JP5367272B2 - Polyamino acid synthase and gene encoding it - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for efficiently producing a polyamino acid. <P>SOLUTION: An enzyme catalyzing amino acid polymerization in a non-ribosomal peptide synthase (NRPS) style, and a polynucleotide comprising a specific base sequence and encoding the above enzyme, are provided, respectively. A polynucleotide in which the above polyamino acid synthase is a polylysine synthase is also provided. A recombinant vector comprising the above polynucleotide, a transformant containing the above recombinant vector, and a method for producing the polyamino acid synthase using the above transformant, are also provided, respectively. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、新規ポリアミノ酸合成酵素とそれをコードする遺伝子に関する。   The present invention relates to a novel polyamino acid synthase and a gene encoding the same.

ポリアミノ酸を合成する方法としては、従来から化学合成によるもの、酵素的に合成す
るもの等が知られている。
Conventionally known methods for synthesizing polyamino acids include chemical synthesis and enzymatic synthesis.

近年、社会的貢献度の高い様々な生理活性ペプチドが見出されている。これらペプチド
の合成法として化学合成法と酵素合成法がある。後者では有害な薬品を使用せず製造でき
、環境負荷などの問題点も克服可能で、低コスト化も期待できる。
In recent years, various physiologically active peptides with high social contribution have been found. There are two methods for synthesizing these peptides: chemical synthesis and enzyme synthesis. The latter can be manufactured without using harmful chemicals, can overcome problems such as environmental impact, and can be expected to reduce costs.

酵素的にポリアミノ酸を合成する方法の1つとして、アスパラギン酸骨格とアルギニン
側鎖からなる非タンパク質アミノ酸ポリマーであるシアノフィシン(multi-L-arginyl-po
ly(L-aspartic acid))を酵素的に合成する方法が知られている(非特許文献1、非特
許文献2)。また、ポリ−γ−グルタミン酸を酵素的に合成する方法も報告されている(
非特許文献3)。
One method for enzymatically synthesizing polyamino acids is cyanophycin (multi-L-arginyl-po), a non-protein amino acid polymer consisting of an aspartic acid skeleton and an arginine side chain.
A method for enzymatically synthesizing ly (L-aspartic acid)) is known (Non-Patent Document 1, Non-Patent Document 2). A method for enzymatically synthesizing poly-γ-glutamic acid has also been reported (
Non-patent document 3).

しかし、これらポリアミノ酸の酵素合成は複合酵素系の触媒作用によって達成されるた
め、制御が難しく、工業生産への応用はなされていない。また、シアノフィシン、ポリ−
γ−グルタミン酸の酵素合成を除くと、トリペプチド以上の鎖長の長いペプチドまたはアミノ酸ホモポリマーを酵素的に合成できた例は無い。
However, since the enzyme synthesis of these polyamino acids is achieved by the catalytic action of a complex enzyme system, it is difficult to control and has not been applied to industrial production. Cyanophycin, poly-
Except for the enzymatic synthesis of γ-glutamic acid, there is no example in which a peptide or amino acid homopolymer having a chain length longer than that of a tripeptide can be enzymatically synthesized.

さらに、抗菌性ポリアミノ酸ε−ポリ−L−リジンの生合成については、微生物発酵法
によるものが報告されている(非特許文献4)。
Eur.J.Biochem.267,5561−5570(2000) APPL.ENVIRON.MICROBIOL.Vol.67,No.5,May 2001,p.2176−2182 APPL.ENVIRON.MICROBIOL.Vol.70,No.7,July 2004,p.4249−4255 Agric.Biol.Chem.Vol.45,1981,p.2497−2502
Furthermore, the biosynthesis of the antibacterial polyamino acid ε-poly-L-lysine has been reported by a microbial fermentation method (Non-patent Document 4).
Eur. J. et al. Biochem. 267, 5561-5570 (2000) APPL. ENVIRON. MICROBIOL. Vol. 67, no. 5, May 2001, p. 2176-2182 APPL. ENVIRON. MICROBIOL. Vol. 70, no. 7, July 2004, p. 4249-4255 Agric. Biol. Chem. Vol. 45, 1981, p. 2497-2502

このような状況下で、より長鎖の任意アミノ酸ペプチドあるいはアミノ酸類縁体ホモポ
リマーを効率よく製造する方法が求められている。
Under such circumstances, a method for efficiently producing a longer-chain arbitrary amino acid peptide or amino acid analog homopolymer is required.

本発明者らは、このような要求に応えるため鋭意研究を重ねた結果、L−リジンの重合
を触媒するリボソーム非依存的ペプチド合成酵素(NRPS)を見出した。
As a result of intensive studies to meet such demands, the present inventors have found a ribosome-independent peptide synthase (NRPS) that catalyzes the polymerization of L-lysine.

したがって、本発明は、以下に示すポリアミノ酸合成酵素、それをコードするポリヌク
レオチド、該ポリヌクレオチドを含有するベクター、該ポリアミノ酸合成酵素の製造方法
、該ポリアミノ酸合成酵素を使用するポリアミノ酸の製造方法、該ポリヌクレオチドの部
分配列を含むプライマー、該ポリヌクレオチドもしくはその相補配列にハイブリダイズし
得るプローブ、該酵素に対する抗体、該プライマーもしくはプローブもしくは該抗体を使
用するポリアミノ酸合成酵素のスクリーニング方法等を提供する。
Therefore, the present invention relates to the following polyamino acid synthetase, polynucleotide encoding the same, vector containing the polynucleotide, method for producing the polyamino acid synthetase, and production of polyamino acid using the polyamino acid synthetase. A method, a primer containing a partial sequence of the polynucleotide, a probe capable of hybridizing to the polynucleotide or a complementary sequence thereof, an antibody against the enzyme, a method for screening the polyamino acid synthase using the primer or probe or the antibody, etc. provide.

(1)(i)配列番号2のアミノ酸配列からなるポリアミノ酸合成酵素をコードするヌク
レオチド配列、
(ii)配列番号2のアミノ酸配列において少なくとも1個のアミノ酸残基の欠失、置
換、挿入、および/もしくは付加を有するアミノ酸配列からなるポリアミノ酸合成酵素を
コードするヌクレオチド配列、
(iii)配列番号2のアミノ酸配列と60%以上の同一性を有するアミノ酸配列から
なるポリアミノ酸合成酵素をコードするヌクレオチド配列、
(iv)配列番号1のヌクレオチド配列、
(v)配列番号1のヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列にストリンジェント
なハイブリダイゼーション条件下でハイブリダイズし得る、ポリアミノ酸合成酵素をコー
ドするヌクレオチド配列、または
(vi)配列番号1のヌクレオチド配列と65%以上の同一性を有する、ポリアミノ酸
合成酵素をコードするヌクレオチド配列、
のいずれかを含む、ポリヌクレオチド。
(1a)(i)配列番号2のアミノ酸配列において1もしくは数個のアミノ酸残基の欠失
、置換、挿入、および/もしくは付加を有するアミノ酸配列からなるポリアミノ酸合成酵
素をコードするヌクレオチド配列、
(ii)配列番号2のアミノ酸配列と80%以上の同一性を有するアミノ酸配列からな
るポリアミノ酸合成酵素をコードするヌクレオチド配列、または
(iii)配列番号1のヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列に高ストリンジ
ェントなハイブリダイゼーション条件下でハイブリダイズし得る、ポリアミノ酸合成酵素
をコードするヌクレオチド配列、
のいずれかを含む、ポリヌクレオチド。
(2)(i)配列番号2のアミノ酸配列からなるポリアミノ酸合成酵素をコードするヌク
レオチド配列、または
(ii)配列番号1のヌクレオチド配列、
のいずれかを含む、ポリヌクレオチド。
(3)上記ポリアミノ酸合成酵素が、ポリリジン合成酵素である、上記(1)または(2
)に記載のポリヌクレオチド。
(4)DNAまたはRNAである、上記(1)〜(3)のいずれかに記載のポリヌクレオ
チド。
(5)(i)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列からなる縮合反応
触媒ドメインもしくはそのサブドメインをコードするヌクレオチド配列、
(ii)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列において少なくとも
1個のアミノ酸残基の欠失、置換、挿入、および/もしくは付加を有するアミノ酸配列か
らなる、縮合反応触媒ドメインもしくはそのサブドメインをコードするヌクレオチド配列
、または
(iii)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列と60%以上の同
一性を有するアミノ酸配列からなる、縮合反応触媒ドメインもしくはそのサブドメインを
コードするヌクレオチド配列、
(iv)配列番号12、14、16、もしくは18のヌクレオチド配列、
(v)配列番号12、14、16、もしくは18のヌクレオチド配列と相補的なヌクレ
オチド配列にストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下でハイブリダイズし得る
、縮合反応触媒ドメインもしくはそのサブドメインをコードするヌクレオチド配列、また

(vi)配列番号12、14、16、もしくは18のヌクレオチド配列と65%以上の
同一性を有する、縮合反応触媒ドメインもしくはそのサブドメインをコードするヌクレオ
チド配列、
のいずれかを含む、ポリヌクレオチド。
(5a)(i)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列において1もし
くは数個のアミノ酸残基の欠失、置換、挿入、および/もしくは付加を有するアミノ酸配
列からなるポリアミノ酸合成酵素をコードするヌクレオチド配列、
(ii)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列と80%以上の同一
性を有するアミノ酸配列からなるポリアミノ酸合成酵素をコードするヌクレオチド配列、
または
(iii)配列番号12、14、16、もしくは18のヌクレオチド配列と相補的なヌ
クレオチド配列に高ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下でハイブリダイズ
し得る、ポリアミノ酸合成酵素をコードするヌクレオチド配列、
のいずれかを含む、ポリヌクレオチド。
(6)(i)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列からなる縮合反応
触媒ドメインもしくはそのサブドメインをコードするヌクレオチド配列、または
(ii)配列番号12、14、16、もしくは18のヌクレオチド配列、
のいずれかを含む、ポリヌクレオチド。
(7)DNAまたはRNAである、上記(5)または(6)に記載のポリヌクレオチド。
(8)(i)配列番号2のアミノ酸配列、
(ii)配列番号2のアミノ酸配列において少なくとも1個のアミノ酸残基の欠失、置
換、挿入、および/もしくは付加を有するアミノ酸配列、または
(iii)配列番号2のアミノ酸配列と60%以上の同一性を有するアミノ酸配列、
のいずれかを含む、ポリアミノ酸合成酵素。
(8a)(i)配列番号2のアミノ酸配列において1もしくは数個のアミノ酸残基の欠失
、置換、挿入、および/もしくは付加を有するアミノ酸配列、または
(ii)配列番号2のアミノ酸配列と80%以上の同一性を有するアミノ酸配列、
のいずれかを含む、ポリアミノ酸合成酵素。
(9)ポリリジン合成酵素である、上記(8)に記載のポリアミノ酸合成酵素。
(10)(i)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列、
(ii)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列において少なくとも
1個のアミノ酸残基の欠失、置換、挿入、および/もしくは付加を有するアミノ酸配列、
または
(iii)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列と60%以上の同
一性を有するアミノ酸配列、
のいずれかを含む縮合反応触媒ドメイン。
(10a)(i)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列において1も
しくは数個のアミノ酸残基の欠失、置換、挿入、および/もしくは付加を有するアミノ酸
配列、または
(ii)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列と80%以上の同一
性を有するアミノ酸配列、
のいずれかを含む縮合反応触媒ドメイン。
(11)上記(10)に記載の縮合反応触媒ドメインを含むポリアミノ酸合成酵素。
(12)ポリリジン合成酵素である、上記(11)に記載のポリアミノ酸合成酵素。
(13)(i)配列番号2のアミノ酸配列からなるポリアミノ酸合成酵素をコードするヌ
クレオチド配列、
(ii)配列番号2のアミノ酸配列において少なくとも1個のアミノ酸残基の欠失、置
換、挿入、および/もしくは付加を有するアミノ酸配列からなるポリアミノ酸合成酵素を
コードするヌクレオチド配列、
(iii)配列番号2のアミノ酸配列と60%以上の同一性を有するアミノ酸配列から
なるポリアミノ酸合成酵素をコードするヌクレオチド配列、
(iv)配列番号1のヌクレオチド配列、
(v)配列番号1のヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列にストリンジェント
なハイブリダイゼーション条件下でハイブリダイズし得る、ポリアミノ酸合成酵素をコー
ドするヌクレオチド配列、または
(vi)配列番号1のヌクレオチド配列と65%以上の同一性を有する、ポリアミノ酸
合成酵素をコードするヌクレオチド配列、
のいずれかを含有する、組換えベクター。
(13a)(i)配列番号2のアミノ酸配列において1もしくは数個のアミノ酸残基の欠
失、置換、挿入、および/もしくは付加を有するアミノ酸配列からなるポリアミノ酸合成
酵素をコードするヌクレオチド配列、
(ii)配列番号2のアミノ酸配列と80%以上の同一性を有するアミノ酸配列からな
るポリアミノ酸合成酵素をコードするヌクレオチド配列、または
(iii)配列番号1のヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列に高ストリンジ
ェントなハイブリダイゼーション条件下でハイブリダイズし得る、ポリアミノ酸合成酵素
をコードするヌクレオチド配列、
のいずれかを含有する、組換えベクター。
(14)(i)配列番号2のアミノ酸配列からなるポリアミノ酸合成酵素をコードするヌ
クレオチド配列、または
(ii)配列番号1のヌクレオチド配列、
のいずれかを含有する、組換えベクター。
(15)上記ポリアミノ酸合成酵素が、ポリリジン合成酵素である、上記(13)または
(14)に記載の組換えベクター。
(16)(i)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列からなる縮合反
応触媒ドメインもしくはそのサブドメインをコードするヌクレオチド配列、
(ii)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列において少なくとも
1個のアミノ酸残基の欠失、置換、挿入、および/もしくは付加を有するアミノ酸配列か
らなる、縮合反応触媒ドメインもしくはそのサブドメインをコードするヌクレオチド配列
、または
(iii)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列と60%以上の同
一性を有するアミノ酸配列からなる、縮合反応触媒ドメインもしくはそのサブドメインを
コードするヌクレオチド配列、
(iv)配列番号12、14、16、もしくは18のヌクレオチド配列、
(v)配列番号12、14、16、もしくは18のヌクレオチド配列と相補的なヌクレ
オチド配列にストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下でハイブリダイズし得る
、縮合反応触媒ドメインもしくはそのサブドメインをコードするヌクレオチド配列、また

(vi)配列番号12、14、16、もしくは18のヌクレオチド配列と65%以上の
同一性を有する、縮合反応触媒ドメインもしくはそのサブドメインをコードするヌクレオ
チド配列、
のいずれかを含有する、組換えベクター。
(16a)(i)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列において1も
しくは数個のアミノ酸残基の欠失、置換、挿入、および/もしくは付加を有するアミノ酸
配列からなるポリアミノ酸合成酵素をコードするヌクレオチド配列、
(ii)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列と80%以上の同一
性を有するアミノ酸配列からなるポリアミノ酸合成酵素をコードするヌクレオチド配列、
または
(iii)配列番号12、14、16、もしくは18のヌクレオチド配列と相補的なヌ
クレオチド配列に高ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下でハイブリダイズ
し得る、ポリアミノ酸合成酵素をコードするヌクレオチド配列、
のいずれかを含有する、組換えベクター。
(17)(i)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列からなる縮合反
応触媒ドメインもしくはそのサブドメインをコードするヌクレオチド配列、または
(ii)配列番号12、14、16、もしくは18のヌクレオチド配列、
のいずれかを含有する、組換えベクター。
(18)上記(13)、(15)、または(16)に記載の組換えベクターを含む形質転
換体。
(19)上記(14)または(17)に記載の組換えベクターを含む形質転換体。
(20)上記(13)、(15)、もしくは(16)のいずれかに記載の組換えベクター
または上記(18)に記載の形質転換体を用いる、ポリアミノ酸合成酵素の製造方法。
(21)上記(14)もしくは(17)に記載の組換えベクターまたは上記(19)に記
載の形質転換体を用いる、ポリアミノ酸合成酵素の製造方法。
(22)(i)配列番号2のアミノ酸配列、
(ii)配列番号2のアミノ酸配列において少なくとも1個のアミノ酸残基の欠失、置
換、挿入、および/もしくは付加を有するアミノ酸配列、または
(iii)配列番号2のアミノ酸配列と60%以上の同一性を有するアミノ酸配列、
のいずれかを含むポリアミノ酸合成酵素を用いてポリアミノ酸を合成する工程を包含する
、ポリアミノ酸の製造方法。
(22a)(i)配列番号2のアミノ酸配列において1もしくは数個のアミノ酸残基の欠
失、置換、挿入、および/もしくは付加を有するアミノ酸配列、または
(ii)配列番号2のアミノ酸配列と80%以上の同一性を有するアミノ酸配列、
のいずれかを含むポリアミノ酸合成酵素を用いてポリアミノ酸を合成する工程を包含する
、ポリアミノ酸の製造方法。
(23)(i)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列、
(ii)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列において少なくとも
1個のアミノ酸残基の欠失、置換、挿入、および/もしくは付加を有するアミノ酸配列、
または
(iii)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列と60%以上の同
一性を有するアミノ酸配列、
のいずれかを含むポリアミノ酸合成酵素を用いてポリアミノ酸を合成する工程を包含する
、ポリアミノ酸の製造方法。
(23a)(i)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列において1も
しくは数個のアミノ酸残基の欠失、置換、挿入、および/もしくは付加を有するアミノ酸
配列、または
(ii)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列と80%以上の同一
性を有するアミノ酸配列、
のいずれかを含むポリアミノ酸合成酵素を用いてポリアミノ酸を合成する工程を包含する
、ポリアミノ酸の製造方法。
(24)上記ポリアミノ酸が、ポリリジンである、上記(22)または(23)に記載の
方法。
(25)上記ポリリジンが、ε−ポリ−L−リジンである、上記(24)に記載の方法。
(26)(i)配列番号2のアミノ酸配列からなるポリアミノ酸合成酵素をコードするヌ
クレオチド配列もしくはその相補配列、
(ii)配列番号2のアミノ酸配列において少なくとも1個のアミノ酸残基の欠失、置
換、挿入、および/もしくは付加を有するアミノ酸配列からなるポリアミノ酸合成酵素を
コードするヌクレオチド配列もしくはその相補配列、
(iii)配列番号2のアミノ酸配列と60%以上の同一性を有するアミノ酸配列から
なるポリアミノ酸合成酵素をコードするヌクレオチド配列もしくはその相補配列、
(iv)配列番号1のヌクレオチド配列もしくはその相補配列、
(v)配列番号1のヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列にストリンジェント
なハイブリダイゼーション条件下でハイブリダイズし得る、ポリアミノ酸合成酵素をコー
ドするヌクレオチド配列もしくはその相補配列、または
(vi)配列番号1のヌクレオチド配列と65%以上の同一性を有する、ポリアミノ酸
合成酵素をコードするヌクレオチド配列もしくはその相補配列、
のいずれかにおける少なくとも15個の連続するヌクレオチドを含むポリヌクレオチドか
らなるプライマー。
(26a)(i)配列番号2のアミノ酸配列において1もしくは数個のアミノ酸残基の欠
失、置換、挿入、および/もしくは付加を有するアミノ酸配列からなるポリアミノ酸合成
酵素をコードするヌクレオチド配列もしくはその相補配列、
(ii)配列番号2のアミノ酸配列と80%以上の同一性を有するアミノ酸配列からな
るポリアミノ酸合成酵素をコードするヌクレオチド配列もしくはその相補配列、または
(iii)配列番号1のヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列に高ストリンジ
ェントなハイブリダイゼーション条件下でハイブリダイズし得る、ポリアミノ酸合成酵素
をコードするヌクレオチド配列もしくはその相補配列、
のいずれかにおける少なくとも15個の連続するヌクレオチドを含むポリヌクレオチドか
らなるプライマー。
(27)(i)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列からなる縮合反
応触媒ドメインもしくはそのサブドメインをコードするヌクレオチド配列もしくはその相
補配列、
(ii)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列において少なくとも
1個のアミノ酸残基の欠失、置換、挿入、および/もしくは付加を有するアミノ酸配列か
らなる縮合反応触媒ドメインもしくはそのサブドメインをコードするヌクレオチド配列も
しくはその相補配列、
(iii)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列と60%以上の
同一性を有するアミノ酸配列からなる縮合反応触媒ドメインもしくはそのサブドメインを
コードするヌクレオチド配列もしくはその相補配列、
(iv)配列番号12、14、16、または18のヌクレオチド配列もしくはその相補
配列、
(v)配列番号12、14、16、または18のヌクレオチド配列と相補的なヌクレオ
チド配列にストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下でハイブリダイズし得る、
縮合反応触媒ドメインもしくはそのサブドメインをコードするヌクレオチド配列もしくは
その相補配列、または
(vi)配列番号12、14、16、または18のヌクレオチド配列と65%以上の同
一性を有する、縮合反応触媒ドメインもしくはそのサブドメインをコードするヌクレオチ
ド配列もしくはその相補配列、
のいずれかにおける少なくとも15個の連続するヌクレオチドを含むポリヌクレオチドか
らなるプライマー。
(27a)(i)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列において1も
しくは数個のアミノ酸残基の欠失、置換、挿入、および/もしくは付加を有するアミノ酸
配列からなるポリアミノ酸合成酵素をコードするヌクレオチド配列もしくはその相補配列

(ii)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列と80%以上の同一
性を有するアミノ酸配列からなるポリアミノ酸合成酵素をコードするヌクレオチド配列も
しくはその相補配列、または
(iii)配列番号12、14、16、または18のヌクレオチド配列と相補的なヌク
レオチド配列に高ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下でハイブリダイズし
得る、ポリアミノ酸合成酵素をコードするヌクレオチド配列もしくはその相補配列、
のいずれかにおける少なくとも15個の連続するヌクレオチドを含むポリヌクレオチドか
らなるプライマー。
(28)(i)配列番号2のアミノ酸配列からなるポリアミノ酸合成酵素をコードするヌ
クレオチド配列もしくはその相補配列、
(ii)配列番号1のヌクレオチド配列もしくはその相補配列、
(iii)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列からなる縮合反応
触媒ドメインもしくはそのサブドメインをコードするヌクレオチド配列もしくはその相補
配列、または
(iv)配列番号12、14、16、または18のヌクレオチド配列もしくはその相補
配列、
のいずれかにおける少なくとも15個の連続するヌクレオチドを含むポリヌクレオチド
からなるプライマー。
(29)(i)配列番号2のアミノ酸配列からなるポリアミノ酸合成酵素をコードするヌ
クレオチド配列もしくはその相補配列、
(ii)配列番号2のアミノ酸配列において少なくとも1個のアミノ酸残基の欠失、置
換、挿入、および/もしくは付加を有するアミノ酸配列からなるポリアミノ酸合成酵素を
コードするヌクレオチド配列もしくはその相補配列、
(iii)配列番号2のアミノ酸配列と60%以上の同一性を有するアミノ酸配列から
なるポリアミノ酸合成酵素をコードするヌクレオチド配列もしくはその相補配列
(iv)配列番号1のヌクレオチド配列もしくはその相補配列、
(v)配列番号1のヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列にストリンジェント
なハイブリダイゼーション条件下でハイブリダイズし得る、ポリアミノ酸合成酵素をコー
ドするヌクレオチド配列もしくはその相補配列、または
(vi)配列番号1のヌクレオチド配列と65%以上の同一性を有する、ポリアミノ酸
合成酵素をコードするヌクレオチド配列もしくはその相補配列、
のいずれかのヌクレオチド配列にストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下でハ
イブリダイズし得る少なくとも15ヌクレオチド長のヌクレオチド配列からなる、ポリヌ
クレオチドプローブ。
(29a)(i)配列番号2のアミノ酸配列において1もしくは数個のアミノ酸残基の欠
失、置換、挿入、および/もしくは付加を有するアミノ酸配列からなるポリアミノ酸合成
酵素をコードするヌクレオチド配列もしくはその相補配列、
(ii)配列番号2のアミノ酸配列と80%以上の同一性を有するアミノ酸配列からな
るポリアミノ酸合成酵素をコードするヌクレオチド配列もしくはその相補配列、または
(iii)配列番号1のヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列に高ストリンジ
ェントなハイブリダイゼーション条件下でハイブリダイズし得る、ポリアミノ酸合成酵素
をコードするヌクレオチド配列もしくはその相補配列、
のいずれかのヌクレオチド配列に高ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下で
ハイブリダイズし得る少なくとも15ヌクレオチド長のヌクレオチド配列からなる、ポリ
ヌクレオチドプローブ。
(30)(i)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列からなる縮合反
応触媒ドメインもしくはそのサブドメインをコードするヌクレオチド配列もしくはその相
補配列、
(ii)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列において少なくとも
1個のアミノ酸残基の欠失、置換、挿入、および/もしくは付加を有するアミノ酸配列か
らなる縮合反応触媒ドメインもしくはそのサブドメインをコードするヌクレオチド配列も
しくはその相補配列、
(iii)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列と60%以上の同
一性を有するアミノ酸配列からなる縮合反応触媒ドメインもしくはそのサブドメインをコ
ードするヌクレオチド配列もしくはその相補配列
(iv)配列番号12、14、16、または18のヌクレオチド配列もしくはその相補
配列、
(v)配列番号12、14、16、または18のヌクレオチド配列と相補的なヌクレオ
チド配列にストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下でハイブリダイズし得る、
縮合反応触媒ドメインもしくはそのサブドメインをコードするヌクレオチド配列もしくは
その相補配列、または
(vi)配列番号12、14、16、または18のヌクレオチド配列と65%以上の同
一性を有する、縮合反応触媒ドメインもしくはそのサブドメインをコードするヌクレオチ
ド配列もしくはその相補配列、
のいずれかのヌクレオチド配列にストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下でハ
イブリダイズし得る少なくとも15ヌクレオチド長のヌクレオチド配列からなる、ポリヌ
クレオチドプローブ。
(30a)(i)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列において1も
しくは数個のアミノ酸残基の欠失、置換、挿入、および/もしくは付加を有するアミノ酸
配列からなるポリアミノ酸合成酵素をコードするヌクレオチド配列もしくはその相補配列

(ii)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列と80%以上の同一
性を有するアミノ酸配列からなるポリアミノ酸合成酵素をコードするヌクレオチド配列も
しくはその相補配列、または
(iii)配列番号12、14、16、または18のヌクレオチド配列と相補的なヌク
レオチド配列に高ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下でハイブリダイズし
得る、ポリアミノ酸合成酵素をコードするヌクレオチド配列もしくはその相補配列、
のいずれかのヌクレオチド配列に高ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下で
ハイブリダイズし得る少なくとも15ヌクレオチド長のヌクレオチド配列からなる、ポリ
ヌクレオチドプローブ。
(31)(i)配列番号2のアミノ酸配列からなるポリアミノ酸合成酵素をコードするヌ
クレオチド配列もしくはその相補配列、
(ii)配列番号1のヌクレオチド配列もしくはその相補配列、
(iii)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列からなる縮合反応
触媒ドメインもしくはそのサブドメインをコードするヌクレオチド配列もしくはその相補
配列、または
(iv)配列番号12、14、16、または18のヌクレオチド配列もしくはその相補配
列、
のいずれかのヌクレオチド配列にストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下でハ
イブリダイズし得る少なくとも15ヌクレオチド長のヌクレオチド配列からなる、ポリヌ
クレオチドプローブ。
(32)(i)配列番号2のアミノ酸配列、
(ii)配列番号2のアミノ酸配列において少なくとも1個のアミノ酸残基の欠失、置
換、挿入、および/もしくは付加を有するアミノ酸配列、または
(iii)配列番号2のアミノ酸配列と60%以上の同一性を有するアミノ酸配列、
のいずれかを含むポリアミノ酸合成酵素に特異的に結合する、抗体。
(33)(i)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列、
(ii)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列において少なくとも
1個のアミノ酸残基の欠失、置換、挿入、および/もしくは付加を有するアミノ酸配列、
または
(iii)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列と60%以上の同
一性を有するアミノ酸配列、
のいずれかを含む縮合反応触媒ドメインもしくはそのサブドメインまたは該ドメインを含
むポリアミノ酸合成酵素に特異的に結合する、抗体。
(34)上記(26)〜(28)のいずれかに記載のプライマーを使用する、ポリアミノ
酸合成酵素をコードするポリヌクレオチドのスクリーニング方法。
(35)さらに上記(29)〜(31)のいずれかに記載のプローブを使用する、上記(
34)に記載のスクリーニング方法。
(36)上記(32)または(33)に記載の抗体を使用する、ポリアミノ酸合成酵素の
スクリーニング方法。
(1) (i) a nucleotide encoding a polyamino acid synthetase consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2
Leotide sequence,
(Ii) deletion or placement of at least one amino acid residue in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2
A polyamino acid synthetase consisting of an amino acid sequence having substitution, insertion, and / or addition
The encoding nucleotide sequence,
(Iii) From an amino acid sequence having 60% or more identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2
A nucleotide sequence encoding a polyamino acid synthase,
(Iv) the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1,
(V) a stringent nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1
Polyamino acid synthase that can hybridize under various hybridization conditions
Nucleotide sequence to be
(Vi) a polyamino acid having at least 65% identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1
A nucleotide sequence encoding a synthase,
A polynucleotide comprising any of
(1a) (i) Deletion of one or several amino acid residues in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2
, Substitution, insertion, and / or polyamino acid synthesis fermentation consisting of amino acid sequence having addition
A nucleotide sequence encoding prime,
(Ii) consisting of an amino acid sequence having 80% identity or more with the amino acid sequence of SEQ ID NO:
A nucleotide sequence encoding a polyamino acid synthetase, or
(Iii) High stringency in the nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1
Polyamino acid synthase capable of hybridizing under the present hybridization conditions
A nucleotide sequence encoding,
A polynucleotide comprising any of
(2) (i) a nucleotide encoding a polyamino acid synthetase consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2.
Leotide sequence, or
(Ii) the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1;
A polynucleotide comprising any of
(3) The above (1) or (2), wherein the polyamino acid synthase is a polylysine synthase
).
(4) The polynucleotide according to any one of (1) to (3), which is DNA or RNA.
Chido.
(5) (i) A condensation reaction consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19
A nucleotide sequence encoding a catalytic domain or a subdomain thereof;
(Ii) at least in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19
An amino acid sequence having a deletion, substitution, insertion and / or addition of one amino acid residue
A nucleotide sequence encoding a condensation reaction catalytic domain or a subdomain thereof
Or
(Iii) 60% or more of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19
Condensation reaction catalytic domain or its subdomain consisting of a single amino acid sequence
The encoding nucleotide sequence,
(Iv) the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 12, 14, 16, or 18;
(V) Nuclei complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 12, 14, 16, or 18
Can hybridize to string sequences under stringent hybridization conditions
A nucleotide sequence encoding a condensation reaction catalytic domain or a subdomain thereof, or
Is
(Vi) a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 12, 14, 16, or 18 and 65% or more
Nucleotide encoding a condensation reaction catalytic domain or a subdomain thereof having identity
Tide sequence,
A polynucleotide comprising any of
(5a) (i) 1 in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19
Or amino acid sequences with deletions, substitutions, insertions, and / or additions of several amino acid residues.
A nucleotide sequence encoding a polyamino acid synthetase consisting of a sequence;
(Ii) 80% or more identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19
A nucleotide sequence encoding a polyamino acid synthetase consisting of an amino acid sequence having
Or
(Iii) a nucleotide complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 12, 14, 16, or 18
Hybridizes to the nucleotide sequence under highly stringent hybridization conditions
A nucleotide sequence encoding a polyamino acid synthase,
A polynucleotide comprising any of
(6) (i) Condensation reaction consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19
A nucleotide sequence encoding a catalytic domain or a subdomain thereof, or
(Ii) the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 12, 14, 16, or 18;
A polynucleotide comprising any of
(7) The polynucleotide according to (5) or (6) above, which is DNA or RNA.
(8) (i) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2,
(Ii) deletion or placement of at least one amino acid residue in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2
An amino acid sequence having a substitution, insertion, and / or addition, or
(Iii) an amino acid sequence having 60% or more identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2;
A polyamino acid synthase containing any of the above.
(8a) (i) Deletion of one or several amino acid residues in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2
An amino acid sequence having a substitution, insertion, and / or addition, or
(Ii) an amino acid sequence having 80% or more identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2,
A polyamino acid synthase containing any of the above.
(9) The polyamino acid synthetase according to (8) above, which is a polylysine synthase.
(10) (i) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19;
(Ii) at least in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19
An amino acid sequence having a deletion, substitution, insertion and / or addition of one amino acid residue;
Or
(Iii) 60% or more of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19
A single amino acid sequence,
A condensation reaction catalytic domain comprising any of:
(10a) (i) 1 in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19
Or amino acids with deletions, substitutions, insertions and / or additions of several amino acid residues
An array, or
(Ii) 80% or more identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19
An amino acid sequence having sex,
A condensation reaction catalytic domain comprising any of:
(11) A polyamino acid synthetase comprising the condensation reaction catalytic domain according to (10).
(12) The polyamino acid synthetase according to (11) above, which is a polylysine synthase.
(13) (i) a nucleotide encoding a polyamino acid synthetase consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2
Nucleotide sequence,
(Ii) deletion or placement of at least one amino acid residue in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2
A polyamino acid synthetase consisting of an amino acid sequence having substitution, insertion, and / or addition
The encoding nucleotide sequence,
(Iii) From an amino acid sequence having 60% or more identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2
A nucleotide sequence encoding a polyamino acid synthase,
(Iv) the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1,
(V) a stringent nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1
Polyamino acid synthase that can hybridize under various hybridization conditions
Nucleotide sequence to be
(Vi) a polyamino acid having at least 65% identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1
A nucleotide sequence encoding a synthase,
A recombinant vector containing any of the above.
(13a) (i) lack of one or several amino acid residues in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2
Polyamino acid synthesis consisting of amino acid sequences with deletions, substitutions, insertions, and / or additions
A nucleotide sequence encoding the enzyme,
(Ii) consisting of an amino acid sequence having 80% identity or more with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2
A nucleotide sequence encoding a polyamino acid synthetase, or
(Iii) High stringency in the nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1
Polyamino acid synthase capable of hybridizing under the present hybridization conditions
A nucleotide sequence encoding,
A recombinant vector containing any of the above.
(14) (i) a nucleotide encoding a polyamino acid synthetase consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2
Nucleotide sequence, or
(Ii) the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1;
A recombinant vector containing any of the above.
(15) The polyamino acid synthase is polylysine synthase (13) or
The recombinant vector according to (14).
(16) (i) a condensation reaction comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19
A nucleotide sequence encoding a catalytic domain or a subdomain thereof,
(Ii) at least in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19
An amino acid sequence having a deletion, substitution, insertion and / or addition of one amino acid residue
A nucleotide sequence encoding a condensation reaction catalytic domain or a subdomain thereof
Or
(Iii) 60% or more of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19
Condensation reaction catalytic domain or its subdomain consisting of a single amino acid sequence
The encoding nucleotide sequence,
(Iv) the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 12, 14, 16, or 18;
(V) Nuclei complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 12, 14, 16, or 18
Can hybridize to string sequences under stringent hybridization conditions
A nucleotide sequence encoding a condensation reaction catalytic domain or a subdomain thereof, or
Is
(Vi) a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 12, 14, 16, or 18 and 65% or more
Nucleotide encoding a condensation reaction catalytic domain or a subdomain thereof having identity
Tide sequence,
A recombinant vector containing any of the above.
(16a) (i) 1 in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19
Or amino acids with deletions, substitutions, insertions and / or additions of several amino acid residues
A nucleotide sequence encoding a polyamino acid synthase comprising the sequence;
(Ii) 80% or more identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19
A nucleotide sequence encoding a polyamino acid synthetase consisting of an amino acid sequence having
Or
(Iii) a nucleotide complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 12, 14, 16, or 18
Hybridizes to the nucleotide sequence under highly stringent hybridization conditions
A nucleotide sequence encoding a polyamino acid synthase,
A recombinant vector containing any of the above.
(17) (i) a condensation reaction consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19
A nucleotide sequence encoding a catalytic domain or a subdomain thereof, or
(Ii) the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 12, 14, 16, or 18;
A recombinant vector containing any of the above.
(18) Transformation comprising the recombinant vector according to (13), (15) or (16) above
Transform.
(19) A transformant comprising the recombinant vector according to (14) or (17) above.
(20) The recombinant vector according to any of (13), (15), or (16) above
Or the manufacturing method of a polyamino acid synthetase using the transformant as described in said (18).
(21) The recombinant vector according to (14) or (17) above or the above (19)
A method for producing a polyamino acid synthase using the transformant described above.
(22) (i) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2,
(Ii) deletion or placement of at least one amino acid residue in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2
An amino acid sequence having a substitution, insertion, and / or addition, or
(Iii) an amino acid sequence having 60% or more identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2;
A step of synthesizing a polyamino acid using a polyamino acid synthetase containing any of
And a method for producing a polyamino acid.
(22a) (i) lack of one or several amino acid residues in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2
An amino acid sequence having a deletion, substitution, insertion, and / or addition, or
(Ii) an amino acid sequence having 80% or more identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2,
A step of synthesizing a polyamino acid using a polyamino acid synthetase containing any of
And a method for producing a polyamino acid.
(23) (i) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19;
(Ii) at least in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19
An amino acid sequence having a deletion, substitution, insertion and / or addition of one amino acid residue;
Or
(Iii) 60% or more of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19
A single amino acid sequence,
A step of synthesizing a polyamino acid using a polyamino acid synthetase containing any of
And a method for producing a polyamino acid.
(23a) (i) 1 in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19
Or amino acids with deletions, substitutions, insertions and / or additions of several amino acid residues
An array, or
(Ii) 80% or more identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19
An amino acid sequence having sex,
A step of synthesizing a polyamino acid using a polyamino acid synthetase containing any of
And a method for producing a polyamino acid.
(24) The polyamino acid according to (22) or (23), wherein the polyamino acid is polylysine.
Method.
(25) The method according to (24) above, wherein the polylysine is ε-poly-L-lysine.
(26) (i) a nucleotide encoding a polyamino acid synthetase consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2
Nucleotide sequence or its complementary sequence,
(Ii) deletion or placement of at least one amino acid residue in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2
A polyamino acid synthetase consisting of an amino acid sequence having substitution, insertion, and / or addition
The encoding nucleotide sequence or its complementary sequence,
(Iii) From an amino acid sequence having 60% or more identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2
A nucleotide sequence encoding a polyamino acid synthetase or a complementary sequence thereof,
(Iv) the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or its complementary sequence,
(V) a stringent nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1
Polyamino acid synthase that can hybridize under various hybridization conditions
Nucleotide sequence to be sequenced or its complementary sequence, or
(Vi) a polyamino acid having at least 65% identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1
A nucleotide sequence encoding a synthase or its complementary sequence,
A polynucleotide comprising at least 15 contiguous nucleotides in any of
Primer consisting of
(26a) (i) lack of one or several amino acid residues in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2
Polyamino acid synthesis consisting of amino acid sequences with deletions, substitutions, insertions, and / or additions
A nucleotide sequence encoding the enzyme or its complementary sequence,
(Ii) consisting of an amino acid sequence having 80% identity or more with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2
A nucleotide sequence encoding a polyamino acid synthetase or its complementary sequence, or
(Iii) High stringency in the nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1
Polyamino acid synthase capable of hybridizing under the present hybridization conditions
A nucleotide sequence encoding or a complementary sequence thereof,
A polynucleotide comprising at least 15 contiguous nucleotides in any of
Primer consisting of
(27) (i) a condensation reaction comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19
Nucleotide sequence encoding a catalytic domain or a subdomain thereof or a phase thereof
Complement,
(Ii) at least in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19
An amino acid sequence having a deletion, substitution, insertion and / or addition of one amino acid residue
A nucleotide sequence encoding a condensation reaction catalytic domain or a subdomain thereof
Or its complementary sequence,
(Iii) an amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19 and 60% or more
A condensation reaction catalytic domain consisting of amino acid sequences having identity or a subdomain thereof.
The encoding nucleotide sequence or its complementary sequence,
(Iv) the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 12, 14, 16, or 18 or its complement
Array,
(V) a nucleotide complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 12, 14, 16, or 18
Can hybridize to string sequences under stringent hybridization conditions;
A nucleotide sequence encoding a condensation reaction catalytic domain or a subdomain thereof, or
Its complementary sequence, or
(Vi) 65% or more of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 12, 14, 16, or 18
Nuclei encoding a condensation reaction catalytic domain or a subdomain thereof
Sequence or its complementary sequence,
A polynucleotide comprising at least 15 contiguous nucleotides in any of
Primer consisting of
(27a) (i) 1 in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19
Or amino acids with deletions, substitutions, insertions and / or additions of several amino acid residues
Nucleotide sequence encoding polyamino acid synthetase consisting of sequence or its complementary sequence
,
(Ii) 80% or more identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19
Nucleotide sequence encoding polyamino acid synthetase consisting of amino acid sequence
Or its complementary sequence, or
(Iii) a nucleotide complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 12, 14, 16, or 18
Hybridizes to the nucleotide sequence under highly stringent hybridization conditions
A nucleotide sequence encoding a polyamino acid synthetase or its complementary sequence,
A polynucleotide comprising at least 15 contiguous nucleotides in any of
Primer consisting of
(28) (i) a nucleotide encoding a polyamino acid synthetase consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2
Nucleotide sequence or its complementary sequence,
(Ii) the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or its complementary sequence,
(Iii) Condensation reaction consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19
Nucleotide sequence encoding the catalytic domain or its subdomain or its complement
An array, or
(Iv) the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 12, 14, 16, or 18 or its complement
Array,
A polynucleotide comprising at least 15 contiguous nucleotides in any of
Primer consisting of
(29) (i) a nucleotide encoding a polyamino acid synthetase consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2
Nucleotide sequence or its complementary sequence,
(Ii) deletion or placement of at least one amino acid residue in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2
A polyamino acid synthetase consisting of an amino acid sequence having substitution, insertion, and / or addition
The encoding nucleotide sequence or its complementary sequence,
(Iii) From an amino acid sequence having 60% or more identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2
A nucleotide sequence encoding a polyamino acid synthetase or a complementary sequence thereof
(Iv) the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or its complementary sequence,
(V) a stringent nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1
Polyamino acid synthase that can hybridize under various hybridization conditions
Nucleotide sequence to be sequenced or its complementary sequence, or
(Vi) a polyamino acid having at least 65% identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1
A nucleotide sequence encoding a synthase or its complementary sequence,
Under stringent hybridization conditions to any of the nucleotide sequences
A polynucleotide comprising a nucleotide sequence at least 15 nucleotides in length that can be hybridized
Creotide probe.
(29a) (i) lack of one or several amino acid residues in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2
Polyamino acid synthesis consisting of amino acid sequences with deletions, substitutions, insertions, and / or additions
A nucleotide sequence encoding the enzyme or its complementary sequence,
(Ii) consisting of an amino acid sequence having 80% identity or more with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2
A nucleotide sequence encoding a polyamino acid synthetase or its complementary sequence, or
(Iii) High stringency in the nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1
Polyamino acid synthase capable of hybridizing under the present hybridization conditions
A nucleotide sequence encoding or a complementary sequence thereof,
Under highly stringent hybridization conditions to any of the nucleotide sequences
Consisting of a nucleotide sequence of at least 15 nucleotides in length capable of hybridizing,
Nucleotide probe.
(30) (i) a condensation reaction comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19
Nucleotide sequence encoding a catalytic domain or a subdomain thereof or a phase thereof
Complement,
(Ii) at least in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19
An amino acid sequence having a deletion, substitution, insertion and / or addition of one amino acid residue
A nucleotide sequence encoding a condensation reaction catalytic domain or a subdomain thereof
Or its complementary sequence,
(Iii) 60% or more of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19
Condensation reaction catalytic domain consisting of unique amino acid sequence or its subdomain
Nucleotide sequence to be loaded or its complementary sequence
(Iv) the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 12, 14, 16, or 18 or its complement
Array,
(V) a nucleotide complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 12, 14, 16, or 18
Can hybridize to string sequences under stringent hybridization conditions;
A nucleotide sequence encoding a condensation reaction catalytic domain or a subdomain thereof, or
Its complementary sequence, or
(Vi) 65% or more of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 12, 14, 16, or 18
Nuclei encoding a condensation reaction catalytic domain or a subdomain thereof
Sequence or its complementary sequence,
Under stringent hybridization conditions to any of the nucleotide sequences
A polynucleotide comprising a nucleotide sequence at least 15 nucleotides in length that can be hybridized
Creotide probe.
(30a) (i) 1 in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19
Or amino acids with deletions, substitutions, insertions and / or additions of several amino acid residues
Nucleotide sequence encoding polyamino acid synthetase consisting of sequence or its complementary sequence
,
(Ii) 80% or more identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19
Nucleotide sequence encoding polyamino acid synthetase consisting of amino acid sequence
Or its complementary sequence, or
(Iii) a nucleotide complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 12, 14, 16, or 18
Hybridizes to the nucleotide sequence under highly stringent hybridization conditions
A nucleotide sequence encoding a polyamino acid synthetase or its complementary sequence,
Under highly stringent hybridization conditions to any of the nucleotide sequences
Consisting of a nucleotide sequence of at least 15 nucleotides in length capable of hybridizing,
Nucleotide probe.
(31) (i) a nucleotide encoding a polyamino acid synthetase consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2
Nucleotide sequence or its complementary sequence,
(Ii) the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or its complementary sequence,
(Iii) Condensation reaction consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19
Nucleotide sequence encoding the catalytic domain or its subdomain or its complement
An array, or
(Iv) the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 12, 14, 16, or 18 or its complementary sequence
Columns,
Under stringent hybridization conditions to any of the nucleotide sequences
A polynucleotide comprising a nucleotide sequence at least 15 nucleotides in length that can be hybridized
Creotide probe.
(32) (i) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2,
(Ii) deletion or placement of at least one amino acid residue in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2
An amino acid sequence having a substitution, insertion, and / or addition, or
(Iii) an amino acid sequence having 60% or more identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2;
An antibody that specifically binds to a polyamino acid synthetase containing any of the above.
(33) (i) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19;
(Ii) at least in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19
An amino acid sequence having a deletion, substitution, insertion and / or addition of one amino acid residue;
Or
(Iii) 60% or more of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19
A single amino acid sequence,
A condensation reaction catalytic domain containing any of
An antibody that specifically binds to a polyamino acid synthase.
(34) Polyamino using the primer according to any of (26) to (28) above
A method for screening a polynucleotide encoding an acid synthase.
(35) Further using the probe according to any one of (29) to (31) above,
34) The screening method.
(36) Polyamino acid synthetase using the antibody according to (32) or (33) above
Screening method.

本発明によりポリアミノ酸(例:ε−ポリ−L−リジン)を酵素的に合成することがき
る。酵素的合成法は、微生物発酵法や化学合成法よりも省エネルギーであり、望ましくな
い副反応も抑えられるため、高純度のポリアミノ酸を製造することが可能であるという利
点がある。さらに、シアノフィシン、ポリ−γ−グルタミン酸を含む微生物により生産さ
れるペプチドやポリアミノ酸の多くは、複合酵素系の触媒作用で生合成されるため、酵素
的工業生産は難しいが、本発明のポリアミノ酸合成酵素は、単一のチオテンプレート型リ
ボソーム非依存的ペプチド合成酵素(NRPS)であるため、制御が容易で酵素的工業生
産に適している、という利点がある。
According to the present invention, polyamino acids (eg, ε-poly-L-lysine) can be enzymatically synthesized. The enzymatic synthesis method is more energy-saving than the microbial fermentation method and the chemical synthesis method, and has an advantage that a highly pure polyamino acid can be produced because undesirable side reactions can be suppressed. Furthermore, since many peptides and polyamino acids produced by microorganisms containing cyanophycin and poly-γ-glutamic acid are biosynthesized by the catalytic action of a complex enzyme system, enzymatic industrial production is difficult. Since the synthase is a single thiotemplate-type ribosome-independent peptide synthase (NRPS), it has the advantage of being easy to control and suitable for enzymatic industrial production.

斯くして、本発明は、従来よりもさらに効率よくポリアミノ酸を製造する方法を提供す
ることができる。さらに、本発明のポリヌクレオチド含有組換えベクターおよび形質転換
体を使用することで、様々な有用ポリアミノ酸生合成への応用が可能である。
Thus, the present invention can provide a method for producing a polyamino acid more efficiently than before. Furthermore, application to various useful polyamino acid biosynthesis is possible by using the polynucleotide-containing recombinant vector and transformant of the present invention.

本発明者らは、ε−ポリ−L−リジン生産菌ストレプトミセス・アルブラス(Stre
ptomyces albulus)IFO14147株から膜結合型のε−ポリ−L−
リジン生合成酵素を単離精製し、そのアミノ酸配列(配列番号2)およびそれをコードす
る遺伝子の塩基配列(配列番号1)を決定した。本発明のε−ポリ−L−リジン生合成酵
素のアミノ酸配列およびDNA配列を、NCBI配列データベースで相同性検索すると、
アミノ酸配列では最も高いもので54.1%同一(77.3%類似)、DNA配列では最も高いも
ので64.2%同一、局部的(重要ドメイン(470位〜795位)の領域)において80%以上同
一)のものが存在した。
The present inventors have reported that ε-poly-L-lysine producing bacteria Streptomyces albras (Stre
ptomyces albulus) from IFO14147 strain, membrane-bound ε-poly-L-
Lysine biosynthetic enzyme was isolated and purified, and its amino acid sequence (SEQ ID NO: 2) and the base sequence of the gene encoding it (SEQ ID NO: 1) were determined. When the amino acid sequence and the DNA sequence of the ε-poly-L-lysine biosynthetic enzyme of the present invention are searched for homology with the NCBI sequence database,
The highest in amino acid sequence, 54.1% identical (77.3% similarity), the highest in DNA sequence, 64.2% identical, and local (regions of important domains (positions 470-795)) 80% or more identical) Existed.

本発明の1つの実施形態では、ポリリジン生合成酵素およびそれをコードする遺伝子が
提供される。また、本発明の酵素は、NRPSとしてはこれまでに知られていない唯一の
膜酵素である。したがって、本発明のさらなる実施形態では、膜結合型のNRPSが提供
される。
In one embodiment of the invention, a polylysine biosynthetic enzyme and the gene encoding it are provided. The enzyme of the present invention is the only membrane enzyme that has not been known so far as NRPS. Accordingly, in a further embodiment of the invention, a membrane-bound NRPS is provided.

これまでに、医薬へも応用可能な生理活性を有する微生物生産ペプチドが多数見出され
ており、これらペプチドの多くは、非リボソーム型ペプチド合成酵素(NRPS, non-riboso
mal peptide synthetase)と呼ばれる多モジュール複合酵素の触媒作用により生合成され
る。
So far, many microbially-produced peptides with physiological activity that can be applied to medicines have been found.
It is biosynthesized by the catalytic action of a multi-module complex enzyme called mal peptide synthetase).

NRPSはアミノ酸の活性化を触媒するアデニレーションドメイン(A-Domain)、ペプ
チジルキャリヤードメイン又はチオレーションドメイン(PCP-Domain)と呼ばれるアミノ
酸あるいはペプチド中間体分子を結合するドメイン、そして基質の縮合を触媒するコンデ
ンセーションドメイン(C-Domain)、生合成の最終ステップであるペプチドの環状化やNR
PSからのペプチドの遊離に関与するチオエステラーゼドメイン(TE-Domain)からなるモ
ジュールを基本単位として構成されている(図1)。チオレーションドメインにはアミノ
酸や中間体を結合するための補助因子である4’-ホスホパンテテイン(P-pant)アームが
結合している(不図示)。モジュールにはさらにエピメリ化やメチル化などペプチドの修
飾に係わるドメインが付加されている場合もある。
NRPS catalyzes the condensation of amino acids or peptide intermediate molecules called adenylation domain (A-Domain), peptidyl carrier domain or thiolation domain (PCP-Domain), which catalyze the activation of amino acids, and substrate condensation Condensation domain (C-Domain), peptide cyclization and NR which are the final steps of biosynthesis
A module composed of a thioesterase domain (TE-Domain) involved in peptide release from PS is configured as a basic unit (FIG. 1). A 4′-phosphopantethein (P-pant) arm, which is a cofactor for binding amino acids and intermediates, is bound to the thiolation domain (not shown). In some cases, a module may be added with a domain related to peptide modification such as epimerization or methylation.

NRPSの各ドメインにはペプチド合成酵素に共通して保存されている領域が複数あり
、例えば、ミクロシスチン生合成遺伝子は、これらの塩基配列情報をもとにPCR増幅によ
り得られた断片をプローブとしてクローニングされている。
Each domain of NRPS has multiple regions that are conserved in common with peptide synthases. For example, microcystin biosynthetic genes are probed with fragments obtained by PCR amplification based on these nucleotide sequence information. It has been cloned.

本発明のポリリジン生合成酵素においても、データベース、例えばCDD(Conserved
Domain Database:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/cdd/cdd.shtml/)などの類
似のドメイン構造をもつタンパク質との構造比較から機能予測する解析ツールを用いて解
析すると、多くのNRPS同様にN末端にはA-Domain、ペプチド中間体分子を結合するPCP-Dom
ainの存在が確認された。しかしながら、C末端側約700アミノ酸残基は、従来のいず
れのC-DomainやTE-Domainとも全く相同性の無い新規(未知)ドメインであることが明ら
かとなった。また、従来のNRPSは多モジュール複合酵素であるが、本酵素の構造はド
メイン構造解析及び酵素精製の結果から、単一モジュール単一酵素であることが強く示唆
された。このように本発明の酵素においては、単一モジュールのみでポリアミノ酸合成が
達成されることから、C末端側700アミノ酸残基の新規ドメインは、「繰り返し縮合反
応」を触媒すると考えられる。したがって、本発明の1つの実施形態では、上記C末端側
の約700アミノ酸残基を含むポリリジン生合成酵素が提供される。
The polylysine biosynthetic enzyme of the present invention also has a database such as CDD (Conserved).
Domain Database: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/cdd/cdd.shtml/) and other analysis tools that predict functions from structural comparisons with proteins with similar domain structures Like many NRPS, N-terminal A-Domain, PCP-Dom that binds peptide intermediate molecules
The existence of ain was confirmed. However, about 700 amino acid residues on the C-terminal side were found to be a novel (unknown) domain having no homology to any conventional C-Domain or TE-Domain. Moreover, although conventional NRPS is a multi-module complex enzyme, the structure of this enzyme strongly suggests that it is a single module single enzyme from the results of domain structure analysis and enzyme purification. Thus, in the enzyme of the present invention, since polyamino acid synthesis is achieved with only a single module, the novel domain of 700 amino acid residues on the C-terminal side is considered to catalyze the “repetitive condensation reaction”. Accordingly, in one embodiment of the present invention, a polylysine biosynthetic enzyme comprising about 700 amino acid residues on the C-terminal side is provided.

さらに、従来のNRPSは何れも細胞質(可溶性画分)に局在するが、本酵素はNRP
Sとしてはこれまでに知られていない唯一の膜酵素であり、膜結合(膜貫通)領域もC末
端新規ドメインに存在すると考えられた。そこで、アミノ酸配列から膜タンパク質などの
二次構造の予測を行う解析ツールを用いて、本発明の酵素のC末端新規ドメインを更に詳
細に解析した。SOSUI(http://bp.nuap.nagoya-u.ac.jp/sosui/)によれば、予想された
とおりC末端新規ドメインには6箇所の膜貫通領域と推定される領域が確認され、「繰り返
し縮合反応」を触媒すると考えられる新規ドメインは3つのサブドメインIC1、IC2
及びIC3−Domainから構成される可能性が示唆された(図1Bおよび図2)。し
たがって、本発明の別の実施形態では、上記3つのサブドメインのいずれかを含むポリリ
ジン生合成酵素が提供される。
以下、本発明について詳細に説明する。
Furthermore, all conventional NRPS are localized in the cytoplasm (soluble fraction), but this enzyme is
S is the only membrane enzyme that has not been known so far, and the membrane-bound (transmembrane) region was also thought to exist in the novel C-terminal domain. Therefore, the C-terminal novel domain of the enzyme of the present invention was analyzed in more detail using an analysis tool that predicts secondary structures such as membrane proteins from the amino acid sequence. According to SOSUI (http://bp.nuap.nagoya-u.ac.jp/sosui/), as expected, the C-terminal new domain was confirmed to have 6 transmembrane regions, The new domains that are thought to catalyze “repetitive condensation reactions” are the three subdomains IC1, IC2
And the possibility of being composed of IC3-Domain was suggested (FIGS. 1B and 2). Accordingly, in another embodiment of the present invention, a polylysine biosynthetic enzyme comprising any of the above three subdomains is provided.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.

1.本発明のポリアミノ酸合成酵素およびそれをコードするポリヌクレオチド
本発明は、ポリアミノ酸合成酵素およびそれをコードする遺伝子を提供する。具体的に
は、本発明は、(i)配列番号2のアミノ酸配列、(ii)配列番号2のアミノ酸配列に
おいて少なくとも1個のアミノ酸残基の欠失、置換、挿入、および/もしくは付加を有す
るアミノ酸配列、または(iii)配列番号2のアミノ酸配列と60%以上の同一性を有
するアミノ酸配列、のいずれかを含む、ポリアミノ酸合成酵素を提供する。
1. The polyamino acid synthetase of the present invention and the polynucleotide encoding the same The present invention provides a polyamino acid synthetase and a gene encoding the same. Specifically, the present invention has (i) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, and (ii) at least one amino acid residue deletion, substitution, insertion, and / or addition in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2. Provided is a polyamino acid synthetase comprising either an amino acid sequence or (iii) an amino acid sequence having 60% or more identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2.

本発明はまた、(i)配列番号2のアミノ酸配列、(ii)配列番号2のアミノ酸配列
において少なくとも1個のアミノ酸残基の欠失、置換、挿入、および/もしくは付加を有
するアミノ酸配列、または(iii)配列番号2のアミノ酸配列と60%以上の同一性を
有するアミノ酸配列、のいずれかからなるポリアミノ酸合成酵素をコードするヌクレオチ
ド配列を含む、ポリヌクレオチドを提供する。
The present invention also provides (i) an amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, (ii) an amino acid sequence having a deletion, substitution, insertion and / or addition of at least one amino acid residue in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, or (Iii) A polynucleotide comprising a nucleotide sequence encoding a polyamino acid synthetase consisting of any one of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 and 60% or more identity.

本発明はまた、(i)配列番号1のヌクレオチド配列、(ii)配列番号1のヌクレオ
チド配列と相補的なヌクレオチド配列にストリンジェントなハイブリダイゼーション条件
下でハイブリダイズし得る、ポリアミノ酸合成酵素をコードするヌクレオチド配列、また
は(iii)配列番号1のヌクレオチド配列と65%以上の同一性を有する、ポリアミノ
酸合成酵素をコードするヌクレオチド配列、のいずれかを含む、ポリヌクレオチドを提供
する。
The present invention also encodes a polyamino acid synthase capable of hybridizing under stringent hybridization conditions to (i) a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, and (ii) a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1. A polynucleotide comprising: (iii) a nucleotide sequence encoding a polyamino acid synthase having at least 65% identity to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1.

好ましい実施形態において、上記ポリアミノ酸合成酵素は、ポリリジン合成酵素であり
、さらに好ましくは、ε−ポリ−L−リジン合成酵素である。上記ポリヌクレオチドは、
DNAまたはRNAであり得、好ましくは、DNAである。
In a preferred embodiment, the polyamino acid synthase is polylysine synthase, and more preferably ε-poly-L-lysine synthase. The polynucleotide is
It can be DNA or RNA, preferably DNA.

また、本明細書中、「本発明のポリアミノ酸合成酵素」という場合、(i)配列番号2
のアミノ酸配列からなるポリアミノ酸合成酵素のみならず、配列番号2のアミノ酸配列と
高い相同性を有するアミノ酸配列からなるポリアミノ酸合成酵素、例えば、(ii)配列
番号2のアミノ酸配列において少なくとも1個のアミノ酸残基の欠失、置換、挿入、およ
び/もしくは付加を有するアミノ酸配列からなるポリアミノ酸合成酵素、および(iii
)配列番号2のアミノ酸配列と高い(例:約60%以上の)同一性を有するアミノ酸配列
からなるポリアミノ酸合成酵素も含むものとする。また、ポリアミノ酸合成酵素の酵素活
性は、例えば、川合らの方法(Biochem Biophys Res Commun. 2003 Nov 21;311(3):635-4
0)などによって測定および/または確認することができる。
In the present specification, the term “polyamino acid synthase of the present invention” refers to (i) SEQ ID NO: 2
Not only the polyamino acid synthetase consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, but also a polyamino acid synthetase consisting of an amino acid sequence having high homology with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, for example, (ii) at least one amino acid sequence in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 A polyamino acid synthase consisting of an amino acid sequence having deletions, substitutions, insertions and / or additions of amino acid residues, and (iii)
And a polyamino acid synthetase comprising an amino acid sequence having a high identity (eg, about 60% or more) with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2. In addition, the enzyme activity of polyamino acid synthase can be determined, for example, by the method of Kawai et al. (Biochem Biophys Res Commun. 2003 Nov 21; 311 (3): 635-4
0) etc. and can be measured and / or confirmed.

「配列番号2のアミノ酸配列において少なくとも1個のアミノ酸残基の欠失、置換、挿
入、および/もしくは付加を有するアミノ酸配列からなるポリアミノ酸合成酵素」の例と
しては、配列番号2のアミノ酸配列において、例えば、1〜50個、1〜40個、1〜3
9個、1〜38個、1〜37個、1〜36個、1〜35個、1〜34個、1〜33個、1
〜32個、1〜31個、1〜30個、1〜29個、1〜28個、1〜27個、1〜26個
、1〜25個、1〜24個、1〜23個、1〜22個、1〜21個、1〜20個、1〜1
9個、1〜18個、1〜17個、1〜16個、1〜15個、1〜14個、1〜13個、1
〜12個、1〜11個、1〜10個、1〜9個、1〜8個、1〜7個、1〜6個(1〜数
個)、1〜5個、1〜4個、1〜3個、1〜2個、1個のアミノ酸残基が欠失、置換、挿
入および/または付加されたアミノ酸配列からなるポリアミノ酸合成酵素が挙げられる。
上記アミノ酸残基の欠失、置換、挿入および/または付加の数は、一般的には小さい程好
ましい。
Examples of “polyamino acid synthase comprising an amino acid sequence having a deletion, substitution, insertion and / or addition of at least one amino acid residue in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2” include the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 For example, 1-50, 1-40, 1-3
9, 1-38, 1-37, 1-36, 1-35, 1-34, 1-33, 1
~ 32, 1 ~ 31, 1 ~ 30, 1 ~ 29, 1 ~ 28, 1 ~ 27, 1 ~ 26, 1 ~ 25, 1 ~ 24, 1 ~ 23, 1 -22, 1-21, 1-20, 1-1
9, 1-18, 1-17, 1-16, 1-15, 1-14, 1-13, 1
-12, 1-11, 1-10, 1-9, 1-8, 1-7, 1-6 (1-several), 1-5, 1-4, Examples thereof include polyamino acid synthetase having an amino acid sequence in which 1 to 3, 1 to 2, or 1 amino acid residue is deleted, substituted, inserted and / or added.
In general, the smaller the number of amino acid residue deletions, substitutions, insertions and / or additions, the better.

「配列番号2のアミノ酸配列と高い同一性を有するアミノ酸配列からなるポリアミノ酸
合成酵素」の例としては、配列番号2のアミノ酸配列と約60%以上、65%以上、70
%以上、75%以上、80%以上、81%以上、82%以上、83%以上、84%以上、
85%以上、86%以上、87%以上、88%以上、89%以上、90%以上、91%以
上、92%以上、93%以上、94%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98
%以上、99%以上、99.1%以上、99.2%以上、99.3%以上、99.4%以
上、99.5%以上、99.6%以上、99.7%以上、99.8%以上、または99.
9%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなるポリアミノ酸合成酵素が挙げられる。上
記同一性の数値は一般的に大きい程好ましい。なお、本明細書中、用語「同一性(ide
ntity)」と「相同性(homology)」とは区別して用いるものとする。例え
ば、アミノ酸配列間のホモロジー(相同性)をいう場合、同じ性質を持つアミノ酸(グル
タミン酸とアスパラギン酸など)はひとつのグループとして扱うが、同一性を考える場合
は区別される。すなわち、同一性は一致性をさす。
Examples of “polyamino acid synthetase comprising an amino acid sequence having high identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2” include the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 and about 60% or more, 65% or more, 70
% Or more, 75% or more, 80% or more, 81% or more, 82% or more, 83% or more, 84% or more,
85% or more, 86% or more, 87% or more, 88% or more, 89% or more, 90% or more, 91% or more, 92% or more, 93% or more, 94% or more, 95% or more, 96% or more, 97% Or more, 98
% Or more, 99% or more, 99.1% or more, 99.2% or more, 99.3% or more, 99.4% or more, 99.5% or more, 99.6% or more, 99.7% or more, 99 .8% or more, or 99.
Examples include polyamino acid synthetase consisting of an amino acid sequence having 9% or more identity. In general, the larger the numerical value of identity, the better. In this specification, the term “identity”
“ntity)” and “homology” are used separately. For example, when referring to homology between amino acid sequences, amino acids having the same properties (such as glutamic acid and aspartic acid) are treated as one group, but are distinguished when considering identity. That is, identity refers to consistency.

本明細書中、ヌクレオチド配列について「ハイブリダイズする」とは、ヌクレオチド配
列同士の相補性が高い場合、二本鎖を形成することをいう。通常、二本鎖は、互いの核酸
が相補的になるように設計されているが、必要に応じて(例えば、核酸を検出に使用する
場合は、その目的上、問題が生じない範囲において)、その核酸中に、1または数個(例
えば、2〜3個)のミスマッチを含んでいてもよい。存在してもよいミスマッチの数は、
例えば、要求される検出精度、ヌクレオチド配列(または塩基配列もしくは核酸(配列)
もしくはポリヌクレオチド)の長さに応じて変化し得る。なお、ヌクレオチド配列と、そ
れがハイブリダイズする相手のヌクレオチド配列とのハイブリダイゼーション条件を適宜
変更することにより、ミスマッチが存在する場合を排除したり、許容できるミスマッチの
数を調整したりすることができることは当業者に周知である。
In the present specification, “hybridizes” with respect to a nucleotide sequence means that a double strand is formed when the complementarity between nucleotide sequences is high. Usually, the double strands are designed so that the nucleic acids are complementary to each other, but if necessary (for example, in the case where nucleic acids are used for detection, as long as no problem occurs for that purpose). The nucleic acid may contain one or several (for example, 2 to 3) mismatches. The number of mismatches that may exist is
For example, required detection accuracy, nucleotide sequence (or base sequence or nucleic acid (sequence)
Alternatively, it may vary depending on the length of the polynucleotide. In addition, by appropriately changing the hybridization conditions between the nucleotide sequence and the nucleotide sequence with which it hybridizes, it is possible to eliminate the case where there is a mismatch or to adjust the number of allowable mismatches. Are well known to those skilled in the art.

ハイブリダイゼーションの方法としては、コロニーハイブリダイゼーション法、プラー
クハイブリダイゼーション法またはサザンハイブリダイゼーション法などを用いることが
できる(例えば、Molecular Cloning 3rd Ed.、Curren
t Protocols in Molecular Biology, John W
iley & Sons 1987−1997を参照)。
As a hybridization method, a colony hybridization method, a plaque hybridization method, a Southern hybridization method, or the like can be used (for example, Molecular Cloning 3rd Ed., Curren).
t Protocols in Molecular Biology, John W
iley & Sons 1987-1997).

本明細書中、「ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件」とは、低ストリンジ
ェントな条件、中ストリンジェントな条件及び高ストリンジェントな条件のいずれでもよ
い。「低ストリンジェントな条件」は、例えば、5×SSC、5×デンハルト溶液、0.
5%(w/v)SDS、50%(w/v)ホルムアミド、32℃の条件である。また、「
中ストリンジェントな条件」は、例えば、5×SSC、5×デンハルト溶液、0.5%(
w/v)SDS、50%(w/v)ホルムアミド、42℃の条件である。「高ストリンジ
ェントな条件」は、例えば、5×SSC、5×デンハルト溶液、0.5%(w/v)SD
S、50%(w/v)ホルムアミド、50℃の条件である。これらの条件において、温度
を上げるほど高い同一性を有するDNAが効率的に得られることが期待できる。ただし、
ハイブリダイゼーションのストリンジェンシーに影響する要素としては温度、核酸の濃度
、核酸の長さ、イオン強度、時間、塩濃度など複数の要素が考えられ、当業者であればこ
れら要素を適宜選択することで同様のストリンジェンシーを実現することが可能である。
In the present specification, “stringent hybridization conditions” may be any of low stringency conditions, moderate stringency conditions, and high stringency conditions. “Low stringent conditions” are, for example, 5 × SSC, 5 × Denhardt's solution, 0.
The conditions are 5% (w / v) SDS, 50% (w / v) formamide, and 32 ° C. Also,"
For example, 5 × SSC, 5 × Denhardt's solution, 0.5% (
w / v) SDS, 50% (w / v) formamide, 42 ° C. “High stringent conditions” are, for example, 5 × SSC, 5 × Denhardt's solution, 0.5% (w / v) SD
S, 50% (w / v) formamide, 50 ° C. Under these conditions, it can be expected that DNA having higher identity can be efficiently obtained as the temperature is increased. However,
Factors affecting the stringency of hybridization include multiple factors such as temperature, nucleic acid concentration, nucleic acid length, ionic strength, time, and salt concentration, and those skilled in the art can appropriately select these factors. Similar stringency can be achieved.

なお、ハイブリダイゼーションに市販のキットを用いる場合は、例えば、Alkpho
s Direct Labelling Reagents(アマシャムファルマシア社
製)を用いることができる。この場合は、キットに添付のプロトコルにしたがい、標識し
たプローブとのインキュベーションを一晩行った後、メンブレンを55℃の条件下で0.
1% (w/v) SDSを含む1次洗浄バッファーで洗浄後、ハイブリダイズしたポリ
ヌクレオチドを検出することができる。
In addition, when using a commercially available kit for hybridization, for example, Alkpho
s Direct Labeling Reagents (manufactured by Amersham Pharmacia) can be used. In this case, according to the protocol attached to the kit, incubation with the labeled probe was performed overnight, and the membrane was then treated at 0. 5 ° C. at 55 ° C.
After washing with a primary washing buffer containing 1% (w / v) SDS, the hybridized polynucleotide can be detected.

所望のヌクレオチド配列(例えば、配列番号1のヌクレオチド配列)に「ストリンジェ
ントなハイブリダイゼーション条件下でハイブリダイズし得るヌクレオチド配列」の例と
しては、FASTA、BLASTなどの相同性(または同一性)検索ソフトウェアにより
、デフォルトのパラメーターを用いて計算したときに、該所望のヌクレオチド配列と約6
0%以上、65%以上、70%以上、75%以上、80%以上、81%以上、82%以上
、83%以上、84%以上、85%以上、86%以上、87%以上、88%以上、89%
以上、90%以上、91%以上、92%以上、93%以上、94%以上、95%以上、9
6%以上、97%以上、98%以上、99%以上、99.1%以上、99.2%以上、9
9.3%以上、99.4%以上、99.5%以上、99.6%以上、99.7%以上、9
9.8%以上、99.9%以上の同一性を有するヌクレオチド配列をあげることができる
Examples of “nucleotide sequences that can hybridize under stringent hybridization conditions” to a desired nucleotide sequence (for example, the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1) include homology (or identity) search software such as FASTA and BLAST. To approximately 6% of the desired nucleotide sequence when calculated using the default parameters.
0% or more, 65% or more, 70% or more, 75% or more, 80% or more, 81% or more, 82% or more, 83% or more, 84% or more, 85% or more, 86% or more, 87% or more, 88% 89%
90% or more, 91% or more, 92% or more, 93% or more, 94% or more, 95% or more, 9
6% or more, 97% or more, 98% or more, 99% or more, 99.1% or more, 99.2% or more, 9
9.3% or more, 99.4% or more, 99.5% or more, 99.6% or more, 99.7% or more, 9
Examples of the nucleotide sequence include 9.8% or more and 99.9% or more of identity.

なお、アミノ酸配列や塩基配列の同一性は、カーリンおよびアルチュールによるアルゴ
リズムBLAST(Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 87,
2264−2268, 1990; Proc. Natl. Acad. Sci.
USA, 90, 5873, 1993)を用いて決定できる。BLASTのアルゴ
リズムに基づいたBLASTNやBLASTXと呼ばれるプログラムが開発されている(
Altschul SF, et al: J Mol Biol 215: 403,
1990)。BLASTNを用いて塩基配列を解析する場合は、パラメーターは、例え
ばscore=100、wordlength=12とする。また、BLASTXを用い
てアミノ酸配列を解析する場合は、パラメーターは、例えばscore=50、word
length=3とする。BLASTとGapped BLASTプログラムを用いる場
合は、各プログラムのデフォルトパラメーターを用いことができる。
The identity of amino acid sequences and base sequences is determined by the algorithm BLAST (Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 87, by Carlin and Arthur).
2264-2268, 1990; Proc. Natl. Acad. Sci.
USA, 90, 5873, 1993). Programs called BLASTN and BLASTX based on the BLAST algorithm have been developed (
Altschul SF, et al: J Mol Biol 215: 403,
1990). When analyzing a base sequence using BLASTN, parameters are set to, for example, score = 100 and wordlength = 12. Further, when an amino acid sequence is analyzed using BLASTX, the parameters are, for example, score = 50, word.
Let length = 3. When using BLAST and Gapped BLAST programs, the default parameters of each program can be used.

2.本発明のポリアミノ酸合成酵素のC末端ドメインおよびそれをコードするポリヌクレ
オチド
従来のNRPSは多モジュール複合酵素の触媒作用でペプチド又はポリアミノ酸を重合
するが、本発明のポリアミノ酸合成酵素は、ドメイン構造解析及び酵素精製の結果から、
単一モジュール単一酵素であることが強く示唆される(図1AおよびBを参照)。本発明
のポリアミノ酸合成酵素においては、単一モジュールのみでポリアミノ酸合成が達成され
ることから、本発明のC末端側約700アミノ酸残基の新規ドメインは、「繰り返し縮合
反応」を触媒すると考えられる。また、CDDなどのタンパク質構造解析ツールを用いて
解析した結果、上記C末端ドメインには、3つのサブドメインとそれらの境界に6回の膜
貫通領域が存在することが推定された(図1Bを参照)。
2. The C-terminal domain of the polyamino acid synthetase of the present invention and the polynucleotide encoding the same The conventional NRPS polymerizes a peptide or polyamino acid by the catalytic action of a multi-module complex enzyme, but the polyamino acid synthetase of the present invention has a domain structure From the results of analysis and enzyme purification,
It is strongly suggested that it is a single module single enzyme (see FIGS. 1A and B). In the polyamino acid synthetase of the present invention, since polyamino acid synthesis is achieved with only a single module, the novel domain of about 700 amino acid residues on the C-terminal side of the present invention is considered to catalyze a “repetitive condensation reaction”. It is done. In addition, as a result of analysis using a protein structure analysis tool such as CDD, it was estimated that the C-terminal domain has three subdomains and six transmembrane regions at their boundaries (see FIG. 1B). reference).

したがって、本発明はまた、別の実施形態において、本発明のポリアミノ酸合成酵素の
C末端側約700アミノ酸残基を含有するC末端ドメイン(以下、「縮合反応触媒ドメイ
ン」と呼ぶ。)、および縮合反応触媒ドメインを含むポリアミノ酸合成酵素、ならびに該
ドメインおよび該酵素をコードする塩基配列を含むポリヌクレオチドを提供する。なお、
本明細書中で単に「縮合反応触媒ドメイン」という場合、ポリアミノ酸合成酵素の縮合反
応触媒ドメインを意味するものとする。
Therefore, the present invention also provides, in another embodiment, a C-terminal domain containing about 700 amino acid residues on the C-terminal side of the polyamino acid synthase of the present invention (hereinafter referred to as “condensation reaction catalytic domain”), and Provided are a polyamino acid synthetase comprising a condensation reaction catalytic domain, and a polynucleotide comprising the domain and a base sequence encoding the enzyme. In addition,
In the present specification, the term “condensation reaction catalytic domain” means a condensation reaction catalytic domain of polyamino acid synthase.

本発明の縮合反応触媒ドメインは、代表的には、図2A−Dおよび図3A−Dに示され
るように、配列番号2で表される本発明のε−ポリ−L−リジン合成酵素のアミノ酸配列
のほぼ611位〜1319位に相当するアミノ酸配列(塩基配列においては1831位〜
3957位)を含むポリペプチドからなる機能的ドメインであり、そのアミノ酸配列およ
びそれをコードする塩基配列は、それぞれ配列番号13および配列番号12で表される。
また、このドメインを構成する3つのより小さいドメイン(IC1、IC2及びIC3−
Domain)は、代表的には、それぞれ配列番号2で表される本発明のε−ポリ−L−
リジン合成酵素のアミノ酸配列のほぼ676位〜847位、914位〜1083位、およ
び1147位〜1299位のアミノ酸配列の領域に相当する(塩基配列においては、それ
ぞれ2026位〜2541位、2740位〜3249位、および3439位〜3897位
)。これら3つのサブドメインのアミノ酸配列は、それぞれ配列番号15、17、および
19で表され、これらのアミノ酸配列をコードする塩基配列はそれぞれ配列番号14、1
6、および18で表される。
The condensation reaction catalytic domain of the present invention is typically an amino acid of the ε-poly-L-lysine synthase of the present invention represented by SEQ ID NO: 2, as shown in FIGS. 2A-D and 3A-D. An amino acid sequence corresponding to about positions 611 to 1319 of the sequence (position 1831 to base sequence)
The amino acid sequence and the base sequence encoding it are represented by SEQ ID NO: 13 and SEQ ID NO: 12, respectively.
Also, the three smaller domains that make up this domain (IC1, IC2 and IC3-
Domain) is typically ε-poly-L- of the present invention represented by SEQ ID NO: 2, respectively.
The amino acid sequence of lysine synthase corresponds to the region of the amino acid sequence of approximately 676 to 847, 914 to 1083, and 1147 to 1299 (in the base sequence, positions 2026 to 2541 and 2740, respectively). 3249, and 3439 to 3897). The amino acid sequences of these three subdomains are represented by SEQ ID NOs: 15, 17, and 19, respectively. The base sequences encoding these amino acid sequences are SEQ ID NOs: 14, 1 and 1, respectively.
6 and 18.

本明細書中、「本発明の縮合反応触媒ドメイン」という場合、(i)配列番号13のア
ミノ酸配列からなる縮合反応触媒ドメインのみならず、配列番号13のアミノ酸配列と高
い相同性を有するアミノ酸配列からなる縮合反応触媒ドメイン、例えば、(ii)配列番
号13のアミノ酸配列において少なくとも1個のアミノ酸残基の欠失、置換、挿入、およ
び/もしくは付加を有するアミノ酸配列からなる縮合反応触媒ドメイン、および(iii
)配列番号13のアミノ酸配列と高い(例:約60%以上の)同一性を有するアミノ酸配
列からなる縮合反応触媒ドメインも含むものとする。
In the present specification, the term “condensation reaction catalytic domain of the present invention” refers to (i) an amino acid sequence having high homology with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13 as well as the condensation reaction catalytic domain consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13. A condensation reaction catalytic domain consisting of, for example, (ii) a condensation reaction catalytic domain consisting of an amino acid sequence having a deletion, substitution, insertion and / or addition of at least one amino acid residue in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, and (Iii
) It also includes a condensation reaction catalytic domain consisting of an amino acid sequence having a high identity (eg, about 60% or more) with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13.

また、本明細書中、「本発明の(縮合反応触媒ドメインの)サブドメイン」という場合
、(i)配列番号15、17、もしくは19のアミノ酸配列からなる(縮合反応触媒ドメ
インの)サブドメインのみならず、配列番号15、17、もしくは19のアミノ酸配列と
高い相同性を有するアミノ酸配列からなる(縮合反応触媒ドメインの)サブドメイン、例
えば、(ii)配列番号15、17、もしくは19のアミノ酸配列において少なくとも1
個のアミノ酸残基の欠失、置換、挿入、および/もしくは付加を有するアミノ酸配列から
なる(縮合反応触媒ドメインの)サブドメイン、および(iii)配列番号15、17、
もしくは19のアミノ酸配列と高い(例:約60%以上の)同一性を有するアミノ酸配列
からなる(縮合反応触媒ドメインの)サブドメインも含むものとする。
In addition, in the present specification, the “subdomain of the present invention (condensation reaction catalytic domain)” refers to (i) only the subdomain consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 15, 17, or 19 (condensation reaction catalytic domain). Rather, a subdomain (of the condensation reaction catalytic domain) consisting of an amino acid sequence having high homology with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 15, 17, or 19, for example, (ii) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 15, 17, or 19 At least 1
A subdomain (of the condensation reaction catalytic domain) consisting of an amino acid sequence having deletions, substitutions, insertions and / or additions of amino acid residues, and (iii) SEQ ID NOs: 15, 17,
Alternatively, it also includes a subdomain (of the condensation reaction catalytic domain) consisting of an amino acid sequence having a high identity (eg, about 60% or more) with 19 amino acid sequences.

したがって、本発明はまた、(i)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ
酸配列、(ii)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列において少な
くとも1個のアミノ酸残基の欠失、置換、挿入、および/もしくは付加を有するアミノ酸
配列、または(iii)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列と60
%以上の同一性を有するアミノ酸配列、のいずれかを含む縮合反応触媒ドメインもしくは
そのサブドメイン、および該ドメインを含むポリアミノ酸合成酵素を提供する。なお、縮
合反応が起きているか否かは、例えば、LC−MS/MSなどで重合物(酵素反応生成物
)を検出することによって確認することができる。
Accordingly, the present invention also provides for the lack of at least one amino acid residue in (i) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19, and (ii) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19. An amino acid sequence having deletions, substitutions, insertions, and / or additions, or (iii) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19 and 60
A condensation reaction catalytic domain comprising any of amino acid sequences having at least% identity, or a subdomain thereof, and a polyamino acid synthase comprising the domain. Whether or not a condensation reaction has occurred can be confirmed by detecting a polymer (enzyme reaction product) by LC-MS / MS, for example.

本発明はまた、(i)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列、(i
i)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列において少なくとも1個の
アミノ酸残基の欠失、置換、挿入、および/もしくは付加を有するアミノ酸配列、または
(iii)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列と60%以上の同一
性を有するアミノ酸配列、のいずれかからなる縮合反応触媒ドメインもしくはそのサブド
メイン、または該ドメインを含むポリアミノ酸合成酵素をコードするヌクレオチド配列を
含むポリヌクレオチドを提供する。
The present invention also provides (i) an amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19;
i) an amino acid sequence having a deletion, substitution, insertion, and / or addition of at least one amino acid residue in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19, or (iii) SEQ ID NO: 13, 15, A polycondensation comprising a condensation reaction catalytic domain consisting of any of 17 or 19 amino acid sequences and an amino acid sequence having 60% or more identity, or a subdomain thereof, or a nucleotide sequence encoding a polyamino acid synthetase containing the domain Nucleotides are provided.

本発明はまた、(i)配列番号12、14、16、もしくは18のヌクレオチド配列、
(ii)配列番号12、14、16、もしくは18のヌクレオチド配列と相補的なヌクレ
オチド配列にストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下でハイブリダイズし得る
、縮合反応触媒ドメインもしくはそのサブドメインをコードするヌクレオチド配列、また
は(iii)配列番号12、14、16、もしくは18のヌクレオチド配列と65%以上
の同一性を有する、縮合反応触媒ドメインもしくはそのサブドメインをコードするヌクレ
オチド配列、のいずれかを含むポリヌクレオチドを提供する。
The invention also provides (i) a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 12, 14, 16, or 18;
(Ii) a nucleotide sequence encoding a condensation reaction catalytic domain or a subdomain thereof capable of hybridizing under stringent hybridization conditions to a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 12, 14, 16, or 18. Or (iii) a polynucleotide comprising any of the nucleotide sequences encoding the condensation reaction catalytic domain or a subdomain thereof having at least 65% identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 12, 14, 16, or 18 To do.

「配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列において少なくとも1個の
アミノ酸残基の欠失、置換、挿入、および/もしくは付加を有するアミノ酸配列からなる
縮合反応触媒ドメインもしくはそのサブドメインまたは該ドメインを含むポリアミノ酸合
成酵素」の例としては、配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列におい
て、例えば、1〜50個、1〜40個、1〜39個、1〜38個、1〜37個、1〜36
個、1〜35個、1〜34個、1〜33個、1〜32個、1〜31個、1〜30個、1〜
29個、1〜28個、1〜27個、1〜26個、1〜25個、1〜24個、1〜23個、
1〜22個、1〜21個、1〜20個、1〜19個、1〜18個、1〜17個、1〜16
個、1〜15個、1〜14個、1〜13個、1〜12個、1〜11個、1〜10個、1〜
9個、1〜8個、1〜7個、1〜6個(1〜数個)、1〜5個、1〜4個、1〜3個、1
〜2個、1個のアミノ酸残基が欠失、置換、挿入および/または付加されたアミノ酸配列
からなる縮合反応触媒ドメインもしくはそのサブドメインまたは該ドメインを含むポリア
ミノ酸合成酵素が挙げられる。上記アミノ酸残基の欠失、置換、挿入および/または付加
の数は、一般的には小さい程好ましい。
"Condensation reaction catalytic domain consisting of an amino acid sequence having a deletion, substitution, insertion, and / or addition of at least one amino acid residue in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19, or a subdomain thereof, or Examples of the “polyamino acid synthetase containing a domain” include, for example, 1 to 50, 1 to 40, 1 to 39, 1 to 38 in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19. 1-37, 1-36
Pieces, 1-35 pieces, 1-34 pieces, 1-33 pieces, 1-32 pieces, 1-31 pieces, 1-30 pieces, 1-pieces
29, 1-28, 1-27, 1-26, 1-25, 1-24, 1-23,
1-22, 1-21, 1-20, 1-19, 1-18, 1-17, 1-16
1-15, 1-14, 1-13, 1-12, 1-11, 1-10, 1
9, 1-8, 1-7, 1-6 (1 to several), 1-5, 1-4, 1-3, 1
Examples include a condensation reaction catalytic domain consisting of an amino acid sequence in which ˜2, one amino acid residue is deleted, substituted, inserted and / or added, or a subdomain thereof, or a polyamino acid synthetase containing the domain. In general, the smaller the number of amino acid residue deletions, substitutions, insertions and / or additions, the better.

「配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列と高い同一性を有するアミ
ノ酸配列からなる縮合反応触媒ドメインもしくはそのサブドメインまたは該ドメインを含
むポリアミノ酸合成酵素」の例としては、配列番号13、15、17、もしくは19のア
ミノ酸配列と約60%以上、65%以上、70%以上、75%以上、80%以上、81%
以上、82%以上、83%以上、84%以上、85%以上、86%以上、87%以上、8
8%以上、89%以上、90%以上、91%以上、92%以上、93%以上、94%以上
、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上、99%以上、99.1%以上、9
9.2%以上、99.3%以上、99.4%以上、99.5%以上、99.6%以上、9
9.7%以上、99.8%以上、または99.9%以上の同一性を有するアミノ酸配列か
らなる縮合反応触媒ドメインもしくはそのサブドメインまたは該ドメインを含むポリアミ
ノ酸合成酵素が挙げられる。上記同一性の数値は一般的に大きい程好ましい。なお、本明
細書中、用語「同一性(identity)」と「相同性(homology)」とは区
別して用いるものとする。例えば、アミノ酸配列間のホモロジー(相同性)をいう場合、
同じ性質を持つアミノ酸(グルタミン酸とアスパラギン酸など)はひとつのグループとし
て扱うが、同一性を考える場合は区別される。すなわち、同一性は一致性をさす。
Examples of the “condensation reaction catalytic domain consisting of an amino acid sequence having high identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19 or a subdomain thereof or a polyamino acid synthase containing the domain” include SEQ ID NO: 13 15, 17 or 19 amino acid sequences and about 60% or more, 65% or more, 70% or more, 75% or more, 80% or more, 81%
Or more, 82% or more, 83% or more, 84% or more, 85% or more, 86% or more, 87% or more, 8
8% or more, 89% or more, 90% or more, 91% or more, 92% or more, 93% or more, 94% or more, 95% or more, 96% or more, 97% or more, 98% or more, 99% or more, 99. 1% or more, 9
9.2% or more, 99.3% or more, 99.4% or more, 99.5% or more, 99.6% or more, 9
Examples include a condensation reaction catalytic domain consisting of an amino acid sequence having an identity of 9.7% or more, 99.8% or more, or 99.9% or more, or a subdomain thereof, or a polyamino acid synthase containing the domain. In general, the larger the numerical value of identity, the better. In the present specification, the terms “identity” and “homology” are used separately. For example, when referring to homology between amino acid sequences,
Amino acids with the same properties (such as glutamic acid and aspartic acid) are treated as one group, but are distinguished when considering identity. That is, identity refers to consistency.

「配列番号12、14、16、または18のヌクレオチド配列にストリンジェントなハ
イブリダイゼーション条件下でハイブリダイズし得るヌクレオチド配列」の例としては、
FASTA、BLASTなどの相同性(または同一性)検索ソフトウェアにより、デフォ
ルトのパラメーターを用いて計算したときに、該所望のヌクレオチド配列と約60%以上
、65%以上、70%以上、75%以上、80%以上、81%以上、82%以上、83%
以上、84%以上、85%以上、86%以上、87%以上、88%以上、89%以上、9
0%以上、91%以上、92%以上、93%以上、94%以上、95%以上、96%以上
、97%以上、98%以上、99%以上、99.1%以上、99.2%以上、99.3%
以上、99.4%以上、99.5%以上、99.6%以上、99.7%以上、99.8%
以上、99.9%以上の同一性を有するヌクレオチド配列をあげることができる。
Examples of “nucleotide sequences that can hybridize to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 12, 14, 16, or 18 under stringent hybridization conditions”
When calculated using the default parameters by homology (or identity) search software such as FASTA, BLAST and the like, the desired nucleotide sequence and about 60% or more, 65% or more, 70% or more, 75% or more, 80% or more, 81% or more, 82% or more, 83%
84% or more, 85% or more, 86% or more, 87% or more, 88% or more, 89% or more, 9
0% or more, 91% or more, 92% or more, 93% or more, 94% or more, 95% or more, 96% or more, 97% or more, 98% or more, 99% or more, 99.1% or more, 99.2% 99.3%
99.4% or more, 99.5% or more, 99.6% or more, 99.7% or more, 99.8%
As described above, nucleotide sequences having 99.9% or more identity can be mentioned.

3.本発明の組換えベクター、形質転換体、およびそれらを用いるポリアミノ酸合成酵素
の製造方法
本発明はまた、本発明のポリアミノ酸合成酵素をコードするポリヌクレオチドを挿入物
として含有する組換えベクターに関する。具体的には、本発明は、(i)配列番号2のア
ミノ酸配列、(ii)配列番号2のアミノ酸配列において少なくとも1個のアミノ酸残基
の欠失、置換、挿入、および/もしくは付加を有するアミノ酸配列、または(iii)配
列番号2のアミノ酸配列と60%以上の同一性を有するアミノ酸配列、のいずれかからな
るポリアミノ酸合成酵素をコードするヌクレオチド配列を含有する、組換えベクターを提
供する。
3. The recombinant vector of the present invention, a transformant, and a method for producing a polyamino acid synthetase using the same The present invention also relates to a recombinant vector containing a polynucleotide encoding the polyamino acid synthetase of the present invention as an insert. Specifically, the present invention has (i) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, and (ii) at least one amino acid residue deletion, substitution, insertion, and / or addition in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2. Provided is a recombinant vector comprising a nucleotide sequence encoding a polyamino acid synthetase consisting of either an amino acid sequence or (iii) an amino acid sequence having 60% or more identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2.

さらに本発明は、(i)配列番号1のヌクレオチド配列、(ii)配列番号1のヌクレ
オチド配列と相補的なヌクレオチド配列にストリンジェントなハイブリダイゼーション条
件下でハイブリダイズし得る、ポリアミノ酸合成酵素をコードするヌクレオチド配列、ま
たは(iii)配列番号1のヌクレオチド配列と65%以上の同一性を有する、ポリアミ
ノ酸合成酵素をコードするヌクレオチド配列、のいずれかからなるポリヌクレオチドを含
有する、組換えベクターを提供する。
Furthermore, the present invention encodes a polyamino acid synthase capable of hybridizing under stringent hybridization conditions to (i) a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, and (ii) a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1. A recombinant vector containing a polynucleotide comprising: (iii) a nucleotide sequence encoding a polyamino acid synthetase having at least 65% identity to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 To do.

さらに本発明は、本発明の縮合反応触媒ドメインもしくはそのサブドメインをコードす
るポリヌクレオチドまたは該縮合反応触媒ドメインもしくはそのサブドメインを含むポリ
アミノ酸合成酵素をコードするポリヌクレオチドを挿入物として含有する組換えベクター
に関する。具体的には、本発明は、(i)配列番号13、15、17、もしくは19のア
ミノ酸配列、(ii)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列において
少なくとも1個のアミノ酸残基の欠失、置換、挿入、および/もしくは付加を有するアミ
ノ酸配列、または(iii)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列と
60%以上の同一性を有するアミノ酸配列、のいずれかからなる縮合反応触媒ドメインも
しくはそのサブドメインをコードするポリヌクレオチドまたは該縮合反応触媒ドメインも
しくはそのサブドメインを含むポリアミノ酸合成酵素をコードするヌクレオチド配列を含
有する、組換えベクターを提供する。
Furthermore, the present invention relates to a recombinant comprising, as an insert, a polynucleotide encoding the condensation reaction catalytic domain of the present invention or a subdomain thereof or a polynucleotide encoding a polyamino acid synthase containing the condensation reaction catalytic domain or a subdomain thereof. Regarding vectors. Specifically, the present invention relates to (i) an amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19, and (ii) at least one amino acid residue in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19. Or (iii) an amino acid sequence having at least 60% identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19 A recombinant vector containing a polynucleotide encoding a condensation reaction catalytic domain or a subdomain thereof, or a nucleotide sequence encoding a polyamino acid synthase containing the condensation reaction catalytic domain or a subdomain thereof.

さらに本発明は、(i)配列番号12、14、16、または18のヌクレオチド配列、
(ii)配列番号12、14、16、または18のヌクレオチド配列と相補的なヌクレオ
チド配列にストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下でハイブリダイズし得る、
縮合反応触媒ドメインもしくはそのサブドメインをコードするヌクレオチド配列、または
(iii)配列番号12、14、16、または18のヌクレオチド配列と65%以上の同
一性を有する、縮合反応触媒ドメインもしくはそのサブドメインをコードするヌクレオチ
ド配列、のいずれかからなるポリヌクレオチドを含有する、組換えベクターを提供する。
The present invention further provides (i) a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 12, 14, 16, or 18;
(Ii) can hybridize under stringent hybridization conditions to a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 12, 14, 16, or 18;
A nucleotide sequence encoding a condensation reaction catalytic domain or a subdomain thereof, or (iii) a condensation reaction catalytic domain or a subdomain thereof having 65% identity or more with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 12, 14, 16, or 18 Recombinant vectors containing polynucleotides consisting of any of the encoding nucleotide sequences are provided.

本発明の好ましい態様において、組換えベクターは、その挿入物を発現させ得る組換え
発現ベクターである。そのような組換えベクターは、当該技術分野における公知の任意の
方法で作製することができる。
In a preferred embodiment of the invention, the recombinant vector is a recombinant expression vector capable of expressing the insert. Such a recombinant vector can be prepared by any method known in the art.

本発明において、本発明のポリアミノ酸合成酵素を発現させるために用いるベクターに
は、無細胞発現系(インビトロ トランスクリプション−トランスレーション)に、およ
び宿主細胞、例えば大腸菌、酵母または動物培養細胞を用いるタンパク質発現系に適する
ベクターとすることができ、そのようなベクターは市販されているかまたは公知のベクタ
ーから容易に作製することができる。例えば、インビトロトランスレーションおよび動物
培養細胞における発現に用いるベクターは、ヒトサイトメガロウイルスのimmeadiate-ear
ly エンハンサー/プロモター領域を組込み、その下流域にT7のプロモター配列/マル
チクローニング部位を有するpTargetTベクターやSV40エンハンサーとSV4
0のearlyプロモターを有するpSIベクター(プロメガ社)、pBK−CMV、C
MV−Script、pCMV−TagおよびpBK−RSV(ストラタジーン社)など
である。また、大腸菌、酵母などの微生物宿主における発現に適するベクターは、例えば
大腸菌系のT7のプロモターを有するpETシリーズベクター発現システム(例えばpE
T3a,pET27b(+)やpET28a(+);ノバジェン社)、および酵母系にお
いてはアルコールオキシダーゼのプロモターを有するピチア発現系ベクターpICシリー
ズベクター(例えばpPIC9KやPIC3.5K;インビトロゲン社)などである。
In the present invention, the vector used for expressing the polyamino acid synthetase of the present invention is a cell-free expression system (in vitro transcription-translation) and a host cell such as E. coli, yeast or animal cultured cells. A vector suitable for a protein expression system can be used, and such a vector is commercially available or can be easily prepared from a known vector. For example, the vectors used for in vitro translation and expression in cultured animal cells are human cytomegalovirus immeadiate-ear
The ly enhancer / promoter region is incorporated and the TTarget promoter / multicloning site in the downstream region of the pTargetT vector or SV40 enhancer and SV4
PSI vector (Promega) with 0 early promoter, pBK-CMV, C
MV-Script, pCMV-Tag and pBK-RSV (Stratagene). Also, vectors suitable for expression in microbial hosts such as Escherichia coli and yeast are, for example, pET series vector expression systems having an E. coli T7 promoter (for example, pE).
T3a, pET27b (+) and pET28a (+); Novagen), and in yeast systems, Pichia expression vectors pIC series vectors (for example, pPIC9K and PIC3.5K; Invitrogen) having an alcohol oxidase promoter.

また、精製のためのペプチド配列としては、当該技術分野にて用いられているペプチド
配列とすることができるが、例えば、ヒスチジン残基が4個以上、好ましくは6個以上連
続したヒスチジンタグ配列、モノクローナル抗体への結合能を持つエピトープタグ配列、
グルタチオンS−トランストランスフェラーゼのグルタチオンへの結合ドメインまたはプ
ロテインAをコードする配列などが包含される。これらペプチド配列をコードするDNA
を挿入物として含有するベクターは市販されている。例えば、大腸菌、酵母などの微生物
宿主に用いるベクターは、大腸菌系のT7のプロモターを有し、ヒスチジン残基を10個
をアミノ末端に融合発現ベクター(例えばpET16b;ノバジェン社)、ヒスチジン残
基を6個をアミノ末端に有する発現ベクター(例えばpHB6;ロッシュダイアグノスチ
ィック社、pTrc−Hisシリーズベクター;インビトロゲン社、pHATベクターシ
リーズ;クローンテック社)などである。動物培養細胞における発現に用いるベクターは
、ヒスチジン残基6個をアミノ末端に融合発現するベクター(例えば、pHM6やpVM
6;ロッシュダイアグノスチィック社)の使用が可能である。昆虫培養細胞系ではバキュ
ロウイルス系のヒスチジン残基6個をアミノ末端に融合発現するベクター(例えば、pB
acPAK−Hisベクター;クローンテック社)。また、グルタチオンS−トランスフェ
ラーゼと融合発現するpGEXシリーズベクター(ファルマシア)、プロテインAを発現
するpRIT2またはpEZZ18ベクター(ファルマシア)が使用可能である。
The peptide sequence for purification can be a peptide sequence used in the technical field. For example, a histidine tag sequence having 4 or more, preferably 6 or more histidine residues, An epitope tag sequence capable of binding to a monoclonal antibody,
The binding domain of glutathione S-transferase to glutathione or a sequence encoding protein A is included. DNA encoding these peptide sequences
Vectors containing as an insert are commercially available. For example, a vector used for a microbial host such as E. coli or yeast has an E. coli T7 promoter, 10 histidine residues fused to the amino terminus (eg, pET16b; Novagen), and 6 histidine residues. An expression vector having an amino acid at the amino terminus (for example, pHB6; Roche Diagnostic, pTrc-His series vector; Invitrogen, pHAT vector series; Clontech). Vectors used for expression in cultured animal cells are vectors in which six histidine residues are fused to the amino terminus (for example, pHM6 or pVM).
6; Roche Diagnostics) can be used. In insect cell lines, vectors that fuse and express six baculovirus histidine residues at the amino terminus (eg, pB
acPAK-His vector; Clontech). In addition, pGEX series vectors (Pharmacia) fused with glutathione S-transferase, and pRIT2 or pEZZ18 vectors (Pharmacia) expressing protein A can be used.

本発明のポリアミノ酸合成酵素を製造するためのインビトロトランスレーションは、公
知の方法、例えばSpirin, A.S., et.al., Science 242: 1162-1164(1988年)および Patna
ik, R. & Swartz, J.M. Biotechniques 24: 862-868(1998年)に記載の方法で実施するこ
とができ、市販のインビトロトランスレーションキット(例えば、TNT−インビトロト
ランスクリプション−トランスレーションキット、プロメガ社製)を用いてもよい。
In vitro translation to produce the polyamino acid synthase of the present invention can be accomplished by known methods such as Spirin, AS, et.al., Science 242: 1162-1164 (1988) and Patna
ik, R. & Swartz, JM Biotechniques 24: 862-868 (1998). May be used.

本発明または、上述の組換えベクターで形質転換した形質転換体(例えば、宿主細胞(
例:微生物(大腸菌、酵母など))および動物培養細胞(昆虫培養細胞、哺乳類培養細胞
(例:CHO細胞、COS7細胞)))に関する。
A transformant transformed with the present invention or the above-described recombinant vector (for example, a host cell (
Examples: microorganisms (E. coli, yeast, etc.)) and animal cultured cells (insect cultured cells, mammalian cultured cells (eg CHO cells, COS7 cells))).

本発明はまた、上記本発明の組換えベクターまたは上記本発明の形質転換体を用いるポ
リアミノ酸合成酵素の製造方法に関する。本発明のポリアミノ酸合成酵素の製造方法は、
例えば、本発明の組換え発現ベクターを用いてインビトロトランスクリプション−トラン
スレーションを実施することからなる。あるいは、上記組換え発現ベクターで形質転換し
た宿主細胞を培養し、所望のタンパク質を単離することからなる。
The present invention also relates to a method for producing a polyamino acid synthase using the recombinant vector of the present invention or the transformant of the present invention. The method for producing the polyamino acid synthetase of the present invention comprises:
For example, performing in vitro transcription-translation using the recombinant expression vector of the present invention. Alternatively, it comprises culturing host cells transformed with the above recombinant expression vector and isolating the desired protein.

本発明のポリアミノ酸合成酵素の製造方法において、発現させたタンパク質は、宿主細
胞の培養後、その培地からまたは菌体の可溶性または不溶性画分から単離することができ
る。
In the method for producing a polyamino acid synthetase of the present invention, the expressed protein can be isolated from the medium after culturing the host cell or from the soluble or insoluble fraction of the microbial cells.

本発明のポリアミノ酸合成酵素の製造方法において、発現させたタンパク質は公知の方
法により単離・精製されるが、その精製法としては公知の任意の方法から適宜選択するこ
とができる。例えば、本発明のポリアミノ酸合成酵素が上述した精製のためのペプチド配
列を包含する場合、これを用いて精製するのが好ましい。具体的には、ヒスチジンタグ配
列にはニッケルキレートアフィニティークロマト法、S−トランストランスフェラーゼの
グルタチオンへの結合ドメインにはグルタチオン結合ゲルによるアフィニティークロマト
法、プロテインAまたは他のタンパク質の配列の場合には抗体アフィニティークロマト法
を用いることができる。
In the method for producing a polyamino acid synthetase of the present invention, the expressed protein is isolated and purified by a known method, and the purification method can be appropriately selected from any known methods. For example, when the polyamino acid synthetase of the present invention includes the peptide sequence for purification described above, it is preferable to purify using this. Specifically, nickel chelate affinity chromatography for histidine tag sequences, affinity chromatography with glutathione binding gel for the binding domain of S-transferase to glutathione, antibody affinity for protein A or other protein sequences Chromatographic methods can be used.

4.本発明のポリアミノ酸製造方法
本発明はまた、本発明のポリアミノ酸の製造方法に関する。具体的には、本発明は、
(i)配列番号2のアミノ酸配列、
(ii)配列番号2のアミノ酸配列において少なくとも1個のアミノ酸残基の欠失、
置換、挿入、および/もしくは付加を有するアミノ酸配列、または
(iii)配列番号2のアミノ酸配列と60%以上の同一性を有するアミノ酸配列、
のいずれかを含むポリアミノ酸合成酵素を用いてポリアミノ酸を合成する工程を包含する
、ポリアミノ酸の製造方法を提供する。
4). The method for producing a polyamino acid of the present invention The present invention also relates to a method for producing the polyamino acid of the present invention. Specifically, the present invention provides:
(I) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2,
(Ii) a deletion of at least one amino acid residue in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2,
An amino acid sequence having a substitution, insertion, and / or addition, or (iii) an amino acid sequence having 60% or more identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2,
A method for producing a polyamino acid comprising the step of synthesizing a polyamino acid using a polyamino acid synthetase containing any of the above.

本発明はまた、
(i)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列、
(ii)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列において少なくと
も1個のアミノ酸残基の欠失、置換、挿入、および/もしくは付加を有するアミノ酸配列
、または
(iii)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列と60%以上の
同一性を有するアミノ酸配列、
のいずれかを含むポリアミノ酸合成酵素を用いてポリアミノ酸を合成する工程を包含する
、ポリアミノ酸の製造方法を提供する。
The present invention also provides
(I) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19;
(Ii) an amino acid sequence having a deletion, substitution, insertion, and / or addition of at least one amino acid residue in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19; or (iii) SEQ ID NO: 13, 15 An amino acid sequence having 60% or more identity with the amino acid sequence of 17, or 19;
A method for producing a polyamino acid comprising the step of synthesizing a polyamino acid using a polyamino acid synthetase containing any of the above.

好ましくは、上記ポリアミノ酸は、ポリリジンであり、より好ましくは、ε−ポリ−L
−リジンである。
Preferably, the polyamino acid is polylysine, more preferably ε-poly-L.
-Lysine.

本発明のポリアミノ酸の製造方法は、上記ポリアミノ酸合成酵素を利用して、その存在
下に、アミノ酸を反応させることにより実施される。ここで、反応させるアミノ酸として
は、代表的には、L−リジンを例示できるが、これのみに限定されず、例えば、L-リジ
ンエチルエステル、L-リジンメチルエステル(生成物は共にε−ポリ−L−リジン)等
も本発明のアミノ酸合成酵素によるポリアミノ酸合成に使用し得る。また、D−リジン、
DL−5−ヒドロキシ−リジン、Nε−メチル−L−リジン、L−リジン−ヒドロキサム
酸、S−(2−アミノエチル)−L−システイン、O−(2−アミノエチル)−L−セリ
ン、DL-トランス-2,6-ジアミノ-4-ヘキサン酸等も本発明のポリアミノ酸の製造方法にお
いて使用できる可能性がある。
The method for producing a polyamino acid of the present invention is carried out by reacting an amino acid in the presence of the polyamino acid synthase. Here, as the amino acid to be reacted, L-lysine can be typically exemplified, but is not limited thereto. For example, L-lysine ethyl ester, L-lysine methyl ester (both products are ε-polyester). -L-lysine) and the like can also be used for polyamino acid synthesis by the amino acid synthetase of the present invention. D-lysine,
DL-5-hydroxy-lysine, Nε-methyl-L-lysine, L-lysine-hydroxamic acid, S- (2-aminoethyl) -L-cysteine, O- (2-aminoethyl) -L-serine, DL -Trans-2,6-diamino-4-hexanoic acid may be used in the method for producing a polyamino acid of the present invention.

本発明のポリアミノ酸合成方法における上記酵素によるアミノ酸の重合反応は、反応の
至適pH、7〜9付近であるのが好ましい。
In the method for synthesizing polyamino acids according to the present invention, the amino acid polymerization reaction by the enzyme is preferably at an optimum pH of the reaction, around 7-9.

本発明のポリアミノ酸合成酵素の添加配合量は、特に限定はない。一般に本発明のポリ
アミノ酸合成酵素の添加配合量は、原料アミノ酸1gから数時間(例:2〜5時間)の反
応で重合物を得るためには、通常約1万単位以上、好ましくは約2万〜4万単位の範囲、
より好ましくは、約3万単位から選択されるのが望ましい。また上記反応の温度は、酵素
が作用できる限り特に限定はされず、例えば15℃程度の低温でも反応は進行するが、酵
素が効率よく、かつ安定に作用することを前提として、通常約20〜40℃程度の温度で
行われるのが望ましい。反応時間は用いるアミノ酸の濃度、酵素添加量等に応じて適宜決
定できるが、通常0.5〜5時間程度、長くとも24時間以内とするのが適当である。
The amount of the polyamino acid synthetase added according to the present invention is not particularly limited. Generally, the addition amount of the polyamino acid synthetase of the present invention is usually about 10,000 units or more, preferably about 2 in order to obtain a polymer by reaction for several hours (eg, 2 to 5 hours) from 1 g of the raw amino acid. In the range of 10,000 to 40,000 units,
More preferably, it is desirable to select from about 30,000 units. The temperature of the reaction is not particularly limited as long as the enzyme can act. For example, although the reaction proceeds even at a low temperature of about 15 ° C., it is usually about 20 to 20 on the assumption that the enzyme acts efficiently and stably. It is desirable to perform at a temperature of about 40 ° C. The reaction time can be appropriately determined according to the concentration of the amino acid used, the amount of enzyme added, etc., but is usually about 0.5 to 5 hours, and it is appropriate to be within 24 hours at the longest.

このようにして得られたポリアミノ酸は、典型的には、重合度3〜100mer、平均
分子量403〜21835である。好ましくは、重合度は4〜50mer、より好ましくは、4〜
20merであり、平均分子量は、好ましくは、531〜6427、より好ましくは、531〜2581
である。
The polyamino acid thus obtained typically has a degree of polymerization of 3 to 100 mer and an average molecular weight of 403 to 21835. Preferably, the degree of polymerization is 4 to 50 mer, more preferably 4 to
The average molecular weight is preferably 531 to 6427, more preferably 531 to 2581.
It is.

本発明によって得られるポリアミノ酸は、抗菌剤等として使用することができ、トイレ
タリー用品、化粧品、飼料添加物、医薬、農薬、食品添加物、電子材料等の様々な用途に
使用することができる。
The polyamino acid obtained by the present invention can be used as an antibacterial agent or the like, and can be used for various uses such as toiletries, cosmetics, feed additives, medicines, agricultural chemicals, food additives, electronic materials and the like.

5.本発明のプライマーおよびプローブならびにこれらを用いたスクリーニング方法
本発明のポリヌクレオチド(DNA)の部分断片は、例えば、これをプローブ、または
PCRプライマーとして用いることにより、本発明のポリアミノ酸合成酵素またはそれを
コードするポリヌクレオチドの相同体をスクリーニングするために使用することができる
5. Primer and probe of the present invention and screening method using them The partial fragment of the polynucleotide (DNA) of the present invention is used, for example, as a probe or a PCR primer to produce the polyamino acid synthase of the present invention or the same. It can be used to screen for homologues of the encoding polynucleotides.

したがって、本発明は、
(i)配列番号2のアミノ酸配列からなるポリアミノ酸合成酵素をコードするヌクレ
オチド配列もしくはその相補配列、
(ii)配列番号2のアミノ酸配列において少なくとも1個のアミノ酸残基の欠失、
置換、挿入、および/もしくは付加を有するアミノ酸配列からなるポリアミノ酸合成酵素
をコードするヌクレオチド配列もしくはその相補配列、
(iii)配列番号2のアミノ酸配列と60%以上の同一性を有するアミノ酸配列か
らなるポリアミノ酸合成酵素をコードするヌクレオチド配列もしくはその相補配列、
(iv)配列番号1のヌクレオチド配列もしくはその相補配列、
(v)配列番号1のヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列にストリンジェン
トなハイブリダイゼーション条件下でハイブリダイズし得る、ポリアミノ酸合成酵素をコ
ードするヌクレオチド配列もしくはその相補配列、または
(vi)配列番号1のヌクレオチド配列と65%以上の同一性を有する、ポリアミノ
酸合成酵素をコードするヌクレオチド配列もしくはその相補配列、
のいずれかにおける少なくとも15個の連続するヌクレオチドを含むポリヌクレオチドか
らなるプライマーも提供する。
Therefore, the present invention
(I) a nucleotide sequence encoding a polyamino acid synthetase consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 or a complementary sequence thereof,
(Ii) a deletion of at least one amino acid residue in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2,
A nucleotide sequence encoding a polyamino acid synthetase consisting of an amino acid sequence having a substitution, insertion, and / or addition, or a complementary sequence thereof,
(Iii) a nucleotide sequence encoding a polyamino acid synthetase consisting of an amino acid sequence having 60% or more identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 or a complementary sequence thereof,
(Iv) the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or its complementary sequence,
(V) a nucleotide sequence encoding a polyamino acid synthase or a complementary sequence thereof, which can hybridize under stringent hybridization conditions to a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, or (vi) SEQ ID NO: 1 A nucleotide sequence encoding a polyamino acid synthase or a complementary sequence thereof having 65% or more identity with the nucleotide sequence of
Also provided are primers consisting of a polynucleotide comprising at least 15 contiguous nucleotides in any of the above.

また、本発明は、
(i)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列からなる縮合反応触
媒ドメインもしくはそのサブドメインをコードするヌクレオチド配列もしくはその相補配
列、
(ii)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列において少なくと
も1個のアミノ酸残基の欠失、置換、挿入、および/もしくは付加を有するアミノ酸配列
からなる縮合反応触媒ドメインもしくはそのサブドメインをコードするヌクレオチド配列
もしくはその相補配列、
(iii)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列と60%以上の
同一性を有するアミノ酸配列からなる縮合反応触媒ドメインもしくはそのサブドメインを
コードするヌクレオチド配列もしくはその相補配列、
(iv)配列番号12、14、16、または18のヌクレオチド配列もしくはその相
補配列、
(v)配列番号12、14、16、または18のヌクレオチド配列と相補的なヌクレ
オチド配列にストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下でハイブリダイズし得る
、縮合反応触媒ドメインもしくはそのサブドメインをコードするヌクレオチド配列もしく
はその相補配列、または
(vi)配列番号12、14、16、または18のヌクレオチド配列と65%以上の
同一性を有する、縮合反応触媒ドメインもしくはそのサブドメインをコードするヌクレオ
チド配列もしくはその相補配列、
のいずれかにおける少なくとも15個の連続するヌクレオチドを含むポリヌクレオチドか
らなるプライマーも提供する。
The present invention also provides:
(I) a nucleotide sequence encoding a condensation reaction catalytic domain consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19 or a subdomain thereof, or a complementary sequence thereof,
(Ii) a condensation reaction catalytic domain consisting of an amino acid sequence having a deletion, substitution, insertion and / or addition of at least one amino acid residue in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19 or a subdomain thereof A nucleotide sequence encoding or a complementary sequence thereof,
(Iii) a nucleotide sequence encoding a condensation reaction catalytic domain or a subdomain thereof consisting of an amino acid sequence having 60% or more identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19, or a complementary sequence thereof,
(Iv) the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 12, 14, 16, or 18 or its complementary sequence,
(V) a nucleotide sequence encoding a condensation reaction catalytic domain or a subdomain thereof, which can hybridize under stringent hybridization conditions to a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 12, 14, 16, or 18. A complementary sequence thereof, or (vi) a nucleotide sequence encoding a condensation reaction catalytic domain or a subdomain thereof having 65% or more identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 12, 14, 16, or 18, or a complementary sequence thereof,
Also provided are primers consisting of a polynucleotide comprising at least 15 contiguous nucleotides in any of the above.

本発明はまた、
(i)配列番号2のアミノ酸配列からなるポリアミノ酸合成酵素をコードするヌクレ
オチド配列もしくはその相補配列、
(ii)配列番号2のアミノ酸配列において少なくとも1個のアミノ酸残基の欠失、
置換、挿入、および/もしくは付加を有するアミノ酸配列からなるポリアミノ酸合成酵素
をコードするヌクレオチド配列もしくはその相補配列、
(iii)配列番号2のアミノ酸配列と60%以上の同一性を有するアミノ酸配列か
らなるポリアミノ酸合成酵素をコードするヌクレオチド配列もしくはその相補配列
(iv)配列番号1のヌクレオチド配列もしくはその相補配列、
(v)配列番号1のヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列にストリンジェン
トなハイブリダイゼーション条件下でハイブリダイズし得る、ポリアミノ酸合成酵素をコ
ードするヌクレオチド配列もしくはその相補配列、または
(vi)配列番号1のヌクレオチド配列と65%以上の同一性を有する、ポリアミノ
酸合成酵素をコードするヌクレオチド配列もしくはその相補配列、
のいずれかのヌクレオチド配列にストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下でハ
イブリダイズし得る少なくとも15ヌクレオチド長のヌクレオチド配列からなる、ポリヌ
クレオチドプローブを提供する。
The present invention also provides
(I) a nucleotide sequence encoding a polyamino acid synthetase consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 or a complementary sequence thereof,
(Ii) a deletion of at least one amino acid residue in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2,
A nucleotide sequence encoding a polyamino acid synthetase consisting of an amino acid sequence having a substitution, insertion, and / or addition, or a complementary sequence thereof,
(Iii) a nucleotide sequence encoding a polyamino acid synthetase consisting of an amino acid sequence having 60% or more identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 or a complementary sequence thereof (iv) a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or a complementary sequence thereof
(V) a nucleotide sequence encoding a polyamino acid synthase or a complementary sequence thereof, which can hybridize under stringent hybridization conditions to a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, or (vi) SEQ ID NO: 1 A nucleotide sequence encoding a polyamino acid synthase or a complementary sequence thereof having 65% or more identity with the nucleotide sequence of
A polynucleotide probe comprising a nucleotide sequence that is at least 15 nucleotides in length that can hybridize to any of the nucleotide sequences under stringent hybridization conditions.

本発明はまた、
(i)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列からなる縮合反応触
媒ドメインもしくはそのサブドメインをコードするヌクレオチド配列もしくはその相補配
列、
(ii)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列において少なくと
も1個のアミノ酸残基の欠失、置換、挿入、および/もしくは付加を有するアミノ酸配列
からなる縮合反応触媒ドメインもしくはそのサブドメインをコードするヌクレオチド配列
もしくはその相補配列、
(iii)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列と60%以上の
同一性を有するアミノ酸配列からなる縮合反応触媒ドメインもしくはそのサブドメインを
コードするヌクレオチド配列もしくはその相補配列
(iv)配列番号12、14、16、または18のヌクレオチド配列もしくはその相
補配列、
(v)配列番号12、14、16、または18のヌクレオチド配列と相補的なヌクレ
オチド配列にストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下でハイブリダイズし得る
、縮合反応触媒ドメインもしくはそのサブドメインをコードするヌクレオチド配列もしく
はその相補配列、または
(vi)配列番号12、14、16、または18のヌクレオチド配列と65%以上の
同一性を有する、縮合反応触媒ドメインもしくはそのサブドメインをコードするヌクレオ
チド配列もしくはその相補配列、
のいずれかのヌクレオチド配列にストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下でハ
イブリダイズし得る少なくとも15ヌクレオチド長のヌクレオチド配列からなる、ポリヌ
クレオチドプローブを提供する。
The present invention also provides
(I) a nucleotide sequence encoding a condensation reaction catalytic domain consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19 or a subdomain thereof, or a complementary sequence thereof,
(Ii) a condensation reaction catalytic domain consisting of an amino acid sequence having a deletion, substitution, insertion and / or addition of at least one amino acid residue in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19 or a subdomain thereof A nucleotide sequence encoding or a complementary sequence thereof,
(Iii) Nucleotide sequence encoding a condensation reaction catalytic domain consisting of an amino acid sequence having 60% or more identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19 or a subdomain thereof, or a complementary sequence thereof (iv) Sequence The nucleotide sequence of number 12, 14, 16, or 18 or its complementary sequence;
(V) a nucleotide sequence encoding a condensation reaction catalytic domain or a subdomain thereof, which can hybridize under stringent hybridization conditions to a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 12, 14, 16, or 18. A complementary sequence thereof, or (vi) a nucleotide sequence encoding a condensation reaction catalytic domain or a subdomain thereof having 65% or more identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 12, 14, 16, or 18, or a complementary sequence thereof,
A polynucleotide probe comprising a nucleotide sequence that is at least 15 nucleotides in length that can hybridize to any of the nucleotide sequences under stringent hybridization conditions.

本発明はまた、上記のプライマーを使用する、ポリアミノ酸合成酵素をコードするポリ
ヌクレオチドのスクリーニング方法を提供する。好ましくは、該スクリーニング方法は、
さらに上記のプローブを使用する。
The present invention also provides a method for screening a polynucleotide encoding a polyamino acid synthetase using the primer described above. Preferably, the screening method comprises:
Further, the above probe is used.

本発明のプライマーまたはプローブは、具体的には、例えば検体中の本発明のポリアミ
ノ酸合成酵素の相同体の存在を、上記プライマーおよび/またはプローブを用いたノーザ
ンハイブリダイゼーションや半定量的なリバースPCR(Sourvinos,G.et
al.,Oncogene,18,4968,(1999))により解析したり、ある
いは検体中の本発明のポリアミノ酸合成酵素をコードする遺伝子の変異の有無や、変異の
位置をPCR−SSCP法(Proc.Natl.Acad.Sci.USA.,86,
2766,(1989))等で検知することに用いることができる。
Specifically, the primer or probe of the present invention specifically includes, for example, the presence of a homologue of the polyamino acid synthetase of the present invention in a specimen, Northern hybridization or semi-quantitative reverse PCR using the above primer and / or probe. (Sourvinos, G. et
al. , Oncogene, 18, 4968, (1999)), or the presence or absence of mutation of the gene encoding the polyamino acid synthase of the present invention in the specimen and the position of the mutation are determined by PCR-SSCP method (Proc. Natl. Acad.Sci.USA., 86,
2766, (1989)).

プライマーまたはプローブの大きさは、上記解析または検知が可能な長さであれば特に
制限されないが、通常、プライマーとしては約10〜100、より好ましくは、約15〜
80、より好ましくは、約20〜60、最も好ましくは、約20〜40ヌクレオチド長の
長さのものが用いられ、プローブとしては、例えば、約10〜1000、約15〜150
0、好ましくは、約20〜1000、より好ましくは、約30〜800、より好ましくは
、約50〜700、さらに好ましくは約100〜500、最も好ましくは、約200〜5
00ヌクレオチド長のものが用いられ得る。
The size of the primer or probe is not particularly limited as long as it can be analyzed or detected as described above. Usually, the primer is about 10 to 100, more preferably about 15 to
80, more preferably about 20 to 60, and most preferably about 20 to 40 nucleotides in length, and examples of probes include about 10 to 1000 and about 15 to 150.
0, preferably about 20-1000, more preferably about 30-800, more preferably about 50-700, even more preferably about 100-500, most preferably about 200-5.
A length of 00 nucleotides can be used.

本発明のプライマーが用いられる増幅法は、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR; Saiki et
al.,1988)、リガーゼ連鎖反応(LCR; Landgren et al.,1988; Wu & Wallace,198
9; Barany,1991)、核酸配列をベースとする増幅(NASBA; Guatelli et al.,1990
; Compton,1991)、転写をベースとする増幅システム(TAS; Kwoh et al.,1989)、
鎖置換増幅(SDA; Duck,1990; Walker et al.,1992)またはQβレプリカーゼによ
る増幅(Lizardi et al.,1988; Lomeli et al.,1989)、プライマー伸長を用いて核酸
分子を増幅させるための他の適切な方法等であり得る。増幅の間、増幅産生物は、好都合
には、標識プライマーを用いるかまたは標識ヌクレオチドを取り込むことによって標識す
ることができる。標識は、同位体(32P、35Sなど)であってもまたは非同位体(ビ
オチン、ジゴキシゲニンなど)であってもよい。増幅反応は、20〜70回、好都合には
、25〜45回繰り返す。
The amplification method using the primer of the present invention is the polymerase chain reaction (PCR; Saiki et
al., 1988), ligase chain reaction (LCR; Landgren et al., 1988; Wu & Wallace, 198)
9; Barany, 1991), nucleic acid sequence-based amplification (NASBA; Guatelli et al., 1990)
Compton, 1991), transcription-based amplification system (TAS; Kwoh et al., 1989),
To amplify nucleic acid molecules using strand displacement amplification (SDA; Duck, 1990; Walker et al., 1992) or Qβ replicase (Lizardi et al., 1988; Lomeli et al., 1989), primer extension Other suitable methods can be used. During amplification, the amplification product can conveniently be labeled using labeled primers or incorporating labeled nucleotides. The label may be an isotope ( 32 P, 35 S, etc.) or a non-isotope (biotin, digoxigenin, etc.). The amplification reaction is repeated 20 to 70 times, conveniently 25 to 45 times.

6.本発明の抗体
本発明はまた、抗原として本発明のポリアミノ酸合成酵素またはその断片を抗原として
作製され、かつ該抗原と特異的に結合する抗体、例えばポリクローナル抗体またはモノク
ローナル抗体に関する。具体的には、本発明は、
6). Antibody of the present invention The present invention also relates to an antibody, for example, a polyclonal antibody or a monoclonal antibody, which is produced using the polyamino acid synthetase of the present invention or a fragment thereof as an antigen and specifically binds to the antigen. Specifically, the present invention provides:

(i)配列番号2のアミノ酸配列、
(ii)配列番号2のアミノ酸配列において少なくとも1個のアミノ酸残基の欠失、置
換、挿入、および/もしくは付加を有するアミノ酸配列、または
(iii)配列番号2のアミノ酸配列と60%以上の同一性を有するアミノ酸配列、
のいずれかを含むポリアミノ酸合成酵素に特異的に結合する、抗体を提供する。
(I) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2,
(Ii) an amino acid sequence having a deletion, substitution, insertion and / or addition of at least one amino acid residue in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, or (iii) 60% or more identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 An amino acid sequence having sex,
An antibody that specifically binds to a polyamino acid synthase containing any of the above is provided.

本発明はまた、
(i)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列、
(ii)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列において少なくとも
1個のアミノ酸残基の欠失、置換、挿入、および/もしくは付加を有するアミノ酸配列、
または
(iii)配列番号13、15、17、もしくは19のアミノ酸配列と60%以上の同
一性を有するアミノ酸配列、
のいずれかを含む縮合反応触媒ドメインもしくはそのサブドメインまたは該ドメインを含
むポリアミノ酸合成酵素に特異的に結合する、抗体を提供する。
The present invention also provides
(I) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19;
(Ii) an amino acid sequence having a deletion, substitution, insertion and / or addition of at least one amino acid residue in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19;
Or (iii) an amino acid sequence having 60% or more identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, 15, 17, or 19;
An antibody that specifically binds to a condensation reaction catalytic domain comprising any of the above or a subdomain thereof or a polyamino acid synthase comprising the domain is provided.

本発明のポリアミノ酸合成酵素に特異的に結合する抗体は、本発明のポリアミノ酸合成
酵素を抗原として用い、当業者に公知の抗体(または抗血清)製造法に従って製造するこ
とができる。抗原として、抽出した天然のタンパク質、組換えタンパク質、これらのタン
パク質の部分的分解物、または本発明のポリアミノ酸合成酵素のアミノ酸配列に基づく合
成ペプチドを用いることができる。そのような抗原は、例えば、配列番号2に示されるア
ミノ酸配列の少なくとも5個の連続したアミノ酸配列、好ましくは10〜15アミノ酸残
基からなるポリペプチドである。本発明の抗体は、常法(例えば、Harlow, E. &Lane, D,
in Antibodies-Laboratory manual Cold Spring Harbor LaboratoryPress., pp53-138 (
1988年))に従って作製することができる。
An antibody that specifically binds to the polyamino acid synthase of the present invention can be produced according to a method for producing an antibody (or antiserum) known to those skilled in the art using the polyamino acid synthase of the present invention as an antigen. As an antigen, an extracted natural protein, a recombinant protein, a partial degradation product of these proteins, or a synthetic peptide based on the amino acid sequence of the polyamino acid synthetase of the present invention can be used. Such an antigen is, for example, a polypeptide consisting of at least 5 consecutive amino acid sequences of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2, preferably 10 to 15 amino acid residues. The antibody of the present invention can be prepared by a conventional method (for example, Harlow, E. & Lane, D,
in Antibodies-Laboratory manual Cold Spring Harbor LaboratoryPress., pp53-138 (
1988)).

本発明の抗体は、本発明のポリアミノ酸合成酵素、ならびに該タンパク質と配列相同性
のある他のポリアミノ酸合成酵素の検出および検索に使用することができる。本発明のス
クリーニング方法によれば、分類上に近種ポリアミノ酸合成酵素を容易に取得することが
可能である。
The antibody of the present invention can be used for detection and search of the polyamino acid synthetase of the present invention and other polyamino acid synthetases having sequence homology with the protein. According to the screening method of the present invention, it is possible to easily obtain near-kind polyamino acid synthase for classification.

上述のスクリーニング方法は、例えば他のポリアミノ酸合成酵素を包含している他の生
物もしくはその組織の粗抽出物を試料として、本発明の抗体が結合するタンパク質を検出
・検索することからなる。そのような検出手段としては、例えばイムノブロット、イムノ
アフィ二ティクロマトグラフィーを挙げることができる。また、他のポリアミノ酸合成酵
素を包含している他の生物もしくはその組織のDNAライブラリーについて、本発明の抗
体を用いてエクスプレッション クローニング(Sambrook, J., Fritsch,E.F., & Maniati
s,T., Molecular Cloning − a Laboratory Mannual, second edition. Cold Spring Har
bor Laboratory Press. pp12.3-12.44 (1989年))を実施して、新規なポリアミノ酸合成
酵素をコードするDNAを直接得ることができる。
The screening method described above comprises, for example, detecting and searching for a protein to which the antibody of the present invention binds using, as a sample, another organism containing another polyamino acid synthase or a crude extract of its tissue. Examples of such detection means include immunoblot and immunoaffinity chromatography. In addition, expression cloning (Sambrook, J., Fritsch, EF, & Maniati) using the antibody of the present invention is also possible for DNA libraries of other organisms or other tissues containing other polyamino acid synthases.
s, T., Molecular Cloning − a Laboratory Mannual, second edition.Cold Spring Har
bor Laboratory Press. pp 12.3-12.44 (1989)), DNA encoding a novel polyamino acid synthase can be obtained directly.

以下では、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に
限定されない。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically by way of examples. However, the present invention is not limited to these examples.

実施例1 ε-ポリ-L-リジン生産菌ストレプトミセス・アルブラス(Streptomyces alb
ulus)IFO14147株からのε-ポリ-L-リジン生合成酵素の精製及び酵素科学的性質検討
Example 1 ε-Poly-L-lysine-producing bacterium Streptomyces alb
ulus) Purification of ε-poly-L-lysine biosynthetic enzyme from IFO14147 strain and examination of enzymatic properties

(1)ε-ポリ-L-リジン生産株ストレプトミセス・アルブラスIFO14147株の培養
本菌の培養はM3G培地(グルコース5%、酵母エキス0.5%、硫酸アンモニウム1%、K2HPO4
0.08%、KH2PO4 0.136%、MgSO4・7H2O 0.05%、ZnSO4・7H2O 0.004%、FeSO4・7H2O 0.003%
(pH 6.8))で行なった。30℃で20時間好気的に培養して得た100mlの前培養液を2
Lの培地に加え、3L容ジャーファーメンター(丸菱バイオエンジ社製)を使用して30℃、5
00rpm、通気量2.5L/minで好気的に培養した。菌体の増殖に伴って培養液のpHは徐々に低
下したため、ε-ポリ-L-リジン生産に適したpH4.2に達した時点から10%アンモニア水を
添加して培養液pHを4.2に維持した。32時間培養後、培養液から遠心分離により菌体を回
収した。収量は湿重量で約240gであった。
(1) Cultivation of ε-poly-L-lysine producing strain Streptomyces albulus IFO14147 The culture of this strain is M3G medium (glucose 5%, yeast extract 0.5%, ammonium sulfate 1%, K2HPO4
0.08%, KH2PO4 0.136%, MgSO4 ・ 7H2O 0.05%, ZnSO4 ・ 7H2O 0.004%, FeSO4 ・ 7H2O 0.003%
(PH 6.8)). 100 ml of pre-cultured solution obtained by aerobic cultivation at 30 ° C for 20 hours
In addition to L medium, use a 3L jar fermenter (manufactured by Maruhishi Bioengineer), 30 ° C, 5
The aerobic culture was performed at 00 rpm and aeration rate of 2.5 L / min. Since the pH of the culture solution gradually decreased with the growth of the cells, 10% aqueous ammonia was added from the time when the pH reached 4.2 suitable for ε-poly-L-lysine production, and the culture solution pH was adjusted to 4.2. Maintained. After culturing for 32 hours, the cells were collected from the culture solution by centrifugation. Yield was about 240 g wet weight.

(2)ε-ポリ-L-リジン生産株ストレプトミセス・アルブラスIFO14147株からのε-ポリ-L
-リジン生合成酵素の精製
全ての精製工程は4℃、又は氷上で行なった。湿重量75gの菌体を150mlの100mMトリ
ス(ヒドロキシメチル)アミノメタン、20%(w/v) グリセロール、0.2M NaCl、2mM ED
TA、5mM DTTからなる緩衝液A(pH8.0)に懸濁し、超音波処理により菌体を破砕した。
処理液を10,000g、20分間遠心分離して残渣を除き、粗酵素液を調製した。これを160,00
0gで1h超遠心分離(ベックマンコールター社製)し、沈殿を細胞膜画分として回収した
。得られた細胞膜画分は30mlの100mMトリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン、20(w/
v)% グリセロール、1.0M NaCl、5mM DTTからなる緩衝液B(pH8.0)に懸濁、超音波
処理した後、同様に超遠心分離により回収し、塩洗浄細胞膜画分とした。塩洗浄細胞膜画
分を30mlの100mMトリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン、30%(w/v) グリセロール
、1% (w/v) NP-40(IGEPAL CA-630、MP-Biomedicals社製)、5mM DTTからなる緩衝液C
(pH8.6)に懸濁、同様に超音波処理、超遠心分離し、得られた上清をε-ポリ-L-リジン
生合成酵素を含むNP-40可溶化細胞膜画分とした。
(2) ε-Poly-L from ε-Poly-L-lysine producing strain Streptomyces albulus IFO14147
-Purification of lysine biosynthetic enzymes All purification steps were performed at 4 ° C or on ice. Wet cells with a wet weight of 75 g are mixed with 150 ml of 100 mM Tris (hydroxymethyl) aminomethane, 20% (w / v) glycerol, 0.2 M NaCl, 2 mM ED
The suspension was suspended in buffer A (pH 8.0) consisting of TA and 5 mM DTT, and the cells were disrupted by sonication.
The treatment solution was centrifuged at 10,000 g for 20 minutes to remove the residue, and a crude enzyme solution was prepared. This is 160,00
Ultracentrifugation was performed at 0 g for 1 h (manufactured by Beckman Coulter), and the precipitate was collected as a cell membrane fraction. The cell membrane fraction obtained was 30 ml of 100 mM Tris (hydroxymethyl) aminomethane, 20 (w /
v) Suspended in buffer B (pH 8.0) consisting of% glycerol, 1.0 M NaCl, 5 mM DTT, sonicated, and similarly recovered by ultracentrifugation to obtain a salt-washed cell membrane fraction. 30 ml of 100 mM Tris (hydroxymethyl) aminomethane, 30% (w / v) glycerol, 1% (w / v) NP-40 (IGEPAL CA-630, manufactured by MP-Biomedicals), 5 mM Buffer C consisting of DTT
Suspended in (pH 8.6), similarly sonicated and ultracentrifugated, and the resulting supernatant was used as an NP-40 solubilized cell membrane fraction containing ε-poly-L-lysine biosynthetic enzyme.

NP-40可溶化細胞膜画分を50mM トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン、30%(w/v
) グリセロール、0.4% (w/v) NP-40、2mM DTTからなる緩衝液D(pH8.6)で平衡化し
たDEAE TOYOPEARL 650Mカラム(2.5x10cm、東ソー社製)に吸着させた。カラムを同緩
衝液で洗浄後、NaCl濃度勾配法(0〜0.3M)により酵素を溶出した。活性画分を回収し、0
.1M酢酸溶液によりpH8.2に調整後、緩衝液D(pH8.2)で平衡化したAF-Blue TOYOPEARL
650Mカラム(1.5x6.5cm、東ソー社製)に吸着させた。カラムを同緩衝液で洗浄後、NaC
l濃度勾配法(0〜2M)により酵素を溶出した。活性画分を集め、限外ろ過(YM-50、アミ
コン社製)により濃縮した後、0.2M NaClを含む緩衝液D(pH8.2)で平衡化したSephacr
yl S-300 HRカラム(1.5x45cm、アマシャムバイオサイエンス社製)に添加し、同緩衝
液により流速0.15ml/minで溶出した。以上の操作によって精製ε-ポリ-L-リジン生合成
酵素2.9mgを調製できた。この精製酵素標品はSDS-ポリアクリルアミド電気泳動におい
て均一であった。ε−ポリ−L−リジン生合成酵素の精製収率を下記の表1に示す。
NP-40 solubilized cell membrane fraction was added to 50 mM Tris (hydroxymethyl) aminomethane, 30% (w / v
) Adsorbed on DEAE TOYOPEARL 650M column (2.5 × 10 cm, manufactured by Tosoh Corporation) equilibrated with buffer D (pH 8.6) consisting of glycerol, 0.4% (w / v) NP-40, 2 mM DTT. After washing the column with the same buffer, the enzyme was eluted by the NaCl concentration gradient method (0 to 0.3 M). Collect the active fraction and add 0
AF-Blue TOYOPEARL equilibrated with buffer D (pH 8.2) after adjusting to pH 8.2 with 1M acetic acid solution
It was made to adsorb | suck to a 650M column (1.5x6.5cm, the Tosoh company make). After washing the column with the same buffer, NaC
l The enzyme was eluted by a concentration gradient method (0-2M). The active fractions were collected, concentrated by ultrafiltration (YM-50, Amicon), and then equilibrated with buffer D (pH 8.2) containing 0.2 M NaCl.
It was added to a yl S-300 HR column (1.5 × 45 cm, manufactured by Amersham Biosciences) and eluted with the same buffer at a flow rate of 0.15 ml / min. By the above operation, 2.9 mg of purified ε-poly-L-lysine biosynthetic enzyme could be prepared. This purified enzyme preparation was uniform in SDS-polyacrylamide electrophoresis. The purification yield of ε-poly-L-lysine biosynthetic enzyme is shown in Table 1 below.

また、ε−ポリ−L−リジン生合成酵素の精製過程における各画分のSDS−PAGE
分析の結果を図4に示す。
In addition, SDS-PAGE of each fraction in the purification process of ε-poly-L-lysine biosynthetic enzyme
The result of the analysis is shown in FIG.

(3)ε-ポリ-L-リジン生合成酵素の酵素科学的性質検討
精製酵素標品を用いて酵素科学的性質検討を行なった。
(3) Enzymatic study of ε-poly-L-lysine biosynthetic enzymes Enzymatic studies were conducted using purified enzyme preparations.

ε-ポリ-L-リジン生合成活性の測定は、川合らの方法(Biochem Biophys Res Commun.
2003 Nov 21;311(3):635-40)を改良した方法で行なった。92.5 kBq/ml L-[U-14C]リジン
(アマシャムバイオサイエンス社製)を含む1mM L-リジン、5mM MgCl2、 5mM ATP、 1
mM DTT、20%(w/v) グリセロール、0.2% (w/v) NP-40、100 mM TAPS-NaOH緩衝液(pH8.5)及
び酵素を含む反応液(40μl)を30℃でインキュベートした。反応液の10μlを直径2.1
cmのガラス繊維ろ紙(ワットマン社製)にスポットし、直ちに氷冷した5%(w/v)トリク
ロロ酢酸 - 0.25%(w/v)タングステン酸ナトリウム溶液に浸した。20分間静置した後、5
分間穏やかに振とうした。フィルターを再度同溶液中で5分間振とう後、エタノールでリ
ンスし、乾燥させた。フィルターに結合した放射能量を液体シンチレーションカウンター
(アロカ社製)で測定した。この反応条件で1秒間に1pmolのL-リジンをε-ポリ-L-リジン
に取り込む酵素量を1ユニットと定めた。比活性はタンパク質1mgあたりのユニットとし
た。なお、タンパク質の定量は、ブラッドフォード法により行なった。検量線は、牛血清
アルブミン(和光純薬社製)を用いて作成した。
ε-poly-L-lysine biosynthesis activity was measured by the method of Kawai et al. (Biochem Biophys Res Commun.
2003 Nov 21; 311 (3): 635-40). 92.5 kBq / ml L- [U-14C] lysine (Amersham Biosciences) -containing 1 mM L-lysine, 5 mM MgCl 2 , 5 mM ATP, 1
Reaction solution (40 μl) containing mM DTT, 20% (w / v) glycerol, 0.2% (w / v) NP-40, 100 mM TAPS-NaOH buffer (pH 8.5) and enzyme was incubated at 30 ° C. . 10 μl of the reaction solution is 2.1
It was spotted on a cm fiberglass filter paper (manufactured by Whatman) and immediately immersed in an ice-cooled 5% (w / v) trichloroacetic acid-0.25% (w / v) sodium tungstate solution. 5 minutes after standing for 20 minutes
Shake gently for a minute. The filter was shaken again in the same solution for 5 minutes, rinsed with ethanol and dried. The amount of radioactivity bound to the filter was measured with a liquid scintillation counter (Aloka). Under this reaction condition, the amount of enzyme that takes 1 pmol of L-lysine into ε-poly-L-lysine per second was defined as 1 unit. Specific activity was in units per mg of protein. The protein was quantified by the Bradford method. A calibration curve was prepared using bovine serum albumin (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.).

L-リジン及びその他のアミノ酸のアデニル化活性は、ATP-PPi交換反応により測定した
。1mM L-リジン又はその他のアミノ酸、5mM MgCl2、5mM ATP、1mM DTT、20%(w/v) グリ
セロール、0.2% (w/v) NP-40、0.2mM 2リン酸ナトリウム、51.8 kBq/ml [32P]2リン酸ナ
トリウム、100 mM TAPS-NaOH緩衝液(pH8.5)及び酵素を含む反応液(40μl)を30℃でイ
ンキュベートした。1.2% (w/v) 活性炭、0.1M 2リン酸ナトリウム及び 0.35M過塩素酸を
含む溶液1.0mlを加えて反応を停止した。活性炭を純水で洗浄した後、活性炭に結合し
た放射能量を液体シンチレーションカウンター(アロカ社製)で測定した。
The adenylation activity of L-lysine and other amino acids was measured by ATP-PPi exchange reaction. 1 mM L-lysine or other amino acids, 5 mM MgCl2, 5 mM ATP, 1 mM DTT, 20% (w / v) glycerol, 0.2% (w / v) NP-40, 0.2 mM sodium diphosphate, 51.8 kBq / ml [ A reaction solution (40 μl) containing 32 P] 2 sodium phosphate, 100 mM TAPS-NaOH buffer (pH 8.5) and an enzyme was incubated at 30 ° C. The reaction was stopped by adding 1.0 ml of a solution containing 1.2% (w / v) activated carbon, 0.1 M sodium phosphate and 0.35 M perchloric acid. After the activated carbon was washed with pure water, the amount of radioactivity bound to the activated carbon was measured with a liquid scintillation counter (manufactured by Aloka).

酵素合成されたε-ポリ-L-リジンの重合度分析及び定量は、次の条件でHPLCにより行な
った。検量線はチッソ製ε-ポリ-L-リジンを用いて作成した。
カラム: ODS-80Ts (4.6 x 250 mm、東ソー社製)
溶媒A: 10mM リン酸二水素ナトリウム、10mM オクタンスルホン酸ナトリウム、100
mM 過塩素酸ナトリウム
溶媒B: 溶媒A + 60%アセトニトリル
グラジエント: 42%溶媒B(0min)→65%溶媒B(45min)
流速: 0.8ml/min
検出: 210nm
Polymerization degree analysis and quantification of enzymatically synthesized ε-poly-L-lysine were performed by HPLC under the following conditions. A calibration curve was prepared using ε-poly-L-lysine manufactured by Chisso.
Column: ODS-80Ts (4.6 x 250 mm, manufactured by Tosoh Corporation)
Solvent A: 10 mM sodium dihydrogen phosphate, 10 mM sodium octane sulfonate, 100
mM Sodium perchlorate Solvent B: Solvent A + 60% acetonitrile Gradient: 42% Solvent B (0min) → 65% Solvent B (45min)
Flow rate: 0.8ml / min
Detection: 210nm

ε-ポリ-L-リジン生合成反応において生成するATP分解物の分析は、次の条件でHPLCに
より行なった。
カラム: ODS-80Ts (4.6 x 250 mm、東ソー社製)
溶媒A: 20mM リン酸二水素ナトリウム、5mM テトラブチルアンモニウムブロミド
溶媒B: 溶媒A + 60%メタノール
グラジエント: 35%溶媒B(0min)→100%溶媒B(30min)
流速: 0.7ml/min
検出: 260nm
Analysis of ATP degradation products generated in the ε-poly-L-lysine biosynthesis reaction was performed by HPLC under the following conditions.
Column: ODS-80Ts (4.6 x 250 mm, manufactured by Tosoh Corporation)
Solvent A: 20 mM sodium dihydrogen phosphate, 5 mM tetrabutylammonium bromide Solvent B: Solvent A + 60% methanol Gradient: 35% Solvent B (0 min) → 100% Solvent B (30 min)
Flow rate: 0.7ml / min
Detection: 260nm

酵素合成されたε-ポリ-L-リジンのLC-ESI-MS/MS分析は、次の条件で行なった。
HPLC装置: Agilent 1200 (Agilent社製)
カラム:Develosil Praqueous-AR-5(2.0 x 150 mm、野村化学社製)
溶媒A: 0.1% ヘプタフルオロ酪酸
溶媒B: 0.1% ヘプタフルオロ酪酸 +アセトニトリル
グラジエント: 10%溶媒B(0〜5min)→45%溶媒B(45min)
流速: 0.4ml/min
検出: 210nm
質量分析装置: esquire 4000(Bruker社製)
イオン化モード:ポジティブモード
LC-ESI-MS / MS analysis of enzymatically synthesized ε-poly-L-lysine was performed under the following conditions.
HPLC system: Agilent 1200 (Agilent)
Column: Develosil Praqueous-AR-5 (2.0 x 150 mm, manufactured by Nomura Chemical Co., Ltd.)
Solvent A: 0.1% Heptafluorobutyric acid Solvent B: 0.1% Heptafluorobutyric acid + Acetonitrile Gradient: 10% Solvent B (0-5 min) → 45% Solvent B (45 min)
Flow rate: 0.4ml / min
Detection: 210nm
Mass spectrometer: esquire 4000 (Bruker)
Ionization mode: Positive mode

酵素合成ε-ポリ-L-リジンの結合様式の確認は、次の方法で行なった。15mlの酵素反
応液(25℃、16h)から次の条件でHPLCによりε-ポリ-L-リジンを精製し(約0.8mg)
、凍結乾燥した。
カラム: ODS-80Ts (4.6 x 250 mm、東ソー社製)
溶媒A: 0.1% トリフルオロ酢酸
溶媒B: 0.1% トリフルオロ酢酸 + アセトニトリル
グラジエント: 0%溶媒B(0-10min)→30%溶媒B(30min)
流速: 0.7ml/min
検出: 210nm
これを島ら(Agric. Biol. Chem. 1981 45:2503-2508)の方法に従い、ジニトロフェニル
化(DNP化)した。DNP化ε-ポリ-L-リジンは6N HCl中で100℃、20h加水分解し、次の条
件の薄層クロマトグラフィーにより分析した。
薄層板:シリカゲル60TLCプレート(メルク社製)
展開溶媒:ブタノール、酢酸、ピリジン、水(4:1:1:2)
発色:ニンヒドリン
Enzymatic synthesis ε-poly-L-lysine binding mode was confirmed by the following method. Ε-poly-L-lysine was purified by HPLC from 15 ml of enzyme reaction solution (25 ° C, 16 h) under the following conditions (approximately 0.8 mg)
And lyophilized.
Column: ODS-80Ts (4.6 x 250 mm, manufactured by Tosoh Corporation)
Solvent A: 0.1% Trifluoroacetic acid Solvent B: 0.1% Trifluoroacetic acid + Acetonitrile Gradient: 0% Solvent B (0-10min) → 30% Solvent B (30min)
Flow rate: 0.7ml / min
Detection: 210nm
This was dinitrophenylated (DNP) according to the method of Shima et al. (Agric. Biol. Chem. 1981 45: 2503-2508). DNPated ε-poly-L-lysine was hydrolyzed in 6N HCl at 100 ° C. for 20 h and analyzed by thin layer chromatography under the following conditions.
Thin layer plate: Silica gel 60TLC plate (Merck)
Developing solvent: butanol, acetic acid, pyridine, water (4: 1: 1: 2)
Color: Ninhydrin

まず、精製酵素標品22μgを用いて酵素反応(0.5ml)を行い、生成物をESI-LC-MS/M
Sにて解析した。発酵で得られるε-ポリ-L-リジンは30mer中心の重合度分布であるのに対
し、酵素合成されたε-ポリ-L-リジンは14又は15mer中心の重合度分布を示したが、LCに
おける保持時間、MSスペクトル、MS/MSフラグメンテーションパターンの何れもε-ポリ-L
-リジン標準品の部分加水分解物と一致した(図5および図6)。また、薄層クロマトグ
ラフィーによる分析において、DNP化した酵素合成ε-ポリ-L-リジンを塩酸加水分解する
ことにより、ε-ポリ-L-リジン標準品と同じくNα-2,4-DNP-L-リジンが生じたことから、
酵素反応産物がL-リジンのε−アミノ基とα-カルボキシル基が結合したイソペプチド、
すなわちε-ポリ-L-リジンであることが示され(図7)、本酵素がε-ポリ-L-リジン生合
成酵素であることが確認された。なお、ε-ポリ-L-リジンは、下記の構造を有する。
First, an enzyme reaction (0.5 ml) was performed using 22 μg of the purified enzyme preparation, and the product was ESI-LC-MS / M
S was analyzed. While ε-poly-L-lysine obtained by fermentation has a 30-mer center polymerization distribution, enzymatically synthesized ε-poly-L-lysine showed a 14- or 15-mer center polymerization distribution. Retention time, MS spectrum, and MS / MS fragmentation pattern in ε-poly-L
-Consistent with the partially hydrolyzed product of lysine standard (FIGS. 5 and 6). In addition, in the analysis by thin-layer chromatography, NNP-2,4-DNP-L was obtained by hydrolyzing DNP-enzyme synthesized ε-poly-L-lysine with hydrochloric acid in the same way as ε-poly-L-lysine standard. -Because lysine was generated,
An enzyme reaction product is an isopeptide in which the ε-amino group and α-carboxyl group of L-lysine are linked
That is, it was shown to be ε-poly-L-lysine (FIG. 7), and it was confirmed that this enzyme was an ε-poly-L-lysine biosynthetic enzyme. Note that ε-poly-L-lysine has the following structure.

次に、HPLCにて酵素反応生成物を解析したところ、反応時間依存的なε-ポリ-L-リジン
の増加が確認されが、生成するε-ポリ-L-リジンの重合度は反応時間に依存せず、常に一
定の分布を示した。また、ATPは反応に伴ってAMPへ変換され、L-リジンのアデニル化活性
も認められた。これらのことから、γ-ポリグルタミン酸(Appl Environ Microbiol. 200
4 Jul;70(7):4249-55)やシアノフィシンの生合成酵素(Appl Environ Microbiol. 2001
May;67(5):2176-82)がリガーゼ様式で基質アミノ酸を重合するのに対して、本酵素がチ
オテンプレート型リボソーム非依存的ペプチド合成酵素(NRPS)様式でL-リジンを重合す
ることが強く示唆された。
Next, when the enzyme reaction product was analyzed by HPLC, a reaction time-dependent increase in ε-poly-L-lysine was confirmed, but the degree of polymerization of the produced ε-poly-L-lysine was determined by the reaction time. It did not depend and always showed a constant distribution. ATP was also converted to AMP during the reaction, and L-lysine adenylation activity was also observed. From these, γ-polyglutamic acid (Appl Environ Microbiol. 200
4 Jul; 70 (7): 4249-55) and biosynthesis enzyme of cyanophycin (Appl Environ Microbiol. 2001)
May; 67 (5): 2176-82) polymerizes substrate amino acids in a ligase mode, whereas this enzyme polymerizes L-lysine in a thiotemplate-type ribosome-independent peptide synthase (NRPS) mode. Was strongly suggested.

更に本酵素の酵素科学的性質を詳細に検討したところ、本酵素は次の性質を有している
ことが明らかとなった。
1)合成反応の至適pH:pH8.5
2)合成反応至適温度:25〜30℃
3)温度安定性: 30℃における活性半減期は180分、35℃では80分、40℃では19分であっ
た。(0.2M NaClを含む緩衝液D(pH8.2))
4)金属イオン要求性:活性発現には2価カチオンの添加が必須である。5mM Mg2+および
5mM Mn2+の添加で最大活性を示す。Ca2+の添加でもわずかに活性化。
5)基質特異性: L-リジン以外に、D-リジン、DL-5−ヒドロキシリジンなど図8に示すL
-リジンのアナログ体をアデニル化。
6)ヌクレオチド特異性:ATP特異的。GTP、UTP、CTPでは基質アミノ酸は活性化されない

7)サブユニット分子量:還元条件下でのSDS-ポリアクリルアミド電気泳動により、約13
0kDaと算出される(図4)。
8)分子量:ゲルろ過クロマトグラフィー(Sephacryl S-300 HR、アマシャム-バイオ
サイエンス社製)により約270kDaと算出される。
Further examination of the enzymatic properties of the enzyme in detail revealed that the enzyme has the following properties.
1) Optimum pH of synthesis reaction: pH 8.5
2) Optimum temperature for synthesis reaction: 25-30 ° C
3) Temperature stability: The active half-life at 30 ° C was 180 minutes, at 35 ° C it was 80 minutes, and at 40 ° C it was 19 minutes. (Buffer D (pH 8.2) containing 0.2 M NaCl)
4) Metal ion requirement: Addition of a divalent cation is essential for activity expression. 5 mM Mg 2+ and
Maximum activity is shown by the addition of 5 mM Mn 2+ . Slight activation even with the addition of Ca 2+ .
5) Substrate specificity: L-lysine, D-lysine, DL-5-hydroxylysine, etc.
-Adenylation of lysine analogs.
6) Nucleotide specificity: ATP specific. Substrate amino acids are not activated by GTP, UTP, or CTP.
7) Subunit molecular weight: about 13 by SDS-polyacrylamide electrophoresis under reducing conditions.
It is calculated as 0 kDa (FIG. 4).
8) Molecular weight: Calculated as about 270 kDa by gel filtration chromatography (Sephacryl S-300 HR, manufactured by Amersham-Bioscience).

上記7)、8)の結果から本酵素はホモダイマーであると推定された。   From the results of 7) and 8) above, this enzyme was estimated to be a homodimer.

実施例2 ε-ポリ-L-リジン生合成酵素遺伝子のクローニング
(1)ε-ポリ-L-リジン生合成酵素のアミノ酸配列解析
アミノ酸配列はLC-MS/MSにより解析した。ε-ポリ-L-リジン生合成酵素をSDS-ポリアク
リルアミド電気泳動により分画し、CBB-R250で染色後、ε-ポリ-L-リジン生合成酵素のバ
ンドを切り出した。試料ゲル片にトリプシンを含むトリス緩衝液(pH8.0)を加え、35℃
、20時間ゲル内消化した。ゲル片から抽出したトリプシン消化ペプチド溶液をLC-MS/MS分
析に供した。LC-MS/MS分析は次の条件で行なった。
Example 2 Cloning of ε-poly-L-lysine biosynthetic enzyme gene (1) Amino acid sequence analysis of ε-poly-L-lysine biosynthetic enzyme The amino acid sequence was analyzed by LC-MS / MS. The ε-poly-L-lysine biosynthetic enzyme was fractionated by SDS-polyacrylamide electrophoresis, stained with CBB-R250, and then the band of ε-poly-L-lysine biosynthetic enzyme was excised. Add Tris buffer (pH 8.0) containing trypsin to sample gel piece,
In-gel digestion for 20 hours. The trypsin digested peptide solution extracted from the gel piece was subjected to LC-MS / MS analysis. LC-MS / MS analysis was performed under the following conditions.

HPLC装置:MAGIC 2002 nano LC system (Michrom Bioresources社製)
カラム:Magic C18 column (0.1×50mm,Michrom Bioresources社製)
溶媒A: 0.1%ギ酸 + 2%アセトニトリル
溶媒B: 0.1%ギ酸 + 90%アセトニトリル
グラジエント:10%溶媒B(0〜1min)→50%溶媒B(21min)
流速:250〜300nl/min
質量分析装置:Q-Tof 2(Waters Micromass社製)
イオン化モード:ポジティブモード
HPLC system: MAGIC 2002 nano LC system (Michrom Bioresources)
Column: Magic C18 column (0.1 × 50mm, manufactured by Michrom Bioresources)
Solvent A: 0.1% formic acid + 2% acetonitrile Solvent B: 0.1% formic acid + 90% acetonitrile Gradient: 10% solvent B (0 to 1 min) → 50% solvent B (21 min)
Flow rate: 250-300nl / min
Mass spectrometer: Q-Tof 2 (Waters Micromass)
Ionization mode: Positive mode

得られたMS/MSデータをMassLynxソフトウェア(Waters Micromass社製)でデノボシー
クエンス解析した結果、3ペプチドのアミノ酸配列MAGAAWPAPAWQRSR(配列番号3)、(I/L
)E(I/L)GE(I/L)DAA(I/L)AA(I/L)PGVR(配列番号4)およびA(I/L)AGT(I/L)KPGAYPR(配列
番号5)を得た。
As a result of de novo sequence analysis of the obtained MS / MS data with MassLynx software (manufactured by Waters Micromass), the amino acid sequence MAGAWPAPAWQRSR (SEQ ID NO: 3) of 3 peptides, (I / L
) E (I / L) GE (I / L) DAA (I / L) AA (I / L) PGVR (SEQ ID NO: 4) and A (I / L) AGT (I / L) KPGAYPR (SEQ ID NO: 5) Got.

(2)ε-ポリ-L-リジン生合成酵素遺伝子の取得
ストレプトミセス・アルブラスIFO14147株をスクロース103g/L、トリプトン10g/L、
イーストエキス5g/L、NaCl 5g/Lからなる培地100mlに植菌し、30℃で24時間振盪培養し
た。この培養液から遠心分離により菌体を回収し、常法に従い染色体DNAを調製した。ま
た、決定したε-ポリ-L-リジン生合成酵素の内部アミノ酸配列(peptide 1;N-A(I/L)AG
T(I/L)KPGAYPR-C(配列番号6), peptide 2;N-MAGAAWPAPAWQRSR-C(配列番号7))を
基に次の4種類のプライマーを設計した。
(2) Acquisition of ε-poly-L-lysine biosynthetic enzyme gene Streptomyces albras IFO14147 strain was sucrose 103 g / L, tryptone 10 g / L,
Inoculated into 100 ml of a medium consisting of 5 g / L of yeast extract and 5 g / L of NaCl, and cultured with shaking at 30 ° C. for 24 hours. Bacterial cells were collected from this culture broth by centrifugation, and chromosomal DNA was prepared according to a conventional method. In addition, the determined internal amino acid sequence of ε-poly-L-lysine biosynthetic enzyme (peptide 1; NA (I / L) AG
The following four types of primers were designed based on T (I / L) KPGAYPR-C (SEQ ID NO: 6), peptide 2; N-MAGAAWPAPAWQRSR-C (SEQ ID NO: 7)).

pr-pp1F; 5'-AC(C/G)(A/C)T(C/G)AAGCC(C/G)GG(C/G)GC(C/G)TACCC-3'(配列番号8)
pr-pp2R; 5'-CTGCCA(G/C)GC(G/C)GG(G/C)GC(G/C)GGCCA(G/C)GC-3'(配列番号9)
pr-pp2F; 5'-GC(C/G)TGGCC(C/G)GC(C/G)CC(C/G)GC(C/G)TGGCA-3'(配列番号10)
pr-pp1R; 5'-GGGTA(G/C)GC(G/C)CC(G/C)GGCTT(G/C)A(T/G)(G/C)GT -3'(配列番号11)
pr-pp1F; 5'-AC (C / G) (A / C) T (C / G) AAGCC (C / G) GG (C / G) GC (C / G) TACCC-3 '(SEQ ID NO: 8 )
pr-pp2R; 5'-CTGCCA (G / C) GC (G / C) GG (G / C) GC (G / C) GGCCA (G / C) GC-3 '(SEQ ID NO: 9)
pr-pp2F; 5'-GC (C / G) TGGCC (C / G) GC (C / G) CC (C / G) GC (C / G) TGGCA-3 '(SEQ ID NO: 10)
pr-pp1R; 5'-GGGTA (G / C) GC (G / C) CC (G / C) GGCTT (G / C) A (T / G) (G / C) GT-3 '(SEQ ID NO: 11 )

これらプライマーと染色体DNAを鋳型としたPCRを行ったところ、pr-pp1F/pr-pp2Rの組
み合わせで約500bpの特異的な増幅断片を得た。この増幅断片をプラスミドpGEMT-easyに
クローニングし、このクローニングした断片をECL標識キット(GEヘルスケアバイオサイ
エンス社製)を用いて標識した。標識した遺伝子断片をプローブとして用い、本菌株の染
色体DNAから作製したコスミドライブラリー(Supercos I, STRATAGENE社)に対してスク
リーニングを行い、さらに、本プローブがハイブリダイズするKpnI 6.0kb断片を得た。こ
の断片をプラスミドpTSR193(参考文献、Actinomycetologica (2006)Vol.20, p.35-41)
にサブクローニングし、塩基配列を決定した。
When PCR was performed using these primers and chromosomal DNA as a template, a specific amplified fragment of about 500 bp was obtained by the combination of pr-pp1F / pr-pp2R. This amplified fragment was cloned into the plasmid pGEMT-easy, and the cloned fragment was labeled using an ECL labeling kit (manufactured by GE Healthcare Bioscience). Using the labeled gene fragment as a probe, screening was performed on a cosmid library (Supercos I, STRATAGENE) prepared from the chromosomal DNA of this strain, and a KpnI 6.0 kb fragment to which this probe hybridizes was obtained. This fragment was transformed into plasmid pTSR193 (reference, Actinomycetologica (2006) Vol.20, p.35-41)
And the nucleotide sequence was determined.

実施例3 ε-ポリ-L-リジンの酵素的生産
2mM L-リジン、5mM MgCl2、 5mM ATP、 1mM DTT、20% グリセロール、 0.2% (w/v) NP-
40、100 mM TAPS-NaOH 緩衝液(pH8.5)及び約10μgの精製酵素標品を含む反応液(200μ
l)を1.5ml容マイクロチューブに入れ、25℃で120分間インキュベートした。反応開始
20,40,80,120分後、実施例1に記載の方法で生成したε-ポリ-L-リジンを定量した結果を
表2に示した。
Example 3 Enzymatic production of ε-poly-L-lysine
2 mM L-lysine, 5mM MgCl 2, 5mM ATP, 1mM DTT, 20% glycerol, 0.2% (w / v) NP-
40, 100 mM TAPS-NaOH buffer solution (pH 8.5) and reaction solution containing 200 μg of purified enzyme preparation (200 μ
l) was placed in a 1.5 ml microtube and incubated at 25 ° C. for 120 minutes. Reaction start
Table 2 shows the results of quantification of ε-poly-L-lysine produced by the method described in Example 1 after 20, 40, 80, and 120 minutes.

実施例4 リジンアナログ体とL-リジンから構成されるヘテロポリアミノ酸の酵素的生

2mM 基質アミノ酸(L-リジンとアナログ体を任意比で混合)、5mM MgCl2、 5mM ATP、
1mM DTT、20% グリセロール、 0.2% (w/v) NP-40、100 mM TAPS-NaOH 緩衝液(pH8.5)及び
約10μgの精製酵素標品を含む反応液(200μl)を1.5ml容マイクロチューブに入れ、
25℃でインキュベートした。4時間後、実施例1に記載の方法で生成したポリアミノ酸を
ESI-LC-MS分析した。
図9はその結果を示す。DL−5−ヒドロキシリジン(図9D)、S−(2−アミノエチ
ル)−L−システイン(図9C)、O−(2−アミノエチル)−L−セリン(図9B)等、本
酵素によりアデニル化されるアナログ体を基質として添加した場合に、一定頻度でポリリ
ジン分子中にアナログ体が取り込まれたヘテロポリアミノ酸が得られた。
Example 4 Enzymatic production of a heteropolyamino acid composed of a lysine analog and L-lysine
2 mM (mixing L- lysine analog thereof at any ratio) substrate amino acid, 5mM MgCl 2, 5mM ATP,
1.5 ml of a reaction solution (200 μl) containing 1 mM DTT, 20% glycerol, 0.2% (w / v) NP-40, 100 mM TAPS-NaOH buffer (pH 8.5) and about 10 μg of purified enzyme preparation Put in a tube,
Incubated at 25 ° C. After 4 hours, the polyamino acid produced by the method described in Example 1 was
ESI-LC-MS analysis was performed.
FIG. 9 shows the result. DL-5-hydroxylysine (FIG. 9D), S- (2-aminoethyl) -L-cysteine (FIG. 9C), O- (2-aminoethyl) -L-serine (FIG. 9B), etc. When the analog to be converted was added as a substrate, a heteropolyamino acid in which the analog was incorporated into the polylysine molecule at a certain frequency was obtained.

実施例5 リジンアナログ体とL-リジンから構成されるヘテロポリアミノ酸の微生物生

実施例4に記載の要領で、ε-ポリ-L-リジン分子中にアナログ体が取り込まれたヘテロ
ポリアミノ酸を酵素的に合成可能であるが、S−(2−アミノエチル)−L−システイン
を含むヘテロポリアミノ酸においては、ε-ポリ-L-リジン生産菌であるストレプトマイセ
ス・アルブラス(Streptomyces albulus)菌体そのものを用いても、より簡便に生産する
ことができる。
Example 5 Microbial production of a heteropolyamino acid composed of a lysine analog and L-lysine As described in Example 4, enzymatic reaction of a heteropolyamino acid in which the analog is incorporated into an ε-poly-L-lysine molecule A heteropolyamino acid that can be synthesized but contains S- (2-aminoethyl) -L-cysteine uses Streptomyces albulus, which is an ε-poly-L-lysine-producing bacterium. However, it can be more easily produced.

M3G培地(実施例1)で30℃/36時間培養して得たストレプトマイセス・アルブラス(Str
eptomyces albulus)菌体を100mM クエン酸緩衝液(pH4.2)で2回洗菌した。100mlの培養
液から得た洗浄菌体を50mlの5% グルコース、1% 硫酸アンモニウム、8mM S−(2−
アミノエチル)−L−システイン、16mM L-スレオニン(これら両アミノ酸の濃度は、M
9最少培地における本菌に対する最少生育阻止濃度、すなわちL-リジン生合成の鍵酵素で
あるアスパルトキナーゼ阻害最少濃度に相当)及び任意量のL−リジンを含む100mM クエ
ン酸緩衝液(pH4.2)から成る菌体反応液に懸濁し、30℃/48時間振とう培養した。培養終了
後、遠心分離により回収した培養上清中に含まれるポリアミノ酸を実施例1(段落[00
90])記載の方法でLC-MS分析した。図10に示すように、酵素反応のみならず、
生菌を用いた場合にも、一定頻度でポリリジン分子中にS−(2−アミノエチル)−L−
システインが取り込まれたヘテロポリアミノ酸が得られた。
Streptomyces albulus (Str) obtained by culturing in M3G medium (Example 1) at 30 ° C / 36 hours
eptomyces albulus) was washed twice with 100 mM citrate buffer (pH 4.2). Washed cells obtained from 100 ml of culture solution were mixed with 50 ml of 5% glucose, 1% ammonium sulfate, 8 mM S- (2-
Aminoethyl) -L-cysteine, 16 mM L-threonine (the concentration of both these amino acids is M
9 100 mM citrate buffer solution (pH 4.2) containing the minimum growth inhibitory concentration for this bacterium in a minimal medium, that is, the minimum concentration for inhibiting aspartokinase, which is a key enzyme for L-lysine biosynthesis, and an arbitrary amount of L-lysine. ) And cultured with shaking at 30 ° C. for 48 hours. After completion of the culture, the polyamino acid contained in the culture supernatant recovered by centrifugation was converted into Example 1 (paragraph [00
90]). LC-MS analysis was performed by the method described. As shown in FIG. 10, not only the enzyme reaction,
Even when viable bacteria are used, S- (2-aminoethyl) -L-
A heteropolyamino acid incorporating cysteine was obtained.

S−(2−アミノエチル)−L−システイン以外のアナログ体においても、ε-ポリ-L-
リジン生合成酵素によりアデニル化されるものに関しては、本菌に対する最少生育阻止濃
度相当量を含む菌体反応液を用いることでヘテロポリアミノ酸を微生物生産できる可能性
が高い。
Even in analogs other than S- (2-aminoethyl) -L-cysteine, ε-poly-L-
Regarding those that are adenylated by lysine biosynthetic enzymes, it is highly possible that microorganisms can produce heteropolyamino acids by using a cell reaction solution containing an amount corresponding to the minimum growth inhibitory concentration for this bacterium.

実施例6 ε−ポリ−L−リジン生合成酵素遺伝子の破壊
ε-ポリ-L-リジン生合成遺伝子の破壊用プラスミドを構築するために、次の2種類のプ
ライマーを設計し、生産菌であるストレプトミセス・アルブラス(Streptomyces albulus
)IFO14147株の染色体DNAを鋳型としてPCRを行った。
e-PL_NRPS_F; 5'-GGGGGATCCTCGTCGCCCCTTCTCGAATCG-3'(配列番号20)
e-PL_NRPS_R; 5'-ACCAAGCTTTCACGCGGCCGCACCTCCCTC-3'(配列番号21)
Example 6 Disruption of ε-poly-L-lysine biosynthetic enzyme gene In order to construct a plasmid for disruption of ε-poly-L-lysine biosynthetic gene, the following two types of primers were designed and produced: Streptomyces albulus
) PCR was performed using chromosomal DNA of IFO14147 strain as a template.
e-PL_NRPS_F; 5'-GGGGGATCCTCGTCGCCCCTTCTCGAATCG-3 '(SEQ ID NO: 20)
e-PL_NRPS_R; 5'-ACCAAGCTTTCACGCGGCCGCACCTCCCTC-3 '(SEQ ID NO: 21)

増幅したPCR産物(約4kbp)を制限酵素BamHIおよびHindIIIで消化し、ネオマイシン耐
性遺伝子を有するプラスミドpLAE003にクローニングした。構築したプラスミドのε-ポリ
-L-リジン生合成遺伝子内に、アプラマイシン耐性遺伝子[aac(3)IV]を含むトランスポゾ
ンを挿入し(参考文献、Actinomycetologica, 20, 35-41, 2006)、破壊用のプラスミド
(pLAEnrps-apr)を構築した。pLAEnrps-aprを大腸菌E. coli S17-1に導入し、さらにス
トレプトミセス・アルブラスとの接合によって、pLAEnrps-aprをストレプトミセス・アル
ブラスに導入した(参考文献、Journal of Bioscience and Bioengineering, 99, 636-64
1, 2005)。得られた導入株のプロトプラストを調製し(参考文献、Journal of Bioscien
ce and Bioengineering, 99, 636-641, 2005)、プロトプラスト再生培地(参考文献、Jo
urnal of Bioscience and Bioengineering, 99, 636-641, 2005)に塗布した。再生して
きた菌株から、ネオマイシン感受性を示し、かつ、アプラマイシン耐性を示す遺伝子破壊
候補株を取得した(図11A)。得られた候補株から染色体DNAを調製し、制限酵素KpnI
で消化後、アガロース電気泳動を行った。電気泳動後のアガロースゲルをナイロンメンブ
レンに転写し、ε-ポリ-L-リジン生合成遺伝子をプローブとして用いたゲノミックサザン
ハイブリダイゼーション(CDP-star, GE Healthcare)にてε-ポリ-L-リジン生合成遺伝
子が破壊されている株を選抜した。その結果、一株(PL-nrps::aac(3)IV)を得た(図1
1B)。得られた破壊株を生産培地にて培養し、ε-ポリ-L-リジンの生産性をHPLC(実施
例1)にて確認したところ、ε-ポリ-L-リジン生産性が欠失しており(図11C)、取得
した遺伝子がε-ポリ-L-リジン生合成遺伝子であることを確認した。
The amplified PCR product (about 4 kbp) was digested with restriction enzymes BamHI and HindIII and cloned into plasmid pLAE003 having a neomycin resistance gene. Ε-poly of the constructed plasmid
A transposon containing an apramycin resistance gene [aac (3) IV] is inserted into the -L-lysine biosynthesis gene (reference document, Actinomycetologica, 20, 35-41, 2006), and a plasmid for destruction (pLAEnrps-apr ) Was built. pLAEnrps-apr was introduced into E. coli S17-1 and then pLAEnrps-apr was introduced into Streptomyces albras by conjugation with Streptomyces albras (references, Journal of Bioscience and Bioengineering, 99, 636- 64
1, 2005). Protoplasts of the introduced strains were prepared (reference, Journal of Bioscien
ce and Bioengineering, 99, 636-641, 2005), protoplast regeneration medium (reference, Jo
urnal of Bioscience and Bioengineering, 99, 636-641, 2005). From the regenerated strain, a gene disruption candidate strain exhibiting neomycin sensitivity and apramycin resistance was obtained (FIG. 11A). Chromosomal DNA was prepared from the obtained candidate strain and the restriction enzyme KpnI
Then, agarose electrophoresis was performed. The agarose gel after electrophoresis was transferred to a nylon membrane, and ε-poly-L-lysine was produced by genomic Southern hybridization (CDP-star, GE Healthcare) using the ε-poly-L-lysine biosynthesis gene as a probe. Strains with a disrupted synthetic gene were selected. As a result, one strain (PL-nrps :: aac (3) IV) was obtained (FIG. 1).
1B). The obtained disrupted strain was cultured in a production medium, and the productivity of ε-poly-L-lysine was confirmed by HPLC (Example 1). (FIG. 11C), it was confirmed that the obtained gene was an ε-poly-L-lysine biosynthesis gene.

実施例7 ストレプトミセス・ノルセイ(Streptomyces noursei)NBRC15452株由来ε-ポ
リ-L-リジン生合成遺伝子の取得
ε-ポリ-L-リジン生産菌であるストレプトマイセス・アルブラス(Streptomyces albul
us)のみならず、近縁のストレプトミセス・ノルセイ(Streptomyces noursei)において
もε-ポリ-L-リジンを生産することが既に知られている(特開平1−187090参照)
。そこでストレプトミセス・ノルセイ(Streptomyces noursei)からもε-ポリ-L-リジン
生合成遺伝子の取得を試みた。
Example 7 Acquisition of ε-poly-L-lysine biosynthetic gene derived from Streptomyces noursei NBRC15452 strain Streptomyces albul, a ε-poly-L-lysine-producing bacterium
It is already known that ε-poly-L-lysine is produced not only by us) but also by closely related Streptomyces noursei (see JP-A-1-187090).
. Therefore, we tried to obtain ε-poly-L-lysine biosynthetic gene from Streptomyces noursei.

PCRにより増幅したストレプトマイセス・アルブラス(Streptomyces albulus)のε-ポ
リ-L-リジン生合成遺伝子ORF断片(実施例6参照)をGEヘルスケアバイオサイエンス社製
のECL標識キットを用いて標識した。標識した遺伝子断片をプローブとして用い、実施例
1(段落[0099]-[0101])に従い構築したストレプトミセス・ノルセイ(Streptomyce
s noursei)NBRC15452株の染色体DNAコスミドライブラリー(Supercos I, STRATAGENE社
)に対してスクリーニングを行い、本プローブがハイブリダイズするKpnI 6.5kb断片を得
た。この断片をプラスミドpGEM7Z(promega)にサブクローニングし、塩基配列(配列番
号22)を決定した。さらにそれに対応するアミノ酸配列(配列番号23)を決定した。
The ε-poly-L-lysine biosynthetic gene ORF fragment of Streptomyces albulus amplified by PCR (see Example 6) was labeled using an ECL labeling kit manufactured by GE Healthcare Biosciences. Streptomyces Norsei (Streptomyce) constructed according to Example 1 (paragraphs [0099]-[0101]) using the labeled gene fragment as a probe
s noursei) A chromosomal DNA cosmid library (Supercos I, STRATAGENE) of NBRC15452 strain was screened to obtain a KpnI 6.5 kb fragment to which this probe hybridizes. This fragment was subcloned into plasmid pGEM7Z (promega), and the nucleotide sequence (SEQ ID NO: 22) was determined. Furthermore, the corresponding amino acid sequence (SEQ ID NO: 23) was determined.

本遺伝子に関しては、既に取得済みのストレプトマイセス・アルブラス(Streptomyces
albulus)由来のε-ポリ-L-リジン生合成酵素との相同性は、塩基配列レベルで92.7%、
アミノ酸配列レベルで93.0%と非常に高く、またドメイン構成など構造上の特徴も極めて
良く一致することから、本遺伝子についてもε-ポリ-L-リジン生合成酵素をコードしてい
る可能性が高い。
As for this gene, the Streptomyces albras (Streptomyces already acquired)
albulus) derived from ε-poly-L-lysine biosynthetic enzyme is 92.7% at the base sequence level,
It is very high at 93.0% at the amino acid sequence level, and the structural features such as domain structure match very well, so this gene is also likely to encode ε-poly-L-lysine biosynthetic enzyme. .

ポリアミノ酸の酵素的合成法は、微生物発酵法や化学合成法よりも省エネルギーであり
、望ましくない副反応も抑えられるため高純度のポリアミノ酸を製造することができる。
本発明によって製造される各種アミノ酸のポリマーは、抗菌剤等として使用することがで
き、トイレタリー用品、化粧品、飼料添加物、医薬、農薬、食品添加物、電子材料等の様
々な用途に使用することができる。さらに、本発明のポリヌクレオチド含有組換えベクタ
ーおよび形質転換体を使用することで、様々な有用ポリアミノ酸生合成への応用が期待で
きる。
The enzymatic synthesis method of polyamino acid is more energy-saving than microbial fermentation method and chemical synthesis method, and undesirable side reactions can be suppressed, so that a highly pure polyamino acid can be produced.
The polymers of various amino acids produced by the present invention can be used as antibacterial agents, etc., and used for various applications such as toiletries, cosmetics, feed additives, pharmaceuticals, agricultural chemicals, food additives, electronic materials, etc. Can do. Furthermore, by using the polynucleotide-containing recombinant vector and the transformant of the present invention, application to various useful polyamino acid biosynthesis can be expected.

(A)従来のNRPSの多モジュール構造;(B)本発明の一実施形態におけるポリアミノ酸合成酵素の単一モジュール構造をそれぞれ模式的に表した図である。(A) Multi-module structure of conventional NRPS; (B) A diagram schematically showing a single module structure of polyamino acid synthase in one embodiment of the present invention. 本発明のポリアミノ酸合成酵素のC末端側に位置する縮合反応触媒ドメインおよびそのサブドメインのアミノ酸配列を示す。図中「tmr」は膜貫通領域を意味する。The amino acid sequences of the condensation reaction catalytic domain and its subdomain located on the C-terminal side of the polyamino acid synthetase of the present invention are shown. In the figure, “tmr” means a transmembrane region. 本発明のポリアミノ酸合成酵素のC末端側に位置する縮合反応触媒ドメインのサブドメインのDNA配列を示す。The DNA sequence of the subdomain of the condensation reaction catalytic domain located on the C-terminal side of the polyamino acid synthetase of the present invention is shown. 本発明のポリアミノ酸合成酵素のC末端側に位置する縮合反応触媒ドメインのDNA配列を示す。図中「tmr」は膜貫通領域を意味する。2 shows the DNA sequence of the condensation reaction catalytic domain located on the C-terminal side of the polyamino acid synthetase of the present invention. In the figure, “tmr” means a transmembrane region. 本発明のε−ポリ−L−リジン生合成酵素の精製過程における各画分のSDS−PAGE分析の結果を示す写真である。レーン1および11:分子量マーカー(リコンビナントタンパク質、バイオラッド社)、レーン2:粗酵素液、レーン3: 可溶性画分、 レーン4:細胞膜画分、 レーン5: 塩可溶化画分、レーン6:塩洗浄細胞膜画分、レーン7:NP-40 可溶化画分、 レーン8: DEAE TOYOPEARLカラムからの溶出画分、レーン9:AF-Blue TOYOPEARLカラムからの溶出画分、レーン10: Sephacryl S-300カラムからの溶出画分。It is a photograph which shows the result of the SDS-PAGE analysis of each fraction in the refinement | purification process of the epsilon-poly-L-lysine biosynthesis enzyme of this invention. Lanes 1 and 11: Molecular weight marker (recombinant protein, Bio-Rad), Lane 2: Crude enzyme solution, Lane 3: Soluble fraction, Lane 4: Cell membrane fraction, Lane 5: Salt solubilized fraction, Lane 6: Salt Washed cell membrane fraction, lane 7: NP-40 solubilized fraction, lane 8: elution fraction from DEAE TOYOPEARL column, lane 9: elution fraction from AF-Blue TOYOPEARL column, lane 10: Sephacryl S-300 column Elution fraction from (A)酵素反応液中のε−ポリ−L−リジンをHPLCで分析した結果を示すグラフである。(B)ε−ポリ−L−リジン標準品を用いて検量線を作成し、図5(A)の結果から算出した反応液中のε−ポリ−L−リジン濃度を示すグラフである。(A) It is a graph which shows the result of having analyzed (epsilon) -poly-L-lysine in an enzyme reaction liquid by HPLC. (B) It is a graph which shows the epsilon-poly-L-lysine density | concentration in the reaction liquid which created the analytical curve using the epsilon-poly-L-lysine standard goods, and was computed from the result of FIG. 5 (A). (A)液体クロマトグラフィー(LC)による分離パターンを示すグラフである。(B)ε−ポリ−L−リジン標準品塩酸加水分解物14merの質量分析結果を示すグラフである。(C)酵素合成ε−ポリ−L−リジン14merの質量分析結果を示すグラフである。(A) It is a graph which shows the separation pattern by liquid chromatography (LC). (B) It is a graph which shows the mass spectrometry result of (epsilon) -poly-L-lysine standard goods hydrochloric acid hydrolyzate 14mer. (C) It is a graph which shows the mass spectrometry result of enzyme synthetic | combination (epsilon) -poly-L-lysine 14mer. DNP化ε−ポリ−L−リジン塩酸加水分解物の薄層クロマトグラフィー分析の結果を示すグラフである。レーン 1:L-リジン、レーン2:α-ポリ-L-リジン(和光純薬製)のDNP化物を塩酸加水分解して生じたもの、レーン3:ε-ポリ-L-リジン標準品(チッソ製)のDNP化物を塩酸加水分解して生じたもの、レーン4: 酵素合成ε-ポリ-L-リジンのDNP化物を塩酸加水分解して生じたもの、レーン 5: Nα-2,4-DNP-L-リジン、レーン 6: Nε-2,4-DNP-L-リジン。It is a graph which shows the result of the thin layer chromatography analysis of DNP-ized (epsilon) -poly-L-lysine hydrochloride hydrolyzate. Lane 1: L-lysine, Lane 2: α-poly-L-lysine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) produced by hydrolysis of DNP, lane 3: ε-poly-L-lysine standard (Chisso) Produced by hydrolyzing the DNP product of the product), Lane 4: Enzyme-synthesized ε-poly-L-lysine, produced by hydrolyzing the DNP product, Lane 5: N α -2,4- DNP-L- lysine, lane 6: N ε -2,4-DNP- L- lysine. 本発明のアミノ酸合成酵素のアミノ酸活性化(アデニル化)反応における基質特異性を示すグラフである。L−リジンに対する活性を100%として相対活性で示した。なお、L−Ala、L−Val、L−Leu、L−Ile、L−Phe、L−Pro、L−Trp、L−Met、Gly、L−Ser、L−Thr、L−Cys、L−Gln、L−Asn、L−Tyr、L−Arg、L−His、L−Asp、L−Gluは何れもアデニル化されなかった。It is a graph which shows the substrate specificity in the amino acid activation (adenylation) reaction of the amino acid synthetase of this invention. The activity with respect to L-lysine was shown as relative activity with 100%. In addition, L-Ala, L-Val, L-Leu, L-Ile, L-Phe, L-Pro, L-Trp, L-Met, Gly, L-Ser, L-Thr, L-Cys, L- None of Gln, L-Asn, L-Tyr, L-Arg, L-His, L-Asp, and L-Glu was adenylated. L-リジンとアナログ体の混合物を基質とした酵素反応により生成したポリアミノ酸をESI-LC-MS分析した結果を示す。(A)はL−リジンのみを基質とした反応により得られたポリアミノ酸(ε−ポリ−L−リジン)、(B)は1.8mM O−(2−アミノエチル)−L−セリンと0.2mM L−リジンの混合物を基質とした反応により得られたポリアミノ酸、(C)は1.8mM S−(2−アミノエチル)−L−システインと0.2mM L−リジンの混合物を基質とした反応により得られたポリアミノ酸、(D)は1.6mM DL−5−ヒドロキシリジンと0.4mM L−リジンの混合物を基質とした反応により得られたポリアミノ酸のLCにおける分画パターン及び質量分析結果を示すグラフである。The result of having analyzed the polyamino acid produced | generated by the enzyme reaction which used the mixture of L-lysine and the analog body as a substrate is shown by ESI-LC-MS. (A) is a polyamino acid (ε-poly-L-lysine) obtained by a reaction using only L-lysine as a substrate, and (B) is 1.8 mM O- (2-aminoethyl) -L-serine and 0.2 mM. A polyamino acid obtained by a reaction using a mixture of L-lysine as a substrate, (C) is obtained by a reaction using a mixture of 1.8 mM S- (2-aminoethyl) -L-cysteine and 0.2 mM L-lysine as a substrate. The polyamino acid obtained, (D) is a graph showing the fractionation pattern and mass spectrometric result in LC of the polyamino acid obtained by the reaction using a mixture of 1.6 mM DL-5-hydroxylysine and 0.4 mM L-lysine as a substrate. is there. 菌体反応により生成したポリアミノ酸をESI-LC-MS分析した結果を示す。(A)は1.6mM L−リジンを含む菌体反応液から得られたポリアミノ酸のLCにおける分画パターン及び質量分析結果を、(B)は0.4mM L−リジンを含む菌体反応液から得られたポリアミノ酸のLCにおける分画パターン及び質量分析結果を示すグラフである。The result of having analyzed the polyamino acid produced | generated by the microbial cell reaction by ESI-LC-MS is shown. (A) shows the fractionation pattern and mass spectrometry result in LC of the polyamino acid obtained from the cell reaction solution containing 1.6 mM L-lysine, and (B) shows the cell reaction solution containing 0.4 mM L-lysine. It is a graph which shows the fractionation pattern and mass spectrometry result in LC of the obtained polyamino acid. ε−ポリ−L−リジン生合成酵素遺伝子の破壊方法及びその影響を示す図である。(A)は、破壊用プラスミドpLAEnrps-aprを用いた遺伝子破壊株の作製手順を模式的に示す。(B)ゲノミックサザンハイブリダイゼーションにより、ε-ポリ-L-リジン生合成遺伝子の破壊を確認した図である。(C)は、得られた破壊株を生産培地にて培養し、ε−ポリ−L−リジンの生産性をHPLCを用いて確認した結果を示す。It is a figure which shows the destruction method of an epsilon-poly-L-lysine biosynthesis enzyme gene, and its influence. (A) schematically shows a procedure for preparing a gene disruption strain using the plasmid for disruption pLAEnrps-apr. (B) It is the figure which confirmed destruction of (epsilon) -poly-L-lysine biosynthesis gene by genomic Southern hybridization. (C) shows the result of confirming the productivity of ε-poly-L-lysine using HPLC by culturing the obtained disrupted strain in a production medium.

Claims (13)

(i)配列番号2のアミノ酸配列からなるポリアミノ酸合成酵素をコードするヌクレオチド配列、
(ii)配列番号2のアミノ酸配列において1または数個のアミノ酸残基の欠失、置換、挿入、および/もしくは付加を有するアミノ酸配列からなるポリアミノ酸合成酵素をコードするヌクレオチド配列、
(iii)配列番号2のアミノ酸配列と90%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなるポリアミノ酸合成酵素をコードするヌクレオチド配列、
(iv)配列番号1のヌクレオチド配列、または
(v)配列番号1のヌクレオチド配列と95%以上の同一性を有する、ポリアミノ酸合成酵素をコードするヌクレオチド配列、
のいずれかを含む、ポリヌクレオチド。
(I) a nucleotide sequence encoding a polyamino acid synthetase consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2,
(Ii) a nucleotide sequence encoding a polyamino acid synthetase consisting of an amino acid sequence having a deletion, substitution, insertion and / or addition of one or several amino acid residues in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2,
(Iii) a nucleotide sequence encoding a polyamino acid synthetase consisting of an amino acid sequence having 90% or more identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2,
(Iv) the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, or
(V) a nucleotide sequence encoding a polyamino acid synthase having 95% or more identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1;
A polynucleotide comprising any of
前記ポリアミノ酸合成酵素が、ポリリジン合成酵素である、請求項1に記載のポリヌクレオチド。 The polynucleotide according to claim 1 , wherein the polyamino acid synthase is a polylysine synthase. DNAまたはRNAである、請求項1または2に記載のポリヌクレオチド。 The polynucleotide according to claim 1 or 2 , which is DNA or RNA. (i)配列番号2のアミノ酸配列、
(ii)配列番号2のアミノ酸配列において1または数個のアミノ酸残基の欠失、置換、挿入、および/もしくは付加を有するアミノ酸配列、または
(iii)配列番号2のアミノ酸配列と90%以上の同一性を有するアミノ酸配列、
のいずれかを含む、ポリアミノ酸合成酵素。
(I) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2,
(Ii) an amino acid sequence having a deletion, substitution, insertion and / or addition of one or several amino acid residues in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, or (iii) 90% or more of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 Amino acid sequences having identity,
A polyamino acid synthase containing any of the above.
ポリリジン合成酵素である、請求項4に記載のポリアミノ酸合成酵素。 The polyamino acid synthetase according to claim 4 , which is a polylysine synthase. (i)配列番号2のアミノ酸配列からなるポリアミノ酸合成酵素をコードするヌクレオチド配列、
(ii)配列番号2のアミノ酸配列において1または数個のアミノ酸残基の欠失、置換、挿入、および/もしくは付加を有するアミノ酸配列からなるポリアミノ酸合成酵素をコードするヌクレオチド配列、
(iii)配列番号2のアミノ酸配列と90%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなるポリアミノ酸合成酵素をコードするヌクレオチド配列、
(iv)配列番号1のヌクレオチド配列、または
(v)配列番号1のヌクレオチド配列と95%以上の同一性を有する、ポリアミノ酸合成酵素をコードするヌクレオチド配列、
のいずれかを含有する、組換えベクター。
(I) a nucleotide sequence encoding a polyamino acid synthetase consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2,
(Ii) a nucleotide sequence encoding a polyamino acid synthetase consisting of an amino acid sequence having a deletion, substitution, insertion and / or addition of one or several amino acid residues in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2,
(Iii) a nucleotide sequence encoding a polyamino acid synthetase consisting of an amino acid sequence having 90% or more identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2,
(Iv) the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, or
(V) a nucleotide sequence encoding a polyamino acid synthase having 95% or more identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1;
A recombinant vector containing any of the above.
前記ポリアミノ酸合成酵素が、ポリリジン合成酵素である、請求項6に記載の組換えベクター。 The recombinant vector according to claim 6 , wherein the polyamino acid synthase is polylysine synthase. 請求項6または7に記載の組換えベクターを含む形質転換体。 A transformant comprising the recombinant vector according to claim 6 or 7 . 請求項6もしくは7に記載の組換えベクターまたは請求項8に記載の形質転換体を用いる、ポリアミノ酸合成酵素の製造方法。 A method for producing a polyamino acid synthase using the recombinant vector according to claim 6 or 7 or the transformant according to claim 8 . (i)配列番号2のアミノ酸配列、
(ii)配列番号2のアミノ酸配列において1または数個のアミノ酸残基の欠失、置換、挿入、および/もしくは付加を有するアミノ酸配列、または
(iii)配列番号2のアミノ酸配列と90%以上の同一性を有するアミノ酸配列、
のいずれかを含むポリアミノ酸合成酵素を用いてポリアミノ酸を合成する工程を包含する、ポリアミノ酸の製造方法。
(I) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2,
(Ii) an amino acid sequence having a deletion, substitution, insertion and / or addition of one or several amino acid residues in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, or (iii) 90% or more of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 Amino acid sequences having identity,
A method for producing a polyamino acid comprising a step of synthesizing a polyamino acid using a polyamino acid synthetase containing any of the above.
前記ポリアミノ酸が、ポリリジンである、請求項10に記載の方法。 The method according to claim 10 , wherein the polyamino acid is polylysine. 前記ポリリジンが、ε−ポリ−L−リジンである、請求項11に記載の方法。 The method of claim 11 , wherein the polylysine is ε-poly-L-lysine. (i)配列番号2のアミノ酸配列、
(ii)配列番号2のアミノ酸配列において1または数個のアミノ酸残基の欠失、置換、挿入、および/もしくは付加を有するアミノ酸配列、または
(iii)配列番号2のアミノ酸配列と99.2%以上の同一性を有するアミノ酸配列、のいずれかを含むポリアミノ酸合成酵素に特異的に結合する、抗体。
(I) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2,
(Ii) an amino acid sequence having a deletion, substitution, insertion and / or addition of one or several amino acid residues in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, or (iii) 99.2% with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 An antibody that specifically binds to a polyamino acid synthase comprising any one of the amino acid sequences having the above identity.
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