JP5438259B2 - Yeast presenting Candida antarctica-derived lipase B on the cell surface - Google Patents

Yeast presenting Candida antarctica-derived lipase B on the cell surface Download PDF

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Description

本発明は、カンジダ・アンタークティカ由来リパーゼBを細胞表層に提示する酵母に関する。   The present invention relates to a yeast that presents Candida antarctica-derived lipase B on the cell surface.

担子菌類酵母カンジダ・アンタークティカ(Candida antarctica)は、2種類の異なるリパーゼを産生し、これらは、AおよびBの名称で区別されており、それぞれ省略した形でCALAおよびCALBと呼ばれている。これらの酵素は、極限状態に生育する微生物から極端な特性を持った新規酵素を発見する狙いで、南極で単離された菌が起源であり、実際にCALAもCALBも極めて独特の性質を示す(非特許文献1)。   The basidiomycetous yeast Candida antarctica produces two different lipases, which are distinguished by the names A and B and are called CALA and CALB in abbreviated form, respectively. . These enzymes are originated from bacteria isolated in the Antarctic with the aim of discovering new enzymes with extreme characteristics from microorganisms that grow in extreme conditions. In fact, both CALA and CALB exhibit extremely unique properties. (Non-Patent Document 1).

CALBの結晶構造は、1994年にUppenbergらによって明らかにされている(非特許文献2)。他のリパーゼまたはエステラーゼとは相同性が低いが、典型的な加水分解酵素と同じファミリーに属し、活性部位においてSer-His-Aspの触媒トライアードを形成する。CALBは、317アミノ酸残基で構成され、分子量は33kDaであり、リパーゼの中では比較的コンパクトなタンパク質である。タンパク質のプロセッシングの過程において重要であるプレプロ領域は、18アミノ酸のシグナルペプチドおよび7アミノ酸のプロペプチドを含む配列からなると推測されている(非特許文献2)。   The crystal structure of CALB was clarified by Uppenberg et al. In 1994 (Non-patent Document 2). Although less homologous to other lipases or esterases, it belongs to the same family as typical hydrolases and forms a Ser-His-Asp catalytic triad in the active site. CALB is composed of 317 amino acid residues, has a molecular weight of 33 kDa, and is a relatively compact protein among lipases. The prepro region, which is important in the process of protein processing, is presumed to consist of a sequence containing an 18 amino acid signal peptide and a 7 amino acid pro peptide (Non-patent Document 2).

ほとんどのリパーゼは、基質認識の際に、「interfacial activation(界面活性)」と呼ばれる特有の現象を示す。この活性化現象は、鍋蓋に似ていることからリド(lid)と呼ばれる特定の部位による開閉の動きであり、リパーゼにとってしばしば不可欠である。CALAは、小さいながらも同様の現象を示すが、CALBは、リド部位を持たず、このような動きはほとんど示さない(非特許文献1)。その代わりに、リドに似たフレキシブルな部位がタンパク質の表面に存在し、基質認識の際に、わずかながら動くと推測されている。   Most lipases exhibit a unique phenomenon called “interfacial activation” during substrate recognition. This activation phenomenon is a movement of opening and closing by a specific part called lid because it resembles a pot lid, and is often essential for lipase. CALA shows a similar phenomenon although it is small, CALB does not have a lid site and hardly shows such movement (Non-Patent Document 1). Instead, a flexible site similar to Lido exists on the surface of the protein, and it is speculated that it moves slightly during substrate recognition.

また、微生物および動物由来の多くのリパーゼでは、触媒残基セリンの周囲に共通配列G−X−S−X−Gが保持されているが、CALBでは、G−X−S−X−Gは保存されず、最初のグリシンがスレオニンに置換した形で、T−W−S−Q−Gとなっている(非特許文献2)。   In many lipases derived from microorganisms and animals, the common sequence GXSSXX is retained around the catalytic residue serine. In CALB, GXSSXX is It is not preserved, and the first glycine is replaced by threonine, which is TWSGQ (Non-patent Document 2).

このように、一般的なリパーゼの中で、CALBは極めて珍しい構造や性質を示す。   Thus, CALB shows a very unusual structure and property among general lipases.

CALBは他のリパーゼに比べて、未だ産業的にはあまり利用されていないが、最近の研究から、様々な化学反応に適用できることが分かってきたため、急速にその利用価値は拡大している。例えば、エステル結合の分解反応、エステル合成反応、エステル交換反応について、CALBを用いた多くの報告がある。例えば、エステル結合の分解反応では、リパーゼの高いエナンチオン選択性を利用して、医薬品の原料の合成などに用いられている(非特許文献3)。また、エステル合成反応では、有機溶媒中または高温条件下での反応のために、安定性が極めて高い固定化酵素が利用されている(非特許文献4〜6)。さらに、アシル基のドナーとして、アルコールに限らず、糖などを用いて、機能性食品や医薬品の開発にも適用されている(非特許文献4および7〜9)。エステル交換反応においても、CALBの2級アルコールに対する高い基質特異性を利用して、様々な反応に適用されている(非特許文献10および11)。あるいは、CALBの変異体が、ミカエル(Michael)付加やアルドール(Aldol)付加などの付加反応にも触媒作用を示すことが報告されている(非特許文献12および13)。さらに、オキシアニオンホールに対する変異体が、アルドラーゼ活性を示すことが報告されている。   CALB is not yet used industrially as compared with other lipases, but its useful value is rapidly expanding because recent studies have shown that it can be applied to various chemical reactions. For example, there are many reports using CALB regarding ester bond decomposition reaction, ester synthesis reaction, and transesterification reaction. For example, in the decomposition reaction of an ester bond, it is used for synthesizing a raw material for pharmaceuticals using the high enantion selectivity of lipase (Non-patent Document 3). In the ester synthesis reaction, an immobilized enzyme with extremely high stability is used for the reaction in an organic solvent or under high temperature conditions (Non-Patent Documents 4 to 6). Furthermore, as an acyl group donor, not only alcohol but also sugar or the like is used to develop functional foods and pharmaceuticals (Non-patent Documents 4 and 7 to 9). The transesterification reaction is also applied to various reactions utilizing the high substrate specificity of CALB for secondary alcohols (Non-patent Documents 10 and 11). Alternatively, it has been reported that a CALB mutant also exhibits a catalytic action in addition reactions such as Michael addition and Aldol addition (Non-patent Documents 12 and 13). Furthermore, it has been reported that mutants for oxyanion holes exhibit aldolase activity.

CALBの触媒反応に関する現在までの報告のほとんどにおいて、Novozym435(Novo-Nordisk)を代表とする固定化リパーゼが利用されている(非特許文献3〜9および14〜16)。固定化酵素は、安定性が非常に高いために利用価値が大きい反面、特別な化学修飾により製造されているために、非常にコストが高いという問題点がある。   In most of the reports to date concerning the catalytic reaction of CALB, an immobilized lipase represented by Novozym435 (Novo-Nordisk) is used (Non-patent Documents 3 to 9 and 14 to 16). Immobilized enzymes have great utility value due to their very high stability, but are produced by special chemical modification, and therefore have a problem of high cost.

CALBの発現系については、アスペルギルス・オリゼ(Aspergillus oryzae)、メタノール資化酵母ピキア・パストリス(Pichia pastoris)または酵母サッカロマイセス・セレビシエ(Saccharomyce cerevisiae)を用いた細胞外分泌系が報告され、熱安定性および酸化条件下での安定性または基質特異性が改変された変異体が取得されている(非特許文献11、17〜23)。   Regarding the CALB expression system, extracellular secretion systems using Aspergillus oryzae, methanol-utilizing yeast Pichia pastoris, or yeast Saccharomyces cerevisiae have been reported, and thermostability and oxidation are reported. Mutants with modified stability or substrate specificity under conditions have been obtained (Non-Patent Documents 11, 17 to 23).

近年、大腸菌、ファージなどの種々の生物種を支持体としたディスプレイ法が、新規なタンパク質発現系として注目されている。目的のタンパク質を個々の細胞の表層や担体などの上に安定な形で提示させるディスプレイ法は、従来の細胞内発現や細胞外分泌系とは異なり、抽出や精製、濃縮といった煩雑な操作をすることなく、細胞や担体の回収という簡便な操作によって目的タンパク質の機能評価を行うことが可能である。   In recent years, a display method using various biological species such as Escherichia coli and phage as a support has attracted attention as a novel protein expression system. Unlike the conventional intracellular expression and extracellular secretion system, the display method that presents the target protein in a stable form on the surface layer or carrier of individual cells requires complicated operations such as extraction, purification, and concentration. In addition, the function of the target protein can be evaluated by a simple operation of collecting cells and carriers.

種々のタンパク質(酵素を含む)について、該タンパク質を細胞表層に提示した酵母が作出されている(例えば、特許文献1〜12)。目的とするタンパク質を酵母細胞表層に提示させることにより、タンパク質の取り扱いが容易になる。例えば、特許文献1には、リパーゼ遺伝子を酵母表面提示ベクターにクローニングして変異誘発PCRを行い、リパーゼ遺伝子変異を誘導し、形質転換体表面に発現した変異リパーゼの活性を測定することにより、高活性の変異リパーゼを迅速かつ簡便にスクリーニングする方法により、高リパーゼ活性を有するCALB変異体を作出した旨が記載されている。本発明者らも、細胞表層工学の手法を用いて、リパーゼの細胞表層提示に成功している(特許文献2および7、ならびに非特許文献24)。
特表2005−538711号公報 特開平11−290078号公報 特開2002−17368号公報 特開2002−176979号公報 特開2002−253267号公報 特開2003−235579号公報 特開2004−49014号公報 特開2004−305096号公報 特開2004−305097号公報 特開2005−58010号公報 特開2005−176605号公報 特開2005−245335号公報 O. Kirkら、Organic Process Research & Development, 2002年, 6巻, 446-451頁 J. Uppenbergら, Structure, 1994年, 15巻, 293-308頁 M. J. Homannら, Advanced Synthesis and Catalysis, 2001年, 343巻, 744-749頁 Y. Shimadaら, Journal of Bioscience and Bioengineering, 2001年, 92巻, 19-23頁 F. Secundoら, Biotechnology and Bioengineering, 2001年, 73巻, 157-163頁 Y. Meiら, Biomacromolecules, 2003年, 4巻, 70-74頁 M. P. Bousquetら, Biotechnology and Bioengineering, 1999年, 62巻, 225-234頁 S. Adachiら, Journal of Bioscience and Bioengineering, 2005年, 99巻, 87-94頁 G. Afachら, Bioscience Biotechnology Biochemistry, 2005年, 69巻, 833-835頁 D. Rotticciら, Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, 1998年, 5巻, 267-272頁 A. O. Magnussonら, ChemBioChem, 2005年, 6巻, 1-6頁 P. Carlqvistら, ChemBioChem, 2005年, 6巻, 331-336頁 M. Svedendahlら, Journal of American Chemical Society, 2005年, 127巻, 17988-17989頁 L. Araceilら, Applied Microbiology Biotechnology, 2004年, 65巻, 373-376頁 N. Weberら, Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2004年, 52巻, 5347-5353頁 W. Duら, Biotechnology Applied Biochemistry, 2004年, 40巻, 187-190頁 J. C. Rotticci-Mulderら, Protein Expression & Purification, 2001年, 21巻, 386-392頁 S. A. Patkarら, Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, 1997年, 3巻, 51-54頁 S. A. Patkarら, Chemistry and Physics of Lipids, 1998年, 93巻, 95-101頁 N. Zhangら, Protein Engineering, 2003年, 16巻, 599-605頁 W. C. Suenら, Protein Engineering, Design & Selection, 2004年, 17巻, 133-140頁 D. Rotticciら, ChemBioChem, 2001年, 2巻, 766-770頁 Z. Qianら, Journal of American Chemical Society, 2005年, 127巻, 13466-13467頁 S. Shiragaら, Appl. Environ. Microbiol., 2005年, 71巻, 4335-4338頁
For various proteins (including enzymes), yeasts that present the proteins on the cell surface have been produced (for example, Patent Documents 1 to 12). By displaying the target protein on the surface of the yeast cell, the protein can be handled easily. For example, in Patent Document 1, a lipase gene is cloned into a yeast surface display vector, mutagenesis PCR is performed, lipase gene mutation is induced, and the activity of mutant lipase expressed on the surface of a transformant is measured. It is described that a CALB mutant having high lipase activity was produced by a method for screening active mutant lipase quickly and easily. The present inventors have also succeeded in displaying the cell surface of lipase using a cell surface engineering technique (Patent Documents 2 and 7, and Non-Patent Document 24).
JP 2005-538711 A JP-A-11-290078 JP 2002-17368 A Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-176979 JP 2002-253267 A JP 2003-235579 A JP 2004-49014 A JP 2004-305096 A JP 2004-305097 A JP 2005-58010 A JP 2005-176605 A JP 2005-245335 A O. Kirk et al., Organic Process Research & Development, 2002, 6, 446-451 J. Uppenberg et al., Structure, 1994, 15, 293-308 MJ Homann et al., Advanced Synthesis and Catalysis, 2001, 343, 744-749 Y. Shimada et al., Journal of Bioscience and Bioengineering, 2001, 92, 19-23 F. Secundo et al., Biotechnology and Bioengineering, 2001, 73, 157-163 Y. Mei et al., Biomacromolecules, 2003, 4, 70-74 MP Bousquet et al., Biotechnology and Bioengineering, 1999, 62, 225-234 S. Adachi et al., Journal of Bioscience and Bioengineering, 2005, 99, 87-94 G. Afach et al., Bioscience Biotechnology Biochemistry, 2005, 69, 833-835 D. Rotticci et al., Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, 1998, 5, 267-272 AO Magnusson et al., ChemBioChem, 2005, 6, 1-6 P. Carlqvist et al., ChemBioChem, 2005, 6, 331-336 M. Svedendahl et al., Journal of American Chemical Society, 2005, 127, 17988-17989 L. Araceil et al., Applied Microbiology Biotechnology, 2004, 65, 373-376 N. Weber et al., Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2004, 52, 5347-5353 W. Du et al., Biotechnology Applied Biochemistry, 2004, 40, 187-190 JC Rotticci-Mulder et al., Protein Expression & Purification, 2001, 21, 386-392 SA Patkar et al., Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, 1997, 3, 51-54 SA Patkar et al., Chemistry and Physics of Lipids, 1998, 93, 95-101 N. Zhang et al., Protein Engineering, 2003, 16, 599-605 WC Suen et al., Protein Engineering, Design & Selection, 2004, 17, 133-140 D. Rotticci et al., ChemBioChem, 2001, 2, 766-770 Z. Qian et al., Journal of American Chemical Society, 2005, 127, 13466-13467 S. Shiraga et al., Appl. Environ. Microbiol., 2005, 71, 4335-4338

本発明は、エステル結合の分解反応、エステル合成反応、エステル交換反応、様々なキラル化合物の不斉合成などに有用な触媒であるリパーゼとして、活性が高くかつ安価なCALBを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a highly active and inexpensive CALB as a lipase which is a useful catalyst for ester bond decomposition reaction, ester synthesis reaction, transesterification reaction, asymmetric synthesis of various chiral compounds, and the like. To do.

本発明は、配列表の配列番号2の−7位のアラニン残基から317位のプロリン残基までのアミノ酸配列からなるカンジダ・アンタークティカ由来リパーゼB(CALB)またはその変異体を細胞表層に提示する酵母を提供する。   The present invention provides Candida antarctica-derived lipase B (CALB) consisting of an amino acid sequence from an alanine residue at position -7 to a proline residue at position 317 of SEQ ID NO: 2 in the sequence listing on the cell surface. Provide yeast to be presented.

1つの実施形態では、上記変異体は、
配列表の配列番号2の−7位のアラニン残基から317位のプロリン残基までのアミノ酸配列において、
(1)−2位のリジン残基および/または−1位のアルギニン残基が他のアミノ酸に置換されたアミノ酸配列からなるポリペプチド、
(2)308位のリジン残基および/または309位のアルギニン残基が他のアミノ酸に置換されたアミノ酸配列からなるポリペプチド、または
(3)−2位のリジン残基および/または−1位のアルギニン残基が他のアミノ酸に置換され、かつ308位のリジン残基および/または309位のアルギニン残基が他のアミノ酸に置換されたアミノ酸配列からなるポリペプチドである。
In one embodiment, the mutant is
In the amino acid sequence from the alanine residue at position -7 to the proline residue at position 317 in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing,
(1) a polypeptide comprising an amino acid sequence in which the lysine residue at the -2 position and / or the arginine residue at the -1 position is substituted with another amino acid;
(2) a polypeptide having an amino acid sequence in which the lysine residue at position 308 and / or the arginine residue at position 309 is substituted with another amino acid, or (3) the lysine residue at position -2 and / or the position -1 Is a polypeptide comprising an amino acid sequence in which the arginine residue is substituted with another amino acid and the lysine residue at position 308 and / or the arginine residue at position 309 is substituted with another amino acid.

さらなる実施形態では、上記変異体は、以下からなる群から選択される:
配列表の配列番号2の−7位のアラニン残基から317位のプロリン残基までのアミノ酸配列において、
(1)−2位および−1位がそれぞれリジン残基であるアミノ酸配列からなるポリペプチド;
(2)−2位および−1位がそれぞれアラニン残基であるアミノ酸配列からなるポリペプチド;
(3)308位および309位がそれぞれリジン残基であるアミノ酸配列からなるポリペプチド;
(4)308位および309位がそれぞれアラニン残基であるアミノ酸配列からなるポリペプチド;
(5)−2位および−1位がそれぞれリジン残基であり、かつ308位および309位がそれぞれリジン残基であるアミノ酸配列からなるポリペプチド;
(6)−2位および−1位がそれぞれアラニン残基であり、かつ308位および309位がそれぞれリジン残基であるアミノ酸配列からなるポリペプチド;
(7)−2位および−1位がそれぞれリジン残基であり、かつ308位および309位がそれぞれアラニン残基であるアミノ酸配列からなるポリペプチド;および
(8)−2位および−1位がそれぞれアラニン残基であり、かつ308位および309位がそれぞれアラニン残基であるアミノ酸配列からなるポリペプチド。
In a further embodiment, the variant is selected from the group consisting of:
In the amino acid sequence from the alanine residue at position -7 to the proline residue at position 317 in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing,
(1) a polypeptide comprising an amino acid sequence in which positions -2 and -1 are lysine residues, respectively;
(2) a polypeptide comprising an amino acid sequence in which positions -2 and -1 are each an alanine residue;
(3) a polypeptide having an amino acid sequence in which positions 308 and 309 are lysine residues;
(4) a polypeptide comprising an amino acid sequence in which positions 308 and 309 are each an alanine residue;
(5) a polypeptide comprising an amino acid sequence in which positions -2 and -1 are lysine residues, respectively, and positions 308 and 309 are lysine residues;
(6) a polypeptide comprising an amino acid sequence in which positions -2 and -1 are each an alanine residue and positions 308 and 309 are lysine residues;
(7) a polypeptide comprising an amino acid sequence in which positions -2 and -1 are lysine residues, and positions 308 and 309 are alanine residues; and (8) positions -2 and -1 are A polypeptide comprising an amino acid sequence each of which is an alanine residue and each of positions 308 and 309 is an alanine residue.

本発明はさらに、乳酸エステルの製造方法を提供し、この方法は、
上記酵母の存在下で、アルコールおよび乳酸を反応させる工程
を含む。
The present invention further provides a method for producing a lactate ester, the method comprising:
A step of reacting alcohol and lactic acid in the presence of the yeast.

1つの実施態様では、上記アルコールはエタノールである。   In one embodiment, the alcohol is ethanol.

別の実施態様では、上記反応工程は、30〜60℃下で行われる。   In another embodiment, the reaction step is performed at 30 to 60 ° C.

本発明によれば、リパーゼとしての活性の高いCALBを細胞表層に提示する酵母が提供される。本発明の細胞表層CALB提示酵母は、熱安定性が高い。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the yeast which displays CALB with high activity as a lipase on a cell surface layer is provided. The cell surface CALB-presenting yeast of the present invention has high thermal stability.

(カンジダ・アンタークティカ由来リパーゼB(CALB)を細胞表層に発現し得るDNAの構築)
本発明によるカンジダ・アンタークティカ由来リパーゼB(CALB)は、例えば、配列表の配列番号2に記載のアミノ酸配列を有する酵素あるいはその変異体であり得る。このCALBの成熟体は、例えば、配列表の配列番号2の1位のロイシンから317位のプロリン残基までの317アミノ酸のアミノ酸配列からなり、そしてプロペプチドは、−7位のアラニン残基から−1位のアルギニン残基までの7アミノ酸のアミノ酸配列からなる。細胞表層の提示のためには、プロペプチドおよび成熟体をコードする塩基配列を発現させ得るようにプラスミドに含めることが望ましい。
(Construction of DNA capable of expressing Candida antarctica-derived lipase B (CALB) on the cell surface)
Candida antarctica-derived lipase B (CALB) according to the present invention can be, for example, an enzyme having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing or a variant thereof. This mature CALB consists of, for example, a 317 amino acid sequence from leucine at position 1 to proline residue at position 317 in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing, and the propeptide consists of an alanine residue at position -7. It consists of an amino acid sequence of 7 amino acids up to -1 position arginine residue. For display of the cell surface layer, it is desirable to include in a plasmid so that a base sequence encoding a propeptide and a mature form can be expressed.

本発明によるCALBにおいて、特に、配列番号2の−7位のアラニン残基から317位のプロリン残基までのアミノ酸配列からなるポリペプチドに言及する場合、このポリペプチドを「野生型CALB」ともいう。   In the CALB according to the present invention, when referring to a polypeptide consisting of an amino acid sequence from the alanine residue at position -7 to the proline residue at position 317 in SEQ ID NO: 2, this polypeptide is also referred to as “wild type CALB”. .

CALBの詳細な性質は、非特許文献1に記載されている。配列番号2に記載のアミノ酸配列を有する酵素は、非特許文献1に記載の特性、特にリパーゼ活性を有していれば、その起源は問わない。配列表の配列番号2に記載のアミノ酸配列および配列番号1に記載の塩基配列は、カンジダ・アンタークティカLF 058株由来のCALBの配列であり、この配列情報に基づいて、目的とする遺伝子を、CALBを有する生物から取得することができる。遺伝子の取得には、当業者が通常用いるPCRやハイブリダイズスクリーニングが用いられる。また、DNA合成によって遺伝子の全長を化学的に合成することもできる。例えば、上記塩基配列もしくはその一部の配列を用いてプローブを設計し、他の生物から調製したDNAに対してハイブリダイゼーションを行うことにより、種々の生物由来のCALBをコードする塩基配列を単離することができる。上記塩基配列情報に基づいて、DNA Databank of JAPAN(DDBJ)、EMBL、Gene-BankなどのDNAに関するデータベースに登録されている配列情報を用いて、ホモロジーの高い領域からPCR用のプライマーを設計することもできる。このようなプライマーを用い、染色体DNAもしくはcDNAを鋳型としてPCRを行うことにより、CALBをコードする塩基配列を種々の生物から単離することもできる。   The detailed properties of CALB are described in Non-Patent Document 1. The enzyme having the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 2 may be of any origin as long as it has the characteristics described in Non-Patent Document 1, particularly lipase activity. The amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing and the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 are CALB sequences derived from Candida antarctica LF 058 strain. Based on this sequence information, the target gene is Can be obtained from organisms having CALB. For obtaining the gene, PCR or hybridization screening usually used by those skilled in the art is used. It is also possible to chemically synthesize the full length of a gene by DNA synthesis. For example, by designing a probe using the above base sequence or a part of the base sequence and performing hybridization on DNA prepared from another organism, base sequences encoding CALB derived from various organisms are isolated. can do. Based on the above base sequence information, PCR primers should be designed from a high homology region using sequence information registered in DNA databases such as DNA Databank of JAPAN (DDBJ), EMBL, Gene-Bank, etc. You can also. By using such primers and PCR using chromosomal DNA or cDNA as a template, the base sequence encoding CALB can be isolated from various organisms.

リパーゼ活性を大きく低下させることのない限り、この酵素は、置換・欠失・付加などによって、上記アミノ酸配列と1つ以上のアミノ酸が異なるように改変または変異されていてもよい。このような改変または変異は、天然に生じるものであっても、または人工的に行うもの(例えば、部位特異的変異誘発)であってもよい。リパーゼ活性に影響し得る改変として、酵母の内在性プロテアーゼ(例えば、KEX2プロテアーゼ)による作用部位(例えば、リジン−アルギニン部位)の改変が挙げられる。CALBのC末端部が欠失されないことが好ましい。上記のようなアミノ酸残基の置換に用いられる核酸は、CALBを発現させるための宿主のコドン使用頻度に合わせ、設計され得る。   Unless the lipase activity is greatly reduced, this enzyme may be modified or mutated so that one or more amino acids differ from the above amino acid sequence by substitution, deletion, addition or the like. Such modifications or mutations can occur naturally or can be artificial (eg, site-directed mutagenesis). Modifications that can affect lipase activity include modification of the site of action (eg, lysine-arginine site) by yeast endogenous protease (eg, KEX2 protease). It is preferable that the C-terminal part of CALB is not deleted. The nucleic acid used for substitution of amino acid residues as described above can be designed according to the codon usage of the host for expressing CALB.

細胞表層に提示されるCALBとして、野生型CALBの変異体もまた用いられる。このような変異体としては、例えば、野生型CALBのアミノ酸配列に対して、配列表の配列番号2の−2位(プロペプチドの6位)のリジン残基および/または−1位(プロペプチドの7位)のアルギニン残基が置換されているポリペプチドが挙げられる。このリジン−アルギニン部位の置換後のアミノ酸は、KEXプロテアーゼによる認識を低く抑え、かつアミノ酸の性質が大きく変わらないことが好ましい。例えば、−2位(プロペプチドの6位)のリジン残基は変更されず、−1位(プロペプチドの7位)のアルギニン残基がリジン残基に置換され得る。また、−2位(プロペプチドの6位)のリジン残基および−1位(プロペプチドの7位)のアルギニン残基がアラニン残基に置換され得る。   As CALB displayed on the cell surface, a mutant of wild-type CALB is also used. Examples of such a mutant include a lysine residue at position -2 (position 6 of the propeptide) and / or position -1 (propeptide) of SEQ ID NO: 2 in the sequence listing with respect to the amino acid sequence of wild-type CALB. And a polypeptide in which the arginine residue at position 7) is substituted. It is preferable that the amino acid after substitution at this lysine-arginine site suppresses recognition by KEX protease to a low level and does not greatly change the properties of the amino acid. For example, the lysine residue at position -2 (position 6 of the propeptide) is not changed, and the arginine residue at position -1 (position 7 of the propeptide) can be replaced with a lysine residue. Also, the lysine residue at the -2 position (position 6 of the propeptide) and the arginine residue at the position -1 (position 7 of the propeptide) can be substituted with alanine residues.

また、野生型CALBのアミノ酸配列に対して、配列表の配列番号2の308位のリジン残基および/または309位のアルギニン残基も置換され得る。308位のリジン残基および/または309位のアルギニン残基は、CALBのC末端部に位置するリジン−アルギニン部位である。上記と同様に、置換後のアミノ酸は、KEXプロテアーゼによる認識を低く抑え、かつアミノ酸の性質が大きく変わらないことが好ましい。例えば、309位のアルギニン残基がリジン残基に置換され得る。また、308位のリジン残基および309位のアルギニン残基がそれぞれアラニン残基に置換され得る。このC末端部に位置するリジン−アルギニン部位は、上記プロペプチドのリジン−アルギニン部位と組み合わせて改変され得る。   In addition, the lysine residue at position 308 and / or the arginine residue at position 309 of SEQ ID NO: 2 in the sequence listing may be substituted for the amino acid sequence of wild-type CALB. The lysine residue at position 308 and / or the arginine residue at position 309 is a lysine-arginine site located at the C-terminal part of CALB. Similarly to the above, it is preferable that the amino acid after substitution suppresses recognition by KEX protease to be low and the properties of the amino acid do not change greatly. For example, an arginine residue at position 309 can be replaced with a lysine residue. In addition, the lysine residue at position 308 and the arginine residue at position 309 can each be substituted with an alanine residue. This lysine-arginine site located at the C-terminal can be modified in combination with the lysine-arginine site of the propeptide.

本発明においては、発現したCALBを細胞膜へ導くために、CALBは、分泌シグナルをN末端に結合した状態で発現される。分泌シグナル配列は、一般に細胞外(ペリプラズムも含む)に分泌されるタンパク質(分泌性タンパク質)のN末端に結合している、疎水性に富んだアミノ酸を多く含むアミノ酸配列であり、通常、分泌性タンパク質が細胞内から細胞膜を通過して細胞外へ分泌される際に除去される。発現したCALBを細胞膜へ導くことができる分泌シグナル配列であれば、どのような分泌シグナル配列でも用いられ得、起源は問わない。例えば、分泌シグナル配列としては、グルコアミラーゼの分泌シグナル配列、酵母のα−またはa−アグルチニンのシグナル配列、CALB自身の分泌シグナル配列(例えば、配列番号2の−25位のメチオニン残基から−8位のアラニン残基までの18アミノ酸からなるアミノ酸配列を有するポリペプチド)などが好適に用いられる。細胞表層結合性タンパク質に融合している他のタンパク質の活性に影響を及ぼさないのであれば、分泌シグナル配列およびプロ配列の一部または全部がN末端に残ってもよい。   In the present invention, in order to guide the expressed CALB to the cell membrane, CALB is expressed in a state where a secretion signal is bound to the N-terminus. A secretory signal sequence is an amino acid sequence containing many amino acids rich in hydrophobicity, which is generally bound to the N-terminus of a protein (secretory protein) secreted extracellularly (including the periplasm) and is usually secretory. Proteins are removed as they pass through the cell membrane and are secreted out of the cell. Any secretory signal sequence can be used as long as it is a secretory signal sequence capable of directing the expressed CALB to the cell membrane, regardless of the origin. For example, a secretion signal sequence of glucoamylase, a signal sequence of yeast α- or a-agglutinin, a secretion signal sequence of CALB itself (for example, -8 from methionine residue at position −25 of SEQ ID NO: 2) A polypeptide having an amino acid sequence consisting of 18 amino acids up to the alanine residue at the position) is preferably used. If the activity of other proteins fused to the cell surface binding protein is not affected, a part or all of the secretory signal sequence and the pro sequence may remain at the N-terminus.

細胞表層にCALBを提示するための要素について説明する。細胞表層にCALBを提示するための要素としては、(a)細胞表層局在タンパク質のGPIアンカー付着認識シグナル配列、および、(b)細胞表層局在タンパク質の糖鎖結合タンパク質ドメインが挙げられる。上述したように、プロペプチドを含むCALBの形態で細胞表層に固定されることが望ましい。   The elements for presenting CALB on the cell surface will be described. Elements for presenting CALB on the cell surface include (a) a GPI anchor adhesion recognition signal sequence of the cell surface localized protein, and (b) a sugar chain binding protein domain of the cell surface localized protein. As described above, it is desirable to fix to the cell surface in the form of CALB containing a propeptide.

用いられ得る細胞表層局在タンパク質としては、酵母の性凝集タンパク質であるα−またはa−アグルチニン(GPIアンカーとして使用)、FLO1タンパク質(FLO1タンパク質は、N末端側のアミノ酸長を種々改変して、GPIアンカーとして使用し得る:例えば、FLO42、FLO102、FLO146、FLO318、FLO428など;Appl. Microbiol. Biotech.,60巻,469-474頁,2002年:なお、FLO1326とは、全長FLO1タンパク質を表す)、FLOタンパク質(GPIアンカー機能を有さず、凝集性を利用するFLOshortまたはFLOlong;Appl. Environ. Microbiol.,4517-4522頁,2002年)、ペリプラズム局在タンパク質であるインベルターゼ(GPIアンカーを利用しない)などが挙げられる。   Examples of cell surface localized proteins that can be used include α- or a-agglutinin which is a sex aggregation protein of yeast (used as a GPI anchor), FLO1 protein (FLO1 protein has various amino acid lengths on the N-terminal side, Can be used as a GPI anchor: for example, FLO42, FLO102, FLO146, FLO318, FLO428, etc .; Appl. Microbiol. Biotech., 60, 469-474, 2002: where FLO1326 represents the full-length FLO1 protein) , FLO protein (FLOshort or FLOlong which does not have GPI anchor function and utilizes aggregation property; Appl. Environ. Microbiol., Pages 4517-4522, 2002), invertase which is a periplasmic localized protein (does not use GPI anchor) ) And the like.

まず、(a)について説明する。GPIアンカーにより細胞表層に局在するタンパク質をコードする遺伝子は、N末端側から順に、分泌シグナル配列、細胞表層局在タンパク質(糖鎖結合タンパク質ドメイン)、およびGPIアンカー付着認識シグナル配列をそれぞれコードする遺伝子を有している。細胞内でこの遺伝子から発現された細胞表層局在タンパク質(糖鎖結合タンパク質)は、分泌シグナルにより細胞膜外へ導かれ、その際、GPIアンカー付着認識シグナル配列は、選択的に切断されたC末端部分を介して細胞膜のGPIアンカーと結合して細胞膜に固定される。その後、PI−PLCにより、GPIアンカーの根元付近で切断され、細胞壁に組み込まれて細胞表層に固定され、細胞表層に提示される。   First, (a) will be described. A gene encoding a protein localized on the cell surface by a GPI anchor encodes a secretory signal sequence, a cell surface localized protein (sugar chain binding protein domain), and a GPI anchor attachment recognition signal sequence in this order from the N-terminal side. Have a gene. A cell surface localized protein (glycan binding protein) expressed from this gene in the cell is guided to the outside of the cell membrane by a secretion signal, and the GPI anchor attachment recognition signal sequence is selectively cleaved at the C-terminal. It binds to the GPI anchor of the cell membrane via the portion and is fixed to the cell membrane. Then, it is cut by the PI-PLC near the root of the GPI anchor, incorporated into the cell wall, fixed to the cell surface, and presented on the cell surface.

ここで、GPIアンカーとは、グリコシルホスファチジルイノシトール(GPI)と呼ばれるエタノールアミンリン酸−6マンノースα1−2マンノースα1−6マンノースα1−4グルコサミンα1−6イノシトールリン脂質を基本構造とする糖脂質をいい、PI−PLCとは、ホスファチジルイノシトール依存性ホスホリパーゼCをいう。   Here, the GPI anchor refers to a glycolipid having a basic structure of ethanolamine phosphate-6 mannose α1-2 mannose α1-6 mannose α1-4 glucosamine α1-6 inositol phospholipid called glycosylphosphatidylinositol (GPI). , PI-PLC refers to phosphatidylinositol-dependent phospholipase C.

GPIアンカー付着認識シグナル配列とは、GPIアンカーが細胞表層局在タンパク質と結合する際に認識される配列であり、通常、細胞表層局在タンパク質のC末端あるいはその近傍に位置する。GPIアンカー付着認識シグナル配列としては、例えば酵母のα−アグルチニンのC末端部分の配列が好適に用いられる。上記α−アグルチニンのC末端から320アミノ酸の配列のC末端側には、GPIアンカー付着認識シグナル配列が含まれる。よって、このC末端から320アミノ酸の配列をコードするDNA配列が特に有用である。   The GPI anchor attachment recognition signal sequence is a sequence recognized when the GPI anchor binds to the cell surface localized protein, and is usually located at or near the C-terminal of the cell surface localized protein. As the GPI anchor attachment recognition signal sequence, for example, the sequence of the C-terminal portion of yeast α-agglutinin is preferably used. On the C-terminal side of the sequence of 320 amino acids from the C-terminus of α-agglutinin, a GPI anchor attachment recognition signal sequence is included. Therefore, a DNA sequence encoding a sequence of 320 amino acids from the C terminus is particularly useful.

したがって、例えば、分泌シグナル配列をコードするDNA−細胞表層局在タンパク質をコードする構造遺伝子−GPIアンカー付着認識シグナルをコードするDNA配列を有する配列において、この細胞表層局在タンパク質をコードする構造遺伝子の全部または一部の配列を、CALBをコードするDNA配列に置換することにより、GPIアンカーを介してCALBを細胞表層に提示するための組換えDNAが得られる。細胞表層局在タンパク質がα−アグルチニンである場合、上記α−アグルチニンのC末端から320アミノ酸の配列をコードする配列を残すように、CALBをコードするDNAを導入することが好ましい。このようなDNAを酵母に導入して発現させることによって細胞表層に提示された目的のタンパク質は、そのC末端側が表層に固定されている。   Therefore, for example, a DNA encoding a secretory signal sequence-a structural gene encoding a cell surface localized protein-a sequence having a DNA sequence encoding a GPI anchor adhesion recognition signal, and a structural gene encoding this cell surface localized protein By substituting all or a part of the sequence with a DNA sequence encoding CALB, recombinant DNA for displaying CALB on the cell surface via a GPI anchor can be obtained. When the cell surface localized protein is α-agglutinin, it is preferable to introduce a CALB-encoding DNA so as to leave a sequence encoding a 320 amino acid sequence from the C-terminal of the α-agglutinin. The target protein presented on the cell surface by introducing such DNA into yeast and expressing it has its C-terminal side immobilized on the surface.

次に、(b)について説明する。糖鎖結合タンパク質ドメインとは、複数の糖鎖を有し、この糖鎖が、細胞壁中の糖鎖と相互作用または絡み合うことによって、細胞表層に留まることのできるドメインをいう。例えば、レクチン、レクチン様タンパク質などの糖鎖結合部位などが挙げられる。代表的には、GPIアンカータンパク質の凝集機能ドメイン、FLOタンパク質の凝集機能ドメインが挙げられる。GPIアンカータンパク質の凝集機能ドメインとは、GPIアンカリングドメインよりもN末端側にあり、複数の糖鎖を有し、凝集に関与していると考えられているドメインをいう。   Next, (b) will be described. The sugar chain-binding protein domain refers to a domain that has a plurality of sugar chains and can remain on the cell surface layer by interacting or entanglement with sugar chains in the cell wall. Examples thereof include sugar chain binding sites such as lectins and lectin-like proteins. Typically, an aggregation functional domain of GPI anchor protein and an aggregation functional domain of FLO protein can be mentioned. The aggregation functional domain of the GPI anchor protein is a domain that is located on the N-terminal side of the GPI anchoring domain, has a plurality of sugar chains, and is considered to be involved in aggregation.

この細胞表層局在タンパク質(凝集機能ドメイン)と目的の発現タンパク質CALBとを結合することにより、細胞表層に目的の発現タンパク質CALBが提示される。目的の発現タンパク質は、細胞表層局在タンパク質(凝集機能ドメイン)のN末端側にも、C末端側にも結合させることができる。本発明においては、(1)分泌シグナル配列をコードするDNA−CALBをコードする遺伝子−細胞表層局在タンパク質(凝集機能ドメイン)をコードする構造遺伝子;あるいは(2)分泌シグナル配列をコードするDNA−細胞表層局在タンパク質(凝集機能ドメイン)をコードする構造遺伝子−CALBをコードする遺伝子、を作製することにより、細胞表層にCALBを提示するための組換えDNAが得られる。凝集機能ドメインを利用する場合、GPIアンカーは細胞表層の提示には関与しないので、組換えDNA中に、GPIアンカー付着認識シグナル配列をコードするDNA配列は、一部のみ存在してもよいが、存在しなくてもよい。また、凝集機能ドメインを用いる場合は、ドメインの長さを調節しやすいため(例えば、FLOshortまたはFLOlongのいずれかを選択できる)、より適切な長さでCALBを細胞表層に提示できる点で、ならびにCALBのN末端またはC末端のどちらの側でも結合させることが可能な点で、非常に有用である。   By binding this cell surface localized protein (aggregation functional domain) and the target expression protein CALB, the target expression protein CALB is presented on the cell surface. The target expressed protein can be bound to both the N-terminal side and the C-terminal side of the cell surface localized protein (aggregation functional domain). In the present invention, (1) a DNA encoding a secretory signal sequence-a gene encoding CALB-a structural gene encoding a cell surface localized protein (aggregation functional domain); or (2) a DNA encoding a secretory signal sequence- By producing a structural gene encoding a cell surface localized protein (aggregation function domain)-a gene encoding CALB, recombinant DNA for presenting CALB on the cell surface can be obtained. When the aggregation functional domain is used, since the GPI anchor is not involved in the cell surface presentation, only a part of the DNA sequence encoding the GPI anchor attachment recognition signal sequence may be present in the recombinant DNA. It does not have to exist. In addition, when the aggregation functional domain is used, the length of the domain can be easily adjusted (for example, either FLOShort or FLOLong can be selected), so that CALB can be presented on the cell surface with a more appropriate length, and This is very useful in that it can be bound on either the N-terminus or C-terminus of CALB.

(a)および(b)のいずれにおいても、CALBは、上記要素に直接結合されていてもよいし、リンカーを介して結合されていてもよい。このようなリンカーの設計および作製は、当業者が適宜なし得ることである。   In both (a) and (b), CALB may be directly bonded to the above element or may be bonded via a linker. Such linkers can be designed and produced by those skilled in the art as appropriate.

上記の各種塩基配列を含むDNAの合成および結合は、当業者が通常用い得る技術で行われ得る。結合は、適切な制限酵素、リンカーなどを用いて行うことができる。   Synthesis and binding of DNAs containing the various base sequences described above can be performed by techniques that can be commonly used by those skilled in the art. The binding can be performed using an appropriate restriction enzyme, a linker or the like.

上記CALBを細胞表層に発現し得るDNAは、プラスミドの形態であることが望ましい。DNAの取得の簡易化の点からは、大腸菌とのシャトルベクターであることが好ましい。プラスミドの形態のDNAの出発材料としては、例えば、酵母の2μmプラスミドの複製開始点(Ori)とColE1の複製開始点とを有しており、酵母選択マーカー(例えば、薬剤耐性遺伝子、TRP、LEU2など)および大腸菌の選択マーカー(薬剤耐性遺伝子など)を有することがさらに好ましい。また、CALB構造遺伝子を発現させるために、この遺伝子の発現を調節するオペレーター、プロモーター、ターミネーター、エンハンサーなどのいわゆる調節配列をも含んでいることが望ましい。例えば、グリセルアルデヒド3’−リン酸デヒドロゲナーゼ(GAPDH)のプロモーターおよびターミネーターが挙げられる。このような出発材料のプラスミドの例としては、GAPDH(グリセルアルデヒド3’-リン酸デヒドロゲナーゼ)プロモーター配列およびGAPDHターミネーター配列を含むプラスミドpYGA2270またはpYE22m、あるいはUPR-ICL(イソクエン酸リアーゼ上流領域)配列とTerm-ICL(イソクエン酸リアーゼのターミネーター領域)配列とを含むプラスミドpWI3などが挙げられる。   The DNA capable of expressing CALB on the cell surface is preferably in the form of a plasmid. From the viewpoint of simplification of DNA acquisition, a shuttle vector with E. coli is preferable. As a starting material for DNA in the form of a plasmid, for example, it has a replication origin (Ori) of 2 μm plasmid of yeast and a replication origin of ColE1, and a yeast selectable marker (for example, drug resistance gene, TRP, LEU2 Etc.) and E. coli selectable markers (drug resistance genes etc.) are more preferred. In addition, in order to express the CALB structural gene, it is desirable to include so-called regulatory sequences such as an operator, a promoter, a terminator, and an enhancer that regulate the expression of this gene. For example, the promoter and terminator of glyceraldehyde 3'-phosphate dehydrogenase (GAPDH) are mentioned. Examples of such starting material plasmids include GAPDH (glyceraldehyde 3'-phosphate dehydrogenase) promoter sequence and GAPDH terminator sequence plasmid pYGA2270 or pYE22m, or UPR-ICL (isocitrate lyase upstream region) sequence and And plasmid pWI3 containing Term-ICL (terminator region of isocitrate lyase) sequence.

例えば、プラスミドpYGA2270またはpYE22mのGAPDHプロモーター配列とGAPDHターミネーター配列との間、あるいはプラスミドpWI3のUPR-ICLの配列とTerm-ICLの配列との間に、CALBをコードするDNAを挿入すれば、酵母に導入するために使用されるプラスミドベクターが製造される。   For example, if DNA encoding CALB is inserted between the GAPDH promoter sequence and GAPDH terminator sequence of plasmid pYGA2270 or pYE22m, or between the UPR-ICL sequence and Term-ICL sequence of plasmid pWI3, The plasmid vector used for the introduction is produced.

ベクターpGA11(Uedaら、Ann. NY. Acad. Sci., 1998年, 864巻, 528-537頁)に、ベクターpICAS1(Muraiら、Appl. Environ. Microbiol., 1998年, 64巻, 4857-4861頁)由来の断片(この断片には、グルコアミラーゼ遺伝子の分泌シグナルをコードする配列、制限酵素SacII、BglII、NcoI、XhoIが認識できるマルチクローニング部位、さらにα−アグルチニンのC末端から320アミノ酸をコードする配列が含まれる)を連結することにより得られるプラスミドベクターpCASは、酵母細胞表層提示用カセットベクターとして好適に使用される。   Vector pGA11 (Ueda et al., Ann. NY. Acad. Sci., 1998, 864, 528-537) and vector pICAS1 (Murai et al., Appl. Environ. Microbiol., 1998, 64, 4857-4861 Page) fragment (this fragment encodes a sequence encoding the secretion signal of the glucoamylase gene, a multiple cloning site capable of recognizing restriction enzymes SacII, BglII, NcoI, and XhoI, and further coding 320 amino acids from the C-terminal of α-agglutinin) The plasmid vector pCAS obtained by ligation) is suitably used as a yeast cell surface display cassette vector.

上記プラスミドが導入された宿主細胞において、CALBが細胞表層に固定されていることを確認するために、タグ(例えば、FLAGタグ)を発現させるようにすることもできる。このようなタグは、CALBの構造遺伝子の塩基配列の下流に、リンカーを用いて連結し得る。このようなリンカーの設計は、当業者が通常用いる手順に基づいて実施できる。   In a host cell into which the plasmid has been introduced, a tag (for example, a FLAG tag) can be expressed in order to confirm that CALB is immobilized on the cell surface. Such a tag can be connected to the downstream of the base sequence of the CALB structural gene using a linker. Such a linker can be designed based on a procedure commonly used by those skilled in the art.

上記で説明した方法に基づいて作製したプラスミドの一例を図1に示す。図1に示したプラスミドpCAS-FLAGR-CALBは、GAPDHプロモーターとGAPDHターミネーターとの間に、分泌シグナルをコードする塩基配列、プロペプチドを含むCALBをコードする塩基配列、FLAGタグをコードする塩基配列、およびα−アグルチニンのC末端から320アミノ酸をコードする塩基配列が、この順で挿入された、プラスミドである。   An example of a plasmid prepared based on the method described above is shown in FIG. The plasmid pCAS-FLAGR-CALB shown in FIG. 1 has a base sequence encoding a secretory signal, a base sequence encoding CALB including a propeptide, a base sequence encoding a FLAG tag, between the GAPDH promoter and the GAPDH terminator, And a base sequence encoding 320 amino acids from the C-terminal of α-agglutinin was inserted in this order.

(CALBを細胞表層に提示する酵母の作製)
CALBを細胞表層に提示する酵母(以下、単に「表層提示酵母」ともいう)は、上記DNAを酵母細胞に導入することにより得られる。「DNAの導入」とは、細胞の中にDNAを導入し、発現させることを意味する。DNAの導入には、形質転換、形質導入、トランスフェクション、コトランスフェクション、エレクトロポレーションなどの方法がある。酵母細胞への導入の場合、具体的には、例えば、酢酸リチウムを用いる方法、プロトプラスト法などがある。
(Production of yeast displaying CALB on the cell surface)
Yeast that presents CALB on the cell surface (hereinafter, also simply referred to as “surface layer display yeast”) can be obtained by introducing the DNA into yeast cells. “Introduction of DNA” means that DNA is introduced into a cell and expressed. Examples of DNA introduction include transformation, transduction, transfection, cotransfection, and electroporation. Specific examples of the introduction into yeast cells include a method using lithium acetate and a protoplast method.

導入されるDNAは、プラスミドの形態で、あるいは宿主の遺伝子に挿入して、または宿主の遺伝子と相同組換えを起こして染色体に取り込まれてもよい。   The introduced DNA may be incorporated into the chromosome in the form of a plasmid, inserted into a host gene, or subjected to homologous recombination with the host gene.

宿主の酵母としては、プラスミド発現のためのマーカーを有し、CALBを細胞表層に提示し得る株であれば、特に限定されない。以下の実施例では、Saccharomyces cerevisiae MT8-1株を用いているが、本株に限定されない。   The host yeast is not particularly limited as long as it has a marker for plasmid expression and can display CALB on the cell surface. In the following Examples, Saccharomyces cerevisiae MT8-1 strain is used, but it is not limited to this strain.

DNAが導入された酵母は、選択マーカー(例えば、薬剤耐性遺伝子、TRP、LEU2など)で選択され得、CALB活性を測定することにより選択される。CALBが細胞表層に固定されていることを確認するには、上記のように、タグ(例えば、FLAGタグ)をコードする配列を予めプラスミド中に挿入し、抗タグ抗体(および必要に応じて蛍光標識抗体)を用いる免疫抗体法を用い得る。   Yeast into which DNA has been introduced can be selected with a selectable marker (eg, drug resistance gene, TRP, LEU2, etc.), and is selected by measuring CALB activity. In order to confirm that CALB is immobilized on the cell surface, as described above, a sequence encoding a tag (for example, FLAG tag) is inserted in the plasmid in advance, and an anti-tag antibody (and fluorescent if necessary) is inserted. An immunoantibody method using a labeled antibody can be used.

上記DNAが導入された酵母は、細胞表層にCALBが提示され、かつリパーゼ活性を有する。この酵母は、細胞表層にCALBが活性型で提示されているので、該酵素をさらに精製することなく利用できる。   The yeast introduced with the DNA has CALB displayed on the cell surface and has lipase activity. This yeast can be used without further purification of the enzyme because CALB is presented in an active form on the cell surface.

CALBを細胞表層に提示する酵母は、担体に固定化されていてもよい。連続反応あるいは回分式培養において、繰り返し使用できるからである。   The yeast that presents CALB on the cell surface may be immobilized on a carrier. This is because it can be used repeatedly in continuous reaction or batch culture.

固定化して連続反応を行う点においては、凝集性の酵母が宿主の酵母として好ましい。凝集性の酵母としては、Saccharomyces diastaticus ATCC60715、同ATCC60712、Saccharomyces cerevisiae IFO1953、同CG1945、同HF7Cが挙げられる。   In terms of immobilization and continuous reaction, aggregating yeast is preferred as the host yeast. Examples of the aggregating yeast include Saccharomyces diastaticus ATCC60715, ATCC60712, Saccharomyces cerevisiae IFO1953, CG1945, and HF7C.

担体とは、酵母を固定化することができる物質を意味し、好ましくは、水またはある特定の溶媒に対して不溶性の物質である。本発明に用いる担体の材質としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリウレタンフォーム、ポリスチレンフォーム、ポリアクリルアミド、ポリビニルフォルマール樹脂多孔質体、シリコンフォーム、セルロース多孔質体等の発泡体あるいは樹脂が好ましい。酵母の増殖および活性が低下したあるいは死滅した酵母の脱離等を考慮すると、多孔質の担体が好ましい。多孔質体の開口部の大きさは細胞によっても異なるが、酵母が十分に入り込めて、増殖できる大きさが適当であり、50μm〜1,000μmが好適であるが、これに限定されない。   The carrier means a substance capable of immobilizing yeast, and is preferably a substance that is insoluble in water or a specific solvent. As the material of the carrier used in the present invention, for example, a foam or a resin such as polyvinyl alcohol, polyurethane foam, polystyrene foam, polyacrylamide, polyvinyl formal resin porous body, silicon foam, cellulose porous body and the like are preferable. In consideration of detachment of yeast whose growth and activity are reduced or dead, a porous carrier is preferable. Although the size of the opening of the porous body varies depending on the cells, a size that allows yeast to sufficiently enter and grow is suitable, and is preferably 50 μm to 1,000 μm, but is not limited thereto.

また、担体の形状は問わない。担体の強度、培養効率等を考慮すると、球状あるいは立方体状で、大きさは、球状の場合、直径が2mm〜50mm、立方体状の場合、2mm〜50mm角が好ましい。   Moreover, the shape of a support | carrier is not ask | required. Considering the strength of the carrier, the culture efficiency, etc., the shape is spherical or cubic, and the size is preferably 2 mm to 50 mm in the case of a sphere, and 2 mm to 50 mm square in the case of a cube.

固定化とは、酵母が遊離の状態ではない状態を意味し、例えば、酵母が担体に結合あるいは付着または担体内部に取り込まれた状態等をいう。酵母の固定化には、例えば、担体結合法、架橋法および包括法等の公知の方法が適用できる。なかでも、凝集性の酵母の固定化には、担体結合法が最適である。担体結合法には、イオン交換性の樹脂に吸着させる化学的吸着法あるいは物理的吸着法が含まれる。   Immobilization means a state in which the yeast is not in a free state, for example, a state in which the yeast is bound to or attached to the carrier or taken into the carrier. For immobilization of yeast, for example, known methods such as a carrier binding method, a crosslinking method and an inclusion method can be applied. Among these, the carrier binding method is optimal for immobilizing aggregating yeast. The carrier binding method includes a chemical adsorption method or a physical adsorption method for adsorbing to an ion-exchange resin.

CALBを細胞表層に提示する凝集性酵母は、担体に固定化されているにもかかわらず、増殖可能であり、そして活性が低下すると自然に脱落していく性質を有しているため、担体に結合した酵母は、生菌数がほぼ一定に保たれ、活性が高いという特徴がある。この特徴を考慮すると、担体への結合は物理的吸着が最も好ましい。物理的吸着には特別な手段は必要ない。凝集性あるいは接着性の細胞と前記多孔質の担体とを単に混合して培養することにより、細胞が多孔質体の開口部に入りこみ、担体に付着する。   The aggregating yeast presenting CALB on the cell surface is capable of growing despite being immobilized on the carrier, and has the property that it naturally falls off when the activity decreases. The combined yeast is characterized in that the number of viable bacteria is kept almost constant and the activity is high. Considering this feature, physical adsorption is most preferable for binding to the support. Special adsorption is not necessary for physical adsorption. By simply mixing and culturing the aggregating or adherent cells and the porous carrier, the cells enter the opening of the porous body and adhere to the carrier.

凝集性とは、液体中に浮遊または分散して存在する酵母等が、集合して塊(集合体)を作る性質を意味し、接着性とは、酵母同士が接着または結合し、集合体を形成する性質を意味する。   Cohesiveness means the property that yeasts that are floating or dispersed in a liquid gather together to form a lump (aggregate). Adhesiveness means that yeasts adhere or bind to each other. It means the property to form.

活性が低下したとは、酵母自体は死滅していないものの細胞全体の活性が弱まった状態、あるいは、たとえば凝集に関する活性が低下する、凝集に関する酵素をコードするDNAのレベルで活性が弱まる等の状態となり、凝集できなくなる状態をいう。   The decreased activity means that the yeast itself has not died, but the activity of the whole cell is weakened, or the activity is reduced at the level of DNA encoding the enzyme related to aggregation, for example, the activity related to aggregation is reduced. It means a state where it cannot aggregate.

また、本発明においては、凝集性または接着性の酵母は、凝集または接着に関する遺伝子の導入により凝集性または接着性を付与された酵母であってもよい。   In the present invention, the aggregating or adhesive yeast may be a yeast that has been imparted with the aggregating or adhering property by introduction of a gene related to aggregation or adhesion.

凝集または接着に関する遺伝子とは、凝集または接着に関与する物質、例えば、酵母におけるキチン、レクチンなどをコードする構造遺伝子が挙げられ、凝集性に関する遺伝子としては、FLO1[J. Watariら、Agric. Biol. Chem., 55:1547(1991), G.G. Stewartら、Can. J. Microbiol., 23:441(1977), I. Russellら、J. Inst. Brew., 86:120(1980), C.W. Lewisら、J. Inst. Brew., 82:158(1976)]、FLO5[I. Russellら、J. Inst. Brew., 85:95(1979)]、FLO8[I. Yamashitaら、Agric. Biol. Chem., 48:131(1984)]などの遺伝子が挙げられる。   Examples of the gene relating to aggregation or adhesion include structural genes encoding substances involved in aggregation or adhesion, such as chitin and lectin in yeast. Examples of genes relating to aggregation are FLO1 [J. Watari et al., Agric. Biol. Chem., 55: 1547 (1991), GG Stewart et al., Can. J. Microbiol., 23: 441 (1977), I. Russell et al., J. Inst. Brew., 86: 120 (1980), CW Lewis. J. Inst. Brew., 82: 158 (1976)], FLO5 [I. Russell et al., J. Inst. Brew., 85:95 (1979)], FLO8 [I. Yamashita et al., Agric. Biol. Chem., 48: 131 (1984)].

これらの凝集または接着に関する遺伝子は、上記の出発材料のプラスミドに組み込まれて、酵母に導入され得る。   These genes for aggregation or adhesion can be incorporated into the starting material plasmids described above and introduced into yeast.

このようにして得られる固定化された酵母は、担体に付着した状態で、浮遊状態で培養されるか、カラム等に充填されて、いわゆるバイオリアクターとして用いることができる。連続的にあるいはバッチで繰り返し培養しても、活性が低下したあるいは死滅した細胞が脱離していくので、活性が落ちることはなく、有効に利用することができる。   The immobilized yeast obtained in this way can be used as a so-called bioreactor by being cultured in a floating state while being attached to a carrier, or packed in a column or the like. Even if the cells are cultured continuously or repeatedly in batches, the cells whose activity has been reduced or killed are detached, so that the activity does not decrease and can be used effectively.

(CALBを細胞表層に提示する酵母の用途)
カンジダ・アンタークティカ由来リパーゼB(CALB)は、水溶系および有機溶媒系の両方において高い活性や安定性を保ち、また、その基質特異性として高い立体選択性やエナンチオ選択性を有する。したがって、本発明の酵母は、様々なキラル化合物の不斉合成、エステル化合物の分解および合成反応、エステル交換反応、重合反応などの触媒として適用可能である。
(Use of yeast to present CALB on the cell surface)
Candida antarctica-derived lipase B (CALB) maintains high activity and stability in both aqueous and organic solvent systems, and has high stereoselectivity and enantioselectivity as its substrate specificity. Therefore, the yeast of the present invention can be applied as a catalyst for asymmetric synthesis of various chiral compounds, decomposition and synthesis reactions of ester compounds, transesterification reactions, polymerization reactions and the like.

CALB表層提示酵母は、脂肪酸の製造および脂肪酸エステルの製造、ならびに油脂のエステル交換において、例えば、特許文献2に記載のように、油脂との反応に好適に用いられ得る。   The CALB surface layer display yeast can be suitably used for the reaction with fats and oils, for example, as described in Patent Document 2, in the production of fatty acids and fatty acid esters, and the transesterification of fats and oils.

CALB表層提示酵母は、乳酸エステルの製造に好適に用いられ得る。乳酸エステルは、酵母の表層提示CALBの存在下で、アルコールと乳酸との反応を行うことにより得られる。反応させる乳酸は、D体もしくはL体、またはそれらの混合物であってもよい。アルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどの低級アルコールが好ましい。製造に用いるアルコールの量は、乳酸のモル数と同等であるか、またはそれ以下であってもよい。この反応により、用いたアルコールに依存した種類の乳酸エステルが得られる。乳酸エステルは、工業用溶剤および洗浄剤として用いることができる。   CALB surface layer display yeast can be used suitably for manufacture of lactate ester. Lactic acid ester is obtained by reacting alcohol and lactic acid in the presence of the surface layer-displayed CALB of yeast. The lactic acid to be reacted may be D-form or L-form, or a mixture thereof. As the alcohol, lower alcohols such as methanol, ethanol, propanol and butanol are preferred. The amount of alcohol used in the production may be equal to or less than the number of moles of lactic acid. By this reaction, a type of lactic acid ester depending on the alcohol used is obtained. Lactic acid esters can be used as industrial solvents and cleaning agents.

1つの実施態様では、上記アルコールはエタノールである。この場合、酵母の表層提示CALBは、乳酸とエタノールとの反応を媒介し、乳酸エチルを生成し得る。乳酸エチルは、生分解性プラスチックの原料として利用できる。   In one embodiment, the alcohol is ethanol. In this case, the surface layer-displayed CALB of yeast can mediate a reaction between lactic acid and ethanol to produce ethyl lactate. Ethyl lactate can be used as a raw material for biodegradable plastics.

本発明の酵母によって表層発現されるCALBは、60℃付近でも活性を保持できる。したがって、反応において、約20℃〜約60℃において好ましく使用することができる。約30℃〜約60℃のような比較的高温での反応も可能である。例えば、以下の実施例に示すように、約50℃のような高温で、約100時間のような長時間にわたる反応に使用することも可能である。乳酸エステルの製造においては、アルコール条件下での乳酸および表層提示CALBの反応は、約30℃〜約60℃のような比較的高温で実施され得る。   CALB expressed by the surface of the yeast of the present invention can retain activity even at around 60 ° C. Therefore, it can be preferably used in the reaction at about 20 ° C to about 60 ° C. Reactions at relatively high temperatures such as about 30 ° C to about 60 ° C are also possible. For example, as shown in the following examples, it can be used for a reaction at a high temperature such as about 50 ° C. for a long time such as about 100 hours. In the production of lactic acid esters, the reaction of lactic acid and surface-presented CALB under alcohol conditions can be carried out at a relatively high temperature, such as from about 30 ° C to about 60 ° C.

反応のpHは、CALBの性質および反応させる基質を考慮して決定され得る。乳酸エステルの製造の場合、約4.0〜約8.0が好ましい。反応の進行とともにpHは低下するので、pHを一定の値あるいは特定の範囲に調節することが好ましい。   The pH of the reaction can be determined taking into account the nature of the CALB and the substrate to be reacted. For the production of lactic acid esters, about 4.0 to about 8.0 is preferred. Since the pH decreases as the reaction proceeds, it is preferable to adjust the pH to a certain value or a specific range.

反応に使用される溶剤は、水系および非水系の有機溶媒のいずれでもよい。用いる反応に依存して決定し得る。   The solvent used for the reaction may be either an aqueous or non-aqueous organic solvent. It can be determined depending on the reaction used.

以下、実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明がこの実施例により限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated, this invention is not limited by this Example.

本実施例において使用した方法の手順を以下に説明するが、これらに制限されない。   The procedure of the method used in this example is described below, but is not limited thereto.

(1.使用菌株)
本研究では以下の菌株を使用した:
大腸菌(Escherichia coli)DH5α[F-,ψ80dlac ZΔM15,Δ(lac ZYA-argF)U169, deoR, recA1, endA1, hsdR17(rk-mk+), phoA, supE44,λ-, thi-1, gyrA96, relA1]
酵母サッカロマイセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)MT8-1(MATa, ade, his3, leu2, trp1, ura3)。
(1. Used strain)
The following strains were used in this study:
Escherichia coli DH5α [F-, ψ80dlac ZΔM15, Δ (lac ZYA-argF) U169, deoR, recA1, endA1, hsdR17 (rk-mk +), phoA, supE44, λ-, thi-1, gyrA96, relA1
Yeast Saccharomyces cerevisiae MT8-1 (MATa, ade, his3, leu2, trp1, ura3).

(2.培地)
以下の培地は、一部を除いて全試薬を蒸留水に溶解した後、オートクレーブ滅菌(121℃、15分)した。また、寒天培地の作製には2%(w/v)の寒天末(ナカライ特級)を用いた。
(2. Medium)
The following media, except for some parts, were dissolved in distilled water and then autoclaved (121 ° C., 15 minutes). For preparation of the agar medium, 2% (w / v) agar powder (Nacalai special grade) was used.

<LB(ルリア・ベルタニ:Luria-Bertani)培地>
1%(w/v)バクトトリプトン(DIFCO);0.5%(w/v)酵母エキス(DIFCO);1%(w/v)NaCl(ナカライ特級)を有する。オートクレーブ後60℃まで冷ました後、50mg/lアンピシリンナトリウム(明治製菓)を加えた。アンピシリンが添加されたLB培地を、以下「LBA」ともいう。
<LB (Luria-Bertani) medium>
1% (w / v) bactotryptone (DIFCO); 0.5% (w / v) yeast extract (DIFCO); 1% (w / v) NaCl (Nacalai special grade). After autoclaving and cooling to 60 ° C., 50 mg / l ampicillin sodium (Meiji Seika) was added. Hereinafter, the LB medium supplemented with ampicillin is also referred to as “LBA”.

<YPD(酵母エキスペプトンデキストロース)培地>
1%(w/v)酵母エキス;1%(w/v)バクトペプトン(DIFCO);2%(w/v)D-(+)-グルコース(ナカライ特級)を有する。
<YPD (yeast extract peptone dextrose) medium>
1% (w / v) yeast extract; 1% (w / v) bactopeptone (DIFCO); 2% (w / v) D-(+)-glucose (Nacalai special grade).

<SD(合成ドロップアウト:Synthetic Dropout)培地>
0.67%(w/v)DIFCOTM Yeast nitrogen base w/o amino acids(DIFCO)および2%(w/v)グルコースを有する。トリブチリンや大豆油を含むプレートの作製は、SDC培地(2%(w/v)カザミノ酸(DIFCO)を含むSD培地である)と、乳化剤として、1%(w/v)胆汁末とを加えた後、オートクレーブした。60℃まで冷ましてから、0.2%トリブチリン(和光純薬)または0.2%大豆油(和光純薬)、50mg/lアンピシリンナトリウムを混合し、ソニケーションにより十分に溶解させ撹拌した後、ペトリ皿に均等に分注した。
<SD (Synthetic Dropout) Medium>
It has 0.67% (w / v) DIFCO Yeast nitrogen base w / o amino acids (DIFCO) and 2% (w / v) glucose. To prepare plates containing tributyrin and soybean oil, add SDC medium (SD medium containing 2% (w / v) casamino acid (DIFCO)) and 1% (w / v) bile powder as an emulsifier. And then autoclaved. After cooling to 60 ° C, mix 0.2% tributyrin (Wako Pure Chemical) or 0.2% soybean oil (Wako Pure Chemical) and 50mg / l ampicillin sodium, dissolve well by sonication, stir, and evenly in a Petri dish Dispensed into

生育させる株の栄養要求性に応じて次のように塩基およびアミノ酸を添加した:
20mg/l 硫酸アデニン脱水物(和光純薬)
20mg/l ウラシル(和光純薬)
100mg/l L-ロイシン(和光純薬)
20mg/l L-ヒスチジン一塩酸塩一水和物(ナカライ)
20mg/l L-トリプトファン(ナカライ)。
Depending on the auxotrophy of the strain to be grown, bases and amino acids were added as follows:
20mg / l Adenine sulfate dehydrate (Wako Pure Chemical Industries)
20mg / l uracil (Wako Pure Chemical Industries)
100mg / l L-leucine (Wako Pure Chemical Industries)
20mg / l L-histidine monohydrochloride monohydrate (Nacalai)
20mg / l L-tryptophan (Nacalai).

<SOC培地>
2%(w/v)トリプトン;0.5%(w/v) 酵母エキス;10mM NaCl;2.5mM KCl;10mM MgSO4;10mM MgCl2;および20mM グルコースを有する。
<SOC medium>
2% (w / v) tryptone; 0.5% (w / v) yeast extract; 10 mM NaCl; 2.5 mM KCl; 10 mM MgSO 4 ; 10 mM MgCl 2 ; and 20 mM glucose.

(3.PCRによる遺伝子増幅)
本実施例では目的に応じて、以下のポリメラーゼを使い分けてPCRを行った。
(3. Gene amplification by PCR)
In this example, PCR was performed using the following polymerases according to the purpose.

(3−1.KOD Dash(登録商標)(TOYOBO)を用いたPCR)
反応液組成(50μlあたり)は、滅菌水37μl;10×バッファー(製造者の指示書による)5μl;2mM dNTPs 5μl;プライマー1(100pmol/μl)1μl;プライマー2(100pmol/μl)1μl;およびKOD Dash(登録商標)1μlである。
(3-1. PCR using KOD Dash (registered trademark) (TOYOBO))
Reaction solution composition (per 50 μl) was: 37 μl sterile water; 5 μl 10 × buffer (according to manufacturer's instructions); 5 μl 2 mM dNTPs; 1 μl primer 1 (100 pmol / μl); 1 μl primer 2 (100 pmol / μl); and KOD 1 μl of Dash®.

反応サイクルは、94℃ 2分;94℃ 30秒、(Tm−5)℃ 2秒、および74℃ 30秒/kbを30サイクル;74℃ 7分;ならびに4℃ ∞である。   The reaction cycle is 94 ° C 2 minutes; 94 ° C 30 seconds, (Tm-5) ° C 2 seconds, and 74 ° C 30 seconds / kb 30 cycles; 74 ° C 7 minutes; and 4 ° C ∞.

KOD Dash(登録商標)は増幅効率が高いため、主にダイレクトコロニーPCRの際に使用した。ダイレクトコロニーPCRは、ベクターへのインサートDNAの挿入を確認するために行った。まず、上記反応液組成のポリメラーゼを除いた反応液を調製し、PCRチューブに50μlずつ分注した。ここに、コロニーをつついた滅菌済みの爪楊枝を浸して軽くかきまぜた。その後、各PCRチューブにポリメラーゼを加え、上記反応サイクルでPCRを行った。反応後、アガロース電気泳動を用いて、目的の増幅産物のバンドを確認した。   Since KOD Dash (registered trademark) has high amplification efficiency, it was mainly used for direct colony PCR. Direct colony PCR was performed to confirm the insertion of the insert DNA into the vector. First, a reaction solution excluding the polymerase having the above reaction solution composition was prepared, and 50 μl was dispensed into a PCR tube. Here, a sterilized toothpick with a colony was dipped and gently stirred. Thereafter, polymerase was added to each PCR tube, and PCR was performed in the above reaction cycle. After the reaction, the band of the target amplification product was confirmed using agarose electrophoresis.

(3−2.KOD Plus(登録商標)(TOYOBO)を用いたPCR)
反応液組成(50μlあたり)は、滅菌水37μl;10×バッファー(製造者の指示書による)5μl;2mM dNTPs 5μl;25mM MgSO4 2μl;プライマー1(100pmol/μl)1μl;プライマー2(100pmol/μl)1μl;テンプレートDNA 1μl(1〜10ng);およびKOD Plus(登録商標)1μlである。
(3-2. PCR using KOD Plus (registered trademark) (TOYOBO))
Reaction solution composition (per 50 μl) was: sterile water 37 μl; 10 × buffer (according to manufacturer's instructions) 5 μl; 2 mM dNTPs 5 μl; 25 mM MgSO 4 2 μl; primer 1 (100 pmol / μl) 1 μl; primer 2 (100 pmol / μl) ) 1 μl; template DNA 1 μl (1-10 ng); and KOD Plus® 1 μl.

反応サイクルは、94℃ 2分;94℃ 15秒、(Tm−5)℃ 30秒、および68℃ 1分/kbを25サイクル;68℃ 7分;ならびに4℃ ∞である。   The reaction cycle is 94 ° C for 2 minutes; 94 ° C for 15 seconds, (Tm-5) ° C for 30 seconds, and 68 ° C for 1 minute / kb for 25 cycles; 68 ° C for 7 minutes; and 4 ° C ∞.

KOD Plus(登録商標)は正確性が高いため、インサートDNAを調製する場合に使用した。PCRによる目的の増幅産物が確認されない場合にはMgSO4の濃度を上げ、そしてPCR産物にスメアが確認される場合にはMgSO4の濃度を下げることで解決を進めた。 Since KOD Plus (registered trademark) has high accuracy, it was used when preparing insert DNA. The solution was advanced by increasing the concentration of MgSO 4 when the desired amplification product by PCR was not confirmed, and decreasing the concentration of MgSO 4 when smear was confirmed in the PCR product.

(4.PCR産物の精製)
インサートDNAやメガプライマーを調製する場合、PCR反応後、電気泳動で増幅産物のバンドを確認した後、Quantum Prep(登録商標)PCR Kleen Spin Column(BIO-RAD)を用いて精製した。精製はプロトコールに従った。
(4. Purification of PCR products)
When preparing an insert DNA or megaprimer, the amplification product band was confirmed by electrophoresis after the PCR reaction, and then purified using a Quantum Prep (registered trademark) PCR Kleen Spin Column (BIO-RAD). Purification followed the protocol.

(5.制限酵素処理)
DNAの制限酵素処理は、以下のような反応液中で行った。反応液組成(20μlあたり)は、DNA 1〜2μg;10×バッファー2μl;制限酵素1μl;滅菌水(全体で20μlとする)であった。反応バッファーや反応温度は、個々の制限酵素に最適なものを選択し、処理を行った。反応時間は2時間以上で行った。反応バッファーは、以下の通りである:10×Highバッファー(TOYOBO)[10mM Tris-HCl(pH7.5)、10mM MgCl2、1mM DTT];10×Lowバッファー(TOYOBO)[50mM Tris-HCl(pH7.5)、10mM MgCl2、100mM NaCl、1mM DTT]。
(5. Restriction enzyme treatment)
The restriction enzyme treatment of DNA was performed in the following reaction solution. The reaction solution composition (per 20 μl) was DNA 1-2 μg; 10 × buffer 2 μl; restriction enzyme 1 μl; sterilized water (20 μl in total). The reaction buffer and reaction temperature were selected and processed optimally for each restriction enzyme. The reaction time was 2 hours or longer. The reaction buffer is as follows: 10 × High buffer (TOYOBO) [10 mM Tris-HCl (pH 7.5), 10 mM MgCl 2 , 1 mM DTT]; 10 × Low buffer (TOYOBO) [50 mM Tris-HCl (pH 7) .5), 10mM MgCl 2, 100mM NaCl, 1mM DTT].

(6.クイックチェンジ法による変異導入)
クイックチェンジ法は、ライゲーション操作を必要としない、非常に簡便な変異導入法である。これは、Stratagene社でもQuikChange(登録商標)II Site-Directed Mutagenesis Kitなどで、キット化されている。その方法は、3つの段階からなる。1段階目はプラスミド全体をテンプレートとしたポリメラーゼ反応、2段階目はDpnIによるテンプレートプラスミドの除去、および3段階目は大腸菌の形質転換である。
(6. Mutation introduction by quick change method)
The quick change method is a very simple mutagenesis method that does not require a ligation operation. This is also made into a kit by Stratagene, such as QuikChange (registered trademark) II Site-Directed Mutagenesis Kit. The method consists of three stages. The first step is a polymerase reaction using the whole plasmid as a template, the second step is removal of the template plasmid by DpnI, and the third step is transformation of E. coli.

本実施例における部位特異的変異の導入は、一部を除いてすべてこの方法を利用した。ポリメラーゼは、正確性および長鎖のDNAの増幅に優れたPfu UltraTM High-Fidelity DNAポリメラーゼ(Stratagene)を用いた。反応液組成(50μlあたり)は、滅菌水36μl;5×バッファー(製造者の指示書による)5μl;2mM dNTPs 5μl;プライマー1(100pmol/μl)1μl;プライマー2(100pmol/μl)1μl;テンプレートDNA 1μl(100ng);およびポリメラーゼ1μlであった。反応サイクルは、95℃ 2分;95℃ 50秒、55℃ 50秒、および72℃ 2分/kbを18サイクル;72℃ 7分;ならびに4℃ ∞であった。また、変異導入の際に用いるプライマーは以下の点に注意して設計した:(1)2つのプライマーを同じ長さにして、完全に相補的にする;(2)変異導入部位の両端は15塩基以上とし、テンプレートの配列と完全に一致させる;(3)プライマーの末端はGかCで終わらせる。 In this example, all of the site-specific mutations were introduced using this method except for a part. As the polymerase, Pfu Ultra High-Fidelity DNA polymerase (Stratagene) excellent in accuracy and amplification of long DNA was used. Reaction solution composition (per 50 μl) is: 36 μl sterile water; 5 μl buffer (according to manufacturer's instructions) 5 μl; 2 mM dNTPs 5 μl; Primer 1 (100 pmol / μl) 1 μl; Primer 2 (100 pmol / μl) 1 μl; Template DNA 1 μl (100 ng); and 1 μl of polymerase. The reaction cycle was 95 ° C. for 2 minutes; 95 ° C. for 50 seconds, 55 ° C. for 50 seconds, and 72 ° C. for 2 minutes / kb 18 cycles; 72 ° C. for 7 minutes; The primers used for mutagenesis were designed with the following points in mind: (1) Make the two primers the same length and make them completely complementary; (2) Both ends of the mutagenesis site are 15 Use at least bases to match the template sequence exactly (3) End the primer with G or C.

手順は以下の通りである:プラスミド全体をテンプレートとしてポリメラーゼ反応;反応産物(50μl)にDpnI 1μl(20units)を直接添加;37℃で終夜インキュベート;電気泳動によりプラスミドサイズのバンドを確認;2μlを直接Competent high DH5αへ導入(7.参照);約16時間後、シングルコロニーをLBA液体培地5mlに植菌;160分-1、37℃で終夜インキュベート;ミニプレップ(8.参照);塩基配列の決定(13.参照)により、変異導入を確認し、目的の変異が導入されたプラスミドを取得。 The procedure is as follows: polymerase reaction using whole plasmid as template; 1 μl of DpnI (20 units) is added directly to the reaction product (50 μl); incubation overnight at 37 ° C .; confirmation of plasmid size band by electrophoresis; 2 μl directly introduced into Competent high DH5α (7. see); after about 16 hours, a single colony inoculated into LBA liquid medium 5 ml; (see 8) miniprep; overnight incubation 160 min -1, at 37 ° C. determination of nucleotide sequence Confirm the introduction of the mutation by (see 13.) and obtain the plasmid with the desired mutation introduced.

(7.大腸菌の形質転換)
大腸菌の形質転換は、塩化カルシウム法により行った。手順は以下の通りである:プラスミド溶液2μl(10ngを標準とする)にCompetent high DH5α(TOYOBO)50μlを添加;氷上に30分放置;42℃で1分間ヒートショック;氷上に3分放置;SOC培地300μlに添加;37℃で1時間放置;LBAプレートに適量を植菌;37℃で16時間放置;形質転換された大腸菌のコロニーを取得。
(7. Transformation of E. coli)
E. coli was transformed by the calcium chloride method. The procedure is as follows: Add 50 μl of Competent high DH5α (TOYOBO) to 2 μl of plasmid solution (10 ng as standard); leave on ice for 30 minutes; heat shock at 42 ° C. for 1 minute; leave on ice for 3 minutes; SOC Add to 300 μl of medium; leave at 37 ° C. for 1 hour; inoculate appropriate amount on LBA plate; leave at 37 ° C. for 16 hours; obtain transformed E. coli colonies.

(8.大腸菌からのプラスミド抽出)
大腸菌からのプラスミド抽出(ミニプレップ)は、Quantum Prep(登録商標)Plasmid Miniprep Kit(Bio-Rad)を用いて製造者のプロトコルに従って行った。以下にその手順を示す:LB液体培地に100mg/mlアンピシリンナトリウム水溶液7μlを添加;LBAプレート上の大腸菌のシングルコロニーを植菌;160分-1、37℃で終夜インキュベート;3000rpmで室温にて10分間遠心分離;ペレットを再懸濁溶液200μl中に入れてボルテックス;パスツールピペットで懸濁液を1.5mlエッペンドルフチューブに移し替え;溶解溶液250μl中で転倒懸濁;中和溶液250μlを添加し、転倒懸濁;14000rpmで室温にて5分間遠心分離;上清をスピンフィルターに注入;Quantum Matrix 200μlを添加し、ピペッティングで混和;14000rpmで室温にて1分間遠心分離;洗浄緩衝液500μlを添加;14000rpmで室温にて1分間遠心分離;洗浄緩衝液500μlを添加;14000rpmで室温にて2分間遠心分離;スピンフィルターを新しい1.5mlエッペンドルフチューブに移動;TE(pH8.0)100μlを添加;14000rpmで室温にて1分間遠心分離;プラスミドDNAを取得。
(8. Plasmid extraction from E. coli)
Plasmid extraction (miniprep) from E. coli was performed using Quantum Prep® Plasmid Miniprep Kit (Bio-Rad) according to the manufacturer's protocol. The following shows the procedure: adding 100 mg / ml ampicillin sodium solution 7μl LB liquid medium; inoculate a single colony of LBA plates of E. coli; 160 min -1, incubated overnight at 37 ° C.; at room temperature 3000 rpm 10 Centrifugation for min; Vortex the pellet in 200 μl of resuspension solution; Transfer suspension to 1.5 ml Eppendorf tube with Pasteur pipette; Invert suspension in 250 μl of lysis solution; Add 250 μl of neutralization solution, Invert suspension; centrifuge at 14000 rpm for 5 minutes at room temperature; inject supernatant into spin filter; add 200 μl Quantum Matrix and mix by pipetting; centrifuge at 14000 rpm for 1 minute at room temperature; add 500 μl wash buffer Centrifuge at 14000 rpm for 1 minute at room temperature; add 500 μl of wash buffer; centrifuge at 14000 rpm for 2 minutes at room temperature; move spin filter to new 1.5 ml Eppendorf tube; TE (pH 8. 0) Add 100 μl; centrifuge at 14000 rpm for 1 minute at room temperature; obtain plasmid DNA.

(9.酵母の形質転換)
酵母の形質転換は、EZ-Yeast Transformation Kit(Q-BIO gene)を用いて製造者のプロトコルに従って行った。以下にその手順を示す:酵母をYPD10mlに植菌;300分-1、30℃で終夜インキュベート;1.5mlエッペンドルフチューブに500μlずつ移し替え;3000rpmで室温にて3分間遠心分離;ペレットをEZ Transformation solution 125μl中にピペッティングで混和;プラスミドDNA 2μgを添加し、ピペッティングで混和;キャリアDNA 5μlを添加し、ピペッティングで混和;ボルテックス;42℃にて30分間放置;適当量をSD寒天培地に植菌し、30℃にて2〜3日放置;形質転換された酵母のコロニーを取得。
(9. Transformation of yeast)
Yeast transformation was performed according to the manufacturer's protocol using EZ-Yeast Transformation Kit (Q-BIO gene). The procedure is as follows: Inoculate yeast in 10 ml of YPD; incubate 300 min -1 overnight at 30 ° C; transfer 500 μl each into a 1.5 ml Eppendorf tube; centrifuge at 3000 rpm for 3 minutes at room temperature; pellet the EZ Transformation solution Mix by pipetting into 125 μl; add 2 μg of plasmid DNA, mix by pipetting; add 5 μl of carrier DNA, mix by pipetting; vortex; leave at 42 ° C. for 30 minutes; plant appropriate amount on SD agar medium Inoculate and leave at 30 ° C. for 2-3 days; obtain transformed yeast colonies.

(10.DNAのアガロース電気泳動)
アガロース2gを200mlのTAE溶液(Tris 48g;EDTA・2Na 174mg;酢酸 1.14ml;蒸留水(全体で1000mlとする))に入れ、電子レンジで沸騰させ溶かした後、型に流し入れ、冷やして1%アガロースゲルを作った。DNA溶液に6×Loading Dye(TOYOBO)を適量添加した。それをアガロースゲルにアプライし、ミニゲル泳動槽i-Mupid(コスモバイオ)を用い100Vで電気泳動を行った。泳動後のゲルを臭化エチジウム(EtBr)溶液で10分間染色した。その後、脱イオン水に移し替え、10分間脱色を行った。UVサンプル撮影画像サーバーシステムKYT-101(TOYOBO)を用い、ゲル内のDNAにUVを照射し、DNAを発色させた。必要に応じて、写真を撮影した。
(10. Agarose electrophoresis of DNA)
Put 2g of agarose in 200ml of TAE solution (Tris 48g; EDTA · 2Na 174mg; acetic acid 1.14ml; distilled water (with a total of 1000ml)), boil and dissolve in microwave oven, then pour into mold, cool and 1% An agarose gel was made. An appropriate amount of 6 × Loading Dye (TOYOBO) was added to the DNA solution. This was applied to an agarose gel and electrophoresed at 100 V using a mini-gel electrophoresis tank i-Mupid (Cosmo Bio). The gel after electrophoresis was stained with ethidium bromide (EtBr) solution for 10 minutes. Thereafter, it was transferred to deionized water and decolorized for 10 minutes. Using a UV sample image server system KYT-101 (TOYOBO), DNA in the gel was irradiated with UV to develop DNA. Photographs were taken as needed.

(11.アガロース電気泳動を用いたDNAの精製)
アガロースゲル中の目的となるDNAが含まれる領域を、剃刀を用いて切り出した。そして、できる限り小さな断片にした。チューブにカラムGenEluteTM MINUS EtBr SPIN COLUMNS(SIGMA)をセットした後、100μlの蒸留水を添加し、15000rpmで5秒間遠心分離し、プレウォッシュした。新しいチューブにカラムを移し替えて、そこにアガロースゲル断片を入れた。15000rpmで10秒間遠心分離して、約50μlのDNA溶液を得た。
(11. Purification of DNA using agarose electrophoresis)
A region containing the target DNA in the agarose gel was cut out using a razor. Then we made it as small as possible. After setting the column GenElute MINUS EtBr SPIN COLUMNS (SIGMA) in the tube, 100 μl of distilled water was added, centrifuged at 15000 rpm for 5 seconds, and prewashed. The column was transferred to a new tube and the agarose gel fragment was placed there. Centrifugation was performed at 15000 rpm for 10 seconds to obtain about 50 μl of DNA solution.

(12.ライゲーション反応)
PCR産物を制限酵素で処理して調製したインサートDNAは、Ligation high(TOYOBO)によって同じ制限酵素で処理したベクターDNAと連結させた。下に示した反応液中で、16℃で2時間以上反応させた。これを塩化カルシウム法によってDH5αに導入した。
(12. Ligation reaction)
The insert DNA prepared by treating the PCR product with a restriction enzyme was ligated with vector DNA treated with the same restriction enzyme by Ligation high (TOYOBO). The reaction was carried out at 16 ° C. for 2 hours or longer in the reaction solution shown below. This was introduced into DH5α by the calcium chloride method.

反応液組成(20μlあたり)は、ベクターDNA 50ng;インサートDNA 50ng;Ligation high DNA溶液と等量;滅菌水(全体で20μlとする)であった。   The composition of the reaction solution (per 20 μl) was vector DNA 50 ng; insert DNA 50 ng; Ligation high DNA solution equivalent amount; sterilized water (20 μl in total).

(13.DNA塩基配列の決定)
DNAの塩基配列は、以下のようにして決定した。まず、Big Dye(登録商標)Terminator v3.1 Cycle Sequencing Standard Kit(Applied Biosystems)を用いてターミネーター反応を起こした。反応液組成は、滅菌水(全体で20μlとする);5×バッファー(製造者の指示書による)2μl;Big Dye(登録商標)Terminator 3μl;プライマー(100pmol/μl)3.2μl;およびテンプレートDNA(200〜500ng)であった。反応サイクルは、96℃ 2分;96℃ 10秒、50℃ 5秒、および60℃ 4分を18サイクル;60℃ 2分;ならびに4℃ ∞であった。ターミネーター反応終了後、ABI PRISMTM 310 Genetic Analyzer(Applied Biosystems)によって解析した。
(13. Determination of DNA base sequence)
The base sequence of DNA was determined as follows. First, a terminator reaction was caused using Big Dye (registered trademark) Terminator v3.1 Cycle Sequencing Standard Kit (Applied Biosystems). The composition of the reaction solution was sterile water (20 μl total); 2 μl of 5 × buffer (according to manufacturer's instructions); 3 μl of Big Dye® Terminator; 3.2 μl of primer (100 pmol / μl); and template DNA ( 200-500 ng). The reaction cycle was 96 ° C. 2 minutes; 96 ° C. 10 seconds, 50 ° C. 5 seconds, and 60 ° C. 4 minutes 18 cycles; 60 ° C. 2 minutes; and 4 ° C. ∞. After termination of the terminator reaction, analysis was performed using ABI PRISM 310 Genetic Analyzer (Applied Biosystems).

(14.蛍光抗体染色)
少量の培養液(OD600=2.5〜3.0を1mlに相当する量)を3000rpmで5分間遠心分離し、細胞を集めた。上清を捨て、1mlのPBS緩衝液(10×PBS緩衝液(ニッポンジーン))で洗浄した後、再び同条件で遠心分離した。上清を捨てた後、1mlの3.7%(w/v)ホルムアルデヒド/PBS緩衝液に懸濁し、室温にて1.5時間静置した。3000rpmで5分間遠心分離し、再び細胞を集めた。そして、1mlのPBS緩衝液での洗浄を3回行った。細胞を300μlの1%(w/v)仔ウシ血清アルブミン(ナカライ)/PBS緩衝液に再懸濁し、室温にて30分間静置した。ブロッキング終了後の溶液300μlに一次抗体FLAG抗体(SIGMA)を1μl添加した。軽く混合した後、室温にて1.5時間静置した。3000rpmで5分間遠心分離し、再び細胞を集めた。そして、1mlのPBS緩衝液で洗浄した後、300μlのPBS緩衝液に再懸濁した。その溶液に二次抗体Alexa FluorTM488-結合ヤギ抗マウスIgG(Molecular Probes)を1μl添加した。軽く混合した後、室温にて1.5時間静置した。3000rpmで5分間遠心分離し、再び細胞を集めた。そして、1mlのPBS緩衝液で洗浄した後、30μlのPBS緩衝液に再懸濁した。蛍光フィルターU-MNIBA2(Olympus)を備えた顕微鏡IX71(Olympus)で、この懸濁液中の酵母細胞を観察した。
(14. Fluorescent antibody staining)
A small amount of culture solution (OD 600 = 2.5-3.0 corresponds to 1 ml) was centrifuged at 3000 rpm for 5 minutes to collect cells. The supernatant was discarded, washed with 1 ml of PBS buffer (10 × PBS buffer (Nippon Gene)), and centrifuged again under the same conditions. After discarding the supernatant, it was suspended in 1 ml of 3.7% (w / v) formaldehyde / PBS buffer and allowed to stand at room temperature for 1.5 hours. The cells were collected again by centrifugation at 3000 rpm for 5 minutes. Then, washing with 1 ml of PBS buffer was performed three times. The cells were resuspended in 300 μl of 1% (w / v) calf serum albumin (Nacalai) / PBS buffer and allowed to stand at room temperature for 30 minutes. 1 μl of the primary antibody FLAG antibody (SIGMA) was added to 300 μl of the solution after completion of blocking. After lightly mixing, the mixture was allowed to stand at room temperature for 1.5 hours. The cells were collected again by centrifugation at 3000 rpm for 5 minutes. Then, after washing with 1 ml of PBS buffer, it was resuspended in 300 μl of PBS buffer. 1 μl of secondary antibody Alexa Fluor ™ 488-conjugated goat anti-mouse IgG (Molecular Probes) was added to the solution. After lightly mixing, the mixture was allowed to stand at room temperature for 1.5 hours. The cells were collected again by centrifugation at 3000 rpm for 5 minutes. Then, after washing with 1 ml of PBS buffer, it was resuspended in 30 μl of PBS buffer. The yeast cells in this suspension were observed with a microscope IX71 (Olympus) equipped with a fluorescent filter U-MNIBA2 (Olympus).

(15.活性測定)
酵母に発現させたリパーゼのリパーゼ活性およびエステラーゼ活性をいくつかの方法を用いて測定した。活性測定に用いるリパーゼ提示酵母は、10ml SDC-W液体培地で2日間培養した後、100mM Tris-HCl緩衝液(pH7.4)で3回洗浄した後、100mM Tris-HCl緩衝液(pH7.4)で懸濁し、OD600=3.0に調整した。
(15. Activity measurement)
The lipase activity and esterase activity of lipase expressed in yeast were measured using several methods. The lipase-presenting yeast used for activity measurement was cultured in 10 ml SDC-W liquid medium for 2 days, washed three times with 100 mM Tris-HCl buffer (pH 7.4), and then washed with 100 mM Tris-HCl buffer (pH 7.4). ) And adjusted to OD 600 = 3.0.

(15−1.プレートアッセイによる活性の確認)
トリブチリンまたは大豆油を含むプレートアッセイに、直接コロニーを添加することで、酵母のコロニーの周辺に生じるハロの確認を行った。細胞表層に活性のあるリパーゼが発現されていれば、培地中の基質を分解するので、濁った色のプレートがくっきりと透明に変化する。プレート上のコロニーの周りの色の変化を見ることにより、酵素活性の有無を確認した。
(15-1. Confirmation of activity by plate assay)
By adding colonies directly to a plate assay containing tributyrin or soybean oil, halos generated around the yeast colonies were confirmed. If active lipase is expressed on the cell surface, the substrate in the medium is decomposed, and the turbid color plate changes clearly and transparently. The presence or absence of enzyme activity was confirmed by observing the color change around the colonies on the plate.

(15−2.p−ニトロフェニルエステルを用いた活性測定)
以下に示す手順で、表層提示リパーゼのエステラーゼ活性を測定した:p−ニトロフェニルエステル2.5mMを調製;0.5% Triton X-100を含む0.05Mリン酸カリウム(pH 6.5)を添加;ソニケーションにより完全に乳化;30℃にて3分間プレインキュベート;基質溶液0.5mLに等量の酵素溶液(酵母)を加えて反応開始;30℃にて10分間インキュベート;アセトン1mL加えて反応停止;12000gで5分間遠心分離;上澄み200μlを96穴プレートに回収;λ405nmの吸光度を測定し、バックグランドとの差を取って活性値とした。
(15-2. Activity measurement using p-nitrophenyl ester)
The esterase activity of the surface lipase was measured by the following procedure: Prepared 2.5 mM p-nitrophenyl ester; added 0.05 M potassium phosphate (pH 6.5) containing 0.5% Triton X-100; complete by sonication Pre-incubation for 3 minutes at 30 ° C; start reaction by adding an equal volume of enzyme solution (yeast) to 0.5 mL of substrate solution; incubate for 10 minutes at 30 ° C; stop reaction by adding 1 mL of acetone; 5 minutes at 12000 g Centrifugation; 200 μl of the supernatant was collected in a 96-well plate; the absorbance at λ405 nm was measured, and the difference from the background was taken as the activity value.

(15−3.蛍光基質フルオレセインジエステルを用いた活性測定)
蛍光基質フルオレセインジアセテートおよびフルオレセインジブチレートをそれぞれ2mgスクリュー管に計りとり、N,N-ジメチルホルアミドを500μl加えてピペッティングにより溶解させ、100mM Tris-HCl緩衝液(pH7.4)9.5mlに懸濁した。基質溶液と菌体溶液とを各100μlずつ96穴プレート中で混合し、Fluoroscan Ascent Fluorometer(Labsystems OY, Helsinki)で遊離フルオレセインの蛍光を測定した。
(15-3. Activity measurement using fluorescent substrate fluorescein diester)
Measure the fluorescent substrates fluorescein diacetate and fluorescein dibutyrate in 2 mg screw tubes, add 500 μl of N, N-dimethylformamide, dissolve by pipetting, and suspend in 9.5 ml of 100 mM Tris-HCl buffer (pH 7.4). It became cloudy. The substrate solution and the bacterial cell solution were mixed in 100 μl each in a 96-well plate, and the fluorescence of free fluorescein was measured with a Fluoroscan Ascent Fluorometer (Labsystems OY, Helsinki).

(16.ポリアクリルアミドゲル電気泳動)
サンプル16μlとSDS-PAGEサンプルバッファー(60mM Tris-HCl(pH6.8);25%(w/v)グリセロール;2%(w/v)SDS;14.4mMメルカプトエタノール;0.1%ブロモフェノールブルー;dH2O)4μlとを混合し、3分間煮沸した後、10%ポリアクリルアミドゲルにアプライした。電気泳動バッファー(25mM Tris;192mMグリシン;0.1%(w/v)SDS;蒸留水)を使用し、150Vで70分間電気泳動を行った。泳動後のゲルを蒸留水に浸して5分後に水を交換する操作を3回行って、脱塩した。その後、ゲルをSimplyBlueTM SafeStrain(Invitrogen)に浸し、室温で1時間揺らしながら染色した。最後に、100mlの蒸留水に約1時間浸し、ゲルを洗浄した。
(16. Polyacrylamide gel electrophoresis)
16 μl of sample and SDS-PAGE sample buffer (60 mM Tris-HCl (pH 6.8); 25% (w / v) glycerol; 2% (w / v) SDS; 14.4 mM mercaptoethanol; 0.1% bromophenol blue; dH 2 O) 4 μl was mixed, boiled for 3 minutes, and then applied to a 10% polyacrylamide gel. Electrophoresis was performed at 150 V for 70 minutes using an electrophoresis buffer (25 mM Tris; 192 mM glycine; 0.1% (w / v) SDS; distilled water). The gel after electrophoresis was immersed in distilled water, and after 5 minutes, water was exchanged three times for desalting. The gel was then immersed in SimplyBlue SafeStrain (Invitrogen) and stained with shaking for 1 hour at room temperature. Finally, the gel was washed by immersing in 100 ml of distilled water for about 1 hour.

なお、10%ポリアクリルアミドゲルの作製のために、以下の溶液を混ぜ合わせ、10%ランニングゲルおよび4%スタッキングゲルを作製した。10%ランニングゲル(12ml)の組成は、H2O 4.8ml;Solution I(1.5M Tris-HCl(pH8.8);0.4%(w/v)SDS;dH2O)3.0ml;30%ビスアクリルアミド4.0ml;10%SDS 120μl;10%過硫酸アンモニウム60μl;およびN,N,N',N'−テトラメチルエチレンジアミン(TEMED)5μlであり、4%スタッキングゲル(10ml)の組成は、H2O 6.5ml;Solution II(0.5M Tris-HCl(pH6.8);0.4%(w/v)SDS;dH2O)2.5ml;30%ビスアクリルアミド1.0ml;10%SDS 100μl;10%過硫酸アンモニウム75μl;およびN,N,N',N'−テトラメチルエチレンジアミン(TEMED)8μlであった。 In order to prepare a 10% polyacrylamide gel, the following solutions were mixed to prepare a 10% running gel and a 4% stacking gel. The composition of 10% running gel (12 ml) is H 2 O 4.8 ml; Solution I (1.5 M Tris-HCl (pH 8.8); 0.4% (w / v) SDS; dH 2 O) 3.0 ml; 30% screw Acrylamide 4.0 ml; 10% SDS 120 μl; 10% ammonium persulfate 60 μl; and N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine (TEMED) 5 μl, the composition of 4% stacking gel (10 ml) is H 2 O 6.5 ml; Solution II (0.5 M Tris-HCl (pH 6.8); 0.4% (w / v) SDS; dH 2 O) 2.5 ml; 30% bisacrylamide 1.0 ml; 10% SDS 100 μl; 10% ammonium persulfate 75 μl And N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine (TEMED) 8 μl.

(実施例1:プロペプチドを含むCALB表層提示用プラスミドの構築)
カンジダ・アンタークティカCBS 6678株由来のCALBをコードする遺伝子を、神戸大学大学院自然科学研究科から、Flo1pによる細胞表層提示用プラスミドpWIFS-pmCALBの形で譲り受けた。このプラスミドは、UPR-ICLプロモーター、Flo1pのN末端領域、マルチクローニングサイト、UPR-termに加えて、栄養要求性マーカーとしてTRP1、酵母の複製起点2μm、大腸菌複製起点ColE1、アンピシリン耐性AmprがあるカセットベクターpWIFSに、カンジダ・アンタークティカCBS 6678株由来のプロペプチドを含むCALBをコードする遺伝子を挿入したことにより作出されている。
(Example 1: Construction of a CALB surface display plasmid containing a propeptide)
A gene encoding CALB derived from Candida antarctica CBS 6678 strain was obtained from the Graduate School of Natural Sciences, Kobe University in the form of a plasmid pWIFS-pmCALB for cell surface display by Flo1p. In addition to the UPR-ICL promoter, the N-terminal region of Flo1p, the multiple cloning site, and UPR-term, this plasmid has TRP1, yeast replication origin 2 μm, E. coli replication origin ColE1, and ampicillin resistant Amp r as auxotrophic markers. The gene is generated by inserting a CALB-encoding gene containing a propeptide derived from Candida antarctica CBS 6678 strain into the cassette vector pWIFS.

(1−1.表層提示用プラスミドへのCALB遺伝子の導入)
プロペプチドを含むCALB遺伝子をクローニングするために、プライマーCALB-BglII-f1(配列番号3)およびCALB-XhoI-r1(配列番号4)を設計した。テンプレートDNAにpWIFS-pmCALB、プライマーにCALB-BglII-f1およびCALB-XhoI-r1を用いて、カンジダ・アンタークティカCBS 6678株由来のCALB遺伝子をPCRによりクローニングした。その生成物を、PCR Kleen Columnを用いて精製し、アガロース電気泳動で目的の位置にバンドが見られたことを確認した。
(1-1. Introduction of CALB gene into plasmid for surface display)
Primers CALB-BglII-f1 (SEQ ID NO: 3) and CALB-XhoI-r1 (SEQ ID NO: 4) were designed to clone the CALB gene containing the propeptide. The CALB gene derived from Candida antarctica CBS 6678 strain was cloned by PCR using pWIFS-pmCALB as template DNA and CALB-BglII-f1 and CALB-XhoI-r1 as primers. The product was purified using PCR Kleen Column, and it was confirmed by agarose electrophoresis that a band was observed at the target position.

ベクターpICAS1(Muraiら、Appl. Environ. Microbiol., 1998年, 64巻, 4857-4861頁)を制限酵素EcoRIおよびKpnIで消化して、EcoRI−KpnI断片を得た。このEcoRI−KpnI断片には、グルコアミラーゼ遺伝子の分泌シグナルをコードする配列、制限酵素SacII、BglII、NcoI、XhoIが認識できるマルチクローニング部位、さらにα−アグルチニンのC末端から320アミノ酸をコードする配列が含まれる。この320アミノ酸コード配列中に、GPIアンカー付着認識シグナルをコードする塩基配列が含まれる。この断片を、EcoRIおよびKpnIで消化したベクターpGA11(Uedaら、Ann. NY. Acad. Sci., 1998年, 864巻, 528-537頁)に連結した。これにより、酵母細胞表層提示用カセットベクターpCASを得た。   The vector pICAS1 (Murai et al., Appl. Environ. Microbiol., 1998, 64, 4857-4861) was digested with restriction enzymes EcoRI and KpnI to obtain an EcoRI-KpnI fragment. This EcoRI-KpnI fragment has a sequence encoding a secretion signal of a glucoamylase gene, a multicloning site capable of recognizing restriction enzymes SacII, BglII, NcoI, and XhoI, and a sequence encoding 320 amino acids from the C-terminal of α-agglutinin. included. This 320 amino acid coding sequence includes a base sequence encoding a GPI anchor attachment recognition signal. This fragment was ligated to the vector pGA11 (Ueda et al., Ann. NY. Acad. Sci., 1998, 864, 528-537) digested with EcoRI and KpnI. Thereby, a cassette vector pCAS for surface display of yeast cells was obtained.

pCASをBglIIおよびXhoIで処理し、そして同じくBglIIおよびXhoIで処理したCALB遺伝子クローニング産物と連結した。完成したプラスミドをpCAS-CALBと命名した。   pCAS was treated with BglII and XhoI and ligated with the CALB gene cloning product also treated with BglII and XhoI. The completed plasmid was named pCAS-CALB.

(1−2.CALB遺伝子挿入の確認)
DNAシーケンサーを用いて、完成したプラスミドDNAのCALB遺伝子付近の塩基配列を読んだ。その結果、PCRで増幅した領域の塩基配列が正しく挿入されていることが分かった。
(1-2. Confirmation of CALB gene insertion)
Using a DNA sequencer, the nucleotide sequence near the CALB gene of the completed plasmid DNA was read. As a result, it was found that the base sequence of the region amplified by PCR was correctly inserted.

(1−3.リンカーの挿入)
グリシンおよびセリンで構成されるリンカー配列をコードする遺伝子として、合成オリゴヌクレオチドLinker18-F(配列番号5)およびLinker18-R(配列番号6)を設計した。pCAS-CALBを制限酵素XhoIと10×Highバッファーを用いて切断した。このベクターとリンカー配列をコードする合成オリゴヌクレオチドとをXhoIサイトで結合し、完成したプラスミドをpCAS-R-CALBと命名した。
(1-3. Insertion of linker)
Synthetic oligonucleotides Linker18-F (SEQ ID NO: 5) and Linker18-R (SEQ ID NO: 6) were designed as genes encoding a linker sequence composed of glycine and serine. pCAS-CALB was cleaved using restriction enzyme XhoI and 10 × High buffer. This vector and a synthetic oligonucleotide encoding a linker sequence were ligated at the XhoI site, and the completed plasmid was named pCAS-R-CALB.

(1−4.リンカー配列挿入の確認)
pCAS-R-CALBのCALBのC末端およびリンカー配列(アミノ酸配列を配列番号7に示す)のDNA塩基配列を、DNAシーケンサーを用いて読み取り、リンカー配列の挿入を確認した。
(1-4. Confirmation of linker sequence insertion)
The DNA base sequence of the C-terminal of CALB of pCAS-R-CALB and the linker sequence (amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 7) was read using a DNA sequencer to confirm the insertion of the linker sequence.

(1−5.FLAG配列の挿入)
CALBを表層に提示させた際の確認のために、タグとして一般的に用いられるFLAG配列を、クイックチェンジ法により挿入した。FLAG配列挿入のために、プライマーCALB-FLAG-f1(配列番号8)およびCALB-FLAG-r1(配列番号9)を設計した。テンプレートDNAにpCAS-R-CALB、プライマーにCALB-FLAG-f1およびCALB-FLAG-r1を用いたPCRにより、クイックチェンジを行い、FLAG配列を挿入した。完成したプラスミドをpCAS-FLAGR-CALBと命名した。このプラスミドの模式図を図1に示す。図1に示されるとおり、プロペプチドを含むCALBをコードする遺伝子を、表層提示用プラスミドに含めることができた。
(1-5. FLAG sequence insertion)
For confirmation when CALB was presented on the surface layer, a FLAG sequence generally used as a tag was inserted by the quick change method. Primers CALB-FLAG-f1 (SEQ ID NO: 8) and CALB-FLAG-r1 (SEQ ID NO: 9) were designed for FLAG sequence insertion. Quick change was performed by PCR using pCAS-R-CALB as template DNA and CALB-FLAG-f1 and CALB-FLAG-r1 as primers, and a FLAG sequence was inserted. The completed plasmid was named pCAS-FLAGR-CALB. A schematic diagram of this plasmid is shown in FIG. As shown in FIG. 1, a gene encoding CALB containing a propeptide could be included in the surface layer display plasmid.

(1−6.FLAG配列挿入の確認)
pCAS-FLAGR-CALBのCALBのC末端、リンカー配列、およびFLAG配列のDNA塩基配列を、DNAシーケンサーを用いて読み取り、FLAG配列の挿入を確認した。これにより、CALBのC末端、FLAG、およびリンカー配列の順で正しく挿入されていることが分かった。
(1-6. Confirmation of FLAG sequence insertion)
The CLB terminal of CALB of pCAS-FLAGR-CALB, the linker sequence, and the DNA base sequence of the FLAG sequence were read using a DNA sequencer to confirm the insertion of the FLAG sequence. As a result, it was found that CALB was inserted correctly in the order of C-terminal, FLAG, and linker sequence.

(1−7.CALB配列の修正)
カンジダ・アンタークティカCBS 6678株由来のCALB配列は、データベース上で公開されているカンジダ・アンタークティカLF 058株由来のCALB配列とは遺伝子配列上やや異なっており、アミノ酸配列では以下に示す計7箇所の変異が導入されていた:A25T、A28T、S31T、G46Q、A89T、N97R、V286I。これらの変異が導入されたままのCALB配列を含むプラスミドを導入した酵母においては、リパーゼ活性は高くなかった。
(1-7. Correction of CALB sequence)
The CALB sequence derived from Candida antarctica CBS 6678 strain is slightly different in gene sequence from the CALB sequence derived from the Candida antarctica LF 058 strain disclosed on the database. Seven mutations were introduced: A25T, A28T, S31T, G46Q, A89T, N97R, V286I. The lipase activity was not high in yeast introduced with a plasmid containing the CALB sequence in which these mutations were introduced.

そこで、これらの変異部位に変異を導入し、カンジダ・アンタークティカLF 058株由来のCALB配列に修正した。変異導入のために、プライマーCAL B-muta-F1(配列番号10)、CAL B-muta-F2(配列番号11)、CAL B-muta-F3(配列番号12)、およびCALB-G46Q-f(配列番号13)を設計した。上記の4つのプライマーを用いて、複数の部位に同時に変異を導入するクイックチェンジ法を行った。これにより、計7つのアミノ酸に対して変異を導入した。   Therefore, mutations were introduced into these mutation sites and corrected to CALB sequences derived from Candida antarctica LF 058 strain. For mutagenesis, primers CAL B-muta-F1 (SEQ ID NO: 10), CAL B-muta-F2 (SEQ ID NO: 11), CAL B-muta-F3 (SEQ ID NO: 12), and CALB-G46Q-f ( SEQ ID NO: 13) was designed. Using the above four primers, a quick change method was performed in which mutations were simultaneously introduced into a plurality of sites. This introduced mutations for a total of seven amino acids.

(1−8.CALB配列修正の確認)
クイックチェンジ法により変異導入したCALBの塩基配列を、DNAシーケンサーを用いて決定した。この塩基配列は、配列表の配列番号1に記載の通りである。これにより、全ての部位のアミノ酸において、カンジダ・アンタークティカLF 058株由来CALB配列に正しく修正されていることを確認した。この修正されたCALBのアミノ酸配列は、配列番号2に記載の通りである(−7位のアラニンから317位のプロリンまでのアミノ酸配列)。以下、この修正されたアミノ酸配列を有するプロペプチドを含むCALBを「野生型CALB」という場合がある。
(1-8. Confirmation of CALB sequence correction)
The base sequence of CALB mutated by the quick change method was determined using a DNA sequencer. This base sequence is as described in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing. Thereby, it was confirmed that the amino acids at all sites were correctly corrected to the CALB sequence derived from Candida antarctica LF 058 strain. The amino acid sequence of this corrected CALB is as shown in SEQ ID NO: 2 (amino acid sequence from alanine at position -7 to proline at position 317). Hereinafter, CALB containing a propeptide having the modified amino acid sequence may be referred to as “wild type CALB”.

(実施例2:表層提示CALB変異体の作製)
(2−1.野生型CALBのC末端リジン−アルギニン部位の改変)
CALBのC末端付近には、酵母の内在型プロテアーゼであるKEX2プロテアーゼによって認識され得るリジン−アルギニンが続く部位が存在する。酵母サッカロマイセス・セレビシエにおいてCALBが細胞表層に発現されるまでの過程で、KEX2プロテアーゼによる切断を受けた場合、CALBは正しく提示されないと考えられる。
(Example 2: Production of surface layer CALB mutant)
(2-1. Modification of C-terminal lysine-arginine site of wild-type CALB)
Near the C-terminus of CALB is a site followed by lysine-arginine that can be recognized by KEX2 protease, the yeast endogenous protease. In the process until CALB is expressed on the cell surface in the yeast Saccharomyces cerevisiae, it is considered that CALB is not correctly presented when it is cleaved by KEX2 protease.

そのため、野生型CALBの308位のリジンおよび309位のアルギニンに対して、変異を導入した。この際、KEX2プロテアーゼによる認識を低く抑えつつ、アミノ酸の性質を大きく変えないために、309位のアルギニンをリジンに置換した変異体(「R309K」)を作製した。また、KEX2プロテアーゼによる認識を完全に抑えるために、308位のリジンおよび309位のアルギニンをそれぞれアラニンに置換した変異体(それぞれ「K308A」および「R309A」)も作製した。   Therefore, mutations were introduced into lysine at position 308 and arginine at position 309 of wild type CALB. At this time, a mutant (“R309K”) in which arginine at position 309 was substituted with lysine was prepared in order to keep the recognition by KEX2 protease low and not to greatly change the properties of the amino acid. In order to completely suppress recognition by KEX2 protease, mutants in which lysine at position 308 and arginine at position 309 were substituted with alanine (“K308A” and “R309A”, respectively) were also prepared.

変異導入のために、以下のプライマーを設計した。「R309K」変異体作製のためのプライマーとして、CALB-kex2K-f(配列番号14)およびCALB-kex2K-r(配列番号15)を、「K308A」変異体作製のためのプライマーとして、CALB-K308A-f(配列番号16)およびCALB-K308A-r(配列番号17)を、そして「R309A」変異体作製のためのプライマーとして、CALB-R309A-f(配列番号18)およびCALB-R309A-r(配列番号19)を作製した。上記の組み合わせの各プライマーを用いて、テンプレートDNAにpCAS-FLAGR-CALB、ポリメラーゼにPfu UltraTMを用いたクイックチェンジ法により、各変異体R309K、K308A、R309Aを作製した。 The following primers were designed for mutagenesis. As primers for preparing the “R309K” mutant, CALB-kex2K-f (SEQ ID NO: 14) and CALB-kex2K-r (SEQ ID NO: 15) were used as primers for preparing the “K308A” mutant, CALB-K308A. -F (SEQ ID NO: 16) and CALB-K308A-r (SEQ ID NO: 17), and CALB-R309A-f (SEQ ID NO: 18) and CALB-R309A-r (primers for generating the "R309A" mutant) SEQ ID NO: 19) was prepared. Using each primer of the above combination, each mutant R309K, K308A, R309A was prepared by a quick change method using pCAS-FLAGR-CALB as template DNA and Pfu Ultra as polymerase.

(2−2.野生型CALBのプロペプチドの改変)
CALBは、7アミノ酸で構成されるプロペプチドが成熟化に関連していると推測されている。プロペプチドのC末端のリジン−アルギニン部位の残基がKEX2型のプロテアーゼにより切断されて、CALBは正しくフォールディングされると考えられている。実際に、X線結晶構造解析による結果からも、成熟体CALBにはプロペプチドが欠損していることが分かる。しかし、7アミノ酸からなる非常に短いペプチドが、どのようにしてタンパク質の活性化に関わっているのかについては不明である。酵母サッカロマイセス・セレビシエでのCALBの発現の際には、プロペプチドのC末端のリジン−アルギニン部位の残基に対して、酵母の内在性プロテアーゼが作用するかどうかは明らかではなく、また、CALBの活性化にどのような影響を与えるかについても明らかではない。
(2-2. Modification of wild-type CALB propeptide)
CALB is presumed that a propeptide composed of 7 amino acids is related to maturation. It is thought that CALB is correctly folded when the C-terminal lysine-arginine residue of the propeptide is cleaved by a KEX2 type protease. Actually, from the result of X-ray crystal structure analysis, it can be seen that the mature CALB is deficient in propeptide. However, it is unclear how a very short peptide consisting of 7 amino acids is involved in protein activation. During the expression of CALB in yeast Saccharomyces cerevisiae, it is not clear whether the yeast endogenous protease acts on the residue of the C-terminal lysine-arginine site of the propeptide. It is not clear how it will affect activation.

このプロペプチドがCALBの活性化に与える影響を解明するために、野生型CALBのプロペプチドの6位(配列番号2の−2位)のリジンおよび7位(配列番号2の−1位)のアルギニンの改変を試みた。このために、7位のアルギニンをリジンに置換した変異体(「proR7K」)および6位のリジンをアラニンおよび7位のアルギニンをアラニンに置換した変異体(「proK6A/R7A」)を作製した。また、プロペプチドを欠損させた変異体(「Δpro」)も作製した。さらに、プロペプチドをリンカーペプチドに置換した変異体(「pro→Linker」)を作製した。   In order to elucidate the effect of this propeptide on CALB activation, lysine at position 6 (-2 position of SEQ ID NO: 2) and 7 position (-1 position of SEQ ID NO: 2) of the wild type CALB propeptide An attempt was made to modify arginine. For this purpose, a mutant in which arginine at position 7 was replaced with lysine ("proR7K") and a mutant in which lysine at position 6 was replaced with alanine and arginine at position 7 was replaced with alanine ("proK6A / R7A") were prepared. A mutant lacking the propeptide (“Δpro”) was also produced. Furthermore, a mutant (“pro → Linker”) in which the propeptide was replaced with a linker peptide was prepared.

変異導入のために、以下のプライマーを設計した。「proR7K」変異体作製のためのプライマーとして、proCALB-R7K-f(配列番号20)およびproCALB-R7K-r(配列番号21)を、「proK6A/R7A」変異体作製のためのプライマーとして、proCALB-K6A/R7A-f(配列番号22)およびproCALB-K6A/R7A-r(配列番号23)を、「pro→Linker」変異体作製のためのプライマーとして、proCALB-Linker-F(配列番号24)およびproCALB-Linker-R(配列番号25)を、そして「Δpro」変異体作製のためのプライマーとして、mCALB-f1(配列番号26)およびmCALB-r1(配列番号27)を作製した。上記の組み合わせのプライマーを用いて、テンプレートDNAに野生型のpCAS-FLAGR-CALB、ポリメラーゼにPfu UltraTMを用いたクイックチェンジ法により、それぞれの変異体proR7K、proK6A/R7A、pro→Linker、Δproを作製した。また、テンプレートDNAとして、pCAS-FLAGR-CALBのCALB遺伝子としてR309K変異体を用いることで、二重に変異を導入したproR7K/R309K、proK6A/R7A/R309K、Δpro/R309Kを作製した。 The following primers were designed for mutagenesis. ProCALB-R7K-f (SEQ ID NO: 20) and proCALB-R7K-r (SEQ ID NO: 21) are used as primers for producing the “proR7K” mutant, and proCALB-pro7 is used as a primer for producing the “proK6A / R7A” mutant. -K6A / R7A-f (SEQ ID NO: 22) and proCALB-K6A / R7A-r (SEQ ID NO: 23) were used as primers for the production of a “pro → Linker” mutant, and proCALB-Linker-F (SEQ ID NO: 24) And mCALB-f1 (SEQ ID NO: 26) and mCALB-r1 (SEQ ID NO: 27) were prepared as primers for the production of “Δpro” mutant and proCALB-Linker-R (SEQ ID NO: 25). Using the above combinations of primers, the mutants proR7K, proK6A / R7A, pro → Linker, and Δpro were transformed by the quick change method using wild-type pCAS-FLAGR-CALB as the template DNA and Pfu Ultra TM as the polymerase. Produced. In addition, by using the R309K mutant as the CALB gene of pCAS-FLAGR-CALB as the template DNA, proR7K / R309K, proK6A / R7A / R309K, and Δpro / R309K into which double mutations were introduced were prepared.

(2−3.野生型CALBのC末端領域の欠損)
CALBのC末端付近に、リジン−アルギニンで続くKEX2プロテアーゼによる認識部位が存在するが、カンジダ・アンタークティカでは、成熟化の際にこの部位は切断されずに発現すると考えられている。そこで、酵母内在性のプロテアーゼによるCALBのC末端310位以降の8残基の欠損についての影響を調べた。
(2-3. Deletion of C-terminal region of wild-type CALB)
A recognition site by KEX2 protease followed by lysine-arginine exists near the C-terminus of CALB. In Candida antarctica, this site is thought to be expressed without cleavage during maturation. Therefore, the effect of the deletion of 8 residues after the C-terminal position 310 of CALB by yeast endogenous protease was examined.

野生型CALBのC末端8残基を欠損する変異体(309アミノ酸からなる変異体:「ΔC-term」)を作製した。変異導入のために、プライマーdelCtermini-R309A-F1(配列番号28)およびdelCtermini-R309A-R1(配列番号29)を設計した。上記のプライマーを用いて、テンプレートDNAに野生型のpCAS-FLAGR-CALB、ポリメラーゼにPfu Ultra(登録商標)を用いたクイックチェンジ法により、C末端欠損の変異体ΔC-termを作製した。また、テンプレートDNAとして、proR7K、proK6A/R7A、またはΔproを用いることで、二重に変異を導入したproR7K/ΔC-term、proK6A/R7A/ΔC-term、およびΔpro/ΔC-termを作製した。   A mutant lacking the C-terminal 8 residues of wild-type CALB (mutant consisting of 309 amino acids: “ΔC-term”) was prepared. Primers delCtermini-R309A-F1 (SEQ ID NO: 28) and delCtermini-R309A-R1 (SEQ ID NO: 29) were designed for mutagenesis. Using the above primers, a C-terminal deletion mutant ΔC-term was prepared by the quick change method using wild-type pCAS-FLAGR-CALB as the template DNA and Pfu Ultra (registered trademark) as the polymerase. In addition, by using proR7K, proK6A / R7A, or Δpro as template DNA, proR7K / ΔC-term, proK6A / R7A / ΔC-term, and Δpro / ΔC-term into which double mutations were introduced were prepared.

(2−4.CALB変異体の遺伝子配列の確認)
作製した全てのCALB変異体について、変異導入部位の周辺領域の塩基配列をDNAシーケンサーによって読み取り、正しく変異導入されていることを確認した。
(2-4. Confirmation of gene sequence of CALB mutant)
About all the produced CALB variants, the base sequence of the peripheral region of the mutation introduction site was read by a DNA sequencer, and it was confirmed that the mutation was correctly introduced.

(比較例1:Rhizopus oryzae由来リパーゼ(ROL)細胞表層提示プラスミドの調製)
コントロールとして、非特許文献24の記載に基づいて、Rhizopus oryzae由来リパーゼ(ROL)細胞表層提示プラスミドを調製した。本プラスミドは、野生型ROL(以下、「wtROL」ともいう。単に「ROL」とのみ表記する場合もある)を酵母細胞表層に提示させ得る。
(Comparative Example 1: Preparation of Rhizopus oryzae-derived lipase (ROL) cell surface display plasmid)
As a control, a Rhizopus oryzae-derived lipase (ROL) cell surface display plasmid was prepared based on the description in Non-Patent Document 24. This plasmid can display wild-type ROL (hereinafter, also referred to as “wtROL”; sometimes simply expressed as “ROL”) on the surface of yeast cells.

(比較例2:コントロール細胞表層提示プラスミドの調製)
別のコントロールプラスミドとして、リパーゼを含まない細胞表層提示プラスミドpCAS−Cを調製した。細胞表層提示用カセットベクターpCASは、それ自体を酵母に導入してもフレームシフトにより細胞表層にα−アグルチニンは提示されない。そこで、pCASのマルチクローニングサイトにシトシンを一塩基導入してフレームを合わせるために、pCASを鋳型として、プライマー(配列番号30および配列番号31)を用いて、KOD Dash(登録商標)(TOYOBO)にてPCRを行った。得られたプラスミドpCAS−Cは、グルコアミラーゼ遺伝子の分泌シグナルをコードする配列、制限酵素SacII、BglII、NcoI、XhoIが認識できる21塩基対からなるマルチクローニング部位、さらにα−アグルチニンのC末端から320アミノ酸をコードする配列を含む。本プラスミドは、7アミノ酸からなるポリペプチドがN末端に付加されたα−アグルチニンのC末領域を酵母細胞表層に提示させ得る。
(Comparative Example 2: Preparation of control cell surface display plasmid)
As another control plasmid, a cell surface display plasmid pCAS-C containing no lipase was prepared. Even if the cell surface display cassette vector pCAS is introduced into yeast, α-agglutinin is not displayed on the cell surface due to frame shift. Therefore, to introduce cytosine into the pCAS multicloning site with a single nucleotide and to match the frame, using pCAS as a template and primers (SEQ ID NO: 30 and SEQ ID NO: 31), KOD Dash (registered trademark) (TOYOBO) PCR was performed. The obtained plasmid pCAS-C has a sequence encoding the secretion signal of the glucoamylase gene, a multicloning site consisting of 21 base pairs that can recognize restriction enzymes SacII, BglII, NcoI, and XhoI, and 320 from the C-terminus of α-agglutinin. Includes sequences encoding amino acids. This plasmid can display the C-terminal region of α-agglutinin to which a polypeptide consisting of 7 amino acids is added at the N-terminus on the surface of yeast cells.

(比較例3:非表層提示プラスミドの調製)
さらに別のコントロールプラスミドとして、非表層提示プラスミドpMW1を調製した。pMW1は、T. Kanaiら、Appl. Microbiol. Biotechnol., 1996年, 44巻, 759-765頁の記載に基づいて調製した。簡単に述べると、pRS404(Stratagene)のAatII部位に、2μmDNAを含むpMT34(+3)(M. Tajimaら、Yeast, 1985年, 1巻, 67-77頁)の2.14kbpのEcoRI−EcoRIフラグメントを挿入し、pMW1を得た。
(Comparative Example 3: Preparation of non-surface display plasmid)
As another control plasmid, a non-surface display plasmid pMW1 was prepared. pMW1 was prepared based on the description of T. Kanai et al., Appl. Microbiol. Biotechnol., 1996, 44, 759-765. Briefly, the 2.14 kbp EcoRI-EcoRI fragment of pMT34 (+3) (M. Tajima et al., Yeast, 1985, Vol. 1, pages 67-77) containing 2 μm DNA is inserted into the AatII site of pRS404 (Stratagene). PMW1 was obtained.

(実施例3:酵母への形質転換)
作製した全てのCALB表層発現用プラスミドDNAを酵母サッカロマイセス・セレビシエMT8-1株に形質転換し、CALB表層提示酵母を創製した。上記比較例1から3で調製したプラスミドも同様に、サッカロマイセス・セレビシエMT8-1株に形質転換し、それぞれ野生型ROL(wtROL)表層提示酵母、pCAS−C組換え酵母(リパーゼを含まない表層提示プラスミドを導入した酵母)、およびpMW1組換え酵母(非表層提示プラスミドを導入した酵母)を創製した。
(Example 3: Transformation into yeast)
All of the prepared CALB surface expression plasmid DNAs were transformed into the yeast Saccharomyces cerevisiae MT8-1 strain to create CALB surface display yeast. Similarly, the plasmids prepared in Comparative Examples 1 to 3 were transformed into Saccharomyces cerevisiae MT8-1 strain, respectively, and wild-type ROL (wtROL) surface display yeast and pCAS-C recombinant yeast (surface display not containing lipase), respectively. Yeast introduced with a plasmid), and pMW1 recombinant yeast (yeast introduced with a non-surface display plasmid).

(実施例4:免疫抗体染色によるCALB細胞表層提示の確認)
CALB表層発現用プラスミドが導入された酵母の細胞表層にCALBが発現および提示されていることを確認するために、免疫蛍光顕微鏡観察を行った。上記実施例3で創製した、野生型CALBを含むpCAS-FLAGR-CALBで形質転換した酵母サッカロマイセス・セレビシエMT8-1株の蛍光顕微鏡写真を図2の下側に示す。対応する位相差像を図2の上側に示す。これらの写真を合わせて検討したところ、CALB表層発現用プラスミドを導入した酵母では、細胞の表層部分に蛍光が観察された。したがって、CALB表層発現用プラスミドを酵母に導入すると、発現されるCALBが細胞表層に提示されることが示された。
(Example 4: Confirmation of CALB cell surface display by immunoantibody staining)
In order to confirm that CALB was expressed and presented on the cell surface of the yeast cell into which the CALB surface expression plasmid was introduced, immunofluorescence microscopy was performed. A fluorescence micrograph of the yeast Saccharomyces cerevisiae MT8-1 strain transformed with pCAS-FLAGR-CALB containing wild-type CALB, created in Example 3 above, is shown in the lower side of FIG. The corresponding phase difference image is shown on the upper side of FIG. When these photographs were examined together, fluorescence was observed in the surface layer of the cells in which the plasmid for expression of the CALB surface layer was introduced. Therefore, it was shown that when the CALB surface expression plasmid is introduced into yeast, the expressed CALB is presented on the cell surface.

(実施例5:表層提示CALBのリパーゼ活性の確認)
(5−1.ハロアッセイによるリパーゼ活性の確認)
表層提示CALBの活性の有無を確認するために、プレートを用いたハロアッセイによる評価を行った。まず、野生型CALB表層提示酵母(wtCALB)、野生型ROL表層提示酵母(wtROL)、pCAS−C組換え酵母、およびpMW1組換え酵母について、0.2%トリブチリンを添加したSDC培地(図3)および0.2%大豆油を添加したSDC培地(結果は示さず)で行った。野生型CALB表層提示酵母および野生型ROL表層提示酵母ではハロが形成されたが、pCAS−C組換え酵母、およびpMW1組換え酵母ではハロの形成がなかった。続いて、野生型CALB表層提示酵母、CALB変異体であるproR7K、proR7K/R309K、proK6A/R7A、proK6A/R7A/R309K表層提示酵母、およびpCAS−C組換え酵母を、0.2%トリブチリンを添加したSDC培地で試験した(図4)。野生型CALB(wt)およびすべてのCALB変異体の表層提示酵母において、ハロの検出が確認された。pCAS−Cでは、ハロは検出されなかった。
(Example 5: Confirmation of lipase activity of surface layer-presented CALB)
(5-1. Confirmation of lipase activity by halo assay)
In order to confirm the presence or absence of the activity of the surface layer-displayed CALB, evaluation by a halo assay using a plate was performed. First, SDC medium supplemented with 0.2% tributyrin for wild-type CALB surface-displaying yeast (wtCALB), wild-type ROL surface-displaying yeast (wtROL), pCAS-C recombinant yeast, and pMW1 recombinant yeast (FIG. 3) And SDC medium supplemented with 0.2% soybean oil (results not shown). A halo was formed in the wild-type CALB surface-displaying yeast and the wild-type ROL surface-displaying yeast, but there was no halo formation in the pCAS-C recombinant yeast and the pMW1 recombinant yeast. Subsequently, wild-type CALB surface display yeast, CALB mutants proR7K, proR7K / R309K, proK6A / R7A, proK6A / R7A / R309K surface display yeast, and pCAS-C recombinant yeast were added with 0.2% tributyrin The SDC medium was tested (FIG. 4). Detection of halo was confirmed in the surface-displaying yeast of wild-type CALB (wt) and all CALB variants. In pCAS-C, no halo was detected.

(5−2.酵母の生育段階に関わるリパーゼ活性の変化)
酵母の生育段階による、酵母細胞表層に提示されるCALBの発現量の変化を調べるために、生育時期ごとに活性を測定した。酵母を30℃でSDC-W液体培地中で生育させ、細胞密度をOD600で測定することにより、生育を確認した。活性測定に用いる基質として、炭素数4のアシル基の付いたp−ニトロフェニルエステルであるp−ニトロフェニルブチレートを選択した。図5は、野生型CALB表層提示酵母およびpCAS−Cの培養中の細胞増殖の経時変化を示し、そして図6は、野生型CALB表層提示酵母およびpCAS−Cの培養中のリパーゼ活性の経時変化を示す(ともに、菱形が野生型CALBを表し、四角がpCAS−Cを表す)。その結果、CALB表層提示酵母は、40時間前後で対数期から定常期に入ることが分かった(図5)。図5および図6を合わせて検討すると、CALB表層提示酵母のリパーゼ活性の値は、対数期後半から定常期以降にかけて、ほとんど大きな変化がないことが分かった。
(5-2. Change in lipase activity related to the growth stage of yeast)
In order to examine the change in the expression level of CALB presented on the surface of the yeast cell depending on the growth stage of the yeast, the activity was measured at each growth period. The growth was confirmed by growing the yeast in SDC-W liquid medium at 30 ° C. and measuring the cell density at OD 600 . As a substrate used for activity measurement, p-nitrophenyl butyrate, which is a p-nitrophenyl ester having an acyl group having 4 carbon atoms, was selected. FIG. 5 shows the time course of cell growth during the culture of wild-type CALB surface-displayed yeast and pCAS-C, and FIG. 6 shows the time course of the lipase activity during the culture of wild-type CALB surface-displayed yeast and pCAS-C. (Both diamonds represent wild-type CALB and squares represent pCAS-C). As a result, it was found that the CALB surface-displaying yeast entered the stationary phase from the logarithmic phase around 40 hours (FIG. 5). 5 and 6 were examined together, it was found that the lipase activity value of the CALB surface-displaying yeast hardly changed from the latter half of the log phase to the stationary phase.

(5−3.CALB変異体による活性の変化)
構築した種々のCALB変異体の活性を、p−ニトロフェニルブチレートおよびフルオレセインジエステルを用いて測定した。図7は、p−ニトロフェニルブチレートを用いて測定した野生型CALBおよびCALB変異体のリパーゼ活性を示し、そして図8は、フルオレセインジエステルを用いて測定した野生型CALBおよびCALB変異体のリパーゼ活性を示す。CALBのプロペプチドを欠損させた変異体またはリンカーペプチドに置換した変異体は、野生型に比べて活性が低かった。一方、プロペプチドのC末端リジン−アルギニン部位の残基の変異体では、やや活性が上昇していた。このように、プロペプチドがCALBの活性に非常に重要であることが分かった。
(5-3. Change in activity by CALB mutant)
The activity of the various CALB variants constructed was measured using p-nitrophenyl butyrate and fluorescein diester. FIG. 7 shows the lipase activity of wild type CALB and CALB variants measured using p-nitrophenyl butyrate, and FIG. 8 shows the lipase activity of wild type CALB and CALB variants measured using fluorescein diester. Indicates. The mutant lacking the CALB propeptide or the mutant substituted with the linker peptide was less active than the wild type. On the other hand, the activity of the mutant of the residue at the C-terminal lysine-arginine site of the propeptide slightly increased. Thus, it was found that the propeptide is very important for the activity of CALB.

(実施例6:表層提示CALBの基質特異性の評価)
表層提示CALBの基質特異性を調べるために、基質として炭素数2から18までのアシル基を有するp−ニトロフェニルエステルを用いて活性測定を行った。中鎖長の基質に対して特異性が高いことが分かっている表層提示ROLと比較した。基質溶液中、OD600=5の酵素表層提示酵母を30℃にて5分間反応させた後、405nmでの吸光度を測定し、リパーゼ活性を求めた。この結果を図9に示す。図9では、各アシル鎖長において、左側のバーが野生型CALBを表し、右側のバーが野生型ROLを表す。図9から、野生型CALBは、野生型ROLに比較して短い鎖長(C2〜C6)を有する基質に対して反応性が高いことが分かった。
(Example 6: Evaluation of substrate specificity of surface-presented CALB)
In order to examine the substrate specificity of the surface layer-displayed CALB, activity was measured using p-nitrophenyl ester having an acyl group having 2 to 18 carbon atoms as a substrate. It was compared with surface layer-displayed ROL, which is known to have high specificity for medium chain length substrates. In the substrate solution, an enzyme surface layer-displaying yeast having an OD 600 of 5 was reacted at 30 ° C. for 5 minutes, and then the absorbance at 405 nm was measured to determine the lipase activity. The result is shown in FIG. In FIG. 9, in each acyl chain length, the left bar represents wild-type CALB, and the right bar represents wild-type ROL. From FIG. 9, it was found that wild-type CALB has a higher reactivity to a substrate having a shorter chain length (C2 to C6) than wild-type ROL.

(実施例7:表層提示CALBの熱安定性の評価)
CALBは、一般的なリパーゼに比べて安定性が高いことが知られている。CALBの固定化酵素であるNovozyme435は、極めて安定性が高く、有機溶媒中においても高い活性を示す。有機溶媒中あるいは高温条件下での触媒反応(例えば、エステル合成反応)に用いる場合、リパーゼの安定性が極めて重要である。
(Example 7: Evaluation of thermal stability of surface layer presentation CALB)
CALB is known to have higher stability than general lipases. Novozyme435, an immobilized enzyme of CALB, is extremely stable and exhibits high activity even in an organic solvent. When used in a catalytic reaction (for example, ester synthesis reaction) in an organic solvent or under high temperature conditions, the stability of the lipase is extremely important.

そこで、表層提示CALBの熱安定性を調べるために、熱処理後の残存活性を測定した。表層提示ROLとの比較により、表層提示CALBの熱安定性を評価した。残存活性の測定には、基質としてp−ニトロフェニルブチレートを用いた。   Therefore, in order to examine the thermal stability of the surface layer presented CALB, the residual activity after the heat treatment was measured. The thermal stability of the surface layer presentation CALB was evaluated by comparison with the surface layer presentation ROL. For the measurement of residual activity, p-nitrophenyl butyrate was used as a substrate.

まず、上記の方法の手順15−2の「p−ニトロフェニルエステルを用いた活性測定」に基づく基質溶液と酵素溶液(酵母)との反応の際に、0℃から100℃までの設定温度でそれぞれ30分間酵母を処理した直後に酵素活性を測定した。CALBおよびROLともに、30℃処理時の値を基準(活性100%)とする相対値で、残存活性として示した(図10:図中、菱形が表層提示野生型CALBを表し、四角が表層提示野生型ROLを表す)。その結果、表層提示野生型ROLでは、40℃を超えると急激に活性が低下し、50℃付近ではその活性はほとんど見られなくなった。一方、表層提示野生型CALBは、40℃を超えても表層提示野生型ROLほど急激に活性は失われず、60℃付近でも、半分近くの活性を保った。このように、表層提示野生型CALBは、通常のリパーゼよりも熱安定性が高いことが分かった。   First, in the reaction of the substrate solution and the enzyme solution (yeast) based on “Activity measurement using p-nitrophenyl ester” in the procedure 15-2 of the above method, at a set temperature from 0 ° C. to 100 ° C. Enzyme activity was measured immediately after each 30 minute yeast treatment. Both CALB and ROL are relative values based on the value at the time of 30 ° C. treatment (activity 100%), and are shown as residual activity (FIG. 10: in the figure, diamonds represent surface layer-presented wild-type CALB and squares represent surface layer) Represents wild type ROL). As a result, the activity of the surface-displayed wild-type ROL rapidly decreased when the temperature exceeded 40 ° C., and almost no activity was observed near 50 ° C. On the other hand, the surface layer-displayed wild-type CALB did not lose its activity as rapidly as the surface layer-displayed wild-type ROL even when the temperature exceeded 40 ° C., and maintained almost half of the activity even near 60 ° C. Thus, it was found that the surface layer-displayed wild-type CALB has higher thermal stability than normal lipase.

次に、60℃での処理時間ごとの残存活性を測定し、安定性を評価した。各設定時間の間、60℃で処理した後の残存活性を、0分測定時の野生型CALBおよび野生型ROLのそれぞれの値を基準(活性100%)として、相対値で示した(図11:図中、菱形が表層提示野生型CALBを表し、四角が表層提示野生型ROLを表す)。野生型ROLは、数分で活性が失われたのに対して、野生型CALBは、20分近くまで半分以上の活性を保った。   Next, the residual activity for each treatment time at 60 ° C. was measured to evaluate the stability. During each set time, the residual activity after treatment at 60 ° C. was expressed as a relative value with reference to the respective values of wild-type CALB and wild-type ROL at the time of 0 minute measurement (activity 100%) (FIG. 11). : In the figure, diamonds represent surface-presented wild-type CALB, and squares represent surface-presented wild-type ROL). Wild-type ROL lost activity in a few minutes, whereas wild-type CALB retained more than half the activity until nearly 20 minutes.

(実施例8:表層提示CALBを用いた乳酸エチル合成)
凍結乾燥した野生型CALB表層提示酵母10mgを、水で飽和したヘプタン中にエタノール0.1Mおよび乳酸0.3Mを含む反応液2mlに添加し、250rpmで振盪しながら50℃にて100時間反応させた。なお、反応液は、反応を開始してから72時間後にモレキュラーシーブス3A(和光純薬工業株式会社)に供し、さらに反応を続けた。リパーゼを含まない表層提示プラスミドを導入した酵母であるpCAS−C組換え酵母をコントロールとして使用した。
(Example 8: Ethyl lactate synthesis using surface-presented CALB)
10 mg of freeze-dried wild-type CALB surface-displayed yeast was added to 2 ml of a reaction solution containing 0.1 M ethanol and 0.3 M lactic acid in heptane saturated with water, and reacted at 50 ° C. for 100 hours while shaking at 250 rpm. It was. The reaction solution was subjected to molecular sieves 3A (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 72 hours after the start of the reaction, and the reaction was further continued. As a control, pCAS-C recombinant yeast, which is a yeast introduced with a surface layer display plasmid not containing lipase, was used.

反応終了後、反応液を以下の条件で高速液体クロマトグラフィー(HPLC)によって分析した:
カラム:ODS−W 5C18−MS−II(ナカライテスク株式会社)
溶離液 A:0.1%(v/v)トリフルオロ酢酸水溶液
B:メタノール
A:B=8:2(v/v)で使用
流速 1.0ml/分
温度 40℃
検出器UV 210nm
注入量:10μl。
After completion of the reaction, the reaction solution was analyzed by high performance liquid chromatography (HPLC) under the following conditions:
Column: ODS-W 5C 18 -MS-II (Nacalai Tesque)
Eluent A: 0.1% (v / v) trifluoroacetic acid aqueous solution
B: Methanol A: B = 8: 2 (v / v) used Flow rate 1.0 ml / min Temperature 40 ° C.
Detector UV 210nm
Injection volume: 10 μl.

図12は、上記HPLC分析の結果を示すクロマトグラムであり、横軸は、保持時間(分)を示す。図12は、野生型CALB表層提示酵母またはpCAS−C組換え酵母(図中「コントロール酵母」)を添加した乳酸およびエタノールの反応液におけるHPLC分析の結果を、乳酸エチル標品のピークと併せて示す。野生型CALB表層提示酵母を添加した反応液(図中「CALB提示酵母」)では、乳酸エチルの標品と同様のピークが観察されたが、pCAS−C組換え酵母を添加した反応液ではこのようなピークは得られなかった。   FIG. 12 is a chromatogram showing the results of the above HPLC analysis, and the horizontal axis represents the retention time (minutes). FIG. 12 shows the results of HPLC analysis in a reaction solution of lactic acid and ethanol to which wild type CALB surface display yeast or pCAS-C recombinant yeast (“control yeast” in the figure) was added, together with the peak of the ethyl lactate preparation. Show. In the reaction solution to which the wild-type CALB surface-displaying yeast was added (“CALB-presenting yeast” in the figure), a peak similar to that of the ethyl lactate preparation was observed, but in the reaction solution to which the pCAS-C recombinant yeast was added, Such a peak was not obtained.

標品の検量線から算定したところ、野生型CALB表層提示酵母を用いて上記条件で合成された乳酸エチルの量は43.5mMであり、収率は43.5%であった。   As calculated from the calibration curve of the standard product, the amount of ethyl lactate synthesized under the above conditions using the wild-type CALB surface display yeast was 43.5 mM, and the yield was 43.5%.

本発明の酵母の表層提示CALBは、熱安定性が高く、高いリパーゼ活性を有する。また、表層提示CALBは、特別な化学修飾を必要としない。したがって、一般的なリパーゼが用いられる重要な触媒反応であるエステル結合の分解反応、エステル合成反応、エステル交換反応、様々なキラル化合物の不斉合成に、効率的かつ安価に利用可能である。さらに、本発明によれば、CALB表層提示酵母を用いて効率よく乳酸エチルを製造でき、生分解性プラスチックのポリ乳酸の製造時に、重要な工程を生体触媒で行うことができる。   The surface layer-displayed CALB of the yeast of the present invention has high thermal stability and high lipase activity. Moreover, the surface layer presentation CALB does not require special chemical modification. Therefore, it can be efficiently and inexpensively used for ester bond decomposition reactions, ester synthesis reactions, transesterification reactions, and asymmetric synthesis of various chiral compounds, which are important catalytic reactions in which general lipases are used. Furthermore, according to the present invention, ethyl lactate can be efficiently produced using the CALB surface-displaying yeast, and an important process can be performed with a biocatalyst during the production of biodegradable plastic polylactic acid.

プラスミドpCAS-FLAGR-CALBの模式図である。It is a schematic diagram of plasmid pCAS-FLAGR-CALB. 野生型CALB表層提示酵母MT8-1/pCAS-FLAGR-CALBの細胞形態を示す位相差顕微鏡写真および免疫蛍光顕微鏡写真である。It is the phase-contrast micrograph and immunofluorescence micrograph which show the cell form of wild type CALB surface layer display yeast MT8-1 / pCAS-FLAGR-CALB. 野生型CALB表層提示酵母およびROL表層提示酵母による培地中のハロ形成を示す写真である。It is a photograph which shows the halo formation in the culture medium by the wild-type CALB surface layer display yeast and ROL surface layer display yeast. 野生型CALB表層提示酵母およびCALB変異体表層提示酵母による培地中のハロ形成を示す写真である。It is a photograph which shows the halo formation in the culture medium by the wild-type CALB surface display yeast and the CALB mutant surface display yeast. 野生型CALB表層提示酵母およびpCAS−C組換え酵母の培養中の細胞増殖の経時変化を示すグラフである。It is a graph which shows a time-dependent change of the cell growth during culture | cultivation of wild type CALB surface layer display yeast and pCAS-C recombinant yeast. 野生型CALB表層提示酵母およびpCAS−C組換え酵母の培養中のリパーゼ活性の経時変化を示すグラフである。It is a graph which shows a time-dependent change of the lipase activity during culture | cultivation of wild type CALB surface layer display yeast and pCAS-C recombinant yeast. p−ニトロフェニルブチレートを基質として用いて測定した野生型CALB表層提示酵母およびCALB変異体表層提示酵母のリパーゼ活性を示すグラフである。It is a graph which shows the lipase activity of the wild-type CALB surface display yeast and CALB mutant surface display yeast which were measured using p-nitrophenyl butyrate as a substrate. フルオレセインジエステルを基質として用いて測定した野生型CALB表層提示酵母およびCALB変異体表層提示酵母のリパーゼ活性を示すグラフである。It is a graph which shows the lipase activity of the wild-type CALB surface layer display yeast and CALB mutant surface layer display yeast which were measured using fluorescein diester as a substrate. 表層提示野生型CALBおよび表層提示野生型ROLの基質特異性を示すグラフである。It is a graph which shows the substrate specificity of surface layer presentation wild type CALB and surface layer presentation wild type ROL. 表層提示野生型CALBおよび表層提示野生型ROLを種々の温度で30分間加熱して不活性化させた後の残存活性を示すグラフである。It is a graph which shows the residual activity after heating and inactivating the surface layer presentation wild type CALB and the surface layer presentation wild type ROL at various temperatures for 30 minutes. 表層提示野生型CALBおよび表層提示野生型ROLを60℃で種々の時間にわたって加熱処理した後の残存酵素活性を示すグラフである。It is a graph which shows the residual enzyme activity after heat-processing a surface layer presentation wild type CALB and a surface layer presentation wild type ROL at 60 degreeC for various time. 野生型CALB表層提示酵母またはpCAS−C組換え酵母(コントロール酵母)を添加した乳酸およびエタノールの反応液におけるHPLC分析の結果を示すクロマトグラムである。It is a chromatogram which shows the result of the HPLC analysis in the reaction liquid of lactic acid and ethanol which added wild type CALB surface layer display yeast or pCAS-C recombinant yeast (control yeast).

Claims (3)

カンジダ・アンタークティカ由来リパーゼB(CALB)の変異体を細胞表層に提示する酵母であって、
該変異体が、
配列表の配列番号2の−7位のアラニン残基から317位のプロリン残基までのアミノ酸配列において、
(1)−2位および−1位がそれぞれリジン残基であるアミノ酸配列からなるポリペプチド;
(2)−2位および−1位がそれぞれリジン残基であり、かつ308位および309位がそれぞれリジン残基であるアミノ酸配列からなるポリペプチド;および
(3)−2位および−1位がそれぞれアラニン残基であり、かつ308位および309位がそれぞれリジン残基であるアミノ酸配列からなるポリペプチド
からなる群から選択される、酵母。
A yeast that presents a mutant of Candida antarctica-derived lipase B (CALB) on the cell surface,
The mutant is
In the amino acid sequence from the alanine residue at position -7 to the proline residue at position 317 in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing,
(1) a polypeptide comprising an amino acid sequence in which positions -2 and -1 are lysine residues, respectively;
(2) a polypeptide comprising an amino acid sequence in which positions -2 and -1 are lysine residues, respectively, and positions 308 and 309 are lysine residues; and (3) positions -2 and -1 are A yeast selected from the group consisting of a polypeptide consisting of an amino acid sequence each of which is an alanine residue and each of positions 308 and 309 is a lysine residue.
乳酸エステルの製造方法であって、該方法が、
酵母の存在下で、アルコールおよび乳酸を反応させる工程
を含み、
該酵母が、
配列表の配列番号2の−7位のアラニン残基から317位のプロリン残基までのアミノ酸配列からなるカンジダ・アンタークティカ由来リパーゼB(CALB)の変異体を細胞表層に提示する酵母であって、
該変異体が、
配列表の配列番号2の−7位のアラニン残基から317位のプロリン残基までのアミノ酸配列において、
(1)−2位および−1位がそれぞれリジン残基であるアミノ酸配列からなるポリペプチド;
(2)−2位および−1位がそれぞれリジン残基であり、かつ308位および309位がそれぞれリジン残基であるアミノ酸配列からなるポリペプチド;および
(3)−2位および−1位がそれぞれアラニン残基であり、かつ308位および309位がそれぞれリジン残基であるアミノ酸配列からなるポリペプチド
からなる群から選択される、方法。
A method for producing a lactate ester, the method comprising:
Reacting alcohol and lactic acid in the presence of yeast,
The yeast
A yeast that presents a mutant of Candida antarctica-derived lipase B (CALB ) consisting of an amino acid sequence from an alanine residue at position -7 to a proline residue at position 317 in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing on the cell surface. And
The mutant is
In the amino acid sequence from the alanine residue at position -7 to the proline residue at position 317 in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing,
(1) a polypeptide comprising an amino acid sequence in which positions -2 and -1 are lysine residues, respectively;
(2) a polypeptide comprising an amino acid sequence in which positions -2 and -1 are lysine residues, respectively, and positions 308 and 309 are lysine residues; and (3) positions -2 and -1 are A method selected from the group consisting of polypeptides consisting of amino acid sequences each of which is an alanine residue and each of positions 308 and 309 is a lysine residue.
前記アルコールがエタノールである、請求項2に記載の方法。   The method of claim 2, wherein the alcohol is ethanol.
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