JP5917913B2 - Improved methods for carbohydrate-related enzymes - Google Patents

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Description

本発明は、糖質関連酵素またはその触媒領域の機能を改良する方法に関する。具体的には、糖蛋白質糖鎖に結合する糖結合モジュール(CBM)領域を、他の糖質関連酵素またはその触媒領域に融合させてキメラ型ポリペプチドにすることによって、その糖質関連酵素またはその触媒領域の機能を向上させ、または新たな機能を付与する方法、およびそのキメラ型ポリペプチドに関するものである。   The present invention relates to a method for improving the function of a carbohydrate-related enzyme or its catalytic domain. Specifically, a carbohydrate-binding enzyme (CBM) region that binds to a glycoprotein sugar chain is fused to another carbohydrate-related enzyme or a catalytic region thereof to form a chimeric polypeptide, or the carbohydrate-related enzyme or The present invention relates to a method for improving the function of the catalytic region or imparting a new function, and a chimeric polypeptide thereof.

ピロリ菌(Helicobacter pylori)は全世界の人口の約半数が感染しており、いまだに胃癌や胃悪性腫瘍および胃潰瘍の原因菌とされている。現在、ピロリ菌の検査体制はほぼ充足しつつあり、除菌治療においても健康保険の適用が相次いで認可されるなど、ピロリ菌感染によるリスクからの低減効果が高まりつつある。しかし、除菌治療においては、抗生物質の使用は新たな耐性菌の発生リスクを誘発することとなり、実際、抗生物質の種類を2剤、3剤併用して行われている近年でも、新たな耐性菌の発生率が増加傾向にある(非特許文献1)。さらにこのような抗生物質の多用は人体へダメージを与え、腸内細菌類を死滅させてしまうなど、結果として保菌者に悪影響を及ぼす可能性がある。一方、ピロリ菌の人体へのリスクは、胃内に定着するピロリ菌の数によって変動すると考えられるが、動物実験ではネズミの胃内のピロリ菌平均存在数が1/10程度になると、極端に胃潰瘍が発症しなくなることが報告されている(非特許文献2)。このことはピロリ菌の数をある程度までに抑え込めばリスクを大幅に減らすことができることを意味する。この状況から、現在いくつかの乳業メーカーから、ピロリ菌に対して効果のある乳酸菌やビフィズス菌入りのヨーグルトなどが販売されリスク低減効果が説明されている。しかし、乳酸菌やビフィズス菌類は胃内の厳しい環境(強酸性条件)での生存は難しいので、それだけでは効果は限定的である。   About half of the world's population is infected with Helicobacter pylori, and it is still regarded as a causative agent for gastric cancer, gastric malignant tumors and gastric ulcers. At present, the inspection system for Helicobacter pylori is almost satisfied, and the effect of reducing the risk of infection with Helicobacter pylori is increasing. However, in the sterilization treatment, the use of antibiotics induces the risk of developing new resistant bacteria. In fact, even in recent years when antibiotics are used in combination with two or three antibiotics, The incidence of resistant bacteria tends to increase (Non-Patent Document 1). Furthermore, such heavy use of antibiotics may damage the human body and kill enteric bacteria, resulting in adverse effects on carriers. On the other hand, the risk of Helicobacter pylori to humans is thought to vary depending on the number of Helicobacter pylori colonization in the stomach, but in animal experiments, when the average number of Helicobacter pylori in the stomach of mice is about 1/10, It has been reported that gastric ulcer does not develop (Non-patent Document 2). This means that the risk can be greatly reduced if the number of H. pylori is limited to a certain extent. From this situation, several dairy manufacturers currently sell lactic acid bacteria and yogurt containing bifidobacteria that are effective against H. pylori and explain the risk reduction effect. However, since lactic acid bacteria and bifidobacteria are difficult to survive in a severe environment (strongly acidic condition) in the stomach, their effects are limited.

ピロリ菌は、胃粘膜の表層から分泌される表層粘液内に棲息するが、粘膜中ないし粘膜深層から分泌される腺粘液中には棲息していない。この腺粘液は特異的な構造を有する胃ムチンからなり、胃ムチン(ムチン型糖タンパク質)は、α結合型N−アセチルグルコサミン残基(αGlcNAc残基)とガラクトース残基(Gal残基)が結合したGlcNAcα1→4Galβ残基を非還元末端に有するO結合型糖蛋白質糖鎖(O−グリカン)を特徴的に含んでいる。また、これらの糖鎖は、近年、胆嚢癌、膵臓癌、子宮頚癌その他の新生物出現に伴って現れることも報告されている(非特許文献3)。   H. pylori inhabits the surface mucus secreted from the surface layer of the gastric mucosa, but not in the gland mucus secreted from the mucosa or the deep mucosa. This gland mucus is composed of gastric mucin with a specific structure, and gastric mucin (mucin-type glycoprotein) binds α-linked N-acetylglucosamine residue (αGlcNAc residue) and galactose residue (Gal residue). O-glycoprotein sugar chain (O-glycan) having the GlcNAcα1 → 4Galβ residue at the non-reducing end is characteristically included. In recent years, it has also been reported that these sugar chains appear with the appearance of gallbladder cancer, pancreatic cancer, cervical cancer and other neoplasms (Non-patent Document 3).

中山らは、αGlcNAc残基を非還元末端に有するコア2分岐型O−グリカン(主にGalβ1→4GlcNAcβ1→6(Galβ1→3)GalNAcα1→Rの構造を有する糖鎖のGal末端(下線部で示した糖残基)にGlcNAcがαで結合したもの)が結合した糖蛋白質糖鎖がピロリ菌の増殖を抑制することを見出し、さらに、この増殖抑制が、ヘリコバクター類(ピロリ菌を含む)のみが有するグルコシルコレステロール合成酵素(CHLαGcT)(非特許文献4、非特許文献5)の酵素活性阻害であることを明らかにしている(非特許文献4)。ピロリ菌は、自己の増殖のためにグリコシルコレステロール成分(CGL)を必須とするが、自らCGLを合成できないため、外界からコレステロールを摂取し、菌の細胞膜付近でグルコースを付加して細胞壁を構築していると考えられている。従って、αGlcNAc残基を含有するO−グリカンを持つ糖蛋白質糖鎖は、ピロリ菌の細胞壁の構築を阻害する性質があると推察されるから、ピロリ菌特異的な増殖抑制剤としての応用が期待できる。αGlcNAcを含有する胃ムチンは豚などの家畜も有しているので、それらからの抽出による調製も考えられる。しかし、分離抽出には多段階の複雑な抽出過程を経なければならない上、原料となる動物の胃ムチンの供給量に問題がある。これに対し、αGlcNAcに特異的な分離剤(抗体やレクチン)を用いて行う方法も考えられる。αGlcNAcを含む胃ムチンに特異的に結合するタンパク質については、これまで堀田らにより見出されたモノクローナル抗体(HIK1083(非特許文献6);IgM、とHGM504(関東化学);IgM、HGM507(関東化学);IgM)を挙げることができる。HIK1083はαGlcNAc残基を認識するモノクローナル抗体であり、HGM504はGlcNAcα1→4Galβ1→4GlcNAc残基を認識するモノクローナル抗体であり、かつHGM507はGlcNAcα1→4Gal残基を認識するモノクローナル抗体であり、それぞれ病理検査などに利用されている。しかしながら、機能性物質としての胃ムチンの調製を考えた場合、高価な抗体の利用は現実的ではない(しかも上述の抗体はIgMであるので費用対効果はかなり低い)。また、αGlcNAcに対するレクチンの開発については報告例(非特許文献7)はあるが、遺伝子工学的応用や大量生産性に関しては課題が多い。 Nakayama et al. Reported that the core di-branched O-glycan having an αGlcNAc residue at the non-reducing end (mainly Gal β1 → 4GlcNAcβ1 → 6 ( Gal β1 → 3) Gal terminal of the sugar chain having the structure of GalNAcα1 → R (underlined part) Glycoprotein sugar chain in which GlcNAc is bound to α) is bound to the growth of Helicobacter (including H. pylori). It has been clarified that it is an enzyme activity inhibition of glucosylcholesterol synthase (CHLαGcT) (Non-Patent Document 4, Non-Patent Document 5) possessed only by (Non-Patent Document 4). Helicobacter pylori requires a glycosyl cholesterol component (CGL) for its own growth, but it cannot synthesize CGL itself, so it takes cholesterol from the outside and builds a cell wall by adding glucose near the cell membrane of the fungus. It is thought that Therefore, it is speculated that glycoprotein sugar chains having O-glycans containing αGlcNAc residues have the property of inhibiting the construction of the cell wall of H. pylori, and are expected to be applied as growth inhibitors specific to H. pylori. it can. Since gastric mucin containing αGlcNAc also has livestock such as pigs, preparation by extraction from them is also conceivable. However, the separation and extraction requires a complicated multi-stage extraction process, and there is a problem in the supply amount of animal gastric mucin as a raw material. On the other hand, a method using a separating agent (antibody or lectin) specific for αGlcNAc is also conceivable. For proteins that specifically bind to gastric mucins including αGlcNAc, monoclonal antibodies previously found by Horita et al. (HIK1083 (Non-patent Document 6); IgM and HGM504 (Kanto Chemical); IgM, HGM507 (Kanto Chemical) ); IgM). HIK1083 is a monoclonal antibody recognizing αGlcNAc residue, HGM504 is a monoclonal antibody recognizing GlcNAcα1 → 4Galβ1 → 4GlcNAc residue, and HGM507 is a monoclonal antibody recognizing GlcNAcα1 → 4Gal residue. Has been used. However, considering the preparation of gastric mucin as a functional substance, the use of expensive antibodies is impractical (and the above-mentioned antibodies are IgM, so the cost effectiveness is quite low). Moreover, although there is a report example (nonpatent literature 7) about development of the lectin with respect to (alpha) GlcNAc, there are many problems regarding genetic engineering application and mass productivity.

他方、このような糖蛋白質糖鎖を多段階による合成化学的な方法で調製することも、生産性において解決策にはならない。また、特許文献1にGalβ1→3GlcNAcGalβ1→4GlcNAc構造を有するオリゴ糖であるヘリコバクターピロリ結合性物質が開示されている。しかしこの物質も構造が複雑なため、多工程を経て調製しなければならないうえ、大量かつ簡便に調製できない。   On the other hand, preparing such glycoprotein sugar chains by a multi-step synthetic chemical method is not a solution in productivity. Patent Document 1 discloses a Helicobacter pylori-binding substance that is an oligosaccharide having a Galβ1 → 3GlcNAcGalβ1 → 4GlcNAc structure. However, since this substance also has a complicated structure, it must be prepared through a multi-step process and cannot be prepared easily in large quantities.

一方、発明者らは、αGlcNAcにエチル基などのアルキル基を導入した誘導体もピロリ菌の増殖を抑制する効果を有することを見出している(特許文献1)。しかし、この単純な構造を有する化合物は、調製においては有利であっても、その効果は上述したαGlcNAcを有するムチン型糖蛋白質に比べて数十から数百分の一以下であり、費用面においても効果を期待しがたい(非特許文献5)。
したがって、安価なムチン型糖蛋白質を原料とした新たなαGlcNAc含有ムチンの調製法が望まれていた。
On the other hand, the inventors have found that a derivative in which an alkyl group such as an ethyl group is introduced into αGlcNAc also has an effect of suppressing the growth of H. pylori (Patent Document 1). However, although the compound having this simple structure is advantageous in preparation, the effect is several tens to several hundreds of less than the mucin-type glycoprotein having αGlcNAc described above. It is difficult to expect the effect (Non-patent Document 5).
Therefore, a new method for preparing αGlcNAc-containing mucin using inexpensive mucin-type glycoprotein as a raw material has been desired.

ところで発明者らは、これまでに上述のαGlcNAcを含有する胃ムチンから、GlcNAcを特異的に遊離する酵素(AgnC)を、腸内細菌に見出している。この酵素は、加水分解するための触媒機能を有する領域と、胃ムチンが有するO−グリカンの糖残基に特異的に結合する領域からなる。後者は複数の糖結合モジュール(CBM)で構成されており、Muc6型のO−グリカンに特に強く結合し、複数のCBM領域のうち、あるCBMがαGlcNAc特異的に、他のいくつかが非還元末端のβ結合型ガラクトース(Galβ)特異的に結合することが示唆されている(非特許文献8および特願2010−173229号を優先権主張した特願2011−167900号を参照)。そこで発明者らは、AgnCが、パラニトロフェニルαNアセチルグルコサミン(GlcNAcαpNP)や以下に示すような化合物を糖供与体として、ガラクトース(Gal)へ転移するかどうかを調査してきたが、AgnCには糖を転移する機能(転移機能)を全く有しないことがわかった。   By the way, the inventors have found an enzyme (AgnC) that specifically releases GlcNAc in the intestinal bacteria from the above-mentioned gastric mucin containing αGlcNAc. This enzyme consists of a region having a catalytic function for hydrolysis and a region that specifically binds to a sugar residue of O-glycan in gastric mucin. The latter is composed of multiple sugar-binding modules (CBM), which binds particularly strongly to Muc6-type O-glycans. Among the multiple CBM regions, one CBM is αGlcNAc-specific and some others are non-reducing. It is suggested that the terminal β-binding galactose (Galβ) specifically binds (see Non-Patent Document 8 and Japanese Patent Application No. 2011-167900 claiming priority from Japanese Patent Application No. 2010-173229). Therefore, the inventors have investigated whether AgnC transfers to galactose (Gal) using paranitrophenyl αN acetylglucosamine (GlcNAcαpNP) or a compound as shown below as a sugar donor. It was found that it has no function of transferring (transfer function).

発明者らは上記の現状を踏まえ、他の宿主由来の酵素に転移機能があるかどうかを調査し、その結果、一部の腸内細菌の酵素に、効率的にGlcNAcをα結合型でGalに転移する機能があることを見出している(特許文献2)。当該発明の技術的特徴は、水溶液中で一段階で調製可能な糖供与体(Nアセチルαグルコサミニルα―ジメトキシトリアゾール、GlcNAcα−DMT)を、バクテロイデス セタイオタオミクロン(Bacteroides thetaiotaomicron)由来のαNアセチルグルコサミニダーゼ(AgnBT)の作用によって、Galを含む糖受容体にGlcNAcを転移させるというものである。この方法によって、GlcNAcα1→4Galを含むオリゴ糖鎖が調製できることが示された。また、これらの方法によって得られたオリゴ糖は、すでに抗ピロリ菌活性があること(非特許文献9)が示唆されている。しかし、それらのオリゴ糖の効果の程度はあくまでも数百μMレベルである上に、そのオリゴ糖の調製において、糖受容体となるオリゴ糖(Galを末端に有する化合物)の調製工程が煩雑となるデメリットが課題となっている。   Based on the above situation, the inventors investigated whether or not other host-derived enzymes have a transfer function, and as a result, some of the enterobacterial enzymes efficiently converted GlcNAc into α-linked Gal. (Patent document 2). The technical feature of the present invention is that a sugar donor (N acetyl α-glucosaminyl α-dimethoxytriazole, GlcNAcα-DMT) that can be prepared in one step in an aqueous solution is converted to αN acetylglucosaminidase derived from Bacteroides thetaiotaomicron ( (AgnBT) transfers GlcNAc to a sugar receptor containing Gal. It was shown that an oligosaccharide chain containing GlcNAcα1 → 4Gal can be prepared by this method. Moreover, it has been suggested that the oligosaccharides obtained by these methods already have anti-pylori activity (Non-patent Document 9). However, the degree of the effect of these oligosaccharides is only a few hundred μM level, and in the preparation of the oligosaccharide, the preparation process of the oligosaccharide (compound having Gal at the terminal) serving as a sugar receptor becomes complicated. Disadvantages are an issue.

そこで発明者らは、GlcNAcをα結合で末端に有しないムチン型糖蛋白質糖鎖へ、α結合型GlcNAcを導入するために上記の転移手法(特許文献2に記載の方法)を試みたが、ほとんど導入された生成物を得ることはできなかった。この原因として、酵素の触媒領域が、目的とする反応点(すなわちガラクトース)が密集するムチン型糖蛋白質糖鎖に埋もれてしまい、近づけないことにあると考えられた。従って、ムチン型糖蛋白質糖鎖を糖受容体とする上記AgnBTの糖転移反応において、酵素を反応点に近づける工夫をすることで、転移活性を向上させる必要性が生じていた。   Therefore, the inventors tried the above transfer method (method described in Patent Document 2) in order to introduce α-linked GlcNAc into a mucin-type glycoprotein sugar chain that is α-linked and does not have GlcNAc at the terminal. Almost no introduced product could be obtained. This was thought to be due to the fact that the catalytic region of the enzyme was buried in the mucin-type glycoprotein sugar chain in which the target reaction sites (ie, galactose) were densely placed and could not be approached. Therefore, in the glycosyltransferase reaction of the above AgnBT that uses a mucin-type glycoprotein sugar chain as a sugar acceptor, it has become necessary to improve the translocation activity by devising an enzyme close to the reaction point.

本発明者らは上記の状況に鑑み、糖蛋白質に親和性を有するCBMの利用について検討した。CBMは微生物由来のものが多く、遺伝子工学的にも利用しやすいからである。すなわち、上記のAgnCのCBMが糖蛋白質糖鎖に親和性を有するので、このようなCBMを酵素の転移反応に利用できないかを考えた。   In view of the above situation, the present inventors examined the use of CBM having affinity for glycoprotein. This is because many CBMs are derived from microorganisms and are easy to use in genetic engineering. That is, since the CBM of AgnC described above has an affinity for glycoprotein sugar chains, it was considered whether such CBM could be used for enzyme transfer reactions.

CBMはアミノ酸配列の相同性から、現在、64のグループに分類されており(非特許文献10)、糖質関連酵素類に付随して見いだされる。各ファミリーにおいて、それぞれX線結晶構造解析などの3次元構造解析データ等から、糖基質に対し結合するために必須のアミノ酸残基が定義されている。これまでにセルロースやアミロースなどの多糖に親和性を有するCBMが多数報告されてきたが、近年、多くのファミリーに、糖蛋白質糖鎖に対して親和性を持つCBMがあることがわかってきている。   CBMs are currently classified into 64 groups based on amino acid sequence homology (Non-patent Document 10), and are found accompanying carbohydrate-related enzymes. In each family, amino acid residues essential for binding to a sugar substrate are defined from three-dimensional structural analysis data such as X-ray crystal structure analysis. Many CBMs having affinity for polysaccharides such as cellulose and amylose have been reported so far, but it has recently been found that many families have CBMs having affinity for glycoprotein sugar chains. .

今までにいくつかのCBMとの融合化酵素が報告されている。例えば古くからセルラーゼにCBM(セルロースの構成単位であるβ結合型グルコースに親和性を有する)を導入し、セルロース粉末をセロオリゴ糖にする試みは報告されている。また、セロデキストリンを加リン酸分解する酵素へセルロースに結合するCBMを導入することで、その酵素の活性を2−3倍に向上させている(非特許文献11)。一方糖蛋白質糖鎖については、近年、N−結合型糖蛋白質糖鎖を加水分解する酵素にセルロースに親和性のあるCBM(非特許文献12)を酵素のN末端領域にCBMを導入し、その活性が一部の融合体において維持されることが報告されているが、活性の向上は報告されていない。   So far, several fusion enzymes with CBM have been reported. For example, attempts have been reported for a long time to introduce CBM (having affinity for β-linked glucose, which is a structural unit of cellulose) into cellulase, and to make cellulosic sugar from cellulose powder. In addition, by introducing CBM that binds to cellulose into an enzyme that phosphorolyzes cellodextrin, the activity of the enzyme is improved 2-3 times (Non-patent Document 11). On the other hand, with regard to glycoprotein sugar chains, in recent years, CBM (Non-patent Document 12) having affinity for cellulose is introduced into an enzyme that hydrolyzes an N-linked glycoprotein sugar chain, and CBM is introduced into the N-terminal region of the enzyme. Activity has been reported to be maintained in some fusions, but no improvement in activity has been reported.

このように、今までに、セルロースやキチンといったヒトの生体にはない糖鎖(多糖)への応用例は上述のように多数存在するが、ヒトの生体内の糖鎖(糖蛋白質糖鎖)そのものをターゲットにした例はほとんどない。また、上記のセルロースやキチンといった多糖に親和性を有するCBMと、O−結合型グリカンやN−結合型グリカンなどの生体内に多くみられる糖鎖に対して親和性を有するCBMでは、アミノ酸配列においては別のグループに属し(非特許文献13)、性質もかなり異なると考えられる。   As described above, there are many examples of applications to sugar chains (polysaccharides) such as cellulose and chitin that do not exist in the human body as described above, but sugar chains (glycoprotein sugar chains) in the human body. There are few examples that target it. In addition, the CBM having an affinity for polysaccharides such as cellulose and chitin and the CBM having an affinity for sugar chains frequently found in the living body such as O-linked glycans and N-linked glycans have amino acid sequences. Belongs to another group (Non-patent Document 13), and the properties are considered to be quite different.

以上の事実から、糖蛋白質糖鎖に親和性を有するCBM(たとえば上述のαGlcNAc含有ムチン型糖蛋白質糖鎖)を、適当なリンカーを介して他の機能を有する蛋白質に融合/導入させることで、融合させる前の機能を維持すれば、目的とする糖蛋白質に、目的とする糖を効率的に導入(糖転移)できるような、新規でかつ有効な手法になりうる、という考えに想到した。   From the above facts, by fusing / introducing a CBM having an affinity for a glycoprotein sugar chain (for example, the above-mentioned αGlcNAc-containing mucin-type glycoprotein sugar chain) to a protein having another function via an appropriate linker, The inventors have come up with the idea that if the function before fusion is maintained, the method can be a new and effective method that can efficiently introduce the target sugar (glycosyl transfer) into the target glycoprotein.

糖質加水分解酵素(微生物由来)は工業レベルでの生産性は高いが、その糖転移反応によって生産されている目的物が、未だにほとんどがオリゴ糖合成レベルにあるのが現状である。したがって、本発明が、医療分野に有用な“糖蛋白質糖鎖”を工業レベルで調製するための重要な手段になりうるものと考えた。   Carbohydrate hydrolases (derived from microorganisms) are highly productive at the industrial level, but at present, most of the target products produced by the transglycosylation reaction are still at the oligosaccharide synthesis level. Therefore, the present invention has been considered to be an important means for preparing “glycoprotein sugar chains” useful in the medical field at an industrial level.

国際公開第2008/084561号パンフレットInternational Publication No. 2008/084561 Pamphlet 特開2011−244832号公報JP 2011-244482 A

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本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、糖蛋白質糖鎖に目的とする糖を効率的に導入するために、糖蛋白質糖鎖に親和性を有するCBMと糖質関連酵素との融合化蛋白質が、融合前の機能を維持し、かつ糖蛋白質調製にとって有用な機能を新たに付与することにある。具体的にはGlcNAcα1→4Galを含むムチン型糖蛋白質糖鎖に特異的に結合するCBM領域のポリペプチドを、酵素機能を有するポリペプチドに融合させ、その融合前の酵素に比べ酵素機能を向上させる。すなわち結果としてGlcNAcをムチン型糖蛋白質糖鎖にα選択的に効率的に導入することである。   The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. In order to efficiently introduce a target sugar into a glycoprotein sugar chain, a CBM having an affinity for the glycoprotein sugar chain, a sugar-related enzyme, This fusion protein maintains a function before fusion and newly imparts a function useful for glycoprotein preparation. Specifically, a CBM region polypeptide that specifically binds to a mucin-type glycoprotein sugar chain including GlcNAcα1 → 4Gal is fused to a polypeptide having an enzyme function, and the enzyme function is improved compared to the enzyme before the fusion. . That is, as a result, GlcNAc is efficiently and selectively introduced into mucin-type glycoprotein sugar chains.

本発明においては、糖質関連酵素そのもの、もしくはその触媒領域のNもしくはC末端に、他の糖蛋白質糖鎖に関する糖質関連酵素のCBM領域(すなわち糖蛋白質に結合するCBM)を融合させたキメラ型ポリペプチド(実施例1)を、糖供与体存在下、糖受容体となる糖蛋白質糖鎖に緩衝溶液中で作用させることにより、糖転移活性を向上させ、目的の糖が導入された糖蛋白質を得ることができる。なお、CBMと触媒領域のリンカーは10アミノ酸残基以上あればよいが、CBMを有する元の酵素の、そのCBMのN末端よりも10アミノ酸残基上流の配列を用いることによって、融合後も、その酵素機能をそれぞれ維持する可能性を高める。   In the present invention, a carbohydrate-related enzyme itself, or a chimera in which the N- or C-terminus of its catalytic region is fused with the CBM region of a carbohydrate-related enzyme related to another glycoprotein sugar chain (ie, CBM that binds to a glycoprotein). Type polypeptide (Example 1) is allowed to act on a glycoprotein sugar chain serving as a sugar acceptor in the presence of a sugar donor in a buffer solution, thereby improving the transglycosylation activity and introducing the target sugar into the sugar You can get protein. The linker between the CBM and the catalytic region only needs to be 10 amino acid residues or more, but by using the sequence of 10 amino acid residues upstream from the N-terminus of the CBM of the original enzyme having CBM, Increases the possibility of maintaining each of its enzyme functions.

具体的には、GHファミリー89に属するAgnCのCBM2から6までの領域のうちCBM一つ以上の長さの領域(図1)を、同じGHファミリー89に属するAgnBTのC末端にアミノ酸残基数25残基のポリペプチドを介して融合させたポリペプチド(キメラ型蛋白質)を緩衝溶液中、糖供与体(GlcNAc−αDMT)存在下、糖受容体(ムチン型糖蛋白質)に作用させることで、効率的にαGlcNAc含有ムチン型糖蛋白質を得る(実施例7、実施例9)。なお、この時アミノ酸残基数10残基以上の長さのポリペプチド部位があれば、酵素機能が維持される。また、本発明のポリペプチドは、オリゴ糖だけでなく糖蛋白質糖鎖に対する加水分解活性(GlcNAcを遊離する活性)の向上をもたらす(実施例2、実施例3および実施例6)。以上の方法により、目的とする糖(GlcNAc)を目的とする結合様式(立体選択率100%)で導入することができる。酵素(触媒領域)が厳密な立体選択性を有するからである。   Specifically, the region of one or more CBMs in the region from CBM 2 to 6 of AgnC belonging to GH family 89 (FIG. 1) is the number of amino acid residues at the C-terminus of AgnBT belonging to the same GH family 89. By allowing a polypeptide (chimeric protein) fused via a 25-residue polypeptide to act on a sugar acceptor (mucin-type glycoprotein) in a buffer solution in the presence of a sugar donor (GlcNAc-αDMT), An αGlcNAc-containing mucin-type glycoprotein is efficiently obtained (Example 7, Example 9). At this time, if there is a polypeptide site having a length of 10 or more amino acid residues, the enzyme function is maintained. Moreover, the polypeptide of the present invention brings about the improvement of hydrolysis activity (activity for releasing GlcNAc) on not only oligosaccharides but also glycoprotein sugar chains (Example 2, Example 3 and Example 6). By the above method, the target sugar (GlcNAc) can be introduced in the target binding mode (stereoselectivity 100%). This is because the enzyme (catalyst region) has strict stereoselectivity.

すなわち、本発明は、以下のポリペプチド(キメラ型ポリペプチド)の使用方法、およびそのキメラ型ポリペプチドに関する。
(請求項1) 糖蛋白質糖鎖に結合する糖結合モジュール(CBM)領域を、他の糖質関連酵素またはその触媒領域に融合させてキメラ型ポリペプチドにすることによって、その糖質関連酵素またはその触媒領域の機能を向上させ、または新たな機能を付与する方法。
(請求項2) その糖質関連酵素またはその触媒領域の機能または新たな機能が、糖供与体を用いて目的とするオリゴ糖、多糖または糖蛋白質糖鎖に糖を導入する糖転移活性である請求項1に記載の方法。
(請求項3) その糖質関連酵素またはその触媒領域の機能または新たな機能が、オリゴ糖、多糖または糖蛋白質糖鎖に対する加水分解活性である請求項1に記載の方法。
(請求項4) その糖質関連酵素またはその触媒領域の機能または新たな機能が、有機溶剤耐性である請求項1に記載の方法。
(請求項5) 糖蛋白質糖鎖に結合する糖結合モジュール(CBM)領域が、CBMファミリー32に属するCBM領域である請求項1に記載の方法。
(請求項6) 糖蛋白質糖鎖に結合する糖結合モジュール(CBM)領域が、グリコシルハイドロラーゼファミリー89(GH89)に属するα−N−アセチルグルコサミニダーゼに付随するCBM領域である請求項1に記載の方法。
(請求項7) 他の糖質関連酵素が、グリコシルハイドロラーゼファミリー89(GH89)に属するα−N−アセチルグルコサミニダーゼである請求項1に記載の方法。
(請求項8) 融合の際にスペーサーとして、糖蛋白質糖鎖に結合する糖結合モジュール(CBM)領域の元の酵素においてそのCBM領域のN末端に隣接する10アミノ酸残基以上のアミノ酸配列を有するポリペプチドを用いる請求項1に記載の方法。
That is, the present invention relates to a method of using the following polypeptide (chimeric polypeptide) and the chimeric polypeptide.
(Claim 1) A carbohydrate-binding enzyme (CBM) region that binds to a glycoprotein sugar chain is fused to another carbohydrate-related enzyme or a catalytic region thereof to form a chimeric polypeptide. A method of improving the function of the catalyst region or adding a new function.
(Claim 2) The function or new function of the carbohydrate-related enzyme or the catalytic domain thereof is a transglycosylation activity for introducing a sugar into a target oligosaccharide, polysaccharide or glycoprotein sugar chain using a sugar donor. The method of claim 1.
(Claim 3) The method according to claim 1, wherein the function or new function of the carbohydrate-related enzyme or the catalytic region thereof is hydrolytic activity for oligosaccharide, polysaccharide or glycoprotein sugar chain.
(Claim 4) The method according to claim 1, wherein the function or new function of the carbohydrate-related enzyme or the catalytic domain thereof is resistant to organic solvents.
(Claim 5) The method according to claim 1, wherein the sugar binding module (CBM) region that binds to a glycoprotein sugar chain is a CBM region belonging to the CBM family 32.
(Claim 6) The sugar binding module (CBM) region that binds to a glycoprotein sugar chain is a CBM region associated with α-N-acetylglucosaminidase belonging to glycosyl hydrolase family 89 (GH89). Method.
(Claim 7) The method according to claim 1, wherein the other carbohydrate-related enzyme is α-N-acetylglucosaminidase belonging to glycosyl hydrolase family 89 (GH89).
(Claim 8) It has an amino acid sequence of 10 amino acid residues or more adjacent to the N-terminus of the CBM region in the original enzyme of the sugar binding module (CBM) region that binds to a glycoprotein sugar chain as a spacer during fusion. The method according to claim 1, wherein a polypeptide is used.

(請求項9) 糖蛋白質糖鎖に結合する糖結合モジュール(CBM)領域を、他の糖質関連酵素またはその触媒領域に融合させたキメラ型ポリペプチド。
(請求項10) 糖蛋白質糖鎖に結合する糖結合モジュール(CBM)領域が、CBMファミリー32に属するCBM領域である請求項9に記載のキメラ型ポリペプチド。
(請求項11) 糖蛋白質糖鎖に結合する糖結合モジュール(CBM)領域が、グリコシルハイドロラーゼファミリー89(GH89)に属するα−N−アセチルグルコサミニダーゼに付随するCBM領域である請求項9に記載のキメラ型ポリペプチド。
(請求項12) 他の糖質関連酵素が、グリコシルハイドロラーゼファミリー89(GH89)に属するα−N−アセチルグルコサミニダーゼである請求項9に記載のキメラ型ポリペプチド。
(請求項13) 融合のスペーサーとして、糖蛋白質糖鎖に結合する糖結合モジュール(CBM)領域の元の酵素においてそのCBM領域のN末端に隣接する10アミノ酸残基以上のアミノ酸配列を有するポリペプチドを有する請求項9に記載のキメラ型ポリペプチド。
(Claim 9) A chimeric polypeptide in which a sugar-binding module (CBM) region that binds to a glycoprotein sugar chain is fused to another carbohydrate-related enzyme or a catalytic region thereof.
(Claim 10) The chimeric polypeptide according to claim 9, wherein the sugar binding module (CBM) region that binds to a glycoprotein sugar chain is a CBM region belonging to the CBM family 32.
(Claim 11) The sugar binding module (CBM) region that binds to a glycoprotein sugar chain is a CBM region associated with α-N-acetylglucosaminidase belonging to glycosyl hydrolase family 89 (GH89). Chimeric polypeptide.
(Claim 12) The chimeric polypeptide according to claim 9, wherein the other carbohydrate-related enzyme is α-N-acetylglucosaminidase belonging to glycosyl hydrolase family 89 (GH89).
(Claim 13) A polypeptide having an amino acid sequence of 10 amino acid residues or more adjacent to the N-terminus of the CBM region in the original enzyme of the sugar binding module (CBM) region that binds to a glycoprotein sugar chain as a fusion spacer The chimeric polypeptide according to claim 9, comprising:

本発明の様々なCBMを有するキメラ型ポリペプチドによって、目的とする糖蛋白質に目的とする糖をその非還元末端に導入することができる。すなわち、in vitroにおける新たな糖残基の導入においては、糖鎖が密集しているような糖蛋白質に対しては、酵素的糖転移反応による糖の導入が進行しにくかったが、本発明によって、顕著に目的とする糖残基が導入できることになる。   With the chimeric polypeptides having various CBMs of the present invention, the target sugar can be introduced into the non-reducing end of the target glycoprotein. That is, in the introduction of a new sugar residue in vitro, it was difficult to introduce a sugar by enzymatic transglycosylation reaction for a glycoprotein having a dense sugar chain. Thus, the intended sugar residue can be introduced.

本発明の請求項5から7に記載の方法によって、α結合型GlcNAcをガラクトースが密集した糖鎖(O−グリカン)へ効率的に導入できる(実施例9)。なお、これにより調製後、さらにGlcNAcα1→4Galβ残基含有O−グリカンに親和性を有するCBM(CBM4、特許文献3に記載)を固定化したものなどを用いてα結合型GlcNAcを非還元末端に有するO−グリカンを精製(高純度化)することができる。   By the method according to claims 5 to 7 of the present invention, α-linked GlcNAc can be efficiently introduced into a sugar chain (O-glycan) in which galactose is concentrated (Example 9). In addition, after preparation, α-linked GlcNAc is used as a non-reducing end using, for example, a CBM (CBM4, described in Patent Document 3) having affinity for GlcNAcα1 → 4Galβ residue-containing O-glycan. The O-glycan possessed can be purified (highly purified).

GlcNAcα1→4Galβ残基を含有するO−グリカンは、ある特定のムチン型糖蛋白質(Muc6)のみに存在するものである。しかし、本発明のポリペプチドは、ガラクトースを末端に有する糖蛋白質糖鎖であれば、そのガラクトースにGlcNAcを転移するものであるので、様々な糖蛋白質(ガラクトースを非還元末端に有するグリカンを有する糖蛋白質)を糖受容体とすることができ、たとえば安価な卵白ムチンなどへもα結合型GlcNAc残基を導入することができることになる。また、本発明のポリペプチドと同様の方法で、他の多くの種類の糖蛋白質糖鎖を調製できることになる。なぜなら、糖供与体としては、シアル酸、ガラクトース、フコースやNアセチルガラクトサミンなどの、糖蛋白質糖鎖を構成する糖、もしくはそれらを含むオリゴ糖鎖に脱離基を導入させることによって糖供与体(加水分解酵素や糖転移酵素に対する基質となり、糖転移するための基質(糖供与体)となるもの)へ誘導する合成法は確立されており、これに対応する糖質関連酵素は、すでに多くの種類が見いだされ、かつ予想されているからである(上述のCAZyサイトなど)。   O-glycans containing GlcNAcα1 → 4Galβ residues are present only in certain mucin-type glycoproteins (Muc6). However, if the polypeptide of the present invention is a glycoprotein sugar chain having galactose at its end, GlcNAc is transferred to the galactose, so that various glycoproteins (sugars having glycans having galactose at the non-reducing end) are used. Protein) can be used as a sugar receptor, and α-linked GlcNAc residues can be introduced into, for example, inexpensive egg white mucins. In addition, many other types of glycoprotein sugar chains can be prepared by the same method as the polypeptide of the present invention. This is because sugar donors (such as sialic acid, galactose, fucose, N-acetylgalactosamine, etc.) can be obtained by introducing a leaving group into sugars constituting glycoprotein sugar chains or oligosaccharide chains containing them. Synthetic methods have been established that lead to a substrate for hydrolase and glycosyltransferase and to a substrate (sugar donor) for transglycosylation. This is because the type has been found and expected (such as the CAZy site described above).

また、上述のようなCBMの融合化は、酵素本来の機能(たとえば加水分解活性)の優位な上昇をもたらすことになる(実勢例2、実施例3、実施例6)。したがって、あるオリゴ糖分子に特異性を有する酵素に対し、そのオリゴ糖を有する糖蛋白質糖鎖に対して機能を上昇させたい場合に、その糖蛋白質糖鎖の非還元末端に位置する糖残基に親和性を有するCBM、特にタンデム型CBMを上述のような方法によって導入(融合化)させることで、目的を達成させることができる。たとえば、セリンやスレオニンに結合したN−アセチルガラクトサミンを含むオリゴ糖(Galβ1→3GalNAcα−Ser/Thr)をエンド型で加水分解する酵素(エンドαN−アセチルガラクトサミニダーゼ)(アシダ エッチ(Ashida H)ら、グライコバイオロジー(Glycobiology)、2008年、第18巻、p.727−734))に、ムチン型糖蛋白質糖鎖の非還元末端に位置するガラクトースやシアル酸に親和性を有するタンデム型CBM(本発明のものに限られない)を酵素に導入することで酵素活性を優位に上昇させることができ、結果的に、加水分解されにくい糖蛋白質糖鎖から、様々なO−グリカンのライブラリーを調製できることになる。   Further, the fusion of CBM as described above results in a significant increase in the original function of the enzyme (for example, hydrolysis activity) (actual example 2, example 3, and example 6). Therefore, for an enzyme having specificity for a certain oligosaccharide molecule, when it is desired to increase the function of the glycoprotein sugar chain having the oligosaccharide, the sugar residue located at the non-reducing end of the glycoprotein sugar chain The purpose can be achieved by introducing (fused) a CBM having an affinity for a CBM, particularly a tandem CBM, by the method described above. For example, an enzyme (endo αN-acetylgalactosaminidase) that hydrolyzes oligosaccharides (Galβ1 → 3GalNAcα-Ser / Thr) containing N-acetylgalactosamine bound to serine or threonine in an endo form (Ashida H, et al. , Glycobiology, 2008, Vol. 18, p.727-734)), a tandem CBM having an affinity for galactose or sialic acid located at the non-reducing end of a mucin-type glycoprotein sugar chain ( The enzyme activity can be increased predominately by introducing a non-hydrophobic enzyme (not limited to that of the present invention) into the enzyme. As a result, various O-glycan libraries can be obtained from glycoprotein sugar chains that are difficult to hydrolyze. It can be prepared.

さらに、本発明のキメラ型ポリペプチド(キメラ型酵素)は、種々の有機溶剤との混合溶媒中でも酵素活性(糖転移反応)において有利な効果をもたらす(実施例8)。すなわち、本発明のように、CBMを酵素機能を有する蛋白質へ導入することは酵素の有機溶剤耐性化をもたらすと考えられ、結果的に糖脂質類の加水分解活性の向上、および、糖供与体存在下、脂質類への配糖化も可能となる。   Furthermore, the chimeric polypeptide (chimeric enzyme) of the present invention has an advantageous effect in enzyme activity (glycosylation reaction) even in a mixed solvent with various organic solvents (Example 8). That is, it is considered that introduction of CBM into a protein having an enzyme function as in the present invention brings resistance of the enzyme to an organic solvent, resulting in an improvement in hydrolyzing activity of glycolipids and a sugar donor. In the presence, glycosylation to lipids is also possible.

本発明のキメラ型酵素により得られたα結合型O−グリカンを含有する糖蛋白質糖鎖は、飲食品として含有させて用いることにより、胃疾患を軽減したり治癒したり予防したりするのに有用である。その物質が強いピロリ菌増殖抑制作用を発現するから、飲食品にピロリ菌増殖抑制剤を少量添加するだけで優れた抗ピロリ菌作用を奏する。   The glycoprotein sugar chain containing α-linked O-glycan obtained by the chimeric enzyme of the present invention is used as a food or drink to reduce, cure or prevent gastric diseases. Useful. Since the substance exhibits a strong H. pylori growth inhibitory action, an excellent anti-H. Pylori action can be obtained just by adding a small amount of H. pylori growth inhibitor to food and drink.

本発明のキメラ型酵素により得られたα結合型O−グリカンを含有する糖蛋白質糖鎖は、医薬製剤として、もしくは抗生物質(ピロリ菌に効果のある)と併用して服用することにより、ピロリ菌に由来する慢性胃炎や胃潰瘍等の胃疾患の治療・症状緩和・予防に用いられる。また、糖鎖含有物質が強いピロリ菌特異的増殖抑制作用を発現するので、この医薬製剤を少量服用するだけで優れた抗ピロリ菌作用を奏し、副作用が発現せず、内科的治療で胃疾患を治癒するのに有用である。   The glycoprotein sugar chain containing α-linked O-glycan obtained by the chimeric enzyme of the present invention can be used as a pharmaceutical preparation or in combination with antibiotics (effective against H. pylori). It is used for the treatment, symptom relief and prevention of gastric diseases such as chronic gastritis and gastric ulcers derived from bacteria. In addition, since the sugar chain-containing substance exhibits a strong H. pylori-specific growth-inhibiting action, it is possible to produce an excellent anti-H. Pylori action just by taking a small amount of this pharmaceutical preparation, and no side effects occur. Useful for healing.

α−N−アセチルグルコサミニダーゼホモログのアミノ酸配列の一次構造。CBM:糖結合モジュール、FIVAR:found in various achitecture domain、TM:transmembrane domainPrimary structure of amino acid sequence of α-N-acetylglucosaminidase homolog. CBM: sugar binding module, FIVAR: found in variety mechanism domain, TM: transmembrane domain GlcNAc−α−Gal−β−pMP基質に対する加水分解活性のHPLCによる検出Detection by HPLC of hydrolysis activity against GlcNAc-α-Gal-β-pMP substrate GlcNAc−α含有Class III MucinからのGlcNAcの遊離Release of GlcNAc from Class III Mucin containing GlcNAc-α AgnBT1キメラ酵素のClass III Mucinに対する加水分解活性Hydrolysis activity of AgnBT1 chimeric enzyme against Class III Mucin AgnBT1−キメラ酵素のαGlcNAc転移活性能(酵素濃度の検討)ΑGlcNAc transfer activity of AgnBT1-chimeric enzyme (examination of enzyme concentration) AgnBT1−キメラ酵素のαGlcNAc転移活性能(有機溶媒(5%v/v)による影響)ΑGlcNAc transfer activity of AgnBT1-chimeric enzyme (influence by organic solvent (5% v / v)) Mucinに対するAgnBT1キメラ酵素のαGlcNAc転移活性能ΑGlcNAc transfer activity of AgnBT1 chimeric enzyme against mucin

CBMは、細菌類から哺乳類などの高等生物を宿主とした糖質関連酵素に広く見いだされ、特に腸内細菌や土壌中に見い出される細菌類の糖質加水分解酵素に顕著に見いだされる。請求項1では、糖蛋白質糖鎖に親和性を有するCBMと糖質関連酵素の融合化が酵素活性を向上させ、新たな機能が付与させることが記載されている。ここでターゲットとする糖蛋白質糖鎖があり、そのうちターゲットとする糖部位が決まっているのであれば、その糖部位を含むオリゴ糖部位に作用する酵素を選定し、かつその糖蛋白質糖鎖に親和性を有するCBMを選択すればよい。ここでCBMは、糖蛋白質糖鎖を構成する糖である、ガラクトース(Gal)、フコース(Fuc)、シアル酸(Sia、(Nアセチルノイラミン酸(NeuAc)およびNアセチルグリコール酸(GlcAc)を含む)、Nアセチルガラクトサミン(GalNAc)に親和性を有するもののうち、糖転移反応等のターゲットにしたいものを上述のCAZyサイト等によって選ぶことができる。この中で、すでに糖蛋白質糖鎖に対して親和性を有する旨の報告のあるものが特に望ましい(CBMファミリー13、32、40、47、(50)、(51)、57)。なお、同じファミリー内でも親和性を有する糖蛋白質糖鎖の種類にそれぞれ違いがある可能性はある。また、CBMを導入させたい酵素は、糖質関連酵素であれば特に制限はないが、以下に示すように、同じGH(もしくは糖転移酵素(GT))ファミリー間での融合(すなわち、融合される前の酵素ファミリーと、導入させようとするCBMを有する酵素のファミリーが同じものどうしでの融合)は特に好ましい。   CBM is widely found in saccharide-related enzymes hosted by bacteria and higher organisms such as mammals, and is particularly prominent in saccharide-hydrolyzing enzymes of bacteria found in intestinal bacteria and soil. In claim 1, it is described that fusion of CBM having an affinity for glycoprotein sugar chain and a sugar-related enzyme improves enzyme activity and imparts a new function. If there is a target glycoprotein sugar chain and the target sugar site has been determined, an enzyme that acts on the oligosaccharide site containing the sugar site is selected and has an affinity for the glycoprotein sugar chain. A CBM having a property may be selected. Here, CBM includes galactose (Gal), fucose (Fuc), sialic acid (Sia, (N acetylneuraminic acid (NeuAc), and N acetylglycolic acid (GlcAc)), which are sugars constituting the glycoprotein sugar chain. ), Those having affinity for N acetylgalactosamine (GalNAc) can be selected by the above-mentioned CAZy site, etc., among those having an affinity for glycoprotein sugar chains. (CBM families 13, 32, 40, 47, (50), (51), 57) are particularly desirable.) Types of glycoprotein sugar chains having affinity even within the same family In addition, there is no particular limitation as long as the enzyme into which CBM is introduced is a carbohydrate-related enzyme. As shown below, fusion between the same GH (or glycosyltransferase (GT)) family (that is, the enzyme family before being fused and the same family of enzymes having the CBM to be introduced) Is particularly preferred.

請求項2から4までに、上述した請求項1に記載されたポリペプチドによる方法と同様に、糖蛋白質糖鎖に対する糖転移、糖の遊離(加水分解)および有機溶剤耐性化を行う場合に用いられる方法であることが記載されている。また、その時に用いられるポリペプチドがそれぞれ請求項9と請求項10に記載されている。請求項2に記載の糖転移においては、糖供与体となるものと糖受容体となるものの組み合わせであればよく、糖受容体として糖転移さたい部位を非還元末端に有している糖蛋白質であれば、どのような糖蛋白質へも当該方法を用いることができる。また、糖供与体および糖受容体ともに緩衝液に溶解していればどのような濃度でも用いることができる。請求項3に記載の加水分解においても同様に、糖供与体非存在下では、糖蛋白質そのものを加水分解する方法として用いることができる。この場合も同様に、糖蛋白質が緩衝液に溶解していればどのような濃度でも用いることができる。請求項4では、請求項1に記載の方法が、目的とする酵素の有機溶剤耐性獲得のために用いられることができることが記載されている。ここで用いることができる有機溶剤とは、実施例8にあるように、テトラヒドロフラン(THF)、アセトニトリルおよびアセトンなどの非プロトン性溶剤であり、その他、緩衝液と混和する溶剤であればどのようなものも用いることができる。なお、用いる溶剤の濃度は、導入される糖質関連酵素および導入するCBMにもよるが、緩衝液に対し0〜80%/Volまで用いることができ、融合前に有機溶剤耐性が全くなかった酵素に対しては、5〜20%/Volの有機溶剤中で顕著な活性を有する。一方、プロトン性溶剤(アルコール類)は、溶剤そのものが糖受容体となりうるので、目的とする反応を阻害する結果となりうる。また、クロロホルム、ヘキサン、エーテルおよびトルエンなど緩衝液と混和しない溶剤を用いた場合は、糖転移活性は維持されるが、反応効率が低くなるおそれがある。   In the second to fourth aspects, as in the case of the method using the polypeptide according to the first aspect described above, it is used for glycosyl transfer, sugar release (hydrolysis), and resistance to organic solvents. It is described that it is a method. Moreover, the polypeptide used at that time is described in Claim 9 and Claim 10, respectively. The glycosyl transfer according to claim 2 may be a combination of a sugar donor and a sugar acceptor, and a glycoprotein having a non-reducing terminal as a sugar acceptor. The method can be used for any glycoprotein. In addition, both sugar donor and sugar acceptor can be used at any concentration as long as they are dissolved in the buffer. Similarly, the hydrolysis according to claim 3 can also be used as a method for hydrolyzing the glycoprotein itself in the absence of a sugar donor. In this case as well, any concentration can be used as long as the glycoprotein is dissolved in the buffer. In claim 4, it is described that the method according to claim 1 can be used for obtaining the organic solvent resistance of the target enzyme. The organic solvent that can be used here is an aprotic solvent such as tetrahydrofuran (THF), acetonitrile, and acetone as in Example 8, and any other solvent that is miscible with the buffer solution. Things can also be used. The concentration of the solvent used depends on the sugar-related enzyme to be introduced and the CBM to be introduced, but it can be used from 0 to 80% / Vol with respect to the buffer solution. For enzymes, it has significant activity in 5-20% / Vol organic solvents. On the other hand, protic solvents (alcohols) can result in inhibition of the intended reaction because the solvent itself can be a sugar acceptor. In addition, when a solvent that is not miscible with the buffer such as chloroform, hexane, ether, and toluene is used, the transglycosylation activity is maintained, but the reaction efficiency may be lowered.

請求項5に記載のCBM32ファミリーとは、上述のCAZyサイトに記載のCBM32ファミリーに属するCBMであり、この中から特に糖蛋白質糖鎖に結合するという報告のあるもの(あるいは推定されているもの)を利用することが好ましい。   The CBM32 family described in claim 5 is a CBM belonging to the CBM32 family described in the above CAZy site, and among them, there is a report (or a presumed one) that particularly binds to a glycoprotein sugar chain. Is preferably used.

請求項6(方法)および11(請求項6に用いられる物)に記載のCBMは、GH89ファミリーに付随するCBMであることが記載されている。以下の実施例には、GH89ファミリーに属する、腸内細菌のクロストリジウム パーフリンジェンス(Clostridium perfringens strain13)由来のα−N−アセチルグルコサミニダーゼ(AgnC)のC末端に付随するタンデム型のCBMが有効であることが記載されている。ここで、このようなタンデム型CBMについては、それらのうち1つ以上のCBMが目的とする酵素に導入されれば、機能の向上等が期待できる。AgnCと同様に、ビフィドバクテリウム ビフィダム(Bifidobacterium bifidum)、ユーバクテリウム ドリカム(Eubacterium dolichum)やコリンセラ スターコリス(Collinsella stercoris)にも、同様にタンデム型CBMが見られる(図1)が、同様に用いることができる。なお、この時、導入するCBMの数が増えるほど、糖蛋白質に対する親和性の向上が期待できるので、加水分解活性や糖転移活性の向上等がさらに期待できることになる。   The CBM described in claims 6 (method) and 11 (thing used in claim 6) is described as being a CBM associated with the GH89 family. In the following examples, a tandem type CBM belonging to the C-terminus of α-N-acetylglucosaminidase (AgnC) belonging to GH89 family derived from Clostridium perfringens strain 13 is effective. It is described. Here, with respect to such tandem CBMs, if one or more of them are introduced into the target enzyme, an improvement in function or the like can be expected. Similar to AgnC, tandem CBMs are also found in Bifidobacterium bifidum, Eubacterium terricum and Collinella stercoris (FIG. 1). Can be used. At this time, as the number of CBMs to be introduced increases, an improvement in affinity for glycoprotein can be expected, so that an improvement in hydrolysis activity, transglycosylation activity, and the like can be further expected.

請求項7(方法)および12(請求項7に用いられる物)には、導入させようとする糖質関連酵素が、グリコシルハイドロラーゼファミリー89(GH89)に属するα−N−アセチルグルコサミニダーゼの触媒領域であることが記載されている。なお、GH89とは、アシドバクテリウム カプスラタム(Acidobacterium capsulatum)、アカルマンシア ムシニフィリア(Akkermansia muciniphila)、アリスチペス シャヒー(Alistipes shahii)、アスチカコーリス エクセントリカス(Asticcacaulis excentricus)、バクテロイデス キシラニソルベンツ(Bacteroides xylanisolvents)、バクテロイデス フラジリス(Bacteroides fragilis)、バクテロイデス ヘルコジェネス(Bacteroides helcoqenes)、バクテロイデス サラニトロニス(Bacteroides salanitronis)、バクテロイデス セタイオタオミクロン(Bacteroides thetaiotaomicron)、バクテロイデス バルガタス(Bacteroides vulgatus)、ビューテンバルジア カバルナエ(Beutenbergia cavernae)、ビフィドバクテリウム ビフィダム(Bifidobacterium bifidum)、ブラキバクテリウム ファシウム(Brachybacterium faecium)、カンジダタス アルスロミタス(Candidatus Arthromitus)、カウロバクター クレッセンタス(Caulobacter crescentus)、カウロバクター セグニス(Caulobacter segnis)、キチノファーガ ピネンシス(Chitinophaga pinennsis)、クロストリジウム パーフリンジェンス(Clostridium perfringens)、クロストリジウム スピロフォルメ(Clostridium spiroforme)、フラボバクテリウム ジョンソニー(Flavobacterium johnsoniae)、グラニュリセラ マレンシス(Granulicella mallensis)、ニアステラ コリーンシス(Niastella koreensis)、ポルジバクター プロピオニシジェネス(Paludibacter propionicigenes)、ペドバクター ヘパリナス(Pedobacter heparinus)、ペドバクター サルタンス(Pedobacter saltans)、プレボテラ ルミニコーラ(Prevotella ruminicola)、サルモネラ エンテリカ(Salmonella enterica)、スタッカブランジア ナッソエンシス(Stackebrandtia nassauensis)、ストレプトミセス アンボファシエンス(Streptomyces ambofaciens)、ストレプトミセス アベルミチリス(Streptomyces avermitilis)、ストレプトミセス ビンケンジェンシス(Streptomyces binchenggenis)、ストレプトミセス スカビー(Streptomyces scabiei)、ストレプトミセス ベネズエラエ(Streptomyces venezuelae)、ストレプトミセス ビオラセウスニガー(Streptomyces violaceusniger)、テリグロバス サーネンシス(Terriglobus saanensis)、キサントモナス アクソノポディス(Xanthomonas axonopodis)、キサントモナス オリゼー(Xanthomonas oryzae)、ゾベリア ガラクタニボランス(Zobellia galactanivorans)、ズノンワンジア プロファンダ(Zunongwangia profunda)、アノフェレス ガンビア(Anopheles gambiae)、アラビドプシス タリアーナ(Arabidopsis thaliana)、アスパルギルス オリゼー(Aspergillus oryzae)、ボス タウロス(Bos taurus)、カエノラブディティス ブリグサエ(Caenorhabditis briggsae)、カエノラブディティスエレガンス(Caenorhabditis elegans)、チェロナス イナニタス(Chelonus inanitus)、ドロマイウス ノバホランディー(Dromaius Novaehollandiae)、ドロソフィラ メラノガスター(Drosophila melanogaster)、ホモサピエンス(Homo sapiens)、マイクロモナス(Micromonas)、マス マスキュラス(Mus musculus)、ニコチアナ タバカム(Nicotiana tabacum)、オリザ サティバ インディカ(Oryza sativa Indica)、オリザ サティバ ジャポニカ(Oryza sativa Japonica)、ビティス ビニフェラ(Vitis vinifera)、ジー メイス(Zea mays)、由来のα−N−アセチルグルコサミニダーゼであることを示す(CAZyサイト参照)。   Claims 7 (method) and 12 (the product used in claim 7) include a catalytic region of α-N-acetylglucosaminidase belonging to glycosyl hydrolase family 89 (GH89) as the sugar-related enzyme to be introduced. It is described that. Note that the GH89, A Sid Agrobacterium Kapusuratamu (Acidobacterium capsulatum), Akarumanshia Mushinifiria (Akkermansia muciniphila), Arisuchipesu Shahi (Alistipes shahii), Asuchikakorisu EXEN tri Kas (Asticcacaulis excentricus), Bacteroides carboxymethyl Rani Sol Benz (Bacteroides xylanisolvents), Bacteroides fragilis ( Bacteroides fragilis, Bacteroides hercogenes, Bacteroides salanitronis, Bactero Death Seta thetaiotaomicron (Bacteroides thetaiotaomicron), Bacteroides Barugatasu (Bacteroides vulgatus), view Themba Luzia Kabarunae (Beutenbergia cavernae), Bifidobacterium bifidum (Bifidobacterium bifidum), Bra key Mycobacterium faecium (Brachybacterium faecium), Candidatus Arusuromitasu (Candidatus Arthromitus) , Caulobacter crescentus, Caulobacter segnis, Chitinophaga pinensis a pinensis), Clostridium perfringens, Clostridium spiroforme, Clostridium spiroforme, Flavobacterium johnisoniae, Glanuricera marsiensis Palidibacterium propionicigenes), Pedobacter heparinus, Pedobacter sultans, Prevotella Lumi Nicola (Prevotella ruminicola), Salmonella enterica (Salmonella enterica), stacker Blanc Zia Nassoenshisu (Stackebrandtia nassauensis), Streptomyces ambofaciens (Streptomyces ambofaciens), Streptomyces avermitilis (Streptomyces avermitilis), Streptomyces bottle Ken Jen cis (Streptomyces binchenggenis) , Streptomyces scabiei, Streptomyces venezuelae, Streptomyces violaceus niger ( treptomyces violaceusniger), Terigurobasu Sanenshisu (Terriglobus saanensis), Xanthomonas Akusonopodisu (Xanthomonas axonopodis), Xanthomonas oryzae (Xanthomonas oryzae), Zoberia junk Nibora Nsu (Zobellia galactanivorans), Zunonwanjia professional Fanda (Zunongwangia profunda), Anopheles Gambia (Anopheles gambiae), Arabidopsis Thaliana (Arabidopsis thaliana), Aspergillus oryzae, Bos taurus, Mosquito Roh Love di Sevilla Burigusae (Caenorhabditis briggsae), mosquito Enola Budi Sevilla elegans (Caenorhabditis elegans), Cheronasu Inanitasu (Chelonus inanitus), Doromaiusu Nova ho Randy (Dromaius Novaehollandiae), Drosophila melanogaster (Drosophila melanogaster), Homo sapiens (Homo sapiens), Micromonas, Mus musculus, Nicotiana tabacum, Oryza sativa Indica, Oryza sativa japonica Oryza sativa Japonica), Bitisu Binifera (Vitis vinifera), indicating a di-Mace (Zea mays), α-N- acetylglucosaminidase derived (see CAZy site).

また、請求項8(方法)および13(請求項8に用いられる物)に記載の、融合しようとするCBMと、融合される糖質関連酵素の触媒部位とのリンカー用のポリペプチドとしては、CBMの方のN末端側から上流の10〜25残基程度(CBMを付随していた酵素において、そのCBMのN末端アミノ酸部位から10〜25残基程度N末端側にあるポリペプチド部位)を用いることで、融合されたポリペプチドが酵素活性を維持もしくは向上しやすくなる。本発明のAgnCのCBMにおいては、AgnCのN末端側から2番目のCBM(触媒領域のC末端側へ1番目のCBM)のN末端からN末端方向に20残基の領域と、それを導入するために用いた制限酵素部位の追加による2残基のアミノ酸配列によって、以下の実施例のように酵素活性が維持されている。   In addition, as a polypeptide for a linker between the CBM to be fused and the catalytic site of the carbohydrate-related enzyme to be fused according to claim 8 (method) and 13 (the product used in claim 8), About 10-25 residues upstream from the N-terminal side of the CBM (in the enzyme associated with the CBM, a polypeptide site on the N-terminal side about 10-25 residues from the N-terminal amino acid site of the CBM) By using it, the fused polypeptide can easily maintain or improve the enzyme activity. The AgnC CBM of the present invention introduces a 20-residue region from the N-terminus to the N-terminus of the second CBM from the N-terminus of AgnC (the first CBM to the C-terminus of the catalytic region). The enzyme activity is maintained as shown in the following examples by the amino acid sequence of 2 residues by adding the restriction enzyme site.

AgnCのC末端に付随する複数のCBM領域のN末端側から2番目から6番目までのポリペプチドとAgnBTとのキメラ蛋白は、特許文献3を参照し、以下の実施例1のように調製することができる。また、その他GH89のホモログからのCBMと他のGH89の触媒領域との組み合わせについても同様にキメラ型として調製することができる。   A chimeric protein of AgnBT and a second to sixth polypeptide from the N-terminal side of a plurality of CBM regions associated with the C-terminus of AgnC and AgnBT is prepared as in Example 1 below. be able to. In addition, combinations of CBMs from other GH89 homologs and catalytic regions of other GH89 can be similarly prepared as chimera types.

さらにこれらのキメラ型ポリペプチドは、担体へ固定化して用いることもできる。担体への固定化においては、ヒスチジンタグ(His)やグルタチオンーS−トランスフェラーゼ(GST)などのタグを、N末端およびC末端のどちらの方向へもキメラ型ポリペプチドへ導入が可能である。   Furthermore, these chimeric polypeptides can be used by immobilizing them on a carrier. For immobilization on a carrier, a tag such as histidine tag (His) or glutathione-S-transferase (GST) can be introduced into the chimeric polypeptide in either the N-terminal or C-terminal direction.

本発明(請求項6および11に記載)において調製したポリペプチドの、糖転移反応の場合におけるGalβ残基含有O−グリカン、および糖加水分解反応時におけるGlcNAcα1→4Galβ残基含有O−グリカンに対する親和性を発揮する条件は、pH4から9の緩衝溶液中であれば用いることができるが、具体的には以下のようになる。   Affinity of the polypeptide prepared in the present invention (described in claims 6 and 11) to a Galβ residue-containing O-glycan in the case of a glycosyltransferase reaction and a GlcNAcα1 → 4Galβ residue-containing O-glycan in a sugar hydrolysis reaction The conditions for exhibiting the properties can be used as long as they are in a buffer solution having a pH of 4 to 9, but the specific conditions are as follows.

溶液は、リン酸緩衝液、炭酸緩衝液、トリス緩衝液などの例を挙げることができ、特にリン酸緩衝化生理食塩水(phospahte buffered saline,PBS)が好ましい。溶液のpHは、中性付近が好ましく、pH6.0からpH8.0が特に好ましい。反応の温度は、15℃から40℃が好ましく、25℃が特に好ましい。基質であるオリゴ糖の濃度は、加水分解および糖転移反応のいずれにおいても、反応させるための条件においては、基質が緩衝溶液に溶解していればよく、数十ミリM程度まで用いることができる。なお、糖転移反応において、糖受容体となる糖蛋白質の濃度および糖供与体の濃度においても、それらが溶解していればよく、数十μMから数百μMまで用いることができる。用いるべき糖供与体としては、糖転移反応の基質となるものであれば何でもよい。なお、糖供与体においては、O−結合型グリカンでは糖蛋白質糖鎖の多くの非還元末端に糖を転移させるので、糖受容体の数十から数百倍以上の濃度で糖転移収率は向上する。反応の時間は、加水分解反応や糖転移反応のいずれも本発明のポリペプチド(キメラ蛋白)濃度が数μMから数百μMで数十分から10時間が好ましく、30分〜5時間程度が特に好ましい。しかしながら糖転移反応ではポリペプチド濃度が数十nM以下では5時間以上で比較的反応率が高くなる傾向にある。反応容器においては、系内の温度を制御でき、かつ溶解しているタンパク質や糖質化合物を特に吸着させるものでないかぎり、どのようなものを用いてもよい。また、反応においては、撹拌や振とうを行えば、反応時間を短縮することができる。   Examples of the solution include a phosphate buffer solution, a carbonate buffer solution, and a Tris buffer solution, and phosphate buffered saline (PBS) is particularly preferable. The pH of the solution is preferably near neutral, and particularly preferably from pH 6.0 to pH 8.0. The reaction temperature is preferably 15 to 40 ° C, particularly preferably 25 ° C. The concentration of the oligosaccharide serving as the substrate can be used up to about several tens of millimetres, as long as the substrate is dissolved in the buffer solution under the conditions for reaction in both hydrolysis and transglycosylation reactions. . In the glycosyltransferase reaction, the concentration of glycoprotein serving as a sugar acceptor and the concentration of a sugar donor need only be dissolved, and can be used from several tens μM to several hundred μM. Any sugar donor may be used as long as it is a substrate for the transglycosylation reaction. In sugar donors, O-linked glycans transfer sugars to many non-reducing ends of glycoprotein sugar chains, so the sugar transfer yield is 10 to several hundred times higher than the sugar acceptor. improves. The reaction time is preferably from several tens of minutes to several hundreds of μM to several tens of minutes to 10 hours, particularly about 30 minutes to 5 hours in both the hydrolysis reaction and the transglycosylation reaction. preferable. However, in the glycosyltransferase reaction, the reaction rate tends to be relatively high in 5 hours or more when the polypeptide concentration is several tens of nM or less. Any reaction vessel may be used as long as it can control the temperature in the system and does not particularly adsorb dissolved proteins and carbohydrate compounds. In the reaction, the reaction time can be shortened by stirring and shaking.

以下に、本発明のキメラ型ポリペプチドを調製し、その機能を調査した実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明を何ら限定するものではない。
[実施例1]
(1.1)CBM結合キメラタンパクの触媒部位となるHis−tag融合タンパク質(AgnBT1)の取得
バクテロイデス菌(Bacteroides thetaoitaomicron VPI5482)のゲノムを鋳型として、センスプライマーBamHI−BT1Δ32(下線は制限酵素BamHIサイトを示す)(GCG GAT CCC GAT CCC CAA TCG ATT CAT TG)(配列表配列番号1)と、アンチセンスプライマーBT1Δ32−SacI(下線はSacIサイト)(GTG AGC TCC TTT GCT TCA ATC GC)(配列表配列番号2)を用い、DNAポリメラーゼPrimeStar(Takara製)を利用して、サーマルサイクラーPTC100(MJ Research製)で遺伝子増幅(反応条件(順に98℃30秒、63.5℃30秒、72℃33秒で30サイクル行なう))を行ない、増幅後AgnBT1−DNA断片(2,149bp)を得た。得られた産物に対して制限酵素(BamHIおよびSacI)処理を行なった後、タンパク質発現用ベクターpET32a(+)へ、制限酵素サイト(5’末端側にBamHIと3’末端側にSacI)でライゲーション反応を行ない、発現宿主である大腸菌(E.coli(BL21(DE3)株)へ形質転換操作し、アンピシリン濃度50μg/mlを含有するLB寒天培地上で、その形質転換操作体を得た。これをアンピシリン濃度50μg/mlを含有するLB培地中(2ml)で前培養し、さらに同培養液400mlへ全量植菌し、OD600で0.7になるまで37℃で震盪培養した後、IPTGを0.1mMになるように添加し、室温で24時間震盪培養することで、本タンパク質を発現した大腸菌を調製した。遠心後上清を除去したのち、集められた菌体へPBS溶液(50mM PBS,300mM NaCl)を4ml加えて懸濁した後、リゾチーム(10mg/ml)を0.75mg/mlとなるよう添加し、さらにPBS溶液を加え全量を4mlとした。この懸濁溶液を氷上で超音波破砕し、20000×gで10分遠心後、上清をHis−tagアフィニティークロマトグラフィーを使った精製法(TALON Metal affinity resins, clontech社製)により精製した。この溶液を、限外濾過膜(排除分子サイズ 30000)を用いることにより、上記精製に用いたイミダゾール等を除き、結果的に目的タンパク質を、精製体として、1000ml培養当たり約20mgで得ることができた(図1)。得られたタンパクはHis−tag融合タンパクのまま、後の解析に用いた。また、調製したAgnBTタンパク発現ベクターは、キメラタンパク発現ベクターの調製のために引き続き用いた。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples in which the chimeric polypeptide of the present invention was prepared and its function was investigated. However, the present invention is not limited in any way.
[Example 1]
(1.1) Acquisition of His-tag fusion protein (AgnBT1) that serves as a catalytic site for CBM-binding chimeric protein Using Bacteroides thetaitaomicron VPI5482 genome as a template, sense primer BamHI-BT1Δ32 (underlined is restriction enzyme BamHI site) ( GCG GAT CCC GAT CCC CAA TCG ATT CAT TG) (SEQ ID NO: 1) and antisense primer BT1Δ32-SacI (underlined is a SacI site) ( GTG AGC TCC TTT GCT TCA ATC GC) (SEQ ID NO: 2), DNA polymerase PrimeStar (manufactured by Takara) is used to increase the gene with thermal cycler PTC100 (manufactured by MJ Research). (Reaction conditions (turn 98 ° C. 30 seconds, 63.5 ° C. 30 seconds, for 30 cycles at 72 ° C. 33 seconds)) is performed to obtain a post amplification AgnBT1-DNA fragment (2,149Bp). The obtained product was treated with restriction enzymes (BamHI and SacI) and then ligated to a protein expression vector pET32a (+) with restriction enzyme sites (BamHI on the 5 ′ end side and SacI on the 3 ′ end side). The reaction was carried out and transformed into Escherichia coli (E. coli (BL21 (DE3) strain)) as an expression host, and the transformed manipulation body was obtained on an LB agar medium containing an ampicillin concentration of 50 μg / ml. Is pre-cultured in LB medium (2 ml) containing an ampicillin concentration of 50 μg / ml, further inoculated to 400 ml of the same culture medium, and shake-cultured at 37 ° C. until OD600 reaches 0.7, and then IPTG is 0. E. coli expressing this protein was prepared by adding to 1 mM and shaking culture at room temperature for 24 hours. After that, 4 ml of PBS solution (50 mM PBS, 300 mM NaCl) was added to the collected cells and suspended, and then lysozyme (10 mg / ml) was added to 0.75 mg / ml, and further PBS solution was added. The total volume was 4 ml, and this suspension solution was sonicated on ice, centrifuged at 20000 × g for 10 minutes, and the supernatant was purified using His-tag affinity chromatography (manufactured by TALON Metal affinity resins, Clontech). By using an ultrafiltration membrane (excluded molecular size 30000), this solution was removed from the imidazole etc. used for the purification, and as a result, the target protein was obtained as a purified product of about 20 mg per 1000 ml culture. (Fig. 1) The protein obtained was His-. Leave ag fusion protein were. Also, AgnBT protein expression vectors prepared using the following analysis was used subsequently for the preparation of a chimeric protein expression vector.

(1.2)His−tag融合CBM2−キメラタンパク質の取得(AgnBT1−CBM2)
ウェルシュ菌(Clostridium perfringens strain13)のゲノムを鋳型として、CBM2とその前後領域(N末端側からアミノ酸912番目〜1090番目)の遺伝子配列を、センスプライマーSacI−CBM2(下線は制限酵素SacIサイトを示す)(CGG AGC TCA TGG ATA AAA TAT TAG G)(配列表配列番号3)と、アンチセンスプライマーCBM2−XhoI(下線はXhoIサイト)(AAC TCG AGT TCC TTT TCT TTT CC)(配列表配列番号4)を用い、DNAポリメラーゼPrimeStar(Takara製)を利用して、サーマルサイクラーPTC100(MJ Research製)で遺伝子増幅(反応条件(順に98℃5秒、58.1℃30秒、72℃1分で30サイクル行なう))を行ない、増幅後CBM2−DNA断片(487bp)を得た。得られた産物に対して制限酵素(SacIおよびXhoI)処理を行なった後、上記で作製したAgnBT1タンパク発現pET32a(+)ベクターへ、制限酵素サイト(5’末端側にSacIと3’末端側にXhoI)でライゲーション反応を行ない、発現宿主である大腸菌(E.coli(BL21(DE3)株)へ形質転換操作し、アンピシリン濃度50μg/mlを含有するLB寒天培地上で、その形質転換操作体を得た。これをアンピシリン濃度50μg/mlを含有するLB培地中(2ml)で前培養し、さらに同培養液400mlへ全量植菌し、OD600で0.7になるまで37℃で震盪培養した後、IPTGを0.1mMになるように添加し、室温で24時間震盪培養することで、本タンパク質を発現した大腸菌を調製した。遠心後上清を除去したのち、集められた菌体へPBS溶液(50mM PBS,300mM NaCl)を4ml加えて懸濁した後、リゾチーム(10mg/ml)を0.75mg/mlとなるよう添加し、さらにPBS溶液を加え全量を4mlとした。この懸濁溶液を氷上で超音波破砕し、20000×gで10分遠心後、上清をHis−tagアフィニティークロマトグラフィーを使った精製法(TALON Metal affinity resins, clontech社製)により精製した。この溶液を、限外濾過膜(排除分子サイズ 30000)を用いることにより、上記精製に用いたイミダゾール等を除き、結果的に目的タンパク質を、精製体として、1000ml培養当たり約21mgで得ることができた(図1)。His−tag融合タンパクのまま、後の解析に用いた。
(1.2) Acquisition of His-tag fusion CBM2-chimeric protein (AgnBT1-CBM2)
Using the genome of Clostridium perfringens strain 13 as a template, the gene sequence of CBM2 and its surrounding region (amino acids 912 to 1090 from the N-terminal side), sense primer SacI-CBM2 (underlined indicates the restriction enzyme SacI site) (CG G AGC TC A TGG ATA AAA TAT TAG G) (SEQ ID NO: 3) and antisense primer CBM2-XhoI (underlined XhoI site) (AA C TCG AG T TCC TTT TCT TTT CC) (Sequence Listing Sequence) No. 4), using DNA polymerase PrimeStar (manufactured by Takara) and gene amplification (reaction conditions (in order 98 ° C. 5 seconds, 58.1 ° C. 30) with thermal cycler PTC100 (manufactured by MJ Research). Second, 30 cycles at 72 ° C. for 1 minute))), and a CBM2-DNA fragment (487 bp) was obtained after amplification. After subjecting the obtained product to restriction enzyme (SacI and XhoI) treatment, the restriction enzyme sites (SacI on the 5 ′ end side and SacI on the 3 ′ end side) were transferred to the AgnBT1 protein expression pET32a (+) vector prepared above. XhoI) is used for ligation reaction, transformed into E. coli (BL21 (DE3) strain) as an expression host, and transformed on an LB agar medium containing an ampicillin concentration of 50 μg / ml. This was pre-cultured in LB medium (2 ml) containing an ampicillin concentration of 50 μg / ml, further inoculated to 400 ml of the same culture solution, and shake-cultured at 37 ° C. until OD600 reached 0.7. IPTG was added to a concentration of 0.1 mM, and E. coli expressing this protein was prepared by shaking culture at room temperature for 24 hours. After centrifugation, after removing the supernatant, 4 ml of PBS solution (50 mM PBS, 300 mM NaCl) was added to the collected cells and suspended, and then lysozyme (10 mg / ml) was added to 0.75 mg / ml. The suspension was further sonicated on ice and centrifuged at 20000 × g for 10 minutes, and the supernatant was purified using His-tag affinity chromatography (TALON Metal). The solution was purified by affinity resin, manufactured by Clontech Co., Ltd. By using an ultrafiltration membrane (excluded molecular size 30000), the imidazole used for the purification was removed, and as a result, the target protein was purified as a purified product. , Approximately 21 mg per 1000 ml culture (FIG. 1). Remains of ag fusion protein, was used for the analysis of after.

(1.3)His−tag融合CBM2−6−キメラタンパク質の取得(AgnBT1−CBM2−6)
ウェルシュ菌(Clostridium perfringens strain13)のゲノムを鋳型として、CBM2〜6とその前後領域(N末端側からアミノ酸912〜1640)の遺伝子配列を、センスプライマーSacI−CBM2(下線は制限酵素SacIサイトを示す)(CGG AGC TCA TGG ATA AAA TAT TAG G)(配列表配列番号5)と、アンチセンスプライマーCBM26−XhoI(下線はXhoIサイト)(ATC TCG AGT GAA GTG GAA TCT C)(配列表配列番号6)を用い、DNAポリメラーゼPrimeStar(Takara製)を利用して、サーマルサイクラーPTC100(MJ Research製)で遺伝子増幅(反応条件(順に98℃5秒、59.7℃30秒、72℃33秒で28サイクル行なう))を行ない、増幅後CBM2−6−DNA断片(2,173bp)を得た。得られた産物に対して制限酵素(SacIおよびXhoI)処理を行なった後、上記で作製したAgnBT1タンパク発現pET32a(+)ベクターへ、制限酵素サイト(5’末端側にSacIと3’末端側にXhoI)でライゲーション反応を行ない、発現宿主である大腸菌(E.coli(BL21(DE3)株)へ形質転換操作し、アンピシリン濃度50μg/mlを含有するLB寒天培地上で、その形質転換操作体を得た。これをアンピシリン濃度50μg/mlを含有するLB培地中(2ml)で前培養し、さらに同培養液400mlへ全量植菌し、OD600で0.7になるまで37℃で震盪培養した後、IPTGを0.1mMになるように添加し、室温で24時間震盪培養することで、本タンパク質を発現した大腸菌を調製した。遠心後上清を除去したのち、集められた菌体へPBS溶液(50mM PBS,300mM NaCl)を4ml加えて懸濁した後、リゾチーム(10mg/ml)を0.75mg/mlとなるよう添加し、さらにPBS溶液を加え全量を4mlとした。この懸濁溶液を氷上で超音波破砕し、20000×gで10分遠心後、上清をHis-tagアフィニティークロマトグラフィーを使った精製法(TALON Metal affinity resins, clontech社製)により精製した。この溶液を、限外濾過膜(排除分子サイズ 30000)を用いることにより、上記精製に用いたイミダゾール等を除き、結果的に目的タンパク質を、精製体として1000ml培養当たり約19mgで得ることができた(図1)。His−tag融合タンパクのまま、後の解析に用いた。
(1.3) Acquisition of His-tag fusion CBM2-6 chimeric protein (AgnBT1-CBM2-6)
Using the genome of Clostridium perfringens strain 13 as a template, the gene sequences of CBM2-6 and its front and back regions (amino acids 912 to 1640 from the N-terminal side), sense primer SacI-CBM2 (underlined indicate the restriction enzyme SacI site) (CGG AGC TC A TGG ATA AAA TAT TAG G) (Sequence Listing SEQ ID NO: 5) and antisense primer CBM26-XhoI (underlined XhoI site) (AT C TCG AG T GAA GTG GAA TCT C) (Sequence Listing SEQ ID NO: 6) and using DNA polymerase PrimeStar (manufactured by Takara), gene amplification (reaction conditions (in order 98 ° C. 5 seconds, 59.7 ° C. 30 seconds), thermal cycler PTC100 (manufactured by MJ Research), Performs 2 ℃ in 33 seconds is performed 28 cycle)), was obtained after amplification CBM2-6-DNA fragment (2,173bp). After subjecting the obtained product to restriction enzyme (SacI and XhoI) treatment, the restriction enzyme sites (SacI on the 5 ′ end side and SacI on the 3 ′ end side) were transferred to the AgnBT1 protein expression pET32a (+) vector prepared above. XhoI) is used for ligation reaction, transformed into E. coli (BL21 (DE3) strain) as an expression host, and transformed on an LB agar medium containing an ampicillin concentration of 50 μg / ml. This was pre-cultured in LB medium (2 ml) containing an ampicillin concentration of 50 μg / ml, further inoculated to 400 ml of the same culture solution, and shake-cultured at 37 ° C. until OD600 reached 0.7. IPTG was added to a concentration of 0.1 mM, and E. coli expressing this protein was prepared by shaking culture at room temperature for 24 hours. After centrifugation, after removing the supernatant, 4 ml of PBS solution (50 mM PBS, 300 mM NaCl) was added to the collected cells and suspended, and then lysozyme (10 mg / ml) was added to 0.75 mg / ml. The suspension was further sonicated on ice, centrifuged at 20000 × g for 10 minutes, and the supernatant was purified using His-tag affinity chromatography (TALON Metal). The solution was purified by affinity resin, manufactured by Clontech Co., Ltd. By using an ultrafiltration membrane (excluded molecular size 30000), the imidazole used for the purification was removed, and as a result, the target protein was purified as a purified product. It could be obtained at about 19 mg per 1000 ml culture (Fig. 1) His-ta. Remains of the fusion protein, was used for the analysis of after.

[実施例2]
4−ニトロフェニル誘導体(GlcNAc−α−pNP)に対する酵素活性
上記で調製した各タンパク溶液(31−34μg/μl)を3−5μl、15mM GlcNAc−α−pNP溶液を20μl、10倍濃縮PBS(pH7.4)溶液を10μl添加し、滅菌水により全量を100μlとした。これを撹拌しながら、37℃でインキュベートした。一定時間反応後、遊離したpNP量を吸光度計で測定することで比活性および反応速度を算出し、各タンパク質のGlcNAc−α−pNP基質に対する反応性を比較した。(表1)CBM2を付与したキメラタンパク(AgnBT1−CBM2)では、野生型のAgnBT1タンパクよりもVmax値が約13倍、比活性が約12倍向上した。一方、CBM2−6を付与したキメラタンパク(AgnBT1−CBM2−6)では、有意な活性の向上は見られなかった。
<表1> GlcNAc−α−pNPに対する加水分解活性の速度論的解析
[Example 2]
Enzyme activity for 4-nitrophenyl derivative (GlcNAc-α-pNP) 3-5 μl of each protein solution (31-34 μg / μl) prepared above, 20 μl of 15 mM GlcNAc-α-pNP solution, 10-fold concentrated PBS (pH 7) .4) 10 μl of solution was added and the total volume was made up to 100 μl with sterilized water. This was incubated at 37 ° C. with agitation. After reacting for a certain period of time, the amount of pNP released was measured with an absorptiometer to calculate the specific activity and reaction rate, and the reactivity of each protein to GlcNAc-α-pNP substrate was compared. (Table 1) In the chimeric protein (AgnBT1-CBM2) to which CBM2 was imparted, the Vmax value was improved about 13 times and the specific activity was improved about 12 times compared to the wild type AgnBT1 protein. On the other hand, in the chimeric protein (AgnBT1-CBM2-6) provided with CBM2-6, no significant improvement in activity was observed.
<Table 1> Kinetic analysis of hydrolysis activity against GlcNAc-α-pNP

Figure 0005917913
Figure 0005917913

[実施例3]
4−メトキシフェニル誘導体(GlcNAc−α−Gal−β−pMP)に対する酵素活性
15mM GlcNAc−α−Gal−β−pMPを2μl、上記で調製した各タンパク溶液(3.1−3.4μg/μl)を1μl、10倍濃縮PBS(pH7.4)溶液を1μl添加し、滅菌水により全量を10μlとした。反応溶液を撹拌しながら、37℃で3時間インキュベートした後、GlcNAc切断後に遊離すると考えられるGal−β−pMP量をHPLC(HPLC装置;GL7400(島津製)、分析用カラム;ODS−3(4.6×250mm)、検出;UV283nm)にて測定した。すべてのタンパクにおいて、Gal−β−pMPのピークが確認され、とくにAgnBT1−CBM2−6キメラタンパクにおいて加水分解活性が高いことが分かった。(図2)
[Example 3]
Enzyme activity for 4-methoxyphenyl derivative (GlcNAc-α-Gal-β-pMP) 2 μl of 15 mM GlcNAc-α-Gal-β-pMP, each protein solution prepared above (3.1-3.4 μg / μl) 1 μl, 10 μl concentrated PBS (pH 7.4) solution 1 μl was added, and the total volume was adjusted to 10 μl with sterile water. After stirring the reaction solution at 37 ° C. for 3 hours with stirring, the amount of Gal-β-pMP that is considered to be released after cleavage of GlcNAc was determined by HPLC (HPLC apparatus; GL7400 (manufactured by Shimadzu), analytical column; ODS-3 (4 6 × 250 mm), detection; UV 283 nm). In all proteins, the peak of Gal-β-pMP was confirmed, and it was found that the hydrolysis activity was particularly high in the AgnBT1-CBM2-6 chimeric protein. (Figure 2)

GlcNAc−α−Gal−β−pMPは0.05−3mMの溶液となるように希釈し、上記で調製した各タンパク溶液(3.1−3.4μg/μl)を0.4−0.5μl、10倍濃縮PBS(pH7.4)溶液を3μl添加し、滅菌水により全量を30μlとした。一定時間反応させたのち、Gal−β−pMP量をHPLCにより測定し、比活性および反応速度を算出し、各タンパク質のGlcNAc−α−Gal−β−pMP基質に対する反応性を比較した。(表2)AgnBT1−CBM2−6タンパクでは、野生型のAgnBT1タンパクよりもVmax値が約5倍、kcat値が約9倍向上した。一方、AgnBT1−CBM2キメラタンパクでは、Vmax値、kcat値ともに約2〜3倍程度の向上が認められた。
<表2> GlcNAc−α−Gal−β−pMP基質に対する加水分解活性の速度論的解析
GlcNAc-α-Gal-β-pMP is diluted to a 0.05-3 mM solution, and each protein solution (3.1-3.4 μg / μl) prepared above is 0.4-0.5 μl. 3 μl of 10-fold concentrated PBS (pH 7.4) solution was added, and the total volume was adjusted to 30 μl with sterilized water. After reacting for a certain period of time, the amount of Gal-β-pMP was measured by HPLC, the specific activity and the reaction rate were calculated, and the reactivity of each protein to GlcNAc-α-Gal-β-pMP substrate was compared. (Table 2) In the AgnBT1-CBM2-6 protein, the Vmax value was improved about 5 times and the kcat value was improved about 9 times compared to the wild type AgnBT1 protein. On the other hand, in the AgnBT1-CBM2 chimeric protein, both the Vmax value and the kcat value were improved by about 2-3 times.
<Table 2> Kinetic analysis of hydrolysis activity against GlcNAc-α-Gal-β-pMP substrate

Figure 0005917913
Figure 0005917913

[実施例4]
末端にαGlcNAc残基を有する糖タンパク質に対する加水分解活性の評価
ブタ胃ムチン糖タンパク質Porcin Gastric Mucin(PGM)もしくは ClassIII Mucin(SIGMA−Aldrich製)の2%溶液50μl,10倍濃縮PBS(pH7.4)溶液を10μl、上記に調製した各タンパク約31−34μgをそれぞれ添加し、全量を500μlにして、撹拌しながら37℃で5時間インキュベートした。反応後、溶液を遠心濾過し、ろ液を遠心濃縮した後、所定量の蒸留水で溶解させ、以下のそれぞれの方法で測定した。
[Example 4]
Evaluation of hydrolytic activity for glycoprotein having αGlcNAc residue at its terminal 50 μl of 2% solution of porcine gastric mucin glycoprotein Porcin Gastric Mucin (PGM) or ClassIII Mucin (manufactured by SIGMA-Aldrich), 10-fold concentrated PBS (pH 7.4) 10 μl of the solution and about 31-34 μg of each of the proteins prepared above were added to make a total volume of 500 μl, and incubated at 37 ° C. for 5 hours with stirring. After the reaction, the solution was subjected to centrifugal filtration, and the filtrate was subjected to centrifugal concentration, dissolved in a predetermined amount of distilled water, and measured by the following methods.

[実施例5]
後処理をした濾液をHPLC(HPLC装置;GL7400(島津製)、分析用カラム;Asahipak NH2P−50(4.6×250mm)、検出;UV210nm)に供して、酵素反応後にPGMから遊離すると考えられるGlcNAcの検出を行なった。溶出時間約10〜12分にGlcNAcと思われるピークの増大が確認できた。野生型のAgnBT1タンパクやAgnBT1−CBM2キメラタンパクより、AgnBT1−CBM2−6キメラタンパクを酵素源に用いた場合に、もっともGlcNAcの検出量が多かった(図3)。
[Example 5]
The post-treated filtrate is subjected to HPLC (HPLC apparatus; GL7400 (manufactured by Shimadzu), analytical column; Asahipak NH2P-50 (4.6 × 250 mm), detection; UV 210 nm), and is considered to be released from PGM after the enzymatic reaction. GlcNAc was detected. An increase in a peak that seems to be GlcNAc was confirmed at an elution time of about 10 to 12 minutes. When the AgnBT1-CBM2-6 chimeric protein was used as the enzyme source, the amount of GlcNAc detected was the highest compared to the wild-type AgnBT1 protein or AgnBT1-CBM2 chimeric protein (FIG. 3).

[実施例6]
Mucin上の非還元末端のαGlcNAc残基量に変化が見られるかどうかを、GlcNAcα−残基を認識するHIK1083抗体(関東化学)を用いたドットブロットにより確認した。一次抗体HIK1083(500倍希釈)により37℃一時間処理し、二次抗体として抗IgM−HRP(2000倍希釈)(Santa Cruz Biotechnology, Inc.)を使用した。非還元末端のαGlcNAcの切断により新たに出現するGalβ−残基の変化量について、RCA120レクチン(生化学バイオビジネス株式会社)を用い、VECTASTAIN ABC systems(Vector Laboratories社)により検出した。AgnBT1−CBM2−6キメラタンパクで処理したMucinは、野生型のAgnBT1タンパクやAgnBT1−CBM2キメラタンパクで処理したムチンに比べ、HIK1083抗体に対する反応性が低下し、逆にRCA120レクチンに対する反応性が上がった。(図4)
[Example 6]
Whether or not there was a change in the amount of αGlcNAc residue at the non-reducing end on Mucin was confirmed by dot blot using a HIK1083 antibody (Kanto Chemical) that recognizes GlcNAcα-residue. The mixture was treated with the primary antibody HIK1083 (diluted 500 times) at 37 ° C. for 1 hour, and anti-IgM-HRP (diluted 2000 times) (Santa Cruz Biotechnology, Inc.) was used as the secondary antibody. The amount of change in Galβ-residue newly appearing by cleaving αGlcNAc at the non-reducing end was detected by VECTASTAIN ABC systems (Vector Laboratories) using RCA 120 lectin (Seikagaku Biobusiness Co., Ltd.). Mucin treated with the AgnBT1-CBM2-6 chimeric protein is less reactive to the HIK1083 antibody and more reactive to the RCA 120 lectin than mucin treated with the wild-type AgnBT1 protein or the AgnBT1-CBM2 chimeric protein. It was. (Fig. 4)

[実施例7]
AgnBT1キメラタンパクのαGlcNAc転移活性能の有無について確認するため、Galβ−pMPをアクセプターに、DMT−αGlcNAcを糖供与体として用い、糖転移反応を行なった。具体的には、250mM Galβ−pMPを12μl、250mM DMT−αGlcNAcを4μl、10倍濃縮PBS(pH7.0)溶液を2μl添加し、上記で調製した各タンパク溶液を最終濃度0.4−1.2μlになるように、滅菌水により全量を20μlとした。反応溶液を撹拌しながら、37℃で30min、1h、5h、16時間インキュベートした。反応産物をHPLCに供し、GlcNAc転移後に生成するGlcNAc−α−Gal−β−pMPのピークを(HPLC装置;GL7400(島津製)、分析用カラム;ODS−3(4.6×250mm)、検出;UV283nm)にて検出した。野生型AgnBT1だけでなくAgnBT1キメラ酵素にも糖転移活性能があることを確認し、AgnBT1−CBM2タンパクおよびAgnBT1−CBM2−6タンパクは、野生型AgnBT1タンパクよりも低濃度(0.4μM)であっても十分に糖転移活性を示すことが分かった。(図5)
[Example 7]
In order to confirm the presence or absence of αGlcNAc transfer activity of the AgnBT1 chimeric protein, a glycosyltransferase reaction was performed using Galβ-pMP as an acceptor and DMT-αGlcNAc as a sugar donor. Specifically, 12 μl of 250 mM Galβ-pMP, 4 μl of 250 mM DMT-αGlcNAc, and 2 μl of 10-fold concentrated PBS (pH 7.0) solution were added, and each protein solution prepared above was added to a final concentration of 0.4-1. The total volume was adjusted to 20 μl with sterilized water to 2 μl. The reaction solution was incubated at 37 ° C. for 30 min, 1 h, 5 h, and 16 hours with stirring. The reaction product is subjected to HPLC, and the peak of GlcNAc-α-Gal-β-pMP generated after the transfer of GlcNAc (HPLC apparatus; GL7400 (manufactured by Shimadzu), analytical column; ODS-3 (4.6 × 250 mm), detection UV 283 nm). It was confirmed that not only the wild-type AgnBT1 but also the AgnBT1 chimeric enzyme has an activity of transglycosylation, and the AgnBT1-CBM2 protein and the AgnBT1-CBM2-6 protein were at a lower concentration (0.4 μM) than the wild-type AgnBT1 protein. However, it has been found that it exhibits sufficient transglycosylation activity. (Fig. 5)

[実施例8]
有機溶媒含有条件下での糖転移活性能を確認した。250mM Galβ−pMPを12μl、250mM DMT−αGlcNAcを4μl、10倍濃縮PBS(pH7.0)溶液を2μl添加し、上記で調製した各タンパク溶液を最終濃度0.4−1.2μlになるように加え、さらに最終濃度5%(v/v)になるようアセトニトリルを1μl添加し、滅菌水により全量を20μlとした。他にアセトン、テトラヒドロフランについても同様に反応させた。反応溶液を撹拌しながら、37℃で30min、1h、1.5h、16時間インキュベートし、反応終了後に反応産物をHPLCに供した。その結果、アセトニトリル、テトラヒドロフランを用いた場合には、野生型AgnBT1タンパクの活性は失われ転移反応が進行しないが、キメラタンパクでは活性を保持していることが明らかとなった。とくにアセトニトリル中で、その反応性が高く保持されていた。また、アセトン中においては、とくにAgnBT1−CBM2タンパクが高い活性を保持していることが分かった。(図6)
[Example 8]
The ability of transglycosylation activity under organic solvent-containing conditions was confirmed. Add 12 μl of 250 mM Galβ-pMP, 4 μl of 250 mM DMT-αGlcNAc, 2 μl of 10-fold concentrated PBS (pH 7.0) solution, and adjust each protein solution prepared above to a final concentration of 0.4-1.2 μl. In addition, 1 μl of acetonitrile was added to a final concentration of 5% (v / v), and the total volume was adjusted to 20 μl with sterilized water. In addition, acetone and tetrahydrofuran were reacted in the same manner. While stirring the reaction solution, it was incubated at 37 ° C. for 30 min, 1 h, 1.5 h, 16 hours, and the reaction product was subjected to HPLC after completion of the reaction. As a result, it was revealed that when acetonitrile or tetrahydrofuran was used, the activity of the wild-type AgnBT1 protein was lost and the transfer reaction did not proceed, but the activity was retained in the chimeric protein. In particular, the reactivity was kept high in acetonitrile. In acetone, it was found that particularly the AgnBT1-CBM2 protein retained high activity. (Fig. 6)

[実施例9]
Mucin上のGal残基に対するAgnBT1キメラ酵素のαGlcNAc転移活性能について検討した。あらかじめAgnCタンパクにより末端GlcNAcα−残基を切断したMucinを準備し、アクセプターとして用いた。AgnC処理した0.2%Mucin溶液あるいは0.5%PGM溶液を0.5μl、250mM DMT−αGlcNAcを8μl、10倍濃縮PBS(pH7.0)溶液を2μl添加し、上記で調製した各タンパク溶液を最終濃度0.4−1.2μlになるように、滅菌水により全量を20μlとした。反応溶液を撹拌しながら、37℃で1h、5hインキュベートした。反応溶液をニトロセルロース膜上へスポットし、上記の方法を用い、Mucin上のGlcNAcα−残基およびGalβ−残基をそれぞれHIK1083抗体、RCA120レクチン用いたドットブロットにより確認した。AgnBT1−CBM2−6キメラタンパクで処理したMucinは、野生型のAgnBT1タンパクやAgnBT1−CBM2キメラタンパクで処理したMucinに比べ、HIK1083抗体に対する反応性が上がり、逆にRCA120レクチンに対する反応性が下がった。(図7)
[Example 9]
The ability of AgnBT1 chimeric enzyme to transfer αGlcNAc to Gal residues on Mucin was examined. Mucin obtained by previously cleaving the terminal GlcNAcα-residue with the AgnC protein was prepared and used as an acceptor. Add 0.5 μl of 0.2% Mucin solution or 0.5% PGM solution treated with AgnC, 8 μl of 250 mM DMT-αGlcNAc, and 2 μl of 10-fold concentrated PBS (pH 7.0) solution. To a final concentration of 0.4-1.2 μl. The reaction solution was incubated at 37 ° C. for 1 h and 5 h with stirring. The reaction solution was spotted on a nitrocellulose membrane, and the above method was used to confirm the GlcNAcα-residue and Galβ-residue on Mucin by dot blot using HIK1083 antibody and RCA 120 lectin, respectively. Mucin treated with the AgnBT1-CBM2-6 chimeric protein showed increased reactivity to the HIK1083 antibody compared to the mucin treated with the wild-type AgnBT1 protein or the AgnBT1-CBM2 chimeric protein, and conversely, the reactivity to the RCA 120 lectin decreased. . (Fig. 7)

本発明により提供されたポリペプチドは、腸内細菌類が有する糖鎖結合ツールを利用する全く新しい方法であり、用いるタンパク質は植物由来のレクチン類とは異なり、糖鎖に対する高い結合力、遺伝子工学的な利便性、および大量調製の潜在性を兼ね備えるために、産業上の利用可能性は高い。   The polypeptide provided by the present invention is a completely new method using a sugar chain binding tool possessed by enterobacteria, and the protein used is different from plant-derived lectins, and has a high binding force to sugar chains, genetic engineering. Therefore, the industrial applicability is high.

また、本発明により提供されるポリペプチドによって得られるα結合型GlcNAc含有O−グリカンは、胃疾患の治療としての医薬製剤としてだけでなく、ビフィズス菌などの善玉菌の増殖ファクター、すなわち整腸剤としても利用可能性がある。   The α-linked GlcNAc-containing O-glycan obtained by the polypeptide provided by the present invention is not only used as a pharmaceutical preparation for the treatment of gastric diseases, but also as a growth factor of good bacteria such as bifidobacteria, that is, as an intestinal agent. There is a possibility of use.

Claims (4)

糖蛋白質糖鎖に結合する糖結合モジュール(CBM)領域を、他の糖質関連酵素またはその触媒領域のC末端に融合させてキメラ型ポリペプチドにすることによって、その糖質関連酵素またはその触媒領域の機能を向上させ、または新たな機能を付与する方法であって、
糖蛋白質糖鎖に結合する糖結合モジュール(CBM)領域が、グリコシルハイドロラーゼファミリー89(GH89)に属するα−N−アセチルグルコサミニダーゼに付随するCBM領域であり、
他の糖質関連酵素が、グリコシルハイドロラーゼファミリー89(GH89)に属するα−N−アセチルグルコサミニダーゼであり、
その糖質関連酵素またはその触媒領域の機能または新たな機能が、(1)糖供与体を用いて目的とするオリゴ糖、多糖または糖蛋白質糖鎖に糖を導入する糖転移活性、(2)オリゴ糖、多糖または糖蛋白質糖鎖に対する加水分解活性、もしくは(3)有機溶剤耐性である方法
A sugar-binding enzyme (CBM) region that binds to a glycoprotein sugar chain is fused to the C-terminus of another carbohydrate-related enzyme or its catalytic region to form a chimeric polypeptide, thereby the carbohydrate-related enzyme or its catalyst A method of improving the function of an area or adding a new function ,
A sugar binding module (CBM) region that binds to a glycoprotein sugar chain is a CBM region associated with α-N-acetylglucosaminidase belonging to glycosyl hydrolase family 89 (GH89);
Another carbohydrate-related enzyme is α-N-acetylglucosaminidase belonging to glycosyl hydrolase family 89 (GH89),
The function or new function of the carbohydrate-related enzyme or the catalytic domain thereof is (1) transglycosylation activity for introducing a sugar into a target oligosaccharide, polysaccharide or glycoprotein sugar chain using a sugar donor, (2) A method of hydrolyzing an oligosaccharide, polysaccharide or glycoprotein sugar chain, or (3) resistant to an organic solvent .
融合の際にスペーサーとして、糖蛋白質糖鎖に結合する糖結合モジュール(CBM)領域の元の酵素においてそのCBM領域のN末端に隣接する10アミノ酸残基以上のアミノ酸配列を有するポリペプチドを用いる請求項1に記載の方法。   A polypeptide having an amino acid sequence of 10 amino acid residues or more adjacent to the N-terminus of the CBM region in the original enzyme of the sugar binding module (CBM) region that binds to a glycoprotein sugar chain is used as a spacer during fusion. Item 2. The method according to Item 1. 糖蛋白質糖鎖に結合する糖結合モジュール(CBM)領域を、他の糖質関連酵素またはその触媒領域のC末端に融合させたキメラ型ポリペプチドであって、
糖蛋白質糖鎖に結合する糖結合モジュール(CBM)領域が、グリコシルハイドロラーゼファミリー89(GH89)に属するα−N−アセチルグルコサミニダーゼに付随するCBM領域であり、
他の糖質関連酵素が、グリコシルハイドロラーゼファミリー89(GH89)に属するα−N−アセチルグルコサミニダーゼであるキメラ型ポリペプチド
A chimeric polypeptide in which a sugar-binding module (CBM) region that binds to a glycoprotein sugar chain is fused to the C-terminus of another carbohydrate-related enzyme or its catalytic region ,
A sugar binding module (CBM) region that binds to a glycoprotein sugar chain is a CBM region associated with α-N-acetylglucosaminidase belonging to glycosyl hydrolase family 89 (GH89);
A chimeric polypeptide in which the other carbohydrate-related enzyme is α-N-acetylglucosaminidase belonging to glycosyl hydrolase family 89 (GH89) .
融合のスペーサーとして、糖蛋白質糖鎖に結合する糖結合モジュール(CBM)領域の元の酵素においてそのCBM領域のN末端に隣接する10アミノ酸残基以上のアミノ酸配列を有するポリペプチドを有する請求項に記載のキメラ型ポリペプチド。
As a fusion of the spacer, claim 3 having the polypeptide having the amino acid sequence of more than 10 amino acid residues adjacent to the N-terminus of the CBM region in the original enzyme sugar binding modules (CBM) region that binds to glycoprotein sugar chains A chimeric polypeptide according to 1.
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