JPH10150986A - Super thermostable 4-alpha-glucanotransferase - Google Patents

Super thermostable 4-alpha-glucanotransferase

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JPH10150986A
JPH10150986A JP8311117A JP31111796A JPH10150986A JP H10150986 A JPH10150986 A JP H10150986A JP 8311117 A JP8311117 A JP 8311117A JP 31111796 A JP31111796 A JP 31111796A JP H10150986 A JPH10150986 A JP H10150986A
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JP
Japan
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glucanotransferase
glu
leu
val
arg
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Withdrawn
Application number
JP8311117A
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Japanese (ja)
Inventor
Tadayuki Imanaka
忠行 今中
Yoshinaga Tachibana
佳永 橘
Yuji Suzuki
裕治 鈴木
Iwao Kojima
岩夫 小島
Kensaku Uzura
健作 卯津羅
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NAGASE SEIKAGAKU KOGYO KK
Original Assignee
NAGASE SEIKAGAKU KOGYO KK
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Publication date
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  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain the subject new enzyme, comprising a super thermostable 4-α-glucanotransferase having the optimal temperature close to the boiling point of water, having excellent saccharide transfer actions under high- temperature conditions and useful for industrial production, etc., of high-purity maltooligosaccharides, etc. SOLUTION: This new super thermostable 4-α-glucanotransferase has the optimal pH about 6.0-8.0, the optimal temperature of about 100 deg.C at pH7.5, remains at least >=90% activities after heat treatment at pH7.5 and 100 deg.C for 30min, further actions on transfer of one or several glucose units in α-1,4-glucan to the α-1,4-glucan through 1,4-glucoside bonds and excellent saccharide transfer actions under high-temperature conditions and is useful for industrial preparation of high-purity maltooligosaccharide and synthesis, etc., of various heterooligosaccharides. The enzyme is obtained by providing a DNA fragment containing a gene capable of producing the 4-α-glucanotransferase from a KOD-1 strain (FERM P-15007) and then using a gene recombination technique.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は4-α-グルカノトラ
ンスフェラーゼ、特に超好熱菌由来の超耐熱性4-α-グ
ルカノトランスフェラーゼおよびこの酵素をコードする
4-α-グルカノトランスフェラーゼ遺伝子を含むDNA断
片に関する。4-α-グルカノトランスフェラーゼ遺伝子
を含むDNA断片を組込んだ発現ベクターを作製し、この
発現ベクターで形質転換した宿主細胞を培養して4-α-
グルカノトランスフェラーゼ遺伝子を発現させることに
より、工業的に有利な条件で目的の酵素を大量生産する
ことが可能となる。さらに、部位特異的変異導入法等に
より、高温条件下で安定性の増大した酵素を生産するこ
とも可能となる。
The present invention relates to a 4-α-glucanotransferase, particularly a hyperthermostable 4-α-glucanotransferase derived from a hyperthermophilic bacterium and a 4-α-glucanotransferase gene encoding this enzyme. DNA fragments containing. An expression vector incorporating a DNA fragment containing the 4-α-glucanotransferase gene was prepared, and host cells transformed with this expression vector were cultured to produce 4-α-glucanotransferase.
By expressing the glucanotransferase gene, it becomes possible to mass-produce the target enzyme under industrially advantageous conditions. Furthermore, it becomes possible to produce an enzyme with increased stability under high-temperature conditions, for example, by site-directed mutagenesis.

【0002】[0002]

【従来の技術】4-α-グルカノトランスフェラーゼは広
く天然界に分布しており、これまでポテト、バレイシ
ョ、リョクトウ、ニンジン、トマトやオオムギ種子など
の高等植物、Escherichia coli, Bacillus subtilis, P
seudomonas stutzeri, Streptococcus bovis, Streptoc
occus mitis やThermotoga maritima などの細菌およ
び、牛血漿、ラット肝臓などの高等動物にその存在が認
められている。4-α-グルカノトランスフェラーゼはα-
1,4-グルカン(供与体基質)中の1個または数個のグル
コース単位を受容体基質(グルコースまたはα-1,4-グ
ルカン)にα-1,4-グルコシド結合を形成しながら転移
させ、分子量がもとの基質分子より大きいものと小さい
ものを生成し、基質重合度が再分配される。4-α-グル
カノトランスフェラーゼの応用として、高純度マルトオ
リゴ糖の調製(高純度マルトリオース作用させ、グルコ
ースおよび一連のマルトオリゴ糖を高純度で得る)、高
純度メチルα-D-マルトオリゴシドの調製(メチルα-
D-マルトオリゴシドを受容体基質として作用させ、メ
チルα-D-マルトシド、メチルα-D-マルトトリオシ
ド、メチルα-D-マルトテトラオシドなどを調製する)
が行われた。
2. Description of the Related Art 4-α-glucanotransferase is widely distributed in the natural world, and has been used in higher plants such as potatoes, potatoes, mungbeans, carrots, tomatoes and barley seeds, Escherichia coli, Bacillus subtilis, P.
seudomonas stutzeri, Streptococcus bovis, Streptoc
Bacteria such as occus mitis and Thermotoga maritima and its presence in higher animals such as bovine plasma and rat liver have been observed. 4-α-glucanotransferase is α-
One or several glucose units in 1,4-glucan (donor substrate) are transferred to an acceptor substrate (glucose or α-1,4-glucan) while forming an α-1,4-glucoside bond. The molecular weight is larger or smaller than the original substrate molecule, and the substrate polymerization degree is redistributed. Examples of applications of 4-α-glucanotransferase include the preparation of high-purity maltooligosaccharides (high-purity maltriose action to obtain glucose and a series of maltooligosaccharides with high purity), and the preparation of high-purity methyl α-D-maltooligoside (methyl α-
Using D-maltooligoside as an acceptor substrate to prepare methyl α-D-maltoside, methyl α-D-maltotrioside, methyl α-D-maltotetraoside, etc.)
Was made.

【0003】また近年、ポテト由来4-α-グルカノトラ
ンスフェラーゼの分子内糖転移反応によりアミロースか
ら環状アミロース(17から数百のグルコース単位より
なる)を生成することが報告された。この環状アミロー
スは、6から8のグルコース単位からなる環状オリゴ糖
であるシクロデキストリンと異なった包括作用を持つこ
とが予想されることより、化学、製薬や食品工業などの
広い分野での利用が期待される。
In recent years, it has been reported that cyclic amylose (consisting of 17 to several hundred glucose units) is produced from amylose by intramolecular glycosyltransfer reaction of 4-α-glucanotransferase derived from potato. Since this cyclic amylose is expected to have a different inclusive action from cyclodextrin, which is a cyclic oligosaccharide composed of 6 to 8 glucose units, it is expected to be used in a wide range of fields such as the chemical, pharmaceutical and food industries. Is done.

【0004】しかしながら、基質となるアミロースやデ
ンプン液は粘度が高く、低温では物質移動の問題がある
ため、できる限り高い温度での使用が望まれる。しか
し、これまでに知られているほとんどの4-α-グルカノ
トランスフェラーゼの至適温度は低い。例外的にThermo
toga maritima 由来の酵素は70℃付近に至適温度を持つ
が、更に高い温度条件下で反応可能な工業用4-α-グル
カノトランスフェラーゼの供給が望まれている。
However, since amylose and starch liquids serving as substrates have high viscosities and have a problem of mass transfer at low temperatures, it is desirable to use them at the highest possible temperature. However, the optimal temperature of most of the known 4-α-glucanotransferases is low. Exceptionally Thermo
Although the enzyme derived from toga maritima has an optimum temperature around 70 ° C., supply of industrial 4-α-glucanotransferase that can react under higher temperature conditions is desired.

【0005】耐熱性が高く、至適温度の高い酵素は、一
般に超好熱菌から分離されることが多い。1972年、Broc
kらによってイエローストーンの温泉中より好熱好酸性
細菌Sulfolobusが単離されて以来、多数の超好熱菌が分
離されている。超好熱菌は、80℃以上に生育最適温度を
有する微生物をいい、これらの菌が生産する酵素群が非
常に耐熱性に優れていることが期待されている。事実、
超好熱菌の生産する酵素の熱失活温度が菌の生育可能上
限温度より高い温度である場合が多く、中には100℃以
上の至適温度をもつ酵素もある。従って、高い温度条件
にすることにより反応中の有害微生物の混入の問題も解
消され得る。このような超耐熱性酵素は、産業上の利用
面からも有用性が高く、その探索および研究開発が世界
中で広く進められている。さらに、現在、各種オリゴ糖
あるいはヘテロオリゴ糖の生理機能が注目されており、
これらのオリゴ糖あるいはヘテロオリゴ糖を高純度で、
効率よく製造する技術が要求されている。
[0005] Enzymes having high heat resistance and high optimum temperature are generally isolated from hyperthermophilic bacteria. 1972, Broc
Since the isolation of the thermoacidophilic bacterium Sulfolobus from the hot springs of Yellowstone by K. et al., a number of hyperthermophilic bacteria have been isolated. Hyperthermophilic bacteria are microorganisms having an optimum growth temperature of 80 ° C. or higher, and the enzymes produced by these bacteria are expected to be extremely excellent in heat resistance. fact,
The heat inactivation temperature of enzymes produced by hyperthermophilic bacteria is often higher than the maximum temperature at which the bacteria can grow, and some enzymes have an optimal temperature of 100 ° C. or higher. Therefore, the problem of contamination of harmful microorganisms during the reaction can be solved by setting the temperature to high. Such a hyperthermostable enzyme is also highly useful from an industrial application point of view, and its search, research, and development are being widely promoted worldwide. Furthermore, the physiological functions of various oligosaccharides or hetero-oligosaccharides are currently attracting attention,
These oligosaccharides or heterooligosaccharides are highly pure,
There is a demand for a technology for efficiently manufacturing.

【0006】超好熱菌始原菌であるThermococcus litor
alis由来の4-α-グルカノトランスフェラーゼが知られ
ている(松沢ら、Novo Nordisk Enzyme Symposium, Nov
ember 1, 1996)。この酵素は、分子量が約85kDa、至適
温度が約90℃であるが、スクロース、セロビオースを受
容体とすることができないため、各種オリゴ糖、ヘテロ
オリゴ糖の提供を十分に行うことができないと考えられ
る。
Thermococcus litor, a hyperthermophilic archaeon
alis-derived 4-α-glucanotransferase is known (Matsuzawa et al., Novo Nordisk Enzyme Symposium, Nov.
ember 1, 1996). Although this enzyme has a molecular weight of about 85 kDa and an optimal temperature of about 90 ° C., it is considered that sucrose and cellobiose cannot be used as receptors, and thus it is not possible to sufficiently provide various oligosaccharides and heterooligosaccharides. Can be

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、優れた耐熱
性を有する4-α-グルカノトランスフェラーゼを提供す
ること、4-α-グルカノトランスフェラーゼ遺伝子を含
むDNA断片を取得すること、およびこの酵素を、遺伝子
操作による育種を利用して産生して提供することを目的
とする。さらに、各種のヘテロオリゴ糖の産生も目的と
する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a 4-α-glucanotransferase having excellent thermostability, obtaining a DNA fragment containing a 4-α-glucanotransferase gene, An object of the present invention is to produce and provide enzymes using breeding by genetic manipulation. Furthermore, the purpose is to produce various hetero-oligosaccharides.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、以下の
理化学的性質を有する4-α-グルカノトランスフェラー
ゼが提供される: (1)至適pHが6.0〜8.0付近である; (2)pH7.5における至適温度が100℃付近である;およ
び (3)pH7.5、100℃、30分間の熱処理後、少なくとも90
%以上活性が残存する;および (4)α-1,4-グルカン中の1個または数個のグルコー
ス単位をα-1,4-グルカンにα-1,4-グルコシド結合で転
移させる。
According to the present invention, there is provided a 4-α-glucanotransferase having the following physicochemical properties: (1) the optimum pH is around 6.0 to 8.0; (2) ) The optimum temperature at pH 7.5 is around 100 ° C; and (3) at least 90 after heat treatment at pH 7.5, 100 ° C for 30 minutes.
% Or more activity remains; and (4) transferring one or several glucose units in α-1,4-glucan to α-1,4-glucan via α-1,4-glucosidic bond.

【0009】好適な実施態様においては、本発明の4-
α-グルカノトランスフェラーゼはD−グルコース、D
−キシロース、イソマルトース、D−セロビオース、ス
クロース、またはD−フコースを受容体としてα-1,4-
グルカン中の1個または数個のグルコース単位を転移す
る。
In a preferred embodiment, the present invention provides
α-glucanotransferase is D-glucose,
Α-1,4-using xylose, isomaltose, D-cellobiose, sucrose, or D-fucose as a receptor
Transfer one or several glucose units in the glucan.

【0010】好適な実施態様においては、上記4-α-グ
ルカノトランスフェラーゼは超好熱菌菌株KOD-1株から
得られる。
[0010] In a preferred embodiment, the 4-α-glucanotransferase is obtained from a hyperthermophilic strain KOD-1.

【0011】本発明によれば、配列番号2に示すアミノ
酸配列または該配列中のアミノ酸の1またはそれ以上の
欠失、付加、または置換を含むアミノ酸配列を有し、か
つ4-α-グルカノトランスフェラーゼ活性を有する4-
α-グルカノトランスフェラーゼが提供される。
According to the present invention, it has the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or an amino acid sequence containing one or more deletions, additions or substitutions of amino acids in the sequence, and comprises 4-α-glucano 4- with transferase activity
An α-glucanotransferase is provided.

【0012】本発明によれば、配列番号2に示すアミノ
酸配列または該配列中のアミノ酸の1またはそれ以上の
欠失、付加、または置換を含むアミノ酸配列を有し、か
つ以下の理化学的性質を有する、4-α-グルカノトラン
スフェラーゼが提供される: (1)至適pHが6.0〜8.0付近である; (2)pH7.5における至適温度が100℃付近である; (3)pH7.5、100℃、30分間の熱処理後、少なくとも90
%以上活性が残存する;および (4)α-1,4-グルカン中の1個または数個のグルコー
ス単位をα-1,4-グルカンにα-1,4-グルコシド結合で転
移させる。
According to the present invention, it has an amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or an amino acid sequence containing one or more deletions, additions or substitutions of amino acids in the sequence, and has the following physicochemical properties: 4-α-glucanotransferase having: (1) an optimum pH is around 6.0-8.0; (2) an optimum temperature at pH 7.5 is around 100 ° C .; (3) pH 7. 5.After heat treatment at 100 ℃ for 30 minutes, at least 90
% Or more activity remains; and (4) transferring one or several glucose units in α-1,4-glucan to α-1,4-glucan via α-1,4-glucosidic bond.

【0013】好適な実施態様においては、本発明の4-
α-グルカノトランスフェラーゼはD−グルコース、D
−キシロース、イソマルトース、D−セロビオース、ス
クロース、またはD−フコースを受容体としてα-1,4-
グルカン中の1個または数個のグルコース単位を転移す
る。
In a preferred embodiment, the present invention provides
α-glucanotransferase is D-glucose,
Α-1,4-using xylose, isomaltose, D-cellobiose, sucrose, or D-fucose as a receptor
Transfer one or several glucose units in the glucan.

【0014】本発明によれば、前記4-α-グルカノトラ
ンスフェラーゼをコードするDNA断片が提供される。
According to the present invention, there is provided a DNA fragment encoding the 4-α-glucanotransferase.

【0015】本発明によれば、前記DNA断片を含む発現
ベクターが提供される。
According to the present invention, there is provided an expression vector containing the DNA fragment.

【0016】本発明によれば、前記発現ベクターで形質
転換された宿主細胞が提供される。
According to the present invention, there is provided a host cell transformed with the expression vector.

【0017】本発明によれば、前記形質転換された宿主
細胞を培養することを特徴とする、4-α-グルカノトラ
ンスフェラーゼの産生方法が提供される。
According to the present invention, there is provided a method for producing 4-α-glucanotransferase, comprising culturing the transformed host cell.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail.

【0019】本発明は、耐熱性に優れる4-α-グルカノ
トランスフェラーゼ、4-α-グルカノトランスフェラー
ゼをコードするDNA断片、該DNA断片を含む発現ベクタ
ー、該発現ベクターで形質転換された宿主細胞、および
4-α-グルカノトランスフェラーゼを産生する方法に関
する。
The present invention relates to a DNA fragment encoding 4-α-glucanotransferase having excellent heat resistance, a DNA fragment encoding 4-α-glucanotransferase, an expression vector containing the DNA fragment, and a host cell transformed with the expression vector. , And a method for producing 4-α-glucanotransferase.

【0020】本明細書において「4-α-グルカノトラン
スフェラーゼ」とは、マルトデキストリンに作用し、そ
のグリコシル基を他のデキストリン分子にα-1,4-グル
コシド結合で転移させる酵素であると定義される。
As used herein, "4-α-glucanotransferase" is defined as an enzyme that acts on maltodextrin and transfers its glycosyl group to another dextrin molecule via an α-1,4-glucosidic bond. Is done.

【0021】本発明の4-α-グルカノトランスフェラー
ゼを得るために利用され得る超好熱菌は、80℃以上で生
育する微生物であると定義される。超好熱菌の例として
は、Pyrococcus属、Thermotoga属、Dictyoglomus属、Th
ermus属、Theromococcus属、Desulfurococcus属、Pyrod
ictium属の菌が挙げられる。好ましい超好熱菌は、耐熱
性チオールプロテアーゼ産生菌KOD-1株(Appl. Enviro
n. Microbiol. 60(12),4559-4566(1994))である。KOD-
1株は工業技術院生命工学工業技術研究所に寄託されて
おり、その受託番号はFERM P-15007号である。なお、こ
のKOD-1株は、上記文献に記載されているように、分離
された当初Pyrococcus属に分類されていたが、その後の
知見の集積により、DNASIS(日立ソフトウェアーエンジ
ニアリング社製)に入力されているGenBank(登録商
標)R91.0 October, 1995+Daily Updateの登録データ
を用いた16S rRNAの配列の比較から、KOD-1株はPyrococ
cus属よりはむしろThermococcus属に近縁であることが
示唆されている。
A hyperthermophilic bacterium that can be used to obtain the 4-α-glucanotransferase of the present invention is defined as a microorganism that grows at 80 ° C. or higher. Examples of hyperthermophiles include Pyrococcus, Thermotoga, Dictyoglomus, Th
genus ermus, Theromococcus, Desulfurococcus, Pyrod
Bacteria belonging to the genus ictium. A preferred hyperthermophilic bacterium is a thermostable thiol protease-producing bacterium strain KOD-1 (Appl. Enviro
n. Microbiol. 60 (12), 4559-4566 (1994)). KOD-
One strain has been deposited with the Institute of Biotechnology and Industrial Technology, National Institute of Industrial Science, and its accession number is FERM P-15007. This KOD-1 strain was initially classified as belonging to the genus Pyrococcus as described in the above-mentioned literature, but was subsequently input to DNASIS (manufactured by Hitachi Software Engineering Co., Ltd.) by accumulating knowledge. Comparison of the sequence of 16S rRNA using the registered data of GenBank (registered trademark) R91.0 October, 1995 + Daily Update shows that the KOD-1 strain is Pyrococ.
It has been suggested that it is more closely related to Thermococcus than to Cus.

【0022】本発明の4-α-グルカノトランスフェラー
ゼの遺伝子をスクリーニングする方法を説明する。
A method for screening the gene for 4-α-glucanotransferase of the present invention will be described.

【0023】ほとんど全てのα-アミラーゼは、共通の
保存された相同性領域を有することが知られている。こ
れに対して、超好熱菌Pyrococcus furiosusに由来する
α-アミラーゼ(Laderman K.H.ら, J.Bio.Chem. 第268
集, 第32号, 24402-24407頁, 1993)およびDictyoglomu
s thermophilusに由来するα-アミラーゼ(Fukusumi S.
ら, Eur.J.Biochem. 174, 15-21 1988)のみは、その保
存された相同性領域を有しない。
Almost all α-amylases are known to have a common conserved region of homology. In contrast, α-amylase derived from the hyperthermophilic bacterium Pyrococcus furiosus (Laderman KH et al., J. Bio. Chem. 268)
Vol. 32, 24402-24407, 1993) and Dictyoglomu
α-amylase derived from s thermophilus (Fukusumi S.
Et al., Eur. J. Biochem. 174, 15-21 1988) do not have their conserved regions of homology.

【0024】本願発明者らは、これらの共通の保存され
た相同性領域を有さないα-アミラーゼの研究を行うた
めに、P.furiosusのα-アミラーゼ(以下、Pf α-アミ
ラーゼと略す)と、D.thermophilusのα-アミラーゼと
の相同性を検討し、この相同性に基づいたプライマーを
作製した。これらのプライマーを用いたPCRにより増幅
したDNA断片をプローブとして、超好熱細菌の遺伝子を
スクリーニングした結果、Pf α-アミラーゼ相同タンパ
ク質をコードする遺伝子のクローニングに成功した。こ
の組換えPf α-アミラーゼ相同タンパク質を精製した
後、酵素学的性質を検討した結果、このPf α-アミラー
ゼ相同タンパク質がα-アミラーゼとは異なる、耐熱性
の4-α-グルカノトランスフェラーゼ活性を有すること
を見出した。
The present inventors have studied P-furiosus α-amylase (hereinafter abbreviated as Pf α-amylase) in order to study α-amylase which does not have these common conserved regions of homology. And the homology with D-thermophilus α-amylase were examined, and a primer was prepared based on this homology. As a result of screening genes of hyperthermophilic bacteria using DNA fragments amplified by PCR using these primers as a probe, the gene encoding Pfα-amylase homologous protein was successfully cloned. After purifying the recombinant Pf α-amylase homologous protein, the enzymatic properties were examined. As a result, the Pf α-amylase homologous protein was found to have a thermostable 4-α-glucanotransferase activity different from α-amylase. Was found to have.

【0025】以下、Pf α-アミラーゼを用いて、D.ther
mophilumのα-アミラーゼとの相同性を考慮してプロー
ブを作製する場合について説明するが、これに限定され
ない。
In the following, D.ther
A case where a probe is prepared in consideration of homology with α-amylase of mophilum will be described, but is not limited thereto.

【0026】まず、Pf α-アミラーゼのアミノ酸配列の
相同性検索を市販のプログラム、例えば、DNASIS(日立
ソフトウェアエンジニアリング(株))を用いて行う。
D.thermophilumのα-アミラーゼとの相同性が見出され
る。特に相同性の高い領域を選択し、その領域を増幅す
るためのプライマーを作製する。本願発明の場合は、P.
furiosusの214位から220位のアミノ酸配列(AspAspGlyG
luLysPheGly)、および354位から360位のアミノ酸配列
(AsnAspAlaTyrTrpHisGly)に対応するDNA配列をそれぞ
れ、正方向および逆方向のプライマー(配列番号3の混
合プライマーおよび配列番号4の混合プライマー)とし
て合成した。プライマーDNAの合成は、当業者に公知の
方法で行い得る。
First, homology search of the amino acid sequence of Pf α-amylase is performed using a commercially available program, for example, DNASIS (Hitachi Software Engineering Co., Ltd.).
Homology with D-thermophilum α-amylase is found. Particularly, a region having a high homology is selected, and a primer for amplifying the region is prepared. In the case of the present invention, P.
amino acid sequence from positions 214 to 220 of furiosus (AspAspGlyG
luLysPheGly) and the DNA sequences corresponding to the amino acid sequence at positions 354 to 360 (AsnAspAlaTyrTrpHisGly) were synthesized as forward and reverse primers (mixed primer of SEQ ID NO: 3 and mixed primer of SEQ ID NO: 4), respectively. The synthesis of the primer DNA can be performed by a method known to those skilled in the art.

【0027】他方で、超好熱菌から常法に従って染色体
DNAを抽出する。本発明では、Appl.Environ. Microbio
l. 60(12), 4559-4566(1994)に記載の方法に従って培養
したKOD-1株から、常法に従って染色体DNAを抽出した。
On the other hand, a chromosome is obtained from a
Extract the DNA. In the present invention, Appl.Environ.Microbio
Chromosomal DNA was extracted from the KOD-1 strain cultured according to the method described in l. 60 (12), 4559-4566 (1994) according to a conventional method.

【0028】上記プライマーと染色体DNAを用いてPCRを
行う。PCRでは、例えば市販のPCRキットが、製造者の使
用説明書に従って用いられ得る。PCRの条件は作製した
プライマーの特性に依存して変化し得るが、最適な条件
の設定を行うことは、当業者に容易である。PCR増幅断
片は常法により回収され、例えば、ジゴキシゲニンdUTP
を用いたランダムプライムキットを用いることにより標
識され、標識プローブとして使用され得る。
PCR is performed using the above primers and chromosomal DNA. For PCR, for example, a commercially available PCR kit can be used according to the manufacturer's instructions. PCR conditions can vary depending on the characteristics of the prepared primers, but it is easy for those skilled in the art to set optimal conditions. The PCR-amplified fragment is recovered by a conventional method, for example, digoxigenin dUTP
Can be labeled by using a random prime kit using, and can be used as a labeled probe.

【0029】一方で、KOD-1染色体DNAを、適切な制限酵
素で切断し、適切なベクターDNA、例えば、pUC18または
pUC19などのベクターに組み込んでプラスミドを作製
し、大腸菌を形質転換して、遺伝子ライブラリーを作製
する。この時、標準的なハイブリダイゼーション法を用
いて標識プローブとハイブリダイズする制限酵素断片の
およその大きさを決定し、この大きさの制限酵素断片を
用いて遺伝子ライブラリーを作製することにより、標識
プローブとハイブリダイズする制限酵素断片が濃縮した
遺伝子ライブラリーを作製し得る。
On the other hand, KOD-1 chromosomal DNA is cut with an appropriate restriction enzyme and an appropriate vector DNA, for example, pUC18 or
A plasmid is prepared by integrating the vector into a vector such as pUC19, and Escherichia coli is transformed to prepare a gene library. At this time, the approximate size of the restriction enzyme fragment that hybridizes with the labeled probe is determined using a standard hybridization method, and a gene library is prepared using the restriction enzyme fragment of this size, whereby the labeling is performed. A gene library enriched with restriction enzyme fragments that hybridize with the probe can be prepared.

【0030】この遺伝子ライブラリーを、上記標識プロ
ーブでスクリーニングする。スクリーニングには標準的
なハイブリダイゼーション法が用いられ得る。得られた
クローンを単離する。塩基配列には、例えば、キロシー
クエンス用デレーションキット(宝酒造社製)、AutoRe
ad Sequencing Kit(ジデオキシ法:ファルマシア社
製)等が用いられ得、A.L.F.DNAシークエンサーII(フ
ァルマシア社製)を用いて配列が決定され得る。
This gene library is screened with the above labeled probe. Standard hybridization methods can be used for screening. The resulting clone is isolated. For the nucleotide sequence, for example, a Kilo-sequence deletion kit (Takara Shuzo), AutoRe
The ad Sequencing Kit (dideoxy method: manufactured by Pharmacia) or the like can be used, and the sequence can be determined using ALF DNA Sequencer II (manufactured by Pharmacia).

【0031】得られたクローンが、4-α-グルカノトラ
ンスフェラーゼを産生するか否かは、以下の方法で決定
され得る。
Whether the obtained clone produces 4-α-glucanotransferase can be determined by the following method.

【0032】まず、ライブラリーから選択されたクロー
ンを培養し、常法に従って細胞を破砕し、上清を得る。
酵素は、熱処理(例えば、85℃、10分間)および硫安沈
澱の後、カラムクロマトグラフィー、例えば、疎水クロ
マトグラフィー、陰イオン交換クロマトグラフィー等を
単独で、あるいは組み合わせて用いて、精製され得る。
First, a clone selected from the library is cultured, and the cells are disrupted according to a conventional method to obtain a supernatant.
The enzyme may be purified after heat treatment (eg, 85 ° C., 10 minutes) and ammonium sulfate precipitation, using column chromatography, eg, hydrophobic chromatography, anion exchange chromatography, etc., alone or in combination.

【0033】精製酵素の反応特性は、例えば、精製酵素
を所定のpHを有する緩衝液(例えば、100mM Tris-HCl緩
衝液(pH7.5))中の基質(例えば、可溶性デンプン)
に所定の温度(例えば、90℃)にて所定の時間(0、
5、10、15、30および60分間)作用させ、ヨウ素−デン
プン法とSomogyi-Nelson法により酵素活性を測定する。
The reaction characteristics of the purified enzyme may be determined, for example, by converting the purified enzyme into a substrate (eg, soluble starch) in a buffer having a predetermined pH (eg, 100 mM Tris-HCl buffer (pH 7.5)).
At a predetermined temperature (for example, 90 ° C.) for a predetermined time (0,
(5, 10, 15, 30 and 60 minutes), and the enzyme activity is measured by the iodine-starch method and the Somogyi-Nelson method.

【0034】ヨウ素−デンプン法では、60μlの反応液
に15μlのヨウ素溶液(4%KI、1.25%ヨウ素)を添
加して発色させ、次いで1mlの蒸留水を添加し、A600
での吸光度を測定する。反応時間0分での吸光度を100
としたときの吸光度の比を青価(%)とする。普通、デ
ンプンに含まれるアミロースは、グルコース残基6個で
1巻きする螺旋状分子をつくり、その空間に1分子のヨ
ウ素が入り、特有の青色(吸収極大波長λmax=650nm)
を与える。アミロースとヨウ素の複合体の吸収極大波長
はアミロース鎖が長いほど長波長側に移動するため、吸
光度を測定することによりデンプンのアミロース鎖長の
変化を測定し得る。
In the iodine-starch method, 15 μl of an iodine solution (4% KI, 1.25% iodine) is added to 60 μl of the reaction solution to form a color, and then 1 ml of distilled water is added, followed by addition of A 600.
The absorbance at is measured. Absorbance at reaction time 0 min is 100
Is defined as the blue value (%). Normally, the amylose contained in starch forms a spiral molecule consisting of six glucose residues in one turn, and one molecule of iodine enters the space, giving it a unique blue color (maximum absorption wavelength λmax = 650nm).
give. Since the absorption maximum wavelength of the complex of amylose and iodine shifts to the longer wavelength side as the amylose chain is longer, the change in amylose chain length of starch can be measured by measuring the absorbance.

【0035】Somogyi-Nelson法では、弱アルカリ性銅溶
液中での還元糖によりCu2+から生じた酸化銅を硫酸酸性
においてヒモリブデン酸塩と反応させ、モリブデンブル
ーに還元してその吸光度(500nm)を測定することによ
り、還元糖を定量し得る。
In the Somogyi-Nelson method, copper oxide generated from Cu 2+ by a reducing sugar in a weak alkaline copper solution is reacted with hymolybdate in sulfuric acid, reduced to molybdenum blue, and its absorbance (500 nm) By measuring, the reducing sugar can be quantified.

【0036】α-アミラーゼによる基質(例えば、可溶
性デンプン)の分解反応または4-α-グルカノトランス
フェラーゼによる基質の再分配化反応、またはシクロデ
キストリングルカノトランスフェラーゼ(CGTase)によ
るシクロデキストリン生成反応は、ヨウ素−デンプン法
による酵素活性測定により青価の減少として測定するこ
とができる。この時、α-アミラーゼによる基質の分解
反応は、還元糖の増加を伴うため、Somogyi-Nelson法に
よる活性測定でも活性を検出できる。しかし、4-α-グ
ルカノトランスフェラーゼまたはCGTaseの反応は、Somo
gyi-Nelson法で活性測定したとき、ほとんど還元糖の増
加は検出されない。
The decomposition reaction of a substrate (for example, soluble starch) by α-amylase or the redistribution of substrate by 4-α-glucanotransferase, or the cyclodextrin generation reaction by cyclodextrin glucanotransferase (CGTase) is carried out by iodine. -It can be measured as a decrease in blue value by measuring the enzyme activity by the starch method. At this time, since the substrate decomposition reaction by α-amylase involves an increase in reducing sugars, the activity can also be detected by activity measurement by the Somogyi-Nelson method. However, the reaction of 4-α-glucanotransferase or CGTase is
When the activity is measured by the gyi-Nelson method, almost no increase in reducing sugar is detected.

【0037】下記の条件下で(i)マルトオリゴ糖または
グルコース、または(ii)可溶性デンプンまたは可溶性デ
ンプンおよびグルコースに作用させ、オリゴ糖の生成パ
ターンを薄層クロマトグラフィー(TLC)で調べる。
Under the following conditions, (i) maltooligosaccharide or glucose, or (ii) soluble starch or soluble starch and glucose, the oligosaccharide formation pattern is examined by thin layer chromatography (TLC).

【0038】基質:(i)マルトオリゴ糖またはグルコー
ス(最終1.3%)、あるいは(ii)可溶性デンプン(最終2.
0%)または可溶性デンプンおよびグルコース(最終40m
M) pH:7.5(100mM Tris-HCl緩衝液) 温度:90℃ 作用時間:60分間 前記条件で酵素を作用させた反応液(3μl)を薄層クロ
マトグラフィー、例えばシリカゲル60TLCプレート(メ
ルク社製)にスポットし、例えば、イソプロピルアルコ
ール:アセトン:水−4:4:2で室温にて約240分間
展開後、発色液(アニリン4ml、ジフェニルアミン4g、
アセトン200ml、85%リン酸30mlの混合液)を噴霧し、1
05℃で30分間加熱して発色させる。
Substrate: (i) maltooligosaccharide or glucose (final 1.3%) or (ii) soluble starch (final 2.
0%) or soluble starch and glucose (final 40m
M) pH: 7.5 (100 mM Tris-HCl buffer) Temperature: 90 ° C. Action time: 60 minutes The reaction solution (3 μl) on which the enzyme was allowed to act under the above conditions was subjected to thin layer chromatography, for example, silica gel 60 TLC plate (Merck). And developed with, for example, isopropyl alcohol: acetone: water-4: 4: 2 at room temperature for about 240 minutes, and then a coloring solution (aniline 4 ml, diphenylamine 4 g,
200 ml of acetone, 30 ml of 85% phosphoric acid)
Heat at 05 ° C for 30 minutes to develop color.

【0039】グルコースおよび各重合度のマルトオリゴ
糖を基質としたとき、マルトースからマルトヘプタオー
スに作用し、基質に用いたオリゴ糖よりも重合度の大き
なマルトオリゴ糖を含む各種マルトオリゴ糖およびグル
コースの生成が見られるとき、マルトオリゴシル基転移
活性を有することが示される。さらに、マルトースを基
質にして、各種マルトオリゴ糖が生成される場合も、グ
ルコシル基が転移されたことが示される。
When glucose and maltooligosaccharide of each degree of polymerization are used as a substrate, it acts on maltose to maltoheptaose and produces various maltooligosaccharides including maltooligosaccharide having a higher degree of polymerization than the oligosaccharide used for the substrate and glucose. When seen, it is shown to have maltooligosyltransferase activity. Further, when various maltooligosaccharides are produced using maltose as a substrate, it is also shown that the glucosyl group has been transferred.

【0040】このようにして、4-α-グルカノトランス
フェラーゼ遺伝子がスクリーニングされ得る。
Thus, the 4-α-glucanotransferase gene can be screened.

【0041】単離された遺伝子は、そのまま用いられて
もよいし、4-α-グルカノトランスフェラーゼの特性を
損なわない程度に改変された機能的同等物をコードする
ように、1またはそれ以上の欠失、付加、または置換な
どの改変を行ってもよい。本発明の4-α-グルカノトラ
ンスフェラーゼは、配列番号2に示されるアミノ酸配列
の他、1またはそれ以上の欠失、付加、または置換など
の改変を行った、配列番号2のアミノ酸配列と同等の酵
素活性を示す各種の機能的同等物を包含する。そのた
め、本発明の4-α-グルカノトランスフェラーゼをコー
ドするDNA配列は、配列番号1のDNA配列に限定されず、
配列番号2のアミノ酸をコードし得る全てのDNA配列、
ならびに配列番号2のアミノ酸の機能的同等物をコード
し得る全てのDNA配列を包含する。
The isolated gene may be used as is or one or more of the functional equivalents may be modified so as to encode a functional equivalent modified so as not to impair the properties of 4-α-glucanotransferase. Modifications such as deletions, additions, or substitutions may be made. The 4-α-glucanotransferase of the present invention is the same as the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 except that the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 has been modified by one or more deletions, additions, or substitutions. And various functional equivalents which exhibit enzymatic activity. Therefore, the DNA sequence encoding the 4-α-glucanotransferase of the present invention is not limited to the DNA sequence of SEQ ID NO: 1,
All DNA sequences that can code for the amino acids of SEQ ID NO: 2,
And all DNA sequences that can encode a functional equivalent of the amino acid SEQ ID NO: 2.

【0042】単離された遺伝子は以下のようにして発現
させ得る。単離された4-α-グルカノトランスフェラー
ゼをコードするDNA配列が、SD配列あるいはプロモータ
ー配列等の転写調節配列を有さない場合には、SD配列あ
るいはプロモーター配列等を有するベクター等に導入す
ることにより発現され得る。単離された遺伝子自身が転
写調節配列および翻訳調節配列を有する場合は単離され
たそのままの形で多コピー性のプラスミドに挿入するこ
とにより、利用して発現させることができる。本発明に
用いられる発現ベクターは、市販の発現ベクターまたは
市販の発現ベクターに由来する発現ベクターであり得、
宿主において4-α-グルカノトランスフェラーゼを発現
する発現ベクターであればよい。単離された遺伝子を大
量に発現させるためには、高発現ベクターの有する転写
調節配列および翻訳調節配列の制御下に、作動可能にイ
ンフレームで連結することが好ましい。このようにして
得られたベクターを用いて任意の適切な宿主細胞を形質
転換する。
The isolated gene can be expressed as follows. When the isolated DNA sequence encoding 4-α-glucanotransferase does not have a transcription control sequence such as an SD sequence or a promoter sequence, the DNA sequence should be introduced into a vector having an SD sequence or a promoter sequence. Can be expressed by When the isolated gene itself has a transcription regulatory sequence and a translation regulatory sequence, it can be used and expressed by inserting it into a multicopy plasmid in the form of the isolated gene as it is. The expression vector used in the present invention may be a commercially available expression vector or an expression vector derived from a commercially available expression vector,
Any expression vector that expresses 4-α-glucanotransferase in a host may be used. In order to express the isolated gene in a large amount, it is preferable that the gene be operably linked in-frame under the control of the transcription control sequence and the translation control sequence of the high expression vector. Any suitable host cell is transformed with the vector thus obtained.

【0043】単離された遺伝子によりコードされる酵素
を産生する方法としては、形質転換された宿主細胞を適
切な条件下で培養し、その培養物から目的とする酵素を
精製する方法が挙げられる。培養に用いられる培地は、
例えばLB培地、および2×YT培地のような通常微生
物の増殖に用いられる培地であってもよいし、宿主細胞
に適した特定の培地であってもよい。培養は、連続的あ
るいは回分的に行うことができる。なお、かかる微生物
を培養して、本発明の4-α-グルカノトランスフェラー
ゼを生産させるための培養条件は、微生物が生育する範
囲内であれば特に限定はない。
As a method for producing the enzyme encoded by the isolated gene, there is a method of culturing transformed host cells under appropriate conditions and purifying the desired enzyme from the culture. . The medium used for the culture is
For example, the medium may be a medium commonly used for growing microorganisms, such as an LB medium and a 2 × YT medium, or may be a specific medium suitable for host cells. The culture can be performed continuously or batchwise. The culture conditions for culturing such a microorganism to produce the 4-α-glucanotransferase of the present invention are not particularly limited as long as the microorganism grows.

【0044】産生されたタンパク質を任意の公知の方法
を用いて精製する。培養後、得られる培養物から常法に
より4-α-グルカノトランスフェラーゼを回収する。例
えば培養物を遠心分離またはろ過することによって菌体
を分離し、例えば、超音波破砕機およびフレンチプレス
機を用いて菌体を破砕した後、遠心分離を行って上清を
得、この上清から通常の手段、例えば、塩析法、溶媒沈
澱法(例えば、エタノール、アセトン等)によって目的
の酵素タンパク質を沈澱させたり、また、限外ろ過(例
えば、ダイヤフローメンブレンYC、アミコン社製)に
より濃縮させて、4-α-グルカノトランスフェラーゼを
得る。塩析法、溶媒沈澱法では、4-α-グルカノトラン
スフェラーゼを沈澱させ、ろ過あるいは遠心分離、脱塩
処理した後、これを凍結乾燥粉末とすることもできる。
さらに上記で得られた4-α-グルカノトランスフェラー
ゼを塩析、溶媒沈澱、等電点沈澱、電気泳動、イオン交
換クロマトグラフィー、ゲルろ過、アフィニティークロ
マトグラフィー、晶出等の通常の酵素の精製手段を適宜
組合せることによって、比活性の向上した粗酵素ないし
精製酵素とすることもできる。
[0044] The produced protein is purified using any known method. After the culture, 4-α-glucanotransferase is recovered from the resulting culture by a conventional method. For example, the cells are separated by centrifugation or filtration of the culture, for example, after crushing the cells using an ultrasonic crusher and a French press, centrifugation is performed to obtain a supernatant. The desired enzyme protein can be precipitated by conventional means, for example, salting-out method, solvent precipitation method (for example, ethanol, acetone, etc.), or by ultrafiltration (for example, Diaflow membrane YC, manufactured by Amicon). Concentrate to obtain 4-α-glucanotransferase. In the salting-out method and the solvent precipitation method, 4-α-glucanotransferase can be precipitated, filtered, centrifuged and desalted, and then used as a lyophilized powder.
Further, 4-α-glucanotransferase obtained above is subjected to ordinary enzyme purification means such as salting out, solvent precipitation, isoelectric point precipitation, electrophoresis, ion exchange chromatography, gel filtration, affinity chromatography, and crystallization. By appropriately combining these, a crude enzyme or a purified enzyme having an improved specific activity can be obtained.

【0045】4-α-グルカノトランスフェラーゼ活性を
有することが見出された酵素の酵素学的、および物理化
学的性質は、以下のようにして決定され得る。
The enzymological and physicochemical properties of the enzyme found to have 4-α-glucanotransferase activity can be determined as follows.

【0046】(1)酵素活性測定法 酵素活性の測定法は以下の通りである:225μlの反応混
液(3mgマルトトリオース、100mM Tris-HCl緩衝液(pH
7.5)、および供試酵素液を含む)を、90℃で10分間保温
する;次いで氷水中で反応停止後、生成したグルコース
量をグルコースセンサー(京都第一科学社製)を使用し
て測定する。この反応条件下で、1分間に1μmolのグ
ルコースを生成する酵素量を1単位(U)とする。
(1) Method for measuring enzyme activity The method for measuring enzyme activity is as follows: 225 μl of a reaction mixture (3 mg maltotriose, 100 mM Tris-HCl buffer (pH
7.5), and the test enzyme solution) are incubated at 90 ° C for 10 minutes; after stopping the reaction in ice water, the amount of produced glucose is measured using a glucose sensor (manufactured by Kyoto Daiichi Kagaku). . Under these reaction conditions, the amount of enzyme that produces 1 μmol of glucose per minute is defined as 1 unit (U).

【0047】(2)至適pH 基質(例えば、マルトトリオース)を含む各pHの緩衝
液、例えば、酢酸ナトリウム緩衝液(pH4.0〜5.5)、ME
S-NaOH緩衝液(pH5.5〜pH7.0)、Tris-HCl緩衝液(pH7.
0〜9.0)、またはグリシン−NaOH緩衝液(pH9.0〜10.0)
に4-α-グルカノトランスフェラーゼを加え、所定の温
度(例えば、90℃)で、所定の時間(例えば、30分間)
反応を行ない、生成する還元糖の量から活性を決定し、
各pHにおける相対活性を調べることにより決定し得る。
(2) Optimum pH Buffers at each pH containing a substrate (eg, maltotriose), for example, sodium acetate buffer (pH 4.0 to 5.5), ME
S-NaOH buffer (pH 5.5 to pH 7.0), Tris-HCl buffer (pH 7.
0-9.0), or glycine-NaOH buffer (pH 9.0-1.0)
4-α-glucanotransferase is added to the mixture at a predetermined temperature (for example, 90 ° C.) for a predetermined time (for example, 30 minutes).
Perform a reaction, determine the activity from the amount of reducing sugars generated,
It can be determined by examining the relative activity at each pH.

【0048】(3)至適温度 例えば、マルトトリオースを基質として、所定のpH(例
えば、pH7.5)にて所定の時間(例えば、10分間)各温
度(例えば、70、80、90、100、および110℃)で1Uの
4-α-グルカノトランスフェラーゼを反応させ、生成す
る還元糖の量から活性を決定し、至適温度での活性を10
0%としたときの各温度での相対活性を調べることによ
り決定され得る。
(3) Optimum temperature For example, using maltotriose as a substrate, at a predetermined pH (for example, pH 7.5) for a predetermined time (for example, 10 minutes), at each temperature (for example, 70, 80, 90, (100 and 110 ° C.), 1 U of 4-α-glucanotransferase is reacted, the activity is determined from the amount of reducing sugar generated, and the activity at the optimal temperature is reduced by 10
It can be determined by examining the relative activity at each temperature assuming 0%.

【0049】(4)温度安定性 所定の緩衝液(例えば、Tris-HCl緩衝液(pH7.5))に
4-α-グルカノトランスフェラーゼを加えて、各温度
(例えば、70、80、90、100、および110℃)で所定の時
間(例えば、30分間)熱処理し、氷冷した後、例えば、
マルトトリオースを基質として残存活性を測定すること
により温度安定性を測定し得る。
(4) Temperature stability A 4-α-glucanotransferase is added to a predetermined buffer (for example, Tris-HCl buffer (pH 7.5)), and each temperature (for example, 70, 80, 90, 100, and 110 ° C) for a predetermined time (for example, 30 minutes), and after cooling with ice, for example,
Temperature stability can be measured by measuring residual activity using maltotriose as a substrate.

【0050】(5)分子量の推定 例えば、本発明の4-α-グルカノトランスフェラーゼと
分子量マーカーのタンパク質とを12%のポリアクリルア
ミド濃度のSDS-ポリアクリルアミドゲルで同条件で電気
泳動した後、タンパク質染色し、4-α-グルカノトラン
スフェラーゼの泳動度と分子量マーカーの泳動度とを比
較することにより、4-α-グルカノトランスフェラーゼ
の分子量を推定し得る。
(5) Estimation of Molecular Weight For example, after electrophoresis of 4-α-glucanotransferase of the present invention and a molecular weight marker protein on a SDS-polyacrylamide gel having a polyacrylamide concentration of 12% under the same conditions, By staining and comparing the mobility of 4-α-glucanotransferase and the molecular weight marker, the molecular weight of 4-α-glucanotransferase can be estimated.

【0051】分子量マーカーとして、分子量が公知であ
る種々のタンパク質を用いることができる。このような
タンパク質としては、例えば、フォスフォリラーゼb
(Mw:94,000)、牛血清アルブミン(Mw:67,000)、卵
白アルブミン(Mw:43,000)、炭酸脱水酵素(Mw:30,0
00)、およびトリプシンインヒビター(Mw:20,100)が
挙げられる。タンパク質染色は、例えばクマシーブリリ
アントブルーR−250(CBB)を用いて行われ得る。
As the molecular weight marker, various proteins whose molecular weights are known can be used. Such proteins include, for example, phosphorylase b
(Mw: 94,000), bovine serum albumin (Mw: 67,000), ovalbumin (Mw: 43,000), carbonic anhydrase (Mw: 30,0)
00), and trypsin inhibitor (Mw: 20,100). Protein staining can be performed, for example, using Coomassie Brilliant Blue R-250 (CBB).

【0052】[0052]

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的
に説明するが、本発明はそれら実施例に限定されるもの
ではない。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0053】(実施例1 KOD1株からのPf α−アミラ
ーゼ相同遺伝子のクローニング) (1)プライマーの設計 超好熱菌P.furiosusのα-アミラーゼのアミノ酸配列をD
NASISのプログラムを用いて相同性検索を行ったとこ
ろ、D.thermophilumのα-アミラーゼが41.9%の相同性
を有することが見出された。そこで、特に相同性の高い
領域のうち、P.furiosusの214位から360位のアミノ酸配
列に相当する部分をコードするゲノムDNA配列を増幅す
るために、P.furiosusのアミノ酸配列の214位から220位
のアミノ酸(AspAspGlyGluLysPheGly)をコードするゲ
ノムDNA配列から配列番号3の正方向のプライマーを設
計し、アミノ酸配列の354位から360位のアミノ酸(AsnA
spAlaTyrTrpHisGly)をコードするゲノムDNA配列から配
列番号4の逆方向のプライマーを設計した(図1を参照
のこと)。
Example 1 Cloning of Pf α-amylase homologous gene from KOD1 strain (1) Design of primers The amino acid sequence of α-amylase of the hyperthermophile P. furiosus was changed to D
A homology search was performed using the NASIS program, and it was found that D-thermophilum α-amylase had a homology of 41.9%. Therefore, in order to amplify a genomic DNA sequence encoding a portion corresponding to the amino acid sequence from position 214 to position 360 of P. furiosus, particularly in the region of high homology, the amino acid sequence from position 214 to position 220 of P. furiosus was A forward primer of SEQ ID NO: 3 was designed from the genomic DNA sequence encoding the amino acid at position (AspAspGlyGluLysPheGly), and the amino acid at positions 354 to 360 of the amino acid sequence (AsnA
A reverse primer of SEQ ID NO: 4 was designed from the genomic DNA sequence encoding spAlaTyrTrpHisGly (see FIG. 1).

【0054】(2)KOD-1株からの染色体DNAの調製 本発明で用いるKOD-1株を前述の報文(Appl. Environ.
Microbiol. 60(12), 4559-4566(1994))に記載の0.5×2
216マリンブロース培地(2216マリンブロース18.7g/L、
PIPES 3.48g/L、CaCl2・H2O 0.725g/L、0.4 mL 0.2%レザ
ズリン、475mL人工海水(NaCl 28.16 g/L、KCl 0.7 g/
L、MgCl2・6H2O 5.5 g/L、MgSO4・7H2O 6.9 g/L)、蒸留
水500 mL、pH7.0、最終濃度400μM Na2S・9H2O、硫黄10g
/L)1,000mlに接種して、2リットルの発酵槽により培
養した。培養に際しては、発酵槽内を窒素ガスに置換
し、同ガスで内圧を0.1Kg/cm2に維持し、培養温度85±
1℃にて14時間培養した。なお、培養は静置培養で実施
し、培養中窒素ガスの通気および撹拌は行わなかった。
(2) Preparation of Chromosomal DNA from KOD-1 Strain The KOD-1 strain used in the present invention was prepared using the method described in the aforementioned report (Appl. Environ.
Microbiol. 60 (12), 4559-4566 (1994)).
216 marine broth medium (2216 marine broth 18.7 g / L,
PIPES 3.48 g / L, CaCl 2・ H 2 O 0.725 g / L, 0.4 mL 0.2% resazurin, 475 mL artificial seawater (NaCl 28.16 g / L, KCl 0.7 g / L
L, MgCl 2・ 6H 2 O 5.5 g / L, MgSO 4・ 7H 2 O 6.9 g / L), distilled water 500 mL, pH 7.0, final concentration 400 μM Na 2 S ・ 9H 2 O, sulfur 10 g
/ L) was inoculated into 1,000 ml and cultured in a 2 liter fermenter. During culturing, the inside of the fermenter was replaced with nitrogen gas, the internal pressure was maintained at 0.1 kg / cm 2 with the same gas, and the cultivation temperature was 85 ±
The cells were cultured at 1 ° C for 14 hours. The cultivation was performed by stationary cultivation, and aeration and agitation of nitrogen gas were not performed during the culture.

【0055】培養で得られた菌体を遠心分離(7000rp
m、10分間、5℃)により集菌し、うち1gを10mlのA溶
液(50mM Tris-HCl、50mM EDTA、pH8.0)に懸濁し、遠
心分離(8,000rpm、5分間、4℃)により集菌後、3ml
の15%ショ糖を含むA溶液に懸濁し、37℃にて30分間保
温後、1%N-ラウリルサルコシンを含むA溶液3mlを
添加した。この液にさらに5.4gの塩化セシウムと10mg/m
lの臭化エチジウム溶液300μlを添加し、55,000rpm、16
時間、18℃にて超遠心分離を行い、染色体DNAを分画し
た。得られた染色体DNA画分からn-ブタノール抽出によ
り臭化エチジウムを除去後、TE溶液(10mM Tris-HCl、
0.1mM EDTA、pH8.0)に対して一晩透析し、染色体DNAを
得た。
The cells obtained by the culture were centrifuged (7000 rp).
m, 10 minutes, 5 ° C), 1 g of which was suspended in 10 ml of A solution (50 mM Tris-HCl, 50 mM EDTA, pH 8.0) and centrifuged (8,000 rpm, 5 minutes, 4 ° C). After collection, 3ml
Was suspended in A solution containing 15% sucrose, and kept at 37 ° C. for 30 minutes, and 3 ml of A solution containing 1% N-lauryl sarcosine was added. Add 5.4 g of cesium chloride and 10 mg / m
l of ethidium bromide solution (300 μl), 55,000 rpm, 16
Ultracentrifugation was performed at 18 ° C for a time to fractionate chromosomal DNA. After removing ethidium bromide from the obtained chromosomal DNA fraction by n-butanol extraction, a TE solution (10 mM Tris-HCl,
(0.1 mM EDTA, pH 8.0) was dialyzed overnight to obtain chromosomal DNA.

【0056】(3)PCRによるプローブの作製 上記(1)で得られたプライマーと上記(2)で得られ
た染色体DNAを用いてPCRを行った。PCR反応液には、New
-England BioLabs社製のVent DNAポリメラーゼを製造者
の使用説明書に従って用いた。PCRの条件は、 94℃ 2分間 55℃ 2分間 72℃ 1分間 を30サイクル行った。PCR反応後の反応液を1.5%アガロ
ースゲルに泳動したところ、約500bpのPCR増幅断片が確
認された。PCR増幅断片をBio 101社製のジーンクリーン
キットを用いてアガロースゲルから回収し、回収したPC
R増幅断片をジゴキシゲニンdUTPを用いたランダムプラ
イムキット(ベーリンガー・マンハイム社製)を用いる
ことにより標識し、プローブとした。
(3) Preparation of Probe by PCR PCR was performed using the primer obtained in the above (1) and the chromosomal DNA obtained in the above (2). New PCR reaction solution
-Vent DNA polymerase from England BioLabs was used according to the manufacturer's instructions. The PCR conditions were 30 cycles of 94 ° C for 2 minutes, 55 ° C for 2 minutes, and 72 ° C for 1 minute. When the reaction solution after the PCR reaction was run on a 1.5% agarose gel, a PCR amplified fragment of about 500 bp was confirmed. The PCR-amplified fragment was recovered from the agarose gel using GeneClean Kit manufactured by Bio 101, and the recovered PC
The R amplified fragment was labeled using a random prime kit (Boehringer Mannheim) using digoxigenin dUTP, and used as a probe.

【0057】(4)Pf α-アミラーゼ相同遺伝子を含む
DNA断片の検索 (i)サザンハイブリダイゼーション 上記(1)により得られた染色体DNAを、BamHI、HindII
I、KpnI、PstI、SacI、またはXbaIのいずれかの制限酵
素により完全消化した。なお、このDNAの切断において
は、DNA1μgの切断に対し制限酵素を10単位の割合で添
加し、製造者の使用説明書に従って反応を行った。上記
の各制限酵素で切断された染色体DNAについて、上記
(3)で得られたプローブを用いてサザンハイブリダイ
ゼーションを行ったところ、HindIIIで切断した染色体D
NAにおいて約3kbpの単一のポジティブバンドを検出し
た。
(4) Including Pf α-amylase homologous gene
Search for DNA fragment (i) Southern hybridization The chromosomal DNA obtained by the above (1) was converted into BamHI and HindII.
Complete digestion was performed with any of the restriction enzymes I, KpnI, PstI, SacI, or XbaI. In this DNA cleavage, a restriction enzyme was added at a ratio of 10 units to 1 μg of the DNA, and the reaction was carried out according to the manufacturer's instructions. When the chromosomal DNA cleaved with each of the above restriction enzymes was subjected to Southern hybridization using the probe obtained in (3) above, chromosome D cleaved with HindIII was obtained.
A single positive band of about 3 kbp was detected in NA.

【0058】(ii)ライブラリーの構築およびスクリーニ
ング HindIIIで切断した染色体DNAを1%アガロースゲルに泳
動し、約2kbp〜約4kbpの大きさの断片をBio 101社製
のジーンクリーンキットを用いてアガロースゲルから回
収した。ベクターDNA pUC18またはpUC19をHindIIIで消
化した。回収したDNA断片をHindIIIで消化したpUC18ま
たはpUC19のいずれかと、およそ1:1の重量割合にな
るように混合し、DNAライゲーションキット(宝酒造社
製)を用いて両者を連結させることにより、組換えプラ
スミドを得た。連結方法はライゲーションキットの使用
説明書に従った。
(Ii) Library Construction and Screening The chromosomal DNA cut with HindIII was electrophoresed on a 1% agarose gel, and fragments having a size of about 2 kbp to about 4 kbp were agarose-purified using a GeneClean kit manufactured by Bio101. Recovered from gel. Vector DNA pUC18 or pUC19 was digested with HindIII. The recovered DNA fragment was mixed with either pUC18 or pUC19 digested with HindIII to a weight ratio of about 1: 1 and ligated using a DNA ligation kit (Takara Shuzo Co., Ltd.) to thereby allow recombination. A plasmid was obtained. The ligation method followed the instruction manual of the ligation kit.

【0059】次に上記組換えプラスミドをEscherichia
coli JM109株のコンピテントセルに添加し、氷中に30分
間放置した後、42℃で2分間保温した。次いでこれを1.
5mlのトリプトン1%、酵母エキス0.5%、NaCl 0.5%か
らなる培地(以下「LB培地」という)に接種して、37℃
で1時間培養した。この培養液を100μg/mlアンピシリ
ン、200μg/ml 5-ブロモ-4-クロロ-3-インドリル-β-D
-ガラクトピラノシド(X-gal)、24μg/mlイソプロピル
-β-D-チオガラクトピラノシド(IPTG)を含むLB寒天培
地に塗抹し、37℃で一晩培養することによって、アンピ
シリン耐性かつ白色のコロニーを作るEscherichia coli
形質転換株約1300株を得た。
Next, the above recombinant plasmid was added to Escherichia
The cells were added to competent cells of E. coli JM109 strain, left on ice for 30 minutes, and kept at 42 ° C for 2 minutes. Then this 1.
5 ml of a 1% tryptone, 0.5% yeast extract, 0.5% NaCl medium (hereinafter referred to as “LB medium”) was inoculated at 37 ° C.
For 1 hour. This culture was treated with 100 μg / ml ampicillin, 200 μg / ml 5-bromo-4-chloro-3-indolyl-β-D
-Galactopyranoside (X-gal), 24 μg / ml isopropyl
Escherichia coli that forms ampicillin-resistant and white colonies by plating on LB agar medium containing -β-D-thiogalactopyranoside (IPTG) and culturing at 37 ° C overnight
About 1300 transformants were obtained.

【0060】得られた形質転換体について、上記(1)
で得られたプローブを用いてコロニーハイブリダイゼー
ションを行った。この結果、17株のポジティブクローン
が得られた。
With respect to the obtained transformant, the above (1)
Colony hybridization was performed using the probe obtained in the above. As a result, 17 positive clones were obtained.

【0061】(5)クローニングされたDNA断片の確認 (4)で得られたポジティブクローンから、以下の方法
によってプラスミドDNAを抽出した。即ち、形質転換株
を100μg/mlアンピシリンを含むLB培地500mlに接種し、
37℃で一晩振盪培養後、遠心分離により集菌した。菌体
を緩衝液(50mMグルコース、25mM Tris-HCl、10mM EDT
A、pH8.0)8mlに懸濁し、これに50mg/mlリゾチーム溶
液2mlを加え、氷中に5分間おき、次いでSDS溶液(0.2
N NaOH、1%SDS)20mlを加え、氷中に10分間おいた。
さらに3M酢酸カリウム(pH4.8)15mlを加え、氷中に30
分間おき、遠心分離により上清を得た後、フェノール抽
出およびエタノール沈澱によりプラスミドDNAを回収し
た。回収したプラスミドDNAを8mlのTE溶液に溶解
し、20μg/mlとなるようにRNaseAを加え、37℃で1時間
保温後、再度フェノール抽出、エタノール沈澱によりプ
ラスミドDNAを回収し、これを9mlのTE溶液に溶解し
た。得られたプラスミドDNAを(2)に記載の条件でHin
dIIIにて切断し、1%アガロースゲル電気泳動を行い、
λ/HindIII digest−φX174/HaeIII digest(東洋紡
社製)をサイズマーカーとして、プラスミドDNA上の挿
入DNA断片の大きさを測定したところ、17株全てのポジ
ティブクローンで同じ約3.1kbpのHindIII断片の挿入が
確認された。
(5) Confirmation of Cloned DNA Fragment Plasmid DNA was extracted from the positive clone obtained in (4) by the following method. That is, the transformed strain was inoculated into 500 ml of LB medium containing 100 μg / ml ampicillin,
After shaking culture at 37 ° C. overnight, the cells were collected by centrifugation. Bacteria cells were buffered (50 mM glucose, 25 mM Tris-HCl, 10 mM EDT
A, pH 8.0), add 2 ml of a 50 mg / ml lysozyme solution, place on ice for 5 minutes, and then add SDS solution (0.2
(N NaOH, 1% SDS) was added and placed on ice for 10 minutes.
Further, 15 ml of 3 M potassium acetate (pH 4.8) is added, and 30 ml of ice is added.
Each minute, the supernatant was obtained by centrifugation, and the plasmid DNA was recovered by phenol extraction and ethanol precipitation. The recovered plasmid DNA was dissolved in 8 ml of a TE solution, RNaseA was added thereto at a concentration of 20 μg / ml, the mixture was incubated at 37 ° C. for 1 hour, and the plasmid DNA was recovered again by phenol extraction and ethanol precipitation. Dissolved in the solution. The obtained plasmid DNA was digested with Hin under the conditions described in (2).
cut with dIII, perform 1% agarose gel electrophoresis,
When the size of the inserted DNA fragment on the plasmid DNA was measured using λ / HindIII digest-φX174 / HaeIII digest (manufactured by Toyobo) as a size marker, the insertion of the same approximately 3.1 kbp HindIII fragment in all 17 positive clones was performed. Was confirmed.

【0062】(6)クローニングされたDNA断片の塩基
配列の決定 クローニングされたDNA断片の塩基配列の決定のため
に、段階的欠損法によって塩基配列決定用プラスミドを
構築し、塩基配列の決定をジデオキシ法により行った。
段階的欠損法にはキロシークエンス用デレーションキッ
ト(宝酒造社製)を、また、ジデオキシ法にはAutoRead
Sequencing Kit(ファルマシア社製)を用い、A.L.F.D
NAシークエンサーII(ファルマシア社製)により塩基配
列を決定した。なお、方法はそれぞれの使用説明書に従
った。
(6) Determination of Base Sequence of Cloned DNA Fragment To determine the base sequence of the cloned DNA fragment, a plasmid for base sequence determination was constructed by the stepwise deletion method, and the base sequence was determined by dideoxy. Performed by the method.
For the stepwise deletion method, use a deletion kit for kilosequencing (Takara Shuzo). For the dideoxy method, use AutoRead.
ALFD using Sequencing Kit (Pharmacia)
The nucleotide sequence was determined by NA Sequencer II (Pharmacia). In addition, the method followed each instruction manual.

【0063】その結果、挿入DNA断片の塩基配列は、配
列表の配列番号1に示す通りであった。また得られたDN
A断片中に見出された1973bpからなるオープンリーディ
ングフレームは配列表の配列番号2に示すアミノ酸配列
(653アミノ酸残基、計算上の分子量76,693)を含んで
いた。このアミノ酸配列の相同性検索をDNASISソフトお
よびジーンバンクDNAデータベースを用いて行ったとこ
ろ、Pyrococcus furiosus およびDictyoglomus thermop
hilum のα-アミラーゼのみが有意な相同性(それぞれ6
8.3%と36.0%)を有していた(図1)。このことか
ら、目的とするPfα−アミラーゼ相同遺伝子が単離され
たことが確認された。
As a result, the base sequence of the inserted DNA fragment was as shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing. Also obtained DN
The 1973 bp open reading frame found in the A fragment contained the amino acid sequence (653 amino acid residues, calculated molecular weight 76,693) shown in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing. The homology search of this amino acid sequence was performed using DNASIS software and Genebank DNA database. Pyrococcus furiosus and Dictyoglomus thermop
Only the α-amylase of hilum has significant homology (6
8.3% and 36.0%) (Fig. 1). This confirmed that the target Pfα-amylase homologous gene was isolated.

【0064】(実施例2 Pf α−アミラーゼ相同遺伝
子発現プラスミドの構築)Pf α−アミラーゼ相同タン
パク質を過剰発現させるために、pUC19プラスミドのlac
Z遺伝子のシャイン・ダルガノ(SD)配列の直ぐ下流にHin
dIII部位を設計した。pUC19の元のHindIII部位を含むよ
うに配列番号5のプライマー(454位〜435位に対応す
る)を設計し、SD配列とSD配列の直ぐ下流のHindIII部
位を含むように配列番号6のプライマー(476位〜495位
に対応)を設計した。配列番号5および配列番号6のプ
ライマー、ならびにpUC19を用いてPCRを行い、増幅産物
をHindIIIで消化した。得られた消化物をライゲーショ
ンし、pUC19プラスミドの451位〜475位の25ヌクレオチ
ドが欠失したpUC19-Δ25を得た。
Example 2 Construction of Pfα-amylase Homologous Gene Expression Plasmid In order to overexpress Pfα-amylase homologous protein, lac of pUC19 plasmid was used.
Hin immediately downstream of the Shine-Dalgarno (SD) sequence of the Z gene
The dIII site was designed. The primer of SEQ ID NO: 5 (corresponding to positions 454 to 435) was designed to include the original HindIII site of pUC19, and the primer of SEQ ID NO: 6 (including the HindIII site immediately downstream of the SD sequence and the SD sequence) 476th to 495th). PCR was performed using the primers of SEQ ID NO: 5 and SEQ ID NO: 6 and pUC19, and the amplification product was digested with HindIII. The obtained digest was ligated to obtain pUC19-Δ25 in which 25 nucleotides at positions 451 to 475 of the pUC19 plasmid had been deleted.

【0065】pUC19-Δ25および上記実施例1(5)で得
られたプラスミドをそれぞれHindIIIで消化した。プラ
スミド消化物から、上記(4)(ii)に準じてPf α−ア
ミラーゼ相同遺伝子を回収した。pUC19-Δ25のHindIII
消化物およびPf α−アミラーゼ相同遺伝子をおよそ
1:5の割合になるように混合し、DNAライゲーション
キット(宝酒造製)を用いて両者を連結させた。このよ
うにしてPf α−アミラーゼ相同遺伝子をpUC19-Δ25のl
acZ遺伝子と同じ方向に連結した、pUKAプラスミドを得
た。
The plasmids obtained in pUC19-Δ25 and Example 1 (5) were digested with HindIII. The Pfα-amylase homologous gene was recovered from the digested plasmid according to the above (4) (ii). HindIII of pUC19-Δ25
The digest and the Pfα-amylase homologous gene were mixed at a ratio of about 1: 5, and both were ligated using a DNA ligation kit (Takara Shuzo). In this way, the Pf α-amylase homologous gene is replaced with pUC19-Δ25
A pUKA plasmid ligated in the same direction as the acZ gene was obtained.

【0066】pUKAプラスミドを用いて、実施例1に従っ
て、E.coli JM109株の形質転換およびポジティブクロー
ンの選択を行った。本培養で得られたポジティブクロー
ンは、下記の実施例3のPf α-アミラーゼ相同タンパク
質調製用として凍結保存した。
Using the pUKA plasmid, E. coli JM109 strain was transformed and positive clones were selected in accordance with Example 1. The positive clone obtained in the main culture was cryopreserved for preparing a Pfα-amylase homologous protein in Example 3 below.

【0067】(実施例3 超好熱菌の産生するPf α-ア
ミラーゼ相同タンパク質の精製)実施例2で得られたポ
ジティブクローンを100μg/mlアンピシリンを添加したL
B培地で37℃にて一晩、振盪培養した。この培養液を用
いて新たな100μg/mlアンピシリンを添加したLB培地
で、660nmの吸光度が0.4となるまで37℃にてさらに振盪
培養を行った。次いで、IPTGを最終濃度が1mMとなるよ
うに添加し、さらに37℃にて16時間、振盪培養を行っ
た。培養終了後、培養液(約1,000ml)を8,000gで10分
間の遠心分離を行い、沈澱を100mM Tris-HCl緩衝液(pH
8.0)で洗浄および再懸濁を行った。懸濁液を超音波破
砕し、次いで15,000gで30分間遠心分離を行い上清を取
り出し、粗抽出液とした。粗抽出液を85℃で10分間熱処
理し、再び15,000gで30分間遠心分離を行い、変性した
タンパク質を除去した。上清を用いて、80%飽和硫酸ア
ンモニウム溶液とし、4℃にて一晩おき、次いで27,000
gで30分間遠心分離を行うことにより沈澱を得た。この
沈澱を10%飽和硫酸アンモニウムとした25mM Tris-HCl
緩衝液(pH8.0)に溶解し、10%飽和硫酸アンモニウムと
した25mM Tris-HCl緩衝液(pH8.0)で平衡化したPhenyl S
uperose HR 5/5(ファルマシア社製)を充填したFPLCシ
ステム(ファルマシア社製)に通し、0.3ml/分の流速
の硫酸アンモニウムの直線勾配(10%〜0%)で溶出し
た。分子量約77,000のタンパク質を有する溶出画分をプ
ールし、100mM Tris-HCl緩衝液(pH8.0)で平衡化したPOR
OS HQカラム(PerSeptive Biosystems, Framingham,M
A)に供し、このカラムを100mM Tris-HCl緩衝液(pH8.0)
で洗浄し、そして1ml/分の流速のNaClの直線勾配(0
〜0.5M)で溶出したところ、電気泳動的に単一なバン
ドまで精製できた(図2)。
Example 3 Purification of Pf α-Amylase Homologous Protein Produced by Hyperthermophilic Bacteria The positive clone obtained in Example 2 was supplemented with L to which 100 μg / ml ampicillin was added.
Shaking culture was carried out at 37 ° C. overnight in a B medium. Using this culture solution, shaking culture was further performed at 37 ° C. in an LB medium supplemented with 100 μg / ml ampicillin until the absorbance at 660 nm became 0.4. Next, IPTG was added to a final concentration of 1 mM, and shaking culture was further performed at 37 ° C. for 16 hours. After completion of the culture, the culture solution (about 1,000 ml) was centrifuged at 8,000 g for 10 minutes, and the precipitate was washed with 100 mM Tris-HCl buffer (pH
Washing and resuspension were performed at 8.0). The suspension was sonicated and then centrifuged at 15,000 g for 30 minutes to remove the supernatant, which was used as a crude extract. The crude extract was heat-treated at 85 ° C. for 10 minutes and centrifuged again at 15,000 g for 30 minutes to remove denatured proteins. The supernatant is used to form an 80% saturated ammonium sulfate solution, kept at 4 ° C. overnight, and then 27,000
A precipitate was obtained by centrifugation at g for 30 minutes. 25 mM Tris-HCl containing 10% saturated ammonium sulfate
Phenyl S dissolved in buffer (pH 8.0) and equilibrated with 25 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0) in 10% saturated ammonium sulfate
It was passed through an FPLC system (Pharmacia) packed with uperose HR 5/5 (Pharmacia) and eluted with a linear gradient (10% to 0%) of ammonium sulfate at a flow rate of 0.3 ml / min. PORs obtained by pooling the eluted fractions having a protein with a molecular weight of about 77,000 and equilibrating with 100 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0)
OS HQ columns (PerSeptive Biosystems, Framingham, M
A), and the column is subjected to 100 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0)
And a linear gradient of NaCl at a flow rate of 1 ml / min (0
(0.5 M), it was possible to purify a single band electrophoretically (FIG. 2).

【0068】(実施例4 超好熱菌の産生するPf α-ア
ミラーゼ相同タンパク質の特性付け)得られた精製酵素
を使用して本発明のPf α-アミラーゼ相同タンパク質の
酵素学的性質および物理化学的性質を以下のように検討
した。
Example 4 Characterization of Pf α-Amylase Homologous Protein Produced by Hyperthermophilic Bacteria Using the obtained purified enzyme, the enzymatic properties and physical chemistry of the Pf α-amylase homologous protein of the present invention were obtained. Properties were examined as follows.

【0069】(1)酵素的反応特性の測定 精製Pf α-アミラーゼ相同タンパク質を100mM Tris-HCl
緩衝液(pH7.5)中の可溶性デンプンに90℃にて0、
5、10、15、30および60分間作用させ、ヨウ素−デンプ
ン法とSomogyi-Nelson法により酵素活性を測定した(図
3)。参考として、B.subtilisのα−アミラーゼ(ナガ
セ生化学工業(株)製)、およびB.maceransのシクロデ
キストリングルカノトランスフェラーゼ(CGTase)(天
野製薬(株)製)についても同じ酵素活性を測定した。
ヨウ素−デンプン法では、60μlの反応液に15μlのヨウ
素溶液(4%KI、1.25%ヨウ素)を添加して発色さ
せ、次いで1mlの蒸留水を添加し、A600での吸光度を
測定する。反応時間0分での吸光度を100としたときの
吸光度の比を青価(%)とする。図3において、○はPf
α-アミラーゼ相同タンパク質の青価、●はα-アミラ
ーゼ相同タンパク質での還元糖の生成、△はB.subtilis
のα−アミラーゼの青価、▲はB.subtilisのα−アミラ
ーゼでの還元糖の生成、□はB.maceransのCGTaseの青
価、および■B.maceransのCGTaseでの還元糖の生成を示
す。Pf α-アミラーゼ相同タンパク質について青価の減
少(デンプンの分解)は確認されるが還元糖の生成は微
量しか検出されなかった。
(1) Measurement of enzymatic reaction characteristics Purified Pf α-amylase homologous protein was added to 100 mM Tris-HCl
Soluble starch in buffer (pH 7.5) at 90 ° C with 0,
The enzyme was allowed to act for 5, 10, 15, 30, and 60 minutes, and the enzyme activity was measured by the iodine-starch method and the Somogyi-Nelson method (FIG. 3). For reference, the same enzyme activity was measured for α-amylase of B. subtilis (manufactured by Nagase Seikagaku Corporation) and cyclodextrin glucanotransferase (CGTase) of B. macerans (manufactured by Amano Pharmaceutical Co., Ltd.). .
Iodine - The Starch method, the reaction solution 15μl iodine solution (4% KI, 1.25% iodine) in 60μl is added for color development, then distilled water was added 1 ml, to measure the absorbance at A 600. The ratio of the absorbance when the absorbance at the reaction time of 0 minute is defined as 100 is defined as the blue value (%). In FIG. 3, ○ indicates Pf
Blue value of α-amylase homologous protein, ● indicates generation of reducing sugar by α-amylase homologous protein, Δ indicates B. subtilis
Indicates the blue value of α-amylase of B. subtilis, the production of reducing sugar by α-amylase of B. subtilis, □ indicates the blue value of CGTase of B. macerans, and the production of reducing sugar by CGTase of B. macerans . For the Pf α-amylase homologous protein, a decrease in blue value (starch degradation) was confirmed, but only a trace amount of reducing sugar was detected.

【0070】次に精製Pf α-アミラーゼ相同タンパク質
を下記の条件下で(i)マルトオリゴ糖またはグルコー
ス、または(ii)可溶性デンプンまたは可溶性デンプンお
よびグルコースに作用させ、オリゴ糖の生成パターンを
薄層クロマトグラフィー(TLC)で調べた。
Next, the purified Pf α-amylase homologous protein is allowed to act on (i) maltooligosaccharide or glucose, or (ii) soluble starch or soluble starch and glucose under the following conditions, and the oligosaccharide production pattern is determined by thin-layer chromatography. Investigation was performed by lithography (TLC).

【0071】基質:(i)マルトオリゴ糖またはグルコー
ス(最終1.3%)、あるいは(ii)可溶性デンプン(最終2.
0%)、または可溶性デンプンおよびグルコース(最終40
mM) pH:7.5(100mM Tris-HCl緩衝液) 温度:90℃ 作用時間:60分間 酵素添加量:(i)0.15単位、(ii)0.05単位 前記条件でPf α-アミラーゼ相同タンパク質を作用させ
た反応液(3μl)をシリカゲル60TLCプレート(メルク
社製)にスポットし、イソプロピルアルコール:アセト
ン:水−4:4:2で室温にて約240分間展開後、発色
液(アニリン4ml、ジフェニルアミン4g、アセトン200m
l、85%リン酸30mlの混合液)を噴霧し、105℃で30分間
加熱して発色させた。
Substrate: (i) maltooligosaccharide or glucose (1.3% final) or (ii) soluble starch (2.
0%), or soluble starch and glucose (final 40
mM) pH: 7.5 (100 mM Tris-HCl buffer) Temperature: 90 ° C Action time: 60 minutes Enzyme addition amount: (i) 0.15 unit, (ii) 0.05 unit The Pf α-amylase homologous protein was allowed to act under the above conditions. The reaction solution (3 μl) was spotted on a silica gel 60 TLC plate (manufactured by Merck), developed with isopropyl alcohol: acetone: water-4: 4: 2 at room temperature for about 240 minutes, and then a color developing solution (aniline 4 ml, diphenylamine 4 g, acetone) 200m
1, a mixture of 85 ml of 85% phosphoric acid) and heated at 105 ° C. for 30 minutes to develop color.

【0072】次いで、Pf α-アミラーゼ相同タンパク質
の反応液を薄層クロマトグラフィーに供した(図4)。
図4において、(+)、(−)はそれぞれ:酵素添加お
よび酵素無添加を表す。(+G1)はグルコース添加、
(−G1)はグルコース無添加を示す。また、 G1〜
G7は、それぞれ、G1:グルコース、G2:マルトー
ス、G3:マルトトリオース、G4:マルトテトラオー
ス、G5:マルトペンタオース、G6:マルトヘキサオ
ース、G7:マルトヘプタオースを示す。レーンMに
は、標準的なマルトオリゴサッカロイドであるG1から
G7の混合液を流した。この結果、Pf α-アミラーゼ相
同タンパク質を作用させた可溶性デンプンからは低分子
のオリゴ糖やシクロデキストリンの生成は確認されなか
った(図4B)。グルコースおよび各重合度のマルトオ
リゴ糖を基質としたときの生成物を薄層クロマトグラフ
ィーにより調べた場合、マルトースからマルトヘプタオ
ースに作用し、基質に用いたオリゴ糖よりも重合度の大
きなマルトオリゴ糖を含む各種マルトオリゴ糖およびグ
ルコースの生成が見られた(図4A)。
Next, the reaction solution of the Pf α-amylase homologous protein was subjected to thin layer chromatography (FIG. 4).
In FIG. 4, (+) and (−) represent: addition of enzyme and addition of no enzyme. (+ G1) is glucose added,
(-G1) indicates that glucose was not added. Also, G1
G7 represents G1: glucose, G2: maltose, G3: maltotriose, G4: maltotetraose, G5: maltopentaose, G6: maltohexaose, and G7: maltoheptaose, respectively. In lane M, a mixture of G1 to G7, which are standard maltooligosaccharides, was passed. As a result, the production of low-molecular oligosaccharides and cyclodextrins was not confirmed from the soluble starch treated with the Pf α-amylase homologous protein (FIG. 4B). When a product obtained by using glucose and maltooligosaccharides of each degree of polymerization as a substrate is examined by thin-layer chromatography, maltooligosaccharides that act on maltoheptaose from maltose and have a higher degree of polymerization than the oligosaccharide used for the substrate are obtained. The production of various maltooligosaccharides and glucose was observed (FIG. 4A).

【0073】この実験結果は、本酵素がマルトオリゴシ
ル基転移活性を有することを示した。さらに、マルトー
スを基質にしても各種マルトオリゴ糖を生成した結果
は、本酵素がグルコシル基も転移可能な事を示してい
る。グルコースが受容体基質となるかを調べるために、
可溶性デンプンとグルコースとの共存下で本酵素を作用
させた場合、可溶性デンプン単独のときには見られない
各種マルトオリゴ糖の生成が見られた(図4B)。この
ことより、グルコースは受容体基質として作用可能であ
ることが分かった。
The results of this experiment showed that the enzyme has maltooligosyl transfer activity. Furthermore, the results of producing various maltooligosaccharides using maltose as a substrate indicate that the present enzyme can transfer glucosyl groups. To determine if glucose is an acceptor substrate,
When the present enzyme was allowed to act in the coexistence of soluble starch and glucose, various maltooligosaccharides were produced that were not observed when soluble starch was used alone (FIG. 4B). This indicated that glucose could act as an acceptor substrate.

【0074】以上の結果、本酵素は供与体基質としてマ
ルトース以上のマルトオリゴ糖および可溶性デンプンか
らマルトオリゴシル基またはグルコシル基をグルコース
を含む各種マルトオリゴ糖に転移する活性を有した4-α
-グルカノトランスフェラーゼであることが示された。
また、実施例3で調製した精製酵素サンプルの4-α-グ
ルカノトランスフェラーゼ活性は16.5U/mgであり、総活
性は、31.2Uであった。
As a result, the enzyme of the present invention has the activity of transferring maltooligosaccharide or maltosyl group or glucosyl group from malto-oligosaccharides of maltose or higher and soluble starch to various maltooligosaccharides containing glucose as donor substrates.
-Glucanotransferase.
The purified enzyme sample prepared in Example 3 had a 4-α-glucanotransferase activity of 16.5 U / mg, and a total activity of 31.2 U.

【0075】また、この酵素をコードする遺伝子は、超
好熱菌のα-アミラーゼ遺伝子をもとに単離されたが、
得られた遺伝子はα-アミラーゼとは異なる4-α-グル
カノトランスフェラーゼ活性を有するタンパク質をコー
ドしていた。
The gene encoding this enzyme was isolated based on the α-amylase gene of hyperthermophilic bacteria.
The obtained gene encoded a protein having a 4-α-glucanotransferase activity different from α-amylase.

【0076】(2)受容体となり得る糖の検討 本願発明の4-α-グルカノトランスフェラーゼの受容体
となり得る糖を検討した。可溶性デンプン(最終2.0
%)と、受容体としてD−キシロース、イソマルトー
ス、D−セロビオース、スクロース、およびD−フコー
スをそれぞれ最終濃度が40mMとなるように加えた。反応
条件は以下の通りである。 pH:7.5(100mM Tris-HCl緩衝液) 温度:90℃ 作用時間:60分間 酵素添加量:0.05単位 反応終了後、反応生成物を薄層クロマトグラフィーに供
した(図5)。図5において、(+)および(−)は、
それぞれ酵素の添加および無添加を表す。レーン1から
6は、順に、受容体無添加、D−キシロース、イソマル
トース、D−セロビオース、スクロース、D−フコース
を添加したものである。レーンMは、マーカーとして
の、標準的なマルトオリゴサッカロイドであるG1から
G7の混合液である。図5に示されるように、受容体を
添加しない場合(レーン1)に比べて、上記受容体を添
加した場合はすべて、各種重合度の糖の生成が見られ
た。従って、本願発明の4-α-グルカノトランスフェラ
ーゼは、これらのD−キシロース、イソマルトース、D
−セロビオース、スクロース、およびD−フコースを受
容体とし得ることが分かった。生成した各種オリゴ糖
は、これらのオリゴ糖の生理活性機能の研究に重要であ
る。
(2) Examination of sugars that can serve as receptors The sugars that can serve as receptors for the 4-α-glucanotransferase of the present invention were examined. Soluble starch (final 2.0
%) And D-xylose, isomaltose, D-cellobiose, sucrose, and D-fucose as receptors were added to a final concentration of 40 mM. The reaction conditions are as follows. pH: 7.5 (100 mM Tris-HCl buffer) Temperature: 90 ° C. Action time: 60 minutes Enzyme addition amount: 0.05 unit After the reaction was completed, the reaction product was subjected to thin-layer chromatography (FIG. 5). In FIG. 5, (+) and (-)
These represent addition and no addition of the enzyme, respectively. Lanes 1 to 6 show the results obtained by sequentially adding no receptor, D-xylose, isomaltose, D-cellobiose, sucrose, and D-fucose. Lane M is a mixture of G1 to G7, which are standard maltooligosaccharides, as markers. As shown in FIG. 5, compared to the case where the receptor was not added (lane 1), in all cases where the above receptor was added, the formation of sugars of various degrees of polymerization was observed. Therefore, the 4-α-glucanotransferase of the present invention can be obtained from these D-xylose, isomaltose,
-It has been found that cellobiose, sucrose and D-fucose can be receptors. The generated oligosaccharides are important for studying the bioactive functions of these oligosaccharides.

【0077】(3)至適pH 150μlのマルトトリオース1%を含む各pHの100mM 酢酸
ナトリウム緩衝液(pH4.0〜5.5)、100mM MES-NaOH緩衝
液(pH5.5〜pH7.0)、100mM Tris-HCl緩衝液(pH7.0〜
9.0)、または100mM グリシン−NaOH緩衝液(pH9.0〜1
0.0)に1Uの4-α-グルカノトランスフェラーゼを加
え、90℃、30分間反応を行なった。至適pHでの活性を10
0%としたときの各pHでの相対活性を図6に示した。
(3) Optimum pH 150 μl of 100 mM sodium acetate buffer (pH 4.0 to 5.5) containing 1% maltotriose at each pH, 100 mM MES-NaOH buffer (pH 5.5 to pH 7.0), 100 mM Tris-HCl buffer (pH 7.0 ~
9.0) or 100 mM glycine-NaOH buffer (pH 9.0-1
0.0) was added with 1 U of 4-α-glucanotransferase, and the mixture was reacted at 90 ° C. for 30 minutes. 10 activities at optimal pH
FIG. 6 shows the relative activity at each pH when the concentration was set to 0%.

【0078】この図6から明らかな如く、本発明の4-
α-グルカノトランスフェラーゼの至適pHは6.0〜8.0付
近である。
As is clear from FIG. 6, the 4-
The optimal pH of α-glucanotransferase is around 6.0-8.0.

【0079】(4)至適温度 マルトトリオースを基質として、pH7.5にて10分間各温
度で1Uの4-α-グルカノトランスフェラーゼを反応さ
せ、至適温度での活性を100%としたときの各温度での
相対活性を図7(A)に示した。
(4) Optimum temperature Using maltotriose as a substrate, 1 U of 4-α-glucanotransferase was reacted at pH 7.5 for 10 minutes at each temperature to make the activity at the optimum temperature 100%. The relative activity at each temperature is shown in FIG. 7 (A).

【0080】この図から明らかな如く、本発明の4-α-
グルカノトランスフェラーゼの至適温度は100℃付近で
ある。
As is clear from this figure, the 4-α-
The optimal temperature of glucanotransferase is around 100 ° C.

【0081】(5)温度安定性 100mM Tris-HCl緩衝液(pH7.5)に1Uの4-α-グルカノ
トランスフェラーゼを加えて、各温度で30分間熱処理
し、氷冷した後、マルトトリオースを基質として残存活
性測定した。その結果を図7(B)に示した。
(5) Temperature stability 1 U of 4-α-glucanotransferase was added to 100 mM Tris-HCl buffer (pH 7.5), heat-treated at each temperature for 30 minutes, ice-cooled, and then maltotriose. Was used as a substrate to measure residual activity. FIG. 7B shows the result.

【0082】この図より明らかな如く、本発明の4-α-
グルカノトランスフェラーゼは、100℃、pH7.5の条件下
で30分間熱処理した後においても、少なくとも90%以上
の活性が残存していた。
As is clear from this figure, the 4-α-
Glucanotransferase remained at least 90% or more in activity even after heat treatment at 100 ° C. and pH 7.5 for 30 minutes.

【0083】(6)SDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳
動 12%のポリアクリルアミド濃度のSDS-ポリアクリルアミ
ドゲル電気泳動により、本発明の4-α-グルカノトラン
スフェラーゼの分子量を推定した(図2)。図2におい
て、レーン1は粗精製前の抽出液、レーン2は85℃10分
間の熱処理による粗精製後の抽出液、レーン3はPhenyl
Superose精製後の活性画分、レーン4はPOROS HQ精製
後の活性画分、およびレーン5は分子量マーカーを示
し、また分子量を右側にKDaで示す。なお、標準タンパ
ク質としてフォスフォリラーゼb(Mw:94,000)、牛血
清アルブミン(Mw:67,000)、卵白アルブミン(Mw:4
3,000)、炭酸脱水酵素(Mw:30,000)、トリプシンイ
ンヒビター(Mw:20,100)を用い、本発明の4-α-グル
カノトランスフェラーゼと同条件で泳動後、クマシーブ
リリアントブルーR−250(CBB)により染色し、分
子量マーカーとした。その結果、本発明の4-α-グルカ
ノトランスフェラーゼのバンドは77,000付近に認められ
た。
(6) SDS-polyacrylamide gel electrophoresis The molecular weight of the 4-α-glucanotransferase of the present invention was estimated by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis at a polyacrylamide concentration of 12% (FIG. 2). In FIG. 2, Lane 1 is the extract before the crude purification, Lane 2 is the extract after the crude purification by heat treatment at 85 ° C. for 10 minutes, and Lane 3 is the Phenyl
The active fraction after Superose purification, lane 4 shows the active fraction after POROS HQ purification, and lane 5 shows the molecular weight marker, and the molecular weight is indicated by KDa on the right. As standard proteins, phosphorylase b (Mw: 94,000), bovine serum albumin (Mw: 67,000), ovalbumin (Mw: 4)
3,000), carbonic anhydrase (Mw: 30,000), and trypsin inhibitor (Mw: 20,100), electrophoresed under the same conditions as the 4-α-glucanotransferase of the present invention, and stained with Coomassie brilliant blue R-250 (CBB). And used as a molecular weight marker. As a result, a band of 4-α-glucanotransferase of the present invention was observed at around 77,000.

【0084】以上から、本発明の4-α-グルカノトラン
スフェラーゼは、高温条件下で優れた糖転移活性を発揮
し、さらに同条件下で高い安定性を示した。従って、本
発明の4-α-グルカノトランスフェラーゼは、高温条件
下で糖転移能を有する優れた耐熱性を持つ4-α-グルカ
ノトランスフェラーゼであることが明らかとなった。
As described above, the 4-α-glucanotransferase of the present invention exhibited excellent glycosyltransferase activity under high temperature conditions, and exhibited high stability under the same conditions. Therefore, it was revealed that the 4-α-glucanotransferase of the present invention is a 4-α-glucanotransferase having excellent heat resistance and having glycosyl transfer ability under high temperature conditions.

【0085】[0085]

【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、高温条件下
で優れた糖転移活性を発揮する4-α-グルカノトランス
フェラーゼが取得された。本4-α-グルカノトランスフ
ェラーゼは、高温条件下で糖転移能を有する優れた耐熱
性をもつ4-α-グルカノトランスフェラーゼであり、工
業的な各種オリゴ糖または環状アミロースの生産に有用
な酵素である。
As described in detail above, 4-α-glucanotransferase exhibiting excellent glycosyltransferase activity under high temperature conditions has been obtained. The present 4-α-glucanotransferase is an excellent thermostable 4-α-glucanotransferase having a glycosyl transfer ability under high temperature conditions, and an enzyme useful for industrially producing various oligosaccharides or cyclic amylose. It is.

【0086】また、本発明の4-α-グルカノトランスフ
ェラーゼ産生遺伝子を合むDNA断片が取得された。このD
NA断片を用いることによりこの4-α-グルカノトランス
フェラーゼの高生産微生物を育種することができ、4-
α-グルカノトランスフェラーゼを効率よく製造する道
が開かれた。さらに、このDNA断片は、部位特異的変異
導入法等により、高温条件下で安定性の増大した4-α-
グルカノトランスフェラーゼを創製するための材料にも
なり得る。
In addition, a DNA fragment containing the 4-α-glucanotransferase producing gene of the present invention was obtained. This D
By using the NA fragment, it is possible to breed a microorganism capable of high production of 4-α-glucanotransferase.
The way to efficiently produce α-glucanotransferase has been opened. Furthermore, this DNA fragment was synthesized by a site-directed mutagenesis method or the like to increase the stability of 4-α-
It can also be a material for creating glucanotransferase.

【0087】[0087]

【配列表】[Sequence list]

【0088】[0088]

【配列番号1】 配列の長さ:2154 配列の型:核酸 鎖の数:二本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:genomic DNA 起源 生物名:ピロコッカス(Pyrococcus sp.) 株名:KOD-1 配列の特徴 特徴を表す記号:CDS 存在位置:14..1972 特徴を決定した方法:S 配列 AAGCTTGTCG GTG ATG GAG ATG GTG AAC TTC ATA TTT GGT ATC CAC AAC 49 Met Glu Met Val Asn Phe Ile Phe Gly Ile His Asn 1 5 10 CAT CAG CCC CTT GGA AAC TTT GGA TGG GTT ATG GAG AGC GCC TAC GAG 97 His Gln Pro Leu Gly Asn Phe Gly Trp Val Met Glu Ser Ala Tyr Glu 15 20 25 AGG TCC TAT AGG CCC TTC ATG GAG ACC CTT GAG GAG TAC CCT AAC ATG 145 Arg Ser Tyr Arg Pro Phe Met Glu Thr Leu Glu Glu Tyr Pro Asn Met 30 35 40 AAG GTG GCC GTT CAT TAC TCC GGC CCG CTC CTT GAG TGG ATA CGC GAC 193 Lys Val Ala Val His Tyr Ser Gly Pro Leu Leu Glu Trp Ile Arg Asp 45 50 55 60 AAC AAG CCA GAA CAC CTC GAT TTG CTC CGC TCG CTC GTC AAG AGG GGA 241 Asn Lys Pro Glu His Leu Asp Leu Leu Arg Ser Leu Val Lys Arg Gly 65 70 75 CAG CTT GAG ATA GTG GTG GCT GGC TTC TAC GAG CCC GTT CTT GCC TCG 289 Gln Leu Glu Ile Val Val Ala Gly Phe Tyr Glu Pro Val Leu Ala Ser 80 85 90 ATT CCG AAG GAA GAT AGG ATA GTC CAG ATC GAG AAG CTC AAG GAG TTC 337 Ile Pro Lys Glu Asp Arg Ile Val Gln Ile Glu Lys Leu Lys Glu Phe 95 100 105 GCC AGG AAT CTC GGC TAC GAA GCG AGG GGC GTC TGG CTC ACT GAG AGG 385 Ala Arg Asn Leu Gly Tyr Glu Ala Arg Gly Val Trp Leu Thr Glu Arg 110 115 120 GTC TGG CAG CCG GAG CTC GTG AAA AGC CTC CGC GCT GCT GGA ATA GAT 433 Val Trp Gln Pro Glu Leu Val Lys Ser Leu Arg Ala Ala Gly Ile Asp 125 130 135 140 TAC GTC ATA GTT GAC GAC TAC CAC TTC ATG AGC GCG GGC CTC TCA AAG 481 Tyr Val Ile Val Asp Asp Tyr His Phe Met Ser Ala Gly Leu Ser Lys 145 150 155 GAT GAG CTG TTC TGG CCG TAC TAC ACC GAG GAT GGC GGT GAA GTC ATA 529 Asp Glu Leu Phe Trp Pro Tyr Tyr Thr Glu Asp Gly Gly Glu Val Ile 160 165 170 ACG GTT TTC CCG ATA GAC GAG AAG CTC AGG TAT TTG ATC CCC TTC CGC 577 Thr Val Phe Pro Ile Asp Glu Lys Leu Arg Tyr Leu Ile Pro Phe Arg 175 180 185 CCC GTT GAT AAG ACC CTC GAA TAC CTA CAC TCC CTC GAT GAT GGT GAT 625 Pro Val Asp Lys Thr Leu Glu Tyr Leu His Ser Leu Asp Asp Gly Asp 190 195 200 GAG AGC AAG GTT GCG GTC TTC CAC GAT GAC GGT GAG AAG TTC GGG GTC 673 Glu Ser Lys Val Ala Val Phe His Asp Asp Gly Glu Lys Phe Gly Val 205 210 215 220 TGG CCC GGA ACC TAC GAG TGG GTC TAC GAG AAG GGC TGG CTC AGG GAG 721 Trp Pro Gly Thr Tyr Glu Trp Val Tyr Glu Lys Gly Trp Leu Arg Glu 225 230 235 TTC TTC GAT AGG GTT TCA AGC GAC GAG AGG ATA AAC CTC ATG CTC TAC 769 Phe Phe Asp Arg Val Ser Ser Asp Glu Arg Ile Asn Leu Met Leu Tyr 240 245 250 TCT GAA TAC CTC CAG AGG TTC AGG CCG CGC GGT CTG GTT TAC CTC CCG 817 Ser Glu Tyr Leu Gln Arg Phe Arg Pro Arg Gly Leu Val Tyr Leu Pro 255 260 265 ATA GCT TCA TAC TTC GAG ATG AGC GAG TGG AGC CTC CCG GCG AGG CAG 865 Ile Ala Ser Tyr Phe Glu Met Ser Glu Trp Ser Leu Pro Ala Arg Gln 270 275 280 GCC AAG CTC TTC GTG GAG TTC GTC GAA GAG CTA AAG AAA GAG AAC AAG 913 Ala Lys Leu Phe Val Glu Phe Val Glu Glu Leu Lys Lys Glu Asn Lys 285 290 295 300 TTC GAC CGC TAT CGC GTC TTC GTC CGC GGC GGA ATC TGG AAG AAC TTC 961 Phe Asp Arg Tyr Arg Val Phe Val Arg Gly Gly Ile Trp Lys Asn Phe 305 310 315 TTC TTC AAG TAC CCG GAG AGC AAC TAC ATG CAC AAG CGC ATG CTG ATG 1009 Phe Phe Lys Tyr Pro Glu Ser Asn Tyr Met His Lys Arg Met Leu Met 320 325 330 GTG AGT AAG GCC GTG AGA AAC AAC CCC GAG GCG AGG GAA TTC ATC CTC 1057 Val Ser Lys Ala Val Arg Asn Asn Pro Glu Ala Arg Glu Phe Ile Leu 335 340 345 AGG GCC CAG TGC AAC GAC GCC TAC TGG CAC GGC GTC TTC GGC GGT GTC 1105 Arg Ala Gln Cys Asn Asp Ala Tyr Trp His Gly Val Phe Gly Gly Val 350 355 360 TAC CTC CCG CAC CTC CGC AGG GCT GTC TGG GAG AAC ATA ATA AAG GCT 1153 Tyr Leu Pro His Leu Arg Arg Ala Val Trp Glu Asn Ile Ile Lys Ala 365 370 375 380 CAG AGC CAC GTT AAG ACG GGG AAT TTC GTG AGG GAC ATC GAC TTC GAC 1201 Gln Ser His Val Lys Thr Gly Asn Phe Val Arg Asp Ile Asp Phe Asp 385 390 395 GGC AGG GAC GAG GTC TTC ATC GAG AAC GAG AAC TTC TAC GCC GTC TTC 1249 Gly Arg Asp Glu Val Phe Ile Glu Asn Glu Asn Phe Tyr Ala Val Phe 400 405 410 AAA CCA GCA TAC GGC GGA GCC CTC TTC GAG CTC TCC TCC AAG AGA AAG 1297 Lys Pro Ala Tyr Gly Gly Ala Leu Phe Glu Leu Ser Ser Lys Arg Lys 415 420 425 GCG GTC AAC TAC AAT GAC GTT CTC GCG AGG CGC TGG GAG CAC TAC CAC 1345 Ala Val Asn Tyr Asn Asp Val Leu Ala Arg Arg Trp Glu His Tyr His 430 435 440 GAG GTT CCA GAG GCC GCT ACA CCG GAA GAA GGT GGT GAA GGA GTC GCC 1393 Glu Val Pro Glu Ala Ala Thr Pro Glu Glu Gly Gly Glu Gly Val Ala 445 450 455 460 AGC ATC CAC GAG CTT GGA AAG CAG ATT CCC GAC GAG ATA AGG CGT GAG 1441 Ser Ile His Glu Leu Gly Lys Gln Ile Pro Asp Glu Ile Arg Arg Glu 465 470 475 CTT GCC TAC GAC AGC CAT CTA AGG GCA ATT CTG CAG GAC CAC TTC CTT 1489 Leu Ala Tyr Asp Ser His Leu Arg Ala Ile Leu Gln Asp His Phe Leu 480 485 490 GAG CCA GAG ACG ACG CTC GAT GAG TAC AGG CTG AGC CGC TAC ATC GAG 1537 Glu Pro Glu Thr Thr Leu Asp Glu Tyr Arg Leu Ser Arg Tyr Ile Glu 495 500 505 CTT GGG GAC TTC CTC ACC GGT GCT TAC AAC TTC AGC CTT ATT GAG AAC 1585 Leu Gly Asp Phe Leu Thr Gly Ala Tyr Asn Phe Ser Leu Ile Glu Asn 510 515 520 GGA ATA ACC CTT GAG CGC GAT GGA AGC GTT GCT AAG AGG CCA GCA CGT 1633 Gly Ile Thr Leu Glu Arg Asp Gly Ser Val Ala Lys Arg Pro Ala Arg 525 530 535 540 GTG GAA AAG TCG GTT AGG CTC ACC GAG GAC GGT TTC ATA GTG GAC TAC 1681 Val Glu Lys Ser Val Arg Leu Thr Glu Asp Gly Phe Ile Val Asp Tyr 545 550 555 ACC GTC AGA AGC GAT GCC AGA GCC CTC TTC GGC GTC GAG CTC AAC CTG 1729 Thr Val Arg Ser Asp Ala Arg Ala Leu Phe Gly Val Glu Leu Asn Leu 560 565 570 GCA GTC CAC AGC GTC ATG GAG GAG CCG GCC GAG TTC GAG GCA GAG AAG 1777 Ala Val His Ser Val Met Glu Glu Pro Ala Glu Phe Glu Ala Glu Lys 575 580 585 TTC GAG GTG AAC GAC CCC TAC GGC ATC GGA AAG GTC GAG ATA GAG CTC 1825 Phe Glu Val Asn Asp Pro Tyr Gly Ile Gly Lys Val Glu Ile Glu Leu 590 595 600 GAC AGA AGG GCA AAA GTC TGG AAG TAC CCA ATA AAG ACC CTC AGC CAG 1873 Asp Arg Arg Ala Lys Val Trp Lys Tyr Pro Ile Lys Thr Leu Ser Gln 605 610 615 620 AGT GAG AGT GGG TGG GAC TTC ATC CAG CAG GGC GTT AGC TAC ACC GTT 1921 Ser Glu Ser Gly Trp Asp Phe Ile Gln Gln Gly Val Ser Tyr Thr Val 625 630 635 CTA TTC CCT GTC GAG GGA GAA CTC AGG TTC AGA CTC CGC TTC AGG GAG 1969 Leu Phe Pro Val Glu Gly Glu Leu Arg Phe Arg Leu Arg Phe Arg Glu 640 645 650 CTC TGAACTTTAT TCTCTCCTTT GCCTTTTCCG CCTTCTGCTT CCCTTTCAGT 2022 Leu*GCTATCATAA ATGTTAGAGC CTCAACACTG TCTTCAAGGA GCAGACCCCT GTTGTCCTTC
2082 GCTATCAAGT ATCCAAATAC CAGCCCGAAA ATCGCCCCGG CGACCCAAAG CTCCAGGAGG 2142 AACTTTCCTA CG 2154
[SEQ ID NO: 1] Sequence length: 2154 Sequence type: nucleic acid Number of strands: double-stranded Topology: linear Sequence type: genomic DNA Origin Organism: Pyrococcus (Pyrococcus sp.) Strain: KOD-1 Characteristic of sequence Symbol for characteristic: CDS Location: 14..1972 Method for determining characteristic: S sequence AAGCTTGTCG GTG ATG GAG ATG GTG AAC TTC ATA TTT GGT ATC CAC AAC 49 Met Glu Met Val Asn Phe Ile Phe Gly Ile His Asn 1 5 10 CAT CAG CCC CTT GGA AAC TTT GGA TGG GTT ATG GAG AGC GCC TAC GAG 97 His Gln Pro Leu Gly Asn Phe Gly Trp Val Met Glu Ser Ala Tyr Glu 15 20 25 AGG TCC TAT AGG CCC TTC ATG GAG ACC CTT GAG GAG TAC CCT AAC ATG 145 Arg Ser Tyr Arg Pro Phe Met Glu Thr Leu Glu Glu Tyr Pro Asn Met 30 35 40 AAG GTG GCC GTT CAT TAC TCC GGC CCG CTC CTT GAG TGG ATA CGC GAC 193 Lys Val Ala Val His Tyr Ser Gly Pro Leu Leu Glu Trp Ile Arg Asp 45 50 55 60 AAC AAG CCA GAA CAC CTC GAT TTG CTC CGC TCG CTC GTC AAG AGG GGA 241 Asn Lys Pro Glu His Leu Asp Leu Leu Arg Ser Leu Val Lys Arg G ly 65 70 75 CAG CTT GAG ATA GTG GTG GCT GGC TTC TAC GAG CCC GTT CTT GCC TCG 289 Gln Leu Glu Ile Val Val Ala Gly Phe Tyr Glu Pro Val Leu Ala Ser 80 85 90 ATT CCG AAG GAA GAT AGG ATA GTC CAG ATC GAG AAG CTC AAG GAG TTC 337 Ile Pro Lys Glu Asp Arg Ile Val Gln Ile Glu Lys Leu Lys Glu Phe 95 100 105 GCC AGG AAT CTC GGC TAC GAA GCG AGG GGC GTC TGG CTC ACT GAG AGG 385 Ala Arg Asn Leu Gly Tyr Glu Ala Arg Gly Val Trp Leu Thr Glu Arg 110 115 120 GTC TGG CAG CCG GAG CTC GTG AAA AGC CTC CGC GCT GCT GGA ATA GAT 433 Val Trp Gln Pro Glu Leu Val Lys Ser Leu Arg Ala Ala Gly Ile Asp 125 130 135 140 TAC GTC ATA GTT GAC GAC TAC CAC TTC ATG AGC GCG GGC CTC TCA AAG 481 Tyr Val Ile Val Asp Asp Tyr His Phe Met Ser Ala Gly Leu Ser Lys 145 150 155 GAT GAG CTG TTC TGG CCG TAC TAC ACC GAG GAT GGC GGT GAA GTC ATA 529 Asp Glu Leu Phe Trp Pro Tyr Tyr Thr Glu Asp Gly Gly Glu Val Ile 160 165 170 ACG GTT TTC CCG ATA GAC GAG AAG CTC AGG TAT TTG ATC CCC TTC CGC 577 Thr Val Phe Pro Ile Asp Glu Lys Leu Arg Tyr Leu Ile Pro Phe Arg 175 180 185 CCC GTT GAT AAG ACC CTC GAA TAC CTA CAC TCC CTC GAT GAT GGT GAT 625 Pro Val Asp Lys Thr Leu Glu Tyr Leu His Ser Leu Asp Asp Gly Asp 190 195 200 GAG AGC AAG GTT GCG GTC TTC CAC GAT GAC GGT GAG AAG TTC GGG GTC 673 Glu Ser Lys Val Ala Val Phe His Asp Asp Gly Glu Lys Phe Gly Val 205 210 215 220 TGG CCC GGA ACC TAC GAG TGG GTC TAC GAG AAG GGC TGG CTC AGG GAG 721 Trp Pro Gly Thr Tyr Glu Trp Val Tyr Glu Lys Gly Trp Leu Arg Glu 225 230 235 TTC TTC GAT AGG GTT TCA AGC GAC GAG AGG ATA AAC CTC ATG CTC TAC 769 Phe Phe Asp Arg Val Ser Ser Asp Glu Arg Ile Asn Leu Met Leu Tyr 240 245 250 TCT GAA TAC CTC CAG AGG TTC AGG CCG CGC GGT CTG GTT TAC CTC CCG 817 Ser Glu Tyr Leu Gln Arg Phe Arg Pro Arg Gly Leu Val Tyr Leu Pro 255 260 265 ATA GCT TCA TAC TTC GAG ATG AGC GAG TGG AGC CTC CCG GCG AGG CAG 865 Ile Ala Ser Tyr Phe Glu Met Ser Glu Trp Ser Leu Pro Ala Arg Gln 270 275 280 GCC AAG CTC TTC GTG GAG TTC GTC GAA GAG CTA AAG AAA GAG AAC AAG 913 Ala Lys Leu Phe Val Glu Phe Val Glu Glu Leu Lys Lys Glu Asn Lys 285 290 295 300 300 TTC GAC CGC TAT CGC GTC TTC GTC CGC GGC GGA ATC TGG AAG AAC TTC 961 Phe Asp Arg Tyr Arg Val Phe Val Arg Gly Gly Ile Trp Lys Asn Phe 305 310 315 TTC TTC AAG TAC CCG GAG AGC AAC TAC ATG CAC AAG CGC ATG CTG ATG 1009 Phe Phe Lys Tyr Pro Glu Ser Asn Tyr Met His Lys Arg Met Leu Met 320 325 330 GTG AGT AAG GCC GTG AGA AAC AAC CCC GAG GCG AGG GAA TTC ATC CTC 1057 Val Ser Lys Ala Val Arg Asn Asn Pro Glu Ala Arg Glu Phe Ile Leu 335 340 345 AGG GCC CAG TGC AAC GAC GCC TAC TGG CAC GGC GTC TTC GGC GGT GTC 1105 Arg Ala Gln Cys Asn Asp Ala Tyr Trp His Gly Val Phe Gly Gly Val 350 355 360 TAC CTC CCG CAC CTC CGC AGG GCT GTC TGG GAG AAC ATA ATA AAG GCT 1153 Tyr Leu Pro His Leu Arg Arg Ala Val Trp Glu Asn Ile Ile Lys Ala 365 370 375 380 380 CAG AGC CAC GTT AAG ACG GGG AAT TTC GTG AGG GAC ATC GAC TTC GAC 1201 Gln Ser His Val Lys Thr Gly Asn Phe Val Arg Asp Ile Asp Phe Asp 385 390 395 GGC AGG GAC GAG GTC TTC ATC GAG AAC GAG AAC TTC TAC GCC GTC TTC 1249 Gly Arg Asp Glu Val Ph e Ile Glu Asn Glu Asn Phe Tyr Ala Val Phe 400 405 410 AAA CCA GCA TAC GGC GGA GCC CTC TTC GAG CTC TCC TCC AAG AGA AAG 1297 Lys Pro Ala Tyr Gly Gly Ala Leu Phe Glu Leu Ser Ser Lys Arg Lys 415 420 425 GCG GTC AAC TAC AAT GAC GTT CTC GCG AGG CGC TGG GAG CAC TAC CAC 1345 Ala Val Asn Tyr Asn Asp Val Leu Ala Arg Arg Trp Glu His Tyr His 430 435 440 GAG GTT CCA GAG GCC GCT ACA CCG GAA GAA GGT GGT GAA GGA GTC GCC 1393 Glu Val Pro Glu Ala Ala Thr Pro Glu Glu Gly Gly Glu Gly Val Ala 445 450 455 460 AGC ATC CAC GAG CTT GGA AAG CAG ATT CCC GAC GAG ATA AGG CGT GAG 1441 Ser Ile His Glu Leu Gly Lys Gln Ile Pro Asp Glu Ile Arg Arg Glu 465 470 475 CTT GCC TAC GAC AGC CAT CTA AGG GCA ATT CTG CAG GAC CAC TTC CTT 1489 Leu Ala Tyr Asp Ser His Leu Arg Ala Ile Leu Gln Asp His Phe Leu 480 485 490 490 GAG CCA GAG ACG ACG CTC GAT GAG TAC AGG CTG AGC CGC TAC ATC GAG 1537 Glu Pro Glu Thr Thr Leu Asp Glu Tyr Arg Leu Ser Arg Tyr Ile Glu 495 500 505 CTT GGG GAC TTC CTC ACC GGT GCT TAC AAC TTC AGC CTT ATT GAG AAC 1585 Leu Gly Asp Phe Leu Thr Gly Ala Tyr Asn Phe Ser Leu Ile Glu Asn 510 515 520 GGA ATA ACC CTT GAG CGC GAT GGA AGC GTT GCT AAG AGG CCA GCA CGT 1633 Gly Ile Thr Leu Glu Arg Asp Gly Ser Val Ala Lys Arg Pro Ala Arg 525 530 535 540 GTG GAA AAG TCG GTT AGG CTC ACC GAG GAC GGT TTC ATA GTG GAC TAC 1681 Val Glu Lys Ser Val Arg Leu Thr Glu Asp Gly Phe Ile Val Asp Tyr 545 550 555 ACC GTC AGA AGC GAT GCC AGA GCC CTC TTC GGC GTC GAG CTC AAC CTG 1729 Thr Val Arg Ser Asp Ala Arg Ala Leu Phe Gly Val Glu Leu Asn Leu 560 565 570 GCA GTC CAC AGC GTC ATG GAG GAG CCG GCC GAG TTC GAG GCA GAG AAG 1777 Ala Val His Ser Val Met Glu Glu Pro Ala Glu Phe Glu Ala Glu Lys 575 580 585 TTC GAG GTG AAC GAC CCC TAC GGC ATC GGA AAG GTC GAG ATA GAG CTC 1825 Phe Glu Val Asn Asp Pro Tyr Gly Ile Gly Lys Val Glu Ile Glu Leu 590 595 600 GAC AGA AGG GCA AAA GTC TGG AAG TAC CCA ATA AAG ACC CTC AGC CAG 1873 Asp Arg Arg Ala Lys Val Trp Lys Tyr Pro Ile Lys Thr Leu Ser Gln 605 610 615 620 620 AGT GAG AGT GGG TGG GAC TTC ATC CAG CAG GGC GTT A GC TAC ACC GTT 1921 Ser Glu Ser Gly Trp Asp Phe Ile Gln Gln Gly Val Ser Tyr Thr Val 625 630 635 CTA TTC CCT GTC GAG GGA GAA CTC AGG TTC AGA CTC CGC TTC AGG GAG 1969 Leu Phe Pro Val Glu Gly Glu Leu Arg Phe Arg Leu Arg Phe Arg Glu 640 645 650 CTC TGAACTTTAT TCTCTCCTTT GCCTTTTCCG CCTTCTGCTT CCCTTTCAGT 2022 Leu * GCTATCATAA ATGTTAGAGC CTCAACACTG TCTTCAAGGA GCAGACCCCT GTTGTCCTTC
2082 GCTATCAAGT ATCCAAATAC CAGCCCGAAA ATCGCCCCGG CGACCCAAAG CTCCAGGAGG 2142 AACTTTCCTA CG 2154

【0089】[0089]

【配列番号2】 配列の長さ:653 配列の型:アミノ酸 トポロジー:直鎖状 配列の種類:蛋白質 起源 生物名:ピロコッカス(Pyrococcus sp.) 株名:KOD-1 配列 Met Glu Met Val Asn Phe Ile Phe Gly Ile His Asn His Gln Pro Leu 1 5 10 15 Gly Asn Phe Gly Trp Val Met Glu Ser Ala Tyr Glu Arg Ser Tyr Arg 20 25 30 Pro Phe Met Glu Thr Leu Glu Glu Tyr Pro Asn Met Lys Val Ala Val 35 40 45 His Tyr Ser Gly Pro Leu Leu Glu Trp Ile Arg Asp Asn Lys Pro Glu 50 55 60 His Leu Asp Leu Leu Arg Ser Leu Val Lys Arg Gly Gln Leu Glu Ile 65 70 75 80 Val Val Ala Gly Phe Tyr Glu Pro Val Leu Ala Ser Ile Pro Lys Glu 85 90 95 Asp Arg Ile Val Gln Ile Glu Lys Leu Lys Glu Phe Ala Arg Asn Leu 100 105 110 Gly Tyr Glu Ala Arg Gly Val Trp Leu Thr Glu Arg Val Trp Gln Pro 115 120 125 Glu Leu Val Lys Ser Leu Arg Ala Ala Gly Ile Asp Tyr Val Ile Val 130 135 140 Asp Asp Tyr His Phe Met Ser Ala Gly Leu Ser Lys Asp Glu Leu Phe 145 150 155 160 Trp Pro Tyr Tyr Thr Glu Asp Gly Gly Glu Val Ile Thr Val Phe Pro 165 170 175 Ile Asp Glu Lys Leu Arg Tyr Leu Ile Pro Phe Arg Pro Val Asp Lys 180 185 190 Thr Leu Glu Tyr Leu His Ser Leu Asp Asp Gly Asp Glu Ser Lys Val 195 200 205 Ala Val Phe His Asp Asp Gly Glu Lys Phe Gly Val Trp Pro Gly Thr 210 215 220 Tyr Glu Trp Val Tyr Glu Lys Gly Trp Leu Arg Glu Phe Phe Asp Arg 225 230 235 240 Val Ser Ser Asp Glu Arg Ile Asn Leu Met Leu Tyr Ser Glu Tyr Leu 245 250 255 Gln Arg Phe Arg Pro Arg Gly Leu Val Tyr Leu Pro Ile Ala Ser Tyr 260 265 270 Phe Glu Met Ser Glu Trp Ser Leu Pro Ala Arg Gln Ala Lys Leu Phe 275 280 285 Val Glu Phe Val Glu Glu Leu Lys Lys Glu Asn Lys Phe Asp Arg Tyr 290 295 300 Arg Val Phe Val Arg Gly Gly Ile Trp Lys Asn Phe Phe Phe Lys Tyr 305 310 315 320 Pro Glu Ser Asn Tyr Met His Lys Arg Met Leu Met Val Ser Lys Ala 325 330 335 Val Arg Asn Asn Pro Glu Ala Arg Glu Phe Ile Leu Arg Ala Gln Cys 340 345 350 Asn Asp Ala Tyr Trp His Gly Val Phe Gly Gly Val Tyr Leu Pro His 355 360 365 Leu Arg Arg Ala Val Trp Glu Asn Ile Ile Lys Ala Gln Ser His Val 370 375 380 Lys Thr Gly Asn Phe Val Arg Asp Ile Asp Phe Asp Gly Arg Asp Glu 385 390 395 400 Val Phe Ile Glu Asn Glu Asn Phe Tyr Ala Val Phe Lys Pro Ala Tyr 405 410 415 Gly Gly Ala Leu Phe Glu Leu Ser Ser Lys Arg Lys Ala Val Asn Tyr 420 425 430 Asn Asp Val Leu Ala Arg Arg Trp Glu His Tyr His Glu Val Pro Glu 4435 440 445 Ala Ala Thr Pro Glu Glu Gly Gly Glu Gly Val Ala Ser Ile His Glu 450 455 460 Leu Gly Lys Gln Ile Pro Asp Glu Ile Arg Arg Glu Leu Ala Tyr Asp 465 470 475 480 Ser His Leu Arg Ala Ile Leu Gln Asp His Phe Leu Glu Pro Glu Thr 485 490 495 Thr Leu Asp Glu Tyr Arg Leu Ser Arg Tyr Ile Glu Leu Gly Asp Phe 500 505 510 Leu Thr Gly Ala Tyr Asn Phe Ser Leu Ile Glu Asn Gly Ile Thr Leu 515 520 525 Glu Arg Asp Gly Ser Val Ala Lys Arg Pro Ala Arg Val Glu Lys Ser 530 535 540 Val Arg Leu Thr Glu Asp Gly Phe Ile Val Asp Tyr Thr Val Arg Ser 545 550 555 560 Asp Ala Arg Ala Leu Phe Gly Val Glu Leu Asn Leu Ala Val His Ser 565 570 575 Val Met Glu Glu Pro Ala Glu Phe Glu Ala Glu Lys Phe Glu Val Asn 580 585 590 Asp Pro Tyr Gly Ile Gly Lys Val Glu Ile Glu Leu Asp Arg Arg Ala 595 600 605 Lys Val Trp Lys Tyr Pro Ile Lys Thr Leu Ser Gln Ser Glu Ser Gly 610 615 620 Trp Asp Phe Ile Gln Gln Gly Val Ser Tyr Thr Val Leu Phe Pro Val 625 630 635 640 Glu Gly Glu Leu Arg Phe Arg Leu Arg Phe Arg Glu Leu* 645 650 [SEQ ID NO: 2] Sequence length: 653 Sequence type: amino acid Topology: linear Sequence type: protein Origin Organism name: Pyrococcus (Pyrococcus sp.) Strain name: KOD-1 sequence Met Glu Met Val Asn Phe Ile Phe Gly Ile His Asn His Gln Pro Leu 1 5 10 15 Gly Asn Phe Gly Trp Val Met Glu Ser Ala Tyr Glu Arg Ser Tyr Arg 20 25 30 Pro Phe Met Glu Thr Leu Glu Glu Tyr Pro Asn Met Lys Val Ala Val 35 40 45 His Tyr Ser Gly Pro Leu Leu Glu Trp Ile Arg Asp Asn Lys Pro Glu 50 55 60 His Leu Asp Leu Leu Arg Ser Leu Val Lys Arg Gly Gln Leu Glu Ile 65 70 75 80 Val Val Ala Gly Phe Tyr Glu Pro Val Leu Ala Ser Ile Pro Lys Glu 85 90 95 Asp Arg Ile Val Gln Ile Glu Lys Leu Lys Glu Phe Ala Arg Asn Leu 100 105 110 Gly Tyr Glu Ala Arg Gly Val Trp Leu Thr Glu Arg Val Trp Gln Pro 115 120 125 Glu Leu Val Lys Ser Leu Arg Ala Ala Gly Ile Asp Tyr Val Ile Val 130 135 140 Asp Asp Tyr His Phe Met Ser Ala Gly Leu Ser Lys Asp Glu Leu Phe 145 150 155 160 Trp Pro Tyr Tyr Thr Glu Asp Gly Gly Glu Val Il e Thr Val Phe Pro 165 170 175 Ile Asp Glu Lys Leu Arg Tyr Leu Ile Pro Phe Arg Pro Val Asp Lys 180 185 190 Thr Leu Glu Tyr Leu His Ser Leu Asp Asp Gly Asp Glu Ser Lys Val 195 200 205 Ala Val Phe His Asp Asp Gly Glu Lys Phe Gly Val Trp Pro Gly Thr 210 215 220 Tyr Glu Trp Val Tyr Glu Lys Gly Trp Leu Arg Glu Phe Phe Asp Arg 225 230 235 240 Val Ser Ser Asp Glu Arg Ile Asn Leu Met Leu Tyr Ser Glu Tyr Leu 245 250 255 Gln Arg Phe Arg Pro Arg Gly Leu Val Tyr Leu Pro Ile Ala Ser Tyr 260 265 270 Phe Glu Met Ser Glu Trp Ser Leu Pro Ala Arg Gln Ala Lys Leu Phe 275 280 285 Val Glu Phe Val Glu Glu Leu Lys Lys Glu Asn Lys Phe Asp Arg Tyr 290 295 300 Arg Val Phe Val Arg Gly Gly Ile Trp Lys Asn Phe Phe Phe Lys Tyr 305 310 315 320 Pro Glu Ser Asn Tyr Met His Lys Arg Met Leu Met Val Ser Lys Ala 325 330 335 Val Arg Asn Asn Pro Glu Ala Arg Glu Phe Ile Leu Arg Ala Gln Cys 340 345 350 Asn Asp Ala Tyr Trp His Gly Val Phe Gly Gly Val Tyr Leu Pro His 355 360 365 Leu Arg Arg Ala Val Trp Glu Asn Ile Ile Lys Ala Gl n Ser His Val 370 375 380 Lys Thr Gly Asn Phe Val Arg Asp Ile Asp Phe Asp Gly Arg Asp Glu 385 390 395 400 Val Phe Ile Glu Asn Glu Asn Phe Tyr Ala Val Phe Lys Pro Ala Tyr 405 410 415 Gly Gly Ala Leu Phe Glu Leu Ser Ser Lys Arg Lys Ala Val Asn Tyr 420 425 430 Asn Asp Val Leu Ala Arg Arg Trp Glu His Tyr His Glu Val Pro Glu 4435 440 445 Ala Ala Thr Pro Glu Glu Gly Gly Glu Gly Val Ala Ser Ile His Glu 450 455 460 Leu Gly Lys Gln Ile Pro Asp Glu Ile Arg Arg Glu Leu Ala Tyr Asp 465 470 475 480 Ser His Leu Arg Ala Ile Leu Gln Asp His Phe Leu Glu Pro Glu Thr 485 490 495 495 Thr Leu Asp Glu Tyr Arg Leu Ser Arg Tyr Ile Glu Leu Gly Asp Phe 500 505 510 Leu Thr Gly Ala Tyr Asn Phe Ser Leu Ile Glu Asn Gly Ile Thr Leu 515 520 525 Glu Arg Asp Gly Ser Val Ala Lys Arg Pro Ala Arg Val Glu Lys Ser 530 535 540 540 Val Arg Leu Thr Glu Asp Gly Phe Ile Val Asp Tyr Thr Val Arg Ser 545 550 555 560 Asp Ala Arg Ala Leu Phe Gly Val Glu Leu Asn Leu Ala Val His Ser 565 570 575 Val Met Glu Glu Pro Ala Glu Phe Glu Ala Glu Lys P he Glu Val Asn 580 585 590 Asp Pro Tyr Gly Ile Gly Lys Val Glu Ile Glu Leu Asp Arg Arg Ala 595 600 605 Lys Val Trp Lys Tyr Pro Ile Lys Thr Leu Ser Gln Ser Glu Ser Gly 610 615 620 Trp Asp Phe Ile Gln Gln Gly Val Ser Tyr Thr Val Leu Phe Pro Val 625 630 635 640 Glu Gly Glu Leu Arg Phe Arg Leu Arg Phe Arg Glu Leu * 645 650

【0090】[0090]

【配列番号3】 配列の長さ:20 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸(合成DNA) 配列 GAYGAYGGNG ARAARTTYGG 20[SEQ ID NO: 3] Sequence length: 20 Sequence type: nucleic acid Number of strands: single strand Topology: linear Sequence type: other nucleic acid (synthetic DNA) Sequence GAYGAYGGNG ARAARTTYGG 20

【0091】[0091]

【配列番号4】 配列の長さ:20 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸(合成DNA) 配列 CCRTGCCART ANGCRTCRTT 20[SEQ ID NO: 4] Sequence length: 20 Sequence type: nucleic acid Number of strands: single strand Topology: linear Sequence type: other nucleic acid (synthetic DNA) Sequence CCRTGCCART ANGCRTCRTT 20

【0092】[0092]

【配列番号5】 配列の長さ:20 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸(合成DNA) 配列 CCAAGCTTGC ATGCCTGCAG 20[SEQ ID NO: 5] Sequence length: 20 Sequence type: nucleic acid Number of strands: single strand Topology: linear Sequence type: other nucleic acid (synthetic DNA) Sequence CCAAGCTTGC ATGCCTGCAG 20

【0093】[0093]

【配列番号6】 配列の長さ:26 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸(合成DNA) 配列 CGAAGCTTCC TGTGTGAAAT TGTTAT 2
[SEQ ID NO: 6] Sequence length: 26 Sequence type: nucleic acid Number of strands: single strand Topology: linear Sequence type: other nucleic acid (synthetic DNA) Sequence CGAAGCTTCC TGTGTGAAAT TGTTAT 2
6

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

【図1】4−α-グルカノトランスフェラーゼのアミノ
酸配列とP.furiosusのα-アミラーゼおよびD.thermophi
lumのα-アミラーゼのアミノ酸配列を比較する図であ
る。
FIG. 1: Amino acid sequence of 4-α-glucanotransferase, α-amylase of P. furiosus and D. thermophi
FIG. 7 is a diagram comparing the amino acid sequences of α-amylase of lum.

【図2】4-α-グルカノトランスフェラーゼの精製を示
す電気泳動の写真である。
FIG. 2 is a photograph of electrophoresis showing purification of 4-α-glucanotransferase.

【図3】4-α-グルカノトランスフェラーゼ、B.subtil
isのα−アミラーゼ、およびB.maceransのCGTaseを可溶
性デンプンとともに種々の時間反応させた場合の青価お
よび還元力を示すグラフである。
FIG. 3. 4-α-glucanotransferase, B. subtil
1 is a graph showing the blue value and reducing power when α-amylase of is and CGTase of B. macerans were reacted with soluble starch for various times.

【図4】種々の基質を4-α-グルカノトランスフェラー
ゼで反応させてできた産物の薄層クロマトグラフィーを
示す写真である。
FIG. 4 is a photograph showing thin-layer chromatography of a product obtained by reacting various substrates with 4-α-glucanotransferase.

【図5】デンプンと種々の糖(受容体)とを、4-α-グ
ルカノトランスフェラーゼ存在下で反応させた反応生成
物の薄層クロマトグラフィーを示す写真である。
FIG. 5 is a photograph showing thin-layer chromatography of a reaction product obtained by reacting starch with various sugars (acceptors) in the presence of 4-α-glucanotransferase.

【図6】4-α-グルカノトランスフェラーゼの各pHにお
ける相対活性を表すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing the relative activity of 4-α-glucanotransferase at each pH.

【図7】(A)pH7.5での各温度における相対活性を表すグ
ラフである。 (B)各温度で30分間保温した後の残存活性を示すグラフ
である。
FIG. 7 (A) is a graph showing the relative activity at each temperature at pH 7.5. (B) is a graph showing the residual activity after being kept at each temperature for 30 minutes.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C12R 1:01) (C12N 1/21 C12R 1:19) (C12N 9/10 C12R 1:19) (72)発明者 鈴木 裕治 京都府福知山市長田野町1の52 ナガセ生 化学工業株式会社福知山工場内 (72)発明者 小島 岩夫 京都府福知山市長田野町1の52 ナガセ生 化学工業株式会社福知山工場内 (72)発明者 卯津羅 健作 京都府福知山市長田野町1の52 ナガセ生 化学工業株式会社福知山工場内──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI C12R 1:01) (C12N 1/21 C12R 1:19) (C12N 9/10 C12R 1:19) (72) Inventor Yuji Suzuki 52, Nagase, Fukuchiyama Plant, Fukuchiyama City, Kyoto Prefecture, Japan Fukuchiyama Plant (72) Inventor Iwao Kojima, 52, Nagase, Fukuchiyama City, Fukuchiyama City, Kyoto Prefecture Fukuchiyama Plant, 72 (72) Inventor, Uzu Kensaku Lu 52-1, Nagatano-cho, Fukuchiyama-shi, Kyoto

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 以下の理化学的性質を有する4-α-グル
カノトランスフェラーゼ: (1)至適pHが6.0〜8.0付近である; (2)pH7.5における至適温度が100℃付近である; (3)pH7.5、100℃、30分間の熱処理後、少なくとも90
%以上活性が残存する;および (4)α-1,4-グルカン中の1個または数個のグルコー
ス単位をα-1,4-グルカンにα-1,4-グルコシド結合で転
移させる。
1. An α-glucanotransferase having the following physicochemical properties: (1) the optimum pH is around 6.0 to 8.0; (2) the optimum temperature at pH 7.5 is around 100 ° C. (3) after heat treatment at pH 7.5, 100 ° C. for 30 minutes, at least 90%;
% Or more activity remains; and (4) transferring one or several glucose units in α-1,4-glucan to α-1,4-glucan via α-1,4-glucosidic bond.
【請求項2】 D−グルコース、D−キシロース、イソ
マルトース、D−セロビオース、スクロース、またはD
−フコースを受容体としてα-1,4-グルカン中の1個ま
たは数個のグルコース単位を転移する、請求項1に記載
の4-α-グルカノトランスフェラーゼ。
2. D-glucose, D-xylose, isomaltose, D-cellobiose, sucrose or D-glucose
The 4-α-glucanotransferase according to claim 1, which transfers one or several glucose units in α-1,4-glucan using fucose as an acceptor.
【請求項3】 超好熱菌菌株KOD-1株から得られる、請
求項1または2に記載の4-α-グルカノトランスフェラ
ーゼ。
3. The 4-α-glucanotransferase according to claim 1, which is obtained from a hyperthermophilic strain KOD-1.
【請求項4】 配列番号2に示すアミノ酸配列または該
配列中のアミノ酸の1またはそれ以上の欠失、付加、ま
たは置換を含むアミノ酸配列を有し、かつ4-α-グルカ
ノトランスフェラーゼ活性を有する4-α-グルカノトラ
ンスフェラーゼ。
4. It has an amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or an amino acid sequence containing one or more deletions, additions, or substitutions of amino acids in the sequence, and has 4-α-glucanotransferase activity. 4-α-glucanotransferase.
【請求項5】 配列番号2に示すアミノ酸配列または該
配列中のアミノ酸の1またはそれ以上の欠失、付加、ま
たは置換を含むアミノ酸配列を有し、かつ以下の理化学
的性質を有する、4-α-グルカノトランスフェラーゼ: (1)至適pHが6.0〜8.0付近である; (2)pH7.5における至適温度が100℃付近である; (3)pH7.5、100℃、30分間の熱処理後、少なくとも90
%以上活性が残存する;および (4)α-1,4-グルカン中の1個または数個のグルコー
ス単位をα-1,4-グルカンにα-1,4-グルコシド結合で転
移させる。
5. An amino acid sequence having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or an amino acid sequence containing one or more deletions, additions, or substitutions of amino acids in the sequence, and having the following physicochemical properties: α-glucanotransferase: (1) optimum pH is around 6.0 to 8.0; (2) optimum temperature at pH 7.5 is around 100 ° C .; (3) pH 7.5 at 100 ° C. for 30 minutes After heat treatment, at least 90
% Or more activity remains; and (4) transferring one or several glucose units in α-1,4-glucan to α-1,4-glucan via α-1,4-glucosidic bond.
【請求項6】 D−グルコース、D−キシロース、イソ
マルトース、D−セロビオース、スクロース、またはD
−フコースを受容体としてα-1,4-グルカン中の1個ま
たは数個のグルコース単位を転移する、請求項5に記載
の4-α-グルカノトランスフェラーゼ。
6. D-glucose, D-xylose, isomaltose, D-cellobiose, sucrose, or D-glucose
The 4-α-glucanotransferase according to claim 5, which transfers one or several glucose units in α-1,4-glucan using fucose as an acceptor.
【請求項7】 請求項1〜6のいずれかに記載の4-α-
グルカノトランスフェラーゼをコードするDNA断片。
7. The 4-α- according to any one of claims 1 to 6,
DNA fragment encoding glucanotransferase.
【請求項8】 請求項7に記載のDNA断片を含む発現ベ
クター。
8. An expression vector comprising the DNA fragment according to claim 7.
【請求項9】 請求項8に記載の発現ベクターで形質転
換された宿主細胞。
9. A host cell transformed with the expression vector according to claim 8.
【請求項10】 請求項9に記載の形質転換された宿主
細胞を培養する工程を包含する、4-α-グルカノトラン
スフェラーゼの産生方法。
10. A method for producing 4-α-glucanotransferase, comprising a step of culturing the transformed host cell according to claim 9.
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