JPH06505154A - β−1,4−ガラクタナーゼ及びDNA配列 - Google Patents
β−1,4−ガラクタナーゼ及びDNA配列Info
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- JPH06505154A JPH06505154A JP4504874A JP50487492A JPH06505154A JP H06505154 A JPH06505154 A JP H06505154A JP 4504874 A JP4504874 A JP 4504874A JP 50487492 A JP50487492 A JP 50487492A JP H06505154 A JPH06505154 A JP H06505154A
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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】
β−1,4−ガラクタナーゼ及びDNA配列本発明は、β−1,4−ガラクタナ
ーゼ、対応するDNA配列、ベクター、形質転換された宿主、β−1,4−ガラ
クタナーゼの生産方法、酵素調製、及びβ−1,4−ガラクタナーゼの使用を含
んで成る。
本発明は、遺伝子工学に関係し、そしてβ−1,4−ガラクタナーゼの部分的な
アミノ酸配列及び部分的なりNA配列を提供する。β−1,4−ガラクタナーゼ
(EC番号3.2.1.89)は、ガラクタンを分解する炭水化物酵素のグルー
プである。正式名称は、1,4−β−D−ガラクタンガラクトヒドロラーゼであ
るが、その短縮用語であるβ−1,4−ガラクタナーゼを、請求項と共に本明細
査中で使用する。R,F、 H,Dekk、erand G、N、Richar
ds、” ヘミセルロース、それらの生成、精製、性質及び作用機構”in R
,S、Tipson and D、Horton、炭水化物化学及び生物化学の
進歩、Academic Press32.277−352(1976)、R,
F、 H,Dekker’酵素のヘミセルロースグループ、in J、M、V、
Blanchard and J、R,Mitchell、食品中のポリサッカ
ライド、Butterworths、93−108(1979) 、及びA、
G、 J、 Voragan、 F、 Geerst and W、 Pifi
nik“酵素によるフルーツの加工におljるヘミセルロース″、in P、D
epuY、食品加工における酵素の使用、technique etDoeum
entation Lavoisier、497−502(1982)を引用す
ることができる。ガラクタンは、多くのガム、寒天、及び果実ペクチンと一緒に
なって見られ、そしてそれらは、例えば果実及び野菜内の細胞壁の成分である。
上記の部分的なアミノ酸配列は、そのような酵素を発現する生物のためのゲノム
のライブラリー、またはcDNAライブラリーのスクリーニングのために使用す
ることができるDNAプローブの構築のために使用することができ、これによっ
て、親DNA分子がそこから生じた微生物種に挿入された場合に、β−1,4−
ガラクタナーゼの過剰生産のために、または非形質転換条件下β−1,4−ガラ
クタナーゼと密接に関係するいかなる酵素も生産しない宿主微生物に挿入された
場合に、密接に関係する酵素を伴わないでβ−1,4−ガラクタナーゼの生産の
ために使用することができるDNAを得ることができる。以下から明らかなよう
に、上記のDNA配列は、外の方法によっても確立することができる。
したがって、本発明の目的は、新規β−1,4−ガラクタナーゼの提供並びに今
まで可能なものよりもより良い収率及びより高い純度でβ−1,4−ガラクタナ
ーゼを生産する方法及び手段の提供、そして今まで可能なものよりももっと効率
よく植物の細胞壁組織の分解のための、単独でのまたは他の酵素と組み合わされ
てのβ−1,4−ガラクタナーゼの使用の提供にある。元の製品での割合と比較
して、β−1,4−ガラクタナーゼの割合が増加または減少している新規製品の
提供も、本発明の目的である。
本発明に従って得られる組み換えDNA配列は、β−1,4−ガラクタナーゼ活
性をもつポリペプチドをコードするDNA配列、またはこのようなβ−1,4−
ガラクタナーゼをコードする配列と実質的に相同な配列をもつDNA配列を含ん
で成る。
本発明の組み換えDNA配列をどのように作るかは、以下で詳細に説明する。
β−1,4−ガラクタナーゼの精製のため1こアスペルギルス・アクレアタス(
Aspergillus aculeatus)から生産される粗酵素調整物は
、以下のように生産することができる。簡潔にするために、この粗アスペルギル
ス・アクレアタス(Aspergillus aculeatus) Illl
l合物以下ではA、 a、 e、 pと称する。
遺伝子供与体としてのアスペルギルス・アクレアタス(Aspergillus
act+1eatus) CBS 101.43株は、以下の方法により、パ
イロットプラントの規模で発酵された。
以下の組成:
ペプトンDifco 6 g
アミノリン叶tana 4 g
内袖出物Difco 1.5 g
KHt POa Merk 20 g
麦芽抽出物Evers 20 g
イオン交換H、010100Oまで
をもつ寒天基質が、Fernbackフラスコ中で調整された。
pHを、5.30と5.35の間に調整した。次に40gの寒天Dircoを添
加し、そしてその混合物を120°Cで20分間オートクレーブで処理した(こ
の基質をE−寒天と名ずける)。
CBS 101.43株をE−寒天の斜面(Slant)上で培養した(37°
C)。この斜面からの胞子を、滅菌されたスキムミルク内に懸濁し、そしてその
懸濁液をバイアル内で凍結乾燥した。1つの凍結乾燥されたバイアル内の中身を
FernbaCtlフラスコに移した。次にそのフラスコを30℃で13日間イ
ンキュベートした。
以下の組成:
CaCO51,2kg
グルコース 7.2kg
Rofec(コーン
澄酒の乾燥物) 3.6kg
大豆油 1.2kg
をもつ基質を500 リッターの種母発酵槽内で調製した。
水道水を加え、約240リツターの全容量とした。CaC0*の添加の前に約5
.5のpHに調整した。上記の基質を種母発酵槽内で121°Cで1時間滅菌し
た。接種前の最終容量は、約300リツターであった。
上記Fernt+achフラスコの胞子懸濁液を、種母発酵槽に移した。種母発
酵の条件は:
発酵槽のタイプ:約2.3の高さ/直径の比をもつ一般的なエアレーション及び
攪拌装置のある発酵槽攪拌=300rpI11(2ツのタービン翼)エアレーシ
ョン:300nリッター/分温度:30〜31℃
時間: 約28時間
であった。
接種後28時間目付近で、150リツターを、種母発酵槽から主発酵槽に移した
。
以下の組成:
焼いた大豆粉 90 kg
KH* PO420kg
Pluronic■消泡剤 150 mlをもつ基質を2500リツターの主発
酵槽内で調製した。
水道水を、約900リツターの全容量まで添加した。上記の焼いた大豆粉を水に
懸濁した。pHをNaOHで8.0に調製し、そして温度を50°Cまで上昇さ
せた。その後、約925Anson単位のAlcalase@ 0.6Lを、こ
の懸濁液に添加した。この混合液を、エアレーション無しで及び1100rpの
攪拌で、50℃で4時間及びpH−8,0(Na ! Cot添加)に保った。
その後、残りの基質成分を添加し、そしてpHをリン酸で約6.0に調整した。
この基質を、主発酵槽内で、123℃でt ’/ z時間滅菌した。接種前の最
終容積は、約1080リツターであった。
次に、150リツターの種母培養液を添加した。
発酵条件は:
発酵槽のタイプ:約2.7の高さ/直径の比をもつ一般的なエアレージジン及び
攪拌装置のある発酵槽攪拌: 250 rpm(2つのタービン翼)エアレージ
ジン: 120Onリツタ一/分温度=30℃
時間: 約15時間
であった。
24発酵時間から116発酵時間までに、以下の組成:ペクチンgenuつ 2
2 kg
濃リン酸 6 kg
Pluronic@消泡剤 50 mlつ Genuペクチン(Copenha
gen pectin facを育するペクチンの溶液を、約8リツター/時間
の一定速度で、主発酵槽に無菌的に添加した。
水道水を添加し、約325リツターの全容量とした。上記基質を、121’Cで
1時間その投与タンク内で滅菌した。投与開始前の最終容積は、約360リツタ
ーであった。この部分の供給が尽きた時、他の同様の部分を調製した。1回の発
酵のためのペクチン溶液の全容量は、約725リツターであった。
約151発酵時間の後、上記発酵工程を停止した。約1850リツターの培養液
を、約5℃まで冷却し、そして上記酵素を以下の方法に従って回収した。
上記液を、Hyflo 5uper−Cell珪藻土(濾過助剤)でプレコート
された真空ドラムフィルターCDorr 01iver)上でドラム濾過した。
濾液を蒸発により、培養液の容量の約15%に濃縮した。濾過助剤として0.2
5%Hyflo 5uper−Cellをもツ5eitz濾過シート(タイプ5
upra100)上で、その濃縮物を濾過した(以下の表では、濾過Iと称する
)。その濾液を、pH5,5で561gの(NH4) t SO4/リッターで
沈殿させ、そして濾過助剤として4%のHyflo 5uper−Cell珪藻
土を添加した。その沈殿物及び濾過助剤を、フレームフィルター上の濾過により
分離する。その濾過ケーキを水に溶解し、そして不溶成分をフレームフィルター
上の濾過により分離する。その濾液を、濾過助剤として0.25%Hyflo
5uper−Cellをもツ5eitz濾過シート(タイプ5upraloO)
上でチェック濾過する(以下の表では、濾過Irと称する)。
この濾液を、限外濾過装置上で完全濾過する。完全濾過後、この液体を12.7
%の乾燥物含有量まで濃縮する(以下の表では、濃縮物中の乾燥物含有量と称す
る)。
プロテアーゼ活性の部分的除去のための任意の塩基処理を、この段階で実施する
ことができる。この塩基処理を使用する場合には、pi(9,2で1時間実施し
、その後pH値を5.0に調整する。
そして、上記液体を、細菌減少の目的のために、チェック濾過及び濾過を行い、
そしてその濾液を、5tOkeSからの凍結乾燥装置上で凍結乾燥する。
純粋なβ−1,4−ガラクタナーゼは、表1に示すように、A、 a、 e、
p。
から得ることができる。
表1
β−1,4−ガラクタナーゼの精製
ステップlの補足ニ
ステップ2の準備のための濃縮及び緩衝液の交換、小粒子及び約50%の色の除
去
ステップ2の補足:
H[Cは、疎水的相互作用クロマトグラフィーである。この無色のβ−1,4−
ガラクタナーゼの分画は、ステップ0.8−0.2入1(NHa ) t SO
aステップ3の補足:
a−サンプル内の塩濃度を減少するための希釈b−ステップ4の準備のための緩
衝液の交換ステップ4の補足・
[ECは、イオン交換クロマトグプフイー′である。このβ−1,4−ガラクタ
ナーゼの分画は、ステップ0.25−0.5M NaC1からプールされる。
ステップ5の補足。
ステップ6の準備のための緩衝液の改造ステップ6の補足:
この活性β−1,4−ガラクタナーゼの分画は、ステップ0.4M (NH、’
)、 SO4の範囲内でプールされた。この分画は、[EF(等電点電気泳動)
で1つのバンドを示す。5DS−PAGE(ドデシル硫酸ナトリウムのポリアク
リルアミドゲル電気泳動)/銀上で、3つのバンドが検出され、ここで、その主
分画は、本テスト中の蛋白質の80%より多くの量となる。同様の模様が、DD
T(ジチオトレイトール)と共に/を伴わず現れた。上記A、 a、 e、 p
、に対する抗体の方法によるイムノプロット法は、5DS−PAGE/銀と同様
の模様を作り出した。
これらの3つのバンドをHPLCで分離しようとする全ての試みは失敗した。N
−末端のさらなる調査により、このサンプルが純粋な酵素の分画であること、そ
してそのバンドを伴うものかそのサンプル調製及び作業条件から生じた人工産物
であることが示された。
表2に示された以下のことは、その濃縮率が、その精製の進行とステップ 手順
蛋白 酵素活性 比活性 酵素 濃縮率(mg) ([J−unjts) (
tl/mg) 収率(%)
開始 粗酵素2.842 539.000 190 100 1.0CL4B
847 440.000 519 82 2.74 ACCELLDEAE 3
1 330.000 10.645 61 56.16 蛋白PAK
フェニル5PW 8 250.000 31.250 46 164.8単位(
unit)の定義
表2の中で示されたU単位は、β−1,4−ガラクタナーゼの活性単位であり、
以下のように定義する:
1単位は、以下に記載するように、30’C及び1分間で、ポテトのガラクタン
から1Mモルのガラクトースを放出する酵素の量以下の部分的なアミノ酸配列は
、自動配列決定法CApplied Biosystems 437A pro
tein 5equeneer)により、その精製されたβ−1,4−ガラクタ
ナーゼから決定された。
それ故、本発明に記載のβ−1,4−ガラクタナーゼは、この事実によって、そ
れが以下の部分的アミノ酸配列。
または、少なくとも70%、好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少な
くとも90%の、上記配列に対する相同性をもつ部分的アミノ酸配列を示すと特
徴付けられる。上記部分的配列の第1番目のAtaは、N−末端のアミノ酸であ
ると推定される。
上記配列に基礎を置き、上記サンプルの純度は、90%より高いと推定される。
β−1,4−ガラクタナーゼのアミノ酸配列は、UW−GCGデータバンク、公
然と利用できるデータバンク(これに関して、UWは、ライスコンシン大学の短
縮形である)の中の他の蛋白質との相同性を示さない。
上記のβ−1,4−ガラクタナーゼは、以下に示すように、さらに特徴ずけられ
る。
図4及び図5は、β−1,4−ガラクタナーゼのそれぞれ、pH活性及びpH安
定性を示す。
このβ−1,4−ガラクタナーゼは、pH3,5−4,0に最適pHをもつ比較
的幅広いpHスペクトルを示す。
上記のβ−1,4−ガラクタナーゼは、比較的酸性で安定である。この安定性は
、室温で1時間処理された時、pH2から8の間で良好である。
図6及び図7は、β−1,4−ガラクタナーゼのそれぞれ、温度活性依存状態及
び温度安定性依存状態を示す。
このβ−1,4−ガラクタナーゼの最適温度は、30°C付近にあり、そして、
この温度活性範囲は、比較的幅広である。果実及びワインの分野のためには、低
温範囲での活性は、非常に顛著である:5℃で約60%の活性
10°Cで約80%の活性
5−55℃の温度範囲では、このβ−1,4−ガラクタナーゼ活性は、pH4,
5で1時間の処理後著しくは影響されない(その最初の活性の280%)。
分子量: 40.0000ダルトン
等電点:p82.8
Km−値:そのMiChaeliS−Menten−速度式及びそれに対応する
Lineweaver−Burk−速度式は、それぞれ図8及び図9から現れる
。
結果としてのKm−値は、基質濃度の%で表現される(mole/lではない、
この理由は、その基質の分子量分布が均一でないことにあり;それ故、その分子
量の正確な数値を計算するのは不可能であった)。
上記β−1,4−ガラクタナーゼは、≧0.3%の基質濃度により阻害される。
その理論的及び計算されたKm−値は、Km = 0.41%NNPAG−ポテ
トーガラクタンである。
アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)株により生産
されたペクチナーゼ調製物(Pectinex■)から、他のβ−1,4−ガラ
クタナーゼが、単離され、そして、部分的アミノ酸配列が決定された二二の部分
的なアミノ酸配列が、請求項1に示すアミノ酸配列の70%より大きい部分で相
同性を示すことから、上記のアスペルギルス・ニガー(Aspergillus
niger)株に起源をもつβ−1,4−ガラクタナーゼは、本発明の範囲内
にある。また、このβ−1,4−ガラクタナーゼが植物の細胞壁の分解剤として
利用できることが見いだされている事実、並びに請求項1で特徴ずけたβ−1,
4−ガラクタナーゼとそれらの相同性が70%よりも大きいという事実も、その
相同性が70%より大きいという事実に関して、請求項1の範囲を正当化する。
本発明に記載のβ−1,4−ガラクタナーゼの好ましい態様は、このβ−1,4
−ガラクタナーゼが、3.0−5.0の、好ましくは3.5−4.0の最適pH
を、2.0−3.5の、好ましくは2.5−3.1の等電点を、30.000と
50゜000の間の、好ましくは37.000と45.000の間の分子量を、
そして、10と50℃の間の、好ましくは25と40°Cの間の最適温度を示す
事実により特徴ずけられる。
本発明は、本発明に記載のβ−1,4−ガラクタナーゼのためのコーディングに
より特徴ずけされる組み換えDNA配列も含んで成る。
本発明に記載の上記の組み換えDNA配列の好まれる態様は、それが以下の部分
的なりNA配列の少なくとも1つを含んで成ることにより特徴ずけられる:
4) TCT GAA TrG TGG GAG GGA GGG GAT G
AG TGCTCCGTCACG5) ACG TAA CTA ACT AC
A 入GG TAG TTA GTT TACTCCAAG TCT CCAA
AG GACCAT Tr’T にCT ACA CACCGCC本発明に記載
の上記の組み換えDNA配列の好まれる態様は、それが以下の:
a)上記アスペルギルス・アクレアタス(Aspergillus acute
atus)のβ−1,4−ガラクタナーゼのDNA挿入物pHD438b) a
)を含んで成る成熟β−1,4−ガラクタナーゼDNAのためのコード領域にハ
イブリダイズし、そして、β−1,4−ガラクタナーゼ活性をもつポリペプチド
のための構造遺伝子、並びに場合によってはプロモーター、シグナルまたはリー
ダーペプチドのためのコード領域、及び/または転写ターミネータ−を含んで成
るDNA挿入物をさらに含んで成るDNA配列
c)T、Maniatis、A 1aboratory Manual(CSH
)から引用する比較的ストリンジェントな条件下(1,0XSSC,0,1!%
SDS、 65℃)で、請求項3に示す配列の中の1つとハイブリダイズするに
十分な相同性をもつDNANA配列 a) 、b)、もしくはC)に定義したD
NA配列の派生物、または、
e)成熟β−1,4−ガラクタナーゼまたはそれらのシグナルペプチドもしくは
リーダーペプチドをコードするDNA配列並びにa)、b)、もしくはC)に定
義したDNA配列に関してその遺伝子コードの意味の範囲内で縮重しているDN
A配列
から選ばれたDNA配列を含んで成るという事実により特徴ずけられまた、本発
明は、ベクターが本発明に記載の組み換えDNA配列を含んで成るという事実に
より特徴ずけされるところのベクターも含んで成る。
本発明に記載のベクターの好ましい態様は、そのプロモーターがアスペルギルス
・オリザエ(Aspergillus oryzae)タカアミラーゼのプロモ
ーター、好ましくはpi(D438であるという事実により特徴ずけされる。こ
のベクターは、1992年2月3日、DSMに寄託されている(寄託番号DSM
6901)。
また、本発明は、形質転換された宿主が本発明に記載のベクターを含むという事
実により特徴ずけされるところの形質転換された宿主も含んで成る。
本発明に記載の形質転換された宿主の好ましい態様は、その形質転換された宿主
がアスペルギルス(Aspergillus)株であるという事実により特徴ず
けされる。ここことによって、そのβ−1,4−ガラクタナーゼの良好な生産能
力を得る。
本発明に記載の形質転換された宿主の好ましい態様は、その形質転換された宿主
がアスペルギルス・アクレアタス(Aspergillus aculeatu
s) 、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger) 、
アスペルギルス・オリザエ(Aspergillus oryzae)またはア
スペルギルス・アワモリ(Aspergillus awamori)の種であ
るという事実により特徴ずけされる。
このことによって、そのβ−1,4−ガラクタナーゼの良好な生産能力を得る。
本発明に記載の形質転換された宿主の好ましい態様は、その形質転換された宿主
が微生物(形質転換されない条件下では、β−1,4−ラクタナーゼしか生産し
ない、好ましくはバチルス・エスピー(Bacillus sp、)、大腸菌(
E、 coli)またはパン酵母(S、 cerevisiae))であるとい
う事実により特徴ずけされる。これにより、高いβ−1,4−ガラクタナーゼ活
性をもつ”あつらえの“酵素調製物及び広い範囲にわたる他の望まれる特異的酵
素活性を得ることができる。
また、本発明は、本発明に記載の形質転換された宿主の使用によるβ−1,4−
ガラクタナーゼの生産方法も含んで成る。この方法によって、そのβ−1,4−
ガラクタナーゼを、高い収率で得ることができる。
また、本発明は、本発明に記載の方法により生産されたとき、そのβ−1,4−
ガラクタナーゼも含んで成る。そのβ−1,4−ガラクタナーゼを高い収率で得
ることができる。
また、本発明は、酵素m製物が本発明に記載のβ−1,4−ガラクタナーゼで(
好ましくは、少なくとも1.1の濃縮率で)濃縮された、植物細胞壁の分解また
は修飾のために使用できるペクチナーゼ調製物を含むという事実によって、特徴
ずけされるところの酵素m製物も含んで成る。この方法により、そのペクチナー
ゼ調製物の植物細胞壁の分解能力の上昇を得ることができる。
本発明に記載の酵素調製物の好ましい態様は、上記ペクチナーゼ調製物が、アス
ペルギルス(Aspergi flus)属に属する微生物により、好ましくは
アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger) 、アスペル
ギルス・アクレアタス(Aspergillus aculeatus) 、ア
スペルギで特徴ずけされる。このような調製物は、非常に良好な全液化力並びに
リンゴをすりつぶしたもの及び同様の生体物質の著しい粘度減少を提供すること
がきる。このことは、そのペクチナーゼがA、 a、 e。
p、である場Cには、本明細書の以降の章の中で記載されるであろう。
本発明に記載の酵素調製物の好まれる態様は、そのβ−1,4・・ガラクタナー
ゼが、本発明に記載の方法により生産されたβ−1,4−ガラクタナー・ゼであ
るという事実により特徴ずけされる。この調製物の生産コストは比較的低い。
また、本発明は、ガラクタンの分解または修飾のための剤として、本発明に記載
のβ−1,4−ガラクタナーゼを使用することも含んで成る。
本発明に記載のβ−1,4−ガラクタナーゼの使用に関する好まれる態様は、植
物細胞壁の分解または修飾のための剤としての使用である。今のところ、植物細
胞壁を分解することは、植物細胞壁の高い分解活性のために、本発明に記載のβ
−1,4−ガラクタナーゼの最も好まれた使用となっている。
また、本発明は、ガラクタンの分解または修飾のための剤として、本発明に記載
の酵素調製物を使用することも含んで成る。
本発明に記載の酵素m製物の使用に関する好まれる態様は、植物細胞壁の分解ま
たは修飾のための剤としての使用である。今のところ、植物細胞壁を分解するこ
とは、植物細胞壁の高い分解活性のために、本発明に記載の酵素調製物の最も好
まれた使用となっている。
図1Oは、プラスミドpYHD107のマツプであり、ここで、“TPIプロモ
ーター“は、パン酵母(S、 cerev is 1ae)のトリオースリン酸
イソメラーゼのプロモーターを示し、”ターミネータ−′は、転写ターミネータ
−を示し、“Amp’は、アンピシリン耐性を仲介している遺伝子を示し、2μ
ori“は、酵母のプラスミド2μの複製起点を示し、そして“URA3”は、
宿主株内のウラシル欠失を補足する選択マーカーをコードしている遺伝子を示し
ている。
商業的に利用可能なプラスミドpYES It(Invitrogen)を、S
pe[で切断し、KlenowのDNAポリメラーゼ+dNTPでフィルインし
、そしてC1a[で切断した。そのDNAを、アガロースゲル上でサイズ分画し
、そして約2000塩基対のフラグメントを電気溶出により精製した。上記と同
様のプラスミドを、C1al/Pvul[で切断し、そして約3400塩基対の
フラグメントを電気溶出により精製した。この2つのフラグメントを、酵母のT
PIプロモーターを含む平滑末端の5phl/EcoRIフラグメントに連結し
た。このフラグメントを、プラスミド〔ここでは、そのパン酵母(S、 cer
evisiae)からのTP[プロモーター(T、Albers and G、
Kawasaki、J、Mo1.Appl、Genet、 1.1982.pp
、419−434)が、僅か(こ修飾されていた〕から単離し:内部のSph1
部位を、この部位のコアを構成している4塩基対を欠失することにより除去した
。さらに、そのプロモーターの上流の余分な配列を、Ba1lエンドヌクレアー
ゼ処理とこれに続< 5phIリンカ−の付加により、取り除いた。最後に、大
腸菌(E、 coR[)リンカ−を10位に付加した。これらの修飾の後、この
プロモーターを、Sph I−EcoREフラグメントの中に含める。元のプロ
モーターと比較してこのプロモーターの効率は、上記の修飾によっては影響され
ないようである。得られるプラスミドPYHD17を図10に示す。
供与体生物
十分なエアレージジンを確保するための攪拌を伴って大豆が豊富な発酵培地中で
増殖されたアスペルギルス・アクレアタス(Aspergi素で凍結し、そして
、1gの石英砂と共にすり体内で粉状に押しつぶした。そのRNAをチオシアン
酸グアニジウムで抽出し、そして、Sambrook他、1989. op、
cit、に本質的に、記載されたように、CsClを通して遠心分離した。ポリ
A RNAを、オリゴdTセルロース上のクロマトグラフィーにより、全RNA
から単離した。
cDNAの合成
製造者の取扱説明書に従ってInvi trogenからのcDNA合成キット
により、cDNAの合成を実施した。このDNAを、Bstx[リンカ−(ln
vitrogen)の付加によりその発現ベクターに適応し、そしてアガロース
ゲル上でサイズ分画した。5−600塩基対よりも大きいDNAのみを、そのラ
イブラリーの構築で使用した。この適応されたcDNAを、Bstx■で切断さ
れた適切なベクターに連結した。テスト連結(そのライブラリーのサイズを決定
するための)の後、そのライブラリーを50の寒天プレートの上に置いた。約5
00から5000の別個のクローン(そのライブラリーのサイズに依存する)を
含んでいるプレートのそれぞれに、3mlの培地を加えた。そのバクテリアをこ
すり取り、1mlのグリセロールを添加し、そして50のプールとして一80″
Cで保存した。その残りの2mlをDNA単離のために使用した。もし、そのD
NAの量が所望の酵母形質転換細胞の数を与えるのに不十分である(以下を参照
のこと)ときは、−夜繁殖させた一80°Cの保存バクテリアの50μmで接種
した500m1の培地(TB)から、大規模なりNAを調製した。
酵母ライブラリーの構築
lまたはそれより多くのプールからのDNAを、以下に記載するように酵母に形
質転換した。全てのバクテリアのクローンを酵母内でテストすることを確保する
ために、元のプール内のバクテリアのクローンの数よりも、5倍多い酵母の形質
転換細胞の数を限界として設定した。
酵母の形質転換
使用した酵母株は、yNG231. (MAT alpha、 Ieu2. o
ri3−52. his4−539゜pep−delta l、cir+)であ
った。1つの=+oニーを、30℃で一夜10[111のYPD中で増殖させた
(この培養細胞は、5℃で数日間保存できる)。
この培養液の1O130、及び60μlを、10h+lのYPDを含む3つの振
とうフラスコに添加し、そして30℃で一夜振とうしながらインキュベートした
。0.3−0.4に最も近い吸光度、。、をもっ培養液が選択された。Beck
man還心分離(ス還御分離、10分間)において50m1のチューブにその細
胞を収穫し、この細胞を2%5mlのH,0に再懸濁し、上記のように遠心分離
し、0.IM LiAc 510mM Tris−C1,1mMEDTA、 p
H7,5を含む5a+1の緩衝液に再懸濁し、そして再び遠心分離した。この細
胞を500μmの上記緩衝液に再懸濁し、そして30’Cで60分間インキュベ
ートした。250ggの担体DNA (無菌のサケの精子DNA l0mg/m
l)を添加し、そして100μlの部分を用意した。形質転換されるべきDNA
(約5μg)を上記100μlの部分に添加し、緩やかに混合し、そして30℃
で30分間インキュベートした。700ggの4゜%PEG 4000.0.
IM LiAc 、 10+d Tris−CI、 1m&I EDTA、 p
H7,5を添加し、そしてインキュベーションを42°Cで5分間続け、マイク
ロ遠心分離機内で短時間回転させ、100−200ggHtOに再懸濁し、そし
てウラシルを伴わなずにSCプレート上に置き、次に3o″Cで3日間インキュ
ベーションを行った。
担体DNAの調製
100mgのサケの精子DNAを計量して取り出し、そして10m1の10mM
Tris−C1,1mM EDTA、 pH7,5(TE)に−夜で溶解した。
次にこの溶液を、粘着性がなくなるまで、氷水中のプラスチックコンテナ内で音
波破砕した。次にこの溶液を、フェノールで抽出し、そしてEtOHで沈殿させ
、そしてそのペレットを5mlのTE内で洗浄しそして再懸濁した。この懸濁液
をEtOHで沈殿させ、そしてそのペレットを5mlのTE内で洗浄しそして再
懸濁した。この吸光度3.、を測定し、そしてその懸濁液を10mg/mlにな
るまでTEで希釈した。
100m1のYPD(Sherman他、Methods in Yeast
Genetics、Co1d Spring harbor Laborato
ry、 1981)を、アスペルギルス・オリザエ(Aspユベーションする。
この菌糸体をミラクロス(a+1racloth)を通して濾過し、そして20
0m1の0.6 M Mg5Oiで洗浄する。この菌糸体を15m1の1.2
M Mg5Oa 、10111M NaHt POa 、 pH”5.8に再懸
濁する。この懸濁液を氷上で冷却し、そして120mgのNovozym @2
34.バッチ1687を含む1mlの緩衝液を添加する。5分後、12mg/m
l BSA(Sigma typeH25)の1mlを添加し、そして、and
下で観察されたサンプル内に多数のプロトプラストが見えるようになるまで、緩
やかな攪拌を伴うインキュベーションが、37℃で1.5−2.5時間続けられ
る。
この懸濁液をミラクロス(mira(loth)を通して濾過し、その濾液を無
菌チューブに移し、そして5mlの0.6Nソルビトール、100ntl Tr
is−HCISpH冨7.oで重層する。遠心分離を100gで15分間実施し
、そしてそのプロトプラストを上記1jgSO4緩衝剤の頂上から回収する。5
TC(1,2Mソルビトール、lomM Tris−1(C1、pHx7.5、
lOmU CaC1t )の2容量を上記プロトプラスト懸濁液に添加し、そし
てその混合液を1000gで5分間遠心分離する。このブトブラストのペレット
を3mlのSTCに再懸濁し、そして再びペレット化する。これを2回繰り返す
。最後に、そのプロトプラストを0.2−1 mlのSTCに再懸濁する。
100μgのプロトプラストの懸濁液を、10μlのSTC中で、5−25μg
の適切なりNAと混合する。プロトプラストをp3SR2(プラスミドを担持す
るアスペルギルス・ニジュランス(A、 n1dulans)のand S遺伝
子)と混合する。この混合物を室温で25分間放置する。0.2mlの60%P
EG 4000(8D)129576)、10mM CaC1を及び10+nM
Trjs−HCI 、 pH=7.5を添加し、そして注意して混合(2回)
し、そして最後に0.85Inlの上記と同様の溶液を添加し、そして注意して
混合する。この混合物を室温で25分間放置し、2500gで15分間回転し、
そしてそのペレットを2mlの1.2Mソルビトールに再懸濁する。もう1回沈
降させた後、そのプロトプラストを、適切なプレート上に筐り広げる。
プロトプラストを、1.0MシュクロースpH=7.0、窒素源としての100
1Mアセトアミド、及びバックグラウンドの増殖を阻害するための20mMCs
C1を含む最少プレー)(Cave Biochem、Biophys、Act
a 113(1966)51−56)上に塗り広げる。37℃で4−7日間のイ
ンキュベーションの後、胞子を拾い、そして単一コロニーを作るために筐り広げ
る。この手順を繰り返し、そして2回の再単離の後、単一コロニーの胞子を、定
義された形質転換細胞として保存する。
されている)の派生物である。このプラスミドと対象的に、pH0413は、そ
のプロモーターとターミネータ−の間にユニークな制限部位のストリングをもっ
ている。このプラスミドは、上記ターミネータ−の3゛末端にある約200塩基
対の長いフラグメント(不所望のRε部位を含む)を除去することにより、そし
て次に、上記プロモーターの5°末端にある約250塩基対の長いフラグメント
(これも不所望の部位を含む)を除去することにより構築された。この200塩
基対の部位は、Narl(pUcベクター内に位置する)及びXbal(上記タ
ーミネータ−へのちょうど3゛)での解裂し、そして次のKlenov DNA
ポリメラーゼ+dNTPでその生成末端をフィルインし、ゲル上での上記ベクタ
ーを精製し、そして上記ベクターのフラグメントを再連結することにより取り出
された。このプラスミドは、pH0413と呼ばれた。pH0413を、5tu
I(上記プロモーターの5゛末端に位置する)及びPvu I I(上記puC
ベクター内の)で切断し、ゲル上で分画し、そして再連結し、pf(0414を
得た。Igllは、プラスミドpJ(D414のマツプであり、ここでは、−A
MCターミネータ−”は、上記アスペルギルス・ニガー(A、 niger)の
グルコアミラーゼのターミネータ−を示し、モして“TAKAプロモーター′は
、アスペルギルス・オリザエ(A、 ori zae)のTAKAアミラーゼの
プロモーターを示している。
ポテトのガラクタンの生産
β−1,4−ガラクタンは、以下の手順によりポテト繊維から得ることができる
:
澱粉工場からの新鮮な廃原料を出発物質として使用する(非常に低いスターチの
含有量、17%付近の乾燥物質基質(DNS))。
ガラクタンの抽出に先立って、上記の残存の溶解性澱粉を、α−アミラーゼ(T
ermamyl @120L)処理により除去しなければならない。
上記のポテト繊維を水(1部分の繊維:3部分の水)で希釈し、NaOHでpH
をP)16.5に調整し、そしてその混合液を65°Cまで加熱する。上記α−
アミラーゼ(D^ISに基礎を置<0.2%のTerIIIamyl■120L
)を添加し、そしてその残存澱粉を2時間未満の処理時間で破壊する。
その後、僅かな調整を伴う、柑橘類のペクチンからのガラクタンのためのLab
aVitCh他(1976)の一般的な手順に従って、ガラクタンの抽出を実施
する(Labavtteh、J、 M、 Freen+an、 P、 Albe
rshein、植物細胞壁の構造、双子葉植物の一次細胞壁の構造成分を分解す
るβ−1,4−ガラクタナーゼの精製及び特徴付け、J、 Biol、 Che
w。、 251.5904−5910(1976))。上記の澱粉を含まない物
質のpHをpH11,4に調整し、そして次にその混合液を90℃まで加熱し、
そして20時M攪拌する(Pl(を調整しながら)。室温まで冷却した後、その
混合液をpH6−7へ中性としく83 PO4で)、遠心分離し、濾過し、そし
て限外濾過する。
このようにして作られたアラビノガラクタン(約40.000ダルトンの分子量
)を、次に、上記のガラクタンからアラビノースの側鎖を除去するために、10
0°Cで1時間0.05Mのトリフルオロ酢酸で処理する。この反応を溶液を冷
却することにより停止し、そして上記のトリフルオロ酢酸を蒸発させる。最後に
、この溶液を限外濾過して砂糖を含まない状態にし、そして凍結乾燥する。
結果物としてのβ−1,4−ガラクタンは、13.000付近の分子量を示す。
大豆ガラクタンの生産
アラビノガラクタンは、出発物質として大豆の残存物を使用して生産する。原理
的には、J、 Bial、 Che+n、 、 251. p、 5904−5
910(1976)中にLabavitch他により発表された方法と同様の方
法を使用する。
培地
YPD: 10gの酵母抽出物、20gのペプトン、°H10で810m1 と
し、オートクレーブにかけ、90m1の20%グルコース(滅菌濾過した)を添
加したもの
YPG−寒天=25gルのBactagar、 15g凡のグルコース、5zル
のK 、 PO4,0,5g/LノlJgSO4−7Hs G 、pHを5.0
(:[9整し、7− トクレーブにかけたもの
10XBasal塩: 66、l11gの酵母ナイトロジェンベース、100g
のコハク酸、60gのNaOHニHt Oを加えIoooml +:し、滅菌濾
過しタモノ5C−URA: 90m1のBa5al塩、22.5mlの2o%カ
ザミノ酸、9mlの1%トリプトファンにHtOを加え806m1にし、オート
クレーブにかけ、3゜6miの5%トレオニン及び90m1の20%グルコース
を添加したもの5C−H寒天二アミノ酸を含まない7.5g/lの酵母ナイトロ
ジエンベース、Il、 3g/Iのコハク酸、6.8g/lのNaOH、ビタミ
ンを含まない5,6g/lのカザミノ酸、0.1g/lのトリプトファン及び2
0g/lの寒天(BactO)、121″Cで20分間オートクレーブにかけ、
オートクレーブ後、450m1の寒天当たり、55+nlの22%グルコース溶
液及び1.8mlの5%トレオニン溶液を添加したもの
YNB−1寒天: 3.3g/lのK1. POい16.7g/lの寒天、PH
を7に調整し、121”cで20分間オートクレーブにかけ、オートクレーブ後
、450m1の寒天当たり、アミノ酸を含まない25m1の13.6%の酵母ナ
イトロジエンベース、25m1の40%グルコース溶液、1.5mlの1%L−
ロイシン溶液及び1.5mlの1zヒスチジン溶液を添加したものYNB−1肉
汁: YNB−1寒天のような組成であるが上記の寒天を含まないもの
大豆ガラクタン重層ゲル:1%アガロース、0.1Mクエン酸−リン酸緩衝液中
の0.1%ガラクタン、PH4,5、重層を寒天プレート上に注ぐ前に、このゲ
ルを沸騰させ、そして次に55℃まで冷却する。
FG−4−寒天=35gルの寒天、30gへの大豆粉、15g凡のマルトデキス
トリン(Glucidex6) 、5z凡のBactoペプトン、pH7,12
1℃で40分間オートクレーブにかけたもの
FG−4培地:30g凡の大豆粉、15g凡のマルトデキストリン(Gluci
dex6) 、5gへのBactoペプトン、121℃で40分間オートクレー
ブにかけたもの
MDU−2培地:45g凡のマルトース、1zルのMg5(It −7Hz O
,1zルのNaCl、2g/LのK t SO4,12g/LのKL POa
、0.1ml几のPluronic61L 、 0.5ml凡の微量金属溶液、
pH5,0,121℃で20分間オートクレーブにかけ、15m1の50%滅菌
濾過した尿素をオートクレーブ後に添加したもの
微量金属溶液: 13.9zルのFeSO4−7Ht O,8,45g几のMn
504−HzO16,8zルのZnC1z 、2.5gへのCu5Oi −5H
z O,0,24g/LのNjCIt−6Ht O,3z凡のクエン酸
例1
50ブールの中の約300.000の別個のクローンを構成しているアスペルギ
ルス・アクレアタス(Aspergillus aculeatus)CBS
101.43のライブラリーを、前に記載したように、大腸菌(ε、coli)
内で構築した。
上記ライブラリーからの20個のクローンからDNAを単離し、そしてcDNA
挿入のための分析に供した。その挿入頻度が〉90%であることが判明し、その
平均的な挿入物のサイズは、約1400塩基対であった。
スベルギルス・アクレアタス(Aspergillus aculeatus)
のライブラリーからのDNAを、酵母に形質転換し、そして20−30.000
コロニーを含むプレートを、それぞれのプールから得た。そのコロニーをこすり
取り、そしてグリセロール内で一80°Cで保存した。
上記ライブラリーからの酵母細胞を、全体として約250.000コロニーにな
るようにYNB寒天上に塗布した。プレート当たりのコロニー数は、50から5
00までのバラツキであった。増殖から4または5日間後、その寒天プレートの
、5C−H寒天プレートの2セツト上へのレプリカ平板法を行った。次にこれら
のプレートを30℃で2−4日間インクベートし、その後、上記寒天プレートの
2セツトを、ガラクタナーゼ活性の検出のためにβ−1,4−ガラクンの重層ゲ
ルを使用して重層した(β−1,4−ガラクンは、前に示したように生産されて
いる)。40℃で一夜インキユベーションした後、酵素反応を、コンゴーレッド
で染色した。最初に、1010−l5の0.5M tris−ホウ酸緩衝液pH
8,4を上記プレートに注ぎ、そして約30分後除去した。上記の1010−l
5の0.1χコンゴーレツド溶液を、上記重層に注ぎ、そしてlo−20分後に
除去した。次に上記プレートを、上記プレート上に1010−l5の2MNaC
1に注ぐことにより、lまたは2回洗浄した。このNaC1溶液を15−25分
後に除去した。ガラクタナーゼ陽性のコロニーは、赤い背景上に、透明または薄
い赤い明るい領域をもつコロニーとして同定された。
酵素陽性コロニーからの細胞を、寒天上で単一コロニーを単離するために塗布し
、そして酵素を生産性の単一コロニーを同定し、そして先に記載したガラクタン
重層法により選択した。
ガラクラナーゼ陽性酵母単離物を同定し、そして陽性を確認した。
例2
DNAの単離
上記単離物を、50m1のガラス試験管内の20m1のYNB−1肉汁に接種し
た。この試験管を30°Cで2日間振とうした。この細胞を、3000rpmで
10分間の遠心分離により収穫した。
この細胞を、1mlの0.9Mソルビトール、O,IM EDTA 、 pH7
,5に再懸濁した。上記のペレットをEppendorfチューブに移し、そし
てフルスピードで30秒間回転した。この細胞を、0.4mlの0.9Mソルビ
トール、0.1M EDTA 、 14mMのβ−lメルカプトエタノールに再
懸濁した。
100、czlの2mg/mlチモラーゼ(Zymolase)を添加し、そし
てその懸濁液を、37°Cで30分間インキュベートし、そして30秒回転した
。このペレット(スフェロプラスト)を、0.4mlの78に再懸濁した。90
μ!の(1,5mlの0.5 M EDTA pH8,0、0,6mlの2M
Tris−CI pH8,0。
0、6mlの10χS[lS)を添加し、そしてその懸濁液を65℃で30分間
インキュベートした。80μlの5 M KOAcを添加し、そして懸濁液を氷
上で少なくとも60分間インキュベートし、そしてフルスピードで15分間回転
した。上澄を、[:tOH(室温)で満たされた新しいチューブに移し、次に、
緩やかであるが十分な混合及び30秒間の回転を行った。
このペレットを、冷70%EtOHで洗浄し、30秒間回転し、そして室温で乾
燥した。そのペレットを50μlのTE(Tris−EDTA)に再懸濁し、そ
して15分間回転した。その上澄を、新しいチューブに移した。2゜5μlの1
0mg/ml RNaseを添加し、次に37°Cで30分間インキュベーショ
ンし、そして緩やかな混合を伴いながら500μlのイソプロパツールを添加し
た。この混合液を30秒間回転し、そして上澄を除去した。このペレットに冷9
6%EtOHで濯ぎ、そして室温で乾燥した。
二のDNAを、約100μm/mlの最終濃度となるように50μlの水に溶解
した。
上記のDNAを、標準的な手順により、大腸菌(E、 coli)に形質転換し
た。2つの大腸菌(E、coli)のコロニーを単離し、そして制限酵素Hin
dlII及びXbal(そのDNA挿入物を切り取る)で分析した。
上記の陽性クローンのいくつかの部分的なりNA配列を決定した、請求項4を見
よ。このクローンが、上記の精製β−1,4−ガラクタナーゼのN末端と同一な
、N末端のアミノ酸配列をもつ蛋白質をコードすることが判明した。
例3
ガラクタナーゼの発現
ガラクタナーゼを発現するために、DNAの5°コンチクストと一緒になった外
来のシグナル配列(原則として、特許公開番号WO91/17243から知られ
た配列)を、その翻訳開始コドンに導入することとし、これによって、高いレベ
ルの翻訳開始という結果となるはずである。PCRアプローチの使用により、上
記のシグナルペプチドを導入した。
プライマー1、シグナルペプチド
HindIII
下線を引いた配列は、遺伝子の5″末端と相同的であり、そして!は、上記シグ
ナルペプチドの切is位を示す。
プライマー2.3゛末端
5°GGGCGTGAATGTAAGCGTGAC3′製造者の指示に従って、
Perkin Elmer Cetus、 Norwalk、CT、USAから
のGene Ampキット及び装置を使用して、上記のPCR反応を実施した。
その条件はニ
ー500 ngのプライマー(元のcDNAクローン)−100ピコモルのプラ
イマー1
一100ピコモルのプライマー2
一10μmの10pcr緩衝液
一10μmの2m&l dNTP
−100μmまでのHto
−2,5UのTAQポリメラーゼ
であった。
30サイクルを、94℃で1分間、37℃で2分間、72℃で2分間実施した。
上記反応物の部分を、1%のアガロースゲル上で分析した。期待されたバンドを
観察した(約1350塩基対)。そのDNAをフェノールで抽出し、エタノール
で沈殿させ、そして上記の制限酵素Hind I I I/Xbalで消化した
。このDNAをゲル上でサイズ分画し、そしてそのガラクタナーゼの遺伝子に対
応するフラグメントを精製した。次にこの遺伝子をHind[I/Xbalによ
り消化されたpH0414に連結し、上記のプラスミドpHD438(図12を
見よ)を結果として得た。
大腸菌(ε、coli)内でのこのDNAの増幅後、上記のプラスミドpH04
38を、先に記載したように、アスペルギルス・オリザエ(AspergilL
u3 orizae)に形質転換した。
アスペルギルス・オリザエ(AspergilLu orizae )形質転換
細胞のテスト
FG−4寒天を入れたベトリ皿の中心に、18個の形質転換細胞のそれぞれを接
種した。30℃で5日間インキュベーションした後、コルク穴あけ道具によりそ
のコロニーの中心から、直径4mmのプラグを取り出した。このプラグを、ガラ
クタンの重層ゲルに埋め込み、40℃で一夜インキュベーションを行った。この
ガラクタナーゼの活性を、前記のように、コンゴーレッドにより染色した。この
形質導入細胞のいくつかは、30mmの明るいゾーンをもち、そしてこれにより
、14mmの明るいゾーンを作り出したアスペルギルス・オリザエ(Asper
gillus orizae)の背景よりもより高いガラクタナーゼ活性を示し
ている。このことは、アスペルギルス・オリザエ(Aspergillus o
rizae)におけるβ−1,4−ガラクタナーゼの効率的な発現を証明してい
る。
上記のより高いガラクタナーゼ活性をもつ8個の形質転換細胞を選び、そして接
種し、そしてYPG−寒天上で維持した。
上記の8個の形質転換細胞を、YPG−寒天上から、FG−4及びMDU−2培
地の入った500m1の振とうフラスコ上に接種した。良好なエアレ−ジョンを
確保するための十分な攪拌を伴う発酵の4日後、その培養肉汁を2000gで1
0分間遠心分離し、そしてその上澄みを分析した。
それぞれの上澄みの15μlの容量を、ガラクタナーゼの重層ゲル用した。20
時間のインキコベーション後、コンゴーレッドにより1、−のガラクタナーゼ活
性を肉眼観察できるようにしfニー。
5OS−ポリアクリルアミドゲルの電気泳動(Pharmacia Excel
−P、elグラジエンl−8−18)において、上記のアスペルギルス・アクレ
アタス(Aspergillus aeuleatus)のガラクタナーゼを、
アスベルギルス−アクレアタス(Aspergillus aeuleatus
)から精製されたガラクタナーゼに対して高められた抗血清に対するウェスタン
プロット法により同定した。
本発明に記載のβ−1,4−ガラクタナーゼの使用本発明に記載のβ−1,4−
ガラクタナーゼは、植物の細胞壁分解酵素として使用されることができ、したが
って、GB 2115820Aの35ページ上に示された出願を含んでいる。
もし本発明に記載のβ−1,4−ガラクタナーゼがペクチナーゼユニットと一緒
に使用されれば、相乗作用の効果または上昇効果が、特に、リンゴをすりつぶし
たものの上のTLP(全液化力)に関して証明され得る。上記のペクチナーゼが
上記のA、 a、 e、 p、である場合は、これは特別な性質を備えたペクチ
ナーゼ調製物であるが(GB 211582OAを見よ)、著しく高い相乗作用
効果または上昇効果が、特に、リンゴをすりつぶしたものの上のTLPに関して
証明され得る。
TLPは、酵素調製物の全液化活性である。この活性は、この酵素調製物におけ
る全ての単一活性の全体としての効果である。この反応は、しオロジー的に進行
される。細か(粉砕されたリンゴすりつぶし物におけるその全体の粘度(=液士
構造物の粘度の機能)の減少を、回転式粘度計を使用して連続して2時間以内
観察した。
MOD方程式(ここで、
PeetinexAP−18のTLP = 0 、及びPectinex Ul
tra 5P−LのTLP = 100の定義による)に基礎を置き(Most
Units)、上記の酵素を比較する。
上記のMOU、:Lニットのより詳細な記述は、Novo Nordisk F
erment(Sehweiz)AG、 Neumatt、 CH−4243D
it tingen、 Swi tzerlandから1.リクエストに基付き
得ることができる“ リンゴジュースにおけるペクチナーゼユニットの測定(M
OU)“の小冊子内に見つけられるべきである。
上記のガラクタナーゼ単独によりまたは上記のA、 a、 e、 p、との組み
合わせにより得られたTLPの数値を表3に示す。
また、図13にも引用する。表3及び図13の両方は、上記のβ−1,4−ガラ
クタナーゼ及び上記のA、 a、 e、 p、との著しい相乗作用を示している
。したがって、ガラクタナーゼ単独は、その粘度に関しては、より高い投与量で
、全く効果を示さない。より低い投与量においては、粘度における増加だけが観
察され得る。しかし、驚(べきことに、上記のA、 a、 e、 p、との組み
合わせにおいては、非常に有意な相乗作用の効果を観察することができる。上記
のA、 a、 e、 p、における上記のガラクタナーゼユニット単独の約30
%(260%)の増加は、60%(100%)のTLPの増加という結果となる
。このことは、上記のβ−1,4−ガラクタナーゼが、植物細胞壁の液化工程の
ための主要な活動であメタノール4で洗浄し、そして濾過し、そして再び圧縮す
る。
得られたAISを60℃で1時間乾燥する。
このAISから、スターチの量を、Boehringer Llannheim
(注文番号207748)からのテストキットにより測定した。
得られたペクチンの量を、上記の圧搾物からの上記乾燥物質から得られた%にお
けるAISの量の決定することにより、そしてそのAIS中の上記スターチの量
を差し引くことにより計算した。
ペクチンの酵素的抽出
圧搾物1にpH5,0の0.1M酢酸ナトリウム緩衝液(0,02%NaN s
を伴う)19を加える。30°Cで、この混合液を、本発明に記載の精製された
β−1,4−ガラクタナーゼの溶液により20時間処理する。その後、この混合
液を濾過し、そして圧搾物の残分を蒸留水lOで洗浄する。
このAISを、先に記載の方法により得る。
結果
化学的抽出により17.5%のペクチンを得たが、一方酵素的抽出により、使用
したβ−1,4−ガラクタナーゼの量に依存して11.5と14.5%の間のペ
クチンを得た。
これらの結果は、上記のβ−1,4−ガラクタナーゼが、植物原料からのペクチ
ンの酵素的抽出のための主要な酵素の1つであることを証明している。また、化
学的手段によりそして全てのそれに付随する欠点を伴って、抽出することができ
るペクチンの60−80%が、環境的に妥当な方法で酵素的に抽出され得ること
も上記から明らかである。
配列表
(1)一般情報
(i)出願者:ノボ ノルディスクA/5(ii)発明の名称:ベータ−1,4
−ガラクタナーゼ及びDNA配列(iii)配列数:12
(iv)連絡先:
(A)宛て先:ノボ ノルディスクA/S、特許部(B)番地二ノボ アレ(N
ovo Allυ(C)市:バグスバード(Bagsvaerd)(E)ffl
:デンマーク(Derunark)CF)郵便番号: DK−2880
(viii)弁理士/代理人情報:
(A)氏名:バッハニール(BACH,N1els)(B) Jl録番号=(ε
PO) GA 24307(ix)遠距離通信情報:
(A) を話: +45 4444 8888(B)ファックス: +4544
493256(C)テレックス: 37304
(2)配列番号1に関する情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ゛:31アミノ酸
(B)形二アミノ酸
(C)鎖の数ニー重鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(ii)配列の種類:ペプチド
(NDハイボセティカル配列:否
(iv)アンチセンス・否
(vi)起源:
(B)株名: CBS 101.43
(xi)配列:配列番号l:
(2)配列番号2に関する情報=
(i)配列の特徴:
(A)長さ=31アミノ酸
(B)形二アミノ酸
(C)鎖の数;−重鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(if)配列の種類:ペプチド
(iii)ハイポセティカル配列:否
(iv)アンチセンスエ否
(vl)起源:
(B)株名: CBS 101.43
(xi)配列:配列番号2:
(2)配列番号3に関する清報コ
(i)配列の特徴:
(A)長さ:28アミノ酸
(B)形二アミノ酸
(C)鎖の数ニー重鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(ii)配列の種類:ペプチド
(iii)ハイポセティカル配列:否
(iv)アンチセンス:否
(vi)起源:
(A)生物名:アスペルギルスニガ−(Aspergillus njger)
(xi)配列:配列番号3:
(2)配列番号4に関する情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ二84塩基対
(B)形;核酸
CC)#Aの数ニー重鎖
(D)トポロジー二直鎖状
(ii)配列の種類: rDNA
(xi)配列:配列番号4:
GCGC丁CACCT ATCGCGGCGCAGACATCTCT TCTC
TCTTGCTGCTrGAAGA TGAGGGCTAT@60
^GCTATMGA ATCTCAATGG CCAA 84(2)配列番号5
に関する情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さニア2塩基対
(B)形:核酸
(C)鎖の数ニー重鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(i i)配列の種類: rDNA
(xi)配列:配列番号5:
(2)配列番号6に関する情報:
(i)配列の特徴:
(^)長さ:60塩基対
(B)形:核酸
(C)鎖の数ニー重鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(ii)配列の種類: rDNA
(xi)配列:配列番号6:
GCACGGCAGCTACATCTGGA CTACMTrTG GAGCT
GGCCA AGGCGGTCAA GGCGCTGGCA@60
(2)配列番号7に関する情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:39塩基対
(B)形:核酸
(C)鎖の数ニー重鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(ii)配列の種類: rDNA
(xi)配列:配列番号7:
TCTGAATTGT GGGAGGε^GG GGATGAGTGCTCCG
TCAGC39(2)配列番号8に関する情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ=67塩基対
(B)形:核酸
(C)鎖の数ニー重鎖
(0)トポロジー:直鎖状
(if)配列の種類: rDNA
(xi)配列:配列番号P:
(2)配列番号9に関する情報:
(i)配列の特徴二
(A)長さ:40塩基対
CB)形:核酸
(C)鎖の数ニー重鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(ii)配列の種類: rDNA
(xi)配列:配列番号9:
GACGAGGGCCGGGGTATAAA CCAKCCAGG GTCTC
TAAAA 40(2)配列番号10に関する情報:
(i)配列の特徴:
(A、)長さニア8塩基対
CB)形:核酸
(C)鎖の数ニー重鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(ii)配列の種類: DNA
(xi)配列:配列番号lO:
(2)配列番号11に関する情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:18塩基対
(B)形:核酸
(C)鎖の数ニー重鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(ii)配列の種類: DNA
(xi)配列:配列番号11:
GCGCTCACCT ATCGCGGC1B(2)配列番号12に関する情報
:
(i)配列の特徴:
(A)長さ=21塩基対
CB)形:核酸
(C)鎖の数ニー重鎮
(D)トポロジー:直鎖状
(ii)配列の種類: DNA
(xi)配列:配列番号12:
GGGC(iTaAAT GTAAGCGTGA C21FIG、 3
FIG、 4
FIG、 7
FIG、8
URA3
FIG、 11
FIG、12
FIG、 13
補正書の翻訳文提出書
(特許法第184条の8)
平成5年8月 9日
Claims (20)
- 1.以下の部分的アミノ酸配列: 【配列があります】 又は上記部分的アミノ酸配列との少なくとも70%、好ましくは少なくとも80 %、より好ましくは少なくとも90%の相同性をもつ部分的アミノ酸配列をもつ β−1,4−ガラクタナーゼ、。
- 2.上記のβ−1,4−ガラクタナーゼが、3.0−5.0の、好ましくは3. 5−4.0の最適pHを、2.0−3.5の、好ましくは2.5−3.1の等電 点を、30,000と50,000との間の、好ましくは37,000と45, 000との間の分子量を、及び10と50℃との間の、好ましくは25と40℃ との間の最適温度を示す請求項1に記載のβ−1,4−ガラクタナーゼ。
- 3.請求項1又は2に記載の上記β−1,4−ガラクタナーゼをコードすること を特徴とする組み換えDNA配列。
- 4.以下の部分的DNA配列: 1)【配列があります】 2)【配列があります】 3)【配列があります】 4)【配列があります】 5)【配列があります】 6)【配列があります】 の少なくとも1つを含んで成る請求項3に記載の組み換えDNA配列。
- 5. a)アスペルギルス・アクレアタス(Aspergillus aculeat us)のβ−1,4−ガラクタナーゼのDNA挿入物pHD438b)a)を含 んで成る成熟β−1,4−ガラクタナーゼDNAのためのコード領域にハイブリ ダイズし、そして、β−1,4−ガラクタナーゼ活性をもつポリペプチドのため の構造遺伝子、並びに場合によってはプロモーター、シグナルまたはリーダーペ プチドのためのコード領域、及び/または転写ターミネーターを含んで成るDN A挿入物をさらに含んで成るDNA配列 c)T.Maniatis.A laboratory Manual(CSH )から引用する比較的ストリンジェントな条件下(1.0ΧSSC,0.1%S DS,65℃)で、請求項3に示す配列の中の1つとハイブリダイズするに十分 な相同性をもつDNA配列d)a)、b)、もしくはc)に定義したDNA配列 の微生物、または、 e)成熟β−1,4−ガラクタナーゼまたはそれらのシグナルペプチドもしくは リーダーペプチドをコードするDNA配列並びにa)、b)、もしくはc)に定 義したDNA配列に関してその遺伝子コードの意味の範囲内で縮重しているDN A配列 から選ばれたDNA配列を含んで成る請求項3又は4に記載の組み換えDNA配 列。
- 6.請求項3〜5に記載の上記の組み換えDNA配列を含んで成るベクター。
- 7.上記のプロモーターが、アスペルギルス・オリザエ(Aspergillu s orizae)のタカアミラーゼのプロモーター、好ましくはpHD438 である請求項6に記載のベクター。
- 8.請求項6または7に記載の上記ベクターを含んで成る形質転換された宿主。
- 9.上記の形質転換された宿主が、アスペルギルス(Aspergillus) 株である請求項8に記載の形質転換された宿主。
- 10.上記の形質転換された宿主が、アスペルギルス・アクレアタス(Aspe rgillus acureatus)、アスペルギルス・ニガー(Asper gillus nigaer)、アスペルギルス・オリザェ(Aspergil lus orizae)、またはアスペルギルス・アワモリ(Aspergil lus awamor1)の種に属する株である請求項9に記載の形質転換され た宿主。
- 11.上記の形質転換された宿主が、形質転換されない条件においてはβ−1, 4−ガラクタナーゼを生産しない又は有意でない量のβ−1,4−ガラクタナー ゼのみを生産する微生物、好ましくはバチルス・エスピー(Bacillus sp.)、大腸菌(E.coli)もしくはパン酵母(S.cerevisia e)である請求項8に記載の形質転換された宿主。
- 12.請求項8〜11に記載の形質転換された宿主の使用によるβ−1,4−ガ ラクタナーゼの生産方法。
- 13.請求項12に記載の方法により生産されたβ−1,4−ガラクタナーゼ。
- 14.請求項1〜2に記載の上記β−1,4−ガラクタナーゼにより、好ましく は少なくとも1.1の濃縮率により濃縮された、植物細胞壁の分解または修飾の ために使用することができるペクチナーゼ調製物を、酵素調製物が含んでいると いう事実により特徴ずけされる酵素調製物。
- 15.上記のペクチナーゼ調製物が、アスペルギルス(aspergillus ))属に属する微生物、好ましくはアスペルギルス・ニガー(Aspergil lus nigaer)、アスペルギルス・アクレアタス(Aspergill us acureatus)、アスペルギルス・アワモリ(Aspergill us awamori)またはアスペルギルス・オリザェ(Aspergill us orizae)により生産することができる請求項14に記載の酵素調製 物。
- 16.上記のβ−1,4−ガラクタナーゼが、請求項13に記載の上記β−1, 4−ガラクタナーゼである請求項14または15に記載の酵素調製物。
- 17.ガラクタンの分解または修飾のための剤としての、請求項1〜2または1 3に記載のβ−1,4−ガラクタナーゼの使用。
- 18.植物細胞壁の分解または修飾のための剤としての、請求項17に記載の使 用。
- 19.ガラクタンの分解または修飾のための剤としての、請求項14〜16に記 載の酵素調製物の使用。
- 20.植物細胞壁の分解または修飾のための剤としての、請求項19に記載の使 用。
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