JPH069513B2 - α-1,3 glucanase gene - Google Patents

α-1,3 glucanase gene

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JPH069513B2
JPH069513B2 JP2167983A JP16798390A JPH069513B2 JP H069513 B2 JPH069513 B2 JP H069513B2 JP 2167983 A JP2167983 A JP 2167983A JP 16798390 A JP16798390 A JP 16798390A JP H069513 B2 JPH069513 B2 JP H069513B2
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glucanase
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dna
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cdna
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、トリコデルマ・ハージアナム菌 (Trichoderma harzianum:IFO 31292号)が産生し、虫歯
の原因物質である不溶性グルカンを分解する機能を有す
るα−1,3グルカン3-グルカノハイドロラーゼ酵素(以
下、α−1,3グルカナーゼと称する)タンパク質及び該
タンパクの菌体外への分泌に機能するシグナルペプチド
をコードするDNA、前記DNAにコードされたアミノ酸配列
を有するタンパク質またはポリペプチド、前記のタンパ
ク質及びシグナルペプチドの発現を制御するヌクレオチ
ド配列を有したDNA、及びこれらのDNAを異種DNAに結合
させた組み換えDNA、さらには特有のN末端アミノ酸配
列を有するα−1,3グルカナーゼ酵素に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention provides an α-produced by Trichoderma harzianum (IFO 31292) and having a function of degrading insoluble glucan which is a causative agent of caries. DNA encoding 1,3 glucan 3-glucanohydrolase enzyme (hereinafter referred to as α-1,3 glucanaase) protein and a signal peptide that functions to secrete the protein outside the bacterial cell, and is encoded by the DNA A protein or polypeptide having an amino acid sequence, a DNA having a nucleotide sequence that controls the expression of the protein and the signal peptide, a recombinant DNA obtained by binding these DNAs to a heterologous DNA, and a unique N-terminal amino acid sequence It has an α-1,3 glucanase enzyme.

(従来の技術) α−1,3グルカナーゼは、グルコースがα−1,3グルコシ
ドで結合で直鎖状に結合した多糖、α−1,3グルカンの
α−1,3グルコシド結合部分の加水分解を行う酵素で、
カビ、細菌等の微生物に広く分布する。該酵素はまた、
虫歯の原因菌であるストレプトコッカス ミュータンス
(Streptococcus mutans)菌が、口腔内において食物中に
含まれるショ糖から合成する不溶性グルカンをよく分解
する作用も行い、虫歯予防剤としての該酵素の利用が注
目を浴びている。
(Prior art) α-1,3 glucanase is a polysaccharide in which glucose is bound linearly by α-1,3 glucoside, and hydrolysis of α-1,3 glucoside binding part of α-1,3 glucan. An enzyme that does
Widely distributed in microorganisms such as mold and bacteria. The enzyme also
Streptococcus mutans, the causative agent of tooth decay
The (Streptococcus mutans) bacterium also has a function of well decomposing insoluble glucan synthesized from sucrose contained in food in the oral cavity, and the use of the enzyme as a dental caries preventive agent has been drawing attention.

上記の不溶性グルカンは、虫歯の原因となる歯垢の主要
な構成成分で、α−1,3グルコシド結合で結合したグル
コース鎖とα−1,6グルコシド結合で結合したグルコー
ス鎖が複雑にお互いに枝分かれした構造をもち、α−1,
3結合のグルコース鎖の部分が、これに水の不溶性の性
質を与えている(第1図参照)。α−1,3グルカナーゼ
を不溶性グルカンに作用させ、不溶性グルカンの水に不
溶性の性質を減弱させれば、不溶性グルカンは、口腔内
の唾液に溶け出すようになり、結果として、歯垢が歯の
表面から脱落するようになる。このように、α−1,3グ
ルカナーゼは、虫歯の原因となる歯垢の除去に極めて有
効な虫歯予防剤となり、また、同じく不溶性グルカンに
含まれるα−1,6グルコシド結合糖鎖部分を切断する酵
素であるデキストラナーゼと併用すれば、歯垢はより一
層、効率的に除去できると考えられ、このような観点か
ら、α−1,3グルカナーゼやデキストラナーゼを微生物
培養液から分取する方法の研究開発が多くなされてきた
(特公昭56−45587号、特公昭46−42955号、特開昭63−
301788号等)。
The above-mentioned insoluble glucan is a major constituent of dental plaque that causes tooth decay, and glucose chains bound by α-1,3 glucoside bonds and glucose chains bound by α-1,6 glucoside bonds are intricately linked to each other. It has a branched structure, α-1,
The part of the three-linked glucose chain gives it the insoluble nature of water (see Figure 1). If α-1,3 glucanase is allowed to act on insoluble glucan to reduce the water-insoluble property of insoluble glucan, insoluble glucan will be dissolved in saliva in the oral cavity, resulting in plaque It will come off from the surface. Thus, α-1,3 glucanase is an extremely effective anti-cavity agent for the removal of dental plaque, which causes dental caries, and also cleaves the α-1,6 glucoside-linked sugar chain portion contained in insoluble glucan. It is thought that plaque can be removed even more efficiently by using it in combination with dextranase, which is an enzyme that does this.From such a viewpoint, α-1,3 glucanase and dextranase can be collected from the microbial culture solution. There have been many researches and developments of the method (Japanese Patent Publication No. 56-45587, Japanese Patent Publication No. 46-42955, and Japanese Patent Laid-Open No. 63-42955).
No. 301788).

また、一方、上記のような歯垢を分解する能力があるα
−1,3グルカナーゼを歯磨き剤に配合する研究も数多く
なされ、従来の歯磨き剤と較べ歯垢の除去能力が高いこ
とが認められている(特公昭55−50006号、特公昭58−1
2254号)。
On the other hand, it has the ability to decompose plaque as described above.
Many studies have been conducted on the incorporation of -1,3 glucanase into dentifrices, and it has been confirmed that the ability to remove plaque is higher than that of conventional dentifrices (Japanese Patent Publication Nos. 55-50006 and 58-1).
No. 2254).

上記のように、α−1,3グルカナーゼは歯垢の除去に極
めて有効であることは明らかであるが、酵素そのものを
歯磨き剤に配合した場合、歯磨き剤使用後の口腔内の洗
浄により、歯磨き剤に含まれるα−1,3グルカナーゼ自
体も口腔内から除去されてしまうという欠点があった。
このような欠点を解消し、より効果的に歯垢の除去と歯
垢の生成の阻害を行う方法としてα−1,3グルカナーゼ
遺伝子を口腔内常在細菌にクローニングし、これを虫歯
予防剤として口腔内に投与して、口腔内において恒常的
にα−1,3グルカナーゼを発現させ歯垢を取り除くとい
う方法も開発されている(特開昭62−25号)。
As mentioned above, it is clear that α-1,3 glucanase is extremely effective in removing dental plaque, but when the enzyme itself is blended in a dentifrice, the toothpaste is washed by cleaning the oral cavity after use. There was a drawback that the α-1,3 glucanase itself contained in the agent was also removed from the oral cavity.
As a method of eliminating such defects and more effectively removing plaque and inhibiting the production of plaque, the α-1,3 glucanase gene was cloned into an oral indigenous bacterium and used as a dental caries preventive agent. A method has also been developed in which it is administered into the oral cavity and α-1, 3 glucanase is constantly expressed in the oral cavity to remove dental plaque (JP-A-62-25).

(発明が解決しようとする課題) 前記のように、α−1,3グルカナーゼは、種々の微生物
により生産されるが、α−1,3グルカナーゼをこれらの
微生物を用いて生産させるためには、培地中に酵素生産
誘導物質として、高価な不溶性グルカンを添加せねばな
らず、また一方、培養終了後、培地中に残存する不溶性
グルカンにより、産生されたα−1,3グルカナーゼの精
製が煩雑、困難なものとなっていた。加うるに、酵素の
生産量も少なく、このような理由から、歯垢の除去に極
めて有用であるにもかかわらず、工業的にα−1,3グル
カナーゼが大量生産されるまでには至らなかった。以上
のような問題点を解決し、安価に、しかも大量にα−1,
3グルカナーゼを得る手段として、遺伝子工学的手法を
用いることが考えられるが、該酵素の遺伝子に関する研
究は、現在までほとんどなされず、遺伝子の塩基配列等
については、まったく未知のままであった。また、α−
1,3グルカナーゼの酵素としての特性を改変したり、前
述の口腔内常在細菌によるα−1,3グルカナーゼ生産に
おいて、菌体外に多量の酵素タンパクを分泌させるため
にも遺伝子DNAの塩基配列を明らかにし、導入するプラ
スミッドの構造を設計する必要があった。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, α-1,3 glucanase is produced by various microorganisms, but in order to produce α-1,3 glucanase using these microorganisms, As an enzyme production inducer in the medium, expensive insoluble glucan must be added, on the other hand, after the completion of the culture, the insoluble glucan remaining in the medium, purification of the produced α-1,3 glucanase is complicated, It was difficult. In addition, the enzyme production is low, and for this reason, although it is extremely useful for removing plaque, it has not been industrially possible to mass-produce α-1,3 glucanase. It was By solving the problems described above, α-1,
As a means for obtaining 3 glucanase, it is possible to use a genetic engineering method, but research on the gene of the enzyme has hardly been conducted until now, and the nucleotide sequence of the gene has remained completely unknown. Also, α-
In order to modify the enzyme properties of 1,3 glucanase or to secrete a large amount of enzyme protein outside the bacterial cells in the production of α-1,3 glucanase by the above-mentioned resident bacteria in the oral cavity, the nucleotide sequence of gene DNA It was necessary to clarify and introduce the structure of the plasmid to be introduced.

(課題を解決するための手段) 本発明は上述の従来の問題点を解消するためなされたも
のであり、その要旨とするところは、トリコデルマ・ハ
ージアナム(Trichoderma harzianum)菌が産生するα−
1,3グルカン3-グルカノハイドロラーゼ酵素タンパク
質、及びα−1,3グルカナーゼを菌体外に分泌させる機
能を有するシグナルペプチドをコードするDNA、これら
のDNAにコードされるアミノ酸配列を有するタンパク質
及びシグナルペプチド、前記タンパク質及びシグナルペ
プチドの発現を制御するヌクレオチド配列をコードする
DNA、前記DNAを異種DNAに結合させた組換えDNA、特有の
N末端アミノ酸配列を有するα−1,3グルカナーゼ酵素
タンパク質、及びそれらの構造と機能に関する情報を提
供するものである。
(Means for Solving the Problems) The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and the gist thereof is to provide α-produced by Trichoderma harzianum bacteria.
1,3 glucan 3-glucanohydrolase enzyme protein, and DNA encoding a signal peptide having a function of secreting α-1,3 glucanase outside the cells, a protein having an amino acid sequence encoded by these DNAs, and Encodes a signal peptide, a nucleotide sequence that controls the expression of said protein and signal peptide
It provides information on DNA, recombinant DNA obtained by binding the DNA to heterologous DNA, α-1,3 glucanase enzyme protein having a unique N-terminal amino acid sequence, and structures and functions thereof.

すなわち、本発明は、上述のDNA、酵素タンパク質、シ
グナルペプチド、及びそれらの構造と機能に関する情報
を用いて、従来困難であったα−1,3グルカナーゼの安
価な大量生産法の開発、遺伝子の改変による酵素的機能
の改良、新規のより有効な虫歯予防剤の開発等を可能な
らしめ、またそれらの成果を実用に供するという目的で
なされたものである。
That is, the present invention uses the above-mentioned DNA, enzyme protein, signal peptide, and information about their structure and function to develop an inexpensive mass production method of α-1,3 glucanase, which has been difficult in the past, and The purpose was to improve the enzymatic function by modification, to develop new and more effective anti-cavity agents, and to put the results to practical use.

(実施例) 本発明のDNAの分離手順、クローニング手順、及び塩基
配列の解析方法等に関し、その実施例を以下に詳細に説
明する。
(Examples) Examples of the DNA separation procedure, cloning procedure, nucleotide sequence analysis method and the like of the present invention will be described in detail below.

実施例1:トリコデルマ ハージアナム(Trichoderma h
arzianum)菌が産生するα−1,3グルカナーゼの精製 トリコデルマ ハージアナム菌を下記第1表に示した組
成の培地に植菌し、30℃で、8日間振とう培養した。
Example 1: Trichoderma h
Purification of α-1,3 glucanase produced by Bacillus arzianum) Trichoderma harzianum was inoculated into a medium having the composition shown in Table 1 below and shake-cultured at 30 ° C for 8 days.

培養液を集めて遠心分離により菌体を除き、得られた培
養上清を限外濾過により濃縮した。この濃縮液を硫安80
%飽和にて塩析し、沈澱物を遠心分離により集め、50mM
酢酸緩衝液(pH 5.0)に溶解した。そして、同緩衝液にて
透析し、透析上清を同緩衝液で平衡化したCM−セファロ
ースCL−6B(ファルマシア社)カラムに加えた。50mM酢
酸緩衝液(pH 5.0)で吸着されずに溶出される素通り画分
を集め、10mM酢酸緩衝液(pH 4.0)を外液として透析し
た。さらにこれを同緩衝液で平衡化したCM−セファロー
スCL−6Bカラムに吸着させ、食塩のリニア−グラディエ
ントを用いて溶出した。α−1,3グルカナーゼ活性を示
す画分を集め、限外濾過で濃縮した後、バイオゲルP-20
0(バイオラッド社)カラムを用いて、これのゲル濾過
を行った。
The culture solution was collected and centrifuged to remove the cells, and the obtained culture supernatant was concentrated by ultrafiltration. Ammonium sulfate 80
Salt out at% saturation, collect the precipitate by centrifugation, 50 mM
It was dissolved in an acetate buffer (pH 5.0). Then, the solution was dialyzed against the same buffer solution, and the dialyzed supernatant was added to a CM-Sepharose CL-6B (Pharmacia) column equilibrated with the same buffer solution. The flow-through fraction that was eluted without being adsorbed with 50 mM acetate buffer (pH 5.0) was collected, and dialyzed with 10 mM acetate buffer (pH 4.0) as an external solution. Further, this was adsorbed on a CM-Sepharose CL-6B column equilibrated with the same buffer and eluted using a linear gradient of sodium chloride. Fractions showing α-1,3 glucanase activity were collected and concentrated by ultrafiltration, then Biogel P-20
This was subjected to gel filtration using a 0 (Bio-Rad) column.

以上の操作により、11.5の培養上清から、242.4mgの
電気泳動的に均一なα−1,3グルカナーゼを得ることが
できた。
By the above operation, 242.4 mg of electrophoretically uniform α-1,3 glucanase could be obtained from the culture supernatant of 11.5.

また、このα−1,3グルカナーゼのSDS-ポリアクリルア
ミドゲル電気泳動法による分子量測定を行い、76,000ダ
ルトンの分子量をもつことが明らかになった。
The molecular weight of this α-1,3 glucanase was measured by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis, and it was found to have a molecular weight of 76,000 daltons.

実施例2:α−1,3グルカナーゼのアミノ酸組成及びN
末端アミノ酸配列の分析 上記実施例1で精製したα−1,3グルカナーゼを塩酸加
水分解(温度110℃で、24〜72時間)して、アミノ酸分
析計(ベックマン社 6300型)を用いてそのアミノ酸組成について調べた。そ
の結果を後に調べたcDNA塩基配列から予測されるアミノ
酸組成と共に前記第2表に示した。尚、アミノ酸分析に
よるアミノ酸組成の定量では、アスパラギンとアスパラ
ギン酸の含有率はその合計をAsxとして、同様にグルタ
ミンとグルタミン酸はGlxとして示した。また、システ
インとトリプトファン残基については定量を行わなかっ
た。
Example 2: Amino acid composition and N of α-1,3 glucanase
Analysis of Terminal Amino Acid Sequence The α-1,3 glucanase purified in Example 1 above was hydrolyzed with hydrochloric acid (at a temperature of 110 ° C. for 24 to 72 hours) to give an amino acid analyzer (Beckman). 6300) was used to examine the amino acid composition. The results are shown in Table 2 above together with the amino acid composition predicted from the cDNA nucleotide sequence examined later. In the quantification of amino acid composition by amino acid analysis, the total content of asparagine and aspartic acid was shown as Asx, and similarly glutamine and glutamic acid were shown as Glx. In addition, cysteine and tryptophan residues were not quantified.

さらに、α−1,3グルカナーゼのN末端のアミノ酸配列
についてペプチドシークエンサー(アプライドバイオシ
ステムズ社 モデル477A/120A)を用いて分析し、以下の
ようなN末端アミノ酸配列を持つことが判明した。
Further, the N-terminal amino acid sequence of α-1,3 glucanase was analyzed using a peptide sequencer (Applied Biosystems model 477A / 120A) and found to have the following N-terminal amino acid sequence.

実施例3:抗α−1,3グルカナーゼ血清の調製 精製α−1,3グルカナーゼに対するウサギの抗α−1,3グ
ルカナーゼ血清を以下の方法により調製した。
Example 3: Preparation of anti-α-1,3 glucanase serum Rabbit anti-α-1,3 glucanase serum against purified α-1,3 glucanase was prepared by the following method.

一次免疫として精製したα−1,3グルカナーゼ0.5mgと完
全フロイントアジュバンドをコロイド状になるまで混合
し、ウサギ(Japanese White Rabbit)に対し皮下注射を
行った。3週間後、二次免疫としてα−1,3グルカナー
ゼ0.5mgと不完全フロイントアジュバンドを前回と同様
に混合して皮下注射を行った。そして1週間後に採血
し、得られた血清の抗体価をELISA法(Davis,L.G., et a
l., Basic Methods in molecular biology, 348-354, 1
986, Elsevier)を用いて調べた。明らかにα−1,3グル
カナーゼに対する抗体ができていることを確認した後全
採血を行った。こうして得られた血液を4℃で一晩放置
後遠心分離し、上清の抗α−1,3グルカナーゼ血清を採
取した。
As a primary immunization, 0.5 mg of purified α-1,3 glucanase and complete Freund's adjuvant were mixed until they became colloidal, and subcutaneously injected into rabbits (Japanese White Rabbit). Three weeks later, as a secondary immunization, 0.5 mg of α-1,3 glucanase and incomplete Freund's adjuvant were mixed in the same manner as the previous time and subcutaneous injection was performed. One week later, blood was collected and the antibody titer of the obtained serum was measured by ELISA (Davis, LG, et a
l., Basic Methods in molecular biology, 348-354, 1
986, Elsevier). After confirming that the antibody against α-1,3 glucanase was clearly formed, whole blood was collected. The blood thus obtained was allowed to stand overnight at 4 ° C. and then centrifuged to collect the supernatant anti-α-1,3 glucanase serum.

実施例4:トリコデルマ ハージアナム菌のcDNAライブ
ラリーの作製 上記実施例1で用いた培地と同じ組成の培地で、温度30
℃で、3〜6日間培養したトリコデルマ ハージアナム
菌の菌体を分取し、ドライアイス−アセトン中で凍結し
た。この凍結菌体6gとガラスビーズ(直径0.4mm)6
gをドライアイスで冷やした乳鉢上で乳棒を用いてとも
に粉砕した。これにグアニジンイソチオシアネート変性
溶液(5mMクエン酸ナトリウム、0.5%N-ラウロイルザル
コシンナトリウム、0.1M 2-メルカプトエタノールを含
む5Mグアニジンイソチオシアネート溶液)25mlを加え、
室温にて溶かしながらホモゲイズした(Chirgwin, J.
M., et al., Biochemistry, 18, 5294-5299, 1979)。次
に、10,000×g、10分間遠心分離して残渣を除き、その
上清1mlに対して0.2gの割合となるよう塩化セシウムを
加えた。2.1ml容の遠心チューブ中に0.75mlの0.1M EDT
A, 0.2%ジエチルピロカルボネートを含む5.7M塩化セシ
ウム溶液を予め入れておいたものに上記の上清を1.45ml
ずつを重層した。そして、超遠心分離器(ベックマン
社、TL-100型、TLA 100.2ローター)を用いて100,000回
転、3時間、20℃で超遠心分離を行いRNAを沈澱させた
(Glisin, V., et al., Biochemistry, 13, 2633-2637,
1974)。RNAを蒸溜水に溶解し、さらにフェノール抽出、
エタノール沈澱により精製し1.4mgの精製全RNAを得るこ
とができた。
Example 4: Preparation of Trichoderma harzianum cDNA library A medium having the same composition as the medium used in Example 1 above, at a temperature of 30
The cells of Trichoderma harzianum cultivated at 3 ° C. for 3 to 6 days were collected and frozen in dry ice-acetone. 6g of these frozen cells and glass beads (diameter 0.4mm) 6
g was ground together with a pestle on a mortar cooled with dry ice. To this, 25 ml of a guanidine isothiocyanate-denaturing solution (5 M guanidine isothiocyanate solution containing 5 mM sodium citrate, 0.5% sodium N-lauroylsarcosine, 0.1 M 2-mercaptoethanol) was added,
Homogenized while melting at room temperature (Chirgwin, J.
M., et al., Biochemistry, 18 , 5294-5299, 1979). Next, the mixture was centrifuged at 10,000 × g for 10 minutes to remove the residue, and cesium chloride was added so that the ratio was 0.2 g per 1 ml of the supernatant. 0.75 ml 0.1M EDT in 2.1 ml centrifuge tube
A, 1.45 ml of the above supernatant was added to a 5.7 M cesium chloride solution containing 0.2% diethylpyrocarbonate.
Each was overlaid. Then, using an ultracentrifuge (TL-100 type rotor, TL-100 type, manufactured by Beckman), ultracentrifugation was performed at 100,000 rpm for 3 hours at 20 ° C. to precipitate RNA.
(Glisin, V., et al., Biochemistry, 13 , 2633-2637,
1974). Dissolve RNA in distilled water, extract with phenol,
Purification by ethanol precipitation yielded 1.4 mg of purified total RNA.

さらに、この全RNAに対しOligo dTセルロースカラムク
ロマトグラフィー(ファルマシア社、Oligo dTセルロー
スタイプ3)を2回行いpoly(A)RNAを精製したAviv,
h., et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.,69, 1408
-1412, 1972)。
Furthermore, Oligo dT cellulose column chromatography (Pharmacia, Oligo dT cellulose type 3) was performed twice on this total RNA to purify poly (A) RNA in Aviv,
h., et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 69 , 1408
-1412, 1972).

以上の操作より、最終的に約20μgのpoly(A)RNAが精製
された。
By the above operation, about 20 μg of poly (A) RNA was finally purified.

このポリ(A)RNAからcDNA合成システムキット(アマーシ
ャム社)を用いてcDNAを合成し、約500ngの2本鎖cDNA
を得ることができた。これにcDNAクローニングシステム
λgt1キット(アマーシャム社)を用いてEco RIサイト
のメチル化、Eco RIリンカーの連結、そして制限酵素Ec
o RIによる切断を行い、さらにフェノール抽出、エタノ
ール沈澱を行った後、2%アガロースゲルを用いて電気
泳動を行った。大きさが2〜4kbに相当する部分をゲル
から切り出し、電気溶出法(Life on the Edge, vol.I
I, 41-42, International Biotechnologies., 86/87 ca
talog)によりゲルからcDNAを回収した。回収したcDNA
をλgt11/EcoRI digested vector kit(ストラタジーン
社)およびGigapack Gold(ストラタジーン社)を用い
てλgt11ファージベクターへの連結(ligation)と包み
込み(packaging)を行い、最終的に50万プラーク分に相
当するλgt11cDNAライブラリーを作製した。
CDNA was synthesized from this poly (A) RNA using a cDNA synthesis system kit (Amersham), and about 500 ng of double-stranded cDNA was synthesized.
I was able to get Using the cDNA cloning system λgt1 kit (Amersham), methylation of Eco RI site, ligation of Eco RI linker, and restriction enzyme Ec
o Cleavage with RI, phenol extraction and ethanol precipitation were performed, and then electrophoresis was performed using a 2% agarose gel. A portion corresponding to 2-4 kb in size was cut out from the gel and electroeluted (Life on the Edge, vol.
I, 41-42, International Biotechnologies., 86/87 ca
The cDNA was recovered from the gel by talog). Recovered cDNA
Was ligated and packaged with the λgt11 phage vector using λgt11 / EcoRI digested vector kit (Stratagene) and Gigapack Gold (Stratagene), and finally the equivalent of 500,000 plaques was obtained. A λgt11 cDNA library was prepared.

実施例5:α−1,3グルカナーゼcDNAのスクリーニング
とサブクローニング 実施例4で作製したcDNAライブラリーから、抗α−1,3
グルカナーゼウサギ血清を用いる免疫スクリーニング法
(Young, R.A., Davis, R.W., DNA Cloning I, 49-78,19
85, IRL PRESSS)によりα−1,3グルカナーゼcDNAを持つ
ファージのスクリーニングを行った。
Example 5: Screening and subcloning of α-1,3 glucanase cDNA From the cDNA library prepared in Example 4, anti-α-1,3
Immunoscreening method using glucanase rabbit serum
(Young, RA, Davis, RW, DNA Cloning I, 49-78,19
85, IRL PRESSS) were used to screen phages carrying α-1,3 glucanase cDNA.

先ず、大腸菌Y1090株を滅菌したLB培地(1%トリプト
ン、0.5%イーストエキストラクト、0.5%塩化ナトリウ
ム、50μg/mlアンピシリンの水溶液)に接種し30℃で
一晩振とう培養した。その培養液0.2mlにcDNAライブラ
リーのファージ懸濁液(5,000−10,000プラーク分)を加
えて37℃、20分放置し、2.5mlのNZY培地(0.5%塩化ナ
トリウム、0.2%硫酸マグネシウム、0.5%イーストエキ
ストラクト、1%NZアミンの水溶液)のトップアガー溶
液(0.6%バクトアガーを含む)とともにNZYプレート
(1.5%バクトアガーを含む)の上層に広げた。42℃で
2〜3時間培養した後10mMのIPTG(イソプロピルβ-D-
チオガラクトピラノシド)溶液を滲み込ませたニトロセ
ルロースフィルターをこれに密着させ、37℃でさらに3
時間培養した。4℃で1時間放置後、フィルターを剥が
しTBS〔150mM NaClを含む50mMトリスバッファー(pH 8.
0)〕で洗い、さらに5%スキムミルク-TBSにつけブロッ
キングした。次に、フィルターを一次抗体液(抗α−1,
3グルカナーゼウサギ血清を1%スキムミルク、0.05%
ツイーン20を含むTBSで1,000倍に希釈したもの)につけ
18時間室温で振とうした。0.05%ツイーン20を含むTBS
でフィルターを洗浄後、パーオキシダーゼ標識抗ウサギ
IgG-ヤギIgG溶液(バイオラッド社、3,000倍に一次抗体
希釈液と同様のバッファーで希釈したもの)につけ1時
間室温で振とうした。フィルターを洗浄後発色溶液(0.0
1%ジアミノベンジディンを含む0.015%過酸化水素水)に
つけ、発色する陽性のプラークを分離し、同様の操作に
より純化した。このようにしてcDNAライブラリーのスク
リーニングを行い、最終的に16個の抗α−1,3グルカナ
ーゼ血清に反応する、α−1,3グルカナーゼcDNAが組み
込まれていると思われるファージプラークを分離した。
First, the Escherichia coli Y1090 strain was inoculated into a sterilized LB medium (1% tryptone, 0.5% yeast extract, 0.5% sodium chloride, 50 μg / ml ampicillin in water) and cultured at 30 ° C. overnight with shaking. The phage suspension of the cDNA library (5,000-10,000 plaques) was added to 0.2 ml of the culture solution, and the mixture was allowed to stand at 37 ° C for 20 minutes, and then 2.5 ml of NZY medium (0.5% sodium chloride, 0.2% magnesium sulfate, 0.5%). Yeast extract, 1% NZ amine in water) was spread on top of an NZY plate (containing 1.5% Bacto agar) with a solution of top agar (containing 0.6% Bacto agar). After culturing at 42 ° C for 2-3 hours, 10 mM IPTG (isopropyl β-D-
A nitrocellulose filter impregnated with a thiogalactopyranoside) solution is adhered to this, and further at 37 ° C for 3 more times.
Incubated for hours. After standing at 4 ° C for 1 hour, the filter was removed and TBS [50 mM Tris buffer containing 150 mM NaCl (pH 8.
0)] and then soaked in 5% skim milk-TBS for blocking. Next, the filter is placed in the primary antibody solution (anti-α-1,
3 Glucanase rabbit serum 1% skim milk, 0.05%
Diluted 1,000 times with TBS containing Tween 20)
Shake for 18 hours at room temperature. TBS containing 0.05% Tween 20
After washing the filter with a peroxidase-labeled anti-rabbit
The sample was immersed in an IgG-goat IgG solution (Bio-Rad, diluted 3000 times with the same buffer as the primary antibody diluent) and shaken at room temperature for 1 hour. After washing the filter, the coloring solution (0.0
It was soaked in 0.015% hydrogen peroxide solution containing 1% diaminobenzidine), and the positive plaques that developed color were separated and purified by the same procedure. In this way, screening of the cDNA library was performed, and phage plaques that seemed to have α-1,3 glucanase cDNA incorporated therein were finally isolated, which reacted with 16 anti-α-1,3 glucanase sera. .

これらのプラークのファージDNAをラムダソープ(プロ
メガ社)を用いて調製し、制限酵素Eco RIで切断した後
アガロース電気泳動にかけ、クローニングされているcD
NAの大きさを調べた。このうち最も長いcDNA(D17)をサ
ブクローニングするため、このファージDNAのEco RI消
化物8μgと予めEco RI切断し、フォスファターゼ処理
したpUC118クローニングベクター0.1μgとをDNAライゲ
ーションキット(宝酒造社)を用いて連結し、大腸菌JM
109コンピテントセル(宝酒造社)に導入した。
The phage DNA of these plaques was prepared using Lambda Soap (Promega), cleaved with the restriction enzyme Eco RI, and then subjected to agarose electrophoresis to obtain the cloned cD.
The size of NA was investigated. In order to subclone the longest cDNA (D17), 8 µg of Eco RI digest of this phage DNA was ligated with 0.1 µg of pUC118 cloning vector pre-cut with Eco RI and treated with phosphatase using a DNA ligation kit (Takara Shuzo). And E. coli JM
It was introduced into 109 Competent Cell (Takara Shuzo).

これを、50μg/mlのアンピシリン、40μg/mlのX-ga
l(5-ブロモ-4-クロロ-3-インドリル-β−ガラクトピラ
ノシド)、0.5mM IPTGを含むLB-プレート(1.5%バクトア
ガーを含む)に植菌し、37℃で一晩培養してコロニーを
形成させた。β−ガラクトシダーゼ活性の無くなった白
色のコロニー(β−ガラクトシダーゼ活性があれば、X-
galが分解され青色のコロニーとなる)を分離し、それ
らの中からD17cDNAフラグメントがクローニングされた
形質転換株を分離した。
50 μg / ml ampicillin, 40 μg / ml X-ga
1 (5-bromo-4-chloro-3-indolyl-β-galactopyranoside), 0.5 mM IPTG containing LB-plate (containing 1.5% bactoagar) was inoculated, and cultured overnight at 37 ℃ Colonies were formed. White colonies with no β-galactosidase activity (if β-galactosidase activity is present, X-
gal was decomposed into a blue colony), and a transformant in which the D17 cDNA fragment was cloned was isolated from them.

この形質転換株よりプラスミドDNA(D17とpUC118がEco
RIサイトにおいて結合したもの)を分離しpD17-1(第2
図参照)と名付け、以下の実験に用いた。
From this transformant, plasmid DNA (D17 and pUC118
Separated at the RI site) to separate pD17-1 (second
(See the figure) and used in the following experiments.

実施例6:α−1,3グルカナーゼcDNA(D17)の塩基配列の
決定とその遺伝子構造の解析 プラスミドpD17-1を持つ形質転換大腸菌を培養し、常法
のアルカリSDS-塩化セシウム密度勾配超遠心法(Molecul
ar Cloning, 90-94,1982, Cold Spring Harbor Laborat
ory)によりプラスミドpD17-1を精製した。これを適当な
制限酵素で切断してアガロースゲル電気泳動を行い、切
断されたDNA断片の大きさを調べ、第3図に示す制限酵
素地図を作製した。次にcDNA(D17)の全塩基配列の決
定を以下に示すM13ファージを用いるジデオキシ塩基配
列決定法(Sanger,F.,et al., Proc. Natl. Acad. Sci.
U.S.A.,74, 5463-5467, 1977)を用いて行った。
Example 6: Determination of nucleotide sequence of α-1,3 glucanase cDNA (D17) and analysis of its gene structure Transformed Escherichia coli harboring plasmid pD17-1 was cultivated and subjected to conventional alkaline SDS-cesium chloride density gradient ultracentrifugation. Law (Molecul
ar Cloning, 90-94,1982, Cold Spring Harbor Laborat
ory) to purify the plasmid pD17-1. This was cleaved with an appropriate restriction enzyme and subjected to agarose gel electrophoresis, the size of the cleaved DNA fragment was examined, and the restriction enzyme map shown in FIG. 3 was prepared. Next, the determination of the entire nucleotide sequence of cDNA (D17) is shown below using the dideoxy nucleotide sequencing method using M13 phage (Sanger, F., et al., Proc. Natl. Acad. Sci.
USA, 74 , 5463-5467, 1977).

cDNA(D17)の制限酵素地図に従い、適当な大きさのDNA断
片を得るよう制御酵素を組み合わせてDNAを切断し、こ
れらをベクターM13mp18とmp19に組み込みサブクローニ
ングした。一本鎖DNAをこれらより調製し(Davis,L.G.,
et al., Basic methods in molecular biology, 258-26
0, 1986, Elsevier)、DNAシークエンシングキット(宝
酒造社)により反応を行い、塩基配列決定用ポリアクリ
ルアミドゲル電気泳動装置を用いて塩基配列を決定し
た。以上の方法で塩基配列の決定が難しかった領域は、
キロシークエンス用デレーションキット(宝酒造社)に
よりデレーションミュータントを作製した後、上記と同
様の手法で塩基配列の決定を行った。
According to the restriction enzyme map of cDNA (D17), a control enzyme was combined to obtain a DNA fragment of an appropriate size, the DNA was cleaved, and these were incorporated into vectors M13mp18 and mp19 and subcloned. Single-stranded DNA was prepared from these (Davis, LG,
et al., Basic methods in molecular biology, 258-26
0, 1986, Elsevier), a DNA sequencing kit (Takara Shuzo) was used to carry out the reaction, and the nucleotide sequence was determined using a polyacrylamide gel electrophoresis apparatus for nucleotide sequence determination. In the region where it was difficult to determine the nucleotide sequence by the above method,
After a deletion mutant was prepared using a Kilo-sequencing deletion kit (Takara Shuzo), the nucleotide sequence was determined by the same method as described above.

以上の実験の結果、cDNA(D17)の大きさは2096bpで、そ
の3'側に14個のpoly(A)を持っていた。またこの塩基配
列からアミノ酸配列を推定したところ、635アミノ酸残
基をコードする1905bpのオープンリーディングフレーム
を持つことが明らかとなった。このオープンリーディン
グフレームの先頭アミノ酸(メチオニン)から数えて38
番目のアミノ酸(アラニン)から51番目のアミノ酸(イ
ソロイシン)までの配列が、前述した精製α−1,3グル
カナーゼのN末端アミノ酸配列(前記実施例2参照)と
一致した。さらに、この38番目のアミノ酸以降のオープ
ンリーディングフレームのアミノ酸組成が、精製された
α−1,3グルカナーゼのアミノ酸組成とよく一致した
(前記第2表参照)。このα−1,3グルカナーゼのN末
端アミノ酸配列と一致した部分より上流のメチオニンか
ら始まる37個のアミノ酸配列は非常に疎水生の高いアミ
ノ酸が多く、その特徴等から考えてもこの部分は菌体外
への分泌のためのシグナルペプチドの領域に相当するも
のと考えられ、このcDNA(D17)はα−1,3グルカナーゼの
構造遺伝子の全長を含んでいることが確認された。
As a result of the above experiment, the size of cDNA (D17) was 2096 bp, and 14 poly (A) s were on the 3'side. In addition, when the amino acid sequence was deduced from this nucleotide sequence, it was revealed that it had an open reading frame of 1905 bp encoding 635 amino acid residues. 38 counting from the first amino acid (methionine) of this open reading frame
The sequence from the 1st amino acid (alanine) to the 51st amino acid (isoleucine) matched the N-terminal amino acid sequence of the purified α-1,3 glucanase described above (see Example 2 above). Furthermore, the amino acid composition of the open reading frame after the 38th amino acid was in good agreement with the amino acid composition of the purified α-1,3 glucanase (see Table 2 above). The 37 amino acid sequence starting from methionine upstream from the part corresponding to the N-terminal amino acid sequence of α-1,3 glucanase has many highly hydrophobic amino acids. It is considered to correspond to the region of the signal peptide for secretion to the outside, and this cDNA (D17) was confirmed to contain the entire length of the α-1,3 glucanase structural gene.

以上の実験より明らかとなったα−1,3グルカナーゼcDN
Aの遺伝子構造を第3図に示す。
Α-1,3 glucanase cDN revealed by the above experiments
The gene structure of A is shown in FIG.

実施例7:ゲノムDNAのクローニング Tilburn等の方法(Tilburn. J., et al.,Gene, 26, 205-
221, 1983)に従って、凍結菌体からゲノムDNAを精製し
た。実施例4と同様の方法で凍結菌体10gをザラスビー
ズと共に乳鉢中で粉砕し、DNA抽出溶液〔0.5Mショ糖、2
0mM EDTAを含む25mMトリスバッファー(pH 7.5)〕25mlを
加えた。これを別のチューブに移し、これに35%のN-ラ
ウロイルザルコシンナトリウムを含んだDNA抽出溶液を
2.2ml加え、60℃で1時間振とうしながら保温した。次
に4mgのproteinase K(ベーリンガーマンハイム社)を
加え、37℃で5時間反応させた。3,000×gで10分間遠
心分離を行い、上清に対してフェノール抽出、エタノー
ル沈澱を行った。ガラス棒で析出したDNAを巻き集め、
これを6.5mlの100mM Tris (pH8.0)-10mM EDTA溶液に溶
かした。塩化セシウム6.5gと1%エチヂウムブロマイド42
0μを加え、超遠心分離機(ベックマン社、TL-100
型、TLA.2ローター)で密度勾配超遠心分離処理(100,0
00回転、5時間、20℃)を行った。分離したゲノムDNA
を含む画分をチューブから抜き取り、ブタノールでエチ
ヂウムブロマイドを除いた後、エタノール沈澱によりゲ
ノムDNAを精製した。以上のようにして、約600μgのゲ
ノムDNAが得られた。このゲノムDNAをいくつかの制限酵
素で切断し、アガロースゲル電気泳動で分離後、サザン
ブロッティング法(Davis,L.G.,et al., Basic methods
inmolecular biology, 61-65, 1986, Elsevier)によりD
NAをニトロセルロース(NC)メンブランに移し取った。こ
のNCメンブランに対して、ニックトランスレーションキ
ット(宝酒造社)でラベルしたcDNA(D17)をプローブと
して用いてハイブリダイゼーション(Davis, L.G.,et a
l., Basic methods in molecular biology, 84-87,198
6, Elsevier)を行った。その結果を第4図に示す。図
中、レーン1はマーカーDNAで左縦軸に矢印を付してそ
の大きさを示している。レーン2はゲノムDNAで、非常
に高分子量の位置にハイブリダイズしたバンドが見られ
る。レーン3からレーン5はそれぞれ制限酵素Eco RI、
HindIII、及びSal IでゲノムDNAを完全切断したサンプ
ルを用いたときのサザンハイブリダイゼーションの結果
を示している。
Example 7: Cloning of genomic DNA Tilburn et al. (Tilburn. J., et al., Gene, 26 , 205-
221, 1983), the genomic DNA was purified from frozen cells. In the same manner as in Example 4, 10 g of frozen bacterial cells were crushed together with Zarath beads in a mortar, and a DNA extraction solution [0.5 M sucrose, 2
25 ml of 25 mM Tris buffer (pH 7.5) containing 0 mM EDTA] was added. Transfer this to another tube, and add the DNA extraction solution containing 35% N-lauroyl sarcosine sodium to it.
2.2 ml was added, and the mixture was kept warm while shaking at 60 ° C for 1 hour. Next, 4 mg of proteinase K (Boehringer Mannheim) was added, and the mixture was reacted at 37 ° C for 5 hours. Centrifugation was performed at 3,000 × g for 10 minutes, and the supernatant was subjected to phenol extraction and ethanol precipitation. Collect the deposited DNA with a glass rod,
This was dissolved in 6.5 ml of 100 mM Tris (pH8.0) -10 mM EDTA solution. 6.5g cesium chloride and 1% ethidium bromide 42
Ultracentrifuge (Beckman, TL-100)
Type, TLA.2 rotor) density gradient ultracentrifugation process (100,0
00 rotation, 5 hours, 20 ° C). Isolated genomic DNA
Was removed from the tube, ethidium bromide was removed with butanol, and the genomic DNA was purified by ethanol precipitation. As described above, about 600 μg of genomic DNA was obtained. This genomic DNA is cleaved with several restriction enzymes and separated by agarose gel electrophoresis, followed by Southern blotting (Davis, LG, et al., Basic methods
in molecular biology, 61-65, 1986, Elsevier) D
NA was transferred to a nitrocellulose (NC) membrane. This NC membrane was hybridized with cDNA (D17) labeled with Nick Translation Kit (Takara Shuzo) as a probe (Davis, LG, et a
l., Basic methods in molecular biology, 84-87,198
6, Elsevier). The results are shown in FIG. In the figure, lane 1 shows the size of the marker DNA with an arrow on the left vertical axis. Lane 2 is genomic DNA, and a hybridized band is seen at a very high molecular weight position. Lanes 3 to 5 are restriction enzymes Eco RI,
The result of Southern hybridization when the sample in which the genomic DNA was completely cleaved with HindIII and SalI was used is shown.

第4図から、制限酵素Eco RIで切断したDNAの4〜5kb
付近にハイブリダイズするバンドが認められ、この付近
のDNAをゲルから回収し、回収したDNAをλgt10/EcoRI d
igested vector(ストラタジーン社)とGigapackgold
(ストラタジーン社)を用いて、ゲノムDNAライブラリ
ーを作製した。このゲノムDNAライブラリーに対し、cDN
A(D17)をプローブとしてプラークハイブリダイゼーショ
ンによるスクリーニングを行った(遺伝子研究法II,続
生化学実験講座1, 83-99, 1986,東京化学同人)。その
結果、約800個に1個の割合でハイブリダイズする陽性
のプラークを得ることができた。ファージを純粋分離
し、ファージDNAを調製して、そのうち4μgのファー
ジDNAを制限酵素Eco RIで切断し、さらにアガロースゲ
ル電気泳動で分離して、挿入されているゲノムDNAをゲ
ルから回収した。回収したDNAの大きさは4.7kbで、これ
をpUC19のEco RI部位に連結し、大腸菌JM109株にサブク
ローニングした。
From FIG. 4, 4-5 kb of DNA cleaved with restriction enzyme Eco RI
A hybridizing band was observed in the vicinity, and the DNA in the vicinity was recovered from the gel, and the recovered DNA was λgt10 / EcoRI d
igested vector (Stratagene) and Gigapackgold
(Stratagene) was used to prepare a genomic DNA library. For this genomic DNA library, cDN
Screening was carried out by plaque hybridization using A (D17) as a probe (Gene Research Method II, Second Biochemistry Laboratory, 1, 83-99, 1986, Tokyo Kagaku Dojin). As a result, positive plaques that hybridized at a ratio of about 1 in 800 could be obtained. The phages were purely separated, phage DNAs were prepared, 4 μg of the phage DNAs were cleaved with restriction enzyme Eco RI, and further separated by agarose gel electrophoresis to recover the inserted genomic DNAs from the gel. The size of the recovered DNA was 4.7 kb, which was ligated to the Eco RI site of pUC19 and subcloned into Escherichia coli JM109 strain.

実施例8:ゲノムDNAの塩基配列の決定とα−1,3グルカ
ナーゼの遺伝子構造の解析 実施例7においてゲノムDNAをサブクローニングした大
腸菌より、保持するプラスミドDNAを抽出精製し、適当
な制限酵素で切断後アガロースゲル電気泳動で分離し
た。その切断パターンを調べ、第5図に示すような4.7k
bのゲノムDNAの制限酵素地図を作製した。尚、第5図に
おいてα−1,3グルカナーゼがコードされている部分を
黒塗りの四角で表している。cDNA(D17)の制限酵素地図
とこれを比較したところ、4.7kbのEco RI DNA断片中のH
indIII DNA断片中にcDNA(D17)が含まれていることが確
かめられた(第5図参照)。
Example 8: Determination of nucleotide sequence of genomic DNA and analysis of gene structure of α-1,3 glucanase The plasmid DNA retained was extracted and purified from Escherichia coli subcloned in Example 7 and cleaved with an appropriate restriction enzyme. After that, they were separated by agarose gel electrophoresis. The cutting pattern was examined and 4.7k as shown in Fig. 5
A restriction map of the genomic DNA of b was constructed. In FIG. 5, the part in which α-1,3 glucanase is coded is represented by a black square. Comparing this with the restriction enzyme map of cDNA (D17), H in the 4.7 kb Eco RI DNA fragment was compared.
It was confirmed that the indIII DNA fragment contained cDNA (D17) (see FIG. 5).

そこで、このHindIII断片について塩基配列を実施例6
で示した方法で調べた。第6図にその結果を示すが、こ
のHindIII断片の大きさは2877bpで、これとcDNA(D17)の
塩基配列との比較により、α−1,3グルカナーゼの遺伝
子はゲノムDNAでは3つのイントロン(第6図中、英小
文字で示されている)により分断されていることが明ら
かとなった。またこのイントロン中に糸状菌イントロン
のスプライシングシグナル(Kinnaird J.H. et al., Ge
ne, 26, 253-260, 1983)とされている共通配列(点下
線)が認められた。また、四角で囲んだ部分はプロモー
ター領域に存在する典型的なTATAボックスであり、黒星
印はcDNA(D17)の5'側の開始点を示している。第6図で
一重下線はシグナル配列を示し、二重下線は精製したα
−1,3グルカナーゼタンパク質のN末端アミノ酸配列と
一致した部分を示している。波下線で表している配列
は、典型的なポリ(A)RNA付加シグナル配列であり、黒三
角印の位置が実際にポリ(A)RNAが付加する場所である。
また、この領域を含むこれより3'側の領域は転写終結の
ためのターミネーターとして重要な部分と考えられる。
Therefore, the nucleotide sequence of this HindIII fragment was determined in Example 6
It investigated by the method shown by. The results are shown in Fig. 6. The size of this HindIII fragment is 2877 bp, and by comparing this with the nucleotide sequence of cDNA (D17), the gene of α-1,3 glucanase has three introns in genomic DNA ( It has been clarified that it is divided by (indicated by English lowercase letters in FIG. 6). In addition, the splicing signal of the filamentous fungal intron (Kinnaird JH et al., Ge
ne, 26 , 253-260, 1983) and a common sequence (dotted underline) was recognized. Also, the boxed area is a typical TATA box existing in the promoter region, and the black asterisk indicates the 5'side start point of cDNA (D17). In FIG. 6, the single underline shows the signal sequence, and the double underline shows the purified α.
The portion corresponding to the N-terminal amino acid sequence of the -1,3 glucanase protein is shown. The sequence underlined is a typical poly (A) RNA addition signal sequence, and the position of the black triangle is the position where poly (A) RNA is actually added.
In addition, the region on the 3 ′ side including this region is considered to be an important part as a terminator for termination of transcription.

(効果) 以上説明した通り、本発明は口腔内常在細菌のストレプ
トコッカス ミュータンス(Streptococcus mutans)菌が
産生し、虫歯の原因となる不溶性グルカンを効果的に分
解する作用を行うα−1,3グルカナーゼをコードするト
リコデルマ・ハージアナム(Tricoderma harzianum)菌由
来のDNA、該酵素のシグナルペプチドをコードするDNA、
これらのDNAにコードされたタンパク質、ペプチドの一
次構造に関する情報、及びこれらのタンパク質、ペプチ
ドの発現を制御するヌクレオチド配列を有するDNAを提
供するものである。
(Effect) As described above, the present invention produces α-1,3 which effectively decomposes insoluble glucan that causes tooth decay, which is produced by Streptococcus mutans bacteria which is a resident bacteria in the oral cavity. DNA from Trichoderma harzianum bacterium encoding glucanase, DNA encoding a signal peptide of the enzyme,
It provides information on the primary structures of proteins and peptides encoded by these DNAs, and DNAs having nucleotide sequences that control the expression of these proteins and peptides.

たとえば、上記のDNAを適当なベクターDNAに結合させ、
適当な宿主(特に、口腔内常在細菌)に導入して形質転
換株を作製し、これを口腔内に投与することにより、口
腔内においてα−1,3グルカナーゼを分泌生産させ、永
続的に口腔内の不溶性グルカンを分解・除去するという
虫歯予防剤の作製も可能ならしめるものである。
For example, by ligating the above DNA to an appropriate vector DNA,
By introducing into a suitable host (particularly, bacteria resident in the oral cavity) to prepare a transformant and administering this into the oral cavity, the α-1,3 glucanase is secreted and produced in the oral cavity, and is permanently produced. It would also be possible to prepare an agent for preventing dental caries that decomposes and removes insoluble glucan in the oral cavity.

さらに、上記のα−1,3グルカナーゼのアミノ酸配列の
改変による酵素的性質の改良や、異種タンパク質とのハ
イブリッドタンパク質の作製、化学的方法によるα−1,
3グルカナーゼの合成等に途を開いたものでもある。
Furthermore, improvement of enzymatic properties by modification of the amino acid sequence of α-1,3 glucanase described above, preparation of a hybrid protein with a heterologous protein, α-1, by a chemical method,
3 It also opened the way for the synthesis of glucanase.

このように本発明は、将来のα−1,3グルカナーゼのタ
ンパク工学的な改良や、広い分野におけるその利用法の
開発の基を開くものである。
Thus, the present invention opens the basis for future protein engineering improvement of α-1,3 glucanase and development of its usage in a wide field.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は、不溶性グルカンの構造を示す図、 第2図は、プラスミドpD17-1の制限酵素地図を示す図、 第3図は、α−1,3グルカナーゼのcDNA(D17)の制限酵素
地図、及び遺伝子構造を示す図、 第4図は、サイズマーカー(レーン1)、ゲノムDNA
(レーン2)、制限酵素Eco RIで完全切断されたゲノム
DNA(レーン3)、制限酵素HindIIIで完全切断されたゲ
ノムDNA(レーン4)、制限酵素Sal Iで完全切断された
ゲノムDNA(レーン5)のサザンブロットハイブリダイ
ゼーションの結果を示す図、 第5図は、α−1,3グルカナーゼ遺伝子を含むゲノムDNA
フラグメントの制限酵素地図、及び遺伝子構造を示す
図、 第6図(A)(B)(C)は、α−1,3グルカナーゼ遺伝子を含む
ゲノムDNAフラグメントの塩基配列、及びα−1,3グルカ
ナーゼの遺伝子構造を示す図である。
FIG. 1 shows the structure of insoluble glucan, FIG. 2 shows the restriction enzyme map of plasmid pD17-1, and FIG. 3 shows the restriction enzyme map of cDNA of α-1,3 glucanase (D17). , And a diagram showing the gene structure. FIG. 4 shows a size marker (lane 1) and genomic DNA.
(Lane 2), genome completely digested with restriction enzyme Eco RI
Fig. 5 shows the results of Southern blot hybridization of DNA (lane 3), genomic DNA completely digested with restriction enzyme HindIII (lane 4), and genomic DNA completely digested with restriction enzyme SalI (lane 5). Is genomic DNA containing the α-1,3 glucanase gene
FIG. 6 (A) (B) (C) is a diagram showing the restriction enzyme map of the fragment and the gene structure, and FIG. 6 (A) (B) (C) shows the nucleotide sequence of the genomic DNA fragment containing the α-1,3 glucanase gene and α-1,3 glucanase. It is a figure which shows the gene structure of.

フロントページの続き (72)発明者 松代 創一郎 大阪府大阪市淀川区西中島4丁目1番1号 日清食品株式会社内 (72)発明者 宮原 順一 大阪府大阪市淀川区西中島4丁目1番1号 日清食品株式会社内 (72)発明者 奥島 実 大阪府大阪市淀川区西中島4丁目1番1号 日清食品株式会社内Front page continuation (72) Inventor Soichiro Matsushiro 4-1-1 Nishinakajima, Yodogawa-ku, Osaka-shi, Nissin Foods Co., Ltd. (72) Inventor Junichi Miyahara 4-1-1 Nishinakajima, Yonagawa-ku, Osaka No. 1 within Nissin Foods Co., Ltd. (72) Inventor Minoru Okushima 4-1-1 Nishinakajima, Yodogawa-ku, Osaka City, Osaka Prefecture Within Nisshin Foods Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】トリコデルマ・ハージアナム(Trichoderm
a harzianum)菌が産生する下記アミノ酸配列を含むα
−1,3グルカン3-グルカノハイドロラーゼ酵素タンパク
をコードするDNA。 ASSADRLVFC HFMIGIVGDR GSSADYDDDM QRAKAAGIDA FALNIGVDGY TDQQLGYAYD SADRNGMKVF ISFDFNWWSP GNAVGVGQKI AQYANRPAQL YVDNRPFASS FAGDGLDVNA LRSAAGSNVY FVPNFHPGQS SPSNIDGALN WMAWDNDGNN KAPKPGQTVT VADGDNAYKN WLGGKPYLAP VSPWFFTHFG PEVSYSKNWV FPGGPLIYNR WQQVLQQGFP MVEIVTWNDY GESHYVGPLK SKHFDDGNSK WVNDMPHDGF LDLSKPFIAA YKNRDTDISK YVQNEQLVYW YRRNLKALDC DATDTTSNRP ANNGSGNYFE GRPDGWQTMD DAVYVAALLK TAGSVTITSG GTTQTFQANA GANLFQIPAS IGQQKFALTR NGQTIFSGTS LMDITNVCSC GIYNFNPYVG TIPAGFDDPL QADGLFSLTI GLHVTTCQAK PSLGTNPPVT SGPVSSLPAS STTRASSPPP VSSTRVSSPP VSSPPVSRTS SPPPPPASST PPSGQVCVAG TVADGESGNY IGLCQFSCNY GYCPPGPCKC TAFGAPISPP ASNGRNGCPL PGEGDGYLGL CSFSCNHNYC PPTACQYC
1. A Trichoderm
a harzianum) α containing the following amino acid sequence
DNA encoding 1,3 glucan 3-glucanohydrolase enzyme protein. ASSADRLVFC HFMIGIVGDR GSSADYDDDM QRAKAAGIDA FALNIGVDGY TDQQLGYAYD SADRNGMKVF ISFDFNWWSP GNAVGVGQKI AQYANRPAQL YVDNRPFASS FAGDGLDVNA LRSAAGSNVY FVPNFHPGQS SPSNIDGALN WMAWDNDGNN KAPKPGQTVT VADGDNAYKN WLGGKPYLAP VSPWFFTHFG PEVSYSKNWV FPGGPLIYNR WQQVLQQGFP MVEIVTWNDY GESHYVGPLK SKHFDDGNSK WVNDMPHDGF LDLSKPFIAA YKNRDTDISK YVQNEQLVYW YRRNLKALDC DATDTTSNRP ANNGSGNYFE GRPDGWQTMD DAVYVAALLK TAGSVTITSG GTTQTFQANA GANLFQIPAS IGQQKFALTR NGQTIFSGTS LMDITNVCSC GIYNFNPYVG TIPAGFDDPL QADGLFSLTI GLHVTTCQAK PSLGTNPPVT SGPVSSLPAS STTRASSPPP VSSTRVSSPP VSSPPVSRTS SPPPPPASST PPSGQVCVAG TVADGESGNY IGLCQFSCNY GYCPPGPCKC TAFGAPISPP ASNGRNGCPL PGEGDGYLGL CSFSCNHNYC PPTACQYC
【請求項2】前記アミノ酸配列が、下記塩基配列によっ
てコードされる請求項1に記載のDNA。 GCTTCTTCTG CTGACCGTCT CGTATTCTGT CACTTCATGA TTGGTATCGT TGGTGACCGT GGCAGCTCGG CAGACTATGA TGACGATATG CAACGTGCCA AAGCCGCTGG CATTGACGCC TTCGCTCTGA ACATTGGCGT TGACGGCTAT ACCGACCAGC AGCTCGGGTA TGCCTATGAC TCTGCCGATC GTAATGGAAT GAAAGTCTTC ATTTCATTCG ATTTCAACTG GTGGAGCCCC GGTAATGCAG TTGGTGTTGG CCAGAAGATT GCGCAGTATG CCAACCGTCC CGCCCAGCTG TATGTCGATA ACCGGCCATT CGCCTCTTCC TTCGCTGGTG ACGGTCTGGA TGTAAATGCG TTGCGCTCTG CTGCAGGCTC CAACGTTTAC TTTGTGCCCA ACTTCCACCC TGGTCAATCT TCCCCCTCCA ACATTGATGG CGCTCTTAAC TGGATGGCCT GGGATAATGA TGGAAACAAC AAGGCACCCA AGCCGGGCCA AACCGTCACA GTGGCAGACG GTGATAACGC TTACAAGAAC TGGTTGGGTG GCAAGCCTTA CCTGGCGCCT GTCTCACCTT GGTTTTTCAC CCATTTCGGC CCTGAAGTTT CATATTCCAA GAACTGGGTC TTCCCAGGTG GTCCTCTGAT CTATAACCGG TGGCAACAGG TCTTGCAGCA GGGCTTCCCC ATGGTTGAGA TCGTTACCTG GAATGACTAC GGCGAGTCTC ACTACGTCGG TCCACTAAAG TCTAAGCATT TCGATGATGG CAACTCCAAA TGGGTCAATG ATATGCCCCA CGATGGATTC CTGGATCTTT CGAAGCCGTT CATAGCCGCA TATAAAAACA GGGATACCGA CATCTCCAAG TATGTTCAAA ATGAGCAGCT TGTTTACTGG TACCGCCGCA ACTTAAAGGC ACTGGACTGT GACGCCACCG ACACAACCTC TAACCGCCCG GCTAACAATG GAAGCGGCAA TTACTTTGAG GGACGCCCCG ATGGTTGGCA AACTATGGAT GATGCCGTTT ATGTTGCCGC ACTTCTCAAG ACTGCTGGCT CTGTTACGAT CACCTCTGGC GGCACCACTC AAACGTTCCA GGCTAACGCC GGAGCCAACC TCTTCCAAAT CCCAGCCAGC ATCGGCCAAC AAAAGTTTGC TCTCACTCGC AACGGTCAGA CCATCTTTAG CGGAACTTCA TTGATGGATA TCACCAACGT TTGCTCTTGC GGTATCTACA ACTTCAACCC ATATGTTGGC ACCATTCCTG CCGGCTTTGA CGACCCCCTA CAGGCTGACG GTCTTTTCTC TTTGACCATT GGATTGCATG TCACAACTTG TCAGGCCAAG CCATCTCTTG GAACCAACCC TCCTGTCACT TCCGGCCCTG TGTCCTCACT TCCAGCTTCC TCCACCACCC GCGCATCCTC GCCGCCTCCT GTTTCTTCAA CTCGTGTCTC TTCTCCCCCT GTCTCTTCCC CTCCAGTTTC TCGCACCTCT TCTCCCCCTC CCCCTCCGGC TAGCAGCACG CCGCCATCGG GTCAGGTTTG CGTTGCCGGT ACCGTTGCTG ATGGCGAGTC TGGCAACTAC ATCGGCCTGT GCCAATTCAG CTGCAACTAC GGTTACTGCC CACCAGGACC GTGCAAGTGC ACCGCCTTTG GCGCTCCTAT CTCGCCACCG GCATCCAATG GCCGCAACGG CTGCCCTCTA CCGGGAGAAG GCGATGGTTA TCTGGGCCTG TGCAGTTTCA GTTGTAACCA TAATTACTGC CCCCCAACGG CATGTCAATA CTGC
2. The DNA according to claim 1, wherein the amino acid sequence is encoded by the following base sequence. GCTTCTTCTG CTGACCGTCT CGTATTCTGT CACTTCATGA TTGGTATCGT TGGTGACCGT GGCAGCTCGG CAGACTATGA TGACGATATG CAACGTGCCA AAGCCGCTGG CATTGACGCC TTCGCTCTGA ACATTGGCGT TGACGGCTAT ACCGACCAGC AGCTCGGGTA TGCCTATGAC TCTGCCGATC GTAATGGAAT GAAAGTCTTC ATTTCATTCG ATTTCAACTG GTGGAGCCCC GGTAATGCAG TTGGTGTTGG CCAGAAGATT GCGCAGTATG CCAACCGTCC CGCCCAGCTG TATGTCGATA ACCGGCCATT CGCCTCTTCC TTCGCTGGTG ACGGTCTGGA TGTAAATGCG TTGCGCTCTG CTGCAGGCTC CAACGTTTAC TTTGTGCCCA ACTTCCACCC TGGTCAATCT TCCCCCTCCA ACATTGATGG CGCTCTTAAC TGGATGGCCT GGGATAATGA TGGAAACAAC AAGGCACCCA AGCCGGGCCA AACCGTCACA GTGGCAGACG GTGATAACGC TTACAAGAAC TGGTTGGGTG GCAAGCCTTA CCTGGCGCCT GTCTCACCTT GGTTTTTCAC CCATTTCGGC CCTGAAGTTT CATATTCCAA GAACTGGGTC TTCCCAGGTG GTCCTCTGAT CTATAACCGG TGGCAACAGG TCTTGCAGCA GGGCTTCCCC ATGGTTGAGA TCGTTACCTG GAATGACTAC GGCGAGTCTC ACTACGTCGG TCCACTAAAG TCTAAGCATT TCGATGATGG CAACTCCAAA TGGGTCAATG ATATGCCCCA CGATGGATTC CTGGATCTTT CGAAGCCGTT CATAGCCGCA TATAAAAACA GGGATACCGA CATCTCCAAG TATGTTCAAA ATGAGCAGCT TGTTTACTGG TACCGCCGCA ACTTAAAGGC ACTGGACTGT GACGCCACCG ACACAACCTC TAACCGCCCG GCTAACAATG GAAGCGGCAA TTACTTTGAG GGACGCCCCG ATGGTTGGCA AACTATGGAT GATGCCGTTT ATGTTGCCGC ACTTCTCAAG ACTGCTGGCT CTGTTACGAT CACCTCTGGC GGCACCACTC AAACGTTCCA GGCTAACGCC GGAGCCAACC TCTTCCAAAT CCCAGCCAGC ATCGGCCAAC AAAAGTTTGC TCTCACTCGC AACGGTCAGA CCATCTTTAG CGGAACTTCA TTGATGGATA TCACCAACGT TTGCTCTTGC GGTATCTACA ACTTCAACCC ATATGTTGGC ACCATTCCTG CCGGCTTTGA CGACCCCCTA CAGGCTGACG GTCTTTTCTC TTTGACCATT GGATTGCATG TCACAACTTG TCAGGCCAAG CCATCTCTTG GAACCAACCC TCCTGTCACT TCCGGCCCTG TGTCCTCACT TCCAGCTTCC TCCACCACCC GCGCATCCTC GCCGCCTCCT GTTTCTTCAA CTCGTGTCTC TTCTCCCCCT GTCTCTTCCC CTCCAGTTTC TCGCACCTCT TCTCCCCCTC CCCCTCCGGC TAGCAGCACG CCGCCATCGG GTCAGGTTTG CGTTGCCGGT ACCGTTGCTG ATGGCGAGTC TGGCAACTAC ATCGGCCTGT GCCAATTCAG CTGCAACTAC GGTTACTGCC CACCAGGACC GTGCAAGTGC ACCGCCTTTG GCGCTCCTAT CTCGCCACCG GCATCCAATG GCCGCAACGG CTGCCCTCTA CCGGGAGAAG GCGATGGTTA TCTGGGCCTG TGCAGTTTCA GTTGTAACCA TAATTACTGC CCCCCAACGG CATGTCAATA CTGC
【請求項3】前記α−1,3グルカン3-グルカノハイドロ
ラーゼ酵素タンパクが、下記アミノ酸配列をさらに含む
請求項1に記載のDNA。 MLGVFRRLRL GALAAAALSS LGSAAPANVA IRSLEER
3. The DNA according to claim 1, wherein the α-1,3 glucan 3-glucanohydrolase enzyme protein further comprises the following amino acid sequence. MLGVFRRLRL GALAAAALSS LGSAAPANVA IRSLEER
【請求項4】前記アミノ酸配列が、下記塩基配列によっ
てコードされる請求項3に記載のDNA。 ATGTTGGGCG TTTTCCGCCG CCTCAGGCTC GGCGCCCTTG CCGCCGCAGC TCTGTCTTCT CTCGGCAGTG CCGCTCCCGC CAATGTTGCT ATTCGGTCTC TCGAGGAACG T
4. The DNA according to claim 3, wherein the amino acid sequence is encoded by the following base sequence. ATGTTGGGCG TTTTCCGCCG CCTCAGGCTC GGCGCCCTTG CCGCCGCAGC TCTGTCTTCT CTCGGCAGTG CCGCTCCCGC CAATGTTGCT ATTCGGTCTC TCGAGGAACG T
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