定することができる(即ち、例えば動物、植物、藻類、または微生物細胞を液体培地で培養し、細胞を細胞培地から取り出し(例えば、遠心分離を介して)、任意選択で残りの培地を濃縮することによって;またはゲノムを配列決定し、イン・シリコ(in silico)で、分泌されたタンパク質(例えば、Mattanovich et al. 2009. Microbial Cell Factories 8: 29(非特許文献9)を参照)、全細胞抽出物、または分画された全細胞抽出物を同定することによって;任意選択でタンパク質を、部分的に消化し、グリコシル化し、リン酸化し、またはその他の手法で酵素的に処理し;次いでそれらをアッセイ(例えば、高スループットアッセイ)において、例えば乳タンパク質と比較して同様の、同一の、または異なる特性を有するタンパク質に関してスクリーニングすることによって得られる、分泌されたタンパク質)。適切な、分泌された非乳タンパク質モノマーは、大豆タンパク質のカルシウムに富む画分を、例えば乳タンパク質モノマーと比較して同様の、同一の、または異なる特性を有するタンパク質に関して、スクリーニングすることによって特定することもできる。適切な、分泌された非乳タンパク質モノマーの非限定的な例は、2017年8月25日出願のPCT出願(PCT/US2017/48730(特許文献2))で提供される。一部の実施形態では、非乳タンパク質モノマーは、分泌された真菌タンパク質モノマー(即ち、真菌[例えば、本明細書に開示される真菌のいずれか]によって分泌されたタンパク質)である。
一部の実施形態では、非乳タンパク質成分は、組換え非乳タンパク質モノマーを含む。いくつかのそのような実施形態において、組換え非乳タンパク質モノマーは、非天然PTMを有しかつ/またはヒトもしくは動物での免疫応答を引き出すエピトープに欠ける。
属性
本明細書で提供されるポリマーは、所望の属性を有する。一部の実施形態では、所望の属性は、石油ベースのポリマーの属性である。
一部の実施形態において、所望の属性は、所望の結晶化度である。所望の結晶化度は、特定の半透明度、不透明度、または透明度を提供する結晶化度とすることができる。例えば、より高い結晶化度は一般に、より少ない光をポリマーに通し、ポリマーの半透明度または不透明度、ならびに機械的強度、合成、化学耐性、および安定性に影響を及ぼす。結晶化度を測定するための方法は、公知であり、示差走査熱量測定(DSC)を含む(B. Wunderlich, Thermal Analysis, Academic Press, 1990, pp.417-431.(非特許文献10)およびTN 48, “Polymer Heats of Fusion”, TA Instruments, New Castle, DE(非特許文献11))。
一部の実施形態では、所望の属性は、所望の粘度および/または密度である。粘度を測定するための方法は、当技術分野で公知であり、粘度測定法、回転粘度測定法、毛管粘度測定法、振動粘度測定法、超音波パルスエコー法、ピクノメーター法、比重測定法、および気量測定法を含む(例えば、Kazys & Rekuviene 2011 Ultragarsas (Ultrasound) 66(4): 20-25(非特許文献12)参照)。
一部の実施形態では、所望の属性は、所望の生分解性である。生分解性を測定するための方法は、当技術分野では公知であり、OECD 306 海水中での生分解性、OECD 311(ASTM E2170)嫌気性生分解性/生化学的メタンポテンシャル、ASTM D5338 好気性生分解性/コンポスティングアッセイ、ASTM D5511 嫌気性生分解性/「処分場シミュレーション」、ASTM D5988(IS017556)土壌中での生分解性を含む。
様々なその他の実施形態では、所望の属性は、所望の色、形状(例えば、長さ、幅、均一性)、形状保持、接着性、水分との反応、アレルゲン性、電荷、疎水性、親水性、テクスチャー、厚さ、滑らかさ、硬さ、引張り強さ、消化性、溶媒和、化学反応性、透過性、融解温度、脆性、靭性、クリープまたはコールドフロー、多孔性、膨潤、耐障壁性、耐衝撃性、気体透過性、電気伝導性、熱伝導性、弾性率、柔軟性、熱分解に対する感受性、被膜形成特性、接着性、界面活性特性、耐水性、機械的特性、界面の安定性、表面張力、会合された/結合された化合物の放出、気体含量、破断点強度、ガラス転移温度、および成形温度から選択される。そのような属性を測定するための方法は、当技術分野では公知であり、剪断応力分析、貯蔵弾性率分析、テクスチャー分析器を使用するテクスチャープロファイル分析、動的レオロジー、粘度分析、流動分析、融解分析、スペクトル分析(例えば、分光光度計または比色計(例えば、Microcolor三刺激値測色計(Dr.Bruno Lange GmbH、ベルリン、ドイツ))およびCIE−LABによるL**b色空間(国際照明委員会(Commission Internationale de l’Eclairage)、1971)を使用する)、および専門のヒト対象による評価を含むがこれらに限定するものではない。
補足ポリマー
他の態様において、本発明は、石油由来のポリマー(即ち、1つまたは複数の石油由来のモノマーを含むポリマー)に1つまたは複数の組換え乳タンパク質モノマーを補うことによって生成された補足ポリマーを提供する。
ブレンド中の石油由来のモノマーの量に関係する組換え乳タンパク質モノマーの1つまたは複数の量は、変化させることができる。一部の実施形態では、補足ポリマーは、1%から99%、95%、90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、20%、10%、7%、5%、3%、または2重量%の間;2%から99%、95%、90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、20%、10%、7%、5%、または3重量%の間;3%から99%、95%、90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、20%、10%、7%、または5重量%の間;5%から99%、95%、90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、20%、10%、または7重量%の間;7%から99%、95%、90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、20%、または10重量%の間;10%から99%、95%、90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、または20重量%の間;20%から99%、95%、90%、80%、70%、60%、50%、40%、または30重量%の間;30%から99%、95%、90%、80%、70%、60%、50%、または40重量%の間;40%から99%、95%、90%、80%、70%、60%、または50重量%の間;50%から99%、95%、90%、80%、70%、または60重量%の間;60%から99%、95%、90%、80%、または70重量%の間;70%から99%、95%、90%、または80重量%の間;80%から99%、95%、または90重量%の間;90%から99%、または95重量%の間;または95%から99重量%の間の1つまたは複数の石油由来のモノマー;および1%から99%、95%、90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、20%、10%、7%、5%、3%、または2重量%の間;2%から99%、95%、90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、20%、10%、7%、5%、または3重量%の間;3%から99%、95%、90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、20%、10%、7%、または5重量%の間;5%から99%、95%、90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、20%、10%、または7重量%の間;7%から99%、95%、90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、20%、または10重量%の間;10%から99%、95%、90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、または20重量%の間;20%から99%、95%、90%、80%、70%、60%、50%、40%、または30重量%の間;30%から99%、95%、90%、80%、70%、60%、50%、または40重量%の間;40%から99%、95%、90%、80%、70%、60%、または50重量%の間;50%から99%、95%、90%、80%、70%、または60重量%の間;60%から99%、95%、90%、80%、または70重量%の間;70%から99%、95%、90%、または80重量%の間;80%から99%、95%、または90重量%の間;90%から99%、または95重量%の間;または95%から99重量%の間の1つまたは複数の組換え乳タンパク質モノマーを含む。
組換え乳タンパク質モノマーのポリマーを産生するための方法
別の態様において、本明細書では、本明細書で提供されるポリマーを産生するための方法が提供される。一部の実施形態では、本発明は:i)1つまたは複数の天然および/または組換え乳タンパク質モノマーを得るためのステップ;ii)1つまたは複数の天然および/または組換え乳タンパク質モノマーを重合して、ポリマーを得るためのステップ;およびiii)任意選択でポリマーを後処理するためのステップを含む方法を提供する。
天然および/または組換え乳タンパク質モノマーを得ること
組換え乳タンパク質モノマーは、組換え乳タンパク質モノマーを産生および/または分泌するのに適切な条件下、培地中の組換え乳タンパク質モノマーをコードする組換えポリヌクレオチド(例えば、組換えベクター)を含む適切な組換え宿主細胞を培養することによって、得ることができる。方法はさらに:a)乳タンパク質モノマーをコードする組換えポリヌクレオチドを得、組換えポリヌクレオチドを宿主細胞に導入して、組換え宿主細胞を得るステップ;および/またはb)組換え乳タンパク質モノマーを単離する(即ち、精製する)ステップ;および/またはc)組換え乳タンパク質モノマーを後処理するステップを含むことができる。
組換えポリヌクレオチドは、当技術分野で公知の任意の適切な方法によって調製することができ、直接化学合成およびクローニングを含むがこれらに限定するものではない。組換えポリヌクレオチドは、典型的には、1つまたは複数の発現カセットを含み、各発現カセットは:プロモーター(例えば、真菌プロモーター)、任意選択のシグナル配列(即ち、新生タンパク質が内部で合成される細胞の外側に、ペプチドに結合された新生タンパク質を送達するのを媒介するペプチドをコードする配列)、乳タンパク質モノマーをコードする配列、および終止配列(または多重の終止配列)を含み、プロモーターは、センス配向で動作可能に、任意選択のシグナル配列に連結され(即ち、プロモーターおよび任意選択のシグナル配列と、乳タンパク質モノマーをコードする後続の配列は、任意選択のシグナル配列と乳タンパク質モノマーをコードする配列との転写を規制するのにプロモーターが有効になるよう位置決めされる)、任意選択のシグナル配列は、センス配向で動作可能に、乳タンパク質モノマーをコードする配列に連結され(即ち、シグナル配列と乳タンパク質モノマーをコードする配列とは、転写および翻訳が、機能性シグナル配列を含む組換え乳タンパク質モノマーを産生するように位置決めされる)、終止配列は、乳タンパク質モノマーをコードする配列に、動作可能に連結される(即ち、乳タンパク質モノマーをコードする配列と終止配列とは、任意選択のシグナル配列と乳タンパク質モノマーをコードする配列との転写を終止するのにターミネーターが有効になるよう位置決めされる)。
プロモーターは、組換え宿主細胞中で機能性である任意の適切なプロモーターであってもよい。一部の実施形態では、プロモーターは構成的プロモーターである。他の実施形態では、プロモーターは、誘導性プロモーターまたは抑制的プロモーター(例えば、グルコース、ガラクトース、ラクトース、スクロース、セルロース、ソフォロース、ゲンチオビオース、ソルボース、セルロースプロモーターを誘導する二糖、デンプン、トリプトファン、またはホスフェートの存在下で誘導されまたは抑制されるプロモーター)である。
組換え真菌宿主細胞で使用するのに適切なプロモーターの非限定的な例には、下記のタンパク質のいずれかをコードする遺伝子のプロモーターおよびその機能的部分が含まれる:グルコアミラーゼ(例えば、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)、アスペルギルス・アワモリ(Aspergillus awamori)、アスペルギルス・ジャポニカス(Aspergillus japonicus)、アスペルギルス・ツビンゲンシス(Aspergillus tubingensis)、アスペルギルス・フォエチダス(Aspergillus foetidus)、またはアスペルギルス・カルボナリウス(Aspegillus carbonarius)のglaA)、アミラーゼ(例えば、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・ニガー(Aspergillus niger)中性アルファ−アミラーゼ、アスペルギルス・ニガー酸安定アルファ−アミラーゼ、真菌α−アミラーゼ[amy]、細菌アルファ−アミラーゼ)、プロテアーゼ(例えば、リゾムコール・ミエヘイ(Rhizomucor miehei)アスパラギン酸プロテアーゼ、アスペルギルス・オリザエ(Aspergillus oryzae)アルカリ性プロテアーゼ、フサリウム・オキシスポリウム(Fusarium oxysporum)トリプシン様プロテアーゼ、トリコデルマ・リーセイ(Trichoderma reesei)プロテアーゼ)、リパーゼ(例えば、リゾムコール・ミエヘイ(Rhizomucor miehei)リパーゼ)、イソメラーゼ(例えば、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、真菌トリオースリン酸イソメラーゼ[tpi]、酵母トリオースリン酸イソメラーゼ)、アセトアミダーゼ(例えば、アスペルギルス・ニデュランス(Aspergillus nidulans)またはアスペルギルス・オリザエ(Aspergillus oryzae)またはその他の真菌アセトアミダーゼ[amdS])、デヒドロゲナーゼ(例えば、真菌アルコールデヒドロゲナーゼ[adhA]、真菌グリセルアルデヒド−3−リン酸デヒドロゲナーゼ[gpd]、酵母アルコールデヒドロゲナーゼ)、キシラナーゼ(例えば、真菌キシラナーゼ[xlnA]、トリコデルマキシラナーゼ[xynl、xyn2、bxll])、キナーゼ(例えば、酵母3−ホスホグリセリン酸キナーゼ)、ヒドロラーゼ(例えば、真菌セロビオヒドロラーゼI[cbhl]、トリコデルマヒドロラーゼ[cbh2、egll、egl2])、ホスファターゼ(例えば、フサリウム酸性ホスファターゼ)、およびその他の真菌タンパク質(例えば、真菌エンドα−L−アラビナーゼ[abnA]、真菌α−L−アラビノフラノシダーゼA[abfA]、真菌α−L−アラビノフラノシダーゼB[abfB]、真菌フィターゼ、真菌ATP−シンセターゼ、真菌サブユニット9[oliC]、真菌胞子形成特異的タンパク質[Spo2]、真菌SSO、酵母アルコールオキシダーゼ、酵母ラクターゼ、アカパンカビ(Neurospora crassa)CPC1、アスペルギルス・ニデュランス(Aspergillus nidulans)trpC、真菌キチン分解酵素[例えば、エンド−&エクソ−キチナーゼ、ベータ−グルカナーゼ]、真菌VAMP関連タンパク質[VAPs]、真菌翻訳伸長因子[TEF1]、真菌DNA損傷応答タンパク質[DDRP]、真菌[例えば、フサリウムまたはアカパンカビ]ヘキサゴナルペルオキシソーム[Hexl]、真菌[例えば、アカパンカビ]カタラーゼ)、および組換え真菌宿主細胞内で高レベルで産生される任意のその他のタンパク質。
組換え細菌または酵母宿主細胞で使用するのに適切なプロモーターの非限定的な例には、下記のタンパク質のいずれかをコードする遺伝子のプロモーターおよびその機能的部分が含まれる:LAC4、T7ポリメラーゼ、TAC、GAL1、λPL、λPR、ベータ−ラクタマーゼ、spa、CYC1、TDH3、GPD、TEF1、EN02、PGL1、GAP、SUC2、ADH1、ADH2、HXT7、PH05、CLB1、AOX1、セルラーゼ、アミラーゼ、プロテアーゼ、キシラナーゼ、および組換え細菌または酵母宿主細胞内で高レベルで産生される任意のその他のタンパク質。
一部の実施形態では、プロモーターは、ストレス(例えば、ヒートショック)応答遺伝子(例えば、hac1、BIP)のプロモーターである。
シグナル配列は、組換え宿主細胞内で機能的である、任意の適切なシグナル配列であってもよい。組換え真菌宿主細胞で使用されるシグナル配列の非限定的な例にはトリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)からのシグナル配列(例えば、Cbhl、cbh2、egll、egl2、xynl、xyn2、bxll、hfbl、またはhfb2のシグナル配列)、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)からのシグナル配列(例えば、glaA、amyA、amyC、またはaamAのシグナル配列)、酵母からのシグナル配列(例えば、アルファ接合因子[MFa]のシグナル配列)、およびこれらの機能的部分が含まれる。組換え酵母宿主細胞中で使用されるシグナル配列の非限定的な例には、酵母からのシグナル配列(例えば、アルファ接合因子[MFa]のシグナル配列)、およびその機能的部分が含まれる。
終止配列は、組換え宿主細胞内で機能的な、任意の適切な終止配列であってもよい。組換え真菌宿主細胞での使用に適切な終止配列の非限定的な例には、アスペルギルス・オリザエ(Aspergillus oryzae)(例えば、TAKAアミラーゼ遺伝子の終止配列)、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)(例えば、glaA、gpdA、aamA、trpC、pdcl、adhl、amdS、またはtefl遺伝子)、フサリウム・オキシスポリウム(Fusarium oxysporum)(例えば、セリンプロテアーゼ[トリプシン]遺伝子の終止配列)、トリコデルマ・リーセイ(Trichoderma reesei)(例えば、cbh1、pdc1、TEF1、gpd1、xyn1、またはadh1遺伝子の終止配列)、ピキア・パストリス(Pichia pastoris)(例えば、aox1、gap1、adh1、tef1、tps1、またはpgk1遺伝子の終止配列)、サッカロマイセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)(例えば、adh1、cyc1、gal1、tef1、pdc1、pgk1、またはtps1遺伝子の終止配列)の終止配列、合成終止配列、および上記列挙された配列の任意の組合せが含まれるがこれらに限定するものではない。組換え酵母宿主細胞で使用するのに適切な終止配列の非限定的な例には、PGK1およびTPS1終止配列が含まれるがこれらに限定するものではない。
組換えポリヌクレオチドはさらに、追加の要素を含むことができる。そのような要素の非限定的な例には、エンハンサー配列、応答要素、タンパク質認識部位、誘導性要素、タンパク質結合配列、5’および3’非翻訳領域、ポリアデニル化配列、イントロン、複製の起点、オペレーター(即ち、リプレッサータンパク質がプロモーターに結合しかつプロモーターの活性を低減させまたはなくすことができる、タンパク質結合ドメインを含むプロモーターに隣接するポリヌクレオチド)、および選択マーカー(即ち、宿主細胞の栄養要求性を補完し、抗生剤耐性を提供し、または色の変化をもたらすことができる、タンパク質をコードする遺伝子)が含まれる。そのような要素は、当技術分野では公知である。複製の起点の非限定的な例には、AMA1およびANSIが含まれる。適切な選択マーカーの非限定的な例には、amdS(アセトアミダーゼ)、argB(オルニチンカルバモイルトランスフェラーゼ)、bar(ホスフィノトリシンアセチルトランスフェラーゼ)、hph(ヒグロマイシンホスホ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(アントラニル酸シンターゼ)、およびこれらの誘導体が含まれる。一部の実施形態では、選択マーカーは、選択的マーカーの産生を減少させる変化を含み、したがって、ポリヌクレオチドを含む宿主細胞を選択下で生き残らせるのに必要なコピーの数が増加する。
組換えポリヌクレオチドが2つ以上の発現カセットを含む実施形態では、動作可能に結合したプロモーター、任意選択のシグナル配列、ポリペプチド終止配列をコードする配列、および任意選択の追加の要素を、2つ以上の発現カセットの間で同一にすることができまたは異ならせることができる。
組換え宿主細胞を得るのに、組換えポリヌクレオチドを宿主細胞に導入するための方法は、当技術分野で周知である。そのような方法の非限定的な例には、リン酸カルシウムトランスフェクション、デンドリマートランスフェクション、リポソームトランスフェクション(例えば、カチオン性リポソームトランスフェクション)、カチオン性ポリマートランスフェクション、細胞スクイズ、ソノポレーション、光トランスフェクション、プロトプラスト融合、インペールフェクション、水力学的送達、遺伝子ガン、マグネトフェクション、ウイルス形質導入、エレクトロポレーション、および化学変換(例えば、PEGを使用する)が含まれる。
一部の実施形態では、組換えポリヌクレオチドは、発現ベクター(即ち、宿主細胞を形質導入し、形質転換し、または感染させる、ならびに宿主細胞に対して天然であるもの以外のまたは宿主細胞に対して非天然であるように、ポリヌクレオチドおよび/またはポリペプチドを発現させる、ポリヌクレオチド)上で、組換え宿主細胞内の染色体外で維持される。他の実施形態では、組換えポリヌクレオチドは、組換え宿主細胞のゲノム(例えば、染色体)内に安定して一体化される。ゲノム内への一体化では、組換えポリヌクレオチドは、相同または非相同組換えによるゲノム内への一体化のための配列を含むことができる。一部の実施形態では、そのような配列は、厳密な場所での宿主ゲノム内への一体化を可能にする。組換えポリヌクレオチドは、相同組換えの可能性を高めるために、組換え宿主細胞のゲノム内の標的配列と高度に相同である少なくとも100、少なくとも250、少なくとも500、少なくとも750、少なくとも1,000、または少なくとも10,000塩基対を含んでいてもよい。そのような高度に相同な配列は、非コード化またはコード化であってもよい。組換えポリヌクレオチドの複数のコピーは、組換え乳タンパク質モノマーの産生を増大させるため、組換え宿主細胞内に挿入されてもよい。
宿主細胞は、真菌細胞、細菌細胞、または原生動物細胞とすることができる。一部の実施形態では、宿主細胞は、一般に安全と認められる(GRAS)工業ステインである。
適切な真菌細胞の例には、糸状真菌細胞、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)、アスペルギルス・ニガー・var.アワモリ(Aspergillus niger var. awamori)、アスペルギルス・オリザエ(Aspergillus oryzae)、カンジダ・ギリエルモンディイ(Candida guilliermondii)、カンジダ・リポロリチカ(Candida lipolytica)、カンジダ・シュードトロピカリス(Candida pseudotropicalis)、カンジダ・ウチリス(Candida utilis)、エンドチア・パラシチカ(Endothia parasitica)、エレモテシウム・アシュビイ(Eremothecium ashbyii)、フサリウム・モニリフォルメ(Fusarium moniliforme)、クルイベロマイセス・ラクティス(Kluyveromyces lactis)、クルイベロマイセス・マルキシアヌス・var.ラクチス(Kluyveromyces marxianus var. lactis)、モルテイレラ・ビナセア・var.ラフィノセウチライザー(Morteirella vinaceae var. raffinoseutilizer)、ムコル・ミエヘイ(Mucor miehei)、ムコル・ミエヘイ・var.クーニー・エト・エマーソン(Mucor miehei var. Cooney et Emerson)、ムコル・プシルス・リンド(Mucor pusillus Lindt)、ミセリオフトラ好熱菌(Myceliophthora thermophile)、ペニシリウム・ロケフォルティイ(Penicillium roquefortii)、ピキア・パストリス(Pichia pastoris)、リゾプス・ニベウス(Rhizopus niveus)、サッカロマイセス・セルビセア(Saccharomyces cervisea)、サッカロマイセス・フラジリス(Saccharomyces fragilis)、トリコデルマ・リーセイ(Trichoderma reesei)、およびミセリオフソラ好熱菌(Myceliopthora thermophila)が含まれるがこれらに限定するものではない。
適切な細菌細胞の例には、アセトバクター・スボキシダンス(Acetobacter suboxydans)、アセトバクター・キシリヌム(Acetobacter xylinum)、アクチノプラネス属放線菌(Actinoplane missouriensis)、バシルス・セレウス(Bacillus cereus)、バシルス・コアギュランス(Bacillus coagulans)、バシルス・リケニフォルミス(Bacillus licheniformis)、バシルス・ステアロサーモフィルス(Bacillus stearothermophilus)、バシルス・サブチリス(Bacillus subtilis)、大腸菌(Escherichia coli)、ラクトバシルス・ブルガリカス(Lactobacillus bulgaricus)、ラクトコッカス・ラクチス(Lactococcus lactis)、ラクトコッカス・ラクチス・ランスフィールド・グループN(Lactococcus lactis Lancefield Group N)、ロイコノストック・シトロボルム(Leuconostoc citrovorum)、ロイコノストック・デキストラニカム(Leuconostoc dextranicum)、ロイコノストック・メセンテロイデス株NRRLB−512(F)(Leuconostoc mesenteroides strain NRRL B−512(F))、ミクロコッカス・リソデイクチカス(Micrococcus lysodeikticus)、ストレプトコッカス・クレモリス(Streptococcus cremoris)、ストレプトコッカス・ラクチス(Streptococcus lactis)、ストレプトコッカス・ラクチス亜種ジアセチラルアクチス(Streptococcus lactis subspecies diacetylactis)、ストレプトコッカス好熱菌(Streptococcus thermophilus)、ストレプトマイセス・チャタヌゲンシス(Streptomyces chattanoogensis)、ストレプトマイセス・グリセウス(Streptomyces griseus)、ストレプトマイセス・ナタレンシス(Streptomyces natalensis)、ストレプトマイセス・オリバセウス(Streptomyces olivaceus)、ストレプトマイセス・オリボクロモゲン(Streptomyces olivochromogenes)、ストレプトマイセス・ルビギノサス(Streptomyces rubiginosus)、およびキサントモナス・カンペストリス(Xanthomonas campestris)が含まれるがこれらに限定するものではない。
適切な原生動物細胞の例には、テトラヒメナ好熱菌(Tetrahymena thermophile)、テトラヒメナ・ヘゲウィシ(Tetrahymena hegewischi)、テトラヒメナ・ヒペラングラリス(Tetrahymena hyperangularis)、テトラヒメナ・マラッセンシス(Tetrahymena malaccensis)、テトラヒメナ・ピグメントーサ(Tetrahymena pigmentosa)、テトラヒメナ・ピリフォルミス(Tetrahymena pyriformis)、およびテトラヒメナ・ボラックス(Tetrahymena vorax)が含まれるがこれらに限定するものではない。
組換え宿主細胞は、組換え乳タンパク質モノマーの産生を改善する遺伝子修飾をさらに含むことができる。そのような遺伝子修飾の非限定的な例には、変化させたプロモーター、変化させたキナーゼ活性、変化させたホスファターゼ活性、変化させたタンパク質フォールディング活性、変化させたタンパク質分泌活性、および変化させた遺伝子発現誘導経路が含まれる。
組換え宿主細胞は、組換え乳タンパク質モノマーの分解を最小限に抑えるように、プロテアーゼの低減されたまたは本質的になくした活性を、さらに有することができる(例えば、PCT出願(国際公開第96/29391号パンフレット(特許文献3))。プロテアーゼの活性が低減されたまたは本質になくした組換え宿主細胞は、変異体をスクリーニングすることによってまたは当技術分野で公知の方法による特異的遺伝の修飾によって、得ることができる。
組換え宿主細胞は、天然または組換えグリコシルトランスフェラーゼをさらに含むことができる。そのような内在性または組換えグリコシルトランスフェラーゼの非限定的な例には、フコシルトランスフェラーゼ、ガラクトシルトランスフェラーゼ、グルコシルトランスフェラーゼ、キシロシルトランスフェラーゼ、アセチラーゼ、グルコロニルトランスフェラーゼ、グルコロニルエピメラーゼ、シアリルトランスフェラーゼ、マンノシルトランスフェラーゼ、スルホトランスフェラーゼ、β−アセチルガラクトサミニルトランスフェラーゼ、およびN−アセチルグルコサミニルトランスフェラーゼが含まれる。
組換え宿主細胞は、天然または組換えキナーゼまたはホスファターゼをさらに含むことができる。そのような天然または組換えキナーゼまたはホスファターゼの非限定的な例には、タンパク質キナーゼA、タンパク質キナーゼB、タンパク質キナーゼC、クレアチンキナーゼB、タンパク質キナーゼCベータ、タンパク質キナーゼG、TmkA、Fam20キナーゼ(例えば、Fam20℃)、ATM、CaM−II、cdc2、cdk5、CK1、CKII、DNAPK、EGFR、GSK3、INSR、p38MAPK、RSK、SRC、ホスホトランスフェラーゼ、アルカリホスファターゼ(例えば、UniProtKB−077578)、酸性ホスファターゼ、およびその他(例えば、Kabir & Kazi. 2011. Genet Mol Biol. 34(4): 587(非特許文献13)参照)が含まれる。
組換え宿主細胞は、当技術分野で公知の任意の適切な発酵槽で(例えば、培養プレート、振盪フラスコ、発酵器[例えば、撹拌タンク発酵器、空中補給発酵器、気泡塔発酵器、固定床バイオリアクター、実験室用発酵器、工業用発酵器、またはこれらの任意の組合せ])ならびに当技術分野で公知の任意の規模(例えば、小規模、大規模)およびプロセス(例えば、連続、バッチ、供給バッチ、または固体状態)で培養することができる。
適切な培地には、組換え宿主細胞が成長することができかつ/または生存可能のままにすることができる任意の培地が含まれる。一部の実施形態では、培地は、炭素、窒素(例えば、無水アンモニア、硫酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、リン酸二アンモニウム、リン酸一アンモニウム、ポリリン酸アンモニウム、硝酸ナトリウム、尿素、ペプトーン、タンパク質加水分解物、酵母抽出物)、およびホスフェート供給源を含む、水性培地である。培地は、無機塩、ミネラル、金属、遷移金属、ビタミン、乳化油、界面活性剤、および任意のその他の栄養素をさらに含むことができる。適切な炭素供給源の非限定的な例には、単糖、二糖、多糖、アセテート、エタノール、メタノール、グリセロール、メタン、およびこれらの組合せが含まれる。単糖の非限定的な例には、デキストロース(グルコース)、フルクトース、ガラクトース、キシロース、アラビノース、およびこれらの組合せが含まれる。二糖の非限定的な例には、スクロース、ラクトース、マルトース、トレハロース、セロビオース、およびこれらの組合せが含まれる。多糖の非限定的な例には、デンプン、グリコーゲン、セルロース、アミロース、ヘミセルロース、マルトデキストリン、およびこれらの組合せが含まれる。適切な培地は、商業上の供給元から入手可能であり、または公表された組成(例えば、アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクションのカタログにおける)により調製されてもよい。
組換え乳タンパク質モノマーを産生するのに適切な条件は、その条件下で組換え宿主細胞を成長させることができかつ/または生存可能なままにすることができるものである。そのような条件の非限定的な例には、適切なpH、適切な温度、適切な供給速度、適切な圧力、適切な栄養分(例えば、適切な炭素含量、適切な窒素含量、適切なリン含量)、適切な補助剤含量、適切な微量の金属含量、および適切なレベルの酸素化が含まれる。
一部の実施形態では、培地はさらに、組換え乳タンパク質モノマーの分解を防止することができるプロテアーゼ(例えば、植物ベースのプロテアーゼ)、組換え乳タンパク質モノマーを分解する可能性のあるプロテアーゼの活性を低減させるプロテアーゼ阻害剤、および/またはプロテアーゼ活性を取り除くことができる犠牲的タンパク質を含む。一部の実施形態では、培地はさらに、産生された組換え乳タンパク質モノマー中に組み込むための非天然アミノ酸を含む。
あるいは、組換え乳タンパク質モノマーは、in vitro法を使用して(例えば、無細胞転写および/または翻訳システムを使用して)得ることができる。
天然乳タンパク質モノマーは、乳から得ることができる。
乳または発酵ブロスからそれぞれ天然のまたは組換え乳タンパク質モノマーを精製するための方法は、当技術分野で周知である(例えば、Protein Purification, JC Janson and L Ryden, Eds., VCH Publishers, New York,1989(非特許文献14)およびProtein Purification Methods: A Practical Approach, ELV Harris and S Angel, Eds., IRL Press, Oxford, England, 1989(非特許文献15))。乳タンパク質モノマーは、例えばサイズ排除/交換クロマトグラフィ、膜を通した限外濾過、ゲル透過クロマトグラフィ(例えば、分取ディスク−ゲル電気泳動)、または密度遠心分離によって、その分子量に基づいて精製することができる。乳タンパク質モノマーは、その表面電荷または疎水性/親水性に基づいて、例えば等電沈殿、アニオン/カチオン交換クロマトグラフィ、等電点電気泳動(IEF)、または逆相クロマトグラフィによって、精製することもできる。乳タンパク質モノマーは、その溶解度に基づいて、例えば硫酸アンモニウム沈殿、等電沈殿、界面活性剤、洗浄剤、または溶媒抽出によって、精製することもできる。乳タンパク質モノマーは、別の分子に対するその親和性に基づいて、例えば親和性クロマトグラフィ、反応性色素、またはヒドロキシアパタイトによって、精製することもできる。親和性クロマトグラフィは、乳タンパク質モノマーに関して特異的結合親和性を有する抗体、またはHis標識組換え乳タンパク質モノマーに関するニッケルNTA、または組換え乳タンパク質モノマー上の糖部分と結合するレクチン、または乳タンパク質モノマーに特異的に結合する任意のその他の分子の使用を含むことができる。一部の実施形態では、組換え乳タンパク質モノマーは、精製を容易にするタグを保持する。そのようなタグの非限定的な例には、エピトープタグおよびタンパク質タグが含まれる。エピトープタグの非限定的な例には、c−myc、ヘマグルチニン(HA)、ポリヒスチジン(6x−HIS)、GLU−GLU、およびDYKDDDDK(FLAG)エピトープタグが含まれる。タンパク質タグの非限定的な例には、グルタチオン−S−トランスフェラーゼ(GST)、緑色蛍光タンパク質(GFP)、およびマルトース結合タンパク質(MBP)が含まれる。エピトープまたはタンパク質タグは、組換え乳タンパク質モノマーの単離後に除去されてもよい(例えば、プロテアーゼの切断を介して)。組換え乳タンパク質モノマーが組換え宿主細胞によって分泌される実施形態では、組換え乳タンパク質モノマーは、培地から直接精製することができる。他の実施形態では、組換え乳タンパク質モノマーは、細胞溶解産物から精製することができる。
一部の実施形態では、組換え乳タンパク質モノマーは、発酵ブロスまたは調製物中に含まれるその他の成分に対して30%超、35%超、40%超、45%超、50%超、55%超、60%超、65%超、70%超、75%超、80%超、85%超、90%超、95%超、97%超、または99%超の純度まで精製される。一部の実施形態では、組換え乳タンパク質モノマーは、発酵ブロス中に存在した場合よりも、調製物中のその他の成分に対して少なくとも2倍、少なくとも3倍、少なくとも4倍、少なくとも5倍、少なくとも6倍、少なくとも7倍、少なくとも8倍、少なくとも9倍、または少なくとも10倍豊富になるように、精製される。一部の実施形態では、組換え乳タンパク質モノマーは、30%超、35%超、40%超、45%超、50%超、55%超、60%超、65%超、70%超、75%超、80%超、85%超、90%超、95%超、97%超、または99%重量超の純度まで精製される。
一部の実施形態では、乳タンパク質モノマー調製物は、噴霧乾燥されまたは蒸発を介して濃縮される。いくつかのそのような実施形態では、調製物は、10%未満、7%未満、5%未満、3%未満、または1%未満の含水量を含む。
組換え乳タンパク質モノマーの詳細は、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)、ウエスタンブロット分析、イースタンブロット分析、ポリアクリルアミドゲル電気泳動、毛管電気泳動、酵素生成物の形成、酵素基質の消失、および二次元質量分光法(2D−MS/MS)配列同定によって、確認および/または定量することができる。
天然または組換え乳タンパク質モノマーの後処理は、断片化(例えば、化学的手段によるまたはプロテアーゼ酵素[例えば、トリプシン、ペプシン、カルマペプシン]への曝露による)、反応性部位の除去(例えば、酸化によるメチオニンおよび/またはトリプトファン残基の反応性部位の除去)、モジュレーション(例えば、化学的、光化学的、および/または酵素的戦略を介する)、環状化、ビオチニル化(即ち、ビオチンの結合)、およびその他の要素(例えば、ポリ−エチレン−グリコール、抗体、リポソーム、リン脂質、DNA、RNA、核酸、糖、二糖、多糖、デンプン、セルロース、洗浄剤、細胞壁)との共役(conjugation)を含むことができる。
後処理は、ランダムな手法で、または部位特異的な手法で(例えば、システイン残基のスルフヒドリル基[例えば、アミノエチル化、ヨードアセトアミドの形成、マレイミドの形成、Dhaの形成、ジスルフィド結合を介した共有結合、および脱硫のため];リジン残基の第1級アミン基[例えば、活性化エステル、塩化スルホニル、イソチオシアネート、不飽和アルデヒドエステル、およびアルデヒドの結合のため];チロシン残基のフェノールヒドロキシル基;ヒトにおける免疫応答を引き出すことができる特定のエピトープ[例えば、グリカン基]の除去;アゾ−電子環状反応で)行うことができる。
後処理は、サイズ、電荷、疎水性、親水性、溶媒和、タンパク質フォールディング、および化学反応性を含むがこれらに限定することのない、天然または組換え乳タンパク質モノマーの、ある特定の化学的および/または物理的特性を変えてもよい。
乳タンパク質モノマーの重合
タンパク質モノマーを重合するための方法は、当技術分野で公知であり、乳タンパク質モノマーを重合するための本明細書で提供される方法で使用することができる。そのような方法の非限定的な例には、架橋剤、架橋酵素、酸化(例えば、酸化剤を使用する)、還元(例えば、還元剤を使用する)、放射線(例えば、UV、ガンマ、電子ビームを使用する)、機械的撹拌(例えば、スピニング)、圧力および/または加熱(例えば、押出し)、乱流、摩擦、pH変化、光酸化処理(例えば、光反応性アミノ酸類似体を使用する)、3D印刷、およびこれらの組合せを用いる方法が含まれる。
架橋剤の非限定的な例には、活性化剤(即ち、タンパク質上の官能基を活性化し、したがってスペーサーを組み込むことなくタンパク質を結合する化学物質)、一官能性架橋剤(即ち、1つの反応性基を持つ化学物質であって、1つの官能基においてタンパク質を標的とするもの)、二官能性架橋剤(即ち、2つの反応性基を持つ化学物質であって、2つの官能基においてタンパク質を標的とするもの;例えば、ホモ二官能性架橋剤(即ち、2つの反応性基を持つ化学物質であって、2つの同一の官能基においてタンパク質を標的とするもの)、ヘテロ二官能性架橋剤(2つの反応性基を持つ化学物質2つの異なる官能性基においてタンパク質を標的とするもの))、および多官能性架橋剤(即ち、2つよりも多くの反応性基を持つ化学物質であって、2つよりも多くの官能性基においてタンパク質を標的とするもの)が含まれる。架橋剤の非限定的な例には、カルボジイミド(例えば、EDC)、2−ベンゾチアゾールチオール、およびテトラメチルチウラムジスルフィド、ホルムアルデヒド、グルタルアルデヒド、グリセルアルデヒド、イミドエステル(例えば、ピメルイミド酸ジメチル(DMP)、アジプイミド酸ジメチル(DMA)、スベルイミド酸ジメチル(DMS)、N−ヒドロキシスクシンイミド(NHS)エステル(例えば、ジチオビススクシンイミジルプロピオネート、NHS−ブロモアセテート、BS3)、ゲニピン、チオエステル、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、シアノ水素化ホウ素ナトリウム、ポリグルタルアルデヒド、ピリジニルジスルフィド、ニトロフェニラジド、マレイミド反応性基、N−スクシンイミジル、ヨードアセテート、カルボニルジイミダゾール、ジシクロヘキシルカルボジイミド、SMCC、スルホ−SMCC、ゴシポール、タンニン酸、乳酸、ホルモール、グリオキサール、ビニルシラン、スクアリン酸ジエチル、シュウ酸、官能化バイオポリマー(例えば、ポリ(エチレングリコール)(PEG)ジアクリレート、酸化b−シクロデキストリン、テレケリック−PVA、PEGから誘導されたジアルデヒド、またはスクレログルカン)、メチレンビス−アクリルアミド、および様々な炭素鎖長の二官能性単糖(n=2、4、6;例えば、N,N−スベロイルグルコサミン、N,N−ヘキサメチレングルクロンアミド、またはビス−1,1−(1,8−オクチル)−グルコフラノシドウロノ−6,3−ラクトン型)が含まれる。一部の実施形態では、架橋は、乳タンパク質モノマー間での分子スペーサー基の組込みを導く。一部の実施形態では、架橋は、乳タンパク質モノマーと任意選択の非乳タンパク質モノマーとの間での分子スペーサー基の組込みを導く。
架橋酵素の非限定的な例には、トランスフェラーゼ(EC2;例えば、タンパク質のグルタミルおよびリジル側鎖間でのトランス−アミド化反応を触媒するトランスグルタミナーゼ(EC2.3.2.13;例えば、フィブリン安定化因子XIII、微生物トランスグルタミナーゼ、細菌トランスグルタミナーゼ))、ヒドロラーゼ(EC3;例えば、ソルターゼSrtA(EC3.4.22.70)、ジスルフィドイソメラーゼ(EC5.3.4.1)、オキシドレダクターゼ(EC1;例えば、チロシナーゼ(EC1.14.18.1)、ラッカーセ(EC1.10.3.2)、ペルオキシダーゼ(EC1.11.1.x)、リジルオキシダーゼ(EC1.4.3.13)、およびスルフヒドリル(またはチオ)オキシダーゼ(EC1.8.3.2)が含まれる。一部の実施形態では、酵素は、食品工業での用途に適切な調製物中で使用され(即ち、毒性および免疫原性に関して試験される)、米国食品医薬品局(FDA)により定められた、一般に安全と見なされている(GRAS)ステータスで証明される。いくつかのそのような実施形態では、酵素は、S.モバラエンシス(S.mobaraensis)からの、GRASで認証されたトランスグルタミナーゼ調製物である。
一部の実施形態では、乳タンパク質モノマー(例えば、β−ラクトグロブリンモノマー)の重合は、低下した温度(例えば、30℃未満、25℃未満、20未満、15℃未満、10未満、5℃未満、0℃未満、−5℃未満、もしくは−10℃未満;または30℃から−15℃、−10℃、−5℃、0℃、5℃、10℃、15℃、20℃、もしくは25℃の間;25℃から−15℃、−10℃、−5℃、0℃、5℃、10℃、15℃、もしくは20℃の間;20℃から−15℃、−10℃、−5℃、0℃、5℃、10℃、もしくは15℃の間;15℃から−15℃、−10℃、−5℃、0℃、5℃、もしくは10℃の間;10℃から−15℃、−10℃、−5℃、0℃、もしくは5℃の間;5℃から−15℃、−10℃、−5℃、もしくは0℃の間;0℃から−15℃、−10℃、もしくは−5℃の間;−5℃から−15℃、もしくは−10℃の間;または−10℃から−15℃の間)で実現される。一部の実施形態では、乳タンパク質モノマーの重合は、高い温度(例えば、30℃超、35℃超、40℃超、45℃超、50℃超、55℃超、60℃超、65℃超、もしくは70℃超;または30℃から80℃、75℃、70℃、65℃、60℃、55℃、50℃、45℃、40℃、もしくは35℃の間;35℃から80℃、75℃、70℃、65℃、55℃、50℃、45℃、もしくは40℃の間;40℃から80℃、75℃、70℃、65℃、60℃、55℃、50℃、もしくは45℃の間;45℃から80℃、75℃、70℃、65℃、60℃、55℃、もしくは50℃の間;50℃から80℃、75℃、70℃、65℃、60℃、もしくは55℃の間;55℃から80℃、75℃、70℃、65℃、もしくは60℃の間;60℃から80℃、75℃、70℃、もしくは65℃の間;65℃から80℃、75℃、もしくは70℃の間;70℃から80℃、もしくは75℃の間;または75℃から80℃の間)で実現される。
一部の実施形態では、乳タンパク質モノマー(例えば、β−ラクトグロブリンモノマー)の重合は、酸性pH(例えば、7未満、6.5未満、6未満、5.5未満、5未満、4.5未満、4未満、3.5未満、3未満、2.5未満、2未満、もしくは1.5未満;または1.5から7、6.5、6、5.5、5、4.5、4、3.5、3、2.5、もしくは2の間;2から7、6.5、6、5.5、5、4.5、4、3.5、3、もしくは2.5の間;2.5から7、6.5、6、5.5、5、4.5、4、3.5、もしくは3の間;3から7、6.5、6、5.5、5、4.5、4、もしくは3.5の間;3.5から7、6.5、6、5.5、5、4.5、もしくは4の間;4から7、6.5、6、5.5、5、もしくは4.5の間;4.5から7、6.5、6、5.5、もしくは5の間;5から7、6.5、もしくは5.5の間;5.5から7、6.5、もしくは6の間;6から7、もしくは6.5の間;または6.5から7の間)で実現される。
一部の実施形態では、乳タンパク質モノマー(例えば、β−ラクトグロブリンモノマー)の重合は、塩基性pH(例えば、7超、7.5超、8超、8.5超、9超、9.5超、10超、10.5超、11超、11.5超、12超、12.5超、もしくは13超;または7から14、13.5、13、12.5、12、11.5、11、10.5、10、9.5、9、8.5、8、もしくは7.5の間;7.5から14、13.5、13、12.5、12、11.5、11、10.5、10、9.5、9、8.5、もしくは8の間;8から14、13.5、13、12.5、12、11.5、11、10.5、10、9.5、9、もしくは8.5の間;8.5から14、13.5、13、12.5、12、11.5、11、10.5、10、9.5、もしくは9の間;9から14、13.5、13、12.5、12、11.5、11、10.5、10、もしくは9.5の間;9.5から14、13.5、13、12.5、12、11.5、11、10.5、もしくは10の間;10から14、13.5、13、12.5、12、11.5、11、もしくは10.5の間;10.5から14、13.5、13、12.5、12、11.5、もしくは11の間;11から14、13.5、13、12.5、12、もしくは11.5の間;11.5から14、13.5、13、12.5、もしくは12の間;12から14、13.5、13、もしくは12.5の間;12.5から14、13.5、もしくは13の間;13から14、もしくは13.5の間;または13.5から14の間)で実現される。
一部の実施形態では、乳タンパク質モノマー(例えば、β−ラクトグロブリンモノマー)の重合は、酸性pHおよび高温で実現される。
一部の実施形態では、方法はさらに、乳タンパク質モノマーの重合前に、乳タンパク質モノマー内の分子内および/または分子間結合を破断するステップを含む。いくつかのそのような実施形態では、分子内および/または分子間結合は、酸化および/または還元剤を使用して破断させる。
一部の実施形態では、方法はさらに、本明細書に開示される1つまたは複数の非乳タンパク質モノマーを、重合中の任意のステップで添加するステップを含む。いくつかのそのような実施形態では、非乳タンパク質モノマーは、天然の供給源(例えば、植物、微生物)から得られる。天然の供給源からタンパク質を単離するための方法は、当技術分野で公知である。適切な方法には、天然の供給源からのタンパク質単離物、タンパク質濃縮物、タンパク質粉、および部分的に精製されたまたは精製されたタンパク質を提供する方法が含まれるが、これらに限定するものではない。他の実施形態では、非乳タンパク質モノマーは、組換えによって産生される(例えば、乳タンパク質モノマーを組換えにより産生するための本明細書に開示されるものと同様の方法を使用して)。
ポリマー形成は、当技術分野で公知の方法によりモニターすることができる。そのような方法の非限定的な例は、膨潤実験を含む。
追加のステップ
方法はさらに、本明細書に開示される天然または組換え非乳タンパク質モノマーを、ポリマーの調製中の任意のステップで添加するステップを含むことができる。
天然の非乳タンパク質モノマーは、天然の供給源(例えば、乳、植物、微生物)から得ることができる。天然の供給源からタンパク質を単離するための方法は、当技術分野では公知である。適切な方法には、天然の供給源からのタンパク質単離物、タンパク質濃縮物、タンパク質粉、および部分的に精製されたまたは精製されたタンパク質を提供する方法が含まれるが、これらに限定するものではない。組換え非乳タンパク質モノマーは、当技術分野で公知の方法により産生することができる(例えば、そのような非乳タンパク質モノマーをコードする組換えポリヌクレオチドを含む組換え宿主細胞を使用して、本明細書で提供される組換え乳タンパク質モノマーを産生するための、本明細書に開示されるものと同様の方法により)。天然または組換え非乳タンパク質モノマーは、非精製タンパク質、部分的に精製されたタンパク質、または精製されたタンパク質とすることができる。天然のまたは組換え非乳タンパク質モノマーは、使用前に加水分解することができる。加水分解は、化学的にまたは酵素的に(例えば、トリプシン、ペプシン、またはキモトリプシンなどのプロテアーゼを使用して)実現することができる。
ポリマーの後処理
ポリマーの後処理では、例えば、単離(即ち、精製;例えば、超遠心分離を介して)、脱水(例えば、噴霧乾燥、ローラー乾燥、流動床乾燥、凍結乾燥、エタノールによる乾燥、蒸発を介して)、およびコーティング(例えば、その他のポリマー、ヘパリン、ペクチン、アルギネートによる)が行われる。ポリマーを後処理するための方法は、当技術分野では公知である。
乳タンパク質モノマーのポリマーを含む組成物
別の態様において、本明細書では、本明細書で提供されるポリマーを含む組成物が提供される。
一部の実施形態では、組成物は、少なくとも0.001%、0.01%、0.1%、1%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、または99重量%;0.001%から100%、99%、95%、90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、20%、10%、1%、0.1%、または0.01重量%の間;0.01%から100%、99%、95%、90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、20%、10%、1%、または0.1重量%の間;0.1%から100%、99%、95%、90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、20%、10%、または1重量%の間;1%から100%、99%、95%、90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、20%、または10重量%の間;10%から100%、99%、95%、90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、または20重量%の間;20%から100%、99%、95%、90%、80%、70%、60%、50%、40%、または30重量%の間;30%から100%、99%、95%、90%、80%、70%、60%、50%、または40重量%の間;40%から100%、99%、95%、90%、80%、70%、60%、または50重量%の間;50%から100%、99%、95%、90%、80%、70%、または60重量%の間;60%から100%、99%、95%、90%、80%、または70重量%の間;70%から100%、99%、95%、90%、または80重量%の間;80%から100%、99%、95%、または90重量%の間;90%から100%、99%、または95重量%の間;95%から100%または99重量%の間;または99%から100重量%の間の本明細書で提供されるポリマーを含む。
一部の実施形態では、組成物は、石油ベースのポリマーを含む類似の組成物中に見出される少なくとも1種の成分を含まず;かつ/または石油ベースのポリマーを含む類似の組成物中に見出される、より高いもしくはより低い濃度の少なくとも1種の成分を含む。
一部の実施形態では、組成物は、新鮮なミルク(例えば、新鮮な牛乳、新鮮なヤギ乳、新鮮な羊乳)中に見出される少なくとも1種の成分を含まず;かつ/またはより新鮮なミルク中に見出される、より高いもしくはより低い濃度の少なくとも1種の成分を含む。そのような成分の非限定的な例には、ラクトースおよび全ての天然乳タンパク質(例えば、免疫グロブリン、ラクトフェリン)が含まれる。
一部の実施形態では、組成物は、ポリマーネットワークを含む。一部の実施形態では、ポリマーネットワークは、アミド結合(例えば、ラクタム架橋、天然化学ライゲーション結合、Staudingerライゲーション結合)およびジスルフィド結合を含むがこれらに限定することのない共有結合架橋を含む。一部の実施形態では、ポリマーネットワークの架橋の平均密度は、ポリマー中に含まれるサブユニット当たり、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、10超、12超、14超、16超、18超、または20超の架橋である。一部の実施形態では、架橋は切断可能である(例えば、チオール(例えば、β−メルカプトエタノール、ジチオトレイトール)での処理によって)。一部の実施形態では、ポリマーネットワークは、本明細書で提供される単一ポリマー、または本明細書で提供される2つ以上の異なるポリマーを含む(即ち、ポリマーネットワークは「ハイブリッドポリマー」である)。
一部の実施形態では、組成物は、接着剤(即ち、接着結合を形成する材料;例えば、糊、壁紙用接着剤、木材用接着剤、紙用接着剤、コルク用接着剤、ボール紙用接着剤、手術/医療用の糊、セメント、ゴム糊、ペースト)である。いくつかのそのような実施形態では、接着剤は、少なくとも80重量%(例えば、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%)の組換え乳タンパク質モノマー(例えば1つまたは複数の組換え乳清タンパク質モノマー(例えば、組換えβ−ラクトグロブリンのみ、組換えα−ラクトアルブミンのみ、組換えβ−ラクトグロブリンおよび組換えα−ラクトアルブミン)、1つまたは複数の組換えカゼインモノマー(例えば、組換えκ−カゼインモノマーのみ、組換えβ−カゼインモノマーのみ、組換えκ−カゼインモノマーおよび/または組換えβ−カゼインおよび/またはγ−カゼインモノマー)、または少なくとも1つの組換え乳清タンパク質モノマーと少なくとも1つの組換えカゼインモノマーとの混合物(例えば、組換えβ−ラクトグロブリンおよび組換えκ−カゼイン、組換えα−ラクトアルブミンおよび組換えκ−カゼイン、組換えβ−ラクトグロブリンおよび組換えα−ラクトアルブミンおよび組換えκ−カゼイン))を含む。
一部の実施形態では、組成物は、硬質または中硬質プラスチック(例えば、瓶、ボタン、窓わく、ペン、繊維[例えば、糸、織物、カーペット、カーテン、衣類])である。一部の実施形態では、組成物は、軟質プラスチック(例えば、バッグ、ラップ、食用フィルム、耐水性フィルム、コンタクトレンズ、包装材料)である。いくつかのそのような実施形態では、プラスチックは、少なくとも80重量%(例えば、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%)の組換え乳タンパク質モノマー(例えば、1つまたは複数の組換え乳清タンパク質モノマー(例えば、組換えβ−ラクトグロブリンのみ、組換えα−ラクトアルブミンのみ、組換えβ−ラクトグロブリンおよび組換えα−ラクトアルブミン)、1つまたは複数の組換えカゼインモノマー(例えば、組換えκ−カゼインモノマーのみ、組換えβ−カゼインモノマーのみ、組換えκ−カゼインモノマーおよび/または組換えβ−カゼインおよび/またはγ−カゼインモノマー)、または少なくとも1つの組換え乳清タンパク質モノマーと少なくとも1つの組換えカゼインモノマーとの混合物(例えば、組換えβ−ラクトグロブリンおよび組換えκ−カゼイン、組換えα−ラクトアルブミンおよび組換えκ−カゼイン、組換えβ−ラクトグロブリンおよび組換えα−ラクトアルブミンおよび組換えκ−カゼイン))を含む。
一部の実施形態では、組成物は、コーティングまたは外装剤(例えば、光沢のあるコーティング、保護コーティング、ワニス、医療用錠剤のコーティング、紙コーティング、塗装、皮革仕上げ、織物コーティング)である。一部の実施形態では、組成物は、工業用ポリマー(即ち、合成工業用材料の製造で使用される化合物)である。一部の実施形態では、組成物は、医薬製剤(例えば、薬剤(例えば、送達用の療法剤または栄養剤をカプセル封入するミクロまたはナノ粒子(例えば、ビーズ、ミセル)、錠剤のコーティング、カプセル、コンパクト、ヒドロゲル)の送達に使用される製品)である。一部の実施形態では、組成物は、医療用診断薬である。一部の実施形態では、組成物は、止血製品である。一部の実施形態では、組成物は、ゲル(例えば、療法剤の制御放出のためのヒドロゲル、タンパク質(例えば、酵素)を固定化するためのヒドロゲル)である。一部の実施形態では、組成物は、生体適合性材料(例えば、インプラント、自己溶解縫合糸、骨置換複合材料、神経修復を支持する材料、細胞を成長させるための足場、歯科用インプラント、創傷治癒を促進させるための膜、組織工学的足場)である。いくつかのそのような実施形態では、インプラントは、特定の条件(例えば、pH、温度)がポリマーネットワークの形成を引き起こすまで可溶性である。一部の実施形態では、組成物は潤滑剤である。一部の実施形態では、組成物は、一片の詰め物(a piece of furniture)である。一部の実施形態では、組成物は、化粧用またはパーソナルケア用生成物(例えば、軟膏、ローション、クリーム(例えば、モイスチャクリーム)、クレンザー、マッサージクリーム、石けん、ヘアシャンプー、ヘアコンディショナー、スキンマスク、仕上げ用製品、ヘアトニック)である。一部の実施形態では、組成物はゴムである。一部の実施形態では、組成物が紙(例えば、紙シート、紙ラベル、包装紙、写真用支持体)である。
一部の実施形態では、組成物が生分解性である。いくつかのそのような実施形態では、組成物は、嫌気性条件下で生分解性である。他のそのような実施形態では、組成物は、好気性条件下で生分解性である。
一部の実施形態では、組成物が生体適合性である。いくつかのそのような実施形態では、組成物が、アレルゲン性エピトープを含まない。一部の実施形態では、組成物は、成長(伸長(growth))することが可能である(例えば、経時的にまたは特定の条件下(例えば、重合されていない乳タンパク質モノマーであって、温度、酸素化、pH、圧力、剪断)で重合するものを含む)。
一部の実施形態では、組成物は、様々な密度を有する本明細書で提供されるポリマーを含む。いくつかのそのような実施形態では、組成物は、種々の密度を有する本明細書で提供されるポリマーの層を含む。
一部の実施形態では、組成物は、生物学的足場(例えば、自然の細胞外基質を模倣し、かつ成長因子などの生物活性分子を捕え、それによって3D組織形成を支える、メッシュ構造)である。
本明細書で述べる全ての刊行物、特許、特許出願、配列、データベースエントリー、およびその他の参考文献は、個々のそれぞれの刊行物、特許、特許出願、配列、データベースエントリー、またはその他の参考文献が参照により組み込まれることが特にかつ個々に指摘されているかのように同じ程度まで、参照により組み込まれる。矛盾がある場合、定義を含む本明細書が優先することになる。本明細書で使用される用語および記述は、特定の実施形態を記述することのみを目的とし、本発明を限定するものではない。
実施例
以下の実施例は、本発明の特定の実施形態を例示するために含まれる。実施例に開示される技法は、本発明の実施をうまく機能させるよう、本発明者らにより発見された技法を表す;しかし当業者なら、本開示に照らし、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、開示される特定の実施形態で多くの変更を行うことができ、それでも同様のまたは類似の結果を得ることができることを、理解すべきである。したがって、実施例で述べられまたは示される全ての事物は、例示的であると解釈されるものであり、限定を意味するものではない。
組換えクルイベロマイセス・ラクティス(Kluyveromces lactis)宿主細胞における組換え乳タンパク質モノマーの産生
ウシα−S1カゼイン(UniProt accession #P02662)、ウシα−2カゼイン(UniProt accession #P02663)、ウシβ−カゼイン(UniProt accession #P02666)、ウシκ−カゼイン(UniProt accession #P02668)、ウシα−ラクトアルブミン(UniProt accession #B6V3I5)、およびウシβ−ラクトグロブリン(UniProt accession #P02754)のタンパク質配列を、Uniprot.orgから得、下記の変化により変異させた:15または21残基シグナルペプチドをN末端から除去し、Xhol(CTC GAG)エンドヌクレアーゼ認識配列およびKEXエンドペプチダーゼ認識配列(AAA AGA)をDNAの5’末端に付加し、Sal1(GTC GAC)エンドヌクレアーゼ認識配列をDNAの3’末端に付加した。追加の組合せ配列は、上記に示される順序で4つのカゼインの配列を組み合わせ、各配列を下記のDNAフレーズ:GGC TCA GGA TCA GGG TCG AAA AGA GGC TCA GGA TCA GGG TCGで分離することによって作製し、ここで、下線のないセグメントは、適切な翻訳後スペーシングおよびKEXプロテアーゼへのアクセス可能性に関して(GS)6リンカー配列をコードし、下線のセグメントは、翻訳後とは別にタンパク質を切断するKEXエンドペプチダーゼ配列をコードする。上述のように、カセット全体は、5’末端上でXholによって、および3’末端上でSal1によってフランキングされ、pKLAC2(New England Biolabs,Beverly,MA)にライゲーションされる。DNAは、Gen9,Inc.(Cambridge,MA)またはIDT(Coralville,IA)のいずれかにより合成された。プラスミドはさらに、多クローニング部位、Lacプロモーター、アセトアミドをベースにしたレポーター遺伝子、およびアルファ−接合因子遺伝子を外来タンパク質の分泌のための融合タンパク質として、含んでいた。
コンピテントなクルイベロマイセス・ラクティス宿主細胞(New England Biolabs kit;Catalog #El000S)のトランスフェクションは、氷上で25%グリセロースを含有する0.5mLの細胞のチューブを解凍し、0.62mLの酵母トランスフェクト試薬を添加することによって実現された。混合物を30℃で30分間温め、37℃で1時間ヒートショックを与えた。細胞を、7,000rpmでペレット化し、1.0mLのYPGal培地で2回洗浄した。細胞ペレットを、1mLの滅菌1×PBSに再懸濁した。10μL、50μL、および100μLの細胞懸濁液を、50μLの滅菌脱イオン水をそれぞれ含有する個別の新鮮な滅菌1.5mLマイクロ遠心管に入れた。管を簡単に混合し、選択用に、5mMのアセトアミドを含有する個別の酵母カーボンベース寒天(YCB寒天)プレート上に拡げた。プレートを、コロニーが形成されるまで、30℃で4日間、インキュベートし、反転させた。個々のコロニーを、5mMのアセトアミドを含有する新鮮なYCB寒天プレート上に線条化し、30℃で2日間インキュベートして、ホモ接合培養プレートを創出した。各プレートを、ベクタープラスミドの一体化が首尾良くなされたかを試験し、その後、PCR分析を行って、ベクターの多組込み体に関して試験をした。タンパク質の発現を試験するために、各プレートからの単一のコロニーを、2mLのYPGal培地を含有する10mLのガラス培養管に添加し、2日間成長させ、その後、細胞をペレット化し、上澄みをSDS PAGEゲル上で移動(run)した。最良のタンパク質発現を提供した株を、10mL、100mL、500mL、および最終的には1Lの培養槽にスケールアップした。
スケールアップ培養物を、少なくとも1:10のスプリット比で1Lの振盪フラスコに播く。播種前に、接種フラスコを、アセトアミドを補うことなく生成培地中で24時間成長させる。フェドバッチ生成実験の開始日に、反応器に、目標の出発体積の90%を充填し、30℃の実験温度に加熱する。追加のパラメーターは、プロセス最適化相で調べることができる。反応器が30℃に達したら、蠕動ポンプを使用して、接種フラスコを反応槽に滴下する。反応器を、目標pHで、供給業者により供給されたソフトウェアを使用して維持する。毎日2回、試料を反応器ブロスから得て、細胞によるグルコースおよび電解質使用量を定量し、反応器のpHおよび溶解した気体の測定値を確認する。各測定後、大量のグルコースを添加して、目標のグルコース濃度10%を維持する(これは、プロセスの進展において変化させてもよい)。細胞が最大密度に達すると、タンパク質生成が、ガラクトースの添加によって引き起こされる。最適な実験の長さは、プロセスの進展においても同様に決定することができるが、5日間のフェドバッチ培養として設定される。全実験の後、組換えクルイベロマイセス・ラクティス宿主細胞を反応器から取り出し、組換え乳タンパク質を精製する。
組換え乳タンパク質は、当技術分野で公知の方法を使用して単離することができる。例えば、α−s1カゼイン、α−s2カゼイン、およびβ−カゼインは、本来疎水性であり、組換えクルイベロマイセス・ラクティス宿主細胞から分泌されると析出し、水と接触するようになる。精製は、分子量(例えば、適切な孔径を持つ膜を使用する膜濾過[例えば、限外濾過、精密濾過]を使用して)および/または等電点(IEP)沈殿(天然の乳タンパク質のIEPは、下記の通りである:α−ラクトアルブミン 4.2、β−ラクトグロブリン 5.2、α−カゼイン 4.1、β−カゼイン4.5、κ−カゼイン4.1、およびγ−カゼイン5.8〜6.0;タンパク質のIEP近くのpHで、タンパク質上の電荷は中和され、タンパク質を溶液から溢出させる)に基づいて引き起こすこともできる。
タンパク質の精製のため、2Lの培養物を、フロア型遠心分離器で3,000gでスピンさせて、組換えクルイベロマイセス・ラクティス宿主細胞からペレット形成した。ペレットを廃棄し、上澄みを新しい槽に移した。溶液のpHを、組換え乳タンパク質のIEPまで低下させて単離した(例えば、乳酸、塩酸、または硫酸を使用して)。この後、上澄みのインキュベーションを35℃で30分間、振盪フラスコ内で行い、フロア型遠心分離器で14,000gで遠心分離して、タンパク質混合物からペレット形成した。固体ペレットおよび上澄み溶液を、14%のSDA−PAGEゲル上で移動させ、タンパク質の発現をチェックした。さらなる特徴付けを行って、単離されたタンパク質の、一次アミノ酸配列、グリコシル化、およびリン酸化を確認することができる。
単離されたタンパク質は水分を排出させるために加熱され、かつ/または乳タンパク質モノマー粉末を得るために噴霧乾燥することができる。
組換えピキア・パストリス(Pichia pastoris)宿主細胞における組換え乳タンパク質モノマーの産生
組換えピキア・パストリス宿主細胞は、ピキア・パストリス(Komagaiaella phaffii)株BG12(Biogrammatics,Carlsbad,CA)を、酵母での発現のためにコドンで最適化されかつフレーム内でN末端分泌シグナルに融合させたウシ(Bos tauras)乳タンパク質(例えば、β−ラクトグロブリン)コード配列(サッカロマイセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)のアルファ接合因子のプレまたはプレプロシグナルペプチド領域、天然の乳タンパク質シグナルペプチド、OST1シグナルペプチド)を含むベクターで形質転換することにより、生成された。乳タンパク質コード化配列は、プロモーター(構成的プロモーターpGAPまたはpPGK、またはメタノール誘発性プロモーターpAOX1)とターミネーター(tAOX1 pAシグナル)とによりフランキングされた。ベクターはさらに、細菌および酵母形質転換の選択に関する優性耐性マーカーと、細菌複製起点を含んでいた。ベクターを、ヒートショックプロトコールを使用してピキア・パストリス宿主細胞に形質転換して、乳タンパク質コード配列の一体化されたコピーを含む組換え宿主株を生成させた。形質転換体を、最小培地上に播き、30℃で48時間インキュベートした。最終形質転換のそれぞれからのクローンを、96ウェルブロックで300μLの緩衝最小培地(Buffered Minimal Medua)に接種し、600rpmで撹拌しながら30℃で、2時間または100時間超にわたりインキュベートした。試料を取り出し、組換え宿主細胞を遠心分離によってペレット化し、発酵上澄みを回収した。ELISAアッセイおよびSDS−PAGEゲル分析を、上澄み試料で行って、陽性の形質転換体を同定した。
組換えピキア・パストリス宿主細胞を、30 、1V/Vmの空気流、および最小撹拌100rpmで制御された撹拌発酵槽内で、出発供給原料として80%のグリセロールを含むリン酸および窒素塩を含有する最小基底培地中で成長させた。発酵ブロスのpHを、水酸化アンモニウムを要求に応じて添加することによって5.0で制御した。バッチ分のグリセロールが枯渇したら、6g/L/時の速度でグリセロールを送達する、プログラムされた供給レシピを介して、グリセリロールを添加した。株の酸素要求量は、撹拌速度を要求に応じて制御することによって満たされた。撹拌が、溶解した酸素の設定点をもはや維持できなくなったら、100%の酸素ガスを槽内に散布して、溶解酸素を制御した。発酵のpHは、バッチ分のグリセロールが枯渇した後、5.0から3.0にシフトした。消泡剤Cを、フォームを制御するために必要に応じて添加した。発酵は、少なくとも100時間後に、OD600で、約600〜800の細胞密度で採取した。バイオマスを、5,000gでの遠心分離によってブロスから除去した。上澄みを、100kDaのMWCO上で濃縮した。濃縮保持液を、5kDaのMWCO膜上で、50mMのイミダゾールに、pH6.8でダイアフィルトレーションした。濃縮保持液を、Q Sepharose(登録商標)高速流(Fast Flow)カラムに通した。移動相は、50mMのイミダゾール、pH6.8であり、組換えβ−ラクトグロブリンを、2MのNaCl勾配で溶出した。勾配は、30カラム体積分にわたって、0から30%で実施した。ピーク画分を収集し、RP−HPLCで分析した。純度>85%で組換えβ−ラクトグロブリンを含有するピークを、水中への最終ダイアフィルトレーションのためにプールした。
組換えトリコデルマ・リーセイ(Trichoderma reesei)宿主細胞における組換えβ−ラクトグロブリンモノマーの産生
組換えトリコデルマ・リーセイ宿主細胞は、トリコデルマ・リーセイ(Hypocrea jecorina)株Qm6を、ウシ(Bos taurus)β−ラクトグロブリンコード配列を含むベクターで形質転換することにより産生させた。ELISAアッセイおよびSDS−PAGEゲル分析を、上澄み試料で行って、陽性の形質転換体を同定した。
組換えトリコデルマ・リーセイ宿主細胞を、リン酸塩、アンモニウム、マグネシウム、カリウム、ナトリウム、硫酸塩、塩化物、カルシウム、鉄、マンガン、亜鉛、モリブデン、銅、コバルト、およびホウ酸塩の供給源として無機塩を含有し、それと共に出発供給原料として炭水化物ベースの炭素源を含有する最小基底培地中で、25 から34 の範囲の温度ならびに0.2V/Vmから1V/Vmの間の通気速度で制御された撹拌発酵槽内で、バイオマスと酸素を含む(圧縮空気で送達される)栄養素との適正な混合および分散を確実にするために最小限に撹拌しながら成長させた。発酵ブロスのpHは、水酸化アンモニウムを要求に応じて添加することにより、3.0から5.5の範囲の様々な設定点で制御された。バッチ分の炭水化物が枯渇したら、グルコースまたはラクトースを含有する溶液を、1時間につき、乾燥細胞質量(「DCM」)のグラム当たりの乾燥基質が0.01gから0.1gの範囲の特定の供給速度で炭素源を送達する、プログラムされた供給レシピを介して添加した。培養物の酸素要求量は、5%から50%の範囲の目標の溶解酸素設定点を維持するために、要求に応じて撹拌速度を制御することによって満たされた。撹拌が、目標の溶解酸素設定点をもはや維持できなくなったら、通気を、2.0V/Vmまで増大させた。培養物を、最大限の撹拌および通気で実施すると、溶解した酸素は、さらなる行動を取らない状態では設定点よりも低く降下する可能性がある。ACP 1500、Antifoam 204(Sigma)、Erol DF6000K、Hodag K−60K、Industrol DF204(BASF)、P−2000E(Dow)、SAG 471、SAG 5693、SAG 710、SAG 730、Silicone Antifoam(Sigma)、Struktol J647、Struktol J673A、およびヒマワリ油を含むがこれらに限定されない様々な消泡剤を、必要に応じて添加して、発酵における起泡を制御した。各発酵物を、少なくとも120時間後に、典型的にはリットルあたり20gから50gの間の乾燥細胞重量(「DCW」)のバイオマス濃度で、採取した。バイオマスを、4,000×gで20分間の遠心分離によってブロスから除去し、組換えβ−ラクトグロブリンを精製した。
組換え乳清タンパク質モノマーを含むポリマーの産生
実施例1から3までのいずれかの組換えβ−ラクトグロブリンを、弱酸(例えば、5%酢酸)もしくは塩基(例えば、5%炭酸水素ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム)と、単独で合わせ、またはα−ラクトアルブミンおよび/またはκ−カゼインおよび/または分泌された宿主細胞タンパク質と組み合わせて、2%から10重量%の間の組換えβ−ラクトグロブリンの最終濃度、2から8の間の最終pH、および10ms/cmから300mS/cmの間の最終伝導度にした。混合物を、少なくとも79℃で22分間加熱した。固体ポリマー凝集体を、遠心分離(例えば、4,000gで20分間)、濾過、溶媒抽出、クロマトグラフィー、またはその他の方法によって捕捉した。固体ポリマー凝集体を、依然として成形可能な所望の含水量まで乾燥させた。成形後、ポリマーをさらに乾燥させて、最終形態にする。
接着性組換えカゼインモノマーの産生
実施例1から4までのいずれかの組換えカゼインの1つまたは複数を、50mLの水に溶解し、そこに重曹(重炭酸ナトリウム;代替例:消石灰、リン酸カルシウム)5gを添加する。水の液滴を、白色カゼイン糊が得られるまで撹拌しながら、ゆっくり添加する。
組換え乳タンパク質モノマーおよび非乳タンパク質モノマーの押出し
実施例1から4までのいずれかの、大豆タンパク質単離物(SI)と組換えカゼイン(CAS)の1つまたは複数とを、10重量%のグリセロールおよび30重量%の水の存在下、同時回転2軸押出し機(例えば、Berstorff ZE 25(CL)40D)で、0%、10%、または30重量%のAl23と配合する。他の任意選択の成分には、TCPおよび/またはカップリング剤NZ12(例えば、1重量%で)が含まれる。押し出された配合物(compounds)(ペレットの形をとる)を、それぞれの含水量が10〜12%に達するまでコンディショニングした後(60℃で24時間)、ASTM引張り試験棒(24mm2の断面)に成型される。試験片を、例えばDEMAG D25 NC4を使用して、最適化された加工条件下で成型する。射出成型試料を、23℃および60%の相対湿度(RH)で少なくとも1週間コンディショニングする。
組換えカゼインモノマーを含むゲルの生成
実施例1から4までのいずれかの組換えカゼインの1つまたは複数を、25mMの4−(2−ヒドロキシエチル)−1−ピペラジンエタンスルホン酸(HEPES)、および2mMのCaCl2を含有するpH7またはpH10,5の緩衝溶液(より高いpHは、アルギニン部位の鎖をリジン側鎖に加えて反応させる)に、27.5g/Lで溶解する。ゲニピン(クチナシ(Gardenia jasminoides)から抽出された架橋剤)を、74/26(w/w)のHEPES緩衝剤および無水エタノールの混合物に溶解して、ストック溶液200mMを得る。2つの溶液を合わせて、最終濃度5mM、10mM、または20mMのゲニピンを、同じ最終濃度のカゼインで得る(25g/L;ゲニピンの添加によって引き起こされた希釈は、HEPES緩衝剤および/または無水メタノールを添加することによって補正される)。混合物を、50℃で24時間インキュベートして、共有結合されたゲル母材を得る。
組換え乳清タンパク質モノマーを含む被膜/シートの生成
20%から40重量%の間の、実施例1から4までのいずれかの組換え乳清タンパク質の1つまたは複数を含む溶液を、60℃以上で加熱し、次いで合成コポリマー(例えば、ポリ酢酸ビニル[PVAC]、ポリビニルアルコール[PVA]、ポリビニルピロリドン[PVP])と合わせる。化学架橋剤(例えば、フェノール−ホルムアルデヒドオリゴマー、ポリマーメチレンビスフェニルジイソシアネート、グルタルアルデヒド)または酵素架橋剤を、添加する。あるいは、乳清タンパク質懸濁液を、120℃から150℃の間でおよび20MPaの圧力で5分間、ホットプレス機で成型し、その後、周囲温度に冷却し、引き続き、一晩、50℃の炉内でアニールして、所望の結合強度のポリマーを得る。
本明細書に記述される全ての刊行物、特許、特許出願、配列、データベースエントリー、およびその他の参考文献は、個々の刊行物、特許、特許出願、配列、データベースエントリー、またはその他の参考文献のそれぞれが参照により組み込まれることが特にかつ個々に示されるかのように、同じ程度まで参照により組み込まれる。矛盾がある場合、定義を含む本明細書が優先されることになる。本明細書で使用される用語および記述は、単に特定の実施形態について記述することを目的とし、本発明の範囲を限定するものではない。

Claims (79)

  1. 乳タンパク質モノマー成分を含み、所望の属性を有する、ポリマー。
  2. 前記乳タンパク質モノマー成分は、1種の乳清タンパク質モノマーからなる請求項1に記載のポリマー。
  3. 前記1種の乳清タンパク質モノマーは、β−ラクトグロブリンモノマーである請求項2に記載のポリマー。
  4. 前記1種の乳清タンパク質モノマーは、α−ラクトアルブミンモノマーである請求項2に記載のポリマー。
  5. 前記乳タンパク質モノマー成分は、1種のカゼインモノマーからなる請求項1に記載のポリマー。
  6. 前記1種のカゼインモノマーは、κ−カゼインモノマーである請求項5に記載のポリマー。
  7. 前記1種のカゼインモノマーは、β−カゼインモノマーである請求項5に記載のポリマー。
  8. 前記1種のカゼインモノマーは、γ−カゼインモノマーである請求項5に記載のポリマー。
  9. 前記乳タンパク質モノマー成分は、2種の乳清タンパク質モノマーからなる請求項1に記載のポリマー。
  10. 前記2種の乳清タンパク質モノマーは、β−ラクトグロブリンモノマーおよびα−ラクトアルブミンモノマーからなる請求項9に記載のポリマー。
  11. 前記乳タンパク質モノマー成分は、2種のカゼインモノマーからなる請求項1に記載のポリマー。
  12. 前記2種のカゼインモノマーは、κ−カゼインモノマーおよびβ−カゼインモノマーからなる請求項11に記載のポリマー。
  13. 前記2種のカゼインモノマーは、κ−カゼインモノマーおよびγ−カゼインモノマーからなる請求項11に記載のポリマー。
  14. 前記2種のカゼインモノマーは、β−カゼインモノマーおよびγ−カゼインモノマーからなる請求項11に記載のポリマー。
  15. 前記乳タンパク質モノマー成分は、1種の乳清タンパク質モノマーと1種のカゼインモノマーとの混合物からなる請求項1に記載のポリマー。
  16. 前記乳清タンパク質モノマーと前記カゼインモノマーとの重量比は、10対1から1対10の間である請求項15に記載のポリマー。
  17. 前記1種の乳清タンパク質モノマーと1種のカゼインモノマーとの混合物は、β−ラクトグロブリンモノマーおよびκ−カゼインモノマーからなる請求項15に記載のポリマー。
  18. 前記1種の乳清タンパク質モノマーと1種のカゼインモノマーとの混合物は、β−ラクトグロブリンモノマーおよびβ−カゼインモノマーからなる請求項15に記載のポリマー。
  19. 前記1種の乳清タンパク質モノマーと1種のカゼインモノマーとの混合物は、β−ラクトグロブリンモノマーおよびγ−カゼインモノマーからなる請求項15に記載のポリマー。
  20. 前記1種の乳清タンパク質モノマーと1種のカゼインモノマーとの混合物は、α−ラクトアルブミンモノマーおよびκ−カゼインモノマーからなる請求項15に記載のポリマー。
  21. 前記1種の乳清タンパク質モノマーと1種のカゼインモノマーとの混合物は、α−ラクトアルブミンモノマーおよびβ−カゼインモノマーからなる請求項15に記載のポリマー。
  22. 前記1種の乳清タンパク質モノマーと1種のカゼインモノマーとの混合物は、α−ラクトアルブミンモノマーおよびγ−カゼインモノマーからなる請求項15に記載のポリマー。
  23. 前記乳タンパク質モノマー成分は、2種以上の乳清タンパク質モノマーからなる請求項1に記載のポリマー。
  24. 前記2種以上の乳清タンパク質モノマーは、β−ラクトグロブリンモノマーおよびα−ラクトアルブミンモノマーを含む請求項23に記載のポリマー。
  25. 前記乳タンパク質モノマー成分は、2種以上のカゼインモノマーからなる請求項1に記載のポリマー。
  26. 前記2種以上のカゼインモノマーは、κ−カゼインモノマーおよびβ−カゼインモノマーを含む請求項25に記載のポリマー。
  27. 前記2種以上のカゼインモノマーは、κ−カゼインモノマーおよびγ−カゼインモノマーを含む請求項25に記載のポリマー。
  28. 前記2種以上のカゼインモノマーは、β−カゼインモノマーおよびγ−カゼインモノマーを含む請求項25に記載のポリマー。
  29. 前記2種以上のカゼインモノマーは、κ−カゼインモノマー、β−カゼインモノマー、およびγ−カゼインモノマーを含む請求項25に記載のポリマー。
  30. 前記乳タンパク質モノマー成分は、1つまたは複数の乳清タンパク質モノマーと1つまたは複数のカゼインモノマーとの混合物からなる請求項1に記載のポリマー。
  31. 全乳清タンパク質モノマーと全カゼインモノマーとの重量比は、10対1から1対10の間である請求項30に記載のポリマー。
  32. 前記1つまたは複数の乳清タンパク質モノマーと1つまたは複数のカゼインモノマーとの混合物は、β−ラクトグロブリンモノマーおよびκ−カゼインモノマーを含む請求項30に記載のポリマー。
  33. 前記1つまたは複数の乳清タンパク質モノマーと1つまたは複数のカゼインモノマーとの混合物は、β−ラクトグロブリンモノマーおよびβ−カゼインモノマーを含む請求項30に記載のポリマー。
  34. 前記1つまたは複数の乳清タンパク質モノマーと1つまたは複数のカゼインモノマーとの混合物は、β−ラクトグロブリンモノマーおよびγ−カゼインモノマーを含む請求項30に記載のポリマー。
  35. 前記1つまたは複数の乳清タンパク質モノマーと1つまたは複数のカゼインモノマーとの混合物は、α−ラクトアルブミンモノマーおよびκ−カゼインモノマーを含む請求項30に記載のポリマー。
  36. 前記1つまたは複数の乳清タンパク質モノマーと1つまたは複数のカゼインモノマーとの混合物は、α−ラクトアルブミンモノマーおよびβ−カゼインモノマーを含む請求項30に記載のポリマー。
  37. 前記1つまたは複数の乳清タンパク質モノマーと1つまたは複数のカゼインモノマーとの混合物は、α−ラクトアルブミンモノマーおよびγ−カゼインモノマーを含む請求項30に記載のポリマー。
  38. 前記1つまたは複数の乳清タンパク質モノマーと1つまたは複数のカゼインモノマーとの混合物は、β−ラクトグロブリンモノマー、α−ラクトアルブミンモノマー、およびκ−カゼインモノマーを含む請求項30に記載のポリマー。
  39. 前記1つまたは複数の乳清タンパク質モノマーと1つまたは複数のカゼインモノマーとの混合物は、β−ラクトグロブリンモノマー、α−ラクトアルブミンモノマー、およびβ−カゼインモノマーを含む請求項30に記載のポリマー。
  40. 前記1つまたは複数の乳清タンパク質モノマーと1つまたは複数のカゼインモノマーとの混合物は、β−ラクトグロブリンモノマー、α−ラクトアルブミンモノマー、およびγ−カゼインモノマーを含む請求項30に記載のポリマー。
  41. 前記乳タンパク質モノマー成分は、組換え乳タンパク質モノマーを含む請求項1に記載のポリマー。
  42. 前記組換え乳タンパク質モノマーは、真菌細胞または細菌細胞によって産生された請求項41に記載のポリマー。
  43. 前記真菌細胞は、サッカロマイセス(Saccharomyces)、クルイベロマイセス(Kluyveromyces)、ピキア(Pichia)、アスペルギルス(Aspergillus)、テトラヒメナ(Tetrahymena)、ヤロウィア(Yarrowia)、ハンセヌラ(Hansenula)、ブラストボトリス(Blastobotrys)、カンジダ(Candida)、ジゴサッカロマイセス(Zygosaccharomyces)、デブラヨマイセス(Debrayomyces)、およびフサリウム(Fusarium)からなる群から選択される属からである請求項42に記載のポリマー。
  44. 前記組換え乳タンパク質モノマーは、組換え乳清タンパク質モノマーである請求項41に記載のポリマー。
  45. 前記組換え乳タンパク質モノマーは、組換えβ−ラクトグロブリンモノマーである請求項44に記載のポリマー。
  46. 前記組換え乳タンパク質モノマーは、組換えα−ラクトアルブミンモノマーである請求項44に記載のポリマー。
  47. 前記組換え乳タンパク質モノマーは、組換えカゼインモノマーである請求項41に記載のポリマー。
  48. 前記組換え乳タンパク質モノマーは、組換えκ−カゼインモノマーである請求項47に記載のポリマー。
  49. 前記組換え乳タンパク質モノマーは、組換えβ−カゼインモノマーである請求項47に記載のポリマー。
  50. 前記組換え乳タンパク質モノマーは、組換えγ−カゼインモノマーである請求項47に記載のポリマー。
  51. 前記組換え乳タンパク質モノマーは、PTMを有する請求項41に記載のポリマー。
  52. 前記PTMは、非天然PTMである請求項51に記載のポリマー。
  53. 前記非天然PTMは、非天然グリコリル化である請求項52に記載のポリマー。
  54. 前記非天然PTMは、非天然リン酸化である請求項52に記載のポリマー。
  55. 前記組換え乳タンパク質モノマーは、非天然反応性部位を有する請求項41に記載のポリマー。
  56. 前記組換え乳タンパク質モノマーは、乳タンパク質リピートを有する請求項41に記載のポリマー。
  57. 前記乳タンパク質リピートは、連続的である請求項56に記載のポリマー。
  58. 前記乳タンパク質リピートは、非連続的である請求項56に記載のポリマー。
  59. 前記乳タンパク質モノマー成分は、天然乳タンパク質モノマーをさらに含む請求項1に記載のポリマー。
  60. 前記天然乳タンパク質モノマーは、天然乳清タンパク質モノマーである請求項59に記載のポリマー。
  61. 前記天然乳タンパク質モノマーは、天然カゼインモノマーである請求項59に記載のポリマー。
  62. 前記乳タンパク質モノマー成分は、100対1から1対100の間の全組換え乳タンパク質モノマーと全天然乳タンパク質モノマーとの重量比を含む請求項59に記載のポリマー。
  63. 前記乳タンパク質モノマー成分は、10対1から1対10の間の全組換え乳清タンパク質モノマーと全天然乳清タンパク質モノマーとの重量比を含む請求項59に記載のポリマー。
  64. 前記乳タンパク質モノマー成分は、10対1から1対10の間の全組換えカゼインモノマーと全天然カゼインモノマーとの重量比を含む請求項59に記載のポリマー。
  65. 非乳タンパク質モノマー成分をさらに含む請求項1に記載のポリマー。
  66. 100対1から1対100の乳タンパク質モノマー成分と非乳タンパク質モノマー成分との重量比を含む請求項65に記載のポリマー。
  67. 前記非乳タンパク質モノマー成分は、植物性タンパク質モノマーを含む請求項65に記載のポリマー。
  68. 前記植物性タンパク質モノマーは、豆類タンパク質モノマーである請求項67に記載のポリマー。
  69. 前記非乳タンパク質モノマー成分は、真菌タンパク質モノマーを含む請求項65に記載のポリマー。
  70. 前記非乳タンパク質モノマー成分は、組換え非乳タンパク質モノマーを含む請求項65に記載のポリマー。
  71. 前記所望の属性は、所望の結晶化度、所望の粘度、所望の密度、所望の生分解性、所望の接着性、所望の硬さ、所望の引張り強さ、所望の靭性、所望のクリープまたはコールドフロー、所望の多孔度、所望の電気伝導度、所望の熱伝導度、所望の弾性率、所望の柔軟性、所望の破断点強度、所望のガラス転移温度、および所望の成形温度からなる群から選択される請求項1に記載のポリマー。
  72. 石油由来の成分を本質的に含まない請求項1に記載のポリマー。
  73. 1つまたは複数の乳タンパク質モノマーを得るためのステップ、
    任意選択的に、1つまたは複数の非乳タンパク質モノマーを得るためのステップ、
    1つまたは複数の組換え乳タンパク質モノマー(および前記任意選択の1つまたは複数の非乳タンパク質モノマー)を、所望の属性を持つポリマーを提供する条件下で重合するためのステップ、および
    任意選択で前記ポリマーを後処理するためのステップ
    を含む、ポリマーを製造するための方法。
  74. 前記1つまたは複数の乳タンパク質モノマーの少なくとも1つは、組換え宿主細胞により産生される組換え乳タンパク質モノマーとして得られる請求項73に記載の方法。
  75. 前記組換え宿主細胞は、組換え真菌細胞である請求項74に記載の方法。
  76. 前記真菌細胞は、サッカロマイセス(Saccharomyces)、クルイベロマイセス(Kluyveromyces)、ピキア(Pichia)、アスペルギルス(Aspergillus)、テトラヒメナ(Tetrahymena)、ヤロウィア(Yarrowia)、ハンセヌラ(Hansenula)、ブラストボトリス(Blastobotrys)、カンジダ(Candida)、ジゴサッカロマイセス(Zygosaccharomyces)、デブラヨマイセス(Debrayomyces)、およびフサリウム(Fusarium)からなる群から選択される属から選択される請求項75に記載の方法。
  77. 前記組換え宿主細胞は、組換え細菌細胞である請求項74に記載の方法。
  78. 請求項1に記載のポリマーを含む組成物。
  79. ポリマーネットワークを含む請求項78に記載の組成物。
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