JP6945042B2 - Method for producing sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside, and novel sesaminol glycoside - Google Patents
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Description
本発明は、セサミノール2糖又は3糖配糖体の製造方法、セサミノール2’−O−β−D−グルコシル(1→2)−O−[β−D−グルコシル(1→2)]−β−D−グルコシド、タンパク質、ポリヌクレオチド、発現ベクター、形質転換体及び植物体の選別方法に関する。 The present invention is a method for producing a sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside, sesaminol 2'-O-β-D-glucosyl (1 → 2) -O- [β-D-glucosyl (1 → 2)]. The present invention relates to a method for selecting -β-D-glucosides, proteins, polynucleotides, expression vectors, transformants and plants.
ゴマ属(Sesamum)のゴマの種子にはフェニルプロパノイド系の二次代謝物のリグナンが豊富に含まれる。その代表であるセサミン(sesamin)は極性が低く、様々な生物活性が報告されており、日本では健康食品として販売されている。セサミノール(sesaminol)はセサミンが酸化された水酸基を有しており、さらにこの水酸基にグルコースが付加され、そのグルコース残基の2位及び6位にそれぞれグルコースが付加されたセサミノール2’−O−β−D−グルコシル(1→2)−O−[β−D−グルコシル(1→6)]−β−D−グルコシド(以下、SG3(2,6)と記載する)として蓄積している(非特許文献1)。これらはセサミンアグリコンと比べると水溶性が高く、物性の違いから異なる活性が期待されるとともに、その水溶性の高さから飲料などに添加することが可能である。 Sesamum sesame seeds are rich in lignans, a secondary metabolite of the phenylpropanoid family. Its representative, sesamin, has low polarity and various biological activities have been reported, and it is sold as a health food in Japan. Sesaminol has a hydroxyl group in which sesamin is oxidized, glucose is added to this hydroxyl group, and glucose is added to the 2nd and 6th positions of the glucose residue, respectively. Accumulated as -β-D-glucosyl (1 → 2) -O- [β-D-glucosyl (1 → 6)]-β-D-glucoside (hereinafter referred to as SG3 (2,6)) (Non-Patent Document 1). These are more water-soluble than sesamin aglycone, and are expected to have different activities due to differences in physical characteristics, and can be added to beverages and the like due to their high water solubility.
これまでセサミノールをグルコシル化し、セサミノール2’−O−β−D−グルコシド(以下、SG1と記載する)を生成する反応を触媒するタンパク質として、ゴマ由来UDP−糖特異的糖転移酵素(UDP−sugar dependent glycosyltransferase;UGT)のUGT71A9と、SG1のグルコースの6位をグルコシル化し、セサミノール2’−O−β−D−グルコシル(1→6)−β−D−グルコシド(以下、SG2(6)と記載する)を生成するUGT94D1が報告されていた(特許文献1、非特許文献1)。UGT94D1のようなセサミノール配糖体の糖に特異的にグルコースを転移するタンパク質は、配糖体特異的糖転移酵素(Glycoside−specific glycosyltransferase(以下、「GGT」とも記載する))と称されている。また、種々のGTTは、種を超えてよく保存されている共通のアミノ酸配列を有している。しかし、アミノ酸配列情報から糖受容体となる化合物や糖を付加する位置を推定することは困難であった。 So far, sesame-derived UDP-glucosyltransferase (UDP) has been used as a protein that catalyzes the reaction of glucosylating sesaminol to produce sesaminol 2'-O-β-D-glucoside (hereinafter referred to as SG1). -Sugar dependent protein glycosyltransferase; UGT) UGT71A9 and SG1 glucose 6-position are glucosylated, and sesaminol 2'-O-β-D-glucosyl (1 → 6) -β-D-glucoside (hereinafter SG2 (6) ) Has been reported (Patent Document 1, Non-Patent Document 1). A protein that specifically transfers glucose to the sugar of a sesaminol glycoside, such as UGT94D1, is referred to as a glycoside-specific glycosyltransferase (hereinafter, also referred to as "GGT"). There is. Also, various GTTs have a common amino acid sequence that is well conserved across species. However, it has been difficult to estimate the position where the sugar acceptor compound or sugar is added from the amino acid sequence information.
また、実際に、SG1のグルコース残基の2位、又は、SG2(6)のセサミノールに結合している一つ目のグルコース残基の2位をグルコシル化し、セサミノール2’−O−β−D−グルコシル(1→2)−β−D−グルコシド(以下、SG2(2)と記載する)、又は、SG3(2,6)を生成するタンパク質は見いだされていなかった。 In addition, the 2-position of the glucose residue of SG1 or the 2-position of the first glucose residue bound to sesaminol of SG2 (6) is actually glucosylated to sesaminol 2'-O-β. No protein producing -D-glucosyl (1 → 2) -β-D-glucoside (hereinafter referred to as SG2 (2)) or SG3 (2,6) was found.
本発明の目的は、セサミノール1糖又は2糖配糖体の糖残基の所定の位置に糖を付与し、セサミノール2糖又は3糖配糖体を製造する方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a method for producing a sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside by imparting a sugar to a predetermined position of a sugar residue of a sesaminol disaccharide or a disaccharide glycoside. ..
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、SG1のグルコース残基の2位、SG2(6)の一つ目のグルコース残基の2位、及び、SG2(2)の2つ目のグルコース残基の2位をそれぞれグルコシル化して、SG2(2)、SG3(2,6)、及び、セサミノール2’−O−β−D−グルコシル(1→2)−O−[β−D−グルコシル(1→2)]−β−D−グルコシド(以下、SG3(2,2)と記載する)を生成するセサミノール配糖体特異的糖転移酵素(以下、「セサミノールGGT」とも記載する)を発見し、このタンパク質を用いることにより、セサミノール1糖又は2糖配糖体の糖残基の所定の位置に糖を付与し、セサミノール2糖又は3糖配糖体を製造できることを見出し、本発明を完成させた。 As a result of diligent research to solve the above problems, the present inventor has the second position of the glucose residue of SG1, the second position of the first glucose residue of SG2 (6), and the 2nd position of SG2 (2). Glycoside the 2nd position of the second glucose residue, SG2 (2), SG3 (2,6), and sesaminol 2'-O-β-D-glucosyl (1 → 2) -O- [ β-D-glucosyl (1 → 2)]-β-D-glucoside (hereinafter referred to as SG3 (2,2)) is produced by a sesaminol glycoside-specific glycoside enzyme (hereinafter, "sesaminol GGT"). By discovering (also described as) and using this protein, sugar is added to a predetermined position of the sugar residue of the sesaminol disaccharide or disaccharide glycoside, and the sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside is added. The present invention was completed by finding that it can be produced.
すなわち、本発明のセサミノール2糖又は3糖配糖体の製造方法は、セサミノール2糖又は3糖配糖体の製造方法であって、下記一般式(1)で示されるセサミノール1糖又は2糖配糖体及びUDP−糖に、下記タンパク質(P1−1)〜(P1−4)からなる群より選択される少なくとも1種のタンパク質(P1)を作用させる工程(i)を含むことを特徴とする。
(P1−1)配列番号1又は2のアミノ酸配列からなるタンパク質
(P1−2)配列番号1又は2のアミノ酸配列に1個又は数個のアミノ酸が欠失、置換及び/又は付加されたアミノ酸配列からなり、かつ、下記一般式(1)で示されるセサミノール1糖又は2糖配糖体のヘキソース残基へのβ−1→2結合の糖転移活性を有するタンパク質
(P1−3)配列番号1又は2のアミノ酸配列に対して、90%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなり、かつ、下記一般式(1)で示されるセサミノール1糖又は2糖配糖体のヘキソース残基へのβ−1→2結合の糖転移活性を有するタンパク質
(P1−4)配列番号3又は4のヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチドによってコードされるアミノ酸配列からなり、かつ、下記一般式(1)で示されるセサミノール1糖又は2糖配糖体のヘキソース残基へのβ−1→2結合の糖転移活性を有するタンパク質
That is, the method for producing a sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside of the present invention is a method for producing a sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside, which is represented by the following general formula (1). Alternatively, the step (i) of allowing at least one protein (P1) selected from the group consisting of the following proteins (P1-1) to (P1-4) to act on the disaccharide glycoside and the UDP-sugar is included. It is characterized by.
(P1-1) Protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or 2 (P1-2) Amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted and / or added to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or 2. A protein (P1-3) SEQ ID NO: consisting of and having a β-1 → 2 binding glycosyltransferase activity to a hexose residue of a sesaminol monosaccharide or disaccharide glycoside represented by the following general formula (1). A sesaminol monosaccharide or disaccharide glycoside consisting of an amino acid sequence having 90% or more identity with respect to the amino acid sequence of 1 or 2 and represented by the following general formula (1) to a hex source residue. Encoded by a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions to a polynucleotide consisting of a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 or 4 of a protein (P1-4) having β-1 → 2 binding glycosyl transfer activity. A protein consisting of the amino acid sequence to be used and having a β-1 → 2 binding glycosyltransferase activity to the hexose residue of the sesaminol monosaccharide or disaccharide glycoside represented by the following general formula (1).
[一般式(1)中、(S1)は、ヘキソース残基を表し、nは1又は2の数を表す。セサミノールと結合している1つ目のヘキソース残基(S1)は、1位の炭素を介してセサミノールと結合している。nが2の場合、2つのヘキソース残基(S1)は同一であってもよく、異なっていてもよく、これらはβ−1→2結合、又は、β−1→6結合している。]
なお、本明細書中、β−1→2結合、及び、β−1→6結合は、O−グリコシド結合である。
[In the general formula (1), (S1) represents a hexose residue, and n represents a number of 1 or 2. The first hexose residue (S1) bound to sesaminol is bound to sesaminol via the carbon at position 1. When n is 2, the two hexose residues (S1) may be the same or different, and these are β-1 → 2 bonds or β-1 → 6 bonds. ]
In the present specification, β-1 → 2 bond and β-1 → 6 bond are O-glycosidic bonds.
本発明のセサミノール2糖又は3糖配糖体の製造方法では、上記UDP−糖が、UDP−ヘキソースであることが好ましく、UDP−グルコースであることがより好ましい。 In the method for producing a sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside of the present invention, the UDP-sugar is preferably UDP-hexose, more preferably UDP-glucose.
本発明のセサミノール2糖又は3糖配糖体の製造方法では、上記(S1)は、D−グルコース残基であることが好ましい。 In the method for producing a sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside of the present invention, the above (S1) is preferably a D-glucose residue.
本発明のセサミノール2糖又は3糖配糖体の製造方法では、上記一般式(1)で示されるセサミノール1糖又は2糖配糖体のヘキソース残基へのβ−1→2結合の糖転移活性が、SG1のグルコース残基へのβ−1→2結合のグルコース転移活性(I)、SG2(6)の1つ目のグルコース残基へのβ−1→2結合のグルコース転移活性(II)、及び、SG2(2)の2つ目のグルコース残基へのβ−1→2結合のグルコース転移活性(III)のいずれか1つ又は2以上であることが好ましい。 In the method for producing a sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside of the present invention, β-1 → 2 binding to a hexose residue of the sesaminol 1 sugar or disaccharide glycoside represented by the above general formula (1) The glycosyl transfer activity is the glucose transfer activity (I) of β-1 → 2 bond to the glucose residue of SG1, and the glucose transfer activity of β-1 → 2 bond to the first glucose residue of SG2 (6). It is preferable that any one or more of (II) and the glucose transfer activity (III) of β-1 → 2 binding to the second glucose residue of SG2 (2).
本発明のセサミノール2糖又は3糖配糖体の製造方法では、上記一般式(1)で示されるセサミノール1糖又は2糖配糖体は、下記式(2)に示されるSG1であり、上記UDP−糖は、UDP−グルコースであり、上記SG1のグルコース残基へのβ−1→2結合のグルコース転移により下記式(3)に示されるSG2(2)を生成させることが好ましい。 In the method for producing a sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside of the present invention, the sesaminol 1 sugar or disaccharide glycoside represented by the above general formula (1) is SG1 represented by the following formula (2). The UDP-sugar is UDP-glucose, and it is preferable that SG2 (2) represented by the following formula (3) is produced by the glucose transfer of β-1 → 2 bond to the glucose residue of SG1.
本発明のセサミノール2糖又は3糖配糖体の製造方法では、上記式(3)に示されるSG2(2)及びUDP−グルコースに下記タンパク質(P2−11)〜(P2−18)からなる群より選択される少なくとも1種のタンパク質(P2)を作用させ、下記式(4)に示されるSG3(2,6)を生成させる工程(ii)を含むことが好ましい。
(P2−11)配列番号5のアミノ酸配列からなるタンパク質
(P2−12)配列番号5のアミノ酸配列に1個又は数個のアミノ酸が欠失、置換及び/又は付加されたアミノ酸配列からなり、かつ、セサミノール2’−O−β−D−グルコシル(1→12)−β−D−グルコシドの1つ目のグルコース残基へのβ−1→6結合のグルコース転移活性を有するタンパク質
(P2−13)配列番号5のアミノ酸配列に対して、90%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなり、かつ、SG2(2)の1つ目のグルコース残基へのβ−1→6結合のグルコース転移活性を有するタンパク質
(P2−14)配列番号6のヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチドによってコードされるアミノ酸配列からなり、かつ、SG2(2)の1つ目のグルコース残基へのβ−1→6結合のグルコース転移活性を有するタンパク質
(P2−15)配列番号7のアミノ酸配列からなるタンパク質
(P2−16)配列番号7のアミノ酸配列に1個又は数個のアミノ酸が欠失、置換及び/又は付加されたアミノ酸配列からなり、かつ、SG2(2)の1つ目のグルコース残基へのβ−1→6結合のグルコース転移活性を有するタンパク質
(P2−17)配列番号7のアミノ酸配列に対して、90%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなり、かつ、SG2(2)の1つ目のグルコース残基へのβ−1→6結合のグルコース転移活性を有するタンパク質
(P2−18)配列番号8のヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチドによってコードされるアミノ酸配列からなり、かつ、SG2(2)の1つ目のグルコース残基へのβ−1→6結合のグルコース転移活性を有するタンパク質
In the method for producing a sesaminol disaccharide or a trisaccharide glycoside of the present invention, SG2 (2) and UDP-glucose represented by the above formula (3) are composed of the following proteins (P2-11) to (P2-18). It is preferable to include a step (ii) in which at least one protein (P2) selected from the group is allowed to act to produce SG3 (2,6) represented by the following formula (4).
(P2-11) Protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5 (P2-12) A protein consisting of an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted and / or added to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5 and , Sesaminol 2'-O-β-D-glucosyl (1 → 12) -β-D-glucoside protein with β-1 → 6 binding glucose transfer activity to the first glucose residue (P2- 13) Glucose transfer of β-1 → 6 bond to the first glucose residue of SG2 (2), which consists of an amino acid sequence having 90% or more identity with respect to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5. An amino acid sequence encoded by a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions with a polynucleotide consisting of a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of the active protein (P2-14) SEQ ID NO: 6 and SG2 ( 2) Amino acid sequence of protein (P2-16) SEQ ID NO: 7 consisting of the amino acid sequence of protein (P2-15) SEQ ID NO: 7 having β-1 → 6 binding glucose transfer activity to the first glucose residue Consists of an amino acid sequence in which one or several amino acids have been deleted, substituted and / or added, and the β-1 → 6 binding glucose transfer activity of SG2 (2) to the first glucose residue. Protein (P2-17) consisting of an amino acid sequence having 90% or more identity with respect to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 7 and β-1 to the first glucose residue of SG2 (2). → Protein with 6-binding glucose transfer activity (P2-18) From the amino acid sequence encoded by the polynucleotide that hybridizes under stringent conditions with the polynucleotide consisting of the nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 8. A protein that has β-1 → 6 binding glucose transfer activity to the first glucose residue of SG2 (2).
本発明のセサミノール2糖又は3糖配糖体の製造方法では、上記式(3)に示されるSG2(2)及びUDP−グルコースに上記タンパク質(P1)を作用させ、下記式(5)に示されるSG3(2,2)を生成させる工程をさらに含むことが好ましい。 In the method for producing a sesaminol disaccharide or a trisaccharide glycoside of the present invention, the above protein (P1) is allowed to act on SG2 (2) and UDP-glucose represented by the above formula (3), and the following formula (5) is obtained. It is preferable to further include a step of producing the indicated SG3 (2,2).
本発明のセサミノール2糖又は3糖配糖体の製造方法では、上記一般式(1)で示されるセサミノール1糖又は2糖配糖体は、下記式(6)に示されるSG2(6)であり、上記UDP−糖が、UDP−グルコースであり、上記SG2(6)の1つ目のグルコース残基へのβ−1→2結合のグルコース転移により、上記式(4)に示されるSG3(2,6)を生成させることが好ましい。 In the method for producing a sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside of the present invention, the sesaminol disaccharide or disaccharide glycoside represented by the above general formula (1) is SG2 (6) represented by the following formula (6). ), And the UDP-sugar is UDP-glucose, which is represented by the above formula (4) by the glucose transfer of β-1 → 2 bond to the first glucose residue of SG2 (6). It is preferable to generate SG3 (2,6).
本発明のセサミノール2糖又は3糖配糖体の製造方法では、上記一般式(1)で示されるセサミノール1糖又は2糖配糖体は、上記式(3)に示されるSG2(2)であり、上記UDP−糖が、UDP−グルコースであり、上記SG2(2)の2つ目のグルコース残基へのβ−1→2結合のグルコース転移により、上記式(5)に示されるSG3(2,2)を生成させることが好ましい。 In the method for producing a sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside of the present invention, the sesaminol 1 sugar or disaccharide glycoside represented by the above general formula (1) is SG2 (2) represented by the above formula (3). ), And the UDP-sugar is UDP-glucose, which is represented by the above formula (5) by the glucose transfer of β-1 → 2 bond to the second glucose residue of SG2 (2). It is preferable to generate SG3 (2,2).
上記式(5)に示されるSG3(2,2)も、本発明の1つである。 SG3 (2,2) represented by the above formula (5) is also one of the present inventions.
本発明のタンパク質は、配列番号2のアミノ酸配列からなることを特徴とする。
本発明のポリヌクレオチドは、配列番号4のヌクレオチド配列を含むことを特徴とする。
本発明の発現ベクターは、上記本発明のポリヌクレオチドを含むことを特徴とする。
The protein of the present invention is characterized by comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2.
The polynucleotide of the present invention is characterized by comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4.
The expression vector of the present invention is characterized by containing the above-mentioned polynucleotide of the present invention.
本発明の形質転換体は、発現ベクターが導入された非ヒト宿主である形質転換体であって、上記発現ベクターは、下記ポリヌクレオチド(N1−1)〜(N1−4)及びポリヌクレオチド(N2−1)〜(N2−4)からなる群より選択される少なくとも1つのポリヌクレオチドを含むことを特徴とする。
(N1−1)配列番号3又は4のヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチド
(N1−2)配列番号3又は4のヌクレオチド配列に1個又は数個のヌクレオチドが欠失、置換及び/又は付加されたヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドであり、かつ、上記一般式(1)で示されるセサミノール1糖又は2糖配糖体の1つ目のヘキソース残基へのβ−1→2結合の糖転移活性を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド
(N1−3)配列番号3又は4のヌクレオチド配列に対して、90%以上の同一性を有するヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドであり、かつ、上記一般式(1)で示されるセサミノール1糖又は2糖配糖体の1つ目のヘキソース残基へのβ−1→2結合の糖転移活性を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド
(N1−4)配列番号3又は4のヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチドからなり、かつ、上記一般式(1)で示されるセサミノール1糖又は2糖配糖体の1つ目のヘキソース残基へのβ−1→2結合の糖転移活性を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド
(N2−1)配列番号6のヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチド
(N2−2)配列番号6のヌクレオチド配列に1個又は数個のヌクレオチドが欠失、置換及び/又は付加されたヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドであり、かつ、上記一般式(1)で示されるセサミノール1糖又は2糖配糖体の1つ目のヘキソース残基へのβ−1→6結合の糖転移活性を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド
(N2−3)配列番号6のヌクレオチド配列に対して、90%以上の同一性を有するヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドであり、かつ、上記一般式(1)で示されるセサミノール1糖又は2糖配糖体の1つ目のヘキソース残基へのβ−1→6結合の糖転移活性を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド
(N2−4)配列番号6のヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチドからなり、かつ、上記一般式(1)で示されるセサミノール1糖又は2糖配糖体の1つ目のヘキソース残基へのβ−1→6結合の糖転移活性を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド
The transformant of the present invention is a transformant which is a non-human host into which an expression vector has been introduced, and the expression vector is the following polynucleotides (N1-1) to (N1-4) and a polynucleotide (N2). It is characterized by containing at least one polynucleotide selected from the group consisting of -1) to (N2-4).
(N1-1) Nucleotides consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 or 4 (N1-2) Nucleotides in which one or several nucleotides are deleted, substituted and / or added to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 or 4. It is a polynucleotide having a sequence, and the transglycosylation activity of β-1 → 2 binding to the first hexose residue of the sesaminol monosaccharide or disaccharide glycoside represented by the above general formula (1). Nucleotide encoding the protein having (N1-3) A nucleotide having a nucleotide sequence having 90% or more identity with respect to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 or 4, and in the above general formula (1). Nucleotide (N1-4) SEQ ID NO: 3 or 4 encoding a protein having β-1 → 2 binding glycotransfer activity to the first hexose residue of the sesaminol monosaccharide or disaccharide glycoside shown. A sesaminol monosaccharide or disaccharide glycoside consisting of a nucleotide consisting of a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of No. 1 and a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions and represented by the above general formula (1). Polynucleotide (N2-2) SEQ ID NO: 6 consisting of the nucleotide sequence of nucleotide (N2-1) SEQ ID NO: 6 encoding a protein having β-1 → 2 binding glycosyl transfer activity to the first hexsource residue. A polynucleotide having a nucleotide sequence in which one or several nucleotides are deleted, substituted, and / or added to the nucleotide sequence of the above, and sesaminol 1 sugar or 2 sugars represented by the above general formula (1). 90% or more identical to the nucleotide sequence of nucleotide (N2-3) SEQ ID NO: 6 encoding a protein having β-1 → 6 binding glycosyl transfer activity to the first hex source residue of the sugar body A polynucleotide having a nucleotide sequence having sex, and β-1 → 6 binding to the first hexsource residue of the sesaminol monosaccharide or disaccharide glycoside represented by the above general formula (1). Nucleotide encoding a protein having transglycosylation activity (N2-4) Consists of a nucleotide consisting of a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6, and a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions, and described above. A polynucleotide encoding a protein having a β-1 → 6-binding glycosyltransferase activity to the first hexose residue of a sesaminol monosaccharide or disaccharide glycoside represented by the general formula (1).
本発明の形質転換体では、上記非ヒト宿主は、植物体又はその部分であることが好ましく、ゴマの植物体又はその部分であることがさらに好ましい。 In the transformant of the present invention, the non-human host is preferably a plant or a portion thereof, and more preferably a sesame plant or a portion thereof.
本発明のセサミノール2糖又は3糖配糖体の製造方法は、本発明の形質転換体を栽培又は培養する工程を含むことを特徴とする。 The method for producing a sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside of the present invention is characterized by comprising a step of cultivating or culturing the transformant of the present invention.
本発明の植物体の選別方法は、配列番号3、4又は6のヌクレオチド配列の少なくとも一部の配列を含むポリヌクレオチドを使用して、セサミノール2糖又は3糖配糖体合成能が異なる植物体を選別することを特徴とする。 The method for selecting plants of the present invention uses a polynucleotide containing at least a part of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3, 4 or 6, and plants having different sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside synthesizing ability. It is characterized by sorting the body.
本発明によれば、セサミノール配糖体のヘキソース残基に糖をβ−1→2転移するタンパク質(セサミノールGGT)を用いることにより、セサミノール1糖又は2糖配糖体の所定の位置に糖を転移させ、所定の構造のセサミノール2糖又は3糖配糖体を製造することができる。
また、本発明によれば、新規なセサミノール3糖配糖体を提供することができる。
According to the present invention, by using a protein (sesaminol GGT) that transfers a sugar from β-1 to 2 to a hexose residue of a sesaminol glycoside, a predetermined position of the sesaminol monosaccharide or disaccharide glycoside It is possible to produce a sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside having a predetermined structure by transferring the sugar to.
Further, according to the present invention, a novel sesaminol trisaccharide glycoside can be provided.
以下、本発明のセサミノール2糖又は3糖配糖体の製造方法について具体的な実施形態を示しながら説明する。しかしながら、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。 Hereinafter, the method for producing a sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside of the present invention will be described while showing specific embodiments. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and can be appropriately modified and applied without changing the gist of the present invention.
本発明のセサミノール2糖又は3糖配糖体の製造方法は、下記一般式(1)で示されるセサミノール1糖又は2糖配糖体及びUDP−糖に、後述するタンパク質(P1)を作用させる工程(i)を含む。本明細書中、下記一般式(1)で示されるセサミノール1糖又は2糖配糖体を、「セサミノール配糖体(1)」ともいう。本発明のセサミノール2糖又は3糖配糖体の製造方法は、本発明の効果を損なわない限り、上記工程(i)以外の1又は2以上の工程を含んでいてもよい。例えば、工程(i)の基質であるセサミノール配糖体(1)を準備する工程、得られるセサミノール2糖又は3糖配糖体を精製する工程を含んでいてもよい。また、例えば、工程(i)で得られるセサミノール2又は3糖配糖体がセサミノール2糖配糖体の場合に、該配糖体及びUDP−糖に、さらにタンパク質(P1)又は後述するタンパク質(P2)を作用させる工程を含んでいてもよい。
In the method for producing a sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside of the present invention, a protein (P1) described later is added to the sesaminol disaccharide or disaccharide glycoside represented by the following general formula (1) and UDP-sugar. The step (i) of acting is included. In the present specification, the sesaminol monosaccharide or disaccharide glycoside represented by the following general formula (1) is also referred to as "sesaminol glycoside (1)". The method for producing a sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside of the present invention may include one or more steps other than the above step (i) as long as the effects of the present invention are not impaired. For example, the step of preparing the sesaminol glycoside (1) which is the substrate of the step (i) and the step of purifying the obtained sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside may be included. Further, for example, when the
[一般式(1)中、(S1)は、ヘキソース残基を表し、nは1又は2の数を表す。セサミノールと結合している1つ目のヘキソース残基(S1)は、1位の炭素を介してセサミノールと結合している。nが2の場合、2つのヘキソース残基(S1)は同一であってもよく、異なっていてもよく、これらはβ−1→2結合、又は、β−1→6結合している。] [In the general formula (1), (S1) represents a hexose residue, and n represents a number of 1 or 2. The first hexose residue (S1) bound to sesaminol is bound to sesaminol via the carbon at position 1. When n is 2, the two hexose residues (S1) may be the same or different, and these are β-1 → 2 bonds or β-1 → 6 bonds. ]
上記一般式(1)中の(S1)は、ヘキソース残基であり、ヘキソース残基としては、グルコース、アロース、アルトロース、マンノース、グロース、イドース、ガラクトース、タロース等の残基があげられ、これらはD型であってもよく、L型であってもよいが、好ましくはD型である。中でも、グルコース残基であることがより好ましく、D−グルコース残基であることがさらに好ましい。
nは、ヘキソース残基(S1)の数であり、1又は2である。
(S1) in the above general formula (1) is a hexose residue, and examples of the hexose residue include residues such as glucose, allose, altrose, mannose, gulose, idose, galactose, and talose. May be D-type or L-type, but is preferably D-type. Of these, it is more preferably a glucose residue, and even more preferably a D-glucose residue.
n is the number of hexose residues (S1), which is 1 or 2.
本明細書において、セサミノール配糖体(1)における「1つ目のヘキソース残基(S1)」とは、セサミノールの水酸基と結合しているヘキソース残基(S1)のことを意味する。また、「1つ目のヘキソース残基(S1)」に結合しているヘキソース残基(S1)のことを「2つ目のヘキソース残基(S1)」等と記載する。nが1の場合、セサミノール配糖体(1)が有するヘキソース残基は1つである。換言すると、nが1の場合には、セサミノール配糖体(1)の1つ目のヘキソース残基は、該配糖体が有するヘキソース残基である。nが2の場合、つまりヘキソース残基(S1)が2つ結合している場合、1つ目の(S1)と2つ目の(S1)とは、β−1→2結合、又は、β−1→6結合している。 In the present specification, the "first hexose residue (S1)" in the sesaminol glycoside (1) means the hexose residue (S1) bound to the hydroxyl group of sesaminol. Further, the hexose residue (S1) bound to the "first hexose residue (S1)" is referred to as "second hexose residue (S1)" or the like. When n is 1, the sesaminol glycoside (1) has one hexose residue. In other words, when n is 1, the first hexose residue of the sesaminol glycoside (1) is the hexose residue of the glycoside. When n is 2, that is, when two hexose residues (S1) are bound, the first (S1) and the second (S1) are β-1 → 2 bonds or β. -1 → 6 are combined.
セサミノール配糖体(1)として、セサミノールにヘキソース残基(S1)が1つ結合している場合(nが1の場合)は、上記一般式(2)のSG1であることが好ましい。
工程(i)の基質である一般式(1)で示されるセサミノール1糖又は2糖配糖体は、1種又は2種以上用いることができる。
When one hexose residue (S1) is bound to sesaminol as the sesaminol glycoside (1) (when n is 1), SG1 of the above general formula (2) is preferable.
The sesaminol monosaccharide or disaccharide glycoside represented by the general formula (1), which is the substrate of the step (i), can be used alone or in combination of two or more.
セサミノール配糖体(1)として、セサミノールにヘキソース残基(S1)が2つ結合している場合(nが2の場合)は、上記式(3)のSG2(2)、又は、上記式(6)のSG2(6)が好ましい。
セサミノール配糖体(1)として、SG1、SG2(2)及びSG2(6)からなる群より選択される少なくとも1種を用いることが好ましい。
When two hexose residues (S1) are bound to sesaminol as the sesaminol glycoside (1) (when n is 2), SG2 (2) of the above formula (3) or the above SG2 (6) of the formula (6) is preferable.
As the sesaminol glycoside (1), it is preferable to use at least one selected from the group consisting of SG1, SG2 (2) and SG2 (6).
上記セサミノール配糖体(1)は、ゴマの種子に含まれており、公知の方法により精製して得ることができる(例えば、「J Agric Food Chem. 2006 Feb 8;54(3):633−8. HPLC analysis of sesaminol glucosides in sesame seeds. Moazzami AA1, Andersson RE, Kamal−Eldin A.」に記載された方法)。また、例えばSG1は、上記の特許文献1(特開2006−129728号公報)又は非特許文献1(Noguchi, A., et al (2008) Plant J. 54, 415−427.)に記載のUGT71A9を、セサミノール及びUDP−グルコースに作用させることにより得ることができる。SG2(2)は、非特許文献1に記載のUGT94D1をさらに作用させることにより得ることができる。また、セサミノール配糖体(1)は、化学合成することもできる。
また、このようなセサミノール1糖又は2糖配糖体としては、市販品を利用することもできる。このような市販品としては、例えば、製品番号:NS185201、製造元:長良サイエンス株式会社(SG2(2)の市販品)、製品番号:NS185301、製造元:長良サイエンス株式会社(SG2(6)の市販品)等があげられる。
The sesaminol glycoside (1) is contained in sesame seeds and can be obtained by purification by a known method (for example, "J Agricult Food Chem. 2006 Feb 8; 54 (3): 633". -8. HPLC analysis of sesame minerals in sesame seeds. Moazzami AA1, Anderson RE, Kamal-Eldin A. ”). Further, for example, SG1 is UGT71A9 described in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-129728) or Non-Patent Document 1 (Noguchi, A., et al (2008) Plant J. 54, 415-427.). Can be obtained by acting on sesaminol and UDP-glucose. SG2 (2) can be obtained by further acting UGT94D1 described in Non-Patent Document 1. In addition, the sesaminol glycoside (1) can also be chemically synthesized.
Further, as such a sesaminol monosaccharide or disaccharide glycoside, a commercially available product can also be used. Examples of such commercially available products include product number: NS185201, manufacturer: Nagara Science Co., Ltd. (commercially available product of SG2 (2)), product number: NS185301, and manufacturer: Nagara Science Co., Ltd. (commercially available product of SG2 (6)). ) Etc.
本発明のセサミノール2糖又は3糖配糖体の製造方法では、上記UDP(ウリジン二リン酸)−糖は特に限定されず、UDP−ペントース、UDP−ヘキソース、UDP−ヘプトース等があげられる。UDP−糖は、1種又は2種以上用いることができる。
UDP−ペントースとしては、UDP−アラビノース、UDP−キシロース等があげられる。
UDP−ヘキソースとしては、UDP−グルコース、UDP−アロース、UDP−アルトロース、UDP−マンノース、UDP−グロース、UDP−イドース、UDP−ガラクトース、UDP−タロース等があげられる。
UDP−ヘプトースとしてはUDP−セドヘプツロース等があげられる。
これらの中では、UDP−ヘキソースであることが好ましく、UDP−グルコースであることがさらに好ましい。
UDP−糖が、UDP−グルコースであると、本発明におけるタンパク質(P1)との基質特異性が高く、タンパク質(P1)によるセサミノール2糖又は3糖配糖体の合成速度が速くなり、効率的にセサミノール2糖又は3糖配糖体を製造することができる。
In the method for producing a sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside of the present invention, the above-mentioned UDP (uridine diphosphate) -sugar is not particularly limited, and examples thereof include UDP-pentose, UDP-hexose, and UDP-heptose. One or two or more types of UDP-sugar can be used.
Examples of UDP-pentose include UDP-arabinose and UDP-xylose.
Examples of the UDP-hexose include UDP-glucose, UDP-allose, UDP-altrose, UDP-mannose, UDP-gulose, UDP-idose, UDP-galactose, and UDP-talose.
Examples of UDP-heptulose include UDP-sedoheptulose and the like.
Of these, UDP-hexose is preferred, and UDP-glucose is even more preferred.
When the UDP-sugar is UDP-glucose, the substrate specificity with the protein (P1) in the present invention is high, the synthesis rate of the sesaminol disaccharide or the trisaccharide glycoside by the protein (P1) is increased, and the efficiency is increased. Sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside can be produced.
本発明のセサミノール2糖又は3糖配糖体の製造方法において、タンパク質(P1)は、セサミノール配糖体(1)のヘキソース残基へのβ−1→2結合の糖転移活性を有するセサミノールGGTである。この糖転移活性は、通常、UDP−糖特異的糖転移活性である。
具体的には、本発明におけるタンパク質(P1)は、以下のタンパク質(P1−1)〜(P1−4)からなる群より選択される少なくとも1種である。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
In the method for producing a sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside of the present invention, the protein (P1) has a β-1 → 2 binding glycosyl transfer activity to the hexose residue of the sesaminol glycoside (1). Sesaminol GGT. This transglycosylation activity is usually UDP-sugar-specific transglycosylation activity.
Specifically, the protein (P1) in the present invention is at least one selected from the group consisting of the following proteins (P1-1) to (P1-4). These may be used alone or in combination of two or more.
(P1−1)配列番号1又は2のアミノ酸配列からなるタンパク質
(P1−2)配列番号1又は2のアミノ酸配列に1個又は数個のアミノ酸が欠失、置換及び/又は付加されたアミノ酸配列からなり、かつ、上記一般式(1)で示されるセサミノール1糖又は2糖配糖体のヘキソース残基へのβ−1→2結合の糖転移活性を有するタンパク質
(P1−3)配列番号1又は2のアミノ酸配列に対して、90%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなり、かつ、上記一般式(1)で示されるセサミノール1糖又は2糖配糖体のヘキソース残基へのβ−1→2結合の糖転移活性を有するタンパク質
(P1−4)配列番号3又は4のヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチドによってコードされるアミノ酸配列からなり、かつ、上記一般式(1)で示されるセサミノール1糖又は2糖配糖体のヘキソース残基へのβ−1→2結合の糖転移活性を有するタンパク質
(P1-1) Protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or 2 (P1-2) Amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted and / or added to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or 2. The protein (P1-3) SEQ ID NO: consisting of and having the glycosyltransferase activity of β-1 → 2 binding to the hexose residue of the sesaminol monosaccharide or disaccharide glycoside represented by the above general formula (1). A sesaminol monosaccharide or disaccharide glycoside having an amino acid sequence having 90% or more identity with respect to the amino acid sequence of 1 or 2 and represented by the above general formula (1) to a hex source residue. Encoded by a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions to a polynucleotide consisting of a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 or 4 of a protein (P1-4) having β-1 → 2 binding glycosyl transfer activity. A protein consisting of the amino acid sequence to be used and having a β-1 → 2 binding glycosyltransferase activity to the hexose residue of the sesaminol monosaccharide or disaccharide glycoside represented by the above general formula (1).
また、本発明のセサミノール2糖又は3糖配糖体の製造方法において、上記一般式(1)で示されるセサミノール1糖又は2糖配糖体のヘキソース残基へのβ−1→2結合の糖転移活性は、該ヘキソース残基の2位に糖残基をβ−1→2結合する糖転移活性である。より具体的には、基質であるセサミノール配糖体(1)が、(A)nが1の場合又はnが2であり2つのヘキソース残基(S1)がβ−1→6結合している場合は、1つ目のヘキソース残基へのβ−1→2結合の糖転移活性であり、(B)nが2であり、2つのヘキソース残基(S1)がβ−1→2結合している場合は、2つ目のヘキソース残基(S1)へのβ−1→2結合の糖転移活性である。この活性により、β−1→2結合を分子内(より具体的には、その糖部)に1又は2個含むセサミノール2糖又は3糖配糖体が生成する。
本発明において、セサミノール配糖体に転移される糖は、上述したUDP−糖における糖と同じであり、ペントース、ヘキソース、ヘプトースが挙げられ、好ましくはヘキソースであり、より好ましくはグルコースである。
一般式(1)で示されるセサミノール1糖又は2糖配糖体のヘキソース残基へのβ−1→2結合の糖転移活性は、SG1のグルコース残基へのβ−1→2結合のグルコース転移活性(I)、SG2(6)の1つ目のグルコース残基へのβ−1→2結合のグルコース転移活性(II)、及び、SG2(2)の2つ目のグルコース残基へのβ−1→2結合のグルコース転移活性(III)のいずれか1つ又は2以上の活性であることが好ましく、(I)〜(III)の全ての活性であることがより好ましい。
Further, in the method for producing a sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside of the present invention, β-1 → 2 to the hexose residue of the sesaminol disaccharide or disaccharide glycoside represented by the above general formula (1). The binding glycosyl activity is a glycosyl transfer activity in which a sugar residue is β-1 → 2 bound to the 2-position of the hexose residue. More specifically, when the substrate sesaminol glycoside (1) is (A) n is 1, or n is 2, and two hexose residues (S1) are β-1 → 6 bonded. If so, it is the glycosyltransferase activity of β-1 → 2 binding to the first hexose residue, (B) n is 2, and the two hexose residues (S1) are β-1 → 2 binding. If so, it is the glycosyl transfer activity of β-1 → 2 binding to the second hexose residue (S1). This activity produces a sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside containing one or two β-1 → 2 bonds in the molecule (more specifically, its sugar portion).
In the present invention, the sugar transferred to the sesaminol glycoside is the same as the sugar in the UDP-sugar described above, and examples thereof include pentose, hexose, and heptose, preferably hexose, and more preferably glucose.
The transglycosylation activity of β-1 → 2 bond to the hexose residue of the sesaminol monosaccharide or disaccharide glycoside represented by the general formula (1) is that of β-1 → 2 bond to the glucose residue of SG1. Glucose transfer activity (I), glucose transfer activity (II) of β-1 → 2 binding to the first glucose residue of SG2 (6), and glucose transfer activity (II) of SG2 (2) to the second glucose residue It is preferable that the activity is any one or more of the β-1 → 2 bond glucose transfer activities (III), and it is more preferable that all the activities (I) to (III) are active.
タンパク質(P1−2)及び後述するタンパク質(P2)において、アミノ酸配列に、1個又は数個のアミノ酸が欠失、置換及び/又は付加されたとは、同一配列中の任意かつ1個又は数個のアミノ酸配列中の位置において、1又は数個のアミノ酸の欠失、置換及び/又は付加があることを意味し、欠失、置換及び付加のうち2種以上が同時に生じていてもよい。
このような欠失、置換及び/又は付加されたアミノ酸の数として、1又は数個は、1〜30個であることが好ましく、1〜20個であることがより好ましく、1〜10個であることがさらに好ましく、1〜5であることが特に好ましい。
In the protein (P1-2) and the protein (P2) described later, one or several amino acids are deleted, substituted and / or added to the amino acid sequence, which means that any one or several amino acids in the same sequence are deleted. It means that there is a deletion, substitution and / or addition of one or several amino acids at a position in the amino acid sequence of, and two or more of the deletion, substitution and addition may occur at the same time.
As the number of such deleted, substituted and / or added amino acids, 1 or several is preferably 1 to 30, more preferably 1 to 20, and 1 to 10. It is more preferably present, and particularly preferably 1 to 5.
タンパク質(P1−3)の、配列番号1又は2のアミノ酸配列に対する同一性(配列同一性)は、セサミノール配糖体(1)のヘキソース残基へのβ−1→2結合の糖転移活性を有する範囲であればよく、例えば、92%以上であることが好ましく、より好ましくは95%以上、96%以上、97%以上、さらに好ましくは、98%以上、特に好ましくは99%以上である。 The identity (sequence identity) of the protein (P1-3) with respect to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or 2 is the glycosyltransferase activity of β-1 → 2 binding to the hexose residue of the sesaminol glycoside (1). For example, it is preferably 92% or more, more preferably 95% or more, 96% or more, 97% or more, still more preferably 98% or more, and particularly preferably 99% or more. ..
なお、アミノ酸配列やヌクレオチド配列の同一性は、例えば、BLAST等の解析ソフトウェアを用いて、デフォルトのパラメータにより算出することができる。 The identity of the amino acid sequence and the nucleotide sequence can be calculated by default parameters using, for example, analysis software such as BLAST.
また、本発明においては、配列番号3又は4のヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチドとしては、配列番号3又は4のヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドと90%以上の同一性(配列同一性)を有するものであることが好ましい。より好ましくは、配列番号3又は4のヌクレオチド配列と92%以上、95%以上、96%以上、97%以上、さらに好ましくは98%以上、特に好ましくは99%以上の同一性を有するものである。 Further, in the present invention, the polynucleotide that hybridizes with the polynucleotide consisting of the nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 or 4 under stringent conditions is composed of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 or 4. It is preferable that the polynucleotide has 90% or more identity (sequence identity). More preferably, it has 92% or more, 95% or more, 96% or more, 97% or more, more preferably 98% or more, and particularly preferably 99% or more identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 or 4. ..
本明細書において「ポリヌクレオチド」とは、DNA又はRNAを意味する。 As used herein, the term "polynucleotide" means DNA or RNA.
本明細書において「ヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチド」とは、ヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドの一部又は全部をプローブとして、コロニーハイブリダイゼーション法、プラークハイブリダイゼーション法又はサザンハイブリダイゼーション法等を用いることにより得られるポリヌクレオチドをいう。ハイブリダイゼーションの方法としては、例えば、“Sambrook & Russell, Molecular Cloning: A Laboratory Manual Vol. 3, Cold Spring Harbor, Laboratory Press 2001”及び“Ausubel, Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons 1987−1997”等に記載されている方法を利用することができる。 In the present specification, "a polynucleotide that hybridizes with a polynucleotide having a nucleotide sequence complementary to a nucleotide sequence under stringent conditions" is a part or all of a polynucleotide having a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence. Refers to a polynucleotide obtained by using a colony hybridization method, a plaque hybridization method, a southern hybridization method, or the like, using the above as a probe. Hybridization methods include, for example, "Sambrook & Russell, Molecular Cloning: A Laboratory Manual Vol. 3, Cold Spring Harbor, Laboratory Biology Press 2001" and "Ausube, Mobile, Carlent". Etc. can be used.
本明細書において「ストリンジェントな条件」とは、例えば、低ストリンジェントな条件、中ストリンジェントな条件及び高ストリンジェントな条件のいずれでもよい。
「低ストリンジェントな条件」は、例えば、5×SSC、5×デンハルト溶液、0.5%SDS、50%ホルムアミド、32℃の条件である。「中ストリンジェントな条件」は、例えば、5×SSC、5×デンハルト溶液、0.5%SDS、50%ホルムアミド、42℃又は5×SSC、1% SDS、50mM Tris−HCl(pH7.5)、50%ホルムアミド、42℃の条件である。「高ストリンジェントな条件」は、例えば、5×SSC、5×デンハルト溶液、0.5%SDS、50%ホルムアミド、50℃又は0.2×SSC、0.1% SDS、65℃の条件である。これらの条件において、温度を上げるほど高い同一性を有するポリヌクレオチドが効率的に得られることが期待できる。ただし、ストリンジェンシーに影響する要素としては、温度、塩濃度、プローブの濃度及び長さ、イオン強度、時間等の複数の要素が考えられ、当業者であれば、これらの要素を適宜選択することで同様のストリンジェンシーを実現することが可能である。
「ストリンジェントな条件」は、例えば、前述したSambrook & Russell, Molecular Cloning: A Laboratory Manual Vol. 3, Cold Spring Harbor, Laboratory Press 2001等に記載の条件を採用することもできる。
As used herein, the "stringent condition" may be, for example, any of a low stringent condition, a medium stringent condition, and a high stringent condition.
“Low stringent conditions” are, for example, conditions of 5 × SSC, 5 × Denhardt solution, 0.5% SDS, 50% formamide, 32 ° C. “Medium stringent conditions” include, for example, 5 × SSC, 5 × Denhardt solution, 0.5% SDS, 50% formamide, 42 ° C. or 5 × SSC, 1% SDS, 50 mM Tris-HCl (pH 7.5). , 50% formamide, 42 ° C. “High stringent conditions” are, for example, under the conditions of 5 × SSC, 5 × Denhardt solution, 0.5% SDS, 50% formamide, 50 ° C. or 0.2 × SSC, 0.1% SDS, 65 ° C. be. Under these conditions, it can be expected that a polynucleotide having a higher identity can be efficiently obtained as the temperature is raised. However, multiple factors such as temperature, salt concentration, probe concentration and length, ionic strength, and time can be considered as factors that affect stringency, and those skilled in the art should appropriately select these factors. It is possible to achieve similar stringency in.
“Stringent conditions” include, for example, Sambrook & Russel, Molecular Cloning: A Laboratory Manual Vol. 3. The conditions described in Cold Spring Harbor, Laboratory Press 2001 and the like can also be adopted.
本発明のセサミノール2糖又は3糖配糖体の製造方法において、タンパク質(P1)は、タンパク質(P1−1)であることが好ましい。すなわち、タンパク質(P1)は、配列番号1又は2のアミノ酸配列からなるタンパク質であることが好ましい。配列番号1のアミノ酸配列からなるタンパク質及び配列番号2のアミノ酸配列からなるタンパク質は、上述したセサミノール配糖体(1)のヘキソース残基の2位に、糖残基をβ−1→2結合させる糖転移活性を有するセサミノールGGTである。
なお、本明細書において、以下、配列番号1のアミノ酸配列からなるタンパク質を「タンパク質SiGGT21842」と、配列番号2のアミノ酸配列からなるタンパク質を「タンパク質SiGGT21842R229Q」とも記載する。
In the method for producing a sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside of the present invention, the protein (P1) is preferably a protein (P1-1). That is, the protein (P1) is preferably a protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or 2. The protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 and the protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 have a β-1 → 2 bond of a sugar residue at the 2-position of the hexose residue of the sesaminol glycoside (1) described above. It is a sesaminol GGT having a glycosyltransferase activity.
In the present specification, the protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 is also referred to as "protein SiGGT21842", and the protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 is also referred to as "protein SiGGT21842R229Q".
タンパク質(P1)を用いる工程(i)を行うことにより、セサミノール配糖体(1)に結合しているヘキソース残基の2位に、ヘキソースをβ−1→2転移させ、所定の構造のセサミノール2糖又は3糖配糖体を製造することができる。より具体的には、セサミノール配糖体(1)が、セサミノール1配糖体(例えば、糖残基がグルコース残基の場合には、SG1)の場合は、1つ目のヘキソース残基へのβ−1→2結合の糖転移により、β−1→2結合を分子内に1個含むセサミノール2糖配糖体が生成する。セサミノール配糖体(1)が、nが2であり2つのヘキソース残基(S1)がβ−1→6結合しているセサミノール2糖配糖体(例えば、糖残基がグルコース残基の場合には、SG2(6)等)の場合には、1つ目のヘキソース残基へのβ−1→2結合の糖転移により、β−1→2結合を分子内に1個含むセサミノール3糖配糖体(トリグルコシド)が生成する。セサミノール配糖体(1)が、nが2であり2つのヘキソース残基(S1)がβ−1→2結合しているセサミノール2糖配糖体(例えば、糖残基がグルコース残基の場合には、SG2(2)等)の場合には、2つ目のヘキソース残基へのβ−1→2結合の糖転移により、β−1→2結合を分子内に2個含むセサミノール3糖配糖体が生成する。このように、工程(i)を行うことにより、β−1→2結合を分子内に1又は2含むセサミノール2糖又は3糖配糖体を製造することができる。 By performing the step (i) using the protein (P1), the hexose is transferred from β-1 to 2 to the 2-position of the hexose residue bound to the sesaminol glycoside (1), and the hexose has a predetermined structure. A sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside can be produced. More specifically, when the sesaminol glycoside (1) is a sesaminol 1 glycoside (for example, SG1 when the sugar residue is a glucose residue), the first hexose residue. The sugar transfer of β-1 → 2 bond to to produces a sesaminol disaccharide glycoside containing one β-1 → 2 bond in the molecule. The sesaminol glycoside (1) is a sesaminol disaccharide glycoside (for example, the sugar residue is a glucose residue) in which n is 2 and two hexose residues (S1) are β-1 → 6 bound. In the case of SG2 (6), etc.), a sesame containing one β-1 → 2 bond in the molecule due to the glycoside transfer of β-1 → 2 bond to the first hexose residue. Nool trisaccharide glycosides (triglucosides) are produced. The sesaminol glycoside (1) is a sesaminol disaccharide glycoside in which n is 2 and two hexose residues (S1) are β-1 → 2 bound (for example, the sugar residue is a glucose residue). In the case of SG2 (2), etc.), a sesame containing two β-1 → 2 bonds in the molecule due to the glycoside transfer of β-1 → 2 bonds to the second hexose residue. Nool trisaccharide glycosides are produced. By performing step (i) in this way, a sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside containing 1 or 2 β-1 → 2 bonds in the molecule can be produced.
本発明においては、所望により、セサミノール1糖又は2糖配糖体の1つ目のヘキソース残基へのβ−1→6結合の糖転移活性を有するセサミノールGGTを使用してもよい。このような酵素を、タンパク質(P2)ともいう。セサミノール配糖体(1)の1つ目のヘキソース残基へのβ−1→6結合の糖転移活性は、該ヘキソース残基の6位に、糖をβ−1→6結合する糖転移活性である。糖の好ましい態様は上述した通りであり、グルコースが特に好ましい。この活性により、β−1→6結合を分子内(より具体的には、その糖部)に1個含むセサミノール2糖又は3糖配糖体が生成する。この糖転移活性は、通常、UDP−糖特異的糖転移活性である。
セサミノール配糖体(1)の1つ目のヘキソース残基へのβ−1→6結合の糖転移活性は、SG1のグルコース残基へのβ−1→6結合のグルコース転移活性(IV)、及び、SG2(2)の1つ目のグルコース残基へのβ−1→6結合のグルコース転移活性(V)のいずれか1つ又は2つの活性であることが好ましく、(IV)及び(V)の両方の活性であることがより好ましい。
In the present invention, if desired, sesaminol GGT having a β-1 → 6 bond glycosyl transfer activity to the first hexose residue of the sesaminol monosaccharide or disaccharide glycoside may be used. Such an enzyme is also referred to as a protein (P2). The sugar transfer activity of β-1 → 6 bond to the first hexose residue of the sesaminol glycoside (1) is the sugar transfer of β-1 to 6 bond of sugar to the 6-position of the hexose residue. It is active. Preferred embodiments of sugar are as described above, with glucose being particularly preferred. This activity produces a sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside containing one β-1 → 6 bond in the molecule (more specifically, its sugar portion). This transglycosylation activity is usually UDP-sugar-specific transglycosylation activity.
The β-1 → 6 bond glycosyl transfer activity to the first hexose residue of the sesaminol glycoside (1) is the β-1 → 6 bond glucose transfer activity (IV) of SG1 to the glucose residue. , And any one or two of the glucose transfer activity (V) of β-1 → 6 bond to the first glucose residue of SG2 (2), preferably (IV) and ( It is more preferable that both activities of V) are active.
本発明におけるタンパク質(P2)として、以下のタンパク質(P2−1)〜(P2−8)からなる群より選択される少なくとも1種のタンパク質が好ましい。
(P2−1)配列番号5のアミノ酸配列からなるタンパク質
(P2−2)配列番号5のアミノ酸配列に1個又は数個のアミノ酸が欠失、置換及び/又は付加されたアミノ酸配列からなり、かつ、セサミノール配糖体(1)の1つ目のヘキソース残基の6位に、糖をβ−1→6結合する糖転移活性を有するタンパク質
(P2−3)配列番号5のアミノ酸配列に対して、90%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなり、かつ、セサミノール配糖体(1)の1つ目のヘキソース残基の6位に、糖をβ−1→6結合する糖転移活性を有するタンパク質
(P2−4)配列番号6のヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチドによってコードされるアミノ酸配列からなり、かつ、セサミノール配糖体(1)の1つ目のヘキソース残基の6位に、糖をβ−1→6結合する糖転移活性を有するタンパク質
(P2−5)配列番号7のアミノ酸配列からなるタンパク質
(P2−6)配列番号7のアミノ酸配列に1個又は数個のアミノ酸が欠失、置換及び/又は付加されたアミノ酸配列からなり、かつ、セサミノール配糖体(1)の1つ目のヘキソース残基の6位に、糖をβ−1→6結合する糖転移活性を有するタンパク質
(P2−7)配列番号7のアミノ酸配列に対して、90%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなり、かつ、セサミノール配糖体(1)の1つ目のヘキソース残基の6位に、糖をβ−1→6結合する糖転移活性を有するタンパク質
(P2−8)配列番号8のヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチドによってコードされるアミノ酸配列からなり、かつ、セサミノール配糖体(1)の1つ目のヘキソース残基の6位に、糖をβ−1→6結合する糖転移活性を有するタンパク質
As the protein (P2) in the present invention, at least one protein selected from the group consisting of the following proteins (P2-1) to (P2-8) is preferable.
(P2-1) Protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5 (P2-2) A protein consisting of an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted and / or added to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5 and , For the amino acid sequence of protein (P2-3) SEQ ID NO: 5 having glycosyl transfer activity that binds sugar β-1 → 6 to the 6-position of the first hex source residue of the sesaminol glycoside (1). A glycosyl transfer activity that comprises an amino acid sequence having 90% or more identity and that binds a sugar β-1 to 6 at the 6-position of the first hex source residue of the sesaminol glycoside (1). Protein (P2-4) consisting of a polynucleotide consisting of a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6 and an amino acid sequence encoded by a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions, and has a sesaminol arrangement. A protein (P2-5) having a transglycosylation activity that binds a sugar β-1 to 6 at the 6-position of the first hex source residue of the sugar body (1). A protein (P2-) consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 7. 6) The first hex source residue of the sesaminol glycoside (1), which consists of an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted and / or added to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 7. At the 6-position of, it consists of an amino acid sequence having 90% or more identity with respect to the amino acid sequence of protein (P2-7) SEQ ID NO: 7 having a transglycosylation activity that binds a sugar from β-1 to 6 and has an amino acid sequence of 90% or more. Complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 8 of a protein (P2-8) having a transglycosylation activity that binds a sugar from β-1 to 6 at the 6-position of the first hexose residue of the sesaminol glycoside (1). Consists of an amino acid sequence encoded by a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions with a polynucleotide consisting of a similar nucleotide sequence, and at the 6-position of the first hexose residue of the sesaminol glycoside (1). , Protein with glycosyl transfer activity that binds sugar β-1 → 6
上記(P2−2)及び(P2−6)における欠失、置換及び/又は付加されたアミノ酸の数として、1個又は数個は、1〜30個であることが好ましく、1〜20個であることがより好ましく、1〜10個であることがさらに好ましく、1〜5個であることが特に好ましい。 The number of deleted, substituted and / or added amino acids in (P2-2) and (P2-6) is preferably 1 to 30, preferably 1 to 20. It is more preferably 1 to 10 pieces, and particularly preferably 1 to 5 pieces.
上記(P2−3)及び(P2−7)における配列番号5又は7のアミノ酸配列に対する同一性は、92%以上であることが好ましく、より好ましくは95%以上、96%以上、97%以上、さらに好ましくは、98%以上、特に好ましくは99%以上である。 The identity of SEQ ID NO: 5 or 7 with respect to the amino acid sequence in (P2-3) and (P2-7) is preferably 92% or more, more preferably 95% or more, 96% or more, 97% or more, More preferably, it is 98% or more, and particularly preferably 99% or more.
上記(P2−4)及び(P2−8)のポリヌクレオチドとしては、配列番号6又は8のヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドと90%以上の同一性を有するものであることが好ましい。より好ましくは、配列番号6又は8のヌクレオチド配列と92%以上、95%以上、96%以上、97%以上、さらに好ましくは98%以上、特に好ましくは99%以上の同一性を有するものである。 The polynucleotides (P2-4) and (P2-8) are preferably those having 90% or more identity with the polynucleotide consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6 or 8. More preferably, it has 92% or more, 95% or more, 96% or more, 97% or more, more preferably 98% or more, and particularly preferably 99% or more identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6 or 8. ..
中でもタンパク質(P2)は、タンパク質(P2−1)又は(P2−5)であることが好ましい。すなわち、タンパク質(P2)は、配列番号5又は7のアミノ酸配列からなるタンパク質であることが好ましい。配列番号5のアミノ酸配列からなるタンパク質及び配列番号7のアミノ酸配列からなるタンパク質はセサミノール配糖体(1)の1つ目のヘキソース残基の6位に、糖残基をβ−1→6結合させる糖転移活性を有するセサミノールGGTである。これらのタンパク質は、SG1のグルコース残基へのβ−1→6結合のグルコース転移活性(IV)、及び、SG2(2)の1つ目のグルコース残基へのβ−1→6結合のグルコース転移活性(V)を有する。
なお、本明細書において、以下、配列番号5のアミノ酸配列からなるタンパク質を「タンパク質SiGGT21646」と、配列番号7のアミノ酸配列からなるタンパク質を「UGT94D1」とも記載する。
セサミノール1糖又は2糖配糖体及びUDP−糖に、タンパク質(P2)を作用させる工程を行うことにより、β−1→6結合を分子内に1個含むセサミノール2糖又は3糖配糖体を得ることができる。UDP−糖及びその好ましい態様は、上述した通りである。
Among them, the protein (P2) is preferably a protein (P2-1) or (P2-5). That is, the protein (P2) is preferably a protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5 or 7. The protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5 and the protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 7 have β-1 → 6 sugar residues at the 6-position of the first hexose residue of the sesaminol glycoside (1). It is a sesaminol GGT having a glycosyl transfer activity to be bound. These proteins have β-1 → 6-linked glucose transfer activity (IV) to the glucose residue of SG1 and β-1 → 6-linked glucose to the first glucose residue of SG2 (2). Has metastatic activity (V).
In the present specification, the protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5 is also referred to as "protein SiGGT21646", and the protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 7 is also referred to as "UGT94D1".
Sesaminol disaccharide or trisaccharide containing one β-1 → 6 bond in the molecule by performing a step of allowing protein (P2) to act on sesaminol disaccharide or disaccharide glycoside and UDP-sugar. Glycosides can be obtained. UDP-sugar and preferred embodiments thereof are as described above.
本発明の製造方法における工程(i)は、基質としてセサミノール配糖体(1)及びUDP−糖を使用し、これらの基質にタンパク質(P1)を作用させればよく、条件等は特に限定されない。 In the step (i) in the production method of the present invention, a sesaminol glycoside (1) and a UDP-sugar may be used as substrates, and a protein (P1) may be allowed to act on these substrates, and the conditions and the like are particularly limited. Not done.
工程(i)は、例えば、タンパク質(P1)を、上記一般式(1)で示されるセサミノール1糖又は2糖配糖体及びUDP−糖を含む反応系に添加して行うことができる。反応は、水溶液中で行うことが好ましい。工程(i)の反応条件としては、例えば、10〜50℃、pH5〜8であることが好ましい。反応温度は、30〜40℃とすることがより好ましい。基質とタンパク質(P1)の割合は適宜設定すればよい。
Step (i) can be carried out, for example, by adding the protein (P1) to a reaction system containing a sesaminol monosaccharide or disaccharide glycoside represented by the general formula (1) and UDP-sugar. The reaction is preferably carried out in an aqueous solution. The reaction conditions in step (i) are preferably, for example, 10 to 50 ° C. and
また、非ヒト宿主にタンパク質(P1)をコードするポリヌクレオチドを導入し、該非ヒト宿主(後述する本発明の形質転換体)において、タンパク質(P1)を発現させ、形質転換体を用いて工程(i)を行うこともできる。形質転換体は、後述する方法により作製することができる。
この場合、形質転換体の宿主としては、植物、好ましくはゴマ属植物(より好ましくはゴマ);大腸菌、酵母、麹菌等の微生物を用いることが好ましい。
In addition, a polynucleotide encoding a protein (P1) is introduced into a non-human host, the protein (P1) is expressed in the non-human host (transformant of the present invention described later), and the transformant is used in a step (step). i) can also be done. The transformant can be prepared by the method described later.
In this case, as the host of the transformant, it is preferable to use a plant, preferably a sesame plant (more preferably sesame); a microorganism such as Escherichia coli, yeast, or aspergillus.
本発明のセサミノール2糖又は3糖配糖体の製造方法によりセサミノール2糖配糖体を製造する場合、該セサミノール2糖配糖体は、SG2(2)であることが好ましい。
本発明のセサミノール2糖又は3糖配糖体の製造方法によりセサミノール3糖配糖体を製造する場合、該セサミノール3糖配糖体は、上記式(5)で示されるSG3(2,2)、又は、上記式(4)で示されるSG3(2,6)であることが好ましい。
本発明のセサミノール2糖又は3糖配糖体の製造方法は、これらのセサミノール2糖又は3糖配糖体の製造方法として好適である。
When a sesaminol disaccharide glycoside is produced by the method for producing a sesaminol disaccharide or a trisaccharide glycoside of the present invention, the sesaminol disaccharide glycoside is preferably SG2 (2).
When the sesaminol trisaccharide glycoside is produced by the method for producing a sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside of the present invention, the sesaminol trisaccharide glycoside is SG3 (2) represented by the above formula (5). , 2), or SG3 (2,6) represented by the above formula (4) is preferable.
The method for producing a sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside of the present invention is suitable as a method for producing these sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside.
次に、セサミノール2糖又は3糖配糖体として、SG2(2)を製造する方法の一例についてより詳しく説明する。
SG2(2)の製造方法は、SG1及びUDP−グルコースにタンパク質(P1)を作用させる工程(i)を含む。この工程を行う前にSG1を準備する工程を行ってもよい。
Next, an example of a method for producing SG2 (2) as a sesaminol disaccharide or a trisaccharide glycoside will be described in more detail.
The method for producing SG2 (2) includes the step (i) of allowing the protein (P1) to act on SG1 and UDP-glucose. A step of preparing SG1 may be performed before performing this step.
(SG1を準備する工程)
SG1を準備する方法としては、特に限定されない。例えば、上述したように、特許文献1又は非特許文献1に記載のUGT71A9を、セサミノール及びUDP−グルコースに作用させることにより得ることができる。
また、ゴマ種子等から抽出、精製を行いSG1を準備してもよい。
(Step to prepare SG1)
The method for preparing SG1 is not particularly limited. For example, as described above, UGT71A9 described in Patent Document 1 or Non-Patent Document 1 can be obtained by acting on sesaminol and UDP-glucose.
Further, SG1 may be prepared by extracting and purifying from sesame seeds and the like.
(SG1及びUDP−グルコースにタンパク質(P1)を作用させる工程(i))
SG1及びUDP−グルコースにタンパク質(P1)を作用させることにより、SG1のグルコース残基へのβ−1→2結合のグルコース転移によりSG2(2)を合成する。
上記では、タンパク質(P1)は、SG1のグルコース残基へのβ−1→2結合のグルコース転移活性(I)を有するセサミノールGGTとして機能する。
(Step (i) of allowing protein (P1) to act on SG1 and UDP-glucose)
By allowing protein (P1) to act on SG1 and UDP-glucose, SG2 (2) is synthesized by the glucose transfer of β-1 → 2 bond to the glucose residue of SG1.
In the above, the protein (P1) functions as sesaminol GGT having the glucose transfer activity (I) of β-1 → 2 binding to the glucose residue of SG1.
次に、セサミノール2糖又は3糖配糖体として、SG3(2,6)を製造する方法について2つの例をあげより詳しく説明する。 Next, a method for producing SG3 (2,6) as a sesaminol disaccharide or a trisaccharide glycoside will be described in more detail with two examples.
SG3(2,6)を製造する第1の方法は、SG1及びUDP−グルコースにタンパク質(P1)を作用させる工程(i)と、SG2(2)及びUDP−グルコースにタンパク質(P2)を作用させる工程(ii)とを含む。また、上記のSG1を準備する工程を含んでいてもよい。 The first method for producing SG3 (2,6) is the step (i) of allowing the protein (P1) to act on SG1 and UDP-glucose, and the action of the protein (P2) on SG2 (2) and UDP-glucose. Includes step (ii). Further, the step of preparing the SG1 may be included.
タンパク質(P2)は、上述したように、セサミノール配糖体(1)のヘキソース残基へのβ−1→6結合の糖転移活性を有するセサミノールGGTである。
上記第一の方法において、タンパク質(P2)は、上記糖転移活性として、SG1のグルコース残基へのβ−1→6結合のグルコース転移活性(IV)を有することが好ましい。このようなタンパク質(P2)として、以下タンパク質(P2−11)〜(P2−18)からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
As described above, the protein (P2) is sesaminol GGT having β-1 → 6 binding glycosyl transfer activity to the hexose residue of the sesaminol glycoside (1).
In the first method, the protein (P2) preferably has a glucose transfer activity (IV) of β-1 → 6 bond to the glucose residue of SG1 as the glucose transfer activity. As such a protein (P2), it is preferable that it is at least one selected from the group consisting of the following proteins (P2-11) to (P2-18). These may be used alone or in combination of two or more.
(P2−11)配列番号5のアミノ酸配列からなるタンパク質
(P2−12)配列番号5のアミノ酸配列に1個又は数個のアミノ酸が欠失、置換及び/又は付加されたアミノ酸配列からなり、かつ、SG2(2)の1つ目のグルコース残基へのβ−1→6結合のグルコース転移活性を有するタンパク質
(P2−13)配列番号5のアミノ酸配列に対して、90%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなり、かつ、SG2(2)の1つ目のグルコース残基へのβ−1→6結合のグルコース転移活性を有するタンパク質
(P2−14)配列番号6のヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチドによってコードされるアミノ酸配列からなり、かつ、SG2(2)の1つ目のグルコース残基へのβ−1→6結合のグルコース転移活性を有するタンパク質
(P2−15)配列番号7のアミノ酸配列からなるタンパク質
(P2−16)配列番号7のアミノ酸配列に1個又は数個のアミノ酸が欠失、置換及び/又は付加されたアミノ酸配列からなり、かつ、SG2(2)の1つ目のグルコース残基へのβ−1→6結合のグルコース転移活性を有するタンパク質
(P2−17)配列番号7のアミノ酸配列に対して、90%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなり、かつ、SG2(2)の1つ目のグルコース残基へのβ−1→6結合のグルコース転移活性を有するタンパク質
(P2−18)配列番号8のヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチドによってコードされるアミノ酸配列からなり、かつ、SG2(2)の1つ目のグルコース残基へのβ−1→6結合のグルコース転移活性を有するタンパク質
タンパク質(P2−11)及び(P2−15)は、タンパク質(P2−1)及び(P2−5)と同じである。タンパク質(P2−12)〜(P2−14)及び(P2−16)〜(P2−18)は、タンパク質(P2−2)〜(P2−4)及び(P2−6)〜(P2−8)の好ましい態様の一例であり、アミノ酸の同一性等の好ましい態様は、タンパク質(P2−2)〜(P2−4)及び(P2−6)〜(P2−8)と同じである。
(P2-11) Protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5 (P2-12) A protein consisting of an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted and / or added to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5 and , 90% or more identity to the amino acid sequence of protein (P2-13) SEQ ID NO: 5, which has β-1 → 6 binding glucose transfer activity to the first glucose residue of SG2 (2). Complementary to the nucleotide sequence of protein (P2-14) SEQ ID NO: 6 consisting of the amino acid sequence having and having the glucose transfer activity of β-1 → 6 binding to the first glucose residue of SG2 (2). It consists of an amino acid sequence encoded by a polynucleotide that hybridizes with a polynucleotide consisting of a nucleotide sequence and under stringent conditions, and has a β-1 → 6 bond to the first glucose residue of SG2 (2). One or several amino acids have been deleted, substituted and / or added to the amino acid sequence of protein (P2-16) SEQ ID NO: 7 consisting of the amino acid sequence of protein (P2-15) SEQ ID NO: 7 having glucose transfer activity. 90 for the amino acid sequence of protein (P2-17) SEQ ID NO: 7, which consists of an amino acid sequence and has β-1 → 6 binding glucose transfer activity to the first glucose residue of SG2 (2). Of protein (P2-18) SEQ ID NO: 8, which consists of an amino acid sequence having% or more identity and has β-1 → 6 binding glucose transfer activity to the first glucose residue of SG2 (2). It consists of an amino acid sequence encoded by a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions with a polynucleotide consisting of a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence, and β to the first glucose residue of SG2 (2). Proteins with -1 → 6 binding glucose transfer activity Proteins (P2-11) and (P2-15) are the same as proteins (P2-1) and (P2-5). The proteins (P2-12) to (P2-14) and (P2-16) to (P2-18) are the proteins (P2-2) to (P2-4) and (P2-6) to (P2-8). This is an example of a preferred embodiment of the above, and preferred embodiments such as amino acid identity are the same as those of proteins (P2-2) to (P2-4) and (P2-6) to (P2-8).
この第1の方法において、SG1及びUDP−グルコースにタンパク質(P1)を作用させる工程(i)は、上記セサミノール2糖又は3糖配糖体として、SG2(2)を製造する方法における工程(i)と同じであるのでここでの説明は省略する。 In this first method, the step (i) of allowing the protein (P1) to act on SG1 and UDP-glucose is the step (i) in the method for producing SG2 (2) as the sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside. Since it is the same as i), the description here is omitted.
(SG2(2)及びUDP−グルコースにタンパク質(P2)を作用させる工程(ii))
本工程では、タンパク質(P2)を用いることにより、SG2(2)と、UDP−グルコースとを反応させ、SG2(2)の1つ目のグルコース残基へのβ−1→6結合のグルコース転移によりSG3(2,6)を合成する。反応は、水溶液中で行うことが好ましい。この工程における反応条件は、特に限定されないが、10〜50℃、pH5〜8であることが好ましい。反応温度は、30〜40℃とすることがより好ましい。基質とタンパク質(P2)の割合は適宜設定すればよい。
(Step (ii) of allowing protein (P2) to act on SG2 (2) and UDP-glucose)
In this step, by using a protein (P2), SG2 (2) is reacted with UDP-glucose, and the glucose transfer of β-1 → 6 bond to the first glucose residue of SG2 (2). SG3 (2,6) is synthesized by. The reaction is preferably carried out in an aqueous solution. The reaction conditions in this step are not particularly limited, but are preferably 10 to 50 ° C. and
SG3(2,6)を製造する第2の方法は、SG2(6)及びUDP−グルコースにタンパク質(P1)を作用させる工程(i)を含む。また、SG2(6)を準備する工程を含んでいてもよい。SG2(6)は、例えば、SG1及びUDP−グルコースにタンパク質(P2)を作用させることにより製造することができる。さらに、上記のSG1を準備する工程を含んでいてもよい。 The second method for producing SG3 (2,6) comprises the step (i) of allowing the protein (P1) to act on SG2 (6) and UDP-glucose. It may also include a step of preparing SG2 (6). SG2 (6) can be produced, for example, by allowing protein (P2) to act on SG1 and UDP-glucose. Further, the step of preparing the SG1 may be included.
この第2の方法においてSG1及びUDP−グルコースにタンパク質(P2)を作用させる工程を行う場合、タンパク質(P2)は、SG1のグルコース残基へのβ−1→6結合のグルコース転移活性を有することが好ましい。このようなタンパク質(P2)として、上記(P2−1)〜(P2−8)として、SG1のグルコース残基へのβ−1→6結合のグルコース転移活性(IV)を有するタンパク質を用いればよく、配列番号5のアミノ酸配列からなるタンパク質及び/又は配列番号7のアミノ酸配列からなるタンパク質を用いることが好ましい。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
反応条件は、特に限定されず、上記のタンパク質(P2)を用いる反応と同じとすればよい。
When the step of causing the protein (P2) to act on SG1 and UDP-glucose in this second method, the protein (P2) has a glucose transfer activity of β-1 → 6 binding to the glucose residue of SG1. Is preferable. As such a protein (P2), as the above (P2-1) to (P2-8), a protein having β-1 → 6 binding glucose transfer activity (IV) to the glucose residue of SG1 may be used. , A protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5 and / or a protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 7 is preferably used. These may be used alone or in combination of two or more.
The reaction conditions are not particularly limited and may be the same as the reaction using the above protein (P2).
(SG1及びUDP−グルコースにタンパク質(P2)を作用させる工程)
本工程では、タンパク質(P2)を用いることにより、SG1と、UDP−グルコースとを反応させ、SG2(6)を合成する。
なお、好ましい反応条件は、上記のタンパク質(P2)を使用する際と同様である。
(Step of allowing protein (P2) to act on SG1 and UDP-glucose)
In this step, SG1 is reacted with UDP-glucose by using a protein (P2) to synthesize SG2 (6).
The preferable reaction conditions are the same as when the above protein (P2) is used.
SG3(2,6)を製造する第1の方法及び第2の方法において、タンパク質(P2)は、SG1のグルコース残基へのβ−1→6結合のグルコース転移活性、及び、SG2(2)の1つ目のグルコース残基へのβ−1→6結合のグルコース転移活性を有することが好ましく、例えば、配列番号5又は7のアミノ酸配列からなるタンパク質がより好ましい。 In the first and second methods for producing SG3 (2,6), the protein (P2) is the glucose transfer activity of β-1 → 6 binding to the glucose residue of SG1 and SG2 (2). It is preferable to have a glucose transfer activity of β-1 → 6 bond to the first glucose residue of the above, and for example, a protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5 or 7 is more preferable.
(SG2(6)及びUDP−グルコースにタンパク質(P1)を作用させる工程(i))
タンパク質(P1)用いることにより、SG2(6)と、UDP−グルコースとを反応させ、SG2(6)の1つ目のグルコース残基へのβ−1→2結合のグルコース転移によりSG3(2,6)を合成する。
上記において、タンパク質(P1)は、SG2(6)の1つ目のグルコース残基へのβ−1→2結合のグルコース転移活性(II)を有するタンパク質として機能する。
(Step (i) of allowing protein (P1) to act on SG2 (6) and UDP-glucose)
By using protein (P1), SG2 (6) is reacted with UDP-glucose, and SG3 (2, 2) is transferred by β-1 → 2 binding glucose transfer to the first glucose residue of SG2 (6). 6) is synthesized.
In the above, the protein (P1) functions as a protein having a glucose transfer activity (II) of β-1 → 2 binding to the first glucose residue of SG2 (6).
次に、セサミノール2糖又は3糖配糖体として、SG3(2,2)を製造する方法についてより詳しく説明する。
SG3(2,2)を製造する方法は、SG2(2)及びUDP−グルコースにタンパク質(P1)を作用させる工程(i)を含む。SG2(2)は、上述したSG1及びUDP−グルコースにタンパク質(P1)を作用させる工程(i)を行って製造してもよい。この場合、製造方法は、SG1のグルコース残基へのβ−1→2結合のグルコース転移によりSG2(2)を生成させる工程(i)、及び、該SG2(2)及びUDP−グルコースに上記タンパク質(P1)を作用させ、SG3(2,2)を生成させる工程を含む。また、上記のSG1を準備する工程を含んでいてもよい。
Next, a method for producing SG3 (2,2) as a sesaminol disaccharide or a trisaccharide glycoside will be described in more detail.
The method for producing SG3 (2,2) comprises the step (i) of allowing the protein (P1) to act on SG2 (2) and UDP-glucose. SG2 (2) may be produced by performing the step (i) of allowing the protein (P1) to act on SG1 and UDP-glucose described above. In this case, the production method is a step (i) of producing SG2 (2) by β-1 → 2 bond glucose transfer to the glucose residue of SG1, and the above protein in SG2 (2) and UDP-glucose. (P1) is allowed to act to generate SG3 (2,2). Further, the step of preparing the SG1 may be included.
(SG1及びUDP−グルコースにタンパク質(P1)を作用させる工程(i))
本工程では、タンパク質(P1)を用いることにより、SG1とUDP−グルコースとを反応させ、SG1のグルコース残基へのβ−1→2結合のグルコース転移によりSG2(2)を合成する。
(Step (i) of allowing protein (P1) to act on SG1 and UDP-glucose)
In this step, SG1 is reacted with UDP-glucose by using a protein (P1), and SG2 (2) is synthesized by a β-1 → 2 bond glucose transfer of SG1 to a glucose residue.
(SG2(2)及びUDP−グルコースにタンパク質(P1)を作用させる工程(i))
タンパク質(P1)を用いることにより、SG2(2)と、UDP−グルコースとを反応させ、SG2(2)の2つ目のグルコース残基へのβ−1→2結合のグルコース転移によりSG3(2,2)を合成する。
上記において、タンパク質(P1)は、SG2(2)の2つ目のグルコース残基へのβ−1→2結合のグルコース転移活性(III)を有するタンパク質として機能する。
(Step (i) of causing protein (P1) to act on SG2 (2) and UDP-glucose)
By using protein (P1), SG2 (2) is reacted with UDP-glucose, and SG3 (2) is transferred by β-1 → 2 binding glucose transfer to the second glucose residue of SG2 (2). , 2) are synthesized.
In the above, the protein (P1) functions as a protein having a glucose transfer activity (III) of β-1 → 2 binding to the second glucose residue of SG2 (2).
このようにして得られたSG3(2,2)は本発明の新規化合物でもある。 The SG3 (2,2) thus obtained is also a novel compound of the present invention.
なお、SG3(2,2)を製造する方法において、反応系に上記タンパク質(P2)が存在していると、最終生成物として、SG3(2,6)と共にSG3(2,2)が合成される。
そのため、SG3(2,2)を製造する方法の反応系には、タンパク質(P2)が存在していないことが好ましい。
In the method for producing SG3 (2,2), if the above protein (P2) is present in the reaction system, SG3 (2,2) is synthesized together with SG3 (2,6) as the final product. NS.
Therefore, it is preferable that the protein (P2) is not present in the reaction system of the method for producing SG3 (2,2).
図1は、SG3(2,6)、又は、SG3(2,2)を合成する経路を模式的に示す反応図である。
図1に示すように、タンパク質(P1)及び所望によりタンパク質(P2)を用い、セサミノール1糖又は2糖配糖体を原料としてセサミノール2糖又は3糖配糖体を製造することができる。
これらの各反応は、別々の反応系で行ってもよく、同一の反応系で行ってもよい。
FIG. 1 is a reaction diagram schematically showing a route for synthesizing SG3 (2,6) or SG3 (2,2).
As shown in FIG. 1, a sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside can be produced from a sesaminol disaccharide or disaccharide glycoside using a protein (P1) and, if desired, a protein (P2). ..
Each of these reactions may be carried out in a separate reaction system or in the same reaction system.
上記では、セサミノール配糖体(1)として、一般式(1)における(S1)がグルコース残基の場合に、該グルコース残基へのβ−1→2結合のグルコース転移によりセサミノール2糖又は3糖配糖体を製造する方法を例に挙げたが、これらは本発明の製造方法の一例であり、上記に限定されない。 In the above, as the sesaminol glycoside (1), when (S1) in the general formula (1) is a glucose residue, the sesaminol disaccharide is due to the glucose transfer of β-1 → 2 bond to the glucose residue. Alternatively, a method for producing a trisaccharide glycoside has been given as an example, but these are examples of the production method of the present invention and are not limited to the above.
本発明の製造方法により製造されるセサミノール2糖又は3糖配糖体は、通常、セサミンアグリコンと比較して水溶性が高い。すなわち、該セサミノール2糖又は3糖配糖体は、水系溶媒に容易に溶解する。そのため、該セサミノール2糖又は3糖配糖体を用いることにより、例えば、飲食品分野、医療分野において、該セサミノール2糖又は3糖配糖体が溶解した水溶液を容易に得ることができる。 The sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside produced by the production method of the present invention is usually more water-soluble than sesamin aglycone. That is, the sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside is easily dissolved in an aqueous solvent. Therefore, by using the sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside, for example, in the food and drink field and the medical field, an aqueous solution in which the sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside is dissolved can be easily obtained. ..
次に、タンパク質(P1)、特に、タンパク質(P1−1)について詳述する。 Next, the protein (P1), particularly the protein (P1-1), will be described in detail.
タンパク質(P1−1)は、配列番号1又は2のアミノ酸配列からなるタンパク質である。
現在まで、配列番号1及び2のアミノ酸配列からなるタンパク質の機能は知られていなかった。
The protein (P1-1) is a protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or 2.
To date, the function of the protein consisting of the amino acid sequences of SEQ ID NOs: 1 and 2 has not been known.
上記の通り、配列番号1及び2のアミノ酸配列からなるタンパク質であるタンパク質SiGGT21842及びタンパク質SiGGT21842R229Qは、以下の(I)〜(III)の3つの活性を有する。
すなわち、これらタンパク質は、SG1のグルコース残基へのβ−1→2結合のグルコース転移活性(I)、SG2(6)の1つ目のグルコース残基へのβ−1→2結合のグルコース転移活性(II)、及び、SG2(2)の2つ目のグルコース残基へのβ−1→2結合のグルコース転移活性(III)を有する。上述したようにタンパク質(P1)はUDP−糖特異的糖転移酵素である。
As described above, the protein SiGGT21842 and the protein SiGGT21842R229Q, which are proteins consisting of the amino acid sequences of SEQ ID NOs: 1 and 2, have the following three activities (I) to (III).
That is, these proteins have a β-1 → 2 bond glucose transfer activity (I) to the glucose residue of SG1 and a β-1 → 2 bond glucose transfer activity (I) to the first glucose residue of SG2 (6). It has activity (II) and glucose transfer activity (III) of β-1 → 2 binding to the second glucose residue of SG2 (2). As mentioned above, the protein (P1) is a UDP-sugar specific glycosyltransferase.
また、配列番号3のヌクレオチド配列は、配列番号1のアミノ酸配列をコードし、配列番号4のヌクレオチド配列は、配列番号2のアミノ酸配列をコードする。
配列番号2のアミノ酸配列は新規なアミノ酸配列である。すなわち、タンパク質SiGGT21842R229Qは新規なタンパク質である。配列番号2のアミノ酸配列からなるタンパク質も、本発明の1つである。
配列番号4のヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチドも、本発明の1つである。
The nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 encodes the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1, and the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4 encodes the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2.
The amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 is a novel amino acid sequence. That is, the protein SiGGT21842R229Q is a novel protein. A protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 is also one of the present inventions.
A polynucleotide comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4 is also one of the present inventions.
次に、タンパク質(P1)の製造方法の一例について説明する。
これらタンパク質の製造方法としては、以下の方法があげられる。
例えば、配列番号3又は4のヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチドをベクターに組み込んで発現ベクターを作製する。上記発現ベクターを宿主に導入し、宿主の形質転換を行い形質転換体とする。形質転換体及びその製造方法は後述する。
そして、該形質転換体にタンパク質を発現させ、タンパク質を精製することにより上記タンパク質(P1)を得ることができる。
Next, an example of a method for producing a protein (P1) will be described.
Examples of the method for producing these proteins include the following methods.
For example, an expression vector is prepared by incorporating a polynucleotide containing the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 or 4 into the vector. The above expression vector is introduced into a host, and the host is transformed into a transformant. The transformant and the method for producing the transformant will be described later.
Then, the protein (P1) can be obtained by expressing a protein in the transformant and purifying the protein.
配列番号3又は4のヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチドの準備方法としては特に限定されない。例えば、公知の遺伝子工学的手法又は合成手法によって取得することができる。配列番号3又は4のヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチドは、例えば、ゴマ属植物(好ましくはゴマ)から得ることができる。本発明のポリヌクレオチドは、植物体等から単離された天然由来のポリヌクレオチド、遺伝子工学の手法により製造された組換え型のポリヌクレオチド、化学合成されたポリヌクレオチドを含む。 The method for preparing a polynucleotide containing the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 or 4 is not particularly limited. For example, it can be obtained by a known genetic engineering method or synthetic method. A polynucleotide comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 or 4 can be obtained, for example, from a plant of the genus Sesamum (preferably sesame). The polynucleotide of the present invention includes naturally occurring polynucleotides isolated from plants and the like, recombinant polynucleotides produced by genetic engineering techniques, and chemically synthesized polynucleotides.
ベクターとしては、特に限定されず、例えば、導入する宿主の種類に応じて、適宜選択すればよい。上記ベクターは、アグロバクテリウム法を用いて形質転換を行う場合、例えば、バイナリーベクターが好ましく、例えば、pBI121、pPZP202、pBINPLUS及びpBIN19等があげられる。大腸菌等の細菌に形質転換を行う場合、ベクターとして、例えば、pETベクター(Merck社)、pColdベクター(タカラバイオ株式会社)、PQEベクター(QIAGEN社)等があげられる。酵母等の真核生物に形質転換を行う場合、ベクターとして、例えば、pYE22m等があげられ、また、pYES(Invitrogen社)、pESC(Stratagene社)等の市販の酵母発現ベクターを用いることもできる。 The vector is not particularly limited, and may be appropriately selected depending on, for example, the type of host to be introduced. When the above vector is transformed by using the Agrobacterium method, for example, a binary vector is preferable, and examples thereof include pBI121, pPZP202, pBINPLUS and pBIN19. When transforming a bacterium such as Escherichia coli, examples of the vector include a pET vector (Merck), a pCold vector (Takara Bio Co., Ltd.), and a PQE vector (QIAGEN). When transforming a eukaryote such as yeast, examples thereof include pYE22m and the like, and commercially available yeast expression vectors such as pYES (Invitrogen) and pESC (Stratagene) can also be used.
発現ベクターは、例えば、ポリヌクレオチドの発現及びポリヌクレオチドがコードするタンパク質の発現を調節する、調節配列を有することが好ましい。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、ポリアデニル化シグナル配列、複製起点配列(ori)等があげられる。例えば、細菌用発現ベクターのプロモーターとしては、慣用的なプロモーター(例えば、trcプロモーター、tacプロモーター、lacプロモーター等)を使用することができ、酵母用プロモーターとしては、例えば、グリセルアルデヒド3リン酸デヒドロゲナーゼプロモーター、PH05プロモーター等があげられ、糸状菌用プロモーターとしては、例えば、アミラーゼ、trpC等があげられる。また、植物細胞内で目的遺伝子を発現させるためのプロモーターの例としては、カリフラワーモザイクウィルスの35S RNAプロモーター、rd29A遺伝子プロモーター、rbcSプロモーター、上記カリフラワーモザイクウィルスの35S RNAプロモーターのエンハンサー配列をアグロバクテリウム由来のマンノピン合成酵素プロモーター配列の5’側に付加したmac−1プロモーター等があげられる。動物細胞宿主用プロモーターとしては、ウイルス性プロモーター(例えば、SV40初期プロモーター、SV40後期プロモーター等)があげられる。 The expression vector preferably has, for example, a regulatory sequence that regulates the expression of the polynucleotide and the expression of the protein encoded by the polynucleotide. Examples of the regulatory sequence include a promoter, a terminator, an enhancer, a polyadenylation signal sequence, an origin of replication sequence (ori), and the like. For example, a conventional promoter (for example, trc promoter, tac promoter, lac promoter, etc.) can be used as the promoter of the expression vector for bacteria, and for example, the glyceraldehyde triphosphate dehydrogenase can be used as the promoter for yeast. Examples include promoters, PH05 promoters, and examples of promoters for filamentous fungi include amylases, trpC, and the like. As examples of promoters for expressing the target gene in plant cells, the enhancer sequences of the 35S RNA promoter of the Califlower mosaic virus, the rd29A gene promoter, the rbcS promoter, and the 35S RNA promoter of the Califlower mosaic virus are derived from agrobacterium. The mac-1 promoter added to the 5'side of the mannopine synthase promoter sequence of the above can be mentioned. Examples of promoters for animal cell hosts include viral promoters (eg, SV40 early promoter, SV40 late promoter, etc.).
発現ベクターにおいて、調節配列の配置は特に限定されない。上記調節配列は、例えば、ポリヌクレオチドの発現及びこれがコードするタンパク質の発現を、機能的に調節できるように配置されていればよく、公知の方法に基づいて配置できる。また、調節配列は、導入されるべき宿主の種類に応じて適宜選択すればよい。調節配列は、例えば、ベクターが予め備える配列を利用してもよいし、ベクターに、さらに、調節配列を挿入してもよいし、ベクターが備える調節配列を、他の調節配列に置き換えてもよい。 In the expression vector, the arrangement of regulatory sequences is not particularly limited. The regulatory sequence may be arranged, for example, so as to be able to functionally regulate the expression of the polynucleotide and the expression of the protein encoded by the polynucleotide, and can be arranged based on a known method. In addition, the regulatory sequence may be appropriately selected according to the type of host to be introduced. As the regulatory sequence, for example, a sequence provided in advance by the vector may be used, a regulatory sequence may be further inserted into the vector, or the regulatory sequence contained in the vector may be replaced with another regulatory sequence. ..
発現ベクターは、例えば、さらに、選択マーカーや精製タグのコード配列を1又は2以上の有してもよい。選択マーカーとしては、例えば、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があげられる。精製タグとしては、例えば、Hisタグ、mycタグ、FLAGタグ、グルタチオン-S-トランスフェラーゼ、マルトース結合タンパク質等があげられる。 The expression vector may further have, for example, one or more coding sequences for selectable markers or purified tags. Examples of the selectable marker include a drug resistance marker, a fluorescent protein marker, an enzyme marker, a cell surface receptor marker and the like. Examples of the purification tag include His tag, myc tag, FLAG tag, glutathione-S-transferase, maltose-binding protein and the like.
発現ベクターを宿主に導入する方法は特に限定されず、公知の方法により行うことができる。上記導入方法は、例えば、宿主の種類、発現ベクターの種類等に応じて、適宜決定できる。 The method for introducing the expression vector into the host is not particularly limited, and a known method can be used. The introduction method can be appropriately determined depending on, for example, the type of host, the type of expression vector, and the like.
発現ベクターを導入する宿主は、特に限定されないが、非ヒト宿主であることが好ましく、例えば、植物体又はその部分、微生物、動物細胞、昆虫細胞、これらの培養細胞等があげられる。中でも、植物体又はその部分、微生物を宿主とすることが好ましい。 The host into which the expression vector is introduced is not particularly limited, but is preferably a non-human host, and examples thereof include plant bodies or parts thereof, microorganisms, animal cells, insect cells, and cultured cells thereof. Above all, it is preferable to use a plant, a part thereof, or a microorganism as a host.
宿主が植物体又はその部分である場合、宿主植物としては、例えば、ゴマ属植物(ゴマ等)、カラハナソウ属植物(例えば、ホップ(Humulus lupulus)等)、バラ科植物(例えば、イチゴ、ウメ、サクラ、バラ、ブルーベリー、ブラックベリー、ビルベリー、カシス、ラズベリー等)、ナデシコ科植物(カーネーション、カスミソウ等)、キク科植物(キク、ガーベラ、ヒマワリ、デイジー等)、ラン科植物(ラン等)、サクラソウ科植物(シクラメン等)、リンドウ科植物(トルコギキョウ、リンドウ等)、アヤメ科植物(フリージア、アヤメ、グラジオラス等)、ゴマノハグサ科植物(キンギョソウ、トレニア等)、ベンケイソウ(カランコエ)、ユリ科植物(ユリ、チューリップ等)、ヒルガオ科植物(アサガオ、モミジヒルガオ、ヨルガオ、サツマイモ、ルコウソウ、エボルブルス等)、アジサイ科植物(アジサイ、ウツギ等)、ウリ科植物(ユウガオ等)、フロウソウ科植物(ペラルゴニウム、ゼラニウム等)、モクセイ科植物(レンギョウ等)、ブドウ科植物(例えば、ブドウ等)、ツバキ科植物(チャ、ツバキ、チャノキ等)、イネ科植物(例えば、イネ、オオムギ、コムギ、エンバク、ライムギ、トウモロコシ、アワ、ヒエ、コウリャン、サトウキビ、タケ、カラスムギ、シコクビエ、モロコシ、マコモ、ハトムギ、牧草等)、クワ科植物(クワ、ホップ、コウゾ、ゴムノキ、アサ等)、アカネ科植物(コーヒーノキ、クチナシ等)、ブナ科植物(ナラ、ブナ、カシワ等)、ミカン科植物(例えば、ダイダイ、ユズ、ウンシュウミカン、サンショウ)、アブラナ科植物(赤キャベツ、ハボタン、ダイコン、シロナズナ、アブラナ、キャベツ、ブロッコリー、カリフラワー等)、シソ科(サルビア、シソ、ラベンダー、タツナミソウ等)、ナス科植物(例えば、ナス、トマト、トウガラシ、ジャガイモ、タバコ、チョウセンアサガオ、ホオズキ、ペチュニア、カリブラコア、ニーレンベルギア等)、マメ科植物(例えば、ダイズ、アズキ、ラッカセイ、インゲンマメ、ソラマメ、ミヤコグサ等)があげられる。
これらの中では、ゴマ属植物が好ましく、ゴマの植物体又はその部分であることが好ましい。
When the host is a plant or a part thereof, the host plants include, for example, sesame plants (such as sesame), plants belonging to the genus Karahanasou (for example, Humulus lupulus), and rose family plants (for example, strawberries, sea urchins, etc.). Sakura, rose, blueberry, blackberry, bilberry, cassis, raspberry, etc.), Nadeshiko family plant (carnation, Kasumi sou, etc.), Kiku family plant (Kiku, Gerbera, sunflower, daisy, etc.), Orchid family plant (orchid, etc.), Sakura sou Family plants (cyclamen, etc.), Lindou family plants (Turkish gyo, lindo, etc.), Ayame family plants (Freesia, Ayame, Gradiolas, etc.), Gomanohagusa family plants (Kingyosou, Trenia, etc.) Tulip, etc.), Hirugao (Asagao, Momiji Hirugao, Yorgao, Sweet potato, Rukosou, Evolbles, etc.), Hydrangea (Ajisai, Utsugi, etc.), Urigao (Yugao, etc.) , Mokusei family plants (Lengyo, etc.), Vine family plants (eg, grapes, etc.), Swallow family plants (Cha, Tsubaki, Chanoki, etc.) , Hie, Kouryan, Satoukibi, Bamboo, Karasumugi, Shikokubie, Morokoshi, Makomo, Hatomugi, Grass, etc.) Family plants (nara, beech, kashiwa, etc.), citrus plants (eg, Daidai, Yuzu, Unshuumikan, Sansho), Abrana family plants (red cabbage, habutton, daikon, white nazuna, abrana, cabbage, broccoli, cauliflower, etc.) , Perilla family (salvia, perilla, lavender, tatsunamisou, etc.), eggplant family plants (eg, eggplant, tomato, capsicum, potato, tobacco, butterfly sagao, hozuki, petunia, calibracoa, nierenbergia, etc.), legumes (eg, soybean) , Azuki, Rakkasei, Ingenmame, Soramame, Miyakogusa, etc.).
Among these, a plant of the genus Sesamum is preferable, and a plant body of sesame or a part thereof is preferable.
本明細書において、「植物体」は、植物全体を示す植物個体を意味し、「植物体の部分」は、上記植物個体の部分であり、例えば、器官、組織又は細胞等があげられ、いずれでもよい。上記器官として、例えば、花弁、花冠、花、毬花、腺毛、葉、種子、果実、茎、根、むかご等があげられる。茎として、例えば、球根等の鱗茎、塊茎、球茎、根茎、ライナー等があげられる。根として、例えば、塊根、横走根等があげられる。上記組織は、例えば、上記器官の部分(例えば、表皮、師部、柔組織、木部、維管束、柵状組織、海面状組織等)である。植物体の部分は、例えば、一種類の器官、組織及び/又は細胞でもよいし、二種類以上の器官、組織及び/又は細胞でもよい。植物の細胞は、培養細胞であってもよく、種々の形態の細胞(例えば、懸濁培養細胞)、プロトプラスト、カルス等のいずれをも意味する。 In the present specification, the "plant body" means a plant individual indicating the whole plant, and the "plant body part" is a part of the above-mentioned plant individual, and examples thereof include organs, tissues, cells, and the like. It may be. Examples of the organs include petals, corollas, flowers, flowers, glandular hairs, leaves, seeds, fruits, stems, roots, propagules and the like. Examples of the stem include bulbs such as bulbs, tubers, corms, rhizomes, liners and the like. Examples of the root include a bulbous root, a horizontal root, and the like. The tissue is, for example, a part of the organ (for example, epidermis, phloem, parenchyma, xylem, vascular bundle, palisade tissue, sea surface tissue, etc.). The portion of the plant may be, for example, one type of organ, tissue and / or cell, or two or more types of organ, tissue and / or cell. The plant cell may be a cultured cell, and means any of various forms of cells (for example, suspended cultured cell), protoplast, callus, and the like.
発現ベクターを宿主に導入する方法は特に限定されず、公知の形質転換方法を使用することができる。導入方法としては、例えば、アグロバクテリウム法、パーティクルガン等の遺伝子銃による導入法、リン酸カルシウム法、ポリエチレングリコール法、リポソームを用いる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、DEAE−デキストラン法、微小ガラス管等を用いた直接注入法、ハイドロダイナミック法、カチオニックリポソーム法、CRISPR−Cas法(例えば、Woo et al., Nature Biotechnology 33, 1162−1164 (2015))、導入補助剤を用いる方法等があげられる。リポソームとしては、例えば、リポフェクタミン及びカチオニックリポソーム等があげられる。導入補助剤としては、例えば、アテロコラーゲン、ナノ粒子及びポリマー等があげられる。導入方法は、宿主の種類等に応じて適宜選択すればよい。例えば、宿主が植物体又はその部分の場合には、アグロバクテリウム法が好ましい。 The method for introducing the expression vector into the host is not particularly limited, and a known transformation method can be used. Examples of the introduction method include an Agrobacterium method, an introduction method using a gene gun such as a particle gun, a calcium phosphate method, a polyethylene glycol method, a lipofection method using liposomes, an electroporation method, an ultrasonic nucleic acid introduction method, and a DEAE-dextran method. , Direct injection method using a micro glass tube, hydrodynamic method, cationic liposome method, CRISPR-Cas method (for example, Woo et al., Nature Biotechnology 33, 1162-1164 (2015)), using an introduction aid. The method etc. can be mentioned. Examples of liposomes include lipofectamine and cationic liposomes. Examples of the introduction aid include atelocollagen, nanoparticles, polymers and the like. The introduction method may be appropriately selected according to the type of host and the like. For example, when the host is a plant or a part thereof, the Agrobacterium method is preferable.
上記宿主が、植物体又はその部分の場合、発現ベクターの導入は、例えば、植物体及びその部分のいずれに行ってもよく、好ましくは、植物体の部分であり、より好ましくは、組織又は細胞であり、さらに好ましくは細胞である。上記組織は、例えば、植物体から切り出した切片等があげられ、具体的には、葉、茎、根等の切片である。細胞としては、例えば、植物体又はその組織から採取した細胞、該細胞の培養細胞、プロトプラスト、カルス等があげられる。 When the host is a plant or a portion thereof, the expression vector may be introduced into, for example, the plant or a portion thereof, preferably a portion of the plant, more preferably a tissue or a cell. And more preferably cells. Examples of the above-mentioned tissue include sections cut out from a plant body, and specifically, sections such as leaves, stems, and roots. Examples of the cells include cells collected from a plant body or a tissue thereof, cultured cells of the cells, protoplasts, callus and the like.
発現ベクターが宿主に導入されたか否かの確認は、PCR法、サザンハイブリダイゼーション法、ノーザンハイブリダイゼーション法等によって行うことができる。例えば、形質転換体からDNAを調製し、DNA特異的プライマーを設計してPCRを行う。PCRにより得られた増幅産物についてアガロースゲル電気泳動、ポリアクリルアミドゲル電気泳動又はキャピラリー電気泳動等を行い、臭化エチジウム、SYBR Green液等によって染色し、そして増幅産物を1本のバンドとして検出することによって、形質転換されたことを確認することができる。また、予め蛍光色素等によって標識したプライマーを用いてPCRを行い、増幅産物を検出することもできる。さらに、マイクロプレート等の固相に増幅産物を結合させ、蛍光又は酵素反応等によって増幅産物を確認する方法も採用することができる。 Whether or not the expression vector has been introduced into the host can be confirmed by a PCR method, a Southern hybridization method, a Northern hybridization method, or the like. For example, DNA is prepared from transformants, DNA-specific primers are designed, and PCR is performed. The amplification product obtained by PCR is subjected to agarose gel electrophoresis, polyacrylamide gel electrophoresis, capillary electrophoresis, etc., stained with ethidium bromide, SYBR Green solution, etc., and the amplification product is detected as a single band. Can be confirmed to have been transformed. It is also possible to detect an amplification product by performing PCR using a primer labeled with a fluorescent dye or the like in advance. Further, a method of binding the amplification product to a solid phase such as a microplate and confirming the amplification product by fluorescence, enzymatic reaction or the like can also be adopted.
このように発現ベクターが導入された宿主を培養し、タンパク質(P1−1)等のタンパク質(P1)を発現させる。
宿主の培養方法及びタンパク質の発現方法は、宿主の種類に応じた公知の方法を適用することができる。
The host into which the expression vector has been introduced is cultured in this way to express a protein (P1) such as a protein (P1-1).
As a method for culturing a host and a method for expressing a protein, a known method according to the type of host can be applied.
タンパク質(P1)の精製方法は、特に限定されず、公知の方法を用いることができる。
このような方法により、タンパク質(P1−1)を製造することができる。
The method for purifying the protein (P1) is not particularly limited, and a known method can be used.
A protein (P1-1) can be produced by such a method.
なお、配列番号2のアミノ酸配列からなるタンパク質、配列番号4のヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチド、及び、該ポリヌクレオチドを含む発現ベクターは、それぞれ、本発明のタンパク質、ポリヌクレオチド及び発現ベクターでもある。 The protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, the polynucleotide containing the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4, and the expression vector containing the polynucleotide are also the protein, polynucleotide, and expression vector of the present invention, respectively.
また、上記タンパク質(P1)を製造する方法において、配列番号3又は4のヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチドの代わりに、以下のポリヌクレオチド(N1−2)〜(N1−4)をベクターに組み込んで発現ベクターを作製することによっても、タンパク質(P1)を製造することができる。
(N1−2)配列番号3又は4のヌクレオチド配列に1個又は数個のヌクレオチドが欠失、置換及び/又は付加されたヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドであり、かつ、上記一般式(1)で示されるセサミノール1糖又は2糖配糖体のヘキソース残基へのβ−1→2結合の糖転移活性を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド
(N1−3)配列番号3又は4のヌクレオチド配列に対して、90%以上の同一性を有するヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドであり、かつ、上記一般式(1)で示されるセサミノール1糖又は2糖配糖体のヘキソース残基へのβ−1→2結合の糖転移活性を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド
(N1−4)配列番号3又は4のヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチドからなり、かつ、上記一般式(1)で示されるセサミノール1糖又は2糖配糖体のヘキソース残基へのβ−1→2結合の糖転移活性を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド
Further, in the method for producing the protein (P1), the following polynucleotides (N1-2) to (N1-4) are incorporated into a vector and expressed in place of the polynucleotide containing the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 or 4. The protein (P1) can also be produced by producing a vector.
(N1-2) A nucleotide having a nucleotide sequence in which one or several nucleotides are deleted, substituted and / or added to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 or 4, and according to the above general formula (1). To the nucleotide sequence of nucleotide (N1-3) SEQ ID NO: 3 or 4, which encodes a protein having β-1 → 2 binding glycotide activity to the hexose residue of the sesaminol monosaccharide or disaccharide glycoside shown. On the other hand, β-1 to the hexsource residue of the sesaminol monosaccharide or disaccharide glycoside represented by the above general formula (1), which is a nucleotide having a nucleotide sequence having 90% or more identity. → Polynucleotide (N1-4) encoding a protein having 2-binding glycosyltransferase activity A polynucleotide that hybridizes with a nucleotide consisting of a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 or 4 under stringent conditions. A polynucleotide consisting of and encoding a protein having a β-1 → 2 binding glycotide transfer activity to a hexose residue of a sesaminol monosaccharide or disaccharide glycoside represented by the above general formula (1).
上記(N1−2)において、「1又は数個」は、例えば、上記(N1−2)のポリヌクレオチドにコードされるタンパク質が、セサミノール配糖体(1)のヘキソース残基へのβ−1→2結合の糖転移活性を有する範囲であればよい。上記(N1−2)における「1又は数個」は、好ましくは1〜50個、1〜30個、1〜20個、1〜10個、より好ましくは1〜9個、さらに好ましくは1〜5個、特に好ましくは1〜3個、最も好ましくは1又は2個である。付加は、例えば、配列内への挿入の意味も含む。ポリヌクレオチドのヌクレオチド配列において、1もしくは数個のヌクレオチドが欠失、置換及び/又は付加されたとは、同一配列中の任意かつ1もしくは複数のヌクレオチド配列中の位置において、1もしくは複数個のヌクレオチドの欠失、置換及び/又は付加があることを意味し、欠失、置換及び付加のうち2種以上が同時に生じていてもよい。 In the above (N1-2), "1 or several" means that, for example, the protein encoded by the polynucleotide of the above (N1-2) is β-to the hexose residue of the sesaminol glycoside (1). Any range may be used as long as it has a 1 → 2 bond glycosyl transfer activity. The "1 or several" in the above (N1-2) is preferably 1 to 50, 1 to 30, 1 to 20, more preferably 1 to 9, and even more preferably 1 to 1. The number is 5, particularly preferably 1 to 3, and most preferably 1 or 2. Addition also includes, for example, the meaning of insertion into a sequence. Deletion, substitution and / or addition of one or several nucleotides in the nucleotide sequence of a polynucleotide means that one or more nucleotides are located at any and one or more positions in the same sequence. It means that there are deletions, substitutions and / or additions, and two or more of deletions, substitutions and additions may occur at the same time.
上記(N1−3)において、同一性(配列同一性)は、例えば、上記(N1−3)のポリヌクレオチドにコードされるタンパク質が、セサミノール配糖体(1)のヘキソース残基へのβ−1→2結合の糖転移活性を有する範囲であればよい。同一性は、90%以上であり、好ましくは92%以上、より好ましくは95%以上、96%以上、97%以上、さらに好ましくは98%以上、特に好ましくは99%以上である。 In the above (N1-3), the identity (sequence identity) means that, for example, the protein encoded by the polynucleotide of the above (N1-3) is β to the hexose residue of the sesaminol glycoside (1). Any range may be used as long as it has a -1 → 2 bond glycosyl transfer activity. The identity is 90% or more, preferably 92% or more, more preferably 95% or more, 96% or more, 97% or more, still more preferably 98% or more, and particularly preferably 99% or more.
次に、タンパク質(P2)、特に、タンパク質(P2−1)及び(P2−5)について詳述する。 Next, proteins (P2), particularly proteins (P2-1) and (P2-5), will be described in detail.
タンパク質(P2−1)は、配列番号5のアミノ酸配列からなるタンパク質である。
タンパク質(P2−5)は、配列番号7のアミノ酸配列からなるタンパク質である。
現在まで、配列番号5のアミノ酸配列からなるタンパク質の機能は知られていなかった。
The protein (P2-1) is a protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5.
The protein (P2-5) is a protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 7.
To date, the function of the protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5 has not been known.
タンパク質(P2−1)(タンパク質SiGGT21646)、及び、タンパク質(P2−5)(タンパク質UGT94D1)は、以下の2つの活性を有する。
すなわち、これらタンパク質は、SG1のグルコース残基へのβ−1→6結合のグルコース転移活性(IV)、及び、SG2(2)の1つ目のグルコース残基へのβ−1→6結合のグルコース転移活性(V)を有する。上述したようにタンパク質(P2)はUDP−糖特異的糖転移酵素である。
The protein (P2-1) (protein SiGGT21646) and the protein (P2-5) (protein UGT94D1) have the following two activities.
That is, these proteins have β-1 → 6 binding glucose transfer activity (IV) to the glucose residue of SG1 and β-1 → 6 binding to the first glucose residue of SG2 (2). Has glucose transfer activity (V). As mentioned above, the protein (P2) is a UDP-sugar specific glycosyltransferase.
また、配列番号6のヌクレオチド配列は、配列番号5のアミノ酸配列をコードし、また、配列番号8のヌクレオチド配列は、配列番号7のアミノ酸配列をコードする。 The nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6 encodes the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5, and the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 8 encodes the amino acid sequence of SEQ ID NO: 7.
次に、タンパク質(P2−1)(タンパク質SiGGT21646)の製造方法について説明する。
上記タンパク質(P1)を製造する方法において、配列番号3又は4のヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチドの代わりに、以下のポリヌクレオチド(N2−1)〜(N2−8)のいずれか又は2以上をベクターに組み込んで発現ベクターを作製することにより、タンパク質(P2−1)(タンパク質SiGGT21646)等のタンパク質(P2)を製造することができる。
(N2−1)配列番号6のヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチド
(N2−2)配列番号6のヌクレオチド配列に1個又は数個のヌクレオチドが欠失、置換及び/又は付加されたヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドであり、かつ、上記一般式(1)で示されるセサミノール1糖又は2糖配糖体の1つ目のヘキソース残基へのβ−1→6結合の糖転移活性を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド
(N2−3)配列番号6のヌクレオチド配列に対して、90%以上の同一性を有するヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドであり、かつ、上記一般式(1)で示されるセサミノール1糖又は2糖配糖体の1つ目のヘキソース残基へのβ−1→6結合の糖転移活性を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド
(N2−4)配列番号6のヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチドからなり、かつ、上記一般式(1)で示されるセサミノール1糖又は2糖配糖体の1つ目のヘキソース残基へのβ−1→6結合の糖転移活性を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド
(N2−5)配列番号8のヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチド
(N2−6)配列番号8のヌクレオチド配列に1個又は数個のヌクレオチドが欠失、置換及び/又は付加されたヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドであり、かつ、上記一般式(1)で示されるセサミノール1糖又は2糖配糖体の1つ目のヘキソース残基へのβ−1→6結合の糖転移活性を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド
(N2−7)配列番号8のヌクレオチド配列に対して、90%以上の同一性を有するヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドであり、かつ、上記一般式(1)で示されるセサミノール1糖又は2糖配糖体の1つ目のヘキソース残基へのβ−1→6結合の糖転移活性を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド
(N2−8)配列番号8のヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチドからなり、かつ、上記一般式(1)で示されるセサミノール1糖又は2糖配糖体の1つ目のヘキソース残基へのβ−1→6結合の糖転移活性を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド
Next, a method for producing the protein (P2-1) (protein SiGGT21646) will be described.
In the method for producing the protein (P1), any or two or more of the following polynucleotides (N2-1) to (N2-8) are vectorized instead of the polynucleotide containing the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 or 4. A protein (P2) such as a protein (P2-1) (protein SiGGT21646) can be produced by producing an expression vector by incorporating the expression vector into the protein (P2-1).
(N2-1) Nucleotide consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6 Polynucleotide having a nucleotide sequence in which one or several nucleotides are deleted, substituted and / or added to the nucleotide sequence of (N2-2) SEQ ID NO: 6. It is a nucleotide and encodes a protein having a β-1 → 6 binding glycosyltransferase activity to the first hex source residue of the sesaminol monosaccharide or disaccharide glycoside represented by the above general formula (1). Nucleotide (N2-3) A sesaminol 1 sugar represented by the above general formula (1), which is a nucleotide having a nucleotide sequence having 90% or more identity with respect to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6. Alternatively, a nucleotide complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6 of a polynucleotide (N2-4) encoding a protein having a β-1 → 6 binding glycotransferase activity to the first hex source residue of a disaccharide glycoside. To the first hexsource residue of the sesaminol monosaccharide or disaccharide glycoside represented by the above general formula (1), which consists of a polynucleotide consisting of a sequence and a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions. One or a number in the nucleotide sequence of the nucleotide (N2-6) SEQ ID NO: 8 consisting of the nucleotide sequence of the nucleotide (N2-5) SEQ ID NO: 8 encoding the protein encoding the β-1 → 6 binding glycotide activity of The first hexadose of the sesaminol monosaccharide or disaccharide glycoside represented by the above general formula (1), wherein the nucleotide is a polynucleotide having a nucleotide sequence deleted, substituted and / or added. Polynucleotide (N2-7) Polynucleotide (N2-7) Polynucleotide having a nucleotide sequence having 90% or more identity with respect to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 8, which encodes a protein having β-1 → 6 binding glycotransferase activity to a residue. It is a nucleotide and encodes a protein having a β-1 → 6 binding glycosyltransferase activity to the first hex source residue of the sesaminol monosaccharide or disaccharide glycoside represented by the above general formula (1). Nucleotide (N2-8) Consists of a nucleotide consisting of a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 8 and a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions, and is represented by the above general formula (1). A polynucleotide encoding a protein having a β-1 → 6-binding glycosyltransferase activity to the first hexose residue of a sesaminol monosaccharide or disaccharide glycoside
上記(N2−2)及び(N2−6)において、「1又は数個」は、例えば、上記(N2−2)及び(N2−6)のポリヌクレオチドにコードされるタンパク質が、セサミノール配糖体(1)の1つ目のヘキソース残基へのβ−1→6結合の糖転移活性を有する範囲であればよい。上記(N2−2)及び(N2−6)における「1又は数個」は、好ましくは1〜50個、1〜30個、1〜20個、1〜10個、より好ましくは1〜9個、さらに好ましくは1〜5個、特に好ましくは1〜3個、最も好ましくは1又は2個である。 In the above (N2-2) and (N2-6), "1 or several" means that, for example, the protein encoded by the polynucleotides of the above (N2-2) and (N2-6) is a sesaminol glycoside. Any range may be used as long as it has a β-1 → 6-binding glycosyltransferase activity to the first hexose residue of the body (1). The "1 or several" in the above (N2-2) and (N2-6) is preferably 1 to 50, 1 to 30, 1 to 20, 1 to 10, and more preferably 1 to 9. , More preferably 1 to 5, particularly preferably 1 to 3, and most preferably 1 or 2.
上記(N2−3)及び(N2−7)において、同一性(配列同一性)は、例えば、上記(N2−3)及び(N2−7)のポリヌクレオチドにコードされるタンパク質が、セサミノール配糖体(1)の1つ目のヘキソース残基へのβ−1→6結合の糖転移活性を有する範囲であればよい。同一性は、90%以上であり、好ましくは92%以上、より好ましくは95%以上、96%以上、97%以上、さらに好ましくは98%以上、特に好ましくは99%以上である。 In the above (N2-3) and (N2-7), the identity (sequence identity) is that, for example, the protein encoded by the polynucleotides of the above (N2-3) and (N2-7) is a sesaminol component. Any range may be used as long as it has the glycosyltransferase activity of β-1 → 6 binding to the first hexose residue of the sugar body (1). The identity is 90% or more, preferably 92% or more, more preferably 95% or more, 96% or more, 97% or more, still more preferably 98% or more, and particularly preferably 99% or more.
また、上記ポリヌクレオチド(N1−1)〜(N1−4)及びポリヌクレオチド(N2−1)〜(N2−4)からなる群より選択される少なくとも1つのポリヌクレオチドを含む発現ベクターが導入された非ヒト宿主である形質転換体は、本発明の形質転換体でもある。このような発現ベクター及び形質転換体の製造方法は、上述したタンパク質(P−1)の製造における発現ベクター及び形質転換体の製造方法と同じである。
好ましくは、ポリヌクレオチド(N1−1)〜(N1−4)からなる群より選択される少なくとも1つのポリヌクレオチドを含む発現ベクターが導入された非ヒト宿主である形質転換体であり、この形質転換体に、さらに、ポリヌクレオチド(N2−1)〜(N2−4)からなる群より選択される少なくとも1つのポリヌクレオチドを含む発現ベクターが導入されていてもよい。
In addition, an expression vector containing at least one polynucleotide selected from the group consisting of the above-mentioned polynucleotides (N1-1) to (N1-4) and polynucleotides (N2-1) to (N2-4) was introduced. A transformant that is a non-human host is also a transformant of the present invention. The method for producing such an expression vector and transformant is the same as the method for producing the expression vector and transformant in the above-mentioned production of protein (P-1).
Preferably, it is a transformant which is a non-human host into which an expression vector containing at least one polynucleotide selected from the group consisting of polynucleotides (N1-1) to (N1-4) has been introduced, and this transformation The body may be further introduced with an expression vector containing at least one polynucleotide selected from the group consisting of polynucleotides (N2-1) to (N2-4).
なお、形質転換体を栽培又は培養する方法は、形質転換体の種類に応じた公知の方法を適用することができる。形質転換体を栽培又は培養することにより、形質転換体において上記ポリヌクレオチドを発現させ、タンパク質(P1)及び/又はタンパク質(P2)を合成することができる。この際、形質転換体において合成されたタンパク質(P1)及び/又はタンパク質(P2)を単離して、上述したセサミノール2糖又は3糖配糖体の製造に使用することができる。タンパク質(P1)及び(P2)は、精製タンパク質であってもよく、非精製タンパク質であってもよい。また、上記形質転換体において、上記タンパク質の合成と上記セサミノール2糖又は3糖配糖体の合成とを行ってもよい。このように、上記形質転換体を培養することにより、上記タンパク質(P1)及び/又は(P2)合成工程及びセサミノール2糖又は3糖配糖体合成工程を行うことができ、セサミノール2糖又は3糖配糖体を合成することができる。 As a method for cultivating or culturing the transformant, a known method according to the type of the transformant can be applied. By cultivating or culturing the transformant, the above-mentioned polynucleotide can be expressed in the transformant to synthesize a protein (P1) and / or a protein (P2). At this time, the protein (P1) and / or the protein (P2) synthesized in the transformant can be isolated and used for the production of the above-mentioned sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside. The proteins (P1) and (P2) may be purified proteins or unpurified proteins. Further, in the transformant, the synthesis of the protein and the synthesis of the sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside may be carried out. By culturing the transformant in this way, the protein (P1) and / or (P2) synthesis step and the sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside synthesis step can be performed, and the sesaminol disaccharide can be performed. Alternatively, a trisaccharide glycoside can be synthesized.
これまで、ポリヌクレオチド(N1−1)〜(N1−4)及びポリヌクレオチド(N2−1)〜(N2−8)を用いて作製された形質転換体を用いてタンパク質(P1)及び(P2)を製造する方法等を説明してきた。
この他に、例えば、ゴマ種子からタンパク質(P1)及び(P2)を抽出、精製することにより、タンパク質(P1)及び(P2)を得てもよい。
So far, proteins (P1) and (P2) have been prepared using transformants prepared using polynucleotides (N1-1) to (N1-4) and polynucleotides (N2-1) to (N2-8). Has been explained such as a method of manufacturing.
In addition, for example, proteins (P1) and (P2) may be obtained by extracting and purifying proteins (P1) and (P2) from sesame seeds.
次に、配列番号3、4又は6のヌクレオチド配列の少なくとも一部の配列を含むポリヌクレオチドを使用して、セサミノール2糖又は3糖配糖体合成能が異なる植物体を選別する本発明の植物体の選別方法について説明する。
セサミノール2糖又は3糖配糖体合成能が異なる植物体としては、例えば、既存品種と比較してセサミノール2糖又は3糖配当体合成能が高い、又は、低い植物体があげられる。
セサミノール2糖又は3糖配糖体としては、上述した製造方法により製造されるセサミノール2糖又は3糖配糖体が挙げられ、好ましくは、SG2(2)、SG3(2,6)、SG3(2,2)、及び、SG2(6)からなる群より選択される1種又は2種以上である。
Next, according to the present invention, a polynucleotide containing at least a part of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3, 4 or 6 is used to select plants having different sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside synthesizing ability. The method of selecting plants will be described.
Examples of plants having different sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside synthesizing ability include plants having high or low sesaminol disaccharide or trisaccharide dividend synthesizing ability as compared with existing varieties.
Examples of the sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside include sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside produced by the above-mentioned production method, preferably SG2 (2), SG3 (2,6), and SG3 (2,6). One or more selected from the group consisting of SG3 (2,2) and SG2 (6).
本発明の植物体の選別方法は、配列番号3、4又は6のヌクレオチド配列の少なくとも一部の配列を含むポリヌクレオチドを使用した植物体の選別方法であれば、どのような方法であってもよい。本発明の植物体の選別方法について2つの例(第1例及び第2例)をあげて以下に説明する。 The method for selecting a plant of the present invention may be any method as long as it is a method for selecting a plant using a polynucleotide containing at least a part of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3, 4 or 6. good. The method for selecting plants of the present invention will be described below with reference to two examples (first example and second example).
本発明の植物体の選別方法の第1例としては、(1)ポリヌクレオチド抽出工程と、(2)DNA増幅工程と、(3)遺伝的変異選別工程と、(4)比較工程とを含む方法があげられる。
各工程について以下に詳述する。
The first example of the method for selecting a plant of the present invention includes (1) a polynucleotide extraction step, (2) a DNA amplification step, (3) a genetic variation selection step, and (4) a comparison step. The method can be given.
Each step will be described in detail below.
(1)ポリヌクレオチド抽出工程
まず、植物体又はその部分からDNA又はRNAであるポリヌクレオチドを抽出する。
抽出したポリヌクレオチドがRNAである場合、RNAを逆転写してcDNAを合成する。
ポリヌクレオチドの抽出、及び、cDNAの合成は公知の方法を用いることができる。
DNA又はRNAを抽出する被検植物の部位は特に限定されないが、例えば、ゴマの植物体を選別する場合には、ゴマの種子等が好ましい。
(1) Polynucleotide Extraction Step First, a polynucleotide which is DNA or RNA is extracted from a plant or a part thereof.
When the extracted polynucleotide is RNA, RNA is reverse transcribed to synthesize cDNA.
Known methods can be used for the extraction of polynucleotides and the synthesis of cDNA.
The site of the test plant from which DNA or RNA is extracted is not particularly limited, but for example, when selecting a sesame plant, sesame seeds or the like are preferable.
(2)DNA増幅工程
次に、DNA又はcDNAから配列番号3、4又は6のヌクレオチド配列の少なくとも一部の配列を含むポリヌクレオチドを増幅し、増幅DNA断片を作製する。
ポリヌクレオチドを増幅する方法としては、特に限定されないが、例えばPCRを用いることができる。
DNAの増幅方法や、PCRで用いるプライマーの設計及び合成は、当該技術分野において周知であり、当業者であれば配列に基づき容易に実施可能である。
(2) DNA Amplification Step Next, a polynucleotide containing at least a part of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3, 4 or 6 is amplified from DNA or cDNA to prepare an amplified DNA fragment.
The method for amplifying the polynucleotide is not particularly limited, but PCR can be used, for example.
DNA amplification methods and the design and synthesis of primers used in PCR are well known in the art and can be easily carried out by those skilled in the art based on sequences.
(3)遺伝的変異選別工程
次に、増幅DNA断片のヌクレオチド配列と配列番号3、4又は6のヌクレオチド配列とを比較することにより、セサミノールGGTの活性を有するタンパク質をコードする遺伝子の遺伝的変異を特定し、遺伝的変異を含む遺伝子を有する変異植物体を選別する。
なお、本明細書において、「遺伝的変異」とは、突然変異及び/又は遺伝子多型のことを意味する。
(3) Genetic variation selection step Next, by comparing the nucleotide sequence of the amplified DNA fragment with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3, 4 or 6, the genetic of the gene encoding the protein having the activity of sesaminol GGT The mutation is identified and the mutant plant having the gene containing the genetic variation is selected.
In addition, in this specification, "genetic variation" means a mutation and / or a gene polymorphism.
(4)比較工程
次に、変異植物体における遺伝的変異を含む遺伝子の発現量、又は、遺伝的変異を含む遺伝子がコードするタンパク質のセサミノールGGTの活性と、既存品種の配列番号3、4又は6のヌクレオチド配列を含む遺伝子の発現量、又は、配列番号3、4又は6のヌクレオチド配列を含む遺伝子がコードするタンパク質のセサミノールGGTの活性とを比較する。
(4) Comparison step Next, the expression level of the gene containing the genetic mutation in the mutant plant, or the activity of sesaminol GGT of the gene encoded by the gene containing the genetic mutation, and SEQ ID NOs: 3 and 4 of the existing varieties. Or, the expression level of the gene containing the nucleotide sequence of 6 or the activity of sesaminol GGT of the protein encoded by the gene containing the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3, 4 or 6 is compared.
変異植物体における遺伝的変異を含む遺伝子の発現量が、既存品種の配列番号3、4又は6のヌクレオチド配列を含む遺伝子の発現量よりも多い場合や、遺伝的変異を含む遺伝子がコードするタンパク質のセサミノールGGTの活性が、配列番号3、4又は6のヌクレオチド配列を含む遺伝子がコードするタンパク質のセサミノールGGTの活性よりも高い場合、このような変異植物体は、既存品種と比較してセサミノール2糖又は3糖配糖体合成能が高い植物体であると選別することができる。
また、変異植物体における遺伝的変異を含む遺伝子の発現量が、既存品種の配列番号3、4又は6のヌクレオチド配列を含む遺伝子の発現量よりも少ない場合や、遺伝的変異を含む遺伝子がコードするタンパク質のセサミノールGGTの活性が、配列番号3、4又は6のヌクレオチド配列を含む遺伝子がコードするタンパク質のセサミノールGGTの活性よりも低い場合、このような変異植物体は、既存品種と比較してセサミノール2糖又は3糖配糖体合成能が低い植物体であると選別することができる。
When the expression level of the gene containing the genetic variation in the mutant plant is higher than the expression level of the gene containing the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3, 4 or 6 of the existing variety, or the protein encoded by the gene containing the genetic variation. When the activity of sesaminol GGT in Sesaminol GGT is higher than the activity of sesaminol GGT in the gene encoded by the gene containing the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3, 4 or 6, such mutant plants are compared to existing varieties. It can be selected as a plant having a high ability to synthesize sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside.
In addition, when the expression level of the gene containing the genetic variation in the mutant plant is lower than the expression level of the gene containing the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3, 4 or 6 of the existing variety, or when the gene containing the genetic variation is encoded. If the activity of the sesaminol GGT of the resulting protein is lower than the activity of the sesaminol GGT of the gene encoded by the gene containing the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3, 4 or 6, such mutant plants are compared with existing varieties. Therefore, it can be selected as a plant having a low ability to synthesize sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside.
なお、本発明における既存品種は、通常、被検植物の種に含まれる既存品種であり、分類学上同一の属の植物であることが好ましい。既存品種は、被検植物体が得られたときに存在するすべての品種をいい、野生型、交配、遺伝子操作等の人為的操作により作出された品種が含まれる。本発明でセサミノール2糖又は3糖配糖体合成能が異なる植物体は、すべての既存品種に対して上記遺伝子の発現量又は上記遺伝子がコードするタンパク質のセサミノールGGTの活性が高い又は低い必要はない。特定の既存品種に対して上記遺伝子の発現量又は上記タンパク質のセサミノールGGTの活性が高ければ、セサミノール2糖又は3糖配糖体合成能が高い植物体として選別することができる。 The existing varieties in the present invention are usually existing varieties included in the species of the test plant, and are preferably taxonomically the same genus. Existing varieties refer to all varieties that exist when the test plant is obtained, and include varieties created by artificial manipulation such as wild type, crossing, and genetic manipulation. Plants having different sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside synthesizing ability in the present invention have high or low expression level of the above gene or sesaminol GGT activity of the protein encoded by the above gene with respect to all existing varieties. No need. If the expression level of the gene or the activity of sesaminol GGT of the protein is high with respect to a specific existing variety, it can be selected as a plant having a high ability to synthesize sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside.
次に、本発明の植物体の選別方法の別の一例(第2例)を説明する。
本発明の植物体の選別方法の第2例は、配列番号3、4又は6のヌクレオチド配列の少なくとも一部の配列を含むポリヌクレオチドの発現量を測定する工程を含み、該発現量を指標として、セサミノール2糖又は3糖配糖体合成能が異なる植物体を選別する。
ポリヌクレオチドは、配列番号3、4又は6のヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチドであり、より好ましくは配列番号3、4又は6のヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドである。本発明においては、配列番号3、4又は6のヌクレオチド配列のポリヌクレオチドの発現量を指標とすることが好ましい。これらの2以上のヌクレオチド配列の発現を指標として用いてもよい。本発明のポリヌクレオチドの発現量の測定方法は特に限定されず、上述した方法により植物体又はその部分からRNAを抽出し、上記ポリヌクレオチドのmRNAを定量すればよい。
配列番号3、4又は6のヌクレオチド配列を有する遺伝子の発現量が多い植物体は、タンパク質SiGGT21842、タンパク質SiGGT21842R229Q、又は、タンパク質SiGGT21646の発現量が多いことになる。
そのため、配列番号3、4又は6のヌクレオチド配列を有する遺伝子の発現量が多い植物体を、セサミノール2糖又は3糖配糖体合成能が高い植物体であると選別することができる。
また、配列番号3、4又は6のヌクレオチド配列を有する遺伝子の発現量が少ない植物体は、タンパク質SiGGT21842、タンパク質SiGGT21842R229Q、又は、タンパク質SiGGT21646の発現量が少ないことになる。
そのため、配列番号3、4又は6のヌクレオチド配列を有する遺伝子の発現量が少ない植物体を、セサミノール2糖又は3糖配糖体合成能が低い植物体であると選別することができる。
Next, another example (second example) of the method for selecting plants of the present invention will be described.
The second example of the method for selecting a plant of the present invention includes a step of measuring the expression level of a polynucleotide containing at least a part of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3, 4 or 6, and uses the expression level as an index. , Sesaminol disaccharide or trisaccharide Glycoside Plants with different ability to synthesize are selected.
The polynucleotide is a polynucleotide containing the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3, 4 or 6, and more preferably a polynucleotide consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3, 4 or 6. In the present invention, it is preferable to use the expression level of the polynucleotide of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3, 4 or 6 as an index. The expression of these two or more nucleotide sequences may be used as an index. The method for measuring the expression level of the polynucleotide of the present invention is not particularly limited, and RNA may be extracted from the plant body or a portion thereof by the method described above, and the mRNA of the polynucleotide may be quantified.
A plant having a high expression level of the gene having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3, 4 or 6 has a high expression level of the protein SiGGT21842, the protein SiGGT21842R229Q, or the protein SiGGT21646.
Therefore, a plant having a high expression level of a gene having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3, 4 or 6 can be selected as a plant having a high ability to synthesize sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside.
In addition, a plant having a low expression level of the gene having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3, 4 or 6 has a low expression level of the protein SiGGT21842, the protein SiGGT21842R229Q, or the protein SiGGT21646.
Therefore, a plant having a low expression level of the gene having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3, 4 or 6 can be selected as a plant having a low ability to synthesize sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside.
本発明の選別方法においては、上記ポリヌクレオチドの発現量を複数の植物体間で比較して、上記発現量が多い植物体をセサミノール2糖又は3糖配糖体合成能が高い植物体として選別することができる。比較する複数の植物体は、分類学上同一の種又は属の植物体であることが好ましい。
セサミノール2糖又は3糖配糖体合成能が高い植物体は、好ましくは、その植物の種に含まれる既存品種に対してセサミノール2糖又は3糖配糖体合成能が高い植物体である。例えば、ある植物体(被検植物体)と既存品種の植物体との間で上記ポリヌクレオチドの発現量を比較し、既存品種よりも該発現量が多い植物体を選別することにより、既存品種に対してセサミノール2糖又は3糖配糖体合成能が高い植物体を選別することができる。
また、例えば、被検植物体と既存品種の植物体との間で上記ポリヌクレオチドの発現量を比較し、既存品種よりも該発現量が少ない植物体を選別することにより、既存品種に対してセサミノール2糖又は3糖配糖体合成能が低い植物体を選別することができる。
In the selection method of the present invention, the expression level of the polynucleotide is compared among a plurality of plants, and the plant having a high expression level is regarded as a plant having a high ability to synthesize sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside. Can be sorted. It is preferable that the plurality of plants to be compared are taxonomically the same species or genus.
A plant having a high ability to synthesize sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside is preferably a plant having a high ability to synthesize sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside with respect to the existing varieties contained in the seed of the plant. be. For example, by comparing the expression level of the above-mentioned polynucleotide between a certain plant body (test plant body) and a plant body of an existing cultivar and selecting a plant body having a higher expression level than the existing cultivar, the existing cultivar On the other hand, a plant having a high ability to synthesize sesaminol disaccharide or trisaccharide glycoside can be selected.
Further, for example, by comparing the expression level of the above polynucleotide between the test plant body and the plant body of the existing cultivar and selecting the plant body having the expression level lower than that of the existing cultivar, the existing cultivar can be compared. Plants having a low ability to synthesize sesaminol disaccharide or trisaccharide glycosides can be selected.
本発明の植物体の選別方法は、ゴマ属植物の選別に用いることが好ましく、ゴマの選別に用いることがより好ましい。植物は、野生型植物体、変異した植物体、交配選抜で得られた植物体等のいずれであってもよい。 The method for selecting plants of the present invention is preferably used for selecting plants of the genus Sesamum, and more preferably used for selecting sesame seeds. The plant may be a wild-type plant, a mutated plant, a plant obtained by mating selection, or the like.
以下、本発明をより具体的に説明する実施例を示す。なお、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。 Hereinafter, examples will be shown in which the present invention will be described in more detail. The present invention is not limited to these examples.
実施例等で使用する化合物の略称を以下に説明する。
SG1 :セサミノール2’−O−β−D−グルコシド
Epi−SG1 :セサミノール2’−O−β−D−グルコシドのエピマー
SG2(2) :セサミノール2’−O−β−D−グルコシル(1→2)−β
−D−グルコシド
SG2(6) :セサミノール2’−O−β−D−グルコシル(1→6)−β
−D−グルコシド
Epi−SG2(6) :セサミノール2’−O−β−D−グルコシル(1→6)−β
−D−グルコシドのエピマー
SG3(2,2) :セサミノール2’−O−β−D−グルコシル(1→2)−O
−[β−D−グルコシル(1→2)]−β−D−グルコシド
SG3(2,6) :セサミノール2’−O−β−D−グルコシル(1→2)−O
−[β−D−グルコシル(1→6)]−β−D−グルコシド
Epi−SG3(2,6):セサミノール2’−O−β−D−グルコシル(1→2)−O
−[β−D−グルコシル(1→6)]−β−D−グルコシド
のエピマー
The abbreviations of the compounds used in Examples and the like will be described below.
SG1: Sesaminol 2'-O-β-D-glucoside Epi-SG1: Sesaminol 2'-O-β-D-glucoside epimer SG2 (2): Sesaminol 2'-O-β-D-glucosyl ( 1 → 2) -β
-D-Glucoside SG2 (6): Sesaminol 2'-O-β-D-Glucoside (1 → 6) -β
-D-Glucoside Epi-SG2 (6): Sesaminol 2'-O-β-D-Glucoside (1 → 6) -β
-D-Glucoside Epimer SG3 (2,2): Sesaminol 2'-O-β-D-Glucoside (1 → 2) -O
-[Β-D-Glucoside (1 → 2)]-β-D-Glucoside SG3 (2,6): Sesaminol 2'-O-β-D-Glucoside (1 → 2) -O
-[Β-D-Glucoside (1 → 6)]-β-D-Glucoside Epi-SG3 (2,6): Sesaminol 2'-O-β-D-Glucoside (1 → 2) -O
-[Β-D-Glucoside (1 → 6)]-β-D-Glucoside
Epimer
<セサミノール配糖体の特異的糖転移酵素の候補遺伝子の単離>
本明細書において用いる分子生物学的手法は、他で詳述しない限り、Molecular Cloning(Sambrookら, Cold Spring Harbour Laboratory Press, 2001)に記載の方法に従った。
ゴマ種子のExpressed Tag Seq(EST)の中から先行技術文献(非特許文献1)の配糖体化酵素遺伝子(UGT)とは異なるUGT様配列を相同性検索により探索を行った。その結果、配列番号7のアミノ酸配列からなるUGT94D1とDNAレベルで54%、アミノ酸レベルで42%の配列同一性を示す配列番号1のアミノ酸配列からなるタンパク質SiGGT21842と、DNAレベルで56%、アミノ酸レベルで45%の配列同一性を示す配列番号5のアミノ酸配列からなるタンパク質SiGGT21646を見出した。なお、これらタンパク質を「SiGGTタンパク質」とも記載し、これらのタンパク質をコードする遺伝子を以下「SiGGT遺伝子」とも記載する。
これらのSiGGT遺伝子は両者とも約1400bpのヌクレオチド長を有し、完全長オープンリーディングフレーム(ORF)を含むと考えられたため、下記のプライマーセット(配列番号9及び10、並びに、配列番号11及び12)でゴマ種子から調製したcDNAを鋳型にPCRによる増幅を行った。
なお、ゴマ種子cDNAについてはゴマ種子からRNeasy Plant Miniキット(QIAGEN)を用いて総RNAを抽出し、そのうち0.5μgをRandom Oligo−dTプライマーで逆転写(RT)反応することによって得た。
<Isolation of candidate genes for specific glycosyltransferases of sesaminol glycosides>
The molecular biology techniques used herein followed the methods described in Molecular Cloning (Sambrook et al., Cold Spring Harbor Laboratory Press, 2001), unless otherwise detailed.
A UGT-like sequence different from the glycosylated enzyme gene (UGT) of the prior art document (Non-Patent Document 1) was searched from the Expressed Tag Seq (EST) of sesame seeds by homology search. As a result, UGT94D1 consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 7 and the protein SiGGT21842 consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 showing sequence identity of 54% at the DNA level and 42% at the amino acid level, and 56% at the DNA level, amino acid level. The protein SiGGT21646 consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5 showing 45% sequence identity was found in. In addition, these proteins are also described as "SiGGT protein", and the genes encoding these proteins are also described below as "SiGGT gene".
Since both of these SiGGT genes have a nucleotide length of about 1400 bp and are considered to contain a full-length open reading frame (ORF), the following primer sets (SEQ ID NOs: 9 and 10 and SEQ ID NOs: 11 and 12) The cDNA prepared from sesame seeds was used as a template for amplification by PCR.
The sesame seed cDNA was obtained by extracting total RNA from sesame seeds using the RNeasy Plant Mini kit (QIAGEN) and reverse transcribing (RT) 0.5 μg of it with a Random Oligo-dT primer.
タンパク質SiGGT21842用フォワードプライマー(SiGGT−21842−pET−FW):
5’−TGCCGCGCGGCAGCCATATGGAGAAAAAAGAAGCTAAATTCAG−3’(配列番号9)
タンパク質SiGGT21842用リバースプライマー(SiGGT−21842−pET−RV):
5’−GTTAGCAGCCGGATCCTCACTTTTCACTGCCTAATCTG−3’(配列番号10)
Forward primer for protein SiGGT21842 (SiGGT-21842-pET-FW):
5'-TGCCGCGCGCGCAGCCATATGGAGAAAAAAAGAAGCTAAATTCAG-3'(SEQ ID NO: 9)
Reverse primer for protein SiGGT21842 (SiGGT-21842-pET-RV):
5'-GTTAGCAGCCGGGATCCTCACTTTTCACTGCCTAATTG-3'(SEQ ID NO: 10)
タンパク質SiGGT21646用フォワードプライマー(SiGGT−21646−pET−FW):
5’−TGCCGCGCGGCAGCCATATGGGTTCAGACAAAGAGTGC−3’(配列番号11)
タンパク質SiGGT21646用リバースプライマー(BamHI−SiGGT−21646−pET−RV):
5’−GTTAGCAGCCGGATCCTTAATTCCCACAAATTTGTGCTAACTTG−3’(配列番号12)
Forward primer for protein SiGGT21646 (SiGGT-21646-pET-FW):
5'-TGCCGCGCGCGCAGCCATATTGGGTTCAGACAAAGAGTGC-3'(SEQ ID NO: 11)
Reverse primer for protein SiGGT21646 (BamHI-SiGGT-21646-pET-RV):
5'-GTTAGCAGCCGGGATCCTTAATTCCCACAAATTTGTGCTAACTTG-3'(SEQ ID NO: 12)
PCR反応液(50μL)は、ゴマ種子由来cDNA 1μL、1×ExTaq buffer(TaKaRaBio)、0.2mM dNTPs、プライマー各0.4pmol/μL、ExTaq polymerase 2.5Uの組成とした。PCR反応は、94℃で3分間反応させた後、94℃で1分間、50℃で1分間、72℃で2分間の反応を計30サイクル行いDNAの増幅を行った。得られたPCR産物を、0.8%アガロースゲルを用いて電気泳動し、エチジウムブロマイド染色した。その結果、それぞれの鋳型DNAから推定された1400bpサイズ付近に増幅DNAのバンドが確認された。結果を図2(a)及び(b)に示す。
図2の(a)は、ゴマ種子cDNAを鋳型として、タンパク質SiGGT21842用フォワードプライマー及びタンパク質SiGGT21842用リバースプライマーを用いて得られたPCR産物のアガロースゲル電気泳動の写真であり、(b)は、ゴマ種子cDNAを鋳型として、タンパク質SiGGT21646用フォワードプライマー及びタンパク質SiGGT21646用リバースプライマーを用いて得られたPCR産物のアガロースゲル電気泳動の写真である。
図2の(a)中、Aのレーンは、タンパク質SiGGT21842用プライマーを用いたPCR産物であり、図2の(b)中、Bのレーンは、タンパク質SiGGT21646用プライマーを用いたPCR産物であり、図2(a)及び(b)中のMはマーカーである。
また、図2(a)及び(b)の1400bp付近のバンドを矢印で示す。
なお、図2中、Mは、サイズマーカーである。
The PCR reaction solution (50 μL) had a composition of 1 μL of sesame seed-derived cDNA, 1 × ExTaq buffer (TaKaRaBio), 0.2 mM dNTPs, 0.4 pmol / μL of each primer, and 2.5 U of ExTaq polymerase. The PCR reaction was carried out at 94 ° C. for 3 minutes, followed by a reaction at 94 ° C. for 1 minute, 50 ° C. for 1 minute, and 72 ° C. for 2 minutes for a total of 30 cycles to amplify the DNA. The obtained PCR product was electrophoresed on a 0.8% agarose gel and stained with ethidium bromide. As a result, a band of amplified DNA was confirmed in the vicinity of the 1400 bp size estimated from each template DNA. The results are shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b).
FIG. 2A is a photograph of agarose gel electrophoresis of a PCR product obtained using a sesame seed cDNA as a template and a forward primer for protein SiGGT21842 and a reverse primer for protein SiGGT21842, and FIG. 2B is a sesame gel electrophoresis. It is a photograph of agarose gel electrophoresis of a PCR product obtained by using a forward primer for protein SiGGT21646 and a reverse primer for protein SiGGT21646 using seed cDNA as a template.
In FIG. 2A, lane A is a PCR product using a primer for protein SiGGT21842, and lane B in FIG. 2B is a PCR product using a primer for protein SiGGT21646. M in FIGS. 2 (a) and 2 (b) is a marker.
In addition, the bands near 1400 bp in FIGS. 2 (a) and 2 (b) are indicated by arrows.
In FIG. 2, M is a size marker.
<発現ベクターの構築>
次に、PCR産物をGeneArt Seamless Cloning and Assembly Enzyme Mix(Thermo Fisher Scientific)を用いて製造業者が推奨する方法で大腸菌発現ベクターpET15b(Novagene)にサブクローニングした。本ベクターのNdeIサイト上流にあるHisタグをコードするサイトとSiGGT遺伝子のORFが合っており、SiGGTタンパク質のN末端にHisタグが融合されたキメラタンパク質として発現するよう設計した。
<Construction of expression vector>
The PCR product was then subcloned into the E. coli expression vector pET15b (Novagene) using the GeneArt Seamless Cloning and Enzyme Mix (Thermo Fisher Scientific) by the method recommended by the manufacturer. The site encoding the His tag located upstream of the NdeI site of this vector matches the ORF of the SiGGT gene, and it was designed to be expressed as a chimeric protein in which the His tag is fused to the N-terminal of the SiGGT protein.
次に、サブクローニングした発現ベクターのヌクレオチド配列をキャピラリーシークエンサー(Genetic Analyzer 3130xl, Applied Biosystems)で解析した。 Next, the nucleotide sequence of the subcloned expression vector was analyzed with a capillary sequencer (Genetic Analyzer 3130xl, Applied Biosystems).
その結果、タンパク質SiGGT21842用プライマーを用いたPCR産物をサブクローニングした発現ベクターには、配列番号3又は配列番号4のヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドが組み込まれていることが確認された。配列番号4のヌクレオチド配列は、配列番号3のヌクレオチド配列の686番目のグアニン残基がアデニン残基になったヌクレオチド配列であり、配列番号4のヌクレオチド配列は、配列番号3のヌクレオチド配列の対立遺伝子と考えられた。また、配列番号4によりコードされるタンパク質は、配列番号2のアミノ酸配列からなる。配列番号2のアミノ酸配列は、配列番号1のアミノ酸配列の229番目のアルギニン残基が、グルタミン残基になったアミノ酸配列である。 As a result, it was confirmed that a polynucleotide consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 or SEQ ID NO: 4 was incorporated into the expression vector in which the PCR product using the primer for protein SiGGT21842 was subcloned. The nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4 is a nucleotide sequence in which the 686th guanine residue of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 is an adenine residue, and the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4 is an allele of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3. It was considered. The protein encoded by SEQ ID NO: 4 consists of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2. The amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 is an amino acid sequence in which the 229th arginine residue of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 is a glutamine residue.
また、タンパク質SiGGT21646用プライマーを用いたPCR産物をサブクローニングした発現ベクターには、配列番号6のヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドが組み込まれていることが確認された。 In addition, it was confirmed that a polynucleotide consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6 was incorporated into the expression vector in which the PCR product using the primer for protein SiGGT21646 was subcloned.
配列番号3のヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドが組み込まれている発現ベクターをSiGGT21842発現ベクターとし、配列番号4のヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドが組み込まれている発現ベクターをSiGGT21842R229Q発現ベクターとし、配列番号6のヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドが組み込まれている発現ベクターをSiGGT21646発現ベクターとした。
また、各発現ベクターの接続部分にエラーがないことも確認した。
The expression vector in which the polynucleotide consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 is incorporated is designated as the SiGGT21842 expression vector, and the expression vector in which the polynucleotide consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4 is incorporated is designated as the SiGGT21842R229Q expression vector, and the expression vector of SEQ ID NO: 6 is used. An expression vector in which a polynucleotide consisting of a nucleotide sequence was incorporated was designated as a SiGGT21646 expression vector.
It was also confirmed that there were no errors in the connection part of each expression vector.
<組み換えタンパク質の発現および精製>
SiGGT21842発現ベクター、SiGGT21646発現ベクター及びネガティブコントロールとして発現ベクターpET15b(空のpET15bベクター)を用い、定法に従って大腸菌BL21(DE3)株を形質転換した。
得られた各形質転換体を、50μg/mLのアンピシリンを含むLB培地(10g/L typtone pepton, 5g/L yeast extract, 1g/L NaCl)4mLにて、37℃で一晩振盪培養した。静止期に達した培養液2mLを同組成の培地98mLに接種し、Overnight Express Autoinduction System 1(Novagen社)を用いて25℃で20時間振盪培養した。
<Expression and purification of recombinant protein>
Escherichia coli BL21 (DE3) strain was transformed according to a conventional method using the SiGGT21842 expression vector, the SiGGT21646 expression vector, and the expression vector pET15b (empty pET15b vector) as a negative control.
Each of the obtained transformants was cultured with shaking at 37 ° C. overnight in 4 mL of LB medium (10 g / L tryptone, 5 g / L yeast extract, 1 g / L NaCl) containing 50 μg / mL ampicillin. 2 mL of the culture solution reached the quiescent period was inoculated into 98 mL of a medium having the same composition, and cultured with shaking at 25 ° C. for 20 hours using Overnight Expression Expression System 1 (Novagen).
以下のすべての操作は4℃で行った。
培養した形質転換体を遠心分離(5,000×g、10min)にて集菌し、Buffer S[20mM HEPESバッファー(pH7.5)、20mM imidazol、 14mM β−メルカプトエタノール]を1mL/g cellとなるように添加して懸濁した。
続いて、超音波破砕(15sec×8回)を行い、遠心分離(15,000×g、15min)を行った。得られた上清を粗酵素液として回収した。
粗酵素液をBuffer Sにて平衡化したHis SpinTrap(GE Healthcare社)に負荷し、遠心分離(70×g、30sec)した。
Buffer Sで洗浄後、100mM、及び、500mMのイミダゾールを含むBuffer S 各5mLにて、カラムに結合したタンパク質を段階的に溶出した。
各溶出画分をMicrocon YM−30(Amicon社)を用いて20mM HEPESバッファー(pH7.5)、14mM β−メルカプトエタノールにバッファー置換した。このバッファー置換した生成酵素溶液を以下の反応に用いた。
All the following operations were performed at 4 ° C.
The cultured transformant was collected by centrifugation (5,000 × g, 10 min), and Buffer S [20 mM HEPES buffer (pH 7.5), 20 mM imidazole, 14 mM β-mercaptoethanol] was added to 1 mL / g cell. It was added and suspended so as to become.
Subsequently, ultrasonic crushing (15 sec × 8 times) was performed, and centrifugation (15,000 × g, 15 min) was performed. The obtained supernatant was recovered as a crude enzyme solution.
The crude enzyme solution was loaded on His SpinTrap (GE Healthcare) equilibrated with Buffer S and centrifuged (70 × g, 30 sec).
After washing with Buffer S, the protein bound to the column was eluted stepwise with 5 mL each of Buffer S containing 100 mM and 500 mM imidazole.
Each eluted fraction was buffer-substituted with 20 mM HEPES buffer (pH 7.5) and 14 mM β-mercaptoethanol using Microcon YM-30 (Amicon). This buffer-substituted product enzyme solution was used for the following reaction.
各溶出画分をSDS−PAGEにより分離し、分離後のポリアクリルアミドゲルをCBB染色した。
SiGGT21842発現ベクター及びSiGGT21646発現ベクターを用いて得られた粗酵素液から得られた500mM イミダゾール溶出画分において、HisTag融合SiGGTタンパク質の推定分子質量である分子質量50kDa付近の位置にタンパク質のバンドが観察された。
Each eluted fraction was separated by SDS-PAGE, and the separated polyacrylamide gel was stained with CBB.
In the 500 mM imidazole elution fraction obtained from the crude enzyme solution obtained using the SiGGT21842 expression vector and the SiGGT21646 expression vector, a protein band was observed at a position near the molecular weight of 50 kDa, which is the estimated molecular weight of the HisTag-fused SiGGT protein. rice field.
さらに、抗Hisタグ−抗体を用いたウェスタンブロッティング解析を行った。
SiGGT21842発現ベクター及びSiGGT21646発現ベクターを用いて得られた各粗酵素液から得られた500mM イミダゾール溶出画分において、分子質量約50kDa付近にタンパク質が検出された。一方、発現ベクターpET15bを用いて得られた粗酵素液から得られた溶出画分(以下、「ネガティブコントロール画分」とも記載する)には、上記分子質量約50kDaのタンパク質が検出されなかった。
Furthermore, Western blotting analysis using an anti-His tag-antibody was performed.
In the 500 mM imidazole-eluting fraction obtained from each crude enzyme solution obtained by using the SiGGT21842 expression vector and the SiGGT21646 expression vector, a protein was detected at a molecular weight of about 50 kDa. On the other hand, the protein having a molecular weight of about 50 kDa was not detected in the eluted fraction (hereinafter, also referred to as “negative control fraction”) obtained from the crude enzyme solution obtained by using the expression vector pET15b.
従って、上記SDS−PAGEの結果及びウェスタンブロッティング解析の結果から、各形質転換体が、タンパク質SiGGT21842又はタンパク質SiGGT21646を発現していることが確認できた。 Therefore, from the results of SDS-PAGE and the results of Western blotting analysis, it was confirmed that each transformant expressed the protein SiGGT21842 or the protein SiGGT21646.
また、SiGGT21842発現ベクター及びSiGGT21646発現ベクターのかわりにSiGGT21842R229Q発現ベクターを用いた以外は、上記と同様の方法で形質転換体を作製し、タンパク質SiGGT21842R229Qを精製した。 Further, a transformant was prepared in the same manner as described above except that the SiGGT21842R229Q expression vector was used instead of the SiGGT21842 expression vector and the SiGGT21646 expression vector, and the protein SiGGT21842R229Q was purified.
(実施例1:タンパク質SiGGT21842の機能解析1)
以下のに示す方法で、タンパク質SiGGT21842とSG1との反応を解析した。
(Example 1: Functional analysis of protein SiGGT21842 1)
The reaction between the protein SiGGT21842 and SG1 was analyzed by the method shown below.
(LC条件)
装置名:LCMS−IT−TOF(製造元:島津製作所:Prominence LC20シリーズ)
カラム:Waters Sunfire C18 3.5um 2.0mm I.D.×20mm
移動相:A:10mM 酢酸アンモニウム水溶液 B: アセトニトリル
流速:0.4mL/min
カラムオーブン:40℃
グラジエント:B(v/v%):20%(0min)−80%(6min)−80%(8min)−20%(8.1min)−20%(12min)
本条件では、セサミノール2糖配糖体のSG2(2)のピークは保持時間3.91分、SG2(6)のピークは保持時間3.77分であり、これらは分離される。
(LC condition)
Device name: LCMS-IT-TOF (Manufacturer: Shimadzu: Prominence LC20 series)
Column: Waters Sunfire C18 3.5um 2.0mm I. D. × 20 mm
Mobile phase: A: 10 mM ammonium acetate aqueous solution B: Acetonitrile flow rate: 0.4 mL / min
Column oven: 40 ° C
Gradient: B (v / v%): 20% (0 min) -80% (6 min) -80% (8 min) -20% (8.1 min) -20% (12 min)
Under this condition, the peak of SG2 (2) of the sesaminol disaccharide glycoside has a retention time of 3.91 minutes, and the peak of SG2 (6) has a retention time of 3.77 minutes, and these are separated.
(MS条件)
ESI (negative mode)
Selected ion monitoring:m/z 317,479,641,687,803及び849
(MS condition)
ESI (negative mode)
Selected ion monitoring: m / z 317,479,641,687,803 and 849
実施例1に係る反応液(2mM UDP−グルコース,糖受容体基質として0.1mM SG1,100mM リン酸カリウムバッファー(pH7.5),酵素溶液として精製タンパク質SiGGT21842溶液25μLを蒸留水で50μLに調製)を準備し、30℃、1時間反応させた。反応後の反応液5μLについて上記条件で逆相LC−MS分析を行った。 Reaction solution according to Example 1 (2 mM UDP-glucose, 0.1 mM SG 1,100 mM potassium phosphate buffer (pH 7.5) as a glycosyl acceptor substrate, and 25 μL of a purified protein SiGGT21842 solution as an enzyme solution were prepared to 50 μL with distilled water). Was prepared and reacted at 30 ° C. for 1 hour. Reversed-phase LC-MS analysis was performed on 5 μL of the reaction solution after the reaction under the above conditions.
また、ポジティブコントロールとして、SG2(2)の標準品を用い、上記の条件で逆相LC−MS分析を行った。 Further, as a positive control, a standard product of SG2 (2) was used, and reverse phase LC-MS analysis was performed under the above conditions.
また、ネガティブコントロールとして、反応液(2mM UDP−グルコース,糖受容体基質として0.1mM SG1,100mM リン酸カリウムバッファー(pH7.5),ネガティブコントロール画分25μLを蒸留水で50μLに調製)を準備し、30℃、1時間反応させた。反応後の反応液5μLについて上記条件で逆相LC−MS分析を行った。 As a negative control, a reaction solution (2 mM UDP-glucose, 0.1 mM SG1,100 mM potassium phosphate buffer (pH 7.5) as a glycosyl acceptor substrate, and 25 μL of the negative control fraction was prepared to 50 μL with distilled water) was prepared. Then, the reaction was carried out at 30 ° C. for 1 hour. Reversed-phase LC-MS analysis was performed on 5 μL of the reaction solution after the reaction under the above conditions.
これらの逆相LC−MS分析の結果を図3に示す。
図3の(a)は、SG1及び精製タンパク質SiGGT21842溶液を用いた反応液の逆相LC−MS分析のチャートであり、図3の(b)は、SG2(2)の標準品の逆相LC−MS分析のチャートであり、図3の(c)は、SG1及びネガティブコントロール画分を用いた反応液の逆相LC−MS分析のチャートである。
すなわち、図3の(a)は、実施例1の反応液の逆相LC−MS分析のチャートであり、図3の(b)は、実施例1のポジティブコントロールとして標準品のSG2(2)を用いた逆相LC−MS分析のチャートであり、図3の(c)は、実施例1のネガティブコントロールの反応液の逆相LC−MS分析のチャートである。
The results of these reversed-phase LC-MS analyzes are shown in FIG.
FIG. 3A is a chart of reverse phase LC-MS analysis of the reaction solution using SG1 and the purified protein SiGGT21842 solution, and FIG. 3B is a standard reverse phase LC of SG2 (2). -MS analysis chart, FIG. 3 (c) is a chart of reverse phase LC-MS analysis of the reaction solution using SG1 and the negative control fraction.
That is, FIG. 3A is a chart of reverse phase LC-MS analysis of the reaction solution of Example 1, and FIG. 3B is a standard SG2 (2) as a positive control of Example 1. It is a chart of the reverse phase LC-MS analysis using the above, and FIG. 3 (c) is a chart of the reverse phase LC-MS analysis of the reaction solution of the negative control of Example 1.
図3(a)に示すように、タンパク質SiGGT21842とSG1とを反応させたところ、SG1にグルコースが一つ付加されたと思われる分子量を有する新しいピークが検出された。これは図3(b)に示す、ポジティブコントロールの保持時間3.91分の標準品のSG2(2)のピークと合致した。一方、図3(c)に示すように、実施例1のネガティブコントロールでは、糖受容体基質のSG1、及び、そのエピマー体が残存しており、実施例1では、タンパク質SiGGT21842の特異的な反応によりSG2(2)が生成していることが確認された。
なお、図3(c)に示す保持時間4.39分のピークは、SG1であり、保持時間4.46分のピークは、Epi−SG1のピークであると考えられる。
As shown in FIG. 3A, when the protein SiGGT21842 was reacted with SG1, a new peak having a molecular weight that seems to have added one glucose to SG1 was detected. This coincided with the peak of SG2 (2) of the standard product with a positive control holding time of 3.91 minutes shown in FIG. 3 (b). On the other hand, as shown in FIG. 3C, in the negative control of Example 1, SG1 of the glycosyl acceptor substrate and its epimer remained, and in Example 1, the specific reaction of the protein SiGGT21842. It was confirmed that SG2 (2) was generated.
The peak with a retention time of 4.39 minutes shown in FIG. 3C is considered to be SG1, and the peak with a retention time of 4.46 minutes is considered to be the peak of Epi-SG1.
(実施例2:タンパク質SiGGT21842の機能解析2)
以下に示す方法で、タンパク質SiGGT21842とSG2(2)との反応を解析した。
(Example 2: Functional analysis of protein SiGGT21842 2)
The reaction between the protein SiGGT21842 and SG2 (2) was analyzed by the method shown below.
実施例2に係る反応液(2mM UDP−グルコース,糖受容体基質として0.1mM SG2(2),100mM リン酸カリウムバッファー(pH7.5),酵素溶液として精製タンパク質SiGGT21842溶液25μLを蒸留水で50μLに調製)を準備し、30℃、1時間反応させた。反応後の反応液5μLについて上記条件で逆相LC−MS分析を行った。 50 μL of the reaction solution (2 mM UDP-glucose, 0.1 mM SG2 (2) as the glycosyl acceptor substrate, 100 mM potassium phosphate buffer (pH 7.5)), and 25 μL of the purified protein SiGGT21842 solution as the enzyme solution according to Example 2 with distilled water. Was prepared and reacted at 30 ° C. for 1 hour. Reversed-phase LC-MS analysis was performed on 5 μL of the reaction solution after the reaction under the above conditions.
また、ネガティブコントロールとして、上記反応液において酵素溶液の替りにネガティブコントロール画分25μLを使用して反応液を準備し、30℃、1時間反応させた。反応後の反応液5μLについて上記条件で逆相LC−MS分析を行った。 As a negative control, a reaction solution was prepared using 25 μL of a negative control fraction instead of the enzyme solution in the above reaction solution, and reacted at 30 ° C. for 1 hour. Reversed-phase LC-MS analysis was performed on 5 μL of the reaction solution after the reaction under the above conditions.
これらの逆相LC−MS分析の結果を図4に示す。
図4の(a)は、SG2(2)及び精製タンパク質SiGGT21842溶液を用いた反応液の逆相LC−MS分析のチャートであり、図4の(b)は、SG2(2)及びネガティブコントロール画分を用いた反応液の逆相LC−MS分析のチャートである。
すなわち、図4の(a)は、実施例2の反応液の逆相LC−MS分析のチャートであり、図4の(b)は、実施例2のネガティブコントロールの反応液の逆相LC−MS分析のチャートである。
The results of these reversed-phase LC-MS analyzes are shown in FIG.
FIG. 4A is a chart of reverse phase LC-MS analysis of the reaction solution using SG2 (2) and the purified protein SiGGT21842 solution, and FIG. 4B is a chart of SG2 (2) and a negative control image. It is a chart of the reverse phase LC-MS analysis of the reaction solution using a minute.
That is, FIG. 4 (a) is a chart of the reverse phase LC-MS analysis of the reaction solution of Example 2, and FIG. 4 (b) is the reverse phase LC- of the reaction solution of the negative control of Example 2. It is a chart of MS analysis.
図4(a)に示すように、タンパク質SiGGT21842とSG2(2)とを反応させたところ、SG2(2)にグルコースが一つ付加された三糖配糖体と思われる新しいピークが保持時間3.32分に検出された。タンパク質SiGGT21842の位置特異性からこの生成物はSG2(2)の2つ目のグルコース残基の2位がさらにグルコシル化されたSG3(2,2)だと推察された。ゴマ種子にはこのような糖鎖結合したセサミノール配糖体の報告はない。
なお、図4(a)において保持時間3.90分のピークは、SG2(2)のピークである。
また、図4(b)に示す、保持時間3.89分のピークは、SG2(2)のピークである。
As shown in FIG. 4A, when the protein SiGGT21842 and SG2 (2) were reacted, a new peak thought to be a trisaccharide glycoside in which one glucose was added to SG2 (2) was retained for a retention time of 3. Detected at .32 minutes. From the position specificity of the protein SiGGT21842, it was inferred that this product was SG3 (2,2) in which the 2-position of the second glucose residue of SG2 (2) was further glucosylated. There are no reports of such sugar chain-bound sesaminol glycosides in sesame seeds.
The peak with a holding time of 3.90 minutes in FIG. 4A is the peak of SG2 (2).
The peak with a holding time of 3.89 minutes shown in FIG. 4 (b) is the peak of SG2 (2).
(実施例3:タンパク質SiGGT21842の機能解析3)
以下に示す方法で、タンパク質SiGGT21842とSG2(6)との反応を解析した。
(Example 3: Functional analysis of protein SiGGT21842 3)
The reaction between the protein SiGGT21842 and SG2 (6) was analyzed by the method shown below.
実施例3に係る反応液(2mM UDP−グルコース,糖受容体基質として0.1mM SG2(6),100mM リン酸カリウムバッファー(pH7.5),酵素溶液として精製タンパク質SiGGT21842溶液25μLを蒸留水で50μLに調製)を準備し、30℃、1時間反応させた。反応後の反応液5μLについて上記条件で逆相LC−MS分析を行った。 50 μL of the reaction solution according to Example 3 (2 mM UDP-glucose, 0.1 mM SG2 (6) as a glycosyl acceptor substrate, 100 mM potassium phosphate buffer (pH 7.5)), and 25 μL of purified protein SiGGT21842 solution as an enzyme solution with distilled water. Was prepared and reacted at 30 ° C. for 1 hour. Reversed-phase LC-MS analysis was performed on 5 μL of the reaction solution after the reaction under the above conditions.
また、ポジティブコントロールとして、反応液(2mM UDP−グルコース,糖受容体基質として0.1mM SG3(2,6),100mM リン酸カリウムバッファー(pH7.5),ネガティブコントロール画分25μLを蒸留水で50μLに調製)を準備し、30℃、1時間反応させた。反応後の反応液5μLについて上記条件で逆相LC−MS分析を行った。 As a positive control, a reaction solution (2 mM UDP-glucose, 0.1 mM SG3 (2,6) as a glycosyl acceptor substrate, 100 mM potassium phosphate buffer (pH 7.5)), and a negative control fraction of 25 μL were added to 50 μL of distilled water. Was prepared and reacted at 30 ° C. for 1 hour. Reversed-phase LC-MS analysis was performed on 5 μL of the reaction solution after the reaction under the above conditions.
また、ネガティブコントロールとして、反応液(2mM UDP−グルコース,糖受容体基質として0.1mM SG2(6),100mM リン酸カリウムバッファー(pH7.5),ネガティブコントロール画分25μLを蒸留水で50μLに調製)を準備し、30℃、1時間反応させた。反応後の反応液5μLについて上記条件で逆相LC−MS分析を行った。 As a negative control, a reaction solution (2 mM UDP-glucose, 0.1 mM SG2 (6) as a glycosyl acceptor substrate, 100 mM potassium phosphate buffer (pH 7.5)), and a negative control fraction of 25 μL were prepared to 50 μL with distilled water. ) Was prepared and reacted at 30 ° C. for 1 hour. Reversed-phase LC-MS analysis was performed on 5 μL of the reaction solution after the reaction under the above conditions.
これらの逆相LC−MS分析の結果を図5に示す。
図5の(a)は、SG2(6)及び精製タンパク質SiGGT21842溶液を用いた反応液の逆相LC−MS分析のチャートであり、図5の(b)は、SG3(2,6)及びネガティブコントロール画分を用いた反応液の逆相LC−MS分析のチャートであり、図5の(c)は、SG2(6)及びネガティブコントロール画分を用いた反応液の逆相LC−MS分析のチャートである。
すなわち、図5の(a)は、実施例3の反応液の逆相LC−MS分析のチャートであり、図5の(b)は、実施例3のポジティブコントロールの反応液の逆相LC−MS分析のチャートであり、図5の(c)は、実施例3のネガティブコントロールの反応液の逆相LC−MS分析のチャートである。
なお、図5(b)において保持時間3.30分のピークは、SG3(2,6)のピークである。
The results of these reversed-phase LC-MS analyzes are shown in FIG.
FIG. 5 (a) is a chart of reverse phase LC-MS analysis of the reaction solution using SG2 (6) and the purified protein SiGGT21842 solution, and FIG. 5 (b) is SG3 (2, 6) and negative. It is a chart of the reverse phase LC-MS analysis of the reaction solution using the control fraction, and FIG. 5 (c) shows the reverse phase LC-MS analysis of the reaction solution using SG2 (6) and the negative control fraction. It is a chart.
That is, FIG. 5 (a) is a chart of the reverse phase LC-MS analysis of the reaction solution of Example 3, and FIG. 5 (b) is the reverse phase LC-MS of the reaction solution of the positive control of Example 3. It is a chart of MS analysis, and FIG. 5 (c) is a chart of reverse phase LC-MS analysis of the reaction solution of the negative control of Example 3.
The peak with a holding time of 3.30 minutes in FIG. 5 (b) is the peak of SG3 (2, 6).
図5(a)に示すように、タンパク質SiGGT21842とSG2(6)とを反応させたところ、SG2(6)の1つ目のグルコース残基の2位にグルコースが一つ付加された三糖配糖体と思われる分子量を有する新しいピークが保持時間3.31分に検出された。生成物の保持時間から生成された新たなピークはSG3(2,6)のピークであった。
なお、図5(c)において保持時間3.80分のピークは、SG2(6)のピークである。
As shown in FIG. 5 (a), when the protein SiGGT21842 and SG2 (6) were reacted, a trisaccharide glycoside in which one glucose was added to the 2-position of the first glucose residue of SG2 (6). A new peak with a molecular weight that appears to be a glycoside was detected with a retention time of 3.31 minutes. The new peak generated from the product retention time was the SG3 (2,6) peak.
The peak with a holding time of 3.80 minutes in FIG. 5 (c) is the peak of SG2 (6).
(実施例4:タンパク質SiGGT21842の機能解析4)
以下に示す方法で、セサミノールを出発物質としてSG3(2,6)を製造する方法を検討した。
(Example 4: Functional analysis of protein SiGGT21842 4)
A method for producing SG3 (2,6) using sesaminol as a starting material was examined by the method shown below.
(ネガティブコントロール)
反応液(2mM UDP−グルコース,糖受容体基質として0.1mM セサミノール,100mM リン酸カリウムバッファー(pH7.5),ネガティブコントロール画分25μLを蒸留水で50μLに調製)を、30℃、1時間反応させた。反応後の反応液5μLについて上記条件で逆相LC−MS分析を行った。結果を図6(a)に示す。
図6の(a)は、実施例4のネガティブコントロールの反応液の逆相LC−MS分析のチャートである。
(Negative control)
A reaction solution (2 mM UDP-glucose, 0.1 mM sesaminol as a glycosyl acceptor substrate, 100 mM potassium phosphate buffer (pH 7.5), 25 μL of negative control fraction prepared to 50 μL with distilled water) was prepared at 30 ° C. for 1 hour. It was reacted. Reversed-phase LC-MS analysis was performed on 5 μL of the reaction solution after the reaction under the above conditions. The results are shown in FIG. 6 (a).
FIG. 6A is a chart of reverse phase LC-MS analysis of the reaction solution of the negative control of Example 4.
(第1反応)
反応液(2mM UDP−グルコース,糖受容体基質として0.1mM セサミノール,100mM リン酸カリウムバッファー(pH7.5),UGT71A9,UGT94D1を蒸留水で50μLに調整)を、30℃、1時間反応させた。反応後の反応液5μLについて上記条件で逆相LC−MS分析を行った。結果を図6(b)に示す。
図6の(b)は、実施例4の第1反応の反応液の逆相LC−MS分析のチャートである。
なお、UGT71A9及びUGT94D1は、非特許文献1に記載の方法で準備した。
(First reaction)
The reaction solution (2 mM UDP-glucose, 0.1 mM sesaminol as a glycosyl acceptor substrate, 100 mM potassium phosphate buffer (pH 7.5), UGT71A9, UGT94D1 adjusted to 50 μL with distilled water) was reacted at 30 ° C. for 1 hour. rice field. Reversed-phase LC-MS analysis was performed on 5 μL of the reaction solution after the reaction under the above conditions. The results are shown in FIG. 6 (b).
FIG. 6B is a chart of reverse phase LC-MS analysis of the reaction solution of the first reaction of Example 4.
UGT71A9 and UGT94D1 were prepared by the method described in Non-Patent Document 1.
(第2反応)
反応液(2mM UDP−グルコース,糖受容体基質として0.1mM セサミノール,100mM リン酸カリウムバッファー(pH7.5),UGT71A9、UGT94D1,精製タンパク質SiGGT21842溶液25μLを蒸留水で50μLに調製し、30℃、1時間反応させた。反応後の反応液5μLについて上記条件で逆相LC−MS分析を行った。結果を図6(c)に示す。
図6の(c)は、実施例4の第2反応の反応液の逆相LC−MS分析のチャートである。
(Second reaction)
Prepare 25 μL of a reaction solution (2 mM UDP-glucose, 0.1 mM sesaminol as a glycosyl acceptor substrate, 100 mM potassium phosphate buffer (pH 7.5), UGT71A9, UGT94D1, purified protein SiGGT21842 solution) in distilled water to 50 μL, and prepare at 30 ° C. The reaction was carried out for 1 hour. Reverse-phase LC-MS analysis was performed on 5 μL of the reaction solution after the reaction under the above conditions. The results are shown in FIG. 6 (c).
FIG. 6C is a chart of reverse phase LC-MS analysis of the reaction solution of the second reaction of Example 4.
図6(a)では、保持時間6.06分、及び、保持時間6.28分の位置にピークが認められた。
図6(b)では、保持時間3.77分、及び、保持時間3.85分の位置にピークが認められた。
図6(c)では、保持時間3.30分、及び、保持時間3.40分の位置にピークが認められた。
In FIG. 6A, peaks were observed at the positions where the holding time was 6.06 minutes and the holding time was 6.28 minutes.
In FIG. 6B, peaks were observed at the positions where the holding time was 3.77 minutes and the holding time was 3.85 minutes.
In FIG. 6 (c), peaks were observed at the positions where the holding time was 3.30 minutes and the holding time was 3.40 minutes.
図6(a)の保持時間6.06分のピークは、セサミノールのピークであり、保持時間6.28分のピークは、セサミノールのエピマーであるエピセサミノールのピークである。 The peak with a retention time of 6.06 minutes in FIG. 6 (a) is the peak of sesaminol, and the peak with a retention time of 6.28 minutes is the peak of episesaminol, which is an epimer of sesaminol.
図6(b)の保持時間3.77分のピークは、SG2(6)のピークであり、保持時間3.85分のピークは、Epi−SG2(6)のピークである。
この結果より、UGT71A9及びUGT94D1により、SG2(6)が生成することが確認された。またこれらの酵素は、エピマーを厳密に区別していないことが示唆された。
The peak with a retention time of 3.77 minutes in FIG. 6 (b) is the peak of SG2 (6), and the peak with a retention time of 3.85 minutes is the peak of Epi-SG2 (6).
From this result, it was confirmed that SG2 (6) was produced by UGT71A9 and UGT94D1. It was also suggested that these enzymes did not strictly distinguish epimers.
図6(c)の保持時間3.30分のピークは、SG3(2,6)のピークであり、保持時間3.40分のピークは、Epi−SG3(2,6)のピークである。 The peak with a retention time of 3.30 minutes in FIG. 6 (c) is the peak of SG3 (2,6), and the peak with a retention time of 3.40 minutes is the peak of Epi-SG3 (2,6).
これらの結果から、酵素としてUGT71A9、UGT94D1及びタンパク質SiGGT21842をセサミノールにを反応させると、3箇所のグリコシル化が連続して起こり、SG3(2,6)が生成することが確認できた。
つまり、第1反応として、UGT71A9及びUGT94D1とセサミノールとが反応し、
SG2(6)が生成し、第2反応として、タンパク質SiGGT21842とSG2(6)とが反応しSG3(2,6)が生成することが確認できた。
また、タンパク質SiGGT21842は、エピマーを厳密に区別していないことが示唆された。
From these results, it was confirmed that when UGT71A9, UGT94D1 and the protein SiGGT21842 were reacted with sesaminol as enzymes, glycosylation at three sites occurred consecutively and SG3 (2,6) was produced.
That is, as the first reaction, UGT71A9 and UGT94D1 react with sesaminol, and the reaction occurs.
It was confirmed that SG2 (6) was produced, and as a second reaction, the proteins SiGGT21842 and SG2 (6) reacted to produce SG3 (2,6).
It was also suggested that the protein SiGGT21842 did not strictly distinguish epimers.
実施例1〜4におけるタンパク質SiGGT21842の機能解析の反応液等に使用した糖受容体、酵素溶液等の組み合わせを以下の表1にまとめて示す。 The combinations of the glycosyl acceptor, the enzyme solution, and the like used in the reaction solution and the like for the functional analysis of the protein SiGGT21842 in Examples 1 to 4 are summarized in Table 1 below.
(実施例5:タンパク質SiGGT21842R229Qの機能解析)
タンパク質SiGGT21842の代わりにタンパク質SiGGT21842R229Qを用いて上記(タンパク質SiGGT21842の機能解析1)〜(タンパク質SiGGT21842の機能解析4)と同様の試験を行ったところ、タンパク質SiGGT21842R229Qはタンパク質SiGGT21842と同じ機能を有していることが判明した。
(Example 5: Functional analysis of protein SiGGT21842R229Q)
When the same tests as above (functional analysis 1 of protein SiGGT21842 1) to (
以上より、タンパク質SiGGT21842及びタンパク質SiGGT21842R229Qはこれまで同定されていなかったUDP−糖特異的糖転移酵素であり、その機能はSG1のグルコース残基の2位、SG2(2)(の2つ目のグルコース残基の2位、及び、SG2(6)の1つ目のグルコース残基の2位をグルコシル化する機能であることが判明した。 Based on the above, the protein SiGGT21842 and the protein SiGGT21842R229Q are UDP-sugar-specific glycosyltransferases that have not been identified so far, and their functions are the second glucose of SG2 (2) (the second glucose residue of SG1). It was found that it has a function of glucosylating the 2-position of the residue and the 2-position of the first glucose residue of SG2 (6).
(タンパク質SiGGT21646の機能解析)
以下の試験例1〜7に示す方法で、タンパク質SiGGT21646の機能を解析した。
(Functional analysis of protein SiGGT21646)
The function of the protein SiGGT21646 was analyzed by the methods shown in Test Examples 1 to 7 below.
(試験例1)〜(試験例7)
糖受容体基質及び酵素の組み合わせを表2に示すようにして試験例1〜7の反応液を準備した。
各反応液は、2mM UDP−グルコース,0.1mM 糖受容体基質、100mM リン酸カリウムバッファー(pH7.5)、酵素溶液又はネガティブコントロール画分を25μL含み、蒸留水で50μLに調製された。
すなわち、試験例1の反応液は、糖受容体基質としてセサミノールを含み、酵素としてタンパク質SiGGT21646を含む。
試験例2の反応液は、糖受容体基質としてSG2(2)を含み、酵素としてタンパク質SiGGT21646を含む。
試験例3の反応液は、糖受容体基質としてセサミノールを含み、酵素としてUGT71A9及びタンパク質SiGGT21646を含む。
試験例4の反応液は、糖受容体基質としてSG2(2)を含み、酵素としてUGT94D1を含む。
試験例5の反応液は、糖受容体基質としてセサミノールを含み、酵素としてUGT71A9及びUGT94D1を含む。
試験例6の反応液は、糖受容体基質としてSG2(6)を含み、酵素としてタンパク質SiGGT21646を含む。
試験例7の反応液は、糖受容体基質としてSG2(6)を含み、酵素としてUGT94D1を含む。
(Test Example 1) to (Test Example 7)
The reaction solutions of Test Examples 1 to 7 were prepared as shown in Table 2 for the combination of the glycosyl acceptor substrate and the enzyme.
Each reaction solution contained 25 μL of 2 mM UDP-glucose, 0.1 mM glycosyl acceptor substrate, 100 mM potassium phosphate buffer (pH 7.5), enzyme solution or negative control fraction, and was prepared to 50 μL with distilled water.
That is, the reaction solution of Test Example 1 contains sesaminol as a glycosyl acceptor substrate and the protein SiGGT21646 as an enzyme.
The reaction solution of Test Example 2 contains SG2 (2) as a glycosyl acceptor substrate and the protein SiGGT21646 as an enzyme.
The reaction solution of Test Example 3 contains sesaminol as a glycosyl acceptor substrate, and UGT71A9 and protein SiGGT21646 as enzymes.
The reaction solution of Test Example 4 contains SG2 (2) as a glycosyl acceptor substrate and UGT94D1 as an enzyme.
The reaction solution of Test Example 5 contains sesaminol as a glycosyl acceptor substrate and contains UGT71A9 and UGT94D1 as enzymes.
The reaction solution of Test Example 6 contains SG2 (6) as a glycosyl acceptor substrate and the protein SiGGT21646 as an enzyme.
The reaction solution of Test Example 7 contains SG2 (6) as a glycosyl acceptor substrate and UGT94D1 as an enzyme.
次に、各反応液を30℃、1時間反応させた。反応後の反応液5μLについて上記条件で逆相LC−MS分析を行った。結果を図7〜13に示す。
図7は、試験例1の反応液の逆相LC−MS分析のチャートである。
図8は、試験例2の反応液の逆相LC−MS分析のチャートである。
図9は、試験例3の反応液の逆相LC−MS分析のチャートである。
図10は、試験例4の反応液の逆相LC−MS分析のチャートである。
図11は、試験例5の反応液の逆相LC−MS分析のチャートである。
図12は、試験例6の反応液の逆相LC−MS分析のチャートである。
図13は、試験例7の反応液の逆相LC−MS分析のチャートである。
Next, each reaction solution was reacted at 30 ° C. for 1 hour. Reversed-phase LC-MS analysis was performed on 5 μL of the reaction solution after the reaction under the above conditions. The results are shown in FIGS. 7 to 13.
FIG. 7 is a chart of reverse phase LC-MS analysis of the reaction solution of Test Example 1.
FIG. 8 is a chart of reverse phase LC-MS analysis of the reaction solution of Test Example 2.
FIG. 9 is a chart of reverse phase LC-MS analysis of the reaction solution of Test Example 3.
FIG. 10 is a chart of reverse phase LC-MS analysis of the reaction solution of Test Example 4.
FIG. 11 is a chart of reverse phase LC-MS analysis of the reaction solution of Test Example 5.
FIG. 12 is a chart of reverse phase LC-MS analysis of the reaction solution of Test Example 6.
FIG. 13 is a chart of reverse phase LC-MS analysis of the reaction solution of Test Example 7.
図7に示すように、タンパク質SiGGT21646をセサミノールと反応させたところ生成物は認められなかった。
一方、図8に示すようにタンパク質SiGGT21646をSG2(2)と反応させたところグルコースが1分子付加されたピークが認められ、これは保持時間からセサミノSG3(2,6)と同定された。
また、図9に示すように、UGT71A9及びタンパク質SiGGT21646をセサミノールと反応させたところ、グルコースが2分子付加されたピークが認められ、これは保持時間からセサミノールSG2(6)と同定された。
図10及び図11に示すようにこれらの反応はUGT94D1でも同様にみられることと、及び、図12及び図13に示すようにこれらタンパク質はSG2(6)をグルコシル化する活性がほとんどないことから、タンパク質SiGGT21646はUGT94D1と同じように、SG1のグルコース残基の6位、及び、SG2(2)の一つ目のグルコース残基の6位をグルコシル化する糖特異的糖転移酵素であることが示された。
As shown in FIG. 7, when the protein SiGGT21646 was reacted with sesaminol, no product was observed.
On the other hand, as shown in FIG. 8, when the protein SiGGT21646 was reacted with SG2 (2), a peak to which one molecule of glucose was added was observed, which was identified as Sesamino SG3 (2,6) from the retention time.
Further, as shown in FIG. 9, when UGT71A9 and the protein SiGGT21646 were reacted with sesaminol, a peak to which two molecules of glucose were added was observed, which was identified as sesaminol SG2 (6) from the retention time.
As shown in FIGS. 10 and 11, these reactions are similarly observed in UGT94D1, and as shown in FIGS. 12 and 13, these proteins have almost no activity to glucosylate SG2 (6). , Protein SiGGT21646, like UGT94D1, is a sugar-specific glycosyltransferase that glucosylates the 6-position of the glucose residue of SG1 and the 6-position of the first glucose residue of SG2 (2). Shown.
本発明によれば、上記タンパク質(P1)を利用して、SG1のグルコース残基の2位、及び、SG2(6)の1つ目のグルコース残基の2位をグルコシル化することができ、SG2(2)、及び、SG3(2,6)を製造することができる。
さらにタンパク質(P1)を利用して、SG2(2)の2つ目のグルコース残基の2位をグルコシル化することができ、SG3(2,2)を製造することができる。
今回、タンパク質(P1)に含まれるタンパク質SiGGT21842及びタンパク質SiGGT21842R229Qの機能を解析することにより、セサミノールからSG3(2,6)までの生合成経路の全容が明らかになった。そのため、植物のみならず微生物において水溶性リグナン配糖体であるセサミノール3糖配糖体、その他類縁化合物を生産させるための育種マーカーおよび分子ツールを与えうる。
According to the present invention, the protein (P1) can be used to glucosylate the 2-position of the glucose residue of SG1 and the 2-position of the first glucose residue of SG2 (6). SG2 (2) and SG3 (2,6) can be produced.
Further, the protein (P1) can be used to glucosylate the 2-position of the second glucose residue of SG2 (2), and SG3 (2,2) can be produced.
This time, by analyzing the functions of the protein SiGGT21842 and the protein SiGGT21842R229Q contained in the protein (P1), the entire biosynthetic pathway from sesaminol to SG3 (2,6) was clarified. Therefore, it is possible to provide breeding markers and molecular tools for producing sesaminol triglycosides, which are water-soluble lignan glycosides, and other related compounds not only in plants but also in microorganisms.
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