JPWO2010100831A1 - Methyltransferase enzyme - Google Patents

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Abstract

本発明は、下記(a)〜(c)のいずれかから選択されるポリヌクレオチドからなる遺伝子、当該遺伝子がコードする酵素の製造方法、及び当該酵素を用いたメチル化体の製造方法である;(a)配列番号1で表される塩基配列からなるポリヌクレオチド、(b)配列番号1で表される塩基配列と相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつ、メチルトランスフェラーゼ酵素活性を有するポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、(c)配列番号1で表される塩基配列と64%以上の相同性を有する塩基配列からなるポリヌクレオチドを有し、かつ、メチルトランスフェラーゼ酵素活性を有するポリペプチドをコードするポリヌクレオチド。The present invention is a gene comprising a polynucleotide selected from any of the following (a) to (c), a method for producing an enzyme encoded by the gene, and a method for producing a methylated product using the enzyme; (A) a polynucleotide comprising the base sequence represented by SEQ ID NO: 1, (b) hybridizing with a polynucleotide comprising the base sequence complementary to the base sequence represented by SEQ ID NO: 1 under stringent conditions, And a polynucleotide encoding a polypeptide having methyltransferase enzyme activity, (c) a polynucleotide comprising a nucleotide sequence having a homology of 64% or more with the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1, and methyl A polynucleotide encoding a polypeptide having transferase enzyme activity.

Description

本発明は、新規メチルトランスフェラーゼ酵素及びその製造方法に関するものである。さらには、当該酵素を用いて、化合物中の水酸基(ヒドロキシ基)をメチル化し、メチル化体を製造する方法に関するものである。
本願は、2009年3月2日に、日本に出願された特願2009−047953号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
The present invention relates to a novel methyltransferase enzyme and a method for producing the same. Furthermore, the present invention relates to a method for producing a methylated product by methylating a hydroxyl group (hydroxy group) in a compound using the enzyme.
This application claims priority on March 2, 2009 based on Japanese Patent Application No. 2009-047953 for which it applied to Japan, and uses the content here.

近年、日本を含む先進国において、生活環境の変化や食生活の変化による様々な生活習慣病の患者が増加している。主要な生活習慣病として糖尿病、高血圧症、脂質異常症等が挙げられ、これらの疾患の発症者が増加している。また、重篤な症状に至らなくともその兆候を示す、いわゆる予備軍も増加の傾向を示している。その他、これらの生活習慣病以外にも、生活環境の変化によるアレルギー患者の増加、パソコン(パーソナルコンピュータ)等の普及による眼性疲労患者の増加も深刻な問題となっている。   In recent years, patients with various lifestyle-related diseases due to changes in living environment and dietary habits are increasing in developed countries including Japan. Major lifestyle-related diseases include diabetes, hypertension, dyslipidemia and the like, and the number of those who develop these diseases is increasing. In addition, so-called reserve forces that show signs even if they do not cause serious symptoms are also increasing. In addition to these lifestyle-related diseases, the increase in allergic patients due to changes in the living environment and the increase in patients with eye fatigue due to the spread of personal computers (personal computers) are also serious problems.

これらの症状を有する患者やその予備軍にとって、その改善を試みる手段の一つに、健康食品や特定保健用食品等の機能性食品の摂取が挙げられる。機能性食品中の有効成分には、様々な植物や微生物からの抽出物が用いられている。中でも、植物の果実や葉等から抽出されたポリフェノールを有効成分とするものが多く開発されている。   For patients with these symptoms and their reserves, one means of trying to improve them is the intake of functional foods such as health foods and foods for specified health use. Extracts from various plants and microorganisms are used as active ingredients in functional foods. Of these, many have been developed that contain polyphenols extracted from plant fruits, leaves, and the like as active ingredients.

ポリフェノールとしては、例えば、フラボン類、フラボノール類、フラバノン類、イソフラボン類、アントシアニン類、フラバノール類、エラジタンニン類、フェニルプロパノイド類、アントシアニジン類、プロアントシアニジン類、カルコン類、オーロン類、フェニルエタノイド類等が挙げられる。より具体的には、没食子酸、エラグ酸、ヒドロキシチロソール、エピガロカテキン3−O−ガレート(EGCG)、エピカテキン−3−O−ガレート(ECG)、カテキンガレート(CG)、ガロカテキン−3−O−ガレート(GCG)、エピカテキン(EC)、カテキン(C)、エピガロカテキン(EGC)、ガロカテキン(GC)、クロマニン、デルフィニジン、デルフィニジン3−O−グルコシド、プロシアニジンB2(PB2)、カフェ酸、クロロゲン酸、ロスマリン酸、カフェ酸フェネチルエステル、ストリクチニン、ケルセチン、イソクエルシトリン、ルチン、ミリセチン、ブテイン、スルフレチン、ルテオリン、エリオジクチオール等が挙げられる。これらのポリフェノールは、その構造に複数のフェノール性水酸基を持つことを特徴とし、抗酸化活性、血圧上昇抑制、血糖値上昇抑制、内脂肪蓄積抑制、動脈硬化抑制、抗炎症作用、抗がん性、アレルギー抑制、抗う蝕作用、消臭作用、抗菌活性等の様々な機能性が研究、報告されている。また、これらのポリフェノール以外にも、植物由来の成分に関して、様々な機能性が研究、報告されている。   Examples of polyphenols include flavones, flavonols, flavanones, isoflavones, anthocyanins, flavanols, ellagitannins, phenylpropanoids, anthocyanidins, proanthocyanidins, chalcones, aurones, phenylethanoids, etc. Is mentioned. More specifically, gallic acid, ellagic acid, hydroxytyrosol, epigallocatechin 3-O-gallate (EGCG), epicatechin-3-O-gallate (ECG), catechin gallate (CG), gallocatechin-3- O-gallate (GCG), epicatechin (EC), catechin (C), epigallocatechin (EGC), gallocatechin (GC), chromanin, delphinidin, delphinidin 3-O-glucoside, procyanidin B2 (PB2), caffeic acid, Examples include chlorogenic acid, rosmarinic acid, caffeic acid phenethyl ester, strictinin, quercetin, isoquercitrin, rutin, myricetin, butein, sulfretin, luteolin, and eriodictyol. These polyphenols are characterized by having multiple phenolic hydroxyl groups in their structure, and have antioxidant activity, blood pressure rise inhibition, blood sugar level rise inhibition, internal fat accumulation inhibition, arteriosclerosis inhibition, anti-inflammatory action, anticancer activity Various functions such as allergy suppression, anti-cariogenic activity, deodorant activity, antibacterial activity, etc. have been studied and reported. In addition to these polyphenols, various functionalities have been studied and reported for plant-derived components.

植物から抽出・精製された多種多様なポリフェノールが、食品用素材として用いられており、その効果が期待されている。しかしながら、必ずしもポリフェノール自体の生体内への吸収性は良好とは言えない。ヒトへのポリフェノール摂取後の吸収性を比較した結果でも、最高血中濃度で数μmol/lの濃度であることが報告されている(例えば、非特許文献1参照。)。   A wide variety of polyphenols extracted and purified from plants are used as food materials, and their effects are expected. However, the absorbability of polyphenol itself into the living body is not necessarily good. Even in the result of comparing the absorbability after ingestion of polyphenols to humans, it has been reported that the maximum blood concentration is several μmol / l (for example, see Non-Patent Document 1).

植物中には、水酸基にメチル基が修飾されたメチル化ポリフェノールが含まれている。例えば、茶品種“青心大ぱん”、“べにほまれ”、“べにふじ”、“べにふうき”等には、エピガロカテキン−3−O−(3−O−メチル)ガレート(EGCG3”Me)やエピガロカテキン−3−O−(4−O−メチル)ガレート(EGCG4”Me)が含まれている。これらのメチル化カテキンをマウスへ経口投与した場合の、投与60分後の血中メチル化カテキン濃度は、エピガロカテキン−3−O−ガレート(EGCG)と比較して、遊離体で約9倍高い値を示した(例えば、非特許文献2参照。)。また、EGCG3”Meを含む“べにふうき”茶飲料を人に飲用させた後の血漿中EGCG濃度及びEGCG3”Me濃度を比較した結果、EGCG3”Meの方が良好な吸収性を示し、かつ血漿中からの代謝消失も穏やかであった(例えば、非特許文献3参照。)。   Plants contain methylated polyphenols having a hydroxyl group modified with a methyl group. For example, epigallocatechin-3-O- (3-O-methyl) gallate (EGCG3) is used for tea varieties such as “Aoshin Daipan”, “Benihomare”, “Benifuuji”, “Benifuuki”, etc. Me) and epigallocatechin-3-O- (4-O-methyl) gallate (EGCG4 "Me). When these methylated catechins were orally administered to mice, the methylated catechin concentration in blood 60 minutes after administration was about 9 times that in the free form compared to epigallocatechin-3-O-gallate (EGCG). High value was shown (for example, refer nonpatent literature 2). In addition, as a result of comparing the EGCG concentration in plasma and the EGCG3 ”Me concentration after allowing a person to drink“ Benifuuki ”tea beverage containing EGCG3” Me, EGCG3 ”Me shows better absorbability and in plasma The disappearance of metabolism was also mild (see, for example, Non-Patent Document 3).

メチル化ポリフェノールは、メチル基で修飾されていないポリフェノールに比べて、吸収性のみならず、機能性も優れているという報告が多くなされている。例えば、マウスマスト細胞を用いたヒスタミン遊離抑制試験に関しては、EGCG3”Me、エピガロカテキン−3−O−(3,5−O−ジメチル)ガレート、及びエピ(3−O−メチル)ガロカテキン−3−O−(3,5−O−ジメチル)ガレートは、EGCGと比較して高い抗アレルギー作用を示し、かつメチル基の増加に伴ってその作用は強まる傾向を示した(例えば、特許文献1参照。)。また、7−ヒドロキシフラボン、7,4’−ジヒドロキシフラボン、クリシン、アピゲニン、及びこれらのメチル化体のヒトCaco−2細胞への透過性を比較したところ、メチル化体の方が良好な透過性を示した(例えば、非特許文献4参照。)。同様に、ヒト肝臓細胞S9フラクションを用いた安定性試験においても、メチル化体の方が良好な結果を示した(例えば、非特許文献4参照。)。さらには、クリシン及びアピゲニンのメチル化体は、ヒトのSCCガン細胞の増殖抑制効果が、非メチル化体と比較して約10倍高い活性が得られた(例えば、非特許文献5参照。)。   There have been many reports that methylated polyphenols are superior not only in absorbability but also in functionality compared to polyphenols not modified with methyl groups. For example, for histamine release inhibition test using mouse mast cells, EGCG3 "Me, epigallocatechin-3-O- (3,5-O-dimethyl) gallate, and epi (3-O-methyl) gallocatechin-3 -O- (3,5-O-dimethyl) gallate showed a high antiallergic action as compared with EGCG and showed a tendency that the action became stronger as the methyl group increased (for example, see Patent Document 1). In addition, when the permeability of 7-hydroxyflavone, 7,4′-dihydroxyflavone, chrysin, apigenin, and methylated products thereof to human Caco-2 cells was compared, the methylated product was better. (For example, see Non-Patent Document 4.) Similarly, in the stability test using the human liver cell S9 fraction, the methylated product is better. (For example, see Non-patent Document 4.) Furthermore, the methylated form of chrysin and apigenin has about 10 times the growth inhibitory effect of human SCC cancer cells compared to the unmethylated form. High activity was obtained (for example, refer nonpatent literature 5).

一方で、化合物の水酸基をメチル化する方法としては、化学合成・修飾法によるものがある。例えば、ポリフェノールの一種であるEGCGをメチル化する方法が、特許文献2又は3に開示されている。また、化学合成法以外の方法として、酵素法を用いたメチル化体の製造方法がある。例えばラット、豚や牛の肝臓から抽出したカテコール−O−メチルトランスフェラーゼが試薬品として市販されており、これらの酵素を用いてメチル化体を製造することができる。その他、植物体由来のメチルトランスフェラーゼを用いた酵素変換方法の報告もある(例えば、特許文献4参照。)。   On the other hand, as a method for methylating a hydroxyl group of a compound, there is a method using a chemical synthesis / modification method. For example, Patent Document 2 or 3 discloses a method for methylating EGCG which is a kind of polyphenol. Further, as a method other than the chemical synthesis method, there is a method for producing a methylated product using an enzymatic method. For example, catechol-O-methyltransferase extracted from the livers of rats, pigs and cattle is commercially available as a reagent product, and methylated products can be produced using these enzymes. In addition, there is also a report of an enzyme conversion method using plant-derived methyltransferase (see, for example, Patent Document 4).

特開2008−189628号公報JP 2008-189628 A 特開昭61−145177号公報Japanese Patent Laid-Open No. 61-145177 特開2002−255810号公報JP 2002-255810 A 特開2006−141242号公報JP 2006-141242 A

マナック(Manach)、外4名、ジ・アメリカン・ジャーナル・オブ・クリニカル・ニュートリション(The American journal of clinical nutrition)、2005年、第81巻、第230S〜242Sページ、レビュー。Manach, 4 others, The American journal of clinical nutrition, 2005, Vol. 81, pages 230S-242S, review. 佐野満昭、外3名、フレグランス・ジャーナル(FRAGRANCE JOURNAL)、2004年、第46〜52ページ。Mitsuaki Sano, 3 others, FRAGRANCE JOURNAL, 2004, pp. 46-52. 山本(前田)万里、外2名、サイトテクノロジー(Cytotechnology)、2007年、第55巻、第135〜142ページ。Yamamoto (Maeda) Mari, 2 outside, Cytotechnology, 2007, Volume 55, pages 135-142. ウェン(Wen)、外1名、ドラッグ・メタボリズム・アンド・ディスポジション(Drug Metabolism and Disposition)、2006年、第34巻第10号、第1786〜1792ページ。Wen, 1 other, Drug Metabolism and Disposition, 2006, Vol. 34, No. 10, pp. 1786-1792. ウェイル(Walle)、外5名、バイオケミカル・ファーマコロジー(Biochemical pharmacology)、2007年、第73巻第9号、第1288〜1296ページ。Walle, 5 others, Biochemical pharmacology, 2007, Vol. 73, No. 9, pp. 1288-1296.

しかしながら、化学合成で製造した化学物質を飲食品として用いることは、コストや安全性の点から現状では困難である。また、酵素を用いたメチル化体の製造方法においても、動物や植物から酵素を大量に抽出・精製することは困難である、という問題がある。さらに飲食品への展開を考えた場合、動物由来の酵素を用いることは、感染症等の問題が懸念され、好ましくない。一方で、植物体由来のメチルトランスフェラーゼは、植物細胞を培養し、培養物から酵素を抽出、精製して得ることもできるが、植物細胞を培養する場合、特別な培養施設が必要となり、更には非常に長時間の培養日数が必要となる。また、得られる酵素活性が低いことも多々有り、工業生産を考えた場合は、生産コストが非常に高価となってしまう。   However, it is currently difficult to use a chemical substance produced by chemical synthesis as a food or drink in terms of cost and safety. In addition, in the method for producing a methylated product using an enzyme, there is a problem that it is difficult to extract and purify the enzyme in large quantities from animals or plants. Furthermore, when considering the development of foods and drinks, it is not preferable to use animal-derived enzymes because of concerns about infectious diseases and the like. On the other hand, a plant-derived methyltransferase can be obtained by culturing plant cells and extracting and purifying the enzyme from the culture. However, when plant cells are cultured, a special culture facility is required. A very long culture period is required. In addition, the enzyme activity obtained is often low, and when considering industrial production, the production cost becomes very expensive.

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであって、飲食品への使用が可能であり、消費者が受け入れやすく、かつ工業生産を考えた場合の大量製造可能なメチルトランスフェラーゼ酵素、及び当該酵素を用いたメチル化体の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and can be used for foods and drinks, can be easily accepted by consumers, and can be mass-produced when considering industrial production. It aims at providing the manufacturing method of the methylated body using an enzyme.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、食経験があり、大量製造が可能であり、かつ消費者にとって認知度のある担子菌類のエノキタケ(Flammulina velutipes)の培養菌糸体中に、各種ポリフェノール等の水酸基構造を有する各種化合物を基質とし、水酸基をメチル化する新規メチルトランスフェラーゼ酵素が存在していることを見出し、この新規酵素を単離・同定することにより、本発明を完成させた。   As a result of diligent research to solve the above-mentioned problems, the present inventors have a dietary experience, can be mass-produced, and are in the cultured mycelium of basidiomycete Enokitake (Flamulina velutipes), which is recognized by consumers. In addition, the present inventors have found that there is a novel methyltransferase enzyme that methylates hydroxyl groups using various compounds having a hydroxyl structure such as various polyphenols as substrates, and completed the present invention by isolating and identifying this novel enzyme I let you.

すなわち、本発明は、(1) 下記(a)〜(c)のいずれかから選択されるポリヌクレオチドからなることを特徴とする遺伝子;(a)配列番号1で表される塩基配列からなるポリヌクレオチド、(b)配列番号1で表される塩基配列と相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつ、メチルトランスフェラーゼ酵素活性を有するポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、(c)配列番号1で表される塩基配列と64%以上の相同性を有する塩基配列からなるポリヌクレオチドを有し、かつ、メチルトランスフェラーゼ酵素活性を有するポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、(2) 下記(a)〜(c)のいずれかから選択されるポリペプチドをコードすることを特徴とする遺伝子;(a)配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチド、(b)配列番号2で表されるアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつ、メチルトランスフェラーゼ酵素活性を有するポリペプチド、(c)配列番号2で表されるアミノ酸配列と62%以上の相同性を有し、かつ、メチルトランスフェラーゼ酵素活性を有するポリペプチド、(3) 下記(a)〜(c)のいずれかから選択されるポリペプチド;(a)配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチド、(b)配列番号2で表されるアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつ、メチルトランスフェラーゼ酵素活性を有するポリペプチド、(c)配列番号2で表されるアミノ酸配列と62%以上の相同性を有し、かつ、メチルトランスフェラーゼ酵素活性を有するポリペプチド、   That is, the present invention provides (1) a gene comprising a polynucleotide selected from any one of the following (a) to (c): (a) a polynucleotide comprising the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1 (B) a polynucleotide that hybridizes with a polynucleotide comprising a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1 under a stringent condition and encodes a polypeptide having methyltransferase enzyme activity (C) a polynucleotide having a polynucleotide comprising a nucleotide sequence having 64% or more homology with the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1 and encoding a polypeptide having methyltransferase enzyme activity (2) ) It encodes a polypeptide selected from any of the following (a) to (c) A gene; (a) a polypeptide comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2; (b) an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2; (C) a polypeptide having a homology of 62% or more with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 and having a methyltransferase enzyme activity, (3) ) A polypeptide selected from any of the following (a) to (c); (a) a polypeptide consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2; (b) an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2; It consists of an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added, and has methyltransferase enzyme activity. Polypeptide, (c) SEQ ID NO: has the amino acid sequence and 62% or more homology represented by 2, and a polypeptide having methyltransferase enzyme activity,

(4) 前記(1)又は(2)記載の遺伝子を含有することを特徴とする組換え発現ベクター、(5) 前記(4)記載の組換え発現ベクターを含むことを特徴とする形質転換体、(6) 微生物であることを特徴とする前記(5)記載の形質転換体、(7) 植物細胞、植物組織、又は植物体であることを特徴とする前記(5)記載の形質転換体、 (4) A recombinant expression vector comprising the gene according to (1) or (2), (5) a transformant comprising the recombinant expression vector according to (4) (6) The transformant according to (5) above, which is a microorganism, (7) The transformant according to (5) above, which is a plant cell, plant tissue, or plant ,

(8) 前記(5)〜(7)のいずれか記載の形質転換体を培養し、得られた培養物から、メチルトランスフェラーゼ酵素活性を有するポリペプチドを精製することを特徴とするメチルトランスフェラーゼ酵素の製造方法、(9) メチルトランスフェラーゼ酵素を用いて、化合物中の水酸基をメチル化する方法であり、前記メチルトランスフェラーゼ酵素が、前記(5)〜(7)のいずれか記載の形質転換体を培養し、得られた培養物から精製された、下記(a)〜(c’)のいずれかから選択されるポリペプチドであることを特徴とするメチル化体の製造方法;(a)配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチド、(b)配列番号2で表されるアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつ、メチルトランスフェラーゼ酵素活性を有するポリペプチド、(c’)配列番号2で表されるアミノ酸配列と50%以上の相同性を有し、かつ、メチルトランスフェラーゼ酵素活性を有する担子菌類由来のポリペプチド、(10) 前記(4)記載の組換え発現ベクターを含む形質転換植物から、メチル化体を精製することを特徴とするメチル化体の精製方法、(11) 前記(4)記載の組換え発現ベクターを含む形質転換植物から精製されたことを特徴とするメチル化ポリフェノール含有組成物、(12) 担子菌類から抽出されたメチルトランスフェラーゼ酵素を用いて、ポリフェノール中の水酸基をメチル化することを特徴とするメチル化ポリフェノールの製造方法、(13) 下記(a)〜(c)のいずれかから選択されるポリペプチドを、担子菌類から抽出し、精製することを特徴とする、メチルトランスフェラーゼ酵素の製造方法;(a)配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチド、(b)配列番号2で表されるアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつ、メチルトランスフェラーゼ酵素活性を有するポリペプチド、(c’)配列番号2で表されるアミノ酸配列と50%以上の相同性を有し、かつ、メチルトランスフェラーゼ酵素活性を有するポリペプチド、(14) 配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドを、エノキタケ(Flammulina velutipes)から抽出し、精製することを特徴とする、メチルトランスフェラーゼ酵素の製造方法、を提供するものである。 (8) A transformant according to any one of (5) to (7) above is cultured, and a polypeptide having methyltransferase enzyme activity is purified from the obtained culture. (9) A method for methylating a hydroxyl group in a compound using a methyltransferase enzyme, wherein the methyltransferase enzyme cultivates the transformant according to any one of (5) to (7) above. A method for producing a methylated product, which is a polypeptide selected from any of the following (a) to (c ′) purified from the obtained culture; (a) SEQ ID NO: 2 A polypeptide comprising the amino acid sequence represented by (b) wherein one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 A polypeptide having an amino acid sequence and having methyltransferase enzyme activity, (c ′) a basidiomyce having 50% or more homology with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 and having methyltransferase enzyme activity A polypeptide derived from a fungus, (10) a method for purifying a methylated product, wherein the methylated product is purified from a transformed plant containing the recombinant expression vector according to (4), (11) the (4) ) A methylated polyphenol-containing composition purified from a transformed plant containing the recombinant expression vector according to (12), (12) using a methyltransferase enzyme extracted from basidiomycetes, (13) the following (a) to (c): A method for producing a methyltransferase enzyme, which comprises extracting and purifying a polypeptide selected from basidiomycetes; (a) a polypeptide comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, (b A polypeptide comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 and having methyltransferase enzyme activity; (c ′) SEQ ID NO: 2 (14) a polypeptide having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 having a homology of 50% or more with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, and a polypeptide comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 Methyl transfer, characterized in that it is extracted and purified from The present invention provides a method for producing a ase enzyme.

本発明の遺伝子がコードするポリペプチドは、飲食品に応用でき、かつ工業生産に有利な新規メチルトランスフェラーゼ酵素である。本発明の遺伝子及びポリペプチドを用いることにより、各種ポリフェノールを初めとする水酸基構造をもつ化合物のメチル化体を効率的に製造することができる。   The polypeptide encoded by the gene of the present invention is a novel methyltransferase enzyme that can be applied to food and drink and is advantageous for industrial production. By using the gene and polypeptide of the present invention, methylated products of compounds having a hydroxyl structure such as various polyphenols can be efficiently produced.

エノキタケ由来メチルトランスフェラーゼ遺伝子の塩基配列及び対応するアミノ酸配列を示した図である。It is the figure which showed the base sequence of the methyl transferase gene derived from Enokitake, and the corresponding amino acid sequence. 配列番号2で表されるアミノ酸配列と、上記2種類の担子菌の遺伝子と、相同性検索の結果相同性が高かった上位4遺伝子とのアミノ酸配列を比較した結果である。It is the result of comparing the amino acid sequence of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, the above-mentioned two types of basidiomycete genes, and the top four genes having high homology as a result of homology search. 図2A中の1〜4に示す領域から、O−メチルトランスフェラーゼ酵素のコンセンサス配列であると推定された配列を表す図である。It is a figure showing the arrangement | sequence estimated to be the consensus arrangement | sequence of O-methyltransferase enzyme from the area | region shown to 1-4 in FIG. 2A. 実施例1において、エノキタケ菌糸培養物から分画されたメチルトランスフェラーゼ酵素活性を有する活性画分の二次元電気泳動像である。In Example 1, it is a two-dimensional electrophoresis image of the active fraction which has a methyltransferase enzyme activity fractionated from the enokitake mushroom mycelium culture. 実施例2において、IPTG処理前の大腸菌のライセート(レーン1)、IPTG処理後の大腸菌のライセート(レーン2)、IPTG処理後の大腸菌のライセートからヒスチジンタグを用いて得られた精製物(レーン3)のSDS−PAGE電気泳動像である。In Example 2, E. coli lysate before IPTG treatment (lane 1), E. coli lysate after IPTG treatment (lane 2), and purified product obtained from IPTG-treated E. coli lysate using histidine tag (lane 3). ) SDS-PAGE electrophoresis image. 実施例5において、各反応時間後に分取した天然型酵素反応液中のEGCGメチル化体濃度を示した図である。In Example 5, it is the figure which showed the EGCG methylated body concentration in the natural type enzyme reaction liquid fractionated after each reaction time. 実施例5において、各反応時間後に分取した組換え酵素反応液中のEGCGメチル化体濃度を示した図である。In Example 5, it is the figure which showed the EGCG methylated body density | concentration in the recombinant enzyme reaction liquid fractionated after each reaction time. 実施例6において、各pHの酵素反応液中のEGCGメチル化体濃度を示した図である。In Example 6, it is the figure which showed the EGCG methylated body density | concentration in the enzyme reaction liquid of each pH. 実施例7において、各温度の酵素反応液中のEGCGメチル化体濃度を示した図である。In Example 7, it is the figure which showed the EGCG methylated body density | concentration in the enzyme reaction liquid of each temperature. 実施例8において、天然型酵素処理したものとブランクの、緑茶カテキン類の組成を示した図である。In Example 8, it is the figure which showed the composition of the green tea catechin of the thing processed with the natural type enzyme, and a blank.

本発明において、メチルトランスフェラーゼ酵素活性とは、水酸基構造を有する化合物を基質とし、基質中の水酸基をメチル化する反応を触媒する酵素活性を意味する。メチル化される水酸基は、特に限定されるものではないが、フェノール性水酸基であることが好ましい。また、基質としては、水酸基構造を有する化合物であれば特に限定されるものではないが、フェノール性水酸基を有する化合物であることが好ましく、ポリフェノールであることがより好ましい。   In the present invention, the methyltransferase enzyme activity means an enzyme activity that catalyzes a reaction of methylating a hydroxyl group in a substrate using a compound having a hydroxyl group as a substrate. The hydroxyl group to be methylated is not particularly limited, but is preferably a phenolic hydroxyl group. The substrate is not particularly limited as long as it is a compound having a hydroxyl structure, but is preferably a compound having a phenolic hydroxyl group, more preferably a polyphenol.

本発明の遺伝子は、メチルトランスフェラーゼ酵素活性を有するポリペプチド(以下、「本発明の酵素」ということがある。)をコードする担子菌類由来の遺伝子である。担子菌類は、植物よりも培養(栽培)が簡便であり、このため、植物や動物の組織から酵素を抽出・精製するよりも、担子菌類から酵素を抽出・精製することにより、大量の酵素を簡便かつ安定的に、低コストで得ることができる。すなわち、本発明の遺伝子がコードするメチルトランスフェラーゼ酵素は、工業生産に非常に有利である。   The gene of the present invention is a gene derived from a basidiomycete encoding a polypeptide having methyltransferase enzyme activity (hereinafter sometimes referred to as “the enzyme of the present invention”). Basidiomycetes are easier to cultivate (cultivate) than plants, and therefore extract and purify enzymes from basidiomycetes rather than extract and purify enzymes from plants and animal tissues. It can be obtained simply and stably at a low cost. That is, the methyltransferase enzyme encoded by the gene of the present invention is very advantageous for industrial production.

本発明の遺伝子は、担子菌類由来の遺伝子であれば、特に限定されるものではなく、食用として市販されている担子菌類由来の遺伝子であってもよく、オオキツネタケ(Laccaria bicolor)やPhanerochaete chrysosporium(以下、モデルキノコ)、カイメンタケ、ヤケイロタケ、コレラタケ等の担子菌類由来の遺伝子であってもよい。本発明の遺伝子としては、食用に供される化合物のメチル化体の製造にも好適であることから、食用に適した担子菌類由来の遺伝子であることが好ましい。食用に適した担子菌類として、例えば、シイタケ、シメジ、マイタケ、エノキタケ、ブナシメジ、ヒラタケ、ナラタケ、タモギタケ、エリンギ、アワビタケ等が挙げられる。本発明の遺伝子としては、エノキタケ(Flammulina velutipes)由来の遺伝子であることが特に好ましい。   The gene of the present invention is not particularly limited as long as it is a gene derived from a basidiomycete, and may be a gene derived from a basidiomycete commercially available for edible use, such as Lactaria bicolor or Phanerochaete chrysosporium (hereinafter referred to as “Rhocaria bamboo”). And a gene derived from basidiomycetes such as model mushrooms, sponge mushrooms, yakei rotake and cholera bamboo. The gene of the present invention is preferably a gene derived from basidiomycetes suitable for edible use because it is suitable for the production of methylated compounds of edible compounds. Examples of basidiomycetes suitable for edible use include shiitake mushrooms, shimeji mushrooms, maitake mushrooms, enokitake mushrooms, cypress mushrooms, oyster mushrooms, aratake mushrooms, tamogitake mushrooms, eringgi, abalone mushrooms and the like. The gene of the present invention is particularly preferably a gene derived from Enokitake (Flamulina velutipes).

本発明の遺伝子は、配列番号1で表される塩基配列からなるポリヌクレオチドからなる遺伝子(以下、「エノキタケ由来メチルトランスフェラーゼ遺伝子」ということがある。)であることが好ましい。エノキタケ由来メチルトランスフェラーゼ遺伝子は、後記実施例1の方法により、本発明者らによりエノキタケから単離・同定された新規遺伝子である。当該遺伝子は、配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチド(以下、「エノキタケ由来メチルトランスフェラーゼ酵素」ということがある。)をコードする遺伝子であり、配列番号1で表される塩基配列の45位〜734位がコーディング領域である。図1に、エノキタケ由来メチルトランスフェラーゼ遺伝子の塩基配列及び対応するアミノ酸配列を示す。   The gene of the present invention is preferably a gene comprising a polynucleotide comprising the base sequence represented by SEQ ID NO: 1 (hereinafter sometimes referred to as “enokitake mushroom-derived methyltransferase gene”). The enokitake mushroom-derived methyltransferase gene is a novel gene isolated and identified from enokitake by the present inventors by the method of Example 1 described later. The gene is a gene encoding a polypeptide comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 (hereinafter sometimes referred to as “enokitake mushroom-derived methyltransferase enzyme”), and has the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1. The 45th to 734th positions are coding regions. FIG. 1 shows the nucleotide sequence of the enokitake mushroom-derived methyltransferase gene and the corresponding amino acid sequence.

なお、配列番号1で表される塩基配列及び配列番号2で表されるアミノ酸配列に対して、公開されているNCBI(National Center for Biotechnology Information)のデータベースを用いてホモロジー検索を行った結果、最も相同性の高い遺伝子はオオキツネタケ由来遺伝子S238N−H82(アクセッション番号:XM_001878803)であり、塩基配列で63.6%、アミノ酸配列で61.6%程度の相同性であった。   As a result of performing a homology search on the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1 and the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 using a publicly available NCBI (National Center for Biotechnology Information) database, The highly homologous gene is the foxtail mushroom-derived gene S238N-H82 (accession number: XM — 001878803), which had a homology of about 63.6% in terms of base sequence and about 61.6% in terms of amino acid sequence.

また、全ゲノム配列が判明している担子菌類であるモデルキノコのデータベース(http://genome.jgi−psf.org/Phchr1/Phchr1.home.html)を用いて、同様にホモロジー検索を行った結果、最も相同性の高い遺伝子はO-メチルトランスフェラーゼ遺伝子(Protein ID:127115)であり、塩基配列で63.9%、アミノ酸配列で56.8%程度の相同性であった。   Similarly, homology search was performed using a database of model mushrooms, basidiomycetes for which the entire genome sequence was known (http://genome.jgi-psf.org/Phchr1/Phchrl.home.html). As a result, the most homologous gene was the O-methyltransferase gene (Protein ID: 127115), which had a homology of about 63.9% in terms of base sequence and about 56.8% in terms of amino acid sequence.

図2Aは、配列番号2で表されるアミノ酸配列と、上記2種類の担子菌の遺伝子と、相同性検索の結果相同性が高かった上位4遺伝子とのアミノ酸配列を比較した結果である。図2A中、「F.velutipes」は配列番号2で表されるアミノ酸配列を表す。また、「L.bicolor S238N−H82」はオオキツネタケ由来遺伝子S238N−H82、「P.chrysosporium」はモデルキノコ由来O−メチルトランスフェラーゼ遺伝子、「B.indeica subsp.」はBeijerinckia indica subsp.由来O−メチルトランスフェラーゼ ファミリータンパク質遺伝子(アクセッション番号:YP_001832797)、「B.ambifaria AMMD」はBurkholderia ambifaria AMMD由来O−メチルトランスフェラーゼ ファミリータンパク質遺伝子(アクセッション番号:YP_777310)、「B.thailandensis」はBurkholderia thailandensis MSMB43由来O−メチルトランスフェラーゼ ファミリータンパク質遺伝子(アクセッション番号:ZP_02466609)、及び「E.sakazakii」はEnterobacter sakazakii ATCC BAA−894由来遺伝子(アクセッション番号:YP_001437785)の推定アミノ酸配列をそれぞれ表す。   FIG. 2A is a result of comparing the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, the genes of the above-mentioned two types of basidiomycetes, and the top four genes having high homology as a result of homology search. In FIG. 2A, “F. velutepes” represents the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2. In addition, “L. bicolor S238N-H82” is a foxtail bamboo-derived gene S238N-H82, “P. chrysosporium” is a model mushroom-derived O-methyltransferase gene, and “B. indicica subsp.” Is Beijerindicia subsp. O-methyltransferase family protein gene (accession number: YP — 001832797), “B. ambifaria AMMD” is the Burkholderia ambifaria AMMD-derived O-methyltransferase family protein gene (accession number: YP — 777310), “B. MSMB43-derived O-methyltransferase family protein gene (accession number: ZP — 0246606609), and “E. sakazakii” is Enterobacter sakazakii ATCC BAA-894-derived gene (accession number: YP — 001437785) Represents the deduced amino acid sequence.

本発明者らは、このアラインメントから、図2A中、1〜4に示す領域が、全7種類の遺伝子において保存性の高い領域であることを見出した。なお、配列番号2で表されるアミノ酸配列中、領域1は70〜88番目の領域であり、領域2は139〜148番目の領域であり、領域3は171〜175番目の領域であり、領域4は215〜223番目の領域である。さらに本発明者らは、これらの4領域のアミノ酸配列から、O−メチルトランスフェラーゼ酵素のコンセンサス配列を推定した。図2Bは、図2A中の1〜4に示す領域から、O−メチルトランスフェラーゼ酵素のコンセンサス配列であると推定された配列を表す。なお、図2B中、「x」はいずれのアミノ酸残基であってもよいことを意味し、「(/)」は、括弧内のいずれかのアミノ酸残基であることを意味する。   The present inventors have found from the alignment that the regions shown in 1 to 4 in FIG. 2A are regions that are highly conserved among all seven types of genes. In the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, region 1 is the 70th to 88th region, region 2 is the 139th to 148th region, region 3 is the 171st to 175th region, region Reference numeral 4 denotes the 215th to 223rd areas. Furthermore, the present inventors deduced a consensus sequence of the O-methyltransferase enzyme from the amino acid sequences of these four regions. FIG. 2B shows the sequence estimated to be a consensus sequence of the O-methyltransferase enzyme from the region indicated by 1 to 4 in FIG. 2A. In FIG. 2B, “x” means any amino acid residue, and “(/)” means any amino acid residue in parentheses.

さらに、配列番号2で表されるアミノ酸配列に対して、NCBIデータベースを用いて植物由来のメチルトランスフェラーゼ酵素とのホモロジー検索を行った結果、ダイズ(Zea mays)由来遺伝子(アクセッション番号:AY279004)と、塩基配列で53.9%、アミノ酸配列で30.4%の相同性であった。同様に、イネ(Olyza sativa)由来遺伝子(アクセッション番号:AY279004)と50.7%(塩基配列)及び30.0%(アミノ酸配列)、シロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana)由来遺伝子(アクセッション番号:MN_116065)52.3%(塩基配列)及び30.8%(アミノ酸配列)程度の相同性であった。さらに、特許文献4に記載の、茶から単離されたEGCGをメチル化可能なメチルトランスフェラーゼ酵素と比較した結果、塩基配列で53.9%、アミノ酸配列では30.4%程度の相同性であった。   Furthermore, as a result of homology search with a plant-derived methyltransferase enzyme using the NCBI database for the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, the gene derived from soybean (Zea mays) (accession number: AY279004) The homology was 53.9% for the nucleotide sequence and 30.4% for the amino acid sequence. Similarly, genes derived from rice (Olyza sativa) (accession number: AY279004), 50.7% (base sequence) and 30.0% (amino acid sequence), genes derived from Arabidopsis thaliana (accession number: MN — 116065) The homology was about 52.3% (base sequence) and 30.8% (amino acid sequence). Further, as a result of comparing EGCG isolated from tea described in Patent Document 4 with a methyltransferase enzyme capable of being methylated, the homology was about 53.9% in the base sequence and about 30.4% in the amino acid sequence. It was.

本発明の遺伝子を部分的に少数の塩基を改変した場合であっても、当該遺伝子が有するメチルトランスフェラーゼ酵素活性が維持されうることは周知の事実である。また、このような改変は、例えば部分特異的変異導入方法等の周知の技術を利用して行うことができる。したがって、本発明の遺伝子は、メチルトランスフェラーゼ酵素活性を有する遺伝子をコードする限り、配列番号1で表される塩基配列の1又は複数の塩基が、置換、欠失、付加された塩基配列からなるポリヌクレオチドからなってもよい。例えば、公知の遺伝子組換え技術を用いることにより、配列番号1で表される塩基配列に、1又は複数の塩基を人為的に挿入、欠失、置換を行う事により、メチルトランスフェラーゼ酵素活性が損なわれていない変異遺伝子、又は当該酵素活性が改善された変異遺伝子とすることが可能である。   It is a well-known fact that even when the gene of the present invention is partially modified with a small number of bases, the methyltransferase enzyme activity of the gene can be maintained. Such modification can be performed using a known technique such as a partial-specific mutagenesis method. Therefore, as long as the gene of the present invention encodes a gene having methyltransferase enzyme activity, a gene comprising a base sequence in which one or more bases of the base sequence represented by SEQ ID NO: 1 are substituted, deleted, or added. It may consist of nucleotides. For example, methyltransferase enzyme activity is impaired by artificially inserting, deleting or substituting one or more bases into the base sequence represented by SEQ ID NO: 1 by using a known gene recombination technique. It is possible to make a mutant gene that has not been improved, or a mutant gene with improved enzyme activity.

具体的には、本発明の遺伝子は、配列番号1で表される塩基配列と相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつ、メチルトランスフェラーゼ酵素活性を有するポリペプチドをコードするポリヌクレオチドからなる遺伝子であってもよい。   Specifically, the gene of the present invention hybridizes with a polynucleotide comprising a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1 under stringent conditions and has a methyltransferase enzyme activity. It may be a gene consisting of a polynucleotide encoding a peptide.

なお、本発明及び本願明細書において、「ストリンジェントな条件」とは、例えば、Molecular Cloning(Sambrookら、Cold Spring Harbor Laboratory Press)に記載の方法が挙げられる。例えば、2×SSC、10重量%硫酸デキストラン、及び50%ホルムアミドから成るハイブリダイゼーションバッファー中で、40〜65℃で数時間から一晩インキュベーションを行うことによりハイブリダイズさせる条件を挙げることができる。インキュベーション後の洗浄の際に用いる洗浄バッファーとしては、好ましくは0.1重量%SDS含有1×SSC溶液、より好ましくは0.1重量%SDS含有0.1×SSC溶液である。なお、20×SSC溶液は、3M 塩化ナトリウム及び0.3M クエン酸溶液(pH7.0)である。   In the present invention and the present specification, “stringent conditions” include, for example, the method described in Molecular Cloning (Sambrook et al., Cold Spring Harbor Laboratory Press). For example, hybridization can be performed by incubating at 40 to 65 ° C. for several hours to overnight in a hybridization buffer composed of 2 × SSC, 10% by weight dextran sulfate, and 50% formamide. The washing buffer used for washing after incubation is preferably a 1 × SSC solution containing 0.1 wt% SDS, more preferably a 0.1 × SSC solution containing 0.1 wt% SDS. The 20 × SSC solution is 3M sodium chloride and 0.3M citric acid solution (pH 7.0).

また、本発明の遺伝子は、配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードする遺伝子であってもよい。例えば、配列番号1で表される塩基配列のコーディング領域以外の領域の塩基が欠失・置換・付加等された遺伝子であってもよく、配列番号1で表される塩基配列のコーディング領域中の1若しくは数個の塩基が置換されている遺伝子(サイレント変異が生じている遺伝子)であってもよい。   The gene of the present invention may be a gene encoding a polypeptide consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2. For example, it may be a gene in which bases other than the coding region of the base sequence represented by SEQ ID NO: 1 have been deleted, substituted, added, etc., in the coding region of the base sequence represented by SEQ ID NO: 1. It may be a gene in which one or several bases are replaced (a gene having a silent mutation).

さらに、本発明の遺伝子としては、配列番号2で表されるアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつ、メチルトランスフェラーゼ酵素活性を有するポリペプチドをコードする遺伝子であってもよい。このような遺伝子であっても、エノキタケ由来メチルトランスフェラーゼ遺伝子と同様に機能するためである。   Furthermore, the gene of the present invention includes a polypeptide having an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 and having methyltransferase enzyme activity It may be a gene encoding. This is because even such a gene functions in the same manner as the enokitake mushroom-derived methyltransferase gene.

本発明の遺伝子は、他の担子菌類におけるエノキタケ由来メチルトランスフェラーゼ遺伝子のホモログ遺伝子であってもよい。このようなホモログ遺伝子は、配列番号1で表される塩基配列や配列番号2で表されるアミノ酸配列等の情報を用いて、公知の遺伝子解析方法、例えばMolecular Cloning(Sambrookら、Cold Spring Harbor Laboratory Press)に記載されている方法を用いて行うことができる。具体的には、例えば、メチルトランスフェラーゼ酵素活性を有する担子菌類からtotal−RNAを抽出し、ディジェネレートプライマー等を用いたRT−PCR法により、目的のホモログ遺伝子又はその断片を取得する。得られた遺伝子断片を、pUC系ベクターやpGEM系ベクター等の塩基配列決定が可能なベクターにクローニングして塩基配列を決定し、決定された配列を基にRACE−PCR法等を行うことにより、ホモログ遺伝子の全長を取得することができる。このとき、例えば、図2Bに示すコンセンサス配列に対するディジェネレートプライマーを設計し、これを用いることにより、より効率よくホモログ遺伝子断片を取得することができる。なお、同様の手法により、担子菌類以外の生物、例えば、微生物や植物等からも、エノキタケ由来メチルトランスフェラーゼ遺伝子のホモログ遺伝子を取得することができる。   The gene of the present invention may be a homologous gene of enokitake mushroom-derived methyltransferase gene in other basidiomycetes. Such a homologous gene is obtained by using a known gene analysis method such as Molecular Cloning (Sambrook et al., Cold Spring Harbor Laboratory) using information such as the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1 and the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2. Press) can be used. Specifically, for example, total RNA is extracted from basidiomycetes having methyltransferase enzyme activity, and the target homologous gene or a fragment thereof is obtained by RT-PCR using a degenerate primer or the like. By cloning the obtained gene fragment into a vector capable of determining a base sequence such as a pUC vector or a pGEM vector, determining the base sequence, and performing a RACE-PCR method or the like based on the determined sequence, The full length of the homolog gene can be obtained. At this time, for example, by designing a degenerate primer for the consensus sequence shown in FIG. 2B and using it, a homologous gene fragment can be obtained more efficiently. In addition, the homologous gene of an enokitake mushroom-derived methyltransferase gene can be obtained from organisms other than basidiomycetes, such as microorganisms and plants, by the same technique.

このようなホモログ遺伝子としては、具体的には、配列番号2で表されるアミノ酸配列と40%以上、好ましくは50%以上、より好ましくは55%以上、さらに好ましくは62%以上の相同性を有し、かつ、メチルトランスフェラーゼ酵素活性を有するポリペプチドをコードする遺伝子が挙げられる。   Specifically, such a homologous gene has a homology of 40% or more, preferably 50% or more, more preferably 55% or more, and further preferably 62% or more with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2. And a gene encoding a polypeptide having methyltransferase enzyme activity.

このようなホモログ遺伝子としては、例えば、配列番号1で表される塩基配列と64%以上、好ましくは70%以上、より好ましくは80%以上の相同性を有する塩基配列からなるポリヌクレオチドを有し、かつ、メチルトランスフェラーゼ酵素活性を有するポリペプチドをコードするポリヌクレオチドからなる遺伝子であってもよい。   Such a homologous gene has, for example, a polynucleotide comprising a nucleotide sequence having a homology of 64% or more, preferably 70% or more, more preferably 80% or more with the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1. And a gene comprising a polynucleotide encoding a polypeptide having methyltransferase enzyme activity.

塩基配列とアミノ酸配列の相同性検索をする場合には、一般的に、最初にGAPを考慮せずホモロジーの核となる部分を探し、そこからアライメント処理を行う方法(Homology Search)と、置き換えや欠損を考慮しながら、塩基(アミノ酸)配列間で一致する塩基(アミノ酸残基)対が最大になるように並べ替える方法(Maximum Matching)とがある。本発明及び本願明細書における「相同性」の値は、Maximum Matchingを用いて解析し、得られる値を示す。なお、Maximum Matchingによる相同性検索は、GENETYX Version6.1.0(GENETYX社製)等の汎用されている解析ソフトウェアを用いて行うことができる。   When searching for homology between a base sequence and an amino acid sequence, in general, a method that first searches for a core portion of homology without considering GAP and performs alignment processing from there (Homology Search), There is a method (Maximum Matching) in which the base (amino acid residue) pairs that match between the base (amino acid) sequences are maximized while considering the deletion. The value of “homology” in the present invention and the specification of the present application indicates a value obtained by analysis using Maximum Matching. In addition, the homology search by Maximum Matching can be performed using general analysis software such as GENETYX Version 6.1.0 (manufactured by GENETYX).

本発明の酵素は、本発明の遺伝子を含む生物体から抽出し、精製することにより、得ることができる。生物体からの精製方法は、特に限定されるものではなく、一般的に行われる公知の精製方法の中から、適宜選択して行うことができる。また、メチルトランスフェラーゼ酵素活性が発揮される状態まで精製すればよく、精製度は特に限定されず、粗精製であってもよい。   The enzyme of the present invention can be obtained by extracting from an organism containing the gene of the present invention and purifying it. A purification method from a living organism is not particularly limited, and can be appropriately selected from publicly known known purification methods. Moreover, what is necessary is just to refine | purify until the state which methyltransferase enzyme activity is exhibited, and a refinement | purification degree is not specifically limited, Crude purification may be sufficient.

具体的には、本発明の遺伝子を含む担子菌類の子実体又は菌糸体を、適当な緩衝液中で超音波処理等により破砕した後、回収された上清を、本発明の酵素の粗酵素とすることができる。その他、担子菌類の子実体又は菌糸体を、適当な緩衝液中でホモジナイズした後、上清を回収してもよい。粗酵素を得るための緩衝液としては、例えば、pH6.5〜8.5のトリス緩衝液やリン酸緩衝液等を用いることができる。   Specifically, basidiomycetous fruit bodies or mycelia containing the gene of the present invention are crushed by sonication or the like in an appropriate buffer solution, and the recovered supernatant is used as a crude enzyme of the enzyme of the present invention. It can be. In addition, the supernatant of the basidiomycete fruit body or mycelium may be collected after homogenizing in an appropriate buffer. As the buffer solution for obtaining the crude enzyme, for example, a Tris buffer solution or a phosphate buffer solution having a pH of 6.5 to 8.5 can be used.

また、酵素を抽出する担子菌類は、採取直後のものであってもよく、市販等されているものであってもよく、培養物であってもよい。なお、担子菌類の菌糸体の培養は、常法により行うことができる。   Further, the basidiomycetes from which the enzyme is extracted may be those immediately after collection, may be commercially available, or may be a culture. The mycelium of basidiomycetes can be cultured by a conventional method.

このようにして得られた粗酵素は、そのまま酵素反応に用いることができる。さらには、遠心分離、限外ろ過膜、塩析、各種クロマトグラフィーを組み合わせることにより、粗酵素から精製物を得ることもできる。   The crude enzyme thus obtained can be used for the enzymatic reaction as it is. Furthermore, a purified product can be obtained from the crude enzyme by combining centrifugation, ultrafiltration membrane, salting out, and various types of chromatography.

精製された本発明の酵素を、水酸基をメチル化したい化合物を基質とし、当該化合物と接触させて反応させることによりメチル化体を製造することができる。基質としては、水酸基構造を有する化合物であれば特に限定されるものではないが、フェノール性水酸基を有する化合物であることが好ましい。フェノール性水酸基を有する化合物の中でも、本発明の酵素の基質としては、ポリフェノールであることが好ましい。基質となるポリフェノールとしては、例えば、フラボン類、フラボノール類、フラバノン類、イソフラボン類、アントシアニン類、フラバノール類、エラジタンニン類、フェニルプロパノイド類、アントシアニジン類、プロアントシアニジン類、カルコン類、オーロン類、フェニルエタノイド類等が挙げられる。より具体的には、没食子酸、エラグ酸、ヒドロキシチロソール、エピガロカテキン3−O−ガレート(EGCG)、エピカテキン−3−O−ガレート(ECG)、カテキンガレート(CG)、ガロカテキン−3−O−ガレート(GCG)、エピカテキン(EC)、カテキン(C)、エピガロカテキン(EGC)、ガロカテキン(GC)、クロマニン、デルフィニジン、デルフィニジン3−O−グルコシド、プロシアニジンB2(PB2)、カフェ酸、クロロゲン酸、ロスマリン酸、カフェ酸フェネチルエステル、ストリクチニン、ケルセチン、イソクエルシトリン、ルチン、ミリセチン、ブテイン、スルフレチン、ルテオリン、エリオジクチオール等が挙げられる。   A methylated product can be produced by reacting the purified enzyme of the present invention with a compound to be methylated at the hydroxyl group as a substrate and contacting with the compound. The substrate is not particularly limited as long as it is a compound having a hydroxyl structure, but is preferably a compound having a phenolic hydroxyl group. Among the compounds having a phenolic hydroxyl group, the enzyme substrate of the present invention is preferably polyphenol. Examples of the polyphenol as the substrate include flavones, flavonols, flavanones, isoflavones, anthocyanins, flavanols, ellagitannins, phenylpropanoids, anthocyanidins, proanthocyanidins, chalcones, aurones, phenyletanes. Examples include noids. More specifically, gallic acid, ellagic acid, hydroxytyrosol, epigallocatechin 3-O-gallate (EGCG), epicatechin-3-O-gallate (ECG), catechin gallate (CG), gallocatechin-3- O-gallate (GCG), epicatechin (EC), catechin (C), epigallocatechin (EGC), gallocatechin (GC), chromanin, delphinidin, delphinidin 3-O-glucoside, procyanidin B2 (PB2), caffeic acid, Examples include chlorogenic acid, rosmarinic acid, caffeic acid phenethyl ester, strictinin, quercetin, isoquercitrin, rutin, myricetin, butein, sulfretin, luteolin, and eriodictyol.

具体的には、精製された本発明の酵素を、pH5〜10、好ましくはpH6〜9、より好ましくはpH6.5〜8.5の緩衝液に懸濁し、さらに基質となる化合物とメチル基の供与体とを加えて、0〜60℃、好ましくは10〜50℃、より好ましくは30〜42℃で反応させることにより、酵素反応液中にメチル化体を得ることができる。なお、メチル基の供与体としては、S−adenosyl−L−methionine (SAM)等の、一般的に水酸基のメチル化の際に用いられる物質の中から、適宜選択して用いることができる。   Specifically, the purified enzyme of the present invention is suspended in a buffer solution of pH 5 to 10, preferably pH 6 to 9, more preferably pH 6.5 to 8.5, and further a compound serving as a substrate and a methyl group. A methylated product can be obtained in the enzyme reaction solution by adding a donor and reacting at 0 to 60 ° C., preferably 10 to 50 ° C., more preferably 30 to 42 ° C. In addition, as a donor of a methyl group, it can select and use suitably from the substances generally used in the case of methylation of a hydroxyl group, such as S-adenosyl-L-methionine (SAM).

酵素反応により得られたメチル化体は、酵素反応液から、メチル化体化合物を抽出することが可能な溶媒等を用いることにより抽出することができる。なお、酵素反応液は、濃縮した後に抽出に用いてもよい。その他、酵素反応液を、合成吸着剤を充填したカラムに供して、メチル化体を当該合成吸着剤に吸着させ、さらに洗浄した後、適当な溶媒を用いて溶出させることによっても、メチル化体を得ることが可能である。得られたメチル化体は、さらにHPLC(High Performance Liquid Chromatography)を用いて精製することができる。   The methylated product obtained by the enzyme reaction can be extracted from the enzyme reaction solution by using a solvent or the like that can extract the methylated compound. In addition, you may use an enzyme reaction liquid for extraction, after concentrating. In addition, the methylated product can also be obtained by subjecting the enzyme reaction solution to a column packed with a synthetic adsorbent, adsorbing the methylated product to the synthetic adsorbent, further washing, and elution using an appropriate solvent. It is possible to obtain The obtained methylated product can be further purified using HPLC (High Performance Liquid Chromatography).

特に、本発明の酵素が、エノキタケ等の食用担子菌類から回収されたメチルトランスフェラーゼ酵素である場合には、当該酵素は、安全性が高いため、食用に供される化合物のメチル化体の製造に非常に好適である。また、前述したように、担子菌類は、簡便に大量培養(栽培)することができるため、エノキタケ等の食用担子菌類から回収された本発明の酵素は、飲食品や医薬品、化粧品等の十分な安全性が要求される製品の工業生産に適している。   In particular, when the enzyme of the present invention is a methyltransferase enzyme recovered from an edible basidiomycete such as enokitake, the enzyme is highly safe, so that it can be used to produce a methylated product of a compound used for food. Very suitable. In addition, as mentioned above, basidiomycetes can be easily cultivated (cultivated) easily, so that the enzyme of the present invention recovered from edible basidiomycetes such as enokitake is sufficient for foods and drinks, pharmaceuticals, cosmetics and the like. Suitable for industrial production of products that require safety.

本発明の酵素は、遺伝子組換え技術を用いて製造されたものであってもよい。具体的には、本発明の遺伝子を発現ベクターに組み込み、組換え発現ベクターを作製し、この組換え発現ベクターを、本発明の酵素を発現させる生物体(宿主)に導入し、当該組換え発現ベクターを含む形質転換体を製造する。   The enzyme of the present invention may be produced using a gene recombination technique. Specifically, the gene of the present invention is incorporated into an expression vector, a recombinant expression vector is prepared, the recombinant expression vector is introduced into an organism (host) that expresses the enzyme of the present invention, and the recombinant expression is performed. A transformant containing the vector is produced.

組換え発現ベクターを導入する宿主としては、特に限定されるものではなく、微生物、植物細胞、植物組織、植物体、昆虫由来や哺乳類由来の培養細胞等のいずれであってもよい。微生物としては、大腸菌(Escherichia coli)、酵母(Saccharomyces serevisiae、Pichia pastoris)、枯草菌(Bacillus属)、乳酸菌(Streptococcus属、 Lactobacillius属)、又はカビ等が挙げられる。また、植物組織としては、植物体から採取された組織自体であってもよく、脱分化処理等を施して得られたカルスであってもよい。その他、培養細胞としては、哺乳類から確立された培養細胞株であってもよく、SF9細胞等の昆虫由来培養細胞であってもよい。   The host into which the recombinant expression vector is introduced is not particularly limited, and may be any microorganism, plant cell, plant tissue, plant body, insect-derived or mammalian-derived cultured cell, and the like. Examples of the microorganism include Escherichia coli, yeast (Saccharomyces cerevisiae, Pichia pastoris), Bacillus subtilis (Bacillus genus), lactic acid bacteria (Streptococcus genus, Lactobacillus genus), and molds. Moreover, as a plant tissue, the tissue itself extract | collected from the plant body may be sufficient, and the callus obtained by giving a dedifferentiation process etc. may be sufficient. In addition, the cultured cells may be cultured cell lines established from mammals or insect-derived cultured cells such as SF9 cells.

本発明の遺伝子を組み込む発現ベクターは、本発明の遺伝子がコードする本発明の酵素を、当該ベクターが導入された宿主生物中で発現可能なように組み込むことができる発現ベクターであれば、特に限定されるものではなく、宿主の生物種に導入可能な公知の発現ベクターの中から、適宜選択して用いることができる。例えば、大腸菌等の微生物へ導入する発現ベクターとしては、pET系ベクターやpQE系ベクター等を用いることができる。酵母へ導入する発現ベクターとしては、pYE系ベクターやpYCP系ベクター等を用いることができる。乳酸菌へ導入するベクターとしては、その乳酸菌の宿主に応じた市販のベクター等を用いることができる。また、植物細胞や植物組織、植物体に導入する発現ベクターとしては、アグロバクテリウム法において汎用されているバイナリーベクターを用いてもよい。また、培養細胞へ導入する発現ベクターとしては、真核細胞発現用ベクターとして市販されている発現ベクターを用いることができる。なお、アデノウィルス発現系やレトロウィルス発現系、バキュロウィルス発現系等の発現系に用いられる市販されている発現ベクター等を用いてもよい。なお、これらの発現ベクターへ本発明の遺伝子を組み込んだ組換え発現ベクターは、常法により作製することができる。   The expression vector into which the gene of the present invention is incorporated is not particularly limited as long as it can be incorporated so that the enzyme of the present invention encoded by the gene of the present invention can be expressed in the host organism into which the vector is introduced. However, it can be appropriately selected from known expression vectors that can be introduced into the host species. For example, as an expression vector to be introduced into a microorganism such as Escherichia coli, a pET vector, a pQE vector, or the like can be used. As an expression vector to be introduced into yeast, pYE vectors, pYCP vectors and the like can be used. As a vector to be introduced into the lactic acid bacterium, a commercially available vector corresponding to the lactic acid bacterium host can be used. In addition, as an expression vector to be introduced into a plant cell, plant tissue, or plant body, a binary vector widely used in the Agrobacterium method may be used. In addition, as an expression vector to be introduced into cultured cells, an expression vector that is commercially available as a eukaryotic cell expression vector can be used. A commercially available expression vector used for an expression system such as an adenovirus expression system, a retrovirus expression system, or a baculovirus expression system may be used. Recombinant expression vectors in which the gene of the present invention is incorporated into these expression vectors can be prepared by conventional methods.

作製された組換え発現ベクターは、宿主の生物種に応じて、公知の種々の方法を用いて宿主へ導入することができる。例えば、大腸菌等の微生物が宿主の場合には、エレクトロポレーション法、ヒートショック法、リン酸カルシウム法等を用いて組換え発現ベクターを導入し、形質転換体を得ることができる。酵母が宿主の場合には、リチウム法やエレクトロポレーション法等を用いることができる。宿主が乳酸菌の場合には、エレクトロポレーション法や接合法等を用いることができる。植物細胞等の場合には、アグロバクテリウム法、パーティクルガン法、エレクトロポレーション法等を用いることができる。また、培養細胞の場合には、リポフェクション法等や、各種ウィルス感染を利用して形質転換体を得ることができる。   The produced recombinant expression vector can be introduced into the host using various known methods depending on the host species. For example, when a microorganism such as Escherichia coli is a host, a transformant can be obtained by introducing a recombinant expression vector using an electroporation method, a heat shock method, a calcium phosphate method, or the like. When yeast is the host, a lithium method, an electroporation method, or the like can be used. When the host is a lactic acid bacterium, an electroporation method, a conjugation method, or the like can be used. In the case of plant cells and the like, an Agrobacterium method, a particle gun method, an electroporation method, or the like can be used. In the case of cultured cells, a transformant can be obtained using a lipofection method or various virus infections.

このようにして得られた形質転換体をそれぞれの生物体の最適な条件で培養することにより、当該形質転換体内に本発明の酵素を生成することができる。本発明の酵素を製造するための生物体の培養方法としては、液体培養、固体培養又は育種であっても良く、その生物体に適した培養条件、培養方法であればよい。例えば、形質転換体に導入された発現ベクターがイソプロピル−β−チオガラクトピラノシド(IPTG)により誘導されるタイプのものであれば、培養時に培地中にIPTGを添加することにより、目的酵素タンパク質を生成させることができる。   By culturing the transformant thus obtained under the optimum conditions for each organism, the enzyme of the present invention can be produced in the transformant. The culture method of the organism for producing the enzyme of the present invention may be liquid culture, solid culture or breeding as long as it is a culture condition and culture method suitable for the organism. For example, if the expression vector introduced into the transformant is of the type induced by isopropyl-β-thiogalactopyranoside (IPTG), the target enzyme protein can be obtained by adding IPTG to the medium during culture. Can be generated.

本発明の酵素は、形質転換体の培養物から抽出し、精製することにより、得ることができる。生物体からの精製方法は、特に限定されるものではなく、本発明の遺伝子を含む担子菌類の子実体又は菌糸体からと同様にして、抽出・精製することができる。   The enzyme of the present invention can be obtained by extracting from a culture of a transformant and purifying it. The purification method from the organism is not particularly limited, and extraction and purification can be performed in the same manner as from the fruiting body or mycelium of the basidiomycetes containing the gene of the present invention.

例えば、形質転換体を作製するにあたり、宿主として、本発明の酵素を菌体外に放出するタイプの微生物を用いた場合には、得られた形質転換体を培養した後、培養液から菌体を遠心分離等により除去することにより目的の粗酵素を得ることができる。一方、宿主として、本発明の酵素を菌体内に産生するタイプの微生物を用いた場合には、菌体を超音波や溶菌酵素等で処理し菌体を破砕することにより目的粗酵素を得ることができる。得られた粗酵素はそのままでもメチル化反応に用いることができるが、分子量分画等必要に応じてさらに精製することも可能である。   For example, when producing a transformant, when a microorganism of the type that releases the enzyme of the present invention to the outside of the cell is used as a host, after culturing the obtained transformant, the cell from the culture solution Can be obtained by centrifugation or the like to obtain the target crude enzyme. On the other hand, when the microorganism of the type that produces the enzyme of the present invention in the microbial cell is used as the host, the target crude enzyme is obtained by crushing the microbial cell by treating the microbial cell with ultrasonic waves or a lytic enzyme. Can do. The obtained crude enzyme can be used for the methylation reaction as it is, but it can be further purified as necessary, such as molecular weight fractionation.

その他、本発明の酵素を、ヒスチジンタグや、Mycタグ等の、発現させたタンパク質の精製に一般的に用いられるタグを付けて宿主中で発現させた場合には、これらのタグを用いて、本発明の酵素を簡便に精製することができる。   In addition, when the enzyme of the present invention is expressed in a host with a tag generally used for purification of the expressed protein, such as a histidine tag or a Myc tag, using these tags, The enzyme of the present invention can be easily purified.

また、精製された酵素は、本発明の遺伝子を含む担子菌類の子実体又は菌糸体から精製された酵素と同様に、化合物のメチル化体の製造に用いることができる。
具体的には、宿主として大腸菌を用いて、ヒスチジンタグを付けて発現させた場合には、形質転換体の培養物からヒスチジンタグを用いて精製された本発明の酵素を、pH5〜12、好ましくはpH6〜9の緩衝液に懸濁し、さらに基質となる化合物と、SAM等のメチル基の供与体とを加えて、0〜80℃、好ましくは0〜60℃で反応させることにより、酵素反応液中にメチル化体を得ることができる。
In addition, the purified enzyme can be used for the production of a methylated product of the compound in the same manner as the enzyme purified from the fruiting body or mycelium of the basidiomycete containing the gene of the present invention.
Specifically, when E. coli is used as a host and expressed with a histidine tag, the enzyme of the present invention purified using the histidine tag from the culture of the transformant has a pH of 5 to 12, preferably Is suspended in a buffer solution of pH 6-9, and a compound serving as a substrate and a donor of a methyl group such as SAM are added and reacted at 0-80 ° C., preferably 0-60 ° C. A methylated product can be obtained in the liquid.

本発明の遺伝子を含有する組換え発現ベクターが導入される宿主として、本発明の酵素の基質である水酸基を有する化合物が比較的豊富に含まれている生物を用いた場合には、得られた形質転換体を培養後、当該形質転換体から直接、メチル化体を抽出し、精製することができる。例えば、宿主として、茶等のポリフェノール含有量の多い植物を用いた場合には、得られた形質転換植物からポリフェノールを抽出し、精製した場合には、得られたポリフェノール組成物には、非形質転換植物から回収されたポリフェノール組成物よりも、メチル化ポリフェノールが多く含まれている。   It was obtained when the organism into which the compound having a hydroxyl group that is a substrate of the enzyme of the present invention is relatively abundant was used as a host into which the recombinant expression vector containing the gene of the present invention was introduced. After culturing the transformant, the methylated product can be directly extracted from the transformant and purified. For example, when a plant having a high polyphenol content, such as tea, is used as a host, polyphenol is extracted from the obtained transformed plant and purified. More methylated polyphenols are contained than polyphenol compositions recovered from converted plants.

なお、形質転換体からのメチル化体の抽出・精製方法は、一般的に、宿主となる生物種から非メチル化体を抽出・精製する場合に用いられる方法によっても行うことができる。例えば、茶に本発明の遺伝子を含有する組換え発現ベクターを導入して得られた形質転換植物から、一般的に茶からポリフェノールを抽出する方法を用いて、メチル化ポリフェノールが多く含まれているメチル化ポリフェノール含有組成物を製造することができる。   The method for extracting and purifying methylated products from transformants can also be generally performed by the method used for extracting and purifying non-methylated products from host species. For example, a lot of methylated polyphenols are contained by using a method of extracting polyphenols from tea from a transformed plant obtained by introducing a recombinant expression vector containing the gene of the present invention into tea. A methylated polyphenol-containing composition can be produced.

本発明の酵素を用いて製造されたメチル化体は、様々な飲食品、医薬品、医薬用部外品及び化粧品に用いることができる。当該メチル化体が原料として添加される飲食品としては、清涼飲料、炭酸飲料、栄養飲料、果実飲料、乳酸飲料等飲料(これらの飲料の濃縮原液及び調整用粉末を含む);アイスクリーム、アイスシャーベット、かき氷等の冷菓;そば、うどん、はるさめ、ギョーザの皮、シュウマイの皮、中華麺、即席麺等の麺類;飴、キャンディー、ガム、チョコレート、錠果、スナック菓子、ビスケット、ゼリー、ジャム、クリーム、焼き菓子等の菓子類;かまぼこ、ちくわ、ハム、ソーセージ等の水酸・畜産加工食品;加工乳、発酵乳等の乳製品;マーガリン、マヨネーズ、ショートニング、ホイップクリーム、ドレッシング等の油脂加工食品;ソース、タレ等の調味料;スープ、シチュー、サラダ、惣菜、漬物;その他種々の形態の健康食品、栄養補助食品、特定保健用食品等を挙げることができる。   The methylated product produced by using the enzyme of the present invention can be used in various foods and drinks, pharmaceuticals, quasi drugs and cosmetics. Foods and beverages to which the methylated product is added as a raw material include soft drinks, carbonated drinks, nutritional drinks, fruit drinks, lactic acid drinks and other drinks (including concentrated concentrates and powders for adjustment of these drinks); ice cream, ice cream Frozen desserts such as sherbet and shaved ice; noodles such as buckwheat, udon, harameme, gyoza skin, shumai skin, Chinese noodles, instant noodles; rice cakes, candy, gum, chocolate, tablets, snacks, biscuits, jelly, jam, cream Sweets such as baked confectionery; processed acids such as kamaboko, chikuwa, ham and sausage; processed foods such as processed milk and fermented milk; processed fats and oils such as margarine, mayonnaise, shortening, whipped cream and dressing; Seasonings such as sauces and sauces; soups, stews, salads, prepared dishes, pickles; other various forms of health food, nutrition Assistant food, mention may be made of the specific health foods and the like.

当該メチル化体が原料として添加される医薬品及び医薬部外品の剤型としては、錠剤、液剤、カプセル剤、ドリンク剤、トローチ等が挙げられる。
また、化粧品としては、洗顔クリーム、化粧水、パック、美容液等の基礎化粧品類;ファンデーション、口紅、アイカラー等のメイクアップ化粧品類;ネイルエナメル、石鹸、入浴剤、サンスクリーン剤、デオドラントスプレー等のボディ化粧品類;シャンプー、リンス、ヘアートリートメント、ヘアームース等の頭髪用化粧品類;育毛剤、養毛剤、ヘアトニック等の頭髪用化粧品類;香水、オーデコロン等の芳香用化粧品類を挙げることが出来る。
Examples of dosage forms of pharmaceuticals and quasi drugs to which the methylated product is added as a raw material include tablets, liquids, capsules, drinks, and troches.
Cosmetics include basic cosmetics such as face-wash creams, lotions, packs, and serums; makeup cosmetics such as foundations, lipsticks, and eye colors; nail enamels, soaps, bathing agents, sunscreen agents, deodorant sprays, etc. Body cosmetics; hair cosmetics such as shampoos, rinses, hair treatments, hair mousses; hair cosmetics such as hair restorers, hair nourishing agents, hair tonics; and fragrance cosmetics such as perfumes and eau de cologne.

これらを製造するにあたり、当該メチル化体は、通常用いられている補助的な原料や添加物と共に添加することができる。このような原料及び添加物としては、例えば、ブドウ糖、果糖、ショ糖、マルトース、ソルビトール、ステビオサイド、ルブソサイド、コーンシロップ、乳糖、L−アスコルビン酸、dl−α−トコフェロール、エリソルビン酸ナトリウム、グリセリン、プロピレングリコール、グリセリン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、アラビアガム、カラギーナン、カゼイン、ゼラチン、ペクチン、寒天、ビタミンC、ビタミンB群、ビタミンE、ニコチン酸アミド、パントテン酸カルシウム、アミノ酸類、カルシウム塩類、界面活性剤、色素、香料、保存料等が挙げられる。   In producing these, the methylated product can be added together with commonly used auxiliary raw materials and additives. Examples of such raw materials and additives include glucose, fructose, sucrose, maltose, sorbitol, stevioside, rubusoside, corn syrup, lactose, L-ascorbic acid, dl-α-tocopherol, sodium erythorbate, glycerin, propylene Glycol, glycerin fatty acid ester, sucrose fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, gum arabic, carrageenan, casein, gelatin, pectin, agar, vitamin C, vitamin B group, vitamin E, nicotinamide, calcium pantothenate, amino acids, calcium Salts, surfactants, pigments, fragrances, preservatives and the like can be mentioned.

次に実施例を示して本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Next, although an Example is shown and this invention is demonstrated further in detail, this invention is not limited to a following example.

[実施例1]
エノキタケ由来メチルトランスフェラーゼ遺伝子の単離・同定を行った。
<メチルトランスフェラーゼ酵素活性のスクリーニング>
食用として市販されている日本産のシイタケ、シメジ、マイタケ、エノキタケ、ブナシメジ、ヒラタケ、ナラタケ、タモギタケ、エリンギ、アワビタケをスクリーニングに用いた。
まず、これらの子実体の柄の部分をカットし、0.5%次亜塩素酸に浸した後、滅菌水で洗浄した。柄の内部から5mm程度を切り出し、Difco Potato Dextrose Ager培地上で、25℃にて培養し、菌糸体を単離した。得られた菌糸体を、菌糸体培養用液体培地(0.02% glucose、0.01% peptone、0.002% Yeast Extract、0.002% KHPO、0.001% MgSO・7HO)に接種し、28℃で旋回培養した。
得られた菌糸体培養液をろ過して菌糸体を回収し、粗酵素溶解液(20mM Tris−HCl(pH7.5)、1mM DTT、1mM EDTA、10% glycerol)を加えて超音波破砕した後、遠心分離して上清を回収した。この上清を粗酵素液として酵素活性測定に用いた。
酵素活性測定は、基質としてEGCGを用い、そのメチル化体の生成量を指標とした。酵素反応液の組成は、20mM Tris−HCl(pH7.5)、2.5mM MgCl、0.25mM EGCG、0.5mM SAM、及び50% 粗酵素液とし、全量3mlを37℃、16時間反応させた。
反応後、酵素反応液3mlに、1N HCl 70μl及び酢酸エチル5mlを加えて攪拌し、遠心分離して有機層を回収した。有機層を窒素で乾固した後、1%アスコルビン酸含有30%メタノール水溶液に溶解し、HPLCを用いて測定した。HPLC条件を以下に示す。
カラム:Wakopak Navi C18−5(4.6×150mm)及びC18−5(4.6×10mm)(和光純薬社製)
移動相A:蒸留水、アセトニトリル、リン酸を400:10:1(v/v)で混合した溶液
移動相B:移動相Aとメタノールを2:1(v/v)で混合した溶液
グラジエント条件:20%B液(2分間)→80%B液(25分間)→80%B液(10分間)、直線濃度勾配
流速:1ml/min
検出:UV280nm
[Example 1]
We isolated and identified the methyltransferase gene from Enokitake.
<Screening of methyltransferase enzyme activity>
Japanese shiitake, shimeji, maitake, enokitake, beech shimeji, oyster mushroom, oyster mushroom, tamogitake, eringi, and abalone are commercially available for edible use.
First, the stem parts of these fruit bodies were cut, immersed in 0.5% hypochlorous acid, and then washed with sterilized water. About 5 mm was cut out from the inside of the handle and cultured on a Difco Potato Dextrose Ager medium at 25 ° C. to isolate the mycelium. The obtained mycelium was added to a liquid medium for mycelium culture (0.02% glucose, 0.01% peptone, 0.002% Yeast Extract, 0.002% KH 2 PO 4 , 0.001% MgSO 4 .7H 2 O) and swirl culture at 28 ° C.
The obtained mycelium culture solution is filtered to collect mycelia, and after adding a crude enzyme solution (20 mM Tris-HCl (pH 7.5), 1 mM DTT, 1 mM EDTA, 10% glycerol) and ultrasonically crushing it. The supernatant was collected by centrifugation. This supernatant was used as a crude enzyme solution for enzyme activity measurement.
In the enzyme activity measurement, EGCG was used as a substrate, and the amount of methylated product produced was used as an index. The composition of the enzyme reaction solution was 20 mM Tris-HCl (pH 7.5), 2.5 mM MgCl 2 , 0.25 mM EGCG, 0.5 mM SAM, and 50% crude enzyme solution, and a total volume of 3 ml was reacted at 37 ° C. for 16 hours. I let you.
After the reaction, 70 μl of 1N HCl and 5 ml of ethyl acetate were added to 3 ml of the enzyme reaction solution, and the mixture was stirred and centrifuged to recover the organic layer. The organic layer was dried with nitrogen, dissolved in 30% aqueous methanol containing 1% ascorbic acid, and measured using HPLC. The HPLC conditions are shown below.
Column: Wakopak Navi C18-5 (4.6 × 150 mm) and C18-5 (4.6 × 10 mm) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
Mobile phase A: a solution in which distilled water, acetonitrile, and phosphoric acid are mixed at 400: 10: 1 (v / v) Mobile phase B: a solution in which mobile phase A and methanol are mixed at 2: 1 (v / v) Gradient conditions : 20% solution B (2 minutes) → 80% solution B (25 minutes) → 80% solution B (10 minutes), linear concentration gradient Flow rate: 1 ml / min
Detection: UV280nm

その結果、エノキタケ培養菌糸体から抽出した粗酵素を用いた場合に、エピガロカテキン−3−O−(3−O−メチル)ガレート、エピガロカテキン−3−O−(4−O−メチル)ガレート、エピガロカテキン−3−O−(3,4−O−ジメチル)ガレート、エピガロカテキン−3−O−(3,5−O−ジメチル)ガレート、エピ(4−O−メチル)ガロカテキン−3−O−(3,5−O−ジメチル)ガレートの生成が確認された。なお、エピガロカテキン−3−O−(3,4−O−ジメチル)ガレート、エピガロカテキン−3−O−(3,5−O−ジメチル)ガレート、エピ(4−O−メチル)ガロカテキン−3−O−(3,5−O−ジメチル)ガレートに関しては、それらのピークを分取し、TOF−MS、NMRを用いて構造を確認した。また、粗酵素液を煮沸した後に酵素反応液に添加した場合や、酵素反応液にEGCGやSAMを添加しなかった場合には、これらのメチル化体の生成は認められなかった。
以上の結果から、エノキタケ培養菌糸体から抽出した粗酵素がメチルトランスフェラーゼ酵素活性を有することが確認された。
As a result, when the crude enzyme extracted from the enokitake mushroom mycelium was used, epigallocatechin-3-O- (3-O-methyl) gallate, epigallocatechin-3-O- (4-O-methyl) Galate, epigallocatechin-3-O- (3,4-O-dimethyl) gallate, epigallocatechin-3-O- (3,5-O-dimethyl) gallate, epi (4-O-methyl) gallocatechin- Formation of 3-O- (3,5-O-dimethyl) gallate was confirmed. In addition, epigallocatechin-3-O- (3,4-O-dimethyl) gallate, epigallocatechin-3-O- (3,5-O-dimethyl) gallate, epi (4-O-methyl) gallocatechin- Regarding 3-O- (3,5-O-dimethyl) gallate, the peaks were collected and the structure was confirmed using TOF-MS and NMR. In addition, when the crude enzyme solution was boiled and then added to the enzyme reaction solution, or when EGCG or SAM was not added to the enzyme reaction solution, formation of these methylated products was not observed.
From the above results, it was confirmed that the crude enzyme extracted from the enokitake mushroom culture mycelium has methyltransferase enzyme activity.

<各種エノキタケ酵素活性の確認>
エノキタケの採取地の違い等によるメチルトランスフェラーゼ酵素活性の有無を確認した。エノキタケの菌糸は、農業生物資源ジーンバンクより購入したものを使用し、Difco Potato Dextrose Ager培地上で25℃にて培養した。菌糸体の液体培養及び酵素活性測定は、上記<メチルトランスフェラーゼ酵素活性のスクリーニング>と同様にして行った。試験には、MAFF番号430204、430205、430206、430207、430209、435210、430212、430214、430224、435085、430211、430213、435121、440110、440111、及び440118を用いた。その結果、それぞれの菌糸によって酵素活性の強弱はあるものの、全ての菌糸において、メチルトランスフェラーゼ酵素活性を確認した。
<Confirmation of various enokitake enzyme activities>
The presence or absence of methyltransferase enzyme activity due to differences in the location of Enokitake was collected. As the mycelium of enokitake mushroom, one purchased from Agricultural Biological Resources Genebank was used and cultured at 25 ° C. on Difco Potato Dextrose Ager medium. The mycelial liquid culture and enzyme activity measurement were performed in the same manner as in the above <Screening of methyltransferase enzyme activity>. MAFF numbers 430204, 430205, 430206, 430207, 430209, 435210, 430212, 430214, 430224, 4308585, 430211, 430213, 435121, 440110, 440111, and 440118 were used for the test. As a result, the enzyme activity of methyltransferase was confirmed in all mycelia although each mycelium had strong and weak enzyme activity.

<エノキタケ由来メチルトランスフェラーゼの同定>
上記と同様にしてエノキタケ菌糸体を液体培養し、得られた菌糸体培養液をろ過して菌糸体を回収し、凍結乾燥した。凍結乾燥物約12gを乳鉢で破砕した後、粗酵素溶解液600mlに懸濁した。この懸濁物を超音波破砕した後、遠心分離(10,000rpm×10min、4℃)し、回収した上清を再度遠心分離(30,000rpm×30min、4℃)して上清を回収した。この上清に、60%飽和になるように硫酸アンモニウムを添加し、攪拌、遠心分離して上清を回収した。さらに、この回収した上清に、80%飽和になるように硫酸アンモニウムを添加し、攪拌、遠心分離して沈殿物を得た。得られた沈殿物を、粗酵素溶解液40mlに溶解した後、PD−10(GEヘルスケアバイオサイエンス社製)を用いて脱塩した。脱塩したサンプルは、トリス緩衝液(20mM Tris−HCl(pH7.5)、1mM DTT)で平衡化した陰イオン交換カラム(HiPrep 16/10 DEAE FF、GEヘルスケアバイオサイエンス社製)に吸着させ、上記トリス緩衝液で調整した0〜500mM NaCl溶液の直線濃度勾配を用いて溶出し、メチルトランスフェラーゼ酵素活性が確認されたフラクションを、活性画分として分取した。なお、メチルトランスフェラーゼ酵素活性の確認は、<メチルトランスフェラーゼ酵素活性のスクリーニング>と同様にして行った。
得られた活性画分を、限外ろ過カラムで脱塩、濃縮した後、上記トリス緩衝液で平衡化した陰イオン交換カラム(HiLoad 26/10 Q−sepharose HP、GEヘルスケアバイオサイエンス社製)に吸着させ、上記トリス緩衝液で調整した0〜500mM NaCl溶液の直線濃度勾配を用いて溶出し、活性画分を分取した。得られた活性画分を、限外ろ過カラムにて脱塩、濃縮し、再度同じ陰イオン交換カラムに吸着させ、分取画分を前条件より詳細にして活性画分を分取し、同様に限外ろ過カラムにて脱塩、濃縮を行った。
<Identification of Enokitake Methyltransferase>
The enokitake mycelium was liquid-cultured in the same manner as described above, and the mycelium culture solution obtained was filtered to recover the mycelium and freeze-dried. About 12 g of the lyophilized product was crushed in a mortar and then suspended in 600 ml of a crude enzyme solution. The suspension was sonicated, centrifuged (10,000 rpm × 10 min, 4 ° C.), and the collected supernatant was centrifuged again (30,000 rpm × 30 min, 4 ° C.) to recover the supernatant. . To this supernatant, ammonium sulfate was added so as to be 60% saturated, stirred and centrifuged, and the supernatant was collected. Furthermore, ammonium sulfate was added to the collected supernatant so as to be 80% saturation, and the mixture was stirred and centrifuged to obtain a precipitate. The obtained precipitate was dissolved in 40 ml of a crude enzyme solution, and then desalted using PD-10 (manufactured by GE Healthcare Bioscience). The desalted sample was adsorbed on an anion exchange column (HiPrep 16/10 DEAE FF, manufactured by GE Healthcare Bioscience) equilibrated with Tris buffer (20 mM Tris-HCl (pH 7.5), 1 mM DTT). The fraction in which methyltransferase enzyme activity was confirmed was eluted using a linear concentration gradient of 0-500 mM NaCl solution adjusted with the above Tris buffer, and fractionated as an active fraction. The methyltransferase enzyme activity was confirmed in the same manner as in <Screening of methyltransferase enzyme activity>.
The obtained active fraction was desalted and concentrated with an ultrafiltration column, and then an anion exchange column equilibrated with the above Tris buffer (HiLoad 26/10 Q-sepharose HP, manufactured by GE Healthcare Biosciences) The active fraction was fractionated by elution using a linear concentration gradient of 0-500 mM NaCl solution adjusted with the above Tris buffer. The obtained active fraction was desalted and concentrated with an ultrafiltration column, adsorbed again on the same anion exchange column, and the active fraction was fractionated with the preparative fraction more detailed than the previous conditions. The solution was desalted and concentrated using an ultrafiltration column.

得られた濃縮画分を、150mM NaClを含むトリス緩衝液(20mM Tris−HCl(pH7.5)、1mM DTT、150mM NaCl)で平衡化したゲルろ過カラム(HiLoad 16/60 Superdex 200 prep grade、GEヘルスケアバイオサイエンス社製)を用いて分画した。分取した各画分をSDS−PAGE電気泳動にかけ、得られたタンパク質染色像と、各画分のメチルトランスフェラーゼ酵素活性とを比較したところ、酵素活性と相関したバンドが、約24〜25kDaの位置に確認された。酵素活性が確認された画分を、さらに、上記トリス緩衝液で平衡化した陰イオン交換カラム(TSK−GEL BIOASSIST Q、東ソー社製)に吸着させ、上記トリス緩衝液で調整した0〜500mM NaCl溶液の直線濃度勾配を用いて溶出し、活性画分を分取した。活性画分を、再度SDS−PAGE電気泳動にかけた結果、約24〜25kDaの位置に再度特異的なバンドを確認した。この酵素タンパク質の内部配列を明らかにするために上記陰イオン交換カラム(HiLoad 26/10 Q−sepharose HP、GEヘルスケアバイオサイエンス社製)で精製したサンプルをSDS−PAGE電気泳動にかけ、バンドをゲルから回収した。
回収したバンドは、常法に従ってゲル内トリプシン消化処理を行い、LC/MS/MSを用いてタンパク質の内部配列を解析した。さらに、同じ活性画分を二次元電気泳動で電気泳動し(一次元目:pH3〜10の等電点分離、二次元目:4〜20%グラジエントのポリアクリルアミドゲル)、分子量約24〜25kDa、pH5付近のスポットをゲルから回収した。図3は、二次元電気泳動像である。図中、丸で囲んだスポットを、目的の酵素タンパク質として回収した。
この回収したスポットに対して常法に従ってゲル内トリプシン消化処理を行い、LC/MS/MSを用いて、スポットに存在しているタンパク質の内部配列の確認を行った。その結果、内部配列RVLEVGTLGGYSTTWLARA(配列番号3)及びTGGIIIVDNVVR(配列番号4)を得た。このアミノ酸配列をもとに、NCBIのデータベースによるホモロジー検索を行った結果、既知のO−メチルトランスフェラーゼの内部配列と高い相同性を有していた。
The concentrated fraction obtained was equilibrated with Tris buffer (20 mM Tris-HCl (pH 7.5), 1 mM DTT, 150 mM NaCl) containing 150 mM NaCl, and a gel filtration column (HiLoad 16/60 Superdex 200 prep grade, GE). Fractionation was performed using Healthcare Bioscience. When each fractionated fraction was subjected to SDS-PAGE electrophoresis and the obtained protein-stained image was compared with the methyltransferase enzyme activity of each fraction, a band correlated with the enzyme activity was located at a position of about 24 to 25 kDa. Was confirmed. The fraction in which the enzyme activity was confirmed was further adsorbed to an anion exchange column (TSK-GEL BIASSIST Q, manufactured by Tosoh Corporation) equilibrated with the above-described Tris buffer, and 0 to 500 mM NaCl adjusted with the above-described Tris buffer. The active fraction was fractionated by elution using a linear concentration gradient of the solution. As a result of subjecting the active fraction to SDS-PAGE electrophoresis again, a specific band was confirmed again at a position of about 24 to 25 kDa. In order to clarify the internal sequence of this enzyme protein, the sample purified by the above anion exchange column (HiLoad 26/10 Q-sepharose HP, manufactured by GE Healthcare Bioscience) was subjected to SDS-PAGE electrophoresis, and the band was gelled. Recovered from.
The recovered band was subjected to in-gel trypsin digestion according to a conventional method, and the internal sequence of the protein was analyzed using LC / MS / MS. Furthermore, the same active fraction was electrophoresed by two-dimensional electrophoresis (first dimension: isoelectric focusing at pH 3-10, second dimension: polyacrylamide gel with a 4-20% gradient), molecular weight of about 24-25 kDa, A spot near pH 5 was recovered from the gel. FIG. 3 is a two-dimensional electrophoresis image. In the figure, the circled spot was collected as the target enzyme protein.
The collected spot was digested with trypsin in gel according to a conventional method, and the internal sequence of the protein present in the spot was confirmed using LC / MS / MS. As a result, internal sequences RVLEVGTLGGYSTTTWARA (SEQ ID NO: 3) and TGGIIIVDNVVR (SEQ ID NO: 4) were obtained. As a result of homology search using NCBI database based on this amino acid sequence, it showed high homology with the internal sequence of known O-methyltransferase.

<エノキタケ由来メチルトランスフェラーゼ遺伝子の単離・同定>
上記内部配列の配列情報に基づいてディジェネレートプライマーを設計し、エノキタケから回収したtotal−RNAから、エノキタケ由来メチルトランスフェラーゼ遺伝子を単離・同定した。
具体的には、まず、エノキタケ培養菌糸体約1gを、乳鉢を用いて液体窒素下で破砕したものから、TRI Reagent(シグマ社製)を用いてtotal−RNAを回収した。得られたtotal−RNA約4μgから、サーモスクリプトRT−PCRシステム(インビトロジェン社製)を用いて、55℃、50分間反応させることによりcDNAを合成した。このcDNAを鋳型とし、上記内部配列の配列情報に基づいて設計されたディジェネレートプライマー(FVOMT−F及びFVOMT−R)を用いてPCRを行い、エノキタケ由来メチルトランスフェラーゼ遺伝子の単離を行った。設計されたディジェネレートプライマーの塩基配列及びPCR条件を下記に記す。なお、塩基配列中、Sはグアニン又はシトシンを、Mはアデニン又はシトシンを、Yはチミン又はシトシンを、Dはアデニン、グアニン、又はチミンを、Kはグアニン又はチミンを、Vはアデニン、グアニン、又はシトシンを、Rはグアニン又はアデニンを、それぞれ示す。FVOMT−F:GAGGTSGGMACYYTDGGMGGSTAFVOMT−R:GCKSACVACRTTRTCMAC PCR条件:94℃,5min→(94℃,1min→55℃,1min→72℃,1min)×40cycles→72℃,7min
<Isolation and Identification of Enokitake Methyltransferase Gene>
A degenerate primer was designed based on the sequence information of the internal sequence, and a methyltransferase gene derived from Enokitake was isolated and identified from total-RNA recovered from Enokitake.
Specifically, first, total RNA was recovered from about 1 g of enokitake mushroom mycelium crushed under liquid nitrogen using a mortar using TRI Reagent (manufactured by Sigma). From about 4 μg of the obtained total-RNA, cDNA was synthesized by reacting at 55 ° C. for 50 minutes using a thermoscript RT-PCR system (manufactured by Invitrogen). Using this cDNA as a template, PCR was performed using degenerate primers (FVOMT-F and FVOMT-R) designed based on the sequence information of the internal sequence, and the Enokitake mushroom-derived methyltransferase gene was isolated. The nucleotide sequence of the designed degenerate primer and the PCR conditions are described below. In the nucleotide sequence, S is guanine or cytosine, M is adenine or cytosine, Y is thymine or cytosine, D is adenine, guanine, or thymine, K is guanine or thymine, V is adenine, guanine, Or cytosine, and R represents guanine or adenine, respectively. FVOMT-F: GAGGTSGGMACYYTDGGMGGGSTAFVOMT-R: GCKSACVACRTTRTCMAC PCR conditions: 94 ° C., 5 min → (94 ° C., 1 min → 55 ° C., 1 min → 72 ° C., 1 min) × 40 cycles → 72 ° C., 7 min

PCR産物をアガロースゲル電気泳動にかけた結果、約400bpの増幅バンドが確認された。アガロースゲルから当該バンドを切り出し、QIAquick Gel Extraction Kit(キアゲン社製)を用いてPCR産物を回収し、pGEM−Tベクター(プロメガ社製)へクローニングした後、大腸菌JM−109株(タカラ社製)へ形質転換した。得られた形質転換体を、LB培地にて37℃で終夜振とう培養し、得られた培養物からQIAprep Spin Miniprep Kit(キアゲン社製)を用いてプラスミドを抽出した。抽出されたプラスミドのインサートの塩基配列を、Big Dye Terminator v3.1 Cycle Sequencing Kit(アプライドバイオシステムズ社製)及びABI PRISM 3100−AVANT Genetic Analyzer(アプライドバイオシステムズ社製)により確認した。   As a result of subjecting the PCR product to agarose gel electrophoresis, an amplification band of about 400 bp was confirmed. The band was cut out from the agarose gel, and the PCR product was collected using QIAquick Gel Extraction Kit (Qiagen) and cloned into the pGEM-T vector (Promega), and then Escherichia coli JM-109 (Takara). Transformed into The obtained transformant was cultured with shaking in LB medium at 37 ° C. overnight, and a plasmid was extracted from the obtained culture using QIAprep Spin Miniprep Kit (manufactured by Qiagen). The base sequence of the extracted plasmid insert was confirmed by Big Dye Terminator v3.1 Cycle Sequencing Kit (Applied Biosystems) and ABI PRISM 3100-AVANT Genetic Analyzer (Applied Biosystems).

確認された遺伝子の部分塩基配列をもとに、特異的プライマー(FVOMT−5’GSP1、FVOMT−5’GSP2、FVOMT−3’GSP1、FVOMT−3’GSP2)を設計し、5’側と3’側の全長を取得するためにRACE−PCR法を行った。設計した特異的プライマーの塩基配列を下記に示す。FVOMT−5’GSP1:AGCCTCTTAGCCTCAACAAAGTAFVOMT−5’GSP2:TCTTCGAGCTCGAAGGTGATFVOMT−3’GSP1:ATCACCTTCGAGCTCGAAGAFVOMT−3’GSP2:TACTTTGTTGAGGCTAAGAGGCT   Based on the confirmed partial base sequence of the gene, specific primers (FVOMT-5′GSP1, FVOMT-5′GSP2, FVOMT-3′GSP1, FVOMT-3′GSP2) are designed, and 5 ′ and 3 The RACE-PCR method was performed to obtain the full length on the 'side. The nucleotide sequence of the designed specific primer is shown below. FVOMT-5'GSP1: AGCCCTCTTAGCCCTCAACAAAGTAFVOMT-5'GSP2: TCTTCGGATCTCGAAGGTGATFVOMT-3'GSP1: ATCACTTCTGAGCTCGAAGAFVOMT-3'GSP2: TACTTTGTTGAGGCTATAGAGCT

5’RACE−PCRは、まず、単離したtotal−RNA2.5μgから、FVOMT−5’GSP1プライマーを用い、サーモスクリプトRT−PCRシステム(インビトロジェン社製)を用いて、55℃、50分間反応させてcDNAを合成した。次いで、得られたcDNAから、5’RACE System for Rapid Amplification of cDNA Ends,Version 2.0(インビトロジェン社製)を用い、FVOMT−5’GSP1プライマー及びFVOMT−5’GSP2プライマーを用いて5’側の単離を行い、塩基配列を確認した。
同様に、3’RACE−PCRは、サーモスクリプトRT−PCRシステム(インビトロジェン社製)を用いてcDNAを合成し、3’RACE System for Rapid Amplification of cDNA Ends,Version 2.0(インビトロジェン社製)を用いて、得られたcDNAからFVOMT−3’GSP1プライマー及びFVOMT−3’GSP2プライマーを用いて3’側の単離を行い、塩基配列を確認した。
確認された5’末端及び3’末端の塩基配列に基づき、下記に示すFVOMT−5’NdeIプライマー及びFVOMT−3’BamHIプライマーを設計し、RT−PCRを行った。得られたPCR産物をアガロースゲル電気泳動し、増幅バンドを回収した。回収したPCR産物をpGEM−Tベクターへクローニングし、大腸菌JM109株へ形質転換後、インサートの塩基配列を確認した。その結果、エノキタケ由来メチルトランスフェラーゼ酵素の全遺伝子を単離するにいたった。同定されたエノキタケ由来メチルトランスフェラーゼ遺伝子の塩基配列は、配列番号1で表される塩基配列であり、配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードしている。FVOMT−5’NdeI:TACATATGTCCAACCCGACAAGCATACTFVOMT−3’BamHI:TAGGATCCAAGTTTGATAGCGTACAAGAATCC
In 5′RACE-PCR, first, 2.5 μg of isolated total-RNA was reacted at 55 ° C. for 50 minutes using FVOMT-5′GSP1 primer and using Thermoscript RT-PCR system (manufactured by Invitrogen). CDNA was synthesized. Subsequently, from the obtained cDNA, 5′RACE System for Rapid Amplification of cDNA Ends, Version 2.0 (manufactured by Invitrogen) was used, and the FVOMT-5′GSP1 primer and the FVOMT-5′GSP2 primer were used on the 5 ′ side. Was isolated and the base sequence was confirmed.
Similarly, 3′RACE-PCR is performed by synthesizing cDNA using a thermoscript RT-PCR system (manufactured by Invitrogen), and 3′RACE System for Rapid Amplification of cDNA Ends, Version 2.0 (manufactured by Invitrogen). Using the obtained cDNA, 3′-side isolation was performed using the FVOMT-3′GSP1 primer and the FVOMT-3′GSP2 primer, and the nucleotide sequence was confirmed.
Based on the confirmed 5′-end and 3′-end base sequences, the following FVOMT-5′NdeI primer and FVOMT-3′BamHI primer were designed and RT-PCR was performed. The obtained PCR product was subjected to agarose gel electrophoresis, and the amplified band was recovered. The collected PCR product was cloned into the pGEM-T vector and transformed into Escherichia coli JM109 strain, and then the base sequence of the insert was confirmed. As a result, the entire gene of Enokitake mushroom methyltransferase enzyme was isolated. The base sequence of the identified enokitake mushroom-derived methyltransferase gene is the base sequence represented by SEQ ID NO: 1 and encodes a polypeptide consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2. FVOMT-5′NdeI: TACATATGTCCAACCCCGACAAGCATACTFVOMT-3′BamHI: TAGGATCCAAGTTTGATAGGCGTACAAGAATCC

[実施例2]<組換えエノキタケ由来メチルトランスフェラーゼ酵素の製造>
実施例1で単離されたエノキタケ由来メチルトランスフェラーゼ遺伝子を組み込んだ組換え発現ベクターを作製し、この組換え発現ベクターを大腸菌に導入して、大腸菌内で発現させたエノキタケ由来メチルトランスフェラーゼ酵素を回収した。
具体的には、まず、実施例1で作製したエノキタケ由来メチルトランスフェラーゼ遺伝子含有pGEM−Tベクターから、制限酵素NdeIとBamHIで切断し、アガロース電気泳動により、インサートを回収した。このインサートを、pET28a(+)ベクター(ノバジェン社製)のNdeI、BamHIサイトへクローニングすることにより、組換え発現ベクターを作製した。この組換え発現ベクターを大腸菌BL21(DE3)株(ストラタジーン社製)へ導入することにより、当該組換え発現ベクターを含む形質転換体を得た。
得られた形質転換体をLB培地にて37℃で終夜振とう培養した後、その一部を再度新しいLB培地へ添加して培養した。O.D.600=0.6付近となるように培養した後、IPTGを最終濃度1mMになるように添加し、さらに28℃で振とう培養して、ヒスチジンタグ付酵素タンパク質の発現誘導を行った。発現誘導した大腸菌を遠心分離し、沈殿物を上記トリス緩衝液に懸濁した。この大腸菌懸濁液を超音波破砕し、再度遠心分離した。得られた上清(ライセート)を、12%SDS−PAGEにて電気泳動した結果、IPTG誘導前の大腸菌を同様に処理して電気泳動した場合と比較して、約29kDa付近に、IPTG処理により発現が誘導されたタンパク質のバンドを確認した。
図4は、IPTG処理前の大腸菌のライセート(レーン1)、IPTG処理後の大腸菌のライセート(レーン2)、IPTG処理後の大腸菌のライセートからヒスチジンタグを用いて得られた精製物(レーン3)のSDS−PAGE電気泳動像である。図中、「M」は分子量マーカーを流したレーンである。図中の矢印の位置のバンド(約29kDa)を画像解析し、タンパク質量を数値化して比較した。画像解析には、Photoshop(アドビシステムズ社製)及びScion Image(Scion Corporation社製)ソフトウェアを使用した。その結果、この約29kDaのタンパク質量は、IPTG処理前を0%とした場合、IPTG処理後で8.4%、処理後の精製物で25.1%であり、当該タンパク質が、IPTG処理により発現が誘導されたヒスチジンタグを有するタンパク質であることが確認された。
pET28a(+)ベクターのNdeI、BamHIサイトへクローニングした場合、約5kDaのベクター由来発現タンパク質(ヒスチジンタグを含む)が付加される。また、配列番号2のアミノ酸配列から算出された本酵素タンパク質の理論分子量は、24.7kDaである。つまり、図4の矢印で示した約29kDaのタンパク質は、組換え発現ベクターにより導入したアミノ酸配列から得られる推定分子量と一致し、ヒスチジンタグ付きエノキタケ由来メチルトランスフェラーゼ酵素であることが分かった。
[Example 2] <Production of recombinant enokitake-derived methyltransferase enzyme>
A recombinant expression vector incorporating the enokitake mushroom-derived methyltransferase gene isolated in Example 1 was prepared, this recombinant expression vector was introduced into E. coli, and the enokitake mushroom-derived methyltransferase enzyme expressed in E. coli was recovered. .
Specifically, first, the enokitake mushroom-derived methyltransferase gene-containing pGEM-T vector prepared in Example 1 was cleaved with restriction enzymes NdeI and BamHI, and the insert was recovered by agarose electrophoresis. A recombinant expression vector was prepared by cloning this insert into the NdeI and BamHI sites of the pET28a (+) vector (Novagen). This recombinant expression vector was introduced into Escherichia coli BL21 (DE3) strain (Stratagene) to obtain a transformant containing the recombinant expression vector.
The obtained transformant was cultured with shaking in an LB medium at 37 ° C. overnight, and a part thereof was added again to a new LB medium and cultured. O. D. After culturing so that 600 = 0.6, IPTG was added to a final concentration of 1 mM, and further cultured with shaking at 28 ° C. to induce expression of histidine-tagged enzyme protein. The expression-induced E. coli was centrifuged, and the precipitate was suspended in the above Tris buffer. This E. coli suspension was sonicated and centrifuged again. The obtained supernatant (lysate) was electrophoresed with 12% SDS-PAGE. As a result, compared to the case where E. coli before IPTG induction was treated in the same manner and electrophoresed, about 29 kDa was obtained by IPTG treatment. Protein bands in which expression was induced were confirmed.
FIG. 4 shows lysate of E. coli before IPTG treatment (lane 1), lysate of E. coli after IPTG treatment (lane 2), and purified product obtained from lysate of E. coli after IPTG treatment using histidine tag (lane 3). It is an SDS-PAGE electrophoresis image of. In the figure, “M” is a lane in which a molecular weight marker is passed. The band (about 29 kDa) at the position of the arrow in the figure was subjected to image analysis, and the amount of protein was quantified and compared. For the image analysis, Photoshop (manufactured by Adobe Systems) and Scion Image (manufactured by Scion Corporation) software were used. As a result, the amount of the protein of about 29 kDa is 8.4% after IPTG treatment and 25.1% in the purified product after treatment when IPTG treatment is 0%. The protein was confirmed to have a histidine tag whose expression was induced.
When cloned into the NdeI and BamHI sites of the pET28a (+) vector, a vector-derived expressed protein (including a histidine tag) of about 5 kDa is added. The theoretical molecular weight of the enzyme protein calculated from the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 is 24.7 kDa. That is, it was found that the protein of about 29 kDa indicated by the arrow in FIG. 4 matches the estimated molecular weight obtained from the amino acid sequence introduced by the recombinant expression vector, and is a histidine-tagged enokitake mushroom-derived methyltransferase enzyme.

[実施例3]<組換えエノキタケ由来メチルトランスフェラーゼ酵素の酵素活性>
実施例2で得られたIPTG処理後の大腸菌のライセートを、エノキタケ由来メチルトランスフェラーゼ酵素の組換え酵素の粗酵素液とし、この粗酵素液のメチルトランスフェラーゼ酵素活性を調べた。
具体的には、20mM Tris−HCl(pH7.5)、2.5mM MgCl、0.25mM EGCG、0.5mM SAM、及び50% 粗酵素液となるように、酵素反応液3mlを調製し、この酵素反応液を37℃、16時間インキュベートし、反応させた。反応後の酵素反応液を、実施例1の<メチルトランスフェラーゼ酵素活性のスクリーニング>と同様に処理して分析した結果、エピガロカテキン−3−O−(3−O−メチル)ガレート、エピガロカテキン−3−O−(4−O−メチル)ガレート、エピガロカテキン−3−O−(3,4−O−ジメチル)ガレート、エピガロカテキン−3−O−(3,5−O−ジメチル)ガレート、エピ(4−O−メチル)ガロカテキン−3−O−(3,5−O−ジメチル)ガレートの生成が確認できた。
これらの結果から、実施例2において大腸菌内で発現させた組換え酵素が、メチルトランスフェラーゼ酵素活性を有していることが確認された。
[Example 3] <Enzyme activity of a recombinant enokitake mushroom-derived methyltransferase enzyme>
The IPTG-treated Escherichia coli lysate obtained in Example 2 was used as a crude enzyme solution of the enokitake mushroom-derived methyltransferase enzyme, and the methyltransferase enzyme activity of this crude enzyme solution was examined.
Specifically, 3 ml of an enzyme reaction solution was prepared so as to be 20 mM Tris-HCl (pH 7.5), 2.5 mM MgCl 2 , 0.25 mM EGCG, 0.5 mM SAM, and 50% crude enzyme solution, This enzyme reaction solution was incubated at 37 ° C. for 16 hours to be reacted. The enzyme reaction solution after the reaction was treated and analyzed in the same manner as in <Screening of methyltransferase enzyme activity> in Example 1, and as a result, epigallocatechin-3-O- (3-O-methyl) gallate, epigallocatechin -3-O- (4-O-methyl) gallate, epigallocatechin-3-O- (3,4-O-dimethyl) gallate, epigallocatechin-3-O- (3,5-O-dimethyl) Formation of gallate and epi (4-O-methyl) gallocatechin-3-O- (3,5-O-dimethyl) gallate could be confirmed.
From these results, it was confirmed that the recombinant enzyme expressed in Escherichia coli in Example 2 had methyltransferase enzyme activity.

[実施例4]<菌糸体抽出粗酵素液を用いたメチル化体の製造>
実施例1と同様にして、エノキタケ菌糸体培養液の菌糸体から抽出し、得られた抽出物の60%〜80%硫酸アンモニウム画分を脱塩処理したものを、エノキタケ由来メチルトランスフェラーゼ酵素の天然型酵素の粗酵素液とした。
具体的には、まず、エノキタケ菌糸体培養液をろ過して菌糸体を回収し、凍結乾燥した。得られた凍結乾燥物を乳鉢にて破砕した後、上記粗酵素溶解液に懸濁して、超音波破砕し、遠心分離して上清を回収した。この上清に、60%飽和になるように硫酸アンモニウムを添加し、攪拌、遠心分離して上清を回収した。さらに、この回収した上清に、80%飽和になるように硫酸アンモニウムを添加し、攪拌、遠心分離して沈殿物を得た。得られた沈殿物を、粗酵素溶解液に溶解した後、PD−10(GEヘルスケアバイオサイエンス社製)を用いて脱塩した。この脱塩サンプルを、エノキタケ由来メチルトランスフェラーゼ酵素の天然型酵素の粗酵素液とした。
得られた粗酵素液の各種基質に対するメチルトランスフェラーゼ活性を確認した。酵素反応液の組成は、20mM Tris−HCl(pH7.5)、2.5mM MgCl、0.05mM 基質、0.5mM SAM、0.04% アスコルビン酸、及び粗酵素液(全量3mlに対して0.25ml)とし、全量3mlを37℃、6時間反応させた。基質には、エピカテキン−3−O−ガレート(ECG)、カテキンガレート(CG)、ガロカテキン−3−O−ガレート(GCG)、カフェ酸、クロロゲン酸、エラグ酸、ブテイン、スルフレチン、ルテオリン、ミリセチン、又はロスマリン酸を、それぞれ用いた。
反応後の酵素反応液を、実施例1<メチルトランスフェラーゼ酵素活性のスクリーニング>と同様に処理して、当該酵素反応液中のメチル化体を、下記の条件でLC−MSを用いて分析した。標品と比較分析が可能なものについては同定も行った。HPLC条件及びMS条件を以下に示す。
・HPLC条件
カラム:Inertsil ODS−3、2.1×150mm(GLサイエンス社製)
移動相A:0.1(v/v)%ギ酸水溶液
移動相B:0.1(v/v)%ギ酸を含むアセトニトリル
グラジエント条件(i):8%B液(20分間)→25%B液(88分間)
グラジエント条件(ii):8%B液(10分間)→50%B液(31分間)
流速:0.2ml/min
検出:UV280nm
・MS条件
検出器:API3000(アプライドバイオシステムズ社製)
イオン源:ESI(ネガティブ)
カーテンガス:10
ネブライザーガス:14
ターボガス:6l/min
イオンスプレー電圧:−4000V
イオンスプレー温度:500度
コーン電圧:−41V
[Example 4] <Production of methylated product using crude enzyme solution extracted from mycelium>
Extracted from the mycelium of the enokitake mycelium culture solution in the same manner as in Example 1, and the 60% to 80% ammonium sulfate fraction of the resulting extract was desalted, and the natural form of enokitake mushroom-derived methyltransferase enzyme A crude enzyme solution of the enzyme was used.
Specifically, first, the enokitake mycelium culture solution was filtered to recover the mycelium and lyophilized. The obtained lyophilized product was crushed in a mortar, suspended in the crude enzyme solution, sonicated, and centrifuged to collect the supernatant. To this supernatant, ammonium sulfate was added so as to be 60% saturated, stirred and centrifuged, and the supernatant was collected. Furthermore, ammonium sulfate was added to the collected supernatant so as to be 80% saturation, and the mixture was stirred and centrifuged to obtain a precipitate. The obtained precipitate was dissolved in a crude enzyme solution, and then desalted using PD-10 (manufactured by GE Healthcare Bioscience). This desalted sample was used as a crude enzyme solution of a natural enzyme of enokitake mushroom-derived methyltransferase enzyme.
The methyltransferase activity for various substrates of the obtained crude enzyme solution was confirmed. The composition of the enzyme reaction solution was 20 mM Tris-HCl (pH 7.5), 2.5 mM MgCl 2 , 0.05 mM substrate, 0.5 mM SAM, 0.04% ascorbic acid, and crude enzyme solution (for a total volume of 3 ml). 0.25 ml), and a total of 3 ml was reacted at 37 ° C. for 6 hours. Substrates include epicatechin-3-O-gallate (ECG), catechin gallate (CG), gallocatechin-3-O-gallate (GCG), caffeic acid, chlorogenic acid, ellagic acid, butein, sulfretin, luteolin, myricetin, Alternatively, rosmarinic acid was used.
The enzyme reaction solution after the reaction was treated in the same manner as in Example 1 <Screening for methyltransferase enzyme activity>, and the methylated product in the enzyme reaction solution was analyzed using LC-MS under the following conditions. Identifications were also made for samples that could be compared with the standard. The HPLC conditions and MS conditions are shown below.
HPLC conditions Column: Inertsil ODS-3, 2.1 × 150 mm (manufactured by GL Science)
Mobile phase A: 0.1 (v / v)% formic acid aqueous solution Mobile phase B: acetonitrile containing 0.1 (v / v)% formic acid Gradient condition (i): 8% solution B (20 minutes) → 25% B Liquid (88 minutes)
Gradient condition (ii): 8% solution B (10 minutes) → 50% solution B (31 minutes)
Flow rate: 0.2 ml / min
Detection: UV280nm
MS condition detector: API3000 (Applied Biosystems)
Ion source: ESI (negative)
Curtain gas: 10
Nebulizer gas: 14
Turbo gas: 6 l / min
Ion spray voltage: -4000V
Ion spray temperature: 500 degrees Cone voltage: -41V

LC−MS分析の結果を表1に示す。この結果、用いた全ての基質に対して、メチル化体の生成が確認された。これらの結果から、本発明の酵素は、水酸基を有する各種化合物を基質とし、メチル基を修飾することが可能であることが明らかとなった。
また、ECGのように、化合物中に複数の水酸基を有する化合物の中には、複数種類のメチル化体の生成が確認され、かつ、ジメチル化体も確認された。この結果から、本発明の酵素は、基質の化合物中の複数の水酸基のそれぞれを独立にメチル化可能であることも確認された。
The results of LC-MS analysis are shown in Table 1. As a result, the formation of methylated products was confirmed for all the substrates used. From these results, it was revealed that the enzyme of the present invention can modify a methyl group using various compounds having a hydroxyl group as a substrate.
Moreover, in the compound having a plurality of hydroxyl groups in the compound like ECG, the generation of a plurality of types of methylated products was confirmed, and the dimethylated product was also confirmed. From these results, it was also confirmed that the enzyme of the present invention can independently methylate each of a plurality of hydroxyl groups in a substrate compound.

[実施例5]<反応時間の検討>
実施例4で用いたエノキタケ由来メチルトランスフェラーゼ酵素の天然型酵素の粗酵素液(以下、天然型酵素)と、実施例2で用いたエノキタケ由来メチルトランスフェラーゼ酵素のヒスチジンタグ精製した組換え酵素液(以下、組換え酵素)とを用いて、酵素反応の反応時間を検討した。
酵素反応液の組成は、20mM リン酸緩衝液(pH7.0)、2.5mM MgCl、0.05mM EGCG、0.5mM SAM、0.04% アスコルビン酸、及び各粗酵素液(全量30mlに対して2.5ml)とし、全量30mlを37℃で反応させた。反応開始から5分、10分、15分、20分、25分、30分、35分、40分、45分、50分、55分、60分、2時間、 4時間、6時間、8時間、24時間後に、酵素反応液を1mlずつ分取した。これらの酵素反応液を、実施例1<メチルトランスフェラーゼ酵素活性のスクリーニング>と同様に処理して、当該酵素反応液中のメチル化体を、下記のHPLC条件で分析した。
カラム:Inertsil ODS−3、2.1×150mm(GLサイエンス社製)
移動相A:0.1(v/v)%ギ酸水溶液
移動相B:0.1(v/v)%ギ酸を含むアセトニトリル
グラジエント条件:10%B液(10分間)→16%B液(50分間)
流速:0.2ml/min
検出:UV280nm
各反応時間後に分取した酵素反応液中のEGCGメチル化体濃度を図5A及び図5Bに示す。図5Aが天然型酵素の結果であり、図5Bが組換え酵素の結果である。この結果、天然型酵素では反応開始8時間後で、組換え酵素では20分後で、EGCGメチル化体の生成が最も高い値を示した。
[Example 5] <Examination of reaction time>
A crude enzyme solution of a natural enzyme of enokitake mushroom-derived methyltransferase used in Example 4 (hereinafter referred to as a natural enzyme) and a recombinant enzyme solution purified with a histidine tag of an enokitake mushroom-derived methyltransferase enzyme used in Example 2 (hereinafter referred to as “enzyme mushroom-derived methyltransferase”). , The reaction time of the enzyme reaction was examined.
The composition of the enzyme reaction solution was 20 mM phosphate buffer (pH 7.0), 2.5 mM MgCl 2 , 0.05 mM EGCG, 0.5 mM SAM, 0.04% ascorbic acid, and each crude enzyme solution (total volume 30 ml). 2.5 ml), and a total volume of 30 ml was reacted at 37 ° C. 5 minutes, 10 minutes, 15 minutes, 20 minutes, 25 minutes, 30 minutes, 35 minutes, 40 minutes, 45 minutes, 50 minutes, 55 minutes, 60 minutes, 2 hours, 4 hours, 6 hours, 8 hours from the start of the reaction After 24 hours, 1 ml of the enzyme reaction solution was collected. These enzyme reaction solutions were treated in the same manner as in Example 1 <Screening of methyltransferase enzyme activity>, and methylated products in the enzyme reaction solution were analyzed under the following HPLC conditions.
Column: Inertsil ODS-3, 2.1 × 150 mm (manufactured by GL Science)
Mobile phase A: 0.1 (v / v)% formic acid aqueous solution Mobile phase B: acetonitrile containing 0.1 (v / v)% formic acid Gradient condition: 10% solution B (10 minutes) → 16% solution B (50 Minutes)
Flow rate: 0.2 ml / min
Detection: UV280nm
The concentration of EGCG methylated product in the enzyme reaction solution collected after each reaction time is shown in FIGS. 5A and 5B. FIG. 5A shows the result of the natural enzyme, and FIG. 5B shows the result of the recombinant enzyme. As a result, the production of EGCG methylated product showed the highest value 8 hours after the start of the reaction with the natural enzyme and 20 minutes after the recombinant enzyme.

[実施例6]<最適pHの検討>
実施例5において用いた天然型酵素及び組換え酵素の酵素反応における最適pHを調べた。
酵素反応液の組成は、20mMの各種緩衝液に、2.5mM MgCl、0.05mM EGCG、0.5mM SAM、0.04% アスコルビン酸、及び各粗酵素液(全量3mlに対して0.25ml)となるように添加して調製した。用いた緩衝液は、酢酸緩衝液(pH3.0〜5.5)、リン酸緩衝液(pH6.0〜7.0)、及びTris−HCl(pH7.5〜10)である。調製した酵素反応溶液の全量3mlを、37℃で反応させた。反応時間は、天然型酵素で6時間、組換え酵素で10分間とした。これらの酵素反応液を、実施例1<メチルトランスフェラーゼ酵素活性のスクリーニング>と同様に処理して、当該酵素反応液中のメチル化体を分析した。
各pHの酵素反応液中のEGCGメチル化体濃度を図6に示す。この結果、天然型酵素ではpH6.5〜8.5で、組換え酵素ではpH6以上で、EGCGメチル化体の生成が確認された。
[Example 6] <Examination of optimum pH>
The optimum pH in the enzyme reaction of the natural enzyme and the recombinant enzyme used in Example 5 was examined.
The composition of the enzyme reaction solution was as follows: 20 mM various buffers, 2.5 mM MgCl 2 , 0.05 mM EGCG, 0.5 mM SAM, 0.04% ascorbic acid, and each crude enzyme solution (0. 25 ml). The buffers used were acetate buffer (pH 3.0 to 5.5), phosphate buffer (pH 6.0 to 7.0), and Tris-HCl (pH 7.5 to 10). A total amount of 3 ml of the prepared enzyme reaction solution was reacted at 37 ° C. The reaction time was 6 hours for the natural enzyme and 10 minutes for the recombinant enzyme. These enzyme reaction solutions were treated in the same manner as in Example 1 <Screening of methyltransferase enzyme activity>, and methylated products in the enzyme reaction solution were analyzed.
FIG. 6 shows the EGCG methylated product concentration in the enzyme reaction solution at each pH. As a result, the production of EGCG methylated product was confirmed at pH 6.5 to 8.5 for the natural enzyme and at pH 6 or more for the recombinant enzyme.

[実施例7]<最適温度の検討>
実施例5で用いた天然型酵素及び組換え酵素の酵素反応における最適温度を調べた。
酵素反応液の組成は、20mM リン酸緩衝液(pH7.0)、2.5mM MgCl、0.05mM EGCG、0.5mM SAM、0.04% アスコルビン酸、及び各粗酵素液(全量3mlに対して0.25ml)とし、全量3mlを、4、10、20、30、37、42、50、又は60℃で、それぞれ反応させた。反応時間は、天然型酵素で6時間、組換え酵素で10分間とした。これらの酵素反応液を、実施例1<メチルトランスフェラーゼ酵素活性のスクリーニング>と同様に処理して、当該酵素反応液中のメチル化体を分析した。
各温度における酵素反応液中のEGCGメチル化体濃度を図7に示す。この結果、天然型酵素では10〜50℃において、組換え酵素では行った全ての温度において、EGCGメチル化体の合成が確認された。中でも、30〜42℃で、両酵素のいずれにおいても良好な酵素活性が確認された。
[Example 7] <Examination of optimum temperature>
The optimum temperature in the enzyme reaction of the natural enzyme and the recombinant enzyme used in Example 5 was examined.
The composition of the enzyme reaction solution was 20 mM phosphate buffer (pH 7.0), 2.5 mM MgCl 2 , 0.05 mM EGCG, 0.5 mM SAM, 0.04% ascorbic acid, and each crude enzyme solution (total volume 3 ml 0.25 ml), and a total volume of 3 ml was reacted at 4, 10, 20, 30, 37, 42, 50, or 60 ° C., respectively. The reaction time was 6 hours for the natural enzyme and 10 minutes for the recombinant enzyme. These enzyme reaction solutions were treated in the same manner as in Example 1 <Screening of methyltransferase enzyme activity>, and methylated products in the enzyme reaction solution were analyzed.
FIG. 7 shows the concentration of EGCG methylated product in the enzyme reaction solution at each temperature. As a result, synthesis of EGCG methylated product was confirmed at 10 to 50 ° C. with the natural enzyme and at all temperatures performed with the recombinant enzyme. Among them, good enzyme activity was confirmed at 30 to 42 ° C. for both enzymes.

[実施例8]<天然型酵素(菌糸体抽出粗酵素液)を用いたメチル化体含有緑茶の製造>
実施例5で用いた天然型酵素を用いて、緑茶抽出物に対するメチルトランスフェラーゼ活性を確認した。
酵素反応液の組成は、20mM Tris−HCl(pH7.5)、2.5mM MgCl、0.01% 緑茶抽出物、0.5mM SAM、0.04% アスコルビン酸、及び各粗酵素液(全量3mlに対して0.25ml)とし、全量3mlを、37℃で6時間反応させた。なお、緑茶抽出物は、緑茶エキス粉末(上海宇維生物科技発展有限公司)を50%ジメチルスルホキシド水溶液に溶解したものを用いた。これらの酵素反応液を、実施例1<メチルトランスフェラーゼ酵素活性のスクリーニング>と同様に処理して、当該酵素反応液から抽出された酢酸エチル抽出物に含まれる緑茶カテキン類の組成を分析した。ブランクとして、粗酵素液に代えて水を添加した反応液を同様に処理し、緑茶カテキン類の組成を分析した。
図8は、天然型酵素処理したものとブランクの、緑茶カテキン類の組成を示した図である。なお、EGCはエピガロカテキンの略である。この結果、ブランクにはほとんど含まれていないEGCG3”Me及びECG3”Meの組成比が増大しており、本発明の酵素により、緑茶抽出物中のメチル化カテキン含量を増やすことが可能であることが明らかとなった。
[実施例9]
<組換えエノキタケ由来メチルトランスフェラーゼ酵素を用いたメチル化体の製造>
実施例2において製造した組換え酵素を用いて、各種基質に対するメチルトランスフェラーゼ活性を確認した。
酵素反応液の組成は、20mM リン酸緩衝液(pH6.5)、2.5mM MgCl、0.05mM 基質、0.5mM SAM、0.04% アスコルビン酸、及び酵素液(全量3mlに対して0.1ml)とし、全量3mlを37℃で、30分間反応させた。基質には、エピカテキン−3−O−ガレート(ECG)、カテキンガレート(CG)、ガロカテキン−3−O−ガレート(GCG)、エピカテキン(EC)、カテキン(C)、エピガロカテキン(EGC)、ガロカテキン(GC)、クロマニン、デルフィニジン、デルフィニジン3−O−グルコシド、プロシアニジンB2(PB2)、カフェ酸、クロロゲン酸、ロスマリン酸、カフェ酸フェネチルエステル、没食子酸、エラグ酸、ストリクチニン、ケルセチン、イソクエルシトリン、ルチン、ミリセチン、ブテイン、スルフレチン、ルテオリン、エリオジクチオールを用いた。
反応後、酵素反応液3mlに、1N HCl 70μl及び酢酸エチル5mlを加えて攪拌し、遠心分離して酵素を含む中間層を除き、有機層、又は水層を回収した。有機層は窒素で乾固した後、1%アスコルビン酸含有50%DMSO水溶液に、水層は凍結乾燥した後、1%アスコルビン酸水溶液に溶解し、下記の条件でLC−MSを用いて分析した。HPLC条件及びMS条件を以下に示す。
・HPLC条件
カラム:Inertsil ODS−3、2.1×150mm(GLサイエンス社製)
移動相A:0.1(v/v)%ギ酸水溶液
移動相B:0.1(v/v)%ギ酸を含むアセトニトリル
グラジエント条件(i):
8%B液(10分間)→50%B液(21分間)→50%B液(30分間)
流速:0.2ml/min
検出:UV280nm
・MS条件
検出器:QSTAR ELITE(アプライドバイオシステムズ社製)
イオン源:ESI ネガティブ(※アントシアニンのみポジティブで測定)
カーテンガス:30
イオンソースガス1:50
イオンソースガス2:50
イオンスプレー電圧:−4500V(+5500V)
イオンスプレー温度:450℃
デクラスタリングポテンシャル:−30V(+30V)
フォーカスポテンシャル:−250(250V)
デクラスタリングポテンシャル:−15V(+15V)
[Example 8] <Production of methylated green tea containing natural enzyme (crude enzyme solution extracted from mycelium)>
Using the natural enzyme used in Example 5, methyltransferase activity for green tea extract was confirmed.
The composition of the enzyme reaction solution was 20 mM Tris-HCl (pH 7.5), 2.5 mM MgCl 2 , 0.01% green tea extract, 0.5 mM SAM, 0.04% ascorbic acid, and each crude enzyme solution (total amount) The total amount of 3 ml was reacted at 37 ° C. for 6 hours. The green tea extract used was a green tea extract powder (Shanghai Yuwei Biotechnology Development Co., Ltd.) dissolved in a 50% aqueous dimethyl sulfoxide solution. These enzyme reaction solutions were treated in the same manner as in Example 1 <Screening of methyltransferase enzyme activity> to analyze the composition of green tea catechins contained in the ethyl acetate extract extracted from the enzyme reaction solution. As a blank, a reaction solution in which water was added instead of the crude enzyme solution was treated in the same manner, and the composition of green tea catechins was analyzed.
FIG. 8 is a diagram showing the composition of green tea catechins, both natural-type enzyme-treated and blank. Note that EGC is an abbreviation for epigallocatechin. As a result, the composition ratio of EGCG3 ″ Me and ECG3 ″ Me, which are hardly contained in the blank, is increased, and the enzyme of the present invention can increase the methylated catechin content in the green tea extract. Became clear.
[Example 9]
<Production of methylated product using recombinant enokitake methyltransferase enzyme>
Using the recombinant enzyme produced in Example 2, methyltransferase activity against various substrates was confirmed.
The composition of the enzyme reaction solution was 20 mM phosphate buffer (pH 6.5), 2.5 mM MgCl 2 , 0.05 mM substrate, 0.5 mM SAM, 0.04% ascorbic acid, and enzyme solution (for a total volume of 3 ml). 0.1 ml), and a total volume of 3 ml was reacted at 37 ° C. for 30 minutes. As the substrate, epicatechin-3-O-gallate (ECG), catechin gallate (CG), gallocatechin-3-O-gallate (GCG), epicatechin (EC), catechin (C), epigallocatechin (EGC) , Gallocatechin (GC), chromanin, delphinidin, delphinidin 3-O-glucoside, procyanidin B2 (PB2), caffeic acid, chlorogenic acid, rosmarinic acid, caffeic acid phenethyl ester, gallic acid, ellagic acid, strictinine, quercetin, isoquercitrin , Rutin, myricetin, butein, sulfretin, luteolin and eriodictyol were used.
After the reaction, 70 μl of 1N HCl and 5 ml of ethyl acetate were added to 3 ml of the enzyme reaction solution, and the mixture was stirred and centrifuged to remove the intermediate layer containing the enzyme, and the organic layer or the aqueous layer was recovered. The organic layer was solidified with nitrogen, then dissolved in a 1% ascorbic acid-containing 50% DMSO aqueous solution, the aqueous layer was lyophilized, dissolved in a 1% ascorbic acid aqueous solution, and analyzed using LC-MS under the following conditions. . The HPLC conditions and MS conditions are shown below.
HPLC condition column: Inertsil ODS-3, 2.1 × 150 mm (manufactured by GL Science)
Mobile phase A: 0.1 (v / v)% formic acid aqueous solution Mobile phase B: acetonitrile gradient containing 0.1 (v / v)% formic acid (i):
8% B solution (10 minutes) → 50% B solution (21 minutes) → 50% B solution (30 minutes)
Flow rate: 0.2 ml / min
Detection: UV280nm
MS condition detector: QSTAR ELITE (Applied Biosystems)
Ion source: ESI negative (* Measured with only anthocyanin positive)
Curtain gas: 30
Ion source gas 1:50
Ion source gas 2:50
Ion spray voltage: -4500V (+ 5500V)
Ion spray temperature: 450 ° C
Declustering potential: -30V (+ 30V)
Focus potential: -250 (250V)
Declustering potential: -15V (+ 15V)

LC−MS分析の結果を表2に示す。用いた全ての基質に対して、メチル化体の生成が確認された。これらの結果から、本発明の組換え酵素は水酸基を有する各種化合物を基質とし、メチル基を修飾することが可能であることが明らかとなった。
また、ECGのように複数の水酸基を有する化合物では、トリメチル化体を含む複数種類のメチル化体の生成が確認された。これらの結果から、本発明の酵素は、化合物中の複数の水酸基をそれぞれ独立にメチル化可能であることも確認された。
The results of LC-MS analysis are shown in Table 2. The formation of methylated products was confirmed for all the substrates used. From these results, it was revealed that the recombinant enzyme of the present invention can modify a methyl group using various compounds having a hydroxyl group as a substrate.
In addition, in a compound having a plurality of hydroxyl groups such as ECG, it was confirmed that a plurality of types of methylated products including trimethylated products were generated. From these results, it was also confirmed that the enzyme of the present invention can independently methylate a plurality of hydroxyl groups in the compound.

実施例1〜9において使用した試薬の購入先は、以下の通りである。
Difco Potato Dextrose Ager:日本ベクトン・ディッキンソン
peptone: 日本ベクトン・ディッキンソン
Yeast Extract:日本ベクトン・ディッキンソン
EGCG:テアビゴ、DSMニュートリションジャパン
The suppliers of the reagents used in Examples 1 to 9 are as follows.
Difco Potato Dextrose Ager: Nippon Becton Dickinson peptone: Nippon Becton Dickinson Yeast Extract: Nippon Becton Dickinson EGCG: Theavigo, DSM Nutrition Japan

LC/MS/MS:サーモフィッシャーサイエンティフィック LC / MS / MS: Thermo Fisher Scientific

エピカテキン−3−O−ガレート(ECG):フナコシ
カテキンガレート(CG):フナコシ
ガロカテキン−3−O−ガレート(GCG):フナコシ
カフェ酸:シグマ
クロロゲン酸:フナコシ
エラグ酸:フナコシ
ブテイン:フナコシ
スルフレチン:フナコシ
ルテオリン:フナコシ
ミリセチン:フナコシ
ロスマリン酸:フナコシ
Epicatechin-3-O-gallate (ECG): Funakoshicatechin gallate (CG): Funakoshigallocatechin-3-O-gallate (GCG): Funakoshicaffeic acid: Sigmamacrogogenic acid: Funakoshierugic acid: Funakoshibutein: Funakosisul Fretin: Funacosyltheolin: Funakoshimiricetin: Funakoshirosmarinic acid: Funakoshi

エピカテキン(EC):フナコシ
カテキン(C):フナコシ
エピガロカテキン(EGC) :フナコシ
ガロカテキン(GC) :フナコシ
クロマニン:フナコシ
デルフィニジン:フナコシ
デルフィニジン3−O−グルコシド:フナコシ
プロシアニジンB2(PB2):フナコシ
カフェ酸フェネチルエステル:フナコシ
没食子酸:フナコシ
ストリクチニン:フナコシ
ケルセチン:フナコシ
イソクエルシトリン:フナコシ
ルチン:フナコシ
エリオジクチオール:フナコシ
Epicatechin (EC): Funakoshicatechin (C): Funakoshi epigallocatechin (EGC): Funakoshigallocatechin (GC): Funacocyclomannin: Funakoshidelphinidin: Funakoshidelphinidin 3-O-glucoside: Funakoshiprocyanidin B2 (PB2): Funakoshiprocyanidin B2 (PB2) Caffeic acid phenethyl ester: Funakoshi gallic acid: Funakoshi tricutinine: Funakoshi quercetin: Funakoshi isoquercitrin: Funakosyltin: Funakoshieriodithiol: Funakoshi

本発明の遺伝子がコードするポリペプチドは、各種ポリフェノールを初めとする水酸基構造を有する化合物を基質とし、飲食品に応用でき、かつ工業生産に有利な新規メチルトランスフェラーゼ酵素である。メチル化された各種化合物、特にメチル化ポリフェノールは、その非メチル化体と比較して生体内への良好な吸収性、安定性を発揮することができ、かつ、非メチル化体が持つ様々な機能性を格段に向上させることができる。このため、本発明の遺伝子がコードするポリペプチドは、飲食品、医薬品、医薬部外品、化粧品等の様々な商品の製造分野において利用が可能である。   The polypeptide encoded by the gene of the present invention is a novel methyltransferase enzyme that can be applied to foods and drinks using compounds having a hydroxyl structure such as various polyphenols as substrates, and is advantageous for industrial production. Various methylated compounds, especially methylated polyphenols, can exhibit better absorbability and stability in the living body than the unmethylated products, and various non-methylated products have various properties. Functionality can be greatly improved. For this reason, the polypeptide encoded by the gene of the present invention can be used in the field of manufacturing various products such as foods and drinks, pharmaceuticals, quasi drugs, and cosmetics.

Claims (14)

下記(a)〜(c)のいずれかから選択されるポリヌクレオチドからなることを特徴とする遺伝子。(a)配列番号1で表される塩基配列からなるポリヌクレオチド。(b)配列番号1で表される塩基配列と相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつ、メチルトランスフェラーゼ酵素活性を有するポリペプチドをコードするポリヌクレオチド。(c)配列番号1で表される塩基配列と64%以上の相同性を有する塩基配列からなるポリヌクレオチドを有し、かつ、メチルトランスフェラーゼ酵素活性を有するポリペプチドをコードするポリヌクレオチド。   A gene comprising a polynucleotide selected from any of the following (a) to (c): (A) A polynucleotide comprising the base sequence represented by SEQ ID NO: 1. (B) a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions with a polynucleotide comprising a base sequence complementary to the base sequence represented by SEQ ID NO: 1 and encodes a polypeptide having methyltransferase enzyme activity. (C) A polynucleotide having a polynucleotide comprising a nucleotide sequence having a homology of 64% or more with the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1 and encoding a polypeptide having methyltransferase enzyme activity. 下記(a)〜(c)のいずれかから選択されるポリペプチドをコードすることを特徴とする遺伝子。(a)配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチド。(b)配列番号2で表されるアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつ、メチルトランスフェラーゼ酵素活性を有するポリペプチド。(c)配列番号2で表されるアミノ酸配列と62%以上の相同性を有し、かつ、メチルトランスフェラーゼ酵素活性を有するポリペプチド。   A gene encoding a polypeptide selected from any of the following (a) to (c). (A) A polypeptide comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2. (B) A polypeptide comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 and having methyltransferase enzyme activity. (C) A polypeptide having 62% or more homology with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 and having methyltransferase enzyme activity. 下記(a)〜(c)のいずれかから選択されるポリペプチド。(a)配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチド。(b)配列番号2で表されるアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつ、メチルトランスフェラーゼ酵素活性を有するポリペプチド。(c)配列番号2で表されるアミノ酸配列と62%以上の相同性を有し、かつ、メチルトランスフェラーゼ酵素活性を有するポリペプチド。   A polypeptide selected from any of the following (a) to (c). (A) A polypeptide comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2. (B) A polypeptide comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 and having methyltransferase enzyme activity. (C) A polypeptide having 62% or more homology with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 and having methyltransferase enzyme activity. 請求項1又は2記載の遺伝子を含有することを特徴とする組換え発現ベクター。   A recombinant expression vector comprising the gene according to claim 1 or 2. 請求項4記載の組換え発現ベクターを含むことを特徴とする形質転換体。   A transformant comprising the recombinant expression vector according to claim 4. 微生物であることを特徴とする請求項5記載の形質転換体。   The transformant according to claim 5, which is a microorganism. 植物細胞、植物組織、又は植物体であることを特徴とする請求項5記載の形質転換体。   The transformant according to claim 5, which is a plant cell, a plant tissue, or a plant. 請求項5〜7のいずれか記載の形質転換体を培養し、得られた培養物から、メチルトランスフェラーゼ酵素活性を有するポリペプチドを精製することを特徴とするメチルトランスフェラーゼ酵素の製造方法。   A method for producing a methyltransferase enzyme, comprising culturing the transformant according to any one of claims 5 to 7, and purifying a polypeptide having methyltransferase enzyme activity from the obtained culture. メチルトランスフェラーゼ酵素を用いて、化合物中の水酸基をメチル化する方法であり、前記メチルトランスフェラーゼ酵素が、請求項5〜7のいずれか記載の形質転換体を培養し、得られた培養物から精製された、下記(a)〜(c’)のいずれかから選択されるポリペプチドであることを特徴とするメチル化体の製造方法。(a)配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチド。(b)配列番号2で表されるアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつ、メチルトランスフェラーゼ酵素活性を有するポリペプチド。(c’)配列番号2で表されるアミノ酸配列と50%以上の相同性を有し、かつ、メチルトランスフェラーゼ酵素活性を有する担子菌類由来のポリペプチド。   A method for methylating a hydroxyl group in a compound using a methyltransferase enzyme, wherein the methyltransferase enzyme is cultured from the transformant according to any one of claims 5 to 7 and purified from the obtained culture. A method for producing a methylated product, which is a polypeptide selected from any of the following (a) to (c ′): (A) A polypeptide comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2. (B) A polypeptide comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 and having methyltransferase enzyme activity. (C ′) A polypeptide derived from basidiomycetes having 50% or more homology with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 and having methyltransferase enzyme activity. 請求項4記載の組換え発現ベクターを含む形質転換植物から、メチル化体を精製することを特徴とするメチル化体の精製方法。   A method for purifying a methylated product, comprising purifying the methylated product from a transformed plant comprising the recombinant expression vector according to claim 4. 請求項4記載の組換え発現ベクターを含む形質転換植物から精製されたことを特徴とするメチル化ポリフェノール含有組成物。   A methylated polyphenol-containing composition purified from a transformed plant comprising the recombinant expression vector according to claim 4. 担子菌類から抽出されたメチルトランスフェラーゼ酵素を用いて、ポリフェノール中の水酸基をメチル化することを特徴とするメチル化ポリフェノールの製造方法。   A method for producing a methylated polyphenol, characterized in that a hydroxyl group in a polyphenol is methylated using a methyltransferase enzyme extracted from a basidiomycete. 下記(a)〜(c)のいずれかから選択されるポリペプチドを、担子菌類から抽出し、精製することを特徴とする、メチルトランスフェラーゼ酵素の製造方法。(a)配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチド。(b)配列番号2で表されるアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつ、メチルトランスフェラーゼ酵素活性を有するポリペプチド。(c’)配列番号2で表されるアミノ酸配列と50%以上の相同性を有し、かつ、メチルトランスフェラーゼ酵素活性を有するポリペプチド。   A method for producing a methyltransferase enzyme, wherein a polypeptide selected from any of the following (a) to (c) is extracted from a basidiomycete and purified. (A) A polypeptide comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2. (B) A polypeptide comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 and having methyltransferase enzyme activity. (C ′) a polypeptide having 50% or more homology with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 and having methyltransferase enzyme activity. 配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドを、エノキタケ(Flammulina velutipes)から抽出し、精製することを特徴とする、メチルトランスフェラーゼ酵素の製造方法。   A method for producing a methyltransferase enzyme, comprising extracting and purifying a polypeptide consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 from Enokitake (Flamulina velutipes).
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