JP2023039908A - 操作されたグリコシルトランスフェラーゼおよびステビオールグリコシドのグルコシル化方法 - Google Patents

操作されたグリコシルトランスフェラーゼおよびステビオールグリコシドのグルコシル化方法 Download PDF

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Abstract

【課題】操作されたグリコシルトランスフェラーゼおよびステビオールグリコシドのグルコシル化方法の提供。【解決手段】本発明は、操作されたグリコシルトランスフェラーゼ(GT)酵素、GT活性を有するポリペプチド、およびこれらの酵素をコードするポリヌクレオチド、ならびにこれらのポリヌクレオチドおよびポリペプチドを含むベクターおよび宿主細胞を提供する。本発明は、操作されたスクロースシンターゼ(SuS)酵素、SuS活性を有するポリペプチド、およびこれらの酵素をコードするポリヌクレオチド、ならびにこれらのポリヌクレオチドおよびポリペプチドを含むベクターおよび宿主細胞を提供する。本発明は、GT酵素を含む組成物、およびβ-グルコース結合を有する産物を作製するために操作されたGT酵素を使用する方法を、さらに提供する。【選択図】なし

Description

本願は、2018年7月30日に出願した米国仮特許出願第62/712,199号、および2018年7月31日に出願した米国仮特許出願第62/712,327号の優先権を主張するものであり、前記仮出願の両方は、それらの全体があらゆる目的で参照により本明細書に組み込まれる。
本発明は、操作されたグリコシルトランスフェラーゼ(GT)酵素、GT活性を有するポリペプチド、およびこれらの酵素をコードするポリヌクレオチド、ならびにこれらのポリヌクレオチドおよびポリペプチドを含むベクターおよび宿主細胞を提供する。本発明は、操作されたスクロースシンターゼ(SuS)酵素、SuS活性を有するポリペプチド、およびこれらの酵素をコードするポリヌクレオチド、ならびにこれらのポリヌクレオチドおよびポリペプチドを含むベクターおよび宿主細胞を提供する。本発明は、GT酵素を含む組成物、およびβ-グルコース結合を有する産物を作製するために操作されたGT酵素を使用する方法を、さらに提供する。本発明は、レバウジオシド(例えば、レバウジオシドM、レバウジオシドA、レバウジオシドIおよびレバウジオシドD)の産生のための組成物および方法をさらに提供する。本発明は、SuS酵素を含む組成物、およびそれらを使用する方法も提供する。GTおよびSuS酵素を産生する方法も提供される。
配列表、表またはコンピュータプログラムへの言及
配列表の公式コピーは、ファイル名が「CX8-180USP1A_ST25.txt」であり、作成日が2018年7月31日であり、サイズが8,929キロバイトである、ASCII形式のテキストファイルとして、本明細書と同時にEFS-Web経由で提出されている。EFS-Web経由で出願したこの配列表は、本明細書の一部であり、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
グルコシルトランスフェラーゼ(GT)は、活性化されたヌクレオシド糖からグリコシル残基を単量体および多量体アクセプター分子(例えば、他の糖、タンパク質、脂質、および他の有機基質)に翻訳後転移させる酵素である。したがって、これらの酵素は、置換リン酸脱離基を含有する活性化されたドナー糖基質を利用する。ドナー糖基質(すなわち、「グリコシルドナー」)は、一般的にヌクレオシド二リン酸糖として活性化される。しかし、ヌクレオシド一リン酸糖などの他の糖、脂質ホスフェート、および非置換ホスフェートも使用される(例えば、Lairson et al., Ann. Rev. Biochem., 77:25.1-25.35 [2008]を参照されたい)。GTは、基質および反応産物の立体化学に基づいて、保持型または反転型酵素のどちらかとして分類される。ドナーのアノマー結合の立体化学が保持される(例えば、アルファからアルファ)反応では、GTは保持型酵素である。立体化学が反転する(例えば、アルファからベータ)反応では、GTは反転型酵素である。これらのグリコシル化産物は、様々な代謝経路およびプロセスに関与する。実際、非常に多くの二糖、オリゴ糖および多糖の生合成は、様々なグリコシルトランスフェラーゼの作用を必要とする。グルコシル部分の転移は、アクセプターの生物活性、溶解度、および細胞内の輸送特性を変更し得る。GTは、特定の化合物(例えば、複合糖質およびグリコシド)の標的化された合成、および差次的にグリコシル化された薬物、生物学的プローブ、または天然産物ライブラリーの産生に使用されている。一部の方法では、複合糖質合成のためのGTの大規模使用は、大量のグリコシルドナーを必要とし、したがって、そのような手法の費用を増大させる。放出されるヌクレオチドからのグリコシルドナーの再合成を可能にするために、ヌクレオチド再利用システムが開発された。これらの再利用システムはまた、反応中に形成されるヌクレオチド副産物の量を低減させ、それによって、GTにより引き起こされる阻害を低減させる。それでもなお、GTによる複合糖質の大規模産生に好適な改善された方法が、依然として必要とされている。
Lairsonら、Ann.Rev.Biochem.(2008)77:25.1~25.35
本発明は、操作されたグリコシルトランスフェラーゼ(GT)酵素、GT活性を有するポリペプチド、およびこれらの酵素をコードするポリヌクレオチド、ならびにこれらのポリヌクレオチドおよびポリペプチドを含むベクターおよび宿主細胞を提供する。本発明は、操作されたスクロースシンターゼ(SuS)酵素、SuS活性を有するポリペプチド、およびこれらの酵素をコードするポリヌクレオチド、ならびにこれらのポリヌクレオチドおよびポリペプチドを含むベクターおよび宿主細胞を提供する。本発明は、GT酵素を含む組成物、およびβ-グルコース結合を有する産物を作製するために操作されたGT酵素を使用する方法を、さらに提供する。本発明は、レバウジオシド(例えば、レバウジオシドM、レバウジオシドA、レバウジオシドIおよびレバウジオシドD)の産生のための組成物および方法をさらに提供する。本発明は、SuS酵素を含む組成物、およびそれらを使用する方法も提供する。GTおよびSuS酵素を産生する方法も提供される。
本発明は、配列番号2に対して、少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、またはそれより高い配列同一性を有するポリペプチド配列を含む、操作されたグリコシルトランスフェラーゼ改変体を提供する。一部の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼは、配列番号20に対して、少なくとも95%、96%、97%、98%、99%、またはそれより高い配列同一性であるポリペプチドを含む。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、41/72/233/338、41/72/338、41/144/233、41/233、41/233/338、61、61/87/91/107、61/87/91/259、61/91/431、61/107、61/259/428、61/407/428、61/411、72、72/76、72/76/163/197、72/76/195/233、72/76/197/204、72/76/207/233、72/76/207/338、72/81、72/81/195/233、72/139/195/204、72/144/338、72/200/204/207、72/207、76/144/197/200、76/195/197/204/207/233、76/197/207/233、76/233、81/139/144/195/200/204/207/233、81/144/233、81/197/200/207/233/338、81/233/338、81/338、107、107/259、139/144/233、144/233、144/233/338、156/407、163/233/338、200/204/207/233、233/338、および259から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号20を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、41E/72P/233Q/338A、41E/72P/338A、41E/144Q/233T、41E/233Q、41E/233Q/338V、41E/233T、41E/233T/338V、61D、61D/87K/91L/107L、61D/87K/91L/259T、61D/107V、61D/259T/428I、61D/407T/428I、61E/87K/91L/107V、61E/91L/431M、61E/411T、72P、72P/76S、72P/76S/163A/197K、72P/76S/207V/338V、72P/76T、72P/76T/195Q/233T、72P/76T/197K/204T、72P/76T/207V/233Q、72P/81T、72P/81T/195Q/233Q、72P/139N/195Q/204T、72P/144Q/338V、72P/200R/204T/207V、72P/207V、76S/144Q/197K/200R、76S/195Q/197K/204T/207V/233T、76S/197K/207V/233Q、76S/233T、81T/139N/144Q/195Q/200R/204T/207V/233Q、81T/144Q/233Q、81T/197K/200R/207V/233Q/338A、81T/233Q/338V、81T/338V、107V、107V/259T、139N/144Q/233Q、144Q/233T、144Q/233T/338V、156S/407T、163A/233T/338A、200R/204T/207V/233T、233Q/338V、および259Tから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号20を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、A41E/T72P/W233Q/C338A、A41E/T72P/C338A、A41E/M144Q/W233T、A41E/W233Q、A41E/W233Q/C338V、A41E/W233T、A41E/W233T/C338V、Q61D、Q61D/A87K/Q91L/A107L、Q61D/A87K/Q91L/E259T、Q61D/A107V、Q61D/E259T/K428I、Q61D/I407T/K428I、Q61E/A87K/Q91L/A107V、Q61E/Q91L/D431M、Q61E/R411T、T72P、T72P/R76S、T72P/R76S/L163A/Q197K、T72P/R76S/I207V/C338V、T72P/R76T、T72P/R76T/H195Q/W233T、T72P/R76T/Q197K/D204T、T72P/R76T/I207V/W233Q、T72P/H81T、T72P/H81T/H195Q/W233Q、T72P/K139N/H195Q/D204T、T72P/M144Q/C338V、T72P/K200R/D204T/I207V、T72P/I207V、R76S/M144Q/Q197K/K200R、R76S/H195Q/Q197K/D204T/I207V/W233T、R76S/Q197K/I207V/W233Q、R76S/W233T、H81T/K139N/M144Q/H195Q/K200R/D204T/I207V/W233Q、H81T/M144Q/W233Q、H81T/Q197K/K200R/I207V/W233Q/C338A、H81T/W233Q/C338V、H81T/C338V、A107V、A107V/E259T、K139N/M144Q/W233Q、M144Q/W233T、M144Q/W233T/C338V、C156S/I407T、L163A/W233T/C338A、K200R/D204T/I207V/W233T、W233Q/C338V、およびE259Tから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号20を基準にして番号が付けられている。
一部のさらなる実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、71、80、81、81/270、83、85、97、124、263、286、334、402、420および456から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号20を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、71G、71T、80D、80P、80Q、81A、81L、81M、81S、81T、81V、81V/270K、83D、85T、85V、97V、124P、263C、286L、334V、402I、420Rおよび456Kから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号20を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、Q71G、Q71T、T80D、T80P、T80Q、H81A、H81L、H81M、H81S、H81T、H81V、H81V/Q270K、P83D、A85T、A85V、A97V、A124P、T263C、V286L、I334V、E402I、E420RおよびS456Kから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号20を基準にして番号が付けられている。
一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、41/72/233/338、41/72/338、61、61/91/431、61/259/428、61/407/428から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号20を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、41E/72P/233Q/338A、41E/72P/338A、61D、61D/259T/428I、61D/407T/428I、61E/91L/431M、81T/139N/144Q/195Q/200R/204T/207V/233Q、および81T/197K/200R/207V/233Q/338Aから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号20を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、A41E/T72P/W233Q/C338A、A41E/T72P/C338A、Q61D、Q61D/E259T/K428I、Q61D/I407T/K428I、Q61E/Q91L/D431M、H81T/K139N/M144Q/H195Q/K200R/D204T/I207V/W233Q、およびH81T/Q197K/K200R/I207V/W233Q/C338Aから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号20を基準にして番号が付けられている。
さらに一部のさらなる実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、73/81/144/207/259、73/81/144/207/285/451、73/81/259/285/426/451、73/81/259/451、73/111/285/451、73/144/207/252/426/451、73/144/207/259/285/426/451、73/144/207/259/285/451、73/144/207/259/426/451、73/144/259/285、73/259/426/451、73/259/451、81/111/144/207/285/451、81/111/259/451、81/144/207/252/285/426、81/144/207/259/451、81/144/252/259/285/451、81/144/259、81/144/259/285、81/144/259/451、81/207/252/259/451、81/207/285/426/451、81/285、81/285/451、111/144/207/252/285/426/451、111/144/252/259/285/451、111/144/259/285/426/451、111/207/285、144/207/252/259、144/207/259、144/207/259/285/451、144/207/259/426/451、144/207/285/426、144/207/451、144/252/259/285、144/252/259/285/451、144/252/259/426、144/252/259/426/451、144/259/285、144/285、144/285/451、144/451、207、207/252/259/451、207/252/451、207/259、207/259/426/451、207/285/426/451、207/451、252/259、259、259/285/451、285、および285/451から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号36を基準にして番号が付けられている。
一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、73S/81T/144Q/207V/259T、73S/81T/144Q/207V/285S/451Q、73S/81T/259T/285S/426I/451Q、73S/81T/259T/451Q、73S/111T/285S/451Q、73S/144Q/207V/252P/426I/451Q、73S/144Q/207V/259T/285S/426I/451Q、73S/144Q/207V/259T/285S/451Q、73S/144Q/207V/259T/426I/451Q、73S/144Q/259T/285S、73S/259T/426I/451Q、73S/259T/451Q、81T/111T/144Q/207V/285S/451Q、81T/111T/259T/451Q、81T/144Q/207V/252P/285S/426I、81T/144Q/207V/259T/451Q、81T/144Q/252P/259T/285S/451Q、81T/144Q/259T、81T/144Q/259T/285S、81T/144Q/259T/451Q、81T/207V/252P/259T/451Q、81T/207V/285S/426I/451Q、81T/285S、81T/285S/451Q、111T/144Q/207V/252P/285S/426I/451Q、111T/144Q/252P/259T/285S/451Q、111T/144Q/259T/285S/426I/451Q、111T/207V/285S、144Q/207V/252P/259T、144Q/207V/259T、144Q/207V/259T/285S/451Q、144Q/207V/259T/426I/451Q、144Q/207V/285S/426I、144Q/207V/451Q、144Q/252P/259T/285S、144Q/252P/259T/285S/451Q、144Q/252P/259T/426I、144Q/252P/259T/426I/451Q、144Q/259T/285S、144Q/285S、144Q/285S/451Q、144Q/451Q、207V、207V/252P/259T/451Q、207V/252P/451Q、207V/259T、207V/259T/426I/451Q、207V/285S/426I/451Q、207V/451Q、252P/259T、259T、259T/285S/451Q、285S、および285S/451Qから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号36を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、E73S/H81T/M144Q/I207V/E259T、E73S/H81T/M144Q/I207V/E285S/V451Q、E73S/H81T/E259T/E285S/A426I/V451Q、E73S/H81T/E259T/V451Q、E73S/S111T/E285S/V451Q、E73S/M144Q/I207V/S252P/A426I/V451Q、E73S/M144Q/I207V/E259T/E285S/A426I/V451Q、E73S/M144Q/I207V/E259T/E285S/V451Q、E73S/M144Q/I207V/E259T/A426I/V451Q、E73S/M144Q/E259T/E285S、E73S/E259T/A426I/V451Q、E73S/E259T/V451Q、H81T/S111T/M144Q/I207V/E285S/V451Q、H81T/S111T/E259T/V451Q、H81T/M144Q/I207V/S252P/E285S/A426I、H81T/M144Q/I207V/E259T/V451Q、H81T/M144Q/S252P/E259T/E285S/V451Q、H81T/M144Q/E259T、H81T/M144Q/E259T/E285S、H81T/M144Q/E259T/V451Q、H81T/I207V/S252P/E259T/V451Q、H81T/I207V/E285S/A426I/V451Q、H81T/E285S、H81T/E285S/V451Q、S111T/M144Q/I207V/S252P/E285S/A426I/V451Q、S111T/M144Q/S252P/E259T/E285S/V451Q、S111T/M144Q/E259T/E285S/A426I/V451Q、S111T/I207V/E285S、M144Q/I207V/S252P/E259T、M144Q/I207V/E259T、M144Q/I207V/E259T/E285S/V451Q、M144Q/I207V/E259T/A426I/V451Q、M144Q/I207V/E285S/A426I、M144Q/I207V/V451Q、M144Q/S252P/E259T/E285S、M144Q/S252P/E259T/E285S/V451Q、M144Q/S252P/E259T/A426I、M144Q/S252P/E259T/A426I/V451Q、M144Q/E259T/E285S、M144Q/E285S、M144Q/E285S/V451Q、M144Q/V451Q、I207V、I207V/S252P/E259T/V451Q、I207V/S252P/V451Q、I207V/E259T、I207V/E259T/A426I/V451Q、I207V/E285S/A426I/V451Q、I207V/V451Q、S252P/E259T、E259T、E259T/E285S/V451Q、E285S、およびE285S/V451Qから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号36を基準にして番号が付けられている。さらに一部のさらなる実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、81/111/144/207/285/451、144/207/252/259、144/207/259/285/451、144/252/259/426、144/252/259/426/451、および144/285/451から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号36を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、81T/111T/144Q/207V/285S/451Q、144Q/207V/252P/259T、144Q/207V/259T/285S/451Q、144Q/252P/259T/426I、144Q/252P/259T/426I/451Q、および144Q/285S/451Qから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号36を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、H81T/S111T/M144Q/I207V/E285S/V451Q、M144Q/I207V/S252P/E259T、M144Q/I207V/E259T/E285S/V451Q、M144Q/S252P/E259T/A426I、M144Q/S252P/E259T/A426I/V451Q、およびM144Q/E285S/V451Qから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号36を基準にして番号が付けられている。
さらに一部のさらなる実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、80/81、80/81/85、80/81/85/238、80/81/85/251/259、80/81/85/252/256/259、80/81/85/259、80/81/251/252/259、80/85、80/85/238、80/85/238/251/259、80/85/251、80/85/251/252、80/85/251/252/256/259、80/85/251/252/259、80/85/251/259、80/85/259、80/259、81/85、81/85/251/252、81/85/259、85、85/238、85/251、85/251/252/256、85/251/259、85/256/259、175/402、251/252/259、259、270/402、および420から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号174を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、80D/81A、80D/81A/85V、80D/81A/85V/238G、80D/81A/85V/251M/259T、80D/81A/85V/252P/256G/259T、80D/85V、80D/85V/238G、80D/85V/238G/251M/259T、80D/85V/251I/252P/256G/259T、80D/85V/251I/259T、80D/85V/251M、80D/85V/251M/252P、80D/85V/251M/252P/256G/259T、80D/85V/259T、80D/259T、80P/81A/85V/259T、80P/81A/251I/252P/259T、80P/85V、80P/85V/251M/252P/259T、81A/85V、81A/85V/251M/252P、81A/85V/259T、85V、85V/238G、85V/251F、85V/251F/259T、85V/251M/252P/256G、85V/256G/259T、175D/402I、251I/252P/259T、259T、270K/402I、および420Rから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号174を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、T80D/T81A、T80D/T81A/A85V、T80D/T81A/A85V/A238G、T80D/T81A/A85V/A251M/E259T、T80D/T81A/A85V/S252P/L256G/E259T、T80D/A85V、T80D/A85V/A238G、T80D/A85V/A238G/A251M/E259T、T80D/A85V/A251I/S252P/L256G/E259T、T80D/A85V/A251I/E259T、T80D/A85V/A251M、T80D/A85V/A251M/S252P、T80D/A85V/A251M/S252P/L256G/E259T、T80D/A85V/E259T、T80D/E259T、T80P/T81A/A85V/E259T、T80P/T81A/A251I/S252P/E259T、T80P/A85V、T80P/A85V/A251M/S252P/E259T、T81A/A85V、T81A/A85V/A251M/S252P、T81A/A85V/E259T、A85V、A85V/A238G、A85V/A251F、A85V/A251F/E259T、A85V/A251M/S252P/L256G、A85V/L256G/E259T、E175D/E402I、A251I/S252P/E259T、E259T、Q270K/E402I、およびE420Rから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号174を基準にして番号が付けられている。一部の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、3、5、7、99、153、232/317、252、273、299、326、393、404、409、422、443、451および455から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号174を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、3S、5A、5H、5L、5T、7A、7Q、99V、153C、232I/317L、252A、273K、299M、326A、326E、326N、326S、393I、404M、404V、409S、422I、443A、451E、451V、455Mおよび455Rから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号174を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、N3S、S5A、S5H、S5L、S5T、T7A、T7Q、E99V、A153C、V232I/Y317L、S252A、S273K、V299M、G326A、G326E、G326N、G326S、V393I、G404M、G404V、A409S、M422I、S443A、Q451E、Q451V、S455MおよびS455Rから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号174を基準にして番号が付けられている。さらに一部のさらなる実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、80/81/85、80/85、80/85/251/259、85、85/251/252/256、175/402、および270/402から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号174を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、80D/81A/85V、80D/85V/251I/259T、80P/85V、85V、85V/251M/252P/256G、175D/402I、および270K/402Iから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号174を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、T80D/T81A/A85V、T80D/A85V/A251I/E259T、T80P/A85V、A85V、A85V/A251M/S252P/L256G、E175D/E402I、およびQ270K/E402Iから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号174を基準にして番号が付けられている。
さらに一部のさらなる実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、81/85、81/85/175/259/402、81/85/251、81/85/251/259、81/85/259、81/85/259/402、85、85/175、85/175/251、85/175/251/259/402、85/175/259、85/175/259/402、85/175/402、85/259、85/259/402、および85/402から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号406を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、81A/85V、81A/85V/175E/259T/402E、81A/85V/251I、81A/85V/251I/259T、81A/85V/259T、81A/85V/259T/402E、85V、85V/175E、85V/175E/251I、85V/175E/251I/259T/402E、85V/175E/259T、85V/175E/259T/402E、85V/175E/402E、85V/259T、85V/259T/402E、および85V/402Eから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号406を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、T81A/A85V、T81A/A85V/D175E/E259T/I402E、T81A/A85V/A251I、T81A/A85V/A251I/E259T、T81A/A85V/E259T、T81A/A85V/E259T/I402E、A85V、A85V/D175E、A85V/D175E/A251I、A85V/D175E/A251I/E259T/I402E、A85V/D175E/E259T、A85V/D175E/E259T/I402E、A85V/D175E/I402E、A85V/E259T、A85V/E259T/I402E、およびA85V/I402Eから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号406を基準にして番号が付けられている。
さらに一部のさらなる実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、153、153/326、153/326/443、153/326/443/455、232、232/273/299、232/393/451、299/451、326、404および451から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号408を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、153C、153C/326S、153C/326S/443A、153C/326S/443A/455M、232I、232I/273K/299M、232I/393I/451E、299M/451E、326E、326S、404Vおよび451Eから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号408を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、A153C、A153C/G326S、A153C/G326S/S443A、A153C/G326S/S443A/S455M、V232I、V232I/S273K/V299M、V232I/V393I/Q451E、V299M/Q451E、G326E、G326S、G404VおよびQ451Eから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号408を基準にして番号が付けられている。一部のさらなる実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、25、116、146、170、173、227、296、300、315、327、330、361、408、412、438、448および449から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号408を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、25A、116D、116R、116S、146G、170C、170G、170P、170S、170T、173S、227T、296V、300S、315T、327Y、330G、330T、361C、408C、408T、412A、412K、412S、438Q、448Hおよび449Sから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号408を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、L25A、E116D、E116R、E116S、S146G、D170C、D170G、D170P、D170S、D170T、R173S、S227T、R296V、A300S、K315T、F327Y、E330G、E330T、T361C、N408C、N408T、R412A、R412K、R412S、A438Q、E448HおよびR449Sから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号408を基準にして番号が付けられている。一部の追加実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、153、232、232/393/451、および451から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号408を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、153C、232I、232I/393I/451E、および451Eから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号408を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、A153C、V232I、V232I/V393I/Q451E、およびQ451Eから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号408を基準にして番号が付けられている。
一部の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、146/170/196、146/170/196/232、146/170/196/232/423、146/170/196/232/451/455、146/170/196/408/451、146/170/232、146/170/232/423、146/170/232/423/448/451/455、146/170/259、146/196、146/196/232、146/196/232/259/448/451、146/196/455、146/232/259/455、146/232/315、146/232/315/423/451/455、146/232/326、146/232/448、146/232/451、および146/413/451/455から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号440を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、146G/170S/196I、146G/170S/232I、146G/170S/232I/423K/448H/451E/455M、146G/170T/196I/232I、146G/170T/196I/232I/423K、146G/170T/196I/232I/451E/455R、146G/170T/196I/408T/451E、146G/170T/232I/423K、146G/170T/259E、146G/196I、146G/196I/232I、146G/196I/232I/259E/448H/451E、146G/196I/455R、146G/232I/259E/455M、146G/232I/315S、146G/232I/315S/423K/451E/455M、146G/232I/326E、146G/232I/448H、146G/232I/451E、および146G/413M/451E/455Mから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号440を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、S146G/D170S/W196I、S146G/D170S/V232I、S146G/D170S/V232I/R423K/E448H/Q451E/S455M、S146G/D170T/W196I/V232I、S146G/D170T/W196I/V232I/R423K、S146G/D170T/W196I/V232I/Q451E/S455R、S146G/D170T/W196I/N408T/Q451E、S146G/D170T/V232I/R423K、S146G/D170T/T259E、S146G/W196I、S146G/W196I/V232I、S146G/W196I/V232I/T259E/E448H/Q451E、S146G/W196I/S455R、S146G/V232I/T259E/S455M、S146G/V232I/K315S、S146G/V232I/K315S/R423K/Q451E/S455M、S146G/V232I/G326E、S146G/V232I/E448H、S146G/V232I/Q451E、およびS146G/V413M/Q451E/S455Mから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号440を基準にして番号が付けられている。
一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、9、12、107、131、156、161、169、199、204、209、233、262、289、337および417から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号440を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、9L、12Q、107C、131A、156S、161E、169T、199S、204M、209Y、233K、262A、289A、337N、337Wおよび417Vから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号440を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、V9L、R12Q、A107C、P131A、C156S、L161E、E169T、A199S、D204M、E209Y、Q233K、S262A、K289A、S337N、S337WおよびP417Vから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号440を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、146/170/196、146/170/196/232、146/170/196/232/451/455、146/170/232、146/170/232/423/448/451/455、146/196/232、146/196/232/259/448/451、および146/232/448から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号440を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、146G/170S/196I、146G/170S/232I、146G/170S/232I/423K/448H/451E/455M、146G/170T/196I/232I、146G/170T/196I/232I/451E/455R、146G/196I/232I、146G/196I/232I/259E/448H/451E、および146G/232I/448Hから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号440を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、S146G/D170S/W196I、S146G/D170S/V232I、S146G/D170S/V232I/R423K/E448H/Q451E/S455M、S146G/D170T/W196I/V232I、S146G/D170T/W196I/V232I/Q451E/S455R、S146G/W196I/V232I、S146G/W196I/V232I/T259E/E448H/Q451E、およびS146G/V232I/E448Hから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号440を基準にして番号が付けられている。
さらに一部のさらなる実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、9/12/107/161/199/209/337、9/12/161/169/199/209/337、9/12/199/204/209/337/455、9/12/199/209/337/451/455、9/107/131/204/259/417/451、9/107/156/161/199/204/417/455、9/107/161/209/259/289/451/455、9/131/156/209/289/337、9/131/204/337/451、9/156/169/204/337、9/169/204/289/337/451/455、9/204、9/204/259/289、9/337、12/14/107/204/289/455、12/107/131/204/289/337/417/451/455、12/107/156/209/289/455、107/161/169/199/204/259/451、107/199/204/289、107/199/209/259/451/455、107/204、156/169/199/204/209/259/289、161/204/417、204/451/455、289、および451/455から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号520を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、9L/12Q/107C/161E/199S/209Y/337N、9L/12Q/161E/169T/199S/209Y/337W、9L/12Q/199S/204M/209Y/337N/455R、9L/12Q/199S/209Y/337W/451E/455R、9L/107C/131A/204M/259E/417V/451E、9L/107C/156S/161E/199S/204M/417V/455R、9L/107C/161E/209Y/259E/289A/451E/455R、9L/131A/156S/209Y/289A/337N、9L/131A/204M/337N/451E、9L/156S/169T/204M/337N、9L/169T/204M/289A/337W/451E/455R、9L/204M、9L/204M/259E/289A、9L/337W、12Q/14I/107C/204M/289A/455R、12Q/107C/131A/204M/289A/337W/417V/451E/455R、12Q/107C/156S/209Y/289A/455R、107C/161E/169T/199S/204M/259E/451E、107C/199S/204M/289A、107C/199S/209Y/259E/451E/455R、107C/204M、156S/169T/199S/204M/209Y/259E/289A、161E/204M/417V、204M/451E/455R、289A、および451E/455Rから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号520を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、V9L/R12Q/A107C/L161E/A199S/E209Y/S337N、V9L/R12Q/L161E/E169T/A199S/E209Y/S337W、V9L/R12Q/A199S/D204M/E209Y/S337N/S455R、V9L/R12Q/A199S/E209Y/S337W/Q451E/S455R、V9L/A107C/P131A/D204M/T259E/P417V/Q451E、V9L/A107C/C156S/L161E/A199S/D204M/P417V/S455R、V9L/A107C/L161E/E209Y/T259E/K289A/Q451E/S455R、V9L/P131A/C156S/E209Y/K289A/S337N、V9L/P131A/D204M/S337N/Q451E、V9L/C156S/E169T/D204M/S337N、V9L/E169T/D204M/K289A/S337W/Q451E/S455R、V9L/D204M、V9L/D204M/T259E/K289A、V9L/S337W、R12Q/V14I/A107C/D204M/K289A/S455R、R12Q/A107C/P131A/D204M/K289A/S337W/P417V/Q451E/S455R、R12Q/A107C/C156S/E209Y/K289A/S455R、A107C/L161E/E169T/A199S/D204M/T259E/Q451E、A107C/A199S/D204M/K289A、A107C/A199S/E209Y/T259E/Q451E/S455R、A107C/D204M、C156S/E169T/A199S/D204M/E209Y/T259E/K289A、L161E/D204M/P417V、D204M/Q451E/S455R、K289A、およびQ451E/S455Rから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号520を基準にして番号が付けられている。一部のさらなる実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、16、53、54、78、80、95、111、221、257、336、349、391、410、413、426および430から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号520を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、16M、53Q、54P、78V、80A、95W、111C、111G、111S、221A、257A、336R、349V、391R、410V、413L、426Sおよび430Qから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号520を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、L16M、K53Q、T54P、L78V、T80A、H95W、T111C、T111G、T111S、F221A、L257A、K336R、I349V、L391R、I410V、V413L、A426SおよびK430Qから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号520を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、9/12/199/204/209/337/455、9/131/156/209/289/337、9/204、12/14/107/204/289/455、107/161/169/199/204/259/451、107/199/204/289、および204/451/455から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号520を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、9L/12Q/199S/204M/209Y/337N/455R、9L/131A/156S/209Y/289A/337N、9L/204M、12Q/14I/107C/204M/289A/455R、107C/161E/169T/199S/204M/259E/451E、107C/199S/204M/289A、および204M/451E/455Rから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号520を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、V9L/R12Q/A199S/D204M/E209Y/S337N/S455R、V9L/P131A/C156S/E209Y/K289A/S337N、V9L/D204M、R12Q/V14I/A107C/D204M/K289A/S455R、A107C/L161E/E169T/A199S/D204M/T259E/Q451E、A107C/A199S/D204M/K289A、およびD204M/Q451E/S455Rから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号520を基準にして番号が付けられている。
さらに一部のさらなる実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、16、16/59/80/413、16/80、16/80/111、16/80/111/257、16/80/221/257/336/410、16/80/221/336/410、16/80/257、16/111/221、16/111/221/257/391、16/221、16/221/257、16/221/257/336/391、16/221/410、16/257、16/257/336/413/420、80/111/221/257/410、111/221/257/336/391、111/221/257/391、221、および221/257から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号626を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、16M、16M/59Q/80A/413L、16M/80A、16M/80A/111C、16M/80A/111S/257A、16M/80A/221A/257A/336R/410V、16M/80A/221A/336R/410V、16M/80A/257A、16M/111C/221A/257A/391R、16M/111S/221A、16M/221A、16M/221A/257A、16M/221A/257A/336R/391R、16M/221A/410V、16M/257A、16M/257A/336R/413L/420G、80A/111S/221A/257A/410V、111S/221A/257A/336R/391R、111S/221A/257A/391R、221A、および221A/257Aから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号626を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、L16M、L16M/H59Q/T80A/V413L、L16M/T80A、L16M/T80A/T111C、L16M/T80A/T111S/L257A、L16M/T80A/F221A/L257A/K336R/I410V、L16M/T80A/F221A/K336R/I410V、L16M/T80A/L257A、L16M/T111C/F221A/L257A/L391R、L16M/T111S/F221A、L16M/F221A、L16M/F221A/L257A、L16M/F221A/L257A/K336R/L391R、L16M/F221A/I410V、L16M/L257A、L16M/L257A/K336R/V413L/E420G、T80A/T111S/F221A/L257A/I410V、T111S/F221A/L257A/K336R/L391R、T111S/F221A/L257A/L391R、F221A、およびF221A/L257Aから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号626を基準にして番号が付けられている。一部のさらなる実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、5、7、14、65、91、99、102、118、138、194、254、286、416、418および420から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号626を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、5L、5M、5N、5Q、7L、14L、65V、91V、99L、99S、102R、118S、118V、138I、194P、254G、254T、254V、286L、416E、418Dおよび420Aから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号626を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、S5L、S5M、S5N、S5Q、T7L、V14L、I65V、Q91V、E99L、E99S、K102R、A118S、A118V、L138I、S194P、S254G、S254T、S254V、V286L、D416E、E418DおよびE420Aから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号626を基準にして番号が付けられている。さらに一部のさらなる実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、16/80/221/257/336/410、16/111/221、16/221/257、16/221/410、16/257、80/111/221/257/410、および221から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号626を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、16M/80A/221A/257A/336R/410V、16M/111S/221A、16M/221A/257A、16M/221A/410V、16M/257A、80A/111S/221A/257A/410V、および221Aから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号626を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、L16M/T80A/F221A/L257A/K336R/I410V、L16M/T111S/F221A、L16M/F221A/L257A、L16M/F221A/I410V、L16M/L257A、T80A/T111S/F221A/L257A/I410V、およびF221Aから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号626を基準にして番号が付けられている。
さらに一部のさらなる実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、5、5/14/99、5/14/416、5/91、5/91/102/118、5/91/102/254/418、5/91/106/254/286、5/91/118/194/254/286、5/91/118/194/254/418、5/91/118/194/418、5/91/118/254/286/418、5/91/118/286、5/91/194/254、5/91/194/418、5/91/254、5/91/254/286、5/102/418、5/118/194/286/418、5/118/254、5/118/286、5/194、5/254/286、5/418、7/14、7/14/65/99、7/14/99/416、14、14/65/99/416、14/99、14/99/254、14/99/254/416、14/99/254/416/455、14/99/416、14/167、14/254、14/455、91、91/102/194、91/118、91/118/194、91/118/194/286、91/118/194/418、91/118/286、91/194/254/286、91/286、および118/286/418から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号678を基準にして番号が付けられている。
一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、5L/14L/99L、5L/14L/416E、5N、5N/91V、5N/91V/102R/118V、5N/91V/102R/254T/418D、5N/91V/106I/254T/286L、5N/91V/118S/194P/254T/418D、5N/91V/118S/254T/286L/418D、5N/91V/118S/286L、5N/91V/118V/194P/254T/286L、5N/91V/118V/194P/418D、5N/91V/194P/254T、5N/91V/194P/418D、5N/91V/254T、5N/91V/254T/286L、5N/102R/418D、5N/118S/194P/286L/418D、5N/118S/286L、5N/118V/254T、5N/194P、5N/254T/286L、5N/418D、7L/14L、7L/14L/65V/99L、7L/14L/99S/416E、14L、14L/65V/99L/416E、14L/99L、14L/99L/254G、14L/99L/254G/416E、14L/99L/254G/416E/455R、14L/99L/416E、14L/99S/416E、14L/167E、14L/254G、14L/455R、91V、91V/102R/194P、91V/118V、91V/118V/194P、91V/118V/194P/286L、91V/118V/194P/418D、91V/118V/286L、91V/194P/254T/286L、91V/286L、および118V/286L/418Dから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号678を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、S5L/V14L/E99L、S5L/V14L/D416E、S5N、S5N/Q91V、S5N/Q91V/K102R/A118V、S5N/Q91V/K102R/S254T/E418D、S5N/Q91V/S106I/S254T/V286L、S5N/Q91V/A118S/S194P/S254T/E418D、S5N/Q91V/A118S/S254T/V286L/E418D、S5N/Q91V/A118S/V286L、S5N/Q91V/A118V/S194P/S254T/V286L、S5N/Q91V/A118V/S194P/E418D、S5N/Q91V/S194P/S254T、S5N/Q91V/S194P/E418D、S5N/Q91V/S254T、S5N/Q91V/S254T/V286L、S5N/K102R/E418D、S5N/A118S/S194P/V286L/E418D、S5N/A118S/V286L、S5N/A118V/S254T、S5N/S194P、S5N/S254T/V286L、S5N/E418D、T7L/V14L、T7L/V14L/I65V/E99L、T7L/V14L/E99S/D416E、V14L、V14L/I65V/E99L/D416E、V14L/E99L、V14L/E99L/S254G、V14L/E99L/S254G/D416E、V14L/E99L/S254G/D416E/S455R、V14L/E99L/D416E、V14L/E99S/D416E、V14L/D167E、V14L/S254G、V14L/S455R、Q91V、Q91V/K102R/S194P、Q91V/A118V、Q91V/A118V/S194P、Q91V/A118V/S194P/V286L、Q91V/A118V/S194P/E418D、Q91V/A118V/V286L、Q91V/S194P/S254T/V286L、Q91V/V286L、およびA118V/V286L/E418Dから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号678を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、5/91/106/254/286、5/91/118/286、5/91/254/286、14、14/65/99/416、14/99、および14/99/254から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号678を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、5N/91V/106I/254T/286L、5N/91V/118S/286L、5N/91V/254T/286L、14L、14L/65V/99L/416E、14L/99L、および14L/99L/254Gから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号678を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、S5N/Q91V/S106I/S254T/V286L、S5N/Q91V/A118S/V286L、S5N/Q91V/S254T/V286L、V14L、V14L/I65V/E99L/D416E、V14L/E99L、およびV14L/E99L/S254Gから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号678を基準にして番号が付けられている。
本発明は、配列番号12に対して、少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、またはそれより高い配列同一性を有するポリペプチド配列を含む、操作されたグリコシルトランスフェラーゼも提供する。一部の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、16、16/127/169、16/134、16/143/423、16/169、16/169/398/399、16/169/423、16/398、16/398/399、16/398/427、16/423、16/423/427、134、143、399/423、および423/427から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号24を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、16T、16T/127V/169E、16T/134S、16T/143G/423L、16T/169E、16T/169E/398M/399K、16T/169E/423L、16T/398M、16T/398M/399K、16T/398M/427S、16T/423L、16T/423L/427S、134S、143G、399K/423L、および423L/427Sから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号24を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、L16T、L16T/Q127V/P169E、L16T/A134S、L16T/P143G/R423L、L16T/P169E、L16T/P169E/A398M/Q399K、L16T/P169E/R423L、L16T/A398M、L16T/A398M/Q399K、L16T/A398M/R427S、L16T/R423L、L16T/R423L/R427S、A134S、P143G、Q399K/R423L、およびR423L/R427Sから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号24を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、3、8、11、41、44、56、60、122、135、137、138、139、158、164、176、221、232、233、235、248、249、281、284、285、301、322、372、392、400、421、426、427、433、440、443および446から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号24を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、3I、3V、8R、11L、11P、41M、44E、56A、60T、122C、135V、137T、138K、138R、139T、158H、158V、164A、164E、164N、164Q、164S、176S、221D、232A、233S、233T、235L、235M、248M、249R、281S、284V、285A、301G、322R、372S、392V、400C、421A、421G、426S、427A、427W、433G、433T、440L、440M、443G、443H、および446Lから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号24を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、H3I、H3V、V8R、Q11L、Q11P、F41M、Y44E、K56A、P60T、L122C、L135V、Q137T、G138K、G138R、I139T、F158H、F158V、H164A、H164E、H164N、H164Q、H164S、R176S、E221D、P232A、P233S、P233T、Q235L、Q235M、I248M、D249R、G281S、L284V、S285A、Q301G、L322R、A372S、I392V、V400C、S421A、S421G、A426S、R427A、R427W、N433G、N433T、I440L、I440M、C443G、C443H、およびR446Lから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号24を基準にして番号が付けられている。一部のさらなる実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、16、16/127/169、および16/169から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号24を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、16T、16T/127V/169E、および16T/169Eから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号24を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、L16T、L16T/Q127V/P169E、およびL16T/P169Eから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号24を基準にして番号が付けられている。
一部のさらなる実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、3/22/198/421、3/22/421、3/201/248/322、3/201/248/322/392、13/233/331/440、13/440/443、22/32/56/60/198/248/322/392/421、22/56、22/56/137/198/201/248/322/392、22/56/137/198/248/392/421、22/56/137/322、22/56/137/322/392/423、22/56/198/202/248、22/56/198/248/322/392/421、22/56/198/248/421/423、22/56/421/423、22/60/392/421、22/137、22/137/198/202/248、22/198/202/248/392、22/248/392、22/392、22/421、22/421/423、22/423、44/164/233、44/164/233/329/331、44/331、125、125/233/443/446、164/221/233/331/440/446、164/233/331/440、164/233/446、164/331、164/440、164/443、198/202/392、221/329/331、233、233/446、329、421/423、および443/446から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号858を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、3I/22G/198Q/421G、3I/22G/421G、3I/201A/248M/322R、3I/201A/248M/322R/392V、13Q/233S/331V/440M、13Q/440M/443G、22G/32L/56A/60T/198Q/248M/322R/392V/421G、22G/56A、22G/56A/137T/198Q/201A/248M/322R/392V、22G/56A/137T/198Q/248M/392V/421G、22G/56A/137T/322R、22G/56A/137T/322R/392V/423L、22G/56A/198Q/202Y/248M、22G/56A/198Q/248M/322R/392V/421G、22G/56A/198Q/248M/421G/423L、22G/56A/421G/423L、22G/60T/392V/421G、22G/137T、22G/137T/198Q/202Y/248M、22G/198Q/202Y/248M/392V、22G/248M/392V、22G/392V、22G/421G、22G/421G/423L、22G/423L、44E/164A/233S、44E/164E/233S、44E/164E/233S/329L/331V、44E/331V、125L、125L/233S/443G/446L、164A/233S/446L、164A/331V、164A/440M、164A/443G、164E/221D/233S/331V/440M/446L、164E/233S/331V/440M、198Q/202Y/392V、221D/329L/331V、233S、233S/446L、329L、421G/423L、および443G/446Lから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号858を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、H3I/A22G/G198Q/S421G、H3I/A22G/S421G、H3I/G201A/I248M/L322R、H3I/G201A/I248M/L322R/I392V、L13Q/P233S/I331V/I440M、L13Q/I440M/C443G、A22G/I32L/K56A/P60T/G198Q/I248M/L322R/I392V/S421G、A22G/K56A、A22G/K56A/Q137T/G198Q/G201A/I248M/L322R/I392V、A22G/K56A/Q137T/G198Q/I248M/I392V/S421G、A22G/K56A/Q137T/L322R、A22G/K56A/Q137T/L322R/I392V/R423L、A22G/K56A/G198Q/I202Y/I248M、A22G/K56A/G198Q/I248M/L322R/I392V/S421G、A22G/K56A/G198Q/I248M/S421G/R423L、A22G/K56A/S421G/R423L、A22G/P60T/I392V/S421G、A22G/Q137T、A22G/Q137T/G198Q/I202Y/I248M、A22G/G198Q/I202Y/I248M/I392V、A22G/I248M/I392V、A22G/I392V、A22G/S421G、A22G/S421G/R423L、A22G/R423L、Y44E/H164A/P233S、Y44E/H164E/P233S、Y44E/H164E/P233S/A329L/I331V、Y44E/I331V、F125L、F125L/P233S/C443G/R446L、H164A/P233S/R446L、H164A/I331V、H164A/I440M、H164A/C443G、H164E/E221D/P233S/I331V/I440M/R446L、H164E/P233S/I331V/I440M、G198Q/I202Y/I392V、E221D/A329L/I331V、P233S、P233S/R446L、A329L、S421G/R423L、およびC443G/R446Lから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号858を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、3/22/198/421、13/440/443、22/56/198/202/248、22/137、22/198/202/248/392、164/221/233/331/440/446、164/233/331/440、および233/446から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号858を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、3I/22G/198Q/421G、13Q/440M/443G、22G/56A/198Q/202Y/248M、22G/137T、22G/198Q/202Y/248M/392V、164E/221D/233S/331V/440M/446L、164E/233S/331V/440M、および233S/446Lから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号858を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、H3I/A22G/G198Q/S421G、L13Q/I440M/C443G、A22G/K56A/G198Q/I202Y/I248M、A22G/Q137T、A22G/G198Q/I202Y/I248M/I392V、H164E/E221D/P233S/I331V/I440M/R446L、H164E/P233S/I331V/I440M、およびP233S/R446Lから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号858を基準にして番号が付けられている。
一部のさらなる実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、83/202/233、164、164/202、164/202/233/331、164/202/248/272、164/202/331、164/202/331/423、164/423、202/233、202/233/248、202/233/248/423、202/248、202/331、202/421/423、202/423、202/446、233、248、および423から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号994を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、83Y/202I/233S、164E、164E/202I、164E/202I/233S/331V、164E/202I/248I/272C、164E/202I/331V、164E/202I/331V/423L、164E/423L、202I/233S、202I/233S/248I、202I/233S/248I/423L、202I/248I、202I/331V、202I/421G/423L、202I/423L、202I/446L、233S、248I、および423Lから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号994を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、H83Y/Y202I/P233S、H164E、H164E/Y202I、H164E/Y202I/P233S/I331V、H164E/Y202I/M248I/R272C、H164E/Y202I/I331V、H164E/Y202I/I331V/R423L、H164E/R423L、Y202I/P233S、Y202I/P233S/M248I、Y202I/P233S/M248I/R423L、Y202I/M248I、Y202I/I331V、Y202I/S421G/R423L、Y202I/R423L、Y202I/R446L、P233S、M248I、およびR423Lから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号994を基準にして番号が付けられている。一部の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、7、9、10、54、73、84、106、115、116、132、165、286、309、389、406、422および438から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号994を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、7T、9L、10P、54L、54M、73R、73S、84L、106S、115A、116I、132R、165P、286G、309E、389E、406H、406M、406Q、422A、422T、422V、438A、および438Tから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号994を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、G7T、S9L、D10P、S54L、S54M、A73R、A73S、Y84L、A106S、N115A、L116I、K132R、E165P、N286G、K309E、D389E、S406H、S406M、S406Q、K422A、K422T、K422V、E438A、およびE438Tから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号994を基準にして番号が付けられている。一部のさらなる実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、83/202/233、164、164/202、164/423、202/233/248、および233から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号994を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、83Y/202I/233S、164E、164E/202I、164E/423L、202I/233S/248I、および233Sから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号994を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、H83Y/Y202I/P233S、H164E、H164E/Y202I、H164E/R423L、Y202I/P233S/M248I、およびP233Sから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号994を基準にして番号が付けられている。
さらに一部のさらなる実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、7/9/73/165/286、7/9/165/286、7/9/422、7/116/165/286、7/165、9/73/116/165/286/422、9/286/389、54、54/84、54/406、73、73/116/165/286/389、73/116/286、73/116/286/422、73/165/286、73/286/389、73/286/422、73/422、84、115、116、116/165、116/165/286/422、116/389、165、165/286、165/389、165/389/422、286、286/422、389/422、および422から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1080を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、7T/9L/73R/165P/286G、7T/9L/165P/286G、7T/9L/422A、7T/116I/165P/286G、7T/165P、9L/73R/116I/165P/286G/422A、9L/286G/389E、54L/84L、54M、54M/406M、73R、73R/116I/165P/286G/389E、73R/116I/286G、73R/116I/286G/422A、73R/165P/286G、73R/286G/389E、73R/286G/422A、73R/286G/422T、73R/422T、84L、115A、116I、116I/165P、116I/165P/286G/422A、116I/389E、165P、165P/286G、165P/389E、165P/389E/422T、286G、286G/422A、389E/422A、および422Tから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1080を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、G7T/S9L/A73R/E165P/N286G、G7T/S9L/E165P/N286G、G7T/S9L/K422A、G7T/L116I/E165P/N286G、G7T/E165P、S9L/A73R/L116I/E165P/N286G/K422A、S9L/N286G/D389E、S54L/Y84L、S54M、S54M/S406M、A73R、A73R/L116I/E165P/N286G/D389E、A73R/L116I/N286G、A73R/L116I/N286G/K422A、A73R/E165P/N286G、A73R/N286G/D389E、A73R/N286G/K422A、A73R/N286G/K422T、A73R/K422T、Y84L、N115A、L116I、L116I/E165P、L116I/E165P/N286G/K422A、L116I/D389E、E165P、E165P/N286G、E165P/D389E、E165P/D389E/K422T、N286G、N286G/K422A、D389E/K422A、およびK422Tから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1080を基準にして番号が付けられている。一部のさらなる実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、185/190、219、220、255、257、302、385、395、395/437、399、401、409、412、416、434、441、445、447および449から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1080を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、185L/190P、219L、220A、255R、257H、302A、302H、302L、302R、302T、385M、385P、385S、395A、395D、395H、395N、395S/437L、399R、401V、409L、412K、416N、434I、441A、441K、441L、441R、441S、445K、445R、447A、447R、447S、447V、449A、449H、および449Tから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1080を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、F185L/T190P、C219L、T220A、P255R、N257H、N302A、N302H、N302L、N302R、N302T、V385M、V385P、V385S、G395A、G395D、G395H、G395N、G395S/E437L、Q399R、L401V、T409L、I412K、K416N、A434I、Q441A、Q441K、Q441L、Q441R、Q441S、N445K、N445R、N447A、N447R、N447S、N447V、Y449A、Y449H、およびY449Tから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1080を基準にして番号が付けられている。一部のさらなる実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、9/73/116/165/286/422、54、54/84、54/406、73/116/286/422、116/165/286/422、および286/422から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1080を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、9L/73R/116I/165P/286G/422A、54L/84L、54M、54M/406M、73R/116I/286G/422A、116I/165P/286G/422A、および286G/422Aから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1080を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、S9L/A73R/L116I/E165P/N286G/K422A、S54L/Y84L、S54M、S54M/S406M、A73R/L116I/N286G/K422A、L116I/E165P/N286G/K422A、およびN286G/K422Aから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1080を基準にして番号が付けられている。
さらに一部のさらなる実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、54、54/185/190、54/185/190/219/257/302/385/389/395/445/447/449、54/185/190/219/385、54/185/190/219/385/389/395/399/441/445/447/449、54/185/190/219/385/395/399/441/445/447/449、54/185/190/219/385/445/447、54/185/190/219/389/395/399/441/445/447/449、54/185/190/302、54/185/190/302/395/399、54/185/190/385/447/449、54/185/190/389/395、54/185/190/389/441/445/447/449、54/185/190/389/445、54/185/190/395/399/441/445/447/449、54/185/219/389、54/185/257/389/441/445/447/449、54/185/302/385/399/445/447、54/185/385/389/395/441/445/449、54/185/385/395/399/445/447/449、54/185/389/395/445/447、54/190/219/257/302、54/190/219/257/395/445/447/449、54/190/257、54/190/257/302/399、54/190/257/309/385/389/395/399/445、54/190/257/385/389、54/190/257/395/445/449、54/190/302/389、54/190/302/389/395/399/445/447、54/190/385/389/395/441/445、54/190/385/395、54/190/385/445/447/449、54/190/395、54/190/395/445/447、54/219/302/395/441/445/447、54/219/385/389/395/441/445/447、54/257、54/257/385/449、54/257/389、54/257/399、54/257/441/447、54/257/441/449、54/302/385/399/441/445/447、54/302/385/399/441/445/449、54/385、54/385/389/441/445/447/449、54/389/395/399/447/449、185/190/219/257/389/395/445/447、185/190/257/302/395/441/445/447、185/190/257/385/389/399、185/190/257/385/399/445/447、185/190/257/389/395、185/190/257/389/395/399/441/447/449、185/190/385/389/441/445/447、185/190/389/447/449、185/190/395/399、185/219/257/399/445/447、185/257/385/395/399/445/447、185/302/395/399/441/445/447/449、185/395/399/441/445/447、190/219/257/385/389/441/445/447/449、190/219/302/385/399/445、190/257/302/385/399、190/257/385/389/399、190/257/385/389/445/447、190/257/385/395、190/257/385/441/445/447/449、190/257/389/395/441/445/447、190/257/399/447/449、190/302/385/389/395/399/441/445/447、190/389、219/257/385/389/395/441/447/449、219/257/395、219/385/389/399/445/449、219/395、257/385/389/399、257/389/395/399/445/447、257/389/395/399/445/449、257/389/399、302/389/395/445、385/389、385/395、389/395/445/447、395/399、および399から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1216を基準にして番号が付けられている。
一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、54M、54M/185L/190P、54M/185L/190P/219L/257H/302R/385P/389E/395H/445K/447A/449H、54M/185L/190P/219L/385P/445R/447A、54M/185L/190P/219L/385S、54M/185L/190P/219L/385S/389E/395D/399R/441R/445R/447A/449H、54M/185L/190P/219L/385S/395A/399R/441R/445K/447A/449H、54M/185L/190P/219L/389E/395H/399R/441S/445K/447A/449H、54M/185L/190P/302H、54M/185L/190P/302R/395H/399R、54M/185L/190P/385P/447A/449H、54M/185L/190P/389E/395H、54M/185L/190P/389E/441R/445R/447A/449H、54M/185L/190P/389E/445K、54M/185L/190P/395D/399R/441R/445K/447A/449H、54M/185L/219L/389E、54M/185L/257H/389E/441S/445R/447A/449H、54M/185L/302H/385S/399R/445R/447A、54M/185L/385S/389E/395D/441R/445K/449H、54M/185L/385S/395D/399R/445R/447A/449H、54M/185L/389E/395D/445K/447A、54M/190P/219L/257H/302H、54M/190P/219L/257H/395H/445R/447A/449H、54M/190P/257H、54M/190P/257H/302H/399R、54M/190P/257H/309N/385S/389E/395D/399R/445K、54M/190P/257H/385S/389E、54M/190P/257H/395D/445K/449H、54M/190P/302H/389E/395D/399R/445K/447S、54M/190P/302R/389E、54M/190P/385P/395D、54M/190P/385P/445R/447A/449H、54M/190P/385S/389E/395H/441S/445R、54M/190P/395A、54M/190P/395H/445K/447A、54M/219L/302R/395H/441S/445R/447A、54M/219L/385P/389E/395D/441R/445K/447A、54M/257H、54M/257H/385S/449H、54M/257H/389E、54M/257H/399R、54M/257H/441R/447A、54M/257H/441R/449H、54M/302H/385P/399R/441S/445K/447S、54M/302H/385S/399R/441S/445R/449H、54M/385P、54M/385P/389E/441R/445K/447A/449H、54M/389E/395D/399R/447A/449H、185L/190P/219L/257H/389E/395A/445K/447A、185L/190P/257H/302R/395D/441S/445R/447S、185L/190P/257H/385P/389E/399R、185L/190P/257H/385P/399R/445R/447A、185L/190P/257H/389E/395A、185L/190P/257H/389E/395H/399R/441S/447S/449H、185L/190P/385S/389E/441R/445K/447S、185L/190P/389E/447S/449H、185L/190P/395D/399R、185L/190P/395H/399R、185L/219L/257H/399R/445R/447A、185L/257H/385S/395A/399R/445R/447A、185L/302R/395H/399R/441R/445K/447S/449H、185L/395D/399R/441R/445R/447A、190P/219L/257H/385S/389E/441S/445R/447A/449H、190P/219L/302H/385P/399R/445R、190P/257H/302H/385P/399R、190P/257H/385P/389E/399R、190P/257H/385S/389E/445K/447A、190P/257H/385S/395D、190P/257H/385S/441S/445R/447S/449H、190P/257H/389E/395H/441R/445R/447A、190P/257H/399R/447A/449H、190P/302H/385P/389E/395D/399R/441S/445K/447S、190P/389E、219L/257H/385S/389E/395D/441R/447A/449H、219L/257H/395H、219L/385S/389E/399R/445R/449H、219L/395H、257H/385P/389E/399R、257H/389E/395D/399R/445K/447A、257H/389E/395D/399R/445K/449H、257H/389E/399R、302H/389E/395H/445R、385S/389E、385S/395D、389E/395D/445R/447S、395D/399R、および399Rから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1216を基準にして番号が付けられている。
一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、S54M、S54M/F185L/T190P、S54M/F185L/T190P/C219L/N257H/N302R/V385P/D389E/G395H/N445K/N447A/Y449H、S54M/F185L/T190P/C219L/V385P/N445R/N447A、S54M/F185L/T190P/C219L/V385S、S54M/F185L/T190P/C219L/V385S/D389E/G395D/Q399R/Q441R/N445R/N447A/Y449H、S54M/F185L/T190P/C219L/V385S/G395A/Q399R/Q441R/N445K/N447A/Y449H、S54M/F185L/T190P/C219L/D389E/G395H/Q399R/Q441S/N445K/N447A/Y449H、S54M/F185L/T190P/N302H、S54M/F185L/T190P/N302R/G395H/Q399R、S54M/F185L/T190P/V385P/N447A/Y449H、S54M/F185L/T190P/D389E/G395H、S54M/F185L/T190P/D389E/Q441R/N445R/N447A/Y449H、S54M/F185L/T190P/D389E/N445K、S54M/F185L/T190P/G395D/Q399R/Q441R/N445K/N447A/Y449H、S54M/F185L/C219L/D389E、S54M/F185L/N257H/D389E/Q441S/N445R/N447A/Y449H、S54M/F185L/N302H/V385S/Q399R/N445R/N447A、S54M/F185L/V385S/D389E/G395D/Q441R/N445K/Y449H、S54M/F185L/V385S/G395D/Q399R/N445R/N447A/Y449H、S54M/F185L/D389E/G395D/N445K/N447A、S54M/T190P/C219L/N257H/N302H、S54M/T190P/C219L/N257H/G395H/N445R/N447A/Y449H、S54M/T190P/N257H、S54M/T190P/N257H/N302H/Q399R、S54M/T190P/N257H/K309N/V385S/D389E/G395D/Q399R/N445K、S54M/T190P/N257H/V385S/D389E、S54M/T190P/N257H/G395D/N445K/Y449H、S54M/T190P/N302H/D389E/G395D/Q399R/N445K/N447S、S54M/T190P/N302R/D389E、S54M/T190P/V385P/G395D、S54M/T190P/V385P/N445R/N447A/Y449H、S54M/T190P/V385S/D389E/G395H/Q441S/N445R、S54M/T190P/G395A、S54M/T190P/G395H/N445K/N447A、S54M/C219L/N302R/G395H/Q441S/N445R/N447A、S54M/C219L/V385P/D389E/G395D/Q441R/N445K/N447A、S54M/N257H、S54M/N257H/V385S/Y449H、S54M/N257H/D389E、S54M/N257H/Q399R、S54M/N257H/Q441R/N447A、S54M/N257H/Q441R/Y449H、S54M/N302H/V385P/Q399R/Q441S/N445K/N447S、S54M/N302H/V385S/Q399R/Q441S/N445R/Y449H、S54M/V385P、S54M/V385P/D389E/Q441R/N445K/N447A/Y449H、S54M/D389E/G395D/Q399R/N447A/Y449H、F185L/T190P/C219L/N257H/D389E/G395A/N445K/N447A、F185L/T190P/N257H/N302R/G395D/Q441S/N445R/N447S、F185L/T190P/N257H/V385P/D389E/Q399R、F185L/T190P/N257H/V385P/Q399R/N445R/N447A、F185L/T190P/N257H/D389E/G395A、F185L/T190P/N257H/D389E/G395H/Q399R/Q441S/N447S/Y449H、F185L/T190P/V385S/D389E/Q441R/N445K/N447S、F185L/T190P/D389E/N447S/Y449H、F185L/T190P/G395D/Q399R、F185L/T190P/G395H/Q399R、F185L/C219L/N257H/Q399R/N445R/N447A、F185L/N257H/V385S/G395A/Q399R/N445R/N447A、F185L/N302R/G395H/Q399R/Q441R/N445K/N447S/Y449H、F185L/G395D/Q399R/Q441R/N445R/N447A、T190P/C219L/N257H/V385S/D389E/Q441S/N445R/N447A/Y449H、T190P/C219L/N302H/V385P/Q399R/N445R、T190P/N257H/N302H/V385P/Q399R、T190P/N257H/V385P/D389E/Q399R、T190P/N257H/V385S/D389E/N445K/N447A、T190P/N257H/V385S/G395D、T190P/N257H/V385S/Q441S/N445R/N447S/Y449H、T190P/N257H/D389E/G395H/Q441R/N445R/N447A、T190P/N257H/Q399R/N447A/Y449H、T190P/N302H/V385P/D389E/G395D/Q399R/Q441S/N445K/N447S、T190P/D389E、C219L/N257H/V385S/D389E/G395D/Q441R/N447A/Y449H、C219L/N257H/G395H、C219L/V385S/D389E/Q399R/N445R/Y449H、C219L/G395H、N257H/V385P/D389E/Q399R、N257H/D389E/G395D/Q399R/N445K/N447A、N257H/D389E/G395D/Q399R/N445K/Y449H、N257H/D389E/Q399R、N302H/D389E/G395H/N445R、V385S/D389E、V385S/G395D、D389E/G395D/N445R/N447S、G395D/Q399R、およびQ399Rから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1216を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、5、14、96、108、157、181、188、278、293および341から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1216を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、5S、14T、96K、96P、108E、157Q、181L、188L、278L、293Vおよび341Lから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含む。
一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、H5S、R14T、G96K、G96P、N108E、N157Q、M181L、E188L、V278L、A293VおよびI341Lから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1216を基準にして番号が付けられている。一部のさらなる実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、54/185/190/219/257/302/385/389/395/445/447/449、54/185/190/385/447/449、54/190/257/302/385/395/399、54/190/302/389/395/399/445/447、54/257/385/449、54/257/389、および54/389/395/399/447/449から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1216を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、54M/185L/190P/219L/257H/302R/385P/389E/395H/445K/447A/449H、54M/185L/190P/385P/447A/449H、54M/190P/257H/302R/385P/395A/399R、54M/190P/302H/389E/395D/399R/445K/447S、54M/257H/385S/449H、54M/257H/389E、および54M/389E/395D/399R/447A/449Hから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1216を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、S54M/F185L/T190P/C219L/N257H/N302R/V385P/D389E/G395H/N445K/N447A/Y449H、S54M/F185L/T190P/V385P/N447A/Y449H、S54M/T190P/N257H/N302R/V385P/G395A/Q399R、S54M/T190P/N302H/D389E/G395D/Q399R/N445K/N447S、S54M/N257H/V385S/Y449H、S54M/N257H/D389E、およびS54M/D389E/G395D/Q399R/N447A/Y449Hから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1216を基準にして番号が付けられている。
一部のさらなる実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、14/42/51/108/181、14/42/51/157/341、14/42/341、14/51/96/157、14/51/96/157/341、14/51/96/341、14/51/108、14/51/341、14/96、14/96/108/133、14/96/108/181/341、14/96/108/188、14/96/341、14/108/157、14/108/157/188、14/157/181/278、14/278、42/96/157/341、42/188/341、96/108/181/293、96/108/188、96/108/188/341、96/188、181、188、および293から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1488を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、14T/42T/51V/108E/181L、14T/42T/51V/157Q/341L、14T/42T/341L、14T/51V/96K/157Q、14T/51V/96P/157Q/341L、14T/51V/96P/341L、14T/51V/108E、14T/51V/341L、14T/96K、14T/96K/108E/133I、14T/96K/108E/188V、14T/96K/341L、14T/96P/108E/181L/341L、14T/108E/157Q、14T/108E/157Q/188L、14T/157Q/181L/278L、14T/278L、42T/96P/157Q/341L、42T/188L/341L、96K/188L、96P/108E/181L/293V、96P/108E/188L、96P/108E/188L/341L、181L、188L、および293Vから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1488を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、R14T/V42T/N51V/N108E/M181L、R14T/V42T/N51V/N157Q/I341L、R14T/V42T/I341L、R14T/N51V/G96K/N157Q、R14T/N51V/G96P/N157Q/I341L、R14T/N51V/G96P/I341L、R14T/N51V/N108E、R14T/N51V/I341L、R14T/G96K、R14T/G96K/N108E/V133I、R14T/G96K/N108E/E188V、R14T/G96K/I341L、R14T/G96P/N108E/M181L/I341L、R14T/N108E/N157Q、R14T/N108E/N157Q/E188L、R14T/N157Q/M181L/V278L、R14T/V278L、V42T/G96P/N157Q/I341L、V42T/E188L/I341L、G96K/E188L、G96P/N108E/M181L/A293V、G96P/N108E/E188L、G96P/N108E/E188L/I341L、M181L、E188L、およびA293Vから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1488を基準にして番号が付けられている。一部のさらなる実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、122、144、147、187、196、197、198、199、201、268および324から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1488を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、122V、144V、147F、187K、196M、196P、196V、197V、198A、198F、199G、199Q、199S、201P、268A、324Kおよび324Rから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1488を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、L122V、L144V、S147F、T187K、A196M、A196P、A196V、P197V、Q198A、Q198F、N199G、N199Q、N199S、G201P、Y268A、H324KおよびH324Rから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1488を基準にして番号が付けられている。一部のさらなる実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、14/42/341、14/96、14/96/108/133、14/96/108/181/341、および188から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1488を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、14T/42T/341L、14T/96K、14T/96K/108E/133I、14T/96P/108E/181L/341L、および188Lから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1488を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、R14T/V42T/I341L、R14T/G96K、R14T/G96K/N108E/V133I、R14T/G96P/N108E/M181L/I341L、およびE188Lから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1488を基準にして番号が付けられている。
さらに一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、147/188/196/201、152/187/188/324、152/188、152/188/196/198/199/324、152/188/196/199、152/188/196/201/324、152/188/324、188、188/196/198/199/201、188/196/198/199/201/324、188/196/198/201、188/196/198/324、188/196/201、188/198/199/201/324、188/198/199/268、188/198/201/324、188/198/324、188/199/201、188/201、188/201/324、および188/324から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1516を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、147F/188E/196V/201P、152Y/187K/188E/324K、152Y/188E、152Y/188E/196V/198A/199Q/324K、152Y/188E/196V/199Q、152Y/188E/196V/201P/324K、152Y/188E/324K、188E、188E/196V/198A/199Q/201P、188E/196V/198A/324K、188E/196V/198F/199Q/201P/324K、188E/196V/198F/201P、188E/196V/201P、188E/198A/199Q/268A、188E/198A/201P/324K、188E/198A/324K、188E/198F/199Q/201P/324K、188E/199Q/201P、188E/201P、188E/201P/324K、および188E/324Kから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1516を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、S147F/L188E/A196V/G201P、F152Y/T187K/L188E/H324K、F152Y/L188E、F152Y/L188E/A196V/Q198A/N199Q/H324K、F152Y/L188E/A196V/N199Q、F152Y/L188E/A196V/G201P/H324K、F152Y/L188E/H324K、L188E、L188E/A196V/Q198A/N199Q/G201P、L188E/A196V/Q198A/H324K、L188E/A196V/Q198F/N199Q/G201P/H324K、L188E/A196V/Q198F/G201P、L188E/A196V/G201P、L188E/Q198A/N199Q/Y268A、L188E/Q198A/G201P/H324K、L188E/Q198A/H324K、L188E/Q198F/N199Q/G201P/H324K、L188E/N199Q/G201P、L188E/G201P、L188E/G201P/H324K、およびL188E/H324Kから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1516を基準にして番号が付けられている。一部のさらなる実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、152/188/196/198/199/324、188/196/198/199/201、188/196/198/201、188/196/201、188/198/199/268、188/201、および188/324から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1516を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、152Y/188E/196V/198A/199Q/324K、188E/196V/198A/199Q/201P、188E/196V/198F/201P、188E/196V/201P、188E/198A/199Q/268A、188E/201P、および188E/324Kから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1516を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのポリペプチド配列は、F152Y/L188E/A196V/Q198A/N199Q/H324K、L188E/A196V/Q198A/N199Q/G201P、L188E/A196V/Q198F/G201P、L188E/A196V/G201P、L188E/Q198A/N199Q/Y268A、L188E/G201P、およびL188E/H324Kから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1516を基準にして番号が付けられている。
本発明は、本明細書で提供される操作されたグリコシルトランスフェラーゼであって、ベータ-1,2-グリコシルトランスフェラーゼおよびベータ-1,3-グリコシルトランスフェラーゼから選択される操作されたグリコシルトランスフェラーゼも提供する。一部の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼは、ADP-グルコース依存性グリコシルトランスフェラーゼ(AGT)、CDP-グルコース依存性グリコシルトランスフェラーゼ(CGT)、GDP-グルコース依存性グリコシルトランスフェラーゼ(GGT)、TDP-グルコース依存性グリコシルトランスフェラーゼ(TGT)およびIDP-グルコース依存性グリコシルトランスフェラーゼ(IGT)から選択される、NDP-グリコシルトランスフェラーゼである。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼは、ADP-グルコース依存性グリコシルトランスフェラーゼである。一部のさらなる実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼは、ウラシル二リン酸以外の糖ドナーを優先的に使用する。
本発明は、本明細書で提供される少なくとも1つの操作されたグリコシルトランスフェラーゼポリペプチドをコードする操作されたポリヌクレオチドも提供する。本発明は、本明細書で提供される少なくとも1つのグリコシルトランスフェラーゼをコードする少なくとも1つの操作されたポリヌクレオチドを含むベクターも提供する。一部の実施形態では、ベクターは、少なくとも1つの制御配列をさらに含む。本発明は、本明細書で提供される少なくとも1つのグリコシルトランスフェラーゼをコードする少なくとも1つの操作されたポリヌクレオチドを含む宿主細胞も提供する。本発明は、本明細書で提供される少なくとも1つのベクターを含む宿主細胞をさらに提供する。一部の実施形態では、宿主細胞は、真核生物および原核生物から選択される。
本発明は、本明細書で提供される少なくとも1つの操作されたグリコシルトランスフェラーゼを産生するための方法であって、本明細書で提供される宿主細胞を、操作されたグリコシルトランスフェラーゼが宿主細胞により産生されるような条件下で培養するステップを含む方法も提供する。一部の実施形態では、方法は、操作されたグリコシルトランスフェラーゼを回収するステップをさらに含む。本発明は、本明細書で提供される少なくとも1つの操作されたグリコシルトランスフェラーゼを含む組成物も提供する。
本発明は、配列番号6に対して、少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、またはそれより高い配列同一性を有するポリペプチド配列を含む、操作されたスクロースシンターゼも提供する。一部の実施形態では、配列番号22に対して、少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、またはそれより高い配列同一性を有するポリペプチド配列を含む、操作されたスクロースシンターゼ。一部の実施形態では、操作されたスクロースシンターゼのポリペプチド配列は、3/548、4、7、12、41、42、44、47、52、57、59、71、81、85、93、97、122、129、134、136、139、154、175、215、266、270、343、358、381、388、434、442、519、524、532、536、570、589、603、606、615、635、641、652、724、727、および738から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号22を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたスクロースシンターゼのポリペプチド配列は、3G/548R、4Q、4T、7H、7L、12K、41Q、41S、42D、42E、42I、44A、44I、44L、44T、47A、47G、47R、47T、52G、52Q、52S、52T、52V、57H、57Y、59M、59T、71Q、71T、81H、81P、81Q、85T、93I、97S、97T、122P、129Q、134P、134Q、134R、136G、139G、154A、175S、215L、266R、270L、343L、358P、358Q、381K、381R、381T、381Y、388A、388R、388S、434G、434L、442Y、519C、519V、524R、524S、532E、532T、532Y、536T、570K、589Q、603M、603T、606A、606P、615T、635G、635R、641I、641L、652R、652Y、724A、724S、727H、738A、および738Kから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号22を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたスクロースシンターゼのポリペプチド配列は、E3G/P548R、E4Q、E4T、Q7H、Q7L、S12K、K41Q、K41S、T42D、T42E、T42I、R44A、R44I、R44L、R44T、P47A、P47G、P47R、P47T、P52G、P52Q、P52S、P52T、P52V、W57H、W57Y、A59M、A59T、R71Q、R71T、L81H、L81P、L81Q、V85T、V93I、A97S、A97T、A122P、E129Q、V134P、V134Q、V134R、Q136G、K139G、H154A、G175S、F215L、N266R、V270L、H343L、E358P、E358Q、S381K、S381R、S381T、S381Y、K388A、K388R、K388S、Y434G、Y434L、H442Y、T519C、T519V、A524R、A524S、S532E、S532T、S532Y、E536T、R570K、S589Q、Q603M、Q603T、M606A、M606P、R615T、S635G、S635R、V641I、V641L、G652R、G652Y、K724A、K724S、E727H、S738A、およびS738Kから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号22を基準にして番号が付けられている。一部の実施形態では、操作されたスクロースシンターゼのポリペプチド配列は、41、52、134、381、442、519、524および724から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号22を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたスクロースシンターゼのポリペプチド配列は、41S、52V、134R、381R、442Y、519V、524Rおよび724Sから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号22を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたスクロースシンターゼのポリペプチド配列は、K41S、P52V、V134R、S381R、H442Y、T519V、A524RおよびK724Sから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号22を基準にして番号が付けられている。
一部の実施形態では、操作されたスクロースシンターゼのポリペプチド配列は、25/44/52/134/434/724、41/44/52/97/442/719/724、41/44/52/134/442、41/44/52/434/442/532/724、41/44/52/434/724、41/44/136/329、41/44/136/442、41/44/532、41/52/97/434/442/532/724、41/52/134/136/434、41/52/134/442/724、41/52/136、41/52/434、41/52/434/442、41/52/434/442/724、41/52/442、41/97/134/434/442/532/553、41/134/442/532、41/329/442、41/434/442/532、41/434/442/532/724、41/434/532、41/532、44/52/97/434/442/724、44/52/97/442/724、44/52/134/136/329/434/442/532、44/52/134/434/532、44/136/329/434/532、44/136/532、44/434/442/553、52、52/97、52/97/434/442、52/97/442、52/97/532、52/134、52/134/136/434、52/134/136/442、52/134/329/434、52/134/329/532、52/134/434/442/532/553、52/134/442/724、52/136、52/136/434、52/136/434/442、52/136/434/442/532、52/136/434/724、52/136/442、52/434、52/434/442/532、52/434/442/724、52/434/532、52/442、52/442/532/724、52/442/553/724、52/442/724、52/532、52/553、57/97/434/442/724、97/134/136/442/532、97/134/136/532、97/134/442、97/136/434/442、97/329/724、97/442、134、134/136/434/442、134/136/434/442/532/553/724、134/136/434/442/553/724、134/136/434/532/724、134/136/442/532、134/434/442/724、136、136/442、136/442/724、136/532/724、434、434/442、442、442/724、および532/724から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1652を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたスクロースシンターゼのポリペプチド配列は、25T/44I/52G/134R/434G/724S、41S/44I/52G/97T/442Y/719T/724S、41S/44I/52G/434G/442Y/532Y/724S、41S/44I/52G/434G/724S、41S/44I/52V/134R/442Y、41S/44I/136G/329Q、41S/44I/136G/442Y、41S/44I/532Y、41S/52G/134R/442Y/724S、41S/52G/136G、41S/52V/97T/434G/442Y/532Y/724S、41S/52V/134R/136G/434G、41S/52V/434G、41S/52V/434G/442Y、41S/52V/434G/442Y/724S、41S/52V/442Y、41S/97T/134R/434G/442Y/532Y/553A、41S/134R/442Y/532Y、41S/329Q/442Y、41S/434G/442Y/532Y、41S/434G/442Y/532Y/724S、41S/434G/532Y、41S/532Y、44I/52G/134R/136G/329Q/434G/442Y/532Y、44I/52V/97T/434G/442Y/724S、44I/52V/97T/442Y/724S、44I/52V/134R/434G/532Y、44I/136G/329Q/434G/532Y、44I/136G/532Y、44I/434G/442Y/553A、52G、52G/97T、52G/97T/434G/442Y、52G/97T/442Y、52G/97T/532Y、52G/134R、52G/134R/136G/434G、52G/134R/136G/442Y、52G/134R/329Q/434G、52G/134R/434G/442Y/532Y/553A、52G/136G、52G/434G/442Y/532Y、52G/442Y、52G/442Y/553A/724S、52G/442Y/724S、52G/532Y、52G/553A、52V/134R/329Q/532Y、52V/134R/442Y/724S、52V/136G/434G、52V/136G/434G/442Y、52V/136G/434G/442Y/532Y、52V/136G/434G/724S、52V/136G/442Y、52V/434G、52V/434G/442Y/724S、52V/434G/532Y、52V/442Y、52V/442Y/532Y/724S、52V/442Y/553A/724S、52V/442Y/724S、52V/532Y、57C/97T/434G/442Y/724S、97T/134R/136G/442Y/532Y、97T/134R/136G/532Y、97T/134R/442Y、97T/136G/434G/442Y、97T/329Q/724S、97T/442Y、134R、134R/136G/434G/442Y、134R/136G/434G/442Y/532Y/553A/724S、134R/136G/434G/442Y/553A/724S、134R/136G/434G/532Y/724S、134R/136G/442Y/532Y、134R/434G/442Y/724S、136G、136G/442Y、136G/442Y/724S、136G/532Y/724S、434G、434G/442Y、442Y、442Y/724S、および532Y/724Sから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1652を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたスクロースシンターゼのポリペプチド配列は、A25T/R44I/P52G/V134R/Y434G/K724S、K41S/R44I/P52G/A97T/H442Y/A719T/K724S、K41S/R44I/P52G/Y434G/H442Y/S532Y/K724S、K41S/R44I/P52G/Y434G/K724S、K41S/R44I/P52V/V134R/H442Y、K41S/R44I/Q136G/E329Q、K41S/R44I/Q136G/H442Y、K41S/R44I/S532Y、K41S/P52G/V134R/H442Y/K724S、K41S/P52G/Q136G、K41S/P52V/A97T/Y434G/H442Y/S532Y/K724S、K41S/P52V/V134R/Q136G/Y434G、K41S/P52V/Y434G、K41S/P52V/Y434G/H442Y、K41S/P52V/Y434G/H442Y/K724S、K41S/P52V/H442Y、K41S/A97T/V134R/Y434G/H442Y/S532Y/V553A、K41S/V134R/H442Y/S532Y、K41S/E329Q/H442Y、K41S/Y434G/H442Y/S532Y、K41S/Y434G/H442Y/S532Y/K724S、K41S/Y434G/S532Y、K41S/S532Y、R44I/P52G/V134R/Q136G/E329Q/Y434G/H442Y/S532Y、R44I/P52V/A97T/Y434G/H442Y/K724S、R44I/P52V/A97T/H442Y/K724S、R44I/P52V/V134R/Y434G/S532Y、R44I/Q136G/E329Q/Y434G/S532Y、R44I/Q136G/S532Y、R44I/Y434G/H442Y/V553A、P52G、P52G/A97T、P52G/A97T/Y434G/H442Y、P52G/A97T/H442Y、P52G/A97T/S532Y、P52G/V134R、P52G/V134R/Q136G/Y434G、P52G/V134R/Q136G/H442Y、P52G/V134R/E329Q/Y434G、P52G/V134R/Y434G/H442Y/S532Y/V553A、P52G/Q136G、P52G/Y434G/H442Y/S532Y、P52G/H442Y、P52G/H442Y/V553A/K724S、P52G/H442Y/K724S、P52G/S532Y、P52G/V553A、P52V/V134R/E329Q/S532Y、P52V/V134R/H442Y/K724S、P52V/Q136G/Y434G、P52V/Q136G/Y434G/H442Y、P52V/Q136G/Y434G/H442Y/S532Y、P52V/Q136G/Y434G/K724S、P52V/Q136G/H442Y、P52V/Y434G、P52V/Y434G/H442Y/K724S、P52V/Y434G/S532Y、P52V/H442Y、P52V/H442Y/S532Y/K724S、P52V/H442Y/V553A/K724S、P52V/H442Y/K724S、P52V/S532Y、W57C/A97T/Y434G/H442Y/K724S、A97T/V134R/Q136G/H442Y/S532Y、A97T/V134R/Q136G/S532Y、A97T/V134R/H442Y、A97T/Q136G/Y434G/H442Y、A97T/E329Q/K724S、A97T/H442Y、V134R、V134R/Q136G/Y434G/H442Y、V134R/Q136G/Y434G/H442Y/S532Y/V553A/K724S、V134R/Q136G/Y434G/H442Y/V553A/K724S、V134R/Q136G/Y434G/S532Y/K724S、V134R/Q136G/H442Y/S532Y、V134R/Y434G/H442Y/K724S、Q136G、Q136G/H442Y、Q136G/H442Y/K724S、Q136G/S532Y/K724S、Y434G、Y434G/H442Y、H442Y、H442Y/K724S、およびS532Y/K724Sから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1652を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたスクロースシンターゼのポリペプチド配列は、3、4、22、32、34、38、47/488、51、51/433、62、75/169、101、169、195/213、708および718から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1652を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたスクロースシンターゼのポリペプチド配列は、3A、4V、22L、22T、32S、34E、34S、38L、38N、38V、38W、47S/488N、51A、51H、51H/433P、51T、62I、75I/169A、101V、169E、195K/213T、708Vおよび718Hから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1652を基準にして番号が付けられてい




る。一部の追加の実施形態では、操作されたスクロースシンターゼのポリペプチド配列は、E3A、E4V、H22L、H22T、L32S、T34E、T34S、R38L、R38N、R38V、R38W、P47S/D488N、Y51A、Y51H、Y51H/L433P、Y51T、V62I、M75I/Q169A、L101V、Q169E、S195K/A213T、T708V、およびA718Hから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1652を基準にして番号が付けられている。一部のさらなる実施形態では、操作されたスクロースシンターゼのポリペプチド配列は、44/52/97/442/724、52/97/442、97/442、および434/442から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1652を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたスクロースシンターゼのポリペプチド配列は、44I/52V/97T/442Y/724S、52G/97T/442Y、97T/442Y、および434G/442Yから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1652を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたスクロースシンターゼのポリペプチド配列は、R44I/P52V/A97T/H442Y/K724S、P52G/A97T/H442Y、A97T/H442Y、およびY434G/H442Yから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1652を基準にして番号が付けられている。
さらに一部のさらなる実施形態では、操作されたスクロースシンターゼのポリペプチド配列は、4/22、4/22/34、4/22/34/38、4/22/34/38/169/708、4/22/34/47/51/169/213、4/22/51/708、4/22/101、4/34/38/101、4/34/708、4/62/433/708、4/169、4/169/433、4/169/708、4/433、4/708、22/34、22/34/38、22/34/101/169、22/34/101/169/195、22/34/169/708、22/47/169/433、22/75、34/38/62、34/62/169/433、34/101、62/708、75/169、169/708、および195/708から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1822を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたスクロースシンターゼのポリペプチド配列は、4V/22L/34E、4V/22L/51A/708V、4V/22L/101V、4V/22T、4V/22T/34E/38N、4V/22T/34E/38V/169A/708V、4V/22T/34E/47S/51H/169A/213T、4V/34E/38N/101V、4V/34E/708V、4V/62I/433P/708V、4V/169A、4V/169A/433P、4V/169A/708V、4V/433P、4V/708V、22L/34E、22L/34S/169A/708V、22L/75I、22T/34E/38V、22T/34E/101V/169E、22T/34E/101V/169E/195K、22T/47S/169A/433P、34E/62I/169E/433P、34E/101V、34S/38L/62I、62I/708V、75I/169A、169A/708V、および195K/708Vから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1822を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたスクロースシンターゼのポリペプチド配列は、E4V/H22L/T34E、E4V/H22L/Y51A/T708V、E4V/H22L/L101V、E4V/H22T、E4V/H22T/T34E/R38N、E4V/H22T/T34E/R38V/Q169A/T708V、E4V/H22T/T34E/P47S/Y51H/Q169A/A213T、E4V/T34E/R38N/L101V、E4V/T34E/T708V、E4V/V62I/L433P/T708V、E4V/Q169A、E4V/Q169A/L433P、E4V/Q169A/T708V、E4V/L433P、E4V/T708V、H22L/T34E、H22L/T34S/Q169A/T708V、H22L/M75I、H22T/T34E/R38V、H22T/T34E/L101V/Q169E、H22T/T34E/L101V/Q169E/S195K、H22T/P47S/Q169A/L433P、T34E/V62I/Q169E/L433P、T34E/L101V、T34S/R38L/V62I、V62I/T708V、M75I/Q169A、Q169A/T708V、およびS195K/T708Vから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1822を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたスクロースシンターゼのポリペプチド配列は、4、22、34、121、169、341、411、433、441、518、526、527、528、544、557、558、565、585、602、604、623、708、731および770から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1822を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたスクロースシンターゼのポリペプチド配列は、4V、22L、22T、34E、121D、169A、341N、411I、433P、441A、441L、518S、526H、526V、527A、527Q、528Q、544H、557P、558G、565V、585A、602P、604A、623A、623K、623Q、623R、708V、731A、731M、731Q、731T、および770Tから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1822を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたスクロースシンターゼのポリペプチド配列は、E4V、H22L、H22T、T34E、E121D、Q169A、P341N、L411I、L433P、D441A、D441L、R518S、T526H、T526V、E527A、E527Q、E528Q、R544H、R557P、Q558G、M565V、S585A、V602P、N604A、H623A、H623K、H623Q、H623R、T708V、D731A、D731M、D731Q、D731T、およびV770Tから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1822を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたスクロースシンターゼのポリペプチド配列は、4、4/22/34/38、4/169、4/169/433、4/433、62/708、および169/708から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1822を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたスクロースシンターゼのポリペプチド配列は、4V、4V/22T/34E/38N、4V/169A、4V/169A/433P、4V/433P、62I/708V、および169A/708Vから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1822を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたスクロースシンターゼのポリペプチド配列は、E4V、E4V/H22T/T34E/R38N、E4V/Q169A、E4V/Q169A/L433P、E4V/L433P、V62I/T708V、およびQ169A/T708Vから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号1822を基準にして番号が付けられている。
さらに一部の追加の実施形態では、操作されたスクロースシンターゼのポリペプチド配列は、34/62/411/526/557、34/62/411/557/602/604、34/62/441/557/623、34/62/518/623、34/62/623/731、34/121/441/544/604/623、34/121/526/604/731、34/411/441、34/411/441/518/526/557/565/731、34/411/441/518/544/557/565/708/731、34/411/441/518/585/604/770、34/441/518/526/585/604/731、34/441/526/565/708/770、34/441/544/557/585/602/623、34/441/585/623/708/731、34/526/585/623、62/121/329/518/557/565/623/708、62/121/411/441/518/544/557/585/604/623、62/121/441/518/526/623/770、62/121/441/565/585、62/121/518/557/585/604/708/770、62/411/526/565/604/623、62/411/585/731、62/441/518/557/604/623/708/731、62/441/623/708/770、62/441/770、121/441/518/526/602/604、121/441/518/526/623/708、121/441/526/557/565/708、121/604/708/731/770、411/441/518/557/623、411/441/518/708、411/441/604/623/708/731、411/518/526/604/623/731、411/565/604/623、411/585/623、441/518/526/557/565/602/604/623/708、441/518/526/557/585/604/623/708、441/518/526/604/623、441/518/557/565/585、441/518/565/623/731/770、441/518/585、441/585、441/585/602/604/623/708/731、441/708/731、557/602/604、557/604、585/623/708、および623から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号2092を基準にして番号が付けられている。
一部の追加の実施形態では、操作されたスクロースシンターゼのポリペプチド配列は、34E/62I/411I/526H/557P、34E/62I/411I/557P/602P/604A、34E/62I/441L/557P/623K、34E/62I/518S/623K、34E/62I/623K/731Q、34E/121D/441L/544H/604A/623K、34E/121D/526H/604A/731Q、34E/411I/441L、34E/411I/441L/518S/526H/557P/565V/731Q、34E/411I/441L/518S/544H/557P/565V/708V/731Q、34E/411I/441L/518S/585A/604A/770T、34E/441L/518S/526H/585A/604A/731Q、34E/441L/526H/565V/708V/770T、34E/441L/544H/557P/585A/602P/623K、34E/441L/585A/623K/708V/731Q、34E/526H/585A/623K、62I/121D/329Q/518S/557P/565V/623R/708V、62I/121D/411I/441L/518S/544H/557P/585A/604A/623K、62I/121D/441L/518S/526H/623R/770T、62I/121D/441L/565V/585A、62I/121D/518S/557P/585A/604A/708V/770T、62I/411I/526H/565V/604A/623K、62I/411I/585A/731Q、62I/441L/518S/557P/604A/623K/708V/731Q、62I/441L/623R/708V/770T、62I/441L/770T、121D/441L/518S/526H/602P/604A、121D/441L/518S/526H/623K/708V、121D/441L/526H/557P/565V/708V、121D/604A/708V/731Q/770T、411I/441L/518S/557P/623K、411I/441L/518S/708V、411I/441L/604A/623K/708V/731Q、411I/518S/526H/604A/623K/731Q、411I/565V/604A/623R、411I/585A/623K、441L/518S/526H/557P/565V/602P/604A/623K/708V、441L/518S/526H/557P/585A/604A/623R/708V、441L/518S/526H/604A/623R、441L/518S/557P/565V/585A、441L/518S/565V/623R/731Q/770T、441L/518S/585A、441L/585A、441L/585A/602P/604A/623R/708V/731Q、441L/708V/731Q、557P/602P/604A、557P/604A、585A/623R/708V、および623Rから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号2092を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたスクロースシンターゼのポリペプチド配列は、T34E/V62I/L411I/T526H/R557P、T34E/V62I/L411I/R557P/V602P/N604A、T34E/V62I/D441L/R557P/H623K、T34E/V62I/R518S/H623K、T34E/V62I/H623K/D731Q、T34E/E121D/D441L/R544H/N604A/H623K、T34E/E121D/T526H/N604A/D731Q、T34E/L411I/D441L、T34E/L411I/D441L/R518S/T526H/R557P/M565V/D731Q、T34E/L411I/D441L/R518S/R544H/R557P/M565V/T708V/D731Q、T34E/L411I/D441L/R518S/S585A/N604A/V770T、T34E/D441L/R518S/T526H/S585A/N604A/D731Q、T34E/D441L/T526H/M565V/T708V/V770T、T34E/D441L/R544H/R557P/S585A/V602P/H623K、T34E/D441L/S585A/H623K/T708V/D731Q、T34E/T526H/S585A/H623K、V62I/E121D/E329Q/R518S/R557P/M565V/H623R/T708V、V62I/E121D/L411I/D441L/R518S/R544H/R557P/S585A/N604A/H623K、V62I/E121D/D441L/R518S/T526H/H623R/V770T、V62I/E121D/D441L/M565V/S585A、V62I/E121D/R518S/R557P/S585A/N604A/T708V/V770T、V62I/L411I/T526H/M565V/N604A/H623K、V62I/L411I/S585A/D731Q、V62I/D441L/R518S/R557P/N604A/H623K/T708V/D731Q、V62I/D441L/H623R/T708V/V770T、V62I/D441L/V770T、E121D/D441L/R518S/T526H/V602P/N604A、E121D/D441L/R518S/T526H/H623K/T708V、E121D/D441L/T526H/R557P/M565V/T708V、E121D/N604A/T708V/D731Q/V770T、L411I/D441L/R518S/R557P/H623K、L411I/D441L/R518S/T708V、L411I/D441L/N604A/H623K/T708V/D731Q、L411I/R518S/T526H/N604A/H623K/D731Q、L411I/M565V/N604A/H623R、L411I/S585A/H623K、D441L/R518S/T526H/R557P/M565V/V602P/N604A/H623K/T708V、D441L/R518S/T526H/R557P/S585A/N604A/H623R/T708V、D441L/R518S/T526H/N604A/H623R、D441L/R518S/R557P/M565V/S585A、D441L/R518S/M565V/H623R/D731Q/V770T、D441L/R518S/S585A、D441L/S585A、D441L/S585A/V602P/N604A/H623R/T708V/D731Q、D441L/T708V/D731Q、R557P/V602P/N604A、R557P/N604A、S585A/H623R/T708V、およびH623Rから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号2092を基準にして番号が付けられている。さらに一部のさらなる実施形態では、操作されたスクロースシンターゼのポリペプチド配列は、63、65、269、323、406、416、469、511および640から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号2092を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたスクロースシンターゼのポリペプチド配列は、63G、63S、63T、65C、65L、269V、323G、323S、323T、406G、416F、469S、511L、640A、640E、640H、640N、640R、640Vおよび640Wから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号2092を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたスクロースシンターゼのポリペプチド配列は、A63G、A63S、A63T、T65C、T65L、I269V、A323G、A323S、A323T、N406G、L416F、T469S、V511L、T640A、T640E、T640H、T640N、T640R、T640VおよびT640Wから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号2092を基準にして番号が付けられている。一部のさらなる実施形態では、操作されたスクロースシンターゼのポリペプチド配列は、34/62/441/557/623、34/441/585/623/708/731、62/441/623/708/770、411/441/518/557/623、411/441/604/623/708/731、441/518/526/557/585/604/623/708、441/518/557/565/585、および441/585/602/604/623/708/731から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号2092を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたスクロースシンターゼのポリペプチド配列は、34E/62I/441L/557P/623K、34E/441L/585A/623K/708V/731Q、62I/441L/623R/708V/770T、411I/441L/518S/557P/623K、411I/441L/604A/623K/708V/731Q、441L/518S/526H/557P/585A/604A/623R/708V、441L/518S/557P/565V/585A、および441L/585A/602P/604A/623R/708V/731Qから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号2092を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたスクロースシンターゼのポリペプチド配列は、T34E/V62I/D441L/R557P/H623K、T34E/D441L/S585A/H623K/T708V/D731Q、V62I/D441L/H623R/T708V/V770T、L411I/D441L/R518S/R557P/H623K、L411I/D441L/N604A/H623K/T708V/D731Q、D441L/R518S/T526H/R557P/S585A/N604A/H623R/T708V、D441L/R518S/R557P/M565V/S585A、およびD441L/S585A/V602P/N604A/H623R/T708V/D731Qから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号2092を基準にして番号が付けられている。
一部のさらなる実施形態では、操作されたスクロースシンターゼのポリペプチド配列は、34、34/62、34/62/65/640、34/62/323、34/63/65/323/528/640、34/63/65/406/528/640/713、34/63/323/526/528/640、34/63/406/528/640/731、34/65、34/65/528/640、34/323/406/640、34/323/640、34/640、38/640、62/63、62/63/65/528/640、62/63/69/323/406/640、62/63/526/640/731、62/323/640、63/65/323/406/526/528/640/731、63/65/406/731、63/65/528/640/731、63/65/640、63/323/406/640、63/406、63/406/640、63/526/528/640/731、63/731、323/406/640、323/406/640/731、323/526/528/640、323/526/640、323/640/731、406/640、526/528/640/731、および731から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号2182を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたスクロースシンターゼのポリペプチド配列は、34E、34E/62I、34E/62I/65C/640R、34E/62I/323G、34E/63S/65C/406G/528D/640R/713V、34E/63S/323G/526T/528D/640R、34E/63S/406G/528D/640N/731Q、34E/63T/65C/323G/528D/640R、34E/65C、34E/65C/528D/640R、34E/323G/406G/640A、34E/323G/640A、34E/640A、34E/640R、38H/640R、62I/63S/65C/528D/640A、62I/63S/526T/640R/731Q、62I/63T、62I/63T/69F/323G/406G/640R、62I/323G/640R、63S/65C/640R、63S/323G/406G/640A、63S/406G、63S/526T/528D/640R/731Q、63S/731Q、63T/65C/323G/406G/526T/528D/640N/731Q、63T/65C/406G/731Q、63T/65C/528D/640A/731Q、63T/406G/640A、323G/406G/640N、323G/406G/640R/731Q、323G/526T/528D/640R、323G/526T/640R、323G/640A/731Q、406G/640R、526T/528D/640A/731Q、および731Qから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号2182を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたスクロースシンターゼのポリペプチド配列は、T34E、T34E/V62I、T34E/V62I/T65C/T640R、T34E/V62I/A323G、T34E/A63S/T65C/N406G/E528D/T640R/A713V、T34E/A63S/A323G/H526T/E528D/T640R、T34E/A63S/N406G/E528D/T640N/D731Q、T34E/A63T/T65C/A323G/E528D/T640R、T34E/T65C、T34E/T65C/E528D/T640R、T34E/A323G/N406G/T640A、T34E/A323G/T640A、T34E/T640A、T34E/T640R、R38H/T640R、V62I/A63S/T65C/E528D/T640A、V62I/A63S/H526T/T640R/D731Q、V62I/A63T、V62I/A63T/I69F/A323G/N406G/T640R、V62I/A323G/T640R、A63S/T65C/T640R、A63S/A323G/N406G/T640A、A63S/N406G、A63S/H526T/E528D/T640R/D731Q、A63S/D731Q、A63T/T65C/A323G/N406G/H526T/E528D/T640N/D731Q、A63T/T65C/N406G/D731Q、A63T/T65C/E528D/T640A/D731Q、A63T/N406G/T640A、A323G/N406G/T640N、A323G/N406G/T640R/D731Q、A323G/H526T/E528D/T640R、A323G/H526T/T640R、A323G/T640A/D731Q、N406G/T640R、H526T/E528D/T640A/D731Q、およびD731Qから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号2182を基準にして番号が付けられている。一部のさらなる実施形態では、操作されたスクロースシンターゼのポリペプチド配列は、28、30、30/158、37、59、102、108、158、164、183、191、206、235、307、311、409、419、533、543、546、559、683、710、752および793から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号2182を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたスクロースシンターゼのポリペプチド配列は、28H、30A、30H/158H、30M、30Q、37L、37M、59T、102N、102T、108R、158A、158K、164G、164Q、164S、164T、183P、191L、206I、235A、307E、307H、311L、311S、409S、419L、419V、533K、533R、543A、546N、546Q、546T、559R、683L、683V、710A、710G、710S、710V、752R、および793Gから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号2182を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたスクロースシンターゼのポリペプチド配列は、R28H、S30A、S30H/R158H、S30M、S30Q、Q37L、Q37M、A59T、S102N、S102T、Q108R、R158A、R158K、A164G、A164Q、A164S、A164T、N183P、T191L、L206I、V235A、N307E、N307H、Q311L、Q311S、A409S、T419L、T419V、L533K、L533R、G543A、P546N、P546Q、P546T、K559R、R683L、R683V、E710A、E710G、E710S、E710V、T752R、およびE793Gから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号2182を基準にして番号が付けられている。一部のさらなる実施形態では、操作されたスクロースシンターゼのポリペプチド配列は、34/62、34/65、34/323/640、34/640、38/640、および63/65/406/731から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号2182を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたスクロースシンターゼのポリペプチド配列は、34E/62I、34E/65C、34E/323G/640A、34E/640A、38H/640R、および63T/65C/406G/731Qから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号2182を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたスクロースシンターゼのポリペプチド配列は、T34E/V62I、T34E/T65C、T34E/A323G/T640A、T34E/T640A、R38H/T640R、およびA63T/T65C/N406G/D731Qから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号2182を基準にして番号が付けられている。
さらに一部のさらなる実施形態では、操作されたスクロースシンターゼのポリペプチド配列は、34/65/323/406/411/565、34/323/406/411/565、34/323/406/565/731、62/65/323/406/565、62/65/323/406/565/731、62/65/323/411/565、62/65/406/411/565/731、62/323/406/411、62/323/406/411/565、62/323/411/565、63/65/323/406/565/731、63/65/406/411/565、65/323/406/565、323/406/411/565、323/411/565、および636から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号2322を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたスクロースシンターゼのポリペプチド配列は、34E/65C/323G/406G/411I/565V、34E/323G/406G/411I/565V、34E/323G/406G/565V/731Q、62I/65C/323G/406G/565V、62I/65C/323G/406G/565V/731Q、62I/65C/323G/411I/565V、62I/65C/406G/411I/565V/731Q、62I/323G/406G/411I、62I/323G/406G/411I/565V、62I/323G/411I/565V、63T/65C/323G/406G/565V/731Q、63T/65C/406G/411I/565V、65C/323G/406G/565V、323G/406G/411I/565V、323G/411I/565V、636A、636H、および636Nから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号2322を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたスクロースシンターゼのポリペプチド配列は、T34E/T65C/A323G/N406G/L411I/M565V、T34E/A323G/N406G/L411I/M565V、T34E/A323G/N406G/M565V/D731Q、V62I/T65C/A323G/N406G/M565V、V62I/T65C/A323G/N406G/M565V/D731Q、V62I/T65C/A323G/L411I/M565V、V62I/T65C/N406G/L411I/M565V/D731Q、V62I/A323G/N406G/L411I、V62I/A323G/N406G/L411I/M565V、V62I/A323G/L411I/M565V、A63T/T65C/A323G/N406G/M565V/D731Q、A63T/T65C/N406G/L411I/M565V、T65C/A323G/N406G/M565V、A323G/N406G/L411I/M565V、A323G/L411I/M565V、Q636A、Q636H、およびQ636Nから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号2322を基準にして番号が付けられている。一部のさらなる実施形態では、操作されたスクロースシンターゼのポリペプチド配列は、34/65/323/406/411/565、34/323/406/411/565、62/65/323/406/565、62/65/406/411/565/636/731、62/65/406/411/565/731、62/323/406/411、62/323/406/411/565、および62/323/411/565から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号2322を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたスクロースシンターゼのポリペプチド配列は、34E/65C/323G/406G/411I/565V、34E/323G/406G/411I/565V、62I/65C/323G/406G/565V、62I/65C/406G/411I/565V/636H/731Q、62I/65C/406G/411I/565V/731Q、62I/323G/406G/411I、62I/323G/406G/411I/565V、および62I/323G/411I/565Vから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号2322を基準にして番号が付けられている。一部の追加の実施形態では、操作されたスクロースシンターゼのポリペプチド配列は、T34E/T65C/A323G/N406G/L411I/M565V、T34E/A323G/N406G/L411I/M565V、V62I/T65C/A323G/N406G/M565V、V62I/T65C/N406G/L411I/M565V/Q636H/D731Q、V62I/T65C/N406G/L411I/M565V/D731Q、V62I/A323G/N406G/L411I、V62I/A323G/N406G/L411I/M565V、およびV62I/A323G/L411I/M565Vから選択される少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、これらの位置は、配列番号2322を基準にして番号が付けられている。
本発明は、本明細書で提供される少なくとも1つの操作されたスクロースシンターゼポリペプチドをコードする操作されたポリヌクレオチドも提供する。本発明は、本明細書で提供される少なくとも1つの操作されたスクロースシンターゼをコードする少なくとも1つの操作されたポリヌクレオチドを含むベクターをさらに提供する。一部の実施形態では、ベクターは、少なくとも1つの制御配列をさらに含む。本発明は、少なくとも1つのスクロースシンターゼをコードする少なくとも1つの操作されたポリヌクレオチドを含む宿主細胞も提供する。一部の実施形態では、宿主細胞は、少なくとも1つのスクロースシンターゼをコードする少なくとも1つのポリヌクレオチドを含む少なくとも1つのベクターを含む。一部の実施形態(embodimetnts)では、宿主細胞は、真核生物および原核生物から選択される。本発明は、本明細書で提供される少なくとも1つの操作されたスクロースシンターゼ改変体を産生するための方法であって、本明細書で提供される宿主細胞を、操作されたスクロースシンターゼ改変体が宿主細胞により産生されるような条件下で培養するステップを含む方法も提供する。一部の実施形態では、方法は、操作されたスクロースシンターゼ改変体を回収するステップをさらに含む。本発明は、本明細書で提供される少なくとも1つの操作されたスクロースシンターゼ改変体を含む組成物も提供する。
本発明は、基質のグリコシル化のための方法であって、少なくとも1つの基質、本明細書で提供される少なくとも1つの操作されたグリコシルトランスフェラーゼを提供するステップ、および基質とグリコシルトランスフェラーゼとを、基質がグリコシル化されて少なくとも1つのグリコシル化産物を産生するような条件下で接触させるステップを含む方法も提供する。一部の実施形態では、基質は、少なくとも1個のステビオールグリコシドを含む。一部の追加の実施形態では、グリコシル化産物は、少なくとも1つのモノグリコシル化および/またはポリグリコシル化産物を含む。
本発明は、レバウジオシドMを産生するための方法であって、レバウジオシドDおよび/またはレバウジオシドI基質、NDP-グルコース、ならびに本明細書で提供される少なくとも1つの操作されたグリコシルトランスフェラーゼを提供するステップ、レバウジオシドDおよびレバウジオシドI基質、NDP-グルコース、ならびにグリコシルトランスフェラーゼを、レバウジオシドMが産生されるような条件下で組み合わせるステップを含む方法も提供する。
本発明は、レバウジオシドAおよび/またはレバウジオシドIを産生するための方法であって、ステビオシド基質、NDP-グルコース、および本明細書で提供される少なくとも1つの操作されたグリコシルトランスフェラーゼを提供するステップ、ステビオシド基質、NDP-グルコース、およびグリコシルトランスフェラーゼを、レバウジオシドAおよび/またはレバウジオシドIが産生されるような条件下で組み合わせるステップを含む方法も提供する。
本発明は、レバウジオシドDを産生するための方法であって、ステビオシド基質、NDP-グルコース、および本明細書で提供される少なくとも1つの操作されたグリコシルトランスフェラーゼを提供するステップ、ステビオシド基質、NDP-グルコース、グリコシルトランスフェラーゼを、レバウジオシドDが産生されるような条件下で組み合わせるステップを含む方法も提供する。
本明細書で提供される方法の一部の実施形態では、NDP-グルコースは、ADP-グルコース、CDP-グルコース、TDP-グルコース、GDP-グルコース、および/またはIDT-グルコースから選択される。一部のさらなる実施形態では、NDP-グルコースは、UDP-グルコースではない。
本発明は、レバウジオシドMを産生するための方法であって、レバウジオシドDおよび/またはレバウジオシドI基質、ADP-グルコース、ならびに本明細書で提供される少なくとも1つの操作されたグリコシルトランスフェラーゼを提供するステップ、レバウジオシドDおよび/またはレバウジオシドI基質、ADP-グルコース、ならびにグリコシルトランスフェラーゼを、レバウジオシドMが産生されるような条件下で組み合わせるステップを含む方法も提供する。
本発明は、レバウジオシドAおよび/またはレバウジオシドIを産生するための方法であって、ステビオシド基質、ADP-グルコース、および本明細書で提供される少なくとも1つの操作されたADP-グリコシルトランスフェラーゼを提供するステップ、ステビオシド基質、ADP-グルコース、およびグリコシルトランスフェラーゼを、レバウジオシドAおよび/またはレバウジオシドIが産生されるような条件下で組み合わせるステップを含む方法も提供する。
本発明は、レバウジオシドDを産生するための方法であって、ステビオシド基質、ADP-グルコース、および本明細書で提供される少なくとも1つの操作されたグリコシルトランスフェラーゼを提供するステップ、ステビオシド基質、ADP-グルコース、およびグリコシルトランスフェラーゼを、レバウジオシドDが産生されるような条件下で組み合わせるステップを含む方法も提供する。
本発明は、レバウジオシドMを産生するための方法であって、レバウジオシドDおよび/またはレバウジオシドI基質、NDP、スクロース、スクロースシンターゼ、ならびに本明細書で提供される少なくとも1つの操作されたグリコシルトランスフェラーゼを提供するステップ、レバウジオシドD基質、NDP、スクロース、スクロースシンターゼ、およびグリコシルトランスフェラーゼを、レバウジオシドMが産生されるような条件下で組み合わせるステップを含む方法も提供する。
本発明は、レバウジオシドAおよび/またはレバウジオシドIを産生するための方法であって、ステビオシド基質、NDP、スクロース、スクロースシンターゼ、および本明細書で提供される少なくとも1つの操作されたグリコシルトランスフェラーゼを提供するステップ、ステビオシド基質、NDP、スクロース、スクロースシンターゼ、およびグリコシルトランスフェラーゼを、レバウジオシドAおよび/またはレバウジオシドIが産生されるような条件下で組み合わせるステップを含む方法も提供する。
本発明は、レバウジオシドDを産生するための方法であって、ステビオシド基質、NDP、スクロース、スクロースシンターゼ、および本明細書で提供される少なくとも1つの操作されたグリコシルトランスフェラーゼを提供するステップ、ステビオシド基質、NDP、スクロース、スクロースシンターゼ、およびグリコシルトランスフェラーゼを、レバウジオシドDが産生されるような条件下で組み合わせるステップを含む方法も提供する。
本発明は、レバウジオシドMを産生するための方法であって、少なくとも1つのステビオシドを含むおよび/またはステビオシドとrebAの混合物を含むステビオシド基質、NDP、スクロース、スクロースシンターゼ、ならびに本明細書で提供される少なくとも1つの操作されたグリコシルトランスフェラーゼを提供するステップ、ステビオシド基質、NDP、スクロース、スクロースシンターゼ、およびグリコシルトランスフェラーゼを、レバウジオシドMが産生されるような条件下で組み合わせるステップを含む方法も提供する。
本発明は、レバウジオシドMを産生するための方法であって、ステビオシド基質、NDP、スクロース、少なくとも1つのスクロースシンターゼ、および本明細書で提供される少なくとも1つの操作されたグリコシルトランスフェラーゼを提供するステップ、ステビオシド基質、NDP、およびグリコシルトランスフェラーゼを、レバウジオシドAが先ず産生され、次いでレバウジオシドDおよび/またはレバウジオシドIが産生され、最後にレバウジオシドMが産生されるような条件下で組み合わせるステップを含む方法も提供する。
本明細書で提供される方法の一部の実施形態では、スクロースシンターゼは、本明細書で提供される操作されたスクロースシンターゼである。本明細書で提供される方法の一部のさらなる実施形態では、方法は、ワンポット反応として行われる。一部の代替実施形態では、方法は、逐次的に行われる。さらに一部の追加の実施形態では、方法は、方法のステップを反復するステップをさらに含む。一部のさらなる実施形態では、スクロースは、反復されるステップを通して再利用される。一部の追加の実施形態では、操作されたグリコシルトランスフェラーゼおよび/または他の反応成分は、再利用される。さらに一部のさらなる実施形態では、ステビオシド基質は、Stevia rebaudianaから抽出される。一部の追加の実施形態では、ステビオシド基質は、合成により産生される。さらに一部のさらなる実施形態では、グリコシルトランスフェラーゼおよび/またはスクロースシンターゼは、固定化されている。一部のさらなる実施形態では、方法は、フルクトースを含む反応産物を産生する。さらに一部のさらなる実施形態では、フルクトースは、反応産物から除去される。一部の実施形態では、方法は、洗浄ステップをさらに含む。一部の追加の実施形態では、方法は、少なくとも1つのカラムクロマトグラフィーステップをさらに含む。方法のさらに一部の追加の実施形態では、少なくとも1つの操作されたグリコシルトランスフェラーゼは、本明細書で提供されるグリコシルトランスフェラーゼから選択されるベータ-1,2-グリコシルトランスフェラーゼである。方法の一部の追加の実施形態では、少なくとも1つの操作されたグリコシルトランスフェラーゼは、本明細書で提供されるグリコシルトランスフェラーゼから選択されるベータ-1,3-グリコシルトランスフェラーゼである。方法の一部の実施形態では、少なくとも1つの操作されたグリコシルトランスフェラーゼは、本明細書で提供されるグリコシルトランスフェラーゼから選択されるベータ-1,2-グリコシルトランスフェラーゼであり、本明細書で提供されるグリコシルトランスフェラーゼから選択されるベータ-1,3-グリコシルトランスフェラーゼであることをさらに含む。一部の実施形態では、方法は、本明細書で提供される少なくとも1つの操作されたスクロースシンターゼをさらに含む。
本発明は、本明細書で提供される方法に従って産生される少なくとも1つのレバウジオシドも提供する。本発明は、本明細書で提供される方法に従って産生されるレバウジオシドを含む組成物も提供する。一部の実施形態では、レバウジオシドMは、本明細書で提供される方法に従って産生される。本発明は、本明細書で提供される方法に従って産生されるレバウジオシドMを含む組成物も提供する。
一部の実施形態では、レバウジオシドAは、本明細書で提供される方法に従って産生される。本発明は、本明細書で提供される方法に従って産生されるレバウジオシドAを含む組成物も提供する。一部の実施形態では、レバウジオシドIは、本明細書で提供される方法に従って産生される。本発明は、本明細書で提供される方法に従って産生されるレバウジオシドIを含む組成物も提供する。一部の実施形態では、レバウジオシドDは、本明細書で提供される方法に従って産生される。本発明は、本明細書で提供される方法に従って産生されるレバウジオシドDを含む組成物も提供する。一部の実施形態では、レバウジオシドの混合物は、本明細書で提供される方法に従って産生される。本発明は、本明細書で提供される方法に従って産生されるレバウジオシドの混合物を含む組成物も提供する。一部の実施形態では、混合物は、本明細書で提供される方法に従って産生される少なくとも1つのレバウジオシドを含む少なくとも2つの組成物を含む。本発明は、本明細書で提供される少なくとも2つのレバウジオシドの混合物を含む組成物を提供する。
図1は、グリコシルトランスフェラーゼが、ヌクレオシドジホスホグルコース(NDP-グルコース)、例えばADP-グルコース、からのグルコシル基の、アクセプター、例えばR-OH(式中、Rは、任意のグリコシル、アルコキシ、カルボキシ、アミノカルボニル、ヘテロアルキル、ヘテロアルケニル、ヘテロアルキニル、カルボキシアルキル、アミノアルキル、ハロアルキル、アルキルチオアルキル、ヘテロシクロアルキル、ヘテロアリール、またはヘテロアリールアルキル基である)への転移を触媒する、酵素反応スキームを提供する図である。さらなる実施形態では、R-OHは、ステビオシドまたはレバウジオシドDであり、産物は、レバウジオシドA、レバウジオシドI、またはレバウジオシドMである。ヌクレオシド二リン酸依存性シンターゼは、NDP-グルコースを再生して副産物(例えば、フルクトース)を放出する、グルコースドナー(例えば、スクロース)からのグルコシル基のヌクレオシド二リン酸への転移を触媒する。
図2は、炭素に番号を付けたレバウジオシドMの構造を提供する図である。
図3は、炭素に番号を付けたレバウジオシドIの構造を提供する図である。
本発明は、操作されたグリコシルトランスフェラーゼ(GT)酵素、GT活性を有するポリペプチド、およびこれらの酵素をコードするポリヌクレオチド、ならびにこれらのポリヌクレオチドおよびポリペプチドを含むベクターおよび宿主細胞を提供する。本発明は、操作されたスクロースシンターゼ(SuS)酵素、SuS活性を有するポリペプチド、およびこれらの酵素をコードするポリヌクレオチド、ならびにこれらのポリヌクレオチドおよびポリペプチドを含むベクターおよび宿主細胞を提供する。本発明は、GT酵素を含む組成物、およびβ-グルコース結合を有する産物を作製するために操作されたGT酵素を使用する方法を、さらに提供する。本発明は、レバウジオシド(例えば、レバウジオシドM、レバウジオシドA、レバウジオシドIおよびレバウジオシドD)の産生のための組成物および方法をさらに提供する。本発明は、SuS酵素を含む組成物、およびそれらを使用する方法も提供する。GTおよびSuS酵素を産生する方法も提供される。
別段の定義がない限り、本明細書で使用される全ての専門および科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般に理解されているのと同じ意味を一般に有する。一般に、本明細書で使用される命名法、ならびに下記の細胞培養、分子遺伝学、微生物学、有機化学、分析化学および核酸化学の実験手順は、当技術分野において周知かつ一般に利用されているものである。そのような技術は、周知であり、当業者に周知の非常に多くの教科書および参考文献に記載されている。標準的な技術またはそれらの改良形態が、化学合成および化学分析に使用される。本明細書において上記および下記両方で言及される全ての特許、特許出願、論文および刊行物は、これにより参照により本明細書に明確に組み込まれる。
本明細書に記載のものと同様または同等の任意の好適な方法および材料が本発明の実施の際に使用されるが、一部の方法および材料が本明細書に記載される。本発明が、記載される特定の方法論、プロトコールおよび試薬に限定されないことは、これらの方法論、プロトコールおよび試薬はそれらが当業者によって使用される状況に依存して変わり得るので、理解されるはずである。したがって、直ぐ下で定義される用語は、本発明に総じて言及することによりさらに十分に説明される。
上述の概要および下記の詳細な説明の両方が、例示的かつ説明的なものに過ぎず、本発明を制限するものでないことを、理解されたい。本明細書で使用される節の見出しは、構成を目的としたものに過ぎず、記載される主題を限定するものと見なすべきでない。数値範囲は、範囲を規定する数を含む。したがって、本明細書で開示されるあらゆる数値範囲は、そのようなより広い数値範囲内に入るあらゆるより狭い数値範囲を、そのようなより狭い数値範囲が全て本明細書に明確に記載されているかのごとく包含するように意図されている。本明細書で開示されるあらゆる最大(または最小)数値限度は、あらゆる数値下(上)限を、そのような数値下(上)限が本明細書に明確に記載されているかのごとく含むことも、意図されている。
略号および定義
遺伝子コードされるアミノ酸について使用される略号は、従来通りであり、以下の通りである:アラニン(AlaまたはA)、アルギニン(AreまたはR)、アスパラギン(AsnまたはN)、アスパラギン酸(AspまたはD)、システイン(CysまたはC)、グルタミン酸(GluまたはE)、グルタミン(GlnまたはQ)、ヒスチジン(HisまたはH)、イソロイシン(IleまたはI)、ロイシン(LeuまたはL)、リシン(LysまたはK)、メチオニン(MetまたはM)、フェニルアラニン(PheまたはF)、プロリン(ProまたはP)、セリン(SerまたはS)、トレオニン(ThrまたはT)、トリプトファン(TrpまたはW)、チロシン(TyrまたはY)、およびバリン(ValまたはV)。3文字略号が使用されるとき、特に、「L」もしくは「D」が先行する場合または略号が使用される文脈から明らかである場合を除き、アミノ酸は、α炭素(Cα)についてL立体配置であってもよく、またはD立体配置であってもよい。例えば、「Ala」は、α炭素についての立体配置の指定のないアラニンを示すが、「D-Ala」および「L-Ala」は、それぞれ、D-アラニンおよびL-アラニンを示す。1文字略号が使用されるとき、大文字は、α炭素についてL-立体配置のアミノ酸を示し、小文字は、α炭素についてD-立体配置のアミノ酸を示す。例えば「A」は、L-アラニンを示し、「a」は、D-アラニンを示す。ポリペプチド配列が一連の1文字または3文字略号(またはその混合形)として提示されるとき、配列は、一般的な慣習に従ってアミノ(N)からカルボキシ(C)への方向で提示される。
遺伝子コードされるヌクレオシドについて使用される略号は、従来通りであり、次の通りである:アデノシン(A)、グアノシン(G)、シチジン(C)、チミジン(T)、およびウリジン(U)。詳しい説明が特にない場合は、略記されたヌクレオシドは、リボヌクレオシドであることもあり、または2’-デオキシリボヌクレオシドであることもある。ヌクレオシドは、個別にまたは集合的に、リボヌクレオシドまたは2’-デオキシリボヌクレオシドのどちらかであると指定されることがある。核酸配列が、一連の1文字略号として提示されるとき、配列は、一般的な慣例に従って5’から3’方向に提示され、リン酸は示されない。
本発明に関して、本明細書での説明に使用される専門および科学用語は、別段の特別な定義がない限り、当業者によって一般に理解されている意味を有することとする。したがって、以下の用語は、以下の意味を有するように意図されている。
本明細書で使用される場合、単数形「1つの(a)」、「1つの(an)」および「その(the)」は、別段の文脈による明確な指示がない限り、複数の言及対象を含む。したがって、例えば、「ポリペプチド(a polypeptide)」は、1つより多くのポリペプチドを含む。
同様に、「含む(comprise)」、「含む(comprises)」、「含む(comprising)」、「含む(include)」、「含む(includes)」および「含む(including)」は、置き換え可能であり、限定することを意図したものではない。したがって、本明細書で使用される場合、用語「含む(comprising)」およびその同語源語は、それらの包括的な意味で使用される(すなわち、用語「含む(including)」およびその対応する同語源語と同等である)。
様々な実施形態の説明が用語「含む(comprising)」を使用する場合、一部の具体的な事例では、実施形態が、その代わりに「から本質的になる」または「からなる」という言葉を使用して説明されることがあることは、当業者に理解されるであろう。
本明細書で使用される場合、用語「約」は、特定の値についての許容される誤差を意味する。一部の事例では、「約」は、所与の値範囲の0.05%、0.5%、1.0%または2.0%以内を意味する。一部の事例では、「約」は、所与の値の1標準偏差、2標準偏差、3標準偏差または4標準偏差以内を意味する。
本明細書で使用される場合、「EC」番号は、国際生化学・分子生物学連合の命名法委員会(the Nomenclature Committee of the International Union of Biochemistry and Molecular Biology)(NC-IUBMB)の酵素命名法をいう。IUBMB生化学分類は、酵素についての、それらが触媒する化学反応に基づく、数値分類体系である。
本明細書で使用される場合、「ATCC」は、米国培養細胞系統保存機関(American Type Culture Collection)を指し、そのバイオレポジトリーコレクションは、遺伝子および株を含む。
本明細書で使用される場合、「NCBI」は、米国国立生物学情報センター(National Center for Biological Information)およびそこで提供されている配列データベースを指す。
「タンパク質」、「ポリペプチド」、および「ペプチド」は、長さや翻訳後修飾(例えば、グリコシル化またはリン酸化)を問わず、アミド結合により共有結合で連結されている少なくとも2個のアミノ酸のポリマーを示すために、本明細書では同義的に使用される。この定義には、D-アミノ酸、L-アミノ酸、D-アミノ酸とL-アミノ酸の混合物、D-アミノ酸を含むポリマー、L-アミノ酸を含むポリマー、およびD-アミノ酸とL-アミノ酸の混合物を含むポリマーが含まれる。
「アミノ酸」は、本明細書では、それらの一般に公知の3文字記号、またはIUPAC-IUB生化学命名法委員会により推奨される1文字記号のどちらかによって言及される。ヌクレオチドは、同様に、それらの一般に受け入れられている1文字コードによって言及され得る。
本明細書で使用される場合、「ポリヌクレオチド」および「核酸」は、共有結合で互いに連結されている2つまたはそれより多くのヌクレオチドを指す。ポリヌクレオチドは、完全にリボヌクレオチド(すなわち、RNA)から構成されることもあり、完全に2’デオキシリボヌクレオチド(すなわち、DNA)から構成されることもあり、またはリボヌクレオチドと2’デオキシリボヌクレオチドの混合物から構成されることもある。ヌクレオシドは、典型的には、標準的なホスホジエステル連結によって互いに連結されているが、ポリヌクレオチドは、1つまたは複数の非標準的連結を含むこともある。ポリヌクレオチドは、一本鎖状もしくは二本鎖状であることもあり、または一本鎖領域と二本鎖領域両方を含むこともある。さらに、ポリヌクレオチドは、典型的には、天然に存在するコード核酸塩基(すなわち、アデニン、グアニン、ウラシル、チミンおよびシトシン)で構成されているが、例えばイノシン、キサンチン、ヒポキサンチンなどのような、1つまたは複数の修飾および/または合成核酸塩基を含むこともある。一部の実施形態では、そのような修飾または合成核酸塩基は、アミノ酸配列をコードする核酸塩基である。
本明細書で使用される場合、「ヌクレオシド」は、核酸塩基(すなわち、窒素含有塩基)と5炭糖(例えば、リボースまたはデオキシリボース)とを含むグリコシルアミンを指す。ヌクレオシドの非限定的な例としては、シチジン、ウリジン、アデノシン、グアノシン、チミジンおよびイノシンが挙げられる。対照的に、用語「ヌクレオチド」は、核酸塩基と5炭糖と1つまたは複数のリン酸基とを含むグリコシルアミンを指す。一部の実施形態では、ヌクレオシドをキナーゼによりリン酸化してヌクレオチドを生じさせることができる。
本明細書で使用される場合、「ヌクレオシド二リン酸」は、核酸塩基(すなわち、窒素含有塩基)と5炭糖(例えば、リボースまたはデオキシリボース)と二リン酸(すなわち、ピロリン酸)部分とを含むグリコシルアミンを指す。本明細書における一部の実施形態では、「ヌクレオシド二リン酸」は、「NDP」と略記される。ヌクレオシド二リン酸の非限定的な例としては、シチジン二リン酸(CDP)、ウリジン二リン酸(UDP)、アデノシン二リン酸(ADP)、グアノシン二リン酸(GDP)、チミジン二リン酸(TDP)、およびイノシン二リン酸が挙げられる。用語「ヌクレオシド」および「ヌクレオチド」は、一部の文脈では同義的に使用されることもある。
本明細書で使用される場合、「コード配列」は、タンパク質のアミノ酸配列をコードする核酸(例えば、遺伝子)のその部分を指す。
本明細書で使用される場合、用語「生体触媒作用」、「生体触媒(の)」、「生体内変換」および「生合成」は、有機化合物に対する化学反応を行うための酵素の使用を指す。
本明細書で使用される場合、「グリコシルトランスフェラーゼ」(GT)は、活性化された糖ドナーからグリコシル残基を単量体および多量体アクセプター分子に転移する酵素能力があるポリペプチドを指す。一部の実施形態では、グリコシルトランスフェラーゼは、「グリコシルトランスフェラーゼ改変体」または「グリコシルトランスフェラーゼ組合せ改変体」と呼ばれる。一部の実施形態では、「グリコシルトランスフェラーゼ」は、UDPを放出してアクセプターβ-D-グルクロノシドを形成する、UDP-α-D-グルクロン酸からのグルコース(UDP-グルコースとしても公知)のアクセプターへの転移を触媒する、分類EC2.4.1.17のUDP-グルクロノシルトランスフェラーゼ酵素を指す。糖質関連酵素データベース(CAZy)は、グリコシルトランスフェラーゼファミリーの継続的に更新されているリストを提供している。一部の実施形態では、グリコシルトランスフェラーゼは、これらに限定されないが、GT1ファミリーに分類される酵素を含む。一部の好ましい実施形態では、本発明のグリコシルトランスフェラーゼ改変体は、ADP-グルコースを優先的に利用する。一部の追加の実施形態では、本発明のグリコシルトランスフェラーゼ酵素は、UDP-グルコースを利用しない。一部のさらなる実施形態では、本発明のグリコシルトランスフェラーゼ改変体は、ADP-グルコース、CDP-グルコース、TDP-グルコース、GDP-グルコースおよび/またはIDT-グルコースを利用するが、UDP-グルコースを利用しない。したがって、一部の好ましい実施形態では、本発明は、ADP-グルコース依存性グリコシルトランスフェラーゼ(ADP-グリコシルトランスフェラーゼ;AGT)、CDP-グルコース依存性グリコシルトランスフェラーゼ(CDP-グリコシルトランスフェラーゼ;CGT)、GDP-グルコース依存性グリコシルトランスフェラーゼ(GDP-グリコシルトランスフェラーゼ;GGT)、TDP-グルコース依存性グリコシルトランスフェラーゼ(TDP-グリコシルトランスフェラーゼ;TGT)、およびIDP-グルコース依存性グリコシルトランスフェラーゼ(IDP-グリコシルトランスフェラーゼ;IGT)を提供する。
本明細書で使用される場合、「NDP-グリコシルトランスフェラーゼ」(NDP-GT)は、NDPである活性化された糖ドナーからグリコシル残基を単量体および多量体アクセプター分子に転移する酵素能力があるポリペプチドを指す。一部の実施形態では、NDP-グリコシルトランスフェラーゼは、一般に、「グリコシルトランスフェラーゼ」と呼ばれる。実際、本明細書で使用される場合の用語「グリコシルトランスフェラーゼ」は、ADP-グルコース依存性グリコシルトランスフェラーゼ(ADP-グリコシルトランスフェラーゼ;AGT)、CDP-グルコース依存性グリコシルトランスフェラーゼ(CDP-グリコシルトランスフェラーゼ;CGT)、GDP-グルコース依存性グリコシルトランスフェラーゼ(GDP-グリコシルトランスフェラーゼ;GGT)、TDP-グルコース依存性グリコシルトランスフェラーゼ(TDP-グリコシルトランスフェラーゼ;TGT)、およびIDP-グルコース依存性グリコシルトランスフェラーゼ(IDP-グリコシルトランスフェラーゼ;IGT)を含むがこれらに限定されない、NDP-グリコシルトランスフェラーゼを包含する。一部の実施形態では、本発明のグリコシルトランスフェラーゼ酵素は、ADP-グルコース、CDP-グルコース、TDP-グルコース、GDP-グルコースおよび/またはIDT-グルコースを利用するが、UDP-グルコースを利用しない。一部の追加の実施形態では、これらの酵素は、「改変体」または「組合せ改変体」(例えば、ADP-グリコシルトランスフェラーゼ改変体)と呼ばれる。
本明細書で使用される場合、「トランスグリコシル化」は、グリコシル残基が二糖、三糖またはオリゴ糖ドナーから非グリコシル化またはグリコシル化ドナー分子に転移される反応を指す。
本明細書で使用される場合、「トランスグルコシル化」は、転移されるグリコシル残基がグルコースであり、二糖、三糖またはオリゴ糖ドナーがグルコースを含有する、トランスグリコシル化反応を指す。
本明細書で使用される場合、「グリコシル化」は、グリコシル残基とアクセプター分子との間のグリコシド結合の形成を指す。
本明細書で使用される場合、「グルコシル化」は、グルコース残基とアクセプター分子との間のグリコシド結合の形成を指す。
本明細書で使用される場合、「グリコシル」は、環状型の単糖、低級オリゴ糖またはオリゴ糖誘導体からヘミアセタールヒドロキシル基を除去することにより得られる一価フリーラジカルまたは置換基構造である有機基を指す。グリコシル基は、無機酸(例えば、リン酸)と反応してエステル(例えば、グルコース1-リン酸)を形成する。
本明細書で使用される場合、「グリコシド」は、炭水化物(例えば、糖)がグリコシド結合により別の官能基に結合されている分子を指す。グリコシドを加水分解して、糖および非糖(すなわち、アグリコン)成分を生じさせることができる。
本明細書で使用される場合、用語「ステビオールグリコシド」は、天然に存在するステビオールグリコシド(例えば、ステビオシド、ステビオールモノシド、ステビオールビオシド、ルブソシド、ズルコシドB、ズルコシドA、レバウジオシドB、レバウジオシドG、レバウジオシドC、レバウジオシドF、レバウジオシドA、レバウジオシドI、レバウジオシドE、レバウジオシドH、レバウジオシドL、レバウジオシドK、レバウジオシドJ、レバウジオシドM(レバウジオシドXとも呼ばれる)、レバウジオシドD、レバウジオシドN、レバウジオシドO)、および合成ステビオールグリコシド(例えば、酵素によってグルコシル化されたステビオールグリコシド)、ならびにこれらの組合せを含むがそれらに限定されない、ステビオールのグリコシドを指す。ステビオールおよびそのグリコシドの化学構造は、下にある(WO2013/176738を参照されたい)。
本明細書で使用される場合、「ステビオシド基質」は、少なくとも1つのステビオールグリコシドを含む任意の好適な物質を指す。
Figure 2023039908000001

Figure 2023039908000002
本明細書で使用される場合、「スクロースシンターゼ」は、NDPおよびスクロースへのNDP-グルコース+D-フルクトースの化学反応を可逆的に触媒するグリコシルトランスフェラーゼ酵素(EC2.4.1.1.13)を指す。一部の実施形態では、本発明は、Acidithiobacillus caldusスクロースシンターゼ(「AcSuS」)の改変体を提供する。一部の実施形態では、これらの酵素は、「スクロースシンターゼ改変体」、「SuS」、「SUS」、「SuS改変体」、「SUS改変体」、「スクロースシンターゼ組合せ改変体」、または「SuS組合せ改変体」、または「SUS組合せ改変体」と呼ばれる。一部の実施形態では、これらの改変体は、ウリジン以外のNDPを優先的に利用する(すなわち、UDP-グルコースではなく、ADP-グルコース、CDP-グルコース、TDP-グルコース、GDP-グルコースおよび/またはIDP-グルコースが、利用される)。一部の実施形態では、これらの改変体は、UDP-グルコースを利用しない。
本明細書で使用される場合、用語「ワンポット反応」は、1つの反応容器内での目的のレバウジオシドの産生を指す。一部の実施形態では、この用語は、rebAおよび/またはステビオシドを含むがこれらに限定されない出発物質からのrebMの、他のレバウジオシド(例えば、rebDおよび/またはrebI)の中間体産生を伴う、産生に関して使用される。一部の実施形態では、ステビオシドのRebAへの変換、RebAからRebDおよび/またはRebIへの変換、ならびにRebDおよび/またはRebIからRebMへの変換が、1つの反応容器内で複数の酵素カスケードとして行われる。
本明細書で使用される場合、「野生型」および「天然に存在する」は、自然界に見られる形態を指す。例えば、野生型ポリペプチドまたはポリヌクレオチド配列は、生物に存在する配列であって、自然界の供給源から単離することができ、ヒトによる操作によって意図的に修飾されていない、配列である。
本明細書で使用される場合、細胞、核酸またはポリペプチドに関して使用されるときの「組換え」、「操作された」、および「天然に存在しない」は、そうしなければ自然界に存在しない様式で修飾されている物質またはこの物質の天然もしくはネイティブ形態に対応する物質を指す。一部の実施形態では、細胞、核酸またはポリペプチドは、天然に存在する細胞、核酸またはポリペプチドと同一であるが、合成物質からおよび/または組換え技術を使用する操作により産生または誘導される。非限定的な例としては、数ある中でも特に、ネイティブ(非組換え)形態の細胞内に見られない遺伝子を発現する、またはそうしなければ異なるレベルで発現されるネイティブ遺伝子を発現する、組換え細胞が挙げられる。
用語「配列同一性パーセント(%)」は、ポリヌクレオチドまたはポリペプチド間の比較を指すために本明細書で使用され、比較ウィンドウにわたって2つの最適にアラインメントされた配列を比較することにより決定され、比較ウィンドウ内のポリヌクレオチドまたはポリペプチド配列の部分は、これら2つの配列の最適なアラインメントのために参照配列と比較して付加または欠失(すなわち、ギャップ)を含むことがある。パーセンテージは、同一の核酸塩基またはアミノ酸残基が両方の配列に出現する位置の数を決定してマッチした位置の数を得、マッチした位置の数を比較ウィンドウ内の位置の総数で割り、その結果に100を掛けて配列同一性パーセンテージを得ることによって計算することができる。あるいは、パーセンテージは、同一の核酸塩基もしくはアミノ酸残基のいずれかが両方の配列に出現する位置の数または核酸塩基もしくはアミノ酸残基がギャップを用いてアラインメントされる位置の数を決定してマッチした位置の数を得、マッチした位置の数を比較ウィンドウ内の位置の総数で割り、その結果に100を掛けて配列同一性パーセンテージを得ることによって計算することができる。2配列のアラインメントに利用可能な多数の確立されたアルゴリズムがあることは、当業者には理解される。比較のための配列の最適なアラインメントは、当技術分野において公知であるように、SmithおよびWatermanの局所相同性アルゴリズム(Smith and Waterman, Adv. Appl. Math., 2:482 [1981])を含むがこれに限定されない、任意の好適な方法により、NeedlemanおよびWunschの相同性アラインメントアルゴリズム(Needleman and Wunsch, J. Mol. Biol., 48:443 [1970])により、PearsonおよびLipmanの類似性検索方法(Pearson and Lipman, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85:2444 [1988])により、これらのアルゴリズムのコンピュータによる実行(例えば、GCG Wisconsin Software PackageのGAP、BESTFIT、FASTAおよびTFASTA)により、または目視検査により、行うことができる。配列同一性パーセントおよび配列類似性パーセントの決定に好適であるアルゴリズムの例としては、これらに限定されないが、Altschulらによって記載されているBLASTおよびBLAST 2.0アルゴリズムが挙げられる(それぞれ、Altschul et al., J. Mol. Biol., 215: 403-410 [1990];およびAltschul et al., Nucl. Acids Res., 3389-3402 [1977]を参照されたい)。BLAST解析を行うためのソフトウェアは、米国国立生物工学情報センター(National Center for Biotechnology Information)のウェブサイトを通して公的に入手できる。このアルゴリズムは、データベース配列中の同じ長さのワードとアラインメントしたときにマッチするか何らか正の値の閾スコアTを満たす、問い合わせ配列中の長さWの短いワードを特定することによって、高スコアの配列対(HSP)を先ず特定することを含む。Tは、隣接ワードスコア閾値と呼ばれる(Altschul et al.、上掲を参照されたい)。これらの最初の隣接ワードヒットは、それらを含有するより長いHSPを見つけるための検索を開始するためのシードとしての役割を果す。次いで、ワードヒットが、累積アラインメントスコアを増加することができる限り、各配列に沿って両方向に拡大される。累積スコアは、ヌクレオチド配列についてはパラメーターM(マッチする残基対についての報酬スコア、常に>0)およびN(ミスマッチの残基についてのペナルティスコア、常に<0)を使用して計算される。アミノ酸配列については、累積スコアを計算するためにスコア行列が使用される。各方向のワードヒットの拡大は、累積アラインメントスコアがその最大達成値から量Xだけ低下すると、停止され;累積スコアが、1つもしくは複数の負のスコアの残基アラインメントの累積に起因してゼロもしくはそれ未満になると、停止され;またはどちらかの配列の末端に達すると停止される。BLASTアルゴリズムパラメーターW、TおよびXは、アラインメントの感度および速度を決定する。BLASTNプログラム(ヌクレオチド配列について)は、デフォルトとして、ワード長(W)11、期待値(E)10、M=5、N=-4、および両鎖の比較を使用する。アミノ酸配列についてのBLASTPプログラムは、デフォルトとして、ワード長(W)3、期待値(E)10、およびBLOSUM62スコア行列を使用する(Henikoff and Henikoff, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89:10915 [1989]を参照されたい)。配列アラインメントおよび配列同一性%の例示的決定は、提供されているデフォルトパラメーターを使用して、GCG Wisconsin Software package(Accelrys、Madison WI)のBESTFITまたはGAPプログラムを利用することができる。
本明細書で使用される場合、「参照配列」は、配列および/または活性比較の基準として使用される定義された配列を指す。参照配列は、より大きい配列のサブセット、例えば、完全長遺伝子またはポリペプチド配列のセグメントであることもある。一般に、参照配列は、核酸またはポリペプチドの長さ少なくとも20ヌクレオチドまたはアミノ酸残基、長さ少なくとも25残基、長さ少なくとも50残基、長さ少なくとも100残基または完全長である。2つのポリヌクレオチドまたはポリペプチドは、各々、(1)2配列間で類似している配列(すなわち、完全配列の一部分)を含むことがあり、かつ(2)2配列間で相違する配列をさらに含むことがあるので、2つの(またはそれより多くの)ポリヌクレオチドまたはポリペプチド間の配列比較は、配列類似性の局所領域を同定し、比較するために、「比較ウィンドウ」にわたって2つのポリヌクレオチドまたはポリペプチドの配列を比較することによって典型的に行われる。一部の実施形態では、「参照配列」は、一次アミノ酸配列に基づくことがあり、この場合、参照配列は、一次配列の1つまたは複数の変化を有し得る配列である。
本明細書で使用される場合、「比較ウィンドウ」は、少なくとも約20の連続するヌクレオチド位置またはアミノ酸残基の概念上のセグメントであって、少なくとも20個の連続するヌクレオチドまたはアミノ酸の参照配列と配列を比較することができ、比較ウィンドウ内のその配列の部分が、2配列の最適なアラインメントのために参照配列(付加も欠失も含まない)と比較して20パーセントまたはそれ未満の付加または欠失(すなわち、ギャップ)を含み得る、セグメントを指す。比較ウィンドウは、20個の連続する残基より長いこともあり、必要に応じて30、40、50、100またはそれより長いウィンドウを含む。
本明細書で使用される場合、所与のアミノ酸またはポリヌクレオチド配列の番号付けの文脈で使用されるときの「~に対応する」、「~に対して」および「~と比較して」は、所与のアミノ酸またはポリヌクレオチド配列が参照配列と比較されるときの指定参照配列の残基の番号付けを指す。言い換えると、所与のポリマーの残基番号または残基位置は、所与のアミノ酸またはポリヌクレオチド配列内の残基の実際の番号の位置によるのではなく、参照配列に対して示される。例えば、所与のアミノ酸配列、例えば、操作されたグリコシルトランスフェラーゼのアミノ酸配列は、2配列間の残基マッチを最適化するためにギャップを導入することによって参照配列とアラインメントすることができる。これらの場合、ギャップが存在するが、所与のアミノ酸またはポリヌクレオチド配列中の残基の番号付けは、それがアラインメントされた参照配列に対して行われる。
本明細書で使用される場合、「実質的同一性」は、少なくとも20残基位置の比較ウィンドウにわたって、多くの場合、少なくとも30~50残基のウィンドウにわたって、参照配列と比較して少なくとも80パーセントの配列同一性、少なくとも85パーセントの同一性、少なくとも89~95パーセントの間の配列同一性、またはより通常は少なくとも99パーセントの配列同一性を有する、ポリヌクレオチドまたはポリペプチド配列を指し、この配列同一性パーセンテージは、合計で参照配列の20パーセントまたはそれ未満となる欠失または付加を含む配列と参照配列を比較ウィンドウにわたって比較することによって計算される。ポリペプチドに適用される一部の具体的な実施形態では、用語「実質的同一性」は、2つのポリペプチド配列が、最適にアラインメントされたとき、例えば、デフォルトギャップ重みを使用してプログラムGAPまたはBESTFITにより最適にアラインメントされたとき、少なくとも80パーセントの配列同一性、好ましくは、少なくとも89パーセントの配列同一性、少なくとも95パーセントの配列同一性またはそれより高い配列同一性(例えば、99パーセントの配列同一性)を共有することを意味する。一部の実施形態では、比較される配列中の同一でない残基位置は、保存的アミノ酸置換が異なる。
本明細書で使用される場合、「アミノ酸相違」および「残基相違」は、参照配列中の対応する位置におけるアミノ酸残基と比較した、ポリペプチド配列の位置におけるアミノ酸残基の相違を指す。一部の場合には、参照配列は、ヒスチジンタグを有するが、番号付けは、ヒスチジンタグのない同等の参照配列と比較して維持される。アミノ酸相違の位置は、本明細書では一般に「Xn」と呼ばれ、この場合のnは、残基相違の基準となる参照配列中の対応する位置を指す。例えば、「配列番号4と比較してX93位における残基相違」は、配列番号4の93位に対応するポリペプチド位置におけるアミノ酸残基の相違を指す。したがって、配列番号4の参照ポリペプチドが93位にセリンを有する場合には、「配列番号4と比較してX93位における残基相違」は、配列番号4の93位に対応するポリペプチドの位置におけるセリン以外の任意の残基のアミノ酸置換。本明細書におけるほとんどの事例では、ある位置における特定のアミノ酸残基相違は、「XnY」として示され、この場合、「Xn」は、上記の通り対応する位置を指定し、「Y」は、操作されたポリペプチドに見られるアミノ酸(すなわち、参照ポリペプチド中のものとは異なる残基)の1文字識別子である。一部の事例では(例えば、実施例で提示される表において)、本発明は、従来表記「AnB」により示される特定のアミノ酸相違も提供し、この場合、Aは、参照配列中の残基の1文字識別子であり、「n」は、参照配列中の残基位置の番号であり、Bは、操作されたポリペプチドの配列中の残基置換の1文字識別子である。一部の事例では、本発明のポリペプチドは、参照配列と比較して1つまたは複数のアミノ酸残基相違を含み、これは、参照配列と比較して残基相違が存在する特定の位置のリストにより示される。一部の実施形態では、1個より多くのアミノ酸をポリペプチドの特定の残基位置に使用することができる場合、使用することができる様々なアミノ酸残基は、「/」によって隔てられている(例えば、X307H/X307PまたはX307H/P)。スラッシュは、所与の改変体内の複数の置換(すなわち、1つより多くの置換が所与の配列に、例えば組合せ改変体に、存在すること)を示すためにも使用され得る。一部の実施形態では、本発明は、保存的または非保存的アミノ酸置換を含む1つまたは複数のアミノ酸相違を含む操作されたポリペプチド配列を含む。一部の追加の実施形態では、本発明は、保存的アミノ酸置換と非保存的アミノ酸置換の両方を含む操作されたポリペプチド配列を提供する。
本明細書で使用される場合、「保存的アミノ酸置換」は、類似の側鎖を有する異なる残基での残基の置換を指し、したがって、アミノ酸の同じまたは類似の定義されたクラス内のアミノ酸でのポリペプチド中のアミノ酸の置換を典型的には含む。例として、限定ではなく、一部の実施形態では、脂肪族側鎖を有するアミノ酸は、別の脂肪族アミノ酸(例えば、アラニン、バリン、ロイシンおよびイソロイシン)で置換され;ヒドロキシル側鎖を有するアミノ酸は、ヒドロキシル側鎖を有する別のアミノ酸(例えば、セリンおよびトレオニン)で置換され;芳香族側鎖を有するアミノ酸は、芳香族側鎖を有する別のアミノ酸(例えば、フェニルアラニン、チロシン、トリプトファンおよびヒスチジン)で置換され;塩基性側鎖を有するアミノ酸は、塩基性側鎖(basis side chain)を有する別のアミノ酸(例えば、リシンおよびアルギニン)で置換され;酸性側鎖を有するアミノ酸は、酸性側鎖を有する別のアミノ酸(例えば、アスパラギン酸またはグルタミン酸)で置換され;および/または疎水性もしくは親水性アミノ酸は、それぞれ、別の疎水性もしくは親水性アミノ酸で置き換えられる。
本明細書で使用される場合、「非保存的置換」は、有意に異なる側鎖特性を有するアミノ酸でのポリペプチド中のアミノ酸の置換を指す。非保存的置換は、定義された群内ではなく定義された群間のアミノ酸を使用することがあり、(a)置換(例えば、プロリンでのグリシンの置換)の領域内のペプチド骨格の構造、(b)電荷もしくは疎水性、または(c)側鎖の嵩に影響を与える。例として、限定ではなく、例示的非保存的置換は、塩基性または脂肪族アミノ酸で置換された酸性アミノ酸;小さいアミノ酸で置換された芳香族アミノ酸;および疎水性アミノ酸で置換された親水性アミノ酸であり得る。
本明細書で使用される場合、「欠失」は、参照ポリペプチドからの1個または複数のアミノ酸の除去によるポリペプチドの修飾を指す。欠失は、操作されたグリコシルトランスフェラーゼ酵素の酵素活性を保持しながら、および/または改善された特性を保持しながら、参照酵素を構成する1個もしくはそれより多くのアミノ酸、2個もしくはそれより多くのアミノ酸、5個もしくはそれより多くのアミノ酸、10個もしくはそれより多くのアミノ酸、15個もしくはそれより多くのアミノ酸、または20個もしくはそれより多くのアミノ酸、アミノ酸の総数の最大10%、またはアミノ酸の総数の最大20%の除去を含むことができる。欠失は、ポリペプチドの内部部分および/または末端部分に関することがある。様々な実施形態では、欠失は、連続するセグメントを含むこともあり、または不連続であることもある。欠失は、典型的には、アミノ酸配列の中で「-」によって示される。
本明細書で使用される場合、「挿入」は、参照ポリペプチドからの1個または複数のアミノ酸の付加によるポリペプチドの修飾を指す。挿入は、ポリペプチドの内部部分におけるものであることもあり、またはカルボキシもしくはアミノ末端へのものであることもある。本明細書で使用される場合の挿入は、当技術分野において公知であるような融合タンパク質を含む。挿入は、天然に存在するポリペプチド中のアミノ酸の連続したセグメントであることもあり、またはアミノ酸の1個もしくは複数によって隔てられていることもある。
「機能的断片」および「生物活性断片」は、アミノ末端および/もしくはカルボキシ末端欠失ならびに/または内部欠失を有するが、残りのアミノ酸配列は、それが比較される配列(例えば、本発明の完全長操作されたグリコシルトランスフェラーゼ)中の対応する位置と同一である、ポリペプチドであって、完全長ポリペプチドの活性の実質的に全てを保持するポリペプチドを指すために、本明細書では同義的に使用される。
本明細書で使用される場合、「単離されたポリペプチド」は、天然にそれに付随する他の夾雑物(例えば、タンパク質、脂質およびポリヌクレオチド)から実質的に分離されているポリペプチドを指す。この用語は、それらの天然に存在する環境または発現系から除去または精製された(例えば、宿主細胞内のまたはin vitro合成による)ポリペプチドを包含する。組換えグリコシルトランスフェラーゼポリペプチドは、細胞内に存在することもあり、細胞培地に存在することもあり、または溶解物もしくは単離された調製物などの様々な形態で調製されることもある。したがって、一部の実施形態では、組換えグリコシルトランスフェラーゼポリペプチドは、単離されたポリペプチドであることがある。
本明細書で使用される場合、「実質的に純粋なポリペプチド」または「精製されたタンパク質」は、ポリペプチド種が、存在する優勢種である(すなわち、モル濃度または重量ベースで、それが組成物中のいずれの他の個々の高分子種より存在量が多い)組成物を指し、一般に、目的種が、存在する高分子種のモルまたは重量%で少なくとも約50パーセントを構成する場合には実質的に精製された組成物である。しかし、一部の実施形態では、グリコシルトランスフェラーゼを含む組成物は、50%未満純粋(例えば、約10%、約20%、約30%、約40%、または約50%)であるグリコシルトランスフェラーゼを含む。一般に、実質的に純粋なグリコシルトランスフェラーゼ組成物は、組成物中に存在する全高分子種のモルまたは重量%で約60%またはそれより高い%、約70%またはそれより高い%、約80%またはそれより高い%、約90%またはそれより高い%、約95%またはそれより高い%、および約98%またはそれより高い%を構成する。一部の実施形態では、目的種は、組成物が単一の高分子種から本質的になる本質的均質まで精製される(すなわち、従来の検出法により夾雑種を組成物中で検出することができない)。溶媒種、小分子(<500ダルトン)、および元素イオン種は、高分子種と見なされない。一部の実施形態では、単離された組換えグリコシルトランスフェラーゼポリペプチドは、実質的に純粋なポリペプチド組成物である。
本明細書で使用される場合、「改善された酵素特性」は、酵素の少なくとも1つの改善された特性を指す。一部の実施形態では、本発明は、参照グリコシルトランスフェラーゼポリペプチドおよび/または野生型グリコシルトランスフェラーゼポリペプチドおよび/または別の操作されたグリコシルトランスフェラーゼポリペプチドと比較して任意の酵素特性の改善を示す、操作されたグリコシルトランスフェラーゼポリペプチドを提供する。したがって、「改善」のレベルは、野生型はもちろん操作されたグリコシルトランスフェラーゼも含む、様々なグリコシルトランスフェラーゼポリペプチド間で、決定および比較され得る。改善された特性は、これらに限定されないが、タンパク質発現の増加、熱活性の増加、熱安定性の増大、pH活性の増加、安定性の増大、酵素活性の増加、基質特異性のまたは親和性の増大、比活性の増加、基質または最終産物阻害に対する耐性の増大、化学的安定性の増大、化学選択性の改善、溶媒安定性の改善、酸性pHに対する耐性の増大、タンパク質分解活性に対する耐性の増大(すなわち、タンパク質分解に対する感受性の低下)、凝集の低減、溶解度の増加、および温度プロファイルの変更のような特性を含む。追加の実施形態では、この用語は、スクロースシンターゼ酵素の少なくとも1つの改善された特性に関して使用される。一部の実施形態では、本発明は、参照スクロースシンターゼポリペプチドおよび/または野生型スクロースシンターゼポリペプチドおよび/または別の操作されたスクロースシンターゼポリペプチドと比較して任意の酵素特性の改善を示す、操作されたスクロースシンターゼポリペプチドを提供する。したがって、「改善」のレベルは、野生型はもちろん操作されたスクロースシンターゼも含む、様々なスクロースシンターゼポリペプチド間で、決定および比較され得る。
本明細書で使用される場合、「酵素活性の増加」および「触媒活性の増強」は、参照酵素と比較して比活性(例えば、産生される産物/時間/タンパク質重量)の増加または基質の産物への変換パーセント(例えば、指定量の酵素を使用する指定期間内の出発量の基質の産物への変換パーセント)の上昇によって表され得る、操作されたポリペプチドの改善された特性を指す。一部の実施形態では、これらの用語は、参照グリコシルトランスフェラーゼ酵素と比較して比活性(例えば、産生される産物/時間/タンパク質重量)の増加または基質の産物への変換パーセント(例えば、指定量のグリコシルトランスフェラーゼを使用する指定期間内の出発量の基質の産物への変換パーセント)の上昇によって表され得る、本明細書で提供される操作されたグリコシルトランスフェラーゼポリペプチドの改善された特性を指す。一部の実施形態では、これらの用語は、本明細書で提供される改善されたスクロースシンターゼ酵素に関して使用される。本発明の操作されたグリコシルトランスフェラーゼおよびスクロースシンターゼの酵素活性を決定するための例示的方法は、実施例で提供される。K、Vmaxまたはkcat(これらの変化は酵素活性の増加につながり得る)の古典的酵素特性を含む、酵素活性に関係する任意の特性が、影響を受け得る。例えば、酵素活性の改善は、対応する野生型酵素の酵素活性の約1.1倍から、グリコシルトランスフェラーゼポリペプチドが誘導された天然に存在するグリコシルトランスフェラーゼまたは別の操作されたグリコシルトランスフェラーゼの2倍、5倍、10倍、20倍、25倍、50倍、75倍、100倍、150倍、200倍ほどものまたはそれよりも高い酵素活性までであり得る。
本明細書で使用される場合、「変換」は、基質の対応する産物への酵素的変換(または生体内変換)を指す。「変換パーセント」は、指定条件下で期間内に産物に変換される基質のパーセントを指す。したがって、グリコシルトランスフェラーゼポリペプチドの「酵素活性」または「活性」は、特定の期間内の産物への基質の「変換パーセント」として表すことができる。
「ゼネラリスト(generalist)特性」を有する酵素(または「ゼネラリスト酵素」)は、親配列と比較して、広範な基質に対して改善された活性を示す酵素を指す。ゼネラリスト酵素は、あらゆる可能な基質に対して改善された活性を必ずしも実証しない。一部の実施形態では、本発明は、広範な立体的および電子的に多様な基質に対して親遺伝子と比較して同様のまたは改善された活性を示すことからゼネラリスト特性を有する、グリコシルトランスフェラーゼ改変体を提供する。加えて、本明細書で提供されるゼネラリスト酵素は、代謝物/産物の産生を増加させるために広範な多様な分子にわたって改善されるように操作された。
用語「ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件」は、核酸ハイブリッドが安定している条件を指すために本明細書では使用される。当業者には公知であるように、ハイブリッドの安定性は、ハイブリッドの融解温度(T)に反映される。一般に、ハイブリッドの安定性は、イオン強度、温度、G/C含量、およびカオトロピック剤の存在の関数である。ポリヌクレオチドのT値は、融解温度を予測するための公知の方法を使用して計算することができる(例えば、Baldino et al., Meth. Enzymol., 168:761-777 [1989];Bolton et al.,
Proc. Natl. Acad. Sci. USA 48:1390 [1962];Bresslauer et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 83:8893-8897 [1986];Freier et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 83:9373-9377 [1986];Kierzek et al., Biochem., 25:7840-7846 [1986];Rychlik et al., Nucl. Acids Res., 18:6409-6412 [1990](誤植、Nucl. Acids Res., 19:698 [1991]);Sambrook et al.、上掲;Suggs et al., 1981, in Developmental Biology Using Purified Genes, Brown et al.[eds.], pp. 683-693, Academic Press, Cambridge, MA [1981];およびWetmur, Crit. Rev. Biochem. Mol. Biol. 26:227-259 [1991]を参照されたい)。一部の実施形態では、ポリヌクレオチドは、本明細書で開示されるポリペプチドをコードし、中等度にストリンジェントまたは高度にストリンジェントな条件などの定義された条件下で、本発明の操作されたグリコシルトランスフェラーゼ酵素をコードする配列の相補配列とハイブリダイズする。
本明細書で使用される場合、「ハイブリダイゼーションストリンジェンシー」は、核酸のハイブリダイゼーションの際の、洗浄条件などの、ハイブリダイゼーション条件を指す。一般に、ハイブリダイゼーション反応は、より低度のストリンジェンシーの条件下で行われ、これに様々な、しかしより高度な、ストリンジェンシーの洗浄が続く。用語「中等度にストリンジェントなハイブリダイゼーション」は、標的DNAが、標的DNAに対して約60%の同一性、好ましくは、約75%の同一性、約85%の同一性とともに標的ポリヌクレオチドに対して約90%より高い同一性を有する相補的核酸に結合することを可能にする条件を指す。例示的な中等度にストリンジェントな条件は、50%ホルムアミド、5×デンハート液、5×SSPE、0.2%SDS中、42℃でのハイブリダイゼーション、続いて0.2×SSPE、0.2%SDS中、42℃での洗浄に相当する条件である。「高ストリンジェンシーハイブリダイゼーション」は、定義されたポリヌクレオチド配列についての溶液条件下で決定された熱融解温度Tから約10℃またはそれ未満である条件を一般に指す。一部の実施形態では、高ストリンジェンシー条件は、0.018M
NaCl中、65℃で安定したハイブリッドを形成する核酸配列のみのハイブリダイゼーションを可能にする条件を指す(すなわち、ハイブリッドが、0.018M NaCl中、65℃で、安定しない場合、それは、本明細書で企図されるような高ストリンジェンシー条件下で安定しないことになる)。高ストリンジェンシー条件は、例えば、0.1×SSPE、および0.1%SDS中、65℃での洗浄が続く、42℃で50%ホルムアミド、5×デンハート液、5×SSPE、0.2%SDSに相当する条件でのハイブリダイゼーションによって、提供され得る。別の高ストリンジェンシー条件は、0.1%(w/v)SDSを含有する5×SSC中、65℃でのハイブリダイゼーションおよび0.1%SDSを含有する0.1×SSC中、65℃での洗浄に相当する条件でのハイブリダイゼーションである。他の高ストリンジェンシーハイブリダイゼーション条件、および中等度にストリンジェントな条件は、上記の参考文献に記載されている。
本明細書で使用される場合、「コドン最適化された」は、コードされたタンパク質が目的の生物において効率的に発現されるような、タンパク質をコードするポリヌクレオチドのコドンの、その特定の生物において優先的に使用されるコドンへの変化を指す。遺伝コードは、大部分のアミノ酸が、「シノニム」または「同義」コドンと呼ばれるいくつかのコドンによって表されることから縮重しているが、特定の生物によるコドン使用頻度がランダムでなく、特定のコドントリプレットに偏っていることは、周知である。このコドン使用頻度の偏りは、所与の遺伝子、共通の機能または祖先起源の遺伝子、低コピー数タンパク質に対して高度に発現されるタンパク質、および生物のゲノムの凝集タンパク質コード領域に関して、より高度であり得る。一部の実施形態では、グリコシルトランスフェラーゼ酵素をコードするポリヌクレオチドは、発現に選択された宿主生物における最適な産生のためにコドン最適化され得る。
本明細書で使用される場合、単独でまたは組み合わせて使用されるときの、「好ましい」コドン、「最適な」コドンおよび「高度のコドン使用頻度の偏り」コドンは、同義語として、同じアミノ酸をコードする他のコドンより高頻度でタンパク質コード領域において使用されるコドンを指す。好ましいコドンは、単一の遺伝子、共通の機能または起源の遺伝子のセット、高度に発現される遺伝子におけるコドン使用頻度に関して決定されることもあり、生物全体の凝集タンパク質コード領域におけるコドン頻度に関して決定されることもあり、関連生物の凝集タンパク質コード領域におけるコドン頻度に関して決定されることもあり、またはこれらの組合せに関して決定されることもある。頻度が遺伝子発現レベルに伴って増加するコドンは、典型的には発現に最適なコドンである。例えば、クラスター解析または対応解析を使用する、多変量解析を含む、特定の生物におけるコドン頻度(例えば、コドン使用頻度、相対同義コドン使用頻度)およびコドン選好を決定するための様々な方法、ならびに遺伝子において使用されるコドンの有効数を決定するための様々な方法が、公知である(例えば、GCG CodonPreference, Genetics Computer Group Wisconsin Package; CodonW, Peden, University of Nottingham; McInerney, Bioinform., 14:372-73 [1998];Stenico et al., Nucl. Acids Res., 222437-46 [1994];およびWright, Gene 87:23-29 [1990]を参照されたい)。多くの異なる生物についてのコドン使用頻度表が入手可能である(例えば、Wada et al., Nucl. Acids Res., 20:2111-2118 [1992];Nakamura et al., Nucl. Acids Res., 28:292 [2000];Duret, et al., 上掲;Henaut and Danchin, in Escherichia coli and Salmonella, Neidhardt, et al.(eds.), ASM Press, Washington D.C., p. 2047-2066 [1996]を参照されたい)。コドン使用頻度を得るためのデータ源は、タンパク質をコードすることができる任意の利用可能なヌクレオチド配列に依拠す得る。これらのデータセットは、発現されるタンパク質(例えば、完全タンパク質コード配列-CDS)をコードすること、発現される配列タグ(ESTS)をコードすること、またはゲノム配列の予測コード領域をコードすることが実際に公知である核酸配列を含む(例えば、Mount, Bioinformatics: Sequence and Genome Analysis, Chapter 8, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y. [2001];Uberbacher, Meth. Enzymol., 266:259-281 [1996];およびTiwari et al., Comput. Appl. Biosci., 13:263-270 [1997]を参照されたい)。
本明細書で使用される場合、「制御配列」は、本発明のポリヌクレオチドおよび/またはポリペプチドの発現に必要または有利である全ての成分を含む。各制御配列は、ポリペプチドをコードする核酸配列にとってネイティブのものであってもよいし、または外来のものであってもよい。そのような制御配列としては、これらに限定されないが、リーダー、ポリアデニル化配列、プロペプチド配列、プロモーター配列、シグナルペプチド配列、開始配列および転写ターミネーターを含む。少なくとも、制御配列は、プロモーター、ならびに転写および翻訳停止シグナルを含む。制御配列は、制御配列とポリペプチドをコードする核酸配列のコード領域とのライゲーションを助長する特異的制限部位を導入するためにリンカーを備えていることもある。
「作動可能に連結した」は、本明細書では、制御配列が、目的のポリヌクレオチドに対して相対的な位置に、制御配列が目的のポリヌクレオチドおよび/またはポリペプチドの発現を指令または調節するように適切に(すなわち、機能的関係で)配置されている構成と定義される。
「プロモーター配列」は、目的のポリヌクレオチドの発現について宿主細胞により認識される核酸配列、例えばコード配列を指す。プロモーター配列は、目的のポリヌクレオチドの発現を媒介する転写制御配列を含有する。プロモーターは、変異体、切断型およびハイブリッドプロモーターを含む、選ばれる宿主細胞において転写活性を示す任意の核酸配列であり得、プロモーターを、宿主細胞にとって同種または異種のどちらかの細胞外または細胞内ポリペプチドをコードする遺伝子から得ることができる。
「好適な反応条件」という句は、本発明のグリコシルトランスフェラーゼポリペプチドが所望の産物化合物に基質を変換することができる、酵素的変換反応溶液における条件(例えば、酵素負荷量、基質負荷量、温度、pH、緩衝剤、共溶媒などの範囲)を指す。一部の例示的な「好適な反応条件」が本明細書で提供される。
本明細書で使用される場合、「化合物負荷量」または「酵素負荷量」などにおける「負荷量」は、反応開始時の反応混合物中の成分の濃度または量を指す。
本明細書で使用される場合、酵素的変換反応プロセスの文脈での「基質」は、本明細書で提供される操作された酵素(例えば、操作されたグリコシルトランスフェラーゼポリペプチド)による作用を受ける化合物または分子を指す。
本明細書で使用される場合、用語「バイオマス」、「バイオマス基質」、「セルロース系バイオマス」、「セルロース系供給材料」、および「セルロース基質」は、セルロースを含有する任意の材料を指す。バイオマスは、植物、動物または微生物に由来することがあり、農業、産業および林業残渣、産業および都市廃棄物、ならびにエネルギー目的で成長させた陸生および水生作物を、これらに限定されないが、含み得る。セルロース基質の例としては、これらに限定されないが、木材、木材パルプ、製紙用パルプ、トウモロコシ繊維、トウモロコシ穀粒、トウモロコシ穂軸、作物残渣、例えばトウモロコシ外皮、トウモロコシ茎葉、イネ科植物、小麦、麦わら、大麦、大麦わら、干し草、稲、稲わら、スイッチグラス、紙くず、紙加工およびパルプ処理廃棄物、木本または草本植物、果実または野菜の果肉、トウモロコシ穂軸、醸造用穀物、イネ科植物、もみ殻、綿、麻、亜麻、サイザル麻、サトウキビの絞りかす、ソルガム、大豆、スイッチグラス;穀物、木、枝、根、葉、木片、おがくず、低木、低木の茂み、野菜、果実および花の粉砕から得られる成分;ならびにこれらの任意の好適な混合物が挙げられる。一部の実施形態では、セルロース系バイオマスは、これらに限定されないが、栽培作物(例えば、スイッチグラス、コードグラス、ライグラス、ススキ、クサヨシまたはこれらの任意の組合せなどの、C4イネ科植物を含む、イネ科植物)、製糖残渣、例えば、これに限定されないが、絞りかす(例えば、サトウキビの絞りかす、ビートパルプ[例えば、サトウダイコン]、またはこれらの組合せ)、農業残渣(例えば、ダイズ茎葉、トウモロコシ茎葉、トウモロコシ繊維、稲わら、サトウキビわら、稲、もみ殻、大麦わら、トウモロコシ穂軸、麦わら、キャノーラわら、オート麦わら、オート麦の殻、トウモロコシ繊維、麻、亜麻、サイザル麻、綿、またはこれらの任意の組合せ)、果実の果肉、野菜の果肉、醸造用穀物、林業バイオマス(例えば、木材、木材パルプ、製紙用パルプ、再生木材パルプ繊維、おがくず、硬材、例えばポプラ材、軟材、またはこれらの組合せ)を含む。さらに、一部の実施形態では、セルロース系バイオマスは、紙加工およびパルプ処理廃棄物、新聞用紙、厚紙などを含むがこれらに限定されない、セルロース系廃材および/または林業廃材を含む。一部の実施形態では、セルロース系バイオマスは、一種類の繊維を含むが、一部の代替実施形態では、セルロース系バイオマスは、異なるセルロース系バイオマスに由来する繊維の混合物を含む。一部の実施形態では、バイオマスは、リグニナーゼおよび/またはセルラーゼ酵素を発現するトランスジェニック植物も含み得る(例えば、参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第2008/0104724号を参照されたい)。
本明細書で使用される場合、用語「スラリー」は、セルロース基質などの1つまたは複数の固体成分が分散されている水溶液を指す。
本明細書で使用される場合、反応からの産物(例えば、ステビオールグリコシド)の収量の「増加」は、反応中に存在する特定の成分(例えば、GH酵素)が、目的の成分の非存在下だが同じ基質および他の置換基を用いて同じ条件下で行われた反応と比較して、より多くの産物を産生させる場合に起こる。
本明細書で使用される場合、セルロースまたは他の多糖の「加水分解」は、基質中に存在する2つの単糖間のグリコシド結合の少なくとも一部が加水分解されるときに起こり、それによって、前に結合していた2つのモノマーから互いに解離することになる。
特定の酵素の量が、反応を触媒することに関与する他の酵素と比較して約2%、約1%または約0.1%(wt/wt)未満であった場合、反応にはその特定の酵素が「実質的にない」ことになる。
本明細書で使用される場合、液体(例えば、培養ブロス)を「分画すること」は、所望のタンパク質(例えば、レバウジオシド)が初期液体産物中より溶液中でのほうが全タンパク質に対して高いパーセンテージを構成する溶液を得るために分離プロセス(例えば、塩析沈殿、カラムクロマトグラフィー、サイズ排除、濾過)またはそのようなプロセスの組合せを適用することを意味する。
本明細書で使用される場合、「出発組成物」は、少なくとも1つの基質を含む任意の組成物を指す。一部の実施形態では、出発組成物は、任意のセルロース基質を含む。
一部の代替実施形態では、用語「出発組成物」は、少なくとも1つのステビオールグリコシドを含み、ステビオールグリコシドのうちの1つまたは複数が生体内変換の基質として作用する、任意の組成物を指す。一部の実施形態では、出発組成物は、水溶液として提供される。一部の実施形態では、出発組成物は、ステビオシド、ステビオールモノシド、ステビオールビオシド、ルブソシド、ズルコシドB、ズルコシドA、レバウジオシドB、レバウジオシドG、レバウジオシドC、レバウジオシドF、レバウジオシドA、レバウジオシドI、レバウジオシドE、レバウジオシドH、レバウジオシドL、レバウジオシドK、レバウジオシドJ、レバウジオシドM(レバウジオシドXとも呼ばれる)、レバウジオシドD、レバウジオシドN、レバウジオシドO、および合成ステビオールグリコシド(例えば、酵素によってグルコシル化されたステビオールグリコシド)から選択される、少なくとも1つのステビオールのグリコシドを含む。一部の実施形態では、出発組成物は、2つまたはそれより多くのステビオールグリコシドを含む。一部の実施形態では、出発組成物は、Stevia rebaudiana植物材料(例えば、葉)の精製から得られる抽出物である。一部の代替実施形態では、出発組成物は、市販のステビア抽出物を含む。追加の出発組成物は、ステビオールグリコシドを単離および精製するために使用されるプロセスの副産物を含む。一部の実施形態では、出発組成物は、精製されたまたは部分的に精製されたステビオールグリコシド基質を含む。一部の実施形態では、出発組成物は、特定のステビオールグリコシドを約99重量%より多く含む。
一部の実施形態では、出発組成物は、少なくとも1つのグリコシドとセルロース系成分とを、少なくとも1つのステビオールグリコシド(例えば、レバウジオシドA、Dなど)を産生するための基質として含む。
本明細書で使用される場合、酵素的変換プロセスの文脈での「産物」は、基質に対する酵素ポリペプチドの作用の結果として生じる化合物または分子を指す。本明細書で使用される場合、一部の実施形態では、この用語は、基質に対するグリコシルトランスフェラーゼポリペプチドの作用の結果として生じる化合物または分子を指す。一部の実施形態では、本発明により提供される産物は、ステビオールグリコシドである。一部の実施形態では、産物は、ステビオシド、ステビオールモノシド、ステビオールビオシド、ルブソシド、ズルコシドB、ズルコシドA、レバウジオシドB、レバウジオシドG、レバウジオシドC、レバウジオシドF、レバウジオシドA、レバウジオシドI、レバウジオシドE、レバウジオシドH、レバウジオシドL、レバウジオシドK、レバウジオシドJ、レバウジオシドM(レバウジオシドXとも呼ばれる)、レバウジオシドD、レバウジオシドN、レバウジオシドO、および合成ステビオールグリコシド(例えば、酵素によってグルコシル化されたステビオールグリコシド)から選択される、少なくとも1つのステビオールのグリコシドを含む。
本明細書で使用される場合、用語「培養すること」は、任意の好適な条件下で(例えば、液体、ゲルまたは固体培地を使用して)微生物細胞の集団を増殖させることを指す。
組換えポリペプチドは、当技術分野において公知の任意の好適な方法を使用して産生することができる。目的の野生型ポリペプチドをコードする遺伝子をプラスミドなどのベクター内にクローニングし、E.coliなどの所望の宿主に発現させることができる。組換えポリペプチドの改変体を当技術分野において公知の様々な方法により生成することができる。実際、当業者に周知の多種多様な異なる変異誘発技術がある。加えて、変異誘発キットも、多くの商業的分子生物学供給業者から入手することができる。定義されたアミノ酸における特異的置換(部位指向性)、遺伝子の局所領域における特異的もしくはランダム変異(位置特異的)、または遺伝子全体にわたってのランダム変異誘発(例えば、飽和変異誘発)を行う方法を利用することができる。PCRを使用する一本鎖DNAもしくは二本鎖DNAの部位指向性変異誘発、カセット変異誘発、遺伝子合成、エラープローンPCR、シャフリング、および化学的飽和変異誘発、または当技術分野において公知の任意の他の好適な方法を含むがこれらに限定されない、酵素改変体を生成するための非常に多数の好適な方法が、当業者に公知である。発現させること、スクリーニングすることおよびアッセイすることができる改変体ライブラリーを生成するために、酵素をコードするポリヌクレオチドに変異誘発および定向進化方法を容易に適用することができる。任意の好適な変異誘発および定向進化方法が本発明において使用され、当技術分野において周知である(例えば、米国特許第5,605,793、5,811,238、5,830,721、5,834,252、5,837,458、5,928,905、6,096,548、6,117,679、6,132,970、6,165,793、6,180,406、6,251,674、6,265,201、6,277,638、6,287,861、6,287,862、6,291,242、6,297,053、6,303,344、6,309,883、6,319,713、6,319,714、6,323,030、6,326,204、6,335,160、6,335,198、6,344,356、6,352,859、6,355,484、6,358,740、6,358,742、6,365,377、6,365,408、6,368,861、6,372,497、6,337,186、6,376,246、6,379,964、6,387,702、6,391,552、6,391,640、6,395,547、6,406,855、6,406,910、6,413,745、6,413,774、6,420,175、6,423,542、6,426,224、6,436,675、6,444,468、6,455,253、6,479,652、6,482,647、6,483,011、6,484,105、6,489,146、6,500,617、6,500,639、6,506,602、6,506,603、6,518,065、6,519,065、6,521,453、6,528,311、6,537,746、6,573,098、6,576,467、6,579,678、6,586,182、6,602,986、6,605,430、6,613,514、6,653,072、6,686,515、6,703,240、6,716,631、6,825,001、6,902,922、6,917,882、6,946,296、6,961,664、6,995,017、7,024,312、7,058,515、7,105,297、7,148,054、7,220,566、7,288,375、7,384,387、7,421,347、7,430,477、7,462,469、7,534,564、7,620,500、7,620,502、7,629,170、7,702,464、7,747,391、7,747,393、7,751,986、7,776,598、7,783,428、7,795,030、7,853,410、7,868,138、7,783,428、7,873,477、7,873,499、7,904,249、7,957,912、7,981,614、8,014,961、8,029,988、8,048,674、8,058,001、8,076,138、8,108,150、8,170,806、8,224,580、8,377,681、8,383,346、8,457,903、8,504,498、8,589,085、8,762,066、8,768,871、9,593,326、9,665,694、9,684,771,および全ての関連米国特許、ならびにPCTおよび非米国対応特許;Ling et al., Anal. Biochem., 254(2):157-78 [1997];Dale et al., Meth. Mol. Biol., 57:369-74 [1996];Smith, Ann. Rev. Genet., 19:423-462 [1985];Botstein et al., Science, 229:1193-1201 [1985];Carter, Biochem. J., 237:1-7
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91:10747-10751 [1994];WO95/22625;WO97/0078;WO97/35966;WO98/27230;WO00/42651;WO01/75767;およびWO2009/152336を参照されたく、これらの全てが、参照により本明細書に組み込まれる)。
一部の実施形態では、変異誘発処理後に得られる酵素クローンは、酵素調製物を既定の温度(または他のアッセイ条件)に付すこと、および熱処理または他の好適なアッセイ条件後に残存する酵素活性の量を測定することによって、スクリーニングされる。次いで、ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含有するクローンは、遺伝子から単離され、ヌクレオチド配列変化(もしあれば)を同定するためにシークエンシングされ、宿主細胞において酵素を発現させるために使用される。発現ライブラリーからの酵素活性の測定は、当技術分野において公知の任意の好適な方法(例えば、HPLC分析などの標準的な生化学技術)を使用して行うことができる。
改変体が産生された後、それらを任意の所望の特性(例えば、高い活性もしくは活性の増加、または低い活性もしくは活性の低下、熱活性の増加、熱安定性の増大、および/または酸性pH安定性など)についてスクリーニングすることができる。一部の実施形態では、「組換えグリコシルトランスフェラーゼポリペプチド」(本明細書では「操作されたグリコシルトランスフェラーゼポリペプチド」、「改変体グリコシルトランスフェラーゼ酵素」、「グリコシルトランスフェラーゼ改変体」、および「グリコシルトランスフェラーゼ組合せ改変体」とも呼ばれる)が使用される。一部の実施形態では、「組換えスクロースシンターゼポリペプチド」(「操作されたスクロースシンターゼポリペプチド」、「改変体スクロースシンターゼ酵素」、「スクロースシンターゼ改変体」、および「スクロースシンターゼ組合せ改変体」とも呼ばれる)が使用される。
本明細書で使用される場合、「ベクター」は、DNA配列を細胞に導入するためのDNA構築物である。一部の実施形態では、ベクターは、DNA配列にコードされたポリペプチドの好適な宿主における発現を果たすことができる好適な制御配列に作動可能に連結した発現ベクターである。一部の実施形態では、「発現ベクター」は、宿主細胞における発現を駆動するためのDNA配列(例えば、導入遺伝子)に作動可能に連結したプロモーター配列を有し、一部の実施形態では、転写ターミネーター配列も含む。
本明細書では、用語「発現」は、転写、転写後修飾、翻訳、および翻訳後修飾を含むがこれらに限定されない、ポリペプチドの産生に関与する任意のステップを含む。一部の実施形態では、この用語は、細胞からのポリペプチドの分泌も包含する。
本明細書で使用される場合、用語「産生する」は、細胞によるタンパク質および/または他の化合物の産生を指す。この用語は、転写、転写後修飾、翻訳、および翻訳後修飾を含むがこれらに限定されない、ポリペプチドの産生に関与する任意のステップを包含することが意図されている。一部の実施形態では、この用語は、細胞からのポリペプチドの分泌も包含する。
本明細書で使用される場合、アミノ酸またはヌクレオチド配列(例えば、プロモーター配列、シグナルペプチド、ターミネーター配列など)は、この配列が作動可能に連結した別の配列にとって、それら2つの配列が天然に会合していない場合、「異種」である。例えば、「異種ポリヌクレオチド」は、実験技術により宿主細胞に導入される任意のポリヌクレオチドであり、宿主細胞から除去され、実験操作に付され、そしてその後、宿主細胞に再導入されるポリヌクレオチドを含む。
本明細書で使用される場合、用語「宿主細胞」および「宿主株」は、本明細書で提供されるDNA(例えば、グリコシルトランスフェラーゼ改変体をコードするポリヌクレオチド)を含む発現ベクターのための好適な宿主を指す。一部の実施形態では、宿主細胞は、当技術分野において公知の組換えDNA技術を使用して構築されたベクターが形質転換されたまたはトランスフェクトされた真核または原核細胞である。
用語「類似体」は、参照ポリペプチドと70%より高い配列同一性、しかし100%未満の配列同一性(例えば、75%、78%、80%、83%、85%、88%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%を超える配列同一性)を有する、ポリペプチドを意味する。一部の実施形態では、類似体は、天然に存在するアミノ酸ばかりでなく、ホモアルギニン、オルニチンおよびノルバリンを含むがこれらに限定されない、1つまたは複数の天然に存在しないアミノ酸も含有する、ポリペプチドを意味する。一部の実施形態では、類似体はまた、1つまたは複数のD-アミノ酸残基、および2つまたはそれより多くのアミノ酸残基間の非ペプチド連結を含む。
用語「有効量」は、所望の結果を生じさせるのに十分な量を意味する。当業者は、日常的な実験を使用することにより何が有効量を決定することができる。
用語「単離された」および「精製された」は、それが天然に会合している少なくとも1つの他の成分から除去されている分子(例えば、単離された核酸、ポリペプチドなど)または他の成分を指すために使用される。用語「精製された」は、絶対純度を必要とせず、むしろ、相対的定義として意図されている。
本明細書で使用される場合、「立体選択性」は、化学または酵素反応における1つの立体異性体の別の立体異性体に対する優先的形成を指す。立体選択性は、1つの立体異性体が他の立体異性体より選好される場合、部分的であり得、または1つの立体異性体のみが形成される場合、完全であり得る。立体異性体がエナンチオマーである場合、立体選択性は、エナンチオ選択性と呼ばれ、これは、両方のエナンチオマーの和における一方のエナンチオマーの分率(典型的にはパーセンテージとして報告される)である。これは、一般に、当技術分野ではその代わりに、そこから式[主エナンチオマー-副エナンチオマー]/[主エナンチオマー+副エナンチオマー]に従って計算されるエナンチオマー過剰率(「e.e.」)として(典型的にはパーセンテージとして)報告される。立体異性体がジアステレオ異性体である場合、立体選択性は、ジアステレオ選択性と呼ばれ、これは、2つのジアステレオマーの混合物中の一方のジアステレオマーの分率(典型的にはパーセンテージとして報告される)であり、一般に、その代わりに、ジアステレオマー過剰率(「d.e.」)として報告される。エナンチオマー過剰率およびジアステレオマー過剰率は、立体異性体過剰率の種類である。
本明細書で使用される場合、「位置選択性」および「位置選択的反応」は、結合生成または切断の1つの方向が、全ての他の可能な方向より優先的に起こる反応を指す。反応は、識別が完全であり、実質的に位置選択的(少なくとも75%)である場合、完全(100%)位置選択的であり得、または1つの部位での反応の産物が他の部位での反応の産物より優勢である場合、部分的位置選択的(x%、この場合のパーセンテージは、目的の反応に依存して設定される)であり得る。
本明細書で使用される場合、「熱安定性の」は、ある期間(例えば、0.5~24時間)の高温(例えば、40~80℃)への曝露後に、同じ高温に曝露された野生型酵素と比較して同様の活性(例えば、60%~80%より高い)を維持する、グリコシルトランスフェラーゼポリペプチドを指す。
本明細書で使用される場合、「溶媒安定性の」は、ある期間(例えば、0.5~24時間)の様々な濃度(例えば、5~99%)の溶媒(エタノール、イソプロピルアルコール、ジメチルスルホキシド[DMSO]、テトラヒドロフラン、2-メチルテトラヒドロフラン、アセトン、トルエン、酢酸ブチル、メチルtert-ブチルエーテルなど)への曝露後に、同じ濃度の同じ溶媒に曝露された野生型酵素と比較して同様の活性(例えば、60%~80%より高い)を維持する、グリコシルトランスフェラーゼポリペプチドを指す。
本明細書で使用される場合、「熱および溶媒安定性の」は、熱安定性でもあり、溶媒安定性でもある、グリコシルトランスフェラーゼポリペプチドを指す。
本明細書で使用される場合、「還元剤」は、Fe+3をFe+2に変換することができる化合物または作用物質を指す。例示的な還元剤は、アスコルビン酸であり、これは、一般に、L-アスコルビン酸の形態である。
本明細書で使用される場合、「必要に応じた」および「必要に応じて」は、その後に記載される事象または状況が、起こることもありまたは起こらないこともあること、およびその記載が、事象または状況が起こる事例と、それが起こらない事例とを含むことを意味する。1つまたは複数の必要に応じた置換基を含有すると記載される任意の分子に関して、立体的に現実的なおよび/または合成により実現可能な化合物のみが含まれるように意図されていることが、当業者には理解されるであろう。「必要に応じて置換されている」は、化学基という用語または一連の化学基における全ての後続の修飾語句を指す。
グリコシル化
グリコシル化は、安定性、薬力学、溶解度および膜輸送を含む、天然および合成産物の多くの特性を変更することができる。本発明は、様々なアグリコンおよびグリコシル化基質からの新しいグリコシル化化合物の生成に好適な組成物、方法および酵素を提供する。一部の実施形態では、本発明は、容易に得られる前駆体から公知のグリコシル化化合物を効率的に生成するための手段を提供する。一部の場合には、グリコシル化は、化学合成方法によって果たされる。しかし、これらの方法は、望ましくない化学物質およびプロセスを概して必要とし、混合産物(例えば、誤った位置に結合を有する、および/または望ましくないアノマー配置を有する)を生じさせる結果となり得る。さらに、炭水化物化学は、複数の保護および脱保護ステップを必要とする。
対照的に、グリコシル化酵素は、温和な条件下で活性であり得、高い位置選択性および立体特異性を単一のステップで付与することができる。多くの天然に存在するグリコシル化代謝物は、様々な糖ヌクレオシドから糖部分を転移させるグリコシルトランスフェラーゼを使用してin vivoで生成される。抗菌特性、抗腫瘍特性、天然甘味特性などを有する多くの二次代謝物を含む、多くの分子は、β-グリコシド結合で修飾された非リボソームペプチド、ポリケチドまたはテルペノイド骨格を含む。植物、Stevia rebaudiana Bertoni、から抽出されるジテルペングリコシドの多くは、β連結グルコース分子を含有する。自然に、これらの分子は、UDP-グルコース依存性グリコシルトランスフェラーゼ酵素を使用してin vivoでグリコシル化される。本発明は、新しい操作されたグリコシルトランスフェラーゼを使用して、ヌクレオシドジホスホグルコースからグルコース部分を基質(例えば、レバウジオシドDまたはステビオシド)に転移させて、1つまたは複数のβ-グルコース連結産物(例えば、レバウジオシドM、レバウジオシドA、またはレバウジオシドI)を産生する方法(図1を参照されたい)を提供する。しかし、in vitroで使用される場合、UDP-グルコースは、法外に高価および/または入手不可能であり得る。一部の追加の実施形態では、シンターゼ(例えば、スクロースシンターゼまたはトレハロースシンターゼ)は、逆方向に作用して、ヌクレオシド二リン酸およびグルコースドナー(例えば、スクロース、トレハロースまたはデンプン)からヌクレオシドジホスホグルコース化合物を形成する。
したがって、グリコシル化は、香草、Stevia rebaudiana Bertoni、に由来するものなどの天然甘味料の産生に使用される。上述の通り、この植物は、多くの他の強力な甘味料より優れた高強度の甘味および知覚特性を特徴とする、いくつかのジテルペングリコシドを産生する。上述の甘味グリコシドは、一般的なアグリコン(すなわち、ステビオール)を有するが、C13およびC19位における炭水化物残基の数およびタイプが異なる。ステビオールグリコシドは、それらの分子構造ばかりでなく、それらの味覚特性も互いに異なる。通常、ステビオシドは、スクロースの89~143倍の甘味があるが、レバウジオシドAは、スクロースの85~242倍の間の甘味があると報告されている(例えば、Kasai et al., Nippon Kagaku Kaishi, 1981:726-735 [1981]を参照されたい)。これらの一般的な化合物のうち、レバウジオシドAは、収れん性が最も低く、苦味が最も少なく、後味の持続性が最も低い。したがって、レバウジオシドAには主要ステビオールグリコシドの最も好ましい感覚的特質があり、レバウジオシドAは、商品化されている。しかし、レバウジオシドAは、Stevia rebaudiana Bertoniから単離される全グリコシドのほんの一部(約20%)しか構成せず、ステビオシド(約70%)および副次的ステビオールグリコシドが残部を構成する(例えば、FAO, Chemical and Technical Assessment, 63rd JECFA, Steviol Glycosides [2004]を参照されたい)。天然に存在するが存在量がさらにより少ない化合物であるレバウジオシドMは、レバウジオシドXとしても公知であり、スクロースの200~350倍甘く、レバウジオシドAと比較して低減された後味を有する(例えば、Prakash et al., Food, 3:162-175 [2014]を参照されたい)。したがって、例えば天然甘味料としての、レバウジオシドMの商品化に関心が持たれているが、この化合物の実行可能な商業的合成経路は今のところない。
操作されたグリコシルトランスフェラーゼポリペプチド
本発明は、グリコシルトランスフェラーゼポリペプチド、ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、ポリペプチドを調製する方法、およびポリペプチドを使用する方法を提供する。説明がポリペプチドに関する場合、その説明がポリペプチドをコードするポリヌクレオチドも説明することを理解されたい。一部の実施形態では、本発明は、野生型GT酵素と比較して改善された特性を有する、操作された、天然に存在しないGT酵素を提供する。任意の好適な反応条件が本発明において使用される。一部の実施形態では、方法は、トランスフェラーゼ反応を行うための操作されたポリペプチドの改善された特性を分析するために使用される。一部の実施形態では、反応条件は、下記でおよび実施例でさらに説明されるように、ポリペプチドの濃度もしくは量、基質、補基質、緩衝剤、共溶媒、pH、温度および反応時間を含む条件、ならびに/または固体支持体上に固定化されたポリペプチドに伴う条件に関して改良される。
一部の実施形態では、本明細書に記載の操作されたGTポリペプチドは、野生型GT酵素と比較して改善された特性、例えば、ステビオールグリコシドのさらにグリコシル化されたステビオールグリコシドへの(例えば、ステビオシドのレバウジオシドAへの、またはレバウジオシドDのレバウジオシドMへの)変換の点およびアデニンジホスホグルコースまたは他のヌクレオシド二リン酸の使用の点で改善された特性を有する。
一部の実施形態では、反応条件を補足するために追加の反応成分または追加の技術が利用される。一部の実施形態では、これらは、酵素を安定化するかまたは酵素の不活性化を防止するための手段、産物阻害を低減させるための手段、反応の平衡をグルコシル化産物形成にシフトさせるための手段を講じることを含む。
一部のさらなる実施形態では、基質化合物の産物化合物への変換のための上記のいずれのプロセスも、産物化合物の抽出;単離;精製;および結晶化、濾過または凍結乾燥から選択される1つまたは複数のステップをさらに含むことがある。上で開示されたプロセスにより産生される生体触媒反応混合物からグルコシル化産物を抽出、単離、精製および/または結晶化するための方法、技術およびプロトコールは、当業者に公知であり、および/または日常的な実験によって入手される。加えて、説明に役立つ方法が、下記の実施例で提供される。
操作されたスクロースシンターゼポリペプチド
本発明は、操作されたスクロースシンターゼ(SuS)ポリペプチド、ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、ポリペプチドを調製する方法、およびポリペプチドを使用する方法を提供する。説明がポリペプチドに関する場合、その説明がポリペプチドをコードするポリヌクレオチドも説明することを理解されたい。一部の実施形態では、本発明は、野生型SuS酵素と比較して改善された特性を有する、操作された、天然に存在しないSuS酵素を提供する。任意の好適な反応条件が本発明において使用される。一部の実施形態では、方法は、シンターゼ反応を行うための操作されたポリペプチドの改善された特性を分析するために使用される。一部の実施形態では、反応条件は、下記でおよび実施例でさらに説明されるように、操作されたSuSの濃度もしくは量、基質、緩衝剤、溶媒、pH、温度および反応時間を含む条件、ならびに/または固体支持体上に固定化された操作されたSuSポリペプチドに伴う条件に関して改良される。
一部の実施形態では、本明細書に記載の操作されたSuSポリペプチドは、野生型SuS酵素と比較して改善された特性、例えば、本明細書に記載の反応の点で改善された特性を有する。
一部の実施形態では、反応条件を補足するために追加の反応成分または追加の技術が利用される。一部の実施形態では、これらは、酵素を安定化するかまたは酵素の不活性化を防止するための手段、産物阻害を低減させるための手段、反応の平衡をグルコシル化産物形成にシフトさせるための手段を講じることを含む。
一部のさらなる実施形態では、基質化合物の産物化合物への変換のための上記のいずれのプロセスも、産物化合物の抽出、単離、精製、結晶化、濾過および/または凍結乾燥から選択される1つまたは複数のステップをさらに含むことがある。本明細書で提供されるプロセスにより産生される生体触媒反応混合物から産物(例えば、レバウジオシド)を抽出、単離、精製および/または結晶化するための方法、技術およびプロトコールは、当業者に公知であり、および/または日常的な実験によって入手される。加えて、説明に役立つ方法が、下記の実施例で提供される。
操作されたポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、発現ベクターおよび宿主細胞
本発明は、本明細書に記載の操作された酵素ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを提供する。一部の実施形態では、ポリヌクレオチドは、ポリペプチドを発現させることができる組換えポリヌクレオチドを作出するために遺伝子発現を制御する1つまたは複数の異種調節配列に動作可能に連結している。一部の実施形態では、操作された酵素ポリペプチドをコードする少なくとも1つの異種ポリヌクレオチドを含有する発現構築物は、対応する酵素ポリペプチドを発現させるために適切な宿主細胞に導入される。
当業者には明らかであるように、タンパク質配列と様々なアミノ酸に対応するコドンについての知識とが利用可能であることによって、対象ポリペプチドをコードすることができる全てのポリヌクレオチドについての説明が得られる。同じアミノ酸が代替または同義コドンによりコードされる遺伝コードの縮重は、全てが操作された酵素(例えば、GTまたはSuS)ポリペプチドをコードするものである極めて多数の核酸を作製することを可能にする。したがって、本発明は、可能なコドン選択肢に基づいて組合せを選択することによって本明細書に記載の酵素ポリペプチドをコードするものにされ得る酵素ポリヌクレオチドのありとあらゆる可能なバリエーションの産生のための方法および組成物を提供し、全てのそのようなバリエーションは、実施例で(例えば、様々な表で)提示されるアミノ酸配列を含む、本明細書に記載の任意のポリペプチドについて考えられ、具体的に開示されることになる。
一部の実施形態では、コドンは、好ましくは、タンパク質産生のための選択された宿主細胞による利用のために最適化される。例えば、細菌において使用される好ましいコドンは、細菌における発現のために典型的に使用される。それ故、操作された酵素ポリペプチドをコードするコドン最適化ポリヌクレオチドは、完全長コード領域中のコトン位置の約40%、50%、60%、70%、80%、90%、または90%より多くに好ましいコドンを含有する。
一部の実施形態では、酵素ポリヌクレオチドは、酵素活性と本明細書で開示される特性を有する操作されたポリペプチドであって、本明細書で提供される配列番号から選択される参照配列に対して、少なくとも60%、65%、70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、またはそれより高い同一性を有するアミノ酸配列、または任意の改変体(例えば、実施例で提供されるもの)のアミノ酸配列と、参照ポリヌクレオチドまたは実施例で開示される任意の改変体のアミノ酸配列と比較して1つまたは複数(例えば、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10カ所もしくはそれより多くのアミノ酸残基位置)の残基相違とを含む、操作されたポリペプチドをコードする。
一部の実施形態では、ポリヌクレオチドは、本明細書で提供される任意のポリヌクレオチド配列から選択される参照ポリヌクレオチド配列、もしくはその相補配列、または本明細書で提供される改変体酵素ポリペプチドのいずれかをコードするポリヌクレオチド配列と、高度にストリンジェントな条件下でハイブリダイズすることができる。一部の実施形態では、高度にストリンジェントな条件下でハイブリダイズすることができるポリヌクレオチドは、参照配列と比較して1つまたは複数の残基相違を有するアミノ酸配列を含む酵素ポリペプチドをコードする。
一部の実施形態では、本明細書における操作された酵素ポリペプチドのいずれかをコードする単離されたポリヌクレオチドは、酵素ポリペプチドの発現を助長するように様々な方法で操作される。一部の実施形態では、酵素ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドは、1つまたは複数の制御配列が、酵素ポリヌクレオチドおよび/またはポリペプチドの発現を調節するために存在する、発現ベクターを含む。ベクターへのその挿入の前の単離されたポリヌクレオチドの操作は、利用される発現ベクターに依存して望ましいまたは必要であることがある。組換えDNA法を利用してポリヌクレオチドおよび核酸配列を修飾する技術は、当技術分野において周知である。一部の実施形態では、制御配列は、数ある中でも特に、プロモーター、リーダー配列、ポリアデニル化配列、プロペプチド配列、シグナルペプチド配列、および転写ターミネーターを含む。一部の実施形態では、好適なプロモーターは、宿主細胞選択に基づいて選択される。細菌宿主細胞について、本開示の核酸構築物の転写を指令するのに好適なプロモーターとしては、これらに限定されないが、E.coli lacオペロン、Streptomyces coelicolorアガラーゼ遺伝子(dagA)、Bacillus subtilisレバンスクラーゼ遺伝子(sacB)、Bacillus licheniformisアルファ-アミラーゼ遺伝子(amyL)、Bacillus stearothermophilusマルトース生成アミラーゼ遺伝子(amyM)、Bacillus amyloliquefaciensアルファ-アミラーゼ遺伝子(amyQ)、Bacillus licheniformisペニシリナーゼ遺伝子(penP)、Bacillus subtilis xylAおよびxylB遺伝子、ならびに原核生物ベータ-ラクタマーゼ遺伝子から得られるプロモーター(例えば、Villa-Kamaroff et al., Proc. Natl Acad. Sci. USA 75: 3727-3731 [1978]を参照されたい)、ならびにtacプロモーター(例えば、DeBoer et al., Proc. Natl Acad. Sci. USA 80: 21-25 [1983]を参照されたい)が挙げられる。糸状真菌宿主細胞についての例示的プロモーターとしては、これらに限定されないが、Aspergillus oryzae TAKAアミラーゼ、Rhizomucor mieheiアスパラギン酸プロテイナーゼ、Aspergillus niger中性アルファ-アミラーゼ、Aspergillus niger酸安定性アルファ-アミラーゼ、Aspergillus nigerまたはAspergillus awamoriグルコアミラーゼ(glaA)、Rhizomucor mieheiリパーゼ、Aspergillus oryzaeアルカリプロテアーゼ、Aspergillus oryzaeトリオースリン酸イソメラーゼ、Aspergillus nidulansアセトアミダーゼ、およびFusarium oxysporumトリプシン様プロテアーゼの遺伝子から得られるプロモーター(例えば、WO96/00787を参照されたい)、ならびにNA2-tpiプロモーター(Aspergillus niger中性アルファ-アミラーゼの遺伝子からのプロモーターとAspergillus oryzaeトリオースリン酸イソメラーゼの遺伝子からのプロモーターのハイブリッド)、ならびにこれらの変異体、切断型およびハイブリッドプロモーターが挙げられる。例示的な酵母細胞プロモーターは、Saccharomyces cerevisiaeエノラーゼ(ENO-1)、Saccharomyces cerevisiaeガラクトキナーゼ(GAL1)、Saccharomyces cerevisiaeアルコールデヒドロゲナーゼ/グリセルアルデヒド-3-リン酸デヒドロゲナーゼ(ADH2/GAP)、およびSaccharomyces cerevisiae3-ホスホグリセリン酸キナーゼの遺伝子に由来し得る遺伝子に由来し得る。酵母宿主細胞についての他の有用なプロモーターは、当技術分野において公知である(例えば、Romanos et al., Yeast 8:423-488 [1992]を参照されたい)。
一部の実施形態では、制御配列は、好適な転写ターミネーター配列(すなわち、転写を終結させるために宿主細胞により認識される配列)でもある。一部の実施形態では、ターミネーター配列は、酵素ポリペプチドをコードする核酸配列の3’末端に作動可能に連結している。選ばれる宿主細胞において機能性である任意の好適なターミネーターが、本発明において使用される。糸状真菌宿主細胞についての例示的な転写ターミネーターは、Aspergillus oryzae TAKAアミラーゼ、Aspergillus nigerグルコアミラーゼ、Aspergillus nidulansアントラニル酸シンターゼ、Aspergillus nigerアルファ-グルコシダーゼ、およびFusarium oxysporumトリプシン様プロテアーゼの遺伝子から得ることができる。酵母宿主細胞についての例示的なターミネーターは、Saccharomyces cerevisiaeエノラーゼ、Saccharomyces cerevisiaeシトクロムC(CYC1)、およびSaccharomyces cerevisiaeグリセルアルデヒド-3-リン酸デヒドロゲナーゼの遺伝子から得ることができる。酵母宿主細胞についての他の有用なターミネーターは、当技術分野において公知である(例えば、Romanos et al.、上掲を参照されたい)。
一部の実施形態では、制御配列は、好適なリーダー配列(すなわち、宿主細胞による翻訳にとって重要であるmRNAの非翻訳領域)でもある。一部の実施形態では、リーダー配列は、酵素ポリペプチドをコードする核酸配列の5’末端に作動可能に連結している。選ばれる宿主細胞において機能性である任意の好適なリーダー配列が、本発明において使用される。糸状真菌宿主細胞についての例示的リーダーは、Aspergillus oryzae TAKAアミラーゼ、およびAspergillus nidulansトリオースリン酸イソメラーゼの遺伝子から得られる。酵母宿主細胞に好適なリーダーは、Saccharomyces cerevisiaeエノラーゼ(ENO-1)、Saccharomyces cerevisiae3-ホスホグリセリン酸キナーゼ、Saccharomyces cerevisiaeアルファ因子、およびSaccharomyces cerevisiaeアルコールデヒドロゲナーゼ/グリセルアルデヒド-3-リン酸デヒドロゲナーゼ(ADH2/GAP)の遺伝子から得られる。
一部の実施形態では、制御配列は、ポリアデニル化配列(すなわち、核酸配列の3’末端に作動可能に連結した配列であって、転写されたとき、転写されたmRNAにポリアデノシン残基を付加させるためのシグナルとして宿主細胞により認識される配列)でもある。選ばれる宿主細胞において機能性である任意の好適なポリアデニル化配列が、本発明において使用される。糸状真菌宿主細胞についての例示的なポリアデニル化配列としては、これらに限定されないが、Aspergillus oryzae TAKAアミラーゼ、Aspergillus nigerグルコアミラーゼ、Aspergillus nidulansアントラニル酸シンターゼ、Fusarium oxysporumトリプシン様プロテアーゼ、およびAspergillus nigerアルファ-グルコシダーゼの遺伝子が挙げられる。酵母宿主細胞についての有用なポリアデニル化配列は公知である(例えば、Guo and Sherman, Mol. Cell. Biol., 15:5983-5990 [1995]を参照されたい)。
一部の実施形態では、制御配列は、シグナルペプチド(すなわち、ポリペプチドのアミノ末端に連結されたアミノ酸配列をコードし、コードされたポリペプチドを細胞の分泌経路に方向付ける、コード領域)でもある。一部の実施形態では、核酸配列のコード配列の5’末端は、分泌されるポリペプチドをコードするコード領域のセグメントと翻訳リーディングフレーム内で天然で連結されるシグナルペプチドコード領域を本質的に含有する。あるいは、一部の実施形態では、コード配列の5’末端は、コード配列にとって外来のシグナルペプチドコード領域を含有する。発現されたポリペプチドを選ばれる宿主細胞の分泌経路に方向付ける任意の好適なシグナルペプチドコード領域が、操作されたポリペプチドの発現に使用される。細菌宿主細胞についての有効なシグナルペプチドコード領域は、Bacillus NCIB 11837マルトース生成アミラーゼ、Bacillus
stearothermophilusアルファ-アミラーゼ、Bacillus licheniformisサブチリシン、Bacillus licheniformisベータ-ラクタマーゼ、Bacillus stearothermophilus中性プロテアーゼ(nprT、nprS、nprM)、およびBacillus subtilis prsAの遺伝子からのものを含むがこれらに限定されない、シグナルペプチドコード領域である。さらなるシグナルペプチドは、当技術分野において公知である(例えば、Simonen and Palva, Microbiol. Rev., 57:109-137 [1993]を参照されたい)。一部の実施形態では、糸状真菌宿主細胞についての有効なシグナルペプチドコード領域としては、これらに限定されないが、Aspergillus oryzae TAKAアミラーゼ、Aspergillus niger中性アミラーゼ、Aspergillus nigerグルコアミラーゼ、Rhizomucor mieheiアスパラギン酸プロテイナーゼ、Humicola insolensセルラーゼ、およびHumicola lanuginosaリパーゼの遺伝子から得られるシグナルペプチドコード領域が挙げられる。酵母宿主細胞についての有用なシグナルペプチドとしては、これらに限定されないが、Saccharomyces cerevisiaeアルファ因子およびSaccharomyces cerevisiaeインベルターゼの遺伝子からのものが挙げられる。
一部の実施形態では、制御配列は、ポリペプチドのアミノ末端に位置するアミノ酸配列をコードするプロペプチドコード領域でもある。結果として得られるポリペプチドは、「プロ酵素」、「プロポリペプチド」または「チモーゲン」と呼ばれる。プロポリペプチドは、プロポリペプチドからのプロペプチドの触媒的または自己触媒的切断によって成熟活性ポリペプチドに変換され得る。プロペプチドコード領域は、Bacillus subtilisアルカリプロテアーゼ(aprE)、Bacillus subtilis中性プロテアーゼ(nprT)、Saccharomyces cerevisiaeアルファ因子、Rhizomucor mieheiアスパラギン酸プロテイナーゼ、およびMyceliophthora thermophilaラクターゼの遺伝子を含むがこれらに限定されない、任意の好適な供給源から得ることができる(例えば、WO95/33836を参照されたい)。シグナルペプチド領域とプロペプチド領域の両方がポリペプチドのアミノ末端に存在する場合、プロペプチド領域は、ポリペプチドのアミノ末端の隣に位置し、シグナルペプチド領域は、プロペプチド領域のアミノ末端の隣に位置する。
一部の実施形態では、調節配列も利用される。これらの配列は、宿主細胞の増殖に関連してポリペプチドの発現の調節を助長する。調節系の例は、調節化合物の存在を含む、化学的または物理的刺激に応答して遺伝子発現をオンまたはオフにさせるものである。原核生物宿主細胞において、好適な調節配列としては、これらに限定されないが、lac、tacおよびtrpオペレータ系が挙げられる。酵母宿主細胞において、好適な調節配列としては、これらに限定されないが、ADH2系またはGAL1系が挙げられる。糸状真菌において、好適な調節配列としては、これらに限定されないが、TAKAアルファ-アミラーゼプロモーター、Aspergillus nigerグルコアミラーゼプロモーター、およびAspergillus oryzaeグルコアミラーゼプロモーターが挙げられる。
別の態様では、本発明は、操作された酵素ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドと、導入されることになる宿主の種類に依存して、プロモーターおよびターミネーター、複製起点などのような1つまたは複数の発現調節領域とを含む、組換え発現ベクターに関する。一部の実施形態では、本明細書に記載の様々な核酸および制御配列は、1つまたは複数の便利な制限部位を、そのような部位での酵素ポリペプチドをコードする核酸配列の挿入または置換を可能にするために含む、組換え発現ベクターを生じさせるために一緒に連結される。あるいは、一部の実施形態では、本発明の核酸配列は、核酸配列またはその配列を含む核酸構築物を発現のための適切なベクターに挿入することによって発現される。発現ベクターの作出を含む一部の実施形態では、コード配列は、ベクター内に、コード配列が発現のための適切な制御配列と作動可能に連結するように位置する。
組換え発現ベクターは、便利に組換えDNA手順に付すことができ、酵素ポリヌクレオチド配列の発現を生じさせることができる、任意の好適なベクター(例えば、プラスミドまたはウイルス)であり得る。ベクターの選択は、ベクターとベクターが導入されることになる宿主細胞との適合性に典型的に依存する。ベクターは、直鎖状プラスミドであってもよく、または閉環状プラスミドであってもよい。
一部の実施形態では、発現ベクターは、自己複製ベクター(すなわち、染色体外実体として存在し、その複製が染色体複製に依存しないベクター、例えば、プラスミド、染色体外エレメント、ミニ染色体、または人工染色体)である。ベクターは、自己複製を確実にするための任意の手段を含有し得る。一部の代替実施形態では、ベクターは、宿主細胞に導入されたとき、ゲノムに組み込まれ、それが組み込まれた染色体とともに複製されるものであり得る。さらに、一部の実施形態では、単一のベクターもしくはプラスミド、または宿主細胞のゲノムにおよび/もしくはトランスポゾンに導入されることになる全DNAを一緒に含有する2つもしくはそれより多くのベクターもしくはプラスミドが、利用される。
一部の実施形態では、発現ベクターは、形質転換細胞の容易な選択を可能にする、1つまたは複数の選択可能なマーカーを含有する。「選択可能なマーカー」は、その産物が、殺生物剤またはウイルス抵抗性を、重金属に対する耐性を、栄養要求株に原栄養性を、およびこれらに類するものをもたらす、遺伝子である。細菌の選択可能なマーカーの例としては、これらに限定されないが、Bacillus subtilisもしくはBacillus licheniformisからのdal遺伝子、またはアンピシリン、カナマイシン、クロラムフェニコールもしくはテトラサイクリン耐性などの抗生物質耐性を付与するマーカーが挙げられる。酵母宿主細胞についての好適なマーカーとしては、これらに限定されないが、ADE2、HIS3、LEU2、LYS2、MET3、TRP1およびURA3が挙げられる。糸状真菌宿主細胞において使用するための選択可能なマーカーとしては、これらに限定されないが、amdS(アセトアミダーゼ;例えば、A.nidulansまたはA.orzyaeからのもの)、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;例えば、S.hygroscopicusからのもの)、hph(ハイ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;例えば、A.nidulansまたはA.orzyaeからのもの)、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)、ならびにこれらの等価物が挙げられる。別の態様では、本発明は、本発明の少なくとも1つの操作された酵素ポリペプチドをコードする少なくとも1つのポリヌクレオチドを含む宿主細胞であって、ポリヌクレオチドが、宿主細胞における操作された酵素(単数/複数)の発現のために1つまたは複数の制御配列に動作可能に連結している、宿主細胞を提供する。本発明の発現ベクターによりコードされるポリペプチドを発現させる際の使用に好適な宿主細胞は、当技術分野において周知であり、これらに限定されないが、細菌細胞、例えば、E.coli、Vibrio fluvialis、StreptomycesおよびSalmonella typhimurium細胞;真菌細胞、例えば、酵母細胞(例えば、Saccharomyces cerevisiaeまたはPichia pastoris(ATCC受託番号201178));昆虫細胞、例えば、Drosophila S2およびSpodoptera Sf9細胞;動物細胞、例えば、CHO、COS、BHK、293およびBowes黒色腫細胞;ならびに植物細胞を含む。例示的な宿主細胞は、様々なEscherichia coli株(例えば、W3110(ΔfhuA)およびBL21)も含む。
したがって、別の態様では、本発明は、操作された酵素ポリペプチドを産生するための方法であって、操作された酵素ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを発現することができる宿主細胞を、ポリペプチドの発現に好適な条件下で培養するステップを含む方法を提供する。一部の実施形態では、方法は、本明細書に記載されるような、酵素ポリペプチドを単離および/または精製するステップを、さらに含む。
宿主細胞についての適切な培養培地および増殖条件は、当技術分野において周知である。酵素ポリペプチドの発現のためにポリヌクレオチドを細胞に導入するための任意の好適な方法が本発明で使用されることが、企図される。好適な技術としては、これらに限定されないが、電気穿孔、微粒子銃による粒子衝突、リポソーム媒介性トランスフェクション、塩化カルシウムトランスフェクション、およびプロトプラスト融合が挙げられる。
説明に役立つことを意図したものであり、限定を意図したものではない、以下の代表的実施例で、本発明の様々な特徴および実施形態が例証される。
実験
遂行した実験および結果を含む以下の実施例は、説明に役立つことを目的として提供するものに過ぎず、本発明を限定するものと解釈すべきでない。実際、下記の試薬および機器の多くには様々な好適な供給元がある。本発明をいずれかの試薬または機器物品についていずれかの特定の供給元に限定することを意図していない。
下で開示する実験では、以下の略語が適用される:M(モル濃度);mM(ミリモル濃度)、uMおよびμΜ(マイクロモル濃度);nM(ナノモル濃度);mol(モル);gmおよびg(グラム);mg(ミリグラム);ugおよびμg(マイクログラム);Lおよびl(リットル);mlおよびmL(ミリリットル);cm(センチメートル);mm(ミリメートル);umおよびμm(マイクロメートル);sec.(秒);min(分);hおよびhr(時);U(単位);MW(分子量);rpm(毎分回転数);psiおよびPSI(ポンド毎平方インチ);℃(摂氏度);RTおよびrt(室温);CV(変動係数);CAMおよびcam(クロラムフェニコール);PMBS(ポリミキシンB硫酸塩);IPTG(イソプロピルβ-D-1-チオガラクトピラノシド);LB(ルリアブロス);TB(テリフィックブロス);SFP(振盪フラスコ粉末);CDS(コード配列);DNA(デオキシリボ核酸);RNA(リボ核酸);nt(ヌクレオチド;ポリヌクレオチド);aa(アミノ酸;ポリペプチド);E.coli W3110(Coli Genetic Stock Center[CGSC]、New Haven、CTから入手可能な、一般に使用されている実験室E.coli株);AcSus(Acidithiobacillus caldusスクロースシンターゼ);SUS、SuSおよびSuSy(スクロースシンターゼ、これはスクロースシンテターゼとしても公知);NDP(ヌクレオシド二リン酸);アデノシン二リン酸(ADP);シチジン二リン酸(CDP);グアノシン二リン酸(GDP);チミジン二リン酸(TDP);ウリジン二リン酸(UDP);イノシン二リン酸(IDP);GT(グリコシルトランスフェラーゼ);UGT(UDP-グルコース依存性グリコシルトランスフェラーゼ);NGT(NDP-ヌクレオシド二リン酸依存性グリコシルトランスフェラーゼ);AGT(ADP-グルコース依存性グリコシルトランスフェラーゼ);CGT(CDP-グルコース依存性グリコシルトランスフェラーゼ);GGT(GDP-グルコース依存性グリコシルトランスフェラーゼ);TGT(TDP-グルコース依存性グリコシルトランスフェラーゼ);IGT(IDP-グルコース依存性グリコシルトランスフェラーゼ);UGT(UDP-グルコース依存性グリコシルトランスフェラーゼ);reb(レバウジオシド);rebA(レバウジオシドA);rebD(レバウジオシドD);rebI(レバウジオシドI);rebM(レバウジオシドM);「Reb A 60」は、ステビオシドとレバウジオシドAのそれぞれ約1:2混合物である;HTP(ハイスループット);HPLC(高圧液体クロマトグラフィー);HPLC-UV(HPLC-紫外可視検出器);1H NMR(プロトン核磁気共鳴分光法);HSQC NMR(異種核一量子コヒーレンス分光法(heteronuclear single quantum coherence spectroscopy)NMR);COSY NMR(同種核相関分光法(homonuclear correlation spectroscopy)NMR);Acorn(Acorn NMR、Livermore、CA);FIOPC(陽性対照に対する改善倍率);SigmaおよびSigma-Aldrich(Sigma-Aldrich、St.Louis、MO;Difco(Difco Laboratories、BD Diagnostic Systems、Detroit、MI);Microfluidics(Microfluidics、Westwood、MA);ChromaDex(ChromaDex,Inc.、Irvine、CA);Life Technologies(Life Technologies、Fisher Scientificの一部、Waltham、MA);Amresco(Amresco,LLC、Solon、OH);Carbosynth(Carbosynth,Ltd.、Berkshire、UK);Varian(Varian Medical Systems、Palo Alto、CA);Agilent(Agilent Technologies,Inc.、Santa Clara、CA);およびThermotron(Thermotron,Inc.、Holland、MI)。
(実施例1)
合成、最適化およびアッセイ
この実施例では、グルコシル化活性を有するUGT酵素の合成、最適化およびアッセイに使用する方法を説明する。
遺伝子合成および最適化:
ステビオールビオシドをグルコシル化して、レバウジオシドBにすることおよびステビオシドをグルコシル化してレバウジオシドAにすることが報告されている、野生型Stevia rebaudianaポリペプチド(配列番号2)をコードするポリヌクレオチド配列(配列番号1)(例えば、Richman et al., Plant J.,
41:56-67 [2005]を参照されたい)をコドン最適化し、配列番号3の遺伝子として合成した。この合成遺伝子(配列番号3)をpCK110900ベクター系(例えば、これにより参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第2006/0195947号を参照されたい)にクローニングし、その後、E.coli W3110(ΔfhuA)において発現させた。E.coli株W3110は、lacプロモーターの制御下でUGT酵素を発現した。進化ラウンドは、以下の実施例で説明する通りに行った。
振盪フラスコ粉末(SFP)の産生:
振盪フラスコ手順を使用して、本明細書に記載の生体触媒プロセスで使用される特徴付けアッセイのためのグリコシルトランスフェラーゼポリペプチド振盪フラスコ粉末(SFP)を生成した。酵素の振盪フラスコ粉末(SFP)調製によって、HTPアッセイで使用される細胞溶解物と比較して酵素のより精製された調製物(例えば、総タンパク質の>30%まで)が得られ、より濃縮された酵素溶液の使用も可能になる。目的の操作されたポリペプチドをコードするプラスミドを含有するE.coliの単一コロニーを、30μg/mLのクロラムフェニコールと1%グルコースとを含有する5mLのルリア-ベルターニブロスに接種した。細胞を30℃のインキュベーターにおいて250rpmで振盪しながら一晩(少なくとも16時間)増殖させた。1Lフラスコ内の30μg/mlのCAMを含有する250mLのテリフィックブロス(12g/Lのバクト-トリプトン、24g/Lの酵母抽出物、4mL/Lのグリセロール、65mMリン酸カリウム、pH7.0、1mM MgSO4)に培養物を添加して希釈して0.2の600nm光学密度(OD600)にし、30℃で増殖させた。
培養物のOD600が0.6~0.8になったときに、最終濃度1mMまでIPTGを添加することにより、グリコシルトランスフェラーゼ遺伝子の発現を誘導した。次いで、インキュベーションを一晩(少なくとも16時間)継続した。遠心分離(5000rpm、15分、4℃)により細胞を収集し、上清を廃棄した。細胞ペレットを2体積の25mMトリエタノールアミン緩衝剤、pH7.5に再懸濁させ、標準E.coli溶解に設定して4℃で維持したMICROFLUIDIZER(登録商標)高圧ホモジナイザー(Microfluidics)に通した。細胞デブリを遠心分離(10,000rpm、45分、4℃)により除去した。清澄化溶解物上清を回収し、-80℃で凍結させ、次いで、His親和性精製し、透析して精製タンパク質を生じさせたか、または凍結乾燥させて粗タンパク質の乾燥振盪フラスコ粉末を生じさせた。
ステビオシドグルコシル化についてのSFPのアッセイ:
SFPを再構成して20g/Lの粉末を得た。次いで、これらのストックの50μLを、3mM MgSO4および1mMステビオシド(ChromaDex、純度>94%)と2mMウリジンジホスホグルコースを伴う50mM Tris-HCl緩衝剤、pH7.5の200μLの総反応体積で、希釈した。30℃でTHERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら16~18時間、反応を行った。
HPLC-MS/MS分析:
0.2%ギ酸を伴う0.5体積/体積のアセトニトリルで上記の反応物をクエンチし、遠心分離により沈殿させた。以下の計器およびパラメーターを用いてLC-MS/MSにより上清中のグリコシル化ステビオシド産物を検出した:
Figure 2023039908000003
配列番号4について活性を検出した。ステビオシドのレバウジオシドAへの高度の変換(すなわち、>95%)が、上記のアッセイ試料のLC-MS/MS分析で観察された。
(実施例2)
配列番号4のGT改変体
この実施例では、ADP-グルコースを使用するステビオールグリコシドのグルコシル化改善のための、配列番号4に由来するGTポリペプチドの進化およびスクリーニングの実験を説明する。酵素のある特定の構造的特徴に関連する位置に変異誘発を施した改変体遺伝子のライブラリーを構築することによって、配列番号3によりコードされるGT(すなわち、配列番号4)の定向進化を行った。次に、これらのライブラリーをプレーティングし、増殖させ、下で説明するハイスループット(HTP)アッセイを使用してスクリーニングして、ADP-グルコースおよびステビオールグリコシドへのグルコシルトランスフェラーゼ活性を有する第1ラウンド(「ラウンド1」)の操作されたGT改変体ポリペプチドを得た。ラウンド1における活性改善に関連する変異と次いでその後の進化ラウンドにおける活性改善に関連する変異とを組み換えた改変体遺伝子のライブラリーを構築することにより、多くの追加の進化ラウンドを行った。次いで、下で説明するハイスループット(HTP)増殖、発現、溶解物調製およびアッセイを使用して、これらのライブラリーをプレーティングし、増殖させ、スクリーニングした。
HTP増殖、発現および溶解物調製
細胞を96ウェルプレートに採取し、1%グルコースと30μg/mLのCAMとを含有するLB培地中、30℃、200rpm、湿度85%で一晩増殖させた。次いで、一晩増殖させたもの20μLを、30μg/mLのCAMを含有する380μLのTB増殖培地を含有するディープウェルプレートに移し、1mM IPTGで誘導し、18時間、30℃、200rpm、湿度85%でインキュベートした。細胞培養物を4000rpm、4℃で10分間、遠心分離し、培地を廃棄した。このようにして得た細胞ペレットを-80℃で凍結させ、タイタープレートシェーカーを用いて室温で2時間、低速で振盪しながら250μLの溶解緩衝液(20mM Tris-HCl緩衝剤、pH7.5中の0.5g/Lのリゾチームおよび0.5g/LのPMBS)中で溶解した。次いで、プレートを4000rpmおよび4℃で20分間、遠心分離し、清澄化溶解物上清を、下で説明するHTPアッセイ反応に使用した。
ADP-グルコースからステビオシドへのグルコース転移についてのHTPアッセイ
配列番号3改変体を発現する清澄化E.coli培養溶解物の96ウェルプレートを用いて、200μL反応物中50μL溶解物の溶解物負荷量で、ならびに50%エタノール中の20mMストック溶液からの1mMステビオシド(ChromaDex、純度>94%)の基質負荷量、および0.5mM ADP-グルコース(Sigma、純度>93%)の補基質負荷量で、アッセイを行った。以下の反応条件を使用した:THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら18時間、50mM Tris-HCl緩衝剤、pH7.5、3mM MgCl、30℃。0.2%ギ酸を伴う100μL/ウェルのアセトニトリルで反応物をクエンチし、10分、4℃で遠心分離し、実施例1、表1.1に記載のHPLC-MS/MSにより上清を分析した。
野生型UGT76G1(配列番号4)とADP-グルコースの存在下でのステビオシドからのレバウジオシドAの形成は、無酵素対照と区別できなかった。配列番号4の野生型酵素とは対照的に、ステビオシドとADP-グルコースからレバウジオシドAを産生するグリコシルトランスフェラーゼ改変体ポリペプチドは、同定された。これらの操作されたポリペプチドを表2.1に収載する。親構築物および改変体構築物は、親和性精製のためにN末端ヒスチジンタグを含有したが、明確にするために、タグを付けていない参照配列と比較して変異に番号を付けた。複数の進化ラウンド中に産生された改変体の振盪フラスコ規模の培養物を、実施例1で説明したようにタンパク質精製のために増殖させた。
(実施例3)
グルコシル化活性を有するグリコシルトランスフェラーゼ酵素の合成、最適化およびアッセイ
この実施例では、グルコシル化活性を有するUGT酵素の合成、最適化およびアッセイに使用する方法を説明する。
遺伝子合成および最適化
ベータ-1,2-グリコシルトランスフェラーゼSolanum tuberosumをコードするポリヌクレオチド配列をコドン最適化し、配列番号11の遺伝子として合成した。これらの合成遺伝子をpCK110900ベクター系(例えば、これにより参照により本明細書に組み込まれる米国特許第9,714,437号を参照されたい)にクローニングし、その後、E.coli W3110(ΔfhuA)において発現させた。E.coli株W3110は、lacプロモーターの制御下でUGT酵素を発現した。
振盪フラスコ粉末(SFP)の産生
振盪フラスコ手順を使用して、本明細書に記載の生体触媒プロセスで使用される特徴付けアッセイのためのグリコシルトランスフェラーゼポリペプチド振盪フラスコ粉末(SFP)を生成した。酵素の振盪フラスコ粉末(SFP)調製によって、HTPアッセイで使用される細胞溶解物と比較して酵素のより精製された調製物(例えば、総タンパク質の>30%まで)が得られ、より濃縮された酵素溶液の使用も可能になる。目的の操作されたポリペプチドをコードするプラスミドを含有するE.coliの単一コロニーを、30μg/mlのクロラムフェニコールと1%グルコースとを含有する5mLのルリア-ベルターニブロスに接種した。細胞を30℃のインキュベーターにおいて250rpmで振盪しながら一晩(少なくとも16時間)増殖させた。1Lフラスコ内の30μg/mlのCAMを含有する250mLのテリフィックブロス(12g/Lのバクト-トリプトン、24g/Lの酵母抽出物、4mL/Lのグリセロール、65mMリン酸カリウム、pH7.0、1mM MgSO)に培養物を添加して希釈して0.2の600nm光学密度(OD600)にし、30℃で増殖させた。
培養物のOD600が0.6~0.8になったときに、最終濃度1mMまでIPTGを添加することにより、グリコシルトランスフェラーゼ遺伝子の発現を誘導した。次いで、インキュベーションを一晩(少なくとも16時間)継続した。遠心分離(5000rpm、15分、4℃)により細胞を収集し、上清を廃棄した。細胞ペレットを2体積の25mMトリエタノールアミン緩衝剤、pH7.5に再懸濁させ、標準E.coli溶解に設定して4℃で維持したMICROFLUIDIZER(登録商標)高圧ホモジナイザー(Microfluidics)に通した。細胞デブリを遠心分離(10,000rpm、45分、4℃)により除去した。清澄化溶解物上清を回収し、-80℃で凍結させ、次いで、His親和性精製し、透析して精製タンパク質を生じさせたか、または凍結乾燥させて粗タンパク質の乾燥振盪フラスコ粉末を生じさせた。
精製タンパク質でのレバウジオシドAグルコシル化についてのアッセイ
先ず、50μLの精製タンパク質を、50mM Tris-HCl緩衝剤pH7.5、3mM塩化マグネシウム、1mMレバウジオシドAおよび0.5mMウリジンジホスホグルコースからなる200μLの総反応体積で、希釈した。30℃でTHERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら18時間、反応を行った。煮沸した酵素反応を陰性対照として使用した。0.2%ギ酸を伴う90μLのアセトニトリルで10μLの反応物をクエンチし、遠心分離により沈殿させた。実施例1、表1.1に記載のLC-MS/MSにより上清中のグリコシル化レバウジオシドA産物を検出した。不良な可溶性発現にもかかわらず、配列番号12は、ステビオールグリコシド基質におけるβ-1,2-グルコース結合の生成への高い比活性および良好な選択性を実証した。
振盪フラスコ粉末でのレバウジオシドAグルコシル化についてのアッセイ
凍結乾燥振盪フラスコ粉末を20mg/mLに再構成した。次いで、これらのストックの10μLを、3mM MgClと1mMレバウジオシドA(純度>97%)と2mMウリジンジホスホグルコース(UDP-グルコース)とを伴う50mMリン酸カリウム(KPhos)緩衝剤、pH7の100μLの総反応体積で、希釈した。40℃でTHERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら16~18時間、反応を行った。陰性対照より高い活性が配列番号12について検出された。レバウジオシドAのレバウジオシドDへの低度の変換(すなわち、<10%)がLC-MS/MS分析で観察された。
(実施例4)
配列番号12のGT改変体
この実施例では、ステビオールグリコシドのグルコシル化改善のための、配列番号12に由来するGTポリペプチドの進化およびスクリーニングの実験を説明する。酵素の表面残基に関連する位置に変異誘発を施した改変体遺伝子の組合せライブラリーを構築することによって、配列番号11によりコードされるGT(すなわち、配列番号12)の定向進化を行った。次に、これらのライブラリーをプレーティングし、増殖させ、下で説明するハイスループット(HTP)アッセイを使用してスクリーニングして、ステビオールグリコシドへのβ-1,2-グルコシルトランスフェラーゼ活性を有する第1ラウンド(「ラウンド1」)の操作されたGT改変体ポリペプチドを得た。ラウンド1における活性改善に関連する変異と次いでその後の進化ラウンドにおける活性改善に関連する変異とを組み換えた改変体遺伝子のライブラリーを構築することにより、多くの追加の進化ラウンドを行った。次いで、下で説明するハイスループット(HTP)増殖、発現、溶解物調製およびアッセイを使用して、これらのライブラリーをプレーティングし、増殖させ、スクリーニングした。
HTP増殖、発現および溶解物調製
細胞を96ウェルプレートに採取し、1%グルコースと30μg/mLのCAMとを含有するLB培地中、30℃、200rpm、湿度85%で一晩増殖させた。次いで、一晩増殖させたもの20μLを、30μg/mLのCAMを含有する380μLのTB増殖培地を含有するディープウェルプレートに移し、1mM IPTGで誘導し、18時間、30℃、200rpm、湿度85%でインキュベートした。細胞培養物を4000rpm、4℃で10分間、遠心分離し、培地を廃棄した。このようにして得た細胞ペレットを-80℃で凍結させ、タイタープレートシェーカーを用いて室温で2時間、低速で振盪しながら250μLの溶解緩衝液(20mM Tris-HCl緩衝剤、pH7.5中の0.5g/Lのリゾチームおよび0.5g/LのPMBS)中で溶解した。次いで、プレートを4000rpmおよび4℃で20分間、遠心分離し、清澄化溶解物上清を、下で説明するHTPアッセイ反応に使用した。
レバウジオシドAグルコシル化についてのHTPアッセイ
酵素改変体を発現する清澄化E.coli培養溶解物の96ウェルプレートを用いて、100μL反応物中25μL溶解物の溶解物負荷量で、ならびに50%エタノール中の20mMストック溶液からの1mMレバウジオシドA(Sigma、純度>96%)の基質負荷量、および0.5mM UDP-グルコース(Sigma、純度>98%)の補基質負荷量で、アッセイを行った。以下の反応条件を使用した:THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら4時間、50mM Tris-HCl緩衝剤、pH7.5、3mM MgCl、30℃。0.2%ギ酸を伴う0.5体積/体積のアセトニトリルで反応物をクエンチし、10分、4℃での遠心分離により沈殿させた。水で1:20希釈した後、実施例1、表1.1に記載の計器およびパラメーターを用いてLC-MS/MSにより上清中のグリコシル化産物を検出した。参照骨格配列より多い量でレバウジオシドAからレバウジオシドDを産生するグリコシルトランスフェラーゼ改変体ポリペプチドを同定し、後続の進化ラウンドに使用した。改変体の分析のために、実施例1で説明したように凍結乾燥粉末産生のための振盪フラスコ規模の培養物を増殖させた。
振盪フラスコ溶解物特徴付けアッセイおよびレバウジオシドAグルコシル化についての分析
先ず、250mL振盪フラスコ培養物を増殖させ、誘導し、溶解した。細胞デブリを実施例1で説明したように遠心分離により除去し、清澄化溶解物上清を回収した。次いで、10μLの溶解物を、50mM Tris-HCl緩衝剤、pH7.5と3mM MgClと1mMレバウジオシドA(Sigma、純度>96%)と2mM UDP-グルコース(Sigma、純度>98%)との100μLの総反応体積で、希釈した。30℃でTHERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら0~18時間、反応を行った。0.2%ギ酸を伴う0.5体積/体積のアセトニトリルで上記の反応物をクエンチし、遠心分離により沈殿させた。水で1:20希釈した後、実施例1、表1.1に記載の計器およびパラメーターを用いてLC-MS/MSにより上清中のグリコシル化産物を検出した。
(実施例5)
配列番号6のスクロースシンターゼ改変体
この実施例では、スクロースおよびADPからのADP-グルコースの産生の改善のための、コドン最適化Acidothiobacillus caldusスクロースシンターゼポリヌクレオチド(配列番号5)に由来するスクロースシンターゼ(SuS)ポリペプチドの進化およびスクリーニングの実験を説明する。酵素のある特定の構造的特徴に関連する位置に飽和変異誘発を施した、および公開データベース内のホモログからの多様性を組み換えた、改変体遺伝子のライブラリーを構築することによって、配列番号5によりコードされるSuS(すなわち、配列番号6)の定向進化を行った。次に、これらのライブラリーをプレーティングし、増殖させ、下で説明するハイスループット(HTP)アッセイを使用してスクリーニングして、ADP-グルコースの合成への活性が改善された第1ラウンド(「ラウンド1」)の操作されたSuS改変体ポリペプチドを得た。ラウンド1における活性改善に関連する変異と次いでその後の進化ラウンドにおける活性改善に関連する変異とを組み換えた改変体遺伝子のライブラリーを構築することにより、多くの追加の進化ラウンドを行った。次いで、下で説明するハイスループット(HTP)増殖、発現、溶解物調製およびアッセイを使用して、これらのライブラリーをプレーティングし、増殖させ、スクリーニングした。
スクロースからADPへのグルコース転移についてのHTPアッセイ
配列番号5改変体(すなわち、配列番号6の改変体)を発現する清澄化E.coli培養溶解物の96ウェルプレートを用いて、100μL反応物中25μL溶解物の溶解物負荷量で、ならびに水中の60%ストック溶液からの30%w/vスクロース(Sigma)の基質負荷量、および2mM ADP(Sigma、純度>95%)の補基質負荷量で、アッセイを行った。以下の反応条件を使用した:Thermocyclerにおいて2時間、50mM Tris-HCl緩衝剤、pH7.5、3mM MgCl、30℃。反応物を95℃で10分間、熱でのクエンチを行い、次いで、文献から適応させた比色D-フルクトースデヒドロゲナーゼアッセイにより分析した(例えば、Ameyama et al., J. Bacteriol., 145:814-823 [1981];およびAmeyama, Meth. Enzymol., 89:20-29 [1982]を参照されたい)。手短に述べると、一晩酵素結合アッセイを、96ウェルプレートにおいて、フルクトース濃度が<1g/Lになるように希釈した20μLの試料と、20μLの100mMフェリシアン化カリウム(Sigma P-8131)と、0.1%Triton(登録商標) X-100を伴うpH4.6マッキルバイン緩衝剤に溶解した0.8単位/mLのフルクトースデヒドロゲナーゼ(Sigma F4892)160μLとを用いて行った。この反応は、フルクトースをKFe(CN)に定量的に変換するものであり、したがって、67μLの一晩反応物を、33μLの停止溶液(0.3w/v%ドデシル硫酸ナトリウム、Sigma L-4509、8.1v/v%リン酸、Sigma P-6560、および0.5w/v%硫酸第二鉄、Sigma F-1135)に添加し、20分間振盪してKFe(CN)のプルシアンブルーへの完全変換を可能ならしめ、プレートリーダーを用いてこの吸光度を690nmの波長で読み取ることにより、KFe(CN)を比色分析で定量する。一次アッセイ後、配列番号6よりフルクトース形成活性が高い、したがって化学量論的ADP-グルコース形成活性が高い、操作されたスクロースシンターゼ(SuS)改変体ポリペプチドを、2w/v%スクロース(Sigma)のより低い基質負荷および1mM ADP(Sigma、>95%)の補基質負荷で3連でスクリーニングした。
スクロースからADPへの、それからレバウジオシドDへのグルコース転移についてのHTP結合アッセイ
以下のHTP酵素結合アッセイを使用して、ライブラリーをスクリーニングした。ペレット状E.coli培養物を、1mM硫酸マグネシウムと0.5mg/mLのリゾチームとポリミキシンB硫酸塩(PMBS)とを伴う250μLのTris-HCl、pH7.5で溶解し、遠心分離により清澄化した。溶解物をTris-HCl、pH7.5に添加して20倍希釈した。次いで、10μLの希釈されたSuS溶解物および2g/LのGT配列番号8を、100μLの反応体積で、約1mMレバウジオシドDの基質負荷量ならびに1mM ADP(Sigma、>95%)および10mMスクロース(Sigma)の補基質負荷量と組み合わせた。以下の反応条件を使用した:THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら2時間、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH7、3mM MgCl、50℃。0.2%ギ酸を伴う90μLアセトニトリルに10μLアッセイ混合物を添加することにより上記反応物をクエンチし、遠心分離により沈殿させた。上清を水で10倍希釈し、表5.1に記載の計器およびパラメーターを用いてRapidFire SPE-MS/MSによりステビオールグリコシド産物を検出した。
Figure 2023039908000004
振盪フラスコ粉末(SFP)の産生
振盪フラスコ手順を使用して、本明細書に記載の生体触媒プロセスで使用される特徴付けアッセイのためのグリコシルトランスフェラーゼポリペプチド振盪フラスコ粉末(SFP)を生成した。酵素の振盪フラスコ粉末(SFP)調製によって、HTPアッセイで使用される細胞溶解物と比較して酵素のより精製された調製物(例えば、総タンパク質の>30%まで)が得られ、より濃縮された酵素溶液の使用も可能になる。目的の操作されたポリペプチドをコードするプラスミドを含有するE.coliの単一コロニーを、30μg/mlのクロラムフェニコールと1%グルコースとを含有する5mLのルリア-ベルターニブロスに接種した。細胞を30℃のインキュベーターにおいて250rpmで振盪しながら一晩(少なくとも16時間)増殖させた。1Lフラスコ内の30μg/mlのCAMを含有する250mLのテリフィックブロス(12g/Lのバクト-トリプトン、24g/Lの酵母抽出物、4mL/Lのグリセロール、65mMリン酸カリウム、pH7.0、1mM MgSO)に培養物を添加して希釈して0.2の600nm光学密度(OD600)にし、30℃で増殖させた。
振盪フラスコ粉末特徴付けアッセイおよびスクロースからレバウジオシドDへのグルコシル転移についての分析
レバウジオシドDからのレバウジオシドMの形成を助長するためのスクロースおよびADPに対する操作されたSuS改変体の活性を特徴付けるために実験を行った。50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH7と3mM塩化マグネシウムと1g/LのレバウジオシドDと10mMスクロースと1mM ADPと2g/LのGT配列番号10とを含有する100μLの総反応体積に0.125g/Lの濃度で振盪フラスコ粉末(SFP)を添加した。反応を50℃でTHERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら1時間行った。0.2%ギ酸を伴う90μLアセトニトリルに10μLの反応混合物を添加することにより反応物をクエンチし、遠心分離により沈殿させた。上清を水で10倍希釈し、表5.1に記載の計器およびパラメーターを用いてRapidFire SPE-MS/MSによりステビオールグリコシドについて分析した。これらの結果に基づいて、酵素を最適化するために追加の進化ラウンドを行った。
(実施例6)
スクロースシンターゼ改変体
前の進化ラウンドにおける活性改善に関連する変異を組み換えた改変体遺伝子のライブラリーを構築することにより、スクロースシンターゼ酵素の定向進化を継続した。次に、これらのライブラリーをプレーティングし、増殖させ、下で説明するハイスループット(HTP)アッセイを使用してスクリーニングして、ADP-グルコースの生成への活性を有する追加の反復ラウンドの操作されたSuS改変体ポリペプチドを得た。
スクロースからADPへの、それからレバウジオシドAへのグルコース転移についてのHTP結合アッセイ
以下のHTP酵素結合アッセイを使用して、組合せライブラリーをスクリーニングした。ペレット状E.coli培養物を、1mM硫酸マグネシウムと0.5mg/mLのリゾチームとポリミキシンB硫酸塩(PMBS)とを伴う400μLのTris-HCl、pH7.5で溶解し、遠心分離により清澄化した。溶解物をTris-HCl、pH7.5に添加して約90倍希釈した。次いで、10μLの希釈されたSuS溶解物および1g/LのGT配列番号14を、100μLの反応体積で、4.5~7.5mMレバウジオシドA97の基質負荷量ならびに0.2~0.25mM ADP(Sigma、>95%)および30mMスクロース(Sigma)の補基質負荷量と組み合わせた。以下の反応条件を使用した:THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら2時間、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6、55℃。上記の反応物を、90~190μLの水に10μLのアッセイを添加することにより可溶化し、0.2%ギ酸を伴う90μLアセトニトリルに10μLの可溶化アッセイを添加することによりクエンチし、遠心分離により沈殿させた。上清を水で4.4~6.7倍希釈し、表5.1に記載の計器およびパラメーターを用いてRapidFire SPE-MS/MSによりステビオールグリコシド産物を検出した。分析後、GTと結合してレバウジオシドAに対する活性改善を示した操作されたSuS改変体ポリペプチドを同定した。
振盪フラスコ粉末特徴付けアッセイおよびスクロースからレバウジオシドAへのグルコシル転移についての分析
レバウジオシドAからのレバウジオシドDの形成を助長するためのスクロースおよびADPに対する操作されたSuS改変体の活性を特徴付けるために実験を行った。50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6と7.5mMレバウジオシドA97と30mMスクロースと0.2mM ADPと1g/LのGT配列番号14とを含有する100μLの総反応体積に、0.02g/Lの濃度で振盪フラスコ粉末(SFP)を添加した。反応を50℃でTHERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら1時間行った。反応物を水に添加して20倍希釈することにより可溶化し、0.2%ギ酸を伴う90μLアセトニトリルに10μLの希釈された反応物を添加することによりクエンチし、遠心分離により沈殿させた。上清を水で4.4倍希釈し、表5.1に記載の計器およびパラメーターを用いてRapidFire SPE-MS/MSによりステビオールグリコシドについて分析した。活性が参照配列より高く、レバウジオシドAから産生されるレバウジオシドDがより高レベルである、改変体を、さらなる定向進化のために、スクロースからADPにグルコースを転移させる再利用反応の触媒作用のために選択した。
(実施例7)
配列番号20のベータ-1,3-ADP-グリコシルトランスフェラーゼ改変体
この実施例では、in situで合成されるADP-グルコースを使用するステビオールグリコシドのグルコシル化改善のための、配列番号8598に由来するβ1,3-グリコシルトランスフェラーゼ(β1,3GT)ポリペプチドの進化およびスクリーニングの実験を説明する。本発明の開発中に同定された産生改善に関連する変異を組み換えた、およびある特定の構造的特徴に飽和変異誘発を施した、改変体遺伝子のライブラリーを構築することによって、配列番号19によりコードされるGT(すなわち、配列番号20)の定向進化を行った。次に、これらのライブラリーをプレーティングし、増殖させ、下で説明するハイスループット(HTP)アッセイを使用してスクリーニングして、ADP-グルコースおよびステビオールグリコシドへのグルコシルトランスフェラーゼ活性を有する別のラウンドの72種の操作されたGT改変体ポリペプチドを得た。
スクロースからADPへのグルコース転移、次いでADP-グルコースからレバウジオシドA60へのグルコース転移についてのHTPアッセイ
配列番号19改変体(すなわち、配列番号20の改変体)を発現する清澄化E.coli培養溶解物の96ウェルプレートを用いてアッセイを行った。ペレットを溶解し、溶解物を実施例6で説明したように清澄化し、次いで、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6に添加して10倍希釈した。溶解物を熱でチャレンジするために、Thermotron(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら1時間、75℃でそれらの溶解物をプレインキュベートした。100μLの反応物に10μLのプレインキュベートされた溶解物を用い、20g/LのレバウジオシドA60%基質、0.025g/LのADP(Amresco、ウルトラピュアグレード)補基質、0.05g/LのSUS SFP配列番号18、0.12g/Lのβ-1,2-グリコシルトランスフェラーゼ(β12GT)配列番号16、および40g/Lのスクロース(蔗糖)を用いて、アッセイを行った。以下の反応条件を使用した:THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら16時間、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6、60℃。反応物を水での20倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルでの5倍希釈によりクエンチし、分析のために水で20倍希釈した。実施例5、表5.1に記載のRapidFire-MS/MSにより試料を分析した。in situで合成されるADP-グルコースを用いてレバウジオシドA60からレバウジオシドMを配列番号20より大量に産生するグリコシルトランスフェラーゼ改変体ポリペプチドを同定した。これらの操作されたポリペプチドを表7.1および表7.2に収載する。配列番号20と比較して表7.3に示す改変体の分析のために、実施例1で説明したように振盪フラスコ規模の培養物を増殖させ、溶解し、清澄化し、凍結乾燥させて粉末にした。
Figure 2023039908000005

Figure 2023039908000006

Figure 2023039908000007

Figure 2023039908000008
SFP特徴付けアッセイ、ならびにスクロースからADPへのグルコシル転移、次いでADP-グルコースからステビオシドおよびレバウジオシドDへのグルコシル転移についての分析
振盪フラスコ粉末(SFP)を20g/Lの濃度に再構成し、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6と15mMステビオシド(純度>95%)またはレバウジオシドDと0.02g/LのADP(Amresco、ウルトラピュアグレード)補基質と0.05g/LのSUS SFP配列番号18と37.5mMスクロース(蔗糖)との100μLの総反応体積中、0.005~0.15g/LのSFPに希釈した。Thermotron(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら4時間、60℃で反応物をインキュベートした。反応物を水での20倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルでの5倍希釈によりクエンチし、遠心分離により清澄化し、分析のために水で15倍希釈した。実施例5、表5.1に記載のSPE-QQQによりグリコシル化産物を検出した。50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6と20g/LのRebA60と0.02g/LのADP(Amresco、ウルトラピュアグレード)補基質と0.05g/LのSUS SFP配列番号18と0.12g/Lのβ1,2GT SFP配列番号16と30g/Lのスクロース(蔗糖)との100μLの総反応体積中、0.01~0.3g/LのSFPを用いて、ワンポット反応を行った。THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら16時間、60℃で反応物をインキュベートした。反応物を水での20倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルでの5倍希釈によりクエンチし、遠心分離により清澄化し、分析のために水で20倍希釈した。50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6で20倍希釈し、24時間、75.1℃でインキュベートした後の10μLの粗振盪フラスコ溶解物を用いて、類似のワンポット反応も行った。
Figure 2023039908000009
これらの実験では、表7.3中の少なくとも4つの改変体は、レバウジオシドA60から配列番号20より多くのレバウジオシドMを産生し、3つの改変体は、ステビオシドからより多くのレバウジオシドA、およびレバウジオシドDからレバウジオシドMも産生した。全ての改変体は、配列番号20より熱安定性が低かった。配列番号36を、ワンポットアッセイでのその優れた性能および熱安定性のわずかな低下のため、さらなる酵素操作の出発点として選択した。
(実施例8)
配列番号36のベータ-1,3-ADP-グリコシルトランスフェラーゼ改変体
この実施例では、in situで合成されるADP-グルコースを使用するステビオールグリコシドのグルコシル化改善のための、配列番号36に由来するβ1,3-グリコシルトランスフェラーゼ(β1,3GT)ポリペプチドの進化およびスクリーニングの実験を説明する。本発明の開発中に同定された産生改善に関連する変異を組み換えた、およびN末端コード領域を標的化した、改変体遺伝子のライブラリーを構築することによって、配列番号35によりコードされるGT(すなわち、配列番号36)の定向進化を行った。次に、これらのライブラリーをプレーティングし、増殖させ、下で説明するハイスループット(HTP)アッセイを使用してスクリーニングして、ADP-グルコースおよびステビオールグリコシドへのグルコシルトランスフェラーゼ活性を有する別のラウンドの58種の操作されたGT改変体ポリペプチドを得た。
スクロースからADPへのグルコース転移、次いでADP-グルコースからレバウジオシドA60へのグルコース転移についてのHTPアッセイ
配列番号35(すなわち、配列番号36の改変体)を発現する清澄化E.coli培養溶解物の96ウェルプレートを用いてアッセイを行った。ペレットを溶解し、溶解物を実施例6で説明したように清澄化し、次いで、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6に添加して20倍希釈した。溶解物を熱でチャレンジするために、THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら2時間、75℃でそれらの溶解物をプレインキュベートした。100μLの反応物に10μLのプレインキュベートされた溶解物を用い、20g/LのレバウジオシドA60%基質、0.02g/LのADP(Amresco、ウルトラピュアグレード)補基質、0.03g/LのSUS SFP配列番号22、0.08g/Lのβ-1,2-グリコシルトランスフェラーゼ(β12GT)配列番号858、および30g/Lのスクロース(蔗糖)を用いて、アッセイを行った。以下の反応条件を使用した:THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら16時間、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6、60℃。反応物を水での20倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルでの5倍希釈によりクエンチし、分析のために水で20倍希釈した。実施例5、表5.1に記載のRapidFire-MS/MSにより試料を分析した。in situで合成されるADP-グルコースを用いてレバウジオシドA60からレバウジオシドMを配列番号36より大量に産生するグリコシルトランスフェラーゼ改変体ポリペプチドを同定した。これらの操作されたポリペプチドを表8.1に収載する。修飾N末端DNAコード配列を有するが、アミノ酸変異を有さない、4つの追加の改変体も、配列番号277/278、279/280、281/282、および283/284で同定した。配列番号36と比較して表8.2に示す改変体の分析のために、実施例1で説明したように振盪フラスコ規模の培養物を増殖させ、溶解し、清澄化し、凍結乾燥させて粉末にした。
Figure 2023039908000010

Figure 2023039908000011
SFP特徴付けアッセイ、ならびにスクロースからADPへのグルコシル転移、次いでADP-グルコースからステビオシドおよびレバウジオシドDへのグルコシル転移についての分析
振盪フラスコ粉末(SFP)を20g/Lの濃度に再構成し、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6と15mMステビオシド(純度>95%)またはレバウジオシドDと0.02g/LのADP(Amresco、ウルトラピュアグレード)補基質と0.05g/LのSUS SFP配列番号22と37.5mMスクロース(蔗糖)との100μLの総反応体積中、0.005~0.15g/LのSFPに希釈した。Thermotron(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら4時間、60℃で反応物をインキュベートした。反応物を水での20倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルでの5倍希釈によりクエンチし、遠心分離により清澄化し、分析のために水で15倍希釈した。実施例5、表5.1に記載のSPE-QQQによりグリコシル化産物を検出した。50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6と20g/LのRebA60と0.02g/LのADP(Amresco、ウルトラピュアグレード)補基質と0.03g/LのSUS SFP配列番号22と0.08g/Lのβ1,2GT SFP配列番号858と30g/Lのスクロース(蔗糖)との100μLの総反応体積中、0.01~0.3g/LのSFPを用いて、ワンポット反応を行った。THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら16時間、60℃で反応物をインキュベートした。反応物を水での20倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルでの5倍希釈によりクエンチし、遠心分離により清澄化し、分析のために水で20倍希釈した。50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6で20倍希釈し、24時間、75.2℃でインキュベートした後の10μLの粗振盪フラスコ溶解物を用いて、類似のワンポット反応も行った。
Figure 2023039908000012

Figure 2023039908000013
これらの実験では、表8.2中の2つのN末端修飾配列は、配列番号36と同じことを果たし、6つの組合せ改変体は、3つ全ての基質に対してより良好に動作した。配列番号174を、3つ全ての基質に対するその優れた性能のため、さらなる酵素操作のための出発点として選択した。
(実施例9)
配列番号174のベータ-1,3-ADP-グリコシルトランスフェラーゼ改変体
この実施例では、in situで合成されるADP-グルコースを使用するステビオールグリコシドのグルコシル化改善のための、配列番号174に由来するβ1,3-グリコシルトランスフェラーゼ(β1,3GT)ポリペプチドの進化およびスクリーニングの実験を説明する。本発明の開発中に同定された産生改善に関連する変異を組み換えた、およびある特定の構造的特徴に飽和変異誘発を施した、改変体遺伝子のライブラリーを構築することによって、配列番号173によりコードされるGT(すなわち、配列番号174)の定向進化を行った。次に、これらのライブラリーをプレーティングし、増殖させ、下で説明するハイスループット(HTP)アッセイを使用してスクリーニングして、ADP-グルコースおよびステビオールグリコシドへのグルコシルトランスフェラーゼ活性を有する別のラウンドの60種の操作されたGT改変体ポリペプチドを得た。
スクロースからADPへのグルコース転移、次いでADP-グルコースからレバウジオシドA60へのグルコース転移についてのHTPアッセイ
配列番号173改変体(すなわち、配列番号174の改変体)を発現する清澄化E.coli培養溶解物の96ウェルプレートを用いてアッセイを行った。ペレットを溶解し、溶解物を実施例6で説明したように清澄化し、次いで、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6に添加して25~33.3倍希釈した。溶解物を熱でチャレンジするために、THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら2時間、75℃でそれらの溶解物をプレインキュベートした。100μLの反応物に10μLのプレインキュベートされた溶解物を用い、20g/LのレバウジオシドA60%基質、0.02g/LのADP(Amresco、ウルトラピュアグレード)補基質、0.03g/LのSUS SFP配列番号1652、0.08g/Lのβ-1,2-グリコシルトランスフェラーゼ(β12GT)配列番号858、および30g/Lのスクロース(蔗糖)を用いて、アッセイを行った。以下の反応条件を使用した:THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら16時間、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6、60℃。反応物を水での20倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルでの5倍希釈によりクエンチし、分析のために水で20倍希釈した。実施例5、表5.1に記載のRapidFire-MS/MSにより試料を分析した。in situで合成されるADP-グルコースを用いてレバウジオシドA60からレバウジオシドMを配列番号174より大量に産生するグリコシルトランスフェラーゼ改変体ポリペプチドを同定した。これらの操作されたポリペプチドを表9.1および表9.2に収載する。加えて、表9.2に収載する飽和変異誘発改変体をさらに4つの条件下でアッセイした。1つは、16時間、70℃でインキュベートしたことを除き、上記のアッセイと同じであった。別の1つは、40g/LのRebA60をリン酸カリウム希釈緩衝剤のプレインキュベーションに含めたことを除き、上記と同じであった。他の2つは、清澄化溶解物を50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6に添加して25倍希釈し、75℃で2時間プレインキュベートし、次いで、10倍希釈して、15mMステビオールグリコシド95%またはレバウジオシドDと30g/Lのスクロースと0.02g/LのADPと50mMリン酸カリウムpH6と0.03g/L SUS SFP配列番号1652とを含有する100μLの反応物にした、単一基質反応条件であった。これらの反応物を16時間、60℃でインキュベートし、水での20倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルへの添加による5倍希釈によりクエンチし、低温遠心分離により沈殿させた。次いで、上清を水で15倍希釈し、RapidFire-MS/MSにより分析した。配列番号174と比較して表9.3に示す改変体の分析のために、実施例1で説明したように振盪フラスコ規模の培養物を増殖させ、溶解し、清澄化し、凍結乾燥させて粉末にした。
Figure 2023039908000014

Figure 2023039908000015

Figure 2023039908000016

Figure 2023039908000017
SFP特徴付けアッセイ、ならびにスクロースからADPへのグルコシル転移、次いでADP-グルコースからステビオシドおよびレバウジオシドDへのグルコシル転移についての分析
振盪フラスコ粉末(SFP)を20g/Lの濃度に再構成し、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6と15mMステビオシド(純度>95%)またはレバウジオシドDと0.02g/LのADP(Amresco、ウルトラピュアグレード)補基質と0.03g/LのSUS SFP配列番号1652と37.5mMスクロース(蔗糖)との100μLの総反応体積中、0.005~0.15g/LのSFPに希釈した。THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら4時間、60℃で反応物をインキュベートした。反応物を水での20倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルでの5倍希釈によりクエンチし、遠心分離により清澄化し、分析のために水で15倍希釈した。実施例5、表5.1に記載のSPE-QQQによりグリコシル化産物を検出した。50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6と20g/LのRebA60と0.02g/LのADP(Amresco、ウルトラピュアグレード)補基質と0.03g/LのSUS SFP配列番号1652と0.08g/Lのβ1,2GT SFP配列番号858と30g/Lのスクロース(蔗糖)との100μLの総反応体積中の0.01~0.3g/LのSFPを用いて、ワンポット反応を行った。THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら16時間、60℃で反応物をインキュベートした。反応物を水での20倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルでの5倍希釈によりクエンチし、遠心分離により清澄化し、分析のために水で20倍希釈した。50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6で20倍希釈し、24時間、75.2℃でインキュベートした後の10μLの粗振盪フラスコ溶解物を用いて、類似のワンポット反応も行った。
Figure 2023039908000018

Figure 2023039908000019
これらの実験では、表9.3中の5つの改変体は、レバウジオシドA60から配列番号174より多くのレバウジオシドMを産生し、4つの改変体は、ステビオシドからより多くのレバウジオシドAも産生し、これらの3つは、レバウジオシドDからより多くのレバウジオシドMも産生した。いくつかの改変体は、配列番号190より熱安定性が有意に高かった。最も熱安定性の高い改変体である配列番号350を、実施例8からの最良のN末端DNA配列(配列番号279/280)を用いて再クローニングし、配列番号406であるこの酵素を、さらなる酵素操作の出発点として使用した。
(実施例10)
配列番号406のベータ-1,3-ADP-グリコシルトランスフェラーゼ改変体
この実施例では、in situで合成されるADP-グルコースを使用するステビオールグリコシドのグルコシル化改善のための、配列番号406に由来するβ1,3-グリコシルトランスフェラーゼ(β1,3GT)ポリペプチドの進化およびスクリーニングの実験を説明する。本発明の開発中に同定された産生改善に関連する変異を組み換えた改変体遺伝子のライブラリーを構築することによって、配列番号405によりコードされるGT(すなわち、配列番号406)の定向進化を行った。次に、これらのライブラリーをプレーティングし、増殖させ、下で説明するハイスループット(HTP)アッセイを使用してスクリーニングして、ADP-グルコースおよびステビオールグリコシドへのグルコシルトランスフェラーゼ活性を有する別のラウンドの16種の操作されたGT改変体ポリペプチドを得た。
スクロースからADPへのグルコース転移、次いでADP-グルコースからレバウジオシドA60へのグルコース転移についてのHTPアッセイ
配列番号405改変体(すなわち、配列番号406の改変体)を発現する清澄化E.coli培養溶解物の96ウェルプレートを用いてアッセイを行った。ペレットを溶解し、溶解物を実施例6で説明したように清澄化し、次いで、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6に添加して15倍希釈し、別途、40g/LのレバウジオシドA60%基質を伴う同じ緩衝剤に添加して15倍希釈した。溶解物を熱でチャレンジするために、THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら2時間、75℃でそれらの溶解物をプレインキュベートした。100μLの反応物に10μLのプレインキュベートされた溶解物を用い、20g/LのレバウジオシドA60%基質、0.02g/LのADP(Amresco、ウルトラピュアグレード)補基質、0.03g/LのSUS SFP配列番号1822、0.06g/Lのβ-1,2-グリコシルトランスフェラーゼ(β12GT)配列番号994、および30g/Lのスクロース(蔗糖)を用いて、アッセイを行った。以下の反応条件を使用した:THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら16時間、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6、60℃。反応物を水での20倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルでの5倍希釈によりクエンチし、分析のために水で20倍希釈した。実施例5、表5.1に記載のRapidFire-MS/MSにより試料を分析した。in situで合成されるADP-グルコースを用いてレバウジオシドA60からレバウジオシドMを配列番号406より大量に産生するグリコシルトランスフェラーゼ改変体ポリペプチドを同定した。これらの操作されたポリペプチドを表10.1に収載する。
Figure 2023039908000020
表10.1に収載した改変体からの配列番号408を、レバウジオシドA60%を伴うおよび伴わないリン酸カリウム緩衝剤中でのプレインキュベートに対する安定性の改善、ならびに2つの変異A85VおよびE259Tに関連する利点に基づいて、さらなる酵素操作の出発点として選択した。
(実施例11)
配列番号408のベータ-1,3-ADP-グリコシルトランスフェラーゼ改変体
この実施例では、in situで合成されるADP-グルコースを使用するステビオールグリコシドのグルコシル化の改善のための、配列番号408に由来するβ1,3-グリコシルトランスフェラーゼ(β1,3GT)ポリペプチドの進化およびスクリーニングの実験を説明する。本発明の開発中に同定された産生改善に関連する変異を組み換えた、およびある特定の構造的特徴に飽和変異誘発を施した、改変体遺伝子のライブラリーを構築することによって、配列番号407によりコードされるGT(すなわち、配列番号408)の定向進化を行った。次に、これらのライブラリーをプレーティングし、増殖させ、下で説明するハイスループット(HTP)アッセイを使用してスクリーニングして、ADP-グルコースおよびステビオールグリコシドへのグルコシルトランスフェラーゼ活性を有する別のラウンドの39種の操作されたGT改変体ポリペプチドを得た。
スクロースからのADPへのグルコース転移、次いでADP-グルコースからレバウジオシドA60へのグルコース転移についてのHTPアッセイ
配列番号407改変体(すなわち、配列番号408の改変体)を発現する清澄化E.coli培養溶解物の96ウェルプレートを用いてアッセイを行った。ペレットを溶解し、溶解物を実施例6で説明したように清澄化し、次いで、60g/LのレバウジオシドA60%を伴う50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6に添加して20倍希釈した。溶解物を熱でチャレンジするために、THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら2時間、75℃でそれらの溶解物をプレインキュベートした。100μLの反応物に10μLのプレインキュベートされた溶解物を用い、20g/LのレバウジオシドA60%基質、0.02g/LのADP(Amresco、ウルトラピュアグレード)補基質、0.03g/LのSUS SFP配列番号1822、0.06g/Lのβ-1,2-グリコシルトランスフェラーゼ(β12GT)配列番号1080、および30g/Lのスクロース(蔗糖)を用いて、アッセイを行った。以下の反応条件を使用した:THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら16時間、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6、60℃。反応物を水での20倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルでの5倍希釈によりクエンチし、分析のために水で20倍希釈した。実施例5、表5.1に記載のRapidFire-MS/MSにより試料を分析した。in situで合成されるADP-グルコースを用いてレバウジオシドA60からレバウジオシドMを配列番号408より大量に産生するグリコシルトランスフェラーゼ改変体ポリペプチドを同定した。これらの操作されたポリペプチドを表11.1および表11.2に収載する。配列番号408と比較して表11.3に示す改変体の分析のために、実施例1で説明したように振盪フラスコ規模の培養物を増殖させ、溶解し、清澄化し、凍結乾燥させて粉末にした。
Figure 2023039908000021

Figure 2023039908000022

Figure 2023039908000023
SFP特徴付けアッセイ、ならびにスクロースからADPへのグルコシル転移、次いでADP-グルコースからステビオシドおよびレバウジオシドDへのグルコシル転移についての分析
振盪フラスコ粉末(SFP)を20g/Lの濃度に再構成し、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6と15mMステビオシド(純度>95%)またはレバウジオシドDと0.02g/LのADP(Amresco、ウルトラピュアグレード)補基質と0.03g/LのSUS SFP配列番号1822と37.5mMスクロース(蔗糖)との100μLの総反応体積中、0.005~0.15g/LのSFPに希釈した。THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら4時間、60℃で反応物をインキュベートした。反応物を水での20倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルでの5倍希釈によりクエンチし、遠心分離により清澄化し、分析のために水で15倍希釈した。実施例5、表5.1に記載のSPE-QQQによりグリコシル化産物を検出した。50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6と20g/LのRebA60と0.02g/LのADP(Amresco、ウルトラピュアグレード)補基質と0.03g/LのSUS SFP配列番号1822と0.06g/Lのβ1,2GT SFP配列番号1080と30g/Lのスクロース(蔗糖)との100μLの総反応体積中の0.01~0.3g/LのSFPを用いて、ワンポット反応を行った。SFP希釈物の一方のセットは、75℃で2時間、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6中でプレインキュベートしたが、もう一方のセットはプレインキュベートしなかった。THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら16時間、60℃で反応物をインキュベートした。反応物を水での20倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルでの5倍希釈によりクエンチし、遠心分離により清澄化し、分析のために水で20倍希釈した。50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6で20倍希釈し、24時間、75.2℃でインキュベートした後の10μLの粗振盪フラスコ溶解物を用いて、類似のワンポット反応も行った。
Figure 2023039908000024
これらの実験では、表11.3中の4つ全ての改変体は、レバウジオシドA60から配列番号408より多くのレバウジオシドM、ステビオシドからより多くのレバウジオシドA、およびレバウジオシドDからより多くのレバウジオシドMを産生した。最も熱安定性の高い改変体である配列番号440を、さらなる酵素操作の出発点として使用した。
(実施例12)
配列番号440のベータ-1,3-ADP-グリコシルトランスフェラーゼ改変体
この実施例では、in situで合成されるADP-グルコースを使用するステビオールグリコシドのグルコシル化の改善のための、配列番号440に由来するβ1,3-グリコシルトランスフェラーゼ(β1,3GT)ポリペプチドの進化およびスクリーニングの実験を説明する。本発明の開発中に同定された産生改善に関連する変異を組み換えた、およびある特定の構造的特徴に飽和変異誘発を施した、改変体遺伝子のライブラリーを構築することによって、配列番号439によりコードされるGT(すなわち、配列番号440)の定向進化を行った。次に、これらのライブラリーをプレーティングし、増殖させ、下で説明するハイスループット(HTP)アッセイを使用してスクリーニングして、ADP-グルコースおよびステビオールグリコシドへのグルコシルトランスフェラーゼ活性を有する別のラウンドの36種の操作されたGT改変体ポリペプチドを得た。
スクロースからADPへのグルコース転移、次いでADP-グルコースからレバウジオシドA60へのグルコース転移についてのHTPアッセイ
配列番号440改変体を発現する清澄化E.coli培養溶解物の96ウェルプレートを用いてアッセイを行った。ペレットを溶解し、溶解物を実施例6で説明したように清澄化し、次いで、80g/LのレバウジオシドA60%を伴う50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6に添加して20倍希釈した。溶解物を熱でチャレンジするために、THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら2時間、75℃でそれらの溶解物をプレインキュベートした。100μLの反応物に10μLのプレインキュベートされた溶解物を用い、20g/LのレバウジオシドA60%基質、0.02g/LのADP(Amresco、ウルトラピュアグレード)補基質、0.03g/LのSUS SFP配列番号1822、0.06g/Lのβ-1,2-グリコシルトランスフェラーゼ(β12GT)配列番号1080、および30g/Lのスクロース(蔗糖)を用いて、アッセイを行った。以下の反応条件を使用した:THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら16時間、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6、60℃。反応物を水での20倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルでの5倍希釈によりクエンチし、分析のために水で20倍希釈した。実施例5、表5.1に記載のRapidFire-MS/MSにより試料を分析した。in situで合成されるADP-グルコースを用いてレバウジオシドA60からレバウジオシドMを配列番号440より大量に産生するグリコシルトランスフェラーゼ改変体ポリペプチドを同定した。これらの操作されたポリペプチドを表12.1および表12.2に収載する。配列番号440と比較して表12.3に示す改変体の分析のために、実施例1で説明したように振盪フラスコ規模の培養物を増殖させ、溶解し、清澄化し、凍結乾燥させて粉末にした。
Figure 2023039908000025

Figure 2023039908000026

Figure 2023039908000027

Figure 2023039908000028
SFP特徴付けアッセイ、ならびにスクロースからADPへのグルコシル転移、次いでADP-グルコースからステビオシドおよびレバウジオシドDへのグルコシル転移についての分析
振盪フラスコ粉末(SFP)を20g/Lの濃度に再構成し、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6と15mMステビオシド(純度>95%)またはレバウジオシドDと0.02g/LのADP(Amresco、ウルトラピュアグレード)補基質と0.03g/LのSUS SFP配列番号1822と37.5mMスクロース(蔗糖)との100μLの総反応体積中、0.005~0.15g/LのSFPに希釈した。Thermotron(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら4時間、60℃で反応物をインキュベートした。反応物を水での20倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルでの5倍希釈によりクエンチし、遠心分離により清澄化し、分析のために水で15倍希釈した。実施例5、表5.1に記載のSPE-QQQによりグリコシル化産物を検出した。50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6と20g/LのRebA60と0.02g/LのADP(Amresco、ウルトラピュアグレード)補基質と0.03g/LのSUS SFP配列番号1822と0.06g/Lのβ1,2GT SFP配列番号1080と30g/Lのスクロース(蔗糖)との100μLの総反応体積中の0.01~0.3g/LのSFPを用いて、ワンポット反応を行った。SFP希釈物の一方のセットは、80g/LのレバウジオシドA60%と共に50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6中で2時間、75℃でプレインキュベートしたが、もう一方のセットはプレインキュベートしなかった。THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら16時間、60℃で反応物をインキュベートした。反応物を水での20倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルでの5倍希釈によりクエンチし、遠心分離により清澄化し、分析のために水で20倍希釈した。78.5℃で24時間インキュベートした50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6中の1.5mg/mLの振盪フラスコ粉末10μLを用いて、類似のワンポット反応も行った。
Figure 2023039908000029

Figure 2023039908000030
これらの実験では、表12.3中の8つ全ての改変体は、配列番号440より多くのレバウジオシドMをレバウジオシドA60からおよびレバウジオシドDから産生した。改変体の全てはまた、レバウジオシドAを形成するためのステビオシドのグルコシル化を触媒する点で活性が低かった。3つの基質に対して最も活性の高い改変体である配列番号520を、さらなる酵素操作の出発点として使用した。
(実施例13)
配列番号520のベータ-1,3-ADP-グリコシルトランスフェラーゼ改変体
この実施例では、in situで合成されるADP-グルコースを使用するステビオールグリコシドのグルコシル化の改善のための、配列番号520に由来するβ1,3-グリコシルトランスフェラーゼ(β1,3GT)ポリペプチドの進化およびスクリーニングの実験を説明する。本発明の開発中に同定された産生改善に関連する変異を組み換えた、およびある特定の構造的特徴に飽和変異誘発を施した、改変体遺伝子のライブラリーを構築することによって、配列番号519によりコードされるGT(すなわち、配列番号520)の定向進化を行った。次に、これらのライブラリーをプレーティングし、増殖させ、下で説明するハイスループット(HTP)アッセイを使用してスクリーニングして、ADP-グルコースおよびステビオールグリコシドへのグルコシルトランスフェラーゼ活性を有する別のラウンドの44種の操作されたGT改変体ポリペプチドを得た。
スクロースからADPへのグルコース転移、次いでADP-グルコースからレバウジオシドA60へのグルコース転移についてのHTPアッセイ
配列番号519改変体(すなわち、配列番号520の改変体)を発現する清澄化E.coli培養溶解物の96ウェルプレートを用いてアッセイを行った。ペレットを溶解し、溶解物を実施例6で説明したように清澄化し、次いで、100g/LのレバウジオシドA60%を伴う50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6に添加して49倍希釈した。溶解物を熱でチャレンジするために、THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら2時間、75℃でそれらの溶解物をプレインキュベートした。100μLの反応物に10μLのプレインキュベートされた溶解物を用い、40g/LのレバウジオシドA60%基質、0.02g/LのADP(Amresco、ウルトラピュアグレード)補基質、0.06g/LのSUS SFP配列番号2182、0.12g/Lのβ-1,2-グリコシルトランスフェラーゼ(β12GT)配列番号1216、および60g/Lのスクロース(蔗糖)を用いて、アッセイを行った。以下の反応条件を使用した:THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら16時間、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6、60℃。反応物を水での40倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルでの5倍希釈によりクエンチし、分析のために水で20倍希釈した。実施例5、表5.1に記載のRapidFire-MS/MSにより試料を分析した。in situで合成されるADP-グルコースを用いてレバウジオシドA60からレバウジオシドMを配列番号520より大量に産生するグリコシルトランスフェラーゼ改変体ポリペプチドを同定した。これらの操作されたポリペプチドを表13.1および表13.2に収載する。配列番号520と比較して表13.3に示す改変体の分析のために、実施例1で説明したように振盪フラスコ規模の培養物を増殖させ、溶解し、清澄化し、凍結乾燥させて粉末にした。
Figure 2023039908000031

Figure 2023039908000032

Figure 2023039908000033
SFP特徴付けアッセイ、ならびにスクロースからADPへのグルコシル転移、次いでADP-グルコースからステビオシドおよびレバウジオシドDへのグルコシル転移についての分析
振盪フラスコ粉末(SFP)を20g/Lの濃度に再構成し、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6と15mMステビオシド(純度>95%)またはレバウジオシドDと0.02g/LのADP(Amresco、ウルトラピュアグレード)補基質と0.03g/LのSUS SFP配列番号2182と37.5mMスクロース(蔗糖)との100μLの総反応体積中、0.005~0.15g/LのSFPに希釈した。THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら4時間、60℃で反応物をインキュベートした。反応物を水での20倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルでの5倍希釈によりクエンチし、遠心分離により清澄化し、分析のために水で15倍希釈した。実施例5、表5.1に記載のSPE-QQQによりグリコシル化産物を検出した。50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6と40g/LのRebA60と0.02g/LのADP(Amresco、ウルトラピュアグレード)補基質と0.03g/LのSUS SFP配列番号2182と0.12g/Lのβ1,2GT SFP配列番号1216と60g/Lのスクロース(蔗糖)との100μLの総反応体積中の0.01~0.3g/LのSFPを用いて、ワンポット反応を行った。SFP希釈物の一方のセットは、100g/LのレバウジオシドA60%と共に50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6中で2時間、75℃でプレインキュベートしたが、もう一方のセットはプレインキュベートしなかった。THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら16時間、60℃で反応物をインキュベートした。反応物を水での40倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルでの5倍希釈によりクエンチし、遠心分離により清澄化し、分析のために水で20倍希釈した。100g/LのレバウジオシドA60%を伴う50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6で25倍希釈して24時間、75.2℃でインキュベートした10μLの粗清澄化溶解物を用いて、類似のワンポット反応も行った。
Figure 2023039908000034

Figure 2023039908000035
これらの実験では、表13.3中の7つ全ての改変体は、配列番号520より、多くのレバウジオシドMをレバウジオシドA60からおよびレバウジオシドDから、ならびに多くのレバウジオシドAをステビオシドから産生した。4つの改変体は、配列番号520と同様の熱安定性を有した。プレインキュベーションなしでステビオシドおよびRebA60に対して最も高い活性を有する改変体である配列番号626を、さらなる酵素操作の出発点として使用した。
(実施例14)
配列番号626のベータ-1,3-ADP-グリコシルトランスフェラーゼ改変体
この実施例では、in situで合成されるADP-グルコースを使用するステビオールグリコシドのグルコシル化の改善のための、配列番号626に由来するβ1,3-グリコシルトランスフェラーゼ(β1,3GT)ポリペプチドの進化およびスクリーニングの実験を説明する。本発明の開発中に同定された産生改善に関連する変異を組み換えた、およびある特定の構造的特徴に飽和変異誘発を施した、改変体遺伝子のライブラリーを構築することによって、配列番号625によりコードされるGT(すなわち、配列番号626)の定向進化を行った。次に、これらのライブラリーをプレーティングし、増殖させ、下で説明するハイスループット(HTP)アッセイを使用してスクリーニングして、ADP-グルコースおよびステビオールグリコシドへのグルコシルトランスフェラーゼ活性を有する別のラウンドの43種の操作されたGT改変体ポリペプチドを得た。
スクロースからADPへのグルコース転移、次いでADP-グルコースからレバウジオシドA60へのグルコース転移についてのHTPアッセイ
配列番号625改変体(すなわち、配列番号626の改変体)を発現する清澄化E.coli培養溶解物の96ウェルプレートを用いてアッセイを行った。ペレットを溶解し、溶解物を実施例6で説明したように清澄化し、次いで、100g/LのレバウジオシドA60%を伴う50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6に添加して100倍希釈した。溶解物を熱でチャレンジするために、THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら2時間、75℃でそれらの溶解物をプレインキュベートした。100μLの反応物に10μLのプレインキュベートされた溶解物を用い、40g/LのレバウジオシドA60%基質、0.02g/LのADP(Amresco、ウルトラピュアグレード)補基質、0.06g/LのSUS SFP配列番号2182、0.09g/Lのβ-1,2-グリコシルトランスフェラーゼ(β12GT)配列番号1488、および60g/Lのスクロース(蔗糖)を用いて、アッセイを行った。以下の反応条件を使用した:THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら16時間、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6、60℃。反応物を水での40倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルでの5倍希釈によりクエンチし、分析のために水で20倍希釈した。実施例5、表5.1に記載のRapidFire-MS/MSにより試料を分析した。in situで合成されるADP-グルコースを用いてレバウジオシドA60からレバウジオシドMを配列番号626より大量に産生するグリコシルトランスフェラーゼ改変体ポリペプチドを同定した。これらの操作されたポリペプチドを表14.1および表14.2に収載する。配列番号626と比較して表14.3に示す改変体の分析のために、実施例1で説明したように振盪フラスコ規模の培養物を増殖させ、溶解し、清澄化し、凍結乾燥させて粉末にした。
Figure 2023039908000036

Figure 2023039908000037

Figure 2023039908000038

Figure 2023039908000039
SFP特徴付けアッセイ、ならびにスクロースからADPへのグルコシル転移、次いでADP-グルコースからステビオシドおよびレバウジオシドDへのグルコシル転移についての分析
振盪フラスコ粉末(SFP)を20g/Lの濃度に再構成し、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6と15mMステビオシド(純度>95%)またはレバウジオシドDと0.02g/LのADP(Amresco、ウルトラピュアグレード)補基質と0.03g/LのSUS SFP配列番号2182と37.5mMスクロース(蔗糖)との100μLの総反応体積中、0.005~0.15g/LのSFPに希釈した。THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら4時間、60℃で反応物をインキュベートした。反応物を水での20倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルでの5倍希釈によりクエンチし、遠心分離により清澄化し、分析のために水で15倍希釈した。実施例5、表5.1に記載のSPE-QQQによりグリコシル化産物を検出した。50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6と50g/LのRebA60と0.025g/LのADP(Amresco、ウルトラピュアグレード)補基質と0.075g/LのSUS SFP配列番号2182と0.09g/Lのβ1,2GT SFP配列番号1488と75g/Lのスクロース(蔗糖)との100μLの総反応体積中の0.01~0.3g/LのSFPを用いて、ワンポット反応を行った。SFP希釈物の一方のセットは、100g/LのレバウジオシドA60%と共に50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6中で2時間、75℃でプレインキュベートしたが、もう一方のセットはプレインキュベートしなかった。THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら16時間、60℃で反応物をインキュベートした。反応物を水での50倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルでの5倍希釈によりクエンチし、遠心分離により清澄化し、分析のために水で20倍希釈した。100g/LのレバウジオシドA60%を伴う50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6で25倍希釈して24時間、75.2℃でインキュベートした10μLの粗清澄化溶解物を用いて、類似のワンポット反応も行った。
Figure 2023039908000040

Figure 2023039908000041
これらの実験では、表14.3中の5つの改変体は、配列番号626より多くのレバウジオシドMをレバウジオシドA60から産生した。これらのうち、配列番号678である1つの改変体は、ステビオシドのレバウジオシドAへのグルコシル化およびレバウジオシドDのレバウジオシドMへのグルコシル化に対する触媒作用も改善され、配列番号626より熱安定性が高かった。配列番号678であるこの活性かつ熱安定の改変体を、さらなる酵素操作の出発点として使用した。
(実施例15)
配列番号678のベータ-1,3-ADP-グリコシルトランスフェラーゼ改変体
この実施例では、in situで合成されるADP-グルコースを使用するステビオールグリコシドのグルコシル化の改善のための、配列番号678に由来するβ1,3-グリコシルトランスフェラーゼ(β1,3GT)ポリペプチドの進化およびスクリーニングの実験を説明する。本発明の開発中に同定された産生改善に関連する変異を組み換えた改変体遺伝子のライブラリーを構築することによって、配列番号677によりコードされるGT(すなわち、配列番号678)の定向進化を行った。次に、これらのライブラリーをプレーティングし、増殖させ、下で説明するハイスループット(HTP)アッセイを使用してスクリーニングして、ADP-グルコースおよびステビオールグリコシドへのグルコシルトランスフェラーゼ活性を有する別のラウンドの47種の操作されたGT改変体ポリペプチドを得た。
スクロースからADPへのグルコース転移、次いでADP-グルコースからレバウジオシドA60へのグルコース転移についてのHTPアッセイ
配列番号677改変体(すなわち、配列番号678の改変体)を発現する清澄化E.coli培養溶解物の96ウェルプレートを用いてアッセイを行った。ペレットを溶解し、溶解物を実施例6で説明したように清澄化し、次いで、100g/LのレバウジオシドA60%を伴う50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6に添加して70倍希釈した。溶解物を熱でチャレンジするために、THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら2時間、75℃でそれらの溶解物をプレインキュベートした。100μLの反応物に10μLのプレインキュベートされた溶解物を用い、50g/LのレバウジオシドA60%基質、0.025g/LのADP(Amresco、ウルトラピュアグレード)補基質、0.075g/LのSUS SFP配列番号2322、0.09g/Lのβ-1,2-グリコシルトランスフェラーゼ(β12GT)配列番号1488、および75g/Lのスクロース(蔗糖)を用いて、アッセイを行った。以下の反応条件を使用した:THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら16時間、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6、60℃。反応物を水での50倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルでの5倍希釈によりクエンチし、分析のために水で20倍希釈した。実施例5、表5.1に記載のRapidFire-MS/MSにより試料を分析した。in situで合成されるADP-グルコースを用いてレバウジオシドA60からレバウジオシドMを配列番号678より大量に産生するグリコシルトランスフェラーゼ改変体ポリペプチドを同定した。これらの操作されたポリペプチドを表15.1に収載する。配列番号678と比較して表15.2に示す改変体の分析のために、実施例1で説明したように振盪フラスコ規模の培養物を増殖させ、溶解し、清澄化し、凍結乾燥させて粉末にした。
Figure 2023039908000042

Figure 2023039908000043

Figure 2023039908000044
SFP特徴付けアッセイ、ならびにスクロースからADPへのグルコシル転移、次いでADP-グルコースからステビオシドおよびレバウジオシドDへのグルコシル転移についての分析
振盪フラスコ粉末(SFP)を20g/Lの濃度に再構成し、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6と15mMステビオシド(純度>95%)またはレバウジオシドDまたはレバウジオシドE(β1,2GTで処理したステビオシドから社内で調製した)と0.02g/LのADP(Amresco、ウルトラピュアグレード)補基質と0.025g/LのSUS SFP配列番号2322と37.5mMスクロース(蔗糖)との100μLの総反応体積中、0.0125~0.2g/LのSFPに希釈した。THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら4時間、60℃で反応物をインキュベートした。反応物を水での20倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルでの5倍希釈によりクエンチし、遠心分離により清澄化し、分析のために水で15倍希釈した。実施例5、表5.1に記載のSPE-QQQによりグリコシル化産物を検出した。50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6と100g/LのRebA60と0.05g/LのADP(Amresco、ウルトラピュアグレード)補基質と0.2g/LのSUS SFP配列番号2322と0.2g/Lのβ1,2GT
SFP配列番号1516と150g/Lのスクロース(蔗糖)との100μLの総反応体積中の0.0125~0.2g/LのSFPを用いて、ワンポット反応を行った。SFP希釈物の一方のセットは、100g/LのレバウジオシドA60%と共に50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6中で2時間、75℃でプレインキュベートしたが、もう一方のセットはプレインキュベートしなかった。THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら16時間、60℃で反応物をインキュベートした。反応物を水での100倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルでの5倍希釈によりクエンチし、遠心分離により清澄化し、分析のために水で20倍希釈した。100g/LのレバウジオシドA60%を伴う50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6で25倍希釈して24時間、75.2℃でインキュベートした10μLの粗清澄化溶解物を用いて、類似のワンポット反応も行った。
Figure 2023039908000045
これらの実験では、表15.2中の3つの改変体は、配列番号678より多くのレバウジオシドMをレバウジオシドA60から産生した。これらのうち、配列番号768である1つの改変体は、熱安定性が配列番号678と少なくとも同様でもあった。したがって、配列番号768を、ADP-グルコースからステビオシドおよびレバウジオシドDへの、それぞれレバウジオシドAおよびレバウジオシドMの形成のための、グリコシル転移を触媒するために最良の酵素として、選択した。
(実施例16)
配列番号24のベータ-1,2-ADP-グリコシルトランスフェラーゼ改変体
この実施例では、ADP-グルコースを使用するステビオールグリコシドのグルコシル化の改善のための、配列番号24に由来するGTポリペプチドの進化およびスクリーニングの実験を説明する。配列番号23によりコードされるGTの定向進化を、改変体遺伝子のライブラリーを構築することにより行った。ライブラリーは、本発明の開発中に同定された産生改善に関連する変異を組み換え、および酵素のある特定の構造的特徴に飽和変異誘発を施した。次に、これらのライブラリーをプレーティングし、増殖させ、下で説明するHTPアッセイを使用してスクリーニングして、ADP-グルコースおよびステビオールグリコシドへのグルコシルトランスフェラーゼ活性を有する別のラウンドの操作されたGT改変体ポリペプチドを得た。組合せライブラリーから16種の操作された改変体を同定し(表16.1)、飽和変異誘発ライブラリーから51種を同定した(表16.2)。
スクロースからADPへの、それからレバウジオシドA60へのグルコース転移についてのHTP結合アッセイ
配列番号23改変体(すなわち、配列番号24の改変体)を発現する清澄化E.coli培養溶解物の96ウェルプレートを用いてアッセイを行った。溶解緩衝液の体積は、400μLであり、溶解物を50mMリン酸カリウム、pH6.0に添加して150倍希釈し、1時間、75℃でプレインキュベートした。次いで、20g/LのレバウジオシドA60%(RebA60)基質と0.02g/LのADP(Amresco、ウルトラピュアグレード)補基質と30g/Lのスクロースとを伴う100μLの反応体積中の、10μLの希釈された溶解物、0.03g/LのSUS SFP配列番号22および0.1g/Lのβ-1,3-グリコシルトランスフェラーゼ(β1,3GT)SFP配列番号20を用いて、アッセイを行った。以下の反応条件を使用した:THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら16~18時間、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6、60℃。反応物を、水への添加による20倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルへの添加による5倍希釈によりクエンチし、遠心分離により沈殿させ、上記の分析のために水への添加により20倍希釈した。RebA60に対するグルコシルトランスフェラーゼ活性を有する得られた操作された改変体を表16.1および16.2に収載する。表16.3に収載する改変体については、振盪フラスコ規模の培養物を増殖させ、溶解し、凍結乾燥させて粉末にした。
Figure 2023039908000046

Figure 2023039908000047

Figure 2023039908000048

Figure 2023039908000049

Figure 2023039908000050
振盪フラスコ粉末特徴付けアッセイおよびスクロースからADPへの、それからレバウジオシドA60へのグルコシル転移についての分析
振盪フラスコ粉末(SFP)を4g/Lの濃度に再構成し、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6と20g/LのRebA97(単一基質)またはRebA60(ワンポット)と0.02g/LのADPと20(単一基質)または30g/L(ワンポット)のスクロースと0.04g/LのSUS SFP配列番号22と、ワンポット反応についてのみ、0.15g/Lのβ-1,3-グリコシルトランスフェラーゼ(β1,3GT)SFP配列番号36とを含有する100μLの総反応体積中、0.0013~0.04g/Lに希釈した。60℃でTHERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで4時間(単一基質)または16~18時間(ワンポット)、反応を行った。SFP希釈物の一方のセットは、75℃で1時間、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6中でプレインキュベートしたが、もう一方のセットはプレインキュベートしなかった。反応物を水での20倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルでの5倍希釈によりクエンチし、遠心分離により清澄化し、分析のために水で20倍希釈した。実施例5、表5.1に記載のSPE-QQQによりグリコシル化産物を検出した。熱安定性を評価するために、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6で200倍希釈して24時間、66.2℃でインキュベートした10μLの粗清澄化溶解物を用いて、類似の単一基質レバウジオシドA反応も行った。0.01g/LのSFP負荷量でのこれらの改変体による単一基質でのレバウジオシドDおよびワンポット反応でのレバウジオシドMの熱安定性結果および産生レベルを表16.3に示す。
Figure 2023039908000051

Figure 2023039908000052
これらの実験では、表16.3中の3つの改変体は、配列番号24と比較して、レバウジオシドAのレバウジオシドDへのグルコシル化に対する触媒作用、およびレバウジオシドA60%のレバウジオシドMへの変換に関与するβ1,2-グルコシル化に対する触媒作用が改善された。これらの改変体のうちの2つは、配列番号24より熱安定性も高かった。これらのうち、プレインキュベートして最も改善された改変体である配列番号858を、さらなる酵素操作の出発点として選択した。
(実施例17)
配列番号858のベータ-1,2-ADP-グリコシルトランスフェラーゼ改変体
この実施例では、ADP-グルコースを使用するステビオールグリコシドのグルコシル化の改善のための、配列番号858に由来するGTポリペプチドの進化およびスクリーニングの実験を説明する。配列番号857によりコードされるGTの定向進化を、改変体遺伝子のライブラリーを構築することにより行った。ライブラリーは、本発明の開発中に同定された産生改善に関連する変異を組み換えた。次に、これらのライブラリーをプレーティングし、増殖させ、下で説明するHTPアッセイを使用してスクリーニングして、ADP-グルコースおよびステビオールグリコシドへのグルコシルトランスフェラーゼ活性を有する別のラウンドの操作されたGT改変体ポリペプチドを得た。44種の操作された改変体を組合せライブラリーから同定した(表17.1)。
スクロースからADPへの、それからレバウジオシドA60へのグルコース転移についてのHTP結合アッセイ
配列番号857改変体(すなわち、配列番号858の改変体)を発現する清澄化E.coli培養溶解物の96ウェルプレートを用いてアッセイを行った。溶解緩衝液の体積は、400μLであり、溶解物を50mMリン酸カリウム、pH6.0に添加して200倍希釈し、2時間、75℃でプレインキュベートした。次いで、20g/LのレバウジオシドA60%(RebA60)基質と0.02g/LのADP(Amresco、ウルトラピュアグレード)補基質と30g/Lのスクロースとを伴う100μLの反応体積中の、10μLの希釈された溶解物、0.03g/LのSUS SFP配列番号1652および0.1g/Lのβ-1,3-グリコシルトランスフェラーゼ(β1,3GT)SFP配列番号174を用いて、アッセイを行った。以下の反応条件を使用した:THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら16~18時間、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6、60℃。反応物を、水への添加による20倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルへの添加による5倍希釈によりクエンチし、遠心分離により沈殿させ、上記の分析のために水への添加により20倍希釈した。RebA60に対するグルコシルトランスフェラーゼ活性を有する得られた操作された改変体を表17.1に収載する。表17.2に収載する改変体については、振盪フラスコ規模の培養物を増殖させ、溶解し、凍結乾燥させて粉末にした。
Figure 2023039908000053

Figure 2023039908000054
振盪フラスコ粉末特徴付けアッセイおよびスクロースからADPへの、それからレバウジオシドA60へのグルコシル転移についての分析
振盪フラスコ粉末(SFP)を4g/Lの濃度に再構成し、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6と20g/LのRebA97(単一基質)またはRebA60(ワンポット)と0.02g/LのADPと20(単一基質)または30g/L(ワンポット)のスクロースと0.03g/LのSUS SFP配列番号1652と、ワンポット反応についてのみ、0.1g/Lのβ-1,3-グリコシルトランスフェラーゼ(β1,3GT)SFP配列番号174とを含有する100μLの総反応体積中、0.0013~0.04g/Lに希釈した。60℃でTHERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで4時間(単一基質)または16~18時間(ワンポット)、反応を行った。SFP希釈物の一方のセットは、75℃で2時間、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6中でプレインキュベートしたが、もう一方のセットはプレインキュベートしなかった。反応物を水での20倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルでの5倍希釈によりクエンチし、遠心分離により清澄化し、分析のために水で20倍希釈した。実施例5、表5.1に記載のSPE-QQQによりグリコシル化産物を検出した。熱安定性を評価するために、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6で70倍希釈して24時間、71.8℃でインキュベートした10μLの粗清澄化溶解物を用いて、類似の単一基質レバウジオシドA反応も行った。0.005g/LのSFP負荷量でのこれらの改変体による単一基質でのレバウジオシドDおよびワンポット反応でのレバウジオシドMの熱安定性結果および産生レベルを表17.2に示す。
Figure 2023039908000055
これらの実験では、表17.2中の8つ全ての改変体は、配列番号858と比較して、レバウジオシドAのレバウジオシドDへのグルコシル化に対する触媒作用、およびレバウジオシドA60%のレバウジオシドMへの変換に関与するβ1,2-グルコシル化に対する触媒作用が改善された。両方の基質に対して最も活性の高い改変体である配列番号994を、さらなる酵素操作の出発点として選択した。
(実施例18)
配列番号994のベータ-1,2-ADP-グリコシルトランスフェラーゼ改変体
この実施例では、ADP-グルコースを使用するステビオールグリコシドのグルコシル化の改善のための、配列番号994に由来するGTポリペプチドの進化およびスクリーニングの実験を説明する。配列番号994によりコードされるGTの定向進化を、改変体遺伝子のライブラリーを構築することにより行った。ライブラリーは、本発明の開発中に同定された産生改善に関連する変異を組み換え、および酵素のある特定の構造的特徴に飽和変異誘発を施した。次に、これらのライブラリーをプレーティングし、増殖させ、下で説明するHTPアッセイを使用してスクリーニングして、ADP-グルコースおよびステビオールグリコシドへのグルコシルトランスフェラーゼ活性を有する別のラウンドの操作されたGT改変体ポリペプチドを得た。組合せライブラリーから19種の操作された改変体を同定し(表18.1)、飽和変異誘発ライブラリーから25種を同定した(表18.2)。
スクロースからADPへの、それからレバウジオシドA60へのグルコース転移についてのHTP結合アッセイ
配列番号994改変体(すなわち、配列番号994の改変体)を発現する清澄化E.coli培養溶解物の96ウェルプレートを用いてアッセイを行った。溶解緩衝液の体積は、400μLであり、溶解物を、20g/L(組合せライブラリー)または30g/L(飽和変異誘発ライブラリー)レバウジオシドA60%を伴うまたは伴わない50mMリン酸カリウム、pH6.0に添加して100倍希釈し、2時間、75℃でプレインキュベートした。次いで、20g/LのレバウジオシドA60%(RebA60)基質と0.02g/LのADP(Amresco、ウルトラピュアグレード)補基質と30g/Lのスクロースとを伴う100μLの反応体積中の、10μLの希釈された溶解物、0.03g/LのSUS SFP配列番号1822および0.1g/Lのβ-1,3-グリコシルトランスフェラーゼ(β1,3GT)SFP配列番号350を用いて、アッセイを行った。以下の反応条件を使用した:THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら16~18時間、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6、60℃。反応物を、水への添加による20倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルへの添加による5倍希釈によりクエンチし、遠心分離により沈殿させ、上記の分析のために水への添加により20倍希釈した。RebA60に対するグルコシルトランスフェラーゼ活性を有する得られた操作された改変体を表18.1および90.2に収載する。表18.3に収載する改変体については、振盪フラスコ規模の培養物を増殖させ、溶解し、凍結乾燥させて粉末にした。
Figure 2023039908000056

Figure 2023039908000057

Figure 2023039908000058

Figure 2023039908000059
振盪フラスコ粉末特徴付けアッセイおよびスクロースからADPへの、それからレバウジオシドA60へのグルコシル転移についての分析
振盪フラスコ粉末(SFP)を4g/Lの濃度に再構成し、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6と20g/LのRebA97(単一基質)またはRebA60(ワンポット)と0.02g/LのADPと20(単一基質)または30g/L(ワンポット)のスクロースと0.03g/LのSUS SFP配列番号1822と、ワンポット反応についてのみ、0.1g/Lのβ-1,3-グリコシルトランスフェラーゼ(β1,3GT)SFP配列番号350とを含有する100μLの総反応体積中、0.0013~0.04g/Lに希釈した。60℃でTHERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで4時間(単一基質)または16~18時間(ワンポット)、反応を行った。SFP希釈物の一方のセットは、75℃で2時間、10g/LのレバウジオシドA60%と共に50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6中でプレインキュベートしたが、もう一方のセットはプレインキュベートしなかった。反応物を水での20倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルでの5倍希釈によりクエンチし、遠心分離により清澄化し、分析のために水で20倍希釈した。実施例5、表5.1に記載のSPE-QQQによりグリコシル化産物を検出した。熱安定性を評価するために、10g/LのRebA60を伴う50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6で70倍希釈して24時間、71.8℃でインキュベートした10μLの粗清澄化溶解物を用いて、類似のワンポットRebA60反応も行った。0.005g/LのSFP負荷量でのこれらの改変体による単一基質でのレバウジオシドDおよびワンポット反応でのレバウジオシドMの熱安定性結果および産生レベルを表18.3に示す。
Figure 2023039908000060
これらの実験では、表18.3中の3つの改変体は、プレインキュベーション後に配列番号994と比較して、レバウジオシドAのレバウジオシドDへのグルコシル化に対する触媒作用が有意に改善された。最も熱安定性の高い改変体である配列番号1080を、さらなる酵素操作の出発点として選択した。
(実施例19)
配列番号1080のベータ-1,2-ADP-グリコシルトランスフェラーゼ改変体
この実施例では、ADP-グルコースを使用するステビオールグリコシドのグルコシル化の改善のための、配列番号1080に由来するGTポリペプチドの進化およびスクリーニングの実験を説明する。配列番号1079によりコードされるGTの定向進化を、改変体遺伝子のライブラリーを構築することにより行った。ライブラリーは、本発明の開発中に同定された産生改善に関連する変異を組み換え、および酵素のある特定の構造的特徴に飽和変異誘発を施した。次に、これらのライブラリーをプレーティングし、増殖させ、下で説明するHTPアッセイを使用してスクリーニングして、ADP-グルコースおよびステビオールグリコシドへのグルコシルトランスフェラーゼ活性を有する別のラウンドの操作されたGT改変体ポリペプチドを得た。組合せライブラリーから33種の操作された改変体を同定し(表19.1)、飽和変異誘発ライブラリーから38種を同定した(表19.2)。
スクロースからADPへの、それからレバウジオシドA60へのグルコース転移についてのHTP結合アッセイ
配列番号1079改変体(すなわち、配列番号1080の改変体)を発現する清澄化E.coli培養溶解物の96ウェルプレートを用いてアッセイを行った。溶解緩衝液の体積は、400μLであり、溶解物を、30g/L(組合せライブラリー)または10g/L(飽和変異誘発再試験)レバウジオシドA60%を伴う50mMリン酸カリウム、pH6.0に添加して100倍希釈し、2時間、75℃でプレインキュベートした。次いで、20g/LのレバウジオシドA60%(RebA60)基質と0.02g/LのADP(Amresco、ウルトラピュアグレード)補基質と30g/Lのスクロースとを伴う100μLの反応体積中の、10μLの希釈された溶解物、0.03g/LのSUS SFP配列番号1822および0.1g/Lのβ-1,3-グリコシルトランスフェラーゼ(β1,3GT)SFP配列番号350を用いて、アッセイを行った。以下の反応条件を使用した:THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら16~18時間、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6、60℃。反応物を、水への添加による20倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルへの添加による5倍希釈によりクエンチし、遠心分離により沈殿させ、上記の分析のために水への添加により20倍希釈した。RebA60に対するグルコシルトランスフェラーゼ活性を有する得られた操作された改変体を表19.1および19.2に収載する。表19.3に収載する改変体については、振盪フラスコ規模の培養物を増殖させ、溶解し、凍結乾燥させて粉末にした。
Figure 2023039908000061

Figure 2023039908000062

Figure 2023039908000063

Figure 2023039908000064

Figure 2023039908000065
振盪フラスコ粉末特徴付けアッセイおよびスクロースからADPへの、それからレバウジオシドA60へのグルコシル転移についての分析
振盪フラスコ粉末(SFP)を4g/Lの濃度に再構成し、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6と20g/LのRebA97もしくはステビオールグリコシド95%(単一基質)またはRebA60(ワンポット)と0.02g/LのADPと20(単一基質)または30g/L(ワンポット)のスクロースと0.03g/LのSUS SFP配列番号1822と、ワンポット反応についてのみ、0.1g/Lのβ-1,3-グリコシルトランスフェラーゼ(β1,3GT)SFP配列番号440とを含有する100μLの総反応体積中、0.0013~0.04g/Lに希釈した。60℃でTHERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで4時間(単一基質)または16~18時間(ワンポット)、反応を行った。SFP希釈物の一方のセットは、75℃で2時間、30g/LのレバウジオシドA60%と共に50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6中でプレインキュベートしたが、もう一方のセットはプレインキュベートしなかった。反応物を水での20倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルでの5倍希釈によりクエンチし、遠心分離により清澄化し、分析のために水で20倍希釈した。実施例5、表5.1に記載のSPE-QQQによりグリコシル化産物を検出した。熱安定性を評価するために、30g/LのRebA60を伴う50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6で70倍希釈して24時間、71.8℃でインキュベートした10μLの粗清澄化溶解物を用いて、類似のワンポットRebA60反応も行った。0.01g/LのSFP負荷量でのこれらの改変体による単一基質でのレバウジオシドDおよびレバウジオシドEならびにワンポット反応でのレバウジオシドMの熱安定性結果および産生レベルを表19.3に示す。
Figure 2023039908000066
これらの実験では、表19.3中の2つの改変体は、配列番号1080と比較して、プレインキュベートせずに同様の活性、およびプレインキュベートするとより大きい活性を有した。より熱安定性の高い改変体である配列番号1216を、さらなる酵素操作の出発点として選択した。
(実施例20)
配列番号1216のベータ-1,2-ADP-グリコシルトランスフェラーゼ改変体
この実施例では、ADP-グルコースを使用するステビオールグリコシドのグルコシル化の改善のための、配列番号1216に由来するGTポリペプチドの進化およびスクリーニングの実験を説明する。配列番号1215によりコードされるGTの定向進化を、改変体遺伝子のライブラリーを構築することにより行った。ライブラリーは、本発明の開発中に同定された産生改善に関連する変異を組み換え、および酵素のある特定の構造的特徴に飽和変異誘発を施した。次に、これらのライブラリーをプレーティングし、増殖させ、下で説明するHTPアッセイを使用してスクリーニングして、ADP-グルコースおよびステビオールグリコシドへのグルコシルトランスフェラーゼ活性を有する別のラウンドの操作されたGT改変体ポリペプチドを得た。組合せライブラリーから91種の操作された改変体を同定し(表20.1)、飽和変異誘発ライブラリーから11種を同定した(表20.2)。
スクロースからADPへの、それからレバウジオシドA60へのグルコース転移についてのHTP結合アッセイ
配列番号1215改変体(すなわち、配列番号1216の改変体)を発現する清澄化E.coli培養溶解物の96ウェルプレートを用いてアッセイを行った。溶解緩衝液の体積は、400μLであり、溶解物を、60g/L(組合せライブラリー)または80g/L(飽和変異誘発再試験)レバウジオシドA60%を伴う50mMリン酸カリウム、pH6.0に添加して60倍希釈し、2時間、75℃でプレインキュベートした。次いで、20g/LのレバウジオシドA60%(RebA60)基質と0.01g/LのADP(Amresco、ウルトラピュアグレード)補基質と30g/Lのスクロースとを伴う100μLの反応体積中の、10μLの希釈された溶解物、0.03g/LのSUS SFP配列番号2182および0.1g/Lのβ-1,3-グリコシルトランスフェラーゼ(β1,3GT)SFP配列番号520を用いて、アッセイを行った。以下の反応条件を使用した:THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら16~18時間、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6、60℃。反応物を、水への添加による20倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルへの添加による5倍希釈によりクエンチし、遠心分離により沈殿させ、上記の分析のために水への添加により20倍希釈した。RebA60に対してグルコシルトランスフェラーゼ活性を有する得られた操作された改変体を表20.1および20.2に収載する。表20.3に収載する改変体については、振盪フラスコ規模の培養物を増殖させ、溶解し、凍結乾燥させて粉末にした。
Figure 2023039908000067

Figure 2023039908000068

Figure 2023039908000069

Figure 2023039908000070

Figure 2023039908000071

Figure 2023039908000072
振盪フラスコ粉末特徴付けアッセイおよびスクロースからADPへの、それからレバウジオシドA60へのグルコシル転移についての分析
振盪フラスコ粉末(SFP)を4g/Lの濃度に再構成し、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6と20g/LのRebA97もしくはステビオールグリコシド95%(単一基質)またはRebA60(ワンポット)と0.02g/LのADPと20(単一基質)または30g/L(ワンポット)のスクロースと0.03g/LのSUS SFP配列番号2182と、ワンポット反応についてのみ、0.1g/Lのβ-1,3-グリコシルトランスフェラーゼ(β1,3GT)SFP配列番号520とを含有する100μLの総反応体積中、0.0013~0.04g/Lに希釈した。60℃でTHERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで4時間(単一基質)または16~18時間(ワンポット)、反応を行った。SFP希釈物の一方のセットは、75℃で2時間、80g/LのレバウジオシドA60%と共に50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6中でプレインキュベートしたが、もう一方のセットはプレインキュベートしなかった。反応物を水での20倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルでの5倍希釈によりクエンチし、遠心分離により清澄化し、分析のために水で20倍希釈した。実施例5、表5.1に記載のSPE-QQQによりグリコシル化産物を検出した。熱安定性を評価するために、100g/LのRebA60を伴う50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6で70倍希釈して24時間、71.8℃でインキュベートした10μLの粗清澄化溶解物を用いて、類似のワンポットRebA60反応も行った。0.005g/LのSFP負荷量でのこれらの改変体による単一基質でのレバウジオシドDおよびレバウジオシドEならびにワンポット反応でのレバウジオシドMの熱安定性結果および産生レベルを表20.3に示す。
Figure 2023039908000073

Figure 2023039908000074
これらの実験では、表20.3中の7つ全ての改変体は、プレインキュベートすると、配列番号1216と比較して改善された。より熱安定性の高い改変体である配列番号1488を、さらなる酵素操作の出発点として選択した。
(実施例21)
配列番号1488のベータ-1,2-ADP-グリコシルトランスフェラーゼ改変体
この実施例では、ADP-グルコースを使用するステビオールグリコシドのグルコシル化の改善のための、配列番号1488に由来するGTポリペプチドの進化およびスクリーニングの実験を説明する。配列番号1487によりコードされるGTの定向進化を、改変体遺伝子のライブラリーを構築することにより行った。ライブラリーは、本発明の開発中に同定された産生改善に関連する変異を組み換え、および酵素のある特定の構造的特徴に飽和変異誘発を施した。次に、これらのライブラリーをプレーティングし、増殖させ、下で説明するHTPアッセイを使用してスクリーニングして、ADP-グルコースおよびステビオールグリコシドに対するグルコシルトランスフェラーゼ活性を有する別のラウンドの操作されたGT改変体ポリペプチドを得た。組合せライブラリーから26種の操作された改変体を同定し(表21.1)、飽和変異誘発ライブラリーから17種を同定した(表21.2)。
スクロースからADPへの、それからレバウジオシドA60へのグルコース転移についてのHTP結合アッセイ
配列番号1487改変体(すなわち、配列番号1488の改変体)を発現する清澄化E.coli培養溶解物の96ウェルプレートを用いてアッセイを行った。溶解緩衝液の体積は、400μLであり、溶解物を、100g/LのレバウジオシドA60%を伴う50mMリン酸カリウム、pH6.0に添加して60または100倍希釈し、2時間、75℃でプレインキュベートした。次いで、50g/LのレバウジオシドA60%(RebA60)基質と0.025g/LのADP(Amresco、ウルトラピュアグレード)補基質と75g/Lのスクロースとを伴う100μLの反応体積中の、10μLの希釈された溶解物、0.075g/LのSUS SFP配列番号2182および0.25g/Lのβ-1,3-グリコシルトランスフェラーゼ(β1,3GT)SFP配列番号626を用いて、アッセイを行った。以下の反応条件を使用した:THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら16~18時間、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6、60℃。反応物を、水への添加による50倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルへの添加による5倍希釈によりクエンチし、遠心分離により沈殿させ、上記の分析のために水への添加により20倍希釈した。RebA60に対するグルコシルトランスフェラーゼ活性を有する得られた操作された改変体を表21.1および21.2に収載する。表21.3に収載する改変体については、振盪フラスコ規模の培養物を増殖させ、溶解し、凍結乾燥させて粉末にした。
Figure 2023039908000075

Figure 2023039908000076

Figure 2023039908000077

Figure 2023039908000078
振盪フラスコ粉末特徴付けアッセイおよびスクロースからADPへの、それからレバウジオシドA60へのグルコシル転移についての分析
振盪フラスコ粉末(SFP)を4g/Lの濃度に再構成し、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6を含有する100μLの総反応体積中、0.0013~0.04g/Lに希釈した。単一基質反応は、20g/LのRebA97、0.02g/LのADP、20g/Lのスクロース、および0.03g/LのSUS SFP配列番号2182からなった。ワンポット反応は、50g/LのRebA60、0.025g/LのADP、75g/Lのスクロース、0.075g/LのSUS SFP配列番号2182、および0.25g/Lのβ-1,3-グリコシルトランスフェラーゼ(β1,3GT)SFP配列番号626からなった。60℃でTHERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで4時間(単一基質)または16~18時間(ワンポット)、反応を行った。SFP希釈物の一方のセットは、75℃で2時間、100g/LのレバウジオシドA60%と共に50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6中でプレインキュベートしたが、もう一方のセットはプレインキュベートしなかった。反応物を、水中1g/Lの基質に希釈することにより可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルでの5倍希釈によりクエンチし、遠心分離により清澄化し、分析のために水で20倍希釈した。実施例5、表5.1に記載のSPE-QQQによりグリコシル化産物を検出した。熱安定性を評価するために、100g/LのRebA60を伴う50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6で70倍希釈して24時間、71.8℃でインキュベートした10μLの粗清澄化溶解物を用いて、類似のワンポットRebA60反応も行った。0.005g/LのSFP負荷量でのこれらの改変体による単一基質でのレバウジオシドDおよびレバウジオシドEならびにワンポット反応でのレバウジオシドMの熱安定性結果および産生レベルを表21.3に示す。
Figure 2023039908000079

Figure 2023039908000080
これらの実験では、表21.3中の1つの改変体は、単一基質、プレインキュベーションを伴うおよび伴わないワンポット、および24時間熱安定性条件下で、配列番号1448と比べて同様にまたはより良好に動作した。配列番号1516であるこの改変体を、さらなる酵素操作の出発点として選択した。
(実施例22)
配列番号1516のベータ-1,2-ADP-グリコシルトランスフェラーゼ改変体
この実施例では、ADP-グルコースを使用するステビオールグリコシドのグルコシル化の改善のための、配列番号1516に由来するGTポリペプチドの進化およびスクリーニングの実験を説明する。配列番号1516によりコードされるGTの定向進化を、改変体遺伝子のライブラリーを構築することにより行った。ライブラリーは、本発明の開発中に同定された産生改善に関連する変異を組み換えた。次に、これらのライブラリーをプレーティングし、増殖させ、下で説明するHTPアッセイを使用してスクリーニングして、ADP-グルコースおよびステビオールグリコシドに対するグルコシルトランスフェラーゼ活性を有する別のラウンドの操作されたGT改変体ポリペプチドを得た。組合せライブラリーから21種の操作された改変体を同定した(表22.1)。
スクロースからADPへの、それからレバウジオシドA60へのグルコース転移についてのHTP結合アッセイ
配列番号1515改変体(すなわち、配列番号1516の改変体)を発現する清澄化E.coli培養溶解物の96ウェルプレートを用いてアッセイを行った。溶解緩衝液の体積は、400μLであり、溶解物を、100g/LのレバウジオシドA60%を伴うおよび伴わない50mMリン酸カリウム、pH6.0に添加して33倍希釈し、100g/LのRebA60を伴うプレートを2時間、75℃でプレインキュベートした。次いで、50g/LのレバウジオシドA60%(RebA60)基質と0.025g/LのADP(Amresco、ウルトラピュアグレード)補基質と75g/Lのスクロースとを伴う100μLの反応体積中の、10μLの希釈された溶解物、0.075g/LのSUS SFP配列番号2322および0.25g/Lのβ-1,3-グリコシルトランスフェラーゼ(β1,3GT)SFP配列番号678を用いて、アッセイを行った。以下の反応条件を使用した:THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら16~18時間、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6、60℃。反応物を、水への添加による50倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルへの添加による5倍希釈によりクエンチし、遠心分離により沈殿させ、上記の分析のために水への添加により20倍希釈した。RebA60に対するグルコシルトランスフェラーゼ活性を有する得られた操作された改変体を表22.1に収載する。表22.2に収載する改変体については、振盪フラスコ規模の培養物を増殖させ、溶解し、凍結乾燥させて粉末にした。
Figure 2023039908000081

Figure 2023039908000082
振盪フラスコ粉末特徴付けアッセイおよびスクロースからADPへの、それからレバウジオシドA60へのグルコシル転移についての分析
振盪フラスコ粉末(SFP)を4g/Lの濃度に再構成し、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6を含有する100μLの総反応体積中、0.013~0.2g/Lに希釈した。単一基質反応は、20g/LのレバウジオシドA97%またはステビオールグリコシド95%、0.02g/LのADP、20g/Lのスクロース、および0.03g/LのSUS SFP配列番号2322からなった。ワンポット反応は、100g/LのRebA60、0.05g/LのADP、150g/Lのスクロース、0.2g/LのSUS SFP配列番号2322、および0.3g/Lのβ-1,3-グリコシルトランスフェラーゼ(β1,3GT)SFP配列番号678からなった。60℃でTHERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで4時間(単一基質)または16~18時間(ワンポット)、反応を行った。SFP希釈物の一方のセットは、75℃で2時間、100g/LのレバウジオシドA60%と共に50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6中でプレインキュベートしたが、もう一方のセットはプレインキュベートしなかった。反応物を、水中1g/Lの基質に希釈することにより可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルでの5倍希釈によりクエンチし、遠心分離により清澄化し、分析のために水で20倍希釈した。実施例5、表5.1に記載のSPE-QQQによりグリコシル化産物を検出した。熱安定性を評価するために、100g/LのRebA60を伴う50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6で70倍希釈して24時間、71.8℃でインキュベートした10μLの粗清澄化溶解物を用いて、類似のワンポットRebA60反応も行った。0.0125g/LのSFP負荷量でのこれらの改変体による単一基質でのレバウジオシドDおよびレバウジオシドEならびにワンポット反応でのレバウジオシドMの熱安定性結果および産生レベルを表22.2に示す。
Figure 2023039908000083
これらの実験では、表22.2中の8つ全ての改変体は、両方の単一基質および両方のワンポットアッセイにおいて配列番号1516と比較して改善された。1つの改変体は、24時間熱安定性条件で安定性もより高かった。配列番号1516であるこの改変体を、これらの振盪フラスコ粉末のうちのいくつかに存在した有益なアミノ酸変異G96K(表22.3)を導入することによりさらに操作して、配列番号1641/1642を生じさせた。配列番号1642であるこの酵素を、ADP-グルコースからのステビオシドおよびレバウジオシドAへの、それぞれレバウジオシドEおよびレバウジオシドDの形成のための、グリコシル転移を触媒するために、ならびにスクロースシンターゼおよびβ-1,3-グリコシルトランスフェラーゼを用いるワンポット反応でのレバウジオシドMの形成のために、最良の酵素として選択した。
(実施例23)
配列番号22のスクロースシンターゼ改変体
酵素のある特定の構造的特徴に飽和変異誘発を施した改変体遺伝子のライブラリーを構築することによって、配列番号21によりコードされるスクロースシンターゼの定向進化を継続した。次に、このライブラリーをプレーティングし、増殖させ、下で説明するハイスループット(HTP)アッセイを使用してスクリーニングして、ADP-グルコースの生成への活性が増加した別のラウンドの88種の操作されたSuS改変体ポリペプチドを得た。
レバウジオシドMを形成するためのスクロースからADPへの、それからレバウジオシドA60へのグルコース転移についてのHTP結合アッセイ
以下のHTP酵素結合アッセイを使用して、ライブラリーをスクリーニングした。ペレット状E.coli培養物を、1mM硫酸マグネシウムと0.5mg/mLのリゾチームとポリミキシンB硫酸塩(PMBS)とを伴う400μLのTris-HCl、pH7.5で溶解し、遠心分離により清澄化した。溶解物を、14.5g/LのRebA60を伴うリン酸カリウム緩衝剤、pH6.0に添加して60~120倍希釈し、1~1.5時間、75~77℃でプレインキュベートした。次いで、10μLの希釈されプレインキュベートされたSuS溶解物、0.08g/Lのβ1,2GT SFP配列番号24、および0.2g/Lのβ1,3GT SFP配列番号20を、20g/LのRebA60、0.02g/LのADP(Amresco、ウルトラピュアグレード)、30g/Lのスクロース(蔗糖)、および7.2g/Lのフルクトースと共に、100μLの反応体積で使用した。以下の反応条件を使用した:THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら16~18時間、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6、60℃。上記の反応物を水での20倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルでの5倍希釈によりクエンチし、遠心分離により沈殿させた。上清を水で20倍希釈し、表5.1に記載の計器およびパラメーターを用いてRapidFire SPE-MS/MSによりステビオールグリコシド産物を検出した。分析後、このワンポット反応で活性改善を示した操作されたSuS改変体ポリペプチドを同定した。それらを表23.1に収載する。表23.2に示すアミノ酸変異を有する改変体については、実施例1で説明したようにタンパク質を特徴付けるために振盪フラスコ規模の培養物を増殖させた。
Figure 2023039908000084

Figure 2023039908000085

Figure 2023039908000086

Figure 2023039908000087
振盪フラスコ粉末特徴付けアッセイおよびレバウジオシドMを形成するためのスクロースからレバウジオシドA60へのグルコシル転移についての分析
レバウジオシドA60%からのレバウジオシドMの形成を助長するためのスクロースおよびADPに対するこれらの操作されたSuS改変体の活性を特徴付けるために実験を行った。振盪フラスコ粉末(SFP)を、リン酸カリウム緩衝剤、pH6中の14.5g/LのRebA60中、0.016~0.5g/Lに構成し、アリコートを75℃で1.5時間プレインキュベートした。10μLの希釈され、プレインキュベートされたかまたはプレインキュベートされていないSuS溶解物、0.08g/Lのβ1,2GT SFP配列番号24、および0.2g/Lのβ1,3GT SFP配列番号20を、20g/LのRebA60、0.02g/LのADP(Amresco、ウルトラピュアグレード)、30g/Lのスクロース(蔗糖)、および7.2g/Lのフルクトースと共に、100μLの反応体積で使用した。以下の反応条件を使用した:THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら16~18時間、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6、60℃。上記の反応物を水での20倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルでの5倍希釈によりクエンチし、遠心分離により沈殿させた。上清を水で20倍希釈し、表5.1に記載の計器およびパラメーターを用いてRapidFire SPE-MS/MSによりステビオールグリコシド産物を検出した。熱安定性を評価するために、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6で20倍希釈して20時間、73.5℃で、100μLの反応体積で15mMのレバウジオシドA基質、0.02mM ADP(Amresco、ウルトラピュアグレード)補因子、37.5mMスクロース補基質、9mMフルクトースおよび0.5g/Lのβ1,2GT SFP配列番号24と共にインキュベートした10μLの粗清澄化溶解物を用いる反応も行った。これらの単一基質反応物を4時間、60℃でインキュベートし、次いで、水での40倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルでの5倍希釈および遠心分離による沈殿によりクエンチし、次いで、上清を水で7.5倍希釈し、上で説明したように分析した。0.006g/LのSFP負荷量でのこれらの改変体によるワンポット反応でのレバウジオシドMの熱安定性結果および産生レベルを表23.2に示す。
Figure 2023039908000088
表23.2に収載した8つ全ての改変体は、3つ全てのアッセイにおいて配列番号22と比べて同様にまたはより良好に動作した。配列番号1652を、さらなる酵素操作の出発点として選択した。
(実施例24)
配列番号1652のスクロースシンターゼ改変体
酵素のある特定の構造的特徴に飽和変異誘発を施した改変体遺伝子のライブラリー、および本発明の開発中に同定された産生改善に関連する変異を組み換えたライブラリーを構築することによって、配列番号1651によりコードされるスクロースシンターゼの定向進化を継続した。次に、これらのライブラリーをプレーティングし、増殖させ、下で説明するハイスループット(HTP)アッセイを使用してスクリーニングして、ADP-グルコースの生成に対する活性が増加した別のラウンドの111種の操作されたSuS改変体ポリペプチドを得た。
レバウジオシドMを形成するためのスクロースからADPへの、それからレバウジオシドA60へのグルコース転移についてのHTP結合アッセイ
以下のHTP酵素結合アッセイを使用して、ライブラリーをスクリーニングした。ペレット状E.coli培養物を、1mM硫酸マグネシウムと0.5mg/mLのリゾチームとポリミキシンB硫酸塩(PMBS)とを伴う400μLのTris-HCl、pH7.5で溶解し、遠心分離により清澄化した。溶解物を、14.5g/LのRebA60を伴うリン酸カリウム緩衝剤、pH6.0に添加して120倍希釈し、または40g/LのRebA60を伴う同じ緩衝剤に添加することにより20倍希釈(組合せライブラリーについて)もしくは60倍希釈(飽和変異誘発ライブラリーについて)し、2時間、75℃でプレインキュベートした。次いで、10μLの希釈されプレインキュベートされたSuS溶解物、0.08g/Lのβ1,2GT SFP配列番号858、および0.14g/Lのβ1,3GT SFP配列番号174を、20g/LのRebA60、0.02g/LのADP(Amresco、ウルトラピュアグレード)、30g/Lのスクロース(蔗糖)、および7.2g/Lのフルクトースと共に、100μLの反応体積で使用した。以下の反応条件を使用した:THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら16~18時間、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6、60℃。飽和変異誘発ライブラリーを、40g/LのRebA60を伴うリン酸カリウム緩衝剤、pH6.0で200倍希釈して2時間、75℃でプレインキュベートした溶解物を使用して、0.02g/LのADP、30g/Lのスクロース、7.2g/Lのフルクトース、および0.12g/Lのβ1,2GT SFP配列番号994を用いて、20g/Lでの単一基質レバウジオシドA97%に関してもアッセイした。上記の反応物を水での20倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルでの5倍希釈によりクエンチし、遠心分離により沈殿させた。上清を水で20倍希釈し、表5.1に記載の計器およびパラメーターを用いてRapidFire SPE-MS/MSによりステビオールグリコシド産物を検出した。ワンポット反応で活性改善を示した、得られた操作されたスクロースシンターゼ改変体を、表24.1および24.2に収載する。表24.3に収載する改変体については、実施例1で説明したように振盪フラスコ規模の培養物を増殖させ、溶解し、凍結乾燥させて粉末にした。
Figure 2023039908000089

Figure 2023039908000090

Figure 2023039908000091

Figure 2023039908000092
振盪フラスコ粉末特徴付けアッセイおよびレバウジオシドMを形成するためのスクロースからレバウジオシドA60へのグルコシル転移についての分析
レバウジオシドA60%からのレバウジオシドMの形成を助長するためのスクロースおよびADPに対するこれらの操作されたSuS改変体の活性を特徴付けるために実験を行った。振盪フラスコ粉末(SFP)を、40g/LのRebA60を伴うおよび伴わないリン酸カリウム緩衝剤、pH6中、0.016~0.5g/Lに構成し、RebA60を伴う溶液を75℃で2時間プレインキュベートした。10μLの希釈され、プレインキュベートされたかまたはプレインキュベートされていないSuS溶解物、0.08g/Lのβ1,2GT SFP配列番号858、および0.14g/Lのβ1,3GT SFP配列番号174を、20g/LのRebA60、0.02g/LのADP(Amresco、ウルトラピュアグレード)、30g/Lのスクロース(蔗糖)、および7.2g/Lのフルクトースと共に、100μLの反応体積で使用した。以下の反応条件を使用した:THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら16~18時間、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6、60℃。上記の反応物を水での20倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルでの5倍希釈によりクエンチし、遠心分離により沈殿させた。上清を水で20倍希釈し、表5.1に記載の計器およびパラメーターを用いてRapidFire SPE-MS/MSによりステビオールグリコシド産物を検出した。熱安定性を評価するために、40g/LのRebA60を伴う50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6で20倍希釈して24時間、71.1℃で、100μLの反応体積で、上で説明した同じワンポット反応条件下でインキュベートした、10μLの粗清澄化溶解物を用いる反応も行った。0.0125g/LのSFP負荷量でのこれらの改変体によるワンポット反応でのレバウジオシドMの熱安定性結果および産生レベルを表24.3に示す。
Figure 2023039908000093
表24.3に収載した4つの改変体は、両方の活性アッセイで配列番号1652と同様に動作し、24時間プレインキュベーションアッセイでは熱安定性がより高かった。配列番号1822である1つの改変体は、ワンポットアッセイでわずかにより高い活性を示し、この改変体を、さらなる酵素操作の出発点として選択した。
(実施例25)
配列番号1822のスクロースシンターゼ改変体
酵素のある特定の構造的特徴に飽和変異誘発を施した改変体遺伝子のライブラリー、および本発明の開発中に同定された産生改善に関連する変異を組み換えたライブラリーを構築することによって、配列番号1821によりコードされるスクロースシンターゼの定向進化を継続した。次に、これらのライブラリーをプレーティングし、増殖させ、下で説明するハイスループット(HTP)アッセイを使用してスクリーニングして、ADP-グルコースの生成に対する活性が増加した追加のラウンドの63の操作されたSuS改変体ポリペプチドを得た。
レバウジオシドMを形成するためのスクロースからADPへの、それからレバウジオシドA60へのグルコース転移についてのHTP結合アッセイ
以下のHTP酵素結合アッセイを使用して、ライブラリーをスクリーニングした。ペレット状E.coli培養物を、1mM硫酸マグネシウムと0.5mg/mLのリゾチームとポリミキシンB硫酸塩(PMBS)とを伴う400μLのTris-HCl、pH7.5で溶解し、遠心分離により清澄化した。溶解物を、40g/LのRebA60を伴うリン酸カリウム緩衝剤、pH6.0に添加して90倍希釈し、2時間、75℃でプレインキュベートした。このプレインキュベーション条件を用いて、および80g/LのRebA60のプレインキュベーションを用いて、飽和変異誘発試料を再試験した。次いで、10μLの希釈されプレインキュベートされたSuS溶解物、0.04g/Lのβ1,2GT
SFP配列番号994、および0.08g/Lのβ1,3GT SFP配列番号350を、20g/LのRebA60、0.02g/LのADP(Amresco、ウルトラピュアグレード)、30g/Lのスクロース(蔗糖)、および7.2g/Lのフルクトースと共に、100μLの反応体積で使用した。以下の反応条件を使用した:THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら16~18時間、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6、60℃。上記の反応物を水での20倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルでの5倍希釈によりクエンチし、遠心分離により沈殿させた。上清を水で20倍希釈し、表5.1に記載の計器およびパラメーターを用いてRapidFire SPE-MS/MSによりステビオールグリコシド産物を検出した。ワンポット反応で活性改善を示した、得られた操作されたスクロースシンターゼ改変体を、表25.1および25.2に収載する。表25.3に収載する改変体については、実施例1で説明したように振盪フラスコ規模の培養物を増殖させ、溶解し、凍結乾燥させて粉末にした。
Figure 2023039908000094

Figure 2023039908000095

Figure 2023039908000096
振盪フラスコ粉末特徴付けアッセイおよびレバウジオシドMを形成するためのスクロースからレバウジオシドA60へのグルコシル転移についての分析
レバウジオシドA60%からのレバウジオシドMの形成を助長するためのスクロースおよびADPに対するこれらの操作されたSuS改変体の一部についての活性を特徴付けるために実験を行った。振盪フラスコ粉末(SFP)を、80g/LのRebA60を伴うおよび伴わないリン酸カリウム緩衝剤、pH6中、0.016~0.5g/Lに構成し、RebA60を伴う溶液を75℃で2時間プレインキュベートした。10μLの希釈され、プレインキュベートされたかまたはプレインキュベートされていないSuS溶解物、0.04g/Lのβ1,2GT SFP配列番号994、および0.08g/Lのβ1,3GT SFP配列番号350を、20g/LのRebA60、0.02g/LのADP(Amresco、ウルトラピュアグレード)、30g/Lのスクロース(蔗糖)、および7.2g/Lのフルクトースと共に、100μLの反応体積で使用した。以下の反応条件を使用した:THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら16~18時間、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6、60℃。上記の反応物を水で20倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルでの5倍希釈によりクエンチし、遠心分離により沈殿させた。上清を水で20倍希釈し、表5.1に記載の計器およびパラメーターを用いてRapidFire SPE-MS/MSによりステビオールグリコシド産物を検出した。熱安定性を評価するために、40g/LのRebA60を伴う50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6で200倍希釈して24時間、71.1℃で、100μLの反応体積で、上で説明した同じワンポット反応条件下でインキュベートした、10μLの粗清澄化溶解物を用いる反応も行った。0.0125g/LのSFP負荷量でのこれらの改変体によるワンポット反応でのレバウジオシドMの熱安定性結果および産生レベルを表25.3に示す。
Figure 2023039908000097
表25.3に収載した7つ全ての改変体は、両方の活性アッセイでおよび24時間プレインキュベーションアッセイで配列番号1822と比べて同様にまたはより良好に動作した。75℃で80g/LのレバウジオシドA60%中での2時間プレインキュベーション後に最も活性の高い改変体である配列番号2092を、さらなる酵素操作の出発点として選択した。
(実施例26)
配列番号2092のスクロースシンターゼ改変体
酵素のある特定の構造的特徴に飽和変異誘発を施した改変体遺伝子のライブラリー、および本発明の開発中に同定された産生改善に関連する変異を組み換えたライブラリーを構築することによって、配列番号2092によりコードされるスクロースシンターゼの定向進化を継続した。次に、これらのライブラリーをプレーティングし、増殖させ、下で説明するハイスループット(HTP)アッセイを使用してスクリーニングして、ADP-グルコースの生成に対する活性が増加した別のラウンドの74種の操作されたSuS改変体ポリペプチドを得た。
レバウジオシドMを形成するためのスクロースからADPへの、それからレバウジオシドA60へのグルコース転移についてのHTP結合アッセイ
以下のHTP酵素結合アッセイを使用して、ライブラリーをスクリーニングした。ペレット状E.coli培養物を、1mM硫酸マグネシウムと0.5mg/mLのリゾチームとポリミキシンB硫酸塩(PMBS)とを伴う400μLのTris-HCl、pH7.5で溶解し、遠心分離により清澄化した。溶解物を、100g/LのRebA60を伴うリン酸カリウム緩衝剤、pH6.0に添加して50~100倍希釈し、2時間、75℃でプレインキュベートした。次いで、10μLの希釈されプレインキュベートされたSuS溶解物、0.04g/Lのβ1,2GT SFP配列番号1080、および0.2g/Lのβ1,3GT SFP配列番号440を、30g/LのRebA60、0.02g/LのADP(Amresco、ウルトラピュアグレード)、30g/Lのスクロース(蔗糖)、および7.2g/Lのフルクトースと共に、100μLの反応体積で使用した。飽和変異誘発ライブラリーをまた、10μLの希釈されプレインキュベートされたSuS溶解物、0.2g/Lのβ1,2GT SFP配列番号1080、および0.43g/Lのβ1,3GT SFP配列番号440を、50g/LのRebA60、0.01g/LのADP(Amresco、ウルトラピュアグレード)、75g/Lのスクロース(蔗糖)、および18g/Lのフルクトースと共に、100μLの反応体積で用いて、再試験した。以下の反応条件を使用した:THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら16~18時間、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6、60℃。上記の反応物を、水中1~1.5g/Lの出発RebA60に希釈することにより可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルでの5倍希釈によりクエンチし、遠心分離により沈殿させた。上清を水で20倍希釈し、表5.1に記載の計器およびパラメーターを用いてRapidFire SPE-MS/MSによりステビオールグリコシド産物を検出した。ワンポット反応で活性改善を示した、得られた操作されたスクロースシンターゼ改変体を、表26.1および26.2に収載する。表26.3に収載する改変体については、実施例1で説明したように振盪フラスコ規模の培養物を増殖させ、溶解し、凍結乾燥させて粉末にした。
Figure 2023039908000098

Figure 2023039908000099

Figure 2023039908000100

Figure 2023039908000101

Figure 2023039908000102
振盪フラスコ粉末特徴付けアッセイおよびレバウジオシドMを形成するためのスクロースからレバウジオシドA60へのグルコシル転移についての分析
レバウジオシドA60%からのレバウジオシドMの形成を助長するためのスクロースおよびADPに対する操作されたSuS改変体の一部についての活性を特徴付けるために実験を行った。振盪フラスコ粉末(SFP)を、100g/LのRebA60を伴うおよび伴わないリン酸カリウム緩衝剤、pH6中、0.016~0.5g/Lに構成し、RebA60を伴う溶液を75℃で2時間プレインキュベートした。10μLの希釈され、プレインキュベートされたかまたはプレインキュベートされていないSuS溶解物、0.04g/Lのβ1,2GT SFP配列番号1080、および0.2g/Lのβ1,3GT SFP配列番号440を、30g/LのRebA60、0.02g/LのADP(Amresco、ウルトラピュアグレード)、30g/Lのスクロース(蔗糖)、および7.2g/Lのフルクトースと共に、100μLの反応体積で使用した。以下の反応条件を使用した:THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら16~18時間、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6、60℃。上記の反応物を水での30倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルでの5倍希釈によりクエンチし、遠心分離により沈殿させた。上清を水で20倍希釈し、表5.1に記載の計器およびパラメーターを用いてRapidFire SPE-MS/MSによりステビオールグリコシド産物を検出した。熱安定性を評価するために、100g/LのRebA60を伴う50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6で100倍希釈して24時間、71.1℃で、100μLの反応体積で、上で説明した同じワンポット反応条件下でインキュベートした、10μLの粗清澄化溶解物を用いる反応も行った。0.0125g/LのSFP負荷量でのこれらの改変体によるワンポット反応でのレバウジオシドMの熱安定性結果および産生レベルを表26.3に示す。
Figure 2023039908000103
表26.3に収載した8つ全ての改変体は、両方の活性アッセイでおよび24時間プレインキュベーションアッセイで配列番号2092と比べて同様にまたはより良好に動作した。24時間プレインキュベーション後に最も熱安定性の高い改変体である配列番号2182を、さらなる酵素操作の出発点として選択した。
(実施例27)
配列番号2182のスクロースシンターゼ改変体
酵素のある特定の構造的特徴に飽和変異誘発を施した改変体遺伝子のライブラリー、および本発明の開発中に同定された産生改善に関連する変異を組み換えたライブラリーを構築することによって、配列番号2182によりコードされるスクロースシンターゼの定向進化を継続した。次に、これらのライブラリーをプレーティングし、増殖させ、下で説明するハイスループット(HTP)アッセイを使用してスクリーニングして、ADP-グルコースの生成への活性が増加した別のラウンドの80種の操作されたSuS改変体ポリペプチドを得た。
レバウジオシドMを形成するためのスクロースからADPへの、それからレバウジオシドA60へのグルコース転移についてのHTP結合アッセイ
以下のHTP酵素結合アッセイを使用して、ライブラリーをスクリーニングした。ペレット状E.coli培養物を、1mM硫酸マグネシウムと0.5mg/mLのリゾチームとポリミキシンB硫酸塩(PMBS)とを伴う400μLのTris-HCl、pH7.5で溶解し、遠心分離により清澄化した。溶解物を、100g/LのRebA60を伴うリン酸カリウム緩衝剤、pH6.0に添加して75~100倍希釈し、2時間、75℃でプレインキュベートした。次いで、10μLの希釈されプレインキュベートされたSuS溶解物、0.2g/Lのβ1,2GT SFP配列番号1216、および0.43g/Lのβ1,3GT SFP配列番号520を、50g/LのRebA60、0.01g/LのADP(Amresco、ウルトラピュアグレード)、75g/Lのスクロース(蔗糖)、および18g/Lのフルクトースと共に、100μLの反応体積で使用した。以下の反応条件を使用した:THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら16~18時間、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6、60℃。上記の反応物を水での50倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルでの5倍希釈によりクエンチし、遠心分離により沈殿させた。上清を水で20倍希釈し、表5.1に記載の計器およびパラメーターを用いてRapidFire SPE-MS/MSによりステビオールグリコシド産物を検出した。ワンポット反応で活性改善を示した、得られた操作されたスクロースシンターゼ改変体を、表27.1および99.2に収載する。表27.3に収載する改変体については、実施例1で説明したように振盪フラスコ規模の培養物を増殖させ、溶解し、凍結乾燥させて粉末にした。
Figure 2023039908000104

Figure 2023039908000105

Figure 2023039908000106

Figure 2023039908000107
振盪フラスコ粉末特徴付けアッセイおよびレバウジオシドMを形成するためのスクロースからレバウジオシドA60へのグルコシル転移についての分析
レバウジオシドA60%からのレバウジオシドMの形成を助長するためのスクロースおよびADPに対する操作されたSuS改変体の一部についての活性を特徴付けるために実験を行った。振盪フラスコ粉末(SFP)を、100g/LのRebA60を伴うおよび伴わないリン酸カリウム緩衝剤、pH6中、0.016~0.5g/Lに構成し、RebA60を伴う溶液を75℃で2時間プレインキュベートした。10μLの希釈され、プレインキュベートされたかまたはプレインキュベートされていないSuS溶解物、0.2g/Lのβ1,2GT SFP配列番号1216、および0.43g/Lのβ1,3GT SFP配列番号520を、50g/LのRebA60、0.01g/LのADP(Amresco、ウルトラピュアグレード)、75g/Lのスクロース(蔗糖)、および18g/Lのフルクトースと共に、100μLの反応体積で使用した。以下の反応条件を使用した:THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら16~18時間、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6、60℃。上記の反応物を水での50倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルでの5倍希釈によりクエンチし、遠心分離により沈殿させた。上清を水で20倍希釈し、表5.1に記載の計器およびパラメーターを用いてRapidFire SPE-MS/MSによりステビオールグリコシド産物を検出した。熱安定性を評価するために、100g/LのRebA60を伴う50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6に0.2g/Lで溶解して24時間、71.1℃でインキュベートした10μLの振盪フラスコ粉末でも反応を行い、次いで、100μLの反応体積で、上で説明した同じワンポット反応条件下でアッセイした。0.0125g/LのSFP負荷量でのこれらの改変体によるワンポット反応でのレバウジオシドMの熱安定性結果および産生レベルを表27.3に示す。
Figure 2023039908000108
表27.3に収載した6つ全ての改変体は、両方の活性アッセイでおよび24時間プレインキュベーションアッセイで配列番号2182と比べて同様にまたはより良好に動作した。2時間プレインキュベーションを伴わないワンポットアッセイで最も活性の高い改変体である配列番号2322を、さらなる酵素操作の出発点として選択した。
(実施例28)
配列番号2322のスクロースシンターゼ改変体
酵素のある特定の構造的特徴に飽和変異誘発を施した改変体遺伝子のライブラリー、および本発明の開発中に同定された産生改善に関連する変異を組み換えたライブラリーを構築することによって、配列番号2321によりコードされるスクロースシンターゼの定向進化を継続した。次に、これらのライブラリーをプレーティングし、増殖させ、下で説明するハイスループット(HTP)アッセイを使用してスクリーニングして、ADP-グルコースの生成への活性が増加した追加のラウンドの18の操作されたSuS改変体ポリペプチドを得た。
レバウジオシドMを形成するためのスクロースからADPへの、それからレバウジオシドA60へのグルコース転移についてのHTP結合アッセイ
以下のHTP酵素結合アッセイを使用して、ライブラリーをスクリーニングした。ペレット状E.coli培養物を、1mM硫酸マグネシウムと0.5mg/mLのリゾチームとポリミキシンB硫酸塩(PMBS)とを伴う400μLのTris-HCl、pH7.5で溶解し、遠心分離により清澄化した。溶解物を、100g/LのRebA60を伴うリン酸カリウム緩衝剤、pH6.0に添加して100倍希釈し、2時間、75℃でプレインキュベートした。次いで、10μLの希釈されプレインキュベートされたSuS溶解物、0.4g/Lのβ1,2GT SFP配列番号1516、および0.9g/Lのβ1,3GT SFP配列番号678を、100g/LのRebA60、0.05g/LのADP(Amresco、ウルトラピュアグレード)、150g/Lのスクロース(蔗糖)、および36g/Lのフルクトースと共に、100μLの反応体積で使用した。以下の反応条件を使用した:THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら16~18時間、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6、60℃。上記の反応物を水での100倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルでの5倍希釈によりクエンチし、遠心分離により沈殿させた。上清を水で20倍希釈し、表5.1に記載の計器およびパラメーターを用いてRapidFire SPE-MS/MSによりステビオールグリコシド産物を検出した。ワンポット反応で活性改善を示した、得られた操作されたスクロースシンターゼ改変体を、表28.1に収載する。表28.2に収載する改変体については、実施例1で説明したように振盪フラスコ規模の培養物を増殖させ、溶解し、凍結乾燥させて粉末にした。
Figure 2023039908000109

Figure 2023039908000110
振盪フラスコ粉末特徴付けアッセイおよびレバウジオシドMを形成するためのスクロースからレバウジオシドA60へのグルコシル転移についての分析
レバウジオシドA60%からのレバウジオシドMの形成を助長するためのスクロースおよびADPに対する操作されたSuS改変体の一部についての活性を特徴付けるために実験を行った。振盪フラスコ粉末(SFP)を、100g/LのRebA60を伴うおよび伴わないリン酸カリウム緩衝剤、pH6中、0.125~2g/Lに構成し、RebA60を伴う溶液を75℃で2時間プレインキュベートした。10μLの希釈され、プレインキュベートされたかまたはプレインキュベートされていないSuS溶解物、0.4g/Lのβ1,2GT SFP配列番号1516、および0.9g/Lのβ1,3GT SFP配列番号678を、100g/LのRebA60、0.05g/LのADP(Amresco、ウルトラピュアグレード)、150g/Lのスクロース(蔗糖)、および36g/Lのフルクトースと共に、100μLの反応体積で使用した。以下の反応条件を使用した:THERMOTRON(登録商標)タイタープレートシェーカーにおいて300RPMで振盪しながら16~18時間、50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6、60℃。上記の反応物を水での100倍希釈により可溶化し、0.2%ギ酸を伴うアセトニトリルでの5倍希釈によりクエンチし、遠心分離により沈殿させた。上清を水で20倍希釈し、表5.1に記載の計器およびパラメーターを用いてRapidFire SPE-MS/MSによりステビオールグリコシド産物を検出した。熱安定性を評価するために、100g/LのRebA60を伴う50mMリン酸カリウム緩衝剤、pH6で25倍希釈して24時間、71.1℃でインキュベートした10μLの粗清澄化溶解物を用いる反応も行い、次いで、100μLの反応体積で、上で説明した同じワンポット反応条件下でアッセイした。0.025g/LのSFP負荷量でのこれらの改変体によるワンポット反応でのレバウジオシドMの熱安定性結果および産生レベルを表28.2に示す。
Figure 2023039908000111
表28.2に収載した8つ全ての改変体は、両方の活性アッセイで配列番号2322と比べて同様にまたはより良好に動作し、これらのうちの3つは、100g/LのRebA60中、71.1℃での24時間プレインキュベーション後に安定性がより高かった。3つの熱安定性のより高い改変体のうち、2時間プレインキュベーションを伴うおよび伴わないワンポットアッセイにおいて最も活性の高い改変体は、配列番号2478であった。配列番号2478であるこの改変体を、アミノ酸変異Q636Hを導入することによりさらに操作して、配列番号2505/2506を生じさせた。配列番号2506であるこの酵素を、β-1,2-グリコシルトランスフェラーゼおよびβ-1,3-グリコシルトランスフェラーゼを用いるワンポット反応の状況下でADP-グルコースを再生するためのスクロースからのADPへのグリコシル転移を触媒するために、ならびにステビオールグリコシド(例えば、レバウジオシドA60%またはステビオールグリコシド95%またはステビオールグリコシド85%)からのレバウジオシドMの形成のために、最良の酵素として選択した。
本願に引用する全ての刊行物、特許、特許出願および他の文献は、個々の刊行物、特許、特許出願および他の文献の各々があらゆる目的で参照により本明細書に組み込まれると個々に示されている場合と同程度に、あらゆる目的でそれら全体がこれにより参照により本明細書に組み込まれる。
様々な具体的な実施形態を例証し、説明してきたが、本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく様々な変化を加えることができることが理解されるであろう。
本発明は、例えば以下の項目を提供する。
(項目1)
配列番号2に対して、少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、またはそれより高い配列同一性を有するポリペプチド配列を含む、操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目2)
配列番号20に対して、少なくとも95%、96%、97%、98%、99%、またはそれより高い配列同一性であるポリペプチドを含む、項目1に記載の操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目3)
前記操作されたグリコシルトランスフェラーゼの前記ポリペプチド配列が、41/72/233/338、41/72/338、41/144/233、41/233、41/233/338、61、61/87/91/107、61/87/91/259、61/91/431、61/107、61/259/428、61/407/428、61/411、72、72/76、72/76/163/197、72/76/195/233、72/76/197/204、72/76/207/233、72/76/207/338、72/81、72/81/195/233、72/139/195/204、72/144/338、72/200/204/207、72/207、76/144/197/200、76/195/197/204/207/233、76/197/207/233、76/233、81/139/144/195/200/204/207/233、81/144/233、81/197/200/207/233/338、81/233/338、81/338、107、107/259、139/144/233、144/233、144/233/338、156/407、163/233/338、200/204/207/233、233/338、および259から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号20を基準にして番号が付けられている、項目2に記載の操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目4)
前記操作されたグリコシルトランスフェラーゼの前記ポリペプチド配列が、71、80、81、81/270、83、85、97、124、263、286、334、402、420および456から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号20を基準にして番号が付けられている、項目2に記載の操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目5)
前記操作されたグリコシルトランスフェラーゼの前記ポリペプチド配列が、41/72/233/338、41/72/338、61、61/91/431、61/259/428、61/407/428、81/139/144/195/200/204/207/233および81/197/200/207/233/338から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号20を基準にして番号が付けられている、項目2に記載の操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目6)
前記操作されたグリコシルトランスフェラーゼの前記ポリペプチド配列が、73/81/144/207/259、73/81/144/207/285/451、73/81/259/285/426/451、73/81/259/451、73/111/285/451、73/144/207/252/426/451、73/144/207/259/285/426/451、73/144/207/259/285/451、73/144/207/259/426/451、73/144/259/285、73/259/426/451、73/259/451、81/111/144/207/285/451、81/111/259/451、81/144/207/252/285/426、81/144/207/259/451、81/144/252/259/285/451、81/144/259、81/144/259/285、81/144/259/451、81/207/252/259/451、81/207/285/426/451、81/285、81/285/451、111/144/207/252/285/426/451、111/144/252/259/285/451、111/144/259/285/426/451、111/207/285、144/207/252/259、144/207/259、144/207/259/285/451、144/207/259/426/451、144/207/285/426、144/207/451、144/252/259/285、144/252/259/285/451、144/252/259/426、144/252/259/426/451、144/259/285、144/285、144/285/451、144/451、207、207/252/259/451、207/252/451、207/259、207/259/426/451、207/285/426/451、207/451、252/259、259、259/285/451、285、および285/451から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号36を基準にして番号が付けられている、項目2に記載の操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目7)
前記操作されたグリコシルトランスフェラーゼの前記ポリペプチド配列が、81/111/144/207/285/451、144/207/252/259、144/207/259/285/451、144/252/259/426、144/252/259/426/451および144/285/451から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号36を基準にして番号が付けられている、項目2に記載の操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目8)
前記操作されたグリコシルトランスフェラーゼの前記ポリペプチド配列が、80/81、80/81/85、80/81/85/238、80/81/85/251/259、80/81/85/252/256/259、80/81/85/259、80/81/251/252/259、80/85、80/85/238、80/85/238/251/259、80/85/251、80/85/251/252、80/85/251/252/256/259、80/85/251/252/259、80/85/251/259、80/85/259、80/259、81/85、81/85/251/252、81/85/259、85、85/238、85/251、85/251/252/256、85/251/259、85/256/259、175/402、251/252/259、259、270/402、および420から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号174を基準にして番号が付けられている、項目2に記載の操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目9)
前記操作されたグリコシルトランスフェラーゼの前記ポリペプチド配列が、3、5、7、99、153、232/317、252、273、299、326、393、404、409、422、443、451および455から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号174を基準にして番号が付けられている、項目2に記載の操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目10)
前記操作されたグリコシルトランスフェラーゼの前記ポリペプチド配列が、80/81/85、80/85、80/85/251/259、85、85/251/252/256、175/402および270/402から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号174を基準にして番号が付けられている、項目2に記載の操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目11)
前記操作されたグリコシルトランスフェラーゼの前記ポリペプチド配列が、81/85、81/85/175/259/402、81/85/251、81/85/251/259、81/85/259、81/85/259/402、85、85/175、85/175/251、85/175/251/259/402、85/175/259、85/175/259/402、85/175/402、85/259、85/259/402、および85/402から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号406を基準にして番号が付けられている、項目2に記載の操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目12)
前記操作されたグリコシルトランスフェラーゼの前記ポリペプチド配列が、153、153/326、153/326/443、153/326/443/455、232、232/273/299、232/393/451、299/451、326、404および451から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号408を基準にして番号が付けられている、項目2に記載の操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目13)
前記操作されたグリコシルトランスフェラーゼの前記ポリペプチド配列が、25、116、146、170、173、227、296、300、315、327、330、361、408、412、438、448および449から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号408を基準にして番号が付けられている、項目2に記載の操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目14)
前記操作されたグリコシルトランスフェラーゼの前記ポリペプチド配列が、153、232、232/393/451および451から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号408を基準にして番号が付けられている、項目2に記載の操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目15)
前記操作されたグリコシルトランスフェラーゼの前記ポリペプチド配列が、146/170/196、146/170/196/232、146/170/196/232/423、146/170/196/232/451/455、146/170/196/408/451、146/170/232、146/170/232/423、146/170/232/423/448/451/455、146/170/259、146/196、146/196/232、146/196/232/259/448/451、146/196/455、146/232/259/455、146/232/315、146/232/315/423/451/455、146/232/326、146/232/448、146/232/451、および146/413/451/455から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号440を基準にして番号が付けられている、項目2に記載の操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目16)
前記操作されたグリコシルトランスフェラーゼの前記ポリペプチド配列が、9、12、107、131、156、161、169、199、204、209、233、262、289、337および417から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号440を基準にして番号が付けられている、項目2に記載の操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目17)
前記操作されたグリコシルトランスフェラーゼの前記ポリペプチド配列が、146/170/196、146/170/196/232、146/170/196/232/451/455、146/170/232、146/170/232/423/448/451/455、146/196/232、146/196/232/259/448/451および146/232/448から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号440を基準にして番号が付けられている、項目2に記載の操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目18)
前記操作されたグリコシルトランスフェラーゼの前記ポリペプチド配列が、9/12/107/161/199/209/337、9/12/161/169/199/209/337、9/12/199/204/209/337/455、9/12/199/209/337/451/455、9/107/131/204/259/417/451、9/107/156/161/199/204/417/455、9/107/161/209/259/289/451/455、9/131/156/209/289/337、9/131/204/337/451、9/156/169/204/337、9/169/204/289/337/451/455、9/204、9/204/259/289、9/337、12/14/107/204/289/455、12/107/131/204/289/337/417/451/455、12/107/156/209/289/455、107/161/169/199/204/259/451、107/199/204/289、107/199/209/259/451/455、107/204、156/169/199/204/209/259/289、161/204/417、204/451/455、289、および451/455から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号520を基準にして番号が付けられている、項目2に記載の操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目19)
前記操作されたグリコシルトランスフェラーゼの前記ポリペプチド配列が、16、53、54、78、80、95、111、221、257、336、349、391、410、413、426および430から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号520を基準にして番号が付けられている、項目2に記載の操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目20)
前記操作されたグリコシルトランスフェラーゼの前記ポリペプチド配列が、9/12/199/204/209/337/455、9/131/156/209/289/337、9/204、12/14/107/204/289/455、107/161/169/199/204/259/451、107/199/204/289および204/451/455から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号520を基準にして番号が付けられている、項目2に記載の操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目21)
前記操作されたグリコシルトランスフェラーゼの前記ポリペプチド配列が、16、16/59/80/413、16/80、16/80/111、16/80/111/257、16/80/221/257/336/410、16/80/221/336/410、16/80/257、16/111/221、16/111/221/257/391、16/221、16/221/257、16/221/257/336/391、16/221/410、16/257、16/257/336/413/420、80/111/221/257/410、111/221/257/336/391、111/221/257/391、221、および221/257から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号626を基準にして番号が付けられている、項目2に記載の操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目22)
前記操作されたグリコシルトランスフェラーゼの前記ポリペプチド配列が、5、7、14、65、91、99、102、118、138、194、254、286、416、418および420から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号626を基準にして番号が付けられている、項目2に記載の操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目23)
前記操作されたグリコシルトランスフェラーゼの前記ポリペプチド配列が、16/80/221/257/336/410、16/111/221、16/221/257、16/221/410、16/257、80/111/221/257/410および221から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号626を基準にして番号が付けられている、項目2に記載の操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目24)
前記操作されたグリコシルトランスフェラーゼの前記ポリペプチド配列が、5、5/14/99、5/14/416、5/91、5/91/102/118、5/91/102/254/418、5/91/106/254/286、5/91/118/194/254/286、5/91/118/194/254/418、5/91/118/194/418、5/91/118/254/286/418、5/91/118/286、5/91/194/254、5/91/194/418、5/91/254、5/91/254/286、5/102/418、5/118/194/286/418、5/118/254、5/118/286、5/194、5/254/286、5/418、7/14、7/14/65/99、7/14/99/416、14、14/65/99/416、14/99、14/99/254、14/99/254/416、14/99/254/416/455、14/99/416、14/167、14/254、14/455、91、91/102/194、91/118、91/118/194、91/118/194/286、91/118/194/418、91/118/286、91/194/254/286、91/286、および118/286/418から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号678を基準にして番号が付けられている、項目2に記載の操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目25)
前記操作されたグリコシルトランスフェラーゼの前記ポリペプチド配列が、5/91/106/254/286、5/91/118/286、5/91/254/286、14、14/65/99/416、14/99および14/99/254から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号678を基準にして番号が付けられている、項目2に記載の操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目26)
配列番号12に対して、少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、またはそれより高い配列同一性を有するポリペプチド配列を含む、操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目27)
前記操作されたグリコシルトランスフェラーゼの前記ポリペプチド配列が、16、16/127/169、16/134、16/143/423、16/169、16/169/398/399、16/169/423、16/398、16/398/399、16/398/427、16/423、16/423/427、134、143、399/423および423/427から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号24を基準にして番号が付けられている、項目26に記載の操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目28)
前記操作されたグリコシルトランスフェラーゼの前記ポリペプチド配列が、3、8、11、41、44、56、60、122、135、137、138、139、158、164、176、221、232、233、235、248、249、281、284、285、301、322、372、392、400、421、426、427、433、440、443および446から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号24を基準にして番号が付けられている、項目26に記載の操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目29)
前記操作されたグリコシルトランスフェラーゼの前記ポリペプチド配列が、16、16/127/169および16/169から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号24を基準にして番号が付けられている、項目26に記載の操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目30)
前記操作されたグリコシルトランスフェラーゼの前記ポリペプチド配列が、3/22/198/421、3/22/421、3/201/248/322、3/201/248/322/392、13/233/331/440、13/440/443、22/32/56/60/198/248/322/392/421、22/56、22/56/137/198/201/248/322/392、22/56/137/198/248/392/421、22/56/137/322、22/56/137/322/392/423、22/56/198/202/248、22/56/198/248/322/392/421、22/56/198/248/421/423、22/56/421/423、22/60/392/421、22/137、22/137/198/202/248、22/198/202/248/392、22/248/392、22/392、22/421、22/421/423、22/423、44/164/233、44/164/233/329/331、44/331、125、125/233/443/446、164/221/233/331/440/446、164/233/331/440、164/233/446、164/331、164/440、164/443、198/202/392、221/329/331、233、233/446、329、421/423、および443/446から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号858を基準にして番号が付けられている、項目26に記載の操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目31)
前記操作されたグリコシルトランスフェラーゼの前記ポリペプチド配列が、3/22/198/421、13/440/443、22/56/198/202/248、22/137、22/198/202/248/392、164/221/233/331/440/446、164/233/331/440および233/446から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号858を基準にして番号が付けられている、項目26に記載の操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目32)
前記操作されたグリコシルトランスフェラーゼの前記ポリペプチド配列が、83/202/233、164、164/202、164/202/233/331、164/202/248/272、164/202/331、164/202/331/423、164/423、202/233、202/233/248、202/233/248/423、202/248、202/331、202/421/423、202/423、202/446、233、248、および423から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号994を基準にして番号が付けられている、項目26に記載の操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目33)
前記操作されたグリコシルトランスフェラーゼの前記ポリペプチド配列が、7、9、10、54、73、84、106、115、116、132、165、286、309、389、406、422および438から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号994を基準にして番号が付けられている、項目26に記載の操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目34)
前記操作されたグリコシルトランスフェラーゼの前記ポリペプチド配列が、83/202/233、164、164/202、164/423、202/233/248および233から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号994を基準にして番号が付けられている、項目26に記載の操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目35)
前記操作されたグリコシルトランスフェラーゼの前記ポリペプチド配列が、7/9/73/165/286、7/9/165/286、7/9/422、7/116/165/286、7/165、9/73/116/165/286/422、9/286/389、54、54/84、54/406、73、73/116/165/286/389、73/116/286、73/116/286/422、73/165/286、73/286/389、73/286/422、73/422、84、115、116、116/165、116/165/286/422、116/389、165、165/286、165/389、165/389/422、286、286/422、389/422、および422から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号1080を基準にして番号が付けられている、項目26に記載の操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目36)
前記操作されたグリコシルトランスフェラーゼの前記ポリペプチド配列が、185/190、219、220、255、257、302、385、395、395/437、399、401、409、412、416、434、441、445、447および449から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号1080を基準にして番号が付けられている、項目26に記載の操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目37)
前記操作されたグリコシルトランスフェラーゼの前記ポリペプチド配列が、9/73/116/165/286/422、54、54/84、54/406、73/116/286/422、116/165/286/422および286/422から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号1080を基準にして番号が付けられている、項目26に記載の操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目38)
前記操作されたグリコシルトランスフェラーゼの前記ポリペプチド配列が、54、54/185/190、54/185/190/219/257/302/385/389/395/445/447/449、54/185/190/219/385、54/185/190/219/385/389/395/399/441/445/447/449、54/185/190/219/385/395/399/441/445/447/449、54/185/190/219/385/445/447、54/185/190/219/389/395/399/441/445/447/449、54/185/190/302、54/185/190/302/395/399、54/185/190/385/447/449、54/185/190/389/395、54/185/190/389/441/445/447/449、54/185/190/389/445、54/185/190/395/399/441/445/447/449、54/185/219/389、54/185/257/389/441/445/447/449、54/185/302/385/399/445/447、54/185/385/389/395/441/445/449、54/185/385/395/399/445/447/449、54/185/389/395/445/447、54/190/219/257/302、54/190/219/257/395/445/447/449、54/190/257、54/190/257/302/399、54/190/257/309/385/389/395/399/445、54/190/257/385/389、54/190/257/395/445/449、54/190/302/389、54/190/302/389/395/399/445/447、54/190/385/389/395/441/445、54/190/385/395、54/190/385/445/447/449、54/190/395、54/190/395/445/447、54/219/302/395/441/445/447、54/219/385/389/395/441/445/447、54/257、54/257/385/449、54/257/389、54/257/399、54/257/441/447、54/257/441/449、54/302/385/399/441/445/447、54/302/385/399/441/445/449、54/385、54/385/389/441/445/447/449、54/389/395/399/447/449、185/190/219/257/389/395/445/447、185/190/257/302/395/441/445/447、185/190/257/385/389/399、185/190/257/385/399/445/447、185/190/257/389/395、185/190/257/389/395/399/441/447/449、185/190/385/389/441/445/447、185/190/389/447/449、185/190/395/399、185/219/257/399/445/447、185/257/385/395/399/445/447、185/302/395/399/441/445/447/449、185/395/399/441/445/447、190/219/257/385/389/441/445/447/449、190/219/302/385/399/445、190/257/302/385/399、190/257/385/389/399、190/257/385/389/445/447、190/257/385/395、190/257/385/441/445/447/449、190/257/389/395/441/445/447、190/257/399/447/449、190/302/385/389/395/399/441/445/447、190/389、219/257/385/389/395/441/447/449、219/257/395、219/385/389/399/445/449、219/395、257/385/389/399、257/389/395/399/445/447、257/389/395/399/445/449、257/389/399、302/389/395/445、385/389、385/395、389/395/445/447、395/399、および399から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号1216を基準にして番号が付けられている、項目26に記載の操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目39)
前記操作されたグリコシルトランスフェラーゼの前記ポリペプチド配列が、5、14、96、108、157、181、188、278、293および341から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号1216を基準にして番号が付けられている、項目26に記載の操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目40)
前記操作されたグリコシルトランスフェラーゼの前記ポリペプチド配列が、54/185/190/219/257/302/385/389/395/445/447/449、54/185/190/385/447/449、54/190/257/302/385/395/399、54/190/302/389/395/399/445/447、54/257/385/449、54/257/389、および54/389/395/399/447/449から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号1216を基準にして番号が付けられている、項目26に記載の操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目41)
前記操作されたグリコシルトランスフェラーゼの前記ポリペプチド配列が、14/42/51/108/181、14/42/51/157/341、14/42/341、14/51/96/157、14/51/96/157/341、14/51/96/341、14/51/108、14/51/341、14/96、14/96/108/133、14/96/108/181/341、14/96/108/188、14/96/341、14/108/157、14/108/157/188、14/157/181/278、14/278、42/96/157/341、42/188/341、96/108/181/293、96/108/188、96/108/188/341、96/188、181、188、および293から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号1488を基準にして番号が付けられている、項目26に記載の操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目42)
前記操作されたグリコシルトランスフェラーゼの前記ポリペプチド配列が、122、144、147、187、196、197、198、199、201、268および324から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号1488を基準にして番号が付けられている、項目26に記載の操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目43)
前記操作されたグリコシルトランスフェラーゼの前記ポリペプチド配列が、14/42/341、14/96、14/96/108/133、14/96/108/181/341および188から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号1488を基準にして番号が付けられている、項目26に記載の操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目44)
前記操作されたグリコシルトランスフェラーゼの前記ポリペプチド配列が、147/188/196/201、152/187/188/324、152/188、152/188/196/198/199/324、152/188/196/199、152/188/196/201/324、152/188/324、188、188/196/198/199/201、188/196/198/199/201/324、188/196/198/201、188/196/198/324、188/196/201、188/198/199/201/324、188/198/199/268、188/198/201/324、188/198/324、188/199/201、188/201、188/201/324、および188/324から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号1516を基準にして番号が付けられている、項目26に記載の操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目45)
前記操作されたグリコシルトランスフェラーゼの前記ポリペプチド配列が、152/188/196/198/199/324、188/196/198/199/201、188/196/198/201、188/196/201、188/198/199/268、188/201および188/324から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号1516を基準にして番号が付けられている、項目26に記載の操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目46)
ベータ-1,2-グリコシルトランスフェラーゼおよびベータ-1,3-グリコシルトランスフェラーゼから選択される、項目1から45のいずれかに記載の操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目47)
ADP-グルコース依存性グリコシルトランスフェラーゼ(AGT)、CDP-グルコース依存性グリコシルトランスフェラーゼ(CGT)、GDP-グルコース依存性グリコシルトランスフェラーゼ(GGT)、TDP-グルコース依存性グリコシルトランスフェラーゼ(TGT)およびIDP-グルコース依存性グリコシルトランスフェラーゼ(IGT)から選択される、NDP-グリコシルトランスフェラーゼである、項目1から46のいずれかに記載の操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目48)
ADP-グルコース依存性グリコシルトランスフェラーゼである、項目1から47のいずれかに記載の操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目49)
ウラシル二リン酸以外の糖ドナーを優先的に使用する、項目1から48のいずれかに記載の操作されたグリコシルトランスフェラーゼ。
(項目50)
項目1から48のいずれかで提供される少なくとも1つの操作されたグリコシルトランスフェラーゼポリペプチドをコードする操作されたポリヌクレオチド。
(項目51)
項目50に記載の少なくとも1つの操作されたポリヌクレオチドを含むベクター。
(項目52)
少なくとも1つの制御配列をさらに含む、項目51に記載のベクター。
(項目53)
項目50に記載の少なくとも1つの操作されたポリヌクレオチドを含む宿主細胞。
(項目54)
項目51および/または52に記載の少なくとも1つのベクターを含む宿主細胞。
(項目55)
真核生物および原核生物から選択される、項目53または54に記載の宿主細胞。
(項目56)
項目1から45のいずれかで提供される少なくとも1つの操作されたグリコシルトランスフェラーゼを産生するための方法であって、項目53から55のいずれかに記載の宿主細胞を、前記操作されたグリコシルトランスフェラーゼが前記宿主細胞により産生されるような条件下で培養するステップを含む、方法。
(項目57)
前記操作されたグリコシルトランスフェラーゼを回収するステップをさらに含む、項目56に記載の方法。
(項目58)
項目1から45のいずれかに記載の少なくとも1つの操作されたグリコシルトランスフェラーゼを含む組成物。
(項目59)
配列番号6に対して、少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、またはそれより高い配列同一性を有するポリペプチド配列を含む、操作されたスクロースシンターゼ。
(項目60)
配列番号22に対して、少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、またはそれより高い配列同一性を有するポリペプチド配列を含む、操作されたスクロースシンターゼ。
(項目61)
前記操作されたスクロースシンターゼの前記ポリペプチド配列が、3/548、4、7、12、41、42、44、47、52、57、59、71、81、85、93、97、122、129、134、136、139、154、175、215、266、270、343、358、381、388、434、442、519、524、532、536、570、589、603、606、615、635、641、652、724、727、および738から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号22を基準にして番号が付けられている、項目59に記載の操作されたスクロースシンターゼ。
(項目62)
前記操作されたスクロースシンターゼの前記ポリペプチド配列が、41、52、134、381、442、519、524および724から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号22を基準にして番号が付けられている、項目59に記載の操作されたスクロースシンターゼ。
(項目63)
前記操作されたスクロースシンターゼの前記ポリペプチド配列が、25/44/52/134/434/724、41/44/52/97/442/719/724、41/44/52/134/442、41/44/52/434/442/532/724、41/44/52/434/724、41/44/136/329、41/44/136/442、41/44/532、41/52/97/434/442/532/724、41/52/134/136/434、41/52/134/442/724、41/52/136、41/52/434、41/52/434/442、41/52/434/442/724、41/52/442、41/97/134/434/442/532/553、41/134/442/532、41/329/442、41/434/442/532、41/434/442/532/724、41/434/532、41/532、44/52/97/434/442/724、44/52/97/442/724、44/52/134/136/329/434/442/532、44/52/134/434/532、44/136/329/434/532、44/136/532、44/434/442/553、52、52/97、52/97/434/442、52/97/442、52/97/532、52/134、52/134/136/434、52/134/136/442、52/134/329/434、52/134/329/532、52/134/434/442/532/553、52/134/442/724、52/136、52/136/434、52/136/434/442、52/136/434/442/532、52/136/434/724、52/136/442、52/434、52/434/442/532、52/434/442/724、52/434/532、52/442、52/442/532/724、52/442/553/724、52/442/724、52/532、52/553、57/97/434/442/724、97/134/136/442/532、97/134/136/532、97/134/442、97/136/434/442、97/329/724、97/442、134、134/136/434/442、134/136/434/442/532/553/724、134/136/434/442/553/724、134/136/434/532/724、134/136/442/532、134/434/442/724、136、136/442、136/442/724、136/532/724、434、434/442、442、442/724、および532/724から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号1652を基準にして番号が付けられている、項目59に記載の操作されたスクロースシンターゼ。
(項目64)
前記操作されたスクロースシンターゼの前記ポリペプチド配列が、3、4、22、32、34、38、47/488、51、51/433、62、75/169、101、169、195/213、708および718から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号1652を基準にして番号が付けられている、項目59に記載の操作されたスクロースシンターゼ。
(項目65)
前記操作されたスクロースシンターゼの前記ポリペプチド配列が、44/52/97/442/724、52/97/442、97/442および434/442から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号1652を基準にして番号が付けられている、項目59に記載の操作されたスクロースシンターゼ。
(項目66)
前記操作されたスクロースシンターゼの前記ポリペプチド配列が、4/22、4/22/34、4/22/34/38、4/22/34/38/169/708、4/22/34/47/51/169/213、4/22/51/708、4/22/101、4/34/38/101、4/34/708、4/62/433/708、4/169、4/169/433、4/169/708、4/433、4/708、22/34、22/34/38、22/34/101/169、22/34/101/169/195、22/34/169/708、22/47/169/433、22/75、34/38/62、34/62/169/433、34/101、62/708、75/169、169/708、および195/708から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号1822を基準にして番号が付けられている、項目59に記載の操作されたスクロースシンターゼ。
(項目67)
前記操作されたスクロースシンターゼの前記ポリペプチド配列が、4、22、34、121、169、341、411、433、441、518、526、527、528、544、557、558、565、585、602、604、623、708、731および770から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号1822を基準にして番号が付けられている、項目59に記載の操作されたスクロースシンターゼ。
(項目68)
前記操作されたスクロースシンターゼの前記ポリペプチド配列が、4、4/22/34/38、4/169、4/169/433、4/433、62/708および169/708から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号1822を基準にして番号が付けられている、項目59に記載の操作されたスクロースシンターゼ。
(項目69)
前記操作されたスクロースシンターゼの前記ポリペプチド配列が、34/62/411/526/557、34/62/411/557/602/604、34/62/441/557/623、34/62/518/623、34/62/623/731、34/121/441/544/604/623、34/121/526/604/731、34/411/441、34/411/441/518/526/557/565/731、34/411/441/518/544/557/565/708/731、34/411/441/518/585/604/770、34/441/518/526/585/604/731、34/441/526/565/708/770、34/441/544/557/585/602/623、34/441/585/623/708/731、34/526/585/623、62/121/329/518/557/565/623/708、62/121/411/441/518/544/557/585/604/623、62/121/441/518/526/623/770、62/121/441/565/585、62/121/518/557/585/604/708/770、62/411/526/565/604/623、62/411/585/731、62/441/518/557/604/623/708/731、62/441/623/708/770、62/441/770、121/441/518/526/602/604、121/441/518/526/623/708、121/441/526/557/565/708、121/604/708/731/770、411/441/518/557/623、411/441/518/708、411/441/604/623/708/731、411/518/526/604/623/731、411/565/604/623、411/585/623、441/518/526/557/565/602/604/623/708、441/518/526/557/585/604/623/708、441/518/526/604/623、441/518/557/565/585、441/518/565/623/731/770、441/518/585、441/585、441/585/602/604/623/708/731、441/708/731、557/602/604、557/604、585/623/708、および623から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号2092を基準にして番号が付けられている、項目59に記載の操作されたスクロースシンターゼ。
(項目70)
前記操作されたスクロースシンターゼの前記ポリペプチド配列が、63、65、269、323、406、416、469、511および640から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号2092を基準にして番号が付けられている、項目59に記載の操作されたスクロースシンターゼ。
(項目71)
前記操作されたスクロースシンターゼの前記ポリペプチド配列が、34/62/441/557/623、34/441/585/623/708/731、62/441/623/708/770、411/441/518/557/623、411/441/604/623/708/731、441/518/526/557/585/604/623/708、441/518/557/565/585、および441/585/602/604/623/708/731から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号2092を基準にして番号が付けられている、項目59に記載の操作されたスクロースシンターゼ。
(項目72)
前記操作されたスクロースシンターゼの前記ポリペプチド配列が、34、34/62、34/62/65/640、34/62/323、34/63/65/323/528/640、34/63/65/406/528/640/713、34/63/323/526/528/640、34/63/406/528/640/731、34/65、34/65/528/640、34/323/406/640、34/323/640、34/640、38/640、62/63、62/63/65/528/640、62/63/69/323/406/640、62/63/526/640/731、62/323/640、63/65/323/406/526/528/640/731、63/65/406/731、63/65/528/640/731、63/65/640、63/323/406/640、63/406、63/406/640、63/526/528/640/731、63/731、323/406/640、323/406/640/731、323/526/528/640、323/526/640、323/640/731、406/640、526/528/640/731、および731から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号2182を基準にして番号が付けられている、項目59に記載の操作されたスクロースシンターゼ。
(項目73)
前記操作されたスクロースシンターゼの前記ポリペプチド配列が、28、30、30/158、37、59、102、108、158、164、183、191、206、235、307、311、409、419、533、543、546、559、683、710、752および793から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号2182を基準にして番号が付けられている、項目59に記載の操作されたスクロースシンターゼ。
(項目74)
前記操作されたスクロースシンターゼの前記ポリペプチド配列が、34/62、34/65、34/323/640、34/640、38/640および63/65/406/731から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号2182を基準にして番号が付けられている、項目59に記載の操作されたスクロースシンターゼ。
(項目75)
前記操作されたスクロースシンターゼの前記ポリペプチド配列が、34/65/323/406/411/565、34/323/406/411/565、34/323/406/565/731、62/65/323/406/565、62/65/323/406/565/731、62/65/323/411/565、62/65/406/411/565/731、62/323/406/411、62/323/406/411/565、62/323/411/565、63/65/323/406/565/731、63/65/406/411/565、65/323/406/565、323/406/411/565、323/411/565、および636から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号2322を基準にして番号が付けられている、項目59に記載の操作されたスクロースシンターゼ。
(項目76)
前記操作されたスクロースシンターゼの前記ポリペプチド配列が、34/65/323/406/411/565、34/323/406/411/565、62/65/323/406/565、62/65/406/411/565/636/731、62/65/406/411/565/731、62/323/406/411、62/323/406/411/565、および62/323/411/565から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号2322を基準にして番号が付けられている、項目59に記載の操作されたスクロースシンターゼ。
(項目77)
項目59から76のいずれかで提供される少なくとも1つの操作されたスクロースシンターゼポリペプチドをコードする操作されたポリヌクレオチド。
(項目78)
項目77に記載の少なくとも1つの操作されたポリヌクレオチドを含むベクター。
(項目79)
少なくとも1つの制御配列をさらに含む、項目78に記載のベクター。
(項目80)
項目78に記載の少なくとも1つの操作されたポリヌクレオチドを含む宿主細胞。
(項目81)
項目78または項目79に記載のベクターを含む宿主細胞。
(項目82)
真核生物および原核生物から選択される、項目80および/または81に記載の宿主細胞。
(項目83)
項目59から76のいずれかで提供される少なくとも1つの操作されたスクロースシンターゼ改変体を産生するための方法であって、項目80から82のいずれかに記載の宿主細胞を、前記操作されたスクロースシンターゼ改変体が前記宿主細胞により産生されるような条件下で培養するステップを含む、方法。
(項目84)
前記操作されたスクロースシンターゼ改変体を回収するステップをさらに含む、項目83に記載の方法。
(項目85)
項目60から75のいずれかに記載の少なくとも1つの操作されたスクロースシンターゼ改変体を含む組成物。
(項目86)
基質のグリコシル化のための方法であって、少なくとも1つの基質、項目1から45のいずれかに記載の少なくとも1つの操作されたグリコシルトランスフェラーゼを提供するステップ、および前記基質と前記グリコシルトランスフェラーゼとを、前記基質がグリコシル化されて少なくとも1つのグリコシル化産物を産生するような条件下で接触させるステップを含む、方法。
(項目87)
前記基質が、少なくとも1つのステビオールグリコシドを含む、項目86に記載の方法。
(項目88)
前記グリコシル化産物が、少なくとも1つのモノグリコシル化および/またはポリグリコシル化産物を含む、項目86に記載の方法。
(項目89)
レバウジオシドMを産生するための方法であって、レバウジオシドDおよび/またはレバウジオシドI基質、NDP-グルコース、ならびに項目1から45に記載の少なくとも1つの操作されたグリコシルトランスフェラーゼを提供するステップ、前記レバウジオシドDおよびレバウジオシドI基質、NDP-グルコース、ならびに前記グリコシルトランスフェラーゼを、レバウジオシドMが産生されるような条件下で組み合わせるステップを含む、方法。
(項目90)
レバウジオシドAおよび/またはレバウジオシドIを産生するための方法であって、ステビオシド基質、NDP-グルコース、および項目1から45に記載の少なくとも1つの操作されたグリコシルトランスフェラーゼを提供するステップ、前記ステビオシド基質、NDP-グルコース、およびグリコシルトランスフェラーゼを、レバウジオシドAおよび/またはレバウジオシドIが産生されるような条件下で組み合わせるステップを含む、方法。
(項目91)
レバウジオシドDを産生するための方法であって、ステビオシド基質、NDP-グルコース、および項目1から45に記載の少なくとも1つの操作されたグリコシルトランスフェラーゼを提供するステップ、前記ステビオシド基質、NDP-グルコース、およびグリコシルトランスフェラーゼを、レバウジオシドDが産生されるような条件下で組み合わせるステップを含む、方法。
(項目92)
前記NDP-グルコースが、ADP-グルコース、CDP-グルコース、TDP-グルコース、GDP-グルコース、および/またはIDT-グルコースから選択される、項目86から91のいずれかに記載の方法。
(項目93)
前記NDP-グルコースが、UDP-グルコースではない、項目86から92のいずれかに記載の方法。
(項目94)
前記グリコシルトランスフェラーゼが、項目1から25および/または項目26から45のいずれかに記載の少なくとも1つのグリコシルトランスフェラーゼを含む、項目86から93のいずれかに記載の方法。
(項目95)
レバウジオシドMを産生するための方法であって、レバウジオシドDおよび/またはレバウジオシドI基質、ADP-グルコース、ならびに項目1から45に記載の少なくとも1つの操作されたグリコシルトランスフェラーゼを提供するステップ、前記レバウジオシドDおよび/またはレバウジオシドI基質、ADP-グルコース、ならびにグリコシルトランスフェラーゼを、レバウジオシドMが産生されるような条件下で組み合わせるステップを含む、方法。
(項目96)
レバウジオシドAおよび/またはレバウジオシドIを産生するための方法であって、ステビオシド基質、ADP-グルコース、および項目1から45に記載の少なくとも1つの操作されたADP-グリコシルトランスフェラーゼを提供するステップ、前記ステビオシド基質、ADP-グルコース、およびグリコシルトランスフェラーゼを、レバウジオシドAおよび/またはレバウジオシドIが産生されるような条件下で組み合わせるステップを含む、方法。
(項目97)
レバウジオシドDを産生するための方法であって、ステビオシド基質、ADP-グルコース、および項目1から45に記載の少なくとも1つの操作されたグリコシルトランスフェラーゼを提供するステップ、前記ステビオシド基質、ADP-グルコース、およびグリコシルトランスフェラーゼを、レバウジオシドDが産生されるような条件下で組み合わせるステップを含む、方法。
(項目98)
レバウジオシドMを産生するための方法であって、レバウジオシドDおよび/またはレバウジオシドI基質、NDP、スクロース、スクロースシンターゼ、ならびに項目1から45に記載の少なくとも1つの操作されたグリコシルトランスフェラーゼを提供するステップ、前記レバウジオシドD基質、NDP、スクロース、スクロースシンターゼ、およびグリコシルトランスフェラーゼを、レバウジオシドMが産生されるような条件下で組み合わせるステップを含む、方法。
(項目99)
レバウジオシドAおよび/またはレバウジオシドIを産生するための方法であって、ステビオシド基質、NDP、スクロース、スクロースシンターゼ、および項目1から45に記載の少なくとも1つの操作されたグリコシルトランスフェラーゼを提供するステップ、前記ステビオシド基質、NDP、スクロース、スクロースシンターゼ、およびグリコシルトランスフェラーゼを、レバウジオシドAおよび/またはレバウジオシドIが産生されるような条件下で組み合わせるステップを含む、方法。
(項目100)
レバウジオシドDを産生するための方法であって、ステビオシド基質、NDP、スクロース、スクロースシンターゼ、および項目1から45に記載の少なくとも1つの操作されたグリコシルトランスフェラーゼを提供するステップ、前記ステビオシド基質、NDP、スクロース、スクロースシンターゼ、およびグリコシルトランスフェラーゼを、レバウジオシドDが産生されるような条件下で組み合わせるステップを含む、方法。
(項目101)
レバウジオシドMを産生するための方法であって、少なくとも1つのステビオシドを含むおよび/またはステビオシドとrebAの混合物を含むステビオシド基質、NDP、スクロース、スクロースシンターゼ、ならびに項目1から45に記載の少なくとも1つの操作されたグリコシルトランスフェラーゼを提供するステップ、前記ステビオシド基質、NDP、スクロース、スクロースシンターゼ、およびグリコシルトランスフェラーゼを、レバウジオシドMが産生されるような条件下で組み合わせるステップを含む、方法。
(項目102)
レバウジオシドMを産生する方法であって、ステビオシド基質、NDP、スクロース、少なくとも1つのスクロースシンターゼ、および項目1から45に記載の少なくとも1つの操作されたグリコシルトランスフェラーゼを提供するステップ、前記ステビオシド基質、NDP、およびグリコシルトランスフェラーゼを、レバウジオシドAが先ず産生され、次いでレバウジオシドDおよび/またはレバウジオシドIが産生され、最後にレバウジオシドMが産生されるような条件下で組み合わせるステップを含む、方法。
(項目103)
前記スクロースシンターゼが、項目59から76のいずれかで提供される操作されたスクロースシンターゼである、項目98から102のいずれかに記載の方法。
(項目104)
ワンポット反応として行われる、項目86から103のいずれかに記載の方法。
(項目105)
逐次的に行われる、項目86から104のいずれかに記載の方法。
(項目106)
前記方法の前記ステップを反復するステップをさらに含む、項目86から104のいずれかに記載の方法。
(項目107)
前記スクロースが、反復されるステップを通して再利用される、項目106に記載の方法。
(項目108)
前記操作されたグリコシルトランスフェラーゼおよび/または他の反応成分が、再利用される、項目106および/または101に記載の方法。
(項目109)
前記ステビオシド基質が、Stevia rebaudianaから抽出される、項目86から108のいずれかに記載の方法。
(項目110)
前記ステビオシド基質が、合成により産生される、項目86から108のいずれかに記載の方法。
(項目111)
前記グリコシルトランスフェラーゼおよび/または前記スクロースシンターゼが、固定化されている、項目86から110のいずれかに記載の方法。
(項目112)
フルクトースを含む反応産物を産生する、項目86から110のいずれかに記載の方法。
(項目113)
前記フルクトースが、前記反応産物から除去される、項目112に記載の方法。
(項目114)
洗浄ステップをさらに含む、項目86から113のいずれかに記載の方法。
(項目115)
少なくとも1つのカラムクロマトグラフィーステップをさらに含む、項目86から114のいずれかに記載の方法。
(項目116)
前記少なくとも1つの操作されたグリコシルトランスフェラーゼが、項目26から45のいずれかに記載のグリコシルトランスフェラーゼから選択されるベータ-1,2-グリコシルトランスフェラーゼである、項目86から115のいずれかに記載の方法。
(項目117)
前記少なくとも1つの操作されたグリコシルトランスフェラーゼが、項目1から25のいずれかに記載のグリコシルトランスフェラーゼから選択されるベータ-1,3-グリコシルトランスフェラーゼである、項目86から116のいずれかに記載の方法。
(項目118)
前記少なくとも1つの操作されたグリコシルトランスフェラーゼが、項目26から45のいずれかに記載のグリコシルトランスフェラーゼから選択されるベータ-1,2-グリコシルトランスフェラーゼであり、少なくとも1つの操作されたグリコシルトランスフェラーゼが、項目1から25のいずれかに記載のグリコシルトランスフェラーゼから選択されるベータ-1,3-グリコシルトランスフェラーゼであることをさらに含む、項目86から117のいずれかに記載の方法。
(項目119)
項目59から76のいずれかに記載の少なくとも1つの操作されたスクロースシンターゼをさらに含む、項目86から118に記載の方法。
(項目120)
項目86から119のいずれかに記載の方法に従って産生される、少なくとも1つのレバウジオシド。
(項目121)
項目120に記載のレバウジオシドを含む、組成物。
(項目122)
項目86から89、92から95、98、および/または101から121のいずれかに記載の方法に従って産生される、レバウジオシドM。
(項目123)
項目122に記載のレバウジオシドMを含む、組成物。
(項目124)
項目86から94、96、99、および/または101から121のいずれかに記載の方法に従って産生される、レバウジオシドA。
(項目125)
項目124に記載のレバウジオシドAを含む、組成物。
(項目126)
項目86から94、96、99、および/または101から121のいずれかに記載の方法に従って産生される、レバウジオシドI。
(項目127)
項目126に記載のレバウジオシドIを含む、組成物。
(項目128)
項目86から94、97、および/または100から121のいずれかに記載の方法に従って産生される、レバウジオシドD。
(項目129)
項目128に記載のレバウジオシドDを含む、組成物。
(項目130)
項目122、124、126および/または128で提供される少なくとも2つのレバウジオシドを含む、組成物。
(項目131)
項目123、125、127および/または129で提供される少なくとも2つの組成物の混合物を含む、組成物。

Claims (23)

  1. 配列番号22、1652、1822、2092、2182、または2322に対して、少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、またはそれより高い配列同一性を有するポリペプチド配列を含む、操作されたスクロースシンターゼであって、前記操作されたスクロースシンターゼの前記ポリペプチド配列が:
    (a)441、518、585、169、38、526、557、および604の1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異を含むか、または4V、381R、640R、442Y、623R、および708Vの1つまたは複数の変異を含み、前記位置が、配列番号22、1652、1822、または2092を基準にして番号が付けられている;
    (b)3/548、4、7、12、41、42、44、47、52、57、59、71、81、85、93、97、122、129、134、136、139、154、175、215、266、270、343、358、381、388、434、442、519、524、532、536、570、589、603、606、615、635、641、652、724、727、738の1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号22を基準にして番号が付けられている;
    (c)25/44/52/134/434/724、41/44/52/97/442/719/724、41/44/52/134/442、41/44/52/434/442/532/724、41/44/52/434/724、41/44/136/329、41/44/136/442、41/44/532、41/52/97/434/442/532/724、41/52/134/136/434、41/52/134/442/724、41/52/136、41/52/434、41/52/434/442、41/52/434/442/724、41/52/442、41/97/134/434/442/532/553、41/134/442/532、41/329/442、41/434/442/532、41/434/442/532/724、41/434/532、41/532、44/52/97/434/442/724、44/52/97/442/724、44/52/134/136/329/434/442/532、44/52/134/434/532、44/136/329/434/532、44/136/532、44/434/442/553、52、52/97、52/97/434/442、52/97/442、52/97/532、52/134、52/134/136/434、52/134/136/442、52/134/329/434、52/134/329/532、52/134/434/442/532/553、52/134/442/724、52/136、52/136/434、52/136/434/442、52/136/434/442/532、52/136/434/724、52/136/442、52/434、52/434/442/532、52/434/442/724、52/434/532、52/442、52/442/532/724、52/442/553/724、52/442/724、52/532、52/553、57/97/434/442/724、97/134/136/442/532、97/134/136/532、97/134/442、97/136/434/442、97/329/724、97/442、134、134/136/434/442、134/136/434/442/532/553/724、134/136/434/442/553/724、134/136/434/532/724、134/136/442/532、134/434/442/724、136、136/442、136/442/724、136/532/724、434、434/442、442、442/724、532/724、3、4、22、32、34、38、47/488、51、51/433、62、75/169、101、169、195/213、708、および718の1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号1652を基準にして番号が付けられている;
    (d)4/22、4/22/34、4/22/34/38、4/22/34/38/169/708、4/22/34/47/51/169/213、4/22/51/708、4/22/101、4/34/38/101、4/34/708、4/62/433/708、4/169、4/169/433、4/169/708、4/433、4/708、22/34、22/34/38、22/34/101/169、22/34/101/169/195、22/34/169/708、22/47/169/433、22/75、34/38/62、34/62/169/433、34/101、62/708、75/169、169/708、195/708、4、22、34、121、169、341、411、433、441、518、526、527、528、544、557、558、565、585、602、604、623、708、731、および770の1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号1822を基準にして番号が付けられている;
    (e)34/62/411/526/557、34/62/411/557/602/604、34/62/441/557/623、34/62/518/623、34/62/623/731、34/121/441/544/604/623、34/121/526/604/731、34/411/441、34/411/441/518/526/557/565/731、34/411/441/518/544/557/565/708/731、34/411/441/518/585/604/770、34/441/518/526/585/604/731、34/441/526/565/708/770、34/441/544/557/585/602/623、34/441/585/623/708/731、34/526/585/623、62/121/329/518/557/565/623/708、62/121/411/441/518/544/557/585/604/623、62/121/441/518/526/623/770、62/121/441/565/585、62/121/518/557/585/604/708/770、62/411/526/565/604/623、62/411/585/731、62/441/518/557/604/623/708/731、62/441/623/708/770、62/441/770、121/441/518/526/602/604、121/441/518/526/623/708、121/441/526/557/565/708、121/604/708/731/770、411/441/518/557/623、411/441/518/708、411/441/604/623/708/731、411/518/526/604/623/731、411/565/604/623、411/585/623、441/518/526/557/565/602/604/623/708、441/518/526/557/585/604/623/708、441/518/526/604/623、441/518/557/565/585、441/518/565/623/731/770、441/518/585、441/585、441/585/602/604/623/708/731、441/708/731、557/602/604、557/604、585/623/708、623、63、65、269、323、406、416、469、511、および640から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号2092を基準にして番号が付けられている;
    (f)34、34/62、34/62/65/640、34/62/323、34/63/65/323/528/640、34/63/65/406/528/640/713、34/63/323/526/528/640、34/63/406/528/640/731、34/65、34/65/528/640、34/323/406/640、34/323/640、34/640、38/640、62/63、62/63/65/528/640、62/63/69/323/406/640、62/63/526/640/731、62/323/640、63/65/323/406/526/528/640/731、63/65/406/731、63/65/528/640/731、63/65/640、63/323/406/640、63/406、63/406/640、63/526/528/640/731、63/731、323/406/640、323/406/640/731、323/526/528/640、323/526/640、323/640/731、406/640、526/528/640/731、731、28、30、30/158、37、59、102、108、158、164、183、191、206、235、307、311、409、419、533、543、546、559、683、710、752、および793から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号2182を基準にして番号が付けられている;あるいは
    (g)34/65/323/406/411/565、34/323/406/411/565、34/323/406/565/731、62/65/323/406/565、62/65/323/406/565/731、62/65/323/411/565、62/65/406/411/565/731、62/323/406/411、62/323/406/411/565、62/323/411/565、63/65/323/406/565/731、63/65/406/411/565、65/323/406/565、323/406/411/565、323/411/565、および636から選択される1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異または変異のセットを含み、前記位置が、配列番号2322を基準にして番号が付けられている、
    操作されたスクロースシンターゼ
  2. 前記操作されたスクロースシンターゼの前記ポリペプチド配列が、441、518、585、169、38、526、557、および/または604の1つまたは複数の位置に少なくとも1つの変異を含み、前記変異が、441L、518S、585A、169A、38H、526H、557P、および/または604Aであり、前記位置が、配列番号22を基準にして番号が付けられている、請求項1に記載の操作されたスクロースシンターゼ。
  3. 前記操作されたスクロースシンターゼの前記ポリペプチド配列が、4V、381R、640R、442Y、623R、および/または708Vの少なくとも1つまたは複数の変異を含み、前記位置が、配列番号22を基準にして番号が付けられている、請求項1に記載の操作されたスクロースシンターゼ。
  4. 前記操作されたスクロースシンターゼが、配列番号1644、1646、1648、1650、1652、1654、1656、1658、1660、1662、1664、1666、1668、1670、1672、1674、1676、1678、1680、1682、1684、1686、1688、1690、1692、1694、1696、1698、1700、1702、1704、1706、1708、1710、1712、1714、1716、1718、1720、1722、1724、1726、1728、1730、1732、1734、1736、1738、1740、1742、1744、1746、1748、1750、1752、1754、1756、1758、1760、1762、1764、1768、1770、1772、1774、1776、1778、1780、1782、1784、1786、1788、1790、1792、1794、1796、1798、1800、1802、1804、1806、1808、1810、1812、1814、1816、1818、1820、1822、1824、1826、1828、1830、1832、1834、1836、1838、1840、1842、1844、1846、1848、1850、1852、1854、1856、1858、1860、1862、1864、1866、1868、1870、1872、1874、1876、1878、1880、1882、1884、1886、1888、1890、1892、1894、1896、1898、1900、1902、1904、1906、1908、1910、1912、1914、1916、1918、1920、1922、1924、1926、1928、1930、1932、1934、1936、1938、1940、1942、1944、1946、1948、1950、1952、1954、1956、1958、1960、1962、1964、1968、1970、1972、1974、1976、1978、1980、1982、1984、1986、1988、1990、1992、1994、1996、1998、2000、2002、2004、2006、2008、2010、2012、2014、2016、2018、2020、2022、2024、2026、2028、2030、2032、2034、2036、2038、2040、2042、2044、2046、2048、2050、2052、2054、2056、2058、2060、2062、2064、2066、2068、2070、2072、2074、2076、2078、2080、2082、2084、2086、2088、2090、2092、2094、2096、2098、2100、2102、2104、2106、2108、2110、2112、2114、2116、2118、2120、2122、2124、2126、2128、2130、2132、2134、2136、2138、2140、2142、2144、2146、2148、2150、2152、2154、2156、2158、2160、2162、2164、2166、2168、2170、2172、2174、2176、2178、2180、2182、2184、2186、2188、2190、2192、2194、2196、2198、2200、2202、2204、2206、2208、2210、2212、2214、2216、2218、2220、2222、2224、2226、2228、2230、2232、2234、2236、2238、2240、2242、2244、2246、2248、2250、2252、2256、2258、2270、2272、2274、2276、2278、2280、2282、2284、2286、2288、2290、2292、2294、2296、2298、2300、2302、2304、2306、2308、2310、2312、2314、2316、2318、2320、2322、2324、2326、2328、2330、2332、2334、2336、2338、2340、2342、2344、2346、2348、2350、2352、2354、2356、2358、2360、2362、2364、2366、2368、2370、2372、2374、2376、2378、2380、2382、2384、2386、2388、2390、2392、2394、2396、2398、2400、2402、2404、2406、2408、2410、2412、2414、2416、2418、2420、2422、2424、2426、2428、2430、2432、2434、2436、2438、2440、2442、2444、2446、2448、2450、2452、2454、2456、2458、2460、2462、2464、2466、2468、2470、2472、2474、2476、2478、2480、2482、2484、2486、2488、2490、2492、2494、2496、2498、2500、2502、2504、または2506を含むポリペプチド配列を含む、請求項1に記載の操作されたスクロースシンターゼ。
  5. 前記操作されたスクロースシンターゼが、配列番号22の配列を有する操作されたスクロースシンターゼと比較して増加した活性により特徴づけられる、請求項1から4のいずれか一項に記載の操作されたスクロースシンターゼ。
  6. 前記操作されたスクロースシンターゼが、配列番号22の配列を有する操作されたスクロースシンターゼの活性と比較して、少なくとも1.3倍改善された活性により特徴づけられる、請求項5に記載の操作されたスクロースシンターゼ。
  7. 前記操作されたスクロースシンターゼが、配列番号22の配列を有する操作されたスクロースシンターゼと比較して改善された熱安定性により特徴づけられる、請求項1から6のいずれか一項に記載の操作されたスクロースシンターゼ。
  8. 請求項からのいずれか一項で提供される少なくとも1つの操作されたスクロースシンターゼポリペプチドをコードする操作されたポリヌクレオチド。
  9. 請求項に記載の少なくとも1つの操作されたポリヌクレオチドを含むベクター。
  10. 少なくとも1つの制御配列をさらに含む、請求項に記載のベクター。
  11. 請求項に記載の少なくとも1つの操作されたポリヌクレオチド、あるいは請求項9または10に記載のベクターを含む宿主細胞。
  12. 真核生物および原核生物から選択される、請求項11に記載の宿主細胞。
  13. 請求項から7の少なくとも1つの操作されたスクロースシンターゼ改変体を産生するための方法であって、請求項11または12に記載の宿主細胞を、前記操作されたスクロースシンターゼが前記宿主細胞により産生されるような条件下で培養するステップを含む、方法。
  14. 前記操作されたスクロースシンターゼ改変体を回収するステップをさらに含む、請求項13に記載の方法。
  15. 請求項からのいずれか一項に記載の少なくとも1つの操作されたスクロースシンターゼ改変体を含む組成物。
  16. (a)レバウジオシドMを産生するための方法であって、レバウジオシドDおよび/またはレバウジオシドI基質、NDP、スクロース、請求項1から7のいずれか一項に記載のスクロースシンターゼ、ならびに少なくとも操作されたベータ-1,2-グリコシルトランスフェラーゼまたは操作されたベータ-1,3-グリコシルトランスフェラーゼを提供するステップ、前記レバウジオシドDおよび/またはレバウジオシドI基質、NDP、スクロース、スクロースシンターゼ、ならびにグリコシルトランスフェラーゼを、レバウジオシドMが産生されるような条件下で組み合わせるステップを含む、方法
    (b)レバウジオシドAおよび/またはレバウジオシドIを産生するための方法であって、ステビオシド基質、NDP、スクロース、請求項1から7のいずれか一項に記載のスクロースシンターゼ、および少なくとも1つの操作されたベータ-1,3-グリコシルトランスフェラーゼを提供するステップ、前記ステビオシド基質、NDP、スクロース、スクロースシンターゼ、およびグリコシルトランスフェラーゼを、レバウジオシドAおよび/またはレバウジオシドIが産生されるような条件下で組み合わせるステップを含む、方法;
    (c)レバウジオシドDを産生するための方法であって、ステビオシド基質、NDP、スクロース、請求項1から7のいずれか一項に記載のスクロースシンターゼ、ならびに少なくとも1つの操作されたベータ-1,2-グリコシルトランスフェラーゼおよび操作されたベータ-1,3-グリコシルトランスフェラーゼを提供するステップ、前記ステビオシド基質、NDP、スクロース、スクロースシンターゼ、およびグリコシルトランスフェラーゼを、レバウジオシドDが産生されるような条件下で組み合わせるステップを含む、方法;
    (d)レバウジオシドMを産生するための方法であって、少なくとも1つのステビオシドを含むおよび/またはステビオシドとrebAの混合物を含むステビオシド基質、NDP、スクロース、請求項1から7のいずれか一項に記載のスクロースシンターゼ、ならびに少なくとも1つの操作されたベータ-1,2-グリコシルトランスフェラーゼおよびベータ-1,3-グリコシルトランスフェラーゼを提供するステップ、前記ステビオシド基質、NDP、スクロース、スクロースシンターゼ、およびグリコシルトランスフェラーゼを、レバウジオシドMが産生されるような条件下で組み合わせるステップを含む、方法;あるいは
    (e)レバウジオシドMを産生する方法であって、ステビオシド基質、NDP、スクロース、請求項1から7のいずれか一項に記載の少なくとも1つのスクロースシンターゼ、ならびに少なくとも1つの操作されたベータ-1,2-グリコシルトランスフェラーゼおよびベータ-1,3-グリコシルトランスフェラーゼを提供するステップ、前記ステビオシド基質、NDP、およびグリコシルトランスフェラーゼを、レバウジオシドAが先ず産生され、次いでレバウジオシドDおよび/またはレバウジオシドIが産生され、最後にレバウジオシドMが産生されるような条件下で組み合わせるステップを含む、方法
  17. 前記ベータ-1,3-グリコシルトランスフェラーゼが、ADP-グルコース、CDP-グルコース、TDP-グルコース、GDP-グルコース、および/またはIDT-グルコースを利用できる操作されたベータ-1,3-グリコシルトランスフェラーゼである、請求項16に記載の方法。
  18. (i)前記NDPがADP、CDP、TDP、GDP、またはIDTである;(ii)前記NDPがUDPではない;かつ/または(iii)前記NDPがADPである、請求項17に記載の方法。
  19. 前記方法が、
    (i)ワンポット反応として行われる、かつ/または
    (ii)逐次的に行われる、請求項16から18のいずれか一項に記載の方法。
  20. 前記ステビオシド基質が、Stevia rebaudianaから抽出されるか、または合成により産生される、請求項16から19のいずれか一項に記載の方法。
  21. 前記グリコシルトランスフェラーゼおよび/または前記スクロースシンターゼが、固定化されている、請求項16から20のいずれか一項に記載の方法。
  22. フルクトースを含む反応産物を産生する、請求項16から21のいずれか一項に記載の方法。
  23. 前記フルクトースが、前記反応産物から除去される、請求項22に記載の方法。
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