JP4959903B2 - エロンガーゼ遺伝子およびその用途 - Google Patents

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Description

【0001】
(発明の背景)
技術分野
本発明は、長鎖多価不飽和(長鎖多不飽和)脂肪酸の伸長に関与するいくつかの遺伝子(すなわち、「エロンガーゼ」)の同定およびその用途に関する。特に、該エロンガーゼ酵素は、1つの脂肪酸から別の脂肪酸への変換に利用される。例えば、エロンガーゼは、γリノレン酸(GLA)からジホモ−γ−リノレン酸(DGLA,20:3n−6)への変換およびステアリドン酸(STA,18:4n−3)から(n−3)−エイコサテトラエン酸(20:4n−3)への変換を触媒する。エロンガーゼはまた、アラキドン酸(AA,20:4n−6)からアドレン酸(ADA,22:4n−6)への変換、エイコサペンタエン酸(EPA,20:5n−3)からω3−ドコサペンタエン酸(22:5n−3)への変換、およびαリノレン酸(ALA,18:3n−3)から20:3n−3への変換を触媒する。DGLAは、例えば、医薬組成物、栄養組成物、動物飼料および他の製品(例えば、化粧品)に添加されうるアラキドン酸(AA)のような他の多価不飽和脂肪酸(PUFA)の産生に利用されうる。
【0002】
背景的情報
過去に同定されているエロンガーゼは、それらが作用する基質の点で異なる。さらに、それらは動物および植物の両方に存在する。哺乳類において見出されるものは、飽和、一価不飽和および多価不飽和脂肪酸に作用する能力を有する。これに対して、植物において見出されるものは、飽和または一価不飽和脂肪酸に特異的である。したがって、植物において多価不飽和脂肪酸を生成させるためには、PUFA特異的エロンガーゼが要求される。
【0003】
植物および動物の両方においては、該伸長過程は4工程メカニズムの結果であると考えられている(Lassnerら,The Plant Cell 8:281−292(1996))。CoAがアシル運搬体である。工程1は、マロニル−CoAと長鎖アシル−CoAとの縮合を含み、これは、二酸化炭素およびβ−ケトアシル−CoAを生成し、ここで、該アシル部分は2炭素原子伸長されている。後続の反応は、β−ヒドロキシアシル−CoAへの還元、エノイル−CoAへの脱水、および伸長化アシル−CoAを与える第2の還元を含む。該初期縮合反応は基質特異的段階であるばかりでなく、律速段階でもある。
【0004】
前記のとおり、エロンガーゼ、より詳しくは、PUFAを基質として利用するエロンガーゼは、多数の重要な機能を有する長鎖多価不飽和脂肪酸の産生において決定的に重要である。例えば、PUFAは細胞の細胞膜の重要な成分であり、この部位においては、それらはリン脂質の形態で見出される。それらはまた、哺乳類プロスタサイクリン、エイコサノイド、ロイコトリエンおよびプロスタグランジンへの前駆体として機能する。さらに、PUFAは、発達中の乳児の脳の適切な発達のために、ならびに組織の形成および修復のために必要である。PUFAの生物学的重要性を考慮して、それら、およびそれらの製造につながる中間体を効率的に製造するための試みがなされている。
【0005】
PUFAの生合成には、エロンガーゼ(elo)を含む多数の酵素が関与している(図1を参照されたい)。例えば、リノール酸(LA,18:2−Δ9,12または18:2n−6)は、オレイン酸(OA,18:1−Δ9または18:1n−9)からΔ12 デサチュラーゼにより産生される。GLA(18:3−Δ6,9,12)は、リノール酸からΔ6−デサチュラーゼにより産生される。AA(20:4−Δ5,8,11,14)は、ジホモ−γ−リノレン酸(DGLA,20:3−Δ8,11,14)からΔ5−デサチュラーゼにより産生される。前記のとおり、DGLAはGLAからエロンガーゼにより産生される。
【0006】
動物はΔ9位より後を不飽和化することができず、したがって、オレイン酸をリノール酸に変換することができないことに注意する必要がある。同様に、αリノレン酸(ALA,18:3−Δ9,12,15または18:3n−3)は哺乳類により合成されることが不可能である。なぜなら、それは、Δ15デサチュラーゼ活性を欠くからである。しかし、哺乳類および藻類においては、αリノレン酸は、Δ6−デサチュラーゼによりステアリドン酸(STA,18:4−Δ6,9,12,15)に変換され(PCT公開WO 96/13591を参照されたい;また、米国特許第5,552,306号を参照されたい)、ついで(n−3)−エイコサテトラエン酸(20:4−Δ8,11,14,17または20:4n−3)へ伸長されうる。ついで、この多価不飽和脂肪酸(すなわち、20:4−Δ8,11,14,17)は、Δ5−デサチュラーゼによりエイコサペンタエン酸(EPA,20:5−Δ5,8,11,14,17)に変換されうる。真菌および植物を含む他の真核生物は、炭素12(PCT公開WO 94/11516および米国特許第5,443,974号を参照されたい)および15(PCT公開WO 93/11245を参照されたい)を不飽和化する酵素を有する。したがって、動物の主要な多価不飽和脂肪酸は、食餌に由来し、および/または、リノール酸またはαリノレン酸の不飽和化および伸長に由来する。哺乳類がこれらの必須長鎖脂肪酸を産生し得ないことを考慮すれば、これらの脂肪酸を天然で産生する種から、PUFA生合成に関与する遺伝子を単離すること、および1以上のPUFAの商業的量の産生をもたらすように改変されうる微生物、植物または動物系においてこれらの遺伝子を発現させることに、多大な関心が持たれる。したがって、エロンガーゼ酵素、該酵素をコードする遺伝子およびこの酵素の組換え製造方法に対する明らかな要求が存在する。また、天然に存在するPUFAレベルを超えるPUFAレベルを含有する油および新規PUFAにおいて強化された油に対する要求も存在する。そのような油は、エロンガーゼ遺伝子の単離および発現によらなければ製造できない。
【0007】
前記の最も重要な長鎖PUFAの1つはアラキドン酸(AA)である。AAは糸状菌において見出され、肝臓および副腎を含む哺乳類組織からも精製されうる。前記のとおり、DGLAからのAA産生はΔ5−デサチュラーゼにより触媒され、γリノレン酸(GLA)からのDGLA産生はエロンガーゼにより触媒される。しかし、本発明以前は、長鎖PUFA、特にAA、エイコサペンタエン酸(EPA)、アドレン酸、ドコサヘキサエン酸(DHA,22:6n−3)、ω3−ドコサペンタエン酸(22:5n−3)またはω6−ドコサペンタエン酸(22:5n−6)の産生経路における基質脂肪酸上で活性であるエロンガーゼは同定されていなかった。
【0008】
該エロンガーゼ遺伝子に関するこの探索においては、2つの遺伝子に関心が持たれているようであった。特に、ホホバβ−ケトアシル−補酵素Aシンターゼ(KCS)またはホホバKCS(GenBankアクセッション番号U37088)は、脂肪アシル−CoA伸長経路の初期反応(すなわち、マロニル−CoAと長鎖アシル−CoAとの縮合)を触媒する(Lassnerら,The Plant Cell 8:281−292 (1996))。ホホバKCS基質優先性は、18:0、20:0、20:1、18:1、22:1、22:0および16:0である。また、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)エロンガーゼ(ELO2)は、長鎖飽和および一価不飽和脂肪酸の変換を触媒して、高レベルの22:0、24:0、そしてまた18:0、18:1、20:0、20:1、22:0、22:1および24:1を与える(Ohら,The Journal of Biological Chemistry 272(28):17376−17384(1997);ELO2の配列を含むヌクレオチド配列に関しては米国特許第5,484,724号も参照されたい;実施例Vに記載されているグリコシル化抑制因子の配列の考察に関してはPCT公開WO 88/07577を参照されたい)。モルティエレラ・アルピナ(Mortierella alpina)における長鎖PUFA特異的エロンガーゼに関する探索は、これらの2つの遺伝子間で共有された相同性の検討に基づいて、およびPUFA−エロンガーゼ活性に関する発現スクリーニングにより始まった。
【0009】
(発明の概要)
本発明は、配列番号1(図6)に示すヌクレオチド配列の少なくとも約50%に対応する又は相補的な単離されたヌクレオチド配列に関する。この単離された配列は配列番号1で表されうる。該配列は、多価不飽和脂肪酸または一価不飽和脂肪酸を基質として利用する機能的に活性なエロンガーゼをコードする。特に、該配列は、モルティエレラ(Mortierella)属の真菌に由来することが可能であり、特に、モルティエレラ・アルピナ(Mortierella alpina)から単離されうる。
【0010】
本発明はまた、前記ヌクレオチド配列にコードされる精製されたタンパク質、および前記ヌクレオチド配列にコードされる精製されたタンパク質のアミノ酸配列に対して少なくとも約50%のアミノ酸類似性を有し多価不飽和脂肪酸または一価不飽和脂肪酸を伸長させる精製されたポリペプチドを含む。
【0011】
さらに、本発明は、a)配列番号1(図6)により表されるヌクレオチド配列を単離し、b)ii)プロモーターに作動的に結合したi)該単離ヌクレオチド配列を含むベクターを構築し、c)該エロンガーゼ酵素の発現に十分な時間および条件下、該ベクターを宿主細胞内に導入する工程を含んでなる、エロンガーゼ酵素の製造方法を含む。該宿主細胞は真核細胞または原核細胞でありうる。
【0012】
該原核細胞は、例えば、大腸菌(E.coli)細胞、シアノバクテリア細胞または枯草菌(B.subtilis)細胞でありうる。該真核細胞は、例えば、哺乳類細胞、昆虫細胞、植物細胞または真菌細胞でありうる。該真菌細胞は、例えば、サッカロミセス種(サッカロミセスの種、すなわち、サッカロミセス属に属する真菌種)(Saccharomyces spp.)、カンジダ種(Candida spp.)、リポミセス種(Lipomyces spp.)、ヤロウィア種(Yarrowia spp.)、クルイベロミセス種(Kluyveromyces spp.)、ハンゼヌラ種(Hansenula spp.)、アスペルギルス種(Aspergillus spp.)、ペニシリウム種(Penicillium spp.)、ノイロスポラ種(Neurospora spp.)、トリコデルマ種(Trichoderma spp.)またはピチア種(Pichia spp.)でありうる。特に、該真菌細胞は、酵母細胞、例えばサッカロミセス種(Saccharomyces spp.)、特にサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、カンジダ種(Candida spp.)、ハンゼヌラ種(Hansenula spp.)またはピチア種(Pichia spp.)でありうる。
【0013】
本発明はまた、b)プロモーターに作動的に結合したa)配列番号1(図6)により表されるヌクレオチド配列を含んでなるベクター、およびこのベクターを含んでなる宿主細胞を含む。該宿主は原核細胞または真核細胞でありうる。原核細胞の適当な具体例には、大腸菌(E.coli)、シアノバクテリアおよび枯草菌(B.subtilis)細胞が含まれる。真核細胞の適当な具体例には、哺乳類細胞、昆虫細胞、植物細胞および真菌細胞が含まれる。該真菌細胞は、例えば、サッカロミセス種(Saccharomyces spp.)、カンジダ種(Candida spp.)、リポミセス種(Lipomyces spp.)、ヤロウィア種(Yarrowia spp.)、クルイベロミセス種(Kluyveromyces spp.)、ハンゼヌラ種(Hansenula spp.)、アスペルギルス種(Aspergillus spp.)、ペニシリウム種(Penicillium spp.)、ノイロスポラ種(Neurospora spp.)、トリコデルマ種(Trichoderma spp.)およびピチア種(Pichia spp.)でありうる。特に、該真菌細胞は、例えば、酵母細胞、例えばサッカロミセス種(Saccharomyces spp.)、特にサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、カンジダ種(Candida spp.)、ハンゼヌラ種(Hansenula spp.)およびピチア種(Pichia spp.)でありうる。
【0014】
本発明は、前記ベクターを含んでなる植物細胞、植物または植物組織を含み、ここで、該ベクターのヌクレオチド配列の発現は、該植物細胞、植物または植物組織による一価不飽和脂肪酸および多価不飽和脂肪酸よりなる群から選ばれる少なくとも1つの脂肪酸の産生をもたらす。該多価不飽和脂肪酸は、例えば、ジホモ−γ−リノレン酸(DGLA)、20:4n−3およびアドレン酸(ADA)でありうる。本発明はまた、該植物細胞、植物または植物組織により発現された1以上の植物油または脂肪酸を含む。さらに、本発明は、前記ベクターを含んでなるトランスジェニック植物を含み、ここで、該ベクターのヌクレオチド配列の発現は、該トランスジェニック植物の種子内での多価不飽和脂肪酸の産生をもたらす。
【0015】
さらに、本発明は、プロモーターに作動的に結合したエロンガーゼをコードするDNA配列を含むゲノムを有する、トランスジェニック非ヒト哺乳動物を含む。該DNA配列は配列番号1(図6)により表されうる。本発明はまた、トランスジェニック非ヒトにより産生された流体(例えば、乳)を含み、ここで、該流体は、検出可能なレベルの少なくとも1つのエロンガーゼまたはその産物、例えばDGLA、ω6−ドコサペンタエン酸、ADAおよび/または20:4n−3を含む(図1を参照されたい)。
【0016】
さらに、本発明は、a)配列番号1(図6)により表されるヌクレオチド配列を単離し、b)該単離ヌクレオチド配列を含むベクターを構築し、c)該単離ヌクレオチド配列にコードされるエロンガーゼ酵素の発現に十分な時間および条件下、該ベクターを宿主細胞内に導入し、d)発現したエロンガーゼ酵素を「基質」多価不飽和脂肪酸にさらして、該基質を「産物」多価不飽和脂肪酸に変換する工程を含んでなる、多価不飽和脂肪酸の製造方法を含む。該基質多価不飽和脂肪酸は、例えば、γリノレン酸(GLA)、ステアリドン酸(STA)およびアラキドン酸(AA)よりなる群から選ばれうる。該産物多価不飽和脂肪酸は、例えば、それぞれDGLA、20:4n−3およびADAよりなる群から選ばれうる。該方法は更に、該産物多価不飽和脂肪酸を少なくとも1つのデサチュラーゼにさらして、該産物多価不飽和脂肪酸を「別(の)」多価不飽和脂肪酸に変換する工程を含みうる。該産物多価不飽和脂肪酸は、例えば、DGLA、20:4n−3およびADAよりなる群から選ばれうる。該別多価不飽和脂肪酸は、例えば、それぞれAA、エイコサペンタエン酸(EPA)、ω6−ドコサペンタエン酸よりなる群から選ばれうる。前記の少なくとも1つのデサチュラーゼは、AAまたはEPAの製造の場合にはΔ5−デサチュラーゼであり、ω6−ドコサペンタエン酸の製造の場合にはΔ4−デサチュラーゼである。該方法は更に、該別多価不飽和脂肪酸を、少なくとも1つのエロンガーゼおよび少なくとも1つの追加的なデサチュラーゼよりなる群から選ばれる1以上の酵素にさらして、該別多価不飽和脂肪酸を「最終」多価不飽和脂肪酸に変換する工程を含みうる。該最終多価不飽和脂肪酸は、例えば、ドコサヘキサエン酸(DHA)、AA、ω6−ドコサペンタエン酸またはω3−ドコサペンタエン酸でありうる。
【0017】
また、本発明は、前記方法により製造された産物多価不飽和脂肪酸、前記方法により製造された別(の)多価不飽和脂肪酸、および前記方法により製造された最終多価不飽和脂肪酸よりなる群から選ばれる少なくとも1つの多価不飽和脂肪酸を含んでなる栄養組成物を含む。該産物多価不飽和脂肪酸は、例えば、DGLA、20:4n−3およびADAよりなる群から選ばれうる。該別多価不飽和脂肪酸は、例えば、AA、EPAまたはω6−ドコサペンタエン酸でありうる。該最終多価不飽和脂肪酸は、例えば、DHA、アドレン酸、ω6−ドコサペンタエン酸またはω3−ドコサペンタエン酸でありうる。該栄養組成物は、例えば、乳児用配合乳、食事補足物(食事サプリメント)または食事代替物であることが可能であり、ヒトまたは動物に投与することが可能であり、経腸的または非経口的に投与することが可能である。該栄養組成物は更に、ヤシ油、大豆油、カノラ油、モノグリセリド、ジグリセリド、トリグリセリド、グルコース、食用ラクトース、電気透析乳清、電気透析脱脂乳、乳清、大豆タンパク質、タンパク質水解物、ヒマワリ油、サフラワー油、トウモロコシ油およびアマ油よりなる群から選ばれる少なくとも1つの主要栄養素を含みうる。それはまた、ビタミンA、C、D、EおよびB複合体ビタミンよりなる群から選ばれる少なくとも1つのビタミン、ならびにカルシウム、マグネシウム、亜鉛、マンガン、ナトリウム、カリウム、リン、銅、塩化物、ヨウ素、セレンおよび鉄よりなる群から選ばれる少なくとも1つの無機質(ミネラル)を含みうる。
【0018】
さらに、本発明は、1)前記方法により製造された産物多価不飽和脂肪酸、前記方法により製造された別(の)多価不飽和脂肪酸、および前記方法により製造された最終多価不飽和脂肪酸よりなる群から選ばれる少なくとも1つの多価不飽和脂肪酸と、2)医薬上許容される担体とを含んでなる医薬組成物を含む。該組成物はヒトまたは動物に投与することができる。また、それは更に、ビタミン、無機質、塩、炭水化物、アミノ酸、遊離脂肪酸、保存剤、添加剤、抗ヒスタミン剤、増殖因子、抗生物質、希釈剤、リン脂質、抗酸化剤およびフェノール性化合物よりなる群から選ばれる少なくとも1つの成分を含みうる。それは、経腸的、非経口的、局所的、直腸内、筋肉内、皮下、皮内または任意の他の適当な手段により投与することができる。
【0019】
本発明はまた、前記方法により製造された産物多価不飽和脂肪酸、前記方法により製造された別(の)多価不飽和脂肪酸、および前記方法により製造された最終多価不飽和脂肪酸よりなる群から選ばれる少なくとも1つの多価不飽和脂肪酸を含んでなる動物飼料を含む。該産物多価不飽和脂肪酸は、例えば、DGLA、20:4n−3およびADAでありうる。該別多価不飽和脂肪酸は、例えば、AA、EPAまたはω6−ドコサペンタエン酸でありうる。該最終多価不飽和脂肪酸は、例えば、DHA、アドレン酸、ω6−ドコサペンタエン酸またはω3−ドコサペンタエン酸でありうる。
【0020】
さらに、本発明はまた、前記方法により製造された産物多価不飽和脂肪酸、前記方法により製造された別(の)多価不飽和脂肪酸、および前記方法により製造された最終多価不飽和脂肪酸よりなる群から選ばれる多価不飽和脂肪酸を含んでなる化粧品を含む。
【0021】
また、本発明は、多価不飽和脂肪酸の不十分な摂取または産生により引き起こされる症状の予防および治療方法であって、予防または治療をもたらすのに十分な量の前記栄養組成物をその患者に投与することを含んでなる予防および治療方法を含む。
【0022】
本発明はまた、配列番号2(図22)に示すヌクレオチド配列の少なくとも約35%に対応する又は相補的な単離されたヌクレオチド配列を含む。この配列は配列番号2により表されうる。該配列は、多価不飽和脂肪酸を基質として利用する機能的に活性なエロンガーゼをコードする。また、この配列は、例えば、モルティエレラ(Mortierella)属の真菌に由来しうる。特に、それは、モルティエレラ・アルピナ(M.alpina)に由来しうる。
【0023】
さらに、本発明は、前記ヌクレオチド配列にコードされる精製されたタンパク質、および該精製タンパク質のアミノ酸配列に対して少なくとも約30%のアミノ酸類似性を有し多価不飽和脂肪酸を伸長させる精製されたポリペプチドを含む。
【0024】
本発明はまた、前記のとおりのエロンガーゼ酵素の製造方法を含む。該ベクター内に挿入する配列は配列番号2(図22)により表される。該宿主細胞は原核性または真核性でありうる。適当な具体例は前記のとおりである。
【0025】
本発明はまた、b)プロモーターに作動的に結合したa)配列番号2(図22)により表されるヌクレオチド配列を含んでなるベクター、およびこのベクターを含んでなる宿主細胞を含む。この場合も、該宿主細胞は真核性または原核性でありうる。適当な具体例は前記のとおりである。
【0026】
本発明は、前記ベクターを含んでなる植物細胞、植物または植物組織を含み、ここで、該ベクターのヌクレオチド配列の発現は、該植物細胞、植物または植物組織による多価不飽和脂肪酸の産生をもたらす。該多価不飽和脂肪酸は、例えば、DGLA、20:4n−3またはADAでありうる。さらに、本発明は、該植物細胞、植物または植物組織により発現された1以上の植物油または脂肪酸を含む。
【0027】
さらに、本発明は、前記ベクターを含んでなるトランスジェニック植物を含み、ここで、該ベクターのヌクレオチド配列(配列番号2)の発現は、該トランスジェニック植物の種子内での多価不飽和脂肪酸の産生をもたらす。
【0028】
本発明はまた、プロモーターに作動的に結合したエロンガーゼをコードするDNA配列(配列番号2)を含むゲノムを有するトランスジェニック非ヒト哺乳動物を含む。本発明はまた、このトランスジェニック非ヒト哺乳動物により産生された流体(例えば、乳)を含み、ここで、該流体は、検出可能なレベルの少なくとも1つのエロンガーゼまたはその産物を含む。
【0029】
本発明はまた、a)配列番号2(図22)により表されるヌクレオチド配列を単離し、b)該単離ヌクレオチド配列を含むベクターを構築し、c)該単離ヌクレオチド配列にコードされるエロンガーゼ酵素の発現に十分な時間および条件下、該ベクターを宿主細胞内に導入し、d)発現したエロンガーゼ酵素を基質多価不飽和脂肪酸にさらして、該基質を産物多価不飽和脂肪酸に変換する工程を含んでなる、多価不飽和脂肪酸の製造方法を含む。該基質多価不飽和脂肪酸は、例えば、GLA、STAまたはAAでありうる。該産物多価不飽和脂肪酸は、例えば、それぞれDGLA、20:4n−3またはω6−ドコサペンタエン酸でありうる。該方法は更に、発現したエロンガーゼ酵素を少なくとも1つのデサチュラーゼにさらして、該産物多価不飽和脂肪酸を別(の)多価不飽和脂肪酸に変換する工程を含みうる。該産物多価不飽和脂肪酸は、例えば、DGLA、20:4n−3またはADAでありうる。該別多価不飽和脂肪酸は、例えば、それぞれAA、EPA、ω6−ドコサペンタエン酸でありうる。前記の少なくとも1つのデサチュラーゼは、AAまたはEPAの製造の場合にはΔ5−デサチュラーゼであり、ω6−ドコサペンタエン酸の製造の場合にはΔ4−デサチュラーゼである。該方法は更に、該別多価不飽和脂肪酸を、少なくとも1つのエロンガーゼおよび少なくとも1つの追加的なデサチュラーゼよりなる群から選ばれる1以上の酵素にさらして、該別多価不飽和脂肪酸を「最終」多価不飽和脂肪酸に変換する工程を含みうる。該最終多価不飽和脂肪酸は、例えば、ドコサヘキサエン酸、AA、ω6−ドコサペンタエン酸またはω3−ドコサペンタエン酸でありうる。
【0030】
本発明はまた、配列番号2に関して記載された方法により製造された産物多価不飽和脂肪酸、配列番号2に関して記載された方法により製造された別(の)多価不飽和脂肪酸、および配列番号2に関して記載された方法により製造された最終多価不飽和脂肪酸よりなる群から選ばれる少なくとも1つの多価不飽和脂肪酸を含んでなる栄養組成物を含む。該産物多価不飽和脂肪酸は、例えば、DGLA、20:4n−3およびADAよりなる群から選ばれうる。該別多価不飽和脂肪酸は、例えば、AA、EPAまたはω6−ドコサペンタエン酸よりなる群から選ばれうる。該最終多価不飽和脂肪酸は、例えば、DHA、アドレン酸、ω6−ドコサペンタエン酸およびω3−ドコサペンタエン酸よりなる群から選ばれうる。該組成物のその他の特性は、投与、特徴づけ、成分などに関して前記したのと同じである。
【0031】
本発明はまた、1)配列番号2に関して前記した方法により製造された産物多価不飽和脂肪酸、配列番号2に関して前記した方法により製造された別(の)多価不飽和脂肪酸、および配列番号2に関して前記した方法により製造された最終多価不飽和脂肪酸よりなる群から選ばれる少なくとも1つの多価不飽和脂肪酸と、2)医薬上許容される担体とを含んでなる医薬組成物を含む。前記医薬組成物の特徴(例えば、投与、成分など)はこの組成物にも当てはまる。
【0032】
本発明はまた、配列番号2に関して記載された方法により製造された産物多価不飽和脂肪酸、配列番号2に関して前記した方法により製造された別(の)多価不飽和脂肪酸、および配列番号2に関して記載された方法により製造された最終多価不飽和脂肪酸よりなる群から選ばれる少なくとも1つの多価不飽和脂肪酸を含んでなる動物飼料を含む。該産物多価不飽和脂肪酸は、例えば、DGLA、20:4n−3またはADAでありうる。該別多価不飽和脂肪酸は、例えば、AA、EPAまたはω6−ドコサペンタエン酸でありうる。該最終多価不飽和脂肪酸は、例えば、DHA、アドレン酸、ω6−ドコサペンタエン酸またはω3−ドコサペンタエン酸でありうる。
【0033】
本発明はまた、配列番号2に関して前記した方法により製造された産物多価不飽和脂肪酸、配列番号2に関して前記した方法により製造された別(の)多価不飽和脂肪酸、および配列番号2に関して前記した方法により製造された最終多価不飽和脂肪酸よりなる群から選ばれる多価不飽和脂肪酸を含んでなる化粧品を含む。
【0034】
また、本発明は、多価不飽和脂肪酸の不十分な摂取または産生により引き起こされる症状の予防および治療方法であって、該予防または治療をもたらすのに十分な量の直前に記載した栄養組成物をその患者に投与することを含んでなる予防および治療方法を含む。
【0035】
さらに、本発明は、配列番号3(図43)に示すヌクレオチド配列の少なくとも約35%に対応する又は相補的な単離されたヌクレオチド配列を含む。この配列は配列番号3により表されるものでありうる。該配列は、多価不飽和脂肪酸または一価不飽和脂肪酸を基質として利用する機能的に活性なエロンガーゼをコードする。該配列は、哺乳類、例えばヒトに由来する。
【0036】
本発明はまた、このヌクレオチド配列にコードされる精製されたタンパク質を含む。また、本発明は、この精製タンパク質のアミノ酸配列に対して少なくとも約30%のアミノ酸類似性を有し多価不飽和脂肪酸または一価不飽和脂肪酸を伸長させる精製されたポリペプチドを含む。
【0037】
さらに、本発明は、a)配列番号3(図43)により表されるヌクレオチド配列を単離し、b)ii)プロモーターに作動的に結合したi)該単離ヌクレオチド配列を含むベクターを構築し、c)該エロンガーゼ酵素の発現に十分な時間および条件下、該ベクターを宿主細胞内に導入する工程を含んでなる、エロンガーゼ酵素の製造方法を含む。該宿主細胞は、配列番号1または2を使用する対応方法に関して前記したものと同じでありうる。
【0038】
本発明はまた、b)プロモーターに作動的に結合したa)配列番号3(図43)により表されるヌクレオチド配列を含んでなるベクター、およびこのベクターを含んでなる宿主細胞を含む。該宿主細胞は、前記のものと同じでありうる。
【0039】
本発明はまた、配列番号3を含む前記ベクターを含んでなる植物細胞、植物または植物組織を含み、ここで、該ベクターのヌクレオチド配列の発現は、該植物細胞、植物または植物組織による一価不飽和脂肪酸および多価不飽和脂肪酸よりなる群から選ばれる少なくとも1つの脂肪酸の産生をもたらす。該多価不飽和脂肪酸は、例えば、DGLA、20:4n−3またはADAでありうる。本発明はまた、該植物細胞、植物または植物組織により発現された1以上の植物油または酸を含む。
【0040】
さらに、本発明は、配列番号3を含むベクターを含んでなるトランスジェニック植物を含み、ここで、該ベクターのヌクレオチド配列の発現は、該トランスジェニック植物の種子内での多価不飽和脂肪酸の産生をもたらす。
【0041】
さらに、本発明は、プロモーターに作動的に結合したエロンガーゼをコードするヒトDNA配列を含むゲノムを有するトランスジェニック非ヒト哺乳動物を含む。該DNA配列は配列番号3(図43)により表される。本発明はまた、該トランスジェニック非ヒト哺乳動物により産生された流体を含み、ここで、該流体は、検出可能なレベルの少なくとも1つのエロンガーゼまたはその産物を含む。
【0042】
本発明はまた、a)配列番号3(図43)により表されるヌクレオチド配列を単離し、b)該ヌクレオチド配列を含むベクターを構築し、c)該単離ヌクレオチド配列にコードされるエロンガーゼ酵素の発現に十分な時間および条件下、該ベクターを宿主細胞内に導入し、d)発現したエロンガーゼ酵素を基質多価不飽和脂肪酸にさらして、該基質を産物多価不飽和脂肪酸に変換する工程を含んでなる、多価不飽和脂肪酸の製造方法を含む。該基質多価不飽和脂肪酸は、例えば、GLA、STAまたはAAでありうる。該産物多価不飽和脂肪酸は、例えば、それぞれDGLA、20:4n−3またはADAでありうる。該方法は更に、該産物多価不飽和脂肪酸を少なくとも1つのデサチュラーゼにさらして、該産物多価不飽和脂肪酸を別(の)多価不飽和脂肪酸に変換する工程を含みうる。該産物多価不飽和脂肪酸は、例えば、DGLA、20:4n−3およびADAでありうる。該別多価不飽和脂肪酸は、例えば、それぞれAA、EPAおよびω6−ドコサペンタエン酸でありうる。前記の少なくとも1つのデサチュラーゼは、AAまたはEPAの製造の場合にはΔ5−デサチュラーゼであり、ω6−ドコサペンタエン酸の製造の場合にはΔ4−デサチュラーゼである。該方法は更に、該別多価不飽和脂肪酸を、少なくとも1つのエロンガーゼおよび少なくとも1つの追加的なデサチュラーゼよりなる群から選ばれる1以上の酵素にさらして、該別多価不飽和脂肪酸を最終多価不飽和脂肪酸に変換する工程を含みうる。該最終多価不飽和脂肪酸は、例えば、DHA、ADA、ω6−ドコサペンタエン酸およびω3−ドコサペンタエン酸でありうる。
【0043】
本発明はまた、例えば、配列番号3に関して前記した方法により製造された産物多価不飽和脂肪酸、配列番号3に関して前記した方法により製造された別(の)多価不飽和脂肪酸、および配列番号3に関して前記した方法により製造された最終多価不飽和脂肪酸でありうる少なくとも1つの多価不飽和脂肪酸を含んでなる栄養組成物を含む。該産物多価不飽和脂肪酸は、例えば、DGLA、20:4n−3またはADAでありうる。該別多価不飽和脂肪酸は、AA、EPAまたはω6−ドコサペンタエン酸よりなる群から選ばれうる。該最終多価不飽和脂肪酸は、例えば、DHA、ADA、ω6−ドコサペンタエン酸またはω3−ドコサペンタエン酸でありうる。該栄養組成物のその他の特性または特徴(例えば、投与、成分など)は、その他の栄養組成物に関して前記したものと同じである。
【0044】
さらに、本発明はまた、1)配列番号3に関して前記した方法により製造された産物多価不飽和脂肪酸、配列番号3に関して前記した方法により製造された別(の)多価不飽和脂肪酸、および配列番号3に関して前記した方法により製造された最終多価不飽和脂肪酸よりなる群から選ばれる少なくとも1つの多価不飽和脂肪酸と、2)医薬上許容される担体とを含んでなる医薬組成物を含む。該組成物のその他の特性(例えば、投与、追加的成分など)は、その他の医薬組成物に関して前記したものと同じである。
【0045】
本発明はまた、配列番号3に関して前記した方法により製造された産物多価不飽和脂肪酸、配列番号3に関して前記した方法により製造された別(の)多価不飽和脂肪酸、および配列番号3に関して前記した方法により製造された最終多価不飽和脂肪酸よりなる群から選ばれる少なくとも1つの多価不飽和脂肪酸を含んでなる動物飼料を含む。該産物多価不飽和脂肪酸は、例えば、DGLA、20:4n−3またはADAでありうる。該多価不飽和脂肪酸は、例えば、AA、EPAまたはω6−ドコサペンタエン酸でありうる。該最終多価不飽和脂肪酸は、例えば、DHA、ADA、ω6−ドコサペンタエン酸またはω3−ドコサペンタエン酸でありうる。
【0046】
また、本発明は、配列番号3に関して前記した方法により製造された産物多価不飽和脂肪酸、配列番号3に関して前記した方法により製造された別(の)多価不飽和脂肪酸、および配列番号3に関して前記した方法により製造された最終多価不飽和脂肪酸よりなる群から選ばれる多価不飽和脂肪酸を含んでなる化粧品を含む。
【0047】
多価不飽和脂肪酸の不十分な摂取または産生により引き起こされる症状の予防および治療方法は、該予防または治療をもたらすのに十分な量の配列番号3に関して前記した栄養組成物をその患者に投与することを含む。
【0048】
さらに、本発明は、配列番号4(図46)に示すヌクレオチド配列の少なくとも約35%に対応する又は相補的な単離されたヌクレオチド配列を含む。該配列は配列番号4により表されうる。それは、多価不飽和脂肪酸を基質として利用する機能的に活性なエロンガーゼをコードする。該配列はセノラブディティス(Caenorhabditis)属の線虫に由来する又はそれから単離されることが可能であり、特に、シー・エレガンス(C.elegans)から単離されうる。
【0049】
本発明は、前記ヌクレオチド配列にコードされる精製されたタンパク質を含む。また、本発明はまた、該精製タンパク質のアミノ酸配列に対して少なくとも約30%のアミノ酸類似性を有し多価不飽和脂肪酸を伸長させる精製されたポリペプチドを含む。
【0050】
さらに、本発明は、a)配列番号4(図46)により表されるヌクレオチド配列を単離し、b)ii)プロモーターに作動的に結合したi)該単離ヌクレオチド配列を含むベクターを構築し、c)該エロンガーゼ酵素の発現に十分な時間および条件下、該ベクターを宿主細胞内に導入する工程を含んでなる、エロンガーゼ酵素の製造方法を含む。該宿主細胞の特性は、配列番号1、配列番号2および配列番号3に関して前記したものと同じである。
【0051】
本発明はまた、b)プロモーターに作動的に結合したa)配列番号4(図46)により表されるヌクレオチド配列を含んでなるベクター、およびこのベクターを含んでなる宿主細胞を含む。該宿主細胞は、配列番号1、配列番号2および配列番号3に関して前記した宿主細胞に関して前記したものと同じ特性を有する。
【0052】
さらに、本発明は、配列番号4を含む前記ベクターを含んでなる植物細胞、植物または植物組織を含み、ここで、該ベクターのヌクレオチド配列の発現は、該植物細胞、植物または植物組織による多価不飽和脂肪酸の産生をもたらす。該多価不飽和脂肪酸は、例えば、DGLA、20:4n−3またはADAでありうる。本発明はまた、この植物細胞、植物または植物組織により発現された1以上の植物油または脂肪酸を含む。
【0053】
本発明はまた、配列番号4に対応するヌクレオチド配列を含む前記ベクターを含んでなるトランスジェニック植物を含み、ここで、該ベクターのヌクレオチド配列の発現は、該トランスジェニック植物の種子内での多価不飽和脂肪酸の産生をもたらす。
【0054】
さらに、本発明は、プロモーターに作動的に結合したエロンガーゼをコードするシー・エレガンス(C.elegans)DNA配列を含むゲノムを有するトランスジェニック非ヒト哺乳動物を含む。該DNA配列は配列番号4(図46)により表される。本発明はまた、該トランスジェニック非ヒト哺乳動物により産生された流体を含み、ここで、該流体は、検出可能なレベルの少なくとも1つのエロンガーゼまたはその産物を含む。
【0055】
本発明はまた、a)配列番号4(図46)により表されるヌクレオチド配列を単離し、b)該単離ヌクレオチド配列を含むベクターを構築し、c)該単離ヌクレオチド配列にコードされるエロンガーゼ酵素の発現に十分な時間および条件下、該ベクターを宿主細胞内に導入し、d)発現したエロンガーゼ酵素を基質多価不飽和脂肪酸にさらして、該基質を産物多価不飽和脂肪酸に変換する工程を含んでなる、多価不飽和脂肪酸の製造方法を含む。該基質多価不飽和脂肪酸は、例えば、GLA、STAまたはAAでありうる。該産物多価不飽和脂肪酸は、例えば、それぞれDGLA、20:4n−3またはADAでありうる。該方法は更に、発現されたエロンガーゼ酵素を少なくとも1つのデサチュラーゼにさらして、該産物多価不飽和脂肪酸を別(の)多価不飽和脂肪酸に変換する工程を含みうる。該産物多価不飽和脂肪酸は、例えば、DGLA、20:4n−3またはADAでありうる。該別多価不飽和脂肪酸は、例えば、それぞれAA、EPAまたはω6−ドコサペンタエン酸でありうる。前記の少なくとも1つのデサチュラーゼは、AAまたはEPAの製造の場合にはΔ5−デサチュラーゼであり、ω6−ドコサペンタエン酸の製造の場合にはΔ4−デサチュラーゼである。該方法は更に、該別多価不飽和脂肪酸を、少なくとも1つのエロンガーゼおよび少なくとも1つの追加的なデサチュラーゼよりなる群から選ばれる1以上の酵素にさらして、該別多価不飽和脂肪酸を最終多価不飽和脂肪酸に変換する工程を含みうる。該最終多価不飽和脂肪酸は、例えば、DHA、ADA、ω6−ドコサペンタエン酸またはω3−ドコサペンタエン酸でありうる。
【0056】
本発明はまた、例えば、配列番号4に関して前記した方法により製造された前記多価不飽和脂肪酸、配列番号4に関して前記した方法により製造された別(の)多価不飽和脂肪酸、および配列番号4に関して前記した方法により製造された最終多価不飽和脂肪酸でありうる少なくとも1つの多価不飽和脂肪酸を含んでなる栄養組成物を含む。該産物多価不飽和脂肪酸は、例えば、DGLA、20:4n−3またはADAでありうる。該別多価不飽和脂肪酸は、例えば、AA、EPAまたはω6−ドコサペンタエン酸でありうる。該最終多価不飽和脂肪酸は、例えば、DHA、ADA、ω6−ドコサペンタエン酸またはω3−ドコサペンタエン酸でありうる。該組成物のその他の特徴は、前記栄養組成物に関して記載されているものと同じである。
【0057】
さらに、本発明はまた、1)配列番号4に関して前記した方法により製造された産物多価不飽和脂肪酸、配列番号4に関して前記した方法により製造された別(の)多価不飽和脂肪酸、および配列番号4に関して前記した方法により製造された最終多価不飽和脂肪酸よりなる群から選ばれる少なくとも1つの多価不飽和脂肪酸と、2)医薬上許容される担体とを含んでなる医薬組成物を含む。該組成物は、その他の医薬組成物に関して前記したものと同じ特性(例えば、投与、添加成分など)を有する。
【0058】
本発明はまた、配列番号4に関して前記した方法により製造された産物多価不飽和脂肪酸、配列番号4に関して前記した方法により製造された別(の)多価不飽和脂肪酸、および配列番号4に関して前記した方法により製造された最終多価不飽和脂肪酸よりなる群から選ばれる少なくとも1つの多価不飽和脂肪酸を含んでなる動物飼料を含む。該産物多価不飽和脂肪酸は、例えば、DGLA、20:4n−3またはADAでありうる。該別多価不飽和脂肪酸は、例えば、AA、EPAまたはω6−ドコサペンタエン酸でありうる。該多価不飽和脂肪酸は、例えば、DHA、ADA、ω6−ドコサペンタエン酸またはω3−ドコサペンタエン酸でありうる。
【0059】
また、本発明は、配列番号4に関して前記した方法により製造された産物多価不飽和脂肪酸、配列番号4に関して前記した方法により製造された別(の)多価不飽和脂肪酸、および配列番号4に関して前記した方法により製造された最終多価不飽和脂肪酸よりなる群から選ばれる多価不飽和脂肪酸を含んでなる化粧品を含む。
【0060】
さらに、本発明は、多価不飽和脂肪酸の不十分な摂取または産生により引き起こされる症状の予防および治療方法であって、該治療または予防をもたらすのに十分な量の配列番号4に関して前記した栄養組成物をその患者に投与することを含んでなる方法を含む。
【0061】
本発明はまた、配列番号5(図54)を含むヌクレオチド配列の少なくとも約35%に対応する又は相補的な単離されたヌクレオチド配列を含む。したがって、該配列は配列番号5により表されるものでありうる。該配列は、多価不飽和脂肪酸を基質として利用する機能的に活性なエロンガーゼをコードしうる。それはまた、哺乳類、例えばマウスに由来しうる。本発明はまた、該ヌクレオチド配列にコードされる精製されたタンパク質、および該タンパク質のアミノ酸配列に対して少なくとも約30%のアミノ酸類似性を有し多価不飽和脂肪酸を伸長させる精製されたポリペプチドを含む。
【0062】
さらに、本発明はまた、前記のとおりのエロンガーゼ酵素の製造方法を含む。この場合、単離されたヌクレオチド配列は配列番号5または配列番号6を含む。使用する宿主細胞は前記のとおりでありうる。
【0063】
本発明はまた、b)プロモーターに作動的に結合したa)配列番号5(図54)を含むヌクレオチド配列(または配列番号6(図58)を含むヌクレオチド配列)を含んでなるベクター、およびこのベクターを含んでなる宿主細胞を含む。この場合も、該宿主細胞は、本発明のその他のヌクレオチド配列を使用する関連方法に関して前記したとおりでありうる。
【0064】
さらに、本発明は、配列番号5または6を含むベクターを含んでなる植物細胞、植物または植物組織を含み、ここで、該ベクターのヌクレオチド配列の発現は、該植物細胞、植物または植物組織による多価不飽和脂肪酸の産生をもたらす。該ベクターのヌクレオチド配列が配列番号5を含む場合には、該多価不飽和脂肪酸は、AA、ADA、GLAおよびSTAよりなる群から選ばれる。本発明はまた、該植物細胞、植物または植物組織により発現された1以上の植物油または酸を含む。
【0065】
本発明はまた、前記ベクターを含んでなるトランスジェニック植物を含み、ここで、該ベクターのヌクレオチド配列の発現は、該トランスジェニック植物の種子内での多価不飽和脂肪酸の産生をもたらす。
【0066】
さらに、本発明は、プロモーターに作動的に結合したエロンガーゼをコードするDNA配列を含むゲノムを有するトランスジェニック非ヒト哺乳動物を含み、ここで、該DNA配列は配列番号5(図54)(または配列番号6(図58))を含む。また、本発明は、このトランスジェニック非ヒト哺乳動物により産生された流体を含み、ここで、該流体は、検出可能なレベルの少なくとも1つのエロンガーゼまたはその産物を含む。
【0067】
本発明はまた、単離されたヌクレオチド配列が配列番号5(図54)を含むこと以外は前記方法に類似した、多価不飽和脂肪酸の製造方法を含む。該基質多価不飽和脂肪酸は、GLA、STA、AA、ADAおよびALAよりなる群から選ばれうる。該産物多価不飽和脂肪酸は、それぞれDGLA、20:4n−3、ADA、ω6−ドコサペンタエン酸およびSTAよりなる群から選ばれうる。該方法は更に、発現されたエロンガーゼ酵素を少なくとも1つのデサチュラーゼにさらして、該産物多価不飽和脂肪酸を別(の)多価不飽和脂肪酸に変換する工程を含みうる。該産物多価不飽和脂肪酸は、DGLA、20:4n−3、ADAおよびω6−ドコサペンタエン酸よりなる群から選ばれうる。該別多価不飽和脂肪酸は、それぞれAA、EPA、ω6−ドコサペンタエン酸およびドコサヘキサエン酸よりなる群から選ばれうる。前記の少なくとも1つのデサチュラーゼは、AAまたはEPAの製造の場合にはΔ5−デサチュラーゼであり、ω6−ドコサペンタエン酸の製造の場合にはΔ4−デサチュラーゼであり、ドコサヘキサエン酸の製造の場合にはΔ19−デサチュラーゼである。該方法は更に、該別多価不飽和脂肪酸を、少なくとも1つのエロンガーゼおよび少なくとも1つの追加的なデサチュラーゼよりなる群から選ばれる1以上の酵素にさらして、該別多価不飽和脂肪酸を最終多価不飽和脂肪酸に変換する工程を含みうる。該最終多価不飽和脂肪酸は、ADA、ω3−ドコサペンタエン酸およびドコサヘキサエン酸よりなる群から選ばれうる。
【0068】
本発明はまた、前記方法により製造された前記多価不飽和脂肪酸、前記方法により製造された別(の)多価不飽和脂肪酸、および前記方法により製造された最終多価不飽和脂肪酸よりなる群から選ばれる少なくとも1つの多価不飽和脂肪酸を含んでなる栄養組成物を含む。該産物多価不飽和脂肪酸は、DGLA、20:4n−3、ADA、およびω6−ドコサペンタエン酸およびSTAよりなる群から選ばれうる。該別多価不飽和脂肪酸は、AA、EPA、ω6−ドコサペンタエン酸およびドコサヘキサエン酸よりなる群から選ばれる。該最終多価不飽和脂肪酸は、ADA、ω3−ドコサペンタエン酸およびドコサヘキサエン酸よりなる群から選ばれる。該栄養組成物は、幼児用配合乳、食事補足物(食事サプリメント)および食事代替物よりなる群から選ばれうる。
【0069】
本発明はまた、1)前記方法により製造された産物多価不飽和脂肪酸、前記方法により製造された別(の)多価不飽和脂肪酸、および前記方法により製造された最終多価不飽和脂肪酸よりなる群から選ばれる少なくとも1つの多価不飽和脂肪酸と、2)医薬上許容される担体とを含んでなる医薬組成物を含む。
【0070】
さらに、本発明は、前記方法により製造された産物多価不飽和脂肪酸、前記方法により製造された別(の)多価不飽和脂肪酸、および前記方法により製造された最終多価不飽和脂肪酸よりなる群から選ばれる少なくとも1つの多価不飽和脂肪酸を含んでなる動物飼料を含む。該産物多価不飽和脂肪酸は、DGLA、20:4n−3、ADA、ω6−ドコサペンタエン酸およびSTAよりなる群から選ばれうる。該別多価不飽和脂肪酸は、AA、EPA、ω6−ドコサペンタエン酸およびドコサヘキサエン酸よりなる群から選ばれうる。該最終多価不飽和脂肪酸は、ADA、ω3−ドコサペンタエン酸およびドコサヘキサエン酸よりなる群から選ばれうる。
【0071】
本発明は、前記方法により製造された産物多価不飽和脂肪酸、前記方法により製造された別(の)多価不飽和脂肪酸、および前記方法により製造された最終多価不飽和脂肪酸よりなる群から選ばれる多価不飽和脂肪酸を含んでなる化粧品を含む。
【0072】
さらに、本発明は、多価不飽和脂肪酸の不十分な摂取または産生により引き起こされる症状の予防および治療方法であって、該予防または治療をもたらすのに十分な量の前記栄養組成物をその患者に投与することを含んでなる方法を含む。
【0073】
本発明は、配列番号6(図58)を含むヌクレオチド配列の少なくとも約35%に対応する又は相補的な単離されたヌクレオチド配列に関する。該単離ヌクレオチド配列は配列番号6を含みうる。本発明はまた、該ヌクレオチド配列にコードされる精製されたタンパク質を含む。
【0074】
さらに、本発明は、配列番号7(図72)に示すヌクレオチド配列の少なくとも約35%に対応する又は相補的な単離されたヌクレオチド配列に関する。この単離ヌクレオチド配列は配列番号7により表されうる。該配列は、多価不飽和脂肪酸または一価不飽和脂肪酸を基質として利用する機能的に活性なエロンガーゼをコードする。特に、該配列は、スラウストチトリウム(Thraustochytrium)(ヤブレツボカビ)属の真菌に由来することが可能であり、特に、スラウストチトリウム・アウレウム(Thraustochytrium aureum)から単離されうる。
【0075】
本発明はまた、前記ヌクレオチド配列にコードされる精製されたタンパク質、および前記ヌクレオチド配列にコードされる精製されたタンパク質のアミノ酸配列に対して少なくとも約50%のアミノ酸類似性を有し多価不飽和脂肪酸または一価不飽和脂肪酸を伸長させる精製されたポリペプチドを含む。
【0076】
さらに、本発明は、a)配列番号7(図72)により表されるヌクレオチド配列を単離し、b)ii)プロモーターに作動的に結合したi)該単離ヌクレオチド配列を含むベクターを構築し、c)該エロンガーゼ酵素の発現に十分な時間および条件下、該ベクターを宿主細胞内に導入する工程を含んでなる、エロンガーゼ酵素の製造方法を含む。該宿主細胞は真核細胞または原核細胞でありうる。
【0077】
該原核細胞は、例えば、大腸菌(E.coli)細胞、シアノバクテリア細胞または枯草菌(B.subtilis)細胞でありうる。該真核細胞は、例えば、哺乳類細胞、昆虫細胞、植物細胞または真菌細胞でありうる。該真菌細胞は、例えば、サッカロミセス種(Saccharomyces spp.)、カンジダ種(Candida spp.)、リポミセス種(Lipomyces spp.)、ヤロウィア種(Yarrowia spp.)、クルイベロミセス種(Kluyveromyces spp.)、ハンゼヌラ種(Hansenula spp.)、アスペルギルス種(Aspergillus spp.)、ペニシリウム種(Penicillium spp.)、ノイロスポラ種(Neurospora spp.)、トリコデルマ種(Trichoderma spp.)またはピチア種(Pichia spp.)でありうる。特に、該真菌細胞は、酵母細胞、例えばサッカロミセス種(Saccharomyces spp.)、特にサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、カンジダ種(Candida spp.)、ハンゼヌラ種(Hansenula spp.)またはピチア種(Pichia spp.)でありうる。
【0078】
本発明はまた、b)プロモーターに作動的に結合したa)配列番号7(図72)により表されるヌクレオチド配列を含んでなるベクター、およびこのベクターを含んでなる宿主細胞を含む。該宿主は原核細胞または真核細胞でありうる。原核細胞の適当な具体例には、大腸菌(E.coli)、シアノバクテリアおよび枯草菌(B.subtilis)細胞が含まれる。真核細胞の適当な具体例には、哺乳類細胞、昆虫細胞、植物細胞および真菌細胞が含まれる。該真菌細胞は、例えば、サッカロミセス種(Saccharomyces spp.)、カンジダ種(Candida spp.)、リポミセス種(Lipomyces spp.)、ヤロウィア種(Yarrowia spp.)、クルイベロミセス種(Kluyveromyces spp.)、ハンゼヌラ種(Hansenula spp.)、アスペルギルス種(Aspergillus spp.)、ペニシリウム種(Penicillium spp.)、ノイロスポラ種(Neurospora spp.)、トリコデルマ種(Trichoderma spp.)およびピチア種(Pichia spp.)でありうる。特に、該真菌細胞は、例えば、酵母細胞、例えばサッカロミセス種(Saccharomyces spp.)、特にサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、カンジダ種(Candida spp.)、ハンゼヌラ種(Hansenula spp.)およびピチア種(Pichia spp.)でありうる。
【0079】
本発明は、前記ベクターを含んでなる植物細胞、植物または植物組織を含み、ここで、該ベクターのヌクレオチド配列の発現は、該植物細胞、植物または植物組織による一価不飽和脂肪酸および多価不飽和脂肪酸よりなる群から選ばれる少なくとも1つの脂肪酸の産生をもたらす。該多価不飽和脂肪酸は、例えば、ジホモ−γ−リノレン酸(DGLA)、20:4n−3およびアドレン酸(ADA)でありうる。本発明はまた、該植物細胞、植物または植物組織により発現された1以上の植物油または脂肪酸を含む。さらに、本発明は、前記ベクターを含んでなるトランスジェニック植物を含み、ここで、該ベクターのヌクレオチド配列の発現は、該トランスジェニック植物の種子内での多価不飽和脂肪酸の産生をもたらす。
【0080】
さらに、本発明は、プロモーターに作動的に結合したエロンガーゼをコードするDNA配列を含むゲノムを有するトランスジェニック非ヒト哺乳動物を含む。該DNA配列は配列番号7(図72)により表されうる。本発明はまた、トランスジェニック非ヒトにより産生された流体(例えば、乳)を含み、ここで、該流体は、検出可能なレベルの少なくとも1つのエロンガーゼまたはその産物、例えばDGLA、ω6−ドコサペンタエン酸、ADAおよび/または20:4n−3を含む(図1を参照されたい)。
【0081】
さらに、本発明は、a)配列番号7(図72)により表されるヌクレオチド配列を単離し、b)該単離ヌクレオチド配列を含むベクターを構築し、c)該単離ヌクレオチド配列にコードされるエロンガーゼ酵素の発現に十分な時間および条件下、該ベクターを宿主細胞内に導入し、d)発現したエロンガーゼ酵素を「基質」多価不飽和脂肪酸にさらして、該基質を「産物」多価不飽和脂肪酸に変換する工程を含んでなる、多価不飽和脂肪酸の製造方法を含む。該基質多価不飽和脂肪酸は、例えば、γリノレン酸(GLA)、ステアリドン酸(STA)およびアラキドン酸(AA)よりなる群から選ばれうる。該産物多価不飽和脂肪酸は、例えば、それぞれDGLA、20:4n−3およびADAよりなる群から選ばれうる。該方法は更に、該産物多価不飽和脂肪酸を少なくとも1つのデサチュラーゼにさらして、該産物多価不飽和脂肪酸を「別(の)」多価不飽和脂肪酸に変換する工程を含みうる。該産物多価不飽和脂肪酸は、例えば、DGLA、20:4n−3およびADAよりなる群から選ばれうる。該別多価不飽和脂肪酸は、例えば、それぞれAA、エイコサペンタエン酸(EPA)、ω6−ドコサペンタエン酸よりなる群から選ばれうる。前記の少なくとも1つのデサチュラーゼは、AAまたはEPAの製造の場合にはΔ5−デサチュラーゼであり、ω6−ドコサペンタエン酸の製造の場合にはΔ4−デサチュラーゼである。該方法は更に、該別多価不飽和脂肪酸を、少なくとも1つのエロンガーゼおよび少なくとも1つの追加的なデサチュラーゼよりなる群から選ばれる1以上の酵素にさらして、該別多価不飽和脂肪酸を「最終」多価不飽和脂肪酸に変換する工程を含みうる。該最終多価不飽和脂肪酸は、例えば、ドコサヘキサエン酸(DHA)、AA、ω6−ドコサペンタエン酸またはω3−ドコサペンタエン酸でありうる。
【0082】
また、本発明は、前記方法により製造された産物多価不飽和脂肪酸、前記方法により製造された別(の)多価不飽和脂肪酸、および前記方法により製造された最終多価不飽和脂肪酸よりなる群から選ばれる少なくとも1つの多価不飽和脂肪酸を含んでなる栄養組成物を含む。該産物多価不飽和脂肪酸は、例えば、DGLA、20:4n−3およびADAよりなる群から選ばれうる。該別多価不飽和脂肪酸は、例えば、AA、EPAまたはω6−ドコサペンタエン酸でありうる。該最終多価不飽和脂肪酸は、例えば、DHA、アドレン酸、ω6−ドコサペンタエン酸またはω3−ドコサペンタエン酸でありうる。該栄養組成物は、例えば、乳児用配合乳、食事補足物(食事サプリメント)または食事代替物であることが可能であり、ヒトまたは動物に投与することが可能であり、経腸的または非経口的に投与することが可能である。該栄養組成物は更に、ヤシ油、大豆油、カノラ油、モノグリセリド、ジグリセリド、トリグリセリド、グルコース、食用ラクトース、電気透析乳清、電気透析脱脂乳、乳清、大豆タンパク質、タンパク質水解物、ヒマワリ油、サフラワー油、トウモロコシ油およびアマ油よりなる群から選ばれる少なくとも1つの多量栄養素を含みうる。それはまた、ビタミンA、C、D、EおよびB複合体ビタミンよりなる群から選ばれる少なくとも1つのビタミン、ならびにカルシウム、マグネシウム、亜鉛、マンガン、ナトリウム、カリウム、リン、銅、塩化物、ヨウ素、セレンおよび鉄よりなる群から選ばれる少なくとも1つの無機質(ミネラル)を含みうる。
【0083】
さらに、本発明は、1)前記方法により製造された産物多価不飽和脂肪酸、前記方法により製造された別(の)多価不飽和脂肪酸、および前記方法により製造された最終多価不飽和脂肪酸よりなる群から選ばれる少なくとも1つの多価不飽和脂肪酸と、2)医薬上許容される担体とを含んでなる医薬組成物を含む。該組成物はヒトまたは動物に投与することができる。また、それは更に、ビタミン、無機質、塩、炭水化物、アミノ酸、遊離脂肪酸、保存剤、添加剤、抗ヒスタミン剤、増殖因子、抗生物質、希釈剤、リン脂質、抗酸化剤およびフェノール性化合物よりなる群から選ばれる少なくとも1つの成分を含みうる。それは、経腸的、非経口的、局所的、直腸内、筋肉内、皮下、皮内または任意の他の適当な手段により投与することができる。
【0084】
本発明はまた、前記方法により製造された産物多価不飽和脂肪酸、前記方法により製造された別(の)多価不飽和脂肪酸、および前記方法により製造された最終多価不飽和脂肪酸よりなる群から選ばれる少なくとも1つの多価不飽和脂肪酸を含んでなる動物飼料を含む。該産物多価不飽和脂肪酸は、例えば、DGLA、20:4n−3およびADAでありうる。該別多価不飽和脂肪酸は、例えば、AA、EPAまたはω6−ドコサペンタエン酸でありうる。該最終多価不飽和脂肪酸は、例えば、DHA、アドレン酸、ω6−ドコサペンタエン酸またはω3−ドコサペンタエン酸でありうる。
【0085】
さらに、本発明はまた、前記方法により製造された産物多価不飽和脂肪酸、前記方法により製造された別(の)多価不飽和脂肪酸、および前記方法により製造された最終多価不飽和脂肪酸よりなる群から選ばれる多価不飽和脂肪酸を含んでなる化粧品を含む。
【0086】
また、本発明は、多価不飽和脂肪酸の不十分な摂取または産生により引き起こされる症状の予防および治療方法であって、予防または治療をもたらすのに十分な量の前記栄養組成物をその患者に投与することを含んでなる方法を含む。
【0087】
本明細書中に言及されているすべての米国特許および刊行物の全体を、参照により本明細書に組み入れることとする。
【0088】
(図面の簡単な記載)
図1は、種々の脂肪酸の生合成経路を表す。エロンガーゼ酵素(elo)の役割に注目すべきである。
【0089】
図2は、ホホバKCSおよびELO2のアミノ酸配列間の類似性(%)および同一性(%)を表す。
【0090】
図3は、図2のホホバKCS配列に相同なエス・セレビシエ(S.cerevisiae)ELO2配列を表す(プライマー配列が下線で示されている)。
【0091】
図4Aは、MAELO cDNAを含有するpRAE−2の物理的地図を示す。図4Bは、酵母内でのエロンガーゼ酵素の製造に使用する構成的発現ベクターpRAE−5の物理的地図を表す。
【0092】
図5は、クローンpRAE−5およびpRAE−6のヌクレオチド配列の比較を表す。
【0093】
図6は、モルティエレラ・アルピナ(Mortierella alpina)エロンガーゼ(MAELO)の完全なヌクレオチド配列を示す。
【0094】
図7は、MAELO(図6を参照されたい)から翻訳されたモルティエレラ・アルピナ(Mortierella alpina)エロンガーゼのアミノ酸配列を表す。
【0095】
図8は、3つのエロンガーゼ、すなわち、エス・セレビシエ(S.cerevisiae)ELO2(GNS1)、エス・セレビシエ(S.cerevisiae)ELO3(SUR4)および図7に示す翻訳されたMAELO配列の間のアミノ酸配列アライメントを表す。
【0096】
図9は、ヌクレオチド配列MAELOとエス・セレビシエ(S.cerevisiae)由来のELO2のヌクレオチド配列との比較を表す。
【0097】
図10Aおよび10Bは、パン酵母内で発現されたMAELOのPUFAエロンガーゼ活性を表す。
【0098】
図11は、AAを製造するためにエム・アルピナ(M.alpina)由来のΔ5−デサチュラーゼcDNAと共に共発現した場合のMAELOのPUFAエロンガーゼ活性を示す。
【0099】
図12は、パン酵母内でのエス・セレビシエ(S.cerevisiae)由来のELO2の過剰発現とMAELOのPUFAエロンガーゼ活性を比較している。
【0100】
図13、14および15は、GenEMBLデータベースにおけるシー・エレガンス(C.elegans)ヌクレオチド配列由来のアミノ酸配列の、翻訳されたMAELOとの3つの別々の比較を表す。
【0101】
図16は、該翻訳MAELOおよびGenEMBLデータベースにおける2つの異なる哺乳類配列のアミノ酸翻訳間の比較を示す。
【0102】
図17は、データーベース検索中に検出された、MAELO由来のアミノ酸配列と、翻訳されたDNA配列(公開されたPCT出願WO 88/07577を参照されたい)の比較を示す。
【0103】
図18は、エム・アルピナ(M.alpina)由来のΔ5−デサチュラーゼの完全なヌクレオチド配列を示す。
【0104】
図19は、MAD708プールの初期GC−FAME分析を表す。DGLA(C20:3n−6)ピークの検出に注目すべきである。
【0105】
図20は、GLAを基質として使用した場合の酵母における5つのMAD708クローンのPUFAエロンガーゼ活性を表す。すべてのクローンが明らかなエロンガーゼ活性を有している。
【0106】
図21は、プラスミドpRPB2のDNA配列分析を表す。該分析は957bp長のオープンリーディングフレームを示している。
【0107】
図22は、プラスミドpRPB2内に含有されているエム・アルピナ(M.alpina)cDNAの完全なヌクレオチド配列を示し、それはそのGLAエロンガーゼ活性にちなんでGLELOと称される。
【0108】
図23は、GLELO(図22を参照されたい)から翻訳されたエム・アルピナ(M.alpina)エロンガーゼのアミノ酸配列を表す。
【0109】
図24は、GLAで補足された334(pRPB2)の誘導培養内でのn−6 PUFAエロンガーゼ活性を示す。
【0110】
図25は、25μMの他の脂肪酸基質で補足された334(pRPB2)の誘導培養内でのn−3およびn−6 PUFAエロンガーゼ活性を表す。
【0111】
図26Aは、AAを製造するためにエム・アルピナ(M.alpina)Δ5−デサチュラーゼcDNAと共に共発現させ基質としてGLAを使用した場合のGLELOのエロンガーゼ活性を示す。図26Bは、EPAを製造するためにエム・アルピナ(M.alpina)Δ5−デサチュラーゼcDNAと共に共発現させ基質としてSTAを使用した場合のGLELOのエロンガーゼ活性を示す。
【0112】
図27は、翻訳されたGLELO配列(図23を参照されたい)と翻訳されたMAELO配列(図7を参照されたい)との比較を示す。
【0113】
図28は、4つのエロンガーゼのアミノ酸配列、すなわち、GLELOの翻訳されたアミノ酸配列(図23を参照されたい)、MAELO(図7を参照されたい)、エス・セレビシエ(S.cerevisiae)ELO2(GNS1)およびエス・セレビシエ(S.cerevisiae)ELO3(SUR4)の比較を表す。ヒスチジンボックスが下線で示されている。
【0114】
図29は、翻訳されたMAELO配列と翻訳された推定ヒトホモログHS1配列とのアライメントを表す。
【0115】
図30は、翻訳されたMAELO配列と翻訳された推定ヒトホモログHS2配列とのアライメントを表す。
【0116】
図31は、翻訳されたMAELO配列と翻訳された推定マウスホモログMM2配列とのアライメントを表す。
【0117】
図32は、翻訳されたMAELO配列と翻訳された推定マウスホモログAI225632配列とのアライメントを表す。
【0118】
図33は、翻訳されたGLELO配列と翻訳されたヒトホモログAI815960配列とのアライメントを表す。
【0119】
図34は、翻訳されたGLELO配列と翻訳された推定ヒトホモログHS1配列とのアライメントを表す。
【0120】
図35は、翻訳されたGLELO配列とAC004050由来の翻訳された推定ヒトホモログ配列とのアライメントを表す。
【0121】
図36は、翻訳されたGLELO配列と翻訳された推定マウスホモログMM2配列とのアライメントを表す。
【0122】
図37は、翻訳されたGLELO配列と翻訳された推定マウスホモログAI225632配列とのアライメントを表す。
【0123】
図38は、翻訳されたGLELO配列と翻訳された推定マウスホモログU97107とのアライメントを表す。
【0124】
図39は、翻訳されたGLELO配列と翻訳された推定シー・エレガンス(C.elegans)U68749(F56H11.4)ホモログ配列とのアライメントを表す。
【0125】
図40は、翻訳されたMAELO配列と翻訳された推定シー・エレガンス(C.elegans)U68749(F56H11.4)ホモログ配列とのアライメントを表す。
【0126】
図41は、翻訳されたGLELO配列と翻訳された推定キイロショウジョウバエ(Drosophila melanogaster)ホモログ配列DM1とのアライメントを表す。
【0127】
図42は、翻訳されたMAELO配列と翻訳された推定キイロショウジョウバエ(Drosophila melanogaster)ホモログ配列DM1とのアライメントを表す。
【0128】
図43は、ヒトエロンガーゼHSELO1の完全なヌクレオチド配列を示す。
【0129】
図44は、ヒトエロンガーゼHSELO1の推定アミノ酸配列を示す。
【0130】
図45は、GLAまたはAAで補足された場合の334(pRAE−58−A1)の誘導培養のエロンガーゼ活性(PUFAなど)を示す。
【0131】
図46は、シー・エレガンス(C.elegans)エロンガーゼCEELOの完全なヌクレオチド配列を示す。
【0132】
図47は、シー・エレガンス(C.elegans)エロンガーゼCEELOの推定アミノ酸を表す。
【0133】
図48は、GLAおよびAAで補足された場合の334(pRET−21)および334(pRET−22)の誘導培養のPUFAエロンガーゼ活性を示す。
【0134】
図49は、推定ヒトエロンガーゼ遺伝子HS3の完全なヌクレオチド配列を表す。
【0135】
図50は、推定ヒトエロンガーゼ酵素HS3の推定アミノ酸配列を示す。
【0136】
図51は、GLA、AA、STA、EPA、OAまたはALAで補足された場合のパン酵母内で発現されたHSELO1のエロンガーゼ活性(PUFAなど)を表す。
【0137】
図52は、25mMまたは100mMのGLA、AAまたはEPAで補足された場合のパン酵母内で発現されたHSELO1のエロンガーゼ活性(PUFAなど)を表す。
【0138】
図53A、53Bおよび53Cは、PA、SA、ARA、BA、PTA、OA、EA、LA、GLA、DGLA、AA、ADA、ALA、STA、EPAまたはDPAで補足された場合あるいは基質が存在しない場合のパン酵母内で発現されたHSELO1のエロンガーゼ活性(PUFAなど)を表す。
【0139】
図54は、マウスエロンガーゼMELO4の完全なヌクレオチド配列を表す。
【0140】
図55は、マウスエロンガーゼMELO4の推定アミノ酸配列を表す。
【0141】
図56は、GLA、AA、ADA、STA、EPAまたはDPAで補足された場合のパン酵母内で発現されたMELO4のPUFAエロンガーゼ活性を表す。
【0142】
図57A、57Bおよび57Cは、PA、SA、ARA、BA、PTA、OA、EA、LA、GLA、DGLA、AA、ADA、ALA、STA、EPAまたはDPAで補足された場合あるいは基質が存在しない場合のパン酵母内で発現されたMELO4のPUFAエロンガーゼ活性を表す。
【0143】
図58は、マウスエロンガーゼMELO7の完全なヌクレオチド配列を表す。
【0144】
図59は、マウスエロンガーゼMELO7の推定アミノ酸配列を表す。
【0145】
図60は、GLA、AA、ADA、STA、EPAまたはDPAで補足された場合のパン酵母内で発現されたMELO7のエロンガーゼ活性(PUFAなど)を表す。
【0146】
図61は、基質が存在しない場合およびAAまたはGLAの添加を伴う場合の酵母内で発現されたシー・エレガンス(C.elegans)エロンガーゼの活性を示す。
【0147】
図62は、50μMの種々の基質で補足された場合の334(pRET22)の誘導培養のPUFAエロンガーゼ活性を示す。
【0148】
図63は、それぞれAAまたはEPAを製造するために基質としてGLA(図63A)またはSTA(図63B)を使用し、エム・アルピナ(M.alpina)Δ5−デサチュラーゼcDNAと共に共発現させた場合のPUFAエロンガーゼ活性を表す。
【0149】
図64は、4つのエロンガーゼ、HSELO1(図44)、MELO4(図55)、GLELO(図23)およびCEELO(図47)の間のアミノ酸配列アライメントを表す。
【0150】
図65は、部分スラウストチトリウム・アウレウム(Thraustochytrium aureum)(ティー・アウレウム(T.aureum))7091エロンガーゼ遺伝子のコンセンサスヌクレオチド配列を表す。
【0151】
図66は、図65のティー・アウレウム(T.aureum)7091エロンガーゼ遺伝子の推定アミノ酸配列を表す。
【0152】
図67は、プラスミドpRAT−4−A1からのティー・アウレウム(T.aureum)7091エロンガーゼTELO1の完全なヌクレオチド配列を表す。
【0153】
図68は、プラスミドpRAT−4−A2からのティー・アウレウム(T.aureum)7091エロンガーゼTELO1の完全なヌクレオチド配列を表す。
【0154】
図69は、プラスミドpRAT−4−A3からのティー・アウレウム(T.aureum)7091エロンガーゼTELO1の完全なヌクレオチド配列を表す。
【0155】
図70は、プラスミドpRAT−4−A4からのティー・アウレウム(T.aureum)7091エロンガーゼTELO1の完全なヌクレオチド配列を表す。
【0156】
図71は、プラスミドpRAT−4−A6からのティー・アウレウム(T.aureum)7091エロンガーゼTELO1の完全なヌクレオチド配列を表す。
【0157】
図72は、プラスミドpRAT−4−A7からのティー・アウレウム(T.aureum)7091エロンガーゼTELO1の完全なヌクレオチド配列を表す。
【0158】
図73は、プラスミドpRAT−4−D1からのティー・アウレウム(T.aureum)7091エロンガーゼTELO1の完全なヌクレオチド配列を表す。
【0159】
図74は、プラスミドpRAT−4−A1からのティー・アウレウム(T.aureum)7091エロンガーゼTELO1の推定アミノ酸配列を表す。
【0160】
図75は、プラスミドpRAT−4−A2からのティー・アウレウム(T.aureum)7091エロンガーゼTELO1の推定アミノ酸配列を表す。
【0161】
図76は、プラスミドpRAT−4−A3からのティー・アウレウム(T.aureum)7091エロンガーゼTELO1の推定アミノ酸配列を表す。
【0162】
図77は、プラスミドpRAT−4−A4からのティー・アウレウム(T.aureum)7091エロンガーゼTELO1の推定アミノ酸配列を表す。
【0163】
図78は、プラスミドpRAT−4−A6からのティー・アウレウム(T.aureum)7091エロンガーゼTELO1の推定アミノ酸配列を表す。
【0164】
図79は、プラスミドpRAT−4−A7からのティー・アウレウム(T.aureum)7091エロンガーゼTELO1の推定アミノ酸配列を表す。
【0165】
図80は、プラスミドpRAT−4−D1からのティー・アウレウム(T.aureum)7091エロンガーゼTELO1の推定アミノ酸配列を表す。
【0166】
図81は、GLAまたはEPAで補足された場合のパン酵母内で発現したTELO1のエロンガーゼ活性を表す。
【0167】
図82は、7つのプラスミド、すなわち、pRAT−4−A1(図74)、pRAT−4−A2(図75)、pRAT−4−A3(図76)、pRAT−4−A4(図77)、pRAT−4−A6(図78)、pRAT−4−A7(図79)およびpRAT−4−D1(図80)からのTELO1エロンガーゼ間のアミノ酸配列アライメントを表す。
【0168】
図83は、翻訳されたTELO1配列と翻訳されたHSELO1配列とのアライメントを表す。
【0169】
図84は、翻訳されたTELO1配列と翻訳されたMELO4配列とのアライメントを表す。
【0170】
図85は、翻訳されたTELO1配列と翻訳されたGLELO配列とのアライメントを表す。
【0171】
図86は、翻訳されたTELO1配列と翻訳されたCEELO配列とのアライメントを表す。
【0172】
図87は、GLA、AA、STA、EPAで補足された場合またはいずれの基質でも補足されなかった場合のパン酵母内で発現されたTELO1のエロンガーゼ活性を表す。
【0173】
図88は、LA、ALA、GLA、STA、DGLA、ETA、AAまたはEPAで補足された場合のパン酵母内で発現されたTELO1のエロンガーゼ活性を表す。
【0174】
(発明の詳細な記載)
本発明は、モルティエレラ・アルピナ(Mortierella alpina)由来の2つのエロンガーゼcDNAのヌクレオチドおよび対応アミノ酸配列、ならびにヒト由来のエロンガーゼcDNA、シー・エレガンス(C.elegans)由来のエロンガーゼcDNA、マウス由来の2つのエロンガーゼcDNAおよびスラウストチトリウム・アウレウム(Thraustochytrium aureum)由来のエロンガーゼcDNAのヌクレオチドおよび対応アミノ酸配列に関する。さらに、本発明はまた、cDNAの及び該遺伝子にコードされるタンパク質の用途を含む。例えば、該遺伝子および対応酵素は、医薬組成物、栄養組成物、動物飼料、化粧品および他の重要な製品に添加されうるDGLA、AA、ADA、EPAおよび/またはDHAのような多価不飽和脂肪酸および/または一価不飽和脂肪酸の製造に使用することができる。
【0175】
エロンガーゼ遺伝子およびそれにコードされる酵素
前記のとおり、エロンガーゼcDNAにコードされるエロンガーゼ酵素は、種々の多価不飽和脂肪酸、特に炭素数20〜24のPUFAの産生に必須である。本発明においては、単離されたエム・アルピナ(M.alpina)エロンガーゼcDNA(MAELO)のヌクレオチド配列を図6に示し、このヌクレオチド配列にコードされる対応する精製されたタンパク質または酵素のアミノ酸配列を図7に示す。さらに、単離されたGLAエロンガーゼcDNA(GLELO)のヌクレオチド配列を図22に示し、このヌクレオチド配列にコードされる対応する精製されたタンパク質または酵素のアミノ酸配列を図23に示す。単離されたヒト配列1(HSELO1)エロンガーゼのヌクレオチド配列を図43に示し、このヌクレオチド配列にコードされる対応する精製されたタンパク質または酵素のアミノ酸配列を図44に示す。さらに、単離されたシー・エレガンス(C.elegans)エロンガーゼcDNA(CEELO1)のヌクレオチド配列を図46に示し、このヌクレオチド配列にコードされる対応する精製されたタンパク質または酵素のアミノ酸配列を図47に示す。さらに、単離されたマウスPUFA伸長酵素(MELO4)のヌクレオチド配列を図54に示し、それにコードされる対応する精製されたタンパク質または酵素のアミノ酸配列を図55に示す。さらに、第2の単離されたマウスPUFA伸長酵素(MELO7)のヌクレオチド配列を図58に示し、それにコードされる対応する精製されたタンパク質または酵素のアミノ酸配列を図59に示す。また、単離されたティー・アウレウム(T.aureum)エロンガーゼcDNA(TELO1)のヌクレオチド配列を図72に示し、それにコードされる対応する精製されたタンパク質または酵素のアミノ酸配列を図79に示す。
【0176】
例えば、本発明のcDNAにコードされる単離されたエロンガーゼのいくつかは、GLAをDGLAまで伸長させ、あるいはSTAを20:4n−3まで伸長させ、あるいはAAをADAまで伸長させる。ついで、例えばΔ5−デサチュラーゼにより、DGLAからアラキドン酸への産生、または20:4n−3からEPAへの産生が触媒される。したがって、少なくとも1つのエロンガーゼcDNAおよびそれにコードされる酵素が無ければ、AA(またはEPA)もDGLA(または20:4n−3)もADA(またはω3−ドコサペンタエン酸)も合成されることは不可能である。
【0177】
本発明は、配列番号1(すなわち、本明細書に記載のMAELO cDNAのヌクレオチド配列(図6を参照されたい))中のヌクレオチドの少なくとも約50%、好ましくは少なくとも約60%、より好ましくは少なくとも約70%に対応する(すなわち、それに対する同一性を有する)または相補的な配列を有するヌクレオチド配列(および対応するコードされるタンパク質)をも含むことに、注目すべきである。さらに、本発明はまた、配列番号2(すなわち、本明細書に記載のGLELO cDNAのヌクレオチド配列(図22を参照されたい))中のヌクレオチドの少なくとも約35%、好ましくは少なくとも約45%、より好ましくは少なくとも約55%に対応する(すなわち、それに対する同一性を有する)または相補的な配列を有するヌクレオチド配列(および対応するコードされるタンパク質)を含む。さらに、本発明はまた、配列番号3(すなわち、本明細書に記載のヒト配列1(HSELO1)cDNAのヌクレオチド配列(図43を参照されたい))中のヌクレオチドの少なくとも約35%、好ましくは少なくとも約45%、より好ましくは少なくとも約55%に対応する(すなわち、それに対する同一性を有する)または相補的な配列を有するヌクレオチド配列(および対応するコードされるタンパク質)を含む。さらに、本発明はまた、配列番号4(すなわち、本明細書に記載のシー・エレガンス(C.elegans)cDNA,CEELO1のヌクレオチド配列(図46を参照されたい))中のヌクレオチドの少なくとも約35%、好ましくは少なくとも約45%、より好ましくは少なくとも約55%に対応する(すなわち、それに対する同一性を有する)または相補的な配列を有するヌクレオチド配列(および対応するコードされるタンパク質)を含む。さらに、本発明はまた、配列番号5または配列番号6(すなわち、本明細書に記載のマウスPUFAエロンガーゼMELO4およびMELO7のヌクレオチド配列(それぞれ図54および58を参照されたい))中のヌクレオチドの少なくとも約35%、好ましくは少なくとも約45%、より好ましくは少なくとも約55%に対応する(すなわち、それに対する同一性を有する)または相補的な配列を有するヌクレオチド配列(および対応するコードされるタンパク質)を含む。また、本発明は、配列番号7(すなわち、本明細書に記載のティー・アウレウム(T.aureum)エロンガーゼ遺伝子TELO1のヌクレオチド配列(図72を参照されたい))中のヌクレオチドの少なくとも約35%、好ましくは少なくとも約45%、より好ましくは少なくとも約55%に対応する(すなわち、それに対する同一性を有する)または相補的な配列を有するヌクレオチド配列(および対応するコードされるタンパク質)を含む。各場合に言及されている「最も好ましい」範囲は10%の増加量で増加しうることに注目すべきである。例えば、特定の配列に関して、「少なくとも55%」が、前記で列挙された最も好ましい範囲である場合には、そのような範囲は、もちろん、「少なくとも65%の同一性」、「少なくとも75%の同一性」、「少なくとも85%の同一性」および「少なくとも95%の同一性」をも含む。
【0178】
対応する又は相補的な配列は、非モルティエレラ(Mortierella)に由来すること又は単離された元の配列が由来する起源以外の起源に由来することが可能である(例えば、真核生物(例えば、スラウストチトリウム種(Thraustochytrium spp.)(例えば、スラウストチトリウム・アウレウム(Thraustochytrium aureum)およびスラウストチトリウム・ロゼウム(Thraustochytrium roseum))、シゾキトリウム種(Schizochytrium spp.)(例えば、シゾキトリウム・アグレガツム(Schizochytrium aggregatum))、コニジオボルス種(Conidiobolus spp.)(例えば、コニジオボルス・ナノデス(Conidiobolus nanodes))、エントモルフトラ種(Entomorphthora spp.)(例えば、エントモルフトラ・エキシタリス(Entomorphthora exitalis))、サプロレグニア種(Saprolegnia spp.)(例えば、サプロレグニア・パラシチカ(Saprolegnia parasitica)およびサプロレグニア・ジクリナ(Saprolegnia diclina))、レプトミツス種(Leptomitus spp.)(例えば、レプトミツス・ラクテウス(Leptomitus lacteus))、エントモフトラ種(Entomophthora spp.)、ピチウム種(Pythium spp.)、ポルフィリジウム種(Porphyridium spp.)(例えば、ポルフィリジウム・クルエンツム(Porphyridium cruentum))、コニジオボルス種(Conidiobolus spp.)、フィトファソラ種(Phytophathora spp.)、ペニシリウム種(Penicillium spp.)、コイドスポリウム種(Coidosporium spp.)、ムコール種(Mucor spp.)(例えば、ムコール・シルシネロイデス(Mucor circinelloides)およびムコール・ジャバニクス(Mucor javanicus))、フザリウム種(Fusarium spp.)、アスペルギルス種(Aspergillus spp.)、ロドトルラ種(Rhodotorula spp.)、アンフィジニウム・カルテリ(Amphidinium carteri)、チャエトセロス・カルシトランス(Chaetoceros calcitrans)、クリコスファエラ・カルテラエ(Cricosphaera carterae)、クリプテコジニウム・コーニイ(Crypthecodinium cohnii)、クリプトモナス・オバタ(Cryptomonas ovata)、ユーグレナ・グラシリス(Euglena gracilis)、ゴンヤウラクス・ポリエドラ(Gonyaulax polyedra)、ジムノジニウム種(Gymnodinium spp.)(例えば、ジムノジニウム・ネルソニ(Gymnodinium nelsoni)、ジロジニウム・コーニイ(Gyrodiniun cohnii)、イソクリシス種(Isochrysis spp.)(例えば、イソクリシス・ガルバナ(Isochrysis galbana)、ミクロアルガエ(Microalgae)MK8805、ニツシア・フルスツルム(Nitzschia frustulum)、パブロバ種(Pavlova spp.)(例えば、パブロバ・ルテリ(Pavlova lutheri))、ファエオダクチルム・トリコルヌツム(Phaeodactylum tricornutum)、プロロセントルム・コルダツム(Prorocentrum cordatum)、ロードモナス・レンズ(Rhodomonas lens)およびサラッシオシラ・スードナナ(Thalassiosira pseudonana))、好冷細菌(例えば、ビブリオ種(Vibrio spp.)(例えば、ビブリオ・マリヌス(Vibrio marinus)))、酵母(例えば、ディポダスコプシス・ユニヌクレアタ(Dipodascopsis uninucleata))、非哺乳類生物、例えば、ハエ(例えば、キイロショウジョウバエ(Drosophila melanogaster)またはセノラブディティス種(Caenorhabditis spp.)(例えば、セノラブディティス・エレガンス(Caenorhabditis elegans))、または哺乳類(例えば、ヒトまたはマウス)。そのような配列はまた、アルピナ(alpina)以外のモルティエレラ(Mortierella)属内の種、例えば、モルティエレラ・エロンガタ(Mortierella elongata)、モルティエレラ・エキシグア(Mortierella exigua)、モルティエレラ・イサベリナ(Mortierella isabellina)、モルティエレラ・ハイグロフィラ(Mortierella hygrophila)およびモルティエレラ・ラマンニアナ(Mortierella ramanniana)変種アングリスポラ(angulisupora)に由来しうる。
【0179】
さらに、本発明はまた、本発明のヌクレオチド配列(すなわち、配列番号1(MAELO)、配列番号2(GLELO)、配列番号3(HSELO1)、配列番号4(CEELO1)、配列番号5(MELO4)、配列番号6(MELO7)および配列番号7(TELO1))の断片および誘導体、ならびにそれらの7つの配列に対する前記相補性または対応/同一性を有する前記のとおりの非モルティエレラ(Mortierella)または非哺乳類などに由来する対応配列の断片および誘導体を含む。前記配列の機能的等価体(functional equivalent)(すなわち、エロンガーゼ活性を有する配列)も本発明に含まれる。
【0180】
本発明の目的においては、「相補性」は、2つのDNAセグメント間の関連性の度合と定義される。それは、適当な条件下で一方のDNAセグメントのセンス鎖が他方のDNAセグメントのアンチセンス鎖にハイブリダイズして二重らせんを形成する能力を測定することにより求められる。該二重らせんにおいては、一方の鎖内にアデニンが現れる場合にはいつでも、他方の鎖内にはチミンが現れる。同様に、一方の鎖内にグアニンが存在する場合にはいつでも、他方の鎖内にはシトシンが存在する。2つのDNAセグメントのヌクレオチド配列間の関連性が大きければ大きいほど、2つのDNAセグメントの鎖間でハイブリッド二重らせんを形成する能力は大きくなる。
【0181】
2つのヌクレオチド配列間の「同一性」は、2つのDNAセグメントの同じ鎖(センスまたはアンチセンスのいずれか)間での一致性、対応性または同等(等価)性の度合と定義される。同一性(%)が大きければ大きいほど、それらの鎖間の対応性、一致性または同等性は高くなる。
【0182】
2つのアミノ酸配列間の「類似性」は、両方の配列における一連の同一の及び保存されたアミノ酸残基の存在と定義される。2つのアミノ酸配列間の類似性の度合が高ければ高いほど、それらの2つの配列の対応性、一致性または同等性は高くなる(2つのアミノ酸配列間の「同一性」は、両方の配列における一連の厳密に等しい又は不変のアミノ酸残基の存在と定義される)。
【0183】
「相補性」、「同一性」および「類似性」の定義は当業者によく知られている。
【0184】
本発明はまた、前記タンパク質(例えば、図7(MAELO)を参照されたい)のアミノ酸配列に対して少なくとも約50%、好ましくは少なくとも約70%、より好ましくは少なくとも約90%のアミノ酸類似性を有し前記ヌクレオチド配列にコードされており多価不飽和および一価不飽和脂肪酸を伸長させる精製されたポリペプチドを含む。さらに、本発明は、前記タンパク質(例えば、図23(GLELO)を参照されたい)のアミノ酸配列に対して少なくとも約30%、好ましくは少なくとも約60%、より好ましくは少なくとも約90%のアミノ酸類似性を有し前記ヌクレオチド配列にコードされており多価不飽和脂肪酸を伸長させる精製されたポリペプチドを含む。さらに、本発明はまた、前記タンパク質(例えば、図44(HSELO1)を参照されたい)のアミノ酸配列に対して少なくとも約30%、好ましくは少なくとも約60%、より好ましくは少なくとも約90%のアミノ酸類似性を有し前記ヌクレオチド配列にコードされており多価不飽和および一価不飽和脂肪酸を伸長させる精製されたポリペプチドを含む。さらに、本発明は、前記タンパク質(例えば、図47(CEELO1)を参照されたい)のアミノ酸配列に対して少なくとも約30%、好ましくは少なくとも約60%、より好ましくは少なくとも約90%のアミノ酸類似性を有し前記ヌクレオチド配列にコードされており多価不飽和脂肪酸を伸長させる精製されたポリペプチドを含む。本発明はまた、前記タンパク質(例えば、図55(MELO4)および図58(MELO7)を参照されたい)のアミノ酸配列に対して少なくとも約30%、好ましくは少なくとも約60%、より好ましくは少なくとも約90%のアミノ酸類似性を有し前記ヌクレオチド配列にコードされており多価不飽和脂肪酸を伸長させる精製されたポリペプチドを含む。また、本発明は、前記タンパク質(例えば、図79(TELO1)を参照されたい)のアミノ酸配列に対して少なくとも約30%、好ましくは少なくとも約60%、より好ましくは少なくとも約90%のアミノ酸類似性を有し前記ヌクレオチド配列にコードされており多価不飽和脂肪酸を伸長させる精製されたポリペプチドを含む。
【0185】
本発明はまた、図6に示す配列番号1(MAELO)および/または図22に示す配列番号2(GLELO)および/または図43に示す配列番号3(HSELO1)および/または図46に示す配列番号4(CEELO1)および/または図54に示す配列番号5(MELO4)および/または図58に示す配列番号6(MELO7)および/または図72に示す配列番号7(TELO1)により表されるヌクレオチド配列に対応する又は相補的であるヌクレオチオド配列を有する核酸に中等度にストリンジェントな条件下でハイブリダイズ可能でありPUFAエロンガーゼ活性をコードする単離されたヌクレオチド配列を含む。核酸分子が別の核酸分子に「ハイブリダイズ可能」であるのは、温度およびイオン強度の適当な条件下で該核酸分子の一本鎖形態が他方の核酸分子にアニールしうる場合である(Sambrookら,“Molecular Cloning:A Laboratory Manual,第2版(1989),Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,New Yorkを参照されたい)。温度およびイオン強度の条件がハイブリダイゼーションの「ストリンジェンシー」を決定する。「ハイブリダイゼーション」には、2つの核酸が相補的配列を含有することが必要である。しかし、ハイブリダイゼーションのストリンジェンシーに応じて、塩基間のミスマッチが生じうる。核酸をハイブリダイズさせるための適当なストリンジェンシーは、該核酸の長さ及び相補性の度合に左右される。そのような変数は当技術分野でよく知られている。より詳しくは、2つのヌクレオチド配列間の類似性または相同性の度合が大きくなればなるほど、それらの配列を有する核酸のハイブリッドの融解温度Tmの値は大きくなる。100ヌクレオチド長を超えるハイブリッドでは、Tmを計算するための式が導かれている(Sambrookら,前掲を参照されたい)。より短い核酸のハイブリダイゼーションの場合には、ミスマッチの位置が、より重要であり、該オリゴヌクレオチドの長さがその特異性を決定する(Sambrookら,前掲を参照されたい)。
【0186】
エロンガーゼ酵素の製造
エロンガーゼをコードする遺伝子を単離したら、ついでそれを、ベクター、プラスミドまたは構築物を使用して、原核性または真核性宿主細胞内に導入することができる。
【0187】
該ベクター、例えば、バクテリオファージ、コスミドまたはプラスミドは、エロンガーゼをコードするヌクレオチド配列と、該ヌクレオチド配列にコードされるエロンガーゼの発現を惹起し該宿主細胞内で機能的である任意のプロモーターとを含みうる。該プロモーターは、該ヌクレオチド配列に作動可能な様態で関連している又は作動的に結合している(プロモーターがコード配列の転写または発現に影響を及ぼす場合、該プロモーターは該コード配列に「作動的に結合している」と称される)。適当なプロモーターには、例えば、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、ホスホグルコイソメラーゼ、ホスホグリセリン酸キナーゼ、酸性ホスファターゼ、T7、TP1、ラクターゼ、メタロチオネイン、サイトメガロウイルス最初期、乳清酸性タンパク質、グルコアミラーゼをコードする遺伝子に由来するもの、ならびにガラクトースの存在下で活性化されるプロモーター、例えばGAL1およびGAL10が含まれる。さらに、他のタンパク質、オリゴ糖、脂質などをコードするヌクレオチド配列および他の調節配列、例えばポリアデニル化シグナル(例えば、SV−40T−抗原、オボアルブミンまたはウシ成長ホルモンのポリAシグナル)を該ベクター内に含有させることも可能である。該構築物内に存在する配列の選択は、所望の発現産物および宿主細胞の性質に左右される。
【0188】
前記のとおり、該ベクターを構築したら、ついでそれを、当業者に公知の方法、例えばトランスフェクション、形質転換、エレクトロポレーションなどにより、選択した宿主細胞内に導入することができる(Molecular Cloning:A Laboratory Manual,第2版,Vol.1−3,Sambrookら編,Cold Spring Harbor Laboratory Press(1989)を参照されたい)。ついで該宿主細胞を、PUFAの発現を可能にする適当な条件下で培養し、ついでそれを回収し精製する。
【0189】
また、2以上のcDNAのヌクレオチド配列(例えば、MAELO、GLELO、HSELO1、CEELO1および/またはTELO1)を含む1つの構築物またはベクターを使用する場合には、特有のトリグリセリドまたは油を設計することが可能であることに注目すべきである。ついでこのベクターを、1つの宿主細胞内に導入することができる。あるいは、該配列のそれぞれを、別々のベクター内に導入することができる。ついでこれらのベクターを、それぞれの2つの宿主細胞内に又は1つの宿主細胞内に導入することができる。
【0190】
適当な原核性宿主細胞の具体例には、例えば、大腸菌(E.coli)細胞、バシラス・サチリス(Bacillus subtilis)のような細菌、スピルリナ種(Spirulina spp.)(すなわち、藍藻)のようなシアノバクテリアが含まれる。適当な真核性宿主細胞の具体例には、例えば、哺乳類細胞、植物細胞、酵母細胞、例えばサッカロミセス種(Saccharomyces spp.)、リポミセス種(Lipomyces spp.)、ヤロウィア(カンジダ)種(Yarrowia(Candida)spp.)のようなカンジダ種(Candida spp.)、、クルイベロミセス種(Kluyveromyces spp.)、ピチア種(Pichia spp.)、トリコデルマ種(Trichoderma spp.)またはハンゼヌラ種(Hansenula spp.)または糸状菌細胞のような真菌細胞、例えばアスペルギルス(Aspergillus)、ノイロスポラ(Neurospora)およびペニシリウム(Penicillium)が含まれる。好ましくは、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)(パン酵母)細胞を使用する。
【0191】
宿主細胞内での発現は、一過性または安定した様態で達成されうる。一過性発現は、該宿主細胞内で機能的である発現シグナルを含有する導入された構築物であって該宿主細胞内で複製されずめったに組込まれない構築物から生じたり、あるいは該宿主細胞が増殖性でない場合に生じうる。一過性発現はまた、関心のある領域に作動的に結合した調節可能なプロモーターの活性を誘導することにより達成されうるが、そのような誘導系は、低い基礎レベルの発現を示すことが多い。安定発現は、宿主ゲノム内に組込まれうる又は宿主細胞内で自律的に複製されうる構築物の導入により達成されうる。関心のある遺伝子の安定発現は、該発現構築物上に位置する又は該発現構築物でトランスフェクトされた選択マーカーの使用およびそれに続く、該マーカーを発現する細胞に関する選択により選択されうる。安定発現が組込みから生じる場合には、該構築物の組込みの部位は、宿主ゲノム内でランダムに生じることが可能であり、あるいは宿主遺伝子座との組換えを標的化するのに十分な宿主ゲノムに対する相同性の領域を含有する構築物の使用により標的化されることが可能である。構築物を内在性遺伝子座に標的化する場合には、該転写および翻訳調節領域の全部または一部は該内在性遺伝子座により提供されうる。
【0192】
また、前記ヌクレオチド配列の一方または両方にコードされる関心のある酵素(すなわち、エロンガーゼ)を発現させるために、トランスジェニック哺乳動物を使用することができる。より詳しくは、前記構築物を作製したら、それを胚の前核内に挿入することができる。ついで該胚を雌レシピエント内に移植することができる。あるいは、核移植法を利用することも可能であろう(Schniekeら,Science 278:2130−2133(1997))。ついで妊娠および出産を引き起こさせる(例えば、米国特許第5,750,176号および米国特許第5,700,671号を参照されたい)。そして該子孫からの乳、組織または他の流体サンプルは、非トランスジェニック動物において通常見出されるレベルと比較して改変されたレベルのPUFAを含有するはずである。改変または増強したレベルのPUFAの産生および従ってそれらのゲノム内へのエロンガーゼ酵素をコードする遺伝子の組込みに関して、後続の世代をモニターすることができる。該宿主として使用する哺乳動物は、例えば、マウス、ラット、ウサギ、ブタ、ヤギ、ヒツジ、ウマおよびウシよりなる群から選択することができる。しかし、関心のある酵素をコードするDNAを自分自身のゲノム内に組込む能力を有する任意の哺乳動物を使用することができる。
【0193】
エロンガーゼポリペプチドの発現のためには、機能的な転写および翻訳の開始および終結領域を、該エロンガーゼポリペプチドをコードするDNAに作動的に結合させる。転写および翻訳の開始および終結領域は、発現されるDNA、所望の系内で発現しうることが知られている又は疑われる遺伝子、発現ベクター、科学合成を含む種々の非限定的起源、あるいは宿主細胞内の内在性遺伝子座に由来する。植物組織および/または植物部分の発現は、該組織または部分が初期に収穫されるもの(例えば、種子、葉、果実、花、根など)である場合には特に、ある程度の効率を示す。特異的調節配列(例えば、米国特許第5,463,174号、第4,943,674号、第5,106,739号、第5,175,095号、第5,420,034号、第5,188,958号および第5,589,379号に記載されているもの)を使用することにより、発現を該植物のその位置に標的化することができる。あるいは、該発現タンパク質は、該宿主植物から直接的に又は更なる修飾後に流体画分内に取り込まれうる産物を産生する酵素でありうる。エロンガーゼ遺伝子またはアンチセンスエロンガーゼ転写産物の発現は、植物部分および/または植物組織内で見出される特定のPUFAまたはその誘導体のレベルを改変しうる。該エロンガーゼポリペプチドコード領域を、単独で又は他の遺伝子と共に発現させて、より高い割合の所望のPUFAを含有する或いは人乳のPUFA組成に、より厳密に類似したPUFA組成を有する組織および/または植物部分を産生させることが可能である(Prietoら,PCT公開WO 95/24494)。該終結領域は、該開始領域が得られた遺伝子または異なる遺伝子の3’領域に由来しうる。多数の終結領域は、同じ及び異なる属および種からの種々の宿主において満足しうるものであることが公知であり判明している。該終結領域は、通常、いずれかの特定の特性というよりも便宜上の観点から選択される。
【0194】
前記のとおり、植物(例えば、グリシン・マックス(Glycine max)(大豆)またはブラシカ・ナプス(Brassica napus)(カノラ))、植物細胞、植物組織、トウモロコシ、ジャガイモ、ヒマワリ、サフラワーまたはアマをそれぞれ宿主または宿主細胞として使用してエロンガーゼ酵素を発現させることも可能であり、そして今度はそれを多価不飽和脂肪酸の製造に使用することが可能である。より詳しくは、所望のPUFAを種子内で発現させることができる。種子油の単離方法は当技術分野で公知である。このように、PUFA源を提供することに加えて、エロンガーゼ遺伝子の発現および恐らくはデサチュラーゼ遺伝子の発現により種子油成分を操作して、栄養組成物、医薬組成物、動物飼料および化粧品に添加されうる種子油を提供することができる。この場合にも、プロモーターに作動的に結合したエロンガーゼをコードするDNA配列を含むベクターを、該エロンガーゼ遺伝子の発現に十分な時間および条件下、植物組織または植物内に導入する。該ベクターはまた、他の酵素、例えばΔ4−デサチュラーゼ、Δ5−デサチュラーゼ、Δ6−デサチュラーゼ、Δ8−デサチュラーゼ、Δ9−デサチュラーゼ、Δ10−デサチュラーゼ、Δ12−デサチュラーゼ、Δ13−デサチュラーゼ、Δ15−デサチュラーゼ、Δ17−デサチュラーゼおよび/またはΔ19−デサチュラーゼをコードする1以上の遺伝子を含みうる。該植物組織または植物は、該酵素が作用する適切な基質(例えば、DGLA、GLA、STA、AA、ADA、EPA、20:4n−3など)を産生しうる。あるいは、そのような基質を産生する酵素をコードするベクターを、関心のある植物組織、植物細胞、植物または宿主細胞内に導入することができる。また、適当な酵素を発現する植物組織上に基質を噴霧することができる。これらの種々の技術を用いて、関心のある植物細胞、植物組織、植物または宿主細胞を使用してPUFA(例えば、DGLA、AAまたはADAのようなn−6不飽和脂肪酸、あるいはEPAまたはDHAのようなn−3脂肪酸)を製造することができる。また、本発明は、前記ベクターを含むトランスジェニック植物であって、該ベクターのヌクレオチド配列が例えば該トランスジェニック植物の種子内で多価不飽和脂肪酸の産生をもたらすトランスジェニック植物も含むことに注目すべきである。
【0195】
宿主細胞により天然で又はトランスジェニック的に産生されうる基質、および後に宿主細胞内に導入されるベクター内に存在するDNA配列にコードされうる酵素を図1に示す。
【0196】
前記を考慮すると、本発明はまた、1)該エロンガーゼcDNAの所望のヌクレオチド配列を単離し、2)該ヌクレオチド配列を含むベクターを構築し、3)該エロンガーゼ酵素の産生に十分な時間および条件下、該ベクターを宿主細胞内に導入する工程を含んでなる、前記のエロンガーゼ酵素の1つの製造方法を含む。
【0197】
本発明はまた、前記のとおりに産生されたエロンガーゼに酸をさらして、該エロンガーゼにより該酸を多価不飽和脂肪酸に変換することを含んでなる、多価不飽和脂肪酸の製造方法を含む。例えば、エロンガーゼにGLAをさらす場合には、それはDGLAに変換される。ついで、DGLAをAAに変換するΔ5−デサチュラーゼにDGLAをさらすことが可能である。ついで、Δ17−デサチュラーゼを使用することにより、AAをEPAに変換することが可能であり、今度はエロンガーゼおよびΔ4−デサチュラーゼを使用することにより、それをDHAに変換することが可能である。あるいは、エロンガーゼを使用して18:4n−3を20:4n−3に変換し、それをΔ5−デサチュラーゼにさらしEPAに変換することが可能である。また、エロンガーゼを使用して18:3n−3を20:3n−3に変換し、今度はΔ8−デサチュラーゼによりそれを20:4n−3に変換することが可能である。このように、エロンガーゼを使用して多価不飽和脂肪酸を製造し、今度はそれを特定の有益な目的に使用することができる(いくつかの生合成経路においてエロンガーゼ酵素が果たす多数の決定的に重要な役割の例示として、図1を参照されたい)。
【0198】
エロンガーゼ遺伝子およびそれにコードされる酵素の用途
前記のとおり、単離されたエロンガーゼcDNAおよびそれにコードされる対応するエロンガーゼ酵素(または精製されたポリペプチド)は、多数の用途を有する。例えば、多価不飽和脂肪酸、例えばDGLA、AA、ADA、20:4n−3またはEPAの製造において、各cDNAおよび対応する酵素を間接的または直接的に使用することができる(「直接的」は、該酵素が酸を、組成物中で使用される別の酸に直接的に変換する場合(例えば、GLAからDGLAへの変換)を包含する意である)。「間接的」は、脂肪酸がエロンガーゼにより別の脂肪酸(すなわち、経路中間体)に変換され(例えば、GLAからDGLAへ)次いで後者の脂肪酸が非エロンガーゼ酵素の使用により別の脂肪酸に変換される(例えば、Δ5−デサチュラーゼによりDGLAからAAへ)場合を包含する意である。これらの多価不飽和脂肪酸(すなわち、エロンガーゼ酵素の活性により直接的または間接的に産生されたもの)は、例えば、栄養組成物、医薬組成物、化粧品および動物飼料に添加することが可能であり、それらはすべて、本発明に含まれる。これらの用途は後記で詳しく説明される。
【0199】
栄養組成物
本発明は栄養組成物を含む。本発明の目的におけるそのような組成物は、ヒトによる消費(経腸または非経口的消費を含む)のための任意の食物または調製物を含み、それは、体内に摂取されると、(a)組織を滋養または形成したり或いはエネルギーを供給するよう働き、および/または(b)適当な栄養状態または代謝機能を維持し、回復させ、または支持する。
【0200】
本発明の栄養組成物は、それぞれのエロンガーゼ遺伝子を使用して産生された少なくとも1つのエロンガーゼ酵素の使用により産生された少なくとも1つの油または酸を含み、固体または液体形態でありうる。さらに、該組成物は、食用多量栄養素、ビタミンおよび無機質(ミネラル)を個々の用途に望ましい量で含みうる。そのような成分の量は、該組成物が、ある種の代謝状態(例えば、代謝障害)を伴うような特定の要求を有する健常な乳児、小児または成人での使用を意図したものであるのか否かに応じて様々となろう。
【0201】
該組成物に添加されうる多量栄養素の具体例には、可食脂肪、炭水化物およびタンパク質が含まれるが、これらに限定されるものではない。そのような可食脂肪の具体例には、ヤシ油、大豆油、ならびにモノおよびジグリセリドが含まれるが、これらに限定されるものではない。そのような炭水化物の具体例には、グルコース、食用ラクトース、水解デンプンが含まれるが、これらに限定されるものではない。さらに、本発明の栄養組成物中で使用しうるタンパク質の具体例には、大豆タンパク質、電気透析乳清、電気透析脱脂乳、乳清、またはこれらのタンパク質の水解物が含まれるが、これらに限定されるものではない。
【0202】
ビタミンおよび無機質に関しては、以下のものを本発明の栄養組成物に加えることができる。カルシウム、リン、カリウム、ナトリウム、塩化物、マグネシウム、マンガン、鉄、銅、亜鉛、セレン、ヨウ素およびビタミンA、E、D、CおよびB複合体。他のそのようなビタミンおよび無機質も添加することができる。
【0203】
本発明の栄養組成物中で使用する成分は、半精製または精製されたものに由来するであろう。半精製または精製は、天然物質の精製により又は合成により製造された物質を意味する。
【0204】
本発明の栄養組成物の具体例には、乳児用配合乳、食事補足物、食事代替物および再水和組成物が含まれるが、これらに限定されるものではない。特に関心が持たれる栄養組成物には、乳児に対して経腸および非経口的補給に使用するもの、特殊乳児用配合乳、老人用の補足物(サプリメント)、および胃腸障害および/または吸収不良を伴う者に対する補足物(サプリメント)が含まれるが、これらに限定されるものではない。
【0205】
また、本発明の栄養組成物は、食事の補足を要しない場合でさえも食品に添加することが可能である。例えば、該組成物は、マーガリン、加工バター、チーズ、ミルク(乳)、ヨーグルト、チョコレート、キャンディー、スナック、サラダ油、調理油、調理脂肪、肉、魚および飲料を含む(これらに限定されるものではない)任意のタイプの食品に添加することができる。
【0206】
本発明の好ましい実施形態においては、該栄養組成物は経腸栄養製品、より好ましくは、成人用または小児用経腸栄養製品である。この組成物は、慢性もしくは急性病態により特別な要求を有する又はストレスを感じている成人または小児に投与することができる。該組成物は、本発明に従い製造された多価不飽和脂肪酸に加えて、前記のとおりの多量栄養素、ビタミンおよび無機質(ミネラル)を含みうる。該多量栄養素は、人乳中に存在するのと同等の量で又はエネルギーベース(すなわち、毎カロリーベース)で存在しうる。
【0207】
液体または固体の経腸および非経口栄養製剤の製剤化方法は当技術分野でよく知られている(後記実施例も参照されたい)。
【0208】
例えば、該経腸製剤を滅菌し、ついで即時供給様態(RTF;そのまま供給しうる様態)で使用したり、濃縮液または粉末として保存することができる。該粉末は、前記に示すとおりに調製した製剤を噴霧乾燥し該濃縮物の再水和によりそれを再構成させる(還元する)ことにより調製することができる。成人用および小児用栄養製剤は当技術分野でよく知られており、商業的に入手可能である(例えば、Ross Products Division、Abbott Laboratories、Columbus、OhioからのSimilac(登録商標)、Ensure(登録商標)、Jevity(登録商標)およびAlimentum(登録商標))。本発明に従い製造した油または脂肪酸は、これらのいずれの製剤にも添加することが可能である。
【0209】
本発明の栄養組成物のエネルギー密度は、液体形態の場合には、約0.6Kcal〜約3Kcal/mlの範囲でありうる。固体または粉末形態の場合には、該栄養補足物は、約1.2〜9Kcal/g以上、好ましくは約3〜7Kcal/gを含有しうる。一般に、液体製品の重量モル浸透圧濃度は700mOsm未満、より好ましくは660mOsm未満であるべきである。
【0210】
該栄養製剤は、本発明に従い製造したPUFAに加えて、前記のとおりの多量栄養素、ビタミンおよび無機質(ミネラル)を含有しうる。これらの追加的成分の存在は、個体がこれらの成分の1日最小必要量を摂取するのを助ける。PUFAの供給に加えて、亜鉛、銅、葉酸および抗酸化剤を該組成物に添加することも望ましいかもしれない。これらの物質は、ストレスにさらされた免疫系を増強し、したがって、該組成物の投与を受けた個体に更なる利点をもたらすと考えられる。医薬組成物も、これらの成分で補足されうる。
【0211】
より好ましい実施形態においては、該栄養組成物は、抗酸化剤および少なくとも1つのPUFAに加えて、炭水化物源を含み、この場合、少なくとも5重量%の該炭水化物は不消化オリゴ糖である。より好ましい実施形態においては、該栄養組成物は更に、タンパク質、タウリンおよびカルニチンを含む。
【0212】
前記のとおり、本発明に従い製造されたPUFAまたはその誘導体は、静脈内供給を受けている患者のために或いは栄養不良または他の症状または病態の予防または治療のために、食事代替物または補足物(サプリメント)、特に乳児用配合乳に添加することができる。背景知識として、人乳は、DHAとして約0.15%〜約0.36%、EPAとして約0.03%〜約0.13%、AAとして約0.30%〜約0.88%、DGLAとして約0.22%〜約0.67%、およびGLAとして約0.27%〜約1.04%を含む脂肪酸プロフィールを有することに注目すべきである。したがって、本発明に従い製造されたDGLA、AA、EPAおよび/またはドコサヘキサエン酸(DHA)のような脂肪酸を使用して、例えば、乳児用配合乳の組成を改変して、人乳のPUFA含量をより良く模倣したり、あるいは非人乳中に通常見出されるPUFAの存在を改変することが可能である。特に、薬理学的または食事補足物、特に母乳代替物または母乳補足物に使用する組成物は、好ましくは、AA、DGLAおよびGLAの1以上を含む。より好ましくは、該油混合物は、約0.3〜30% AA、約0.2〜30% DGLAおよび/または約0.2〜約30% GLAを含む。
【0213】
トリグリセリドとして計算した場合に約2〜約30重量%の脂肪酸を含む非経口的栄養組成物が、本発明に含まれる。その好ましい組成物は、該全PUFA組成物の約1〜約25重量%をGLAとして含有する(米国特許第5,196,198号)。所望により、他のビタミン、特に脂溶性ビタミン、例えばビタミンA、D、EおよびL−カルニチンを含有させることが可能である。所望により、αトコフェロールのような保存剤を約0.1重量%の量で加えることができる。
【0214】
また、AA、DGLAおよびGLAの比は、与えられた個々の最終用途に適合させることができる。母乳補足物または代替物として製剤化した場合には、AA、DGLAおよびGLAの1以上を含む組成物は、それぞれ約1:19:30〜6:1:0.2の比で提供されるであろう。例えば、動物の母乳は、好ましくは約1:1:1、1:2:1、1:1:4である中間比を含む約1:19:30〜6:1:0.2の範囲の様々なAA:DGLA:GLA比を取りうる。宿主細胞内で一緒に産生された場合には、該PUFA比を厳密に制御するために、GLAおよびDGLAのような前駆体基質からAAへの変換速度および変換率を調節することが可能である。例えば、約1:19のAA対DGLA比を得るために、DGLAからAAへの5%〜10%の変換率を用いることが可能であり、約6:1のAA対DGLA比を得るために、約75%〜80%の変換率を用いることが可能である。したがって、細胞培養系内であるか宿主動物内であるかにかかわらず、PUFAのレベルおよび比を調節するために、エロンガーゼ発現および他のデサチュラーゼの発現の時機、度合および特異性を調節することが可能である。ついで、本発明に従い製造されたPUFA/酸(例えば、AAおよびDGLA)を、所望の濃度および比で他のPUFA/酸(例えば、GLA)と一緒にすることが可能である。
【0215】
さらに、本発明に従い製造されたPUFAまたはそれらを含有する宿主細胞を動物飼料補足物として使用して、動物の組織または乳の脂肪酸組成を、人間または動物の消費にとってより望ましいものに改変することが可能である。
【0216】
医薬組成物
本発明はまた、本明細書に記載の方法に従いエロンガーゼcDNA(MAELO、GLELO、HSELO1、CEELO、MELO4およびMELO7)の少なくとも1つを使用して製造された脂肪酸および/または得られた油の1以上を含んでなる医薬組成物を含む。より詳しくは、そのような医薬組成物は、該酸および/または油の1以上と、標準的な良く知られた無毒性の医薬上許容される担体、補助剤またはビヒクル、例えばリン酸緩衝食塩水、水、エタノール、ポリオール、植物油、湿潤剤またはエマルション、例えば水/油エマルションとを含みうる。該組成物は液体または固体形態でありうる。例えば、該組成物は、錠剤、カプセル剤、不消化性の液体または固体、注射剤あるいは局所用軟膏またはクリームの形態でありうる。適当な流動性は、例えば、分散の場合の必要粒径の維持および界面活性剤の使用により維持することができる。また、等張化剤、例えば糖、塩化ナトリウムなどを含有させることが望ましいかもしれない。そのような不活性希釈剤に加えて、該組成物はまた、補助剤、例えば湿潤剤、乳化剤、懸濁化剤、甘味剤、香味剤および芳香剤を含みうる。
【0217】
懸濁剤は、該活性化合物に加えて、懸濁化剤、例えばエトキシ化イソステアリルアルコール、ポリオキシエチレンソルビトールおよびソルビタンエステル、微晶質セルロース、アルミニウム メタヒドロキシド、ベントナイト、寒天およびトラガカントゴムまたはこれらの物質の混合物を含みうる。
【0218】
錠剤およびカプセル剤のような固体剤形は、当技術分野でよく知られた技術を用いて製造することができる。例えば、本発明に従い製造されたPUFAを、アラビアゴム、コーンスターチまたはゼラチンのような結合剤、ジャガイモデンプンまたはアルギン酸のような崩壊剤ならびにステアリン酸またはステアリン酸マグネシウムのような滑沢剤と組合されたラクトース、スクロースおよびコーンスターチのような通常の錠剤基剤で錠剤化することができる。カプセル剤は、これらの賦形剤を抗酸化剤および関連PUFAと共にゼラチンカプセル内に封入することにより製造することができる。該抗酸化剤およびPUFA成分は、前記指針に適合したものであるべきである。
【0219】
静脈内注射には、本発明に従い製造したPUFAまたはその誘導体を、Intralipids(商標)のような市販の製剤中に含有させることが可能である。典型的な正常成人血漿脂肪酸プロフィールは、6.64〜9.46%のAA、1.45〜3.11%のDGLAおよび0.02〜0.08%のGLAを含む。患者において正常な脂肪酸プロフィールを得るために、これらのPUFAまたはそれらの代謝前駆体を単独で又は他のPUFAと組合せて投与することができる。所望により、該製剤の個々の成分は、個々に、キット形態で、単一または複数の用途のために提供されうる。個々の脂肪酸の典型的な投与量は、1日0.1mg〜20g(100gまで)、好ましくは、1日10mg〜1、2、5または10gである。
【0220】
本発明の医薬組成物の可能な投与経路には、例えば、経腸(例えば、経口および直腸内)および非経口経路が含まれる。例えば、液体製剤は、例えば、経口的または直腸内に投与することができる。さらに、噴霧剤または吸入剤を形成させるために、均一混合物を水中に完全に分散させ、生理的に許容される希釈剤、保存剤、バッファーまたはプロペラントと無菌条件下で混合することができる。
【0221】
投与経路は、もちろん、所望の効果に左右されるであろう。例えば、荒れた、乾燥した又は老化した皮膚の治療、損傷または火傷した皮膚の治療、あるいは何らかの疾患または症状により損なわれた皮膚または髪の治療に該組成物を使用する場合には、それは恐らく、局所的に適用されうるであろう。
【0222】
患者に投与する組成物の投与量は当業者により決定されることが可能であり、患者の体重、患者の年齢、患者の免疫状態などの種々の要因に左右される。
【0223】
形態に関しては、該組成物は、例えば、液剤、分散剤、懸濁剤、乳剤、または後に再構成される無菌粉末でありうる。
【0224】
本発明はまた、本明細書に記載の医薬組成物および/または栄養組成物の使用による種々の障害の治療を含む。特に、本発明の組成物は、血管形成術後の再発狭窄症を治療するために使用することができる。さらに、炎症、関節リウマチ、喘息および乾癬の症状も本発明の組成物で治療することができる。また、PUFAはカルシウム代謝に関与している可能性があることを証拠が示しており、したがって、本発明の組成物は恐らく、骨粗鬆症および腎または尿路結石の治療または予防に使用されうるであろう。
【0225】
さらに、本発明の組成物は癌の治療にも使用されうる。悪性細胞は、改変した脂肪酸組成を有することが示されている。脂肪酸の添加は、それらの増殖を遅らせ、細胞死を引き起こし、化学療法剤に対するそれらの感受性を増加させることが示されている。さらに、本発明の組成物は、癌に関連した悪液質の治療にも有用でありうる。
【0226】
本発明の組成物は糖尿病の治療にも使用されうる(米国特許第4,826,877号およびHorrobinら,Am.J.Clin.Nutr. Vol.57(Suppl.)732S−737Sを参照されたい)。改変した脂肪酸代謝および組成物が糖尿病の動物において示されている。
【0227】
さらに、エロンガーゼ酵素の使用により直接的または間接的に製造されたPUFAを含む本発明の組成物は、湿疹の治療、血圧の低下および数学的検査得点の改善にも使用されうる。さらに、本発明の組成物は、血小板凝固の抑制、血管拡張の誘導、コレステロールレベルの低下、血管壁平滑筋および線維組織の増殖の抑制(Brennerら,Adv.Exp.Med.Biol. Vol.83,p.85−101,1976)、非ステロイド性抗炎症薬の胃腸出血および他の副作用の軽減または予防(米国特許第4,666,701号を参照されたい)、子宮内膜症および月経前症候群の予防または治療(米国特許第4,758,592号を参照されたい)ならびにウイルス感染症後の筋肉痛性脳脊髄炎および慢性疲労(米国特許第5,116,871号を参照されたい)に使用されうる。
【0228】
本発明の組成物の更なる用途には、エイズ、多発性硬化症および炎症性皮膚障害の治療における並びに全身的健康状態の維持のための用途が含まれる。
【0229】
さらに、本発明の組成物は美容目的に使用することができる。それを既存の化粧品組成物に添加して、混合物を形成させたり、あるいは単独の組成物として使用することができる。
【0230】
獣医学的用途
動物は、ヒトと同じ要求および症状の多くを経験するため、前記医薬組成物および栄養組成物は、ヒトだけでなく動物(すなわち、家畜または非家畜)に関しても使用されうることに注目すべきである。例えば、本発明の油または酸は、動物飼料補足物、動物飼料代替物、動物ビタミンまたは動物局所軟膏に使用されうる。
【0231】
本発明は、以下の非限定的な実施例を用いることにより例示されうる。
【0232】
実施例I
モルティエレラ・アルピナにおけるコドン使用頻度の決定
1000個のランダムなcDNAクローンの5’末端をモルティエレラ・アルピナ(Mortierella alpina)cDNAライブラリーから配列決定した。クエリー(query)配列と同じタイプ(核酸またはタンパク質)の配列群との間の類似性に関して検索するためにFastAアルゴリズム(PearsonおよびLipman,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 85:2444−2448(1988))、特にSwissprotデータベース(GeneBio,Geneva,Switzerland)と共にGCG(Genetics Computer Group(Madison,Wisconsin))を使用して、6個のリーディングフレームにおいて該配列を翻訳した。該クローンの多くは、公知遺伝子に対するタンパク質配列相同性に基づき、推定ハウスキーピング遺伝子として同定された。該データベース中の公知ハウスキーピング遺伝子とマッチした21個のエム・アルピナ(M.alpina)cDNA配列を選択した(後記表1を参照されたい)。これらの21個の配列ならびに完全長エム・アルピナ(M.alpina)Δ5−(図18を参照されたい)、Δ6−およびΔ12−デサチュラーゼ配列に基づき、エム・アルピナ(M.alpina)のコドンの偏り(バイアス)の表(表2を参照されたい)を作成した。該エム・アルピナ(M.alpina)cDNA配列にコードされる推定タンパク質と該公知タンパク質配列とのFastAアライメントは幾つかの領域では弱かったため、強い相同性の領域からのコドンのみを使用した。
【0233】
【表1】
Figure 0004959903
【0234】
【表2】
Figure 0004959903
【0235】
実施例II
エム・アルピナからの完全長エロンガーゼ様cDNAのクローニング
ホホバおよびサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)エロンガーゼ(ELO2)からのβ−ケトアシル−補酵素Aシンターゼ(KCS)をアラインして、アミノ酸相同性の領域を決定した(図2を参照されたい)。該コドンバイアスを、それらの2つのエロンガーゼ間の相同アミノ酸に対応する配列の領域に適用し、この偏った配列に基づきプライマーを設計した(図3を参照されたい)。該cDNAを、1.1Kbの平均インサートサイズを有する約6×10個のクローンを含有するM11エム・アルピナ(M.alpina)cDNAライブラリー(Knutzonら,J.Biol.Chem.273:29360−29366(1998))から切り出した。切り出されたcDNAを内部プライマーRO339(5’−TTG GAG AGG AGG AAG CGA CCA CCG AAG ATG ATG−3’)およびベクターフォワードプライマーRO317(5’−CAC ACA GGA AAC AGC TAT GAC CAT GAT TAC G−3’)で増幅した。300ngの切り出されたエム・アルピナ(M.alpina)cDNAライブラリー、50pmolの各プライマー、10μlの10×バッファー、1μlの10mM PCRヌクレオチド混合物(Boehringer Mannheim Corp.,Indianapolis,IN)および1.0UのTaqポリメラーゼを含有する100μlの容積中でポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を行った。Perkin Elmer 9600(Norwalk,CT)内での加熱サイクル条件は以下のとおりであった。94℃で2分間、ついで30サイクルの94℃で1分間、58℃で2分間、および72℃で3分間を30サイクル。PCRの後、72℃で7分間の追加的な伸長を行った。
【0236】
該PCR増幅産物をゲル上で移動させ、約360bpの増幅断片をゲル精製し、ABI 373A DNA Sequencer(Perkin Elmer,Foster City,CA)を使用して、単離された断片を直接的に配列決定した。GCGの配列解析パッケージを使用して、得られた配列を公知配列と比較した。FastAアルゴリズム(PearsonおよびLipman,前掲)を使用して、GCG解析プログラムにおいて、該配列を全6個のリーディングフレームにおいて翻訳した。タンパク質のSwissprotデータベース(GeneBio,Geneva,Switerland)を検索した。この翻訳cDNA断片は、エス・セレビシエ(S.cerevisiae)ELO2(GNS1)に対する該推定タンパク質配列の相同性(63アミノ酸において41.3%の同一性を有する)に基づき、推定エロンガーゼの一部として同定された。
【0237】
該推定エロンガーゼ配列に基づき新規プライマーを設計し、ベクターpZL1(Life Technologies,Inc.,Gaithersburg,MD)配列を使用してエム・アルピナ(M.alpina)cDNAライブラリーを構築した。既に記載されている条件を用いて、完全長エム・アルピナ(M.alpina)エロンガーゼcDNAを単離するために、付加されたBamHI制限部位(下線部)を有するプライマーRO350(5’−CAT CTC AT GAT CCG CCA TGG CCG CCG CAA TCT TG−3’)およびベクターリバースプライマーRO352(5’−ACG CGT ACG TAA AGC TTG−3’)を使用して、切り出されたエム・アルピナ(M.alpina)cDNAライブラリーを再びPCR増幅した。約1.5KbのPCR増幅断片末端をT4 DNAポリメラーゼ(Boehringer Mannheim Corp.,Indianapolis,IN)で埋めて平滑末端を作製し、pCR平滑ベクター(Invitrogen Corp.,Carlsbad,CA)内にクローニングした。これは、2つのクローン、すなわち、pRAE−1およびpRAE−2(図4Aを参照されたい)を与えた(プラスミドDNA pRAE−2は、ブダペスト条約の条項に基づきAmerican Type Culture Collection,10801 University Boulevard,Manassas,VA 20110−2209に1998年8月28日に寄託され、寄託番号ATCC 203166が付与されている)。これらのベクターからのエロンガーゼcDNAをEcoRI断片として切り出し、EcoRIで消化されたpYX242(Novagen,Madison,WI)ベクター内にクローニングした。クローンpRAE−5およびpRAE−6(図4Bを参照されたい)は、それぞれpRAE−1およびpRAE−2からのエロンガーゼcDNAを有する(プラスミドDNA pRAE−5は、ブダペスト条約の条項に基づきAmerican Type Culture Collection,10801 University Boulevard,Manassas,Virginia 20110−2209に1998年8月28日に寄託され、寄託番号ATCC 203167が付与されている)。
【0238】
pRAE−5およびpRAE−6の配列は、pRAE−5中のエロンガーゼ遺伝子の5’非翻訳領域がpRAE−6中のものより16bp短いことを示した(図5を参照されたい)。pRAE−2から、MAELOと称される完全なエム・アルピナ(M.alpina)エロンガーゼcDNA配列を得た(図6を参照されたい)。図7は、MAELOの翻訳から得られたアミノ酸配列である。既に記載されているとおりに、該翻訳MAELOでSwissprotデータベース(GeneBio,Geneva,Switzerland)を再び検索した。MAELOは、エス・セレビシエ(S.cerevisiae)GNS1(ELO2)に対しては317アミノ酸において44.3%の同一性を有し、エス・セレビシエ(S.cerevisiae)SUR4(ELO3)に対しては318アミノ酸において44.7%の同一性を有する。それらの3つのエロンガーゼ間のFastAアライメントを図8に示す。ヌクレオチドレベルでは(図9を参照されたい)、MAELOは、エス・セレビシエ(S.cerevisiae)GNS1(ELO2)(GenBankアクセッション番号S78624)に対して549bpの重複において57.4%の同一性を有する。しかし、954bpの完全MAELO遺伝子とエス・セレビシエ(S.cerevisiae)GNS1(ELO2)との同一性は33.0%である。
【0239】
実施例III
パン酵母内でのエム・アルピナエロンガーゼcDNAの発現
構築物pRAE−5およびpRAE−6をエス・セレビシエ(S.cerevisiae)334(Hovelandら,Gene,83:57−64(1989)内に形質転換し、エロンガーゼ活性に関してスクリーニングした。pYES2ベクター(Invitrogen Corp.,Carlsbad,CA)内にホホバKCS遺伝子を含有するプラスミドpCGN7875(Calgene LLC,Davis,CA))を陽性対照として使用した。エム・アルピナ(M.alpina)エロンガーゼ(MAELO)においてはエロンガーゼ活性を検出するために使用した基質はGLAであり、ホホバKCSにおいてはオレイン酸(OA)であった。該陰性対照株は、pYX242ベクターを含有するエス・セレビシエ(S.cerevisiae)334であった。該培養を、個々の基質の存在下、選択培地(Ausubelら,Short Protocols in Molecular Biology,Ch.13,p.3−5(1992))中で25℃で40〜48時間成長させた。pYES2内にクローニングしたホホバKCS遺伝子の発現はGAL1プロモーターの制御下であり、pYX242中のプロモーターは、構成的なTP1である。したがって、該334(pCGN7875)および334(pYES2)培養をガラクトースで誘導した。各細胞ペレットの脂質画分のGC−FAME分析を、既に記載されているとおりに行った(Knutzonら,前掲)。
【0240】
種々の実験からのエロンガーゼ活性の結果を図10Aおよび10Bに示す。ホホバKCSは長鎖一価不飽和脂肪酸18:1n−9を20:1n−9に伸長させる。エム・アルピナ(M.alpina)エロンガーゼ(MAELO)とエス・セレビシエ(S.cerevisiae)ELO2およびELO3との間のアミノ酸相同性は、これらの遺伝子にコードされるタンパク質が、同様の基質特異性を有しうることを示唆した。エム・アルピナ(M.alpina)エロンガーゼの活性、すなわち、長鎖一価不飽和および飽和脂肪酸の伸長(MAELO)は、18:1n−9から20−1n−9への変換において認められ、また、24:0の合成においても認められる。対照株334(pYX242)は、非常に僅かにしか検出されない又は全く検出されない量の20:1および24:0を有する(図10Aを参照されたい)。エム・アルピナ(M.alpina)エロンガーゼ(MAELO)はまた、少なくとも1つのPUFAに作用し、18:3n−6(GLA)を20:3n−6(DGLA)に変換する。全脂質中の20:3n−6の割合(%)は、エム・アルピナ(M.alpina)エロンガーゼ(MAELO)cDNAを有する株334(pRAE−5)および334(pRAE−6)においては、対照334(pYX242)の場合より高い。産生した20:3n−6の割合(%)は334(pYX242)では0.092%であったのに対して、334(pRAE−5)では0.324%、334(pRAE−6)では0.269%であった(図10Aおよび10Bの括弧内に示されている)。脂肪酸プロフィールにおけるこの相違は、産生した20:3n−6の全量においても認められる。334(pYX242)によっては僅か0.226μgの20:3n−6が産生されたに過ぎなかったのに対して、334(pRAE−5)および334(pRAE−6)は2.504μgの20:3n−6および1.006μgの20:3n−6を産生した。また、基質を加えない場合には、20:3n−6のレベルは検出不可能である。
【0241】
20:3n−6がエム・アルピナ(M.alpina)エロンガーゼ(MAELO)により産生されたら、Δ5−デサチュラーゼが、所望の発現系においてそれをAAに変換しうる。この仮定を試験するために。構築物pRAE−5およびpCGR−4(Δ5−デサチュラーゼ含有プラスミド)をエス・セレビシエ(S.cerevisiae)334内に同時形質転換し、AA産生に関してスクリーニングした。使用した基質は25μM GLA(18:3n−6)であった。エム・アルピナ(M.alpina)エロンガーゼ(MAELO)が酵母において活性である場合には、該基質はDGLA(20:3n−6)に変換され、それはΔ5−デサチュラーゼによりAA(20:4n−6)に変換されるであろう。図11の結果は、AAの産生、したがってエム・アルピナ(M.alpina)エロンガーゼ(MAELO)の活性を証明している。
【0242】
酵母において該エロンガーゼと共にΔ5−、Δ6−およびΔ12−デサチュラーゼが発現されると、脂肪酸を外的に供給しなくても、AAの産生(図1を参照されたい)が生じるはずである。
【0243】
実施例IV
パン酵母におけるエム・アルピナ エロンガーゼcDNA MAELOとエス・セレビシエ エロンガーゼELO2との発現の比較
制限部位(下線部)BamHIおよびHindIIIを含むそれぞれプライマーRO514(5’−GGC TAT GGA TCC ATG AAT TCA CTC GTT ACT CAA TAT G−3’)およびRO515(5’−CCT GCC AAG CTT TTA CCT TTT TCT TCT GTG TTG AG−3’)を使用して、該酵母エロンガーゼをコードするELO2遺伝子をエス・セレビシエ(S.cerevisiae)ゲノムライブラリー(Origene,Rockville,MD)からクローニングした。該ELO2遺伝子をベクターpYX242内にBamHIおよびHindIII部位においてクローニングし(pRELOと称される)、エス・セレビシエ(S.cerevisiae)宿主334(Hovelandら,前掲)内に形質転換し、PUFAエロンガーゼ活性に関してスクリーニングした。該PUFAエロンガーゼ活性を比較するために、該ベクタープラスミドを陰性対照として使用し、334(pRAE−5)を増殖させた。該培養は、既に記載されているとおりに成長させた。この場合、該培地中にはガラクトースは存在させず、基質として25μM GLAを加えた。図12に示されているとおり、334(pRAE−5)により産生(18:3n−6またはGLAから伸長)された20:3n−6またはDGLAの量は、未改変ベクターpYX242を含有する陰性対照の約4倍であり、334(pRELO−1)および334(pRELO−2)は該陰性対照の僅か2倍であった。さらに、産生したDGLAが全脂質に対する割合(%)として表されている場合には(図12の括弧内に示されている)、クローン334(pRELO−1)および334(pRELO−2)はそれぞれ0.153%および0.2%のDGLAを産生し、一方、334(pYX242)は0.185%のDGLAを産生した。したがって、すべてのこれらの株は、比較しうる割合のDGLAを産生した。一方、株334(pRAE−5)は0.279% DGLAを産生した。これは334(pYX242)(陰性対照)に対して50.8%の増加である。これらのデータは、エス・セレビシエ(S.cerevisiae)エロンガーゼ遺伝子ELO2が、酵母において過剰発現された場合でさえも、GLAをDGLAに効果的には伸長させないことを示している。対照334(pYX242)の場合より大量にDGLAが産生されことにより示されるとおり、エム・アルピナ(M.alpina)PUFAエロンガーゼ活性は、この変換に特異的である。
【0244】
実施例V
MAELOを使用する他の起源由来のエロンガーゼの同定
TFastAアルゴリズム(PearsonおよびLipman,前掲)を用いて、クエリー(query)ペプチド配列と、6個の該リーディングフレームのそれぞれにおいて翻訳されたデータベースDNA配列との間の類似性に関して検索する。翻訳されたMAELOとのそれらのアミノ酸類似性の比較に基づき他の潜在的エロンガーゼ配列を同定するために、GCGからのGenEMBLデータベース(6/98)と共に、GCGにおけるTFastA検索のためのクエリー(query)配列として、翻訳されたMAELOを使用した。例えば、図13および14においては、染色体IIIからの2つの異なるシー・エレガンス(C.elegans)配列の翻訳体とMAELOとの間の2つのアライメントが示されている。シー・エレガンス(C.elegans)DNA配列(GenBankアクセッション番号Z68749)はGNS1(ELO2)との類似性を示すと注釈(アノテーション)されており、もう一方のシー・エレガンス(C.elegans)DNA配列(GenBankアクセッション番号U61954)はGNS1およびSUR4(ELO3)の両方に類似していることが認められた。これらは、イントロンをゲノム配列から除去しエキソンを集合させ翻訳したスプライス化DNA断片である。シー・エレガンス(C.elegans)由来の推定PUFAエロンガーゼと翻訳MAELOとの間のアミノ酸同一性の量は約30%である。これは、脂肪酸代謝における共通の機能(例えば、PUFAエロンガーゼ)を示すものであろう。図15は、染色体IIIからの翻訳されたシー・エレガンス(C.elegans)配列(GenBankアクセッション番号AF003134)のもう1つの例である。該DNA配列は、エス・セレビシエ(S.cerevisiae)ELO2に対するDNA相同性を有することが確認された。このDNA配列およびそのアミノ酸翻訳の更なる研究により、翻訳されたMAELOに対する相同性が存在することが確認された。したがって、シー・エレガンス(C.elegans)はPUFAエロンガーゼを含有する可能性がある。
【0245】
図16は、それぞれマウスおよびヒト由来の翻訳DNA配列と翻訳MAELOとのアライメントを示す。マウス配列CIG30(GenBankアクセッション番号U97107)は褐色脂肪組織から単離され、「酵母SUR4タンパク質に類似している」と報告された。図16に示すとおり、該U97107翻訳中のアミノ酸番号130〜152は、該翻訳MAELOに対して高度の類似性を含有する。第4染色体からのヒト配列GenBankアクセッション番号AC004050はHTGS(High Throughput Genome Sequence)からのものであった。この配列も関する注釈(アノテーション)は無かった。しかし、翻訳AC004050は、翻訳MAELOに対して150アミノ酸において28.7%の同一性を有していた。この遺伝子断片は、翻訳MAELOに対するそのアミノ酸類似性に基づけば、ヒトPUFAエロンガーゼの断片でありうる。
【0246】
図17は、翻訳MAELOと哺乳類配列(GenBankアクセッション番号I05465、PCT# WO 88/07577)とのアミノ酸アライメントを示し、これは、この配列の発現から誘導されたタンパク質がグリコシル化抑制因子であることを示している。それらの2つのタンパク質の間のアミノ酸同一性は、PUFAエロンガーゼ活性のような関連した機能が存在しうることを示している。
【0247】
他の翻訳DNA配列のこれらの具体例および翻訳MAELOに対するそれらの相同性は、前記具体例のいずれかが潜在的にPUFAエロンガーゼでありうることを示している。これらの具体例は、考えられうる全てのエロンガーゼを含んでいるわけではない。しかし、データベース検索のためのクエリー(query)配列としてMAELOまたはそのアミノ酸翻訳体を使用することにより、PUFAエロンガーゼ活性を有する他の遺伝子を同定することが可能である。
【0248】
実施例VI
プラークハイブリダイゼーション法を用いるエム・アルピナcDNAライブラリースクリーニング
追加的なPUFAエロンガーゼ遺伝子をエム・アルピナ(M.alpina)から単離するために、通常のプラークハイブリダイゼーション法を用いて、ラムダベクター中に作製されたエム・アルピナ(M.alpina)cDNAライブラリーをスクリーニングした。該DNAプローブは、MAELOヌクレオチド配列に基づき作製し、それを使用して、λZiploxベクター(Knutzonら,J.Biol.Chem.273:29360−29366(1998))中に作製されたM7+8 エム・アルピナ(M.alpina)cDNAライブラリーをスクリーニングした。
【0249】
該ライブラリーをスクリーニングするためのDNAプローブを作製するために、MAELO cDNAをNspIおよびPvuI制限エンドヌクレアーゼで消化した。約300bpの平均サイズを有する3つの小さなDNA断片を得、プローブとして使用した。断片化MAELO cDNAの混合物を使用する根拠は、エム・アルピナ(M.alpina)中に存在する種々のPUFAエロンガーゼ間で保存されたアミノ酸配列中に共通の領域またはドメインが存在しうるという仮定に基づいていた。MAELO DNAプローブを使用して、標準的なプロトコール(Sambrookら,Molecular Cloning,第2版,Cold Spring Harbor,1989)に従うプラークハイブリダイゼーション技術により、該cDNAライブラリーをスクリーニングした。
【0250】
簡単に説明すると、50,000個の一次クローンをプレーティングし、ナイロンメンブレンにトランスファーした。該メンブレンを変性させ、20% ホルムアミド、0.2% PVP、BSA、フィコール(Ficoll)、0.1% SDSおよび0.5M NaClを含有するハイブリダイゼーションバッファー中、アルファ32P−dCTP標識MAELO DNAプローブで一晩ハイブリダイズさせた。該フィルターを0.5×SSCで37℃で洗浄し、オートラジオグラフィーのためにX線フィルムにさらした。この方法を3回繰返した。繰返しハイブリダイズした4個のクローン(F1、F2、F3およびF4と称される)を拾い、7% DMSOを含有するSMバッファー(Sambrookら,前掲)に懸濁させた。
【0251】
各候補体の最大のオープンリーディングフレームを酵母発現ベクターpYX242(Novagen,Inc.,Madison,Wisconsin)内にサブクローニングした。cDNAクローンF1およびF3をpXY242内にEcoRI部位においてサブクローニングし、一方、F2およびF4をNcoI/HindIII部位においてサブクローニングした。各候補体を含有する組換えpXY242を、酵母内での発現のためにSC334(Hovelandら,前掲)内に形質転換した。該エロンガーゼ活性および基質特異性を測定するために、各cDNAクローンを含有するSC334を、実施例IIIに記載のとおりに25μMのGLA基質の存在下、ロイシンを欠く最少培地中で増殖させた。該脂肪酸分析は、Knutzonら(J.Biol.Chem.273:29360−29366(1998))に記載されているとおりに行った。結果が示しているとおり、これらの4つのcDNAクローンはいずれも、GLAからDGLAへの変換における有意な活性を何ら示さなかった。したがって、該ハイブリダイゼーションアプローチは、追加的なPUFAの同定において不成功に終わったようであった。
【0252】
実施例VII
酵母におけるエム・アルピナの直接的cDNA発現ライブラリーの構築
MAELO以外のPUFAエロンガーゼ遺伝子を同定するために、異なるアプローチを採用してエム・アルピナ(M.alpina)cDNAライブラリーをスクリーニングした。特に、パン酵母は、それぞれのデサチュラーゼおよびエロンガーゼを有さないことから長鎖PUFAを産生し得ないため、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)においてエム・アルピナ(M.alpina)の発現cDNAライブラリーを構築することを試みた。エス・セレビシエ(S.cerevisiae)におけるcDNAライブラリーの発現には、GAL1プロモーターを含有するベクターpYES2(Novagen,Inc.,Madison,Wisconsin)を選択した。
【0253】
連結DNA混合物の直接的なエレクトロポレーションによる形質転換効率は、精製されたスーパーコイルプラスミドDNAの効率と比較して非常に低いため、cDNAライブラリーを作製する通常の方法(すなわち、宿主細胞内へのcDNA/ベクター連結DNA混合物の形質転換)は酵母においては困難である。しかし、この方法の大きな利点は、該ライブラリーが大腸菌(E.coli)内で中間体として作製される場合に生じる一次クローンの増幅の回避にある。スクリーニングされるコロニー数における制限のため、まず、cDNA/ベクター連結混合物を使用する種々のエス・セレビシエ(S.cerevisiae)株における形質転換の効率を最適化することに決めた。最良の結果は、エス・セレビシエ(S.cerevisiae)株SC334(Hovelandら,前掲)において連結DNA 1μg当たり4〜5×10個の形質転換体の収量と共に得られた。
【0254】
直接的なエム・アルピナ(M.alpina)cDNA発現ライブラリーを作製するために、全RNAを該真菌から単離した。エム・アルピナ(M.alpina)真菌(ATCC # 32221)をコーンミール寒天(Difco Laboratories,Detroit,MI)上に蒔いて培養し、室温で3〜4日間増殖させた。真菌の増殖が視覚的に認められたら、それを50mlのポテトデキストロースブロス中に播種し、非常にゆっくり室温で振とうして胞子を形成させた。胞子が視覚的に認められたら、該50ml培養をポテトデキストロースの1リットル培養中に播種し、胞子を72時間成長させた。滅菌ガーゼで濾過した後、後のRNA抽出のために該細胞を直ちに液体窒素中に凍結した。ホットフェノール/LiCl抽出法(Sambrookら,前掲)を用いて、36gの細胞ペレットから全RNAを調製した。該細胞ペレットを、10mM EDTA、1% SDSおよび200mM 酢酸ナトリウム(pH4.8)溶液中でホモジナイズした。フェノールおよびクロロホルムを該ホモジネートに加え、該水層を抽出した。該水層をフェノールおよびクロロホルムで、もう一度逆抽出した。ついで等容積の4M 塩化リチウムを加えた。該サンプルを氷上で3時間エタノール沈殿させ、遠心分離によりペレットを得た。該RNAペレットを70% エタノールで洗浄し、DEPC処理水に再懸濁させた。全RNAを分光光度法により定量し、28Sおよび18Sリボソームバンドの存在を確認するために、アガロースゲル電気泳動により可視化した。36グラムの細胞ペレットから約15mgの全RNAを得た。
【0255】
該ライブラリーは、標準的なプロトコール(Sambrookら,Molecular Cloning,第2版,Cold Spring Harbor,1989)に従い構築した。オリゴdTセルロースアフィニティー精製を用いて、全RNAからメッセンジャーRNAを調製した。AMV逆転写酵素を使用して、XhoI制限部位を含有するオリゴdTプライマーでメッセンジャーRNAを逆転写した。第1鎖cDNAの合成の後、大腸菌(E.coli)DNAポリメラーゼ、大腸菌(E.coli)DNAリガーゼおよびRNアーゼHを加えることにより第2鎖のcDNAを合成した。
【0256】
該EcoRIアダプターをT4 DNAリガーゼにより平滑末端化cDNA内に連結した。該cDNAサンプルを、T4ポリヌクレオチドキナーゼを使用してリン酸化し、XhoIで消化し、カラムバッファーで希釈し、Sephacryl S−400カラムに通した。該DNAサンプルを高塩バッファーにより溶出した。400〜5,000bpのDNAを含有するサンプルをプールし、pYES2ベクター(Invitrogen Corp.,Carlsbad,CA)内への連結に使用した。T4 DNAリガーゼを使用して、該cDNAをEcoRI/XhoI消化pYES2ベクター内に連結した。酵母の直接形質転換には大量の該連結DNA(2〜3μg)が要求されるため、大規模な連結反応を行った。
【0257】
cDNA/pYES2連結混合物で直接的に酵母細胞を形質転換するために、LiAc TRAFO法(Gietzら,Mol.Cell.Biol,5:255−269,1995)を用いてコンピテントSC334細胞を調製した。簡単に説明すると、該プレートからのSC334の新鮮培養を50mlのYPD培地内に播種した。OD600で1.0に達するまで、該培養を振とうしながら30℃で成長させた。30mlのこの出発物を300mlのYPD液体培地内に播種し、該培養の細胞数が3〜5×10細胞/mlに達するまで(約3〜4時間)、振とうしながらインキュベートした。該細胞を回収し、無菌水で洗浄した。該全細胞ペレットを1.5mlの新鮮に調製された1×TE/LiAc(0.1M LiAc)に再懸濁した。これらの細胞を直ちに該形質転換に使用した。
【0258】
750μlのコンピテントSC334細胞を15mlのファルコンチューブ内に分注した。約2μgのcDNA/pYES2連結DNAを担体DNAと共に該細胞に加え、穏やかに混合した。3mlの無菌40% PEG/LiAcを該細胞に加え、穏やか且つ十分に混合した。該細胞を振とうしながら30℃で30分間インキュベートし、ついで42℃で15分間にわたり熱ショックを与えた。該細胞を冷却し、ペレット化し、5mlの1×TEに再懸濁した。100μl アリコートの前記細胞を、ウラシルを欠く50個の150mm 選択寒天プレート(Ausubelら,前掲)上にプレーティングし、30℃で3日間にわたりインキュベートした。合計8×10個の一次クローンを得た。5個のコロニーを、ウラシルを欠く1ml 最少培地(Ausubelら,前掲)中にプールし、グリセロールを加えてストックを調製した。スクリーニング用に合計5,000個のプールを作製した。
【0259】
実施例VIII
酵母におけるMAD(エム・アルピナ直接)スクリーニング
該ライブラリー中のcDNAの平均サイズを測定することにより、該ライブラリーの質を分析した。該ライブラリーのスクリーニングは該cDNAの発現に基づくものであったため、該ライブラリー中に存在するcDNAの平均サイズを測定することが重要であった。関心のある完全長cDNAを単離するためには、最長cDNAを含有する発現ライブラリーが最適な選択肢であろう。この目的のために、実施例VIIに記載のとおりに、ランダムに選択されたプールを選択寒天プレート上にプレーティングして、個々のコロニーを得た。40個の異なる酵母コロニーをランダムに拾い、各コロニーを、ウラシルを欠く5mlの選択液体培地(実施例VIIに記載のとおり)内に播種し、振とうしながら30℃で24時間にわたり成長させた。以下のとおりに適合させたビーズ・ビーティング(bead beating)法(Hoffmanら,Gene 57:267(1987))により、これらのコロニーからプラスミドDNAを抽出した。
【0260】
5mlの培養からのペレットを0.5mlの100mM NaCl、10mM Tris(pH8.0)、1mM EDTAおよび0.1% SDS溶液中で細胞溶解した。等容積の無菌0.5mm ガラスビーズを加え、手動で3分間ボルテックスした。200μlのその同じバッファーを加え、該混合物を更に1分間ボルテックスした。該サンプルを高速で2分間遠心分離し、ついで細胞質抽出物を新たなチューブに移した。等容積のフェノール/CHClを該サンプルに加え、ボルテックスし、更に2分間遠心分離した。該水層を2回再抽出し、0.3M 酢酸ナトリウムおよび約2.5容積のエタノールで−20℃で30分間沈殿させた。該沈殿物を70% エタノールで洗浄し、水に再懸濁した。RNAおよび有りうるタンパク質混入物を除去するために、QIAprep Spin Miniprep Kitを製造業者のプロトコール(Qiagen Inc.,Valencia,CA)に従い使用して、40個の異なるサンプルから単離されたプラスミドDNAを更に精製した。ついで該プラスミドDNAサンプルをEcoRIおよびXhoI制限エンドヌクレアーゼで制限酵素処理して該cDNA断片を遊離させ、該消化物を1% アガロースゲル上で分析した。結果は、該直接ライブラリーのcDNAの大多数が0.8Kb〜1.5Kbの様々な長さであることを示した。
【0261】
該ライブラリーをスクリーニングするために、該グリセロールストックを融解し、約0.5mlを、ウラシルを欠く5mlの液体選択培地(Ausubelら,前掲)に加え、30℃で24時間成長させた。ついで該培養を、2% ガラクトースおよび25μM GLA(該エロンガーゼ酵素の基質)と共にウラシルを欠く50mlの液体選択培地に25℃で24時間移し振とうした。各誘導培養の細胞ペレット中の脂質含量のGC−FAME分析を、既に記載されているとおり(Knutzonら,前掲)に行った。MAELO(ロイシンを欠く選択培地中で増殖させたpXY242中のpRAE−5)を、各バッチ実施における陽性対照として使用した。MAELOは、一貫して、1.5%のGLAをDGLAに変換することができた(実施例IIIを参照されたい)。
【0262】
実施例IX
潜在的PUFAエロンガーゼをコードするcDNAの同定
実施例VIIIに記載のとおりにGC−FAME分析により約750個のプールをスクリーニングし分析した後、5個のコロニーのプール1個(すなわち、MAD708)は、GLAからDGLAへの変換における有意な酵素活性を有しているらしかった。この活性は、DGLA/GLA比率に関してエム・アルピナ(M.alpina)エロンガーゼ活性(MAELO)より約5倍高いことが判明した(図19)。該初期知見を確認するために、このプールを同一アッセイ条件下で再び試験した。該反復実験は、GLAからDGLAへの9.5%の変換を示し、この場合も、エム・アルピナ(M.alpina)エロンガーゼ活性(MAELO)より約5倍高かった。これらの結果は、該MAD708プールが、基質としてのGLAに特異的なエロンガーゼ候補を含有することを強く示した。MAD708は5個の異なるクローンのプールであったため、このプールから、エロンガーゼ活性をコードする個々のcDNAクローンを単離することが必要であった。これを行うために、元のMAD708グリセロールストックを、ウラシルを欠く選択培地寒天プレート(Ausubelら,前掲)上にプレーティングした。30個のコロニーを拾い、GLAの存在下、実施例VIIIに既に記載されているとおり、2% ガラクトースを含有しウラシルを欠く液体選択培地中で成長させた。ついで、各培養から得た細胞ペレットを、334(pRAE−5)(pYX242中のMAELO)の陽性対照と共に脂肪GC−FAME分析(Knutzonら,前掲)に付した。酵母におけるMAD708発現プールからの30個のクローンからの脂肪酸分析が示すとおり、30個中5個のクローンがGLAからDGLAへの変換におけるエロンガーゼ活性を示した。該活性クローンMAD708−2、MAD708−10、MAD708−18、MAD708−19およびMAD708−30の脂肪酸プロフィールを図20に示す。この図に示すとおり、MAD708−2、10および30は、最も大量のDGLAを産生し、それはMAELO(pRAE−5)の約25倍以上に相当した。これらの3つは、41%〜49%の範囲のGLAをDGLAに変換した。他のクローンMAD708−18およびMAD708−19は、それぞれ8%および21%のGLAをDGLAに変換した。すべてのMAD708クローンは、MAELOをコードするエロンガーゼの場合(3.4%)より高い割合のGLAをDGLAに変換した。
【0263】
実施例X
エロンガーゼをコードするcDNAの特徴づけ
実施例VIIIに記載のとおり、ビーズ・ビーティング法により、有意なGLA特異的エロンガーゼ活性を示すSC334酵母クローン(MAD708プール)からプラスミドDNAを抽出した。該cDNAインサートのサイズを測定するために、陽性エロンガーゼクローンから得た各プラスミドDNAを鋳型として使用して、PCRを行った。フォワードプライマーRO541(5’−GAC TAC TAG CAG CTG TAA TAC−3’)およびリバースプライマーRO540(5’−GTG AAT GTA AGC GTG ACA TAA−3’)はpYES2ベクターのマルチクローニング部位中に存在し、それらを使用して、EcoRIおよびXhoI部位内のcDNAインサートを増幅した。4μlのプラスミドDNA、50pmolの各プライマー、5μlの10×バッファー、1μlの10μM PCRヌクレオチド混合物(Boehringer Mannheim Corp.,Indianapolis,IN)および0.5μlのHigh Five Taqポリメラーゼ(Boehringer Mannheim Corp.,Indianapolis,IN)を含有する50μlの容積中で、PCR反応を行った。該増幅は以下のとおりに行った:94℃で2分間の変性、ついで94℃で1分間、55℃で2分間および72℃で3分間の30サイクル、ならびに該増幅の最後に72℃で7分間の伸長。1% アガロースゲル上でのPCR増幅産物の分析は、該エロンガーゼcDNAのサイズが約1.0〜1.2Kbであることを示した。潜在的エロンガーゼcDNAを含有するプラスミドDNAを、pRPB2、pRPB10、pRPB18、pRPB19およびpRPB30と命名した。該cDNAライブラリーはpYESベクター中でEcoRIおよびXhoI部位において作製されたため、前記プラスミドをEcoRIおよびXhoIで消化することにより、各プラスミド中に存在するcDNAのサイズを更に確認した。
【0264】
酵母から単離したプラスミドDNAを、該cDNAクローンの長期保存およびDNA配列決定のために、大腸菌(E.coli)内で再増幅した。大腸菌(E.coli)TOP10(Invitrogen Corp.,Carlsbad,CA)細胞を、該製造業者のプロトコールに従い、pRPB組換えプラスミドで形質転換した。各プラスミドDNAから得た形質転換体を、アンピシリン(50μg/ml)を含有するLB中に播種し、振とうしながら37℃で一晩増殖させた。QIAprep Spin Miniprep(Qiagen Inc.,Valencia,CA)を該製造業者のプロトコールに従い使用して、これらの培養からプラスミドDNAを単離した。ついで該精製プラスミドDNAを、5’および3’の両末端からの配列決定に使用した。該DNA配列決定は、373A Stretch ABI自動DNAシークエンサー(Perkin Elmer,Foster City,CA)を該製造業者のプロトコールに従い使用して行った。配列決定に使用したプライマーは、pYESベクターのマルチクローニング部位中に含有されたフォワードプライマーRO541(5’−GAT TAC TAG CAG CTG TAA TAC−3’)およびリバースプライマーRO540(5’−GTG AAT GTA AGC GTG ACA TAA−3’)であった。得られたヌクレオチド配列を、分析のためにSequencherソフトウェアプログラム(Gnen Codes Corporation Ann Arbor,MI)に移した。該DNA配列分析は、全5個のエロンガーゼcDNAが、301ヌクレオチドの共通の重複を有する同一ヌクレオチド配列を含有することを示した。各DNA配列は、5’末端の開始位置に推定開始部位を、そして3’部位の末端にポリA尾部と共に終結コドンを含有する。該DNA配列を更に確認するために、内部フォワードプライマーRO728(5’−GAG ACT TTG AGC GGT TCG−3’)およびRO730(5’−TCT CTG CTG CGT TGA ACT CG−3’)、ならびにリバースプライマーRO729(5’−AAA GCT CTT GAC CTC GAA C−3’)およびRO731(5’−AAC TTG ATG AAC GAC ACG TG−3’)を該cDNA内で設計し、pRPB2の配列決定にそれらを使用した。なぜなら、この候補体は、最高のエロンガーゼ活性を有していたからである。該全ヌクレオチド配列をSequencherプログラムにより分析し(図21)、pRPB2中の全cDNA配列から推定された最長のオープンリーディングフレームは957bp長であるらしかった(図22)。ついで該推定オープンリーディングフレームを対応アミノ酸配列に翻訳し、該推定配列を図23に示す。エム・アルピナ(M.alpina)から同定されたcDNA(pRPB2)にコードされるエロンガーゼは、翻訳MAELOとほぼ同じサイズである318アミノ酸長のタンパク質であるらしい。この新規エロンガーゼcDNAを「GLELO」と命名し、それがコードするタンパク質を「GLAエロンガーゼ」と命名した。
【0265】
プラスミドDNA pRPB2は、ブダペスト条約の条項に基づきAmerican Type Culture Collection,10801 University Boulevard,Manassas,Virginia 20110−2209に1999年7月22日に寄託されている。それにはATCC寄託番号PTA−402が付与されている。
【0266】
実施例XI
GLAエロンガーゼ(GLELO)の生化学的特徴づけ
A.GLAエロンガーゼ活性の確認
pRPB2組換えプラスミドにコードされるGLAエロンガーゼの活性を更に確認するために、pRPB2プラスミドを含有する酵母クローンSC334について、エロンガーゼ活性のスクリーニングを繰返した。この実験を行ったのは、一貫した脂質抽出を確認するため及び4個の独立した実験を平均することによりGLAエロンガーゼの活性を検出するためでもあった。pRPB2を含有するエス・セレビシエ(S.cerevisiae)334グリセロールストックを、ウラシルを欠く最少培地寒天プレート上にプレーティングした。個々のコロニーをランダムに拾い、ウラシルを欠く最少培地中で成長させた(実施例VIIIに記載のとおり)。それらの4個の独立した培養を一緒にし、5ml アリコートを、4個の別々の50ml 培養のための播種物として使用した。ついで該培養をGLAの存在下で成長させ、pYES2を含有するエス・セレビシエ(S.cerevisiae)334の陰性対照と共に脂肪酸分析に付した(実施例VIIIに記載のとおり)。25μM GLAの存在下の334(pRPB2)の4個の独立した培養からの平均エロンガーゼ活性を図24に示す。334(pRPB2)のそれらの4個の独立したサンプルのそれぞれのGLAエロンガーゼ活性は、62%のGLAからDGLAへの平均変換率に符合しているらしかった。
【0267】
B.GLAエロンガーゼのGLELO基質特異性の測定
GLAエロンガーゼの基質特異性を分析するために、GLA以外の種々の脂肪酸基質(例えば、SA(18:0)、OA(18:1)、LA(18:2n−6)、AA(20:4n−6)、ADA(22:4n−6)、ALA(18:3n−3)、STA(18:4n−3)およびEPA(20:5n−3))で334(pRPB2)の培養を試験した。同一アッセイ条件下、該エロンガーゼ酵素により利用された唯一の他の基質は、n−3経路からの脂肪酸であるSTAであった。GLAエロンガーゼは73%のSTAを20:4n−3に変換することができた(図25)。これらの実験から、GLAエロンガーゼは、GLAおよびSTAの両方に対する基質特異性を有すると結論づけることができ、このことは、それがn−6およびn−3の両方の経路に沿ったエロンガーゼ活性を有することを示している。
【0268】
C.酵母における真菌GLELOおよびΔ5−デサチュラーゼ遺伝子の共発現
DGLA(20:3n−6)がGLAエロンガーゼにより産生されたら、所望の共発現系においてΔ5−デサチュラーゼがそれをAA(20:4n−6)に変換しうる。図1に示されているこのスキームは、エス・セレビシエ(S.cerevisiae)334をプラスミドpRPB2およびpRPE31(EcoRI部位においてクローニングされたΔ5−デサチュラーゼcDNA(図18)を含有する組換えプラスミドpYX242)で同時形質転換することにより試験されうる。該同時形質転換酵母培養を25μM GLAで補足し、AAの合成に関して分析した。エロンガーゼおよびΔ5−デサチュラーゼの両方の酵素が発現されれば、該GLA基質はDGLAに変換され、ついでこれはAAに変換されるであろう。図26Aに示す結果は、GLA基質に対するGLAエロンガーゼおよびΔ5−デサチュラーゼの逐次的作用が、平均して27%のGLAをAAに変換したことを示している。したがって、GLAエロンガーゼは、n−6 PUFA合成経路内の他の酵素と共に作用して所望の脂肪酸を産生する能力を有する。
【0269】
前記変換がn−3経路においても当てはまるか否かを判定するために、同様の共発現実験を25μM STAの存在下で行った。この場合も、両方の酵素が発現されれば、該STA基質は20;4n−3に変換され、ついでこれはΔ5−デサチュラーゼによりEPA(20:5n−3)に変換されるであろう。図26Bは、EPAの産生(約40%)が観察された結果を示す。この場合にも、GLAエロンガーゼは、それがn−3経路内のΔ5−デサチュラーゼと共に作用して所望の脂肪酸を産生する能力を示している。
【0270】
実施例XII
GLELOと他の真菌エロンガーゼとの配列比較
GLELO配列を公知タンパク質配列と比較するために、GCGの配列解析パッケージ(実施例Iを参照されたい)を使用した。GLELOオープンリーディングフレームのヌクレオチド配列を、まず、アミノ酸配列に翻訳し、それをクエリー(query)配列として使用して、FastAアルゴリズム(実施例Iを参照されたい)を使用してSwissprotデータベース(実施例Iを参照されたい)を検索した。アミノ酸配列類似性に基づけば、最良のマッチは、189アミノ酸の重複において33.9%の同一性を有するエス・セレビシエ(S.cerevisiae)YJT6(未知アノテーションを有するEST)、295アミノ酸の重複において25.8%の同一性を有するエス・セレビシエ(S.cerevisiae)ELO2(GNS1)、および313アミノ酸の重複において25.2%の同一性を有するエス・セレビシエ(S.cerevisiae)ELO3(SUR4)で見出された。GLELOとMAELOとのFastAアライメントは、275アミノ酸において30.9%の同一性を示した(図27)。GCG Pileupプログラムは、進行的ペアワイズアライメントを用いて関連配列群からマルチプル(複数)配列アライメントを生成し(実施例Iを参照されたい)、前記のエロンガーゼで使用された。そのPileupの結果は、それらのエロンガーゼ間には、下線で示された推定ヒスチジンボックス(Knutzonら,J.Biol.Chem. 273:29360−29366,1998)(図28)を含む多数の保存領域が存在することを示している。したがって、GLELOはMAELOに対して類似性を有するが、それらがコードするエロンガーゼにおける相違は恐らく、それらの基質優先性(substrate preference)によるものであろう。GLAエロンガーゼは、エム・アルピナ(M.alpina)エロンガーゼより高い割合のGLAをDGLAに変換しうる。さらに、エス・セレビシエ(S.cerevisiae)におけるMAELO発現は、GLAからDGLAへの伸長に加えて、飽和および一価不飽和脂肪酸の伸長を示した(実施例IIIを参照されたい)。
【0271】
実施例XIII
哺乳類におけるエム・アルピナMAELOホモログの同定
MAELO翻訳配列を使用して、Abbott Laboratories,100 Abbott Park Rd.、Abbott Park、Illinois 60064のUnified Human Transcript Databaseを検索した。このデータベースは、「クエリー(query)配列がタンパク質であるかDNAであるかにかかわらず入手可能な配列データベースのすべてを探るために設計された一組の類似性検索プログラムである」Basic Local Alignment Search Tool(BLAST)(Altschulら,Nuc.Acids Res.25:3389−3402(1997))を使用して検索した。特に、tblastnアルゴリズムを使用した(すなわち、6個のリーディングフレームにおいて翻訳されたヌクレオチドデータベースに対するタンパク質クエリー(query)検索)。Unified Human Transcript Database中のコンティグ(CC)配列は、一定の配列相同性に基づき一緒にクラスター化され配列重複性に基づき集められたESTのIncyte LIFESEQ(商標)データベース(Incyte Pharmaceuticals,Inc.,3174 Porter Drive,Palo Alto,CA 94304)から及びパブリックドメインから誘導された発現配列タグ(EST)cDNA群を代表するコンセンサス配列である。このデータベースからの2つの配列、すなわち、CC06728R1およびCC1484548T1は、該翻訳MAELO配列に対して、それぞれ242アミノ酸の重複において28%の同一性を、そして266アミノ酸の重複において28.6%の同一性を有していた。それらの2つの誘導され編集された配列は、それぞれhs1およびhs2と称され、GCGの配列解析ソフトウェアパッケージ(実施例Iを参照されたい)にコピーされた。図29および30にそれぞれ示すとおり、該翻訳MAELO配列を、翻訳HS1(242アミノ酸において28.5%の同一性)およびHS2(266アミノ酸において28.2%の同一性)cDNA配列に対して、FastAアルゴリズムを使用してアラインさせた。HS1 cDNAヌクレオチド配列はまた、I05465ヌクレオチド配列(実施例Vを参照されたい)に対して844bpにおいて86.9%の同一性を示した。該翻訳HS2 cDNA配列は、アクセッション番号W74824を有するGenBankからのアミノ酸配列(公開されたPCT出願WO9839448を参照されたい)に対して100%の同一性を有していた。
【0272】
AC004050(TFastA検索において同定されたヒト配列;実施例Vを参照されたい)から翻訳された28アミノ酸の配列(DTIFIILRKQKLIFLHWYHHITVLLYSW)と共にtblastを使用してデータベース検索を行うために、The National Center for Biotechnology Information(NCBI http://www.ncbi.nlm.nih.gov/)を用いた。このアミノ酸配列はヒスチジンボックス(下線部)を含有し、これは、デサチュラーゼ(Knutzonら,前掲)ならびに両方のPUFAエロンガーゼ、MAELOおよびGLELOの顕著なモチーフを有する(図28を参照されたい)。実施例Vに既に示されている翻訳マウス配列(GenBankアクセッション番号U97107)および翻訳シー・エレガンス(C.elegans)配列(GenBankアクセッション番号U41011)は、この28アミノ酸のクエリー(query)配列に対して最高のマッチを有していた。翻訳U41011をクエリー(query)配列として使用して、tblastnで該NCBIマウスESTデータベースを再び検索した。追加的なマウス配列が同定され(GenBankアクセッション番号AF014033.1)、「脂肪酸伸長に関与していると推定される」と注釈された。より長い3つの配列(GenBankアクセッション番号AA591034,AA189549およびAA839346)が、翻訳AF014033.1でのマウスESTデータベースのtblastn検索により同定され、mm2と称される1つの配列に合体された。翻訳mm2およびMAELOのFastAアライメント(実施例Iを参照されたい)を図31に示す。もう1つの関連しているが同一ではないマウス配列(GenBankアクセッション番号AI225632)も、AF014033.1でマウスESTデータベースのtblastn検索において同定された。翻訳AI225632とMAELOとのFastAアライメントを図32に示す。翻訳MAELOに対する翻訳MM2およびAI225632の両方の同一性(%)は、それぞれ191および115アミノ酸の重複において30.4%であった。これらの2つの翻訳マウス配列と翻訳MAELOとのアミノ酸同一性のレベルは、それらがPUFAエロンガーゼの推定ホモログであることを証明している。
【0273】
実施例XIV
哺乳類におけるエム・アルピナGLELOホモログの同定
6個のリーディングフレームのそれぞれにおいて翻訳されたデータベースDNA配列に対してタンパク質配列を比較するTFastAアルゴリズムを、クエリー(query)配列としての翻訳GLELOと共に使用した。他の潜在的エロンガーゼ配列を翻訳GLELOに対するそれらのアミノ酸類似性に基づき同定するために、GCGからのGenEMBLデータベースを使用した。3つのヒト配列が、該GLELOアミノ酸配列に対してマッチを有することが判明した。これらの配列は、GenBankアクセッション番号1)AI815960、2)AL034374および3)AC004050を有する。ホモ・サピエン(Homo sapien)EST配列であるAI815960は、翻訳GLELOに対して144アミノ酸の重複において40.3%の同一性を有する(図33を参照されたい)。第VI染色体由来のヒトゲノム配列AL034374の翻訳領域は、翻訳GLELOに対して60アミノ酸の重複において46.7%の同一性を有する。AL034374におけるこの相同領域は、翻訳MAELOに対する相同性を有することが示されたHS1アミノ酸配列の一部であるらしかった(実施例XIIIを参照されたい)。したがって、HS1配列は、MAELO(図29を参照されたい)およびGLELO(図34を参照されたい)の両方に対して類似性を有する。第IV染色体由来のヒトゲノム配列AC004050の翻訳領域は、翻訳GLELOに対して89アミノ酸の重複において34.8%の同一性を有する(図35を参照されたい)。GLELOとこれらのヒト配列との間のアミノ酸同一性は、これらのヒト配列由来のタンパク質がPUFAエロンガーゼ活性のような関連機能を有しうることを示している。
【0274】
GLELOに類似したマウスcDNAを同定するために、翻訳GLELOをクエリー(query)配列として使用してGenEMBLデータベースでTFastA検索を行った。該TFastA検索から、翻訳GLELOに対して最高のマッチを有する以下の3つのマウス配列(GenBankアクセッション番号1)AF104033、2)AI595258および3)U97107)が同定された。AF104033は、「酵母ELO3(SUR4)に対して相同性を有する推定脂肪酸エロンガーゼを有するMUELタンパク質」と注釈されており、MM2配列の一部である。該MM2配列は初めはAF104033マウス配列から誘導されたが、全MM2配列は最終的には、更なるマウスESTデータベース検索により得られ、また、翻訳MAELOに対して相同性を有することが示された(実施例XIIIおよび図31を参照されたい)。FastAを使用して、このMM2アミノ酸配列を翻訳GLELO配列とアラインさせると、211アミノ酸の重複において34.6%の同一性が見出され(図36を参照されたい)、このことは、MM2もGLELOに対する相同性を有することを示している。AI595258は、酵母ELO3エロンガーゼに対して5’の類似性を有するマウスcDNAクローンであり、マウスEST cDNA AI225632の一部である。該AI225632マウス配列は、AI595258より長い配列であり、翻訳MAELOに対する類似性を有することが示された(図32を参照されたい)。また、AI225632を該翻訳GLELOとアラインさせた。該FastAアライメントを図37に示す。199アミノ酸の重複において35.3%の同一性が見出されている。第3の配列であるU97107(マウス配列)は、「酵母ELO3(SUR4)遺伝子に類似している」と注釈されていた。U97107に対する翻訳GLELOのFastAアライメントを図38に示す。この場合には、279アミノ酸の重複において23.7%の同一性が見出された。既に、U97107の領域は、FastAアライメントに基づきMAELOに対しても高度の相同性を有することが判明している(実施例Vおよび図16を参照されたい)。
【0275】
前記検索は、MAELOまたはGLELOをクエリー(query)配列として使用することにより、同じヒトおよびマウス配列が得られたことを明らかに示している。
【0276】
実施例XV
他のPUFA産生生物におけるエム・アルピナGLELOおよびMAELOホモログの同定
A)セノラブディティス・エレガンス
シー・エレガンス(C.elegans)の染色体配列から誘導された推定アミノ酸配列(GenBankアクセッション番号U41011)は、GLAエロンガーゼ(GLELO)およびエム・アルピナ(M.alpina)エロンガーゼ(MAELO)の両方に対するアミノ酸類似性を有するマウスMM2推定PUFAエロンガーゼ中に含有される部分配列を同定することができた。したがって、GLELOまたはMAELOのシー・エレガンス(C.elegans)ホモログは該線虫データベース中に存在しうると考えられる。GLELOおよびMAELO配列から誘導された推定アミノ酸配列をクエリー(query)配列として使用して、該線虫データベースを検索した。それぞれシー・エレガンス(C.elegans)ゲノム配列決定プロジェクトまたはESTおよびそれらの対応cDNA配列から得られた推定タンパク質およびcDNAであるwormpep16(blastpはアミノ酸クエリー(query)配列をヌクレオチド配列データベースに対して比較する)およびwormpep 16cDNA(tblastn)データベース上で、BLAST検索(実施例XIII)を行った。これらの配列データはシー・エレガンス(C.elegans)配列決定グループにより得られ、Sanger CentreおよびGenome Sequencing Centerにより共同で行われ、ftp://ftp.sanger.ac.uk/pub/databases/wormpep/から入手可能である。少なくとも7個の推定シー・エレガンス(C.elegans)翻訳配列が、GLELOおよびMAELOの両方の翻訳アミノ酸配列に対するそれらのアミノ酸配列相同性により同定された。該推定アミノ酸配列を含有するそれらのゲノム配列のGenBankアクセッション番号は、Z19154、U68749(2つの推定タンパク質(F56H11.4およびF56H11.3(wormpepアクセッション番号))、U41011、U61954(2つの推定タンパク質(F41H10.7およびF41H10.8(wormpepアクセッション番号))、およびZ81058として認定されている。下線付きのものは、翻訳MAELOをクエリー(query)配列として使用するこれまでの検索において同定された(実施例Vを参照されたい)。一例として、翻訳U68749(F56H11.4)と翻訳GLELOおよびMAELOとのFastAアミノ酸アライメントを図39および40に示す。翻訳U68749(F56H11.4)は、約200アミノ酸の重複においてエム・アルピナ(M.alpina)エロンガーゼおよびGLAエロンガーゼに対して25〜30%の同一性を有する(図39および40を参照されたい)。全7個の翻訳推定シー・エレガンス(C.elegans)cDNAに関しては、翻訳GLELOに対しては、FastAアライメントは200アミノ酸の重複において25〜30%の同一性であり、一方、翻訳MAELOに対しては、該同一性は少なくとも188アミノ酸の重複において26〜34%であった。該アライメント類似性は、エロンガーゼ活性を有するシー・エレガンス(C.elegans)からの潜在的遺伝子を同定するために翻訳GLELOまたはMAELOが使用されうることを示している。
【0277】
B)キイロショウジョウバエ
ゲノム配列U41011(C.elegans)からの翻訳推定cDNAは、NCBI(実施例XIIIを参照されたい)を介した「他のEST」データベースのblastn検索(これはヌクレオチドクエリー(query)配列をヌクレオチドデータベースに対して比較する)におけるキイロショウジョウバエ(Drosophila melanogaster)EST(アクセッション番号AI134173)に対してその最高マッチを有し、重複DNA EST断片(アクセッション番号AI517255)との集合(アッセンブル)がなされた。それらの2つの重複配列から誘導された翻訳DNA断片DM1を、GCG(実施例Iを参照されたい)においてFastAを使用して翻訳GLELOおよびMAELOとアラインさせた(図41および42を参照されたい)。該アライメントは、GLAエロンガーゼに対しては206アミノ酸の重複において27.2%の同一性を、そしてエム・アルピナ(M.alpina)エロンガーゼに対しては237アミノ酸の重複において30%の同一性を示した。したがって、アミノ酸類似性に基づけば、該DM1は、PUFAエロンガーゼ様活性を有するGLELOまたはMAELOの潜在的ホモログでありうる。さらに、データベース検索のためのクエリー(query)配列としてGLELOおよびMAELOのDNA配列を使用して、ショウジョウバエ(Drosophila)からのPUFAエロンガーゼ活性を有するホモログが同定されうる。
【0278】
実施例XVI
ヒトPUFAエロンガーゼホモログのクローニングおよび発現
多数の潜在的PUFAエロンガーゼ配列を、翻訳GLELOおよび/またはMALOに対するそれらのアミノ酸類似性に基づき同定した。本実施例に示すとおり、これらの配列の潜在的エロンガーゼ活性を測定するために、ついで、該完全長タンパク質をコードするcDNAを同定し、クローニングし、発現させる。
【0279】
プライマーRO719(5’−GGT TCT CCC ATG GAA CAT TTT GAT GCA TC−3’)およびRO720(5’−GGT TTC AAA GCT TTG ACT TCA ATC CTT CCG−3’)を推定HS1配列に基づき設計し、それらを使用して、ヒト肝臓Marathon−Ready cDNA(Clontech Laboratories,Inc.,Palo Alto,California)を増幅した。5μlのヒト肝臓Marathon−Ready cDNA、50pmolの各プライマー、1μlの10mM PCRヌクレオチド混合物(Boehringer Mannheim Corp.,Indianapolis,IN)、5μlの10×バッファーおよび1.0UのAdvantage KlenTaq Polymerase Mix(Clontech Laboratories,Inc.,Palo Alto,CA)を含有する50μlの容積中で、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を行った。Perkin Elmer 9600(Norwalk,CT)における加熱サイクル条件は以下のとおりであった。94℃で2分間、ついで94℃で1分間、58℃で2分間、および72℃で3分間30サイクル。PCRの後、72℃で7分間の追加的な伸長サイクルを行った。
【0280】
該PCR増幅産物をゲル上で泳動させ、約960bpの増幅断片をゲル精製し、該断片の末端をT4 DNAポリメラーゼ(Boehringer Mannheim,Corp,Indianapolis,IN)で埋め、pCR平滑ベクター(Invitrogen Corp.,Carlsbad,CA)内に該製造業者のプロトコールに従いクローニングした。該新規プラスミドをpRAE−52と命名し、このクローン中の推定PUFAエロンガーゼcDNAを、ABI 373A Stretch DNA Sequencer(Perkin Elmer,Foster City,CA)を使用して配列決定した。プラスミドpRAE−52中の推定PUFAエロンガーゼcDNAを図43に示し、該翻訳配列を図44に示す。
【0281】
ついでプラスミドpRAE−52からの推定PUFAエロンガーゼcDNAをNcoI/HindIIIで消化し、ゲル精製し、pYX242(NcoI/HindIII)内に連結した。該新規プラスミドをpRAE−58−A1と命名した(プラスミド58−A1は、ブダペスト条約の条項に基づきAmerican Type Culture Collection、10801 University Boulevard,Manassas,VA 20110−2209に1999年8月19日に寄託され、寄託番号PTA−566が付与されている)。
【0282】
該構築物pRAE−58−A1をエス・セレビシエ(S.cerevisiae)334(Hovelandら,前掲)内に形質転換し、エロンガーゼ活性に関してスクリーニングした。該陰性対照株は、pYX242ベクターを含有するエス・セレビシエ(S.cerevisiae)334であった。該培養を、25μMのGLAまたはAAの存在下、選択培地(Ausubelら,前掲)中で30℃で24時間成長させた。この研究においては、それぞれDGLAまたはアドレン酸(ADA,22:4n−6)が、ヒトエロンガーゼ活性の推定産物であった。基質としてGLAを使用した場合には、ヒトエロンガーゼcDNAを含有する酵母細胞は、対照細胞と比較して上昇したレベルのDGLAを含有していた(全脂肪酸に対してそれぞれ2.75%対0.09%)(図45を参照されたい)。AAを基質として使用した場合には、ヒトエロンガーゼcDNAを含有する酵母細胞は、対照細胞と比較して上昇したレベルのADAを含有していた(全脂肪酸に対してそれぞれ無検出対1.21%)。したがって、該ヒトエロンガーゼは、炭素数18および20の両方の鎖長のPUFAをそれらのそれぞれの伸長脂肪酸に変換する。
【0283】
また、ヒトエロンガーゼcDNAを含有する酵母細胞は、該対照株に比べて上昇したレベルの一価不飽和脂肪酸(18:1n−7、20−1n−7、20:1n−9および18:1n−5を含む)を有していた。したがって、これらの結果は、同定されたヒトエロンガーゼがPUFAおよび一価不飽和脂肪酸を基質として利用しうることを示している。したがって、このヒト配列HSELO1およびそれがコードするタンパク質(HSELO1p)は、基質特異性とは独立したエロンガーゼ活性を有する。
【0284】
前記の、本発明ではHSELO1と称されるヒト伸長酵素の基質特異性を更に確認するために、組換え酵母株334(pRAE−58−A1)を、n−6脂肪酸GLA、AA、またはn−3脂肪酸ALA、STAまたはEPAを含有する最少培地中で増殖させた。これらの酵母培養の脂質プロフィールは、GCおよびGC−MSにより調べたところ、それぞれDGLA、ADA、ω3−エイコサトリエン酸(ETrA,C20:3n−3)、ETAおよびDPAの蓄積が存在することを示した(図51)。これらの脂肪酸のレベルは、該pRAE−58−A1配列を含有する株においては全脂肪酸に対してそれぞれ7.29%(DGLA)、6.26%(ADA)、6.15%(ETrA)、10.06%(ETA)および6.66%(DPA)であった。これらは、基質脂肪酸から2炭素原子伸長した産物へのそれぞれ78.3%、42.7%、30.4%、79.2%および71.7%の変換に相当した。
【0285】
また、組換えHSELO1配列を発現する酵母細胞は、該対照細胞と比較して、有意に上昇したレベルのC18:1n−7およびC20:1n−7を、そしてより低い度合ではあるがエイコセン酸(EA,C20:1n−9)を含有していた(図45)。この知見は、該組換えHSELO1タンパク質(HSELO1p)が16または18炭素長の一価不飽和脂肪酸の伸長にも関与しうることを示唆した。この仮定を確認するために、組換え酵母株334(pRAE−58−A1)に25μMの外因性OAを基質として加えた。インキュベーション後、全脂肪酸に対して2.25%のEAの蓄積は、発現されたHSELO1酵素が一価不飽和脂肪酸を伸長させうることを示した(図51)。しかし、組換えHSELO1pによるOAからEAへの変換は僅か8.9%であり、この変換は、それぞれ20.4%および58.1%であるC16:1n−7(からC18:1n−7へ)またはC18:1n−7(からC20:1n−7へ)の内因性変換より有意に低かった。
【0286】
18および20炭素数の脂肪酸からそれぞれの伸長産物への変換に該基質濃度が影響を及ぼすか否かを判定するために、2つの異なる濃度のGLA、AAおよびEPAを調べた(図52)。25μMの基質GLA、AAおよびEPAを外因的に加えた場合、2炭素の伸長により産生された脂肪酸のレベルは、334(pARE−58−A1)のライセート中の全脂肪酸に対してそれぞれ3.95%(DGLA)、2.91%(ADA)および4.82%(DPA)であった。これらは、基質脂肪酸から2炭素原子伸長した産物へのそれぞれ62.4%、27.5%および70.3%の変換に相当した。100μMの基質GLA、AAおよびEPAを加えた場合には、2炭素の伸長により産生した脂肪酸のレベルは、334(pRAE−58−A1)のライセート中の全脂肪酸に対してそれぞれ9.56%(DGLA)、3.90%(ADA)および11.50%(DPA)であった。これらは、該基質脂肪酸から2炭素原子伸長した産物へのそれぞれ39.8%、15.7%および45.7%の変換に相当した。より大量の基質の添加は、より高い割合のそれらの2つの炭素伸長産物を与えたが、通算変換率は少なくとも35%減少した。
【0287】
HSELO1pの基質特異性を更に確認するために、組換え酵母株334(pRAE−58−A1)を、25μMの飽和、一価不飽和またはPUFAを含有する最少培地中で増殖させた。これらの種々の基質の脂質プロフィールは、HSELO1pがパルミチン酸(PA,C16:0)、ステアリン酸(SA,C18:0)、アラキン酸(ARA,C20:0)、ベヘン酸(BA,C22:0)のような飽和脂肪酸の伸長に関与しないことを示した(図53A)。また、HSELO1pは、一価不飽和脂肪酸であるOAおよびEAの伸長にも関与していない。PTAを基質として加えた場合には、全脂肪酸の12.76%はOAであった。しかし、これは、PTAが添加されなかったサンプルと比較して、OAのレベルの増加にはならなかった。なぜなら、OAは、すべてのサンプルにおいて全脂肪酸の25〜31%であったからである。HSELO1pは、n−6 PUFA LA、GLAおよびAAの伸長には関与するが、DGLAまたはADAの伸長には関与しない(図53B)。これらの酵母培養の脂質プロフィールから示されるとおり、それぞれC20:2n−6、DGLAおよびADAの蓄積は存在するが、C22:3n−6またはC24:4n−6の蓄積は存在しない。これらの脂肪酸のレベルは、334(pRAE−58−A1)のライセートの全脂肪酸のそれぞれ0.74%(C20:2n−6)、2.46%(DGLA)および2.14%(ADA)であった。これらは、該基質脂肪酸から2炭素原子伸長した産物へのそれぞれ13.2%、51.4%および27.1%の変換に相当した。また、HSELO1pは、n−3 PUFA ALA、STAおよびEPAの伸長には関与するが、DPAの伸長には関与しない(図53C)。これらの酵母培養の脂質プロフィールは、それぞれETrA、ETAおよびDPAの蓄積は存在するが、C24:5n−3の蓄積は存在しないことを示した。これらの脂肪酸のレベルは、pRAE−58−A1配列を含有する株における全脂肪酸のそれぞれ1.03% (ETrA)、2.24%(ETA)および3.19%(DPA)であった。これらは、基質脂肪酸から2炭素原子伸長した産物へのそれぞれ22.2%、61.9%および39.5%の変換に相当した。すべての結果は、酵母におけるヒト肝臓由来のHSELO1の発現がn−6およびn−3脂肪酸経路における種々の長鎖PUFAの伸長を引き起こすことを証明した。
【0288】
実施例XVII
シー・エレガンスPUFAエロンガーゼのクローニング、発現および特徴づけ
いくつかの推定シー・エレガンス(C.elegans)エロンガーゼを、翻訳GLELOおおびMAELOの両方に対するアミノ酸相同性により同定した。該ヒトcDNA配列の場合と同様、それが実際にPUFAエロンガーゼであるか否かを判定するために、cDNAのクローニングおよび酵母内での発現を用いた。制限酵素部位EcoRIおよびSalI(下線部)を有するそれぞれプライマーRO738(5’−AAT CAG GAA TTC ATG GCT CAG CAT CCG CTC GTT CAA C−3’)およびRO739(5’−CCG CTT GTC GAC TTA GTT GTT CTT CTT CTT TGG CAC−3’)は、ゲノム配列U68749(wormpep cDNAアクセッション番号F56H11.4)に含有される推定cDNA配列に基づくものであった。250ngの切り出されたシー・エレガンス(C.elegans)ライブラリーcDNA(OriGene Technologies Inc.,Rockville,MD)、50pmolの各プライマー、10μlの10×反応バッファー(Boehringer Mannheim Corp.,Indianapolis,IN)、1μlの10mM PCRヌクレオチド混合物(Boehringer Mannheim Corp.,Indianapolis,IN)および2.5U Taqポリメラーゼ(Boehringer Mannheim Corp.,Indianapolis,IN)を含有する100μlの容積中で、PCR増幅を行った。Perkin Elmer 9600(Norwalk,CT)における加熱サイクル条件は以下のとおりであった:95℃で5分間、ついでを94℃で30秒間、55℃で2分間、および72℃で2分間を25サイクル。PCRの後、72℃で7分間の追加的なサイクルを行った。
【0289】
該PCR増幅産物をアガロースゲルから精製し、EcoRIおよびSalIで切断し、Rapid Ligataionキット(Boehringer Mannheim Corp.,Indianapolis,IN)を該製造業者のプロトコールに従い使用してpYX242(Invitrogen Corp.,Carlsbad,CA)(EcoRIおよびSalIで線状化されたもの)に連結し、大腸菌(E.coli)Top10細胞(Invitrogen Corp.,Carlsbad,CA)内に形質転換した。該新規プラスミドは、pRET−21およびpRET−22(該連結からの2つの別個のクローン)と称され、373A Stretch DNAシークエンサーABI(Perkin Elmer,Foster City,CA)で配列決定され、それらのcDNA配列は同一であった。該推定エロンガーゼを含有するプラスミドpRET−22の867塩基のcDNAヌクレオチド配列を図46に示し、288アミノ酸の翻訳配列を図47に示す(プラスミドpRET−22は、ブタペスト条約の条項に基づき、American Type Culture Collection,10801 University Boulevard,Manassas,VA 20110−2209に1999年8月19日に寄託されており、寄託番号PTA−565が付与されている)。
【0290】
プラスミドpRET−21および−22を、既に記載されているとおりに(実施例IIIを参照されたい)、エス・セレビシエ(S.cerevisiae)334内に形質転換し、得られた酵母培養(334(pRET−21)および334(pRET−22))を、50μM GLAおよびAAの存在下、ロイシンを含有しない100mlの選択培地(Ausubelら,前掲)中で20℃で48時間成長させた。該細胞ペレットを集め、脂肪酸分析に付し、その結果を図48に示す。GLA伸長からの推定産物であるDGLAは、それらの2つのサンプル中の全脂質に対して平均1.79%であり、これに対して、陰性対照(プラスミドpYX242を含有する334)に関しては0.13%であることが判明し、このことは、pRET−21およびpRET−22の両方にコードされる酵素がGLAエロンガーゼ活性を有していたことを示している。334(pRET−21)および334(pRET−22)によるGLAからDGLAへの変換率は、それぞれ11.1%および19.4%であり、平均して15.25%であった。興味深いことに、AAの伸長もいずれの内因性脂肪酸の伸長も、ほとんど観察されなかった(図48)。これらの結果は、この新たに同定されたシー・エレガンス(C.elegans)cDNAにコードされるエロンガーゼであるCEELO1がGLAからDGLAへと特異的に伸長させることを示しており、それがGLAエロンガーゼのシー・エレガンス(C.elegans)ホモログでありうることを示唆している。
【0291】
CEELO1のGLA伸長活性を更に確認するために、前記段落に記載の実験を繰返した。ただし、この場合には、別々に334(pRET−22)の培養にGLAおよびAAを加えた。この場合もまた、GLAはDGLAへと38.2%の変換率で伸長した。図61に示すとおり、AAの伸長活性は検出されなかった。この場合、該変換率は、これまでの結果に記載されているものの2倍であることがわかり(図48を参照されたい)、該添加基質(AA)の不存在または該酵母の継代培養によるものでありうる。CEELO1は、内因性16:1n−7を18:1n−7に9.12%の変換率で伸長させる更なる活性を有し、これに対して、対照培養334(pYX242)では、同一条件下で3.9%である。したがって、該シー・エレガンス(C.elegans)伸長酵素は、C18多価不飽和脂肪酸に対しては主要伸長活性を有し、C16一価不飽和脂肪酸に対しては副次的活性を有する。
【0292】
さらに、CEELO1の基質特異性を更に確認するために、GLA以外の50μMの各基質(例えば、SA(18:0)、OA(18:1)、LA(18:2n−6)、DGLA(20:3n−g)、AA(20:2n−6)、ADA(22:4n−6)、ALA(18:3n−3)、PA(18:0)、EPA(20:5n−3)およびSTA(18:4n−2))を334(pRET−22)の培養に個々に加え、実施例XVIIに記載のとおりに20℃で48時間培養した。STAが、伸長された唯一の外因性添加基質であった。CEELO1は、取り込まれたSTAの13%をETA(20:4n−3)に伸長させた(図62を参照されたい)。
【0293】
実施例IIIおよびXIと平行して、外因的に添加されたGLAまたはSTAからそれぞれAAまたはEPAが産生されうるか否かを判定するために、プラスミドpRET22中のシー・エレガンス(C.elegans)CEELO1遺伝子およびエム・アルピナ(M.alpina)Δ5デサチュラーゼ(pCGR−4;実施例IIIを参照されたい)を酵母内で共発現させた。pRET22およびpCGR4の両方のプラスミドを含有する酵母培養を、50μM GLAまたはSTAの存在下、ロイシンおよびウラシルを欠く培地中で成長させた場合には、AAおよびEPAの最終産物への変換率は同一であるらしかった(27%の変換)(図63を参照されたい)。したがって、CEELO1およびΔ5デサチュラーゼの同時異種発現は、酵母内でGLAおよびSTAからそれぞれAAおよびEPAへの生合成を引き起こす。
【0294】
実施例XVIII
AC004050配列に基づく推定ヒトエロンガーゼcDNAの単離
AC004050配列から完全長推定エロンガーゼcDNAを単離するために、プライマーRP735(5’−CCT CCT GAA TTC CAQA CAC TAT TCA GCT TTC−3’)およびRO73(5’−TAA TAC GAC TCA CTA TAG GG−3’)を使用して、ヒト肝臓Marathon−Ready cDNA(Clontech Laboratories,Inc.,Palo Alto,CA)をPCR増幅した。Advantage(商標)cDNA PCR Kit(Clontech Laboratories,Inc.,Palo Alto,CA)を5μlのヒト肝臓Marathon−Ready cDNAおよび50pmolの各プライマーと共に製造業者の指示に従い使用して、該PCRを行った。Perkin Elmer 9600(Norwalk,CT)における加熱サイクル条件は以下のとおりであった:94℃で2分間、ついで94℃で1分間、58℃で2分間、および72℃で3分間を30サイクル。PCRの後、72℃で7分間の追加的な伸長サイクルを行った。
【0295】
該PCR増幅産物をゲル上で泳動させ、約1Kbの増幅断片をゲル精製し、T4 DNAポリメラーゼ(Boehringer Mannheim,Corp,Carlsbad,CA)を製造業者の指示に従い使用して該断片の末端を埋めた。該新規プラスミドをpRAE−59と命名し、HS3と称されるこのプラスミド中の推定PUFAエロンガーゼcDNAを、ABI 373A Stretch Sequencer(Perkin Elmer,Foster City,CA)を使用して配列決定した。該推定PUFAエロンガーゼcDNA配列HS3を図49に示し、該翻訳配列を図50に示す。
【0296】
実施例XIX
マウスPUFA伸長酵素のクローニングおよび発現
マウスEST配列AI225632(実施例XIIIを参照されたい)と共にblastnを使用してデータベース検索を行うために、The National Center for Biotechnology Information(NCBI;http://www.ncbi.nlm.nih.gov)を使用した。3つのマウスEST配列を同定し(GenBankアクセッション番号AI428130、AI595258およびAA061089)、集合させて、MELO4と称される推定完全長伸長酵素配列を得た。プライマーRO819(5’−ATG ATG CCA TGG AGC AGC TGA AGG CCT TTG−3’)およびRO820(5’−CAG TCT CTG CTT TAA AAC AAG CTC GTC−3’)を該推定完全長マウス伸長酵素配列に基づき設計し、それらを使用して、マウス脳Marathon−Ready cDNA(Clontech Laboratories,Inc.,Palo Alto,California)を増幅した。既に記載されているとおりに(実施例XVI)、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を行った。該PCR増幅産物をゲル上で泳動させ、約1,000bpの増幅断片をゲル精製し、該断片の末端をNcoIおよびDraI(Boehringer Mannheim,Corp,Indianapolis,IN)で消化し、該断片をpYX242(NcoI/HindIII)内にクローニングした。該新規プラスミドをpRAE−84と命名し、このクローン中の推定PUFA伸長酵素cDNAを、ABI 373A Stretch DNA Sequencer(Perkin Elmer,Foster City,CA)を使用して配列決定した。プラスミドpRAE−84中の推定PUFA伸長酵素cDNA配列を図54に示し、該翻訳配列を図55に示す。
【0297】
該構築物pRAE−84をエス・セレビシエ(S.cerevisiae)334(Hovelandら,前掲)内に形質転換し、エロンガーゼ活性に関してスクリーニングした。該陰性対照株は、pYX242ベクターを含有するエス・セレビシエ(S.cerevisiae)334であった。該培養を、25μMのGLA、AA、ADA、STA、EPAまたはDPAの存在下、選択培地(Ausubelら,前掲)中で30℃で42〜48時間成長させた。これらの酵母培養の脂質プロフィールは、GLAがDGLAの予想産物へと伸長されないことを示した。しかし、それぞれADA、ω6−テトラコサテトラエン酸(TTA,C24:4n−6)、ETA、DPAおよびω3−テトラコサペンタエン酸(TPA,C24:5n−6)の蓄積は存在した(図56)。n−6脂肪酸基質であるAAはADAに変換され、ついでこれはTTAに変換され、n−3脂肪酸であるEPAはDPAに変換され、ついでこれはTPAに変換された。これらの脂肪酸のレベルは、該pRAE−84配列を含有する株においては全脂肪酸に対してそれぞれ0.64%(ADA)、1.07%(TTA)、1.47%(DPA)および7.06%(TPA)であった。これらは、該基質脂肪酸から2炭素原子伸長した産物へのそれぞれ10.4%、62.6%、32.7%および82.8%の変換に相当した。C22基質であるADAおよびEPAは全脂肪酸の2.4%(TTA)および3.82%(TPA)へと伸長した。これらは、基質脂肪酸のそれぞれ9.2%および43.9%の変換に相当した。酵母内でのMELO4の発現は、C20およびC22脂肪酸からそれぞれの伸長産物への変換を引き起こす。C22脂肪酸からC24脂肪酸への変換率は、外因的に添加された基質がC20脂肪酸である場合には、より一層大きい。
【0298】
MELO4タンパク質(MELO4)の基質特異性を更に確認するために、組換え酵母株334(pRAE−84)を、25μMの飽和、一価不飽和または多価不飽和脂肪酸を含有する最少培地中で増殖させた。これらの種々の基質の脂質プロフィールは、MELO4pがPA、SA、ARAまたはBAのような飽和脂肪酸の伸長に関与しないことを示した(図57A)。また、MELO4pは、一価不飽和脂肪酸であるPTA、OAまたはEAの伸長にも関与しない。MELO4pは、n−6 PUFAであるAAおよびADAの伸長には関与するが、LAまたはDGLAの伸長には関与しない(図57B)。これらの酵母培養の脂質プロフィールから示されるとおり、ADAおよびTTAの蓄積は存在するが、C20:2n−6またはC22:3n−6の蓄積は存在しない。AAを外的に加えた場合には、産物脂肪酸のレベルは0.5%(ADA)および0.39%(TTA)であり、ADAを外的に加えた場合には、産物脂肪酸のレベルは、pRAE−84配列を含有する株における全脂肪酸の1.3%(TTA)であった。これらは、該基質脂肪酸から2炭素原子伸長した産物へのそれぞれ8.7%、43.8%および7.3%の変換に相当した。また、MELO4pは、GLAからDGLAへの伸長に関与する。GLAの存在下、pRAE−84配列を含有する株の脂質プロフィールは、DGLAの0.43%を有し、これはGLAからDGLAへの14.7%の変換に相当した。MELO4pはまた、n−3 PUFAであるEPAおよびDPAの伸長に関与する(図53C)。これらの酵母培養の脂質プロフィールは、DPAおよびTPAの蓄積が存在することを示した。EPAを加えた場合には、これらの脂肪酸のレベルは1.21%(DPA)および3.38%(TPA)であり、DPAを加えた場合には、産物脂肪酸のレベルは、pRAE−84配列を含有する株における全脂肪酸の3.09%(TPA)であった。これらは、該基質脂肪酸から2炭素原子伸長した産物へのそれぞれ24.0%、73.6%および46.4%の変換に相当した。MELO4pはまた、STAからC22:4n−3への伸長に関与する。STAを加えた場合には、2炭素伸長により産生した脂肪酸のレベルは0.3% ETAおよび0.23% C22:4n−3であった。これらは、基質脂肪酸から2炭素原子伸長した産物への11.1%および43.4%の変換に相当した。MELO4pはまた、ALAの伸長に関与しているらしかった。しかし、2炭素伸長により産生した脂肪酸の少量(0.16%のETrA)は有意でないかもしれない。すべての結果は、酵母におけるマウス脳由来のMELO4pの発現がn−6およびn−3脂肪酸経路におけるC20およびC22 長鎖PUFAの伸長を引き起こすことを証明した。
【0299】
実施例XX
マウスからのHSELO1ホモログの同定、クローニングおよび発現
HSELO1配列と共にblastnを使用してデータベース検索を行うために、The National Center for Biotechnology Information(NCBI;http://www.ncbi.nlm.nih.gov)を使用した。2つのヒトEST配列を同定し(GenBankアクセッション番号AI787925およびAI746838)した。それぞれのcDNAクローン(I.M.A.G.E. Consortium Clone ID’s 2076831および206182)はResearch Genetics(Huntsville,AL)を介して購入した。プライマーRO833(5’−GGT TTT ACC ATG GAA CAT TTC GAT GCG TCA C−3’)およびRO832(5’−CGA CCT GCA GCT CGA GCA CA−3’)を、それぞれ該推定マウス伸長酵素の5’配列および該cDNAクローンベクターに基づいて設計した。プライマーRO833およびRO832を使用して、マウスcDNAクローン2076182を増幅した。既に記載されているとおりに(実施例XVI)、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を行った。該PCR増幅産物の末端をT4 DNAポリメラーゼ(Boehringer Mannheim,Corp.,Indianapolis,IN)で埋め、該5’領域をNcoIで消化した。該修飾断片をゲル上で泳動させ、約2.4Kpの増幅断片をゲル精製し、該断片をpYX242(NcoI/EcoRV)中にクローニングした。該新規プラスミドをpRAE−87と命名し、このクローンMELO7中の推定PUFA伸長酵素cDNAを、ABI 373A Stretch DNA Sequencer(Perkin Elmer,Foster City,CA)を使用して配列決定した。プラスミドpRAE−87中の推定PUFA伸長酵素cDNA配列(MELO7)を図58に示し、該翻訳配列を図59に示す。
【0300】
該構築物pRAE−87をエス・セレビシエ(S.cerevisiae)334(Hovelandら,前掲)内に形質転換し、エロンガーゼ活性に関してスクリーニングした。該陰性対照株は、pYX242ベクターを含有するエス・セレビシエ(S.cerevisiae)334であった。該培養を、25μMのGLA、AA、STA、EPA、DPAまたはADAの存在下、選択培地(Ausubelら,前掲)中で30℃で42〜48時間成長させた。MELO7を発現する酵母培養の脂質プロフィールは、それぞれDGLA、ADAおよびETAの蓄積が存在することを示した(図60)。これらの脂肪酸のレベルは、該pRAE−87配列を含有する株においては全脂肪酸に対してそれぞれ4.1%(DGLA)、6.33%(ADA)、3.4%(ETA)および6.18%(DPA)であった。これらは、該基質脂肪酸から2炭素原子伸長した産物へのそれぞれ78.7%、36.0%、81.0%および57.4%の変換に相当した。MELO7タンパク質(MELO7)はADAの伸長には関与しなかった。MELO7pはまた、EPAが添加基質であった場合に2炭素伸長により産生した脂肪酸DPAからの、およびDPAが添加された場合のTPAへの更なる伸長に関与するらしかった。しかし、該産物脂肪酸の少量(0.27%および0.25%のTPA)は有意でないかもしれない。また、該組換えMELO7配列を発現する酵母細胞は、該対照細胞と比較して、有意に上昇したレベルのC18:1n−7およびC20:1n−7を含有していた。すべての結果は、酵母におけるマウス胚由来のMELO7の発現がn−6およびn−3脂肪酸経路における種々の長鎖PUFAの伸長を引き起こすこと、ならびにMELO7がHSELO1のホモログであることを証明した。
【0301】
実施例XXI
真菌PUFA伸長酵素のクローニングおよび発現
4つのエロンガーゼHSELO1、MELO4、GLELOおよびCEELOの翻訳アミノ酸配列をアラインさせて、相同性の領域を同定した(図64)。プライマーは、類似性を示す配列のブロック(下線部)に基づいて設計した。プライマーRO895(5’−GTA GTA WGA GTA CAT GAT WAC GTG GAT RAA WGA GTT WAG−3’)およびRO898(5'−CCC AGT CAC GAC GTT GTA AAA CGA CGG CCA G−3’)を使用して、スラウストキトリウム・アウレウム(Thraustochytrium aureum)7091(T7091)からcDNAを増幅した。1μlのT7091 cDNA、0.2μM dNTP混合物、50pMの各プライマー、5μlの10×バッファー、1.5μlの50mM MgSOおよび0.5UのTaq DNAポリメラーゼを含有する50μlの容積中で、PCRを行った。Perkin Elmer9600における加熱サイクル条件は以下のとおりであった。94℃で3分間、ついで95℃で45秒間、55℃で30秒間および68℃で2分間を30サイクル。該PCR増幅混合物をゲル上で泳動させ、約750bpの増幅断片をゲル精製し、単離した断片をpCR平滑ベクター(Invitrogen,Co.,Carlsbad,CA)中にクローニングした。
【0302】
12個のクローンを調製し、配列決定した。全12個のクローンは同じ配列を有し、該コンセンサス配列をcld6と命名した(図65)。cld6の翻訳アミノ酸配列(図66)は、HSELO1に対しては190アミノ酸において34.7%の同一性を、MELO4に対しては187アミノ酸において35.8%の同一性を、GLELOに対しては160アミノ酸において45.6%の同一性を、そしてCEELOに対しては155アミノ酸において32.9%の同一性を有していた。新規プライマーを、最初のMetにおけるcld6の5’配列に基づき設計した。付加されたNcoI部位(下線部)を有するRO1160(5’−AAG GAA CCA TGG CAA ACA GCA GCG TGT GGG ATG−3’)およびベクタープライマーRO899(5'−AGC GGA TAA CAA TTT CAC ACA GGA AAC AGC−3’)を使用して、T7091 cDNAを増幅した。該ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)は、前記のとおりに行った。該PCR増幅産物をゲル上で泳動させ、約1.2Kbの増幅断片をゲル精製し、該断片の末端をNcoI/HindIII(Boehringer Mannheim,Corp,Indianapolis,IN)で消化し、該断片をpYX242(NcoI/HindIII)内にクローニングした。該新規プラスミドをpRAT−4−A1、pRAT−4−A2、pRAT−4−A3、pRAT−4−A4、pRAT−4−A6、pRAT−4−A7およびpRAT−4−D1と命名した(プラスミドDNA pRAT−4−A7は、ブダペスト条約の条項に基づきAmerican Type Culture Collection、10801 University Boulevard,Manassas,VA 20110−2209に2001年6月29日に寄託され、寄託番号ATCC PTA−3490が付与されている)。これらのクローン中の推定PUFA伸長酵素cDNAを、ABI 373A Stretch DNA Sequencer(Perkin Elmer,Foster City,CA)を使用して配列決定した。プラスミドpRAT−4−A1〜pRAT−4−D1中の推定PUFA伸長酵素cDNA配列を図67〜73に示し、該翻訳配列をそれぞれ図74〜80に示す。
【0303】
構築物pRAT−4−A1〜pRAT−4−D1をエス・セレビシエ(S.cerevisiae)334(Hovelandら,前掲)内に形質転換し、エロンガーゼ活性に関してスクリーニングした。未改変pYX242ベクターを含有するエス・セレビシエ(S.cerevisiae)334を陰性対照として使用した。該培養を、25μMのGLAまたはEPAの存在下、選択培地(Ausubelら,前掲)中で24℃で48時間成長させた。この研究においては、それぞれDGLAまたはω−ドコサペンタエン酸(DPA,22:5n−3)が、該エロンガーゼ活性の推定産物であった。これらの酵母培養の脂質プロフィールは、334(pRAT−4−A3)以外のすべてのサンプルにおいてGLAがDGLAに伸長されたことを示した(図81)。これは、pRAT−4−A3のcDNA配列が、該翻訳酵素のトランケート化形態を与える該配列の5’末端のいくつかの終結配列を有することから予想されものであった(図76)。334(pRAT−4−A2)では該DGLAレベルは非常に低かったが、このサンプルにおいては該GLAレベルは最低であった。したがって、該脂肪酸からその伸長形態への変換レベルは28.4%と有意であった。予想外だったのは、該発現酵素間で明確な基質特異性が存在したことである。EPAを基質として加えた場合には、334(pRAT−4−A1)および334(pRAT−4−A2)の培養は非常に低レベルのDPAを有していた。このことは、これらの培養中の発現酵素が18炭素鎖長のPUFAの伸長を優先し、20鎖長のPUFAであるEPAについてはそうではなかったことを示している。334(pRAT−4−A4)、334(pRAT−4−A6)、334(pRAT−4−A7)および334(pRAT−D1)の培養はすべて、存在する有意なレベルのDPAを有し、このことは、これらの培養中の発現酵素が18および20の両方の炭素鎖長のPUFAからそれらのそれぞれの伸長脂肪酸への伸長に関与していたことを示している。
【0304】
該基質優先性が該翻訳配列(図82)により指令されるのか否かを判定するために、6個の活性クローンのアミノ酸配列を比較した。pRAT−4−A1およびpRAT−4−A2のcDNA配列は、それらがそれぞれY377CおよびV371Aに突然変異を有する点で他の配列とは異なっていた。これは、20炭素鎖の伸長のための該酵素の決定的に重要な領域であるに違いない。その他の配列も、突然変異pRAT−4−A4(I475V)、pRAT−4−A6(D26GおよびV458A)およびpRAT−4−D1(K182RおよびE269V)を有していた。しかし、これらの突然変異は20炭素鎖の伸長をさまたげないらしい。該pRAT−4−A7 cDNAは、該コンセンサス配列と比較して、塩基726に単一のサイレント突然変異を有していた。
【0305】
コンセンサスTELO1配列の翻訳アミノ酸配列は、HSELO1に対して265アミノ酸において34.0%の同一性(図83)、MELO4に対しては267アミノ酸において34.1%の同一性(図84)、GLELOに対しては244アミノ酸において43.4%の同一性(図85)、そしてCEELOに対しては239アミノ酸において34.3%の同一性(図86)を有していた。
【0306】
また、該真菌エロンガーゼcDNAを含有する酵母細胞は、該対照株と比較して上昇したレベルの一価不飽和脂肪酸18:1n−7を有していた(図81)。したがって、これらの結果は、同定された真菌エロンガーゼがPUFAおよび一価不飽和脂肪酸を基質として利用しうることを示した。したがって、これらの真菌配列TELO1およびそれらがコードするタンパク質(TELO1p)は、基質特異性とは独立したエロンガーゼ活性を有する。
【0307】
本発明ではTELO1と称される前記の真菌伸長酵素の基質特異性を更に確認するために、組換え酵母株334(pRAT−4−A4)、334(pRAT−4−A6)、334(pRAT−4−A7)および334(pRAT−4−D1)を、n−6脂肪酸GLA、AA、またはn−3脂肪酸STAまたはEPAを含有する或いは基質を含有しない最少培地内で増殖させた。これらの酵母培養の脂質プロフィールは、GCおよびGC−MSにより調べたところ、それぞれDGLA、ADA、ETA、ω3−ドコサテトリエン酸(DTA,C22:4n−3)およびDPAの蓄積が存在することを示した(図87)。これらの脂肪酸のレベルは、TELO1配列を含有する株においては全脂肪酸に対してそれぞれ3.88〜5.42%(DGLA)、0.18〜0.75%(ADA)、2.27〜4.01%(ETA)、0.16%〜1.10%(DTA)および0.54〜1.74%(DPA)であった。これらは、該基質脂肪酸から2炭素原子伸長した産物へのそれぞれ64.0〜77.2%、1.0〜5.0%、79.3〜89.6%、3.8〜32.6%および3.4〜13.3%の変換に相当した。
【0308】
また、組換えTELO1配列を発現する酵母細胞は、該対照細胞と比較して、有意に上昇したレベルのC18:1n−7、および減少したレベルのC16:1n−7を含有していた(図87)。この知見は、該組換えTELO1タンパク質(TELO1p)が16炭素長の一価不飽和脂肪酸の伸長にも関与しうることを示唆した。
【0309】
TELO1pの基質特異性を更に確認するために、組換え酵母株334(pRAT−4−A7)を、25μMの種々のPUFAを含有する最少培地中で増殖させた。これらの種々の基質の脂質プロフィールは、TELO1pがn−6 PUFAであるLA、GLAおよびAAの伸長には関与するがDGLAの伸長には関与しないことを示した(図88)。これらの脂肪酸のレベルは、334(pRAT−4−A7)のライセート中の全脂肪酸に対してそれぞれ1.07%(C20:2n−6)、5.84%(DGLA)および0.76%(ADA)であった。これらは、該基質脂肪酸から2炭素原子伸長した産物へのそれぞれ23.2%、78.6%および3.5%の変換に相当した。TELO1pは、n−3 PUFAであるALA,STAおよびEPAの伸長にも関与する(図88)。これらの酵母培養の脂肪酸プロフィールは、それぞれETrA、ETAおよびDPAの蓄積が存在することを示した。これらの脂肪酸のレベルは、TELO1配列を含有する株における全脂肪酸に対してそれぞれ2.71% ETrA、4.19%(ETA)および1.99%(DPA)であった。これらは、該基質脂肪酸から2炭素原子伸長した産物へのそれぞれ43.3%、85.3%および11.5%の変換に相当した。また、STAを基質として加えた場合には、該培養内にDTAの蓄積が存在した。この脂肪酸のレベルは0.74%であり、これは、基質STAからの炭素鎖伸長産物であるETAへの15.0%の変換に相当した。すべての結果は、酵母におけるT7091由来のTELO1の発現がn−6およびn−3脂肪酸経路における種々の長鎖PUFAの伸長を引き起こすことを証明した。
【0310】
栄養組成物
「詳細な記載」に説明したPUFAは、種々の栄養補足物、乳児用配合乳、栄養代替物および他の栄養溶液において使用することができる。
【0311】
I.乳児用配合乳
A.鉄含有Isomil(登録商標)調整乳:
用法:牛乳に対するアレルギーまたは感受性を有する乳児、小児および成人用の飲料として。ラクトース(乳糖)を避けなければならない障害、乳酸欠乏症、ラクトース不耐性およびガラクトース血症を有する患者に対する供給。
【0312】
特徴:
・牛乳タンパク質アレルギーまたは感受性の症状を回避するための分離大豆タンパク質。
・ラクトースに関連した下痢を回避するためのラクトース非含有(無ラクトース)調整乳。
・浸透性下痢のリスクを軽減するための低い浸透圧(240mOs/kg水)。・炭水化物の吸収を増強すること及び損傷した腸の吸収能を超えるリスクを軽減することを意図した二重の炭水化物(コーンシロップおよびスクロース)。
・鉄欠乏症の予防を助けるための100カロリー当たり1.8mgの鉄(硫酸第一鉄として)。
・推奨されるレベルのビタミンおよび無機質。
・推奨されるレベルの必須脂肪酸を供給するための植物油。
・乳白色、乳様コンシステンシー(consistency)および心地よい香り。
【0313】
成分:(精進料理(Pareve))85% 水、4.9% コーンシロップ。2.6% 糖(スクロース)、2.1% 大豆油、1.9% 分離大豆タンパク質、1.4% ヤシ油、0.15% クエン酸カルシウム、0.11% リン酸カルシウム三塩基酸、クエン酸カリウム、リン酸カリウム一塩基酸、塩化カリウム、モノおよびジグリセリド、大豆レシチン、カラゲナン、アスコルビン酸、L−メチオニン、塩化マグネシウム、リン酸カリウム二塩基酸、塩化ナトリウム、塩化コリン、タウリン、硫酸第一鉄、m−イノシトール、α−トコフェリル酢酸、硫酸亜鉛、L−カルニチン、ナイアシンアミド、パントテン酸カルシウム、硫酸第二銅、ビタミンAパルミタート、塩化チアミン塩酸塩、リボフラビン、ピリドキシン塩酸塩、葉酸、硫酸マンガン、ヨウ化カリウム、フィロキノン、ビオチン、亜セレン酸ナトリウム、ビタミンD3およびシアノコバラミン。
【0314】
B.下痢用のイソミル(登録商標)DF大豆調整乳:
用法:乳児および幼児における下痢の食事的管理のための短期間の供給。
【0315】
特徴:
・特に下痢の管理のための大豆繊維由来の添加食物繊維を含有する最初の乳児用配合乳。
・乳児における軽度〜重度の下痢中の緩い水様性便の持続期間を減少させることが臨床的に示されている。
・乳児の栄養要求性を満たす栄養的に完全である。
・添加L−メチオニンを含有する分離大豆タンパク質は、全必須アミノ酸に対する乳児の要求性を満たすか又はそれを超える。
・ラクトースに関連した下痢を回避するためのラクトース非含有調整乳。
・浸透性下痢のリスクを軽減するための低い浸透圧(240mOs/kg水)。
・炭水化物の吸収を増強すること及び損傷した腸の吸収能を超えるリスクを軽減することを意図した二重の炭水化物(コーンシロップおよびスクロース)。
・Committee on Nutrition of American Academy of Pediatricsにより推奨された及びInfant Formula Actにより要求されるビタミンおよび無機質のレベルを満たす又はそれを超える。
・鉄欠乏症の予防を助けるための100カロリー当たり1.8mgの鉄(硫酸第一鉄として)。
・推奨されるレベルの必須脂肪酸を供給するための植物油。
【0316】
成分:(精進料理(Pareve))86% 水、4.8% コーンシロップ。2.5% 糖(スクロース)、2.1% 大豆油、2.0% 分離大豆タンパク質、1.4% ヤシ油、0.77% 大豆繊維、0.12% クエン酸カルシウム、0.11% リン酸カルシウム三塩基酸、0.10% クエン酸カリウム、塩化カリウム、リン酸カリウム一塩基酸、モノおよびジグリセリド、大豆レシチン、カラゲナン、塩化マグネシウム、アスコルビン酸、L−メチオニン、リン酸カリウム二塩基酸、塩化ナトリウム、塩化コリン、タウリン、硫酸第一鉄、m−イノシトール、α−トコフェリル酢酸、硫酸亜鉛、L−カルニチン、ナイアシンアミド、パントテン酸カルシウム、硫酸第二銅、ビタミンAパルミタート、塩化チアミン塩酸塩、リボフラビン、ピリドキシン塩酸塩、葉酸、硫酸マンガン、ヨウ化カリウム、フィロキノン、ビオチン、亜セレン酸ナトリウム、ビタミンD3およびシアノコバラミン。
【0317】
C.鉄を含有するIsomil(登録商標)SFスクロース非含有大豆調整乳:
用法:牛乳タンパク質に対するアレルギーもしくは感受性またはスクロースに対する不耐性を有する乳児、小児および成人用の飲料として。ラクトース(乳糖)およびスクロースを避けなければならない障害を有する患者に対する供給。
【0318】
特徴:
・牛乳タンパク質アレルギーまたは感受性の症状を回避するための分離大豆タンパク質。
・ラクトースに関連した下痢を回避するためのラクトース非含有調整乳(炭水化物スクロースはPolycose(登録商標)Glucose Polymersである)。
・スクロースに耐性不能な患者にはスクロース非含有。
・浸透性下痢のリスクを軽減するための低い浸透圧(240mOs/kg水)。・鉄欠乏症の予防を助けるための100カロリー当たり1.8mgの鉄(硫酸第一鉄として)。
・推奨されるレベルのビタミンおよび無機質。
・推奨されるレベルの必須脂肪酸を供給するための植物油。
・乳白色、乳様コンシステンシー(consistency)および心地よい香り。
【0319】
成分:(精進料理(Pareve))75% 水、11.8% コーンスターチ水解物、4.1% 大豆油、4.1% 分離大豆タンパク質、2.8% ヤシ油、1.0% 化工コーンスターチ、0.38% リン酸カルシウム三塩基酸、0.17% クエン酸カリウム、0.13% 塩化カリウム、モノおよびジグリセリド、大豆レシチン、塩化マグネシウム、アスコルビン酸、L−メチオニン、炭酸カルシウム、塩化ナトリウム、カラゲナン、タウリン、硫酸第一鉄、m−イノシトール、α−トコフェリル酢酸、硫酸亜鉛、L−カルニチン、ナイアシンアミド、パントテン酸カルシウム、硫酸第二銅、ビタミンAパルミタート、塩化チアミン塩酸塩、リボフラビン、ピリドキシン塩酸塩、葉酸、硫酸マンガン、ヨウ化カリウム、フィロキノン、ビオチン、亜セレン酸ナトリウム、ビタミンD3およびシアノコバラミン。
【0320】
D.鉄即時供給(Iron Ready To Feed)Isomil(登録商標)20大豆調整乳(20Cal/fl oz):
用法:大豆供給が望ましい場合。
【0321】
成分:(精進料理(Pareve))85% 水、4.9% コーンシロップ、2.6% 糖(スクロース)、2.1% 大豆油、1.9% 分離大豆タンパク質、1.4% ヤシ油、0.15% クエン酸カルシウム、0.11% リン酸カルシウム三塩基酸、クエン酸カリウム、リン酸カリウム一塩基酸、塩化カリウム、モノおよびジグリセリド、大豆レシチン、カラゲナン、アスコルビン酸、L−メチオニン、塩化マグネシウム、リン酸カリウム二塩基酸、塩化ナトリウム、塩化コリン、タウリン、硫酸第一鉄、m−イノシトール、α−トコフェリル酢酸、硫酸亜鉛、L−カルニチン、ナイアシンアミド、パントテン酸カルシウム、硫酸第二銅、ビタミンAパルミタート、塩化チアミン塩酸塩、リボフラビン、ピリドキシン塩酸塩、葉酸、硫酸マンガン、ヨウ化カリウム、フィロキノン、ビオチン、亜セレン酸ナトリウム、ビタミンD3およびシアノコバラミン。
【0322】
E.Similac(登録商標)乳児用配合乳
用途:乳児用配合乳が必要な場合:1歳より前に断乳することを決定した場合、授乳に対する補足が必要な場合、または授乳を選ばなければ日常的な供給として。
【0323】
特徴:
・良好な成長のための適当な質および量のタンパク質、乳関連腸内出血のリスクを軽減する加熱変性。
・容易に吸収される必須リノール酸を供給する植物油(二重にホモジナイズされたもの)の混合物の脂肪。
・人乳と同様の比率のラクトースとしての炭水化物。
・発達中の器官に対するストレスを最小限に抑える低腎溶質負荷。
・粉末、濃縮液および即時供給形態。
【0324】
成分:(−D)水、脱脂乳、ラクトース、大豆油、モノおよびジグリセリド、大豆レシチン、アスコルビン酸、カラゲナン、塩化コリン、タウリン、m−イノシトール、α−トコフェリル酢酸、硫酸亜鉛、ナイアシンアミド、硫酸第一鉄、パントテン酸カルシウム、硫酸第二銅、ビタミンAパルミタート、塩化チアミン塩酸塩、リボフラビン、ピリドキシン塩酸塩、葉酸、硫酸マンガン、フィロキノン、ビオチン、亜セレン酸ナトリウム、ビタミンD3およびシアノコバラミン。
【0325】
F.Similac(登録商標)NeoCare早産児用鉄含有調整乳:
用法:退院後の早産児の特別な栄養要求のために。追いつき(catch−up)成長を促進し発達を支持するのに必要とされる通常以上のカロリー、タンパク質、ビタミンおよび無機質を早産児に供給するために開発されたSimilac NeoCareは栄養的に完全な調整乳である。
【0326】
特徴:
・カロリーおよびビタミンの補足の必要性を軽減する。標準的な正期産児用(term)調整乳(20Cal/fl oz)より多量のカロリー(22Cal/fl oz)。
・早産児の特別な消化要求性を満たすのを助ける中鎖トリグリセリド(MCT油)を含有する高吸収性脂肪混合物。
・病院内で開始される栄養支持を拡張するための、より高レベル(100カロリー当たり)のタンパク質、ビタミンおよび無機質。
・改善された骨無機質化のための、より多量のカルシウムおよびリン。
【0327】
成分:−Dコーンシロップ固体、脱脂乳、ラクトース、乳清タンパク質濃縮物、大豆油、高オレイン酸サフラワー油、分画ヤシ油(中鎖トリグリセリド)、ヤシ油、クエン酸カリウム、リン酸カリウム三塩基酸、炭酸カルシウム、アスコルビン酸、塩化マグネシウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム、タウリン、硫酸第一鉄、m−イノシトール、塩化コリン、アスコルビルステアラート、L−カルニチン、α−トコフェリル酢酸、硫酸亜鉛、ナイアシンアミド、混合トコフェロール、クエン酸ナトリウム、パントテン酸カルシウム、硫酸第二銅、塩化チアミン塩酸塩、ビタミンAパルミタート、βカロテン、リボフラビン、ピリドキシン塩酸塩、葉酸、硫酸マンガン、ヨウ化カリウム、フィロキノン、ビオチン、亜セレン酸ナトリウム、ビタミンD3およびシアノコバラミン。
【0328】
G.即時使用型Similacナチュラルケア(Natural Care)低鉄人乳強化剤(24Cal/fl oz)
用法:人乳と混合されるよう又は低出生体重児に人乳と共に供給されるよう意図される。
【0329】
成分:−D水、脱脂乳、水解コーンスターチ、ラクトース、分画ヤシ油(中鎖トリグリセリド)、乳清タンパク質濃縮物、大豆油、ヤシ油、リン酸カリウム三塩基酸、クエン酸カリウム、塩化マグネシウム、クエン酸ナトリウム、アスコルビン酸、炭酸カルシウム、モノおよびジグリセリド、大豆レシチン、カラゲナン、塩化コリン、m−イノシトール、タウリン、ナイアシンアミド、L−カルニチン、α−トコフェリル酢酸、硫酸亜鉛、塩化カリウム、パントテン酸カルシウム、硫酸第一鉄、硫酸第二銅、リボフラビン、ビタミンAパルミタート、塩化チアミン塩酸塩、、ピリドキシン塩酸塩、ビオチン、葉酸、硫酸マンガン、フィロキノン、ビオチン、ビタミンD3、亜セレン酸ナトリウムおよびシアノコバラミン。
【0330】
本発明の種々のPUFAは、前記の乳児用配合乳および当業者に公知の他の乳児調整乳の代わりに使用したり、それに添加することが可能である。
【0331】
II.栄養製剤
A.ENSURE(登録商標)
用法:ENSUREは、主として、食事と共に若しくは食間に使用される経口栄養補足物として又は適量での食事代替物として意図された低残渣(low−residue)流動食である。ENSUREは、ラクトースおよびグルテンを含有せず、低コレステロール食を含む加工食における使用に適している。それは主として経口補足物であるが、それはチューブにより供給されうる。
【0332】
患者の条件:
・加工食を取っている患者用。
・栄養危機状態の高齢患者用。
・不随意的体重減少の患者用。
・病気または手術から回復中の患者用。
・低残渣食を要する患者用。
【0333】
成分:−D水、糖(スクロース)、マルトデキストリン(トウモロコシ)、カゼイン酸カルシウムおよびナトリウム、高オレイン酸サフラワー油、分離大豆タンパク質、大豆油、カノラ油、クエン酸カリウム、リン酸カリウム三塩基酸、クエン酸ナトリウム、塩化マグネシウム、リン酸マグネシウム二塩基酸、人工フレーバー、塩化ナトリウム、大豆レシチン、塩化コリン、アスコルビン酸、カラゲナン、硫酸亜鉛、硫酸第一鉄、α−トコフェリル酢酸、ゲラン・ガム(Gellan Gum)、ナイアシンアミド、パントテン酸カルシウム、硫酸マンガン、硫酸第一鉄、ビタミンAパルミタート、塩化チアミン塩酸塩、ピリドキシン塩酸塩、リボフラビン、葉酸、モリブデン酸ナトリウム、塩化クロム、ビオチン、ヨウ化カリウム、セレン酸ナトリウム。
【0334】
B.ENSURE(登録商標)BARS(バー):
用法:ENSURE BARSは、食間または食事と共に補足的に使用するための完全なバランス栄養である。それらは、他のスナックに代わる美味しい富栄養代替物を提供する。ENSURE BARSは<1gのラクトース/バーを含有し、チョコレートファッジブラウニーフレーバーはグルテンを含有しない(ハニーグラハムクランチフレーバーはグルテンを含有する)。
【0335】
患者の条件:
・通常以上のカロリー、タンパク質、ビタミンおよび無機質を要する患者用。
・十分なカロリーおよび栄養素を摂取しない者に特に有用である。
・噛み飲み込む能力を有する者用。
・ピーナッツアレルギーまたはいずれかの型のナッツアレルギーを有する者は使用しないこと。
【0336】
成分:ハニーグラハムクランチ − 高フルクトースコーンシロップ、分離大豆タンパク質、ブラウンシュガー、蜂蜜、マルトデキストリン(トウモロコシ)、クリスプ・ライス(Crisp Rice)(精米、糖[スクロース]、塩[塩化ナトリウム]および麦芽)、エンバクフスマ、部分水素添加綿実油および大豆油、大豆多糖、グリセリン、乳清タンパク質濃縮物、ポリデキストロース、フルクトース、カゼイン酸カルシウム、ココア粉、人工フレーバー、カノラ油、高オレイン酸サフラワー油、脱脂乾燥乳、乳清粉末、大豆レシチンおよびトウモロコシ油。ナッツを加工する施設において製造される。
【0337】
ビタミンおよび無機質:リン酸カルシウム三塩基酸、リン酸カリウム二塩基酸、酸化マグネシウム、塩(塩化ナトリウム)、塩化カリウム、アスコルビン酸、オルトリン酸第二鉄、α−トコフェリル酢酸、ナイアシンアミド、酸化亜鉛、パントテン酸カルシウム、グルコン酸銅、硫酸マンガン、リボフラビン、βカロテン、ピリドキシン塩酸塩、チアミン一硝酸、葉酸、ビオチン、塩化クロム、ヨウ化カリウム、セレン酸ナトリウム、モリブデン酸ナトリウム、フィロキノン、ビタミンD3およびシアノコバラミン。
【0338】
タンパク質:ハニーグラハムクランチ − タンパク質源は、分離大豆タンパク質と乳タンパク質との混合物である。
分離大豆タンパク質 74%
乳タンパク質 26%。
【0339】
脂肪:ハニーグラハムクランチ − 脂肪源は、部分水素添加綿実および大豆、カノラ、高オレイン酸サフラワー油と大豆レシチンとの混合物である。
部分水素添加綿実および大豆油 76%
カノラ油 8%
高オレイン酸サフラワー油 8%
トウモロコシ油 4%
大豆レシチン 4%。
【0340】
炭水化物:ハニーグラハムクランチ − 炭水化物源は、高フルクトースコーンシロップ、黒糖、マルトデキストリン、蜂蜜、クリスプ・ライス、グリセリン、大豆多糖およびエンバクフスマの組合せである。
高フルクトースコーンシロップ 24%
黒糖 21%
マルトデキストリン 12%
蜂蜜 11%
クリスプ・ライス 9%
グリセリン 9%
大豆多糖 7%
エンバクフスマ 7%。
【0341】
C.ENSURE(登録商標)HIGH PROTEIN:
用法:ENSURE HIGH PROTEINは、食事において追加的なカロリー、タンパク質、ビタミンおよび無機質を要する者のために意図された濃縮高タンパク質流動食である。それは、食事と共に若しくは食間に経口栄養補足物として又は適量での食事代替物として使用することができる。ENSURE HIGH PROTEINはラクトースおよびグルテンを含有せず、一般的手術または臀部骨折から回復中の者および床擦れ(pressure ulcer)の危険性のある患者による使用に適している。
【0342】
患者の条件:
追加的なカロリー、タンパク質、ビタミンおよび無機質を要する患者、例えば、一般的手術または臀部骨折から回復中の患者、床擦れ(pressure ulcer)の危険性のある患者および低コレステロール食を取っている患者用。
【0343】
特徴:
・飽和脂肪が低い。
・供給当たり6gの全脂肪および<5mgのコレステロールを含有する。
・良好なタンパク質源、カルシウム源および他の必須ビタミンおよび無機質の源。
・低コレステロール食。
・ラクトースを含有せず、容易に消化される。
【0344】
成分:
バニラシュプレーム:−D水、糖(スクロース)、マルトデキストリン(トウモロコシ)、カゼイン酸カルシウムおよびナトリウム、高オレイン酸サフラワー油、分離大豆タンパク質、大豆油、カノラ油、クエン酸カリウム、リン酸カリウム三塩基酸、クエン酸ナトリウム、塩化マグネシウム、リン酸マグネシウム二塩基酸、人工フレーバー、塩化ナトリウム、大豆レシチン、塩化コリン、アスコルビン酸、カラゲナン、硫酸亜鉛、硫酸第一鉄、α−トコフェリル酢酸、ゲラン・ガム(Gellan Gum)、ナイアシンアミド、パントテン酸カルシウム、硫酸マンガン、硫酸第一鉄、ビタミンAパルミタート、塩化チアミン塩酸塩、ピリドキシン塩酸塩、リボフラビン、葉酸、モリブデン酸ナトリウム、塩化クロム、ビオチン、ヨウ化カリウム、セレン酸ナトリウム、フィロキノン、ビタミンD3およびシアノコバラミン。
【0345】
タンパク質:
タンパク質源は、2つの高生物価タンパク質であるカゼインと大豆との混合物である。
カゼイン酸ナトリウムおよびカルシウム 85%
分離大豆タンパク質 15%。
【0346】
脂肪:
脂肪源は、3つの油、すなわち、高オレイン酸サフラワー油、カノラ油および大豆油の混合物である。
高オレイン酸サフラワー油 40%
カノラ油 30%
大豆油 30%。
【0347】
ENSURE HIGH PROTEIN中の脂肪レベルは、American Heart Association(AHA)の指針を満足するものである。ENSURE HIGH PROTEIN中の6グラムの脂肪は全カロリーの24%に相当し、該脂肪の2.6%は飽和脂肪酸由来であり、7.9%は多価不飽和脂肪酸由来である。これらの値は、全カロリーの<30%脂肪由来、該カロリーの<10%が飽和脂肪酸由来、および全カロリーの<10%多価不飽和脂肪酸由来というAHA指針の範囲内である。
【0348】
炭水化物:
ENSURE HIGH PROTEINは、マルトデキストリンとスクロースとの組合せを含有する。穏やかな甘味およびフレーバーの多様性(バニラシュプレーム、チョコレートローヤル、野生液果およびバナナ)に加えて、ペカン、オウトウ、イチゴ、レモンおよびオレンジにおけるVARI−FLAVORS(登録商標)Flavor Pacsは、フレーバー疲労を予防するのを助け、患者のコンプライアンスを助ける。
【0349】
バニラおよび他の非チョコレートフレーバー:
スクロース 60%
マルトデキストリン 40%。
【0350】
チョコレート:
スクロース 70%
マルトデキストリン 30%。
【0351】
D.ENSURE(登録商標)LIGHT
用法:ENSURE LIGHTは、食事と共に又は食間に経口栄養補足物として使用するよう意図された低脂肪流動食である。ENSURE LIGHTは、ラクトースおよびグルテンを含有せず、低コレステロール食を含む加工食中での使用に適している。
【0352】
患者の条件:
・ENSUREより50%少ない脂肪および20%少ないカロリーを含有する補足物において通常以上の栄養を要する正常体重または過剰体重の患者用。
・通常以上の栄養を要する正しく食べていない健康な男性用。
【0353】
特徴:
・脂肪および飽和脂肪が低い。
・供給当たり3gの全脂肪および<5mgのコレステロールを含有する。
・クリーム風味に富む。
・良好なタンパク質源、カルシウム源および他の必須ビタミンおよび無機質の源。
・低コレステロール食。
・ラクトースを含有せず、容易に消化される。
【0354】
成分:
フレンチバニラ:−D水、マルトデキストリン(トウモロコシ)、糖(スクロース)、カゼイン酸カルシウム、高オレイン酸サフラワー油、カノラ油、塩化マグネシウム、クエン酸ナトリウム、クエン酸カリウム、リン酸カリウム二塩基酸、リン酸マグネシウム二塩基酸、天然および人工フレーバー、リン酸カルシウム三塩基酸、セルロースゲル、塩化コリン、大豆レシチン、カラゲナン、塩(塩化ナトリウム)、アスコルビン酸、セルロースガム、硫酸第一鉄、α−トコフェリル酢酸、硫酸亜鉛、ナイアシンアミド、硫酸マンガン、パントテン酸カルシウム、硫酸第二銅、塩化チアミン塩酸塩、ビタミンAパルミタート、ピリドキシン塩酸塩、リボフラビン、塩化クロム、葉酸、モリブデン酸ナトリウム、ビオチン、ヨウ化カリウム、セレン酸ナトリウム、フィロキノン、ビタミンD3およびシアノコバラミン。
【0355】
タンパク質:
タンパク質源はカゼイン酸カルシウムである。
カゼイン酸カルシウム 100%。
【0356】
脂肪:
脂肪源は、2つの油、すなわち、高オレイン酸サフラワー油とカノラ油との混合物である。
高オレイン酸サフラワー油 70%
カノラ油 30%。
【0357】
ENSURE LIGHT中の脂肪レベルは、American Heart Association(AHA)の指針を満足するものである。ENSURE LIGHT中の3グラムの脂肪は全カロリーの13.5%に相当し、該脂肪の1.4%は飽和脂肪酸由来であり、2.6%は多価不飽和脂肪酸由来である。これらの値は、全カロリーの<30%が脂肪由来、該カロリーの<10%が飽和脂肪酸由来、および全カロリーの<10%が多価不飽和脂肪酸由来というAHA指針の範囲内である。
【0358】
炭水化物:
ENSURE LIGHTは、マルトデキストリンとスクロースとの組合せを含有する。チョコレートフレーバーはコーンシロップも含有する。穏やかな甘味およびフレーバーの多様性(フレンチバニラ、チョコレートシュプレーム、イチゴ・スワール(swirl))に加えて、ペカン、オウトウ、イチゴ、レモンおよびオレンジにおけるVARI−FLAVORS(登録商標)Flavor Pacsは、フレーバー疲労を予防するのを助け、患者のコンプライアンスを助ける。
【0359】
バニラおよび他の非チョコレートフレーバー:
スクロース 51%
マルトデキストリン 49%。
【0360】
チョコレート:
スクロース 47.0%
コーンシロップ 26.5%
マルトデキストリン 26.5%。
【0361】
ビタミンおよび無機質:
ENSURE LIGHTの8−fl−ozの供給は、24種の主要ビタミンおよび無機質に関するRDIの少なくとも25%を与える。
【0362】
カフェイン:
チョコレートフレーバーは2.1mgのカフェイン/8fl ozを含有する。
【0363】
E.ENSURE PLUS(登録商標)
用法:ENSURE PLUSは、通常以上のカロリーおよび栄養素ならびに通常濃度のタンパク質を要する場合に使用される高カロリー低残渣(low−residue)流動食である。それは、主として、食事と共に若しくは食間に使用される経口栄養補足物として又は適量での食事代替物として意図されている。ENSURE PLUSは、ラクトースおよびグルテンを含有しない。それは主として経口補足物であるが、それはチューブにより供給されうる。
【0364】
患者の条件:
・一定容積中の通常以上のカロリーおよび栄養素ならびに通常濃度のタンパク質を要する患者用。
・体重を増加させること又は健康な体重を維持することを要する患者用。
【0365】
特徴:
・クリーム風味に富む。
・良好な必須ビタミンおよび無機質の源。
【0366】
成分:
バニラ:−D水、コーンシロップ、マルトデキストリン(トウモロコシ)、トウモロコシ油、カゼイン酸ナトリウムおよびカルシウム、糖(スクロース)、分離大豆タンパク質、塩化マグネシウム、クエン酸カリウム、リン酸カルシウム三塩基酸、大豆レシチン、天然および人工フレーバー、クエン酸ナトリウム、塩化カリウム、塩化コリン、アスコルビン酸、カラゲナン、硫酸亜鉛、硫酸第一鉄、α−トコフェリル酢酸、ナイアシンアミド、パントテン酸カルシウム、硫酸マンガン、硫酸第二銅、塩化チアミン塩酸塩、ピリドキシン塩酸塩、リボフラビン、ビタミンAパルミタート、葉酸、ビオチン、塩化クロム、モリブデン酸ナトリウム、ヨウ化カリウム、セレン酸ナトリウム、フィロキノン、シアノコバラミンおよびビタミンD3。
【0367】
タンパク質:
タンパク質源は、2つの高生物価タンパク質、すなわちカゼインと大豆との混合物である。
カゼイン酸ナトリウムおよびカルシウム 84%
分離大豆タンパク質 16%。
【0368】
脂肪:
脂肪源はトウモロコシ油である。
トウモロコシ油 100%。
【0369】
炭水化物:
ENSURE PLUSは、マルトデキストリンとスクロースとの組合せを含有する。穏やかな甘味およびフレーバーの多様性(バニラ、イチゴ、コーヒー、バッファーペカンおよびエッグノック)に加えて、ペカン、オウトウ、イチゴ、レモンおよびオレンジにおけるVARI−FLAVORS(登録商標)Flavor Pacsは、フレーバー疲労を予防するのを助け、患者のコンプライアンスを助ける。
【0370】
バニラ、イチゴ、バターペカンおよびコーヒーフレーバー:
コーンシロップ 39%
マルトデキストリン 38%
スクロース 23%。
【0371】
チョコレートおよびエッグノック:
コーンシロップ 36%
マルトデキストリン 34%
スクロース 30%。
【0372】
ビタミンおよび無機質:
ENSURE PLUSの8−fl−ozの供給は、25種の主要ビタミンおよび無機質に関するRDIの少なくとも15%を与える。
【0373】
カフェイン:
チョコレートフレーバーは3.1mgのカフェイン/8fl ozを含有する。コーヒーフレーバーは微量のカフェインを含有する。
【0374】
F.ENSURE PLUS(登録商標)HN
用法:ENSURE PLUS HNは、より高いカロリーおよびタンパク質要求性または一定量の耐性を有する者のために意図された栄養的に完全な高カロリー、高窒素流動食である。それは、チューブによる経口補足または全栄養支持のために使用することができる。ENSURE PLUS HNはラクトースおよびグルテンを含有しない。
【0375】
患者の条件:
・手術または損傷の後のように、増加したカロリーおよびタンパク質要求性を有する患者用。
・一定量の耐性および早期満腹を有する患者用。
【0376】
特徴:
・補足的または完全な栄養用。
・経口またはチューブによる供給用。
・1.5CaVmL。
・高窒素。
・カロリー的に密。
【0377】
成分:バニラ:−D水、マルトデキストリン(トウモロコシ)、カゼイン酸ナトリウムおよびカルシウム、トウモロコシ油、糖(スクロース)、分離大豆タンパク質、塩化マグネシウム、クエン酸カリウム、リン酸カルシウム三塩基酸、大豆レシチン、天然および人工フレーバー、クエン酸ナトリウム、塩化コリン、アスコルビン酸、タウリン、L−カルニチン、硫酸亜鉛、硫酸第一鉄、α−トコフェリル酢酸、ナイアシンアミド、カラゲナン、パントテン酸カルシウム、硫酸マンガン、硫酸第二銅、塩化チアミン塩酸塩、ピリドキシン塩酸塩、リボフラビン、ビタミンAパルミタート、葉酸、ビオチン、塩化クロム、モリブデン酸ナトリウム、ヨウ化カリウム、セレン酸ナトリウム、フィロキノン、シアノコバラミンおよびビタミンD3。
【0378】
G.ENSURE(登録商標)POWDER
用法:ENSURE POWDER(水で再構成(還元)される)は、主として、食事と共に又は食間に使用される経口栄養補足物として意図された低残渣流動食である。ENSURE POWDERはラクトースおよびグルテンを含有せず、低コレステロール食を含む加工食中での使用に適している。
【0379】
患者の条件:
・加工食を取っている患者用。
・栄養的危機状態にある高齢患者用。
・疾患/手術から回復中の患者用。
・低残渣食を要する患者用。
【0380】
特徴:
・混合が容易、簡便。
・飽和脂肪が低い。
・供給当たり9gの全脂肪および<5mgのコレステロールを含有する。
・低コレステロール食用。
・ラクトースを含有せず、容易に消化される。
【0381】
成分:
バニラ:−D水、コーンシロップ、マルトデキストリン(トウモロコシ)、トウモロコシ油、カゼイン酸ナトリウムおよびカルシウム、分離大豆タンパク質、人工フレーバー、クエン酸カリウム、塩化マグネシウム、クエン酸ナトリウム、リン酸カルシウム三塩基酸、塩化カリウム、大豆レシチン、アスコルビン酸、塩化コリン、硫酸亜鉛、硫酸第一鉄、α−トコフェリル酢酸、ナイアシンアミド、パントテン酸カルシウム、硫酸マンガン、塩化チアミン塩酸塩、硫酸第二銅、ピリドキシン塩酸塩、リボフラビン、ビタミンAパルミタート、葉酸、ビオチン、モリブデン酸ナトリウム、塩化クロム、ヨウ化カリウム、セレン酸ナトリウム、フィロキノン、ビタミンD3およびシアノコバラミン。
【0382】
タンパク質:
タンパク質源は、2つの高生物価タンパク質、すなわちカゼインと大豆との混合物である。
カゼイン酸ナトリウムおよびカルシウム 84%
分離大豆タンパク質 16%。
【0383】
脂肪:
脂肪源はトウモロコシ油である。
トウモロコシ油 100%。
【0384】
炭水化物:
ENSURE POWDERは、コーンシロップ、マルトデキストリンおよびスクロースの組合せを含有する。ENSURE POWDERの穏やかな甘味に加えて、ペカン、オウトウ、イチゴ、レモンおよびオレンジにおけるVARI−FLAVORS(登録商標)Flavor Pacsは、フレーバー疲労を予防するのを助け、患者のコンプライアンスを助ける。
【0385】
バニラ:
コーンシロップ 35%
マルトデキストリン 35%
スクロース 30%。
【0386】
H.ENSURE(登録商標)PUDDING
用法:ENSURE PUDDINGは、食事と共に又は食間に使用される非液体形態においてバランス栄養をもたらす栄養的に密な補足物である。それは、コンシステンシー加工食(例えば、軟らかい、ピューレされた又は完全な液体)に、または嚥下障害を有する者に適している。ENSURE PUDDINGはグルテンを含有しない。
【0387】
患者の条件:
コンシステンシー加工食(例えば、軟らかい、ピューレされた又は完全な液体)を取っている患者用。
・嚥下障害を有する患者用。
【0388】
特徴:
・濃厚かつクリーム質、良好な味。
・良好な必須ビタミンおよびミネラル源
・簡便であり、冷蔵を要しない。
・グルテンを含有しない。
【0389】
5oz当たりの栄養プロフィール:カロリー250、タンパク質10.9%、全脂肪34.9%、炭水化物54.2%。
【0390】
成分:
バニラ:−D脱脂乳、水、糖(スクロース)、部分水素添加大豆油、化工食品用デンプン、硫酸マグネシウム、ナトリウム ステアロイル ラクチラート、リン酸ナトリウム二塩基酸、人工フレーバー、アスコルビン酸、硫酸亜鉛、硫酸第一鉄、α−トコフェリル酢酸、塩化コリン、ナイアシンアミド、硫酸マンガン、パントテン酸カルシウム、FD&C イエロー#5、クエン酸カリウム、硫酸第二銅、ビタミンAパルミタート、塩化チアミン塩酸塩、ピリドキシン塩酸塩、リボフラビン、FD&C イエロー#6、葉酸、ビオチン、フィロキノン、ビタミンD3およびシアノコバラミン。
【0391】
タンパク質:
タンパク質源は脱脂乳である。
脱脂乳 100%。
【0392】
脂肪:
脂肪源は水素添加大豆油である。
水素添加大豆油 100%。
【0393】
炭水化物:
ENSURE PUDDINGは、スクロースと化工食品用デンプンとの組合せを含有する。穏やかな甘味およびフレーバーの多様性(バニラ、チョコレート、バタースカッチおよびタピオカ)はフレーバー疲労を予防するのを助ける。該製品は、供給当たり9.2グラムのラクトースを含有する。
【0394】
バニラおよび他の非チョコレートフレーバー:
スクロース 56%
ラクトース 27%
化工食品用デンプン 17%。
【0395】
チョコレート:
スクロース 58%
ラクトース 26%
化工食品用デンプン 16%。
【0396】
I.ENSURE(登録商標)WITH FIBER:
用法:ENSURE WITH FIBERは、増加した食物繊維および栄養素から利益を受けうる者を意図した、繊維を含有する栄養的に完全な流動食である。ENSURE WITH FIBERは、低残渣食を要しない者に適している。それは経口またはチューブにより供給されることが可能であり、通常食に対する栄養補足物として、または適量での食事代替物として使用されうる。ENSURE WITH FIBERは、ラクトースおよびグルテンを含有し、低コレステロール食を含む加工食における使用に適している。
【0397】
患者の条件:
・増加した食物繊維および栄養素から利益を受けうる患者。
【0398】
特徴:
・新規に開発された製剤であり、飽和脂肪が低く、ビタミンおよび無機質がより高い。
・供給当たり6gの全脂肪および<5mgのコレステロールを含有する。
・濃厚、クリーム質の味。
・良好な繊維源。
・優れた必須ビタミンおよび無機質源。
・低コレステロール食用。
・ラクトースおよびグルテンを含有しない。
【0399】
成分:
バニラ:−D水、マルトデキストリン(トウモロコシ)、糖(スクロース)、カゼイン酸ナトリウムおよびカルシウム、エンバク繊維、高オレイン酸サフラワー油、カノラ油、分離大豆タンパク質、トウモロコシ油、大豆繊維、リン酸カルシウム三塩基酸、塩化マグネシウム、クエン酸カリウム、セルロースゲル、大豆レシチン、リン酸カリウム二塩基酸、クエン酸ナトリウム、天然および人工フレーバー、塩化コリン、リン酸マグネシウム、アスコルビン酸、セルロースガム、塩化カリウム、カラゲナン、硫酸第一鉄、α−トコフェリル酢酸、硫酸亜鉛、ナイアシンアミド、硫酸マンガン、パントテン酸カルシウム、硫酸第二銅、ビタミンAパルミタート、塩化チアミン塩酸塩、ピリドキシン塩酸塩、リボフラビン、葉酸、塩化クロム、ビオチン、モリブデン酸ナトリウム、ヨウ化カリウム、セレン酸ナトリウム、フィロキノン、ビタミンD3およびシアノコバラミン。
【0400】
タンパク質:
タンパク質源は、2つの高生物価タンパク質、すなわちカゼインと大豆との混合物である。
カゼイン酸ナトリウムおよびカルシウム 80%
分離大豆タンパク質 20%。
【0401】
脂肪:
脂肪源は、3つの油、すなわち、高オレイン酸サフラワー油、カノラ油およびトウモロコシ油の混合物である。
高オレイン酸サフラワー油 40%
カノラ油 40%
トウモロコシ油 20%
【0402】
ENSURE WITH FIBER中の脂肪レベルは、American Heart Association(AHA)の指針を満足するものである。ENSURE WITH FIBER中の6グラムの脂肪は全カロリーの22%に相当し、該脂肪の2.01%は飽和脂肪酸由来であり、6.7%は多価不飽和脂肪酸由来である。これらの値は、全カロリーの30%が脂肪由来、該カロリーの<10%が飽和脂肪酸由来、および全カロリーの10%が多価不飽和脂肪酸由来というAHA指針の範囲内である。
【0403】
炭水化物:
ENSURE WITH FIBERは、マルトデキストリンとスクロースとの組合せを含有する。穏やかな甘味およびフレーバーの多様性(バニラ、チョコレートおよびバターペカン)に加えて、ペカン、オウトウ、イチゴ、レモンおよびオレンジにおけるVARI−FLAVORS(登録商標)Flavor Pacsは、フレーバー疲労を予防するのを助け、患者のコンプライアンスを助ける。
【0404】
バニラおよび他の非チョコレートフレーバー:
マルトデキストリン 66%
スクロース 25%
エンバク繊維 7%
大豆繊維 2%。
【0405】
チョコレート:
マルトデキストリン 55%
スクロース 36%
エンバク繊維 7%
大豆繊維 2%。
【0406】
繊維:
ENSURE WITH FIBERにおいて使用する繊維混合物は、エンバク繊維および大豆多糖よりなる。この混合物は、8−fl.oz缶当たり約4グラムの全食物繊維を与える。不溶性繊維:可溶性繊維の比は95:5である。
【0407】
前記および当業者に公知の種々の栄養補足物は、本発明に従い製造したPUFAで置換および/または補足することができる。
【0408】
J.Oxepa(商標)栄養製品
Oxepaは、ARDSまたはそのリスクを有する患者の食事処置を意図した、低炭水化物でありカロリー的に密な経腸栄養製品である。それは、抗レベルの抗酸化剤およびエイコサペンタエン酸(魚油由来のEPA)、γ−リノレン酸(ルリチシャ油由来のGLA)を含有する特許された油混合物を含む成分の特有の組合せを有する。
【0409】
カロリー分布:
カロリー密度は、エネルギー要求性を満たす容積を最小限に抑えるために1.5Cal/mL(355Cal/8 fl.oz)と高い。Oxepa中のカロリーの分布を表IVに示す。
【0410】
【表3】
Figure 0004959903
【0411】
脂肪:
・Oxepaは、8−fl ozの供給(93.7g/L)当たり22.2gの脂肪を含有する。
・脂肪源は、31.8%のカノラ油、25%の中鎖トリグリセリド(MCT)、20%のルリチシャ油、20%の魚油および3.2%の大豆レシチンの油混合物である。Oxepaの典型的な脂肪酸プロフィールを表Vに示す。
・Oxepaは、表VIに示すとおりのバランス量の多価不飽和、一価不飽和および飽和脂肪酸を提供する。
・中鎖トリグリセリド(MCT)(該脂肪混合物の25%)は、胆汁酸による乳化を伴わずに腸管により吸収されるため、胃を空にするのを助ける。
【0412】
Oxepa(商標)栄養製品の種々の脂肪酸成分は、本発明に従い製造したPUFAで置換および/または補足することができる。
【0413】
【表4】
Figure 0004959903
【0414】
【表5】
表VI.Oxepaの脂肪プロフィール
脂肪由来の全カロリーに対する% 55.2
多価不飽和脂肪酸 31.44g/L
一価不飽和脂肪酸 25.53g/L
飽和脂肪酸 32.38g/L
n−6:n−3の比 1.75:1
コレステロール 9.49mg/8 fl oz
40.1mg/L
【0415】
炭水化物:
・炭水化物含量は、8−fl−ozの供給(105.5g/L)当たり25.0gである。
・炭水化物源は、共に容易に消化され吸収される45% マルトデキストリン(複合炭水化物)および55% スクロース(単糖)である。
・Oxepaの高脂肪および低炭水化物は、二酸化炭素(CO2)の生成を最小限に抑えるよう意図されている。高いCO2レベルは、ベンチレータに依存する患者においては離乳を難しくする。低い炭水化物レベルは、ストレス誘発性高血糖を現している患者にも有用かもしれない。
・Oxepaはラクトースを含有しない
【0416】
食事炭水化物、タンパク質由来のアミノ酸、および脂肪のグリセロール部分は、体内でグルコースに変換されうる。この過程の全体にわたり、グルコース依存性組織(例えば、中枢神経系および赤血球)の炭水化物要求性が満たされる。しかし、炭水化物を含有しない食事は、ケトーシス、組織タンパク質の過剰異化、ならびに体液および電解質の喪失を招きうる。カロリー摂取が適切である場合には、これらの影響は、50〜100gの消化可能な炭水化物の毎日の摂取により予防することができる。エネルギー要求性が満たされている場合には、Oxepaにおける炭水化物レベルは、糖新生を最小限に抑えるのに十分である。
【0417】
タンパク質:
・Oxepaは、8−fl−ozの供給(62.5g/L)当たり14.8gのタンパク質を含有する。
・全カロリー/窒素比(150:1)は、ストレスを受けた患者の要求性を満たす。
・Oxepaは、呼吸における問題を突発させることなく除脂肪体重の維持および同化を促進するのに十分なタンパク質を提供する。高いタンパク質摂取は、呼吸不全の患者においては問題である。タンパク質はCO2生成にはほとんど影響を及ぼさないが、高タンパク質食は換気駆動を増強するであろう。
・Oxepaのタンパク質源は、86.8%がカゼイン酸ナトリウム、そして13.2%がカゼイン酸カルシウムである。
・Oxepaにおけるタンパク質系のアミノ酸プロフィールは、National Academy of Sciencesが定めた高品質タンパク質に関する基準を満たすか又はそれを凌ぐものである。
* Oxepaはグルテンを含有しない。
【0418】
解析プログラムのデフォルト設定
GCGプログラム
FastA検索
デフォルトパラメーター:
関心領域 開始時=1 終了時=最終タンパク質または核酸
検索設定 SwissProt(タンパク質)またはGenEMBL(核酸)のすべて
ワードサイズ =タンパク質には(2) 核酸には(6)
予想スコアは、E( )値が2.0に達するまでのスコアを列挙する。
TFastA検索
デフォルトパラメーター:
関心領域 開始時=1 終了時=最終核酸
検索設定 GenEMBLのすべて
ワードサイズ ワードサイズ=(2)
予想スコアは、E( )値が2.0に達するまでのスコアを列挙する。
パイルアップ
デフォルトパラメーター:
ギャップ生成ペナルティ ギャップウェイト=5
ギャップ伸長ペナルティ ギャップ長ウェイト=12
プロット図 1ページプロット密度=2.7
Sequencherプログラム
デフォルトパラメーター:
自動集合
ダーティデータアルゴリズム=より遅いコンティグ集合であるが、配列間の、より厳密な比較である。
最小マッチ=85%
最小重複=20
BLAST2(blastp、tblastn)
デフォルトパラメーター:V=50 ラムダ=.329 W=3
B=50 K=0.140 X=22
E=10 H=0.427
blast n
デフォルトパラメーター:V=100 ラムダ=1.37 W=11
B=250 K=0.171 X1=22
E=10 H=1.31 X2=25
BLAST 2 コマンドラインアーギュメント
・v ヒット 示す最良スコアの数
・b アライメント 示す最良アライメントの数
・e 期待値(E) [真の]デフォルト=10.0
・m アライメントビューオプション:
0=ペアワイズ、
1=同一性を示すマスタスレーブ、
2=マスタスレーブ、同一性無し、
3=平坦なマスタスレーブ、同一性を示す、
4=平坦なマスタスレーブ、同一性無し、
5=マスタスレーブ、平滑末端および同一性無し
6=平坦なマスタスレーブ、平滑末端および同一性無し、
[整数]
デフォルト=0
・F フィルタークエリー(query)配列 (blastnではDUST、その他ではSEG)[T/F]
デフォルト=T
・G ギャップを開くためのコスト(ゼロはデフォルト挙動を引き起こす)[整数]
デフォルト=0
・E ギャップを伸長させるためのコスト(ゼロはデフォルト挙動を引き起こす)[整数]
デフォルト=0
・X ギャップ化アライメントに関するXドロップオフ(ビット単位)(ゼロはデフォルト挙動を引き起こす)[整数]
デフォルト=0
・I デフラインにおけるGIを示す [T/F]
デフォルト=F
・g ヌクレオチドミスマッチに関するペナルティ(blastnのみ)[整数]
デフォルト=−3
・r ヌクレオチドマッチに関するリウォード(blastnのみ)[整数]
デフォルト=1
・f 伸長ヒットに関する閾値 ゼロならデフォルト[整数]
デフォルト=0
・g ギャップ化アライメントを実行(tblastxでは利用できない)[T/F]
デフォルト=T
・q 使用するクエリー(query)遺伝暗号 [整数]
デフォルト=1
・D DB遺伝暗号
[整数]
デフォルト=1
・J クエリー(query)デフラインを信じる [T/F]
デフォルト=F
・M マトリックス [ストリング]
デフォルト=BLOSUM62
・W ワードサイズ ゼロの場合はデフォルト[整数]
デフォルト=0
・z データベースの有効長(真のサイズに関してはゼロを使用)
デフォルト=0
・a 使用するプロセッサーの数 [整数]
デフォルト=適合性のあるサイト(SeqServer.conf)
ギャップオープン/ギャップ伸長コスト(−G/−E)パラメーターに関する許容およびデフォルト値:
【表6】
Figure 0004959903

【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、種々の脂肪酸の生合成経路を表す。エロンガーゼ酵素(elo)の役割に注目すべきである。
【図2】 図2は、ホホバKCSおよびELO2のアミノ酸配列間の類似性(%)および同一性(%)を表す。
【図3】 図3は、図2のホホバKCS配列に相同なエス・セレビシエ(S.cerevisiae)ELO2配列を表す(プライマー配列が下線で示されている)。
【図4A】 図4Aは、MAELO cDNAを含有するpRAE−2の物理的地図を示す。
【図4B】 図4Bは、酵母内でのエロンガーゼ酵素の製造に使用する構成的発現ベクターpRAE−5の物理的地図を表す。
【図5】 図5は、クローンpRAE−5およびpRAE−6のヌクレオチド配列の比較を表す。
【図6】 図6は、モルティエレラ・アルピナ(Mortierella alpina)エロンガーゼ(MAELO)の完全なヌクレオチド配列を示す。
【図7】 図7は、MAELO(図6を参照されたい)から翻訳されたモルティエレラ・アルピナ(Mortierella alpina)エロンガーゼのアミノ酸配列を表す。
【図8A】 図8は、3つのエロンガーゼ、すなわち、エス・セレビシエ(S.cerevisiae)ELO2(GNS1)、エス・セレビシエ(S.cerevisiae)ELO3(SUR4)および図7に示す翻訳されたMAELO配列の間のアミノ酸配列アライメントを表す。
【図8B】 図8は、3つのエロンガーゼ、すなわち、エス・セレビシエ(S.cerevisiae)ELO2(GNS1)、エス・セレビシエ(S.cerevisiae)ELO3(SUR4)および図7に示す翻訳されたMAELO配列の間のアミノ酸配列アライメントを表す。
【図9A】 図9は、ヌクレオチド配列MAELOとエス・セレビシエ(S.cerevisiae)由来のELO2のヌクレオチド配列との比較を表す。
【図9B】 図9は、ヌクレオチド配列MAELOとエス・セレビシエ(S.cerevisiae)由来のELO2のヌクレオチド配列との比較を表す。
【図10A】 図10Aおよび10Bは、パン酵母内で発現されたMAELOのPUFAエロンガーゼ活性を表す。
【図10B】 図10Aおよび10Bは、パン酵母内で発現されたMAELOのPUFAエロンガーゼ活性を表す。
【図11】 図11は、AAを製造するためにエム・アルピナ(M.alpina)由来のΔ5−デサチュラーゼcDNAと共に共発現した場合のMAELOのPUFAエロンガーゼ活性を示す。
【図12】 図12は、パン酵母内でのエス・セレビシエ(S.cerevisiae)由来のELO2の過剰発現とMAELOのPUFAエロンガーゼ活性を比較している。
【図13】 図13、14および15は、GenEMBLデータベースにおけるシー・エレガンス(C.elegans)ヌクレオチド配列由来のアミノ酸配列の、翻訳されたMAELOとの3つの別々の比較を表す。
【図14】 図13、14および15は、GenEMBLデータベースにおけるシー・エレガンス(C.elegans)ヌクレオチド配列由来のアミノ酸配列の、翻訳されたMAELOとの3つの別々の比較を表す。
【図15】 図13、14および15は、GenEMBLデータベースにおけるシー・エレガンス(C.elegans)ヌクレオチド配列由来のアミノ酸配列の、翻訳されたMAELOとの3つの別々の比較を表す。
【図16】 図16は、該翻訳MAELOおよびGenEMBLデータベースにおける2つの異なる哺乳類配列のアミノ酸翻訳間の比較を示す。
【図17】 図17は、データーベース検索中に検出された、MAELO由来のアミノ酸配列と、翻訳されたDNA配列(公開されたPCT出願WO 88/07577を参照されたい)の比較を示す。
【図18】 図18は、エム・アルピナ(M.alpina)由来のΔ5−デサチュラーゼの完全なヌクレオチド配列を示す。
【図19】 図19は、MAD708プールの初期GC−FAME分析を表す。DGLA(C20:3n−6)ピークの検出に注目すべきである。
【図20】 図20は、GLAを基質として使用した場合の酵母における5つのMAD708クローンのPUFAエロンガーゼ活性を表す。すべてのクローンが見掛け上のエロンガーゼ活性を有している。
【図21】 図21は、プラスミドpRPB2のDNA配列分析を表す。該分析は957bp長のオープンリーディングフレームを示している。
【図22】 図22は、プラスミドpRPB2内に含有されているエム・アルピナ(M.alpina)cDNAの完全なヌクレオチド配列を示し、それはそのGLAエロンガーゼ活性にちなんでGLELOと称される。
【図23】 図23は、GLELO(図22を参照されたい)から翻訳されたエム・アルピナ(M.alpina)エロンガーゼのアミノ酸配列を表す。
【図24】 図24は、GLAで補足された334(pRPB2)の誘導培養内でのn−6 PUFAエロンガーゼ活性を示す。
【図25A】 図25は、25μMの他の脂肪酸基質で補足された334(pRPB2)の誘導培養内でのn−3およびn−6 PUFAエロンガーゼ活性を表す。
【図25B】 図25は、25μMの他の脂肪酸基質で補足された334(pRPB2)の誘導培養内でのn−3およびn−6 PUFAエロンガーゼ活性を表す。
【図26A】 図26Aは、AAを製造するためにエム・アルピナ(M.alpina)Δ5−デサチュラーゼcDNAと共に共発現させ基質としてGLAを使用した場合のGLELOのエロンガーゼ活性を示す。
【図26B】 図26Bは、AAを製造するためにエム・アルピナ(M.alpina)Δ5−デサチュラーゼcDNAと共に共発現させ基質としてSTAを使用した場合のGLELOのエロンガーゼ活性を示す。
【図27】 図27は、翻訳されたGLELO配列(図23を参照されたい)と翻訳されたMAELO配列(図7を参照されたい)との比較を示す。
【図28A】 図28は、4つのエロンガーゼのアミノ酸配列、すなわち、GLELOの翻訳されたアミノ酸配列(図23を参照されたい)、MAELO(図7を参照されたい)、エス・セレビシエ(S.cerevisiae)ELO2(GNS1)およびエス・セレビシエ(S.cerevisiae)ELO3(SUR4)の比較を表す。ヒスチジンボックスが下線で示されている。
【図28B】 図28は、4つのエロンガーゼのアミノ酸配列、すなわち、GLELOの翻訳されたアミノ酸配列(図23を参照されたい)、MAELO(図7を参照されたい)、エス・セレビシエ(S.cerevisiae)ELO2(GNS1)およびエス・セレビシエ(S.cerevisiae)ELO3(SUR4)の比較を表す。ヒスチジンボックスが下線で示されている。
【図29】 図29は、翻訳されたMAELO配列と翻訳された推定ヒトホモログHS1配列とのアライメントを表す。
【図30】 図30は、翻訳されたMAELO配列と翻訳された推定ヒトホモログHS2配列とのアライメントを表す。
【図31】 図31は、翻訳されたMAELO配列と翻訳された推定マウスホモログMM2配列とのアライメントを表す。
【図32】 図32は、翻訳されたMAELO配列と翻訳された推定マウスホモログAI225632配列とのアライメントを表す。
【図33】 図33は、翻訳されたGLELO配列と翻訳されたヒトホモログAI815960配列とのアライメントを表す。
【図34】 図34は、翻訳されたGLELO配列と翻訳された推定ヒトホモログHS1配列とのアライメントを表す。
【図35】 図35は、翻訳されたGLELO配列とAC004050由来の翻訳された推定ヒトホモログ配列とのアライメントを表す。
【図36】 図36は、翻訳されたGLELO配列と翻訳された推定マウスホモログMM2配列とのアライメントを表す。
【図37】 図37は、翻訳されたGLELO配列と翻訳された推定マウスホモログAI225632配列とのアライメントを表す。
【図38】 図38は、翻訳されたGLELO配列と翻訳された推定マウスホモログU97107とのアライメントを表す。
【図39】 図39は、翻訳されたGLELO配列と翻訳された推定シー・エレガンス(C.elegans)U68749(F56H11.4)ホモログ配列とのアライメントを表す。
【図40】 図40は、翻訳されたMAELO配列と翻訳された推定シー・エレガンス(C.elegans)U68749(F56H11.4)ホモログ配列とのアライメントを表す。
【図41】 図41は、翻訳されたGLELO配列と翻訳された推定キイロショウジョウバエ(Drosophila melanogaster)ホモログ配列DM1とのアライメントを表す。
【図42】 図42は、翻訳されたMAELO配列と翻訳された推定キイロショウジョウバエ(Drosophila melanogaster)ホモログ配列DM1とのアライメントを表す。
【図43】 図43は、ヒトエロンガーゼHSELO1の完全なヌクレオチド配列を示す。
【図44】 図44は、ヒトエロンガーゼHSELO1の推定アミノ酸配列を示す。
【図45】 図45は、GLAまたはAAで補足された場合の334(pRAE−58−A1)の誘導培養のエロンガーゼ活性(PUFAなど)を示す。
【図46】 図46は、シー・エレガンス(C.elegans)エロンガーゼCEELOの完全なヌクレオチド配列を示す。
【図47】 図47は、シー・エレガンス(C.elegans)エロンガーゼCEELOの推定アミノ酸を表す。
【図48】 図48は、GLAおよびAAで補足された場合の334(pRET−21)および334(pRET−22)の誘導培養のPUFAエロンガーゼ活性を示す。
【図49】 図49は、推定ヒトエロンガーゼ遺伝子HS3の完全なヌクレオチド配列を表す。
【図50】 図50は、推定ヒトエロンガーゼ酵素HS3の推定アミノ酸配列を示す。
【図51】 図51は、GLA、AA、STA、EPA、OAまたはALAで補足された場合のパン酵母内で発現されたHSELO1のエロンガーゼ活性(PUFAなど)を表す。
【図52】 図52は、25mMまたは100mMのGLA、AAまたはEPAで補足された場合のパン酵母内で発現されたHSELO1のエロンガーゼ活性(PUFAなど)を表す。
【図53A】 図53A、53Bおよび53Cは、PA、SA、ARA、BA、PTA、OA、EA、LA、GLA、DGLA、AA、ADA、ALA、STA、EPAまたはDPAで補足された場合あるいは基質が存在しない場合のパン酵母内で発現されたHSELO1のエロンガーゼ活性(PUFAなど)を表す。
【図53B】 図53A、53Bおよび53Cは、PA、SA、ARA、BA、PTA、OA、EA、LA、GLA、DGLA、AA、ADA、ALA、STA、EPAまたはDPAで補足された場合あるいは基質が存在しない場合のパン酵母内で発現されたHSELO1のエロンガーゼ活性(PUFAなど)を表す。
【図53C】 図53A、53Bおよび53Cは、PA、SA、ARA、BA、PTA、OA、EA、LA、GLA、DGLA、AA、ADA、ALA、STA、EPAまたはDPAで補足された場合あるいは基質が存在しない場合のパン酵母内で発現されたHSELO1のエロンガーゼ活性(PUFAなど)を表す。
【図54】 図54は、マウスエロンガーゼMELO4の完全なヌクレオチド配列を表す。
【図55】 図55は、マウスエロンガーゼMELO4の推定アミノ酸配列を表す。
【図56】 図56は、GLA、AA、ADA、STA、EPAまたはDPAで補足された場合のパン酵母内で発現されたMELO4のPUFAエロンガーゼ活性を表す。
【図57A】 図57A、57Bおよび57Cは、PA、SA、ARA、BA、PTA、OA、EA、LA、GLA、DGLA、AA、ADA、ALA、STA、EPAまたはDPAで補足された場合あるいは基質が存在しない場合のパン酵母内で発現されたMELO4のPUFAエロンガーゼ活性を表す。
【図57B】 図57A、57Bおよび57Cは、PA、SA、ARA、BA、PTA、OA、EA、LA、GLA、DGLA、AA、ADA、ALA、STA、EPAまたはDPAで補足された場合あるいは基質が存在しない場合のパン酵母内で発現されたMELO4のPUFAエロンガーゼ活性を表す。
【図57C】 図57A、57Bおよび57Cは、PA、SA、ARA、BA、PTA、OA、EA、LA、GLA、DGLA、AA、ADA、ALA、STA、EPAまたはDPAで補足された場合あるいは基質が存在しない場合のパン酵母内で発現されたMELO4のPUFAエロンガーゼ活性を表す。
【図58】 図58は、マウスエロンガーゼMELO7の完全なヌクレオチド配列を表す。
【図59】 図59は、マウスエロンガーゼMELO7の推定アミノ酸配列を表す。
【図60】 図60は、GLA、AA、ADA、STA、EPAまたはDPAで補足された場合のパン酵母内で発現されたMELO7のエロンガーゼ活性(PUFAなど)を表す。
【図61】 図61は、基質が存在しない場合およびAAまたはGLAの添加を伴う場合の酵母内で発現されたシー・エレガンス(C.elegans)エロンガーゼの活性を示す。
【図62A】 図62は、50μMの種々の基質で補足された場合の334(pRET22)の誘導培養のPUFAエロンガーゼ活性を示す。
【図62B】 図62は、50μMの種々の基質で補足された場合の334(pRET22)の誘導培養のPUFAエロンガーゼ活性を示す。
【図63A】 図63は、それぞれAAまたはEPAを製造するために基質としてGLA(図63A)またはSTA(図63B)を使用しエム・アルピナ(M.alpina)Δ5−デサチュラーゼcDNAと共に共発現させた場合のPUFAエロンガーゼ活性を表す。
【図63B】 図63は、それぞれAAまたはEPAを製造するために基質としてGLA(図63A)またはSTA(図63B)を使用しエム・アルピナ(M.alpina)Δ5−デサチュラーゼcDNAと共に共発現させた場合のPUFAエロンガーゼ活性を表す。
【図64A】 図64は、4つのエロンガーゼ、HSELO1(図44)、MELO4(図55)、GLELO(図23)およびCEELO(図47)の間のアミノ酸配列アライメントを表す。
【図64B】 図64は、4つのエロンガーゼ、HSELO1(図44)、MELO4(図55)、GLELO(図23)およびCEELO(図47)の間のアミノ酸配列アライメントを表す。
【図65】 図65は、部分スラウストチトリウム・アウレウム(Thraustochytrium aureum)(ティー・アウレウム(T.aureum))7091エロンガーゼ遺伝子のコンセンサスヌクレオチド配列を表す。
【図66】 図66は、図65のティー・アウレウム(T.aureum)7091エロンガーゼ遺伝子の推定アミノ酸配列を表す。
【図67】 図67は、プラスミドpRAT−4−A1からのティー・アウレウム(T.aureum)7091エロンガーゼTELO1の完全なヌクレオチド配列を表す。
【図68】 図68は、プラスミドpRAT−4−A2からのティー・アウレウム(T.aureum)7091エロンガーゼTELO1の完全なヌクレオチド配列を表す。
【図69】 図69は、プラスミドpRAT−4−A3からのティー・アウレウム(T.aureum)7091エロンガーゼTELO1の完全なヌクレオチド配列を表す。
【図70】 図70は、プラスミドpRAT−4−A4からのティー・アウレウム(T.aureum)7091エロンガーゼTELO1の完全なヌクレオチド配列を表す。
【図71】 図71は、プラスミドpRAT−4−A6からのティー・アウレウム(T.aureum)7091エロンガーゼTELO1の完全なヌクレオチド配列を表す。
【図72】 図72は、プラスミドpRAT−4−A7からのティー・アウレウム(T.aureum)7091エロンガーゼTELO1の完全なヌクレオチド配列を表す。
【図73】 図73は、プラスミドpRAT−4−D1からのティー・アウレウム(T.aureum)7091エロンガーゼTELO1の完全なヌクレオチド配列を表す。
【図74】 図74は、プラスミドpRAT−4−A1からのティー・アウレウム(T.aureum)7091エロンガーゼTELO1の推定アミノ酸配列を表す。
【図75】 図75は、プラスミドpRAT−4−A2からのティー・アウレウム(T.aureum)7091エロンガーゼTELO1の推定アミノ酸配列を表す。
【図76】 図76は、プラスミドpRAT−4−A3からのティー・アウレウム(T.aureum)7091エロンガーゼTELO1の推定アミノ酸配列を表す。
【図77】 図77は、プラスミドpRAT−4−A4からのティー・アウレウム(T.aureum)7091エロンガーゼTELO1の推定アミノ酸配列を表す。
【図78】 図78は、プラスミドpRAT−4−A6からのティー・アウレウム(T.aureum)7091エロンガーゼTELO1の推定アミノ酸配列を表す。
【図79】 図79は、プラスミドpRAT−4−A7からのティー・アウレウム(T.aureum)7091エロンガーゼTELO1の推定アミノ酸配列を表す。
【図80】 図80は、プラスミドpRAT−4−D1からのティー・アウレウム(T.aureum)7091エロンガーゼTELO1の推定アミノ酸配列を表す。
【図81A】 図81は、GLAまたはEPAで補足された場合のパン酵母内で発現したTELO1のエロンガーゼ活性を表す。
【図81B】 図81は、GLAまたはEPAで補足された場合のパン酵母内で発現したTELO1のエロンガーゼ活性を表す。
【図82A】 図82は、7つのプラスミド、すなわち、pRAT−4−A1(図74)、pRAT−4−A2(図75)、pRAT−4−A3(図76)、pRAT−4−A4(図77)、pRAT−4−A6(図78)、pRAT−4−A7(図79)およびpRAT−4−D1(図80)からのTELO1エロンガーゼ間のアミノ酸配列アライメントを表す。
【図82B】 図82は、7つのプラスミド、すなわち、pRAT−4−A1(図74)、pRAT−4−A2(図75)、pRAT−4−A3(図76)、pRAT−4−A4(図77)、pRAT−4−A6(図78)、pRAT−4−A7(図79)およびpRAT−4−D1(図80)からのTELO1エロンガーゼ間のアミノ酸配列アライメントを表す。
【図83】 図83は、翻訳されたTELO1配列と翻訳されたHSELO1配列とのアライメントを表す。
【図84】 図84は、翻訳されたTELO1配列と翻訳されたMELO4配列とのアライメントを表す。
【図85】 図85は、翻訳されたTELO1配列と翻訳されたGLELO配列とのアライメントを表す。
【図86】 図86は、翻訳されたTELO1配列と翻訳されたCEELO配列とのアライメントを表す。
【図87A】 図87は、GLA、AA、STA、EPAで補足された場合またはいずれの基質でも補足されなかった場合のパン酵母内で発現されたTELO1のエロンガーゼ活性を表す。
【図87B】 図87は、GLA、AA、STA、EPAで補足された場合またはいずれの基質でも補足されなかった場合のパン酵母内で発現されたTELO1のエロンガーゼ活性を表す。
【図88】 図88は、LA、ALA、GLA、STA、DGLA、ETA、AAまたはEPAで補足された場合のパン酵母内で発現されたTELO1のエロンガーゼ活性を表す。

Claims (17)

  1. 配列番号7(図72)に対して少なくとも85%の配列同一性を有するヌクレオチド配列(ここで、該ヌクレオチド配列は、エロンガーゼ活性を有するポリペプチドをコードする。)を包含する又は該ヌクレオチド配列に相補的な単離された核酸
  2. 該配列が、多価不飽和脂肪酸を基質として利用する機能的に活性なエロンガーゼをコードする、請求項1に記載の単離された核酸
  3. 請求項1に記載のヌクレオチド配列にコードされる精製されたタンパク質。
  4. 請求項3に記載の精製されたタンパク質のアミノ酸配列に対して少なくとも90%のアミノ酸類似性を有し多価不飽和脂肪酸を伸長させる精製されたポリペプチド。
  5. a)配列番号7(図72)を含むヌクレオチド配列を単離し、
    b)ii)プロモーターに作動的に結合したi)該単離ヌクレオチド配列を含むベクターを構築し、
    c)該エロンガーゼ酵素の発現に十分な時間および条件下、該ベクターを宿主細胞内に導入する工程を含んでなる、エロンガーゼ酵素の製造方法。
  6. b)プロモーターに作動的に結合したa)配列番号7(図72)を含むヌクレオチド配列を含んでなるベクター。
  7. 請求項6に記載のベクターを含んでなる宿主細胞。
  8. 請求項6に記載のベクターを含んでなる植物細胞、植物または植物組織であって、該ベクターのヌクレオチド配列の発現が、該植物細胞、植物または植物組織による多価不飽和脂肪酸の産生をもたらすことを特徴とする植物細胞、植物または植物組織。
  9. 請求項6に記載のベクターを含んでなるトランスジェニック植物であって、該ベクターのヌクレオチド配列の発現が、該トランスジェニック植物の種子内での多価不飽和脂肪酸の産生をもたらすことを特徴とするトランスジェニック植物。
  10. a)配列番号7(図72)を含むヌクレオチド配列を単離し、
    b)該単離ヌクレオチド配列を含むベクターを構築し、
    c)該単離ヌクレオチド配列にコードされるエロンガーゼ酵素の発現に十分な時間および条件下、該ベクターを宿主細胞内に導入し、
    d)発現したエロンガーゼ酵素を基質多価不飽和脂肪酸にさらして、該基質を産物多価不飽和脂肪酸に変換する工程を含んでなる、多価不飽和脂肪酸の製造方法。
  11. 該基質多価不飽和脂肪酸が、GLA、STA、AA、ADAおよびALAよりなる群から選ばれ、該産物多価不飽和脂肪酸が、それぞれDGLA、20:4n−3、ADA、ω6−ドコサペンタエン酸およびSTAよりなる群から選ばれる、請求項10に記載の製造方法。
  12. 発現したエロンガーゼ酵素を少なくとも1つのデサチュラーゼにさらして、該産物多価不飽和脂肪酸を別の多価不飽和脂肪酸(「別多価不飽和脂肪酸」)に変換する工程を更に含む、請求項10に記載の製造方法。
  13. 該産物多価不飽和脂肪酸が、DGLA、20:4n−3、ADAおよびω6−ドコサペンタエン酸よりなる群から選ばれ、該別多価不飽和脂肪酸が、それぞれAA、EPA、ω6−ドコサペンタエン酸およびドコサヘキサエン酸よりなる群から選ばれ、前記の少なくとも1つのデサチュラーゼが、AAまたはEPAの製造の場合にはΔ5−デサチュラーゼであり、ω6−ドコサペンタエン酸の製造の場合にはΔ4−デサチュラーゼであり、ドコサヘキサエン酸の製造の場合にはΔ19−デサチュラーゼである、請求項12に記載の製造方法。
  14. 該別多価不飽和脂肪酸を、少なくとも1つのエロンガーゼおよび少なくとも1つの追加的なデサチュラーゼよりなる群から選ばれる1以上の酵素にさらして、該別多価不飽和脂肪酸を最終多価不飽和脂肪酸に変換する工程を更に含む、請求項12に記載の製造方法。
  15. 該最終多価不飽和脂肪酸が、ADA、ω3−ドコサペンタエン酸およびドコサヘキサエン酸よりなる群から選ばれる、請求項14に記載の製造方法。
  16. エロンガーゼ活性を有するポリペプチド(ここで、該ポリペプチドのアミノ酸配列は、配列番号7(図72)よってコードされるポリペプチドのアミノ酸配列に対して少なくとも90%の配列同一性を有する。)をコードするヌクレオチド配列を包含する又は相補的な単離された核酸
  17. 前記ヌクレオチド配列が配列番号7である、請求項16に記載の単離された核酸
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