JP5758079B2 - Biomass saccharification accelerator, saccharification treatment agent, and saccharification treatment method using the same - Google Patents

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本発明は、バイオマスの糖化促進剤、糖化処理剤およびそれを用いた糖化処理方法に関する。   The present invention relates to a biomass saccharification promoter, a saccharification treatment agent, and a saccharification treatment method using the same.

石油資源の減少に伴い、近年、バイオマスを糖化処理して、エタノール等を製造し、新たなエネルギー源を供給することが盛んに試みられている。しかしながら、デンプンを含む、トウモロコシ等の植物の実等は、食料としての利用が重要であることから、非食用である、トウモロコシの皮等の廃棄物や木材等を、セルロース系バイオマスとして有効利用することが重要視されている。   Along with the decrease in petroleum resources, in recent years, saccharification treatment of biomass to produce ethanol and supply new energy sources has been actively attempted. However, since the use of corn and other fruits including starch is important for food, non-edible waste such as corn husk and wood are effectively used as cellulosic biomass. It is important.

木材等のバイオマスは、セルロース、ヘミセルロースおよびリグニンを含むため、通常は、酸、アルカリまたはセルラーゼ等の糖化酵素を用いて加水分解を行い、ポリマーからオリゴ糖へ、さらには単糖へ変換した後、微生物等を用いた発酵等により、前記糖からエタノール等の燃料アルコールまたは有機酸等の化成品原料への変換が行われる。近年、前述のような、酸およびアルカリによる糖化は、環境汚染を伴うことから、酵素を用いた糖化が、世界的に要求されている。しかしながら、主力酵素となるセルラーゼ剤による単一処理のみでは、セルロース・ヘミセルロースの糖化効率を上げるには、多量の酵素が必要となる。例えば、糖化効率を90%から99%に上げる場合、一般に、糖化効率90%時に必要な酵素量を1とすると、糖化効率99%時には10の酵素量が必要と言われている。特に、セルロース系バイオマスは、セルロース分子同士の結合によって粘性が高くなるが、僅か10%程度の糖化効率の向上によって劇的に粘性が下がり、その結果、発酵工程等の負担を大幅に減少できると言われている。そこで、セルラーゼと他の酵素との併用による、糖化効率の向上およびセルラーゼ量の低減が試みられているが、未だ十分な効率が得られていない(特許文献1、非特許文献1)。このことは、糖化処理コストを上昇させ、セルロース系バイオマスから、エタノール等の燃料アルコールおよび有機酸等の化成品原料の生産を実用化するにあったての障害となっている。   Since biomass such as wood contains cellulose, hemicellulose, and lignin, it is usually hydrolyzed using a saccharifying enzyme such as acid, alkali, or cellulase, converted from a polymer to an oligosaccharide, and further to a monosaccharide, The sugar is converted into a raw material for chemical products such as a fuel alcohol such as ethanol or an organic acid by fermentation using microorganisms or the like. In recent years, since saccharification with acid and alkali as described above is accompanied with environmental pollution, saccharification using an enzyme is required worldwide. However, with only a single treatment with the cellulase agent as the main enzyme, a large amount of enzyme is required to increase the saccharification efficiency of cellulose and hemicellulose. For example, when the saccharification efficiency is increased from 90% to 99%, it is generally said that 10 enzyme amounts are required when the saccharification efficiency is 99%, assuming that the enzyme amount required is 1 when the saccharification efficiency is 90%. Cellulosic biomass, in particular, increases in viscosity due to the binding of cellulose molecules, but the viscosity decreases dramatically by improving the saccharification efficiency of only about 10%. As a result, the burden on the fermentation process can be greatly reduced. It is said. Thus, attempts have been made to improve saccharification efficiency and reduce the amount of cellulase by using cellulase in combination with other enzymes, but sufficient efficiency has not yet been obtained (Patent Document 1, Non-Patent Document 1). This raises the cost of saccharification treatment, and is an obstacle to the practical use of the production of chemical raw materials such as fuel alcohol such as ethanol and organic acid from cellulosic biomass.

Kumagaiら、Characteristic of Hydrothermal Decomposition and Saccharification of Various Lignocellulosic Biomass and Enzymatic Saccarification of the Obtained Hydrothermal-Residue. Journal of the Japan Institute of Energy, 86, 712-717(2007)Kumagai et al., Characteristic of Hydrothermal Decomposition and Saccharification of Various Lignocellulosic Biomass and Enzymatic Saccarification of the Obtained Hydrothermal-Residue. Journal of the Japan Institute of Energy, 86, 712-717 (2007)

特表平11−500465号公報Japanese National Patent Publication No. 11-500465

そこで、本発明は、セルラーゼによるバイオマスの糖化処理を促進する、新たな糖化促進剤、糖化処理剤ならびにそれを用いたバイオマスの糖化処理方法の提供を目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a new saccharification accelerator, a saccharification treatment agent, and a biomass saccharification treatment method using the same, which promote saccharification treatment of biomass by cellulase.

前記目的を達成するために、本発明の第1の糖化促進剤は、セルラーゼによるバイオマスの糖化処理を促進する糖化促進剤であって、xynR遺伝子およびfae遺伝子の少なくとも一方を発現する菌体の培養上清を含むことを特徴とする。   To achieve the above object, the first saccharification promoting agent of the present invention is a saccharification promoting agent that promotes saccharification treatment of biomass by cellulase, and cultures cells that express at least one of the xynR gene and the fae gene. It is characterized by including a supernatant.

本発明の第1の糖化処理剤は、バイオマスの糖化処理に使用するための糖化処理剤であって、セルラーゼと、本発明の第1の糖化促進剤とを含むことを特徴とする。   The first saccharification treatment agent of the present invention is a saccharification treatment agent for use in biomass saccharification treatment, and includes cellulase and the first saccharification promoter of the present invention.

本発明の第1の糖化処理方法は、バイオマスの糖化処理方法であって、本発明の第1の糖化促進剤の共存下、前記バイオマスをセルラーゼで処理することを特徴とする。   The first saccharification treatment method of the present invention is a biomass saccharification treatment method, wherein the biomass is treated with cellulase in the presence of the first saccharification promoter of the present invention.

また、本発明の第2の糖化促進剤は、セルラーゼによるバイオマスの糖化処理を促進する糖化促進剤であって、配列番号8〜14の少なくともいずれかで表わされるアミノ酸配列を含むタンパク質を含むことを特徴とする。   The second saccharification promoter of the present invention is a saccharification promoter that promotes biomass saccharification treatment with cellulase, and includes a protein comprising an amino acid sequence represented by at least one of SEQ ID NOs: 8 to 14. Features.

本発明の第2の糖化処理剤は、バイオマスの糖化処理に使用するための糖化処理剤であって、セルラーゼと、本発明の第2の糖化促進剤とを含むことを特徴とする。   The second saccharification treatment agent of the present invention is a saccharification treatment agent for use in biomass saccharification treatment, and includes cellulase and the second saccharification promoter of the present invention.

本発明の第2の糖化処理方法は、バイオマスの糖化処理方法であって、本発明の第2の糖化促進剤の共存下、前記バイオマスをセルラーゼで処理することを特徴とする。   The second saccharification treatment method of the present invention is a biomass saccharification treatment method, characterized in that the biomass is treated with cellulase in the presence of the second saccharification promoter of the present invention.

本発明によれば、セルラーゼ単独での糖化処理よりも、優れた効率でバイオマスの糖化を行うことができる。このため、木材やその廃棄物等をバイオマスとして有効利用し、エネルギー資源および化成品等を提供できることから、極めて有用といえる。また、本発明によれば、例えば、糖化処理に用いるセルラーゼ量を低減できるため、発酵等の後工程で重要となる、バイオマスの糖化処理のコストを低減できる。   According to the present invention, biomass can be saccharified with higher efficiency than saccharification treatment using cellulase alone. For this reason, it can be said that it is extremely useful because it can effectively use wood or its waste as biomass and provide energy resources and chemical products. Further, according to the present invention, for example, since the amount of cellulase used for the saccharification treatment can be reduced, the cost of the saccharification treatment of biomass, which is important in subsequent processes such as fermentation, can be reduced.

図1は、本発明の実施例において使用した発現ベクターの構成を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing the structure of an expression vector used in Examples of the present invention.

<第1の形態>
本発明の第1の糖化促進剤は、前述のように、セルラーゼによるバイオマスの糖化処理を促進する糖化促進剤であって、xynR遺伝子およびfae遺伝子の少なくとも一方を発現する菌体の培養上清を含むことを特徴とする。
<First form>
As described above, the first saccharification promoter of the present invention is a saccharification promoter that promotes the saccharification treatment of biomass by cellulase, and the culture supernatant of a cell expressing at least one of the xynR gene and the fae gene is used. It is characterized by including.

前記菌体は、Aspergillus属であることが好ましく、より好ましくは、Aspergillus oryzaeである。 The microbial cells preferably belong to the genus Aspergillus , more preferably Aspergillus oryzae .

前記xynR遺伝子は、キシラナーゼ遺伝子の発現を正に制御する転写制御因子の遺伝子であり、xlnRともいう。前記xynR遺伝子の由来は、特に制限されないが、例えば、Aspergillus属由来が好ましく、中でも、Aspergillus oryzae由来が好ましい。 The xynR gene is a transcriptional regulator gene that positively controls the expression of the xylanase gene, and is also referred to as xlnR. From the xynR gene is not particularly limited, for example, Aspergillus genus are preferable, among them, from Aspergillus oryzae are preferred.

前記fae遺伝子は、フェルラ酸エステラーゼ遺伝子である。前記fae遺伝子は、例えば、faeA遺伝子、faeB遺伝子およびfaeC遺伝子等のサブファミリーを有している。前記fae遺伝子としては、例えば、faeA遺伝子、faeB遺伝子およびfaeC遺伝子のいずれでもよく、中でも、faeA遺伝子が好ましい。前記fae遺伝子の由来は、特に制限されないが、例えば、Aspergillus属由来が好ましく、中でも、Aspergillus oryzae由来が好ましい。 The fae gene is a ferulic acid esterase gene. The fae gene has, for example, a subfamily such as faeA gene, faeB gene, and faeC gene. The fae gene may be, for example, any of the faeA gene, the faeB gene, and the faeC gene, and among them, the faeA gene is preferable. From the fae gene is not particularly limited, for example, Aspergillus genus are preferable, among them, from Aspergillus oryzae are preferred.

本発明において、前記菌体は、例えば、xynR遺伝子およびfae遺伝子のいずれか一方を発現してもよいし、両方を発現してもよい。   In the present invention, the bacterial cell may express, for example, either the xynR gene or the fae gene, or may express both.

前記菌体は、例えば、xynR遺伝子およびfae遺伝子の少なくとも一方を有する発現ベクターが導入された形質転換体であることが好ましい。このように、前記発現ベクターを宿主に導入した形質転換体によれば、例えば、xynR遺伝子およびfae遺伝子の少なくとも一方を過剰発現することが可能である。本発明において、以下、xynR遺伝子およびfae遺伝子を挿入するベクターを、発現ベクターといい、前記発現ベクターに、xynR遺伝子およびfae遺伝子の少なくとも一方を挿入したものを、組換え発現ベクターという。   The cell is preferably a transformant into which an expression vector having at least one of the xynR gene and the fae gene has been introduced. Thus, according to the transformant in which the expression vector is introduced into the host, for example, at least one of the xynR gene and the fae gene can be overexpressed. In the present invention, hereinafter, a vector into which the xynR gene and the fae gene are inserted is referred to as an expression vector, and a vector in which at least one of the xynR gene and the fae gene is inserted into the expression vector is referred to as a recombinant expression vector.

前記発現ベクターに挿入する遺伝子は、例えば、クローニングした天然の核酸でもよいし、遺伝子増幅法により増幅させた核酸でもよいし、合成した核酸であってもよい。また、前記核酸は、例えば、DNA、RNAがあげられ、この他に、例えば、PNA等の人工核酸であってもよい。   The gene inserted into the expression vector may be, for example, a cloned natural nucleic acid, a nucleic acid amplified by a gene amplification method, or a synthesized nucleic acid. Examples of the nucleic acid include DNA and RNA. In addition, for example, an artificial nucleic acid such as PNA may be used.

前記宿主は、特に限定されず、例えば、形質転換が可能な生細胞があげられる。前記生細胞としては、例えば、菌類、昆虫、高等動物等の真核生物、真正細菌や古細菌等の原核生物があげられる。前記菌類としては、例えば、糸状菌や酵母等の真菌類があげられる。前記糸状菌としては、特に限定されないが、例えば、Aspergillus属、Rhizopus属、Trichoderma属、Penicillium属、Mucor属、Phanerochaetae属Acremonium属、Humicola属、Fusarium属、Neurospora属等があげられる。中でも、例えば、糸状菌が好ましく、特にAspergillus属が好ましい。Aspergillus属としては、特に制限されないが、例えば、Aspergillus oryzaeAspergillus nigerAspergillus awamoriAspergillus kawachiiAspergillus usamiiAspergillus sojaeAspergillus nidulansAspergillus glaucusAspergillus aculeatusAspergillus terreus等があげられ、より好ましくはAspergillus oryzaeである。前記生細胞としては、この他に、例えば、酵母細胞があげられ、具体例としては、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、ピキア・パストリス(Pichia pastoris)、シゾサッカロミセス・ポンベ(Schizosaccharomyces pombe)、カンジダ(Candida)属酵母を含むメタノール資化性酵母等があげられる。前記真正細菌としては、例えば、大腸菌、Bacillus属、Brevibacillus属、Lactobacillus属等があげられる。前記昆虫としては、例えば、Sf9細胞等の昆虫培養細胞等、カイコ等の虫体等があげられる。前記高等動物としては、例えば、ヒトを含む脊椎動物等由来の培養細胞等、脊椎動物等の個体等があげられる。 The host is not particularly limited, and examples thereof include living cells that can be transformed. Examples of the living cells include eukaryotic organisms such as fungi, insects and higher animals, and prokaryotic organisms such as eubacteria and archaea. Examples of the fungi include fungi such as filamentous fungi and yeast. As the filamentous fungus is not particularly limited, for example, Aspergillus spp, Rhizopus spp, Trichoderma sp, Penicillium sp, Mucor spp, Phanerochaetae genus, Acremonium spp, Humicola spp, Fusarium spp, Neurospora spp and the like. Among them, for example, filamentous fungi are preferable, and Aspergillus genus is particularly preferable. The genus Aspergillus, is not particularly limited, for example, Aspergillus oryzae, Aspergillus niger, Aspergillus awamori, Aspergillus kawachii, Aspergillus usamii, Aspergillus sojae, Aspergillus nidulans, Aspergillus glaucus, Aspergillus aculeatus, Aspergillus terreus , and the like, more preferably Aspergillus oryzae . Other examples of the living cells include yeast cells, and specific examples thereof include Saccharomyces cerevisiae , Pichia pastoris , and Schizosaccharomyces pombe (Candida) Methanol assimilating yeast containing yeast genus etc. are mention | raise | lifted. Examples of the eubacteria include Escherichia coli, Bacillus genus, Brevivacillus genus, Lactobacillus genus and the like. Examples of the insect include insect cultured cells such as Sf9 cells, and insect bodies such as silkworms. Examples of the higher animals include cultured cells derived from vertebrates including humans, and individuals such as vertebrates.

前記発現ベクターは、前記xynR遺伝子およびfae遺伝子の少なくとも一方を挿入できればよく、その他の構成等は何ら制限されない。前記組換え発現ベクターは、例えば、従来公知のベクターを発現ベクターとして、これに、前述のxynR遺伝子およびfae遺伝子の少なくとも一方を挿入することにより製造できる。前記発現ベクターは、特に限定されず、例えば、前記組換え発現ベクターを導入する宿主の種類、導入方法等に応じて適宜決定できる。前記発現ベクターとしては、例えば、プラスミドベクター等の非ウイルスベクター、ウイルスベクター等があげられる。前記非ウイルスベクターとしては、例えば、pISI(Appl. Microbiol. Biotechnol. 81, 711−719, (2008).)、YIp5、YEp24、pBR322、pUC12、pUC18/19、pUC118/119、pcDNA3.1(Invitrogen社)、pZeoSV(Invitrogen社)、pBK−CMV(Stratagene社)、pCAGGS(Gene 108, 193−200, (1991).)、pBluescriptプラスミドベクター(Stratagene社)、pHSG298/299、pHSG396/8等の市販のプラスミドベクター等があげられる。中でも、宿主が糸状菌の場合は、例えば、pISI(Appl. Microbiol. Biotechnol. 81, 711−719, (2008).)、pUC系プラスミドベクター(例えば、pUC18/19等)等の宿主当りのプラスミドのコピー数が高いものが好ましい。また、前記宿主が酵母の場合は、例えば、YIp5、YEp24等が好ましい。また、前記宿主が大腸菌の場合は、例えば、pBR322、pUC12、pUC18/19、pUC118/119等が好ましい。また、前記宿主が高等動物の場合は、例えば、pcDNA3.1(Invitrogen社)、pZeoSV(Invitrogen社)、pBK−CMV(Stratagene社)、pCAGGS(Gene 108, 193−200, (1991).)等が好ましい。前記ウイルスベクターとしては、例えば、バキュロウイルスベクター、レトロウイルスベクター、ヒト免疫不全症ウイルス(HIV)等のレンチウイルスベクター、アデノウイルスベクター、アデノ随伴ウイルスベクター(AAVベクター;adeno associated virus)、ヘルペスウイルス、ワクシニアウイルス、ポックスウイルス、ポリオウイルス、シンビスウイルス、センダイウイルス、シミアンウイルス−40(SV−40)等のDNAウイルスやRNAウイルス等があげられる。中でも、前記宿主が昆虫の場合は、例えば、バキュロウイルスの一種であるAcNPV(Autographa californica nuclear polyhedrosis virus)ベクター等が好ましい。これらのベクターには、例えば、従来公知の方法に基づいて、挿入遺伝子を発現可能なように挿入できる。   The expression vector is not limited as long as it can insert at least one of the xynR gene and the fae gene. The recombinant expression vector can be produced, for example, by using a conventionally known vector as an expression vector and inserting at least one of the aforementioned xynR gene and fae gene into the vector. The expression vector is not particularly limited, and can be appropriately determined depending on, for example, the type of host into which the recombinant expression vector is introduced, the introduction method, and the like. Examples of the expression vector include non-viral vectors such as plasmid vectors, viral vectors, and the like. Examples of the non-viral vector include pISI (Appl. Microbiol. Biotechnol. 81, 711-719, (2008)), YIp5, YEp24, pBR322, pUC12, pUC18 / 19, pUC118 / 119, pcDNA3.1 (Invitrogen). ), PZeoSV (Invitrogen), pBK-CMV (Stratagene), pCAGGS (Gene 108, 193-200, (1991)), pBluescript plasmid vector (Stratagene), pHSG298 / 299, pHSG396 / 8, etc. Plasmid vectors and the like. In particular, when the host is a filamentous fungus, for example, plasmids per host such as pISI (Appl. Microbiol. Biotechnol. 81, 711-719, (2008).), PUC plasmid vectors (for example, pUC18 / 19, etc.) Those having a high copy number are preferred. Moreover, when the said host is yeast, YIp5, YEp24 etc. are preferable, for example. When the host is Escherichia coli, for example, pBR322, pUC12, pUC18 / 19, pUC118 / 119 and the like are preferable. When the host is a higher animal, for example, pcDNA3.1 (Invitrogen), pZeoSV (Invitrogen), pBK-CMV (Stratagene), pCAGGS (Gene 108, 193-200, (1991).), Etc. Is preferred. Examples of the viral vector include baculovirus vectors, retrovirus vectors, lentivirus vectors such as human immunodeficiency virus (HIV), adenovirus vectors, adeno-associated virus vectors (AAV vectors), herpes viruses, Examples thereof include DNA viruses such as vaccinia virus, pox virus, polio virus, symbis virus, Sendai virus, and simian virus-40 (SV-40), and RNA viruses. In particular, when the host is an insect, for example, an AcNPV (Autographa california nuclear polyhydrovirus) (Vaculovirus) vector is preferable. These vectors can be inserted so that the inserted gene can be expressed, for example, based on a conventionally known method.

前記発現ベクターは、さらに、前記挿入した遺伝子の発現を調節する調節配列を含んでもよい。前記調節配列としては、例えば、プロモーター、ターミネーター、エンハンサー配列、ポリアデニル化シグナル、複製起点配列(ori)等があげられる。これらの調節配列は、例えば、ベクター、宿主、目的タンパク質等の種類に応じて、適宜設定できる。また、前記調節配列には、例えば、所望の宿主で調節配列として機能しうる配列が含まれ、改変を加えた改良型の調節配列等も含まれる。前記プロモーターとしては、特に制限されないが、例えば、宿主が糸状菌の場合、sodM、amyA、amyB、amyC、glaA、agdA、glaB、TEF1、xynF1 tannase、No.8AN、gpdA、pgkA、enoA、melO、catA、catB、Histone H2A、small v−ATPase、cruciform binding protein、peptidyl prolyl cis−trans isomerase、actin遺伝子を制御するプロモーターおよびこれらの改変プロモーター等があげられる。前記宿主が酵母の場合は、例えば、PHO5、PGK、GAP、ADH1、GAL、SED1等があげられ、前記宿主が高等動物の場合は、例えば、サイトメガロウイルス(CMV)、ラウス肉腫ウイルス(RSV)、SV−40、単純ヘルペスウイルス(HSV)等由来のプロモーター、筋βアクチンプロモーター等の構成プロモーター、チミジンキナーゼプロモーター等の組織特異的プロモーター、成長ホルモン調節性プロモーター、亜鉛誘導性メタロチオネインプロモーター等の誘導性プロモーターや調節性プロモーターがあげられる。前記ターミネーターとしては、特に制限されないが、例えば、glaBターミネーター(Gene 207, 127−134, (1998).)、amyAターミネーター(Gene 84, 319−327, (1989).)等があげられる。前記調節配列は、例えば、従来公知の方法に基づいて、前記遺伝子の発現を機能的に調節できる部位に配置または結合させればよい。   The expression vector may further include a regulatory sequence that regulates the expression of the inserted gene. Examples of the regulatory sequence include a promoter, terminator, enhancer sequence, polyadenylation signal, replication origin sequence (ori) and the like. These regulatory sequences can be appropriately set according to the type of vector, host, target protein, and the like. In addition, the regulatory sequence includes, for example, a sequence that can function as a regulatory sequence in a desired host, and includes an improved regulatory sequence with modifications. The promoter is not particularly limited. For example, when the host is a filamentous fungus, sodM, amyA, amyB, amyC, glaA, agdA, glaB, TEF1, xynF1 tannase, No. 8AN, gpdA, pgkA, enoA, melO, catA, catB, Histone H2A, small v-ATPase, cruciform binding protein, peptidyl primary cis-trans isomerase, etc. When the host is yeast, examples thereof include PHO5, PGK, GAP, ADH1, GAL, SED1, and the like. When the host is a higher animal, examples include cytomegalovirus (CMV) and rous sarcoma virus (RSV). , SV-40, herpes simplex virus (HSV) -derived promoters, constitutive promoters such as muscle β-actin promoter, tissue-specific promoters such as thymidine kinase promoter, growth hormone-regulated promoters, zinc-inducible metallothionein promoters, etc. Examples include promoters and regulatable promoters. The terminator is not particularly limited, and examples thereof include glaB terminator (Gene 207, 127-134, (1998).), AmyA terminator (Gene 84, 319-327, (1989)). The regulatory sequence may be arranged or bonded to a site capable of functionally regulating the expression of the gene, for example, based on a conventionally known method.

また、前記発現ベクターは、例えば、栄養要求性マーカー、薬剤耐性マーカー、蛍光タンパク質マーカー、酵素マーカー、細胞表面レセプターマーカー等の選択マーカーをコードする配列(選択マーカー遺伝子)を有してもよい。これらの選択マーカーは、例えば、ベクター、宿主等の種類に応じて、適宜設定できる。前記選択マーカー遺伝子としては、例えば、niaD、argB、sC、leuA、ptrA、pyrG、amdS、オーレオバシジン耐性遺伝子、ベノミル耐性遺伝子、フレオマイシン耐性遺伝子、シクロヘキシミド耐性遺伝子、アンピシリン耐性遺伝子、テトラサイクリン耐性遺伝子、カナマイシン耐性遺伝子、G418耐性遺伝子、クロラムフェニコール耐性遺伝子、ブラストサイジン耐性遺伝子、ブレオマイシン耐性遺伝子、ピューロマイシン耐性遺伝子およびハイグロマイシンB耐性遺伝子、GFP(Green Fluorescent Protein)、EGFP(Enhanced GFP)、ECFP、EYFP等の変異型GFP、RFP(Red Fluorescent Protein)、ルシフェラーゼ遺伝子、β−ガラクトシダーゼ遺伝子、β−グルクロニダーゼ等があげられる。宿主が糸状菌の場合、前記選択マーカー遺伝子は、例えば、niaD、argB、sC、leuA、ptrA、pyrG、amdS、オーレオバシジン耐性遺伝子、ベノミル耐性遺伝子、ハイグロマイシンB耐性遺伝子およびカルボキシン耐性遺伝子等が好ましく、より好ましくは、niaDである。また、前記宿主が酵母の場合、前記選択マーカー遺伝子は、例えば、シクロヘキシミド耐性遺伝子、G418耐性遺伝子、ハイグロマイシンB耐性遺伝子、クロラムフェニコール耐性遺伝子、ブラストサイジン耐性遺伝子、フレオマイシン耐性遺伝子等が好ましい。前記宿主が大腸菌の場合、前記選択マーカー遺伝子は、例えば、アンピシリン耐性遺伝子、テトラサイクリン耐性遺伝子、カナマイシン耐性遺伝子、クロラムフェニコール耐性遺伝子等が好ましい。前記宿主が高等動物の場合、前記選択マーカー遺伝子は、例えば、G418耐性遺伝子、ハイグロマイシンB耐性遺伝子、ブラストサイジン耐性遺伝子、ピューロマイシン耐性遺伝子、ブレオマイシン耐性遺伝子等が好ましい。   The expression vector may have a sequence (selection marker gene) encoding a selection marker such as an auxotrophic marker, drug resistance marker, fluorescent protein marker, enzyme marker, cell surface receptor marker, and the like. These selectable markers can be appropriately set depending on the type of vector, host and the like. Examples of the selectable marker gene include niaD, argB, sC, leuA, ptrA, pyrG, amdS, aureobasidin resistance gene, benomyl resistance gene, phleomycin resistance gene, cycloheximide resistance gene, ampicillin resistance gene, tetracycline resistance gene, kanamycin Resistance gene, G418 resistance gene, chloramphenicol resistance gene, blasticidin resistance gene, bleomycin resistance gene, puromycin resistance gene and hygromycin B resistance gene, GFP (Green Fluorescent Protein), EGFP (Enhanced GFP), ECFP, Mutant GFP such as EYFP, RFP (Red Fluorescent Protein), luciferase gene, β Galactosidase gene, β- glucuronidase, and the like. When the host is a filamentous fungus, the selection marker gene includes, for example, niaD, argB, sC, leuA, ptrA, pyrG, amdS, an aureobasidin resistance gene, a benomyl resistance gene, a hygromycin B resistance gene, and a carboxin resistance gene. Is more preferable, and niaD is more preferable. When the host is yeast, the selection marker gene is preferably a cycloheximide resistance gene, a G418 resistance gene, a hygromycin B resistance gene, a chloramphenicol resistance gene, a blasticidin resistance gene, a phleomycin resistance gene, or the like. . When the host is Escherichia coli, the selection marker gene is preferably, for example, an ampicillin resistance gene, a tetracycline resistance gene, a kanamycin resistance gene, a chloramphenicol resistance gene, or the like. When the host is a higher animal, the selection marker gene is preferably a G418 resistance gene, a hygromycin B resistance gene, a blasticidin resistance gene, a puromycin resistance gene, a bleomycin resistance gene, or the like.

前記組換え発現ベクターの宿主細胞への導入方法は、特に制限されず、例えば、発現ベクター、宿主等の種類に応じて、適宜設定できる。前記導入方法の具体例としては、例えば、プロトプラスト法、酢酸リチウム法、Hanahan法、エレクトロポレーション法、ウイルスベクター等を用いた感染導入法、リン酸カルシウム法、リポフェクション法、エレクトロポレーション法、超音波核酸導入法、遺伝子銃による導入法、DEAE−デキストラン法等があげられる。中でも、宿主が糸状菌の場合は、例えば、プロトプラスト法、エレクトロポレーション法、ウイルスベクターを用いた感染導入法等があげられるが、プロトプラスト法等が好ましい。また、前記宿主が酵母である場合は、例えば、酢酸リチウム法、プロトプラスト法、エレクトロポレーション法等が好ましい。前記宿主が大腸菌である場合、例えば、Hanahan法、エレクトロポレーション法等が好ましい。前記宿主が昆虫である場合、例えば、前述のAcNPVベクター等を用いた感染導入法等が好ましい。前記宿主が高等動物細胞である場合、例えば、リン酸カルシウム法、リポフェクション法、エレクトロポレーション法、超音波核酸導入法、遺伝子銃による導入法、DEAE−デキストラン法、前述のようなウイルスベクター等を用いた感染導入法等が好ましい。   The method for introducing the recombinant expression vector into the host cell is not particularly limited, and can be appropriately set depending on the type of expression vector, host, and the like. Specific examples of the introduction method include, for example, a protoplast method, a lithium acetate method, a Hanahan method, an electroporation method, an infection introduction method using a viral vector, a calcium phosphate method, a lipofection method, an electroporation method, an ultrasonic nucleic acid, and the like. Examples thereof include an introduction method, a gene gun introduction method, and a DEAE-dextran method. In particular, when the host is a filamentous fungus, examples thereof include a protoplast method, an electroporation method, an infection introduction method using a viral vector, and the like, and the protoplast method is preferable. Further, when the host is yeast, for example, a lithium acetate method, a protoplast method, an electroporation method and the like are preferable. When the host is Escherichia coli, for example, Hanahan method, electroporation method and the like are preferable. When the host is an insect, for example, an infection introduction method using the aforementioned AcNPV vector or the like is preferable. When the host is a higher animal cell, for example, a calcium phosphate method, a lipofection method, an electroporation method, an ultrasonic nucleic acid introduction method, a gene gun introduction method, a DEAE-dextran method, or a virus vector as described above was used. Infection introduction methods are preferred.

本発明の第1の糖化促進剤において、前記培養上清の製造方法は、特に制限されず、例えば、xynR遺伝子およびfae遺伝子のいずれか一方を発現する菌体の培養により得られる。前記培養上清は、例えば、菌体の培養液そのものでもよいし、前記培養液から培養菌体および不溶物を除去した液体画分であってもよい。前記液体画分は、例えば、前記培養液を遠心処理して得られる上清でもよいし、前記培養液をろ過して得られるろ液であってもよい。また、前記液体画分は、例えば、前記不溶物等を除去した前記ろ液または上清等の精製画分であってもよい。前記精製方法は、例えば、限外ろ過膜による濃縮、硫安沈殿等の塩析、透析、各種クロマトグラフィー等を適宜組み合わせて実施できる。   In the first saccharification promoter of the present invention, the method for producing the culture supernatant is not particularly limited, and can be obtained, for example, by culturing a cell that expresses either the xynR gene or the fae gene. The culture supernatant may be, for example, a bacterial cell culture solution itself or a liquid fraction obtained by removing cultured bacterial cells and insoluble matter from the culture solution. The liquid fraction may be, for example, a supernatant obtained by centrifuging the culture solution or a filtrate obtained by filtering the culture solution. The liquid fraction may be, for example, a purified fraction such as the filtrate or supernatant from which the insoluble matter or the like has been removed. The purification method can be carried out by appropriately combining, for example, concentration with an ultrafiltration membrane, salting out such as ammonium sulfate precipitation, dialysis, various chromatography, and the like.

前記菌体の培養条件は、特に制限されず、前記菌体の種類に応じて適宜決定できる。また、前記菌体が、前記組換え発現ベクターを導入した形質転換体の場合は、例えば、宿主および発現ベクターの種類に応じて適宜決定できる。具体例として、前記菌体がAspergillus属の場合、培地は、例えば、GPY培地、DPY培地、Czapek−Dox培地、コーンスティープリカー(CSL)を含む培地およびこれらの濃縮培地が好ましい。前記培地の成分としては、例えば、グルコース、シュクロース、ゲンチオビオース、可溶性デンプン、グリセリン、デキストリン、糖蜜、有機酸等の炭素源、更に硫酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、あるいは、ペプトン、酵母エキス、コーンスティープリカー、カゼイン加水分解物、ふすま、肉エキス等の窒素源、更にカリウム塩、マグネシウム塩、ナトリウム塩、リン酸塩、マンガン塩、鉄塩、亜鉛塩等の無機塩等があげられる。前記培地は、例えば、使用する形質転換体の生育を促進するために、ビタミン、アミノ酸等を含んでもよい。前記培地のpHは、例えば、約3〜8であり、約5〜7が好ましい。培養温度は、例えば、約10〜50℃であり、好ましくは、約25〜40℃であり、培養期間は、例えば、1〜15日間であり、好ましくは、3〜7日間である。前記培養は、例えば、好気的条件下で行うことが好ましい。培養法としては、例えば、振盪培養法、ジャー・ファーメンターによる好気的深部培養法が利用できる。 The culture conditions for the cells are not particularly limited, and can be appropriately determined according to the type of the cells. Moreover, when the said microbial cell is the transformant which introduce | transduced the said recombinant expression vector, it can determine suitably according to the kind of host and an expression vector, for example. As a specific example, when the microbial cell belongs to the genus Aspergillus , the medium is preferably, for example, a GPY medium, a DPY medium, a Czapek-Dox medium, a medium containing corn steep liquor (CSL), or a concentrated medium thereof. Examples of components of the medium include carbon sources such as glucose, sucrose, gentiobiose, soluble starch, glycerin, dextrin, molasses, organic acids, ammonium sulfate, ammonium carbonate, ammonium phosphate, ammonium acetate, or peptone, yeast. Nitrogen sources such as extract, corn steep liquor, casein hydrolyzate, bran and meat extract, and inorganic salts such as potassium, magnesium, sodium, phosphate, manganese, iron, and zinc salts . The medium may contain vitamins, amino acids and the like, for example, in order to promote the growth of the transformant used. The pH of the medium is, for example, about 3-8, and preferably about 5-7. The culture temperature is, for example, about 10-50 ° C., preferably about 25-40 ° C., and the culture period is, for example, 1-15 days, preferably 3-7 days. The culture is preferably performed, for example, under aerobic conditions. As the culture method, for example, a shaking culture method or an aerobic deep culture method using a jar fermenter can be used.

なお、本発明の第1の糖化促進剤は、前記培養上清を含んでいればよく、その他の構成は、特に制限されず、例えば、さらに、他の成分を含んでもよい。前記他の成分としては、特に制限されない。また、前記培養上清の形態は、制限されず、例えば、液体であっても、固体であってもよい。固体の場合、例えば、培養上清を乾燥させた、前記培養上清成分を含む乾燥物があげられる。本発明の第1の糖化促進剤の形態も、特に制限されず、例えば、液体であっても、粉末または錠剤等の固体であってもよい。   In addition, the 1st saccharification promoter of this invention should just contain the said culture supernatant, and another structure is not restrict | limited in particular, For example, you may contain another component further. The other components are not particularly limited. Moreover, the form of the culture supernatant is not limited, and may be liquid or solid, for example. In the case of a solid, for example, a dried product containing the culture supernatant component obtained by drying the culture supernatant can be used. The form of the first saccharification accelerator of the present invention is not particularly limited, and may be, for example, a liquid or a solid such as a powder or a tablet.

つぎに、本発明の第1の糖化処理剤は、前述のように、バイオマスの糖化処理に使用するための糖化処理剤であって、セルラーゼと、前記本発明の第1の糖化促進剤とを含むことを特徴とする。本発明の第1の糖化処理剤は、前記セルラーゼと、前記第1の糖化促進剤とを含んでいればよく、その他の構成は、何ら制限されない。本発明の第1の糖化処理剤は、例えば、さらに、他の成分を含んでもよい。前記他の成分としては、例えば、糖類、糖アルコール類、有機酸、界面活性剤等の酵素安定剤等があげられる。前記糖類としては、例えば、D−グルコース、D−ガラクトース、D−マンノース、D−ソルボース、D−タロース、D−フルクトース、D−リボース、D−キシロース等の単糖類、ラクトース、サッカロース、マルトース、トレハロース、イソマルトース、セロビオース等の二糖類、マルトトリオース、マルトテトラオース、マルトペンタオース、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン等の三糖以上のオリゴ糖、イヌリン、アミロース、アミロペクチン、デキストリン、プルラン等の水溶性の中性多糖等があげられる。前記糖アルコール類としては、例えば、グルシトール、マンニトール、イノシトール、キシリトール等があげられる。前記有機酸としては、例えば、グルコン酸、クエン酸、マレイン酸、コハク酸、リンゴ酸、乳酸、酢酸およびこれらのナトリウム塩またはカリウム塩等があげられる。前記界面活性剤としては、例えば、オクチルグリコシド、オクチルチオグリコシド等のアルキルグリコシド、コール酸、デオキシコール酸、リトコール酸等のコール酸類、コール酸類のナトリウム塩またはカリウム塩、ポリエチレングリコールエーテル類、ポリオキシエチレングリコールエーテル類、ラウロイルザルコシン、ラウロイルザルコシン塩類、ラウリル硫酸、ラウリル硫酸塩等があげられる。   Next, as described above, the first saccharification treatment agent of the present invention is a saccharification treatment agent for use in biomass saccharification treatment, comprising cellulase and the first saccharification promoter of the present invention. It is characterized by including. The 1st saccharification processing agent of this invention should just contain the said cellulase and the said 1st saccharification promoter, and another structure is not restrict | limited at all. The first saccharification treatment agent of the present invention may further contain other components, for example. Examples of the other components include saccharides, sugar alcohols, organic acids, enzyme stabilizers such as surfactants, and the like. Examples of the saccharide include D-glucose, D-galactose, D-mannose, D-sorbose, D-talose, D-fructose, D-ribose, D-xylose and other monosaccharides, lactose, saccharose, maltose, trehalose. Disaccharides such as isomaltose and cellobiose, maltotriose, maltotetraose, maltopentaose, α-cyclodextrin, β-cyclodextrin, γ-cyclodextrin and other oligosaccharides, inulin, amylose, amylopectin Water-soluble neutral polysaccharides such as dextrin and pullulan. Examples of the sugar alcohols include glucitol, mannitol, inositol, xylitol and the like. Examples of the organic acid include gluconic acid, citric acid, maleic acid, succinic acid, malic acid, lactic acid, acetic acid, and sodium or potassium salts thereof. Examples of the surfactant include alkyl glycosides such as octyl glycoside and octyl thioglycoside, cholic acids such as cholic acid, deoxycholic acid and lithocholic acid, sodium or potassium salts of cholic acids, polyethylene glycol ethers, polyoxy Examples include ethylene glycol ethers, lauroyl sarcosine, lauroyl sarcosine salts, lauryl sulfate, and lauryl sulfate.

つぎに、本発明の第1の糖化処理方法は、バイオマスの糖化処理方法であって、前記本発明の第1の糖化促進剤の共存下、前記バイオマスをセルラーゼで処理することを特徴とする。本発明は、前記第1の糖化促進剤の共存下で、セルラーゼ処理することが特徴であり、その他の構成や条件は、何ら制限されない。   Next, a first saccharification treatment method of the present invention is a biomass saccharification treatment method, wherein the biomass is treated with cellulase in the presence of the first saccharification promoter of the present invention. The present invention is characterized in that cellulase treatment is performed in the presence of the first saccharification promoter, and other configurations and conditions are not limited at all.

前記セルラーゼとしては、特に制限されず、市販の各種セルラーゼが使用できる。中でも、トリコデルマ(Trichoderma)属、アスペルギルス(Aspergillus)属、アクレモニウム(Acremonium)属、バチルス(Bacillus)属由来のセルラーゼが好ましく、より好ましくは、トリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)由来のセルラーゼである。 The cellulase is not particularly limited, and various commercially available cellulases can be used. Among them, Trichoderma (Trichoderma) genus Aspergillus (Aspergillus) genus Acremonium (Acremonium) genus Bacillus (Bacillus) derived from the genus of cellulase, more preferably a Trichoderma reesei (Trichoderma reesei) derived cellulase.

前記バイオマスとは、一般に、化石燃料を除く、生物由来の有機資源を意味する。前記バイオマスとしては、例えば、リグニン、セルロースおよびヘミセルロースを含むリグノセルロース系バイオマスが使用でき、具体例としては、例えば、木材、稲わら、スイッチグラス、トウモロコシ、さとうきび、竹およびパルプ、ならびに、これらの廃棄物(例えば、コーンストーバー、バガス等)等の草本系および木質系のバイオマス原料があげられる。   The biomass generally means a biological organic resource excluding fossil fuel. As the biomass, for example, lignocellulosic biomass containing lignin, cellulose and hemicellulose can be used. Specific examples include, for example, wood, rice straw, switchgrass, corn, sugarcane, bamboo and pulp, and disposal thereof. Herbaceous and woody biomass raw materials such as corn stover, bagasse and the like.

また、前記バイオマスは、例えば、前記バイオマス原料を前処理して得られた前処理済みバイオマスであってもよい。前記前処理の方法としては、例えば、前記バイオマス原料を加圧熱水で処理する熱水処理があげられる。前記熱水処理の条件は、特に制限されないが、例えば、Kumagaiらの文献(Characteristic of Hydrothermal Decomposition and Saccharification of Various Lignocellulosic Biomass and Enzymatic Saccarification of the Obtained Hydrothermal-Residue. Journal of the Japan Institute of Energy, 86, 712-717(2007))、特開2009−183806号公報、特開2009−124973号公報、特開2006−136263号公報等の方法により行うことができる。   The biomass may be pretreated biomass obtained by pretreating the biomass raw material, for example. Examples of the pretreatment method include hot water treatment in which the biomass raw material is treated with pressurized hot water. The conditions for the hydrothermal treatment are not particularly limited, but for example, Kumagai et al. 712-717 (2007)), JP 2009-183806 A, JP 2009-124973 A, JP 2006-136263 A, and the like.

前記前処理済みバイオマスは、例えば、リグニン含有量5〜25w/v%、ホロセルロース含有量75〜95w/v%である。また、前記ホロセルロースにおけるセルロースとヘミセルロースの含有量は、例えば、ホロセルロースを100w/v%として、セルロース含有量60〜90w/v%、ヘミセルロース含有量10〜40w/v%である。   The pretreated biomass has a lignin content of 5 to 25 w / v% and a holocellulose content of 75 to 95 w / v%, for example. The contents of cellulose and hemicellulose in the holocellulose are, for example, a cellulose content of 60 to 90 w / v% and a hemicellulose content of 10 to 40 w / v%, where holocellulose is 100 w / v%.

つぎに、本発明の第1の糖化処理方法について、一例をあげて説明する。   Next, the first saccharification treatment method of the present invention will be described with an example.

まず、前記バイオマス原料を加圧熱水で処理した前記前処理済みバイオマスと、前記第1の糖化促進剤と、セルラーゼとを含む反応液を準備する。前記反応液は、例えば、溶媒に、前記前処理済みバイオマスと、前記第1の糖化促進剤と、前記セルラーゼとを添加して調製することが好ましい。前記溶媒としては、例えば、水および緩衝液等があげられ、塩、酸、アルカリおよびイオン性物質等を添加してもよい。前記反応液において、各成分の添加量は、特に制限されない。具体例として、前記前処理済みバイオマス(乾燥重量)は、例えば、1〜50w/v%であり、好ましくは10〜30w/v%である。前記反応液において、前記第1の糖化促進剤の含有量は、例えば、前記培養上清が0.01〜50v/v%であり、好ましくは0.1〜10v/v%である。前記反応液において、前記セルラーゼの含有量は、例えば、0.01〜50FPU/mLであり、好ましくは0.1〜10FPU/mLである。   First, a reaction liquid containing the pretreated biomass obtained by treating the biomass material with pressurized hot water, the first saccharification accelerator, and cellulase is prepared. The reaction solution is preferably prepared, for example, by adding the pretreated biomass, the first saccharification promoter, and the cellulase to a solvent. Examples of the solvent include water and a buffer solution, and salts, acids, alkalis, ionic substances, and the like may be added. In the reaction solution, the amount of each component added is not particularly limited. As a specific example, the pretreated biomass (dry weight) is, for example, 1 to 50 w / v%, preferably 10 to 30 w / v%. In the reaction solution, the content of the first saccharification promoter is, for example, 0.01 to 50 v / v%, preferably 0.1 to 10 v / v% in the culture supernatant. In the reaction solution, the content of the cellulase is, for example, 0.01 to 50 FPU / mL, and preferably 0.1 to 10 FPU / mL.

そして、前記反応液において、セルラーゼによる触媒反応を行う。前記反応条件は、特に制限されず、例えば、セルラーゼの種類に応じて適宜決定できる。具体例として、反応温度は、例えば、15〜90℃であり、好ましくは25〜60℃であり、反応時間は、例えば、0.5〜120時間であり、好ましくは8〜72時間である。   Then, a catalytic reaction with cellulase is performed in the reaction solution. The reaction conditions are not particularly limited, and can be appropriately determined according to, for example, the type of cellulase. As a specific example, reaction temperature is 15-90 degreeC, for example, Preferably it is 25-60 degreeC, and reaction time is 0.5-120 hours, for example, Preferably it is 8-72 hours.

このような糖化処理によって、例えば、第1の糖化促進剤を併用せずにセルラーゼのみで処理を行った場合の非可溶化ホロセルロース率を、例えば、さらに、その30〜70%減の値にまで低下できる。   By such saccharification treatment, for example, the ratio of non-solubilized holocellulose when treated only with cellulase without using the first saccharification accelerator is further reduced to a value of 30 to 70%, for example. Can be reduced.

<第2の形態>
本発明の第2の糖化促進剤は、前述のように、セルラーゼによるバイオマスの糖化処理を促進する糖化促進剤であって、配列番号8〜14の少なくともいずれかで表わされるアミノ酸配列を含むタンパク質を含むことを特徴とする。なお、本発明の第2の糖化促進剤は、特に示さない限り、前記本発明の第1の糖化促進剤と同様である。
<Second form>
As described above, the second saccharification promoter of the present invention is a saccharification promoter that promotes saccharification of biomass by cellulase, and comprises a protein comprising the amino acid sequence represented by at least any one of SEQ ID NOs: 8 to 14. It is characterized by including. The second saccharification promoter of the present invention is the same as the first saccharification promoter of the present invention unless otherwise specified.

本発明の第2の糖化促進剤は、例えば、前記配列番号8〜14で表わされるアミノ酸配列を含むタンパク質のうち、いずれか一種類を含んでもよいし、二種類以上を含んでもよい。配列番号8および9で表わされるアミノ酸配列を含むタンパク質は、それぞれペクチナーゼであり、配列番号10〜14で表わされるアミノ酸配列を含むタンパク質は、それぞれヘミセルラーゼであり、キシラナーゼ活性を有する。   The 2nd saccharification promoter of this invention may contain any one type among the proteins containing the amino acid sequence represented by said sequence number 8-14, and may contain 2 or more types, for example. The proteins containing the amino acid sequences represented by SEQ ID NOs: 8 and 9 are pectinases, respectively, and the proteins containing the amino acid sequences represented by SEQ ID NOs: 10-14 are hemicellulases, and have xylanase activity.

二種類以上の前記タンパク質を併用する場合、その組み合わせは、特に制限されないが、例えば、配列番号8で表わされるアミノ酸配列を含むタンパク質と、配列番号9で表わされるアミノ酸配列を含むタンパク質とを併用することが好ましい。また、前記配列番号10〜14で表わされるアミノ酸配列を含むタンパク質のうち、いずれか二種類以上を併用してもよく、好ましくは、全てを併用することが好ましい。前記配列番号8および配列番号9で表わされるアミノ酸配列を含むタンパク質の少なくとも一種類と、前記配列番号10〜14で表わされるアミノ酸配列を含むタンパク質の少なくとも一種類とを併用してもよい。   When two or more kinds of the above proteins are used in combination, the combination is not particularly limited. For example, a protein including the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 8 and a protein including the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 9 are used in combination. It is preferable. In addition, any two or more of the proteins containing the amino acid sequences represented by SEQ ID NOs: 10 to 14 may be used in combination, and preferably all of them are used in combination. You may use together at least 1 type of the protein containing the amino acid sequence represented by the said sequence number 8 and the sequence number 9, and at least 1 type of protein containing the amino acid sequence represented by the said sequence numbers 10-14.

前記各配列番号で表わされるアミノ酸配列を含むタンパク質は、例えば、前記アミノ酸配列をコドンにおきかえた塩基配列からなるDNAを準備し、in vivoまたはin vitroにおける転写および翻訳によって、生成することもできる。また、以下に示すように、例えば、各種菌体から、単離することもできる。具体的には、配列番号9で表わされるアミノ酸配列からなるタンパク質は、例えば、Aspergillus niger strain DMS1957から、配列番号9で表わされるアミノ酸配列からなるタンパク質は、Aspergillus niger strain SCTCC 400264から、配列番号10〜14で表わされる各アミノ酸配列からなるタンパク質は、Aspergillus niger CBS 513.88から、それぞれ単離できる。 The protein containing the amino acid sequence represented by each SEQ ID NO can be generated, for example, by preparing a DNA consisting of a base sequence in which the amino acid sequence is replaced by a codon, and performing transcription and translation in vivo or in vitro. Moreover, as shown below, it can also isolate from various microbial cells, for example. Specifically, the protein consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 9 is, for example, from Aspergillus niger strain DMS1957, and the protein consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 9 is from Aspergillus niger strain SCTCC 4000026, from SEQ ID NO: 10 to The protein consisting of each amino acid sequence represented by 14 can be isolated from Aspergillus niger CBS 513.88.

また、市販品を使用することもでき、前記配列番号8および配列番号9の少なくとも一方で表わされるアミノ酸配列を含むタンパク質としては、例えば、商品名ペクチナーゼGアマノ(天野エンザイム社)が使用でき、前記配列番号10〜14の少なくともいずれかで表わされるアミノ酸配列を含むタンパク質としては、例えば、商品名ヘミセルラーゼ「アマノ」90(天野エンザイム社)を使用できる。   Commercially available products can also be used. Examples of the protein containing the amino acid sequence represented by at least one of SEQ ID NO: 8 and SEQ ID NO: 9 include trade name pectinase G Amano (Amano Enzyme), As a protein containing the amino acid sequence represented by at least one of SEQ ID NOs: 10 to 14, for example, trade name hemicellulase “Amano” 90 (Amano Enzyme) can be used.

つぎに、本発明の第2の糖化処理剤は、前述のように、バイオマスの糖化処理に使用するための糖化処理剤であって、セルラーゼと、前記本発明の第2の糖化促進剤とを含むことを特徴とする。なお、本発明の第2の糖化処理剤は、特に示さない限り、前記本発明の第1の糖化処理剤と同様である。   Next, as described above, the second saccharification treatment agent of the present invention is a saccharification treatment agent for use in biomass saccharification treatment, comprising cellulase and the second saccharification promoter of the present invention. It is characterized by including. The second saccharification treatment agent of the present invention is the same as the first saccharification treatment agent of the present invention unless otherwise specified.

本発明の第2の糖化処理剤は、前記セルラーゼと、前記第2の糖化促進剤とを含んでいればよく、その他の構成は、何ら制限されない。本発明の第2の糖化処理剤は、例えば、さらに、他の成分を含んでもよく、糖類、糖アルコール類、有機酸、界面活性剤等の酵素安定剤があげられる。前記糖類としては、例えば、D−グルコース、D−ガラクトース、D−マンノース、D−ソルボース、D−タロース、D−フルクトース、D−リボース、D−キシロース等の単糖類、ラクトース、サッカロース、マルトース、トレハロース、イソマルトース、セロビオース等の二糖類、マルトトリオース、マルトテトラオース、マルトペンタオース、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン等の三糖以上のオリゴ糖、イヌリン、アミロース、アミロペクチン、デキストリン、プルラン等の水溶性の中性多糖等があげられる。前記糖アルコール類としては、例えば、グルシトール、マンニトール、イノシトール、キシリトール等があげられる。前記有機酸としては、例えば、グルコン酸、クエン酸、マレイン酸、コハク酸、リンゴ酸、乳酸、酢酸、これらのナトリウム塩またはカリウム塩等があげられる。前記界面活性剤としては、例えば、オクチルグリコシド、オクチルチオグリコシド等のアルキルグリコシド、コール酸、デオキシコール酸、リトコール酸等のコール酸類、コール酸類のナトリウム塩またはカリウム塩、ポリエチレングリコールエーテル類、ポリオキシエチレングリコールエーテル類、ラウロイルザルコシン、ラウロイルザルコシン塩類、ラウリル硫酸、ラウリル硫酸塩等があげられる。   The 2nd saccharification processing agent of this invention should just contain the said cellulase and the said 2nd saccharification promoter, and another structure is not restrict | limited at all. The second saccharification treatment agent of the present invention may further contain other components, and examples thereof include enzyme stabilizers such as saccharides, sugar alcohols, organic acids, and surfactants. Examples of the saccharide include D-glucose, D-galactose, D-mannose, D-sorbose, D-talose, D-fructose, D-ribose, D-xylose and other monosaccharides, lactose, saccharose, maltose, trehalose. Disaccharides such as isomaltose and cellobiose, maltotriose, maltotetraose, maltopentaose, α-cyclodextrin, β-cyclodextrin, γ-cyclodextrin and other oligosaccharides, inulin, amylose, amylopectin Water-soluble neutral polysaccharides such as dextrin and pullulan. Examples of the sugar alcohols include glucitol, mannitol, inositol, xylitol and the like. Examples of the organic acid include gluconic acid, citric acid, maleic acid, succinic acid, malic acid, lactic acid, acetic acid, and sodium or potassium salts thereof. Examples of the surfactant include alkyl glycosides such as octyl glycoside and octyl thioglycoside, cholic acids such as cholic acid, deoxycholic acid and lithocholic acid, sodium or potassium salts of cholic acids, polyethylene glycol ethers, polyoxy Examples include ethylene glycol ethers, lauroyl sarcosine, lauroyl sarcosine salts, lauryl sulfate, and lauryl sulfate.

つぎに、本発明の第2の糖化処理方法は、バイオマスの糖化処理方法であって、前記本発明の第2の糖化促進剤の共存下、前記バイオマスをセルラーゼで処理することを特徴とする。なお、本発明の第2の糖化処理方法は、特に示さない限り、前記本発明の第1の糖化処理方法と同様である。本発明は、前記第2の糖化促進剤の共存下で、セルラーゼ処理することが特徴であり、その他の構成や条件は、何ら制限されない。   Next, the second saccharification treatment method of the present invention is a biomass saccharification treatment method, characterized in that the biomass is treated with cellulase in the presence of the second saccharification promoter of the present invention. The second saccharification treatment method of the present invention is the same as the first saccharification treatment method of the present invention unless otherwise specified. The present invention is characterized by cellulase treatment in the presence of the second saccharification promoter, and other configurations and conditions are not limited at all.

つぎに、本発明の第2の糖化処理方法について、一例をあげて説明する。   Next, the second saccharification treatment method of the present invention will be described with an example.

まず、前記バイオマス原料を加圧熱水で処理した前記前処理済みバイオマスと、前記第2の糖化促進剤と、セルラーゼとを含む反応液を準備する。前記反応液は、例えば、溶媒に、前記バイオマスと、前記第2の糖化促進剤と、前記セルラーゼとを添加して調製することが好ましい、前記溶媒としては、例えば、水および緩衝液等があげられ、塩、酸、アルカリおよびイオン性物質等を添加してもよい。前記反応液において、各成分の添加量は、特に制限されないが、前記前処理済みバイオマス(乾燥重量)は、例えば、1〜50w/v%であり、好ましくは、10〜30w/v%である。前記第2の糖化促進剤がヘミセルラーゼを含む場合、前記反応液における前記ヘミセルラーゼの含有量は、例えば、キシラナーゼ分解活性(天野法)として、1〜10,000U/mLであり、好ましくは、10〜3,000U/mLである。また、前記第2の糖化促進剤がペクチナーゼを含む場合、前記反応液における前記ペクチナーゼの含有量は、例えば、Endo-PG活性(天野法)として、0.01〜1000U/mLであり、好ましくは、0.1〜30U/mLである。また、前記反応液における前記セルラーゼの含有量は、例えば、0.01〜50FPU/mLであり、好ましくは0.1〜20FPU/mLである。   First, a reaction liquid containing the pretreated biomass obtained by treating the biomass material with pressurized hot water, the second saccharification accelerator, and cellulase is prepared. The reaction solution is preferably prepared by adding, for example, the biomass, the second saccharification promoter, and the cellulase to a solvent. Examples of the solvent include water and a buffer solution. Salts, acids, alkalis, ionic substances and the like may be added. In the reaction solution, the amount of each component added is not particularly limited, but the pretreated biomass (dry weight) is, for example, 1 to 50 w / v%, preferably 10 to 30 w / v%. . When the second saccharification accelerator contains hemicellulase, the content of the hemicellulase in the reaction solution is, for example, 1 to 10,000 U / mL as xylanase decomposition activity (Amano method), 10-3,000 U / mL. Further, when the second saccharification accelerator contains pectinase, the content of the pectinase in the reaction solution is, for example, 0.01 to 1000 U / mL as Endo-PG activity (Amano method), preferably 0.1-30 U / mL. Moreover, content of the said cellulase in the said reaction liquid is 0.01-50 FPU / mL, for example, Preferably it is 0.1-20 FPU / mL.

そして、前記反応液において、セルラーゼによる触媒反応を行う。前記反応条件は、特に制限されず、例えば、セルラーゼ、ヘミセルラーゼまたはペクチナーゼの種類に応じて適宜決定できる。具体例として、反応温度は、例えば、15〜90℃であり、好ましくは25〜60℃であり、反応時間は、例えば、0.5〜180時間であり、好ましくは8〜72時間である。   Then, a catalytic reaction with cellulase is performed in the reaction solution. The reaction conditions are not particularly limited, and can be appropriately determined according to, for example, the type of cellulase, hemicellulase, or pectinase. As a specific example, reaction temperature is 15-90 degreeC, for example, Preferably it is 25-60 degreeC, and reaction time is 0.5-180 hours, for example, Preferably it is 8-72 hours.

このような糖化処理によって、例えば、前記第2の糖化促進剤を併用せずにセルラーゼのみで処理を行った場合よりも、非可溶化ホロセルロース率を、例えば、その40〜80%減の値にまで低下できる。   By such saccharification treatment, for example, the non-solubilized holocellulose ratio is, for example, a value that is reduced by 40 to 80% compared to the case where treatment is performed only with cellulase without using the second saccharification promoter. It can be reduced to.

つぎに、本発明の実施例について説明する。ただし、本発明は、下記実施例により制限されない。市販の試薬は、特に示さない限り、それらのプロトコールに基づいて使用した。   Next, examples of the present invention will be described. However, the present invention is not limited by the following examples. Commercially available reagents were used based on their protocol unless otherwise indicated.

組換え発現ベクターの構築
pUC118プラスミドを基本骨格として、目的遺伝子を過剰発現する発現ベクター(pLHG)を作製した。この発現ベクターの構造の概略を図1に示す。前記図1に示すように、前記発現ベクターは、プロモーターとして、Aspergillus oryzae由来のヘモリシンプロモーター(hly promoter、配列番号1)、ターミネーターとして、Aspergillus oryzae由来のglaBターミネーター(glaB terminator、配列番号2)、選択マーカーとして、leuA遺伝子配列(leuA、配列番号3)を有する構造とした。そして、前記発現ベクターにおける、前記プロモーターとターミネーターとの間に、後述する目的遺伝子を、リガーゼ処理により平滑末端で挿入し、組み換え発現ベクターを作製した。
Construction of Recombinant Expression Vector Using pUC118 plasmid as a basic skeleton, an expression vector (pLHG) overexpressing the target gene was prepared. An outline of the structure of this expression vector is shown in FIG. As shown in FIG. 1, the expression vector is an Aspergillus oryzae- derived hemolysin promoter (hly promoter, SEQ ID NO: 1) as a promoter, and an Aspergillus oryzae- derived glaB terminator (glaB terminator, SEQ ID NO: 2). A structure having a leuA gene sequence (leuA, SEQ ID NO: 3) was used as a selection marker. And the target gene mentioned later in the said expression vector was inserted in the blunt end by the ligase process between the said promoter and terminator, and the recombinant expression vector was produced.

宿主株の形質転換および培養
宿主株は、ロイシン要求性変異株であるβ−イソプロピルリンゴ酸デヒドロゲナーゼ遺伝子欠損のAspergillus oryzae leu−5(FERM P−20079)を使用した。
As a host strain for transformation and culture , Aspergillus oryzae leu-5 (FERM P-20079) lacking the β-isopropylmalate dehydrogenase gene, which is a leucine-requiring mutant, was used.

プロトプラスト法により、前記ロイシン要求性変異株に前記組換え発現ベクターを導入し、1.5w/v%の寒天を含む下記組成の培地Aで形質転換株を選択した。選択した形質転換株の胞子を0.01%Tween(登録商標)80水溶液に懸濁した。そして、下記組成の培地B、培地Cまたは培地D100mLを入れた坂口フラスコ(500ml)に、前記懸濁液を1.0×10spores/mLとなるように無菌的に植菌した。前記坂口フラスコを、150回/分、振幅50mm、30℃の条件で24〜240時間インキュベートして、培養を行った。この培養液を遠心して、上清を回収し、これを、実施例のサンプルとして使用した。また、前記目的遺伝子を挿入していない前記発現ベクターを使用して、同様に、上清を回収した。これを比較例のサンプルとして使用した。 The recombinant expression vector was introduced into the leucine-requiring mutant strain by a protoplast method, and a transformant was selected using medium A having the following composition containing 1.5 w / v% agar. The spores of the selected transformant were suspended in 0.01% Tween (registered trademark) 80 aqueous solution. Then, the suspension was aseptically inoculated into a Sakaguchi flask (500 ml) containing medium B, medium C or medium D having the following composition so as to be 1.0 × 10 6 sports / mL. The Sakaguchi flask was incubated for 24 to 240 hours under the conditions of 150 times / minute, amplitude of 50 mm, and 30 ° C. to perform culture. The culture broth was centrifuged to recover the supernatant, which was used as a sample for the examples. Moreover, the supernatant was similarly collected using the expression vector into which the target gene was not inserted. This was used as a sample for a comparative example.

(培地A)
1.5w/v% 精製寒天(ナカライテスク)
2w/v% グルコース
0.3w/v% NaNO
0.1w/v% KHPO
0.05w/v% MgSO・7H
0.2w/v% KCl
0.001w/v% FeCl
0.8mol/L NaCl
(培地B)
2w/v% グルコース
1w/v% ポリペプトン
0.5w/v% イーストエキス
(培地C)
2w/v% Birch由来キシラン
(商品名 Xylan from Birchwood、シグマ社)
1w/v% ポリペプトン
(培地D)
2w/v% Oat由来キシラン
(商品名 Xylan from oat spelts、シグマ社)
1w/v% ポリペプトン
0.5w/v% イーストエキス
(Medium A)
1.5 w / v% purified agar (Nacalai Tesque)
2 w / v% glucose 0.3 w / v% NaNO 3
0.1 w / v% KH 2 PO 4
0.05w / v% MgSO 4 · 7H 2 O
0.2w / v% KCl
0.001 w / v% FeCl 3
0.8 mol / L NaCl
(Medium B)
2w / v% glucose 1w / v% polypeptone 0.5w / v% yeast extract (medium C)
2w / v% Birch-derived xylan
(Brand name Xylan from Birchwood, Sigma)
1 w / v% polypeptone (medium D)
2w / v% Oat-derived xylan
(Brand name Xylan from oat spells, Sigma)
1w / v% polypeptone 0.5w / v% yeast extract

前処理済みバイオマス
バイオマス原料1(兵庫県産の稲ワラ)、バイオマス原料2(沖縄産のバガス)、バイオマス原料3(北海道産のコーンストーバーおよびアメリカ産等のスイッチグラス等のソフトバイオマス)に、それぞれ加圧熱水処理を施した、リグノセルロースを主成分とする前処理済みバイオマス1、前処理済みバイオマス2および前処理済みバイオマス3を使用した。前記前処理済みバイオマス1は、ホロセルロース含有量15.4w/v%、リグニン含有量5.1w/v%であり、前記ホロセルロースは、セルロース含有量82.9w/v%、ヘミセルロース含有量17.1w/v%であった。前記前処理済みバイオマス2は、ホロセルロース含有量19.1w/v%、リグニン含有量8.2w/v%であり、前記ホロセルロースは、セルロース含有量73.1w/v%、ヘミセルロース含有量26.9w/v%であった。前記前処理済みバイオマス3は、ホロセルロース含有量17.3w/v%、リグニン含有量6.8w/v%であり、前記ホロセルロースは、セルロース含有量78.3w/v%、ヘミセルロース含有量21.7w/v%であった。
For pre-treated biomass biomass material 1 (rice straw produced in Hyogo Prefecture), biomass material 2 (Okinawa bagasse), biomass material 3 (Hokkaido corn stove and soft biomass such as switchgrass from America) A pretreated biomass 1, a pretreated biomass 2 and a pretreated biomass 3 mainly composed of lignocellulose subjected to pressurized hot water treatment were used. The pretreated biomass 1 has a holocellulose content of 15.4 w / v% and a lignin content of 5.1 w / v%. The holocellulose has a cellulose content of 82.9 w / v% and a hemicellulose content of 17 It was 1 w / v%. The pretreated biomass 2 has a holocellulose content of 19.1 w / v%, a lignin content of 8.2 w / v%, and the holocellulose has a cellulose content of 73.1 w / v% and a hemicellulose content of 26 It was 9 w / v%. The pretreated biomass 3 has a holocellulose content of 17.3 w / v% and a lignin content of 6.8 w / v%. The holocellulose has a cellulose content of 78.3 w / v% and a hemicellulose content of 21. 0.7 w / v%.

[実施例1]
前記目的遺伝子として配列番号4に示すAspergillus oryzaeのxynR遺伝子を挿入した発現ベクターを使用して、前述のように、実施例のサンプルを調製した。また、前記xynR遺伝子を挿入していない前記発現ベクターを用いて、前述のように、比較例のサンプルを調製した。前記各サンプルを用いて、下記組成の反応液(約1000μL)を調製した。下記組成において、セルラーゼは、市販のセルラーゼ(商品名セルラーゼGC220、ジェネンコア社、160FPU/mL)、xynR(+)(Birch)は、Birch由来キシランを含む前記培地Cを使用して得られたxyR遺伝子を発現させた実施例サンプル、xynR(+)(Oat)は、Oat由来キシランを含む前記培地Dを使用して得られた、xynR遺伝子を発現させた実施例サンプル、xynR(−)(Birch)は、Birch由来キシランを含む前記培地Cを使用して得られた、xyR遺伝子を発現させていない比較例サンプル、xynR(−)(Oat)は、Oat由来キシランを含む前記培地Dを使用して得られたxynR遺伝子を発現させていない比較例サンプル、AcONaは、酢酸ナトリウム水溶液である(以下、同様)。そして、前記反応液について、37℃、72時間、500回転/minの条件で攪拌を行った後、前記各反応液について、ワイズ法によりホロセルロース(ホモセルロースおよびヘミセルロースの合計)量を測定した。セルラーゼ無添加およびサンプル無添加の比較例1−1のホロセルロース量を100%として、各反応液について、ホロセルロースの残存率を算出した。これらの結果を、下記表1にあわせて示す。
[Example 1]
Samples of Examples were prepared as described above using an expression vector into which the Aspergillus oryzae xynR gene shown in SEQ ID NO: 4 was inserted as the target gene. Moreover, the sample of the comparative example was prepared as described above using the expression vector into which the xynR gene was not inserted. A reaction solution (about 1000 μL) having the following composition was prepared using each sample. In the following composition, cellulase is a commercially available cellulase (trade name cellulase GC220, Genencor, 160 FPU / mL), xynR (+) (Birch) is an xyR gene obtained using the medium C containing Birch-derived xylan. Example sample xynR (+) (Oat) expressed in the sample sample obtained by using the medium D containing Oat-derived xylan, xynR (-) (Birch) Is a comparative sample obtained by using the medium C containing Birch-derived xylan and not expressing the xyR gene, xynR (-) (Oat) using the medium D containing Oat-derived xylan The obtained comparative example sample that does not express the xynR gene, AcONa is a sodium acetate aqueous solution. A (hereinafter the same). The reaction solution was stirred at 37 ° C. for 72 hours at 500 rpm, and then the amount of holocellulose (total of homocellulose and hemicellulose) was measured by the Wise method for each reaction solution. The residual ratio of holocellulose was calculated for each reaction solution with the amount of holocellulose in Comparative Example 1-1 without addition of cellulase and without addition of sample as 100%. These results are shown in Table 1 below.

Figure 0005758079
Figure 0005758079

前記表1に示すように、セルラーゼ単独の比較例1−2(残存率34.8%)と比べ、セルラーゼと、xynR遺伝子を過剰発現させた実施例サンプルxynR(+)(Birch)またはxynR(+)(Oat)とを併用した実施例1−1および1−2では、それぞれ、残存率を、32.5%および25.3%にまで減少できた。このように、xynR遺伝子を発現させた培養液上清のサンプルによって、糖化が促進されたことから、これらのサンプルは、糖化促進剤として有用であることがわかった。また、バイオマスの可溶化においては、エタノール発酵および蒸留工程を考慮し、ホロセルロース残存率を30%以下とすることが重要視されている。このため、特に、実施例1−2で使用したサンプルxynR(+)(Oat)、すなわち、Oat由来キシラン存在下でxynR遺伝子を過剰反応させた糖化促進剤は、セルラーゼとの併用によって、ホロセルロース残存率を30%以下に実現できることから、セルラーゼとの併用効果に極めて優れると言える。また、前記糖化促進剤xynR(+)(Oat)を用いた実施例1−2は、10倍量のセルラーゼを使用した比較例1−3と同等の残存率を示した。最終製品がバイオエタノールの場合、一般に、セルラーゼは、バイオマス可溶化におけるコストの約50%を占めると言われる。このため、前記糖化促進剤xynR(+)(Oat)を用いれば、セルラーゼの使用量を10分の1に低減できることから、計算上、生産コストを55%まで低減可能である。さらに、セルラーゼ単独でありxynR未発現の比較例1−4(残存率38.1%)および比較例1−5(39.5%)と比べても、前記実施例1−1および1−2は、それぞれ、残存率を低減できた。このことから、xynR遺伝子を過剰発現させた培養上清によって、糖化が促進されていることが明らかとなった。   As shown in Table 1, an example sample xynR (+) (Birch) or xynR (overexpressed cellulase and xynR gene compared to cellulase alone Comparative Example 1-2 (residual rate 34.8%) In Examples 1-1 and 1-2 in combination with (+) (Oat), the residual ratio could be reduced to 32.5% and 25.3%, respectively. Thus, since the saccharification was accelerated | stimulated by the sample of the culture supernatant which expressed the xynR gene, it turned out that these samples are useful as a saccharification promoter. Further, in solubilization of biomass, it is important to make the residual rate of holocellulose 30% or less in consideration of ethanol fermentation and distillation steps. Therefore, in particular, the sample xynR (+) (Oat) used in Example 1-2, that is, the saccharification accelerator obtained by excessively reacting the xynR gene in the presence of Oat-derived xylan was combined with cellulase to produce holocellulose. Since the residual ratio can be realized to 30% or less, it can be said that the combined use effect with cellulase is extremely excellent. In addition, Example 1-2 using the saccharification accelerator xynR (+) (Oat) showed a residual rate equivalent to that of Comparative Example 1-3 using 10 times the amount of cellulase. When the final product is bioethanol, cellulase is generally said to account for about 50% of the cost in biomass solubilization. For this reason, if the saccharification accelerator xynR (+) (Oat) is used, the amount of cellulase used can be reduced to 1/10, so that the production cost can be reduced to 55% in calculation. Furthermore, when compared with Comparative Example 1-4 (residual rate 38.1%) and Comparative Example 1-5 (39.5%), which are cellulases alone and xynR is not expressed, Examples 1-1 and 1-2 Each could reduce the residual rate. From this, it was revealed that saccharification was promoted by the culture supernatant in which the xynR gene was overexpressed.

[実施例2]
本例では、前処理済みバイオマスとして、前記前処理済みバイオマス2を用いた以外は、実施例1と同様にして、ホロセルロース残存率を算出した。この結果を、下記表2にあわせて示す。
[Example 2]
In this example, the residual rate of holocellulose was calculated in the same manner as in Example 1 except that the pretreated biomass 2 was used as the pretreated biomass. The results are shown in Table 2 below.

Figure 0005758079
Figure 0005758079

前記表2に示すように、セルラーゼ単独の比較例2−2(残存率34.2%)と比べて、セルラーゼと、xynR遺伝子を過剰発現させた実施例サンプルxynR(+)(Birch)またはxynR(+)(Oat)とを併用した実施例2−1および2−2では、それぞれ、残存率を、30%以下、すなわち、26.1%および29.4%にまで減少できた。また、実施例2−2で使用したサンプルxynR(+)(Birch)、すなわち、Birch由来キシラン存在下でxynR遺伝子を過剰反応させた糖化促進剤は、セルラーゼとの併用によって、10倍量のセルラーゼを使用した比較例2−3と同等の残存率を示した。さらに、セルラーゼ単独でありxynR未発現の比較例2−4(残存率33.1%)および比較例2−5(32.5%)と比べても、前記実施例2−1および2−2は、それぞれ、残存率を低減できた。このことから、xynR遺伝子を過剰発現させた培養上清によって、糖化が促進されていることが明らかとなった。   As shown in Table 2, an example sample xynR (+) (Birch) or xynR in which cellulase and the xynR gene were overexpressed as compared to cellulase-only comparative example 2-2 (residual rate 34.2%) In Examples 2-1 and 2-2 in which (+) (Oat) was used in combination, the residual ratio could be reduced to 30% or less, that is, 26.1% and 29.4%, respectively. In addition, the sample xynR (+) (Birch) used in Example 2-2, that is, the saccharification accelerator obtained by excessively reacting the xynR gene in the presence of Birch-derived xylan was combined with cellulase in a 10-fold amount of cellulase. The residual rate equivalent to that of Comparative Example 2-3 using Further, even when compared with Comparative Example 2-4 (residual rate 33.1%) and Comparative Example 2-5 (32.5%), which are cellulases alone and xynR is not expressed, Examples 2-1 and 2-2 Each could reduce the residual rate. From this, it was revealed that saccharification was promoted by the culture supernatant in which the xynR gene was overexpressed.

[実施例3]
本例では、前処理済みバイオマスとして、前記前処理済みバイオマス2を用いた以外は、実施例1と同様にして、ホロセルロース残存率を算出した。この結果を、下記表3にあわせて示す。
[Example 3]
In this example, the residual rate of holocellulose was calculated in the same manner as in Example 1 except that the pretreated biomass 2 was used as the pretreated biomass. The results are shown in Table 3 below.

Figure 0005758079
Figure 0005758079

前記表3に示すように、セルラーゼ単独の比較例3−2(残存率32.1%)と比べて、セルラーゼと、xynR遺伝子を過剰発現させた実施例サンプルxynR(+)(Birch)またはxynR(+)(Oat)とを併用した実施例3−1および3−2では、それぞれ、残存率を、30%以下、すなわち、29.1%および25.4%にまで減少できた。また、特に、実施例3−2で使用したサンプルxynR(+)(Oat)は、セルラーゼとの併用によって、10倍量のセルラーゼを使用した比較例3−3と同等の残存率を示した。さらに、セルラーゼ単独でありxynR未発現の比較例3−4(残存率32.5%)および比較例3−5(33.1%)と比べても、前記実施例3−1および3−2は、それぞれ、残存率を低減できた。このことから、xynR遺伝子を過剰発現させた培養上清によって、糖化が促進されていることが明らかとなった。   As shown in Table 3, the sample samples xynR (+) (Birch) or xynR in which cellulase and the xynR gene were overexpressed as compared to cellulase-only comparative example 3-2 (residual rate 32.1%) In Examples 3-1 and 3-2 in combination with (+) (Oat), the residual ratio could be reduced to 30% or less, that is, 29.1% and 25.4%, respectively. In particular, the sample xynR (+) (Oat) used in Example 3-2 showed a residual rate equivalent to that of Comparative Example 3-3 using 10 times the amount of cellulase when used in combination with cellulase. Further, even when compared with Comparative Example 3-4 (residual rate 32.5%) and Comparative Example 3-5 (33.1%), which are cellulase alone and not expressed with xynR, Examples 3-1 and 3-2 were used. Each could reduce the residual rate. From this, it was revealed that saccharification was promoted by the culture supernatant in which the xynR gene was overexpressed.

[実施例4]
本例では、下記表4の反応液(約150μL)を用い、前記反応液の攪拌速度を2500回転/minとした以外は、実施例1と同様にして、ホロセルロース残存率を算出した。この結果を、下記表4にあわせて示す。
[Example 4]
In this example, the residual ratio of holocellulose was calculated in the same manner as in Example 1 except that the reaction liquid (about 150 μL) shown in Table 4 below was used and the stirring speed of the reaction liquid was 2500 rpm. The results are shown in Table 4 below.

Figure 0005758079
Figure 0005758079

前記表4に示すように、セルラーゼ単独の比較例4−2(残存率34.1%)と比べて、セルラーゼと、xynR遺伝子を過剰発現させた実施例サンプルxynR(+)(Birch)またはxynR(+)(Oat)とを併用した実施例4−1および4−2では、それぞれ、残存率を、30%以下、すなわち、29.3%および28.4%にまで減少できた。また、特に、実施例4−2のサンプルxynR(+)(Oat)は、セルラーゼとの併用によって、10倍量のセルラーゼを使用した比較例4−3と同等の残存率を示した。さらに、セルラーゼ単独でありxynR未発現の比較例4−4(残存率34.5%)および比較例4−5(35.1%)と比べても、前記実施例4−1および4−2は、それぞれ、残存率を低減できた。このことから、xynR遺伝子を過剰発現させた培養上清によって、糖化が促進されていることが明らかとなった。   As shown in Table 4, an example sample xynR (+) (Birch) or xynR in which cellulase and the xynR gene were overexpressed as compared with the comparative example 4-2 of cellulase alone (residual rate 34.1%) In Examples 4-1 and 4-2 using (+) (Oat) in combination, the residual ratio could be reduced to 30% or less, that is, 29.3% and 28.4%, respectively. In particular, the sample xynR (+) (Oat) of Example 4-2 exhibited a residual rate equivalent to that of Comparative Example 4-3 using 10 times the amount of cellulase when used in combination with cellulase. Furthermore, when compared with Comparative Example 4-4 (residual rate: 34.5%) and Comparative Example 4-5 (35.1%), which are cellulases alone and xynR is not expressed, Examples 4-1 and 4-2 Each could reduce the residual rate. From this, it was revealed that saccharification was promoted by the culture supernatant in which the xynR gene was overexpressed.

[実施例5]
前記目的遺伝子として、Aspergillus oryzaeのフェルラ酸エステラーゼ遺伝子(fae遺伝子)を挿入した発現ベクターを準備した。前記fae遺伝子は、配列番号5に示すfaeA遺伝子、配列番号6に示すfaeB遺伝子および配列番号7に示すfaeC遺伝子の完全長配列を挿入した。そして、これらの発現ベクターを使用し、培地として前記培地Bを使用して、前述のようにして、実施例のサンプルを調製した。また、前記fae遺伝子を挿入していない前記発現ベクターを用いて、前述のように、比較例のサンプルを調製した。前記各サンプルを用いて、下記組成の反応液(約1000μL)を調製した。下記組成において、セルラーゼは、市販のセルラーゼ(商品名セルラーゼGC220、ジェネンコア社、160FPU/mL)、faeA(+)、faeB(+)およびfaeC(+)は、それぞれ、faeA遺伝子、faeB遺伝子およびfaeCを発現させた実施例サンプル、fae(−)は、いずれのfae遺伝子も発現させていない比較例サンプル、AcONaは、酢酸ナトリウム水溶液である(以下、同様)。そして、前記反応液について、前記実施例1と同様にして、ホロセルロース量を測定した。セルラーゼおよびサンプル無添加の比較例5−1のホロセルロース量を100%として、各反応液について、ホロセルロースの残存率を算出した。この結果を、下記表5にあわせて示す。
[Example 5]
As the target gene, an expression vector into which an Aspergillus oryzae ferulic acid esterase gene (fae gene) was inserted was prepared. The fae gene was inserted with the full length sequence of the faeA gene shown in SEQ ID NO: 5, the faeB gene shown in SEQ ID NO: 6, and the faeC gene shown in SEQ ID NO: 7. Then, using these expression vectors, using the medium B as a medium, the sample of the example was prepared as described above. In addition, as described above, a sample for a comparative example was prepared using the expression vector into which the fae gene was not inserted. A reaction solution (about 1000 μL) having the following composition was prepared using each sample. In the following composition, the cellulase is a commercially available cellulase (trade name Cellulase GC220, Genencor Corporation, 160 FPU / mL), faeA (+), faeB (+) and faeC (+) are the faeA gene, faeB gene and faeC, respectively. The expressed example sample, fae (−) is a comparative sample in which any fae gene is not expressed, and AcONa is a sodium acetate aqueous solution (hereinafter the same). And about the said reaction liquid, it carried out similarly to the said Example 1, and measured the amount of holocellulose. The residual ratio of holocellulose was calculated for each reaction solution with the amount of holocellulose in Comparative Example 5-1 without addition of cellulase and sample as 100%. The results are shown in Table 5 below.

Figure 0005758079
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前記表5に示すように、セルラーゼ単独の比較例5−2(残存率34.2%)と比べて、セルラーゼと、各種fae遺伝子を過剰発現させた実施例サンプルfaeA(+)またはfaeC(+)とを併用した実施例5−1および5−2では、それぞれ、残存率を、29.2%、34.4%および31.6%にまで減少できた。このように、fae遺伝子を発現させた培養液上清のサンプルによって、糖化が促進されたことから、これらのサンプルは、糖化促進剤として有用であることがわかった。また、前述のように、バイオマスの可溶化においては、ホロセルロース残存率を30%以下とすることが重要視されている。このため、特に、実施例5−1で使用したサンプルfaeA(+)、すなわち、faeA遺伝子を過剰反応させた糖化促進剤は、セルラーゼとの併用によって、ホロセルロース残存率を30%以下に実現できることから、セルラーゼとの併用効果に極めて優れると言える。また、前記糖化促進剤faeA(+)を用いた実施例5−1は、3倍量のセルラーゼを使用した比較例5−3と同等の残存率を示した。最終製品がバイオエタノールの場合、前述のように、セルラーゼは、バイオマス可溶化におけるコストの約50%を占めると言われる。このため、前記糖化促進剤faeA(+)を用いれば、セルラーゼの使用量を3分の1に低減できることから、計算上、生産コストを66.7%まで低減可能である。さらに、セルラーゼ単独でありfae未発現の比較例5−4(残存率34.5%)と比べても、前記実施例5−1および5−2は、それぞれ、残存率を低減できた。このことから、fae遺伝子を過剰発現させた培養上清によって、糖化が促進されていることが明らかとなった。   As shown in Table 5, the sample samples faeA (+) or faeC (+) in which cellulase and various fae genes were overexpressed as compared with Comparative Example 5-2 (residual rate 34.2%) of cellulase alone. In Examples 5-1 and 5-2, which were used in combination, the residual ratio could be reduced to 29.2%, 34.4%, and 31.6%, respectively. Thus, since the saccharification was accelerated | stimulated by the sample of the culture-medium supernatant which expressed the fae gene, it turned out that these samples are useful as a saccharification promoter. Further, as described above, in solubilization of biomass, it is important to set the holocellulose residual ratio to 30% or less. For this reason, in particular, the sample faeA (+) used in Example 5-1, that is, the saccharification accelerator obtained by overreacting the faeA gene, can achieve a holocellulose residual ratio of 30% or less in combination with cellulase. Therefore, it can be said that the combined effect with cellulase is extremely excellent. Further, Example 5-1 using the saccharification accelerator faeA (+) showed a residual rate equivalent to that of Comparative Example 5-3 using 3 times the amount of cellulase. When the final product is bioethanol, cellulase is said to account for approximately 50% of the cost in biomass solubilization as described above. For this reason, if the saccharification accelerator faeA (+) is used, the amount of cellulase used can be reduced to one third, so that the production cost can be reduced to 66.7% in calculation. Furthermore, even when compared with Comparative Example 5-4 (residual rate 34.5%) which is cellulase alone and does not express fae, Examples 5-1 and 5-2 were able to reduce the residual rate, respectively. This revealed that saccharification was promoted by the culture supernatant in which the fae gene was overexpressed.

[実施例6]
本例では、前処理済みバイオマスとして、前記前処理済みバイオマス2を用いた以外は、実施例5と同様にして、ホロセルロース残存率を算出した。この結果を、下記表6にあわせて示す。
[Example 6]
In this example, the residual rate of holocellulose was calculated in the same manner as in Example 5 except that the pretreated biomass 2 was used as the pretreated biomass. The results are shown in Table 6 below.

Figure 0005758079
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前記表6に示すように、セルラーゼ単独の比較例6−2(残存率34.8%)と比べて、セルラーゼと、各種fae遺伝子を過剰発現させた実施例サンプルfaeA(+)、faeB(+)またはfaeC(+)とを併用した実施例6−1、6−2および6−3では、それぞれ、残存率を、29.8%、32.3%および29.3%にまで減少できた。前記糖化促進剤faeC(+)を用いた実施例6−3は、3倍量のセルラーゼを使用した比較例6−3と同等の残存率を示した。さらに、セルラーゼ単独でありfae未発現の比較例6−4(残存率34.5%)と比べても、前記実施例6−1、6−2および6−3は、それぞれ、残存率を低減できた。このことから、fae遺伝子を過剰発現させた培養上清によって、糖化が促進されていることが明らかとなった。   As shown in Table 6 above, sample samples faeA (+), faeB (+) in which cellulase and various fae genes were overexpressed, compared to Comparative Example 6-2 (residual rate 34.8%) of cellulase alone. ) Or faeC (+) in Examples 6-1, 6-2 and 6-3, the residual ratio could be reduced to 29.8%, 32.3% and 29.3%, respectively. . Example 6-3 using the saccharification accelerator faeC (+) showed a residual rate equivalent to that of Comparative Example 6-3 using 3 times the amount of cellulase. Furthermore, even when cellulase alone and fae non-expressing Comparative Example 6-4 (residual rate 34.5%) were compared with Examples 6-1, 6-2, and 6-3, respectively, the residual rate was reduced. did it. This revealed that saccharification was promoted by the culture supernatant in which the fae gene was overexpressed.

[実施例7]
本例では、前処理済みバイオマスとして、前記前処理済みバイオマス3を用いた以外は、実施例5と同様にして、ホロセルロース残存率を算出した。この結果を、下記表7にあわせて示す。
[Example 7]
In this example, the residual rate of holocellulose was calculated in the same manner as in Example 5 except that the pretreated biomass 3 was used as the pretreated biomass. The results are shown in Table 7 below.

Figure 0005758079
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前記表7に示すように、セルラーゼ単独の比較例7−2(残存率32.3%)と比べて、セルラーゼと、各種fae遺伝子を過剰発現させた実施例サンプルfaeA(+)、faeB(+)またはfaeC(+)とを併用した実施例7−1、7−2および7−3では、それぞれ、残存率を、30.8%、29.3%および29.8%にまで減少できた。前記糖化促進剤faeB(+)を用いた実施例7−2は、1.5倍量のセルラーゼを使用した比較例7−3と同等の残存率を示した。さらに、セルラーゼ単独でありfae未発現の比較例7−4(残存率32.9%)と比べても、前記実施例7−1、7−2および7−3は、それぞれ、残存率を低減できた。このことから、fae遺伝子を過剰発現させた培養上清によって、糖化が促進されていることが明らかとなった。   As shown in Table 7, the sample samples faeA (+) and faeB (+) in which cellulase and various fae genes were overexpressed, compared to Comparative Example 7-2 (residual rate 32.3%) of cellulase alone. ) Or faeC (+) in Examples 7-1, 7-2 and 7-3, the residual ratio could be reduced to 30.8%, 29.3% and 29.8%, respectively. . Example 7-2 using the saccharification accelerator faeB (+) showed a residual rate equivalent to that of Comparative Example 7-3 using 1.5 times the amount of cellulase. Furthermore, even when compared with Comparative Example 7-4 (residual rate 32.9%), which is cellulase alone and does not express fae, Examples 7-1, 7-2, and 7-3 each reduce the residual rate. did it. This revealed that saccharification was promoted by the culture supernatant in which the fae gene was overexpressed.

[実施例8]
本例では、下記表8の反応液(約150μL)を用い、前記反応液の攪拌速度を2500回転/minとした以外は、実施例5と同様にして、ホロセルロース残存率を算出した。この結果を、下記表8にあわせて示す。
[Example 8]
In this example, the residual ratio of holocellulose was calculated in the same manner as in Example 5 except that the reaction liquid (about 150 μL) shown in Table 8 below was used and the stirring speed of the reaction liquid was 2500 rpm. The results are shown in Table 8 below.

Figure 0005758079
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前記表8に示すように、セルラーゼ単独の比較例8−2(残存率33.9%)と比べて、セルラーゼと、各種fae遺伝子を過剰発現させた実施例サンプルfaeA(+)、faeB(+)またはfaeC(+)とを併用した実施例8−1、8−2および8−3では、それぞれ、残存率を、29.3%、33.4%および29.8%にまで減少できた。前記糖化促進剤faeA(+)を用いた実施例8−1は、3倍量のセルラーゼを使用した比較例8−3と同等の残存率を示した。さらに、セルラーゼ単独でありfae未発現の比較例8−4(残存率34.5%)と比べても、前記実施例8−1、8−2および8−3は、それぞれ、残存率を低減できた。このことから、fae遺伝子を過剰発現させた培養上清によって、糖化が促進されていることが明らかとなった。   As shown in Table 8, the sample samples faeA (+) and faeB (+) in which cellulase and various fae genes were overexpressed, compared to Comparative Example 8-2 (residual rate 33.9%) of cellulase alone. ) Or faeC (+) in Examples 8-1, 8-2 and 8-3, the residual ratio could be reduced to 29.3%, 33.4% and 29.8%, respectively. . Example 8-1 using the saccharification accelerator faeA (+) showed a residual rate equivalent to that of Comparative Example 8-3 using 3 times the amount of cellulase. Furthermore, even in comparison with Comparative Example 8-4 (residual rate: 34.5%), which is cellulase alone and does not express fae, Examples 8-1, 8-2, and 8-3 each reduce the residual rate. did it. This revealed that saccharification was promoted by the culture supernatant in which the fae gene was overexpressed.

[実施例9]
下記表9および表10に示す組成の反応液(約1000μL)を使用した以外は、前記実施例1と同様にして、ホロセルロース量を測定し、セルラーゼ無添加の比較例9−1のホロセルロース量を100%として、各反応液について、ホロセルロースの残存率を算出した。この結果を、下記表10にあわせて示す。
[Example 9]
The amount of holocellulose was measured in the same manner as in Example 1 except that the reaction solution (about 1000 μL) having the composition shown in Table 9 and Table 10 below was used, and holocellulose of Comparative Example 9-1 without addition of cellulase. The residual rate of holocellulose was calculated for each reaction solution with the amount as 100%. The results are shown in Table 10 below.

下記表9および表10において、ペクチナーゼは、Aspergillus由来のペクチナーゼ(商品名:ペクチナーゼGアマノ、天野エンザイム社)を、0.1mol/L酢酸ナトリウム水溶液(pH5)で希釈した10w/v%ペクチナーゼ(10倍希釈)、1w/v%ペクチナーゼ(100倍希釈)、0.1w/v%ペクチナーゼ(1000倍希釈)を使用した。前記ペクチナーゼGアマノは、天野法によるEndo-PGase値が、1200U/g以上であった。また、下記表9および表10において、ヘミセルラーゼは、Aspergillus由来のヘミセルラーゼ(商品名:ヘミセルラーゼ「アマノ」90、天野エンザイム社)を、0.1mol/L酢酸ナトリウム水溶液(pH5)で希釈した10w/v%ヘミセルラーゼ(10倍希釈)、1w/v%ヘミセルラーゼ(100倍希釈)、0.1w/v%ヘミセルラーゼ(1000倍希釈)を使用した。前記ヘミセルラーゼGアマノは、天野法によるキシラーゼ力が、90000U/g以上であった。下記表9において、セルラーゼは、セルラーゼGC220(商品名、ジェネンコア社、160FPU/mL)である。なお、表10におけるペクチナーゼおよびヘミセルラーゼの濃度は、反応液中の最終濃度である。 In Table 9 and Table 10 below, the pectinase is 10 w / v% pectinase (10 mg / L pectinase derived from Aspergillus (trade name: Pectinase G Amano, Amano Enzyme) diluted with 0.1 mol / L sodium acetate aqueous solution (pH 5). 1-fold dilution), 1 w / v% pectinase (100-fold dilution), 0.1 w / v% pectinase (1000-fold dilution) were used. The pectinase G Amano had an Endo-PGase value by the Amano method of 1200 U / g or more. In Table 9 and Table 10 below, hemicellulase was prepared by diluting Aspergillus- derived hemicellulase (trade name: hemicellulase “Amano” 90, Amano Enzyme) with 0.1 mol / L sodium acetate aqueous solution (pH 5). 10 w / v% hemicellulase (diluted 10 times), 1 w / v% hemicellulase (diluted 100 times), 0.1 w / v% hemicellulase (diluted 1000 times) were used. The hemicellulase G Amano had an xylase power of 90000 U / g or more according to the Amano method. In Table 9 below, the cellulase is Cellulase GC220 (trade name, Genencor, 160 FPU / mL). The concentrations of pectinase and hemicellulase in Table 10 are final concentrations in the reaction solution.

Figure 0005758079
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前記表10に示すように、実施例9−1、9−2および9−3では、ペクチナーゼとセルラーゼとを併用することによって、セルラーゼ単独の比較例9−2における残存率34.1%を、さらに、24.8%、26.5%および33.5%にまで減少できた。また、実施例9−1は、10倍量のセルラーゼを用いた比較例9−3の残存率25.2%と同等であった。また、前記表10に示すように、実施例9−4、9−5および9−6では、ヘミセルラーゼとセルラーゼとを併用することによって、セルラーゼ単独の比較例9−2における残存率34.1%を、さらに、23.9%、25.9%および31.9%にまで減少できた。また、10倍量のセルラーゼを用いた比較例9−3の残存率25.2%に比べて、実施例9−4は、残存率が低くなり、実施例9−5は、同等の残存率を示した。   As shown in Table 10, in Examples 9-1, 9-2, and 9-3, by using pectinase and cellulase together, the residual rate of cellulase alone in Comparative Example 9-2 was 34.1%. Furthermore, it could be reduced to 24.8%, 26.5% and 33.5%. Moreover, Example 9-1 was equivalent to the residual rate of 25.2% of Comparative Example 9-3 using 10 times the amount of cellulase. Moreover, as shown in the said Table 10, in Example 9-4, 9-5, and 9-6, the residual rate 34.1 in the comparative example 9-2 of cellulase single by using hemicellulase and cellulase together. % Could be further reduced to 23.9%, 25.9% and 31.9%. Moreover, compared with 25.2% of the residual rate of Comparative Example 9-3 using 10 times the amount of cellulase, Example 9-4 has a low residual rate, and Example 9-5 has an equivalent residual rate. showed that.

また、前記Aspergillus由来ヘミセルラーゼアマノ90および前記Aspergillus由来のペクチナーゼGアマノおよびに含まれる酵素タンパク質について、、LC−MSMS解析に供し、得られたイオンピークのパターンをMASCOT解析ならびにNCBIデータベース解析することにより、同定を行った。 The Aspergillus- derived hemicellulase Amano 90 and the Aspergillus- derived pectinase G Amano and the enzyme protein contained therein were subjected to LC-MSMS analysis, and the resulting ion peak pattern was subjected to MASCOT analysis and NCBI database analysis. And identification.

その結果、前記ヘミセルラーゼアマノ90は、主要な2種類のタンパク質として、配列番号8で表わされるアミノ酸配列からなるタンパク質と、配列番号9で表わされるアミノ酸配列からなるタンパク質とを含むことがわかった。配列番号8で表わされるアミノ酸配列は、GenBankアクセッションNo.EU_848304に登録されている、Aspergillus niger strain DMS1957 endo−1,4−beta−xylanase Aのアミノ酸配列と相同であった。また、配列番号9で表わされるアミノ酸配列は、GenBankアクセッションNo.FJ772090に登録されている、Aspergillus niger strain SCTCC 400264 xylanase Bのアミノ酸配列と相同であった。 As a result, it was found that the hemicellulase Amano 90 includes a protein consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 8 and a protein consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 9 as two main types of proteins. The amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 8 is GenBank Accession No. It was homologous to the amino acid sequence of Aspergillus niger strain DMS1957 endo-1,4-beta-xylanase A registered in EU — 848304. The amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 9 is GenBank Accession No. It was homologous with the amino acid sequence of Aspergillus niger strain SCTCC 40000264 xylanase B registered in FJ772090.

また、前記ペクチナーゼGアマノは、配列番号10で表わされるアミノ酸配列からなるタンパク質、配列番号11で表わされるアミノ酸配列からなるタンパク質、配列番号12で表わされるアミノ酸配列からなるタンパク質、配列番号13で表わされるアミノ酸配列からなるタンパク質、配列番号14で表わされるアミノ酸配列からなるタンパク質を含むことがわかった。配列番号10で表わされるアミノ酸配列は、GenBankアクセッションNo.XM_001402441に登録されている、Aspergillus niger CBS 513.88 pectate lyase plyAのアミノ酸配列と相同であり、配列番号11に示すアミノ酸配列は、GenBankアクセッションNo.XM_001389889に登録されている、Aspergillus niger CBS 513.88 pectin lyase pelBのアミノ酸配列と相同であり、配列番号12に示すアミノ酸配列は、GenBankアクセッションNo.XM_001397963に登録されている、Aspergillus niger CBS 513.88 endo−polygalacturonase pgaAのアミノ酸配列と相同であり、配列番号13に示すアミノ酸配列は、GenBankアクセッションNo.XM_001399591に登録されている、Aspergillus niger CBS 513.88 endopolygalacturonases pgaBのアミノ酸配列と相同であり、配列番号14に示すアミノ酸配列は、GenBankアクセッションNo.XM_001390469に登録されている、Aspergillus niger CBS 513.88 pectinesterase pmeAのアミノ酸配列と相同であった。 The pectinase G amano is represented by the protein consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 10, the protein comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 11, the protein comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 12, and the sequence SEQ ID NO: 13. It was found to include a protein consisting of an amino acid sequence and a protein consisting of an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 14. The amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 10 is GenBank Accession No. It is homologous to the amino acid sequence of Aspergillus niger CBS 513.88 detect lyase plyA registered in XM_001402441. The amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 11 is GenBank accession no. It is homologous to the amino acid sequence of Aspergillus niger CBS 513.88 pectin lyase pelB registered in XM — 001389889, and the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 is GenBank Accession No. The amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 13 is homologous to the amino acid sequence of Aspergillus niger CBS 513.88 endo-polygalacturonase pgaA registered in XM — 001397963. The amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 14 is homologous to the amino acid sequence of Aspergillus niger CBS 513.88 endopolygalacturoneses pgaB registered in XM_001399591. It was homologous to the amino acid sequence of Aspergillus niger CBS 513.88 peptidesterase pmeA registered in XM — 001390469.

以上のように、本発明によれば、セルラーゼ単独での糖化処理よりも、優れた効率でバイオマスの糖化を行うことができる。このため、木材やその廃棄物等をバイオマスとして有効利用し、エネルギー資源および化成品等を提供できることから、極めて有用といえる。また、本発明によれば、例えば、糖化処理に用いるセルラーゼ量を低減できるため、発酵等の後工程で重要となる、バイオマスの糖化処理のコストを下げることができる。   As described above, according to the present invention, biomass can be saccharified with higher efficiency than saccharification treatment using cellulase alone. For this reason, it can be said that it is extremely useful because it can effectively use wood or its waste as biomass and provide energy resources and chemical products. In addition, according to the present invention, for example, the amount of cellulase used in the saccharification treatment can be reduced, so that the cost of biomass saccharification treatment, which is important in subsequent steps such as fermentation, can be reduced.

Claims (7)

セルラーゼによるバイオマスの糖化処理を促進する糖化促進剤であって
Aspergillus oryzae由来のfae遺伝子を有する発現ベクターが導入された形質転換体の前記faeA遺伝子が過剰発現した培養上清を含むことを特徴とする糖化促進剤。
A saccharification accelerator that promotes saccharification of biomass by cellulase ,
Glycation promoting agent characterized in that the faeA gene transformants expression vector has been introduced having a fae A gene from Aspergillus oryzae comprises overexpressed culture supernatant.
前記形質転換体が、Aspergillus属である、請求項1記載の糖化促進剤。 The saccharification promoting agent according to claim 1, wherein the transformant belongs to the genus Aspergillus . 前記形質転換体が、Aspergillus oryzaeである、請求項1または2記載の糖化促進剤。 The saccharification promoter according to claim 1 or 2 , wherein the transformant is Aspergillus oryzae . バイオマスの糖化処理に使用するための糖化処理剤であって、
セルラーゼと、請求項1からのいずれか一項に記載の糖化促進剤とを含むことを特徴とする糖化処理剤。
A saccharification treatment agent for use in biomass saccharification treatment,
A saccharification treatment agent comprising cellulase and the saccharification promoter according to any one of claims 1 to 3 .
バイオマスの糖化処理方法であって、
請求項1からのいずれか一項に記載の糖化促進剤の共存下、前記バイオマスをセルラーゼで処理することを特徴とする糖化処理方法。
A method for saccharification of biomass,
A saccharification treatment method, wherein the biomass is treated with cellulase in the presence of the saccharification accelerator according to any one of claims 1 to 3 .
前記バイオマスが、リグノセルロース系バイオマスである、請求項記載の糖化処理方法。 The saccharification processing method of Claim 5 whose said biomass is lignocellulosic biomass. 前記バイオマスが、バイオマス原料を加圧熱水で前処理することにより得られた前処理済みバイオマスである、請求項5または6記載の糖化処理方法。 The saccharification processing method according to claim 5 or 6 , wherein the biomass is pretreated biomass obtained by pretreating a biomass raw material with pressurized hot water.
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