JP6997706B2 - 洗濯ケアおよび織物ケアにおいて使用するためのグルカン繊維組成物 - Google Patents
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Description
本願は、それらの全開示がこれにより参照して本明細書に組み込まれる、2015年11月13日に出願された米国仮特許出願第62/255,155号明細書の優先権の利益を主張するものである。
配列の正式な写しは、997,548バイトのサイズを有して本明細書と同時に提出される、2016年11月2日に作成された20161104_CL6276WOPCT_SequenceListing_ST25.txtのファイル名を備えるASCIIフォーマットの配列表としてEFS-Webを介して電子的に提出される。このASCIIフォーマット文献に含有された配列表は、本明細書の一部であり、参照により全体として本明細書に組み込まれる。
a.
i. 少なくとも75%のα-(1,3)グリコシド結合;
ii. 25%未満のα-(1,6)グリコシド結合;
iii. 10%未満のα-(1,3,6)グリコシド結合;
iv. 5,000ダルトン未満の重量平均分子量;
v. 20℃の水中において12重量%で0.25パスカル秒(Pa・s)未満の粘度;
vi. 25℃の水中において少なくとも20重量/重量%の溶解度;および
vii. 5未満の多分散性指数を含むα-グルカンオリゴマー/ポリマー組成物;および
b. 少なくとも1つの追加の織物ケア成分
を含む織物ケア組成物が提供される。
a.
i. 少なくとも75%のα-(1,3)グリコシド結合;
ii. 25%未満のα-(1,6)グリコシド結合;
iii. 10%未満のα-(1,3,6)グリコシド結合;
iv. 5,000ダルトン未満の重量平均分子量;;
v. 20℃の水中において12重量%で0.25パスカル秒(Pa・s)未満の粘度;
vi. 25℃の水中において少なくとも20重量/重量%の溶解度;および
vii. 5未満の多分散性指数を含むα-グルカンオリゴマー/ポリマー組成物;および
b. 少なくとも1つの追加の洗濯ケア成分
を含む洗濯ケア組成物が提供される。
i. 少なくとも75%のα-(1,3)グリコシド結合;
ii. 25%未満のα-(1,6)グリコシド結合;
iii. 10%未満のα-(1,3,6)グリコシド結合;
iv. 5,000ダルトン未満の重量平均分子量;;
v. 20℃の水中において12重量%で0.25パスカル秒(Pa・s)未満の粘度;
vi. 25℃の水中において少なくとも20重量/重量%の溶解度;および
i. 5未満の多分散性指数を含むα-グルカンエーテル組成物であって;少なくとも1つの有機基との約0.05~約3.0の置換度(DoS)を有するα-グルカンエーテル組成物が提供される。
a.
i. 上記の織物ケア組成物;
ii. 上記の洗濯ケア組成物;
iii. 上記のグルカンエーテル組成物;
iv.
a. 少なくとも75%のα-(1,3)グリコシド結合;
b. 25%未満のα-(1,6)グリコシド結合;
c. 10%未満のα-(1,3,6)グリコシド結合;
d. 5,000ダルトン未満の重量平均分子量;
e. 20℃の水中において12重量%で0.25パスカル秒(Pa・s)未満の粘度;
f. 25℃の水中において少なくとも20重量/重量%の溶解度;および
g. 5未満の多分散性指数を含むα-グルカンオリゴマー/ポリマー組成物;および
v. (i)~(iv)の任意の組み合わせから選択される組成物を提供する工程;
b. 好適な条件下で(a)の組成物を織物、布地もしくは衣料品と接触させる工程であって、これにより織物、布地もしくは衣料品が処理されて利益を得る工程;および
c. 任意選択的に、(b)の処理された織物、布地もしくは衣料品をすすぎ洗う工程を含む方法が提供される。
a.
i. 少なくとも75%のα-(1,3)グリコシド結合;
ii. 25%未満のα-(1,6)グリコシド結合;
iii. 10%未満のα-(1,3,6)グリコシド結合;
iv. 5,000ダルトン未満の重量平均分子量;
v. 20℃の水中において12重量%で0.25パスカル秒(Pa・s)未満の粘度;
vi. 25℃の水中において少なくとも20重量/重量%の溶解度;および
vii. 5未満の多分散性指数を含むα-グルカンオリゴマー/ポリマー組成物を提供する工程;
b. アルカリ性条件下の反応中で(a)のα-グルカンオリゴマー/ポリマー組成物を含むα-グルカンオリゴマー/ポリマー組成物を1つの有機基を含む少なくとも1種のエーテル化剤と接触させる工程であって;これにより少なくとも1つの有機基との約0.05~約3.0の置換度(DoS)を有するα-グルカンエーテルが生成される工程;および
c. 任意選択的に、工程(b)で生成されたα-グルカンエーテルを単離する工程を含む方法が提供される。
a.
i. 少なくとも75%のα-(1,3)グリコシド結合;
ii. 25%未満のα-(1,6)グリコシド結合;
iii. 10%未満のα-(1,3,6)グリコシド結合;
iv. 5,000ダルトン未満の重量平均分子量;
v. 20℃の水中において12重量%で0.25パスカル秒(Pa・s)未満の粘度;
vi. 25℃の水中において少なくとも20重量/重量%の溶解度;および
vii. 5未満の多分散性指数を含むα-グルカンオリゴマー/ポリマー組成物;
b.
i. 少なくとも75%のα-(1,3)グリコシド結合;
ii. 25%未満のα-(1,6)グリコシド結合;
iii. 10%未満のα-(1,3,6)グリコシド結合;
iv. 5,000ダルトン未満の重量平均分子量;
v. 20℃の水中において12重量%で0.25パスカル秒(Pa・s)未満の粘度;
vi. 25℃の水中において少なくとも20重量/重量%の溶解度;および
vii. 5未満の多分散性指数を含むグルカンエーテル組成物であって;ここで少なくとも1つの有機基との約0.05~約3.0の置換度(DoS)を有するα-グルカンエーテル組成物;または
c. それらの任意の組み合わせ
を含む布地、糸、織物もしくは繊維が提供される。
下記の文章は、米国連邦規則法典第37編規則1.821~1.825(ヌクレオチド配列および/またはアミノ酸配列の開示を含有する特許出願のための要件-配列規則)を順守しており、世界知的所有権機関(WIPO)標準ST.25(2009)、欧州特許条約(EPC)および特許協力条約(PCT)規則5.2および49.5(a-bis)ならびに実施細則の第208章および附属書Cの配列表要件と一致している。ヌクレオチドおよびアミノ酸配列データのために使用した記号およびフォーマットは、米国連邦規則法典第37巻§1.822に規定された規則を順守している。
Mw=ΣNiMi 2/ΣNiMi;(式中、Miは鎖の分子量であり、Niはその分子量の鎖の数である)として計算される。
重量平均分子量は、静的光散乱、小角中性子散乱、X線散乱および沈降速度などの専門技術によって決定できる。
(構造I中、R2、R3およびR4は、それぞれ独立して、水素原子またはアルキル基、アリール基、シクロアルキル基、アラルキル基もしくははアルカリル基を示す)を含む。
構造I中の炭素原子(C)は、正荷電有機基の1個以上の炭素の鎖(「炭素鎖」)の一部である。炭素原子は、α-グルカンポリマーのグルコースモノマーと直接的にエーテル結合している、またはα-グルカンポリマー/オリゴマーのグルコースモノマーにエーテル結合している2個以上の炭素原子の鎖の一部である。構造I中の炭素原子は、-CH2-、-CH-(ここで、1つのHは、ヒドロキシ基などの別の基で置換されている)、または-C-(ここで、両方のH’が置換されている)であってよい。
(式中、R2、R3およびR4のそれぞれはメチル基である)として表すことができる。構造IIは、第4級アンモニウムヒドロキシプロピル基の1つの例である。
1. 小さな脂肪族の非極性もしくは弱極性残基:Ala、Ser、Thr(Pro、Gly);
2. 極性負荷電残基およびそれらのアミド:Asp、Asn、Glu、Gln;
3. 極性正荷電残基:His、Arg、Lys;
4. 大きな脂肪族の非極性残基:Met、Leu、Ile、Val(Cys);および
5. 大きな芳香族残基:Phe、TyrおよびTrp。
本可溶性α-グルカンオリゴマー/ポリマー組成物は、スクロース(例えば、サトウキビ)から、ヒトへの曝露の長い歴史を有する微生物(口腔内で自然に見いだされる、または例えばビール、発酵大豆などの食品中で見いだされる微生物)から自然において見出されるものと同一のアミノ酸配列(もしくはそれらの活性切断形)を本質的に有する1種以上の酵素加工助剤を使用して調製した。可溶性オリゴマー/ポリマーは、(広範囲の用途における使用を可能にする)低粘度を有する。
a. 少なくとも75%のα-(1,3)グリコシド結合;
b. 25%未満のα-(1,6)グリコシド結合;
c. 10%未満のα-(1,3,6)グリコシド結合;
d. 5,000ダルトン未満の重量平均分子量(Mw);
e. 20℃の水中において12重量%で0.25パスカル秒(Pa・s)未満の粘度;
f. 25℃のpH7の水中において少なくとも20重量/重量%の溶解度;および
g. 5未満の多分散性指数(PDI)。
所望の用途に依存して、本α-グルカンオリゴマー/ポリマー組成物および/またはその誘導体(例えば本α-グルカンエーテル)は、洗濯ケア、布地/織物ケアおよび/またはパーソナルケア製品において使用するために好適な1つ以上の他の物質および/または有効成分を用いて調製(例えば、ブレンド、混合、組み込むなど)することができる。したがって、本開示は、本グルカンオリゴマー/ポリマー組成物を含む組成物を含む。この状況における用語「本グルカンオリゴマー/ポリマー組成物を含む組成物」は、例えば、本グルカンオリゴマー/ポリマー、レオロジー改質組成物、織物処理/ケア組成物、洗濯ケア調製物/組成物、織物柔軟剤、パーソナルケア組成物(ヘア、スキンおよびオーラルケア)などを含む水性調製物を含むことができる。
a.
i. 少なくとも75%のα-(1,3)グリコシド結合;
ii. 25%未満のα-(1,6)グリコシド結合;
iii. 10%未満のα-(1,3,6)グリコシド結合;
iv. 5,000ダルトン未満の重量平均分子量;
v. 20℃の水中において12重量%で0.25パスカル秒(Pa・s)未満の粘度;
vi. 25℃の水中において少なくとも20重量/重量%の溶解度;および
vii. 5未満の多分散性指数
を含むα-グルカンオリゴマー/ポリマー組成物;および
b. 少なくとも1つの追加の織物ケア成分
を含む織物ケア組成物が提供される。
a)
i. 少なくとも75%のα-(1,3)グリコシド結合;
ii. 25%未満のα-(1,6)グリコシド結合;
iii. 10%未満のα-(1,3,6)グリコシド結合;
iv. 5,000ダルトン未満の重量平均分子量;
v. 20℃の水中において12重量%で0.25パスカル秒(Pa・s)未満の粘度;
vi. 25℃の水中において少なくとも20重量/重量%の溶解度;および
vii. 5未満の多分散性指数
を含むα-グルカンオリゴマー/ポリマー組成物;および
b) 少なくとも1つの追加の洗濯ケア成分
を含む洗濯ケア組成物が提供される。
1) 少なくとも75%のα-(1,3)グリコシド結合;
2) 25%未満のα-(1,6)グリコシド結合;
3) 10%未満のα-(1,3,6)グリコシド結合;
4) 5,000ダルトン未満の重量平均分子量;
5) 20℃の水中において12重量%で0.25パスカル秒(Pa・s)未満の粘度;
6) 25℃の水中において少なくとも20重量/重量%の溶解度;および
7) 5未満の多分散性指数
を含むα-グルカンエーテルであって;組成物が少なくとも1つの有機基との約0.05~約3.0の置換度(DoS)を有するα-グルカンエーテルが提供される。
a)
i. 少なくとも75%のα-(1,3)グリコシド結合;
ii. 25%未満のα-(1,6)グリコシド結合;
iii. 10%未満のα-(1,3,6)グリコシド結合;
iv.5,000ダルトン未満の重量平均分子量;
v. 20℃の水中において12重量%で0.25パスカル秒(Pa・s)未満の粘度;
vi. 25℃の水中において少なくとも20重量/重量%の溶解度;および
vii. 5未満の多分散性指数を含むα-グルカンオリゴマー/ポリマー組成物を提供する工程;
b) アルカリ性条件下の反応中で(a)のα-グルカンオリゴマー/ポリマー組成物を含むα-グルカンオリゴマー/ポリマー組成物を1つの有機基を含む少なくとも1種のエーテル化剤と接触させる工程であって;これにより少なくとも1つの有機基との約0.05~約3.0の置換度(DoS)を有するα-グルカンエーテルが生成される工程;および
c) 任意選択的に、工程(b)で生成されたα-グルカンエーテルを単離する工程を含む方法が提供される。
a)
1) 上記の織物ケア組成物;
2) 上記の洗濯ケア組成物;
3) 上記のα-グルカンエーテル組成物;
4)
i. 少なくとも75%のα-(1,3)グリコシド結合;
ii. 25%未満のα-(1,6)グリコシド結合;
iii. 10%未満のα-(1,3,6)グリコシド結合;
iv. 5,000ダルトン未満の重量平均分子量;
v. 20℃の水中において12重量%で0.25パスカル秒(Pa・s)未満の粘度;
vi. 25℃の水中において少なくとも20重量/重量%の溶解度;および
vii. 5未満の多分散性指数
を含むα-グルカンオリゴマー/ポリマー組成物を提供する工程;および
5) (i)~(iv)の任意の組み合わせから選択される組成物を提供する工程;
b) 好適な条件下で(a)の組成物を織物、布地もしくは衣料品と接触させる工程であって、これにより織物、布地もしくは衣料品が処理されて利益を得る工程;および
c) 任意選択的に、(b)の処理された織物、布地もしくは衣料品をすすぎ洗う工程を含む方法が提供される。
上記エーテル化反応を調製するために、下記の工程を実施できる。
本α-グルカンオリゴマー/ポリマーは、アルカリ性条件下で1つの有機基を含む少なくとも1種のエーテル化剤と接触させられる。この工程は、例えば、混合物(例えば、スラリー)もしくは溶液を提供するために本α-グルカンオリゴマー/ポリマーを溶媒および1種以上のアルカリ性水酸化物と接触させることによって最初にアルカリ性条件を準備することによって実施できる。したがって、エーテル化反応のアルカリ性条件は、アルカリ性水酸化物溶液を含むことができる。アルカリ性条件のpHは、例えば、少なくとも約11.0、11.2、11.4、11.6、11.8、12.0、12.2、12.4、12.6、12.8もしくは13.0であってよい。
本グルカンオリゴマー/ポリマーおよび/または本α-グルカンエーテルは、パーソナルケア製品において使用できる。例えば、そのような物質は、保湿剤、親水コロイドもしくは場合により増粘剤として使用することが可能な場合がある。本α-グルカンオリゴマー/ポリマーおよび/または本α-グルカンエーテルは、所望であれば、その開示が参照により本明細書に全体として組み込まれる米国特許第8,541,041号明細書に開示されている増粘剤などの1種以上の他のタイプの増粘剤と結び付けて使用されてよい。
可溶性α-グルカンオリゴマー/ポリマー組成物を酵素的に生成するための方法が提供される。1つの実施形態では、方法は、基質としてスクロースを使用して消化耐性可溶性α-グルカンオリゴマー/ポリマー組成物の合成を触媒できるグルコシドヒドロラーゼ70型(E.C.2.4.1.-)に属する少なくとも1種の組換えにより生成されるグルコシルトランスフェラーゼの使用を含む。グリコシドヒドロラーゼファミリー70酵素は、例えばストレプトコッカス(Streptococcus)属、ロイコノストック(Leuconostoc)属、ワイセラ(Weisella)属もしくはラクトバチルス(Lactobacillus)属などの乳酸菌によって生成されるトランスグルコシダーゼである(炭水化物活性酵素データベース;“CAZy”;Cantarel et al.,(2009)Nucleic Acids Res 37:D233-238を参照されたい)。組換えにより発現したグルコシルトランスフェラーゼは、好ましくは、自然において見いだされるアミノ酸配列と同一のアミノ酸配列を有する(すなわち、起源生物もしくはそれらの触媒活性切断において見いだされる全長配列と同一である)。
多数のGH70ファミリーグルコシルトランスフェラーゼにとっての最適温度は、25℃~35℃であることが多く、55℃~60℃を超える温度では迅速な不活性化が頻回に観察される。しかし、所定のグルコシルトランスフェラーゼは、反応が高温(本明細書ではこれより低温がこの酵素の不活性化温度である少なくとも45℃の温度であると規定されている)で実施されると、スクロースから所望の可溶性グルカンオリゴマー/ポリマー組成物を生成できる可能性があることが見いだされている。
少なくとも1種のα-グルカノヒドロラーゼを少なくとも1種の上記のグルコシルトランスフェラーゼと組み合わせて(すなわち、反応混合物中で同時に)使用して本可溶性グルカンオリゴマー/ポリマー組成物を酵素的に生成するための方法が提供される。2種の酵素の同時使用は、同一酵素の連続投与(すなわち、最初にグルコシルトランスフェラーゼを使用してスクロースからグルカンポリマーを合成し、その後に引き続いてグルカンポリマーをα-グルカノヒドロラーゼにより処理する)に比較して異なる製品プロファイル(すなわち、可溶性α-グルカンオリゴマー/ポリマー組成物のプロファイル)を生成する。1つの実施形態では、α-グルカノヒドロラーゼとのグルコシルトランスフェラーゼの連続的投与に基づくグルカンオリゴマー/ポリマー合成法は特に除外される。
1.
a. スクロース;
b. 少なくとも75%のα-(1,3)グリコシド結合を有するグルカンポリマーの合成を触媒できる少なくとも1種のグルコシルトランスフェラーゼ;
c. 1つ以上のα-(1,3)グリコシド結合もしくは1つ以上のα-(1,6)グリコシド結合を有するグルカンポリマーを加水分解できる少なくとも1種のα-グルカノヒドロラーゼ;および
d. 任意選択的に1種以上のアクセプター、を含む一連の反応成分を提供する工程;および
2. 好適な水性反応条件下で一連の反応成分を結合し、それにより可溶性α-グルカンオリゴマー/ポリマー組成物が生成される工程、を含む方法が提供される。
1.
i) スクロース;
ii) 少なくとも75%のα-(1,3)グリコシド結合を有するグルカンポリマーの合成を触媒できる少なくとも1種のグルコシルトランスフェラーゼ;
iii) 1つ以上のα-(1,3)グリコシド結合もしくは1つ以上のα-(1,6)グリコシド結合を有するグルカンポリマーを加水分解できる少なくとも1種のα-グルカノヒドロラーゼ;および
iv) 任意選択的に1種以上のアクセプター、を含む一連の反応成分を提供する工程;
2. 好適な水性反応条件下で一連の反応成分を結合し、それにより可溶性α-グルカンオリゴマー/ポリマー組成物を含む生成混合物が生成される工程;
3. 工程2の生成混合物から可溶性α-グルカンオリゴマー/ポリマー組成物を単離する工程;および
4. 任意選択的に、可溶性α-グルカンオリゴマー/ポリマー組成物を濃縮する工程、を含む方法が提供される。
当業者であれば、所望の活性(すなわち、所望のグリコシド結合を有するグルカンもしくは標的グリコシド結合に向かう内加水分解活性を有するα-グルカノヒドロラーゼを形成できるグルコシルトランスフェラーゼ活性)が維持される限り、さらに、本組成物および方法において実質的に類似の酵素配列を使用できることを認識している。例えば、所望の活性が保持される(または比活性に関して改善さえされている)限り、触媒活性切断形を調製して使用できることは証明されている。1つの実施形態では、実質的に類似の配列は、本明細書に例示した配列と関連する核酸分子と高ストリンジェンシー条件下でハイブリダイズするそれらの能力によって定義される。また別の実施形態では、配列アラインメントアルゴリズムを使用すると、本明細書に提供したDNAもしくはアミノ酸配列との同一性パーセントに基づいて実質的に類似の配列を定義することができる。
反応系から本可溶性α-グルカンオリゴマー/ポリマー組成物を入手するためには、遠心分離、濾過、分別、クロマトグラフィー分離、透析、蒸発、沈殿、希釈もしくはそれらの任意の組み合わせ、好ましくは透析もしくはクロマトグラフィー分離、最も好ましくは透析(限外濾過)を含むがそれらに限定されない任意の数の一般的精製技術を使用することができる。
本配列の遺伝子および遺伝子産物は、異種宿主細胞内、特に微生物宿主の細胞内で生成できる。本遺伝子および核酸分子を発現させるために好ましい異種宿主細胞は、真菌科もしくは細菌科内で見いだすことができる、および広範囲の温度、pH値および溶媒耐性にわたって増殖する微生物宿主である。例えば、任意の細菌、酵母および糸状菌が本核酸分子の発現に宿主として好適に機能できることが企図されている。酵素は、細胞内、細胞外または細胞内および細胞外両方の組み合わせで発現させることができるが、ここで細胞外発現は、発酵生成物からの所望のタンパク質の回収を細胞内発現により生成されたタンパク質を収集するための方法よりも容易にさせる。転写、翻訳およびタンパク質生合成装置は、細胞バイオマスを生成するために使用される細胞供給原料に対して不変のままである;機能的遺伝子は無関係に発現させられるであろう。宿主菌株の例としては、例えば、アスペルギルス(Aspergillus)属、トリコデルマ(Trichoderma)属、サッカロミセス(Saccharomyces)属、ピチア(Pichia)属、ファフィア(Phaffia)属、クルイベロミセス(Kluyveromyces)属、カンジダ(Candida)属、ハンセヌラ(Hansenula)属、ヤロウィア(Yarrowia)属、サルモネラ(Salmonella)属、バチルス(Bacillus)属、アシネトバクター(Acinetobacter)属、ジモモナス(Zymomonas)属、アグロバクテリウム(Agrobacterium)属、エリスロバクター(Erythrobacter)属、クロロビウム(Chlorobium)属、クロマチウム(Chromatium)属、フラボバクテリウム(Flavobacterium)属、サイトファガ(Cytophaga)属、ロドバクター(Rhodobacter)属、ロドコッカス(Rhodococcus)属、ストレプトミセス(Streptomyces)属、ブレビバクテリウム(Brevibacterium)属、コリネバクテリア(Corynebacteria)属、マイコバクテリウム(Mycobacterium)属、デイノコッカス(Deinococcus)属、エシェリキア(Escherichia)属、エルウィニア(Erwinia)属、パントエア(Pantoea)属、シュードモナス(Pseudomonas)属、スフィンゴモナス(Sphingomonas)属、メチロモナス(Methylomonas)属、メチロバクター(Methylobacter)属、メチロコッカス(Methylococcus)属、メチロシヌス(Methylosinus)属、メチロミクロビウム(Methylomicrobium)属、メチロシスティス(Methylocystis)属、アルカリゲネス(Alcaligenes)属、シネコシスティス(Synechocystis)属、シネココッカス(Synechococcus)属、アナバエナ(Anabaena)属、チオバチルス(Thiobacillus)属、メタノバクテリウム(Methanobacterium)属、クレブシエラ(Klebsiella)属およびミクソコッカス(Myxococcus)属などの細菌種、真菌種もしくは酵母種が挙げられるが、それらに限定されない。1つの実施形態では、真菌宿主細胞は、トリコデルマ(Trichoderma)属、好ましくはトリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)の菌株である。1つの実施形態では、細菌宿主菌株には、エシェリキア(Escherichia)属、バチルス(Bacillus)属、クルイベロミセス(Kluyveromyces)属およびシュードモナス(Pseudomonas)属が含まれる。1つの好ましい実施形態では、細菌宿主細胞は、枯草菌(Bacillus subtilis)もしくは大腸菌(Escherichia coli)である。
酵素を生成するためには、様々な培養方法を適用できる。例えば、組換え微生物宿主からの過剰発現した特定遺伝子産物の大規模生産は、バッチ式、フェドバッチ式および連続式培養方法によって生成できる。バッチ式およびフェドバッチ式培養方法は一般的であり、当分野では周知であり、例は:Biotechnology:A Textbook of Industrial Microbiology by Wulf Crueger and Anneliese Crueger(authors),Second Edition,(Sinauer Associates,Inc.,Sunderland,MA(1990) and Manual of Industrial Microbiology and Biotechnology,Third Edition,Richard H.Baltz,Arnold L.Demain,and Julian E.Davis(Editors),(ASM Press,Washington,DC(2010)の中に見いだすことができる。
第1の実施形態(「第1実施形態」)では、可溶性α-グルカンオリゴマー/ポリマー組成物であって:
a. 少なくとも75%のα-(1,3)グリコシド結合、好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも85%、いっそうより好ましくは少なくとも90%および最も好ましくは少なくとも95%のα-(1,3)グリコシド結合;
b. 25%未満のα-(1,6)グリコシド結合;好ましくは10%未満、より好ましくは5%以下およびいっそうより好ましくは1%未満のα-(1,6)グリコシド結合;
c. 10%未満のα-(1,3,6)グリコシド結合;好ましくは5%未満および最も好ましくは2.5%未満のα-(1,3,6)グリコシド結合;
d. 5,000ダルトン未満;好ましくは2,500ダルトン未満;より好ましくは500~2,500ダルトンおよび最も好ましくは約500~2,000ダルトンの重量平均分子量;
e. 20℃の水中において12重量%で、0.25パスカル秒(Pa・s)未満、好ましくは0.01パスカル秒(Pa・s)未満、好ましくは7cP(0.007Pa・s)未満、より好ましくは5cP(0.005Pa・s)未満、より好ましくは4cP(0.004Pa・s)未満および最も好ましくは3cP(0.003Pa・s)未満の粘度;
f. 25℃の水中において少なくとも20重量/重量%、好ましくは少なくとも30%、40%、50%、60%もしくは70%の溶解度;および
g. 5未満の多分散性指数、を含む可溶性α-グルカンオリゴマー/ポリマー組成物が提供される。
a.
i. スクロース;
ii. 少なくとも75%、好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも85%、いっそうより好ましくは少なくとも90%および最も好ましくは少なくとも95%のα-(1,3)グリコシド結合を有するグルカンポリマーの合成を触媒できる少なくとも1種のグルコシルトランスフェラーゼ;
iii. 1つ以上のα-(1,3)グリコシド結合もしくは1つ以上のα-(1,6)グリコシド結合を有するグルカンポリマーを加水分解できる少なくとも1種のα-グルカノヒドロラーゼ;および
iv. 任意選択的に1種以上のアクセプター、を含む一連の反応成分を提供する工程;
b. 好適な水性反応条件下で結合する工程であって、それにより可溶性α-グルカンオリゴマー/ポリマー組成物を含む生成物が生成される工程;および
c. 任意選択的に、工程(b)の生成物から可溶性α-グルカンオリゴマー/ポリマー組成物を単離する工程;および
d. 任意選択的に、工程(c)の単離可溶性α-グルカンオリゴマー/ポリマー組成物を濃縮する工程、を含む方法が提供される。
1.
1. スクロース;
2. 少なくとも75%、好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも85%、いっそうより好ましくは少なくとも90%および最も好ましくは少なくとも95%のα-(1,3)グリコシド結合を有するグルカンポリマーの合成を触媒できる少なくとも1種のグルコシルトランスフェラーゼ;
3. 1つ以上のα-(1,3)グリコシド結合もしくは1つ以上のα-(1,6)グリコシド結合を有するグルカンポリマーを加水分解できる少なくとも1種のα-グルカノヒドロラーゼ;および
4. 任意選択的に1種以上のアクセプター、を含む一連の反応成分を提供する工程;
2. 単一反応混合物を形成するために好適な水性条件下で(a)の一連の反応成分を結合する工程であって、これによりグルコースオリゴマーを含む生成混合物が形成される工程;
3. グルコースオリゴマーを含む生成混合物から可溶性α-グルカンオリゴマー/ポリマー組成物を単離する工程;および
4. 任意選択的に、可溶性α-グルカンオリゴマー/ポリマー組成物を濃縮する工程、を含む方法が提供される。
1. グルコシルトランスフェラーゼGTF7527(配列番号3、5もしくはそれらの組み合わせ)およびムタナーゼMUT3325(配列番号27)
2. グルコシルトランスフェラーゼGTF7527(配列番号3、5もしくはそれらの組み合わせ)およびムタナーゼMUT3264(配列番号21、22、24もしくはそれらの組み合わせ)
3. グルコシルトランスフェラーゼGTF0459(配列番号17、19もしくはそれらの組み合わせ)およびムタナーゼMUT3325(配列番号27)および
4. グルコシルトランスフェラーゼGTF0459(配列番号17、19もしくはそれらの組み合わせ)およびムタナーゼMUT3264(配列番号21、22、24もしくはそれらの組み合わせ)の組み合わせから選択される、上記の実施形態のいずれかによる方法。
a.
i. スクロース;
ii. 1つ以上のα-(1,3)グリコシド結合を有するグルカンポリマーの合成を触媒できる少なくとも1種のグルコシルトランスフェラーゼ;
iii. 任意選択的に1種以上のアクセプター、を含む一連の反応成分を提供する工程;
b. 好適な水性反応条件下で単一反応混合物を形成するために(a)の一連の反応成分を結合する工程であって、反応条件は45℃超および55℃未満、好ましくは47℃~53℃の反応温度を含み、これによりグルコースオリゴマーを含む生成混合物が形成される工程;
c. グルコースオリゴマーを含む生成混合物から請求項1の可溶性α-グルカンオリゴマー/ポリマー組成物を単離する工程;および
d. 任意選択的に、可溶性α-グルカンオリゴマー/ポリマー組成物を濃縮する工程、を含む方法が提供される。
本明細書で使用する標準組換えDNAおよび分子クローニング技術は、当分野において周知であり、Sambrook,J.and Russell,D.,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,Third Edition,Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,NY(2001);Silhavy,T.J.,Bennan,M.L.and Enquist,L.W.,Experiments with Gene Fusions,Cold Spring Harbor Laboratory Cold Press Spring Harbor,NY(1984);およびMolecular Biology,5th Ed.Current Protocols and John Wiley and Sons,Inc.,N.Y.,2002の中でAusubel,F.M.et.al.,Short Protocolsによって記載されている。
機能的GTF酵素を発現する大腸菌(Escherichia coli)菌株は、振とうフラスコ内で、アンピシリン(100μg/mL)を含むLB培地を使用して37℃および220rpmでOD600nm=0.4~0.5へ増殖させ、その時点にイソプロピル-β-D-チオ-ガラクトシド(IPTG)を最終濃度が0.5mMとなるように加え、37℃で2~4時間にわたりインキュベーションを継続した。細胞は15分間にわたる5,000×gでの遠心分離によって採取し、50mMのリン酸バッファー(pH7.0)中に再懸濁させた(20~25重量/体積%の湿潤細胞)。95%を超える細胞溶解を保証するために、再懸濁細胞をFrenchプレッシャーセル(SLM Instruments,Rochester,NY)に2回通過させた。細胞溶解物を12,000×gおよび4℃で30分間遠心分離した。生じた上清(細胞抽出物)は、GTF酵素の発現を確証するためにBCAタンパク質アッセイおよびSDS-PAGEによって分析し、細胞抽出物を-80℃で保管した。
pHYTベクター主鎖は、枯草菌(Bacillus subtilis)aprEプロモーターを含有する複製枯草菌(Bacillus subtilis)発現プラスミドであった。pHYTベクター主鎖は、大腸菌(Escherichia coli)-枯草菌(Bacillus subtilis)シャトルベクターpHY320PLK(GENBANK(登録商標)アクセッション番号D00946、およびタカラバイオ株式会社(日本国大津市)から市販で入手できる)由来であった。大腸菌(Escherichia coli)の複製起源およびアンピシリン耐性遺伝子は、pACYC177(GENBANK(登録商標)X06402、およびNew England Biolabs Inc.,Ipswich,MAから市販で入手できる)由来であった。枯草菌(Bacillus subtilis)の複製起源およびテトラサイクリン耐性遺伝子は、pAMalpha-1(Francia et al.,J Bacteriol.2002 Sep;184(18):5187-93))由来であった。
aprEプロモーター-関心対象の酵素をコードするAprEシグナルペプチド配列コーディング配列(例えば、様々なGTFに対するコーティング配列)-BPN’ターミネーターを含有する全発現カセット(EcoRI-BamHI断片)は、HindIII部位を破壊したBamHI-HindIIIリンカーを使用してpHYTのEcoRI部位およびHindIII部位内にクローニングした。リンカー配列は、5’-GGATCCTGACTGCCTGAGCTT-3’(配列番号2)であった。aprEプロモーターおよびAprEシグナルペプチド配列(配列番号25)は、枯草菌(Bacillus subtilis)にとって天然であった。BPN’ターミネーターは、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefaciens)のサブチリシン由来であった。天然シグナルペプチドを使用した場合は、AprEシグナルペプチドを発現遺伝子の天然シグナルペプチドと置き換えた。
トリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)胞子懸濁液を約6cm径のアセトアミダーゼ形質転換プレート(150μLの5×107~5×108個(胞子)/mL(懸濁液))の中心上に広げた。プレートを次に生物学的フード内で風乾させた。ストッピングスクリーン(BioRad 165-2336)およびマクロキャリアホルダー(BioRad 1652322)を70%のメタノール中に浸漬して風乾させた。DRIERITE(登録商標)乾燥剤(硫酸カルシウム乾燥剤;W.A.Hammond DRIERITE(登録商標)Company,Xenia,OH)を小さなペトリ皿(6cm、Pyrex)内に配置し、ワットマン濾紙(GE Healthcare Bio-Sciences,Pittsburgh,PA)を被せた。マクロキャリア(BioRad 165-2335;Bio-Rad Laboratories,Hercules,CA)を含有するマクロキャリアホルダーを濾紙の上に水平に配置し、ペトリ皿の蓋を取り換えた。タングステン粒子懸濁液は、60mgのタングステンM-10粒子(マイクロキャリア、0.7ミクロン、BioRad #1652266,Bio-Rad Laboratories)をエッペンドルフ型試験管に加えることによって調製した。エタノール(1mL)(100%)を加えた。タングステンはエタノール溶液中でボルテックスミキサーにかけ、15分間浸漬させた。タングステンをペレット化するために、エッペンドルフ型試験管を最高速度で短時間にわたり微量遠心した。エタノールをデカントし、無菌蒸留水を用いて3回洗浄した。水洗を3回デカントした後、タングステンを1mLの無菌50%グリセロール中に再懸濁させた。形質転換反応は、各形質転換のために25μLの懸濁化タングステンを1.5mLのエッペンドルフ型試験管に加えることによって調製した。その後の添加は、2μLのDNA pTrex3発現ベクター(配列番号3;米国特許第6,426,410号明細書を参照されたい)、25μLの2.5MのCaCl2、10μLの0.1Mのスペルミジンの順序で実施した。反応は、タングステンを懸濁させながら、5~10分間にわたり継続的にボルテックスミキサーにかけた。次にエッペンドルフ型試験管を短時間微量遠心し、デカントした。タングステンペレットを200μLの70%のエタノールを用いて洗浄し、短時間微量遠心し、ペレット化してデカントした。ペレットを200μLの100%のエタノールを用いて洗浄し、短時間微量遠心してペレット化してデカントした。タングステンペレットを24μLの100%のエタノール中に再懸濁させた。エッペンドルフ型試験管を15秒間にわたり超音波水浴中に入れ、8μLのアリコートを乾燥マクロキャリアの中心に移した。マクロキャリアを放置して乾燥ペトリ皿内で乾燥させた。
第I部、500mLの蒸留水(dH2O)中で作成する
1,000×の塩 1mL
ノーブル寒天 20g
pHを6.0へ、オートクレーブ滅菌する
第II部、500mLのdH2O中で作成する
アセトアミド 0.6g
CsCl 1.68g
グルコース 20g
KH2PO4 15g
MgSO4・7H2O 0.6g
CaCl2・2H2O 0.6g
pHを4.5にし、0.2ミクロンのフィルターで滅菌する;50℃のオーブン内に入れて加温し、寒天に加え、混合し、プレートに注入する。室温(約21℃)で保管した。
1,000×の塩(1L当たり)
FeSO4・7H2O 5g
MnSO4・H2O 1.6g
ZnSO4・7H2O 1.4g
CoCl2・6H2O 1g
1LのdH2Oにする。
0.2ミクロンのフィルターで滅菌する
グルコシルトランスフェラーゼ活性アッセイは、25g/Lのデキストラン(約1,500のMW、Sigma-Aldrich、製品番号31394)の存在下もしくは非存在下で、25mMもしくは50mMの酢酸ナトリウムバッファー(pH5.5)中で1~10体積/体積%のGTF酵素を含有する粗タンパク質抽出物を200g/Lのスクロースとともに37℃で125rpmの軌道振とうによってインキュベートすることにより実施した。1時間後、2時間後および3時間後に1アリコートの反応混合物を取り出し、90℃で5分間にわたり加熱してGTFを不活性化した。13,000×gで5分間にわたる遠心分離によって不溶性物質を除去し、その後に0.2μmのRC(再生セルロース)膜に通した濾過を実施した。生じた濾液は、2基のAminex HPX-87Cカラムシリーズ(Bio-Rad,Hercules,CA)を使用するHPLCによって85℃で分析し、スクロース濃度を定量した。各時点のスクロース濃度を反応時間に対してプロットし、線形プロットの勾配から初期反応速度を決定した。1単位のGTF活性は、アッセイ条件下で1分間中に1μM(マイクロモル)のスクロースを消費するために必要とされる酵素の量として定義された。
ムタナーゼ活性を決定するために必要とされる不溶性ムタンポリマーは、ストレプトコッカス・ソブリヌス(Streptococcus sobrinus)ATCC(登録商標)33478(商標)により生成された分泌酵素を使用して調製した。詳細には、1ループのS.ソブリヌス(sobrinus)ATCC(登録商標)33478(商標)のグリセロールストックをBHI寒天プレート(Brain Heart Infusion agar,Teknova,Hollister,CA)上に画線し、プレートを37℃で2日間インキュベートした;ループを使用して小数のコロニーを取り上げ、Teknova製のオリジナル培地瓶中の2×の100mLのBHI液体培地を接種し、この培養を24時間にわたり静的に37℃でインキュベートした。生じた細胞を遠心分離によって除去し、生じた上清を0.2μmの滅菌フィルターに通して濾過した;2×の101mLの濾液を採取した。濾液に2×の11.2mLの200g/Lのスクロース(最終スクロース20g/L)を加えた。反応を撹拌せずに37℃で67時間にわたりインキュベートした。生じた多糖ポリマーは、10分間にわたる5,000×gでの遠心分離によって収集した。上清は注意深くデカントした。不溶性ポリマーは、40mLの無菌水を用いて4回洗浄した。生じたムタンポリマーを48時間にわたり凍結乾燥させた。ムタンポリマー(390mg)を39mLの無菌水中に懸濁させて10mg/mLの懸濁液を作成した。ムタン懸濁液は、超音波処理(大きな塊が消失するまで40%の振幅、計約10分間)によってホモジナイズした。均質化懸濁液をアリコートに分割し、4℃で保管した。
一次元1H NMRデータは、高感度凍結探針を使用して500MHzで作動するVarian Unity Inovaシステム(Agilent Technologies,Santa Clara,CA)上で獲得した。水抑制は、「前飽和」実験における残留水シグナルについての共鳴上の観察トランスミッター周波数を注意深く配置し、その後に全期サイクル(32回という多数)および10msの混合時間を用いた「tnnoesy」実験を使用して入手した。
グルカン中のグルコシド結合の分布は、一般に「メチル化分析」もしくは「部分メチル化分析」と名付けられた周知の技術によって決定した(例えば:F.A.Pettolino,et al.,Nature Protocols,(2012)7(9):1590-1607を参照されたい)。この技術は、多数の小さな変化を有するが、必ず:1.グルコース単位の全遊離ヒドロキシル基のメチル化、2.メチル化グルカンの個別モノマー単位への加水分解、3.アノマーを排除してメチル化グルシトールを作成するための還元的開環;アノマー炭素は、典型的には特徴的質量スペクトルを作り出すための重水素原子を用いてタグ付けされる、4.部分メチル化生成物としても公知である、部分メチル化酢酸グルシトールを作成するための(加水分解および開環により作成された)遊離ヒドロキシル基のアセチル化、5.生じた部分メチル化生成物の質量分析法および/または水素炎イオン化検出法と結合されたガスクロマトグラフィーによる分析を含む。
可溶性オリゴマー/ポリマーの12重量%の水溶液の粘度は、コーンおよびプレートの形状を備えたTA Instruments AR-G2制御ストレス回転式レオメーター(TA Instruments-Waters,LLC,New Castle,DE)を使用して測定した。形状は、どちらも平滑な表面を備える40mmの2°の上方コーンおよびペルチェ下方プレートからなる。試験中の溶媒(水)蒸発を最小限に抑えるために、水飽和スポンジを装備した環境チャンバーを使用した。粘度は、20℃で測定した。ペルチェは、所望の温度に設定し、0.65mLのサンプルは、エッペンドルフ型ピペット(Eppendorf North America,Hauppauge,NY)を使用してプレート上に装填した。コーンは、コーンの底部とプレートとの間のギャップを50μmに低下させた。サンプルは、3分間にわたり熱平衡させた。剪断速度掃引は、500~10s-1の剪断速度範囲にわたって実施した。サンプル安定性は、試験の終了時に反復剪断速度点をランすることによって確証した。
スクロース、グルコース、フルクトースおよびロイクロースは、2基の直列Aminex HPX-87Cカラム(Bio-Rad,Hercules,CA)を用いるHPLCによって定量した。使用したクロマトグラフィー条件は、カラム区画および検出器区画で85℃、サンプルおよびインジェクター区画で40℃、流量0.6mL/分および注入量10μLであった。データ整理のために使用したソフトウエアパッケージは、Waters(Waters Corp.,Milford,MA)製のEMPOWER(商標)バージョン3であった。較正は、各個別糖に対する様々な濃度の標準物質を用いて実施した。
可溶性オリゴ糖は、2基の直列Aminex HPX-42Aカラム(Bio-Rad)を用いるHPLCによって定量した。使用したクロマトグラフィー条件は、85℃のカラム温度および40℃の検出器区画温度、移動相としての水(流量0.6mL/分)および10μLの注入量であった。データ整理のために使用したソフトウエアパッケージは、Waters Corp.製のEMPOWER(商標)バージョン3であった。DP2~DP7由来のオリゴ糖サンプルは、Sigma-Aldrich:マルトヘプタオース(DP7、製品番号47872)、マルトヘキサノース(DP6、製品番号47873)、マルトペントース(DP5、製品番号47876)、マルトテトラオース(DP4、製品番号47877)、イソマルトトリオース(DP3、製品番号47884)およびマルトース(DP2、製品番号47288)から入手した。較正は、様々な濃度の標準物質を用いて各個別オリゴ糖に対して実施した。
下記の実施例で記載するような添加ムタナーゼを含む、もしくは含まないグルコシルトランスフェラーゼ酵素を使用したスクロースの転換により精製される生成混合物中に存在する可溶性オリゴ糖を精製し、サイズ排除カラムクロマトグラフィー(SEC)によって単離した。典型的な手技では、生成混合物を15分間~30分間にわたり60℃~90℃で熱処理し、その後に10分間にわたり4,000rpmで遠心分離した。生じた上清は、溶離液としての水を0.7mL/分で使用して、1.1LのBio-Gel P2 Gel(Bio-Rad,Fine 45~90μm)が充填されたGE HK 50/60カラムと接続したAEKTAprime精製システム(SEC;GE Healthcare Life Sciences)(10mL~50mLの注入量)に注入した。SEC分画(チューブ1本当たり約5mL)をBio-Rad HPX-47Aカラムを使用してオリゴ糖について分析した。>DP2のオリゴ糖を含有する分画を結合し、3重量/重量%~6重量/重量%の固体を含有する溶液を生成するために結合分画の回転式蒸発によって可溶性オリゴマー/ポリマーを単離し、ここで生じた溶液は固体生成物としての可溶性オリゴマー/ポリマーを生成するために凍結乾燥させた。
グルコシルトランスフェラーゼ(GTF-J)発現菌株である大腸菌(E.coli)MG1655/pMP52の構築
GENBANK(登録商標)(アクセッション番号M64111.1;gi:47527)に報告されたストレプトコッカス・サリバリウス(Streptococcus salivarius)(ATCC(登録商標)25975(商標))由来の成熟グルコシルトランスフェラーゼ酵素(gtf-J;EC2.4.1.5;配列番号3)をコードするポリヌクレオチド配列は、大腸菌(E.coli)(DNA2.0,Menlo Park,CA)中での発現のために最適化したコドンを使用して合成した。pMP52であると同定されたプラスミドを生成するために、成熟酵素(すなわち、シグナルペプチドが除去され、開始コドンが添加された;配列番号5)をコードする核酸生成物(配列番号4)をpJexpress404(登録商標)(DNA2.0,Menlo Park,CA))内にサブクローニングした。MG1655/pMP52であると同定された菌株を生成するために、プラスミドpMP52を使用して大腸菌(E.coli)MG1655(ATCC(登録商標)47076(商標))を形質転換させた。グルコシルトランスフェラーゼ酵素発現菌株を構築するために使用した全手技は、当分野において周知であり、当業者であれば過度の実験を行わずに実施することができる。
発酵における組換えGTF-Jの生成
発酵槽内での組換え成熟グルコシルトランスフェラーゼGtf-Jの生成は、実施例1において記載したように構築した成熟Gtf-J酵素(GI:47527;「GTF7527」;配列番号5)を発現する大腸菌(E.coli)菌株MG1655/pMP52のプレシード培養を調製することによって開始した。種培地の10mLのアリコートを125mLのディスポーザブルのバッフル付きフラスコ内に添加し、20%のグリセロール中の大腸菌(E.coli)MG1655/pMP52の1.0mL培養を接種した。この培養を3時間にわたり300rpmで振とうしながら37℃で増殖するに任せた。
細胞ペーストからのGTF-J粗タンパク質抽出物の調製
実施例2において記載したように得られた細胞ペーストは、スラリーを調製するために50mMのリン酸カリウムバッファー(pH7.2)中に150g/Lで懸濁させた。このスラリーを12,000psi(約82.7MPa;Rannie型装置、APV-1000もしくはAPV16.56;SPX Corp.,Charlotte,North Carolina)でホモジナイズし、ホモジネートを4℃へ冷却した。中等度に強力に撹拌しながら、50gのフロック溶液(Aldrich社製品番号409138、細胞ホモジネート1L当たり50mMのリン酸ナトリウムバッファー(pH7.0)中で5%)を加えた。撹拌は、15分間かけて軽度の撹拌に低下させた。次に細胞ホモジネートを5~10℃で3時間にわたり4,500rpmでの遠心分離によって浄化した。粗タンパク質抽出物中にGtf-J酵素を含有する上清は、30kDa(キロダルトン)のカットオフ膜を用いて(およそ5×に)濃縮した。Gtf-J粗タンパク質抽出物中の全可溶性タンパク質の濃度は、ビシンコニン酸(BCA)タンパク質アッセイ(Sigma Aldrich)を使用して4~8g/Lであると決定された。
大腸菌(E.coli)TOP10中でのGTF-J GI:47527の生成
TOP10/pMP52であると同定された菌株を生成するために、プラスミドpMP52(実施例1)を使用して大腸菌(E.coli)TOP10(Invitrogen,Carlsbad California)を形質転換させた。成熟Gtf-J酵素「GTF7527」(配列番号5として提供された)を発現する大腸菌(E.coli)菌株TOP10/pMP52の増殖およびGTF活性の決定は上述した方法にしたがった。
大腸菌(E.coli)TOP10中でのGTF-L GI:662379の生成
GENBANK(登録商標)においてGI:662379(配列番号6;ストレプトコッカス・サリバリウス(Streptococcus salivarius)由来のGtf-L)であると同定されたグルコシルトランスフェラーゼ(Gtf)酵素の切断バージョンをコードするポリヌクレオチドは、大腸菌(E.coli)(DNA2.0,Menlo Park,CA)中での発現のために最適化されたコドンを使用して合成した。pMP65であると同定されたプラスミドを生成するために、タンパク質「GTF2379」(配列番号8)をコードする核酸生成物(配列番号7)をpJexpress404(登録商標)(DNA2.0)内にサブクローニングした。TOP10/pMP65であると同定された菌株を生成するために、プラスミドpMP65を使用して大腸菌(E.coli)TOP10(Life Technologies Corp.)を形質転換させた。gtf酵素「2379」(使用した各GI番号の最後の4文字)を発現する大腸菌(E.coli)菌株TOP10/pMP65の増殖およびGtf活性の決定は上述した方法にしたがった。
大腸菌(E.coli)TOP10中でのGTF-B GI:290580544の生成
GENBANK(登録商標)においてGI:290580544(配列番号9;ストレプトコッカス・ミュータンス(Streptococcus mutans)NN2025由来のGtf-B)であると同定されたグルコシルトランスフェラーゼ酵素の切断バージョンをコードするポリヌクレオチドは、大腸菌(E.coli)(DNA 2.0)中での発現のために最適化されたコドンを使用して合成した。pMP67であると同定されたプラスミドを生成するために、タンパク質「GTF0544」(配列番号11)をコードする核酸生成物(配列番号10)をPJEXPRESS404(登録商標)内にサブクローニングした。TOP10/pMP67であると同定された菌株を生成するために、プラスミドpMP67を使用して大腸菌(E.coli)TOP10を形質転換させた。Gtf-B酵素「GTF0544」(配列番号11)を発現する大腸菌(E.coli)菌株TOP10/pMP67の増殖およびGTF0544活性の決定は、上述した方法にしたがった。
大腸菌(E.COLI)BL21 DE3中のGTF-I GI:450874の生成
ストレプトコッカス・ソブリヌス(Streptococcus sobrinus)由来のグルコシルトランスフェラーゼ(ATCC(登録商標)27351(商標))をコードするポリヌクレオチドは、当分野において周知のポリメラーゼ連鎖反応(PCR)法を使用して単離した。PCRプライマーは、GENBANK(登録商標)アクセッション番号BAA14241におよびAbo et al.,(J.Bacteriol.,(1991)173:998-996)によって記載された遺伝子配列に基づいて設計した。5’-末端プライマーである5’-GGGAATTCCCAGGTTGACGGTAAATATTATTACT-3’(配列番号12)は、gtf-I遺伝子の塩基466~491に対応する配列をコードするために設計した。さらに、このプライマーは、クローニング目的に使用されたEcoRI制限酵素部位のための配列を含有していた。
大腸菌(E.coli)TOP10中でのGTF-I酵素GI:450874の生成
GENBANK(登録商標)においてGI:450874(配列番号14;ストレプトコッカス・ソブリヌス(Streptococcus sobrinus)由来のGtf-I)であると同定されたグルコシルトランスフェラーゼ酵素の切断バージョンをコードする遺伝子は、大腸菌(E.coli)(DNA2.0)中での発現のために最適化されたコドンを使用して合成した。pMP53であると同定されたプラスミドを生成するために、切断グルコシルトランスフェラーゼ(「GTF0874」;(配列番号16)をコードする核酸生成物(配列番号15)をPJEXPRESS404(登録商標)内にサブクローニングした。TOP10/pMP53であると同定された菌株を生成するために、プラスミドpMP53を使用して大腸菌(E.coli)TOP10を形質転換させた。Gtf-I酵素「GTF0874」を発現する大腸菌(E.coli)菌株TOP10/pMP53の増殖およびGTF活性の決定は、上述した方法にしたがった。
大腸菌(E.COLI)TOP10中でのGTF-S酵素GI:495810459の生成
GENBANK(登録商標)においてGI:495810459(配列番号17;ストレプトコッカス種(Streptococcus sp.)C150由来のGtf-S)であると同定されたグルコシルトランスフェラーゼ酵素の切断バージョンをコードする遺伝子は、大腸菌(E.coli)(DNA2.0)中での発現のために最適化されたコドンを使用して合成した。pMP79であると同定されたプラスミドを生成するために、切断グルコシルトランスフェラーゼ(「GTF0459」(配列番号19)をコードする核酸生成物(配列番号18)をPJEXPRESS404(登録商標)内にサブクローニングした。TOP10/pMP79であると同定された菌株を生成するために、プラスミドpMP79を使用して大腸菌(E.coli)TOP10を形質転換させた。Gtf-S酵素を発現する大腸菌(E.coli)菌株TOP10/pMP79の増殖およびGtf活性の決定は、上述した方法にしたがった。
枯草菌(SUBTILIS)BG6006中でのGTF-S酵素GI:495810459の生成
SG1067-2は、ストレプトコッカス種(Streptococcus sp.)C150(GI:495810459)由来のグリコシルトランスフェラーゼGtf-S(「GTF0459」)の切断バージョンを発現する枯草菌(Bacillus subtilis)発現菌株である。枯草菌(subtilis)宿主BG6006菌株は、9つのプロテアーゼ欠失(amyE::xylRPxylAcomK-ermC、degUHy32、oppA、ΔspoIIE3501、ΔaprE、ΔnprE、Δepr、ΔispA、Δbpr、Δvpr、ΔwprA、Δmpr-ybfJ、ΔnprB)を含有する。全長Gtf-Aは、1,570個のアミノ酸を有する。1,393個のアミノ酸を備えるN末端切断バージョンは、最初に大腸菌(E.coli)発現に対してコドン最適化され、DNA2.0によって合成された。このN末端切断Grf-S(配列番号19)は、aprEプロモーター下で複製バチルス(Bacillus)属発現pHYTベクターのNheI部位およびHindIII部位内にクローニングし、ベクター上の枯草菌(subtilis)AprEシグナルペプチドと融合させた。この構築物を最初に大腸菌(E.coli)DH10B内に形質転換させ、アンピシリン(100μg/mL)を含むLBプレート上で選択した。このGtfを発現する確証した構築物pDCQ967を次に枯草菌(subtilis)BG6006内に形質転換させ、テトラサイクリン(12.5μg/mL)を含むLBプレート上で選択した。生じた枯草菌(subtilis)発現菌株SG1067を精製し、単離培養の1つであるSG1067-2をGtf-S酵素の起源として使用した。SG1067-2菌株は、最初に10μg/mLのテトラサイクリンを含有するLB内で増殖させ、次に12.5μg/mLのテトラサイクリンを含有するGrantsII培地中に継代培養し、2~3日間にわたり37℃で増殖させた。培養を4℃で30分間にわたり15,000gで回転させ、上清を0.22μmフィルターに通して濾過した。GTF0459を含有する濾過した上清をアリコートに分割し、-80℃で凍結した。
GTF-S GI:495810459を生成するための枯草菌(SUBTILIS)SG1067-2の発酵
GTF0459(配列番号19)を発現する枯草菌(subtilis)SG1067-2菌株(実施例10)は、従来型のフェドバッチ式発酵によって好気性浸漬条件下で増殖させた。栄養培地は、0~15%のHY-SOY(商標)(大豆粕の高度に可溶性の多目的酵素的加水分解物;Kerry Inc.,Beloit,WI)、5~25g/Lのリン酸ナトリウムおよびリン酸カリウム、0.5~4g/Lの硫酸マグネシウムおよびクエン酸、硫酸第一鉄およびマンガンの溶液を含有した。発泡を制御するために、3~5mL/Lの消泡剤であるFOAM BLAST(登録商標)882(食品用ポリエーテルポリオール脱泡剤助剤;Emerald Performance Materials,LLC,Cuyahoga Falls,OH)を加えた。2Lの発酵に、バッチ中の初期グルコースが検出不能になった時点に50重量/重量%のグルコース供給材料を供給した。グルコース供給速度は、数時間にわたって上昇させた。発酵は20%のDOおよび37℃の温度で制御し、400rpmの初期撹拌速度で開始した。pHは、50体積/体積%の水酸化アンモニウムを使用して7.2で制御した。例えば、pH、温度、空気流量、DO%などの発酵パラメーターは、全2日間の発酵ランを通して監視した。ランの終了時に培養ブロスを採取し、上清を得るために5℃で遠心した。GTF0459を含有する上清を次に凍結し、-80℃で保管した。
GTF0459のホモログ遺伝子を発現する枯草菌(BACILLUS SUBTILIS)菌株の構築
GTF0459に相同である配列を同定するために検索を実施した。GTF0459配列から始めて、2014年9月8日現在の非冗長NCBIタンパク質データベースに対してBLAST検索を実施することによって相同配列が同定された。BLASTランは、1e-10のe値カットオフを使用して1,100個の推定ホモログを同定した。長さが少なくとも1,000アミノ酸のアラインメントについてフィルタリングして、アミノ酸配列同一性パーセンテージに基づいてソーティングした後に、密接に関連している、つまりGTF0459との90%を超えるアミノ酸配列同一性を有している13個のホモログが見いだされた。同定されたホモログを次に極めて高度に関連する配列をアラインメントするための標準配列アラインメントパッケージであるCLUSTALWを使用することによってGTF0459に対して整列させた。ホモログ配列は、1,570残基の整列領域内でGTF0459のアミノ酸配列とおよそ96~97%同一である。整列領域は、GTF0459ホモログ内ではアミノ酸1位~1,570位まで、およびGTF0459ホモログ内では1位~1,581位まで伸長する。13個の同定されたGTF0459ホモログを過ぎると、次に密接なタンパク質はGTF0459または13個の同定されたホモログのいずれかとの整列領域内で約55%のアミノ酸配列同一性しか共有していない。下記の表1に提供したGTF0459およびホモログ(配列番号86および87~111の間の奇数配列番号)および2個の非ホモログ(<54%のアミノ酸配列同一性)(配列番号113、115)のN末端可変領域切断タンパク質をコードするDNA配列は、Genscriptによって合成された。合成遺伝子は、aprEプロモーター下で枯草菌(Bacillus subtilis)統合的発現プラスミドp4JHのNheIおよびHindIII部位内にクローニングし、ベクター上の枯草菌(subtilis)AprEシグナルペプチドと融合させた。一部の場合には、それらはシグナルペプチドを含まないaprEプロモーター下で枯草菌(Bacillus subtilis)統合的発現プラスミドp4JHのSpeIおよびHindIII部位内にクローン化した。これらの構築物を最初に大腸菌(E.coli)DH10B内に形質転換させ、アンピシリン(100μg/mL)を含むLBプレート上で選択した。特定GTFを発現する確証した構築物を次に9つのプロテアーゼ欠失(amyE::xylRPxylAcomK-ermC、degUHy32、oppA、ΔspoIIE3501、ΔaprE、ΔnprE、Δepr、ΔispA、Δbpr、Δvpr、ΔwprA、Δmpr-ybfJ、ΔnprB)を含有する枯草菌(subtilis)宿主内に形質転換させ、クロラムフェニコール(5μg/mL)を含むLBプレート上で選択した。5μg/mLのクロラムフェニコールを含むLBプレート上で増殖させたコロニーは、25μg/mLのクロラムフェニコールを含むLBプレート上で数回画線した。生じた枯草菌(subtilis)発現菌株を最初に5μg/mLのクロラムフェニコールを含むLBプレート上で増殖させ、次に2~3日間にわたり30℃で増殖させたGrantsll培地内に継代培養した。培養を4℃で30分間にわたり15,000gで回転させ、上清を0.22μmフィルターに通して濾過した。濾過した上清をアリコートに分割し、-80℃で凍結した。
GTF0459のホモログ遺伝子のC末端切断を発現する枯草菌(BACILLUS SUBTILIS)菌株の構築
グルコシルトランスフェラーゼは、通常はN末端可変ドメイン、中央触媒ドメインおよび複数のグルカン結合ドメインを含有するC末端ドメインを含有する。実施例11Aにおいて同定および発現させたGTF0459ホモログは、全部がN末端可変領域切断を含有していた。本実施例では、GTF0459およびGTF0459ホモログ(上記の表1に記載のGI番号における最後の4文字によって同定される)の個々のC末端切断を発現する枯草菌(Bacillus subtilis)菌株の構築について記載する。
GTF0459のホモログもしくはGTF0459ホモログのC末端切断を発現する枯草菌(BACILLUS SUBTILIS)菌株の大豆加水分解物培地を使用した発酵
各GTFを発現する枯草菌(subtilis)は、好気性浸漬条件下で従来型のフェドバッチ式発酵によって増殖させた。栄養培地は、1.75~7%の大豆加水分解物(SensientもしくはBD)、5~25g/Lのリン酸ナトリウムおよびリン酸カリウム、0.5~4g/Lの硫酸マグネシウムおよび3~10g/Lのクエン酸、硫酸第一鉄およびマンガンの溶液を含有していた。発泡を制御するために、消泡剤であるFoamblast 882を2~4mL/Lで添加した。2Lもしくは10Lの発酵に、バッチ中の初期グルコースが検出不能になった時点に50重量/重量%のグルコース供給材料を供給した。グルコース供給速度は、数時間にわたって上昇させた。発酵は20%のDOおよび30℃の温度で制御し、400rpmの初期撹拌速度で開始した。pHは、50体積/体積%の水酸化アンモニウムを使用して7.2で制御した。例えば、pH、温度、空気流量、DO%などの発酵パラメーターは、全2~3日間の発酵ランを通して監視した。ランの終了時に培養ブロスを採取し、GTFを含有する上清を得るために遠心した。濾過した上清を等分し、-80℃で凍結して保管した。
GTF0459のホモログもしくはGTF0459ホモログのC末端切断を発現する枯草菌(BACILLUS SUBTILIS)菌株のコーンスティープ固体培地を使用した発酵
各GTFを発現する枯草菌(subtilis)は、好気性浸漬条件下で従来型のフェドバッチ式発酵によって増殖させた。栄養培地は、0.5~2.5%のコーンスティープ固体(Roquette)、5~25g/Lのリン酸ナトリウムおよびリン酸カリウム、0.3~0.6Mの硫酸第一鉄、塩化マンガンおよび塩化カルシウムの溶液、0.5~4g/Lの硫酸マグネシウムならびに0.01~3.7g/Lの硫酸亜鉛、硫酸銅、ホウ酸およびクエン酸の溶液を含有していた。発泡を制御するために、2~4mL/Lの消泡剤であるFoamblast 882を添加した。2Lの発酵に、バッチ中の初期グルコースが検出不能になった時点に50重量/重量%のグルコース供給材料を供給した。グルコース供給速度は、数時間にわたって上昇させた。発酵は20%のDOおよび30℃もしくは37℃いずれかの温度で制御し、400rpmの初期撹拌速度で開始した。pHは、50体積/体積%の水酸化アンモニウムを使用して7.2で制御した。例えば、pH、温度、空気流量、DO%などの発酵パラメーターは、全2~3日間の発酵ランを通して監視した。ランの終了時に培養ブロスを採取し、GTFを含有する上清を得るために遠心した。次に上清を-80℃で凍結して保管した。
大腸菌(E.coli)BL21(DE3)中でのムタナーゼMUT3264 GI:257153264の生成
GENBANK(登録商標)においてGI:257153264(配列番号22)であると同定されたパエニバチルス・フミクス(Paenibacillus humicus)NA1123由来のムタナーゼをコードする遺伝子は、GenScript(GenScript USA Inc.,Piscataway,NJ)によって合成された。タンパク質配列(「MUT3264」;配列番号21)をコードするヌクレオチド配列(配列番号20)をpET24a(Novagen;Merck KGaA,Darmstadt,Germany)内にサブクローニングした。生じたプラスミドは、SGZY6と同定された菌株を生成するために大腸菌(E.coli)BL21(DE3)(Invitrogen)内に形質転換させた。この菌株を220rpmで振とうしながら37℃で約0.7のOD600へ増殖させ、次にこの温度を18℃へ低下させ、IPTGを0.4mMの最終濃度になるように添加した。培養を一晩増殖させ、その後に4,000gでの遠心分離によって採取した。600mLの培養由来の細胞ペレットを22mLの50mMのKPiバッファー(pH7.0)中に懸濁させた。細胞は、French Cell Press(15,000psi(103.4MPa)で2回の通過)によって破砕した;細胞残屑は40分間にわたる遠心分離(SORVALL(商標)SS34ローター、13,000rpmで;Thermo Fisher Scientific,Inc.,Waltham,MA)によって除去した。上清は、「mut3264」ムタナーゼの発現を確証するためにSDS-PAGEによって分析し、活性アッセイのためには粗抽出物を使用した。ムタナーゼ遺伝子を含まないコントロール菌株は、pET24aベクターを用いて大腸菌(E.coli)BL21(DE3)細胞を形質転換させることによって作成した。
枯草菌(B.subtilis)菌株BG6006株SG1021-1中でのムタナーゼMUT3264 GI:257153264の生成
SG1021-1は、発酵大豆の納豆から単離されたパエニバチルス・フミクス(Paenibacillus humicus)NA1123由来のムタナーゼを発現する枯草菌(Bacillus subtilis)ムタナーゼ発現菌株である。枯草菌(subtilis)中での組換え発現のために、天然シグナルペプチドをバチルス(Bacillus)属AprEシグナルペプチド(GENBANK(登録商標)アクセッション番号AFG28208;配列番号25)と取り換えた。MUT3264(配列番号23)をコードするポリヌクレオチドは、配列番号24として提供されたバチルス(Bacillus)属発現MUT3264をコードするAprEシグナルペプチド(配列番号25)の下流で機能的に結合された。ポリヒスチジンタグをコードする配列の前に終止コドンを提供するために、C末端リシンを欠失させた。
ムタナーゼMUT3325 GI:212533325の生成
GENBANK(登録商標)においてGI:212533325であると同定されたペニシリウム・マルネフェイ(Penicillium marneffei)ATCC(登録商標)18224(商標)ムタナーゼをコードする遺伝子は、GenScript(Piscataway,NJ)によって合成された。タンパク質配列(MUT3325;配列番号27)をコードするヌクレオチド配列(配列番号26)は、選択のためにアスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)アセトアミダーゼを用いて、CBHIプロモーターおよびターミネーターの制御下で、トリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)中で関心対象の遺伝子を発現させるために設計されたベクターであるプラスミドpTrex3(配列番号59)内にSacIIおよびAscI制限部位でサブクローニングした。生じたプラスミドは、上記の一般的方法の項に記載したようにバイオリスティック注入によってT.リーゼイ(reesei)内に形質転換させた。バイオリスティック形質転換の詳細な方法は、国際公開第2009/126773(A1)号パンフレットに記載されている。安定性クローンTRM05-3由来の胞子を含む1cm2の寒天プラグを使用して生成培地(下記で記載する)に接種した。この培養を28℃および220rpmで4~5日間にわたり振とうフラスコ内で増殖させた。分泌タンパク質を採取するために、細胞塊を最初に10分間にわたる4,000gでの遠心分離によって除去し、上清を0.2μMの滅菌フィルターに通して濾過した。ムタナーゼMUT3325の発現は、SDS-PAGEによって確証した。
発酵によるMUT3325の生成
発酵種培養は、MUT3325発現菌株TRM05-3の1.0mLの凍結胞子懸濁液を含む2Lのバッフル付きフラスコ内の0.5Lの最小培地を接種することによって調製した(実施例14)(最小培地は、5g/Lの硫酸アンモニウム、4.5g/Lの一塩基性リン酸カリウム、1.0g/Lの硫酸マグネシウム七水化物、14.4g/Lのクエン酸無水物、1g/Lの塩化カルシウム二水化物、25g/Lのグルコースならびに0.4375g/Lのクエン酸、0.5g/Lの硫酸鉄七水化物、0.04g/Lの硫酸亜鉛七水化物、0.008g/Lの硫酸銅五水化物、0.0035g/Lの硫酸マンガン一水和物および0.002g/Lのホウ酸を含む微量元素から構成された。pHは5.5であった)。この培養を32℃でおよび170rpmで48時間増殖させ、その後に14Lの発酵槽内の8Lの生成培地に移した。生成培地は、75g/Lのグルコース、4.5g/Lの一塩基性リン酸カリウム、0.6g/Lの塩化カルシウム脱水物、1.0g/Lの硫酸マグネシウム七水化物、7.0g/Lの硫酸アンモニウム、0.5g/Lのクエン酸無水物、0.5g/Lの硫酸鉄七水化物、0.04g/Lの硫酸亜鉛七水化物、0.00175g/Lの硫酸銅五水和物、0.0035g/Lの硫酸マンガン一水和物、0.002g/Lのホウ酸および0.3mL/Lのfoam blast 882から構成された。
ムタナーゼMUT6505(GI:259486505)の生成
GENBANK(登録商標)においてGI:259486505であると同定されたアスペルギルス・ニデュランス(Aspergillus nidulans)FGSC A4ムタナーゼをコードするポリヌクレオチドは、GenScript(Piscataway,NJ)によって合成された。タンパク質配列(MUT6505;配列番号29)をコードするヌクレオチド配列(配列番号28)は、選択のためにA.ニガー(niger)アセトアミダーゼを用いて、CBHIプロモーターおよびターミネーターの制御下で、T.リーゼイ(reesei)中で関心対象の遺伝子を発現させるために設計されたベクターであるプラスミドpTrex3内にサブクローニングした。生じたプラスミドは、バイオリスティック注入によってT.リーゼイ(reesei)内に形質転換させた。安定性クローン由来の胞子を含む1cm2の寒天プラグを使用して、生成培地(5g/Lの硫酸アンモニウム、33g/LのPIPPS;9g/LのBD Bactoカサミノ酸、4.5g/LのKH2PO4、1.32g/LのCaCl2.2H2O、1g/LのMgSO4.7H2O、4.25g/LのNaOHペレット、1.6g/Lのラクトース、0.01%の消泡剤204、0.48g/Lのクエン酸.H2O、0.5g/LのFeSO4.7H2O、0.04g/LのZnSO4.7H2O、0.008g/LのCuSO4.5H2O、0.0036g/LのMnSO4.H2Oおよび0.002g/Lのホウ酸(pH5.5))に接種した。この培養を28℃および220rpmで4~5日間にわたり振とうフラスコ内で増殖させた。分泌タンパク質を採取するために、細胞塊を最初に10分間にわたる4,000gでの遠心分離によって除去し、上清を0.2μMの滅菌フィルターに通して濾過した。MUT6505の発現は、SDS-PAGEによって確証した。MUT6505を含有する粗タンパク質抽出物は、-80℃で保管した。
H.タワ(TAWA)、T.コニラングブラ(KONILANGBRA)およびT.リーゼイ(REESEI)ムタナーゼの生成
下記では、ヒポクレア・タワ(Hypocrea tawa)(配列番号53および54)、トリコデルマ・コニラングブラ(Trichoderma konilangbra)(配列番号55および56)ならびにトリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)(配列番号57および58)由来のムタナーゼについての各ポリヌクレオチドおよびアミノ酸配列を得るために使用した方法について記載する。
トリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)592、トリコデルマ・コニラングブラ(Trichoderma konilangbra)およびヒポクレア・タワ(Hypocrea tawa)の真菌培養は、30mLの無菌YEGブロスを生物学的フード内の3個の250mLのバッフル付きエルレンマイヤー振とうフラスコに添加することによって調製した(Kim et al.への欧州特許第2644187(A1)号明細書および対応する米国特許出願公開第2011-0223117(A1)号明細書を参照されたい)。131インチ(約333cm)平方を切断し、無菌プラスチックループを使用して各真菌培養プレートから除去し、適切な培養フラスコ内に配置した。接種されたフラスコは、次に一晩増殖させるために28℃の振とう型インキュベーター内に配置した。
A. T.リーゼイ(reesei)
推定α-1,3グルカナーゼ遺伝子は、相同性によってT.リーゼイ(reesei)ゲノム(JGI)内で同定された。T.リーゼイ(reesei)のためのPCRプライマーは、推定ホモログDNA配列に基づいて設計した。縮重PCRプライマーは、T.コニラングブラ(konilangbra)もしくはH.タワ(tawatawa)に対しては推定T.リーゼイ(reesei)タンパク質配列および他の公表されたα-1,3グルカナーゼタンパク質配列に基づいて設計した。
SK592:5’- CACCATGTTTGGTCTTGTCCGC-3’(配列番号30)
SK593:5’-TCAGCAGTACTGGCATGCTG-3’(配列番号31)
1. 2分間にわたり94℃、
2. 30秒間にわたり94℃、
3. 30秒間にわたり56℃、
4. 3分間にわたり72℃、
5. 24サイクルにわたり工程2まで戻る、
6. 4℃で保持する。
初期PCR反応は、数個の相同性配列のタンパク質アラインメントから設計した縮重プライマーを使用した。5’および3’末端の近くでアニーリングさせるために設計した縮重プライマーのプライマリーセットは、類似の配列をα-1,3グルカナーゼの配列に増幅させるための最初のPCR反応において使用した。最初のクローニングのための縮重プライマー:
H.タワ(tawa)およびT.コニラングブラ(konilangbra):
MA1F:5’-GTNTTYTGYCAYTTYATGAT-3’(配列番号32)
MA2F:5’-GTNTTYTGYACAYTTYATGATHGGNAT-3’(配列番号33)
MA4F:5’-GAYTAYGAYGAYGAYATGCARCG-3’(配列番号34)
MA5F:5’-GTRCAYTTRCAIGGICCIGGIGGRCARTANCC-3’(配列番号35)
MA6R:5’-YTCICCIGGNAGNGGRCANCCRTT-3’(配列番号36)
MA7R:5’-RCARTAYTGRCAIGCYGTYGGYGGRCARTA-3’(配列番号37)
T.コニラングブラ(konilangbra):
TP1S:5’-CCCCCTGGCCAAGTATGTGT-3’(配列番号38)
TP2A:5’-GTACGCAAAGTTGAGCTGCT-3’(配列番号39)
TP3S:5’-AGCACATCGCTGATGGATAT-3’(配列番号40)
TP3A:5’-AAGTATACGTTGCTTCCGGC-3’(配列番号41)
TP4S:5’-CTGACGATCGGACTRCACGT-3’(配列番号42)
TP4A:5’-CGTTGTCGACGTAGAGCTGT-3’(配列番号43)
H.タワ(tawa):
HP2A:5’-ACGATCGGCAGAGTCATAGG-3’(配列番号44)
HP3S:5’-ATCGGATTGCATGTCACGAC-3’(配列番号45)
HP3A:5’-TACATCCAGACCGTCACCAG-3’(配列番号46)
HP4S:5’-ACGTTTGCTCTTGCGGTATC-3’(配列番号47)
HP4A:5’-TCATTATCCCAGGCCTAAAA-3’(配列番号48)
PCR産物は、製造業者(Life Technologies Corporation,Carlsbad,CA)の仕様書にしたがってInvitrogen ZERO BLUNT(登録商標)TOPO(登録商標)PCRクローニングキットを使用してクローニングベクター内に挿入した。ベクターは次に、製造業者の勧告にしたがってONE SHOT(登録商標)TOP10化学的コンピテント大腸菌(E.coli)細胞内に形質転換させ、50ppmのカナマイシンを含有するLBプレート上に塗り広げた。これらのプレートを37℃のインキュベーター内で一晩インキュベートした。
全DNA断片をシークエンシングした。配列を整列および比較して、ALIGNX(登録商標)およびCONTIGEXPRESS(登録商標)(Vector NTI(登録商標)suite,Life Sciences Corp.,Carlsbad,CA)を使用してヌクレオチドおよびアミノ酸同一性を決定した。公知の配列から外方向に伸長させることによってH.タワ(tawa)およびT.コニラングブラ(konilangbra)由来の各不完全断片の3’末端および5’部分を増幅させるために、特異的プライマーを設計した。それぞれが以前のプライマーセットの増副産物内でそれぞれネスト化された少なくとも3個の特異的プライマーを各鋳型に対して設計した。5’配列および3’配列の増幅は、LA PCR In vitroクローニングキット(タカラバイオ株式会社、日本国大津市)を含むネステッドプライマーセットを使用して実施した。
1. 10分間にわたり94℃、
2. 30秒間にわたり94℃、
3. 30秒間にわたり55℃、
4. 4分間にわたり72℃、工程2まで30回戻る、
5. 4℃で保持する、にしたがった
配列は、ALIGNX(登録商標)を含むVector NTI suiteおよびCONTIGEXPRESS(登録商標)を使用して入手および分析した。全遺伝子配列を入手するために、各末端断片配列を以前に入手したH.タワ(tawa)およびT.コニラングブラ(konilangbra)の断片とアラインメントした。T.ハルジアナム(harzianum)およびT.リーゼイ(reesei)配列とのヌクレオチドアラインメントは、H.タワ(tawa)およびT.コニラングブラ(konilangbra)両方における関心対象の遺伝子の翻訳開始点および翻訳停止点を解明した。全遺伝子配列が同定された後、ゲノムDNA由来の全遺伝子を増幅させるために特異的プライマーを設計した。プライマーは、翻訳開始点の前にCACCヌクレオチド配列を添加すること以外は、GATEWAY(登録商標)クローニング(Life Sciences Corp.)について以前に記載されたように設計した。
T.コニラングブラ(konilangbra):
T1FS:caccatgctaggcattctccg(配列番号49)
T1FA:tcagcagtattggcatgccg(配列番号50)
H.タワ(tawa):
H1FS:CACCATGTTGGGCGTTTTTCG(配列番号51)
H1FA:CTAGCAGTATTGRCATGCCG(配列番号52)
T.リーゼイ(reesei)形質転換体によるα-1,3グルカナーゼの発現
1cm2の寒天プラグを使用してProflo種培地に接種した。培養は、振とうしながら1L当たり200rpmの変性amdSバイオリスティック寒天(MABA)とともに28℃でインキュベートした。第2日に、精製培地中に10%の移動を無菌的に実施した。培養は、200rpmで振とうしながら28℃でインキュベートした。第3日に、遠心分離によって培養を採取した。上清を無菌濾過し(0.2mmのポリエーテルスルホンフィルター;PES)、4℃で保管した。SDS-PAGEによる分析は、各α-グルカナーゼ遺伝子を発現するクローンを同定した。T.リーゼイ(reesei)形質転換体についての増殖条件は、実施例14において使用した増殖条件にしたがった。
ムタナーゼの同時添加もしくは連続的添加を用いたグルコシルトランスフェラーゼGTF-J(GI:47527)を使用した可溶性オリゴ糖の生成
反応(10mLの総量)は、マグネチック・スターバーによって供給された混合を実施しながら、35℃で50mMのリン酸バッファー(pH6.8)中の100g/Lのスクロースを用いてランした。各反応には、ストレプトコッカス・サリバリウス(Streptococcus salivarius)GTF-J(GI:47527、GTF7527;実施例3)を含有する0.3体積/体積%の濃縮大腸菌(E.coli)粗タンパク質抽出物を加えた。T.コニラングブラ(konilangbra)ムタナーゼもしくはT.リーゼイ(reesei)592ムタナーゼのいずれかを含有するT.リーゼイ(reesei)粗タンパク質抽出物(実施例17)は、GTF-Jを含有する粗タンパク質抽出物の添加と同時に、またはGTF-Jを含有する粗タンパク質抽出物の添加24時間後のいずれかに、10体積/体積%の最終反応体積で反応に添加した。コントロール反応は、ムタナーゼを全く添加せずにランした。アリコートを4時間後および22時間後もしくは24時間後のいずれかに引き出し、30分間にわたり60℃で加熱することによってクエンチした。不溶性物質は、遠心分離によって熱処理サンプルから除去した。生じた上清をHPLCによって分析し、スクロース、グルコース、フルクトース、ロイクロースおよびオリゴ糖の濃度を決定した(表3および4);DP3~DP7の収率は、スクロース転換に基づいて計算した。
ムタナーゼの同時添加もしくは連続的添加を用いたグルコシルトランスフェラーゼGTF-J(GI:47527)を使用した可溶性オリゴ糖の生成
反応(10mLの総量)は、マグネチック・スターバーによって供給された混合を実施しながら、30℃で50mMのリン酸バッファー(pH6.8)中の100g/Lのスクロースを用いてランした。各反応には、ストレプトコッカス・サリバリウス(Streptococcus salivarius)GTF-J(GI:47527、GTF7527;実施例3)を含有する0.3体積/体積%の濃縮大腸菌(E.coli)粗タンパク質抽出物を加えた。パエニバチルス・フミカス(Paenibacillus humicus)ムタナーゼ(GI:257153264、mut3264;実施例12)を含有する枯草菌(subtilis)粗タンパク質抽出物をGTF-Jを含有する粗タンパク質抽出物の添加と同時に、またはGTF-Jを含有する粗タンパク質抽出物の添加24時間後のいずれかに、10体積/体積%の最終反応体積で反応に添加した。コントロール反応は、ムタナーゼを全く添加せずにランした。アリコートを4時間後もしくは5時間後のいずれかおよび20時間後もしくは21時間後のいずれかに引き出し、30分間にわたり60℃で加熱することによってクエンチした。不溶性物質は、遠心分離によって熱処理サンプルから除去した。生じた上清をHPLCによって分析し、スクロース、グルコース、フルクトース、ロイクロースおよびオリゴ糖の濃度を決定した(表5および46);DP3~DP7の収率は、スクロース転換に基づいて計算した。
グルコシルトランスフェラーゼGTF-J(GI:47527)酵素およびムタナーゼの組み合わせを使用した可溶性オリゴ糖の生成
反応1は、50mMのリン酸バッファー(pH6.0)中に、スクロース(100g/L)、S.サリバリウス(salivarius)由来のGTF-J(GI:47527、GTF7527;実施例3)を含有する大腸菌(E.coli)濃縮粗タンパク質抽出物(0.3体積/体積%)を含んでいた。反応2および4は、50mMのリン酸バッファー(pH6.0)中に、スクロース(100g/L)、S.サリバリウス(salivarius)由来のGTF-J(実施例3)を含有する大腸菌(E.coli)濃縮粗タンパク質抽出物(0.3体積/体積%)およびペニシリウム・マルネッファイ(Penicillium marneffei)ATCC(登録商標)18224由来のムタナーゼ(GI:212533325、mut3325;実施例14)を含むT.リーゼイ(reesei)粗タンパク質抽出物(10体積/体積%)またはパエニバチルス・フミカス(Paenibacillus humicus)由来のムタナーゼ(GI:257153264、mut3264;実施例12)を含む大腸菌(E.coli)粗タンパク質抽出物(10体積/体積%)を含んでいた。コントロール反応3および5は、それぞれムタナーゼを含有していないT.リーゼイ(reesei)粗タンパク質抽出物(10体積/体積%)または大腸菌(E.coli)粗タンパク質抽出物のいずれかを使用した。各反応についての総量は10mLであり、全反応は125rpmで振とうしながら40℃で実施した。アリコートは5時間後および24時間後に取り出し、5分間にわたり95℃で加熱することによってクエンチした。不溶性物質は、遠心分離および濾過によって除去した。可溶性生成物をHPLCによって分析して、スクロース、グルコース、フルクトース、ロイクロースおよびオリゴ糖の濃度を決定した(表7)。24時間後の各反応からの可溶性生成物をさらに1H NMR分光法によって分析し、オリゴ糖のアノマー結合を決定した(表8)。
GTF-Lおよびムタナーゼによる可溶性オリゴ糖の生成
反応1は、50mMのリン酸バッファー(pH6.0)中に、スクロース(100g/L)およびストレプトコッカス・サリバリウス(Streptococcus salivarius)由来のGTF-L(GI:662379、GTF2379;実施例5)を含有する大腸菌(E.coli)濃縮粗タンパク質抽出物(10体積/体積%)を含んでいた。反応2および4は、50mMのリン酸バッファー(pH6.0)中に、スクロース(100g/L)、ストレプトコッカス・サリバリウス(Streptococcus salivarius)由来のGTF-L(実施例5)を含有する大腸菌(E.coli)タンパク質粗抽出物およびH.タワ(tawa)ムタナーゼ(実施例17)を含有するT.リーゼイ(reesei)粗タンパク質抽出物(10体積/体積%)もしくはパエニバチルス・フミカス(Paenibacillus humicus)(GI:257153264、mut3264;実施例12)を含有する大腸菌(E.coli)タンパク質粗抽出物を含んでいた。コントロール反応3および5は、それぞれムタナーゼを含有していないT.リーゼイ(reesei)タンパク質粗抽出物(10体積/体積%)または大腸菌(E.coli)タンパク質粗抽出物のいずれかを使用した。各反応についての総量は10mLであり、全反応は125rpmで振とうしながら40℃で実施した。アリコートは5時間後および24時間後に取り出し、反応は5分間にわたり95℃で加熱することによってクエンチした。不溶性物質は、遠心分離および濾過によって除去した。可溶性生成混合物をHPLCによって分析して、スクロース、グルコース、フルクトース、ロイクロースおよびオリゴ糖の濃度を決定した(表9)。24時間後の各反応からの可溶性生成物をさらに1H NMR分光法によって分析し、オリゴ糖内に存在する結合を決定した(表10)。
GTF-Bおよびムタナーゼによる可溶性オリゴ糖の生成
反応1は、50mMのリン酸バッファー(pH6.0)中に、スクロース(100g/L)およびストレプトコッカス・ミュータンス(Streptococcus mutans)NN2025由来のGTF-B(GI:290580544、GTF0544;実施例6)を含有する大腸菌(E.coli)タンパク質粗抽出物(10体積/体積%)を含んでいた。下記の反応2および4は、50mMのリン酸バッファー(pH6.0)中に、スクロース(100g/L)、ストレプトコッカス・ミュータンス(Streptococcus mutans)NN2025由来のGTF-B(GI:290580544、GTF0544;実施例6)を含有する大腸菌(E.coli)タンパク質粗抽出物およびH.タワ(tawa)ムタナーゼ(実施例17)を含有するT.リーゼイ(reesei)粗タンパク質抽出物(10体積/体積%)もしくはパエニバチルス・フミカス(Paenibacillus humicus)(GI:257153264、mut3264;実施例12)を含有する大腸菌(E.coli)タンパク質粗抽出物のいずれかを含んでいた。コントロール反応3および5は、それぞれムタナーゼを含有していないT.リーゼイ(reesei)粗タンパク質抽出物(10体積/体積%)または大腸菌(E.coli)粗タンパク質抽出物のいずれかを使用した。各反応についての総量は10mLであり、全反応は125rpmで振とうしながら40℃で実施した。アリコートは5時間後および24時間後に取り出し、反応は5分間にわたりアリコートサンプルを95℃で加熱することによってクエンチした。不溶性物質は遠心分離および濾過によって除去し、生じた濾液をHPLCによって分析してスクロース、グルコース、フルクトース、ロイクロースおよびオリゴ糖の濃度を決定した(表11)。24時間後の各反応からの可溶性生成物をさらに1H NMR分光法によって分析し、オリゴ糖の結合を決定した(表12)。
GTF-IおよびMUT3264ムタナーゼによる可溶性オリゴ糖の生成
反応1は、50mMのリン酸バッファー(pH6.0)中に、スクロース(100g/L)およびストレプトコッカス・ソブリヌス(Streptococcus sobrinus)由来のGTF-I(GI:450874、GTF0874;実施例8)を含有する大腸菌(E.coli)タンパク質粗抽出物(3体積/体積%)を含んでいた。反応2は、50mMのリン酸バッファー(pH6.8)中に、スクロース(100g/L)、ストレプトコッカス・ソブリヌス(Streptococcus sobrinus)由来のGTF-I(実施例8)およびパエニバチルス・フミカス(Paenibacillus humicus)ムタナーゼ(mut3264、GI:257153264、実施例13)を含有する枯草菌(subtilis)タンパク質粗抽出物(10体積/体積%)を含んでいた。各反応についての総量は10mLであり、全反応はマグネチック・スターバーによって撹拌しながら30℃で実施した。アリコートは5時間後、24時間後および48時間後に取り出し、反応は30分間にわたりアリコートサンプルを60℃で加熱することによってクエンチした。不溶性物質は遠心分離によって除去し、生じた濾液をHPLCによって分析してスクロース、グルコース、フルクトース、ロイクロースおよびオリゴ糖の濃度を決定した(表13)。
GTF-Iグルコシルトランスフェラーゼ対MUT3325ムタナーゼ比がオリゴ糖生成に及ぼす作用
反応1~4は、50mMのリン酸カリウムバッファー(pH5.4)中に、スクロース(100g/L)、ペニシリウム・マルネッファイ(Penicillium marneffei)ATCC(登録商標)18224ムタナーゼ(mut3325);実施例14)を含有するT.リーゼイ(reesei)タンパク質粗抽出物(10体積/体積%)および0.5体積/体積%、2.5体積/体積%、5体積/体積%もしくは10体積/体積%の1つでストレプトコッカス・ソブリヌス(Streptococcus sobrinus)由来のGTF-I(GI:450874、GTF0874;実施例8)を含有する大腸菌(E.coli)タンパク質粗抽出物を含んでいた。反応6~9は、50mMのリン酸カリウムバッファー(pH5.4)中に、スクロース(100g/L)、MUT3325なし、および0.5体積/体積%、2.5体積/体積%、5体積/体積%もしくは10体積/体積%の1つでストレプトコッカス・ソブリヌス(Streptococcus sobrinus)由来のGTF-I(GI:450874;実施例4)を含有する大腸菌(E.coli)タンパク質粗抽出物を含んでいた。反応5は、同一バッファー中にスクロース(100g/L)だけを含有していた。全反応は、125rpmで振とうしながら37℃で実施した。1時間後、5時間後および25時間後にアリコート(500μL)を各反応から取り出し、90℃で5分間にわたり加熱して反応を停止させた。不溶性物質は、遠心分離および濾過によって除去した。生じた濾液をHPLCによって分析して、スクロース(Suc.)、グルコース(Gluc.)、フルクトース(Fruc.)、ロイクロース(Leuc.)およびオリゴ糖(DP3~7)の濃度を決定した(表14~16)。
GTF-Jグルコシルトランスフェラーゼ対MUT3325ムタナーゼ比がオリゴ糖生成に及ぼす作用
下記の反応1~3は、表10に示したように、200g/Lのスクロース、様々な濃度のGTF-J(S.サリバリウス(salivarius)由来のGTF-J;GI:47527、実施例3)(0.6および1体積/体積%)および様々な濃度のmut3325(ペニシリウム・マルネッファイ(Penicillium marneffei)ATCC(登録商標)18224ムタナーゼ;実施例14)(10および20%)を含んでいた。全反応は、125rpmで傾斜振とうしながら37℃で実施した。16~19時間後に、反応を5分間にわたり90℃で加熱することによってクエンチした。不溶性物質は、遠心分離および濾過によって除去した。可溶性生成混合物をHPLCによって分析して、スクロース、グルコース、フルクトース、ロイクロースおよびオリゴ糖の濃度を決定した(表17)。表17のデータは、より高い比率のmut3325対GTF-J比が可溶性DP3~DP7オリゴ糖のより高い収率を生成したことを示している。
pHがオリゴ糖生成に及ぼす作用
下記の反応1~3は、pH5.0、6.0および6.8でスクロース(100g/L)、gtf-J(0.3体積%、実施例3)およびmut3264ムタナーゼ(10体積%、実施例12)を含有する大腸菌(E.coli)粗タンパク質抽出物を含んでいた。様々なpHに対して使用したバッファーは:50mMのクエン酸バッファー(pH5.0);50mMのリン酸バッファー(pH6.0)および50mMのリン酸バッファー(pH6.8)であった。反応は、125rpmで振とうしながら30℃で実施した。各反応からのアリコートは5時間後、24時間後、48時間後および72時間後に取り出し、5分間にわたり90℃で加熱することによってクエンチした。不溶性物質は、遠心分離および濾過によって除去した。可溶性生成混合物をHPLCによって分析して、スクロース、グルコース、フルクトース、ロイクロースおよびオリゴ糖の濃度を決定した(表18)。表18に記載のデータは、pH5.0およびpH6.8で生成したDP4オリゴ糖が長時間のインキュベーションによりムタナーゼによってより低いDPに分解されたが、他方pH6.0ではそれ以上の分解が観察されなかったことを示している。
温度がオリゴ糖生成に及ぼす作用
下記の反応1~4は、スクロース(100g/L)、リン酸バッファー(50mM、pH6.0)、GTF-J(0.3体積%、実施例3)およびmut3264ムタナーゼ(10体積%、実施例12)の大腸菌(E.coli)粗抽出物を含んでいた。反応は、表19に表示したように、125rpmで振とうしながら30℃、40℃、50℃および60℃で実施した。反応は、24時間後に5分間にわたり90℃で加熱することによってクエンチした。不溶性物質は、遠心分離および濾過によって除去した。可溶性生成混合物をHPLCによって分析して、スクロース、グルコース、フルクトース、ロイクロースおよびオリゴ糖の濃度を決定した(表19)。オリゴ糖DP3~DP7の総量は、40℃で最高であった。
MUT6505ムタナーゼがGTF-Jによるスクロース消費に及ぼす作用
表20(下記)に示したmut6505(アスペルギルス・ニデュランス(Aspergillus nidulans)FGSC A4ムタナーゼGI:259486505;実施例16)を含有する様々な濃度のT.リーゼイ(reesei)粗タンパク質抽出物を1mLの最終体積中の100g/LのスクロースおよびGTF-J(実施例3)を含有する0.3体積/体積%の大腸菌(E.coli)粗タンパク質抽出物とともにインキュベートした。反応は、3時間にわたり150rpmで振とうしながら37℃でインキュベートした。反応は、3分間にわたり90℃で加熱することによってクエンチした。不溶性物質は、遠心分離および0.2μmの無菌フィルターに通しての濾過によって除去した。濾液は、一般的方法において記載したようにHPLC上で分析した。データ(表20)は、より高速のスクロース消費が増加したムタナーゼ濃度と相関することを示している。
GTF-SおよびMUT3264によるオリゴ糖の生成
反応は、50mMのリン酸バッファー(pH6.0)中に、スクロース(100g/L)、GTF-S(ストレプトコッカス種(Streptococcus sp.)C150 GI:495810459、GTF0459;実施例9)(10体積/体積%)を含有する大腸菌(E.coli)粗タンパク質抽出物を含んでいた、または50mMのリン酸バッファー(pH6.0)中に、スクロース(100g/L)、GTF-S(ストレプトコッカス種(Streptococcus sp.)C150 GI:495810459、GTF0459;実施例9)(10体積/体積%)を含有する大腸菌(E.coli)粗タンパク質抽出物およびmut3264(10体積/体積%);実施例12)を含有する大腸菌(E.coli)粗タンパク質抽出物を含んでいた。各反応についての総量は10mLであり、全反応は125rpmで振とうしながら37℃で実施した。アリコートは3、6、23および26時間後に取り出し、反応は5分間にわたり95℃で加熱することによってクエンチした。不溶性物質は、遠心分離および濾過によって除去した。濾液をHPLCによって分析して、スクロース、グルコース、フルクトース、ロイクロースおよびオリゴ糖の濃度を決定した(表21)。
GTF-JおよびMUT3264の組み合わせによって生成された可溶性オリゴ糖繊維の単離
蒸留脱イオンH2O中に、200g/Lのスクロース、S.サリバリウス(salivarius)由来のGTF-J(GI:47527、GTF7527;実施例3)を含有する大腸菌(E.coli)濃縮粗タンパク質抽出物(1.0体積/体積%)およびパエニバチルス・フミカス(Paenibacillus humicus)ムタナーゼ(MUT3264、GI:257153264;実施例12)を含有する大腸菌(E.coli)粗タンパク質抽出物(10体積/体積%)を含有する200mLの反応を30℃で20時間攪拌し、次に15分間にわたり90℃へ加熱して酵素を不活性化した。生じた生成混合物を遠心分離し、生じた上清を可溶性単糖類、二糖類およびオリゴ糖類についてHPLCによって分析し、次に88mLの上清はBioGel P2樹脂(BioRad)を用いるSECによって精製した。DP3以上のオリゴ糖類を含有しているSEC分画を結合し、HPLCによる分析のために回転式蒸発によって濃縮した(表22)。
GTF-LおよびMUT3264の組み合わせによって生成された可溶性オリゴ糖繊維の単離
蒸留脱イオンH2O中に、210g/Lのスクロース、S.サリバリウス(salivarius)由来のGTF-L(GI:662379;実施例5)を含有する大腸菌(E.coli)濃縮粗タンパク質抽出物(10体積/体積%)およびパエニバチルス・フミカス(Paenibacillus humicus)ムタナーゼ(MUT3264、GI:257153264;実施例12)を含有する大腸菌(E.coli)粗タンパク質抽出物(10体積/体積%)を含有する100mLの反応を37℃で24時間攪拌し、次に15分間にわたり90℃へ加熱して酵素を不活性化した。生じた生成混合物を遠心分離し、生じた上清を可溶性単糖類、二糖類およびオリゴ糖類についてHPLCによって分析し、次に88mLの上清はBioGel P2樹脂(BioRad)を用いるSECによって精製した。DP3以上のオリゴ糖類を含有しているSEC分画を結合し、HPLCによる分析のために回転式蒸発によって濃縮した(表23)。
GTF-JおよびMUT3325の組み合わせによって生成された可溶性オリゴ糖繊維の単離
蒸留脱イオンH2O中に、210g/Lのスクロース、S.サリバリウス(salivarius)由来のGTF-J(GI:47527;実施例3)を含有する大腸菌(E.coli)濃縮粗タンパク質抽出物(0.6体積/体積%)およびペニシリウム・マルネッファイ(Penicillium marneffei)ATCC(登録商標)18224由来のムタナーゼ(mut3325、GI:212533325;実施例14)を含むT.リーゼイ(reesei)粗タンパク質抽出物(20体積/体積%)を含有する100mLの反応を37℃で24時間攪拌し、次に15分間にわたり90℃へ加熱して酵素を不活性化した。生じた生成混合物を遠心分離し、生じた上清を可溶性単糖類、二糖類およびオリゴ糖類についてHPLCによって分析し、次に84mLの上清はBioGel P2樹脂(BioRad)を用いるSECによって精製した。DP3以上のオリゴ糖類を含有しているSEC分画を結合し、HPLCによる分析のために回転式蒸発によって濃縮した(表24)。
GTF-IおよびMUT3325の組み合わせによって生成された可溶性オリゴ糖繊維の単離
蒸留脱イオンH2O中に、200g/Lのスクロース、ストレプトコッカス・ソブリヌス(Streptococcus sobrinus)由来のGTF-I(GI:450874;実施例8)を含有する大腸菌(E.coli)粗タンパク質抽出物(5体積/体積%)およびペニシリウム・マルネッファイ(Penicillium marneffei)ATCC(登録商標)18224由来のムタナーゼ(MUT3325、GI:212533325;実施例14)を含むT.リーゼイ(reesei)粗タンパク質抽出物(15体積/体積%)を含有する100mLの反応を37℃で24時間攪拌し、次に15分間にわたり90℃へ加熱して酵素を不活性化した。生じた生成混合物を遠心分離し、生じた上清を可溶性単糖類、二糖類およびオリゴ糖類についてHPLCによって分析し、次に87mLの上清はBioGel P2樹脂(BioRad)を用いるSECによって精製した。DP3以上のオリゴ糖類を含有しているSEC分画を結合し、HPLCによる分析のために回転式蒸発によって濃縮した(表25)。
GTF-SおよびMUT3264の組み合わせによって生成された可溶性オリゴ糖繊維の単離
蒸留脱イオンH2O中に、210g/Lのスクロース、ストレプトコッカス種(Streptococcus sp.)C150由来のGTF-S(GI:495810459;実施例9)を含有する大腸菌(E.coli)粗タンパク質抽出物(10体積/体積%)およびパエニバチルス・フミカス(Paenibacillus humicus)由来のムタナーゼ(MUT3264、GI:257153264;実施例12)を含む大腸菌(E.coli)粗タンパク質抽出物(10体積/体積%)を含有する200mの反応を37℃で40時間攪拌し、4℃で84時間保管し、次に15分間にわたり90℃へ加熱して酵素を不活性化した。生じた生成混合物を遠心分離し、生じた上清を可溶性単糖類、二糖類およびオリゴ糖類についてHPLCによって分析し、次に上清はBioGel P2樹脂(BioRad)を用いるSECによって精製した。DP3以上のオリゴ糖類を含有しているSEC分画を結合し、HPLCによる分析のために回転式蒸発によって濃縮した(表26)。
GTF-BおよびMUT3264の組み合わせによって生成された可溶性オリゴ糖繊維の単離
蒸留脱イオンH2O中に、100g/Lのスクロース、ストレプトコッカス・ミュータンス(Streptococcus mutans)NN2025由来のGTF-B(GI:290580544;実施例6)を含有する大腸菌(E.coli)粗タンパク質抽出物(10体積/体積%)およびパエニバチルス・フミカス(Paenibacillus humicus)由来のムタナーゼ(MUT3264、GI:257153264;実施例12)を含む大腸菌(E.coli)粗タンパク質抽出物(10体積/体積%)を含有する200mLの反応を37℃で24時間攪拌し、次に15分間にわたり90℃へ加熱して酵素を不活性化した。生じた生成混合物を遠心分離し、生じた上清を可溶性単糖類、二糖類およびオリゴ糖類についてHPLCによって分析し、次に132mLの上清はBioGel P2樹脂(BioRad)を用いるSECによって精製した。DP3以上のオリゴ糖類を含有しているSEC分画を結合し、HPLCによる分析のために回転式蒸発によって濃縮した(表27)。
GTF-SおよびMUT3325の組み合わせによって生成された可溶性オリゴ糖繊維の単離
蒸留脱イオンH2O中に、300g/Lのスクロース、ストレプトコッカス種(Streptococcus sp.)C150由来のGTF-S(GI:495810459;実施例11)を含有する枯草菌(subtilis)粗タンパク質抽出物(20体積/体積%)およびペニシリウム・マルネッファイ(Penicillium marneffei)ATCC(登録商標)18224由来のムタナーゼ(MUT3325、GI:212533325;実施例14)を含むT.リーゼイ(reesei)粗タンパク質抽出物(2.5体積/体積%)を含有する600mLの反応を37℃で27.5時間攪拌し、次に電子レンジ(1,000ワット)内で4分間にわたり加熱して酵素を不活性化した。生じた生成混合物を遠心分離し、生じた上清を可溶性単糖類、二糖類およびオリゴ糖類についてHPLCによって分析し、次に全上清はBioGel P2樹脂(BioRad)を用いるSECによって精製した。DP3以上のオリゴ糖類を含有しているSEC分画を結合し、HPLCによる分析のために回転式蒸発によって濃縮した(表28)。
GTF-Jによって生成された可溶性オリゴ糖繊維の単離
蒸留脱イオンH2O中に200g/LのスクロースおよびS.サリバリウス(salivarius)由来のGTF-J(GI:47527;実施例3)を含有する大腸菌(E.coli)濃縮粗タンパク質抽出物(1.0体積/体積%)を含有する3,000mLの反応を125rpmでpH5.5および47℃で21時間にわたり攪拌し、その後に30分間にわたり60℃へ加熱してこの酵素を不活性化した。生じた生成混合物を遠心分離し、生じた上清を可溶性単糖類、二糖類およびオリゴ糖類についてHPLCによって分析し、次に上清を回転式蒸発によって900mLに濃縮し、BioGel P2樹脂(BioRad)を用いるSECによって精製した。DP3以上のオリゴ糖類を含有しているSEC分画を結合し、HPLCによる分析のために回転式蒸発によって濃縮した(表29)。
GTF-SホモログGTF0974およびMUT3325の組み合わせによって生成された可溶性オリゴ糖繊維の単離
蒸留脱イオンH2O中に、450g/Lのスクロース、ストレプトコッカス・サリバリウス(Streptococcus salivarius)57.I由来のGTF0974(GI:387760974;実施例11Aおよび11D)を含有する枯草菌(subtilis)粗タンパク質抽出物(5体積/体積%)およびペニシリウム・マルネッファイ(Penicillium marneffei)ATCC(登録商標)18224由来のムタナーゼ(MUT3325、GI:212533325;実施例15)を含むT.リーゼイ(reesei)粗タンパク質抽出物UFC(0.075体積/体積%)を含有する250mLの反応をpH5.5および47℃で21時間攪拌し、次に30分間にわたり90℃へ加熱して酵素を不活性化した。生じた生成混合物を遠心分離し、生じた上清を可溶性単糖類、二糖類およびオリゴ糖類についてHPLCによって分析し(表30)、次にオリゴ糖はDiaion UBK530(Na+形)樹脂(Mitsubishi)を使用して40℃でSECによって単離した。DP3以上のオリゴ糖類を含有しているSEC分画を結合し、HPLCによる分析のために回転式蒸発によって濃縮した(表30)。結合SEC画分を5重量%の乾燥固体(DS)へ希釈し、乾燥固体としての繊維を生成するために凍結乾燥した。
GTF-SホモログGTF4336およびMUT3325の組み合わせによって生成された可溶性オリゴ糖繊維の単離
蒸留脱イオンH2O中に、450g/Lのスクロース、ストレプトコッカス・サリバリウス(Streptococcus salivarius)SK126由来のGTF4336(GI:488974336;実施例11Aおよび11D)を含有する枯草菌(subtilis)粗タンパク質抽出物(5体積/体積%)およびペニシリウム・マルネッファイ(Penicillium marneffei)ATCC(登録商標)18224由来のムタナーゼ(MUT3325、GI:212533325;実施例15)を含むT.リーゼイ(reesei)粗タンパク質抽出物UFC(0.075体積/体積%)を含有する250mLの反応をpH5.5および47℃で21時間攪拌し、次に30分間にわたり90℃へ加熱して酵素を不活性化した。生じた生成混合物を遠心分離し、生じた上清を可溶性単糖類、二糖類およびオリゴ糖類についてHPLCによって分析し(表31)、次にオリゴ糖はDiaion UBK530(Na+形)樹脂(Mitsubishi)を使用して40℃でSECによって単離した。DP3以上のオリゴ糖類を含有しているSEC分画を結合し、HPLCによる分析のために回転式蒸発によって濃縮した(表31)。結合SEC画分を5重量%の乾燥固体(DS)へ希釈し、乾燥固体としての繊維を生成するために凍結乾燥した。
GTF-SホモログGTF0470およびMUT3325の組み合わせによって生成された可溶性オリゴ糖繊維の単離
蒸留脱イオンH2O中に、450g/Lのスクロース、ストレプトコッカス・サリバリウス(Streptococcus salivarius)K12由来のGTF0470(GI:488980470;実施例11Aおよび11D)を含有する枯草菌(subtilis)粗タンパク質抽出物(5体積/体積%)およびペニシリウム・マルネッファイ(Penicillium marneffei)ATCC(登録商標)18224由来のムタナーゼ(MUT3325、GI:212533325;実施例15)を含むT.リーゼイ(reesei)粗タンパク質抽出物UFC(0.075体積/体積%)を含有する250mLの反応をpH5.5および47℃で44時間攪拌し、次に30分間にわたり90℃へ加熱して酵素を不活性化した。生じた生成混合物を遠心分離し、生じた上清を可溶性単糖類、二糖類およびオリゴ糖類についてHPLCによって分析し(表32)、次にオリゴ糖はDiaion UBK530(Na+形)樹脂(Mitsubishi)を使用して40℃でSECによって単離した。DP3以上のオリゴ糖類を含有しているSEC分画を結合し、HPLCによる分析のために回転式蒸発によって濃縮した(表32)。結合SEC画分を5重量%の乾燥固体(DS)へ希釈し、乾燥固体としての繊維を生成するために凍結乾燥した。
GTF-SホモログGTF6549およびMUT3325の組み合わせによって生成された可溶性オリゴ糖繊維の単離
蒸留脱イオンH2O中に、450g/Lのスクロース、ストレプトコッカス・サリバリウス(Streptococcus salivarius)M18由来のGTF6549(GI:490286549;実施例11Aおよび11D)を含有する枯草菌(subtilis)粗タンパク質抽出物(7.5体積/体積%)およびペニシリウム・マルネッファイ(Penicillium marneffei)ATCC(登録商標)18224由来のムタナーゼ(MUT3325、GI:212533325;実施例15)を含むT.リーゼイ(reesei)粗タンパク質抽出物UFC(0.075体積/体積%)を含有する250mLの反応をpH5.5および47℃で53時間攪拌し、次に30分間にわたり90℃へ加熱して酵素を不活性化した。生じた生成混合物を遠心分離し、生じた上清を可溶性単糖類、二糖類およびオリゴ糖類についてHPLCによって分析し(表33)、次にオリゴ糖はDiaion UBK530(Na+形)樹脂(Mitsubishi)を使用して40℃でSECによって単離した。DP3以上のオリゴ糖類を含有しているSEC分画を結合し、HPLCによる分析のために回転式蒸発によって濃縮した(表33)。結合SEC画分を5重量%の乾燥固体(DS)へ希釈し、乾燥固体としての繊維を生成するために凍結乾燥した。
GTF-SホモログGTF4491およびMUT3325の組み合わせによって生成された可溶性オリゴ糖繊維の単離
蒸留脱イオンH2O中に、450g/Lのスクロース、ストレプトコッカス・サリバリウス(Streptococcus salivarius)JIM8777由来のGTF4491(GI:387784491;実施例11Aおよび11D)を含有する枯草菌(subtilis)粗タンパク質抽出物(5体積/体積%)およびペニシリウム・マルネッファイ(Penicillium marneffei)ATCC(登録商標)18224由来のムタナーゼ(MUT3325、GI:212533325;実施例15)を含むT.リーゼイ(reesei)粗タンパク質抽出物UFC(0.075体積/体積%)を含有する250mLの反応をpH5.5および47℃で22時間攪拌し、次に30分間にわたり90℃へ加熱して酵素を不活性化した。生じた生成混合物を遠心分離し、生じた上清を可溶性単糖類、二糖類およびオリゴ糖類についてHPLCによって分析し(表34)、次にオリゴ糖はDiaion UBK530(Na+形)樹脂(Mitsubishi)を使用して40℃でSECによって単離した。DP3以上のオリゴ糖類を含有しているSEC分画を結合し、HPLCによる分析のために回転式蒸発によって濃縮した(表34)。結合SEC画分を5重量%の乾燥固体(DS)へ希釈し、乾燥固体としての繊維を生成するために凍結乾燥した。
GTF-SホモログGTF1645およびMUT3325の組み合わせによって生成された可溶性オリゴ糖繊維の単離
蒸留脱イオンH2O中に、450g/Lのスクロース、ストレプトコッカス種(Streptococcus sp.)HSISS3由来のGTF1645(GI:544721645;実施例11A)を含有する枯草菌(subtilis)粗タンパク質抽出物(5体積/体積%)およびペニシリウム・マルネッファイ(Penicillium marneffei)ATCC(登録商標)18224由来のムタナーゼ(MUT3325、GI:212533325;実施例15)を含むT.リーゼイ(reesei)粗タンパク質抽出物UFC(0.075体積/体積%)を含有する250mLの反応をpH5.5および47℃で46時間攪拌し、次に30分間にわたり90℃へ加熱して酵素を不活性化した。生じた生成混合物を遠心分離し、生じた上清を可溶性単糖類、二糖類およびオリゴ糖類についてHPLCによって分析し(表35)、次にオリゴ糖はDiaion UBK530(Na+形)樹脂(Mitsubishi)を使用して40℃でSECによって単離した。DP3以上のオリゴ糖類を含有しているSEC分画を結合し、HPLCによる分析のために回転式蒸発によって濃縮した(表35)。結合SEC画分を5重量%の乾燥固体(DS)へ希釈し、乾燥固体としての繊維を生成するために凍結乾燥した。
GTF-SホモログGTF6099およびMUT3325の組み合わせによって生成された可溶性オリゴ糖繊維の単離
蒸留脱イオンH2O中に、450g/Lのスクロース、ストレプトコッカス種(Streptococcus sp.)HSISS2由来のGTF6099(GI:544716099;実施例11A)を含有する枯草菌(subtilis)粗タンパク質抽出物(5体積/体積%)およびペニシリウム・マルネッファイ(Penicillium marneffei)ATCC(登録商標)18224由来のムタナーゼ(MUT3325、GI:212533325;実施例15)を含むT.リーゼイ(reesei)粗タンパク質抽出物UFC(0.075体積/体積%)を含有する250mLの反応をpH5.5および47℃で52時間攪拌し、次に30分間にわたり90℃へ加熱して酵素を不活性化した。生じた生成混合物を遠心分離し、生じた上清を可溶性単糖類、二糖類およびオリゴ糖類についてHPLCによって分析し(表36)、次にオリゴ糖はDiaion UBK530(Na+形)樹脂(Mitsubishi)を使用して40℃でSECによって単離した。DP3以上のオリゴ糖類を含有しているSEC分画を結合し、HPLCによる分析のために回転式蒸発によって濃縮した(表36)。結合SEC画分を5重量%の乾燥固体(DS)へ希釈し、乾燥固体としての繊維を生成するために凍結乾燥した。
GTF-SホモログGTF7317およびMUT3325の組み合わせによって生成された可溶性オリゴ糖繊維の単離
蒸留脱イオンH2O中に、450g/Lのスクロース、ストレプトコッカス・サリバリウス(Streptococcus salivarius)PS4由来のGTF7317(GI:488977317;実施例11A)を含有する枯草菌(subtilis)粗タンパク質抽出物(5体積/体積%)およびペニシリウム・マルネッファイ(Penicillium marneffei)ATCC(登録商標)18224由来のムタナーゼ(MUT3325、GI:212533325;実施例15)を含むT.リーゼイ(reesei)粗タンパク質抽出物UFC(0.075体積/体積%)を含有する250mLの反応をpH5.5および47℃で46時間攪拌し、次に30分間にわたり90℃へ加熱して酵素を不活性化した。生じた生成混合物を遠心分離し、生じた上清を可溶性単糖類、二糖類およびオリゴ糖類についてHPLCによって分析し(表37)、次にオリゴ糖はDiaion UBK530(Na+形)樹脂(Mitsubishi)を使用して40℃でSECによって単離した。DP3以上のオリゴ糖類を含有しているSEC分画を結合し、HPLCによる分析のために回転式蒸発によって濃縮した(表37)。結合SEC画分を5重量%の乾燥固体(DS)へ希釈し、乾燥固体としての繊維を生成するために凍結乾燥した。
GTF-SホモログGTF8487およびMUT3325の組み合わせによって生成された可溶性オリゴ糖繊維の単離
蒸留脱イオンH2O中に、450g/Lのスクロース、ストレプトコッカス・サリバリウス(Streptococcus salivarius)CCHSS3由来のGTF8487(GI:340398487;実施例11A)を含有する枯草菌(subtilis)粗タンパク質抽出物(5体積/体積%)およびペニシリウム・マルネッファイ(Penicillium marneffei)ATCC(登録商標)18224由来のムタナーゼ(MUT3325、GI:212533325;実施例15)を含むT.リーゼイ(reesei)粗タンパク質抽出物UFC(0.075体積/体積%)を含有する250mLの反応をpH5.5および47℃で40時間攪拌し、次に30分間にわたり90℃へ加熱して酵素を不活性化した。生じた生成混合物を遠心分離し、生じた上清を可溶性単糖類、二糖類およびオリゴ糖類についてHPLCによって分析し(表38)、次にオリゴ糖はDiaion UBK530(Na+形)樹脂(Mitsubishi)を使用して40℃でSECによって単離した。DP3以上のオリゴ糖類を含有しているSEC分画を結合し、HPLCによる分析のために回転式蒸発によって濃縮した(表38)。結合SEC画分を5重量%の乾燥固体(DS)へ希釈し、乾燥固体としての繊維を生成するために凍結乾燥した。
GTF-SホモログGTF3879およびMUT3325の組み合わせによって生成された可溶性オリゴ糖繊維の単離
蒸留脱イオンH2O中に、450g/Lのスクロース、ストレプトコッカス種(Streptococcus sp.)HSISS4由来のGTF3879(GI:544713879;実施例11A)を含有する枯草菌(subtilis)粗タンパク質抽出物(15体積/体積%)およびペニシリウム・マルネッファイ(Penicillium marneffei)ATCC(登録商標)18224由来のムタナーゼ(MUT3325、GI:212533325;実施例15)を含むT.リーゼイ(reesei)粗タンパク質抽出物UFC(0.075体積/体積%)を含有する250mLの反応をpH5.5および47℃で52時間攪拌し、次に30分間にわたり90℃へ加熱して酵素を不活性化した。生じた生成混合物を遠心分離し、生じた上清を可溶性単糖類、二糖類およびオリゴ糖類についてHPLCによって分析し(表39)、次にオリゴ糖はDiaion UBK530(Na+形)樹脂(Mitsubishi)を使用して40℃でSECによって単離した。DP3以上のオリゴ糖類を含有しているSEC分画を結合し、HPLCによる分析のために回転式蒸発によって濃縮した(表39)。結合SEC画分を5重量%の乾燥固体(DS)へ希釈し、乾燥固体としての繊維を生成するために凍結乾燥した。
GTF-SホモログGTF3808およびMUT3325の組み合わせによって生成された可溶性オリゴ糖繊維の単離
蒸留脱イオンH2O中に、450g/Lのスクロース、ストレプトコッカス種(Streptococcus sp.)SR4由来のGTF3808(GI:573493808;実施例11A)を含有する枯草菌(subtilis)粗タンパク質抽出物(5体積/体積%)およびペニシリウム・マルネッファイ(Penicillium marneffei)ATCC(登録商標)18224由来のムタナーゼ(MUT3325、GI:212533325;実施例15)を含むT.リーゼイ(reesei)粗タンパク質抽出物UFC(0.075体積/体積%)を含有する250mLの反応をpH5.5および47℃で22時間攪拌し、次に30分間にわたり90℃へ加熱して酵素を不活性化した。生じた生成混合物を遠心分離し、生じた上清を可溶性単糖類、二糖類およびオリゴ糖類についてHPLCによって分析し(表40)、次にオリゴ糖はDiaion UBK530(Na+形)樹脂(Mitsubishi)を使用して40℃でSECによって単離した。DP3以上のオリゴ糖類を含有しているSEC分画を結合し、HPLCによる分析のために回転式蒸発によって濃縮した(表40)。結合SEC画分を5重量%の乾燥固体(DS)へ希釈し、乾燥固体としての繊維を生成するために凍結乾燥した。
GTF-SホモログGTF8467およびMUT3325の組み合わせによって生成された可溶性オリゴ糖繊維の単離
蒸留脱イオンH2O中に、450g/Lのスクロース、ストレプトコッカス・サリバリウス(Streptococcus salivarius)NU10由来のGTF8467(GI:660358467;実施例11A)を含有する枯草菌(subtilis)粗タンパク質抽出物(5体積/体積%)およびペニシリウム・マルネッファイ(Penicillium marneffei)ATCC(登録商標)18224由来のムタナーゼ(MUT3325、GI:212533325;実施例15)を含むT.リーゼイ(reesei)粗タンパク質抽出物UFC(0.075体積/体積%)を含有する250mLの反応をpH5.5および47℃で47時間攪拌し、次に30分間にわたり90℃へ加熱して酵素を不活性化した。生じた生成混合物を遠心分離し、生じた上清を可溶性単糖類、二糖類およびオリゴ糖類についてHPLCによって分析し(表41)、次にオリゴ糖はDiaion UBK530(Na+形)樹脂(Mitsubishi)を使用して40℃でSECによって単離した。DP3以上のオリゴ糖類を含有しているSEC分画を結合し、HPLCによる分析のために回転式蒸発によって濃縮した(表41)。結合SEC画分を5重量%の乾燥固体(DS)へ希釈し、乾燥固体としての繊維を生成するために凍結乾燥した。
GTF-SホモログGTF0060およびMUT3325の組み合わせによって生成された可溶性オリゴ糖繊維の単離
蒸留脱イオンH2O中に、450g/Lのスクロース、ストレプトコッカス種(Streptococcus sp.)ACS2由来のGTF0060(GI:576980060;実施例11A)を含有する枯草菌(subtilis)粗タンパク質抽出物(5体積/体積%)およびペニシリウム・マルネッファイ(Penicillium marneffei)ATCC(登録商標)18224由来のムタナーゼ(MUT3325、GI:212533325;実施例15)を含むT.リーゼイ(reesei)粗タンパク質抽出物UFC(0.075体積/体積%)を含有する250mLの反応をpH5.5および47℃で47時間攪拌し、次に30分間にわたり90℃へ加熱して酵素を不活性化した。生じた生成混合物を遠心分離し、生じた上清を可溶性単糖類、二糖類およびオリゴ糖類についてHPLCによって分析し(表42)、次にオリゴ糖はDiaion UBK530(Na+形)樹脂(Mitsubishi)を使用して40℃でSECによって単離した。DP3以上のオリゴ糖類を含有しているSEC分画を結合し、HPLCによる分析のために回転式蒸発によって濃縮した(表42)。結合SEC画分を5重量%の乾燥固体(DS)へ希釈し、乾燥固体としての繊維を生成するために凍結乾燥した。
GTF-SおよびMUT3325の組み合わせによって生成された可溶性オリゴ糖繊維の単離
蒸留脱イオンH2O中に、450g/Lのスクロース、ストレプトコッカス種(Streptococcus sp.)C150由来のGTF0459(GI:495810459;実施例11Aおよび11C)を含有する枯草菌(subtilis)粗タンパク質抽出物(5体積/体積%)およびペニシリウム・マルネッファイ(Penicillium marneffei)ATCC(登録商標)18224由来のムタナーゼ(MUT3325、GI:212533325;実施例15)を含むT.リーゼイ(reesei)粗タンパク質抽出物UFC(0.075体積/体積%)を含有する250mLの反応をpH5.5および47℃で90時間攪拌し、次に30分間にわたり90℃へ加熱して酵素を不活性化した。生じた生成混合物を遠心分離し、生じた上清を可溶性単糖類、二糖類およびオリゴ糖類についてHPLCによって分析し(表43)、次にオリゴ糖はDiaion UBK530(Na+形)樹脂(Mitsubishi)を使用して40℃でSECによって単離した。DP3以上のオリゴ糖類を含有しているSEC分画を結合し、HPLCによる分析のために回転式蒸発によって濃縮した(表43)。結合SEC画分を5重量%の乾燥固体(DS)へ希釈し、乾燥固体としての繊維を生成するために凍結乾燥した。
GTF-S非ホモログGTF0487およびMUT3325の組み合わせによって生成された可溶性オリゴ糖繊維の単離
蒸留脱イオンH2O中に、450g/Lのスクロース、ストレプトコッカス・サリバリウス(Streptococcus salivarius)PS4由来のGTF0487(GI:495810487;実施例11Aおよび11C)を含有する枯草菌(subtilis)粗タンパク質抽出物(20体積/体積%)およびペニシリウム・マルネッファイ(Penicillium marneffei)ATCC(登録商標)18224由来のムタナーゼ(MUT3325、GI:212533325;実施例15)を含むT.リーゼイ(reesei)粗タンパク質抽出物UFC(0.075体積/体積%)を含有する250mLの反応をpH5.5および47℃で214時間攪拌し、次に30分間にわたり90℃へ加熱して酵素を不活性化した。生じた生成混合物を遠心分離し、生じた上清を可溶性単糖類、二糖類およびオリゴ糖類についてHPLCによって分析し(表44)、次にオリゴ糖はDiaion UBK530(Na+形)樹脂(Mitsubishi)を使用して40℃でSECによって単離した。DP3以上のオリゴ糖類を含有しているSEC分画を結合し、HPLCによる分析のために回転式蒸発によって濃縮した(表44)。結合SEC画分を5重量%の乾燥固体(DS)へ希釈し、乾燥固体としての繊維を生成するために凍結乾燥した。
GTF-S非ホモログGTF5360およびMUT3325の組み合わせによって生成された可溶性オリゴ糖繊維の単離
蒸留脱イオンH2O中に、450g/Lのスクロース、ストレプトコッカス・ミュータンス(Streptococcus mutans)JP9-4由来のGTF5360(GI:440355360;実施例11Aおよび11C)を含有する枯草菌(subtilis)粗タンパク質抽出物(20体積/体積%)およびペニシリウム・マルネッファイ(Penicillium marneffei)ATCC(登録商標)18224由来のムタナーゼ(MUT3325、GI:212533325;実施例15)を含むT.リーゼイ(reesei)粗タンパク質抽出物UFC(0.075体積/体積%)を含有する250mLの反応をpH5.5および47℃で214時間攪拌し、次に30分間にわたり90℃へ加熱して酵素を不活性化した。生じた生成混合物を遠心分離し、生じた上清を可溶性単糖類、二糖類およびオリゴ糖類についてHPLCによって分析し(表45)、次にオリゴ糖はDiaion UBK530(Na+形)樹脂(Mitsubishi)を使用して40℃でSECによって単離した。DP3以上のオリゴ糖類を含有しているSEC分画を結合し、HPLCによる分析のために回転式蒸発によって濃縮した(表45)。結合SEC画分を5重量%の乾燥固体(DS)へ希釈し、乾燥固体としての繊維を生成するために凍結乾燥した。
C末端切断GTF-SホモログGTF0974-T4およびMUT3325の組み合わせによって生成された可溶性オリゴ糖繊維の単離
蒸留脱イオンH2O中に、450g/Lのスクロース、グルカン結合ドメイン(GTF0974-T4、実施例B)の一部の追加のC末端切断を有するストレプトコッカス・サリバリウス(Streptococcus salivarius)57.I由来のGTF0974(GI:387760974;実施例11Aおよび11C)を含有する枯草菌(subtilis)粗タンパク質抽出物(0.61体積/体積%)およびペニシリウム・マルネッファイ(Penicillium marneffei)ATCC(登録商標)18224由来のムタナーゼ(MUT3325、GI:212533325;実施例15)を含むT.リーゼイ(reesei)粗タンパク質抽出物UFC(0.11体積/体積%)を含有する250mLの反応をpH5.5および47℃で24時間攪拌し、次に30分間にわたり90℃へ加熱して酵素を不活性化した。生じた生成混合物を遠心分離し、生じた上清を可溶性単糖類、二糖類およびオリゴ糖類についてHPLCによって分析し(表46)、次にオリゴ糖はDiaion UBK530(Na+形)樹脂(Mitsubishi)を使用して40℃でSECによって単離した。DP3以上のオリゴ糖類を含有しているSEC分画を結合し、HPLCによる分析のために回転式蒸発によって濃縮した(表46)。結合SEC画分を5重量%の乾燥固体(DS)へ希釈し、乾燥固体としての繊維を生成するために凍結乾燥した。
C末端切断GTF-SホモログGTF0974-T5およびMUT3325の組み合わせによって生成された可溶性オリゴ糖繊維の単離
蒸留脱イオンH2O中に、450g/Lのスクロース、グルカン結合ドメイン(GTF0974-T5、実施例11B)の一部の追加のC末端切断を有するストレプトコッカス・サリバリウス(Streptococcus salivarius)57.I由来のGTF0974(GI:387760974;実施例11Aおよび11C)を含有する枯草菌(subtilis)粗タンパク質抽出物(0.51体積/体積%)およびペニシリウム・マルネッファイ(Penicillium marneffei)ATCC(登録商標)18224由来のムタナーゼ(MUT3325、GI:212533325;実施例15)を含むT.リーゼイ(reesei)粗タンパク質抽出物UFC(0.11体積/体積%)を含有する250mLの反応をpH5.5および47℃で24時間攪拌し、次に30分間にわたり90℃へ加熱して酵素を不活性化した。生じた生成混合物を遠心分離し、生じた上清を可溶性単糖類、二糖類およびオリゴ糖類についてHPLCによって分析し(表47)、次にオリゴ糖はDiaion UBK530(Na+形)樹脂(Mitsubishi)を使用して40℃でSECによって単離した。DP3以上のオリゴ糖類を含有しているSEC分画を結合し、HPLCによる分析のために回転式蒸発によって濃縮した(表47)。結合SEC画分を5重量%の乾燥固体(DS)へ希釈し、乾燥固体としての繊維を生成するために凍結乾燥した。
C末端切断GTF-SホモログGTF3808-T5およびMUT3325の組み合わせによって生成された可溶性オリゴ糖繊維の単離
蒸留脱イオンH2O中に、450g/Lのスクロース、グルカン結合ドメイン(GTF3808-T5、実施例11B)の一部の追加のC末端切断を有するストレプトコッカス種(Streptococcus sp.)SR4由来のGTF3808(GI:573493808;実施例11Aおよび11C)を含有する枯草菌(subtilis)粗タンパク質抽出物(0.77体積/体積%)およびペニシリウム・マルネッファイ(Penicillium marneffei)ATCC(登録商標)18224由来のムタナーゼ(MUT3325、GI:212533325;実施例15)を含むT.リーゼイ(reesei)粗タンパク質抽出物UFC(0.11体積/体積%)を含有する250mLの反応をpH5.5および47℃で19時間攪拌し、次に30分間にわたり90℃へ加熱して酵素を不活性化した。生じた生成混合物を遠心分離し、生じた上清を可溶性単糖類、二糖類およびオリゴ糖類についてHPLCによって分析し(表48)、次にオリゴ糖はDiaion UBK530(Na+形)樹脂(Mitsubishi)を使用して40℃でSECによって単離した。DP3以上のオリゴ糖類を含有しているSEC分画を結合し、HPLCによる分析のために回転式蒸発によって濃縮した(表48)。結合SEC画分を5重量%の乾燥固体(DS)へ希釈し、乾燥固体としての繊維を生成するために凍結乾燥した。
GTF-JおよびGTF/ムタナーゼの組み合わせによって生成された可溶性オリゴ糖繊維のアノマー結合分析
実施例30~実施例37において記載したように調製したクロマトグラフィー精製可溶性オリゴ糖オリゴマー/ポリマーの溶液を凍結乾燥によって一定重量まで乾燥させ、生じた固体は(上記の)一般的方法の項に記載した1H NMR分光法およびGC/MSによって分析した。これらの可溶性オリゴ糖オリゴマー/ポリマーのそれぞれについてのアノマー結合は、表49および50に報告した。
GTF-JおよびGTF/ムタナーゼの組み合わせによって生成された可溶性オリゴ糖繊維の粘度
様々な実施例において記載したように調製したクロマトグラフィー精製可溶性オリゴ糖オリゴマー/ポリマーの溶液を凍結乾燥によって一定重量まで乾燥させ、生じた固体を使用して蒸留脱イオン水中の可溶性オリゴマー/ポリマーの12重量%溶液を調製した。可溶性オリゴマー/ポリマー溶液の粘度(センチポイズ(cP)で報告したが、ここで1cP=1ミリパスカル秒(mPa/s))(表51)は、一般的方法の項で記載したように20℃で測定した。
様々な温度での繊維生成のためのグルコシルトランスフェラーゼ(GTF)酵素の抽出物の調製
実施例1および2において使用したストレプトコッカス・サリバリウス(Streptococcus salivarius)gtfJ酵素(配列番号5)は、大腸菌(E.coli)菌株DH10B中でイソプロピルβ-D-1-チオガラクトピラノシド(IPTG)誘導発現系を使用して発現させた。手短には、大腸菌(E.coli)DH10B細胞は、大腸菌(E.coli)中でgtfJ酵素を発現させるためにコドン最適化されたDNA配列(配列番号4)から配列番号5を発現するように形質転換させた。このDNA配列は、発現ベクターであるPJEXPRESS404(登録商標)(DNA2.0,Menlo Park,CA)中に含有された。形質転換細胞はLB培地(10g/Lのトリプトン;5g/Lの酵母抽出物、10g/LのNaCl)中で0.025の初期光学密度(600nmでのOD)へ接種し、250rpmで振とうしながら37℃のインキュベーター内で増殖するに任せた。培養はそれらが0.8~1.0のOD600に達した時点に1mMのIPTGの添加によって誘導した。誘導した培養は振とう装置上に残留したので、誘導3時間後に採取した。
反応混合物から周期的サンプルを取り出し、屈折指数検出器を装備したAgilent 1260C HPLCを使用して分析した。0.6mL/分の流量および85℃で脱イオン水を使用するAminex HP-87Cカラム(BioRad)を使用してスクロースおよびグルコースを監視した。0.6mL/分の流量および85℃で脱イオン水を使用するAminex HP-42Aカラム(BioRad)を使用して、以前にマルトオリゴ糖を使用して較正されたDP2~DP7由来のオリゴ糖を定量した。
様々な温度でGTF-Jを使用したオリゴ糖の生成
所望の量のスクロース、一部の場合にはグルコースおよび20mMのリン酸二水素カリウムは、脱イオン水を用いて溶解させ、Lauda RK20再循環式冷却装置に接続された1Lのバッフルなし被覆フラスコ内で750mLに希釈した。次にFERMASURE(商標)(DuPont,Wilmington,DE)を加え(0.5mL/Lの反応)、pHは5重量%の水酸化ナトリウム水溶液もしくは5重量%の硫酸水溶液を使用して5.5へ調整した。この反応は、実施例40に記載したように、0.3体積%の粗酵素抽出物(配列番号5)の添加によって開始させた。反応混合物の撹拌は、100rpmで4枚羽根のPTFEオーバーヘッド式機械的ミキサーを使用して提供された。スクロースの完全消費もしくはその後の測定間のスクロース濃度の変化なしのいずれかによって反応が完了したと決定された後、反応スラリーを濾過して不溶性ポリマーを除去した。可溶性オリゴ糖の収率は、実施例40に記載の方法にしたがってHPLCによって決定し、表52に提示した。
他のGTF酵素を使用したオリゴ糖の生成
所望の量のスクロースおよび20mMのリン酸二水素カリウムは脱イオン水を用いて溶解させ、ポリプロピレン製キャップを備えたガラス瓶に移した。次にFermasure(商標)(DuPont,Wilmington,DE)を加え(0.5mL/Lの反応)、pHは5重量%の水酸化ナトリウム水溶液もしくは5重量%の硫酸水溶液を使用して5.5へ調整した。この反応は、実施例41におけるように調製した、粗酵素抽出物の添加によって開始させた。下記の:ストレプトコッカス・ソブリヌス(Streptococcus sobrinus)(GTF0874;配列番号16)、ストレプトコッカス・ダウネイ(Streptococcus downei)(GTF1724;配列番号81)およびストレプトコッカス・デンティロウセッティ(Streptococcus dentirousetti)(GTF5926;配列番号84)由来の追加の切断GTFを試験した。反応混合物の撹拌は、PTFE製スターバーもしくはInova 42 インキュベーターシェーカーのいずれかを使用して提供され、反応は、蓄熱ヒーターもしくはインキュベーターシェーカーのいずれかを使用して加熱した。スクロースの完全消費もしくはその後の測定間のスクロース濃度の変化なしのいずれかによって反応が完了したと決定された後、反応スラリーを濾過して不溶性ポリマーを除去した。可溶性オリゴ糖の収率は、実施例41に記載の方法にしたがってHPLCによって決定し、表53に提示した。
ナトリウムカルボキシメチルα-グルカンの調製
本実施例では、本明細書に記載したα-グルカンオリゴマー/ポリマー組成物を使用して、グルカンエーテル誘導体であるカルボキシメチルグルカンを生成する工程について記載する。
カルボキシメチルα-グルカンを使用した粘度修飾
本実施例では、カルボキシメチルα-グルカンが水性組成物の粘度に及ぼす作用について記載する。
固体デキストランからのカルボキシメチルデキストランの調製
本実施例では、実施例46において使用するためのカルボキシメチルデキストランを調製する工程について記載する。
剪断速度がカルボキシメチルデキストランの粘度に及ぼす作用
本実施例では、実施例46において調製したカルボキシメチルデキストランサンプルを含有する溶液の粘度および溶液の粘度に剪断速度が及ぼす作用について記載する。
カルボキシメチルα-グルカンの調製
本実施例では、実施例48において使用するためのカルボキシメチルグルカンを調製する工程について記載する。
カルボキシメチルα-グルカンを使用した粘度修飾
本実施例では、カルボキシメチルα-グルカンが水性組成物の粘度に及ぼす作用について記載する。
カルボキシメチルセルロースを使用した粘度修飾
本実施例では、カルボキシメチルセルロース(CMC)が水性組成物の粘度に及ぼす作用について記載する。
ダイレクトレッド80およびトルイジンブルーO染料についてのUV吸収を使用した較正曲線の作成
本実施例では、織物表面上へのグルカンエーテル誘導体の吸着の相対レベルを決定するために有用であろう較正曲線の作成について記載する。
第4級アンモニウムグルカンの調製
本実施例では、第4級アンモニウムグルカンエーテル誘導体を生成できるであろう方法について記載する。詳細には、トリメチルアンモニウムヒドロキシプロピルグルカンを生成することができる。
剪断速度が第4級アンモニウムグルカンの粘度に及ぼす作用
本実施例では、実施例51において調製したトリメチルアンモニウムヒドロキシプロピルグルカンの粘度に剪断速度が及ぼす作用について試験できる方法について記載する。このグルカンエーテル誘導体は、剪断減粘性もしくは剪断増粘性挙動を示すことが企図されている。
第4級アンモニウムグルカンの様々な織物への吸着
本実施例は、第4級アンモニウムグルカン(トリメチルアンモニウムヒドロキシプロピルグルカン)の様々なタイプの織物への吸着度を試験できる方法について開示する。
本α-グルカン繊維組成物の様々な織物への吸着
本実施例は、本α-グルカンオリゴマー/ポリマー組成物(未修飾)の様々なタイプの織物への吸着度を試験できる方法について開示する。
カルボキシメチルα-グルカン(CMG)の様々な織物への吸着
本実施例では、α-グルカンエーテル化合物(CMG)の様々なタイプの織物への吸着度を試験できる方法について開示する。
セルラーゼがカルボキシメチルグルカン(CMG)に及ぼす作用
本実施例では、カルボキシメチルセルロース(CMC)の安定性と比較して、セルラーゼの存在下で、α-グルカンエーテルであるCMGの安定性を試験する方法について開示する。セルラーゼに対する安定性は、例えば織物ケアにおけるようにセルラーゼ含有組成物/プロセスを使用するためのCMGの適用可能性を示すであろう。
セルラーゼがカルボキシメチルグルカン(CMG)に及ぼす作用
本実施例では、カルボキシメチルセルロース(CMC)の安定性と比較して、セルラーゼの存在下で、本α-グルカンオリゴマー/ポリマー組成物(未修飾)の安定性を試験できる方法について開示する。セルラーゼに対する安定性は、例えば織物ケアにおけるようにセルラーゼ含有組成物/プロセスを使用するための本α-グルカンオリゴマー/ポリマー組成物の適用可能性を示すであろう。
ヒドロキシプロピルα-グルカンの調製
本実施例では、グルカンエーテル誘導体であるヒドロキシプロピルα-グルカンを生成する工程について記載する。
ヒドロキシエチルα-グルカンの調製
本実施例では、グルカンエーテル誘導体であるヒドロキシエチルポリα-グルカンを生成する工程について記載する。
エチルα-グルカンの調製
本実施例では、グルカンエーテル誘導体であるエチルグルカンを生成する工程について記載する。
エチルヒドロキシエチルα-グルカンの調製
本実施例では、グルカンエーテル誘導体であるエチルヒドロキシエチルグルカンを生成する工程について記載する。
メチルα-グルカンの調製
本実施例では、グルカンエーテル誘導体であるメチルグルカンを生成する工程について記載する。
ヒドロキシアルキルメチルα-グルカンの調製
本実施例では、グルカンエーテル誘導体であるヒドロキシアルキルメチルα-グルカンを生成する工程について記載する。
カルボキシメチルヒドロキシエチルα-グルカンの調製
本実施例では、グルカンエーテル誘導体であるカルボキシメチルヒドロキシエチルグルカンを生成する工程について記載する。
ナトリウムカルボキシメチルヒドロキシエチルα-グルカンの調製
本実施例では、グルカンエーテル誘導体であるナトリウムカルボキシメチルヒドロキシエチルグルカンを生成する工程について記載する。
カルボキシメチルヒドロキシメチルα-グルカンの調製
本実施例では、グルカンエーテル誘導体であるカルボキシメチルヒドロキシプロピルグルカンを生成する工程について記載する。
ナトリウムカルボキシメチルヒドロキシプロピルα-グルカンの調製
本実施例では、グルカンエーテル誘導体であるナトリウムカルボキシメチルヒドロキシプロピルグルカンを生成する工程について記載する。
カリウムカルボキシメチルα-グルカンの調製
本実施例では、グルカンエーテル誘導体であるカリウムカルボキシメチルグルカンを生成する工程について記載する。
リチウムカルボキシメチルα-グルカンの調製
本実施例では、グルカンエーテル誘導体であるリチウムカルボキシメチルグルカンを生成する工程について記載する。
ジヒドロキシアルキルα-グルカンの調製
本実施例では、α-グルカンのジヒドロキシアルキルエーテル誘導体を生成する工程について記載する。詳細には、ジヒドロキシプロピルグルカンを生成する。
Claims (15)
- 織物ケアまたは洗濯ケア組成物であって:
a.
i. 少なくとも75%のα-(1,3)グリコシド結合;
ii. 25%未満のα-(1,6)グリコシド結合;
iii. 10%未満のα-(1,3,6)グリコシド結合;
ここで、該%グルコシド結合は、本願明細書に開示されたメチル化分析法におけるGC/MS分析により決定される;
iv. 5,000ダルトン未満の重量平均分子量;
v. 20℃の水中において12重量%で0.25パスカル秒(Pa・s)未満の粘度;
vi. 25℃の水中において少なくとも20重量/重量%の溶解度;および
vii. 5未満の多分散性指数;
を含む、α-グルカンオリゴマー/ポリマー組成物;ならびに
b. 少なくとも1つの追加の織物ケアまたは洗濯ケア成分
を含む、前記織物ケアまたは洗濯ケア組成物。 - 前記追加の成分は、少なくとも1つのセルラーゼである、請求項1に記載の織物ケアまたは洗濯ケア組成物。
- 前記追加の成分は、少なくとも1つのプロテアーゼである、請求項1に記載の織物ケアまたは洗濯ケア組成物。
- 前記可溶性α-グルカンオリゴマー/ポリマー組成物は、5%未満のα-(1,4)グリコシド結合を含む、請求項1に記載の織物ケアまたは洗濯ケア組成物。
- 前記織物ケアもしくは洗濯ケア組成物は、0.01~90%重量%の前記可溶性α-グルカンオリゴマー/ポリマー組成物を含む、請求項1に記載の織物ケアまたは洗濯ケア組成物。
- 前記少なくとも1つの追加の成分は、アニオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤もしくは両性イオン性界面活性剤から選択される界面活性剤、プロテアーゼ、セルラーゼ、ポリエステラーゼ、アミラーゼ、クチナーゼ、リパーゼ、ペクチン酸リアーゼ、ペルヒドロラーゼ、キシラナーゼ、ペルオキシダーゼおよび/またはラッカーゼの任意の組み合わせから選択される酵素、洗剤ビルダー、錯化剤、ポリマー、防汚ポリマー、界面活性増強性ポリマー、漂白系、漂白活性剤、漂白触媒、織物コンディショナー、粘土、発泡増強剤、石鹸泡抑制剤、防錆剤、汚れ懸濁剤、再汚染防止剤、染料、殺菌剤、変色防止剤、蛍光増白剤、香料、飽和もしくは不飽和脂肪酸、染料移動阻害剤、キレート剤、色相染料(hueing dye)、カルシウムおよびマグネシウムカチオン、視覚信号化成分(visual signaling ingredient)、消泡剤、構造剤、増粘剤、凝結防止剤、デンプン、砂、ゲル化剤、ならびにそれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載の織物ケアまたは洗濯ケア組成物。
- 前記組成物は、液体、ジェル、粉末、親水コロイド、水溶液、顆粒、タブレット、カプセル、単一区画小袋、多区画小袋、またはそれらの任意の組み合わせの形態にある、請求項1に記載の織物ケアまたは洗濯ケア組成物。
- 前記α-グルカンオリゴマー/ポリマー組成物は、セルラーゼ耐性、プロテアーゼ耐性、アミラーゼ耐性、またはそれらの組合せである、請求項1に記載の織物ケアまたは洗濯ケア組成物。
- 織物ケアまたは洗濯ケア組成物であるグルカンエーテル組成物であって:
a. 少なくとも75%のα-(1,3)グリコシド結合;
b. 25未満%のα-(1,6)グリコシド結合;
c. 10%未満のα-(1,3,6)グリコシド結合;
ここで、該%グルコシド結合は、本願明細書に開示されたメチル化分析法におけるGC/MS分析により決定される;
d. 5,000ダルトン未満の、グルカンエーテルのグルカン部分の重量平均分子量;
e. 20℃の水中において12重量%で0.25パスカル秒(Pa・s)未満の粘度;
f. 25℃の水中において少なくとも20重量/重量%の溶解度;および
g. 5未満の多分散性指数;
を含み、
少なくとも1つの有機基との0.05~3.0の置換度(DoS)を有する前記グルカンエーテル組成物。 - 前記少なくとも1つの有機基は、カルボキシアルキル基、ヒドロキシアルキル基、およびアルキル基からなる群から選択される、請求項9に記載のグルカンエーテル組成物。
- 前記少なくとも1つの有機基は、カルボキシメチル基、ヒドロキシプロピル基、ジヒドロキシプロピル基、ヒドロキシエチル基、メチル基、およびエチル基からなる群から選択される、請求項9に記載のグルカンエーテル組成物。
- 前記グルカンエーテルは、第4級アンモニウムグルカンエーテルである、請求項9に記載のグルカンエーテル組成物。
- 前記第4級アンモニウムグルカンエーテルは、トリメチルアンモニウムヒドロキシプロ
ピルグルカンである、請求項12に記載のグルカンエーテル組成物。 - 前記グルカンエーテル組成物は、セルラーゼ耐性、プロテアーゼ耐性、アミラーゼ耐性、またはそれらの任意の組み合わせである、請求項9に記載のグルカンエーテル組成物。
- 請求項9に記載のグルカンエーテル組成物を含む、織物ケア組成物、または洗濯ケア組成物。
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