TWI313300B - Saponin-decomposing enzyme, gene thereof and large-scale production system for producing soyasapogenol - Google Patents
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Description
1313300 A7 B7 五、發明説明(i ) 發明的領域 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係關於新穎的皂角苷分解酶、其基因其使用其 之新穎大豆皂醇B之製造方法。 先前技術 大丑巷醇 B (soyasapogenol B) (12-oleanane-3,22,24-triol)係爲含於豆科植物中皂角苷類的配基(aglyc〇ne)之一, 自古來有報告出其種種生理活性。例如,有關血小板凝集 抑制作用,抗補體活性、胃炎、風濕、全身性紅斑性狼瘡 的免疫性疾病、自身免疫疾病或血栓症之預防及治療作用 之報告(Chem. Pharm. Bull.:24, 12卜129, 1 976, Chem.
Pharm. bull.·_30, 2294-2297,1 982,化學與生物 2 1:224-232,1983,特開昭6 1 — 3 7 7 4 9號)。又,有報告記載 對來自人類大腸癌及人類卵巢癌之細胞具有增殖抑制作用 (特開昭6 1 - 3 7 7 4 9號、特開平1 0 — 2 3 4 3 9 6 號)。 經濟部智慈財產苟員工消費合作社印^ 有關大豆皂醇Β的製造方法,例如可舉出,將以配糖 體狀態含於大豆種子的皂角苷類(大豆皂醇I〜V)之糖 鏈’經化學水分解之方法。然而,此方法經酸水分解之條 件會產生副產物而效率不佳。又,已知大豆種子中亦含有 ,配基上具有大豆皂醇Α (大豆皂醇A 1〜A 6 )或大豆 皂醇E之皂角苷類。因此,由大豆欲得到大豆皂醇B時因 較易夾雜大豆皂醇A或大豆皂醇E,由其中僅純化大豆皂 醇B係爲困難的事。又,含於大豆種子的皂角苷之比率’ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -4 - 1313300 A7 B7 五、發明説明(2 ) —般約爲0 . 2% (藥學雜誌104,162 - 168, 1 9 8 4 ),期待更高效率地製造。 (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 作爲使用微生物製造大豆皂醇B的方法,例如已知有 可舉出放射線菌屬(Chem. Pharm. Bull. :32, 1 287- 1 293,1 984 )及青黴菌屬(特開平1 〇 - 2 3 4 3 9 6號)所使用的 方法。然而,使用這些微生物時,大豆皂醇B的生產性較 低’且無實用性。 又,使用放射線菌屬的微生物所生產之酵素(/9 -葡 萄苷酸酶)、或含有該酵素之培養物,水分解Θ -葡萄苷 酸皂角苷類,製造葡糖醛酸作爲還原末端之酸性寡糖的方 法中,會產生副產物的大豆皂醇B (特公平7 -32714號)。然而,該方法係爲酸性寡糖的製造方法 ’該報告中,大豆皂醇B僅能做定性確認。又該報告中, 具有目的活性之酵素而言,可判斷出其分子量,但無法明 確其胺基酸序列。 經濟部智慧財凌局a(工消費合作社印製 另一方面,檢索作爲配基的配糖體進行選擇性水分解 後可高效率地生產大豆皂醇B之微生物結果,發現 Neocosmospora 屬及 Eupenicillum 屬的絲狀菌。 Neocosmospora屬及Eupenicillum屬的絲狀菌,培養於含有 皂角苷類(大豆皂醇B作爲配基的配糖體)的培養基中, 於培養物中可生產、累積高濃度的大豆皂醇B (參照國際 公開W0 01/81612號)。 作爲如此的絲狀菌,例如可舉出 Neocosmospara vasinfecta var. vasinfecta PF1 225 株、Eupenillium 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS > A4規格(210X297公釐) -5- 1313300 A7 B7 五、發明説明(3) brefeldianumPF1226 株(參照國際公開W〇 〇 1/ 8 1 6 1 2 號)。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 因可直接使用該菌,可依據培養基中所添加的皂角苷 類的量,而達到生產大豆皂醇B的目的’但皂角苷類因有 表面活性作用而較易起泡,故限制添加於培養基的皂角音 類的量。又,添加皂角苷類的培養物,因有表面活性作用 而推測粘度會提高。因此,由該培養物生產目的物時,欲 提升回收率,必須重複數次操作萃取歩驟。且,作爲可有 效率地供給皂角苷類之天然資源,一般爲大豆萃取物,但 該大豆萃取物中,一般含有皂角苷類以外的成分,例如油 酯、蛋白質及多糖類等。因此,培養基中可添加的皂角苷 類的量,依舊依據該大豆萃取物的純度而決定,效率地進 行生產並非容易。 作爲無需如過去的方法必須依賴大豆萃取物中的皂角 苷含量,可有效率地生成大豆皂醇B,且維持其高回收率 之方法,係爲必須使用皂角苷分解酶之酵素反應而大量製 造大豆皂醇B之方法。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 發明的內容 本發明者成功地由具有皂角苷分解活性的微生物,單 離純化具有皂角苷分解活性之蛋白質(以下稱爲「皂角苷 分解酶」),且定義出該編碼基因。本發明者更使用所得 到之基因,於異種宿主中使其表現,得到高活性之皂角苷 分解酶。且使用所得之皂角苷分解酶進行酵素反應,而有 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -6- 1313300 A7 B7 五、發明説明(4 ) 效率地製造出大豆皂醇B。本發明即基於此所完成者。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 因此,本發明的目的爲提供,可生產具有皂角苷分解 活性之蛋白質,更詳細而言,大豆皂醇B作爲配基之配糖 體經分解可生產大豆皂醇B之蛋白質,編碼如此蛋白質的 聚核苷酸,及使用其可大量生產大豆皂醇B之方法。 本發明的蛋白質係選自下述所成群; (a )含有選自序列號碼2、4及6所示胺基酸序列 所成群之胺基酸序列所成的蛋白質、 (b )含有對於含前述(a )胺基酸序列之蛋白質而 言,至少具有5 0 %相同性之胺基酸序列,且具有皂角苷 分解活性之蛋白質、或 (c )含有前述(a )胺基酸序列中1或複數個胺基 酸殘基經缺失、取代、插入或附加之胺基酸序列,且具有 皂角苷分解活性之蛋白質。 本發明的聚核苷酸係選自下述所成群者: (i )有選自序列號碼1 、3及5所示鹼基序列所成 群之鹼基序列所成的聚核苷酸、 經濟部皙慧財4局員工消費合作社印製 (i i )對於前述(i )鹼基序列所成之聚核苷酸而 言,具有至少7 0 %相同性之鹼基序列所成,且編碼皂角 苷分解活性之蛋白質之聚核苷酸、 (i i i )前述(i )的胺基酸序列中1或複數個鹼 基經缺失、取代、插入或附加之鹼基序列所成,且編碼具 有皂角苷分解活性之蛋白質之聚核苷酸、及 (i v )與前述(i )的鹼基序列所成之聚核苷酸’ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 1313300 A7 B7 五、發明説明(5 ) 於嚴謹條件下進行雜交,且編碼具有皂角苷分解活性之蛋 白質之聚核苷酸。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明的重組載體含有本發明的聚核音酸所成。 又,本發明的宿主係經上述重組載體而轉形所成者。 本發明的目的蛋白質之製造方法係含有,培養上述經 轉形之宿主,由所得之培養物中採收具有皂角苔分解活性 之蛋白質者。 本發明可得到高活性的皂角音分解酶。又,使用彼可 由皂角苷有效率地得到大量大豆皂醇B。該方法中,例如 不會因大豆萃取物中皂角苷含量,而得到大豆皂醇B。 〔圖面的簡單說明〕 圖1表示,質體p C B - S B e的構成及限制酶圖譜 〇 經濟部智慧財產局,h工"費合作社印製 圖2表示,實施例5的重組皂角苷分解酶之最適PH 結果。圖中,野生型SDN表示來自 Neocosmospara vasinfecta var. vasinfecta PF1225 株的巷角音分解酶’又重 組型S D N表示重組皂角苷分解酶。 圖3表示,實施例5的重組皂角苷分解酶之最適溫度 結果。圖中,野生型SDN表示來自 Neocosmospara vasinfecta var. vasinfecta PF1225 株的皂角苷分解酶’又重 組型S D N表示重組皂角苷分解酶° 圖4表示,質體pCB — SDAe的構成及限制酶圖 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 1313300 A7 B7 五、發明説明(6) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖5表示,實施例8的重組皂角苷分解酶之最適pH 結果。圖中,野生型SDA表示來自麴菌(Aspergillus sp. )PF1224株的皂角苷分解酶,又重組型SDA表示 重組皂角苷分解酶。 圖6表示,實施例8的重組皂角苷分解酶之最適溫度 結果。圖中,野生型SDA表示來自麹菌(Aspergillus sp. )PF1224株的皂角苷分解酶,又重組型SDA表示 重組皂角苷分解酶。 圖7表示,質體PCB — SDE s的構成及限制酶圖 譜。 圖8表示,實施例1 2的重組皂角苷分解酶之最適 PH結果。圖中,野生型SDE表示來自 Eupenillium brefeldianum PF 1 226株的皂角苷分解酶,又重組型S D E 表示重組皂角苷分解酶。 經濟部智恁財產^7員工消f合作社印製 圖9表示,實施例1 2的重組皂角苷分解酶之最適溫 度結果。圖中,野生型SD E表示來自 Eupenillium brefeldianum PF1226株的皂角苷分解酶,又重組型s D E表 示重組皂角苷分解酶。 圖1 0表示S D N、S D A、及S D E的相同性比較 結果。 〔發明的具體說明〕 微牛物的寄存
Neocosmospara vasinfecta var. vasinfecta PF1225 株於 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 經濟部智慧財產局a(工消費合作社印製 1313300 A 7 ______B7 五、發明説明(9 ) 分生孢子柄形成粗麵、無色、頂囊爲棒狀〜亞球形,幾乎 全面形成aspergilla。aspergilla爲混合1條、2條者,但一 般爲2條。細錐體爲8〜1 2 X 4〜5 β m、擔子柄爲8 〜1 2x 3〜4/im。分生孢子爲球形〜亞球形、平滑面 ’ 4 〜6 # m。 使用麴菌(Aspergillus sp_ ) P F 1 2 2 4 株,進行 /3 一葡萄苷酸酶的確定時,本發明者由麴菌(Aspergillus sp. )P F 1 2 2 4株單離、純化之皂角苷分解酶爲分子量 9OkDa ,最適pH5〜6 ,最適溫度爲45〜50°C (參照參考例)。 且,由 Eupenicillium brefel dianum PF1226 株所分離 、純化之皂角苷分解酶爲分子量90kDa ,最適PH5 〜6,最適溫度爲45〜45 °C。 該公報中因未揭示/3 -葡萄苷酸酶的胺基酸序列等之 情報,而無法比較胺基酸序列等之相同性,故由蛋白質的 分子量及亞單位構造來做比較判斷,其結果,得知與該公 報所記載的;5 -葡萄苷酸酶爲相異的蛋白質。 如前述,本發明爲提供選自如下述所成群之蛋白質。 (a )含有選自序列號碼2、4及6所示胺基酸序列 所成群之胺基酸序列所成的蛋白質、 (b )含有對於含前述(a )胺基酸序列之蛋白質而 言,至少具有5 0 %相同性之胺基酸序列,且具有皂角苷 分解活性之蛋白質、或 (c )含有前述(a )胺基酸序列中1或複數個胺基 本紙铁尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -----.---1#表------、玎------Φ— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1313300 Α7 Β7 五、發明説明(10) 酸殘基經缺失、取代、插入或附加之胺基酸序列’且具有 皂角苷分解活性之蛋白質。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 即,本發明的蛋白質爲,含有與序列號碼2 ' 4或5 所示的胺基酸序列相同、或實質上相同之胺基酸序列的蛋 白質。 其中,與序列號碼2、4或6所示胺基酸序列實質上 相同的胺基酸序列中,與這些序列號碼所示的任意胺基酸 序列之相同性爲,典型爲5 0 %以上,較佳爲7 0 %以上 、較佳爲8 0 %以上,更佳爲9 0 %以上,特佳爲9 5 % 以上,最佳爲9 8 %以上之胺基酸序列。 且,本發明說明書中所示的該相同性之任意數値,僅 爲斯業者使用公知的相同性檢索程式所算出的數値即可, 例如FASTA、BLAST等中可使用初期設定之參數 而容易算出。 例如使用相同性檢索程式(Genetyx公司製)之初期設 定之參數可算出相同性數値爲, S D N與S D A之間的相同性爲5 1 %、 經濟部智总財產局員工消費合作社印製 S D A與S D E之間的相同性爲5 2 %、 S D E與S D N之間的相同性爲5 1 %。 又,含有與序列號碼2、4或6所示的胺基酸序列與 實質上相同之胺基酸序列的蛋白質係爲,任意的這些胺基 酸序列中含有1或數個胺基酸序列經缺失、取代、插人或 附加之胺基酸,且具有皂角苷分解活性之蛋白質。 其中,可缺失、取代、插入或附加的胺基酸殘基數目 ϋ伕尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ~ ' '~~'~~ !3133〇〇 A7 B7 五、發明説明(η) ’ 1〜50個爲佳,較佳爲1〜30個、更佳爲1〜10 個、特佳爲1〜5個、最佳爲1〜2個。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明較佳型態之一中,前述C b )的蛋白質爲,前 述胺基酸序列(a )的1或複數個胺基酸殘基由經保存性 取代之胺基酸序列所成,且具有皂角苷分解活性之蛋白質 0 經濟部智慈財產笱肖工消費合作社印製 該「保存性取代」意味著實質上不改變蛋白質的活性 下’將1或複數個胺基酸殘基,由其他化學性類似的胺基 酸殘基所取代。例如可舉出某疏水性殘基以別的疏水性殘 基取代之狀況、與具有某極性殘基相同的電荷之其他極性 殘基所取代之狀況。與如此可進行保存性取代之功能性類 似之胺基酸,於該技術領域而言爲公知的。若舉出公知例 ,作爲非極性(疏水性)胺基酸可舉出丙胺酸、纈胺酸、 異亮胺酸、亮胺酸 '脯胺酸、色胺酸、苯丙胺酸、蛋胺酸 等。作爲極性(中性)胺基酸可舉出甘胺酸、絲胺酸、蘇 胺酸、酪胺酸、谷氨醯胺、天門冬醯胺、半胱胺酸 '組胺 酸、賴胺酸等。又,作爲具有負電荷的(酸性)胺基酸可 舉出天門冬醯胺基酸、谷胺酸等。 本發明中,「具有皂角苷分解活性之蛋白質」定義爲 可由斯業者評估確認可分解皂角苷之活性的蛋白質,例如 亦可意味,於實施例5相同條件下測定時評估確認有皂角 苷分解活性的蛋白質。該蛋白質可由後述的「具有皂角苷 分解活性之生物」單離、純化而得。 本發明的蛋白質例如可由下述獲得。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -14 - 1313300 A7 B7 五、發明説明(12) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 培養具有皂角苷分解活性的生物,由該培養液中以巷 角苷分解活性作爲指標,單離、純化具有皂角苷分解活性 之蛋白質。解析所得之純化蛋白質之胺基酸序列’合成編 碼此之寡核苷酸,該生物的D N A作爲模版進行P C R ( Polymerase Chain Reaction)合成長鏈探針。使用該探針使 用逆向(inverse ) PCR 或 RACE ( Rapid Amplification of cDNA Ends,快速c D N A末端增幅方法)法解析皂角苷 分解酶基因的轉譯區之D N A序列。將此所得之皂角苷分 解酶轉譯區與,使用於表現的宿主內功能控制序列連接, 得到表現載體。使用該表現載體轉形該宿主,培養該轉形 體而可得到皂角苷分解酶。 經濟部智慧財4局肖工消費合作社印製 其中「具有皂角苷分解活性之生物」,僅爲具有皂角 苷分解活性者並無特別限制,包含微生物、植物等。如此 微生物例如包含Neocosmospora屬、麹菌屬或Eupenicillum 屬的絲狀菌。這些菌使用於味增或醬油的釀造,其具有皂 角苷分解活性係爲已知的事。又可預測該微生物中,放射 線菌及細菌等亦具有皂角苷分解活性存在,故包含這些生 物。作爲該植物,例如可預測到對豆科植物的皂角苷類之 糖轉移酵素具有可逆反應之觸媒的存在,故包含如此的植 物體、植物細胞、來自如此植物的癒傷組織、或培養細胞 〇 本發明的較佳型態之一,即爲本發明的蛋白質或聚核 苷酸來自微生物,較佳爲絲狀菌的微生物。該絲狀菌的微 生物較佳爲Neocosmospora屬、麴菌屬或Eupenicillum屬的 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -15- 1313300 A7 B7 五、發明説明(13) 絲狀菌。 其中,作爲 Neocosmospora屬的絲狀菌,例如可舉出 (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
Neocosmospara vasinfecta var. vasinfecta PF1 225 株(寄存號 碼FERM BP - 7475)或其突變株。作爲麴菌屬 的絲狀菌例如可舉出麹菌(Aspergillus sp.) P F 1 2 2 4 株(寄存號碼FERM P— 1 8344)或其突變株6 又作爲Eupen】ci]】um屬的絲狀菌,例如可舉出Eupenicillium brefel dianum PF1 226 株(寄存號碼 FERM BP — 7476)或其突變株。 聚核苷酸 本發明提供一種編碼蛋白質的聚核苷酸。 本發明典型的聚核苷酸係選自前述(1 )〜(i V) 所成群者。 即,本發明的其中一型態,聚核苷酸係選自於序列號 碼1、3及5所示的鹼基序列所成群之鹼基序列所成。 經濟部智慈財凌苟肖工消費合作社印製 本發明的另一型態爲,具有對聚核苷酸爲序列號碼1 、3或5所示的鹼基序列所成的聚核苷酸而言至少7 0% 相同性之鹼基序列所成,且編碼具有皂角苷分解活性之蛋 白質者。序列號碼1 、3或5所示的鹼基序列的相同性, 較佳爲8 0 %以上,更佳爲9 0 %以上,特佳爲9 5 %以 上,最佳爲98%以上。 且,本發明說明書所記載的任意相同性數値,僅爲斯 業者使用公知的相同性檢索程式所算出的數値即可,例如 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2】〇乂297公釐) -16- 1313300 A7 B7 五、發明説明(14) 使用例如FAS TA、BLAST等中可使用初期設定之 參數而容易算出。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明的另一型態爲,聚核苷酸係由序列號碼1 、3 或5所示的鹼基序列中1或數個鹼基經缺失、取代、插入 或附加之鹼基序列所成,且編碼具有皂角苷分解活性之蛋 白質者。 其中,可缺失、取代、插入或附加的鹼基數目,1〜 5 0個爲佳,較佳爲1〜30個、更佳爲1〜1 〇個、特 佳爲1〜5個、最佳爲1〜2個。 本發明的更另一型態爲,聚核苷酸與序列號碼1 、3 或5所示的鹼基序列所成的聚核苷酸,於嚴謹條件下進行 雜交,且編碼具有皂角苷分解活性之蛋白質者。又本發明 的聚核苷酸包含,對於如此編碼具有皂角苷分解活性之蛋 白質之聚核苷酸爲互補性聚核苷酸。 經濟部智惡財產^肖工消費合作社印製 於此的「嚴謹條件」係爲,含有編碼本發明蛋白質的 一部份或全部胺基酸序列之鹼基序列的探針,與編碼相同 體之基因進行雜交時,控制該探針不會與具有特公平7 -3 2 7 1 4號所記載的分子量之/3-葡萄苷酸酶進行雜交 之條件而言。具體而言,例如作爲探針使用具有編碼經標 識化序列號碼1 、3或5所示胺基酸序列之聚核苷酸全長 者,依據E C L直接D N A / R N A標識檢測系統(阿馬 夏公司製作)的方法,首先做1小時的預雜交(4 2 °C ) 後,添加前述的探針,進行1 5小時的雜交(4 2 °C ) ’ 再使用添加0·4%SDS及6M尿素之0·5M濃度 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公嫠) -17- 1313300 A7 B7 五 '發明説明(15)
Ssc (SSC;15mM檸檬酸三鈉、15〇mM氯化 鈉)以4 2°C下2 0分鐘的洗淨重複2次,再使用5倍濃 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 度的S S C於室溫(約2 5 t )下進行2次的洗淨之條件 0 重組載體 本發明提供含有前述聚核苷酸的重組載體。 本發明的重組載體的構築順序及方法,可使用基因工 程學領域的習用方法。 作爲可使用於本發明的表現載體,可舉出可插入宿主 .染色體DMA者或具有可自身複製的自律性複製序列之在 體,於宿主細胞內以質體狀態存在者。例如,可舉出 PUC 系(pUC18 或 PUC118 等)、pBluescript 系(pBluescriptll KS +等)、及PBR322等之質體。存在 於宿主細胞內的基因重複數,可單一或複數皆可。 經濟部智慧財產局S工消費合作社印製 重組載體的控制序列,僅爲宿主中有功能之控制序列 即可,並無特別限制,例如可使用啓動子及終止密碼子等 。如此控制序列可與,編碼具有皂角苷分解活性之蛋白質 的基因連結而表現。 對於控制序列的連結,例如可依常法將編碼目的蛋白 質的基因(目的基因)的轉譯區’插入於啓動子下游順方 向而進行。此時,目的基因與編碼其他蛋白質的轉譯區之 外來基因連結,作爲融合蛋白質而表現。 被表現的具有皂角苷分解活性之蛋白質或具有該活性 本紙乐尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -18- 1313300 A7 B7 五、發明説明(16) 之融合蛋白質’可產生於使用於表現的宿主細胞內或分泌 於培養基中亦可。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 例如來自 Neocosmospara vasinfecta var. vasinfecta PF 1 225株(寄存號碼F E R Μ B P - 7 4 7 5 )的皂角 苷分解酶,由D N A序列解析及N末端胺基酸解析可知N 末端邊具有2 6個胺基酸殘基之信號序列(參照實施例 )。同樣地,得知來自麴菌(Aspergillus sp.) P F 1 2 2 4 株(寄存號碼FERM P—18344)的皂角苷分解 酶,及來自 Eupenicillium brefel dianum PF 1 226 株(寄存號 碼FERM BP—7476)的皂角苷分解酶’分別於 N末端邊具有2 8個胺基酸殘基及1 7個胺基酸殘基之信 號序列。 因此,使用例如木黴菌屬及麴菌屬等的絲狀菌作爲宿 主使用時,可直接利用含於本序列的信號序列而分泌於培 養基中。 經齊部智慈財4笱8工消費合作社印製 又,來自 Neocosmospara vasinfecta var. vasinfecta PF1 225株的皂角苷分解酶的分子量約7 7 kD a係由,推 定胺基酸組成之預測分子量6 8 k D a與大腸桿菌及 Trichoderma viride株中表現之蛋白質分子量約爲6 8 k D a ,而推測爲糖蛋白質。同樣地,來自麴菌( Aspergillus sp.) P F 1 2 2 4株的皂角苷分解酶的分子量 約9 0 k D a及Trichoderma viride株中表現之蛋白質分子 量約爲8 0 k D a係由,推定胺基酸組成之預測分子量 65kDa ,而推測爲糖蛋白質。又,來自Eupenicillium 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -19- 1313300 A7 B7 五、發明説明(17) brefel dianum PF 1 226株的皂角苷分解酶的分子量約爲9 Ο k D a係由推定胺基酸組成之預測分子量6 5 k D a而推 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 測爲糖蛋白質。 這些糖鏈雖預測對活性表現並無太大影響,但期待對 耐熱性或最適P Η的變化、保存安定性等有貢獻效果,可 進行種種糖鏈的附加等轉譯後修飾。 本發明的重組載體更與藥劑耐性基因及/或營養缺陷 型互補基因等之選擇標記基因連結而製作。 經濟部智怂財4笱員工消費合作社印製 標記基因依轉形體的選擇方法而適當做選擇。例如可 使用編碼藥劑耐性的基因或與營養缺陷型互補的基因。作 爲藥劑耐性基因例如可舉出,對於D e s t 〇 m y c i η、B e η 〇 m y 1、 寡黴素、Hygromycin、G418、Bleomycin、Biaraphos、保米 黴素S、腐草黴素、Phosphinothrcin、安比西林、鏈黴素、 嘉寧黴素等藥劑的基因。作爲與營養缺陷型互補之基因, 例如可舉出 a m d S 、p y r G 、a r g B 、 t r d C 、 n i a D ' T R P 1、L E U 2、U R A 3 等基因。又, 使用於表現如各種胺基酸合成系、維他命合成系、核酸合 成系等之宿主與原來具有的營養缺陷型互補之標記基因’ 或加以各種突變處理賦予缺陷型,可含有對於此之與營養 缺陷型互補之標記基因。 轉形體及日的蛋白質的牛.產 本發明提供經由前述重組載體的轉形宿主。 作爲可使用於本發明的宿主,僅爲編碼具有皂角苷分 本紙張尺度適用中國國家標隼(CNS ) A4規格(210X297公釐) -20- Α7 Β7 1313300 五、發明説明(18) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 解活性之蛋白質的基因可正確轉錄或轉譯的生物即可,並 無特別限制,例如可舉出大腸菌及桿菌等的細菌、放射線 菌、酵母、木黴菌屬等絲狀菌、或屬於這些的微生物之突 變菌株等。 使用於導入宿主的基因表現之重組載體,可依據常法 進行。作爲導入法,例如可舉出電穿透作用法、聚乙二醇 法、原野菌法、鋰法或氯化鈣法等,選擇宿主細胞較佳效 果之方法。 轉形體(經轉形的宿主細胞)之培養,依據一般方法 ,選擇適當的培養基、培養條件等進行。 經濟部智慧財產局爵工消費合作社印製 作爲培養基,一般常用的成分,例如作爲碳源,可舉 出葡萄糖、蔗糖、纖維素、麥芽糖、糊精、澱粉'甘油、 糖蜜、動植物油等。又,作爲氮素源,可舉出大豆粉、小 麥胚芽、玉米粉、棉子粕、肉湯'腺'酵母菌萃取物、硫 酸銨、硝酸鉀、尿素等。若必要可添加可生成鈉、鉀、鈣 、鎂、鈷、氯、磷酸、硫酸及其他離子的無機鹽類,例如 氯化鉀、硫酸鎂、磷酸一鉀、硫酸鋅、硫酸錳、硫酸銅等 亦有效。又,若必要可添加各種維他命、胺基酸、核苷酸 等微量營養素、抗生素等的藥劑。且,適當添加幫助轉形 體的發育、促進導入基因的表現之有機物及無機物。 含有選自這些成分之培養基進行培養。 作爲培養方法,例如使用液體培養基的狀況下,可舉 出好氣性條件下的培養法、振動培養法、通氣攪拌培養法 或深部培養法。培養基ρ Η可例如爲ρ Η 5〜8程度。培 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210'Χ297公釐) -21 - A7 1313300 __ B7 五、發明説明(19) 養溫度爲一般條件,例如溫度1 4 °C〜4 0 t,較佳爲 2 6 t:〜3 7 °C。培養日數爲1天〜2 5天條件下進行。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 對於本發明的目的蛋白質之製造方法,由經轉形的細 胞之培養物中,可取得作爲目的的基因表現物之具有皂角 苷分解活性的蛋白質β由培養物取得目的蛋白質可依據一 般方法進行,例如由培養物的萃取(磨碎處理、加壓破碎 等)、回收(過濾、離心分離等)、及/或純化(鹽析法 '溶劑沈澱法等)等的方法經適當地組合而進行。又,這 些步驟中,若必要可添加苯基甲基磺醯氟(PMSF)、 苯甲脒或亮肽素等蛋白酶阻斷劑。 本發明的其他型態而言,編碼具有皂角苷分解活性之 蛋白質的基因經由表現於大豆、四季豆、紅豆、豌豆、花 生、蠶豆或苜蓿花等,創造出含有大豆皂醇Β的植物體, 由此亦可直接得到大豆皂醇Β。此時可使用於肌動蛋白、 泛醌、菜花嵌合病毒3 5 S啓動子等、或種子等部位會表 現特異性的基因之控制區。 經濟部智慈財產局8工消費合作社印製 如此的控制區可正確與編碼具有皂角苷分解活性之蛋 白質的基因連結,且若必要更可與Biaraphos、嘉寧黴素或 保米黴素S等藥劑耐性標記基因連結。對此可使用基因槍 、P E G法、電穿透法或微注射法等直接導入法、或經由 原野菌屬的T 1質體載體進行間接導入法等而導入植物細 胞,而做出轉形植物細胞。對於植物細胞或植物的基因導 入法,例如可依據Vaeck M.氏的方法(Nature: 328,3 3- 37, 1987 )所記載的方法實施。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐") ~ 1313300 A7 B7 五、發明説明(20) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 如此經轉形的植物細胞,可經由斯業者熟悉的方法進 行再分化’而得到完全植物體的轉形植物。且,栽培該轉 形植物’由取得編碼該植物全體及/或具有皂角苷分解活 性之蛋白質的基因所表現的器官、例如種子等,再由此依 據該性狀的方法,例如溶劑萃取法等,取得大豆皂醇B ^ 大豆皂醇B的牛高 本發明的另一型態爲提供大豆皂醇B的製造方法,其 爲含有使用前述經轉形的宿主中可得到含具有皂角苷分解 活性蛋白質之培養物,分解以大豆皂醇B作爲配基之配糖 體的大豆皂醇B製造方法。 又’本發明的另一型態,係含有使用至少一種選自前 述蛋白質、及前述經轉形的宿主所得之蛋白質所成群,分 解以大豆皂醇B作爲配基之配糖體的大豆皂醇B製造方法 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其中,「以大豆皂醇B作爲配基的配糖體」,係主要 含有豆科植物體者,例如,soyasaponin I 、II、III、IV、V 、 azukisaponin II 、 V 、 astragaloside VIII 、 sophoaraflavoside I 等 ° 又,作爲含有大豆皂醇B爲配基的配糖體之物質,例 如可舉出由大豆或脫脂大豆(大豆粕)經熱水、醇或含有 醇萃取之物質,較佳爲依據一般方法將蛋白質、糖質、脂 質糖之雜物除去所得之物質。 本發明中,如此含有以大豆皂醇B作爲配基的配糖體 -23 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS >八4規格(2丨〇乂297公釐) 1313300 A7 B7 五、發明説明(21) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 之物質、及/或該配糖體中,使具有皂角苷分解活性的蛋 白質、或由本發明宿主所得之蛋白質進行作用’得到大豆 皂醇B。 舉出具體例子,例如皂角苷(小城製藥公司製作)溶 解於1重量%〜1 0重量%的水或緩衝液,例如溶解於醋 酸緩衝液或磷酸緩衝液等,於此添加皂角苷分解酶。於適 當溫度,例如2 0 °C〜5 0 t:下進行反應,該反應液以醋 酸乙酯等有機溶劑進行萃取,得到大豆皂醇B。 〔實施例〕 由下述實施例對本發明做詳細說明’但本發明不被限 制於此。 參考例1 :麴菌屬的皂角苷 麴菌PF1224株(寄存號碼FERM P — 1 8 3 4 4 )的P D A傾斜培養約1 c m 2植菌於分裝有 lOOmiTS培養基(2 · 0%可溶性澱粉、1 . 0% 經濟部智慧財產苟2(工消費合作社印製 的葡萄糖、0 . 5 %的聚肽、0 · 6 %的小麥胚芽、 0 . 3%的酵母菌萃取物、0 _ 2%的大豆粕、及0 . 2 %的碳酸鈣C殺菌前PH7 · 0))的500ml的三角 錐形瓶中,於2 5 °C下振動培養3天。該4 m 1再植菌於 分裝有1 0 Om 1之添加4 . 0%的大豆皂角苷(小城製 藥公司製作)的MY培養基(4·〇%麥芽萃取物' 2 · 0%酵母菌萃取物、0 . 2%硫酸銨、〇 . 03%硫 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -24- 1313300 A7 B7 五、發明説明(22) 酸鎂· 7水合物、〇 . 0 3 %氯化鈣· 2水合物(P Η (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 7 . 〇))之500ml的三角錐形瓶中,振動培養3天 〇 且,以下的來自麴菌屬的皂角苷分解酶之純化,以試 驗例1所示的皂角苷分解活性作爲指標。 約8 0 0 m 1的該培養液以玻璃過濾器(G 3 )過濾 後’經離心分離(8 , 0 0 0 r p m,3 0分鐘)後除去 菌體殘渣。對約5 7 0 m 1的該培養液之澄淸液而言,加 入2 9 4 g的硫酸銨,所生成的沈澱物經離心分離( 8, 000rpm,30分鐘)而回收。該沈澱物溶解於 約1 2 0 m 1的緩衝液A ( 〇 . 1 Μ硫酸鈉緩衝液、1 Μ 硫酸錢(ρΗ5 8)),提供於 ButylToyopearl 6 50 S (26mm i.d.X 330mm)(東曹公司製 )的疏水色層分析儀。溶離則使用由緩衝液B ( 〇 . 1 μ 磷酸鈉緩衝液、1 Μ硫酸銨(Ρ Η 5 . 8 ))進行〇 . 1 Μ磷酸鈉緩衝液(p Η 5 . 8 )的濃度梯度,回收非吸附 分率及硫酸銨濃度爲1 Μ至0 . 5 Μ之間所溶離的分率。 經濟部智慧財產局g(工消費合作社印製 經回收的分率使用Pellicon XL (分率分子量 1 0, 0 0 0 ) ( milipore公司製)經濃縮後,加入1 μ的
T r i s - N a C 1緩衝液及硫酸銨至與緩衝液C ( 5 〇 m M Tr i s—NaC 1緩衝液、1Μ硫酸銨(pH 5 · 8 ))相同濃度,提供於Resource PHE,6 m 1 (阿 馬夏生科公司製作)的疏水色層分析儀。溶離則由緩衝液 C 進行 5〇mM Tr i s—NaC 1 緩衝液(pH >25- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4规格(210X297公瘦) 1313300 A7 B7 五、發明説明(23) 7 · 5 )的濃度梯度,回收非吸附分率。 所得分率使用Ultrafreel5(分率分子量5,0 0 0 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) (mUipore公司製)進行濃縮,提供於Superdex 200 P g (16mm i.d.X 600mm)(阿馬夏生 科·公司製作)的膠體過濾色層分析儀。溶離則使用緩衝液 D ( 2 5 m Μ磷酸鈉緩衝液、〇 · 1 5 Μ氯化鈉(p Η 5.8)進行,分率分子量約爲90kDa的分率。 對該分率進行SDS - PAGE,結果觀察到分子量 約爲9 0 k D a的單一帶。 例1 :皂角苷分解活件的測定 · 經濟部智慧財產局資工消費合作社印製 將含有目的酵素之酵素液,經P D — 1 〇管柱(阿馬 夏生科公司製作)經脫鹽後,混合等量的2 %皂角苷溶液 ’於3 7 °C下反應約1 6小時。將此以等量的醋酸乙酯進 行萃取,將此萃取液以T L C (所使用的溶劑系爲氯仿: 甲醇=9 5 : 5 )進行展開。利用香草醛硫酸進行顯色反 應’檢測出R f値〇 . 3 5的大豆皂醇B而測定出目的酵 素液的酵素活性。 14驗例2 :皂角苷分解活件的定量分析 5 0 # 1的2%皂角苷溶液中,加入經稀釋的酵素至 1 〇 〇 V丨’機此進行3 0分鐘。再將此以等量的醋酸乙 酯進行萃取,其中50β 1以450// 1的移動相進行稀 釋。其中1 〇 # 1提供於下述的筒速液體色層分析儀中, 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2丨OX297公釐) -26- 1313300 A7 B7 五、發明說明(24 ) 測定保持時間約7 . 5分鐘之波峰高度。此與標準大豆皂 醇B的波峰高做比較,定量該酵素的皂角苷分解活性。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 管柱:InertsilODS-2.5"m ( 4 . 6 i . d _ X 2 5 0 n m )
管柱溫度:4 Ο °C 移動相:乙腈:甲醇··水=5 Ο : 3 5 ·· 1 5 移動相流速:0 · 8 m 1 /m i η
青施例1 :來自 Neocosmospara屬的皂角符分辉酿(S D bL )夕跫離純化
Neocosmospara vasinfecta var. vasinfecta PF1225 株(寄存號碼 FERM BP — 7475 ) 的P D A傾斜培養約1 c m 2植菌於分裝有1 〇 〇 m 1 T S培養基的5 0 0 m 1三角錐形瓶中,於2 5 °C下振動 培養3天。該4ml再植菌於分裝有1〇〇ml之添加 4 · 0%的大豆皂角苷(小城製藥公司製作)的MY培養 基之5 0 0 m 1的三角錐形瓶中,經振動培養3天。 經濟部智慧財產s工消費合作社印製 且,以下的來自Neocosmospara屬的巷角音分解酶之純 化,以試驗例1所示的皂角苷分解活性作爲指標。 約8 0 0 m 1的該培養液以約2倍的水稀釋,經離心 分離(8, 000rpm,30分鐘)後除去菌體。於此 加入1 7 1 g的硫酸銨,所生成的沈澱物經離心分離( 8,0 0 0 r pm,3 0分鐘)而回收。該澄淸液再加入 573g的硫酸銨經離心分離(8, 000 r pm ’ 30 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -27- 1313300 A7 B7 五、發明説明(25 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 分鐘)回收沈澱物’將此溶解於約7 0 m 1的緩衝液c。 提供於 ButylToyopearl 650S (26mm i.d.x 110mm)(東曹公司製)的疏水色層分析儀。溶離則 使用由緩衝液C進行5 OmM磷酸鈉緩衝液(PH7 . 5 )的濃度梯度,回收非吸附分率。 約5 0 0m 1的該分率加入約2 3 9 g的硫酸銨,得 到的沈澱物經離心分離回收。再將此經回收的沈澱物,溶 解於4 m 1的緩衝液B中,提供於Phenyl Sepharose FF ( 16mm i.d.X 100mm)(阿馬夏生科公司 製作)的疏水色層分析儀。溶離則由緩衝液B進行〇 . 1 M Tris—NaCl緩衝液(ρΗ5.8)的濃度梯 度,回收硫酸銨濃度爲0 . 4M的分率。 再將回收的分率提供於Superdex 2 0 0 P g ( 1 6 mm i.d.X 6 0 0 mm)(阿馬夏生科公司製作 )的膠體過濾色層分析儀。溶離則使用緩衝液E ( 5 0 m Μ磷酸鈉緩衝液、〇 · 1 5 Μ氯化鈉(p Η 7 . 5 )進 行,分率分子量約爲76, 000的分率。 經濟部智慧財4¾員工消費合作社印製 對該分率進行SDS - PAGE ’結果觀察到分子量 約爲7 7 k D a的單一帶。 竇施例2 :皂角苷分解酶(S D N )的胺基酸序列解析 2 a ) N末端胺某酸序列 如實施例1調製出的分率提供於s D s 一 p A G E ’ 點印(b 1 o t )於 P V D F 膜(imoviron-PSQ)(minipor 公 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4规格(210X297公釐) -28- 經濟部智慧財產苟S工消費合作社印製 1313300 A7 ____B7 五、發明説明(26) 司製)後,經水洗風乾。將此提供於蛋白質序列儀model 492 (阿普來得生物系統公司製),解析該胺基酸序列。 解析所得之胺基酸序列如下。 N末端胺基酸序列:ASPPASVPNNPSSEEITLQ (序列號 碼7 ) 2—b )__內部胺基酸序列的解析(肽圖譜) 實施例1所調製出的分率提供於S D S - PAG E, 使用科麥西豔靛藍R 2 5 0進行蛋白質染色。切出經染色 之分子量約7 7 k D a所示的單一帶,以調製成5 0%乙 腈的0 . 2M碳酸氫鈉緩衝液(ph8 . 0)進行脫色, 於室溫下風乾約2小時。 其此將該膠片浸漬於含〇 . 〇2%Twe e η - 20 的0 _ 2Μ碳酸氫鈉緩衝液(ΡΗ8 · 0)後,加入胰蛋 白酶(Promega公司製),3 7 °C下進行2天反應。反應後 回收澄淸液,膠片更以60%乙腈、及0.1%三氟醋酸 洗淨3次。合倂該洗液與反應澄淸液,經濃縮提供於Model 172pPreparativeHPLC系統(阿馬夏生科公司製作)(R P —30(^]!:1^口〇^(318,2 2 0父2.1111111,由〇.1%三截醋 酸、35%乙腈至0 . 085%三氟醋酸、35%乙腈的 濃度梯度),得到下述的5種肽。
Trp26.8:LVFNPSPK(序列號碼 8) Trp27.59:WNVAADGSGPSGEIR(序歹(1 號碼 9) Trp32_07:VTILHNPEGVAPITAK(序歹!1 號碼 10) ^•張尺度適用中國國家標準(〇呢)八4規格(210父297公釐) ~' -29- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
1313300 A7 B7 五 '發明説明(27)
Trp39.43:EHSDTIPWGVPYVPGSQ(序歹丨J 號碼 11) Trp41.3:LTDYSFDWYSDIR(序歹[J 號碼 12) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 實施例3 :皂角苷分解酶(S D N )的潠殖(clonind及序 列解析 _3 a )使用P C R的長鏈探針之調製 P CR 用模版使用由 Neocosmospara vasinfecta var. vasinfecta PF1225 株(寄存號碼 FERM BP - 7475 )培養菌調製出基因組D N A。 基因組D N A的單離依據 Horiuchi氏的方法(J. Bacteriol. :170, 272-278,1988)。首先離心分離( 7,500rpm,l〇mi n) TS培養基所培養出的 菌體而回收。所得之菌體經冷凍乾燥後,懸浮於Τ Ε ( lOmMTr i s - NaC 1 緩衝液,ImM EDTA (p Η 8 . 0 )),於3%SDS溶液中於60°C下進行 3 0分鐘處理,再以Τ E飽和酚萃取,由此除去菌體殘渣 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 萃取液以乙醇沈澱後,以核糖核酸酶A (日本基因公 司製)及蛋白酶K (和光純藥公司製)處理’且以1 2% 聚乙二醇6 0 0 0沈澱核酸。將此以Τ E飽和酚萃取,以 乙醇進行沈澱,同沈澱物溶解於Τ E,將此作爲基因組 D N A。 P C R用引子,由實施例2所得之肽序列合成編碼下 述之的寡核苷酸。 -30- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210Χ297公釐) 1313300 A? A7 B7 五、發明説明(28) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) primerNl:CCIGCITCNGTNCCNAA^5!^®13) primerN2:CCIGCIAGYGTNCCNAA(序歹(1 號碼 14) primer2A:CCRTCIGCNGCNACRTT(序歹丨J 號碼 15) primer3A:CCCCAIGGDATNGTRTC(序歹1]號 5馬 16) primer4A:ACICCYTCNGGRTTRTG(序歹[j 號碼 17) P C R使用Takara Taq (保酒造公司製)進行,經 94 °C下1分鐘的熱變性處理後,94 °C下30秒,45 t下3 0秒、及5 5 t下3分鐘的一連步驟做1 0次循環 ,再9 4 t:下3 0秒,4 7 °C下3 0秒、及6 0 °C下3分 鐘的一連步驟做2 0次循環,增幅片段。其結果,組合引 子N 1與引子N 2可特異性增幅約〇 · 8 k b之片段。使 用 T〇PO TA cloning kit (Invitrogen 公司製)克隆化成 p C R 2.1— T〇P〇(pCR2.1-2)。 經濟部智慧財產苟㈣工消費合作社印製 D ΝΑ 序列的解析使用 dRhodamine Terminator cycle sequencing ready reaction (阿馬夏生科公司製作)及A B I PRISM 3 1 0基因記錄裝置(阿馬夏生科公司製作 )進行,解讀克隆(clone)化成pCR2 . 1 — 2的 P C R產物後,判斷出該片段爲序列號碼1所示中第8 8 號至第8 1 2號的區域所增幅者。 _3 b )使用南方解析與逆向(inverse ) p c R解讀序列 南方解析法,即對經E c 〇 R I分解的基因組D N A 進行瓊脂糖膠電泳,點印(b 1 〇 t )於Hibond N + ( 阿馬夏生科公司製作)上。雜交則使用E C F random- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -31 - 1313300 A7 B7 五、發明説明(29) prime labelling and detection system (阿馬夏生科公司製作 )’片段的檢測則使用Molecular imager FX(Biorad公司製) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 〇 作爲探針使用實施例3的3 a )所得之P C R產物, 檢測出約2 k b的片段(bond)。 其次,基因組D N A以E c 〇 R I分解後,回收約2 k b的片段,使用D N A連接套組(DNA ligation kit ver.2 )(寶酒造公司製)進行環化。將此作爲模版使用L a Taq (寶酒造公司製),且使用如下述的逆向PCR用 引子,經9 4 °C下1分鐘的熱變性處理後,9 4 °C下3 0 秒,5 0 °C下3 0秒、及7 2 °C下4分鐘3 0秒的一連步 驟做2 5次循環,增幅片段。經增幅約2 k b的片段,使 用丁 ΟΡΟ TA cloning kit (Invitrogen 公司製)克隆(clone) 化成 pCR2 · 1 - T〇PO (pCR2 · 1-2),以 引子步進(primer walking )進行序列的解析。 逆向 PCR 用弓| 子 1:TGACGCTGATACCAACGGCG(序歹!1 號 碼1 8) 經濟部智想財產苟"貝工消費合作社印製 逆向 PCR 用引子 2:CTAGTGGCAGTATTGGACAG(序歹!J號 碼19) 3c)使用3’ RACE及5’ RACE法決定轉譯區 轉譯區的決定,使用cDNA 模版於3’ RAC E與5’ RACE法。調製出cDNA如下述進行。 與實施例1相同,於T S培養基下培養1 m 1的 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2]0乂297公釐) -32 - 1313300 A7 _ B7 _ 五、發明説明(3〇 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
Neocosmospara vasinfecta var. vasinfecta PF 1 225 株(寄存號 碼FERM BP-7475)的培養液,植菌於分裝於 含有1 0 0m 1的1%大豆皂角苷之MY培養基的5 0 0 m 1容積三角錐形瓶。將此於2 5 t細振動培養3 2小時 後,尼龍篩子(5 0 /2 m )下過濾菌體,經過濾菌體以液 態氮進行凍結。使用缽與棒磨碎凍結菌體,由磨碎菌體萃 取全RNA。全RNA的萃取,使用ISOGEN (日本基因公 司製),依照附件手冊方法進行。由全R N A純化 m R N A,使用OIig〇tex-dT30<Super> (羅西•大亞格諾斯 公司製)依照附件手冊方法進行。 對該mRNA,使用5’ / 3’ RACE套組(羅西 •大亞格諾斯公司製),3’ RACE與5’ RACE依 照附件手冊方法進行。進行5 ’及3 ’區的增幅。此時, 經濟部智"財產笱工消費合作社印製 3 ’ R A C E 法的 1 次 P C R 中,使用 AmpnTaq Gold (阿 普來得生物系統公司製),2次PCR使用PCR supermix 111211〖1(^1七(來迪克歐立元塔公司製)。3’ RACE法的 1 次及 2 次 P C R 使用 P C R supermix high fidelity (來 迪克歐立元塔公司製)。 3 ' R A C E與5 ’ R A C E特異性引子的序列如以 下所示。 3’RACE 特異性 1 次 PCR 用弓| 子:CCCAGGCCTTTAAGG ATGGC(序列號碼20) 3’RACE 特異 1生 2 次 PCR 用弓[子:CTAGTGGCAGTATTGG ACAG(序歹丨」號碼19) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) "~~ ~ 33 - 1313300 A7 B7 五、發明説明(31) 5’RACE 特異性 cDNA 合成用引子:tgacgctgataccaacggcg (序列號碼18) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 5,RACE 特異性 1 次 PCR 用弓[子:CTGCTTGAGGGTAATG GGCTC(序歹!]號碼21) 5,RACE 特異性 2 次 PCR 用弓1 子:ACAGACGCCGGAGGAG AAGCG(序歹丨J號碼22) 如上述決定序列號碼1所示的s D N基因的轉譯區。 其中由實施例2 a )的結果得知,S D N胺基酸序列 的成熟蛋白質之N末端係爲,轉譯開始點的M e t數來第 2 7號β 且,轉譯區中的內含子(intron)存在之確認,以比較 基因組D N A及c D N A的鹼基序列而進行。判斷出該轉 譯區中未存在內含子。 富施例4 :皂角苷分解酶(S D N )於大腸桿蔺之表現 以實施例3所得之c D N A作爲模版,使用下述所示 的大腸桿菌表現用引子,進行P c R。 經濟部智慧財1¾¾工消費合作社印製 使用PCR supermix high fidelity (來迪克歐立元塔公司 製),經9 4 °C下1分鐘的熱變性處理後,9 4 °C下3 0 秒,5 0 °C下3 0秒 '及7 2 °C下2分鐘一連步驟做2 5 次循環,增幅S D N基因的轉譯區片段。將此以限制酶 N d e I及B a m Η I分解之片段’與以相同限制酶分解 之質體P E T 1 5 b (Novagen公司製),使用DNA連結 套組v e r . 2 (保酒造公司製)進行連結。使用此,將 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -34- 1313300 A7 B7 五、發明説明(32) 大腸菌B L 2 1 ( D E 3 )株依常法進行轉形,得到具有 安匹西林耐性的菌落。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 大腸菌表現用N末端:弓丨子GGGCATGTGGCTTCTCCTCC TGCTTCTG(序歹!]號碼 23) 大腸菌表現用C末端:弓1子GGGGGATCCTTAAGTGCCGC TCTGAGGACTACG(序歹!1 號碼 24) 所得到菌落提供於實驗上。 由菌落取出的菌,於分裝含有5 0 // g/m 1安匹西 林之50ml LB培養基之250ml三角錐形瓶中,進 行3 7°C —晚的培養,其中2m 1更植菌於分裝含有5 ◦ /i g/m 1安匹西林之5 0m 1 LB培養基之2 5 〇m 1 三角錐形瓶中,3 7 °C下培養3小時。將此中加入異丙基 一召一 D -硫代吡喃半乳糖至最終濃度爲〇 . 4 M m,且 經過3小時的誘導培養。 所得之培養菌體,經離心分離而集菌,將菌體懸浮於 緩衝液 經濟部智惡財產苟R工消費合作社印製 F ( 5 0 m M Tr i s-NaC 1 緩衝液、2mM E D T A ( p Η 8 ))後,再次離心分離回收菌體。該菌 體於-8 0 °C下冷凍後,懸浮於5 m 1的緩衝液F,於此 加入溶菌酶與Tritonx 1 〇 〇至最終濃度分別爲1 〇 〇 # g /ml及〇 · 1%,將此於室溫下靜置20分鐘。將此於 冰浴下,使用 Sonifier 450(BRANS〇N 公司製)以 50 % duty cycle進行3 0分鐘的超音波處理重複2次使細胞破碎,經 離心分離將菌體殘渣除去。 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐〉 -35- 1313300 A7 B7 五 '發明説明(33 ) 如此所得之菌體萃取物作爲粗酵素液,依據試驗例1 進行皂角苷分解活性的測定。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 其結果,TLC中分解物的大豆皂醇b的點印(bi〇t ) ’僅由皂角苷分解酶的轉譯區經克隆(cl〇ne)化之菌體萃取物 中觀察到。 星·Α例5 :使用Trichoderma viride的鸟角昔分解酶( ID N )之表現 ia )轉形用載體的槿结 以實施例3所得之c D N A作爲模版,使用下述所示 的Trichoderma屬表現用引子,進行與實施例4相同的 p C R。 經濟部智慧財產局S工消費合作社印製 使用P C R產物經限制酶S m a I及P s t I分解之 片段,與以S t u I及P s t I分解之質體pCBl—M 2 (參照國際公開W 0 9 8/1 1 2 3 9號的實施例5 ) ,使用D N A連結套組v e r . 2 (保酒造公司製)進行 連結。將此以X b a I分解,脫磷酸後,與經X b a I分 解切斷之來自Neurospora crassa的p y r 4基因連結,構 築質體PCB — SBe (圖1)。
Trichoderma 表現用 N 末端弓I 子:GGGCCCGGGGCGCATC ATGCACTTCTTTGACAAAGCGAC(序歹[J 號碼 25)
Trichoderma 表現用 C 末端弓ί 子:GGGCTGCAGTTAAGTG CCGCTCTGAGGACT(序歹[J 號碼 26) 且,pyr4基因的X b a I卡匣(cassettte)之構築 -36- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) 1313300 at B7 五、發明説明(34) 方法,如下所示。 首先 p F B 6 ( Biochem. Biophys. Res. Commun. :112, (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 284-289,1983)以 B g 1 I I 分解後’ Hind I I 做部分 分解,回收約1 . 9 k b的片段。將此與經B g 1 I I及 H i n d I I 分解之 pL【TMUS28(New England Biolabs 公司 製)連結,再OJ R g 1 I I分解後,使用D N A鈍化套組( DNA blunting kit,寶酒造公司製作)進行平滑化’再連結 磷酸化連結體pxbaI (寶酒造公司製作)’作爲 p y r 4基因的X b a I卡匣。 5 b )來自Trichodermaviride的尿喃ϋ定缺陷株之取得 1 · Ox l〇9CFU/ml 的 Trichoderma viride MC 3 0 0_ 1株的胞子懸浮液’於3 0 cm高度之2個 U V燈下照射,邊緩和混合’邊以U V燈照射該懸浮液。 將此塗抹於選擇培養基中,經2 8 °C下7天培養後,選出 生長出的菌株。 經濟部智慈財產芍8工消費合作社印製 作爲選擇性培養基,使用於基礎培養基(0 _ 2%的 磷酸二氫鉀、0 . 4%的硫酸銨、0 _ 03%的尿素、 0 . 0 3 %的硫酸鎂七水合物、0 . 0 3 %的氯化鈣、 0 . 5%的葡萄糖、2 . 5%瓊脂膠、0 . 01%的微量 元素(5mg的硫酸鐵七水合物、1 . 56mg的硫酸錳 七水合物、1 · 4mg的硫酸鋅七水合物、2 . Omg的 氯化鈷溶解於1 L水中者)中添加1 0 u g/m 1的尿苷 及1 · Omg/ml的5 -氟化乳淸酸。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) μ規格(210X297公釐) -37- 1313300 A7 B7 五、發明説明(35) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
Tnchoderma vinde_J^形铤各重鉬體的皂角苷分解 适复輪測 將實施例5的5 b )所得之尿嘧啶缺陷Trichoderma vinde株植菌於分裝5 〇m丨的菌體形成培養基(丄.〇% 酵母菌萃取物、1.〇%麥芽萃取物'2.〇%聚腺、 2 . 5%葡匍糖' 〇 . 1%磷酸氫二鉀、〇 . 〇5%硫酸 鎂7水合物(滅菌前pH7·〇))之2〇〇ml三角錐 瓶中,於2 8。(:下振動培養2天。所得之培養液經離心分 離回收菌絲體。由該菌絲體調製出原生質體後,加入質體 P C B - S B e的D N A溶液,進行轉形(參照國際公開 w〇98/11239號的實施例7)。 且’轉形體的複製使用加入〇 _ 5 Μ蔗糖的基礎培養 基’將長出的菌落再次移植至基礎培養基中,於此所長出 的菌落作爲轉形體。 經濟部智慧財產苟肖工消費合作社印製 將質體P C Β - S B e導入尿嘧啶缺陷Trichoderma viride株結果’得到每1 "g的p cb - SB e中3個轉形 體。培養2 5株該轉形體後(參照國際公開 W ◦ 9 8 / 1 1 2 3 9號的實施例1 ),將培養澄淸液提 供於SDS - PAGE,僅於轉形體上觀察到分子量約 68kDa的片段。 使用該培養澄淸液,依據試驗例1測定皂角苷的分解 活性時’於T L C觀察到分解產物之大豆皂醇B的點印( blot)。另一方面,由母株的尿哺η定缺陷Trichoderma viride株 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -38- 1313300 A7 B7 五、發明説明(36) 中並未觀察到該點印(b〗〇t)。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) R d )重細皂角苷分解酶(重組型S D N )的純化、及與 來自 Neocosmospara vasinfecta var, vasinfecta PF1225 株的巷 角苷分解醃(野牛铟S D N )的活性比較 經濟部智慈財產局員工消贽合作社印製 由實施例5的5 c )所得之培養液約7 0 0 m 1經離 心分離(8,0 0 0 r p m,3 0分鐘)後除去菌體殘渣 。對約5 6 0 m 1的該培養液之澄淸液而言,加入6 4 g 的硫酸銨,所生成的沈澱物經離心分離(8,0 0 0 rpm,30分鐘)將沈澱物除去。且,約600ml的 該澄淸液加入7 4 g的硫酸銨,經離心分離回收沈澱物。 所得之沈澱物中,加入1 0 0 m 1的0 . 0 5 Μ Τ I· i s - N a C 1 緩衝液(ρ Η 7 . 5 )與 1 6 g 的硫 酸銨,提供於 ButylToyopearl 650S (26mm 1 · d . X 3 3 0 mm)(東曹公司製)的疏水色層分 析儀。溶離則使用由緩衝液C 5 0 m Μ T r i s -N a C 1緩衝液(p h 7 · 5 )的濃度梯度進行,回收非 吸附分率及硫酸銨濃度爲1M至〇.6M之間所溶離出的 分率。 所得分率使用Ultrafreel5(分率分子量5,〇〇〇) 進行濃縮,對約8 m 1的該濃縮液加入1 · 3 g的硫酸銨 與2ml的〇 . 5M磷酸鈉緩衝液(PH5 _ 8),提供 於Resource PHE,6 m 1 (阿馬夏生科公司製作)的疏水 色層分析儀。溶離則由緩衝液B進行〇 . 1 Μ T r i s 本紙張尺度適用中國國家榡準(CNS ) A4規格(21〇x;297公釐) -39- 1313300 A7 B7 五、發明説明(37) 一 N a C 1緩衝液(p Η 5 _ 8 )的濃度梯度’回收非吸 附分率。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 所得分率使用milipore公司製的Ultrafree15 (分率分 子量5 , 0 0 0 )進行濃縮,該濃縮液提供於SuperdeX 200 pg ( 1 6 m m i.d_X 6〇〇mm)(阿馬夏生科 公司製作)的膠體過濾色層分析儀。溶離則使用緩衝液G (5 0 m Μ磷酸鈉緩衝液、0 · 1 5 Μ氧化鈉( ΡΗ7· 0)進行,分率分子量約爲68, 〇〇〇的分率 〇 對該分率進行S D S - P A G Ε,結果觀察到分子量 約爲6 8 k D a的單一帶。 如上述所純化的重組皂角苷分解酶(以下稱爲「重組 型S D N」),對於實施例1所純化的皂角苷分解酶(以 下稱爲「野生型S D N」),依據試驗例2測定出其最適 P Η及最適溫度。 經濟部智慧財產笱資工消費合作社印製 最適pH的測定,首先於5 0 # 1的2%皂角苷溶液 中,加入2 0 β 1的〇 · 5 Μ之各緩衝液(醋酸鈉(P Η 4·5、ρΗ5.0、ρΗ5.8)、磷酸鈉( ρΗ5·0、ρΗ5·8、ρΗ7.0)、Tris-NaCl (ρΗ7·0'ρΗ8·0、ρΗ9.0))與 經稀釋的酵素液,總計1 0 0 # 1 。將這些於3 7 °C下反 應3 0分鐘後,定量所生成的大豆皂醇B量。 結果如圖2所示。 最適溫度的測定,首先於5 0 # 1的2 %皂角苷溶液 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -40- A7 B7 13133〇〇 五、發明説明(38) 中’加入20β 1的0 . 5M之磷酸鈉緩衝液(PH 5.8),加入經稀釋的酵素液’總計1 0 0 " 1。將這 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本萸) 些於各溫度下反應3 0分鐘後’定量純化的大豆皂醇B量 〇 結果如圖3所不。 由這些結果可知’經由SD S- PAGE確認出分子 鼍有差異,但活性並無太大差異。 蠶施例F):來自麴蔺(Aspergillus sp·) PF1 224株的 皇角苷分解酶(S D A )的胺某酸序列解析 由麵菌(Aspergillus sp_) P F 1 2 2 4株(寄存號碼 Perm p_i8344)所純化之皂角苷分解酶( SDA)(參考例1)與實施例2的2b)相同,切出約 9 〇 k D a片段後,與實施例2的2 b )相同提供於 HPLC中,得到下述的4種 。
Trp23.67:LYNPDSPQPISAK(序列號碼 27) Trp24.0:LQFNPAPK(序列號碼 28) 經濟部智惡財4苟肖工消費合作社印製
Trp3 8_05:VDWFSDLTSTGQVTGSK(序歹!]號碼 29) 丁卬24.5训¥3〇$八3¥511則序歹!]號碼30) 實施例7 : S D A基因的潠殖(cloning )與序列解析 7 a )使用P CR的長鏈探針之調製 基因組D N A由如參考例1所培養之菌體中,以與實 施例3相同方法進行單離而得 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2Ϊ0Χ297公釐) ' 41 - 1313300 A7 B7 五、發明説明(39) 使用於P C R的引子,使用依據實施例6所得之 序 列,其所合成之編碼這些的以下所示核苷酸。 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)
Pnmer23.67sl:TAYAAYCCIGAYTCNCC(0 5[lMft^31) Primer2 3.67s2:TAYAAYCCNGAYAGYCC(序歹!j號碼32) Primer24.0s:CARTTYAAYCCIGCNCC(序歹丨J 號碼 33) Primer24.0a:GGIGCNGGRTTRAAYTG(ff?!^』34) Primer3 8.05al:AARTCNGARAACCARTC(序列號碼 35) Primer3 8.0a2:AARTCRCTRAACCARTC^5!^®36) P CR與實施例3之3 a )相同方法進行。 其結果,發現組合上述引子中 primer24.0s與 primer38.05al會使約1 k b的片段作特異性增幅,將此使 用 TOPO TA cloning kit(Invitrogen 公司製),對 p C R 2 . 1— TOP ◦進行克隆(clone )化(pSDAPCR 1 ) 對pSDAPCRl進行克隆(clone )化的片段,由 序列解析結果得知,係爲增幅序列號碼3所示的序列中由 第709號至第1748號區域所得者。 經濟部智您財產笱貨工消費合作社印製 7 b )南方解析與使用大腸桿菌菌落基因庫之篩選 南方解析法,即對經B a m Η I 、E c 〇 R I 、 Hind I I I分解的基因組D N A進行瓊脂糖膠電泳, 點印(b 1 o t )於Hibond N+ (阿馬夏生科公司製作)上 。雜交貝[J 使用 ECF random-prime labelling and detection system (阿馬夏生科公司製作),片段的檢測則使用 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 1313300 A7 B7 五、發明説明(40)
Molecular imager FX(Biorad 公司製)。 (請先閱讀背面之注意事項存填寫本頁) 作爲探針使用前述7 a )所得之p c R產物,檢測出 約 1 0 k b 的 B a m Η I 片段、2 0 k b 的 E c o R I 片 段、約5 k b的H i n d I I I片段 其次,基因組D N A以Hind I I I分解後,回收 約4 k b〜6 k b的片段。將此與經Hind I I I分解 及脫磷酸化處理後之p ϋ C 1 8連結,轉形大腸桿菌 D Η 5 〇:株。將該大腸菌於添加安匹西林的L B瓊脂膠培 養基中形成菌落,所得約1,〇 〇 〇菌落點印於 Hibond Ν+ (阿馬夏生科公司製作)上。其中上述7 a )所 得之 P C R產物作爲探針,依據 DIGhigh primeDNAlabelling&detection kit (羅西•大亞格諾斯公司製 )’得到1種陽性克隆(pSDAHind5/18 )。該克隆(clone)含 有約5 k b的Hind I I I片段。 經濟部智总財產苟員工消費合作社印製 .7. c )使用3 ’ R A C E及5 ’ R A C E法決定轉譯區 由參考例1所調製出的麴菌(Aspergillus sp.) PF1224 株(寄存號碼 FERM P — 18344) 的培養菌’依據實施例3的3 c )相同方法萃取全rna 。且依據 QuidkPrep mRNA Purification kit (阿馬夏生科公 司製作)’依照附件手冊方法進行m R N A的單離。 對該mRNA’使用5’ / 3 RACE套組(羅西 •大亞格諾斯公司製),進行5’及3’區的增幅。又, 各PCR則使用la Taq(寶酒造公司製作)。 -43- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) 1313300 A7 ___________B7 五、發明説明(41) 3 R A C E與5, R A C E特異性引子的序列如以 下所示。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 3’RACE 特異性 1 次 PCR 用引子:CCTCGATACCCGAGGG ACCG(序歹[]號碼37) 3’RACE 特異性 2 次 PCR 用引子:CATGGGTTGCATGTTA TCGC(序歹丨J號碼38) 5’RACE 特異性 CDNA 合成用引子:GCGATAACATGCAAC CCATC(序歹丨J號碼39) 5’RACE 特異性 1 次 PCR 用弓丨子:GACCACCTGGTTCAGT GGTG(序歹U號碼40) 5’RACE 特異性 2 次 PCR 用弓1 子:GGGTTATAGAGTCTGG TAACG(序歹丨J號碼41) 由上述可決定序列號碼3所示的S D A基因轉譯區。 其中’將如參考例1經純化的S D A蛋白質,使用與實施 例2 a )相同方法解析成熟N末端之胺基酸序列,其結果 ’ S D A胺基酸序列的成熟蛋白質之N末端係爲,由轉譯 開始點的Me t數來第2 9號。 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 且,轉譯區中的內含子的存在,由比較基因組DNA 及c D N A的鹼基序列而確認。判斷該轉譯區中未存在內 含子。 實施_例 8 :使用 Trichoderma viride 的來自麴菌(Aspergillns sp. 1PF1 224株的皂角苷分解臨(SDA)之表現 用載體的構築 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) " 1313300 A7 B7 五、發明説明(42) 首先,實施例7b所得之p SDAH i n d 5/1 8 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 作爲模版,使用如下所示Trichoderma表現用引子’進行與 實施例4相同的P c R ° 所得之P C R產物經限制酶S t u I及X h ο I分解 所得之片段,與預先以S t u I及X h ο I分解所得質體 pCBl— M2 (參照國際公開W098/1 1239號 的實施例5 )以D N A連接套組v a r · 2 (寶酒造公司 製)進行連結,構築PCB — SDAe (圖4)。 SDA Trichoderma 表現用 N 末端弓I 子:GGGAGGCCTGCG CATCATGCATGTTGTCGCAAGTACCAC(序歹U 號石I 42) SDA Trichoderma 表現用 C 末端弓丨子:GGGCTCGAGTAC CTCAAGTCCCATTTGCCGGCTGC(序歹U 號碼 43) 8 b ) THchoderma viride的轉形與各基因重組體的皂角苷 分解活件測定 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 實施例5的5 b )所得之尿唾b定缺陷型Trichoderma vhide株作爲宿主,將pCB - SDAe與p y r 4卡匣連 結於PLITMUS28之載體pPYR4 (參照實施例 5 的 5 a ))以 c 〇 - 轉形作用(co-transformation)法, 與實施例5的5 c )相同方法進行轉形。其結果,每1 "g的D N A中得到約1 2株的轉形體。 培養如此所得之轉形體後(參照國際公開 W ◦ 9 8 / 1 1 2 3 9號的實施例1 ),該培養澄淸液提 供於S D S - P A G E後,僅於轉形體上觀察到分子量約 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -45- 1313300 A7 B7 五、發明説明(43) 80kDa的片段。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 使用該培養澄淸液依據試驗例1進行皂角音分解活性 的測定時’ T L C中觀察到分解物的大豆皂醇b之點印( blot )。 8 c )重組來自麴菌(Aspergillus sd. ) P F 1 2 4 株的 皂角苷分解酶(重細型S D A )之純伦、及逛f自野牛型 麴菌(Aspergillus SD. ) P F 1 2 2 4株的帛角苷分解酶( 野生铟S D A )之活件比較 約6 0 0 m 1的前述8 b )所得之培養液以離心分離 (8, 000rpm,30min),除去該菌體殘渣。 經濟部智悲財產局員工消費合作社印製 所得之約5 0 0 m 1的澄淸液中,加入5 7 g的硫酸銨' 經離心分離後除去不溶的殘渣。且該澄淸液中以6 4 g ( 40%飽和分率)、及70g (60%飽和分率)的順序 加入硫酸銨,得到的沈澱物溶解於〇 . 1 Μ的硫酸鈉緩衝 液(ρΗ5 · 8)中。其中所得之60%飽和分率加入硫 酸鏡至 1 Μ,提供於 Butyl Toyopearl 650S ( 2 6 mm 1·d.X 250mm)(東曹公司製)的疏水色層分 析儀。溶離則使用由緩衝液A至〇 . 1 Μ磷酸鈉緩衝液( Ρ Η 5 . 8 )的濃度梯度下進行,回收硫酸銨濃度爲 0 . 9Μ至〇 . 2Μ的分率。 所得之分率使用milipore公司製的Pellicon XL (分率 分子量爲10, 〇〇〇)及Ultrafreel5 (分率分子量爲 10,000)進行濃縮,以PD - 10管柱(阿馬夏生 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -46- A7 B7 1313300 五、發明説明(私) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 科公司製作)進行脫鹽,提供於Resouce Q ’ 6 m 1 (阿馬 夏生科公司製作)的離子交換色層分析儀。溶離由5 0 mM的 Tr 1 s - NaC 1 緩衝液(PH7 · 5)至 50 mM的Tr i s— NaC 1緩衝液、0 . 5M氯化鈉( P Η 7 · 5 )的濃度梯度下進行,回收非吸附分率及 〇 _ 08Μ的鹽濃度分率。 所得之分率以Ultrafreel5 (分率分子量爲 1 0,0 0 0,milipore公司製)進行濃縮,提供於Superdex 2 0 〇 P g (16mm i.d.X 6 0 〇mm)( 阿馬夏生科公司製作)的膠體過濾色層分析儀。溶離以緩 衝液G進行,回收分子量約5 0 k D a的分率。 對該分率進行SD S-PAGE的結果,於分子量約 8 0 kD a上觀察到單一帶。且膠體過濾的分率分子量與 S D S - P A G E測出的分子量相異,可推測爲本蛋白質 與載體有非特異性吸附。 經濟部智^^工"費合作社印製 如上述純化的重組型S D A與,參考例1中純化之皂 角苷分解酶(野生型S D A ),由試驗例2測定出其最適 P Η及最適溫度。 最適Ρ Η及最適溫度的測定如實施例5的5 d )方法 進行。 其結果,重組型SDA爲 pH7的磷酸鈉緩衝液下 之比活性比野生型S D A低者時,顯示T r i s〜M a c + 1緩衝液中的比活性提高。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(2丨0Χ297公釐) -47- 1313300 Α7 Β7 五、發明説明(45) 實施例 9 :來自 Eupenicillium brefel dianum PF1 226 株的貝 角苷分解醃(S D E )的單離純化 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) E u p e n i c i 11 i u m b r e f e 1 d i a n u m P F1 2 2 6 株(寄存號碼 FERM BP — 7476) PDA傾斜培養約 1 cm2 植 菌於分裝有1 0 Om 1 TS培養基的5 0 Om i的三角錐 形瓶中,於2 5 °C下振動培養3天。該4m 1再植菌於分 裝有1 0 Om 1之添加1 . 〇%的大豆皂角苷(小城製藥 公司製作)的MY培養基之5 0 〇m 1的三角錐形瓶中, 振動培養7天。 約1 , 0 0 0 m 1的該培養液以玻璃過濾器(G 3 ) 過濾後,除去菌體殘渣。對約6 4 0 m 1的該培養液之澄 淸液而言,加入7 3 g的硫酸銨,所生成的沈澱物經離心 分離(8, 000rpm,30分鐘)而除去。對該約 經濟部智楚財產苟員工消費合作社印製 6 7 Om 1的該澄淸液加入2 5 6 g的硫酸銨,所生成的 沈澱物經離心分離回收。該沈澱物溶解於約5 0 m 1的 〇· 1 Μ硫酸鈉緩衝液(p Η 5 · 8 ),加入1 3 . 2 g 的硫酸銨,加水至最終濃度爲1 Μ硫酸銨,0 . 1 Μ醋酸 鈉緩衝液。 該溶液經離心分離後,提供於B u t y 1Τ 〇 y 〇 p e a r 1 6 5 0 S ( 26mm i.d.X 330mm)(東曹公司製)的 疏水色層分析儀。溶離則使用由緩衝液C 5 0 m Μ Τ r i s - Ν a C 1的濃度梯度進行,回收硫酸銨濃度 0 . 7M至〇 . 5M的分率。 經回收的分率使用Pellicon XL (分率分子量 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210Χ297公釐) -48 - 經濟部智慈財產苟肖工消費合作社印製 1313300 A7 ____B7_ 五、發明説明(46) 10,0 0 0 ) ( milipore公司製)經濃縮後,加入緩衝;@ A組成之磷酸鈉及硫酸銨,提供於Resource PHE,6 m i (阿馬夏生科公司製作)的疏水色層分析儀。溶離則由!g 衝液A進行0 . 1 Μ磷酸鈉緩衝液(P Η 5 · 8 )的濃度 梯度,回收硫酸銨濃度1 Μ至0 . 3 Μ的分率。 所得分率使用U ltrafree 15(分率分子量5,〇0〇) (milipore公司製)進行濃縮,經P D - 1 0管柱(阿馬夏 生科公司製作)脫鹽後,提供於Resource Q,6 m 1 (阿 馬夏生科公司製作)的離子交換色層分析儀。溶離則由 20mM磷酸鈉緩衝液(pH7 . 0)至20mM磷酸鈉 緩衝液、1 Μ氯化鈉(p Η 7 . 0 )的濃度梯度進行,回 收非吸附分率。 該分率使用Ultrafreel5(分率分子量5,0 0 0 )( milipore公司製)進行濃縮,提供於Superdex 2 0 0 p g (16mm i.d.X 600mm)(阿馬夏生科公 司製作)的膠體過濾色層分析儀。溶離以緩衝液G進行, 回收分子量約9 0 k D a的分率。 對該分率進行SDS - PAGE,結果觀察到分子量 約爲9 0 k D a的單一帶。 實施例1 0 : S D E的胺某酸序列解析 1 0 a ) N末端胺基酸序列 將實施例9所調製出的分率,與實施例2的2 a )相 同進行N末端胺基酸序列的解析。其結果得到如下之胺基 本紙張尺度適用中國國家榡準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) -----·---^φ衣------、玎------Φ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} -49 - A7 B7 13133〇〇 五、發明説明(47 ) 酸序列。 N末端胺基酸序列·· STTPAPPQPEPI (序列號碼4 4 ) -L 0 h )再太製圖( mapping) 實施例9所純化的SDE ’與實施例2的2b)相同 切出約9 0 kD a的一帶後,使其片段化。與實施例2的 2 b )相同進行Η P L C ’得到如下所示3種肽。 Trp20.73:ADPAFSPDGTR(序列號碼 45) Trp34.21:LHPDDTHMGWSSF(序列號碼 46)
Trp3 6.26:GFSGAGDEILYIGSTR(序列號碼 47) 實施例1 1 : S D E某厌I的潠殖(cloning )趄序列解析 1 1 a )使用P C R的長鏈探針之調製 基因組D N A係由實施例9所培養的菌體中經與實施 例3相同方法進行單離得到。 使用於P C R的引子,使用依據實施例1 0所得之肽 序列,其所合成之編碼這些的以下所示核苷酸。
PrimerNs:CCICARCCNGARCCNAT(序歹[J 號碼 48) Primer20‘37a:CTRAAIGCNGGRTCNGC(序歹丨J 號碼 49) ?^1^34.213:(^八1^(:<:〇八丁1^耶丁1^(:(序歹[1號碼50) PCR與實施例3之3 a )相同方法進行。 其結果,發現組合上述引子中primerNs與primer
2 0 · 7 3 a會使約1 k b的片段作特異性增幅,將此使 用 TOPO TA cloning kit(Invitrogen 公司製),對 p C R (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
,1T .0—· 經濟部智慧財產局8工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐〉 -50- 1313300 A7 B7 五、發明説明(48 ) 2 . 1— ΤΌΡΟ 進行克隆(clone )化(pSDAPCR5) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 對PSDAPCR5進行克隆化的片段,由序列解析結果得 知,係爲增幅序列號碼5所示的序列中由第7 0號至第 1 2 4 7號區域所得者。 11b)南方解析與使用噬菌體某因庫之篩潠 南方解析法,即對經P s t I、S p h I 、X h ο I 分解的基因組D N A進行瓊脂糖膠電泳,點印(b 1 o t )於Hibond N+(阿馬夏生科公司製作)上。雜 交則使用 E C F random-prime labelling and detection system (阿馬夏生科公司製作),片段的檢測則使用 Molecular imager FX(Biorad 公司製)。 作爲探針使用前述1 1 a )所得之P C R產物,檢測 出約3 k b的P s t I片段、約4 k b的S p h I片段、 約6 k b的X h ο I片段。 經濟部智慧財產笱肖工消費合作社印製 其次,基因組D N A以S a u 3 A 1進行部分分解。 將此與λ EMBL 3 / B a m Η I載體(Stratagene公司製 )連結,使用 MaxPlax packing extract 套組(EPICENTRE TECHNOLOGES公司製)進行包裝。該噬菌體基因庫約5x 104PFU點印於Hibond N+(阿馬夏生科公司 製作)上。PSDAPCR5經克隆化的PCR片段作爲 探針依據 DIGhigh primeDNAlabelling&detection kit (羅西. 大亞格諾斯公司製),得到5種陽性克隆。由其中含有 6 k b的X h ο I片段之噬菌體D ΝΑ回收同X h ο I片 i紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(21 OX297公釐) ~ ~ 1313300 A7 B7 五、發明説明(49) 段,使 pBluescriptll KS +克隆化(p S D E X h 〇 / I I K S + 1 )。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) S D E轉譯區的D N A序列,依照以pSDEXho/ I I K S + 1作爲模版進行轉移子(transposon )法,決定 序列號碼5。 其中由實施例1 0 a )的結果得知,SDN胺基酸序 列的成熟蛋白質之N末端係爲,轉譯開始點的M e t數來 第1 8號。 且,轉譯區中的內含子(intron )存在之確認,以比較 基因組D N A及c D N A的鹼基序列而進行。判斷出該轉 譯區中未存在內含子。 實施例 1 2 :使用 Trichoderma viride 的來自 Eupenicillium brefel dianum PF 1 2 26株)的皂角苷分解酶(_ S D A )之表 a_ 1 2 a )轉形用載體的槿筚 經濟部智慧財凌局負工消費合作社印製 首先’實施例11所得之pSDEXho/Ι IKS + 1作爲f吴版’使用如下所示Trichoderma分泌用引子,進 行與實施例4相同的PCR。 所得之P C R產物經限制酶S m a I及X h ο I分解 所得之片段’與預先以S m a I及X h ο I分解所得質體 PCB1—M2 (參照國際公開W098/11239號 的實施例5 )以D N A連接套組v a r · 2 (寶酒造公司 製)進行連結,構築pCB—SDEs (圖7)。 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -52- 1313300 A7 A7 B7 五、發明説明(50) SDE Trichoderma 分泌用 N 末端弓1 子:GGGCCCGGGCTC AGACTACCCCGGCACCTCCTCAGCC(序歹U 號 5馬 51) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) SDE Trichoderma 分泌用 C 末端弓[子:GGGCTCGAGTAC CTCATGCACCATTGAGCGGCTGGTGG(序歹[]號碼 52) 1 2 b ) Trichoderma vinde的轉形與各基因重鉬體的皂角 苷分解活件測定 實施例5的5 b )所得之尿喷B定缺陷型Trichoderma viride株作爲宿主,將pCB — SDE s與py r 4卡匣連 結於PLITMUS28之載體pPYR4 (參前述5a )以c 〇 -轉形作用(co-transformation )法,與實施例5 的5 c )相同方法進行轉形。其結果,每1 # g的DNA 中得到約2 8株的轉形體。 培養如此所得之轉形體後(參照國際公開 W ◦ 9 8 / 1 1 2 3 9號的實施例1 ),該培養澄淸液提 供於S D S - P A G E後,僅於轉形體上觀察到分子量約 6 7 k D a的片段。 經濟部智慧財4s工消費合作社印製 使用該培養澄淸液依據試驗例1進行皂角苷分解活性 的測定時,T L C中觀察到分解物的大豆皂醇B之點印( blot) 0 -53- 1313300 A7 B7 五、發明説明(51) 牛型S D A )之活件比較 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 約9 0 0 m 1的實施例1 2的1 2 b )所得之培養液 以離心分離(8, 000rpm,30min),除去該 菌體殘渣。所得之約6 9 0 m 1的澄淸液中,加入 7 8 · 7 g的硫酸銨、經離心分離後除去不溶的殘渣。且 對該澄淸液而言,加入8 8 . 6 g ( 4 0 %飽和分率)硫 酸銨,得到的沈澱物溶解於1 2 0 m 1之1 Μ的硫酸銨、 0 · 1Μ磷酸鈉緩衝液(ρΗ5 · 8)中。其中20ml 提供於 Butyl Toyopearl 65〇S ( 2 6 m m i . d . X 2 5 0 mm)(東曹公司製)的疏水色層分析儀。溶離則 使用由緩衝液A至〇 . 1 Μ磷酸鈉緩衝液的濃度梯度下進 行,回收硫酸銨濃度爲0 . 2Μ至0Μ的分率。 所得之分率使用milipore公司製的Pellicon XL (分率 分子量爲10,000)及Ultrafreel5 (分率分子量爲 5 , 0 0 0 )進行濃縮,以P D - 1 0管柱(阿馬夏生科 公司製作)進行脫鹽,提供於Resouce Q,6 m 1 (阿馬夏 經濟部智慈財產笱員工消費合作社印製 生科公司製作)的離子交換色層分析儀。溶離由5 OmM 的 Tr i s— NaCl 緩衝液(ρΗ7 . 5)至 50mM 的T r i s_NaC 1緩衝液、〇 . 5M氯化鈉(pH 7 . 5 )的濃度梯度下進行,回收0 M至0 . 1 M的鹽濃 度分率。 所得之分率以Ultrafreel5(分率分子量爲5,000 ,milipore公司製)進行濃縮,提供於Superdex 200 p g (16mm i . d . X 6 0 0 m m )(阿馬夏生科公 本纸伕尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(2丨0X297公釐) -54- 1313300 Α7 Β7 五、發明説明(52) 司製作)的膠體過濾色層分析儀。溶離以緩衝液G進行’ 回收分子量約5 0 k D a的分率。 對該分率進行SDS — PAGE的結果,於分子量約 6 7 k D a上觀察到單一帶。且膠體過濾的分率分子量與 SD S - PAGE測出的分子量相異,可推測爲本蛋白質 與載體有非特異性吸附。 如上述純化的重組型S D A與,實施例9中純化之皂 角苷分解酶(野生型S D A ),由試驗例2測定出其最適 P Η及最適溫度。 最適Ρ Η及最適溫度的測定如實施例5的5 d )方法 進行。 其結果,重組型SDA爲,Tr i s— NaC 1緩衝 液下活性較野生型S D E掏時,顯示Ρ Η下的活性亦提高 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局資工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS > Α4规格(210X297公釐) -55-
Claims (1)
- 95. 8. l A8 B8 C8 D8 是"1··: .'"-汽貧内容 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 第91112252號專利申請案母案 中文申請專利範圍修正本 民國9 5年8月11日修正 1 . 一種經分離之蛋白質,其特徵爲選自下述所成群 的蛋白質; (a )選自序列號碼4所示胺基酸序列所成的蛋白質 、及 (b )對於前述(a )胺基酸序列之蛋白質而言’至 少具有9 0 %相同性之胺基酸序列,且具有皂角苷分解活 性之蛋白質。 2 . —種經分離之聚核苷酸,其特徵爲編碼如申請專 利範圍第1項之蛋白質。 3 . —種經分離之聚核苷酸,其特徵爲選自下述所成 群之聚核苷酸: (i )含有選自序列號碼3所示鹼基序列所成的聚核 苷酸、 (i i )對於前述(1 )鹼基序列所成之聚核苷酸m 言,具有至少9 0 %相同性之鹼基序列所成,且編碼具有 皂角苷分解活性之蛋白質之聚核苷酸、及 (i i i)與前述(1)的鹼基序列所成之聚核有:@ ,於嚴謹條件爲使用添加0.4% SDS及6M尿素之〇.5倍濃 度SSC,於42°C下洗淨之嚴謹條件下進行雜交,且編碼貞 有皂角苷分解活性之蛋白質之聚核苷酸。 4 如申請專利範圍第2項或第3項之經分離之聚核 本"^尺度適用中國國家標準(CNS ) A4规格(21〇><297公釐) ' (請先閲·«背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂I- 1313300 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 苷酸,其來自絲狀菌。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本貰) 5 .如申請專利範圍第4項之經分離之聚核苷酸,其 中絲狀菌爲麹菌(A s p e r g 1 ί 1 u s s p.)屬。 6 .如申請專利範圍第5項之經分離之聚核苷酸,其 中麴菌(Aspergillus sp.)屬爲麴菌(Aspergillus sp. )P F 1 2 2 4株(寄存號碼CCRC 9 30057 )或其突變株。 7 . —種重組載體,其特徵爲含有如申請專利範圍第 2項至第6項中任一項之經分離之聚核苷酸所成。 8 . —種宿主,其特徵爲經由如申請專利範圍第7項 之重組載體進行轉形者。 9 .如申請專利範圍第8項之宿主,其爲微生物。 1 〇 ·如申請專利範圍第9項之宿主,其爲絲狀菌。 1 1 .如申請專利範圍第1 0項之宿主,其中絲狀菌 爲 Trichoderma 屬。 12 .如申請專利範圍第1 1項之宿主,其中 Trichoderma 屬爲 Trichoderma viride MC300-1 株(寄存號 碼爲CCRC 930056 )或其突變株。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 3 ·如申請專利範圍第8項至第1 2項中任一項之 宿主,其可表現皂角苷分解酶。 1 4 · 一種目的蛋白質的製造方法,其特徵爲培養如 申請專利範圍第8項至第1 3項中任一項之宿主,所得之 培養物中採出具有皂角苷分解活性之蛋白質者。 1 5 · —種大豆皂醇B的製造方法,其特徵爲含有, 使用含有可由申請專利範圍第8項第1 3項中任一項之宿 本紙張尺度適用中國國家標準(〇师)六4規格(210><297公嫠)-2 - 1313300 ABCD 六、申請專利範圍 主得到之具有皂角苷分解活性的蛋白質之培養物,進行大 豆皂醇B作爲配基的配糖體之分解者。 1 6 . —種大豆皂醇B的製造方法,其特徵爲含有, 使用至少一種選自如申請專利範圍第1項之蛋白質、及可 由如申請專利範圍第8項至第1 3項中任一項之宿主所得 之蛋白質所成群之蛋白質,進行大豆皂醇B作爲配基的配 糖體之分解者。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) :裝· -β- ΙΛ- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐)
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