JPH05507199A - 植物チオエステラーゼ - Google Patents

植物チオエステラーゼ

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JPH05507199A JP91510152A JP51015291A JPH05507199A JP H05507199 A JPH05507199 A JP H05507199A JP 91510152 A JP91510152 A JP 91510152A JP 51015291 A JP51015291 A JP 51015291A JP H05507199 A JPH05507199 A JP H05507199A
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デビース,ヒュー マーロー
ポラード,マイケル ロマン
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 20、発現された植物チオエステラーゼを含んで成るトランスジェニック宿主細 胞。 21、前記宿主細胞が植物細胞である請求の範囲第20項記載の細胞。 22、前記植物チオエステラーゼが、中ぐらいの鎖を好むアシル−キャリヤーチ オエステラーゼである請求の範囲第21項記載の細胞。 23、形質転換されていない植物細胞が、中ぐらいの鎖を好むアシル−キャリヤ ーチオエステラーゼを有さない請求の範囲第22項記載の細胞。 24、宿主細胞又はその子孫に植物チオエステラーゼを生成するための方法であ って、 請求の範囲第10〜12のいづれか1項記載の構造体を、前記植物チオエステラ ーゼの生成を可能にするであろう条件下で含んで成る宿主細胞又はその子孫を増 殖することを含んで成る方法。 25、前記宿主細胞が植物細胞であり、そして前記構造体が前記植物細胞のゲノ ム中に組込まれる請求の範囲第24項記載の方法。 26、前記植物細胞がインビボで存在する請求の範囲第25項記載の方法。 27、請求の範囲第24項記載の方法に従って生成される植物チオエステラーゼ を含んで成る宿主細胞。 28、前記宿主細胞が植物宿主細胞であり、そして前記構造体が前記植物細胞の ゲノム中に組込まれる請求の範囲第27項記載の細胞。 29、他の植物タンパク質を実質的に含まず、そして1又は複数の中ぐらいの鎖 の脂肪酸アシル−キャリヤー基質に対して選択的なヒドロラーゼ活性を有する植 物チオエステラーゼ。 30、前記キャリヤーがアシルキャリヤータンパク質(“ACP”)である請求 の範囲第29項記載のチオエステラーゼ。 31、 C12を好むアシル−ACPチオエステラーゼを含んで成る請求の範囲 第29項記載のチオエステラーゼ。 32、 CIOを好むアシル−ACPチオエステラーゼを含んで成る請求の範囲 第29項記載のチオエステラーゼ。 33、未熟植物胚から得られる請求の範囲第29項記載のチオエステラーゼ。 34、ウンベルラリア 力リホルニ力から得られる、CI2を好むアシル−AC Pチオエステラーゼを含んで成る請求の範囲第29項記載のチオエステラーゼ。 35、約34KDaの分子量を有する請求の範囲第34項記載のチオエステラー ゼ。 36、クツエアから得られる請求の範囲第29項記載のチオエステラーゼ。 37、クツエア ツーケリアナから得られる、CIOを好む、アシル−ACPチ オエステラーゼを含んで成る請求の範囲第36項記載のチオエステラーゼ。 38、中ぐらいの鎖の遊MHJi肪酸を生成するための方法であって、酵素反応 条件下で、(1)l又は複数の中ぐらいの鎖の脂肪酸アジルーキャリヤー基質に 対して選択的ヒドロラーゼ活性を存する植物チオエステラーゼ及び(2)前記植 物チオエステラーゼにより加水分解できる脂肪酸アシル−キャリヤー基質を接触 する段階を含んで成り、ここで前記接触が前記チオエステラーゼと天然において 関連する植物外で存在し、そしてそれによって、中ぐらいの鎖の脂肪酸が前記キ ャリヤーから開放されることを特徴とする方法。 39、前記植物チオエステラーゼがウンベルラリア カリホルニ力から得られる 請求の範囲第38項記載の方法。 40、前記植物チオエステラーゼがウンベルラリア 力リホルニ力の、CI2を 好むアシル−ACPチオエステラーゼである請求の範囲第38項記載の方法。 41、前記植物チオエステラーゼがクツエア ツーケリアナから得られる請求の 範囲第38項記載の方法。 42、前記植物チオエステラーゼがクツエア ツーケリアナの、CIOを好むア シル−ACPチオエステラーゼである請求の範囲第38項記載の方法。 43、前記接触がインビトロで行なわれる請求の範囲第38項記載のける遊離脂 肪酸を変性するための方法であって:転写の5′から3′方向に、植物細胞中に おいて機能する転写調節領域及び植物チオエステラーゼをコードする配列を含ん で成るDIIA構造体をそのゲノムに組込んだ植物細胞を、前記植物チオエステ ラーゼの転写を可能にするであろう条件下で増殖することを含んで成る方法。 45、前記植物チオエステラーゼをコードする配列がアンチ−センス配列である 請求の範囲第44項記載の方法。 46、前記構造体がさらに、前記植物チオエステラーゼをコードする配列に対し てすく5′側での、前記植物細胞において機能する翻訳調節領域及び前記配列に 対して3′側の転写/翻訳終結調節領域を含んで成り、そして前記植物チオエス テラーゼをコードする配列がセンス配列である請求の範囲第44項記載の方法。 47、前記植物細胞が脂肪種子胚植物細胞である請求の範囲第44項記載の方法 。 48、前記長鎖遊離脂肪酸の百分率が低められ、そして前記中ぐらいの鎖の遊離 脂肪酸の百分率が高められる請求の範囲第44項記載の方法。 49、請求の範囲第44〜48のいづれか1項記載の方法により生成される変性 遊離脂肪酸組成物を有する植物細胞。 50、脂質蓄積の間、種子において機能するw4節要素の@宿下で植物チオエス テラーゼをコードする組換えDNA配列を胚細胞のゲノム中に組込んでいる植物 を成長せしめ、前記調節要素の活性を促進せしめるであろう条件下で種子を生成 し、そして前記種子を収穫することを含んで成る方法に従って生成される、生来 のレベルの脂肪酸を有する前記植物の種子に比べての、変性されたレベルの脂肪 酸を有する植物種子。 51、前記植物がブラシカ ナバス(Brassica napus)である請 求の範囲第50項記載の種子。 52、前記種子が脂肪種子である請求の範囲第50項記載の種子。 53、一定百分率の長い鎖の脂肪酸から短い鎖の脂肪酸に脂肪種子収穫植物から 生成されるトリグリセリドの脂肪酸組成を変性するための方法であって: 転写の5′から3′方向に、植物細胞中において機能する転写調節領域及び植物 チオエステラーゼをコードする配列を含んで成るDNA構造体をそのゲノムに組 込んだ植物細胞を、前記植物チオエステラーゼの転写を可能にするであろう条件 下で増殖することを含んで成る方法。 54、前記植物チオエステラーゼをコードする配列がアンチ−センス配列である 請求の範囲第53項記載の方法。 55、前記構造体がさらに、前記植物チオエステラーゼをコードする配列に対し てすぐ5′側での、前記植物細胞において機能する翻訳調節領域及び前記配列に 対して3′側の転写/翻訳終結1i1節領域を含んで成り、そして前記植物チオ エステラーゼをコードする配列がセンス配列である請求の範囲第53項記載の方 法。 56、前記植物細胞が脂肪種子胚植物細胞である請求の範囲第53項記載の方法 。 57、前記長鎖遊離脂肪酸の百分率が低められ、そして前記中ぐらいの鎖の遊離 脂肪酸の百分率が高められる請求の範囲第53項記載の方法。 58、請求の範囲第53〜57のいづれか1項記載の方法に従って生成されたト リグリセリドの変性脂肪m組成物を有する植物細胞。 59、前記収穫植物が、ナタネの種子、ヒマワリ、ベニバナ、綿、クツエア、ダ イズ、ビーナン°へココナツツ、ギネアアブラヤシ及びトウモロコシから成る群 から選択される請求の範囲第53〜57のいづれか1項記載の方法。 60、変性された割合の、短鎖脂肪酸に対する長鎖脂肪酸を有する植物種子油を 含んで成る、内因性割合の、短鎖脂肪酸に対する長鎖脂肪酸を有する植物の植物 種子油。 61、ブラシカ ナバス油を含んで成る請求の範囲第60項記載の油。 62゜請求の範囲第50〜52のいづれか1項記載の種子から分離され、た植物 種子油。 63、ナタネの種子、ヒマワリ、綿、クツエア、ダイズ、ビーナツツ、ココナツ ツ、ギネアアブラヤシ及びトウモロコシから成る群から選択された植物からのト リグリセリド油であって、前記油中の脂肪酸鎖長組成が、 転写の5′から3′方向に、植物細胞中において機能する転写調W1領域及び植 物チオエステラーゼをコードする配列を含んで成るDNA構造体をそのゲノムに 組込んだ植物細胞を、前記植物チオエステラーゼの転写を可能にするであろう条 件下で増殖することを含んで成る方法により、一定百分率の長鎖脂肪酸から短鎖 脂肪酸に変性されていることを特徴とする油。 64、前記植物チオエステラーゼをコードする配列がアンチ−センス配列である 請求の範囲第63項記載の油。 65、前記構造体がさらに、前記植物チオエステラーゼをコードする配列に対し てすぐ5′側での、前記植物細胞において機能する翻訳調節領域及び前記配列に 対して3′側の転写/翻訳終結調&ly領域を含んで成り、そして前記植物チオ エステラーゼをコードする配列がセンス配列である請求の範囲第64項記載の油 。 66、前記長鎖遊離脂肪酸の百分率が低められ、そして前記中ぐらいの鎖の遊離 脂肪酸の百分率が高められる請求の範囲第65項記載の油。 明細書 植物チオエステラーゼ 本出願は、1991年2月27日出願されたUSSN 07/662,007及 び1990年4月26日出願されたUSSN 071514.030及び199 0年11月30日出願されたUSSN 07/620,426の一部継続出願で ある。 技術分野 本発明は、タンパク質調製、アミノ酸及び核酸配列及び構造体、及びそれらに関 する方法に間する。 序論 背景 生合成又は天然植物源から脂肪酸組成物を得、又は操作するための“改良された ”手段が必要とされる。たとえば、新規油住成物、合成トリアジルグリセロール (トリグリセリド)の改良された源、市販の油、特に熱帯性波(すなわちヤシの 実及びココナツツ油)の源、及び天然源から少量、見出される植物油は、種々の 産業及び食品への使用のために所望される。 最後に、植物及び細菌における脂肪酸合成(FAS )システム、すなわちFA N−IIが研究されている。“長鎖の脂肪酸”、すなわち16個に等しいか又は それ以上の炭素原子(C16)の炭素鎖長を有する脂肪酸を植物のアシルキャリ ヤータンパク質(ACP)−依存性ブラスチドー局在FASシステムを通して生 成する機構は、比較的十分に特徴づけられている。しかしながら、この活性を担 当する多くのタンパク質のアミノ酸及び対応する核酸配列はまた決定されていな い。特に、長鎖の遊離脂肪酸を生成する酵素は、いくつかの異なった収穫物にお いて研究されている。それにもかかわらず、植物が、短かい鎖の遊離脂肪酸(C 4−C8)及び中ぐらいの鎖の遊離脂肪酸(C8−C14)を生成する機構は未 解決のままである。 チオエステラーゼ(また、ヒドロラーゼとしても知られている)の特徴化は、植 物FASシステムの追加の研究及び新規及び/又は他の油源の開発のために有用 である。広いC4,C6及びC8の短鎖3−ケト脂肪酸の生成は、細菌及び植物 に製造されるポリヒドロキシブチレー) (PHB)基材の生物分解性プラスチ ックにおけるキー改良点になる。中ぐらいの鎖の脂肪酸は、洗剤及び滑剤産業に おいて、又は低カロリー値又は他の健康利点を有する食用油の配合において特別 な重要性を有する。たとえば、アメリカ特許第4,863,753号及びBar ch、A、C,& Babayan、V、X、、 A*、J、C1fn、Nat 、(1982) 36 : 950〜962を参照のこと、長鎖の脂肪酸は一定 の他の利用性を有し、すなわちC16及びC10はマーガリン及び他の固形油− 基材の生成物に特別な使用を有し、そしてひじょうに長い鎖の脂肪酸はまた、特 定の使用を有し、すなわちC22は、ピーナツツバターをより滑らかにするため に使用される。異なった鎖長の脂肪酸を所望する割合で導入する貯蔵脂質を包含 する、種々の脂肪酸長の源自体が、種々の産業及、び食品使用分野のために所望 される。植物における脂肪酸の連鎖停止反応のための生合成路が決定される場合 、そのシステムは、インビボ及びインビトロ適用のために適合され得る。 従って、植物の連鎖停止機構の研究は、脂肪酸生成物又は得られるトリグリセリ ド及び油の長さをさらに増強し、制御し、変性し又は変えるための手段を提供す ることができる。そして、植物における遊離脂肪酸の天然生成に臨界である因子 の解明、たとえばそのような因子の精製及びシステムの効能を高める要素及び/ 又は補因子の特徴化が所望される。遺伝子工学への通用のためにそのような遊離 脂肪酸の生成に関連する因子をコードする遺伝子の核酸配列が特に興味の対象で ある。 関連文献 McKeon、T、A、 & Stumpf、P、に、、 J、Biol、Ch e曽、(1982) 257: 12141〜12147は、ヒマワリのアシル ACP−チオエステラーゼの700倍精製を報告する。長鎖のアシル−ACPチ オエステラーゼの精製及び特徴化を報告する他の文献は、5hire、など、  、Arch、旧ochem、Biophys。 (1976)172: 110〜116 ; Chlrooge、など、 、A rch、Btochem、Biophys。 (1978) 189: 382〜391 ; rmai、など0、Plant  Liptd BiochewisLry+The N1nth Intern ational 5yaposiu+w on Plant Lipids、  Wye Col−Iege、 Univ、 of London、 7月8〜1 3 (1990); He1lyer、A、 & 5labas。 A、R,、Plant Lipid BiochemiStry、 The N 1nth International Sym−posjum on Pla nt Lipids、 Wye CoCo11e、 Univ、 of Lon don+ 7月8〜1.3 (1990)を包含する。 P、に、Stumpf、 The Bioche+wistry of Pla nts(P、に、Stuwpf & E、Conn。 eds、) (1987) 9: 121〜136ば、植物における種々の鎖長 の脂肪酸鎖延長路の停止の機構を要約する。中ぐらいの鎖の脂肪酸を生成するた めの特定のチオエステラーゼ及び他の可能な説明が主張されている。 Harw ood、J、L、+ Ann、Rev、PIant Physiol、Mo1. Bio、(1988) 39 :i01〜138は、いくつかの植物組織におけ る多量の中ぐらいの鎖長の脂肪酸の生成に関しての種々の可能性を文献において 言及し、そして中ぐらいの鎖の脂肪酸生成を担当する適切な°′チオエステラー ゼ”を見出すためのすべての試みは否定的であることがわかったことを報告する 。Harwood、J、L、+ Cr1t、Rev、Plant Sci、(1 989) 8 : 1〜43は、はとんど知られていない結論を伴って、植物に おける中ぐらいの鎖の脂肪酸の生成に間する現在の情報を言及する。また、Po 1lard、M、R,and Singh、S、S、、The Metabol ism、5tructure andFunction of Plant L ipids、Stumpf、P、に、、Mudd、J、B、、and Nes、 l11゜D、、 eds、(Plsnum Press、 NY、 1987)  455〜463ページを参照のこと。 図面の簡単な説明 第1図、ゲッケイジュのチオエステラーゼ配列を得るためにPCR反応に使用さ れる2種のペプチド配列及び変性オリゴヌクレオチドが示される。オリゴペプチ ド配列におけるI”は、ヌクレオチドイノシンを示す。低い部分において、DN A配列は、2種の選択された制限酵素(制限部位は下線が引かれている)による 続(クローニングを可能にするように企画された人工的な5′末端を示す。ペプ チド701(配列番号14)のためのオリゴヌクレオチドは、配列番号32であ り、そしてペプチド698(配列番号12)のためのオリゴヌクレオチドは、配 列番号33である。 第2図。PCR生成cDNA及びBayチオエステラーゼの最長ライブラリーク ローンの融合が示される。初めの210個の塩基(配列番号34)は、800b pのPCR生成物からのものである。ギャップは、制限酵素地図により決定され るように、約240bpの未配列決定flNAを示す。 残る配列(配列番号35)は、PCRフラグメント及びライブラリークローンか らである。適切な読み取り枠への翻訳が、その配列下に示される0選択されたペ プチド配列が、それぞれのタンパク質配列下で水平線により示される。示される 数字は、第8表に供給される数字に対応する。タンパク質配列決定を通して提供 される配列とのミスマツチが示される。 第3図、配列比較が、例14. C,2ニ記載される800bpノPCR生成フ ラグメントを用いて単離された2種の関連するゲ、ケイシュのチオエステラーゼ cDNAクローン間で示される。配列の同一性は、水平線により示される。 第4図。ゲノケイジュのチオエステラーゼの完全な長さの配列が示される。第4 A図においては、構造遺伝子のアミノ酸配列が与えられる。第4B図においては 、核酸配列が与えられる。第4A図におけるアミノ酸配列は、181〜183で ATGコドンと共に存在する。 本明細書に示されるように、3個の可能なATG出発コドンが、第4B図の核酸 配列の初めの219個の塩基対に位置する。 第5図。第9表に示されるフラグメントの配向の代表が提供されている。 発明の要約 本発明は、植物チオエステラーゼに関し、そして短鎖を好む及び長鎖を好むアジ ルーキャリヤーitチオエステラーゼの両者を包含する。そのような短鎖の好ま しい及びそのような長鎖の好ましいアシル−キャリヤーチオエステラーゼの間の 保存されたアミノ酸又は核酸配列が特に興味の対象である。植物チオエステラー ゼを得るためにそのような保存された配列を用いる方法が記載される。 第1の態様において、本発明は、植物チオエステラーゼをコードする核酸配列に 向けられる。これは、生物学的に活性な恥部チオエステラーゼをコードする配列 及び形質転換又はクローニング中間体のためのヘクターをプローブとして使用さ れる予定である配列を包含する。生物学的に活性な配列は、種々の構造体に見出 される転写tA !ff 領域に関してセンス又はアンチセンス配向で見出され 得る。植物チオエステラーゼをコードする配列は、意図された使用に依存して完 全な又は部分的な配列をコードすることができる。ゲノム配列、cDNA配列、 前駆体植物チオエステラーゼ又は成熟植物チオエステラーゼのすべて又は一部が 意図される。 植物チオエステラーゼ配列の転写又は転写及び翻訳(発現)を提供することがで きる組換えDNA構造体が特に興味の対象である。特に、植物宿主細胞において 転写又は転写及び翻訳することができる構造体が好ましい。そのような構造体は 、植物の種子組織において優先的に発現される遺伝子から得られる転写開始領域 を包含する種々の11節領域を含むことができる。 第2の観点において、本発明は、宿主細胞、特に植物宿主細胞におけるそのよう な構造体の存在に関する。 異なった観点において、本発明は、発現された植物チオエステラーゼをそこに有 するトランスジェニック宿主細胞に間する。 さらに異なった観点において、本発明は細胞における構造体の発現を通して宿主 細胞又はその子孫に植物チオエステラーゼを生成するための方法に関する。植物 チオエステラーゼをコードする配列の生成の結果として植物チオエステラーゼを 含む細胞がまた、本明細書において意図される。 異なった態様において、本発明は、細胞、特に植物細胞内に生成される遊離脂肪 酸の割合の変性のために植物チオエステラーゼをコードするDNA配列を用いる 方法に関する。そのような変性された遊離脂肪酸組成物を有する植物細胞がまた 、本明細書に言及される。 本発明のもう1つの観点においては、中ぐらいの鎖を好む植物チオエステラーゼ タンパク質及びそれに関係する配列、たとえばアミノ酸及び核酸配列が企画され る。他の植物タンパク質を実質的に有さない中ぐらいの鎖を好むアシル−キャリ ヤーチオエステラーゼが記載されている。アシル−アシルキャリヤータンパク’ f (ACP )に対して選択的な加水分解活性を示す、中ぐらいの鎖を好むア シルーキ中リヤーチオエステラーゼが特に興味の対象である。そのようなタンパ ク質の核酸配列及びアミノ酸配列が記載される。 さらに、中ぐらいの鎖を好むアシル−キャリヤーチオエステラーゼを利用して中 ぐらいの鎖の遊離脂肪酸を生成する方法が提供される。 本明細書に例示される植物チオエステラーゼは、ウンベルラリア力すホルニカ( υmbellularia californica) (ゲ・ノケイジュ)、 クツエア ツーケリアナ(Cuphea hookerianaHCuphea )及び力/Izタフ71゜チンクチオリウス(Carthaa+us tinc tiorius)(ベニバナ)のチオエステラーゼを包含する。これらの例示さ れたチオエステラーゼは、本発明の他の植物チオエステラーゼを得るために使用 され得る。 発明の詳細な説明 本発明の植物チオエステラーゼは、植物酵素反応性条件下で脂肪アシル−キャリ ヤー基質から遊離脂肪酸の生成を触媒する能力を示す、植物源から得られるアミ ノ酸、たとえばタンパク質、ポリペプチド又はペプチドフラグメントのいづれか の配列を含む、″′酵素反応性条件”とは、いづれか必要な条件が、酵素の機能 を可能にするであろう環境(すなわち温度、pl、阻害物質の欠失のような要因 )において利用できることを意味する。 特定の鎖長脂肪アシル−キャリヤー基質に対する植物チオエステラーゼの選択的 活性は、異なった鎖長基質当たりに得られる遊離脂肪酸生成物の量の比較に基づ いて決定される。たとえば、゛C12を好む″とは、酵素調製物の加水分解活性 が、異なったアシル炭素の長さの他の基質よりも、ラウロイル、及びたぶんデカ ノイルを好むことを示す。同様の態様において、“C1,Oを好む”活性を有す る植物チオエステラーゼは、異なったアシル炭素の長さの他の基質よりも、デカ ノイル基質及びたぶんオクタノイルに対してより高い活性レベルを示すであろう 。有意に低い程度の活性が他の鎖長の脂肪アシル基質に対して観察され、すなわ ち特異性が実質的であるが、しかし絶対的ではないことが注目される。 上記のように、本発明の植物チオエステラーゼは、脂肪アシル−キャリヤー基質 に対して活性を示すであろう、植物細胞における脂質の生合成の間、脂肪酸は典 型的には、ACP又は補酵素A (CoA)キャリヤーに共有結合される。アシ ル−ACP基質に対して選択的な活性を示す植物チオエステラーゼは、それらが 未熟の胚プラスミドにおいてFAS路に密接して関与される傾向があるので特に 好ましい。 しかしながら、たとえばアシル−CoA基質又は他の合成基質に対する活性もま た、本明細書において企画される。 他の植物チオエステラーゼは、本明細書に提供される特定の例示されるタンパク 譬調製物及び配列から得られる。さらに、合成タンパク質型のための変性アミノ 酸配列及び出発材料を包含する天然及び合成植物チオエステラーゼを、それらの 例示された植物チオエステラーゼ、及びそのような例示された配列の使用を通し て得られる植物チオエステラーゼから得ることができることは明らがあろう。 変性アミノ酸配列は、そのような配列は部分的に合成されていても又は完全に合 成されてようと、突然変異誘発された、切断された、拡張された及び同様にされ た配列を包含する。タンパク質又は配列を得るために使用される方法にかかわら ず、植物調製物から実際に精製され、又はそれらと同一であり又はそれらと同一 のタンパク質をコードする配列が、天然において由来すると思われる。 従って、当業者は、抗体調製物、核酸プローブ(DNA及びRNA)及び同様の ものが種々の植物源から調製され、そして“相同”又は゛関連する″チオエステ ラーゼをスクリーンし、そして回収するために使用され得ることを容易に認識す るであろう、典型的には、核酸プローブは、好ましくは放射能による検出を可能 するためにラベルされる(但し、酵素又は他の方法もまた使用される)、免疫学 的スクリーニング方法に関しては、抗体調製物、たとえばモノクローナル又はポ リクローナル抗体が使用される。低い特異性であるが、ポリクローナル抗体が典 型的には、遺伝子単離においてより有用である。 検出に関しては、抗体が放射能又は市販されている種々の第2抗体/酵素接合体 システムのいづれか1つを用いてラベルされる。いくつかの市販の抗体検出シス テムの例は、0berfilder (Focus (1989)BRL Li fe Technologies、 Inc、、 11 : 1〜5 )により 記載される。 相同配列は、同一の配列が存在する場合に見出され、そして配列情報、核酸又は アミノ酸の比較に基づいて、又は既知のチオエステラーゼと候補体源との間での ハイブリダイゼーシッン反応を通して決定され得る。保存性変化、たとえばGl u/Asp、 Val/Ile、 Ser/Thr。 Arg/Lys及びGin/Asnがまた、配列の相同性を決定する際に考慮さ れ得る。典型的には、長い核酸配列は、標的配列と存在でき、そして関連すると 思われるいづれかの欠失を排除する一定の対象の植物チオエステラーゼとの間で 、50〜60%の配列の同−性及びより好ましくは少なくとも約70%の配列の 同一性を示す、アミノ酸配列は、2種の完全成塾タンパク質間で25%はどの配 列同一性で相同であると思われる。一般的には、Doolittle、R,F、 、 OF IIRFs and 0RFS(Llnjversity 5cie nce Book、 CA+ 1986)を参照のこと。 対象の植物候補体源から調製されるゲノム又は他の適切なライブラリーは、相同 的に関連する配列を同定するために植物チオエステラーゼからの保存配列により プローブされ得る。より短いプローブ配列が同定されない場合に、完全なcDN A又は他の配列が使用される。 次に陽性クローンが、制限酵素消化及び/又は配列決定により分析される。ゲノ ムライブラリーが使用される場合、コード領域及びそ給する1又は複数の配列が 同定され得る。プローブは、完全な配列よりも相当に短い、オリゴヌクレオチド も使用され得るが、しかし少なくとも約10、好ましくは少なくとも約15、よ り好ましくは少なくとも20個の長さのヌクレオチドのものであるべきである。 より短い長さの領域が比較のために使用される場合、より高い程度の配列同一性 が、より長い配列に関してよりも必要とされる。より短いプローブは、ポリメラ ーゼ鎖反応(PCR)のために、特に高い保存性配列が同定され得る場合に特に 有用であるa (Gou+d、など、 、PNASUSA(1989) 86  : 1934〜1938を参照のこと)。 より長い核酸フラグメント(> 100bp)がプローブとして使用される場合 、特に完全な又は大きなcDNA配列を用いる場合、20〜50%の偏差、すな わち相同配列を伴って、標的サンプルからシグナルを得るために、低い緊縮性( たとえばプローブの溶融温度以下の40〜50’C)によりスクリーンすること ができる* (Beltz+ など、 、F4ethodin Enzya+o logy (1983) 100 : 266〜285を参照のこと)。 好ましい、Lli様においては、本発明の植物チオエステラーゼは、例示された 植物エステラーゼ、又は植物チオエステラーゼ配列から得られた植物チオエステ ラーゼの少なくとも8個のアミノ酸の配列に関して、少なくとも約30%の配列 同一性、及びより好ましくは少なくとも約50%の配列同一性を有する。他方、 本発明の植物チオエステラーゼは、例示された植物チオエステラーゼ、又は一定 の植物チオエステラーゼ配列から得られた植物チオエステラーゼに関して、少な くとも約65%の配列同一性及びより好ましくは少なくとも約75%の配列相同 性を有するであろう。゛特に、ゲッケイジュのチオエステラーゼ(第4A又はB 図を参照のこと)のアミノ酸又は核酸配列、又は第9表のベニバナのアミノ酸配 列(N14)から得ることができ、るチオエステラーゼが特に好ましい、植物チ オエステラーゼは、長い又は短い鎖の脂肪アシル基質に対して選択的な活性を有 することができる。長鎖を好む脂肪アシル加水分解活性又は中ぐらいの鎖を好む 脂肪アシル加水分解活性を存する植物チオエステラーゼは、下記にさらにより詳 細に説明され゛るような理由のために、両者とも相同的に関連するタンパク質と 思われる。 再び、第4図及び第9表に示されるような配列が相同の植物チオエステラーゼを 同定するために使用され得るのみならず、また、それらから得られる配列は、他 の植物源から植物チオエステラーゼを得るための追加の方法も提供することがで きる。特に、PCRは、本明細書に提供される配列データから関連する植物チオ エステラーゼを得るための有用な技法であり得る。当業者は、配列の比較又は典 型的に高く保存された配列の領域に基づいてオリゴヌクレオチドプローブを企画 することができるであろう。第9表の5828又は5829フラグメントに基づ くプローブが特に興味の対象である。それらのプローブを用いてのPCI?反応 のための企画及び方法に関する詳細は、例により十分に説明されている。 種々の源の植物チオエステラーゼは、広範囲の植物及びインビボ適用において植 物脂肪酸生合成の連鎖停止出来事を研究するために使用され得ることがまた注目 されるべきである。すべての植物は共通する代謝路を通して脂肪酸を合成すると 思われるので、異種植物宿主への1つの植物チオエステラーゼの研究及び/又は 適用は、種々の種において容易に達成され得る。他の適用において、植物チオエ ステラーゼは、インビトロでtII製された脂肪酸の生成を高め、そして/又は その組成を変性するために、チオエステラーゼの天然の植物源外のブラスチド溶 解物と共に使用され得る。 核酸配列が得られた後すぐに、宿主細胞における植物チオエステラーゼの転写、 又は転写及び翻訳(発現)は、酵素の容易な源を生成し、そして/又はそこに見 出される脂肪酸及び/又はトリグリセリドの組成を変性することを所望される。 他の有用な適用は、宿主細胞がインビトロ及びインビボで植物宿主細胞である場 合に見出され得る。 たとえば、植物FAS複合体に利用できるそれぞれの短鎖を好むチオエステラー ゼの量を高めることによって、高められた%の短鎖脂肪酸が供給され得る。同様 の態様において、いくつかの適用に関して、アンチセンス技法により植物細胞に 内因的に発現される短鎖を好むアシル−ACPチオエステラーゼの量を低め、た とえば長い鎖の脂肪酸の%を高めることが所望され、そして逆もまた真である。 1988年8月30日に出願された同時継続出願アメリカ特許第240.408 号を参照のこと、与えられた脂肪−アシル基質に対する植物チオエステラーゼの 特異性が高まるほど、FASシステムにおいてよりIIJiBを及ぼすことが可 能である。 ぐらいの′を む チオエステー−ゼ 本発明によれば、植物における中ぐらいの鎖の脂肪酸の生合成のための機構が示 される。すなわち、中ぐらいの鎖のアシル基質に対して選択的な活性を有する特 異的植物チオエステラーゼは、少なくともいくつかの植物種における中ぐらいの 鎖の脂肪酸の蓄積物に含まれる。 鎖長特異的植物チオエステラーゼが中ぐらいの鎖の脂肪酸のインビボ生成におい て活性的である決定は、酵素植物源のためのいくつかの可能性を示唆する。事実 、中ぐらいの鎮の脂肪酸は、いくつかの天然の植物種に多く見出される。たとえ ば、クツエア属におけるいくつかの種、たとえばプロクンベンス(procun +bens)、ルチア(IuLea) 、ツーケリアナ、ヒソビフォリア(hy ssopifolia)、リグヒチ(wrightii)及びインフラタ(ff lata)は、そらの種子に中ぐらいの鎖の脂肪酸を含むトリグリセリドを蓄積 する。中くらいの鎖の脂肪酸のもう1つの天然の植物源は、ラウラセアエ(La uraceae)科:たとえばカリホルニア ゲノケイジュ(ウンヘルラリア  力リホルニカ)、ピサ(Pisa) (アクチットフェン ツーケリ(Acti nodophnehookeri)) 、スィート ゲンケイジュ(ラウラス  ノビリス(Laurusnobilis))及びシナモミラム カンフォラ(C innamomu+i camphora)(ショウノウ)の種子である。他の 植物源は、ウルマセアエ(Ulma−ceae) (−1−レ)、ミリスチカセ アエ(Myristicaceae) 、シマルバセアエ(Simarubac eae)、ボキシアセアエ(Vochys 1aceae)及びサルバドラセア エ(Sa Ivadoraceae)を包含する。 そこに中ぐらいの鎖の脂肪酸の有意な存在を有する植物は、天然由来の中ぐらい の鎖を好む植物チオエステラーゼを得るための好ましい候補体である。しかしな がら、中ぐらいの鎖の脂肪酸の存意な存在を有さない他の植物源が他の酵素源と して容易にスクリーンされ得ることもまた認識されるであろう。さらに、中ぐら いの鎖を好む内因性植物チオエステラーゼ間及び長鎖及び/又は短鎖を好む植物 チオエステラーゼ間の比較は、合成の中ぐらいの鎖を好む植物チオエステラーゼ を上記のようにして創造するためにタンパク質型又は他の変性のための洞察力を 付与することができる。 脂肪アンルーACP基譬に対して選択的な加水分解活性を示す中くらいの鎖を好 む植物チオエステラーゼが特に興味の対象である。 C12アシル−ACP、CIOアシル−ACP又はC8アシル−ACP基質に対 して明白な選択性を示す中ぐらいの鎖を好む植物チオエステラーゼが最っとも好 ましい。上記のように、他の植物源もまた、タンパク質精製、核酸プローブ、抗 体調製物、タンパク質型又は配列比較の使用によりそれらの酵素のための源を供 給することができ、そしてそのような植物チオエステラーゼに対応するそれぞれ のアミノ酸及び核酸配列が特に興味の対象である。また、また前記のように、核 酸配列が一定の植物チオエステラーゼのために得られた後すぐに、追加の植物配 列が比較され、そして/又はそれらに相同的に関連するDNA配列を得るために プローブされ得る。 中ぐらいの鎖を好むアシル−ACP植物チオエステラーゼは、この後“ゲッケイ ジュ”として、時々言及されるカリホルニア ゲッケイジュ(ウンベルラリア  力リホルニカ)及びこの後“クツエア”として時々言及されるクツエア ツーケ リアナの未熟胚から一部精製されて来た。ゲッケイジュのチオエステラーゼ酵素 活性は、約34KDの見掛Mrを有するタンパク譬又は1対のタンパク質と共に 、クロマトグラフィー及び電気泳動分離において一定して同時移動する。 約42KOの生来の分子量は、ゲル濾過クロマトグラフィーにより評価され、酵 素は34KDのサブユニットのモノマーであることを示唆した。 固定されたACP上でのアフィニティークロマトグラフィーは、精製方法におい て臨界段階を形成し、そして中ぐらいの鎖の酵責が18:1−ACPに対して無 視できる作用を有することを十分に確かめるために、12:0〜ACP及び18  : 1−ACPチオエステラーゼを識別する。 種子の成長の間、12 : 0−ACPチオエステラーゼの誘発の時間経過は、 子葉の脂肪アシル組成が酵素活性の初期出現で長鎖のアシル基から優先的にCI O及びC12に突然変化することを示す。 例において十分に示されるように、他の植物タンパク質を実質的に有さないカリ ホルニア ゲノケイジュの中ぐらいの鎖の脂肪アシル−ACP基質に対する選択 的なヒドロラーゼ活性を有する植物チオエステラーゼ調製物は、次のようにして 得られる:粉砕されたカリホルニア ゲンケイジュの未熟胚の上清製画分が、硫 酸アンモニウム分別にゆだねられ、続いて再溶解されたベレットのヒドロキシア パタイトカラムクロマトグラフィーにかけられ、溶出された両分がカルボキシメ チルセファロースクロマトグラフィーにかけられ、そしてさらに、固定されたE 、コリ ACPのカラム上でクロマトグラフィー処理される。34KDのおおよ その分子量を有する1又は2Nのタンパク質が、種々のクロマトグラフィー又は 電気泳動技法を通して酵素活性を伴って同時溶離し又は同時移動する。これらの タンパク質は、中ぐらいの鎖のチオエステラーゼに相当する。(また、Po1− Iardなど、 、Archiv、Biochem、Biophys、 (19 91) 284: 306〜312(本明細書に引用により組込まれる)を参照 のこと)。 部分的に精製されたクツエアの010を好むアシル−ACPチオエステラーゼを 得るための方法がまた例に記載される。クツエアのチオエステラーゼは、他の植 物タンパク質から部分的に精製され、そして活性がゲノケイジュのチオエステラ ーゼと同じ一般的な手段で確かめられた。例に十分に記載されるように、種々の 緩衝液及び技法は、ゲッケイジュ抽出に使用される緩衝液及び技法とは異なる。 酵素活性が種々のアシル−ACP基譬に対して比較され、そして他の中ぐらいの 鎖のアシル−ACP基質に比較して、CIOアシル−ACP基質に対して存意に より高い活性を示す。 得られたクツエア調製物はまた、中ぐらいの鎖の脂肪アシル−ACP5Mの他に 、長鎖の基質に対してもまた活性を示すが、上記ゲノケイジュ及びクツエアの両 調製物は、それらが中くらいの鎖の脂肪アシル−ACP蟇質に対して認識できる 明確な選択的活性を示すことにおいて、°°他の植物タンパク質と実質的に有さ ないと”思われる。 得られる部分的に精製された調製物は、種々のパラメーター、たとえば、比較イ ンヒビター研究及び基質特異性により特徴づけられ得るが、但しこれだけには限 定されない。 クツエア及びゲッケイジュ調製物の両者に関して、追加の及び/又は他の精製段 階が、タンパク質抽出物を均質に精製し、収率を高め又は同様のことを実施する ために所望され得る。さらに、これらのタンパク質の存在が確かめられ、そして 記載される種々の性質、他の精製手段及び/又は追加の精製段階は、当業者の能 力内に存在する。 血Ω蓋宜チオエステラーゼ また本発明によれば、ベニバナ(カルタマス チンクチオリウス)から得られる 長鎖チオエステラーゼに関する配列情報も記載される。 興味あることには、ヒマワリのチオエステラーゼから配列決定された少なくとも 2種のペプチドフラグメントが、ゲソケイジュの中ぐらいの鎖を好むチオエステ ラーゼの部分と高い配列同一性を示すことが発見された。 例により詳細に記載されているが、ベニバナのチオエステラーゼペプチドフラグ メントは、酸沈澱物にアセトン粉砕ベニバナ胚をゆだね、続いてACPカラム及 びクロマトフオーカシングカラム上でクロマトグラフィー処理することによって 得られる。ACPカラムから得られるタンパク質と比較しての酵素活性ピークの 分析を通して、2種のタンパクW(1つは約34K11であり、そして他の1つ は約40Kl+である)が、追加の分析のために選択された。シアノゲンブロミ ドブロッチングの後に配列決定されたフラグメントが、例14の第9表に示され る。 特に、34KDのバンドに対応する配列決定されたすべてのフラグメントが4. 0 K Dバンドで検出されたことが見出された。さらに、34にD生成物は、 40KD生成物と同じN末端を共有するように思われる。第9表からの種々のフ ラグメントの位置を予測する図的な代表が第5図に見出される。さらに、ゲンケ イジュのチオエステラーゼアミノ酸配列のセグメントが、少なくとも2種の配列 決定されたフラグメント、5828及び5829と高い配列同一性を示すことが 見出された。 ゛ −工 への゛ 当業界において良く知られているように、植物チオエステラーゼが得られた後、 それ番よ、その対応するアミノ酸及び/又は核酸配列を得るために使用され得る 。代表的な例として、アミノ酸配列は、ゲルから回収されるタンパク質プロット のプロテアーゼ部分消化に起因するペプチドフラグメントの配列決定により得ら れる。配列決定のためには、二次元ゲルの使用が一次元SDS −PAGEゲル よりも所望される。ペプチドフラグメントは、アミノ酸配列を推定するために使 用され得、そして結果的に、アミノ酸配列が得られる。このアミノ酸配列から、 情報が逆翻訳され、そして核酸プローブがPCR工程への使用のために又は遺伝 子の回収におけるプローブとしての使用のために合成され得る。さらに異なった 例として、精製されたタンパク質は、それらに対する抗体を高めるために使用さ れ得る。抗体、ポリクローナル又はモノクローナル抗体はまた、他の免疫学的に 関係する植物チオエステラーゼ遺伝子を単離するためにも使用され得る。他の方 法もまた、当業者によく知られている方法により明らかであろう。 たとえば、植物チオエステラーゼをコードする核酸配列は、追加の配列を得るた めにプローブとして種々の構造体に使用され得る。 他方、これらの配列は、インビトロ又はインビボでの酵素の回収又は研究のため に宿主細胞における対象のそれぞれのチオエステラーゼのレベルを高めるために 、又は宿主細胞が植物体、たとえば植物H1m、植物部分(たとえば種子、切断 部分又は組織であるが、これだけには限定されない)及び植物である場合、いく つかの適用のために対象のそれぞれのチオエステラーゼのレベルを低めるために 、適切な調節配列と共に使用され得る。 cDNA又はmRNA配列を包含する。′コードする”とは、配列がセンス又は アンチセンス配向において特定のアミノ酸配列に対応することを意味する。“染 色体外”とは、配列が、それが天然において関係される植物ゲノムの外部に存在 することを意味する。u組換え体”とは、配列が、突然変異誘発、制限酵素及び 同様のものによる操作を通しての遺伝子工学的変性体を含むことを意味する。  cDPJA配列は、プレープロセッシング配列、たとえば変異ペプチド配列を含 んでも良く又は含まなくても良い、変異ペプチド配列は、一定の細胞小器官への タンパク質の輸送を促進し、そしてその細胞小器官への侵入に基づいてアミノ酸 成分から切断され、“成熟”配列を開放する。 前駆体DNA配列の使用は、植物細胞発現カセットにおいて好ましい。 他のブラスチド変異ペプチド配列、たとえば種子^CPの変異ペプチドが、対象 の種々の細胞小器官に本発明の植物チオエステラーゼをトランスロケートするた めに使用され得る。 1989年11月15日に出願されたアメリカ特許第07 /437.764号及びヨーロッパ特許出願第189.707号を参照のこと、 同様の態様において、与えられた植物チオエステラーゼ変異ペプチドが得られた 後、これは、その生来のコード領域以外の配列をトランスロケートするために使 用され得る。 さらに、上記のように、植物チオエステラーゼの完全ゲノム配列は、プローブ、 たとえばcDNAプローブによりゲノムライブラリーをスクリーンし、そして種 子組織において発現を調節するそれらの配列を単離することによって得られる。 この1!様においては、植物チオエステラーゼの転写及び翻訳開始MM、イント ロン及び/又は転写停止領域が、チオエステラーゼ構”造遺転子を伴って又は伴 わないで、種々のDNA構造体への使用のために得られる。従って、本発明の植 物チオエステラーゼに対応する核酸配列はまた、プラスミドへの輸送を指図する ために有用なシグナル配列、有用な組織及びタイミングプロフィールを有する5 ′上流の非コード調節領域(プロモーター)、転写及び翻訳調節領域として有用 な3′下流の非コード調tff領域を提供し、そして遺伝子の他の特徴へ研究を 導びく。 所望する植物チオエステラーゼの核酸配列が得られた後、それは種々の方法で操 作され得る。配列が非コードフランキング領域を含む場合、そのフランキング領 域は、切断、突然変異誘発、等にゆだねられる。従って、転位、トランスバージ テン、欠失及び挿入が天然に存在する配列上で行なわれ得る。さらに、すべての 又は一部の配列が合成され得る。構造遺伝子においては、1又は複数のコドンが 変性されたアミノ酸配列を供給するために変性され、又は1又は複数のコドン変 異が便利な制限部位、又は構成又は発現に関与する他の目的を提供するために導 入され得る。構造遺伝子は、合成アダプター、工又は複数の便利な制限部位を導 入するためのリンカ−1又は同様のものを用いることによってさらに変性され得 る。 本発明の植物チオエステラーゼをコードする核酸又はアミノ酸配列は、種々の方 法で、他の非生来の又は“異種”配列と共に組合され得る。゛異種”配列とは、 天然において一緒に連結されることが見出されていない同じ植物からの核酸配列 の組合せを含む、M物チオエステラーゼに天然において連結されることが見出さ れていないいづれかの配列を意味する。 本発明の植物チオエステラーゼをコードするDNA配列は、そのチオエステラー ゼに通常関係される遺伝子配列のすべて又は一部と共に使用され得る。その成分 部分においては、チオエステラーゼをコードするDIIA配列が、宿主細胞にお いて転写及び翻訳を促進することができる転写開始制御領域、植物チオエステラ ーゼをコードするDNA配列、及び転写及び翻訳停止領域を、転写の5′から3 ′の方向に有するDNAIII造体に組合される。 可能な宿主細胞は、原核及び真核細胞を包含する。宿主細胞は、単細胞であり得 、又は使用目的に依存して分化された又は分化されていない多細胞生物に見出さ れ得る0本発明の細胞は、そこに存在する野生型細胞に対して外来性の植物チオ エステラーゼを有することによって、たとえばそこに植物チオエステラーゼをコ ードする組換え核酸構造体を有することによって区別され得る。 宿主に依存して、調節領域、たとえばウィルス、プラスミド又は染色体遺伝子、 又は同様のものからの領域は変化するであろう。原核又は真核微生物、特に単細 胞宿主における発現のためには、広範囲の種類の構成的又はgIwI可能なプロ モーターが使用され得る。微生物における発現は、植物酵素の源を提供すること ができる。記載されて来た転写開始領域の中には、細胞及び酵母宿主、たとえば E。 コリ、B、サブチリス(B、5ubtilis)、サツカロミセス セレビシア エ(Saccharoeayces cerevisfae)からの領域(遺伝 子、たとえばβ−ガラクトシダーゼ、T7ボリメラーゼ、トリプトファンE及び 同様のものを包含する)が存在する。 大部分、構造体は、植物チオエステラーゼの変性された生成及びたぶん、脂肪酸 組成の変性を提供する植物において機能的な調節領域を包含するであろう。植物 チオエステラーゼ又はその機能的フラグメントをコードする読み取り枠は、その 5′末端で、転写開始調製領域、たとえばチオエステラーゼ構造遺伝子に対して 5′上流に天然において見出される野生型配列に連結されるであろう、広範囲の 種類の構成的又はm!ff可能な、たとえば誘発可能な、構造遺伝子機能の転写 を提供する多くの他の転写開始領域が利用できる。植物のために使用される転写 開始領域のなかには、たとえばナバリン及びマンノビンンンターゼのための構造 遺伝子、又はナビン、ACPプロモーター及び同様のものに関係するような領域 が存在する。そのような構造遺伝子に対応する転写/翻訳開始領域が、それぞれ の開始コドンに対してすぐ5′上流に見出される。チオエステラーゼタンパク質 の発現が植物宿主において所望される態様においては、完全植物チオエステラー ゼ遺伝子のすべて又は一部の使用が所望され;すなわち構造遺伝子配列及び3′ 下流の非コード領域と共に5′上流の非コード領域(プロモーター)のすべて又 は一部が使用され得る。異なったプロモーター、たとえば対象の植物宿主に生来 のプロモーター又は対象の植物チオエステラーゼをコードする配列を包含する、 1つの遺伝子源に由来する転写開始及び異なった遺伝子源に由来する翻訳開始領 域を存する変性されたプロモーター、又は増強されたプロモーター、たとえば二 重353 CaMVプロモーターが所望される場合、その配列は、標準技法を用 いて一緒に連結され得る。 5′上流の非コード領域が、種子の成熟の間、l!節された他の遺伝子から得ら れる場合のような通用のためには、植物の胚M織に選択的に発現されるもの、た とえばACP及びナビン由来の転写開始制御領域が所望される。そのような“種 子特異的プロモーター”が得られ、そして1988年1月25日に出願されたア メリカ特許第07/147.781号(現在、1990年7月9日に出願された アメリカ特許第071550、804号)及び+Novel 5equence s Preferentially Expressedin Early 5 eed Development and Methods Re1ated  Thereto’の標題を有する、1990年3月16日に出願されたアメリカ 特許第0,7/492.722号)(これらは引用により本明細書に組込まれる )の技法に従って使用され得る6種子&ll織に選択的に発現される、すなわち 他の植物部分に検出できない転写開始領域は、遺伝子生成物のいづれかの破壊的 又は逆効果を最少にするために、脂肪酸変性のために所望されると思われる。 調節転写停止領域はまた、本発明のDNA@遺体に供給され得る。 転写停止領域は、植物チオエステラーゼ又は種々の遺伝子源に由来する便利な転 写停止領域、たとえば転写開始領域に天然において関与されない転写停止領域を コードするDNA配列により提供され得る。 転写停止領域が異なった遺伝子源からである場合、それはその停止領域が由来す る構造遺伝子に対して3′側の少なくとも約0.5kb、好ましくは約1〜3k bの配列を含むであろう。 高められた又は低められたその発現のために対象のDNA配列として植物チオエ ステラーゼを有する植物発現又は転写構造体が、広範囲の種類の植物生命、特に 食用及び産業使用のための植物油の生成に包含される植物生命を伴って使用され 得る。適切な油用種子収穫物が特に好ましい。対象の植物は、ナタネの種子(カ ノラ(Canola)及び高エルカ酸種)、ベニバナ、占嘘#−午綿、クツエア 、ダイズ、ビーナツツ、ココナツツ及びヤシ、並びにトウモロコシを包含するが 、但しこれだけには限定されない。宿主細胞中に組換え構造体を導入するための 方法に依存して、他のD)JA配列が必要とされる。重要なことには、本発明の 双子葉及び重子集積に適用でき、そして新規及び/又は改良された形質転換及び 調節技法に容易に適用できるであろう。 形質転換方法は本発明において臨界ではなく;植物形質転換の種々の方法が現在 利用できる。新規方法が収穫物を形質転換するために利用できるので、それらは 本発明において直接的に適用され得る。 たとえば、アグロバクテリウム感染に対して天然において敏感な多くの植物種は 、アグロバクテリウム介在形質転換の三元又は二元ベクタ一方法を通して好都合 良く形質転換され得る。さらに、種々の重子及び双子植物種の形質転換を可能に するマイクロインジエクシラン、DNA粒子衝撃、エレクトロポレーションの技 法が開発されて来た。 DNA構造体の開発においては、その構造体の種々の成分又はそのフラグメント が、細菌宿主、たとえばE、コリにおいて複製できる便利なりローニングベクタ ー中に通常挿入されるであろう。文献に記載されて来た多くのベクターが存在す る。個々のクローニングの後、プラスミドは単離され、そして所望する配列の成 分を適合せしめるために追加の操作、たとえば制限、新規フラグメントの挿入、 連結、欠失、挿入、再切断、等にゆだねられる。構造体が完結せしめられた後、 次にそれは、宿主細胞の形質転換の態様に従って追加の操作のために適切なベク ターに移される。 通常、DNA構造体と共に、宿主における発現のための必要な調節領域を有し、 そして形質転換細胞の選択を提供する構造遺伝子が含まれるであろう、その遺伝 子は、細胞毒性物質、たとえば抗生物質、重金属、毒素、等に対する耐性、栄養 要求性宿主に原栄養性を提供する補充、ウィルス免疫性又は同様のものを提供す ることができる。 種々の宿主種の数に依存して、発現構造体又はその成分が導入され、1又は複数 のマーカーが使用され、ここで選択のための種々の条件が種々の宿主のために使 用される。DNAコードの縮退が、いくつかのコドン置換がアミノ酸配列のいづ れか対応する変性を伴わないでDNA配列において可能にされることを提供する ことが注目される。 いづれかの非植物由来のDNA配列が植物宿主細胞において発現される場合、“ 植物の好むコドン”の使用が所望される。 上記のように、DNA構造体が植物宿主中に導入される!!様は本発明において 臨界ではない、効果的な形質転換を提供するいづれかの方法が使用され得る。植 物細胞形質転換のための種々の方法は、Ti−又はRi−プラスミド、マイクロ インジエクシゴン、エレクトロポレーション、DNA粒子衝撃、リポソーム融合 、DNA1iil!、又は同様のものの使用を包含する。多くの場合、特に左及 び右ボーダー、より特定には右ボーダーを有するT−DNAにより片又は両側上 に隣接される構造体を有することが所望されるであろう、これは、T−[INA ボーダーは形質転換の他の態様により使用され得るが、構造体が形質転換のため にA、ツメファシェンス(A、 tu@efaciens)又はA、リゾゲネス (A、rhizogenes)を使用する場合に特に有用である。 アグロバクテリウム(Agrobacterius)が植物細胞形質転換のため に使用される場合、アグロバクテリウム宿主に存在するT−DNA又はTi−又 はRf−プラスミドによる相同的組換えのためにアグロバクテリウム中に導入さ れ得るベクターが使用され得る。形質転換のためのT−DNAを含むTi−又は Ri−プラスミドは武装され得(ガル形成を引き起こすことができる)又は武装 解除され(ゲル形成を引き起こすことができない)、後者はvir遺伝子が形質 転換されたアグロバクテリウム宿主に存在する限り可能である。武装されたプラ スミドは、正常な植物細胞及びガルの混合物を付与することができる。 アグロバクテリウムが植物細胞を形質転換するためのベクターとして使用される 場合、T−DN^ボーダーに隣接される発現構造体が広い宿主範囲のベクター中 に挿入され、ここで前記広い宿主範囲のベクターは文献に記載されている。 p RK2又はその誘導体が通常使用される。たとえば、Dittaなと、 、PN AS ll5A、 (1980) 77 : 7347〜7351及びEPA  0120515(これらは引用により本明細書に組込まれる)を参照のこと。発 現構造体及びT−DNAと共に、形質転換されたアグロバクテリウム及び形質転 換された植物細胞の選択を可能にする工又は複数のマーカーが含まれるであろう 。多くのマーカー、たとえばクロラムフェニコール、アミノグリコシドG418 、ハイグロマインシ又は同様のものに対する耐性が、植物細胞に使用するために 開発されて来た。使用される特定のマーカーは本発明において、必須ではなく、 1つの又は他のマーカーが、特定の宿主及び構成の態様に依存して好まれる。 アグロバクテリウムを用いての植物細胞の形質転換に関しては、外植片が組合さ れ、そして形質転換されたアグロバクテリウムと共に形質転換のための十分な時 間インキュベートされ、細菌が殺され、そして植物細胞が適切な選択培地中で培 養される。カルスが形成した後すぐに、苗条形成が既知方法に従って適切な植物 ホルモンを用いることによって促進され、そして苗条が植物の再生のための根用 培地に移される0次に、植物は種子に成長し、そしてその種子を用いて反復再生 を確立し、そして植物油が単離される。 本発明は一般的に記載され、そして本発明の目的のために含まれる次の例により 容易に理解されるが、しかしそれは本発明を制限するものではない。 ■ 次の実験において、特にことわらない限り、すべての温度は°Cであり、重量は g、wg又はμgであり、濃度はM、mM又はμMであり、そしてすへての体積 は!、μl又はiである。 [1−CI2を好むアシル−ACPチオエステラーゼアッセイCI2チオエステ ラーゼ活性についてアッセイするために、次の混合物を30℃で30分間インキ ュベートするニアmMのKHgPO4−KOH、pH8,20%ν/Vのグリセ ロール、lff1Mのジチオトレイトール(DTT)、0.1%ν/Vの丁ri ton X100を含む“緩衝液” ;例2に記載される“抽出緩衝液”と同じ 又は類似する緩衝液における活性のために試験されるべきサンプル;及び100 μ2の合計体積及び0.5μMの最終ラウロイル−ACP fi度のための14 0−放射性ラベルされたラウロイル−ACP基質5tt1.ラウロイル−ACP 基質を、Rock and Cronan(Methods in ffnzy mology (1981) 71 : 341−351>の方法によりE。 1ogy (1981) 72: 397−403)の方法に従って調製する。 ラウレートのカルボキシレート基を、50〜60μCi/μモルの放射能で放射 性ラベルする。 反応を、冷たい(0°C)の10%V/V酢酸0.5adの添加により停止する 。加水分解酵素作用の脂肪酸生成物を、ジエチルエーテル1mを添加し、そして 激しく混合することによって未加水分解基質から抽出する。数分間の沈降の後、 上部のエーテル層を、液体シンチレーション分光計による放射能の決定のために シンチレーション流体5idに移す、追加のエーテル抽出を行ない、所望により 酵素活性のより正確な定量化のために残存する微量の反応生成物を回収する。 エーテル抽出された放射能の量は、酵素の量が基質の約25%以上を加水分解す るのに十分でない場合、C12を好むアシル−ACPチオエステラーゼ活性の直 接的な測定である。これよりも高い活性で、エーテル層における放射能と酵素の 量との間の関係が著しく非直線的になる。次に酵素調製物を、アッセイの直線範 囲に活性をするために適切に希釈すべきである。 活性は、薄層クロマトグラフィー(TLC)を用いてのエーテル可溶性生成物の 分析によりチオエステラーゼであることが確証される。 生成物は、シリカTLCプレート(溶媒二80%ヘキサン、20%ジエチルエー テル、1%酢酸、V/V)上で純粋なラウレートと同時移動する。 フェナシルエステルが、アッセイ工程からのエーテル生成物含有層を用いて調製 される場合(Borch、R,F、+ Analytical Chemist ry(1975)47 : 2437〜2439) 、その得られた放射性スポ ットは、ラウロイル=ACP基質の塩基加水分解の生成物と闘じように、C11 ll TLCプレート(溶媒:100%メタノール)上で純粋なラウロイルフエ ナシルエステルと同時移動する。これらの観察は、酵素反応のエーテル抽出され た生成物が遊離ラウレートであることを確証する。対象の酵素はチオエステル結 合を分解し、たとえばそれは基質のACP成分を攻撃するプロテアーゼでなく、 又はその生成物は、TLc上で異なって移動したラウロイル−ホスホパンテティ ンであることがまた推測される。 斑呈−ゲッケイジュチオエステラーゼの精製及び同定(ウンベルラリア 力リホ ルニカ)(“ゲッケイジュ″)の未熟種種子からの子葉を、他の種子部から切除 し、そして−70”Cで凍結保存する。これは、酵素抽出のための組織源を含ん で成る。 凍結された子葉を、ステンレス鋼の乳鉢及び乳棒を用いて約−7゜°Cで粉末化 し、そしてその粉末を、必要とされるまで、流体窒素下で又は−70°Cで貯蔵 する。抽出は、5抛門のKflzPOa KOH,pH6,9,5顛門ノエチレ ンジアミンテトラアセテート(E[1TA)、21gFI(D DTT、III Mのナトリウムアスコルベート、1mMのフェニルメチルスルホニルフルオリド 、1t!Mのロイペプチン及び1//Mのベプステチンを含んで成る゛抽出緩衝 液”4dを粉末1層当たりに0〜4℃で添加することによって達成される。粉末 及び緩衝液の撹拌された混合物を、モーター付きの7セレーター(Brinkm ar+n(Westburg、 NY)Po1yLron”。 それぞれ45秒の3回のバースト)でブレンドし、そして次に、4層のチーズク ロスを通して濾過する。この及びすべての続く段階は0〜4°Cで行なわれる。 得られた濾液を、約14.OOOXg (最大)で30分間、遠心分離する。上 清法画分を、“Miracloth” (Calbiochem。 Corp、+ La、Joll、a、 CA)を通して′a過し、そして得られ た液体を゛粗抽出物”として言及する。 粗抽出分を、次の通りにして硫酸アンモニウム分別にゆだねる。 十分な固体硫酸アンモニウムを撹拌しながら、30分間にわたって徐々に添加し 、70%の飽和を達成する0次に、その調製物をさらに30分間撹拌する。上記 のようにして遠心分離した後、ベレット化された材料を、抽出緩衝液(2d/g の元の組織重量)に再懸濁し、そして溶解するまで、10分間撹拌する0次に、 硫酸アンモニウムを前記のようにして添加するが、但し50%の飽和を達成する のに十分な時間である。前記のようにして遠心分離した後、上清法画分を捨てる 。C12を好むアシル−ACPチオエステラーゼを含むベレット化された材料を 、液体窒素へ含浸により凍結し、そして次に、所望によりこの段階で、−70° Cで貯蔵する。得られた材料を、“硫酸アンモニウム画分7として研究する。ひ じょうに低いC12を好むアシル−ACPチオエステラーゼ活性が、ベレットが ひじょうに象、速に凍結される場合に失なわれる。 必要により4℃に融解した後、ベレット材料を、50raMのKHtPOイーK OL pH6,9,25%0//V) ノグリセロール、1mM(7)DTTを 含んで成る”HA I M衝液” (ldl1g元の組織重量)に再懸濁する。 再懸濁された調製物を、透析管(12,000〜14,000の分子量をカット オフする)に置き、そしてIIA ill衝液に対して透析を開始する。(典型 的には、子葉組織600gかうの調製物は、少な(ともそれぞれ3時間、それぞ れ42の緩衝液に対して2回の連続的透析段階を必要とするであろう。)第1カ ラムに適用する前、透析された材料を、前記のようにして遠心分離し、そしてベ レット化された材料を捨てる。 後透析遠心分離からの上清法材料を、HA IM衝液で平衡化されたヒドロキシ アパタイトのカラム(IBF B+otechnicsがらのHA−Ultro gel。 カタログNo、247741. Savage、 MD; 500〜1200g の組織からの調製物のためには、典型的には10cmの直径X 12.5cn+ のベッドの高さ)に通用する。次に、カラムを、250n+wでの溶出液の吸光 度がもはや変化しなくなるまでuAI Wi衝液により洗浄する。相当量のタン パク質及び時々、少量の、CI2を好むアシル−ACPチオエステラーゼ活性が カラムを結合するのに失敗し、そしてそれを通して洗浄される。多量の、CI2 を好むアシル−ACPチオエステラーゼ活性が結合し、そシテ400raFI( DKHzPO,−KOH1pH6,肌25%(W/V)のグリセロール、11の DTTを含んで成る゛HA2緩衝液”を通用することによって溶離する。流出液 を両分で集め(体積5〜10d) 、次にこれを、C12を好むアシル−ACP チオエステラーゼ活性についてアッセイする。活性画分を組合し、そして上記の ようにして、5mMのKH2PO,−KOI(。 pH6,5,25%(W/V)のグ+JセC1−)Li、1 mM(71EDT A、1 mM(7)DTTを含んで成る“CMI緩衝液”に対して透析しく典型 的には、それぞれ42に対して少なくともそれぞれ3時間の3回の透析)。透析 の後、その材料を、前記のようにして遠心分離により透明にし、ベレットをI舎 てる。 次に上清法画分を、CMI緩衝液により平衡化されたカチオン交換カラム(Ph armacia CM−3epharose Fast Flow、 Pisc ataiiay+ NJ、カタログNo、 17−0719 01. ]、、O cmの直径X 14cmのベッドの高さ)に適用する。負荷の後、カラムを、2 80nmでの流出液流の吸光度がもはや変化しなくなるまでCMI緩衝液により 洗浄する。相当量のタンパク質及び有意なN(たとえば50%)の、CI2を好 むアシル−ACPチオエステラーゼ活性がカラムを結合するのに失敗し、そして それを通して洗浄される。C12を好むアシル−ACPチオエステラーゼのこの 部分的結合を調べ、そして抽出の時点で、他の未同定タンパク質と共にこの酵素 の凝集に起因することが見出される。実際、精製スケムのこの点まで、CI2を 好むアシル−ACPチオエステラーゼの2種の集団、すなわち遊M#素及び凝集 体が存在する。カチオン交換カラムは、これらの2種の形を分離し、そして凝集 体が捨てられる。 C12アシル−ACPチオエステラーゼの未凝集形を、50+sMのにH□PO ,−KOH,pH6,9,1,50yHのNaCl2,25%(W/V) のグ リセロール、1mMのHDTA、11MのIITTを含んで成る″CM2緩衝液 ”を適用することによってカラムから溶離する。流出液流を分別し、そして前記 のようにしてアッセイし、そして活性画分をプールし、そしてLow−のKlh PO4−KOH,pH6,5,1501IM(7) Mace、 25%(W/ V)のグリセロール、1mMのEDTA、1 wMのDTT、 0.1%(W/ V)の3−((3−コラミドプロピル)−ジメチルアンモニオゴー1−プロパン スルホネート(CHAPS)を含んで成る“へCPIII衝液”に対して透析す る。典型的には、それぞれ41に対して少なくともそれぞれ3時間の2個の連結 的透析が600gの組織からの調製のために十分である。 透析された材料を、次に、固定されたACPのカラム(2,5cmの直径の充填 の製造業者(Pharmacia Inc−+ P!scataway+ NJ )により供給される指示に従っ、て臭化シアン−活性化セファロース4已にE、 コリを結合することによって製造される。E、コリACPば、例1におけるよう にして調製される。使用の前、カラムをACPIII街液により平衡化する。カ チオン交換カラムか・らの透析された材料を、1〜1.3〆/分で適用し、8I 11の体積の両分を、その方法を通して集める。 画分を、C12を好むアシル−ACPチオエステラーゼ活性及び合計のタンパク 質含存率についてクーマシーブルーアンセイ法(Bio−RadInc、+ F NchmontL CA+ カタログNo、500 0001)を用いて分析す る。 実質的な量のタンパク質が、結合を伴わないでカラムを通して洗浄する。C12 を好むアシル−へCPチオエステラーゼ活性のほとんどすべてが結合する。カラ ムを、タンパク質アッセイが流出液流にタンパク質を検出しなくなるまで、AC P]、Il衝液により洗浄する1次に、それを、50mMのK)IIPO4−に Otl、 pH8,5,50mMのグリシン、25%(W/V)のグリセa − Jし、1鵬門のEDTA、1−門の[lTT、 0.1%(W/V) (7)  CHAPSを含んで成る” ACP211i衝液”により洗浄する。この高いp H洗浄は、非特異的に結合されるタンパク質を除去するように作用する。少量の 、CI2を好むアシル−ACPチオエステラーゼ活性は、時々、それと共に同時 溶離される。タンパク質アッセイが、タンパク質をもはや溶離しないことを再び 示した後、線状″溶離グラジェント”を適用する。これは、”ACP3I!l衝 液”(10kMのK)lzPOa KOH1pH6,9,25%(W/V)のグ リセロール、1mMのEDTA、1 mMの[lTT、 0.1%(W/V)  17)CHAPS)及び゛’ACP4J31衝液” (500mFIのKHzP O4−KOH+ pH6−9+ 25%(W/V)のグリセロール、1mMのE DTA、1 mMのDTT、 0.1%(W/V) (7)CHAPS)ノ56 0dの組合された体積を含んで成る。C12を好むアシル−ACPチオエステラ ーゼ活性が、グラジェントが終結する場合、カラムからまた溶離している場合、 その溶離は、一層のACP4緩衝液を適用することによって完結され得る。集め られた両分を前記のようにしてアッセイし、そしてC12を好むアシル−ACP チオエステラーゼの第2アツセイをまた、50倍に希釈された百分により行なう 。アッセイの非線状性を補足することによって、これは、最大の酵素活性のより 正確な位置を付与する。CI2を好むアシル−ACPチオエステラーゼ活性は典 型的には、2つのピークとしてグラジェント溶離された画分に存在し、ここで小 さい方のピークは、大きな方のピークのすく前でン容離する。 個々のピークを含んで成る画分を、別々にプールする。大きな方の、後者の溶離 ピークは、続く実験、タンパク質配列決定等のために使用される最も純粋な材料 である。典型的なSO3−PAGE法によるこの材料の分析は、約34KDでの おおよその分子量のバンドを包含するたった5〜6個の強く染色したバンド及び 数種の弱く染色したバンドを示す。 ACPカラムからの両分のアリコートを、SDSポリアクリルアミドゲル電気泳 動(SO5−PAGE)及び全染色法により分析する。溶離された活性のピーク でのバンドパターンは、流出する及びPH8,5で溶離される材料に対して著し く単純化される。バンドパターンは、12;0−ACPチオエステラーゼ活性に 関して強度が高まり、そして低くなるバンドを同定するために両分から画分に比 較される。 34Kl]のおおよその分子量に対応する1つのバンドパターンは 、この基準を満たした。いくつかの調製物において、接近して間隔を保たれたタ ブレットが、SOSゲル上でのこの位置で見出される。 他方、イオン交換クロマトグラフィー、固定化された染料クロマトグラフィー、 及び活性ゲル電気泳動を包含する種々のクロマトグラフィー及び電気泳動技法が 、ACPカラムからの実質的に精製された12 : 0−ACPチオエステラー ゼプールに適用され得る。それらのうちどれも、酵素を電気泳動的均質性に精製 しない。しかしながら、すべての場合において、約34KDの分子量のバンド又 は1対のバンドが、酵素活性を伴って同時溶離し、又は同時移動する。最良の分 析が、S−セファロース、続< Blue 4アガロース上でのクロマトグラフ ィー処理により得られ、そして最っとも有益な分離が最後のBlue 4アガロ ースカラム上で生じる。最っとも多く溶離されるタンパク質は、約65KD、  39KD及び34KD (タブレット)の分子量のものである。34KDの対の みが、12 : 0−ACPチオエステラーゼ活性のピークと同時に溶離する。 fli3L−12Cを好むアシル−ACPチオエステラーゼインヒビターの研究 第1表は、硫酸アンモニウム画分(例2を参照のこと)がアッセイ(例を参照の こと)される場合に観察されるチオール試薬によるゲンケイジュの子葉のC1, 2を好むアシル−ACPチオエステラーゼの阻害を報告する。 ナシ(対照) 4322 − 0.5+wMのインドアセトアミド 4180 35 mM 4047 6 0.5剛iのN−エチルマレイミド 4320 05 mM103 98 率二″平均活性”は、例1のエーテル層に観察されるようなcpllで与えられ る2個の平均評点の測定である。・G 25−50ゲル濾過媒体の小さなカラム (Pharmacia、 Piscataway。 NJ)を通すことによる硫酸アンモニウム画分からのジチオトレイトールの除去 の後、次のアッセイ結果が観察された。 ナシ(対照) 3776 − 0.5mMのヨードアセトアミド 3851 00.5mMのN−エチルマレイ ミド 269 93、11平均活性”は、例1のエーテル層に観察されるような cpwlで与えられる2個の平均評点の測定である。 これらの予備阻害剤研究は、ゲンケイジュの、CI2を好むアシル−ACPチオ エステラーゼが、5mMのインドアセトアミドに対して感受性を有さす、そして 5mMのN−エチルマレイミドによりほとんど完全に阻害されることを示唆する 。これらの結果は、C12を好むアシル−ACPチオエステラーゼが、°“活性 セリン”タイプよりもむしろエステラーゼの“活性チオール”タイプであること を示す。 ±↓−鎖長の機能としてのゲッケイジュの、C12を好むアシル−ACPチオエ ステラーゼ基質特異性 例1のアッセイにおける種々の長さの、中ぐらいの鎖の脂肪酸に対する例2のゲ ンケイジュの、C12を好むアシル−ACPチオエステラーゼの硫酸アンモニウ ム画分調製物の活性を比較する試験においては、最大活性が第3表に示されるよ うに、C8,CIO,C12゜C14及びC16ACP蟇質よりもC12−AC Pに対して明白であった。 1主l *:i、oに設定されたC3−ACP活性[i−ACP対CoAの機能としての ゲッケイジュの、C12を好むチオエステラーゼ基質特異性 ゲッケイジュ子葉の粗抽出物は、ラウロイル補酵素A (CoA)及びラウロイ ル−ACPを加水分解する。これは、それらの基質上でそれぞれ作用する別々の 酵素の存在、すなわち、ラウロイル−ACP上で作用するC12を好むアシル− ACPチオエステラーゼ及びラウロイルCoA上で作用するもう1つの酵素によ る。これらの酵素の明確な性質は、精製スケムにおけるACPカラム段階でのそ れらの分離により示される。ラウロイル−CoA加水分解活性は、ACPカラム を結合するのに失敗した材料に主に見出され′、そしてCI2を好むアシル−A CPチオエステラーゼ活性は、結合し、そして続いて、ホスフェート濃度グラジ ェントにより溶離される材料に見出される。未結合及び結合材料のピーク画分の 活性は、次の表に示されるように、この分離を例示するように作用する。 員土表 面 分 Cl2−CoA基質上 CIIACP基質上での活性1 での活性 流出(非結合) 10808 300 グラジェント−溶離 27 2772 11:エーテル−抽出可能生成物のcp■従って、ゲッケイジュの、C12を好 むアシル−ACPチオエステラーゼは、ラウロイル−CoAに対してよりもラウ ロイル−ACPに対してより一層の活性を示す。 肛−ラウレート生成における酵素の役割CI2を好むアシル−ACPチオエステ ラーゼが、ゲノケイジュの種子に卓越するラウレート基の生合成に関与する追加 の証拠は、種子の成長の2つの異なった段階での酵素の抽出可能活性の比較に起 因する。次の表に示されるように、単に長鎖の脂肪酸及び少量のラウレートを含 むひじょうに若い種子は、有意な量のラウレートを蓄積した成熟種子よりも一層 低いCI2を好むACPチオエステラーゼを生成する。従って、この酵素の有意 な活性は、種子がラウレートを蓄積する場合に単に存在すると思われる。さらに 、ラウロイル−CoA加水分解活性においてより低い差異が存在する思われ、こ のことは、例5において論ぜられたように、それらの異なった酵素と一致する。 1d友 傘:エーテル抽出可能放射能のcps [−インビトロでのゲッケイジュ脂肪酸合成アッセイゲッケイジュの胚抽出物の 硫酸アンモニウム画分は、E、コリACP 、マロニル−CoA及びインビトロ 脂肪酸合成システムの他の典型的な補因子及び基質必要体により供給される場合 、成熟種子に見出される脂肪酸と同じ特定の脂肪酸を合成するであろう(Jaw orskLなど、 、Arch、 Biochem、Biophys、(197 4) 163 : 769〜776)。このインビトロ活性の生成物は、たとえ ラウレートが主な遊離脂肪酸生成物であっても、水溶性オクタノイル及びデカノ イルエステルを包含するが、しかしほとんどの水溶性ラウロイルエステルは検出 できない。これらの結果は、連続的に高められた鎖長のアシル−ACPを生成す る脂肪酸合成システム、及びアシル成分が、その段階でアシル及びACP成分を 別々に加水分解することによって、12個の炭素原子まで拡張される場合、アシ ル−ACPを中断する特定のラウロイル−ACPチオエステラーゼによって最と も簡単に説明される。 1−CIOを好むアシル−ACPチオエステラーゼアッセイ例1に概略されるの と同じ一般的な方法に従って、C10チオエステラーゼ活性をアッセイするため に、次の混合物を30°Cで10〜60分間インキュベートする:例9Aに記載 されるのと同じ又は類似するパ抽出緩衝液”において試験されるべきサンプル5 0μl、及び0,5〜5.0μM、典型的には50μMの最終デカノイル−AC P I11度のために、50μ!の合計体積での約250 pモルのC”Cl− 放射性ラベルされたアシル−ACP基t(通常、デカノイル−ACPは50〜6 0μCi/゛ pモルにカルボキシレート基においてラベルされる)。その反応 は、10%(V/V) (7)冷たい(4°C)酢酸0.5dを添加し、ソシテ ソノ反応混合物を氷上に数分間1くことによって停止される。加水分解酵素作用 の脂肪酸生成物は、ジエチルエーテル2−を添加し、そして激しく混合すること によって未加水分解基質から抽出される。エーテルを、シンチレーション計数の ためにシンチレーション流体5−に移す、追加のエーテル抽出を、所望により、 活性のより正確な定量化のために残存する微量の生成物を回収するために行なう ことができる。 班工へ 例8の他に、酵素活性を、スクリュー付きフタを有するガラスバイアルにサンプ ル250μEを添加することによってアッセイする。 次に、濃縮された放射性ラベル基質(”C) −C10: 0−ACP 。 54.7μCi/μモルをバイアルに添加し、その結果、基質濃度は100μE の最終アッセイ体積において0.5μMになるであろう。最終的に、十分なアッ セイ緩衝液(100n+Mのグリシン−t(CCpH9,0,2%のCtlAP S、 101mMのβ−メルカプトエタノール)をバイアルに添加し1、その結 果、合計体積は100μlになる。その混合物を、30゛Cで30分間インキュ ベートすることによって反応せしめる。反応を、10%(V/ν)酢酸0.5m 及び次に、ジエチルエーテル(無水)lidを添加することによって停止する。 放射性ラベルされた遊離脂肪酸生成物を、前記停止せしめられた反応物を激しく 混合することによって抽出する。エーテル相を5dのシンチレーション流体に移 し、そして液体シンナレーション計数により放射能を測定する。 1−クツエアの、CIOを好むアシル−ACPチオエステラーゼの精製及び同定 クツエア ツーケリアナの未熟成種子を収穫する。数個の収穫された種子の合計 の脂肪酸組成を、それらが発育の正しい段階で存在することを確かめるために標 準技法により分析する。これは、オクタノエート及びデカノエートが脂肪アシル 組成物において卓越する段階として定義される。収穫された種子を、−70″C で凍結貯蔵する。 これは酵素抽出のための組織源を含んで成る。 ■1人 クツエアの、C10を好むアシル−ACPチオエステラーゼの精製及び同定のた めの第1の方法が提供される。 アセトン粉末を、乳鉢及び乳棒で種子を粉末に液体窒素下で粉砕し、そして次に 乳鉢及び乳棒で冷アセトン(約−20°C)と共に前記粉末を粉砕することによ って調製する。粉末を濾過により集め、そして冷たいエーテルによりすすぎ、残 存する微量のアセトンを除去する。次に、それを、アセトン粉末1g当たり、5 0鱈のKHよPO4−KO)l、 pH7,5,10mMの2−メルカプトエタ ノールを含んで成る“抽出緩衝液”10dにより抽出する(この及び続くすべて の段階は0〜4°Cである)。均質物を11,000×gで15分間4℃で遠心 分離し、そして上清液画分を、2層の旧racloth (Calbioche Il、Inc、; LaJolla。 CA)を通しての濾過の後、続く精製段階のために使用する。 次に、上滑液画分を、硫酸アンモニウム分別にゆだねる。40〜60%の飽和硫 酸アンモニウムベレット(例2において記載されるようにLTtll製されl  を、5011M(7)KH2PO4−KOH,pH6,9,10%(V/V)グ リセロール、及び10mMの2−メルカプトエタノールを含んで成る°°緩衝液 ”に再溶解し、そしてこの緩衝液に対して透析し、残存する硫酸アンモニウムを 除去する。 次に、得られた調製物を、ヒドロキシアパタイトカラムクロマトグラフィーにゆ だねる0次の方法が、新たな出発種子1[100gからの硫酸アンモニウム画分 に通用される。透析された硫酸アンモニウム画分(35〜4(ld)を、501 のl[HzPOa KOII、pi(6,9,10%(V/V)グリセロール、 4mMの2−メルカプトエタノールを含んで成る緩衝液により平衡化された、ヒ ドロキシアパタイトのカラム(Bio−RadInc、、 R4cbson4.  CAからのBlo−Ge1 HTPの2.5cmX14cmのベッドの高さ; カタログrio、 130−0420)に適用する0次に、カラムを同じ緩衝液 に28Mにより洗浄する(1.5d/分の流速)。溶離を、350+mMのKH zPOn KOH1pFI6.9.10%(ν/ν)のグリセロール、4%Mの 2−メルカプi・エタノールの緩衝液に対するこれらの条件からの線状グラジエ ン) 580dにより達成し、12dの体積の画分を集める。溶離された画分を 、基質としてデカノイル−ACPを用いてヒドロラーゼ活性についてアッセイす る。 2つのピークの活性を得、1つは結合を伴わないでカラムを濾過し、そして他は 結合し、そして続いて、ホスフェートグラジェントによりN11lされる。ヒド ロキシアパタイトカラムからの両ピークは、長鎖の基1t(14又はそれ以上の 炭素原子のアシル基)に対する加水分解活性を含む。中ぐらいの鎖の基質が関与 する限り、流動ピークは低い選択性を示し、そしてグラジェントピークは、デカ ノイル−ACPのための相当の選択性を示す(例11Aを参照のこと)。 部分的精製における初期段階で、100mMのHEPESにより緩衝される場合 、デカノイル−ACP CIOを含むアシル−ACPチオエステラーゼは、アッ セイpHの相当の耐性を示し、活性はpH6,5〜8.5の間で最小限変化、そ してpH7,5で最大である。対照的に、活性は350wMのホスフェートにお いてまだ検出できるが、十スフエート濃度が高められるにつれて、アッセイ緩衝 液活性は低下するので、たとえばリン酸カリウムを用いてのアッセイにおいてイ オン強度に対して感受性が存在する。 部分的に精製された調製物におけるCIOを好むアシル−ACPチオエステラー ゼ活性及び他のタンパク質は、ガラス及びプラスチック表面との広範な接触によ り濃度が低められる。この効果は、カラム及びアッセイ緩衝液に界面活性剤、た とえばTriton X100又はCHAPSの包含により減じられる。いくつ かの界面活性剤がアッセイにおいて刺激的である。 CIOを好むアシル−へCPチオエステラーゼ活性は、2−メルカプトエタノー ルが上記のように緩衝液に存在しないなら、精製の硫酸アンモニウム沈殿段階の 間に急速に失なわれる。記載される緩衝液において、その活性はO″Cで及び− 20゛C又は−70°Cに反復凍結される間、ひじように安定している。 五l旦 例9Aのより好ましい他の方法として、種子を次の通りにして抽出する。 抽出ペーストを、1375dの抽出緩衝液(200mMのビス−トリス−HC1 2、pH6,5,10mMのβ−メルカプトエタノールビニルポリピロリドン及 び13.75gの可溶性ポリビニルピロリドン(10,000の平均分子量)に より製造する。すべての続く段階は4°Cで行なわれる。種子及びペーストを、 その混合物が滑らかになり、そして完全な損なわれていない種子が存在しなくな るまでPolytronにより均質化する.その均質物を10,OOOX gで 20分間遠心分離する。 上清液をデカントし、そしてMiraclothを通して濾過する。 濾過された上清液を、抽出緩衝液により平衡化された沈降Blue −4アガロ ース樹脂100IIiと共にスラリーに混合する。そのスラリーをBuchne r漏斗上で、抽出緩衝液500−により洗浄し、次にガラスカラム中に注ぎ、そ して樹脂が充填されるまで、追加の抽出緩衝液によりすすぐ。カラムをまず、1 001のNaC l 、200nMのビスート’J −HCj! 、 pH6. 5. 10dのβ−メルカプトエタノールにより洗浄する. 400+MMのN aC l 、2001Mのビス−トリス−HC j! 、 pH6.5. 10 n+Mのβ−メルカプトエタノールをカラムに適用し、そして溶出液を画分に集 める。酵素活性を存するそれらの画分をプールし、そして”sI!!衝液″ ( 50d(7) ヒス−トリス−HCjl!. pFI6.0, 0.2%(W/ V)のCJIAPS, 10dのβ−メルカプトエタノール)に対して透析する 。 次に、サンプルを次の通りにしてS−セファロースカラム上でクロマトグラフィ ー処理するaBlue−4カラムからの透析されたサンプルを、StIi衝液に より平衡化されたS−セファロース樹脂の50−カラム上に負荷する。S−緩衝 液によりカラムを洗浄した後、カラムを200wMのNaC i! 、 50m Mのビス−トリス−MC1. pH6.0, 0.2%(W/V)のCHAPS , 10mMのβ−メルカプトエタノールによりすすく。 酵素活性を有するそれらの画分をプールし、そしてS緩衝液に対して透析する。 次に、サンプルを次の通りにしてPharmacia FPLC (Pisca taway。 NJ) Mono − Sカラム上でクロマトグラフィー処理する。S−セファ ロースカラムからの透析されたサンプルを、S緩衝液により平衡化された1lM ono−Sカラム上に負荷する.カラムを、280nmの吸光度が同等になるま で、S−緩衝液により洗浄する。45111のグラジェントを、S−緩衝液及び NaC lを含むS−緩衝液を用いてカラムに適用する, 75mMと150+ Mとの間のNaC R間に活性が溶離する。酵素活性を有するそれらの両分をプ ールし、そしてS緩衝液に対して透析する。 最後に、サンプルを次の通りにしてACPカラム上でクロマトグラフィー処理す る.セファロース結合されるアジルーキャリヤータンパク質15−を含むカラム を、S−緩衝液により平衡化する* Mono −Sカラムからの透析されたサ ンプルを、0.2d/分でACPカラム上に負荷する。カラムを、280n−の 吸光度が基線レベルになるまで、S−緩衝液により洗浄する. 130dのグラ ジェントを、S−緩衝液及びNaC (lを含むS−39衝液を用いてカラムに 適用する.活性が50mMと80mMのNaC 1間に溶離する。酵素活性を有 するそれらの両分を例9A又は9Bのより好ましい例として、40gのポリビニ ルボリピO IJ l’ :/ (PVPP)を、20011M(7)ビス−ト リス−MC1. p)16. 10gMの2−メルカプトエタノール、1%(W /V)のポリビニルピロリドン−10を含んで成る“抽出緩衝液″ 550dと 共に混合する。この混合物に、凍結されたクツエア種子40gを添加する。次に その混合物を、損なわれていない種子が残存せず、そしてスラリーが滑らかにな るまで、Polytronホモナイザーによりブレンドする.この及びすべての 続く段階を、0〜4℃で行なう。調製物を12,OOOX gで20分間遠心分 離し、そしてさらに、Miraclothを通しての濾過により透明にする。 コノ調製物を、″緩衝液A” (50mM(7)ビス−トリス−HCjl!,  pH6。 10gMの2−メルカプトエタノール)により平衡化された沈降ヒドロキシアパ タイト100dと共に混合する.次に10mMの2−メルカプトエタノールの3 [1の抽出体積物を、一定の撹拌下で、30分間にわたってゆっくりと添加する .ヒドロキシアパタイトゲルを焼結されたガラス漏斗上に集め、そして溶出液が 無色になるまで、緩衝液によりすすぐ。次に、集められたヒドロキシアパタイト をカラムに移し、そしてさらに、カラムを充填するまで、2d/分で緩衝液Aに よりすすぐ.緩衝液A−緩衝液B(緩衝液Aにおいて300mMのリン酸カリウ ム、pH6,9)の400dの溶出グラジェントを適用する(2d/分)、溶出 液画分を、10 : 0−ACPの加水分解のためにアッセイする。2つのオー バーラツプする活性のピークを得る。後者の溶離ピークを含んで成る画分をプー ルし、そして緩衝液Aに対して透析する。 透析された材料を、緩衝液A辷より平衡化されたBlu、e 4アガロースの2 .5X6.5c−のカラム(Sigma Chemical Co、 : St 、Louis+ MO)に1.3I11/分で適用する。カラムを緩衝液Aによ り洗浄し、そして続いて、酵素活性を、緩衝IA−緩衝液C(緩衝液AはIMの NaClを含む)の400r11のグラジェントにより溶離する。溶離された画 分は、10:0−^CP加水分解活性の3つのピークを含む。溶離する第2ピー ク(約0.411MのNaClにより溶離される)を含んで成るそれらの百分を プールし、そして緩衝液Aに対して透析する。 透析された材料を、緩衝液Aにより平衡化された固定10 : 0−ACP類似 体の1.7XSc−カラムに0.5ml!/分で通用する。(このカラムは、ジ エチルエーテル中でヘプチルアミンと無水ヨード酢酸とを反応せしめ、そして精 製され、減じられたE、コリ^CPに前記生成物を添加することによって調製さ れる。残留試薬を、ゲル濾過クロマトグラフィーにより除去し、そして得られた 10 : 0−ACP類似体を、製造業者の方針に従ってPharmacta  CNBr活性化セファロースに結合し、トリスにより未反応基を阻害する。)カ ラムを緩衝液Aによりすすぎ、そして活性を、緩衝液A−緩衝液D(緩衝WLA は0.5MのNaCj2を含む)の200iのグラジェントを用いて溶離する。 10:0− ACP活性の溶離ビークに対応する両分をプールし、そして50m Mのビス−トリス、pH6、IOffMの2−メルカプトエタノール、0.2% (訂ν)のCHAPS、5mMのアスコルビン酸ナトリウムに対して透析する。 夕トLす 例9Cに記載される方法を、次の通りにさらに変性することができる。10 :  0−ACP活性の溶離ビークに対応する両分をプールし、そしテ緩衝液E ( 50mM(7)ヒス−ト!J ス−HCCpH6,0,0,2%のCHAPS、  10+wMのβ−メルカプトエタノール)に対して透析する。 FPLCMono −Sカラム(Mono 3@ HR515+ Pharma cia LKB Biotech−nology、 NJ)を、緩衝液Eにより 平衡化する。透析されたプールを、カラム上に負荷する。すべてのCIO及びC 18:1活性は、カラムに結合するように見える。活性を、(緩衝液)〜(緩衝 液+IMのNaCjNの1401の線状グラジェントにより溶離する。 C18:1活性は、75mMと100mM(7) NaCJ2間で溶離する。  150sufと175mMのMaC12間で溶離する第2ピークの活性が存在す る。その第2活性ピークは、主にCIO及びC18:1活性であり、そしてC1 2゜C14、又はC16活性は比較的低い。第2ピークにおけるC18:I活性 は、残留CAB:1活性による汚染による。 [1−CIOアシル−ACPチオエステラーゼインヒビター研究例9Aからの材 料による予備インヒビター研究は、クツエアの、CIOを好むアシル−ACPチ オエステラーゼがフェニルメチルスルボニルフルオリドに対して非感受性であり 、ヨードアセトアミドに対して非感受性であり1、そして5mMのN−エチルマ レイミドにより完全に阻害されることを示す。これは、それが“活性セリン”タ イプよりもむしろエステラーゼの“活性チオール”タイプであることを示唆する 。 斑旦−鎖長の機能としてのクフェアCIOアシルACPチオエステラーゼ基質特 異性 ■旦へ 中くらいの鎖のアシル−ACPに対するクフヱアCIOアシル〜ACPチオエス テラーゼの基質特異性を、例9Aに記載されるようにして、精製におけるヒドロ キシアパタイト段階で決定した:C6−ACP 188 C8−ACP 485 C10−ACP 6950 C1l−ACP 649 CI2−ACP 1032 C14−ACP 4055 長鎖の基t14. : 0−ACPに対する活性は、出版された文献に記載され るベニバナ種子及びアボカド中果皮USの長鎖チオエステラーゼ活性にif以す る長鎖チオエステラーゼ活性の存在によると思われる。そのような酵素の好まし い基質、ずなわち18 : 1−ACPによる調製物のアッセイは、この仮説に 一敗する、実質的な活性の存在を示す。10 : 0−ACPに対する活性及び 8 : 0−ACPに対する少量の活性は、クツエア ツーケリアナ種子の成長 において中くらいの鎖の脂肪酸生成を担当する中くらいの鎖特異的チオエステラ ーゼの存在を示す。 触媒される反応は、単純な加水分解であることが示された。6;0−ACP 、 8 : 0−ACP及び1.0 : 0−ACP基質との゛時間ゼロ“での反応 及び1時間の反応のエーテル抽出生成物を、シリカ0731層プレート(移動相 ;ヘキサン/シュチルエーテル/酢酸、80:20:IV/V>上でクロマトグ ラフィー処理し、脂質種類を決定した。ラウリン酸を、生成された短鎖の遊離脂 肪酸の蒸発を阻止するためにラベルされていないキャリヤーとして添加した。ト リカプリン、シカプリン、テノカブリン及びラウリン酸を、対照として使用した 。TLCプレートを、半分展開し、そして次に、5分間空気乾燥せしめた。 次に、そのプレートを、タンクに戻し、そして展開を、プレートの上部1cm内 に完結した。展開されたプレートを乾燥せしめ、そして次に放射性ラベルされた スボントを定量化するために、AMBIS(Al’lB[5Syste+ms、  Inc、、 San Diego、 CA) ラジオクロマトグラムスキャナ ー上で800分間スキャンした。スキャンの後、プレートを沃素蒸気中で15分 間染色し、脂質を可視化した。主要の放射性ラベルされた生成物は、遊離脂肪酸 と共に同時移動し、そしてゼロ時間の対照に比較して、1時間インキヱベートさ れたサンプルにおいて実質的により放射性であった。 生成物の鎖長が対応する基質の鎖長であることを確証するために、エーテル抽出 された生成物(キャリヤーとしてラベルされていない遊離酸混合物を有する)を 、KO)Iによりフェノールフタレインエンドポイントに中和し、そして次に、 臭化ブロモフェナシルにより誘導体化し、そして逆相HPLCによりクロマトグ ラフィー処理した。 C1,8カラムを、アセトニトリル/水グラジェントと共に使用した。 すべての場合、基質鎖長と同一のたった1つの鎖長の生成物が観察例9Cからの 調製物は、次の表に示されるように、アシル−ACPチオエステラーゼのその加 水分解において比較的選択的である:(それらの活性を次のようにして決定した 。25μlのサンプルを、100mM (7)グ’J シフ −KOH,pH9 ,0,2%(W/V) 0) CHAPS、 10mM(7) 2=メルカプト エタノールを含んで成り、そして0.5MMの最終濃度のために放射性ラベルさ れたアシル−ACPを含む75μlのアンセイ緩衝液に添加した。30°Cで6 0分間のインキュベーションの後、反応を10%(V/V)の酢酸0.5dの添 加により停止し、そして生成された脂肪酸生成物をジエチルエーテルldにより 抽出した。酵素活性を、このエーテル抽出物の放射能により測定し、液体シンチ レーシゴンカウンチングにより決定した。補正を、行なわれる少量の非酵素的加 水分解のために適用した。) 玉工表 一基一−l−蛮−1191 1(1: 0−ACP 1020 12 : 0−ACP 393 14 : 0−ACP 30 16 : O−ACP 262 18 : 0−ACP 696 長鎖のチオエステラーゼの除去は、Blue 4アガロースカラムからのすべて のピークの部分的オーバーラツプにより明らかなように不完全であり、そしてデ ータは、上記表に示される。 fii−C18を好むアシル−ACPチオエステラーゼアッセイ長鎖チオエステ ラーゼ活性についてアッセイするために、分析されるべき酵素源10μ/!を、 100mMのトリシン−NaOF[、pH8,5及び3μMの1′Cステアロイ ル−ACP又は3μMの”Cオレオイル−ACPを含んで成る溶液において、合 計50μlの体積で室温で10分間インキエヘートする。アシル−ACP基質を 、ラウロイル−ACPの調製のために例Iに記載されるようにして調製し、そし て50〜60μCi/μモルの比放射能でカルボキシレート基において放射性ラ ベルする。 反応を、それぞれ11のステアリン酸及びオレイン酸を含む、50μlの水及び 100μlのイソプロパツールの添加により停止する。 加水分解酵素作用の脂肪酸生成物を、水中、50%イソプロパツールにより飽和 された石油エーテル1dの添加により未加水分解基質から抽出する。数分間の沈 陣の後、石油エーテル層のアリコートを、液体シンチレーション分光計による放 射能の決定のために除く。 貫旦−ヘニハナの、C−18を好むアシル−ACPチオエステラーゼ精製及び同 定 初めにMcKeon and Stumpf (J、Biol、Chem、(1 982) 257 : 12141〜12147)の方法に従っての成長するベ ニバナ種子からのチオエステラーゼタンパク質の初期精製を記載する。温室で成 長する植物からのベニバナ種子を、開花後16〜18日間で収穫し、液体窒素中 で凍結し、そして−70’Cで貯蔵する。 約50gの凍結種子を、液体窒素中で粉砕し、そして細かな粉末を得るために、 大きな種子の被覆片を除去するために篩にかける。粉末を、すべての黄色の色が 濾液から消えるまで、Buchnerii斗上でアセトンにより洗浄する0次に 、その粉末を空気乾燥せしめ、そして下記のようにしてさらに処理し、又は−7 0°Cで凍結貯蔵する。 乾燥せしめられたアセトン粉末を計量し、そしてその重量の5倍の20ffiM のリン酸カリウム(pH6,8)と共に粉末化する。次にその混合物を20分間 、12,0OOXgで遠心分離し、そしてMiracloth層を通してデカン トする。 アセトン粉末抽出物、をpH5,2に氷酢酸により酸性化し、氷上で30分間保 持し、そして次に、12.OCIOXgで10分間、遠心分離する。 上清液を、氷酢酸によりpH4,4に調整し、氷上に30分間保持し、そして次 に上記のようにして遠心分離する。沈殿物を、0.02Mのリン酸カリウム(p H6,8)に再懸濁し、そのpHを6.8に調節し、そして懸濁液を1.2,0 OOX gで10分間の遠心分離により透明にする。 アフィニティークロマトグラフィーのためのACP−セファロース4Bのカラム を、例2に記載しているようにして調製する。ACPを、例1に記載されるよう にしてE、コリ株に−12から単離する。酸沈澱からの透明にされた上清液を、 ACPカラム緩衝液(20mMのリン酸カリウム、25%(W/V) (7)グ +)セo−ル、0.1%(W/V) ノ(JIAPS、 pH6,8)に溶解し 、そして50μl時の適用速度で2.5cmX3.7cmのACP−セファロー ス4Bカラムに適用する。活性を、ACPカラム緩衝液中、20〜400mMの リン酸カリウムの5ベンド体積グラジェントにより溶離する。活性は、180〜 3201のリン酸カリウムで単一のピークとして溶離し、そしてチオエステラー ゼの回収率は100%であった。 上記AC:P−セファロースカラムからの活性画分をプールし、201のリン酸 カリウム、0.1%のCHAPS、 25%のグリセロール溶液に希釈し、そし て異なったACP−セファロースカラムに適用し、そして上記のようにしてクロ マトグラフィー処理した。、次に、得られた材料を、ベニバナのチオエステラー ゼ活性の追加の精製のためにクロマトフオーカシングカラムに適用した。第2A CPカラムからのパ流動”緩衝液を、PM−10膜を用いてのAm1con(D anvers+ MA)撹拌細胞限外濾過装置での濃縮及び希釈により、20− Hのビス−トリス−HCl、25%(W/V)のグリセロール、0.1%(W/ V)のC)IAPS、 pl+7.4の(“開始″緩衝液)に変えた。クロマト フオーカシングカラム(l cmX7.3c+w)を、゛°開始″緩衝液により 平衡化されたPharwacia PBE94により充填する。サンプルを、3 5μl時の速度でPB294カラムに適用し、そしてカラムを、3ベッド体積の 開始緩衝液により洗浄する。pHグラジェントを形成し、そしてタンパク質を、 】00d当たり、10dのPharmacia pH74,25gのグリセロー ル、1gのC1(APS、及びp)Iを4,0にするために十分なI(CIlを 含む溶出緩衝液82dの適用により、60μl時で溶離する。さらに2ベッド体 積の溶離緩衝液を、カラムのpHが4.0に達した後、適用する。ベニバナのチ オエステラーゼ活性は、2つのピークで溶離し、1つはpH5,2で、そして第 2ピークはpH4,5から4.0に及ぶ、これらの活性ピークを示す百分を、5 O5−PAGE(Laennli、前記)及び銀染色法により分析する。 両ピークにおいて、チオエステラーゼ活性と相互間係する2つの主バンドが観察 された。これらのバンドは、タンパク賀対照への比較により評価される場合、3 4及び40にDの相対的分子量を有するタンパク質を示す。 クロマトフオーカシングからの2つの活性ピークの両分を別々にプールし、そし て上記のようにして濃縮する。34及び40KDのチオエステラーゼタンパク質 を、それらのタンパク質を、SO3−PAGEに続いて、ニトロセルロース又は PVDF (1+*5obilon−P (Mtllipore ; Bed− ford、 MA)又はProBlott (Applied Biosyst ems ; Foster C1ty、 CA))膜への移行によるアミノ酸配 列決定のためにさらに単離する。タンパク質が続いて、酵素的に消化される場合 、ニトロセルロースが好ましく、ところが、ProB[ottがN−末端配列決 定法のために好ましく、そしてIwsobilon −Pが、臭化シアン消化に ゆだねられるサンプルのために好ましい。 、fl−植物のチオエステラーゼ配列決定この例においては、2種の典型的な植 物アシル−ACPチオエステラーゼのアミノ酸及び核酸配列決定が記載される。 この技法はまた、本発明の他の植物チオエステラーゼの配列決定のためにも使用 され得る。 すべての配列決定は、Applied Biosystems 477A Pu 1sed−LiquidPhase Protein 5equencer上で エドマン法により行なわれる;配列決定機により生成されたフェニルチオヒダン トイン(PTH)アミノ酸を、オン−ラインのApplied Biosyst ess 12A PTHAnalyzerにより分析する。データを集め、そし てApple MacjntoshのためにAppliedBiosyste+ wsモデル610^データ分析システムを用いて、及びまた、PE NELSO N、 Inc、(Cupertino、 CA)からのACCESS” CHR O?Iソフトウェア−を用いてDigftal Microvax上に貯蔵する 。配列データは、PTHAna Iyzerからの入力を受けるチャートレコー ダーから読み取られ、そしてモデル610Aソフトウェア−から得られた定量デ ータを用いて確認される。すべての配列データを、データ分析システムの助けに より2つのオペレーターにより独立して読み取られる。 !(PLCのピーク外として得られるペプチドサンプルのために、サンプルを、 配列決定機における3回のプレーサイクルにゆだねられたPo1ybrene被 覆されたガラス繊維フィルター(Applied Biosystems。 Foster C1ty、 CA)上に負荷する。還元され、そしてアルキル化 されたペプチドのために、個々の配列決定機サイクルからのPTII−アミノ酸 生成物材料を、液体シンチレーションカウンターで計数する。 fmobi Jon −Pに対してエレクトロプロットされたタンパク質サンプ ルのために、対象のバンドを切断し、そして次に、上記のようにしてブレーサイ クルされたPo!ybrene被覆されたガラス繊維フィルター上に置き、そし て反応カートリッジを、製造業者の仕様に従ってアセンブルする。ProBIo ttに対してエレクトロプロットされたタンパク質サンプルのためには、ガラス 繊維フィルターは必要とされない。 少量のサンプル(5〜30Pモル)からタンパク質配列を得るために、Temp st and Riviere (Anal、 Biochem、(1989)  183 : 290)により記載されるようにして、477A転換ザイクル及 び120^アナライザーを例2のACP−セファロース段階を通して精製された ゲ、ケイシュのチオエステラーゼのサンプルを、タンパク質分解消化及び配列決 定のために調製する。サンプル(80μi中、チオエステラーゼ12μg)を、 2%ドデシル硫酸ナトリウム、5%のβ−メルカプトエタノール、20%のグリ セロール、2%の3 /10両性電解賞及び2%Tritonに−100を含む Anderson’ sサンプル緩衝液(Ar+derson & Ande− rson、 Anal、Biochem、(1978) 85 : 331〜3 40) 160μm中において95°Cに5分間加熱することによって、変性し 、そして還元する。20μ2のアリコートでのタンパク質(それぞれにおいて1 μgの合計タンパク質)を、Anderson and Anderson(A nal、Bioches、(1978) 85:331〜340及び341〜3 54) (但し、二次元スラブゲルは、1.5v++の厚さである)により記載 されるようにして二次元電気泳動により分離する。二次元電気泳動の後、個々の スラブゲルを除き、そしてゲル内のタンパク質を、Towbinなど(Proc 、Natl、Acad、Sci、USA (1979)76 : 4350〜4 354)の方法を用いて、トランスプロットシステム(B i o −Rad、  Rjchmond+ CA)におけるニトロセルロース膜に直接的にプロット する。膜上でのタンパク質スポットは、5alinovtch and Mon te−Iaro (Anal、Biochea+、 (1986) 156 :  341〜347)により記載されるようにして、Ponceau S (Si gma、 St、LoIJis+ MO)による可逆性染色により検出される。 他方、スポットは、アミドブラックにより染色することによって検出され得る  (Schaffner and Weissman、 Anal、Bio−ch em、 (1973)56 : 502〜514)。 ゲッケイジュのチオエステラーゼ又は追加のクロマトグラフィー精製段階を受け たチオエステラーゼの調製のために、−次元ポリアクリルアミドゲル電気泳動は 、配列決定のために十分に純粋なタンパク質を生成するのに十分である。この場 合、サンプル(80μi中、チオエステラーゼ12μg)を、25%(V/V) のグリセロール、2.5%(jl/V)のドデシル硫酸ナトリウム(SOS)及 び25%(V/V)のβ−メルカプトエタノールを0.156Mのトリス−HC Cpi(6,8に含むサンプル緩衝液20μlと共に95°Cに5分間加熱する ことによって還元し、そして変性する。サンプルの別々のアリコート(30〜3 5μl)でのタンパク質を、Laea+sli (Nature (1970)  227 : 680〜685)により記載されるようにして一次元電気泳動に より分離し、1 、5ffimの厚さのゲル上でIcmレーン当たり1つのアリ コートが存在する。電気泳動の完結の後、ゲルを除去し、プロントし、そしてそ の後、サンプルを二次元の場合のために記載されるようにして処理する。 消化のための調製においては、チオエステラーゼタンパク質に対応するスポット を、個々の膜プロントから切断し、そしてプラスチック試験管に一緒にプールす る。処理及び消化方法は、Aebersoldなど(Proc、Nat’ l  Acad Sci、U、S、A、 84 : 6970〜6974)により記載 される。膜断片を、1001wMの酢酸に溶解された、40.000の平均分子 量を有する、新しく調製された0、5%(W/V)のポリビニルピロリドン(P VP−40,A!drich、 Milwaukee、 Wl)1.0〜1.2  ydにより37°Cで30分間処理する。過剰のPVP −40を、水3〜4 dによる数回の洗浄により除去しくHPLCグレード)、PVP −40の除去 は、連続的洗浄の214mmでの吸光度がもはや低下せず、又は水ブランクの吸 光度に達する場合、完結する。次に、その断片を、洗浄管から除去し、細断し、 そして1dのEppendorfプラスチック管に配置し、そして100m)1 のトリス−HC1!又は100dの炭酸ナトリウム、pH8,2/アセトニトリ ル、95 : 5 (V/V)を、液体がそれらの上部をちょうど被覆するよう に添加する。消化を、Boehringer Mannhei…配列グレードの トリプシン(1%HCIJ中、1100u/dのi液) l0tt lの添加δ こより開始し、そしてサンプルを、時々、撹拌しながら、37°Cで8〜24時 間、消化を可能にする。添加されるプロテアーゼの量は通常、消化されるタンパ ク質の重量の1/20〜1 /fOの間である。ペプチドは、膜から消化緩衝液 中に、インキエヘーションの間に溶出する。消化を、10%(v/ν)のトリフ ルオロ酢酸(TFA) 1.0μPの添加により停止する。 他方、そのチップを、100mMのリン酸ナトリウム又は25IIMの炭酸アン モニウム、pH1,8/アセトニトリル、95 ; 5 (V/ν)に懸濁し、 そしてBoehringer Mannheiw配列グレードのエンドプロテイ ナーゼglu C(水中、1100u/d溶液)10μNにより25°Cで8〜 24時間、消化する。 トリプシンによる消化は、リシン及びアルギニン残基での切断を可能にし、そし てglu Cによる消化は、緩衝液に依存してグルタミン酸残基(及びまた、い くつかの条件下でアスパラギン酸)で切断する。個々のプロテアーゼによる別々 のサンプルの消化は、オーバーラツプペプチドの同定及びPct?技法のために 有用なより長いペプチド配列の構成を提供する。 消化混合物が、ニトロセルロース片から除去され、そのニトロセルロース片を、 1〜5回、100μjl!の体積の0.05%(V/V) TFA I、:より 洗浄し、そしてそれらの体積を、5peed−Vac (Savant; Fa rming−dole、 NY)により100μ2以下の体積に濃縮する。次に 、それらの濃縮物を、Applied Biosystems(Foster  Ctty+ CA)モデル130高性能液体クロマトグラフィー()IPLC) に取り付けられているVydac逆相Protein & Peptide C 1Bカラム(2,1mn+ X 100mm)上に注入する。ペプチドを溶離す るために使用される移動相は次のものであった:緩衝液A : 0.1mMのリ ン酸ナトリウム、pH2,2;緩衝液B : 0.1mMのリン酸ナトリウム、 pH2,2中において70%のアセトニトリル。2時間にわたっての10〜55 %緩衝液B、5分間にわたっての55〜75%緩衝液B及び15分間にわたって イソクラティクな75%緩衝液Bの50μ!!/分の流速での3段階グラジェン トが使用される。ペプチドを214mmで検出し、手動的に集め、そして次に一 20℃で貯蔵する。 開放されたペプチドの分離をまた、0.1%TFA中、7%〜70%のアセトニ トリルの上昇する120分グラジェントを用いて、50μl/分の流速で、C1 8(2X 150mm)上での逆相)IPLcを通して達成することができる。 ペプチドの溶離を214n@での吸光度によりモニターし、個々のペプチドは、 別々の両分管に集められる。ペプチドを、タンパク質配列決定機(Applie d Biosystems、 Foster C4ty+ C^)に適用するま で、−20“Cで凍結保存する。 他方、ペプチドは、HPLC上での分離の前、アルキル化され得る。 アルキル化は、検出されなくなるシスチン残基の配列決定機上での同定を可能に する。酸性化されなかった消化混合物は、10%(%’/V)のβ−メルカプト エタノール1μN (1,43dモル)の添加により還元され、そして37℃で 2時間インキュベートする0次に、還元されたペプチドを、暗室において室温で 30分間、〔3H〕−ヨード酢酸(200mCj/mモル)約1.6μモルによ りアルキル化する。β−メルカプトエタノールの濃度に依存して、〔3H〕−ヨ ード酢酸は、1:1.1の比に調節され得る。次に、その混合物を、10%(V /V) TFA 10μ!により酸性化し、逆相HPLCカラムに適用し、そし てさらに上記のようにして処理する。他のアルキル化剤は、ヨードアセトアミド 及び4−ビニルピリジンを包含する。後者の試薬は、その対応するPTH−アミ ノ酸誘導体のユニークな保持時間によりタンパク質配列決定機上で同定できるピ リジルエチル−システィン残基の形成を導び(。 34KDのタブレノトのゲッケイジュチオエステラーゼを、独立して配列決定す る(A及びB)、ペプチド配列は、第8表に示される。 いくつかのバンドA及びBペプチドは、配列において同一であるか又はほぼ同一 であるかのいづれかであることが注目される。 、LL友 バンド”A″ SQ 736 SEQ 10 No: I YPTltPNFVL−T(M)  L (1) (G) (A) (Q)SQ 737 SEQ 10 NO: 2  DL)IWVVSQ 740 LND−(# 3後、I(PLC粉砕される) So 741 SEQ I[l No: 4 (T)−TLVDVV(P)FV rWFVFIDNVAVKSQ 743 SEQ Ill No: 6 AG  (G) WVFETVPDXIFESQ 749 SEQ 10 No: 9  GISVIPAEP (R)SQ 697 SEQ 10 No: 11 SV GILGDGFGTTLXMSKSQ 698 SEQ Irl No: 12  GISVIPAEPR5Q 699 SEQ ID No: 13 YVA  (E) VFETVPDXIFSQ 701 5BQ ID NO: 14 S 丁DILAVMNXM口FATLNXAXSQ 702 SEQ ID No:  15 −IGPAF (1) DNVAVKSΩ703 SEQ rD No : 16 −IGPAFIDNVAVKSQ 7045E[110No: 17  (S) TSLSVLMNTSQ、 765 SEQ ID NQ: ts  DSIFESSQ 766 SEQ In NO: ict DYIQGGl、 TP−WSQ 767 ’SEQ 10 No: 20 DSVL−5LTTV −GGSSEAバンド°’B’ (続き) SQ 769 SEQ 10 NO:22 D−FrGISVIPAEPrSQ  770 SEQ 10 NO: 23 DSFrGTSIvAEPrSQ 7 72 SEQ 10 NO: 24 DWV[EYrPGVSQ 773 SE Q 10 No: 25 DHLLeLEGGsEVL−aN−末端タンパク質 をまた、消化しないで配列決定することができる。たとえば、タンパク質を、次 の緩衝液において30分間、Immo−bilon−P PV叶に対してエレク トロプロットする110%(V/V)メタノ−1し中、12..5mMのトリス 15−Mのグリシン。エレクトロフ′口・ノドの後、膜を、50%(V/V)  メ9 /−4/10%(V/V)酢酸中、0.1%(W/V)のクーマシーブル ーにおいて5分間染色し、そして50%(V/ν)メタノール710%(ν/V )酢酸の2〜3個の取り替えにより(それぞれの取り替えのために2分間)脱色 する。この後、PVDF膜を、30分間空気乾燥せしめ、そして次に、−20℃ で加熱密閉されたプラスチ・ンクバックに貯蔵乾燥せしめる。PVDFに対して プロットされたタンRり質を用い、損なわれていないタンパク質のN−末端配列 を直接的に決定する。 この態様において、ゲッケイジュの34KDチオエステラーゼのN−末端アミノ 酸を、下記のものとして決定する:SQ 8375EQ 11) No: 39  LEHKPKF’K (L) PE (L) LDさらに、バンドBペプチド よりもわずかに早く移動するゲ・ノケイジュのチオエステラーゼの配列を、下記 のものとして決定する:SQ 840 SEQ、 ID No: 40 LLD DHFGLHGLVFRRTFAIR5YEVGPDRば、34及び40にDの ベニバナのチオエステラーゼタンパク質により例示されるように、Promeg a、 Inc、(Madison、 Ml)からのProbe−DesignP eptide 5eparation 5ystetas Technical  Manual に記載される方法が用いられる。下記第9表に示されるペプチ ドは、この態様で得られた。 タンパク質を、5OS−ポリアクリルアミドゲル(Laemsl L 前記)上 で電気泳動し、そして上記のようにしてfsobilon−P PVDFIII にプロットする。タンパク質バンドを、プロットから切断し、そして個々ノハン ドを、70%(V/V)蟻酸中、臭化シアンの10mg/d溶液200μ!を含 む1.51dの遠心分離管に置く、タンパク質バンドを、この溶液中において室 温で一晩インキユベートシ、そしてこのインキュベーションの後、臭化シアン溶 液を除去し、そしてプールする。そのプールされた溶液を、Reacti−νa p Evaporator(Pierce、 Rockford。 IL)を用いて、連続窒素流下で乾燥せしめる。臭化シアンペプチドを、次の組 成を有するペプチド溶離溶媒を用いてf+mobilon−P PVDF膜から 溶離する070%(ν/v)のイソプロパツール、0.2%(IT/V)のトリ フルオロ酢酸、0.1s+Mのりシン及びO,In+Mのチオグリコール酸。 この溶離溶媒200μlを個々の管に添加し、そして管を室温で2時間、時おり 振盪しながらインキュベートする0次に溶離溶媒を個々の管から除去し、プール し、乾燥せしめられた臭化シアン溶液を含む管に添加し、そして上記のようにし て乾燥せしめる。溶離工程を、さらに2時間、新鮮な溶離溶媒によりくり返し、 そしてプールされた溶媒を、前もって乾燥せしめられた材料に添加し、そして再 び乾燥せしめる。HPLCグレード水50μlを乾燥ペプチドに添加し、そして 水を5peed−νac(Savant+ Inc−+ Farmingdal e+ NY)での蒸発により除去する。 ペプチドを、Schagger and von Jagow(Anal、Bi ochem、(1987) 166:368〜379)により記載されるシステ ムに類似するトリス/トリシンSO3−PAGEシステムを用いて分離する。1 6%又は10〜20%(グラジェント)のアクリルアミドトリジン−3DS − PAGEブレーキャストゲル(Novex Inc、+ Encinitas、  CA)を、分離のために使用する。ゲルを、Hoefer 5cientif ic Instruments (San Francisco+ CA)から の丁all Mighty Small電気泳動装置にかける。ペプチドの電気 泳動の前、ゲルを、30ボルトの一定電圧で、30〜60分間、0.1〜O,h Mの濃度で、カソード緩衝液に添加されたチオグリコール酸によりブレーランす る。使用されるランニング緩衝液は、Novexからの10×原液から製造され ;最終濃度(1×)は0.1Mのトリス、0.IMのトリシン及び0.1%(j l/V)のSDSである。乾燥されたペプチドを、15μEの1(PLCグレー ド水及び次の成分から成る15μiの2×サンプル緩衝液に再!!!濁し: 0 .125Mのトリス−HCj!、2%(W/V) (7) SDS。 5%(V/V)のβ−メルカプトエタノール、20%(V/V)のグリセロール 及び0.0025%(W/V)のブロムフェノールプル、そしてゲル上に負荷す る前、5分間煮沸する。 ゲルを、約1時間、又はトラッキング染料がゲルの底部端を流出し始めるまで、 125〜150ボルトの一定電圧でランする。ゲルを、移す前、15〜30分間 、トランスファー緩衝液(125m−のトリス、50mMのグリシン、10%( V/V)のメタノール)に飽和する。ゲルを、50ボルトの一定電圧で2時間、 ProBIott配列決定膜にプロットする。膜をクーマシーブルー(50%( V/V)メタノール/10%(V/V)酢酸中において0.1%)により染色し 、そして50%(V/V)メタノール/10%(V/V)酢酸中において3×2 分間脱色する。膜を、−20”Cで貯蔵乾燥する前、30〜45分間、空気乾燥 せしめる。 ProBIott上にプロットされたペプチドを、Po1ybrene被覆され たガラス繊維フィルターの付加を伴わないタンパク質配列決定機の配列決定カー トリッジに直接的に負荷することができる。ペプチドを、Applted Bi osystemsにより供給されるわずかに変性された反応サイクル、BLOT −1を用いて配列決定する。また、溶液S3(塩化ブチル)を、Sl及びS2  (n−ヘプタン及び酢酸エチル)の50 : 50混合物により交換する。これ らの2つの変性は、ProBIottにプロントされたサンプルが配列決定され る場合いつでも使用される。 34及び40KDのペプチドの臭化シアンフラグメントのアミノ酸配列を、上記 N−末端配列決定法により決定する。この態様で得られた配列は、第9表に示さ れ、ここでアミノ酸のための1つの文字の略語が使用され、そしてXは同定され ていないアミノ酸を示す。 1主1 5828 SEQ 10 NO: 26 GSLTEDGLSYKEVFIIR XYEVGiNKTAS830 SEQ ID No: 28 AVl?TGE QPTGVAVGLKEAS833 SEQ ID No: 29 KDI(A SGQVIGS834 SEQ 10 No: 30 NEDTliRLQKV NDDVEDEYLVFIPS834B SEQ ID No: 31 [+1 EIYXYPA上記手段が部分的臭化シアン切断をもたらす場合、共通するアミ ノ酸配列を有する種々の相対的分子量のペプチドが得られる。1つのペプチドの アミノ酸配列(示されていない配列)が、ベニバナのデサチュラーゼタンパク質 のアミノ酸配列と対応することが決定された(Thompsonなど、 、Pr oc、Natl、Acad、Sci、(1991) 88 : 2578〜部分 的アミノ酸配列が決定された後、それらは、PolymeraseChain  Reaction(PCR)技法を通して植物チオエステラーゼのDNA配列を 得るために使用され得る。従って、オリゴヌクレオチドフラグメントが、PCR プライマーとして使用するために最少の冗長性を有するアミノ酸配列にAppl  ied旧osystemSモデル380ADNA合成機上で合成される。制限 部位が、得られるDNAフラグメントがクローニングにおいて容易に操作され得 るように、オリゴヌクレオチドブライマーの末端中に企画される。植物チオエス テラーゼ源から単離された精製ゲノムDNA又は1iNAを、反応における鋳型 として使用する。 PC)?反応を、5′−又は3′−プライマーとしてオリゴヌクレオチドの2種 類の異なった組合せでTaqポリメラーゼ(Gene Amp Kit>及びD NA熱サイクラ−(Perkin−E1mer/Cetus)を用いて行なう。 得られたDNA生成物を、分離のためにアガロースゲル上で処理する。 DNA配列を、5equenase Version 2 Enzya+eを有 する7−Deaze−dGTIIReagent kit (United 5 tates Biochemical Corp、、 C1eveland、  OH)を用いて、Sangerなど、 (Proc、Natl、Acad、Sc j、USA (1977) 74 :5463〜5467)のジデオキシ−鎖終 結方法により決定する。配列データを、分子プログラムGel及びSEQのIn telliGenettcs 5uiteを用いて分析する。 ]、、RNA単離 全RNAを、↑urpen and Griffith(Biotechniq ues (1986) 4 : 11〜15)の方法に従って成長するゲノケイ ジ1種子から単離する。手短には、新鮮な凍結材料50gを、4Mのグアニジン チオシアネート及び2%サルコシル中で均質化する。透明な溶解物を5゜7Mの CsC1クツシジン上で層化し、そして50.000rpmで5.5時間、遠心 分離する。RNAベレットを、水に溶解し、フェノール及びクロロホルムにより 抽出し、そしてエタノールにより沈殿せしめる。得られたベレットが、水に再懸 濁され、そして全RNA画分を示す。ポリ(A)RNAを、Maniatisな ど、 (Molecular Cloning : A Laboratory  Manual(1982) Co1d Springs Harbor、 N e+s York)に従ってこの材料から単離する。 2.8 ・チオエステラーゼcDNAのPCI+第8表のペプチドからのタンパ ク質配列情報を用いて、変性オリゴヌクレオチド(SEQ ID No: 32 −33)を構成する。(第1図を参照のこと)。それらのオリゴヌクレオチドを 、ゲッケイジュ胚の全cDNAからのチオエステラーゼ配列を増幅するためにプ ライマーとして使用する(Leeなど、 5ctence (1988) 33 9 : 128134291) 、従って、ゲッケイジュ胚からのポリ(A)  IINAを、M−11LV逆転写酵素(BiiL。 Bethesda、 MD)により逆転写し、−重鎖cDNAを得る。このcD NAを、PCRにおけるチオエステラーゼ特異的オリゴヌクレオチドのために鋳 型として使用する。この反応を、次のサイクルプログラムのために設定された熱 サイクラ−を用いて、製造業者の指針に従って行なう:30回のサイクル;94 °Cで1分、65℃で1秒、65°Cから50’Cに2分の傾斜、及び74°C で2分。PCR反応を、アガロースゲル電気泳動により分析する。得られた80 0bpバンドに対応するDNAフラグメントをクローン化する。DNA配列分析 (SEo 10 NOS: 34−35及び第2図)は、実際、このDNAフラ グメントがいくつかの本発明のチオエステラーゼペプチドをコードすることを示 す。 3、チオエステラーゼcDNA? C1二Z図車里800bpのPCR生成され たDNAフラグメントを、3ZpによりラベルしくRandom Primed  DNA Labelling Kit+ Boehringer Mannh sill++Indianaopolis+ IN)、そして従来通りに創造さ れたcDNAライブラリーの約2億個のフラークをスクリーンするためにプロー ブとして使用する: (二本鎖のオリゴdT感作cDNAを、Gubler a nd Hoffman。 Gene (1983) 25 : 263〜269に従ってゲッケイジュ種子 のポリ(A)RNAから合成し; EcoRIリンカ−をその末端に連結し、そ して得られた材料を、バクテリオファージ発現ベクター、Laa+bda ZA P(Stra−tagene、 La Jolla、 CA)中にクローン化す る)。 最長のライブラリークローンは、本発明のPCR配列と112bρでオーバーラ ツプする(100%の配列がこの範囲でマツチする)、それは転写体の3′末端 にさらに拡張する。第2図を参照のこと。 aoobpのPCIIIフラグメントと最長のバクテリオファージクローンとを 共有する旧nd111部位で連結することによって(第2図、レーン(345) を参照のこと)、約1000のコード塩基対の可能性ある読み取り枠と整合する 1200bpの長さの隣接するDNAフラグメントを創造する。 完全なりローンを得るために、第2 cDNAライブラリーを、プラスミドクロ ーニングベクターpcGN1703におけるゲソケイジュボリ(A) +IIN Aから構成することができる。pcGN1703は、市販のベクターBlues criba H13−(Stratagene Cloning System s; San Diego。 CA)に由来し、そして次の通りに製造される。 Bluescribe H1 3−のポリリンカーを、BamHIによる消化、ヤエナリ(sung bean )エンドヌクレアーゼによる処理及びプラント末端連結により変え、BamHI −欠失プラスミド、pcGN1700を創造する。pc[;N1700をEco RI及び5stl(隣接する成分部位)により消化し、そしてBamHI、Ps tT。 Xba T 、Apa I及び5taa rのための制限部位ををする合成リン カ−1AATTの5′オーバーハング及びTCGAの3′オーバーハングにより アニールする。 pcGN1700へのそのリンカ−の挿入は、EcoR1部位 を排除し、Bluescribeに見出される5stl(また時々、”Sac  I”として本明細書において言及される)部位を再創造し、そしてリンカ−上に 含まれる新規の制限部位を付加する。得られたプラスミドpcGN1702を、 H4ncllllにより消化し、そしてフレノウ酵素によりプラント末端化し; 線状DNAをPνu[Iにより部分的に消化し、そして希釈溶液においてT4  DNAリガーゼにより連結する。欠失されたIacプロモーター6N域を有する 形質転換体を選択しくpcGN1703) 、そしてプラスミドクローニングベ クターとして使用する。 手短には、cDN八合へは次の通りである。プラスミドクローニングベクターを 、5stlにより消化し、そしてホモポリマーニー末端を、ターミナルデオキシ ヌクレオチジルトランスフェラーゼを用いてその得られた3′−オーバーハング 付着端上に生成する。末端処理されたプラスミドを、オリゴ(dA)−セルロー スクロマトグラフィーにより消化されていない又は末端処理されていないプラス ミドから分離する。得られたベクターは、そのベクタープラスミドのいづれかの 末端に共有結合されるcDNA第1鎖の合成のためのプライマーとして作用する 。 cDNA−g+RNA−ベクター複合体を、デオキシグアノシントリホスフ ェートの存在下でターミナルトランスフェラーゼにより処理し、cDNAtJj の末端がG−末端を生成する。BamHI部位に隣接する余分なcDNA −m RNA複合体をBataHI消化により除去し、1つの末端でBamHI付着端 及び他端でG−末端を有するcDNA−+1RNA−ベクター複合体を残す、こ の複合体を、5 ’ Bag)I I付着端、制限酵素Not I 、 Eco RI及び5strのための認識配列及び3’C−末端を存するアニールされた合 成環化リンカ−を用いて環化する。連結及び修復の後、その環状複合体を、E、 コリ株DH5cr (BRL+ Gaithers−burg、 MD)中に形 質転換し、cDNAライブラリーを生成する。プラスミドベクターpcGN17 03におけるゲンケイジュ胚のcDNAバンクは、約500塩基対の平均的なc DNA挿入体サイズを有する約1.5X10’個のクローンを含む。 ゲソケイジュのチオエステラーゼの完全な長さのcDNA、3A−17(pCG N3822)を、上記のようにして、stP −7ベルさレタ800bpO)P CR生成フラグメントによりスクリーンすることによってpcGN1703ライ ブラリーから単離した。 4、並旦■万 要約的には、約1200bpの隣接DNA配列が第2図に示される。これは、成 熱ゲッケイジュのチオエステラーゼのためのコードffI[の約80〜90%及 び翻訳停止及びボIJ(A)付加配列を含む200bρの3′未翻訳配列を含ん で成る。 配列決定された580bpのコード領域は、成熟タンパク質の合計コード読み取 り枠の約60%であることが推定される。この部分的配列は、翻訳される場合、 第8表から多くの配列(SEQ rD NOS: 1−25)(いくつかは第2 図に整合して示される)を含むポリペプチドをコードする。コードされていない ペプチドは、cDNAのまだ配列決定されていない領域に位置し、又は完全に異 なったタンパク質に由来する。ペプチド701 (SEQ III No: 1 4)のようないくつかの他のペプチドは、推定されるタンパク質配列とはわずか に異なる。第2回を参照のこと。これは、チオエステラーゼのため遺伝子群の存 在を示す。 cDNAライブラリースクリーンを通して得られる第2の580bpのDNAフ ラグメントはまた、遺伝子群の証拠も提供することができる。この配列は、上記 DNAレベルでクローンと約80%の配列同一性を示す(第3図)、上方列にお ける配列(SEQ 10 No: 35)は、上記クローンを示し、そして下方 列の配列(SEQ TD No: 36)は、第2の580bpのフラグメント を示す。アミノ酸レベルでは、より冗長性が見られる。 完全な長さのチオエステラーゼcDNA、3 A −17の配列(SEQ 10  NO+38)は、第4B図に示される。このクローンの翻訳された配列(SE [110No: 37)は、第4A図に示される。余分な“出発”メチオニンは 決定されていないが、しかし翻訳されたアミノ酸配列の位置1. 5及び13に 位置するメチオニンの1つである。 五巨−ヘニハナの、C−18を好むアシル−ACPチオエステラーゼcDNAの 単離 例14Bからの第9表のベニバナの34及び40K[+タンパク質バンドの臭化 シアンペプチド配列(SEQ 10 NO3: 2O−31)からの配列情報を 分析し、ベニバナのチオエステラーゼタンパク質のペプチド地図を得る。共通ア ミノ酸配列を有するペプチドの分子質量(505−PAGEにより評価されるよ うな)の比較を用いて、チオエステラーゼタンパク質におけるそれらのペプチド 間の順序及び距離を決定する。ゲッケイジュのチオエステラーゼのアミノ酸配列 に対するそれらのペプチドの相同性比較(第4B図)が、第5図に示されるペプ チド地図を確証する。ペプチド部位間の数字は、5828.5829.5830 及び5834ペプチド配列に対応する配列のためのチオエステラーゼcDNAに 基づいての評価された塩基対分離を示す。 PCHのための変性オリゴヌクレオチドブライマーは、ベニバナのチオエステラ ーゼペプチドフラグメント5828.3829.3830及び5834のアミノ 酸配列から構成される。8830由来のオリゴヌクレオチド混合物、830は、 前方プライマー(アンチセンス鎖に結合し、蕎してセンスチオエステラーゼDN Aの合成をプライムする)として使用され、そして5829オリゴヌクレオチド 混合物、829− I!?及び829−2Rは、鋳型としてベニバナの種子cD NA (下記cDNAライブラリーからの)を利用するPCI?反応において、 逆方向プライマー(センス鎖に結合し、そしてアンチセンスチオエステラーゼD NAの合成をプライムする)として使用される。 オリゴヌクレオチド混合物830は、ペプチド5830のアミノ酸5〜11をコ ードするすべての可能な配列を含み、但し、位置5でグリシンのために選択され たコドンはGGCであり、コドンACCは位置9でトレオニンのために選択され (イノシンと共にまた、その第3塩基で含まれる)、そして可能なコドンの初め のたった2つのヌクレオチドが、位置11でバリンのために含まれる。 583 0はまた、PCR生成物のクローニングを促進するためにNco 1部位をコー ドする5′末端で非チオエステラーゼ配列を含む。 オリゴヌクレオチド混合物829−IRは、ペプチド5829のアミノ酸1〜6 をコードする配列のすべての可能な補体を含み、但し、可能なコドンの初めのた った2つのヌクレオチドが位置6でアスパラギンのために含まれる。829−I Rはまた、臭化シアン消化において切断された位置でメチオニン残基が存在する ことが仮定され得るように、3′末端でメチオニンコドンのための補体を含む。 5829− IRはまた、Pct?生成物のクローニングを促進するためにH3 ndm部位をコードする、5′末端での非チオエステラーゼ配列を含む。 オリゴヌクレオチド混合物829−2Rは、ペプチド5829のアミノ酸19− 25をコードする配列のすべての可能な補体を含むが、但し、イノシン塩基は、 位置22でイソロイシンのためのコドンの第3位置に含まれ、コドン^CGが、 位置24でトレオニンのために選択され(イノシンはまた、第3塩基で含まれる )、そして可能なコドンの初めのたった2つのヌクレオチドが、位置25でヒス チジンのために含まれる。 829−2Rはまた、PC1i生成物のクローニン グを促進するために旧ndl!1部位をコードする、5′末端で非−チオエステ ラーゼ配列末端でBam81部位配列を有する前方プライマーである)のアミノ 酸1.0−1.6、ペプチド834 (834は5′末端でXba 1部位配列 を有する前方プライマーである)のアミノ酸12−18、及び5834 (83 4Rは5′末端で5ai1部位配列を有する逆方向プライマーである)のアミノ 酸8−14から構成する。 PC)1反応を、製造業者の規格に従って、Taqポリメラーゼ及びON^熱サ イクラ−(Perkin/El@er Cetus)を用いて行なう。サイクル ツバラメ−ターは、チオエステラーゼPCR生成物の最大収率を提供するために 変えられ得る。 PCR生成物が、ゲル電気泳動により分析され、そして予測される〜800bp バンドが観察される。 5834及び582gに由来するオリゴヌクレオチドが 、鋳型として583015829 Pct?生成物を用いての追加のPct?に より、又は583015829 PCR生成物のサザンハイブリダイゼーシゴン により、バンドがチオエステラーゼDNAを示すことを確証するために使用され る。〜800bpの生成物のDNA配列が、そのフラグメントがベニバナのチオ エステラーゼタンパク質の一部をコードすることを確証するために決定される。 〜800bpのチオエステラーゼフラグメントを、3Zpによりラベルし、そし てプラスミドクローニングベクター、PCGN1703に構成されるベニバナc DNAライブラリーをスクリーンするためにプローブとして使用する。 cDN Aライブラリーを、Goldbergなと、(DevelopmentalBi ol、 (1981) 83 : 201〜217)により改良されたようなJ ackson andLarkins (Plant Phystol、(19 76) 57 : 5〜10)により初めに記載された方法により、開花後14 〜17日目で収穫されたベニバナ胚から単離されたポリ(A) +RNAから構 成する。 ポリアデニル化されたRNAを、例14. C,3に記載されるようにして、プ ラスミドクローニングベクターpcGN1703においてcDNAライブラリー を構成するために使用する。この態様で得られるベニバナ胚のcDNAバンクは 、約1000塩基対の平均的なcDNA挿入体サイズを有する約3〜5X10’ 個のクローンを含む。 flL18−E、 コリにおける、中ぐらいの鎖を好むアシル−ACPチオエス テラーゼの発現 この例においては、E、コリにおけるゲンケイジュのチオエステラーゼタンパク 質の発現が記載される。 1j14に記載される切断されたゲッケイジュのcDNA (1200bp)は 、E、コリ宿主細胞において30にDタンパク質として発現され、そしてそのc DNAフラグメントが、高められたC12アシル−ACPチオエステラーゼ活性 をその形質転換体上に付与することを示すデータが提供される。 pET38ベクター(Rosenberg、など、 、Gene (1987)  50 : 125〜135)が、この研究のために、E、 コリ株BL21( PE3)(Studier and Moffat。 J、Mo1.8io1.(1986)189: 113〜130)宿主に使用さ れる。そのpET3aベクターは、プロモーター及びバクテリオファージT7の 33bpの5′読み取り枠を含む。T7ボリメラーゼは、E、コリBL21 ( PE3)株に見出されるイソプロピル−b−D−チオザフクトビラノシド(IP TG)−誘発性1ac UV5プロモーターの調節的制御下にある。従って、p ET3aにより形質転換されたE、コリBL21(PE3) ヘのrPTGの付 加により、T7プロモーターが活性化されるであろう。 BamHr / EcoRIフラグメントの欠失及びチオエステラーゼ配列の置 換により読み取り枠を整合して融合された第2図の切断されたcDNAを含む構 造体を調製する。E、コリを、対照としてチオエステラーゼ(pET3a −T HIO)及び変性されていないpET3aを含むpET3a構造体により形質転 換する。E、コリを37°Cで、液体培地において増殖し、そして発現を、1m MのIPTGの添加により誘発する。1時間の誘発の後、細胞を遠心分離により 収穫し、アッセイ緩衝液に再懸濁し、そして高波処理により溶解する。細胞残骸 を追加の遠心分離により除去し、そしてその上清液を、例1におけるように活性 アッセイに使用する。 1迎1 pET3a 8 : O−ACP 3701.0 : O−ACP 787 12 ; 0−ACP 1028 14 : O−ACP 1271 16 : 0−ACP 284B 18 : 1−ACP 2877 pET3a−THIO8: 0−ACP 34910 : 0−ACP 621 12 : 0−ACP 2127 14 : 0−ACP 1035 # 16 : O−ACP 1900 、 18 : 1−ACP 2025 その結果は、対照E、コリの溶解物が、試験されたすべてのアシル−ACP基質 に対して加水分解活性及び長鎖の基質のための選択性を含むことを示す、pET 3a THIO結果と対照とを比較すれば、基質選択性のパターンは異なること が明らかである。形質転換溶解物は、対照溶解物に比べて、他の基質に関して1 2 : 0−ACPのひじょうに高められた活性を示す。これは、高められた1 2 : 0−ACP活性は、このcDNAフラグメントが、E、コリ細胞におい て活性酵素を生成するために十分のゲッケイジュ12 : 0−ACPチオエス テラーゼ遺伝子を含むことを示す。 さらに、完全な成熟ゲッケイジュチオエステラーゼタンパク質が、E、コリ細胞 においてlac融合として発現される0例14に記載される、pCGN3822 の十分な長さのゲッケイジュチオエステラーゼcDNAの配列分析は、塩基39 4でのXba 1部位を示す、このXba I部位での消化は、アミノ酸位置7 2でロイシンを示すコドンのすぐ5′側のコード領域を切断する。このロイシン は、例14Aに記載されるようにアミノ末端残基のための候補体として同定され た。 pCGN3822 cDNAの約1200bpフラグメントは、上記のようにし て、仮定された成熟タンパク質開始部位で切断するχbaIによる消化により、 そのcDNAの3′末端を端に有するベクター配列に生成される。 Xba Iフラグメントは、Bluescribe M13 (+/ )(また PBS + / −と呼ばれる)クローニングベクター(Stratagene  ; San Diego、 CA)の−(マイナス)部のXba I消化物上 にクローンされる。チオエステラーゼ遺伝子クローンを、成熟タンパク質がBl usscribeベクターのIac Z遺伝子の部分と読み取り枠を整合して存 在し、そしてIacプロモーターの制御下に存在するように挿入する。 得られた構造体pCGN3823及び反対の配向に挿入されたゲッケイジュチオ エステラーゼを有する対照のBluescribe構造体を、E、コリ中に形質 転換する。E、コリ細胞を、37゛Cで液体培地中で増殖し、そしてIacプロ モーターからの発現を、0.1wMのrPTGの最終濃度にrPTGの添加によ り誘発する。1時間の誘発の後、細胞を収穫し、溶解し、そして切断されたゲッ ケイジュチオエステラーゼについて上記のようにしてアンセイする。 員旦麦 pCGN3823 1/4000 8 : O−ACP 010:0−ACP  O 〃12 : O−ACP 1840 14 : O−ACP 116 16 : O−ACP 20 ta:1−ttcp 5 対照 1/4000 8 : 0−ACP O、、lQ:Q−ACP 0 、 12:0−ACP O s 14:Q−ACP O # # 16:0−ACP 13 18:1−ACP 6 その結果は、仮定された成熟ゲッケイジュチオエステラーゼ酵素を発現するE、 コリ細胞からの溶解物が、種々の長さの炭素鎖の他のACP基質に対してよりも 12 : 0−ACP基質に対して有意に高い活性を有することを示す。さらに 、この活性は、切断されたゲノケイジュチオエステラーゼを発現するE、コリ細 胞の溶解物における活性よりも2倍高い。E、コリ細胞におけるゲッケイジュチ オエステラーゼタンパク質の発現がそれらの細胞の脂肪酸組成に対して効果を有 するかどうかを決定するための研究を行なう。初期研究は、ゲッケイジュチオエ ステラーゼを含むE、コリ細胞の脂肪酸組成物における実質的を変化を同定する のに失敗した。 例2に記載されるように成長する種子から精製されたゲ・7ケイジユチオエステ ラーゼ酵素の基質分析をまた行なう。結果は、下記第12表に示される。 第二0 8:0−ACP O to:o−Acp O 12: O−ACP 1261 14 : 0−ACP 69 16 : 0−ACP 1.2 Ill! : l −ACP 432 E、コリ抽出物における及び成長するゲッケイジュ種子から精製されたチオエス テラーゼの基質分析の結果の比較は、それらの2種の源からの酵素の活性プロフ ィールがC8,10,12,14及び16 ACP基質による活性と実質的に同 一であることを示す。胚から精製された酵素は、E、コリに発現されるチオエス テラーゼよりもC18:1M&質に関してわずかに活性的であるが、この差異は 、中ぐらいの鎖のチオエステラーゼタンパク質調製物から完全に除去されない長 鎖のゲノケイジュチオエステラーゼの活性によると思われる。 引1−植物チオニステラーゼによる形質転換A、ファセオリン、ナビン、CaM V35S及びBce 4プロモーター領域を利用する、植物細胞におけるゲッケ イジュチオエステラーゼの発現のための構造体を、次のようにして調製する。 スエ±−オ」−47夛オニステ之二護 3A−1,7の!、45kbフラグメントを、Ba1l及び5ailによる消化 により得る。Ba11部位は、cDNA挿入体の位置149に位置し、そしてS at1部位は、cDNA挿入体の3′側に位置するポリリンカーに存在する。従 って、このフラグメントは、完全なチオエステラーゼコード領域及び完全なcD NA 3 ’ 領域、たとえば塩基1447〜1452に位置するポリアデニル 化シグナル、AAATAAを含み、そしてまた、cDNAのすぐ3′側に位置す る制限消化部位Kpn I 、5tsa I 、χbal及び5ailを含む。 β−ファセオリン5′非コード領域の850bp Bgl Ifフラグメントを 、p8.8pro (Hoffmanなど、 (1987) EMBOJ、 6  : 3213〜3221)から得、そしてBa5Hr部位でpLIc9 (V ieira and Messing、前記)中にクローンし、pTV796を 得る。 pTV796におけるファセオリンフラグメンートは、pjcqの5I la■部位がファセオリンプロモーターの3′側に位置するように配向される。 〜asobpのフラグメントを、Hindlll及びSma IによるpTV7 96の消化により生成し、そしてゲル精製する。 ファセオリンプロモーター(Hind m / Stma I )及びチオエス テラーゼコード領域(Bgl II / Sat I )を、Hfnd I[[ 及び5altにより消化されたBluescript (Stratagene )クローニングベクター中に3段階連結により連結する。得られたプラスミドは 、5 ’ Bawl 1部位及び3’Kpr+1部位を含む、種々の制限部位を 端に有する旧ndl[[/5alIフラグメント上にファセオリンプロモーター /チオエステラーゼ構造体を含む、追加の植物の3′非コード領域は、チオエス テラーゼフラグメントがボリアデニ化シグナルを含む場合、供給されない。ファ セオリンプロモーター/チオエステラーゼフラグメントを、Ban+HI及びK pn Iによる消化又はXba Iによる部分的消化により得、そして植物形質 転換のために、適切な二元ベクター、たとえばpcGN1557又はpCGN1 57B(McBride and Summerfelt+ (1990) P lantMol、Biol、 14 : 269〜276)中に連結する。 35S チオエステラーゼ/IIas 約1200blpを含み、そして完全なコード領域を含むチオエステラーゼcD NA 3A−17のBat I / Pst Tフラグメントを、その1200 b、フラプラントの制限酵素Ba1l及びPstlによる部分的消化及びゲル精 製により得る。そのフラグメントを、PstI及びBa5HIにより消化された プラスミドクローニングベクター、たとえばBluescriptヘクター(S tratagene Cloning Systems i La Jolla + CA)中に連結し、そしてBawl(1部位を、DNAポリメラーゼIのフ レノウフラグメントを用いてフィルインする。この工程において、Bam81部 位は、チオエステラーゼcDNAのBa11部位への連結により回復される。 得られたプラスミドを、BamHI及び[!coRIにより部分的に消化し、約 1200bpのチオエステラーゼフラグメントを得る0次に、このフラグメント を、カリフラワーモザイク(CaMV) 35 S遺伝子(8aIIH1部位の すぐ5′側)からの約0.94kbの5′非コ一ド配列、アグロバクテリウム  ツメファシェンス(Agrobaeteriu+w tuwefaciens) マノビンシンターゼ(Ilas)遺伝子(EcoR1部位のすぐ3′側)からの 約0.77kbの3′非コ一ド配列、及びρυC19(Newεngland  BioLabs。 Beverly、 MA)主鎖を含む約4.4kbのBam[I I / Ec oRI DNAフラグメント中にクローンする。Baa)l T /EcoFj  I DNAフラグメントを、大きな方のプラスミドベクターの部分消化及び所 望する4、4kbのフラグメントのゲル精製により得る。3555’領域は、C M1841株(Cardnet。 など、 (1984) Nucl、Ac1ds Res、 9:2871〜28 87)の塩基6492〜7433からであり、これは、転写開始部位に関して約 −640〜約+2である。端as3’非コード領域は、オクトビンTiプラスミ ドpTiA6の塩基19,239〜18,474からである(番号は、Bark erなと、 (Plant Mo1.−Bio!、(1983) 2 : 33 5〜350)により報告されているように、ひしように関連するpTi1595 5の番号に対応する)。 得られた35S/チオエステラーゼ/ll1aSプラスミドを、フランキングB gl■部位で消化し、そしてBamHI消化された二元ベクター、たとえばpc GN1557又はpcGN1578 (McBride and Summer 4elt+ 前記)中にクローンする。 Bce 4 チオエステラーゼ !、45kbのチオエステラーゼcDNA Bal I / Sat Iフラグ メントを、上記のようにして調製する。初期の種子の成長において好ましい発現 を提供するBce 4発現カセット、pcGN1870は、継続出願のアメリカ 特許出願第07/494,722号に記載される。 3′末端がace 4開始コドンのすぐ5′側に存在するBce 4の5′非コ ード領域の約1kbフラグメントを、Xba I及びXho IによるpCGN 1870の消化及び得られたlkbのフラグメントのゲル精製により得る。 Bee 4プロモーター(Xba I / Xho I )及びチオエステラー ゼコード領域(Bal I / Sal)を、χbal及び5allにより消化 されたBluescribe (Stratagene)クローニングベクター 中に、三段階連結により連結する。得られたプラスミドは、種々の制限部位、た とえば5 ’ BamH1部位及び3’KpnI部位を端に有するXba I  / Sat 1フラグメント上に1ice 4プロモ一ター/チオエステラーゼ 構造体を含む。追加の植物3′非コード領域は、チオエステラーゼフラグメント がポリアデニル化シグナルを含むので供給されない。Bee 4プロモーター/ チオエステラーゼフラグメントを、BamHIによる消化及びにpnl(又は同 じ認識配列を有するAsp718)による部分的消化により、又はXba Iに よる部分的消化により得、そして植物形質転換のために、適切な二元ベクター、 たとえばpcGN1557又はpcGN1578(McBride and S ummerfelt、前記)中に連結する。 ビン チオエステーゼ ビン ナビン発現力セント、pcGN1808は、継続出願アメリカ特許第07155 0 、804号(これは引用により本明細書に組込まれる)に記載される。 p cGN1808を、耐抗生物質マーカーではなく発現配列のみの二元ベクター・ たとえばpcGN1551 (McBride and Sutmerfelt 、前記)への移動を可能にするためにフランキング制限部位を含むように変性す る。 Kpnl 、Not I及び旧ndl[[制限部位を含む合成オリゴヌク レオチドをアニールし、そしてたった1つの)ltnd1部位が回収されるよう に、pcGN1808のユニークHindl11部位で連結する。得られたプラ スミドpcGN3200は、配列分析により確証されるように、ナビン3′−調 節配列の3′末端でユニーク旧ndlll、Notl及びKpn l制限部位を 含む。 ナビン発現カセットの大部分を、Hind[lI及びSac Iによる消化及び Hlnd m及びSac I消化されたplc19R(Marsh、など、 ( 1984) Gene32:431〜485)への連結によりpcGN3200 からサブクローンし、pcGN3212を製造する。ナビンプロモーター領域の 末端5′−配列を、鋳型としてpcGN3200及びSac 1部位を末端に有 する2つのプライマー並びにpcG81808構成体からのpcGN3200の pt+c主鎖を用いて、Pct?により再構成する。前方プライマーは、C1a  I 、旧ndI[I、Notl及びXpn l制限部位並びにナビン5′−配 列のヌクレオチド408−423(EcoRV部位からの)を含み、そして逆方 向プライマーは、5′−プロモーターにユニークSac 1部位を含むナビン配 列718−739に対する補体を含む。PCRを、製造業者の規格に従って、P erkinE1mer/Cetus熱サイクラ−を用いて行なった。 PCRフ ラグメントを、Hinc Uにより消化されたp[Jc8(Vieira an d Messing (1982) Gene 19:259〜268)中にプ ラント−末端化されたフラグメントとしてサブクローンし、pcGN3217を 得る。ナビン挿入体と交差してのpcGN3217の配列決定は、不適切なヌク レオチドがPC)lにより導入されなかったことを確証する。 pcGN321 7におけるナビン5−配列を、C1a I及びSac Iによる消化及びC1a  I及びSac Iにより消化されたpcGN3212への連結によりナピン発 現カセットの残りに連結する。得られた発現カセットpcGN3221を、旧n dl[[により消化し、そしてナビン発現配列をゲル精製し、そしてHindl Uにより消化されたprc20H(Marsh、前記)に連結する。最終発現カ セットは、pcGN1808に見出されるように、実質的に同一の1.725ナ ピン5′及び1.2653’調節配列を、耐アンピシリンバックグラウンドに含 む、pCGN3223である。調節領域は、旧ndl[[、Notl及びKpn  l制限部位を端に有し、そしてユニーク5ail、Bglll、Pstl及び Xho Iクローニング部位は、5′及び3′非コード領域間に位置する。 上記1200bpのBal l / Pst IチオエステラーゼcDNAフラ グメントを、5ailにより消化されたナビン発現カセットpCGN3223中 にクローンし、そしてSal 1部位をDNAポリメラーゼIのフレノウフラグ メントを用いてフィルインし、続いてPstlにより消化する。 Sal1部位を、この連結により再構成する。 これらの操作により生成されたナビン/チオエステラーゼ/ナピンプラスミドを Baa+HIにより消化し、そしてKpn Iにより部分的に消化し、約3.3 kbのフラグメントを生成する。このフラグメントは、〜1.7kbのナビン5 ′非コード配列、〜1200bpのBal I / Pst Iチオエステラー ゼcDNAフラグメント及び〜0.33kbの3′ナビン非コード領域を含み、 ナビン3′の1.265kbの残りは、この領域におけるBamHI部位により 欠失された。〜3.3kbのフラグメントを、植物形質転換のために、Kpn  I / BamHI消化pcGN1557又はpcGN1578(McBrid e and Summerfelt+前記)に連結する。 B8種々の方法が、表現型変化をもたらす配列の転写又は転写及び翻訳を得るた めに、宿主のゲノム中に、対象のIJNA配列を挿入するために開発されて来た 。 ブラシカ (Brassica)のノ −ブラシカ ナバスcv、ウェスター( Brassica napus cv、 Westar)の種子を、95%エタ ノールに2分間含浸し、表面を小満のTween 20を含む1.0%次亜塩素 酸ナトリウム溶液で45分間、殺菌し、そして滅菌されたN留水により3度すす ぐ0次に種子を、ピリオドキシン(50μs/jり 、ニコチン酸(50gg/ jり 、グリシン(200μg/l)及び036%Phytagar (Gib co) pH5,8により補充されたMura−shige最少有機培地(Gt bco; Grand l5land、 NY)の1/10濃度を有するMag entaボックスにプレートする0種子を、約65μのアインシュタイン/mt  ・秒(μEw−”S−’)の強さの冷螢光及び赤光による16時間の光期間に おいて22°CでPercivalチャンバー中で発芽せしめる。 胚軸を、5〜7日目の苗から切り出し、約4mmの長さの断片に切断し、そして 培養プレート上にプレートする(Horschなど、 、5ci−ence(1 985) 227 : 1229〜1231) 、培養プレートを、約301d のUS塩基材(Caroltna Biological、 Burljngt on、 NC)、100mg/lのイノシトール、1.3tag/lのチアミン −)1c42.3%スクロースを含む200BのKH,PO4,2,4−D(1 ,0mg#り、 0.6%W/VのPhytagarを含むペトリ皿(1,00 X 25mm)上に1.0111のタバコ懸濁培養物をプレートすることによっ て、使用の1日前に調製し、オートクレーブする前、pHを5.8に1i節する (MS O/ 1 /、0培地)、無菌フィルター紙ディスコ(Whatman  3 Ilm)を、使用の前、培養層の上部に置く。タバコ懸濁培養物を、2.  4 D(0,2mg/f) 、Kinetin (0,1a+g/ff1)を 含む培養プレートについて記載されているようにして、100−の新鮮なMS培 地に】0−の培養物を移すことによって毎週、継代培養する。 培養細胞が使用されない実験においては、胚軸外植物を切断し、そして11so /I10培地の上部のフィルター紙ディスコ上に置く。 すべての胚軸外植物を、30uE+++−”S−’〜65μEM−”S−’の強 さの連続光を伴って、22°Cで24時間、培養プレート上でプレインキュベ− 1・する。 二元プラスミドを含むA、ツメファシェンス株EHAIOLの単一のコロニーを 、5iのMG/Lブイヨンに移し、そして30℃で一晩増殖する。胚軸外植物を 、1×10″個の細菌/dに希釈された細菌を有する7〜12dのMG/Lブイ ヨンに含浸し、そして10〜25分後、培養プレート上に置く。II!、当たり MG/Lブイヨンは、5gのマンニトール、1gのし一グルタミン酸又は1.1 5gのグルタミン酸ナトリウム、0.25gのにIl、PO,、0,10gのN aC1,0,10gのMGSO4−711,0,1mgのビオチン、5gのトリ プトン及び2.5gの酵母抽出物を含み、そしてブイヨンをpH7,0に調節す る。アグロバクテリウムとの48時間の同時インキュベーションの後、胚軸外植 物を、フィルター殺菌されたカルベニシリン(500mg/ j!、オートクレ ーブの後に添加される)及びカナマイシンスルフニー ト(Boehringe r MannheimHIndianapo−1is、 IN)を25mg/j !の濃度で含むB50/I10力ルス誘発培地に移す。 65dEM−”S−’の連続光での3〜7日の培養の後、カルス組織が、切断表 面上に見えるようになり、そして胚軸外植物を、芽誘発培地、B5BZ (3m g/i!(Dヘンジ)L/7ミノプリン、l@g/fのゼアチン、1%のスクロ ース、0.6%のPhytagarにより補充されたB5塩及びビタミン、5. 8のpHに+11節されている)に移す。この培地はまた、カルベニシリン(5 00mg/ l )及びカナマイシンスルフェート(25mg/I!、)を含む 。胚軸外植物を、新鮮な芽誘発培地上で2週ごとに継代培養する。 芽を、1〜3力月後、胚軸カルスから再生する。少なくとも1cmの高さの緑色 の芽を、そのカルスから切除し、そしてB5塩及びビタミン、1%スクロース、 カルベニシリン(300mg/ l) 、カナマイシンスルフェート (50n +g/ i!、)及び0.6%−/VのPhytagarを含む培地上に置く、 2〜4遇後、緑色のまま存続する芽を底部で切断し、そして根誘発培地(B5塩 及びビタミン、1%スクロース、2 mg/2のインドール酪酸、50tag/ lのカナマイシンスルフェート及び0.6%Phytagar)を含むMage n taボックスに移す。緑色の根を付けた芽を、チオエステラーゼ活性につい て試験する。 ビーナンツの7 転 対象のDNA配列を、少なくともプロモーター領域、対象の遺伝子及び終結領域 を含んで成る発現力セントとして、ヨー口・ンノで特許出願第332855号及 び継続出III USSN 07/225,332(1988年7月27日に出 願された)に記載されるような粒子面1! (particle bombar dment)により植物ゲノム中に導入することができる。 手短に言及すれば、0.5dM〜3μMの範囲の大きさのタングステン又は全粒 子を、発現カセットのDNAにより被覆する。このDNAは、水性混合物又は乾 燥DNA/粒子沈殿物の形で存在することができる。 衝撃のための標的として使用される組織は、胚軸外植物、芽分製組織、未熟小葉 又は弱からのものであり得る。 DNA被覆された粒子による&lI織の衝撃を、Biotistics”粒子ガ ン(Dupont ; Wi1mington+ DE)を用いて行なう。粒子 を、銃砲口から1〜14cmの範囲の目に見える距離で銃砲に配置する。衝撃を 与えられる組織を、停止プレートの下に配置し;試験を20cmまでの距離で組 織に対して行なう。発砲の瞬間で、組織を、ナイロンネ7)又は10gM〜30 0μMの範囲のメツシュと六イロンネ・ントとの組合せにより保護する。 衝撃の後、植物を、Atreyaなど7、 (Plant 5cience L etters(1,984) 34: 379〜383)の方法に従って再生す ることができる。手短に言及すれば、胚軸組織又は胚軸セグメントを、MS培地 (Murashigeand Skoog、 Physio、PIant、(1 962) +5: 473)(胚軸セグメントのためには門S+ 2.OB/  lの6−ヘンシルアデニン(BA))上に置き、そして25±2℃で1週間、暗 室でインキュベートし、そして続いて、連続した白色の冷螢光(6,8W/m” )に移す、培養の10日日日、苗を、無菌土壌を含むポットに移し、そして3〜 5日目、日陰に保持し、そして最後に、温室に移す。 推定上のトランスジェニック芽は根を付ける。植物ゲノム中への外来性[INA の組込みは、当業者に良く知られている種々の方法により確かめられ得る。 ■旦−他の植物チオエステラーゼの獲得ゲンケイジュのチオエステラーゼについ ての配列(アミノ酸及びDNA)を得たようにして、他の植物源からの類似する 遺伝子を容易に単離することができる。この例においては、2種の方法が他のチ オエステラーゼ遺伝子を単離するために記載されているコ(A)ゲノケイジェの チオエステラーゼ遺伝子からの配列又はペプチド配列情報を用いてのDNAハイ ブリダイゼーション技法及び(B)プローブとしてゲッケイジュタンパク質に対 する抗体゛を用いて免疫学的交差反応性技法。 これらのいづれかの技法においては、所望する植物からのcDNA又はゲノムラ イブラリーが必要とされる。 cDNA又はゲノムライブラリーを構成するため の多くの方法が、Mania’s、など、 (M(+lecularC1oni ng: A Laboratory Manual、第2版(1989) Co 1d Spring l′Iar−bor Laboratory+ Co1d  Spring Harbor、 New York)のチャプター8及び9に 提供されている。例14に記載される方法はまた、cDNAライブラリーの構成 のためにも使用され得る。 A、他の植物チオエステラーゼ遺伝子を単離するためにDNAハイブリダイゼー ションに使用するためのプローブは、供給されるゲッケイジェのチオエステラー ゼ遺伝子配列から又は他方、供給されるゲノケイジュのチオエステラーゼペプチ ド配列を用いてのPCHにより得られる。 この例においては、8oobpのPCR生成[INAフラグメントがプローブと して使用される。所望する植物種からの胚RN^のノザン分析を、適切なハイブ リダイゼーション条件を決定するために行なう。RNAを、例14.0に記載さ れるようにして胚から単離し、ホルムアルデヒド/アガロースゲル下で電気泳動 し、そしてFouroey+ など。 (Focus (1988) Bethesda Re5earch Labo ratories/Life Technolo−gies+ Inc、+ 1 0: 5〜7)により記載されるようにナイロン膜フィルターに移す。jrp− ラベルされたプローブ<Random Primed DNAラベリングキント 、Boehringer Mannheis; Indianapolis、  IN)を、50%ホルムアミド、6xsscc又は6 X5SPE) 、5 X Denhardt試薬、0.5%SDS、及びlOOμg/−の変性サケ精子D NAフラグメントを含むハイブリダイゼーション溶液に添加する。 ラベルされたプローブを含むハイブリダイゼーション溶液を、相同(50〜80 %)配列へのプローブのハイブリダイゼーションを可能にするために約40°C で18時間又はそれ以上の間、ノザンフィルターと共にインキュベートする。次 に、フィルターを、低い緊縮下(約1xsscにおいて室温〜42°C)、洗浄 する。 ハイブリダイゼーション及び洗浄温度を、Be I tz 、など、 (Met hodsin Enzymology (1983) 100 : 266〜2 85)に記載されるようにしてプローブの評価された溶融温度に基づいて調節す ることができる。追加の試験においては、温度は、ハイブリダイゼーション又は 洗浄段階のいづれかにおいて高められ、そして/又は塩含有率は、特定のハイブ リダイズする配列の検出を改良するために低められる。 有用なプローブ及び適切なハイブリダイゼーション及び洗浄条件が上記のように して同定された後、cDNAライブラリーを、3Zpラベルされたフラグメント 及び最適化された条件を用いてスクリーンする。 たとえば、樟脳(シナモマム カンホラ(Cinna@omum caa+ph ora))のチオエステラーゼクローンを、ゲッケイジュ及びベニバナのチオエ ステラーゼクローンからの核酸及びアミノ酸配列情報を用いて単離する。成長す る樟脳胚から単離されたRNAに対するゲッケイジュのチオエステラーゼcrJ NAクローンの相同性を、次のようにしてノザン分析により観察する。全RNA を、Carrent Protocols、 Mo!ecularBtolog y、ページ4.3.1〜4.3.4 (Ausubelなど、 、(1,987 ) ;John Wiley & 5ons)に記載されているS[lS/フェ ノール抽出法の適用により、生長する樟脳胚1gから単離する。この抽出のため の粉砕緩衝液は、100mMのLiC42、100mMのトリス、p19,1h MのEDTA。 1%SO8及び0.5%のβ−メルカプトエタノールを含む、1gの胚からの抽 出のためには、pH8に平衡化された、10aiの粉砕緩衝液+3dのフェノー ルを、粉末化された胚に添加する。均質化段階は、公開されている方法に記載さ れているように、ポリトロンの代わりに乳鉢で行なわれ、そして均質化に続く加 熱段階は排除される。遠心分離、サンプルのフェノール/クロロホルム抽出及び RNAのLifJ!沈殿は、記載される通りである。 全RNA (10〜20μg)を、ホルムアルデヒド/アガロースゲルにおいて 電気泳動し、そしてFourneyなど、(前記)により記載されるようにして ナイロン膜フィルターに移す。ノザンフィルターのハイブリダイゼーションのた めのプローブを、pCGN3822の5all消化物、すなわち十分な長さのゲ ッケイジュチオエステラーゼcDNAから、ベニバナチオエステラーゼcDNA 配列に対するオリゴヌクレオチドを用いてのPCRにより調製し、約1300b pのフラグメントを生成する。前方プライマーは、ベニバナのチオエステラーゼ 遺伝子配列のヌクレオチド212〜218(配列番号3日)を含み、そして逆方 向プライマーは、そのcDNA配列のヌクレオチド1510〜1526に対する 補体である。そのフラグメントを、Prep−^−Gene DNA精製キット (BioRad ; Rtch曽ond。 CA)を用いてゲル精製し、そしてBoehringer FIannheim  (Indianapo−1is、 IN)のランダムブライミングラベルキッ トを用いて放射性ラベルする。ノザンフィルターを、50%ホルムアミド、5  X5SC,50mMのリン酸ナトリウム(pH7) 、5 X(lenhard t溶液、0.1%S05. 5−HのEDTA及び0.1mg/dの変性DNA 溶液において、30℃で一晩ハイブリダイズする。フィルターを、o、1xss c、 o、i%SDS溶液により2度洗浄する(それぞれの洗浄は15分である )、ハイブリダイズされたフィルターのオートラジオグラフィーは、樟脳胚サン プルにおいて約1300bpのRNAバンドに対して強いハイブリダイゼーシシ ンシグナルを示す、このバンドは、ゲッケイジュのチオエステラーゼ@RNAと ほぼ同じ大きさである。 樟脳チオエステラーゼ遺伝子のフラグメントを得るために、PCRを、ゲッケイ ジュ及びベニバナのチオエステラーゼ間に観察されるペプチドに対するオリゴヌ クレオチドを用いて行なう。前方プライマー(828−1−2800)は、ゲッ ケイジュチオエステラーゼタンパク質のアミノ酸101−107 (配列番号3 7)及びベニハナチオエステラーゼベブチド5828のアミノ酸16−22 ( 配列番号26)のためのすべての可能なコード配列の混合物である。これらのア ミノ酸配列は、5828の位置18での未知のアミノ酸がセリンであることを仮 定する場合、同一である。プライマー(28bp)は、イノシン(I)又はシト シン(C)が、塩基がA、 G、 T又はCのいづれかである場合に導入される ように構成される。最終アミノ酸の未知の第3塩基、すなわちグリシンが、オリ ゴヌクレオチド配列中に導入され、そして配列CTGGATCCが、Ba■H1 制限部位を含むように5′末端で付加される。 逆方向プライマー(829−2a −2798)は、ゲンケイジュチオエステラ ーゼタンパク質のアミノ酸271−276(配列番号37)及びベニハナチオエ ステラーゼペプチド5829のアミノ酸1−6(配列番号27)のためのコード 配列に対するすべての可能な補体の混合物である。これらの6個のアミノ酸ペプ チド領域は、それらの第2アミノ酸においてのみ異なり(この残基は、ゲッケイ ジュにおいてグルタミンとして及びベニバナペプチドにおいてリジンとして同定 される)、そして両アミノ酸コドンは、オリゴヌクレオチド混合物において示さ れる。逆方向プライマー(20bp)は、塩基がA、G、T又はCである場合、 ■又はCを組込み、そして配列GCCTCGAGが、Kho I 制限部位を付 加するために、5′末端で付加される。 ポリメラーゼ鎖反応を、鋳型として、逆転写された樟脳RNAを用いて行なう。 その反応は、次のサイクルでプログラムされたBiosy−cler 0ven (Bias Carp、 ; New Haven+ CT)において行なわれ る28295°Cで2分間、 P:95°Cで15秒間、1秒後、65℃に低下 、 1秒後、65°Cに低下、65℃で1秒間保持、 65°Cで1秒間保持、 2分後、45°Cに低下、 2分後、55°Cに低下、45°Cで30秒間保持 、 55°Cで15秒間保持、1秒後、72°Cに上げ、 1秒後、72°Cに 上げ、72℃で30秒間保持、 72°Cで15秒間保持、1秒後、95℃に上 げる。 1秒後、95°Cに上げる。 サイクルNを行ない、そして6回くり返し、この後、サイクルPを行ない、そし て37回くり返す。 約500〜600bpのバンドを、PCR生成物のアガロースゲル電気泳動によ り同定する。これは、ゲッケイジュのチオエステラーゼ配列におけるペプチド間 の距離の分析から予測されるおおよそのフラグメントの大きさである。Pct? フラグメントを、適切なりローニングベクター中にサブクローンし、そしてその DNA配列を、チオエステラーゼ配列を確かめるために決定する0次に、そのフ ラグメントを用いて、樟脳cDNA又はゲノムライブラリーをスクリーンし、樟 脳チオエステラーゼクローンを単離する。 B、免疫学的スクリーニングのために、ゲノケイジュチオエステラーゼに対する 抗体を、ゲッケイジュから精製されたチオエステラーゼタンパク質又は例16に 記載されるようにE、コリに発現される切断されたチオエステラーゼタンパク質 によりウサギ又はマウスを注射することによって調製する。 関連タンパク質をコードする遺伝子を、Maniatts、 など、(前記)の チャプター12に記載されるようにして、発現ベクターλgtllに移行された 対象の植物からcDNAライブラリーをスクリーンすることによって単離する。 次に、そのライブラリーをプレートし、クローンされた遺伝子からのタンパク質 を生成するために誘発し、そしてスクリーンのために固定するために膜上に移す 。チオエステラーゼ抗体を、関連するタンパク質への抗体の結合を可能にするた めに固定されたタンパク質を含むフィルターに供給する。チオエステラーゼタン パク質をコードするクローンを、0berfelder (Focus (19 89)BRL/Ltfe Technologies+ Inc、 11 :  1〜5 )により記載されるようにして、アルカリホスフェートを用いての第2 抗体/酵素接合体システムを用いて、ニトロセルロースフィルター上での抗体/ タンパク質複合体の検出により同定する。 光−捉: DNAハイブリダイゼーション又は免疫学的スクリーニング技法を用いて同定さ れるクローンを、次に精製し、そしてDNAを、Mania−ii5+ など、 (前記)に提供されるような技法を用いて単離する。その遺伝子DNA配列を、 例14及び15に記載されているようにして決定する。この態様においては、ク ローンは関連するチオエステラーゼをコードすることが確証される。他方、その タンパク質は、それが所望する活性を有することを示すために、ゲッケイジュチ オエステラーゼのために上記のようにしてE、コリに発現される。新しく単離さ れた植物チオエステラーゼ配列は、上記技法を用いて、他の植物種からチオエス テラーゼのための遺伝子を単離するためにも使用され得る。 上記例によれば、長鎖及び中ぐらいの鎖の脂肪酸の生成における臨界的要因の例 示が記載されている。カリホルニア ゲッケイジュからの部分的に精製された、 C12を好むアシルACPチオエステラーゼを得るための手段が提供され、タン パク質の種々の性質が、アミノ酸及びそれに関連する核酸配列を得、そして使用 するために記載されている。ゲッケイジュのチオエステラーゼの部分的cDNA 配列がまた提供され、そしてそれによりコードされるポリペプチドの活性も示さ れる。ゲッケイジュチオエステラーゼの十分な配列がまた、宿主細胞において使 用するために種々の構造体と共に与えられている。さらに、クツエア ツーケリ アナからCIOを好むアシル−ACPチオエステラーゼの部分的精製された調製 物を得るための方法も提供される。ベニバナからの長鎖を好むアシル−ACPチ オエステラーゼもまた記載される。本発明を通して、種々の源から及び種々の適 用のために、植物チオエステラーゼをコードするアミノ酸及び核酸配列を得るこ とができる。 本明細書に言及されるすべての出版物及び特許出願は、本発明が関与する当業者 の熟練のレベルの表示である。すべての出版物及び特許出願は、引用により本明 細書に組込まれる。 前記発明は、明確に理解するためにいくらか詳細に例示的及び測的に記載されて 来たが、いくらかの変更及び修飾が、本発明の範囲内で実施され得ることは、明 らかであろう。 配列の列挙 (1)一般的情報 (i)出版者: Davies、 Huw MaelorPollard、 M jchael RomanVoekler、 Toni AloisThomp son、 Gregory A(ii)発明の表題:植物チオエステラーゼ(i ii)配列の数:40 (1v)通信先: (A)住所: Calgene、 Inc。 (B)ストリー) : 1920 Fifth 5treet(C)町: Da vts (D)州: Ca1ifornia (E)国: USA (F)郵便番号: 95616 (■)コンピューター読取リフォーム:(A)メジアムタイブ: Disket te、 3.50インチ、 720KB貯蔵(B)コンピューター: Appl e Macintosh(C)操作システム: Macintosh 6.0. 7(D)ソフトウェアー: MicrosoftWord 4.0(vi)現出 願日: (A)出願番号:表示されていない (B)提出日: (C)種類: (vi)前適用日: (A)適用番号: 07/662.007(B)提出日: 27−FEB−19 91(A、)出願番号: 071514,030(B)提出日: 26−APR −1990(A)出願番号: 07/620,426(B)提出日: 3O−N OV−1990(vi)アトニー/エージェント情報:(A)名称: Eljz abeth La5ssn(B)登録番号: 31,845 (A)名称: Donna E、5cherer(B)登録番号: P−34, 719 (C)参照/ドケット番号: CGNE 70−3 WO(ix)通信情報: (A)電話: 916−753−6313(B)テレックス: 916−753 4510(2)配列番号lについての情報: (i)配列特徴: (A)長さ:17個のアミノ酸 (B)型二アミノ酸 (D)トポロジー:直鎖状 (11)配列の種類:ペプチド (xi)配列:配列番号1: in (2)配列番号2についての情報= (i)配列特徴; (A)長さ=6個のアミノ酸 (B)型二アミノ酸 (D)トポロジー:直鎖状 (11)配列の種類:ペプチド (xi)配列:配列番号2: Asp Leu Met Trp Val Va1(2)配列番号3についての 情報: (i)配列特徴: (A)長さ=12個のアミノ酸 (B)型二アミノ酸 (D)トポロジー:直鎖状 (1j)配列の種!1:ベブチド (xi)配列:配列番号3: (2)配列番号4についての情報: (i)配列特徴; (A、)長さ:23個のアミノ酸 (B)型二アミノ酸 (D)トポロジー:直鎖状 (11)配列の種類:ペプチド (xi)配列:配列番号4: (2)配列番号5についての情報: (1)配列特徴: (A)長さ:16個のアミノ酸 (B)型二アミノ酸 (D)トポロジー:直鎖状 (ii )配列の種ll:ベブチド (xi)配列:配列番号5: (2)配列番号6についての情報: (i)配列時@: (A)長さ:15個のアミノ酸 (B)型二アミノ酸 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:ペプチド (xi)配列:配列番号6: Ala Gly Gly Trp Vat Phe Glu Thr Val  Pro Asp Xaa Ile Phe Glul 5 10 15 (2)配列番号7についての情報: (i)配列特徴: (A)長さ=17個のアミノ酸 (B)型二アミノ酸 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:ペプチド (xi)配列;配列番号7: (2)配列番号8についての情報: (1)配列特徴: (A)長さ217個のアミノ酸 (B)型二アミノ酸 (D)トポロジー二直鎖状 (11)配列の種類:ペプチド (xi)配列:配列番号8: ys (2)配列番号9についての情報: (i)配列特徴: (A)長さ:10個のアミノ酸 (B)型二アミノ酸 (D)トポロジー;直鎖状 (ii )配列の種類:ペプチド (xi)配列:配列番号9: Gly Ile Ser Val Ile Pro Ala Glu Pro  Arg(2)配列番号10についての情報: (i)配列特徴: (A、)長さ;】5個のアミノ酸 (B)型二アミノ酸 (D)トポロジー:直鎖状 (ii )配列の種!!=ペプチド (xi)配列:配列番号10: (2)配列番号11についての情報: (i)配列時!!!: (A)長さ217個のアミノ酸 (B)型二アミノ酸 (D)トポロジー二直鎖状 (if )配列の種類:ペプチド (xi)配列:配列番号11: ys (2)配列番号12についての情報: (1)配列特徴: (A)長さ210個のアミノ酸 (B)型二アミノ酸 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:ペプチド (にi)配列:配列番号12二 Gly Ice Ser Val Ile Pro Ala Glu Pro  Arg(2)配列番号I3についての情報: (i)配列特徴: (A)長さ714個のアミノ酸 CB)型二アミノ酸 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:ペプチド (xj)配列:配列番号13: (2)配列番号14についての情報: (i)配列特@: (A、)長さ=20個のアミノ酸 (B)型二アミノ酸 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:ペプチド (xi)配列:配列番号14: (2)配列番号15についての情報: (iン配列特徴: (A)長さ:14個のアミノ酸− (B)型二アミノ酸 (D)トポロジー:直鎖状 (IJ)配列の種W4:ベブチド (xi)配列:配列番号15: (2)配列番号16についての情報= (i)配列特@、: (A)長さ:14個のアミノ酸 (B)型二アミノ酸 (D)トポロジー:直鎖状 (ii )配列の種類:ペプチド (xi)配列:配列番号16: (2)配列番号17についての情報= (i)配列特徴: (A)長さ210個のアミノ酸 (B)型二アミノ酸 (D)トポロジー二直鎖状 (ii)配列の種類:ペプチド (xi)配列:配列番号17: (2)配列番号18についての情報: (i)配列特徴: (A)長さ86個のアミノ酸 (B)型二アミノ酸 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:ペプチド (xj)配列:配列番号18: (2)配列番号I9についての情報: (i)配列特@: (A)長さ:11個のアミノ酸 (B)型二アミノ酸 (D)トポロジー二直鎖状 (ii)配列の種類:ペプチド (xi)配列:配列番号19: (2)配列番号20についての情報= (i)配列特@: (A)長さ117個のアミノ酸 (B)型二アミノ酸 (D)トポロジー:直鎖状 (11)配列の種類:ペプチド (xl)配列;配列番号20: 1a (2)配列番号21についての情報= (i)配列vF@: (A)長さ二12個のアミノ酸 (B)型二アミノ酸 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:ペプチド (xi)配列:配列番号2し く2)配列番号22についての情報: (1)配列特徴: (A)長さ:14個のアミノ酸 (B)型二アミノ酸 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:ペプチド (xi)配列:配列番号22: Asp Xaa Phe Arg Gly lie Ser Val Ile  Pro Ala Glu Pro Arg(2)配列番号23についての情報: (i)配列特@: (A)長さ213個のアミノ酸 (B)型二アミノ酸 (D)トポロジー二直談状 (it )配列の種類:ペプチド (xi)配列:配列番号23: Asp Ser Phe Arg Gly rle Ser lie Val  Ala Glu Pro Arg(2)配列番号24についての情報: (i)配列特徴: (A)長さ210個のアミノ酸 (B)型二アミノ酸 (D)トポロジー:直鎖状 (11)配列の種類:ペプチド (xi)配列:配列番号24コ (2ン配列番号25についての情II。 (i)配列時@: (A)長さ215個のアミノ酸 (B)型二アミノ酸 (D)トポロジー二車譲状 (ii)配列の種類:ペプチド bi)配列:配列番号25; (2)配列番号26についての情報: (i)配列特徴: (A)長さ227個のアミノ酸 (B)型二アミノ酸 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の側1ペプチド (Xi)配列:配列番号26二 ^rg Xaa Tyr Glu Val Gly fle Asn Lys  Thr Ala(2)配列番号27についての情報: (i)配列特徴: (A)長さ=37個のアミノ酸 (B)型二アミノ酸 (D)トポロジー:直鎖状 (11)配列の種M:ペプチド (にi)配列2配列番号27: lie Pro Gln Glu Val lie Asp Thr His  Glu Leu Gin Thr Ile Thr Leu(2)配列番号2日 についての情報二 (1)配列特徴: (A)長さ二18個のアミノ酸 (B)型二アミノ酸 〔D〕 トポロジー二車鎖状 (11)配列の種II:ベブチド (Xi)配列:配列番号28: Ala Val Arg Thr Gly Glu Gin Pro Thr  Gly Val Ala Val Gly Leu Lysl 5 10 15 Glu Ala (2)配列番号29についての情報: (i>配列特徴; (A)長さ810個のアミノ酸 (B)型二アミノ酸 (D)トポロジー二車鎖状 (11)配列の種類:ペプチド (Xi)配列:配列番号29: Lys Asp Hrs Ala Ser Gly Gun Val Ile  Gly151゜ (2)配列番号3oについての情報: (1)配列時@: (A>長さ723個のアミノ酸 (B)型二アミノ酸 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種Il:ベブチド (xi)配列:配列番号30: Asn にIu Asp Thr Arg Arg Leu Gin Lys  Val Asn Asp Asp Val Glu Aspl 5 10 15 (2)配列番号3】についての情報: (1)配列時@: (A)長さ=9個のアミノ酸 (B)型二アミノ酸 (D)トポロジー:直鎖状 (ii )配列の種類:ペプチド (xi)配列;配列番号31; (2)配列番号32についての情報: (i)配列時!![= (A)長さ228個の塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数ニ一本積 (D)トポロジー:直鎖状 (iiン配列のMM、他の核酸 (Xi)配列:配列番号32: CTGGATCCGA YAT[IYTNGCN [、TNATGAA 28( 2)配列番号33についての情報: (i)配列時@: (A)長さ228個の塩基対 (B)型;核酸 (C)11の数ニ一本積 CD)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種!!=他の核酸 (xi)配列:配列番号33: GCCTCGAII:CX IIGGYTcNGcN GGRATNAC28( 2)配列番号34についての情報= (1)配列特徴: (A)長さ1210個の塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数ニ一本積 (D)トポロジー:直鎖状 (ii )配列の種1!=他の核酸 (xj)配列:配列番号34: (2)配列番号35についての情報: (i)配列特徴: (A)長さ2622個の塩基対 (B)型:核酸 (C)Hの散ニ一本饋 (D)トポロジー:直鎖状 (!1)配列の種1!:他の核酸 (xi)配列:配列番号35: mGTATTcc TCGGCTTAAT (TGTAAGCTCmCTCTT GCAATAAAGTTCGCCTTTCG 622(2)配列番号36につい ての情報= (i)配列特徴: (A)長さ:581個の塩基対 (B)型:核酸 (C)[の数ニ一本領 (D)トポロジー二面鎖状 (ii)配列の種類: cDNA〜mRNA(xi)配列:配列番号36: (2〕配列番号37についての情報: (i)配列特徴: (A)長さ:370個のアミノ酸 (B)型二アミノ酸 (D)トポロジー二面鎖状 (ii)配列の種M:タンパク質 (xi)配列:配列番号37: GTf;GAACGGT ACCCTACTTG GGGTGATACT GT AGAAGTAG AGTGCTGGAT TGGTGCAsCT 720 (2)配列番号39についての情報: (1)配列時l!14: (A)長さ114個のアミノ酸 (B)型二アミノ酸 (D)トポロジー二面鎖状 (11)配列の種類:ペプチド (xi)配列:配列番号39: (2)配列番号40についての情報: (i)配列特徴: (A)長さ828個のアミノ酸 (B)型二アミノ酸 (D)トポロジー二面鎖状 (ii)配列の種I!、ペプチド (xi)配列:配列番号40: :I :l の り 1−+ 1 ■ −Φ コ0Φ Φ >C+ ぶ0 の  鈎 ω −Φ1/′I−−− −←さ く く Σ l−4+、2+−1υ e  −υ Ql α Φ H飄 αω1 − ぷ ■ −のの −m+ のΣ c D s Σ ト く■ H〉 0 く、+p> 鈎 (り −Q 1) −いづ  ΦO+−10J、−+ (1)+O,−1 1’15 M〉 −へ e +/ ) G −<−+4>4づαG声φりΦり罰−の Hの の1/′+l−1≧ の ぶ Φ−0飄<<+arr>l−++−2−山  −一 の −vIl−tG)Qi:5G −Φ ノ0I−1飄 Φ −の0  − − ぷ −>n Φ−C/)H<LI”Ic!+G?1−1−、−tcQ?  0 1.0 +N CCI qF ′O(N O) ′O+、O(%1 ″′ 、、、l ゆ ワ 、 。 。 −−NFl rf′Y 寸 ! 要約書 本発明は、植物チオエステラーゼ、そのようなタンパク質に関連するアミノ酸及 び核酸を同定する手段、そのような植物チオエステラーゼを得るための、製造す るための及び/又は使用するための方在が示される。 国際調査報告 PCT/US91/L12960 Group 1. claims l −25,dravn to recom b+nant DNA constructscompr+=+nl+tuoe steraseandhostC1!IIscompr+stngttuoes terasecons+r浮メ{5 Group I )、 claims 27−37. drawn to a  methodof producing a plant+hIoes+er* se In a host cell and plant +tuoesce raseGroup 111. claims 3g−52,dravn LO a method of produc+ng th mediumchain IrCefIIttyacid、1methO(為ofmoddy+n1fre efattyacidtnaplantce11≠獅■ plIIru cdlls and 5eeds having a modf fied 【ree ratty acid■mposi+Poch Group IV、 claims 53−59. dravn to a m ethod of modifying fatty ac奄■ Compos山on or +riglycerides and moori ed plant cells。 Group V、 claim!60−66、 dravn to plant  5eed 0LIS。 Rゴ/US91102960 Al[J(hmenl亀1)PCT/ISA/210planLtsl !equence 5earch orFigures 4^@nd 4BB1 0の続き @Int、 CI−’ 識別記号 庁内整理番号優先権主張 [相]1990年 11月30日[相]米国(US)[相]620,42(@1991年2月n日[ 相]米国(U S )@662,007@発 明 者 ボラード、マイケル ロ マン アタノくン [相]発 明 者 フェルカー、トニ アロイス アメレイ 0発 明 者 トンプソン、グレゴリ−エ アメ−0ブー ; :リカ合衆国、ウイスコンシン 53716.マジソン、イースト′ケイ ロー ド 5649 、リカ合衆国、カリフォルニア 95616.ディビス、コベル ブス12o6 リカ合衆国、カリフォルニア 95616.ディビス、カラエル・ルバード 5 127

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.植物チオエステラーゼをコードする配列の少なくとも一部を含んで成る組換 えDNA構造体。 2.生物学的に活性な植物チオエステラーゼをコードする請求の範囲第1項記載 の構造体。 3.前記配列が、前記第1配列に天然において連結されない第2核酸配列に連結 される請求の範囲第1項記載の構造体。 4.前記配列がラベルに連結される請求の範囲第1項記載の構造体。 5.前記配列が前駆体植物チオエステラーゼをコードする請求の範囲第1項記載 の構造体。 5.転写の5′から3′の方向において、宿主細胞において機能的な転写調節領 域及び前記配列を含んで成る請求の範囲第1項記載の構造体。 7.前記配列がセンス配列である請求の範囲第6項記載の構造体。 8.前記配列がアンチーセンス配列である請求の範囲第6項記載の構造体。 9.前記配列のすぐ5′側に宿主細胞において機能的な翻訳調節領域及び前記配 列の3′側に転写/翻訳終結調節領域をさらに含んで成る請求の範囲第6項記載 の構造体。 10.転写の5′から3′の方向に、前記宿主細胞において機能的な転写開始調 節領域、前記宿主細胞において機能的な翻訳開始調節領域、生物学的に活性な植 物チオエステラーゼをコードするDNAセンス配列及び前記宿主細胞において機 能的な転写及び翻訳終結調節領域を含んで成る、宿主細胞において植物チオエス テラーゼを生成できる発現カセットを含んで成り、ここで前記植物チオエステラ ーゼコード配列が前記調節領域の制御下にあることを特徴とする請求の範囲第1 項記載の構造体。 11.前記宿主細胞が植物細胞である請求の範囲第10項記載の構造体。 12.前記転写開始領域が植物種子組織に選択的に発現される遺伝子から得られ る請求の範囲第11項記載の構造体。 13.前記植物チオエステラーゼが、脂肪アシル−アシルキャリやータンパク質 (ACP)基質に対して選択的な加水分解活性を示す請求の範囲第1項記載の構 造体。 14.前記植物チオエステラーゼが、1又は複数の中ぐらいの鎖の脂肪アシル− キャリヤー基質に対して選択的な加水分解活性を示す請求の範囲第1項記載の構 造体。 15.前記配列が、ウンベルラリアカリホルニカ(ゲッケイジュ)、クフェアフ ーケリアナ(クフェア)又はカルタマスチンクチオリウス(ベニハナ)から得ら れる請求の範囲第1項記載の構造体。 16.請求の範囲第1〜15のいづれか1項記載の植物チオエステラーゼコード 配列構造体を含んで成る宿主細胞。 17.前記細胞が植物細胞である請求の範囲第16項記載の細胞。 18.前記植物細胞がインビボで存在する請求の範囲第17項記載の細胞。 19.前記植物細胞がアブラナ植物細胞である請求の範囲第17項記載の細胞。 20.発現された植物チオエステラーゼを含んで成るトランスジェニック宿主細 胞。 21.前記宿主細胞が植物細胞である請求の範囲第20項記載の細胞。 22.前記植物チオエステラーゼが、中ぐらいの鎖を好むアシル−キャリヤーチ オエステラーゼである請求の範囲第21項記載の細胞。 23.形質転換されていない植物細胞が、中ぐらいの鎖を好むアシル−キャリヤ ーチオエステラーゼを有さない請求の範囲第22項記載の細胞。 24.宿主細胞又はその子孫に植物チオエステラーゼを生成するための方法であ って、 請求の範囲第10〜12のいづれか1項記載の構造体を、前記植物チオエステラ ーゼの生成を可能にするであろう条件下で含んで成る宿主細胞又はその子孫を増 殖することを含んで成る方法。 25.前記宿主細胞が植物細胞であり、そして前記構造体が前記植物細胞のゲノ ム中に組込まれる請求の範囲第24項記載の方法。 26.前記植物細胞がインビボで存在する請求の範囲第25項記載の方法。 27.請求の範囲第24項記載の方法に従って生成される植物チオエステラーゼ を含んで成る宿主細胞。 28.前記宿主細胞が植物宿主細胞であり、そして前記構造体が前記植物細胞の ゲノム中に組込まれる請求の範囲第27項記載の細胞。 29.他の植物タンパク質を実質的に含まず、そして1又は複数の中ぐらいの鎖 の脂肪酸アシル−キャリヤー基質に対して選択的なヒドロラーゼ活性を有する植 物チオエステラーゼ。 30.前記キャリヤーがアシルキャリヤータンパク質(“ACP”)である請求 の範囲第29項記載のチオエステラーゼ。 31.C12を好むアシル−ACPチオエステラーゼを含んで成る請求の範囲第 29項記載のチオエステラーゼ。 32.C10を好むアシル−ACPチオエステラーゼを含んで成る請求の範囲第 29項記載のチオエステラーゼ。 33.未熟植物胚から得られる請求の範囲第29項記載のチオエステラーゼ。 34.ウンベルラリアカリホルニカから得られる、C12を好むアシル−ACP チオエステラーゼを含んで成る請求の範囲第29項記載のチオエステラーゼ。 35.約34KDaの分子量を有する請求の範囲第34項記載のチオエステラー ゼ。 36.クフェアから得られる請求の範囲第29項記載のチオエステラーゼ。 37.クフェアフーケリアナから得られる、C10を好む、アシル−ACPチオ エステラーゼを含んで成る請求の範囲第36項記載のチオェステラーゼ。 38.中ぐらいの鎖の遊離脂肪酸を生成するための方法であって、酵素反応条件 下で、(1)1又は複数の中ぐらいの鎖の脂肪酸アシル−キャリヤー基質に対し て選択的ヒドロラーゼ活性を有する植物チオエステラーゼ及び(2)前記植物チ オエステラーゼにより加水分解できる脂肪酸アシル−キャリヤー基質を接触する 段階を含んで成り、ここで前記接触が前記チオエステラーゼと天然において関連 する植物外で存在し、そしてそれによって、中ぐらいの鎖の脂肪酸が前記キャリ ヤーから開放されることを特徴とする方法。 39.前記植物チオエステラーゼがウンベルラリアカリホルニカから得られる請 求の範囲第38項記載の方法。 40.前記植物チオエステラーゼがウンベルラリアカリホルニカの、C12を好 むアシル−ACPチオエステラーゼである請求の範囲第38項記載の方法。 41.前記植物チオエステラーゼがクフェアフーケリアナから得られる請求の範 囲第38項記載の方法。 42.前記植物チオエステラーゼがクフェアフーケリアナの、C10を好むアシ ル−ACPチオエステラーゼである請求の範囲第38項記載の方法。 43.前記接触がインビトロで行なわれる請求の範囲第38項記載の方法。 44.一定百分率の長い鎖の脂肪酸から短い鎖の脂肪酸に植物細胞にお2ける遊 離脂肪酸を変性するための方法であって:転写の5′から3′方向に、植物細胞 中において機能する転写調節領域及び植物チオエステラーゼをコードする配列を 含んで成るDNA構造体をそのゲノムに組込んだ植物細胞を、前記植物チオエス テラーゼの転写を可能にするであろう条件下で増殖することを含んで成る方法。 45.前記植物チオエステラーゼをコードする配列がアンチーセンス配列である 請求の範囲第44項記載の方法。 46.前記構造体がさらに、前記植物チオエステラーゼをコードする配列に対し てすぐ5′側での、前記植物細胞において機能する翻訳調節領域及び前記配列に 対して3′側の転写/翻訳終結調節領域を含んで成り、そして前記植物チオエス テラーゼをコードする配列がセンス配列である請求の範囲第44項記載の方法。 47.前記植物細胞が脂肪種子胚植物細胞である請求の範囲第44項記載の方法 。 48.前記長鎖遊離脂肪酸の百分率が低められ、そして前記中ぐらいの鎖の遊離 脂肪酸の百分率が高められる請求の範囲第44項記載の方法。 49.請求の範囲第44〜48のいづれか1項記載の方法により生成される変性 遊離脂肪酸組成物を有する植物細胞。 50.脂質蓄積の間、種子において機能する調節要素の制御下で植物チオエステ ラーゼをコードする組換えDNA配列を胚細胞のゲノム中に組込んでいる植物を 成長せしめ、前記調節要素の活性を促進せしめるであろう条件下で種子を生成し 、そして前記種子を収獲することを含んで成る方法に従って生成される、生来の レベルの脂肪酸を有する前記植物の種子に比べての、変性されたレベルの脂肪酸 を有する植物種子。 51.前記植物がブラシカナバス(Brassicanapus)である請求の 範囲第50項記載の種子。 52.前記種子が脂肪種子である請求の範囲第50項記載の種子。 53.一定百分率の長い鎖の脂肪酸から短い鎖の脂肪酸に脂肪種子収穫植物から 生成されるトリグリセリドの脂肪酸組成を変性するための方法であって; 転写の5′から3′方向に、植物細胞中において機能する転写調節領域及び植物 チオエステラーゼをコードする配列を含んで成るDNA構造体をそのゲノムに組 込んだ植物細胞を、前記植物チオエステラーゼの転写を可能にするであろう条件 下で増殖することを含んで成る方法。 54.前記植物チオエステラーゼをコードする配列がアンチーセンス配列である 請求の範囲第53項記載の方法。 55.前記構造体がさらに、前記植物チオエステラーゼをコードする配列に対し てすぐ5′側での、前記植物細胞において機能する翻訳調節領域及び前記配列に 対して3′側の転写/翻訳終結調節領域を含んで成り、そして前記植物チオエス テラーゼをコードする配列がセンス配列である請求の範囲第53項記載の方法。 56.前記植物細胞が脂肪種子胚植物細胞である請求の範囲第53項記載の方法 。 57.前記長鎖遊離脂肪酸の百分率が低められ、そして前記中ぐらいの鎖の遊離 脂肪酸の再分率が高められる請求の範囲第53項記載の方法。 58.請求の範囲第53〜57のいづれか1項記載の方法に従って生成されたト リグリセリドの変性脂肪酸組成物を有する植物細胞。 59.前記収穫植物が、ナタネの種子、ヒマワリ、ベニハナ、綿、クフェア、ダ イズ、ピーナッツ、ココナッツ、ギネアアプラヤシ及びトウモロコシから成る群 から選択される請求の範囲第53〜57のいづれか1項記載の方法。 60.変性された割合の、短鎖脂肪酸に対する長鎖脂肪酸を有する植物種子油を 含んで成る、内因性割合の、短鎖脂肪酸に対する長鎖脂肪酸を有する植物の植物 種子油。 61.ブラシカナバス油を含んで成る請求の範囲第60項記載の油。 62.請求の範囲第50〜52のいづれか1項記載の種子から分離された植物種 子油。 63.ナタネの種子、ヒマワリ、綿、クフェア、ダイズ、ピーナッツ、ココナッ ツ、ギネアアブラヤシ及びトウモロコシから成る群から選択された植物からのト リグリセリド油であって、前記油中の脂肪酸鎖長組成が、 転写の5′から3′方向に、植物細胞中において機能する転写調節領域及び植物 チオエステラーゼをコードする配列を含んで成るDNA構造体をそのゲノムに組 込んだ植物細胞を、前記植物チオエステラーゼの転写を可能にするであろう条件 下で増殖することを含んで成る方法により、一定百分率の長鎖脂肪酸から短鎖脂 肪酸に変性されていることを特徴とする油。 64.前記植物チオエステラーゼをコードする配列がアンチーセンス配列である 請求の範囲第63項記載の油。 65.前記構造体がさらに、前記植物チオエステラーゼをコードする配列に対し てすぐ5′側での、前記植物細胞において機能する翻訳調節領域及び前記配列に 対して3′側の転写/翻訳終結調節領域を含んで成り、そして前記植物チオエス テラーゼをコードする配列がセンス配列である請求の範囲第64項記載の油。 66.前記長鎖遊離脂肪酸の百分率が低められ、そして前記中ぐらいの鎖の遊離 脂肪酸の百分率が高められる請求の範囲第65項記載の油。
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