WO2011121768A1 - 新規セルラーゼ遺伝子 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a cellulase, and in particular, to a cellulase derived from Acremonium cellulolyticus , a polynucleotide encoding the cellulase, a method for producing cellulase using the polynucleotide, and use thereof Is.
- the “polynucleotide” includes, for example, DNA or RNA, or a modified or chimeric body thereof, preferably DNA.
- Cellulase is a general term for enzymes that decompose cellulose, and generally cellulases produced by microorganisms are composed of many types of cellulase components.
- Cellulase components are classified into three types, cellobiohydrolase, endoglucanase, and ⁇ -glucosidase, based on their substrate specificity.
- Aspergillus niger which is a filamentous fungus producing cellulase, a maximum of 4 is available. It is believed that type cellobiohydrolase, 15 types of endoglucanase, and 15 types of ⁇ -glucosidase are produced. Therefore, when the cellulase produced by a microorganism is used industrially, it is used as a mixture of various cellulase components produced by the microorganism.
- Non-patent Document 1 The filamentous fungus Acremonium cellulolyticus is characterized by producing cellulase with strong saccharification (Non-patent Document 1), and has been reported to have high utility in feed and silage applications (Patent Document) 1-3). Further, a detailed study has been made on the contained cellulase component (Patent Documents 4-10), and it has been clarified that many kinds of cellulase components are secreted as in other filamentous fungi.
- the cellulase component composition can be optimized according to the use of the cellulase produced by the microorganism.
- the best method for that purpose is to introduce a specific enzyme gene by gene recombination and overexpress it, or to delete the gene of the specific enzyme.
- Patent Documents 4 and 5 two types of cellobiohydrolase genes (Patent Documents 4 and 5) and one type of ⁇ -glucosidase gene (Patent Document 10) are included.
- the expression of the other cellulases could not be enhanced by the gene transfer or the expression of the cellulases could not be suppressed by the deletion.
- JP 7-264994 A Japanese Patent No. 2531595 JP 7-236431 A JP 2001-17180 A International Publication WO97 / 33982 Pamphlet International Publication WO99 / 011767 Pamphlet JP 2000-69978 A JP-A-10-066569 JP 2002-101876 A JP 2000-298262 A
- the present invention isolates genomic DNA containing cellulase genes classified into endoglucanase and ⁇ -glucosidase from Acremonium cellulolyticus, and identifies the endoglucanase and ⁇ -glucosidase genes by analyzing the base sequence. Is an issue.
- the present inventors have made a thorough comparison of amino acid sequences of known endoglucanases and ⁇ -glucosidases, and found amino acid sequences that can be conserved in Acremonium cellulolyticus.
- Various primers were designed. PCR using genomic DNA or cDNA as a template was carried out using various primers designed in this way. As a result, endoglucanase and ⁇ -glucosidase gene fragments were obtained. Based on this gene fragment, primers were designed and PCR was continued to amplify nine endoglucanase and ⁇ -glucosidase genes. The base sequence was analyzed and the present invention was completed.
- DNA comprising the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 5 or a modified sequence thereof, [24] DNA selected from the following (i), (ii), and (iii): (I) DNA encoding the protein according to [3]; (Ii) a DNA comprising the sequence of positions 169 to 1598 of the base sequence set forth in SEQ ID NO: 5; (Iii) DNA that hybridizes under stringent conditions with a DNA consisting of the sequences 169 to 1598 of the base sequence set forth in SEQ ID NO: 5 and encodes a protein having endoglucanase activity; [25] DNA obtained by removing intron sequences from the DNA according to [24], [26] The intron sequence is a sequence comprising one or more sequences selected from sequences 254 to 309, 406 to 461, or 1372 to 1450 of the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 5.
- DNA according to [27] DNA obtained by removing a base sequence encoding a signal sequence from the DNA described in [23] to [26], [28] The DNA according to [27], wherein the base sequence encoding the signal sequence is the sequence of Nos. 169 to 231 of the base sequence described in SEQ ID NO: 5.
- DNA comprising the base sequence set forth in SEQ ID NO: 7 or a modified sequence thereof [30] DNA selected from the following (i), (ii), and (iii): (I) DNA encoding the protein according to [4]; (Ii) a DNA comprising a sequence of positions 70 to 1376 of the base sequence set forth in SEQ ID NO: 7; (Iii) a DNA that hybridizes under stringent conditions with a DNA comprising the nucleotide sequence 70 to 1376 of the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 7 and encodes a protein having endoglucanase activity; [31] DNA obtained by removing intron sequences from the DNA according to [30], [32] The DNA according to [31], wherein the intron sequence is a sequence comprising one or more sequences selected from the nucleotide sequences 451 to 500 or 765 to 830 of the nucleotide sequence described in SEQ ID NO: 7.
- DNA comprising the base sequence set forth in SEQ ID NO: 11 or a modified sequence thereof, [42] DNA selected from the following (i), (ii), and (iii): (I) DNA encoding the protein according to [6]; (Ii) a DNA comprising a sequence of Nos.
- DNA that hybridizes under stringent conditions with DNA consisting of the nucleotide sequence 114 to 1230 of the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 11 and that encodes a protein having endoglucanase activity; [43] DNA obtained by removing an intron sequence from the DNA according to [42], [44] The DNA according to [43], wherein the intron sequence is a sequence comprising one or more sequences selected from the sequences 183 to 232 or 299 to 357 of the base sequence described in SEQ ID NO: 11 , [45] DNA obtained by removing the base sequence encoding the signal sequence from the DNA described in [41] to [44], [46] The DNA according to [45], wherein the base sequence encoding the signal sequence is the sequence 114 to 161 of the base sequence set forth in SEQ ID NO: 11.
- DNA comprising the base sequence set forth in SEQ ID NO: 13 or a modified sequence thereof, [48] DNA selected from the following (i), (ii), and (iii): (I) DNA encoding the protein according to [7]; (Ii) a DNA comprising a sequence of positions 124 to 1143 of the base sequence set forth in SEQ ID NO: 13; (Iii) a DNA that hybridizes under stringent conditions with a DNA consisting of sequences 124 to 1143 of the base sequence set forth in SEQ ID NO: 13 and encodes a protein having endoglucanase activity; [49] DNA obtained by removing an intron sequence from the DNA according to [48], [50] The DNA according to [49], wherein the intron sequence is a sequence of positions 225 to 275 of the base sequence set forth in SEQ ID NO: 13.
- DNA comprising the base sequence set forth in SEQ ID NO: 15 or a modified sequence thereof [54] DNA selected from the following (i), (ii), and (iii): (I) DNA encoding the protein according to [8]; (Ii) a DNA comprising the sequence from number 238 to 1887 of the base sequence set forth in SEQ ID NO: 15; (Iii) a DNA that hybridizes under stringent conditions with a DNA comprising the nucleotide sequence 238 to 1887 of the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 15 and encodes a protein having ⁇ -glucosidase activity; [55] DNA obtained by removing an intron sequence from the DNA described in [54], [56] The intron sequence is a sequence comprising one or more sequences selected from the sequences 784 to 850, 1138 to 1205, or 1703 to 1756 of the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 15.
- DNA according to [57] DNA obtained by removing a base sequence encoding a signal sequence from the DNA described in [53] to [56], [58] The DNA according to [57], wherein the base sequence encoding the signal sequence is the sequence from number 238 to number 321 of the base sequence set forth in SEQ ID NO: 15.
- DNA comprising the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 17 or a modified sequence thereof, [60] DNA selected from the following (i), (ii), and (iii): (I) DNA encoding the protein according to [9]; (Ii) a DNA comprising a sequence of positions 66 to 1765 of the base sequence set forth in SEQ ID NO: 17; (Iii) a DNA that hybridizes under stringent conditions with a DNA consisting of sequences 66 to 1765 of the base sequence set forth in SEQ ID NO: 17 and encodes a protein having ⁇ -glucosidase activity; [61] DNA obtained by removing an intron sequence from the DNA according to [60], [62] The intron sequence comprising one or more sequences selected from the sequences 149 to 211, 404 to 460, 934 to 988, or 1575 to 1626 of the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 17 The DNA according to [61], [63] DNA obtained by removing
- An expression vector comprising the DNA of [12] to [64], [66] A host cell transformed with the expression vector according to [65], [67] The host cell according to [66], wherein the host cell is yeast or filamentous fungus, [68] yeast, Saccharomyces (Saccharomyces) genus, those belonging to Hansenula (Hansenula) spp or Pichia (Pichia) sp., A host cell according to [67], [69] The host cell according to [68], wherein the yeast is Saccharomyces cerevisiae , [70] filamentous fungus, Humicola (Humicola) genus Aspergillus (Aspergillus) genus Trichoderma (Trichoderma) genus belongs to Fusarium (Fusarium) or Acremonium (Acremonium) spp host cell according to [67] , [71] The filamentous fungus is Acremonium cellulolyticus , Humicola, Sac
- Methods, [79] Using the protein according to [1] to [9] or [75] or the cellulase preparation according to [76] in the step of deinking by treating waste paper with a deinking chemical.
- Used paper deinking method, [80] A method for improving the freeness of paper pulp, comprising the step of treating paper pulp with the protein according to [1] to [9] or [75] or the cellulase preparation according to [76].
- Including, method, [81] A method for improving the digestibility of animal feed, wherein the animal feed is treated with the protein according to [1] to [9] or [75] or the cellulase preparation according to [76].
- DNA necessary for efficiently producing a specific endoglucanase and ⁇ -glucosidase derived from Acremonium cellulolyticus as a recombinant protein can be obtained, and the cellulase components can be expressed efficiently.
- Recombinant microorganisms can be obtained. Furthermore, by culturing the obtained recombinant microorganism, specific endoglucanase and ⁇ -glucosidase can be produced efficiently and inexpensively.
- specific endoglucanase and ⁇ -glucosidase genes can be deleted from the genome of Acremonium cellulolyticus, and as a result, cellulases free from these endoglucanases and ⁇ -glucosidases are produced.
- Recombinant Acremonium cellulolyticus can be obtained to produce cellulases free of specific endoglucanases and ⁇ -glucosidase cellulases.
- the cellulosic substrate By selecting an optimal cellulase group from various cellulases obtained in the present invention and treating the cellulosic substrate, the cellulosic substrate can be decomposed efficiently and inexpensively.
- Endoglucanase and ⁇ -glucosidase which are the proteins of the present invention, are present in the mature protein portion in the amino acid sequence selected from SEQ ID NOs: 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18.
- a corresponding sequence can be included, or an amino acid sequence substantially equivalent to the amino acid sequence can be included.
- the “substantially equivalent amino acid sequence” means, for example, alteration by substitution, deletion, and / or addition of one or more (preferably several) amino acids, but the activity of the polypeptide. It means an amino acid sequence that is not affected by or an amino acid sequence that has 70% or more identity but is not affected by the activity of the polypeptide.
- the number of amino acid residues to be modified is preferably 1 to 40, more preferably 1 to several, still more preferably 1 to 8, and most preferably 1 to 4.
- modifications that do not affect activity include conservative substitutions.
- Constant substitution means replacing one or more amino acid residues with another chemically similar amino acid residue so as not to substantially alter the activity of the polypeptide. For example, when a certain hydrophobic amino acid residue is substituted by another hydrophobic amino acid residue, a certain polar amino acid residue is substituted by another polar amino acid residue having the same charge, and the like. Functionally similar amino acids that can make such substitutions are known in the art for each amino acid.
- nonpolar (hydrophobic) amino acids include alanine, valine, isoleucine, leucine, proline, tryptophan, phenylalanine, methionine, and the like.
- polar (neutral) amino acids include glycine, serine, threonine, tyrosine, glutamine, asparagine, cysteine and the like.
- positively charged (basic) amino acids include arginine, histidine, and lysine.
- negatively charged (acidic) amino acids include aspartic acid and glutamic acid.
- identity refers to FASTA3 [Science, 227, 1435-1441 (1985); Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 85, 2444-2448 (1988); http: // www. ddbj. nig. ac. jp / E-mail / homology-j. html] is a numerical value calculated using default (initial setting) parameters.
- the identity is preferably 80% or more, more preferably 90% or more, still more preferably 95% or more, still more preferably 98% or more, particularly preferably 99%. It can be the above identity.
- the protein of the present invention may be any polypeptide as long as it does not affect the enzyme activity at the N-terminus and / or C-terminus of each amino acid sequence corresponding to the mature protein portion or an amino acid sequence substantially equivalent thereto.
- An array can be provided. Examples of such a polypeptide sequence include a signal sequence, a detection marker (eg, FLAG tag), and a purification polypeptide [eg, glutathione S-transferase (GST)].
- Endoglucanase and ⁇ -glucosidase gene can contain the base sequence encoding the protein of the present invention, and the base sequence described in SEQ ID NO: 1 Sequence Nos. 136 to 1437, sequence Nos. 128 to 1615 of the base sequence shown in SEQ ID No. 3, sequence Nos. 169 to 1598 of the base sequence shown in SEQ ID No. 5, and sequence 70 of the base sequence shown in SEQ ID No. 7 The sequence of No. 1376, the sequence of Nos. 141 to 974 of the base sequence shown in SEQ ID No. 9, the sequence of Nos.
- a base sequence selected from the 65th sequence, or a base sequence that can hybridize with the base sequence under stringent conditions can be included.
- stringent conditions means that the membrane is washed after hybridization in a high temperature, low salt concentration solution.
- 2 ⁇ SSC concentration (1 ⁇ SSC: 15 mmol / L) (Sodium citrate, 150 mmol / L sodium chloride) in 0.5% SDS solution means washing conditions at 60 ° C. for 20 minutes.
- the endoglucanase and ⁇ -glucosidase gene of the present invention can be isolated from Acremonium cellulolyticus or a mutant thereof, for example, by the following method.
- the base sequence since the base sequence has been clarified as disclosed in the present invention, it can be artificially chemically synthesized.
- Genomic DNA is extracted from Acremonium cellulolyticus cells by conventional methods.
- the genomic DNA is digested with an appropriate restriction enzyme and then ligated to an appropriate vector to prepare an Acremonium cellulolyticus genomic DNA library.
- a vector various things, such as a plasmid vector, a phage vector, a cosmid vector, a BAC vector, can be used, for example.
- an appropriate probe is prepared based on the base sequences of the endoglucanase and ⁇ -glucosidase genes disclosed in the present specification, and a DNA fragment containing the desired endoglucanase and ⁇ -glucosidase genes by hybridization from a genomic DNA library Can be isolated.
- primers for amplifying a desired gene based on the base sequences of the endoglucanase and ⁇ -glucosidase genes disclosed in the present specification were prepared, and PCR was performed using the genomic DNA of Acremonium cellulolyticus as a template.
- the desired gene can be isolated by ligating the amplified DNA fragment with an appropriate vector.
- endoglucanase and ⁇ -glucosidase genes according to the present invention are contained in plasmids pACC3, pACC5, pACC6, pACC7, pACC8, pACC9, pACC10, pBGLC, and plasmid pBGLD, they are used as template DNA for PCR. Is possible. Moreover, a desired DNA fragment can be prepared from these plasmids with an appropriate restriction enzyme.
- Escherichia coli TOP10 / pACC3 transformed with the deposit of microorganisms pACC3 is the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology patent biological deposit center on October 9, 2008 (Ibaraki, 305-8565, Japan). Deposited internationally in 1-6 Higashi 1-chome, Tsukuba City, Prefecture 6). The accession number is FERM BP-11029.
- Escherichia coli TOP10 / pACC5 transformed with pACC5 is the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology patent biological deposit center on October 9, 2008 (East Tsukuba City, Ibaraki, Japan 305-8565) Deposited internationally at 1-chome, 1-address, 1-center 6). The accession number is FERM BP-11030.
- Escherichia coli TOP10 / pACC6 transformed with pACC6 is the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology patent biological deposit center on October 9, 2008 (East Tsukuba City, Ibaraki, Japan 305-8565) Deposited internationally at 1-chome, 1-address, 1-center 6).
- the accession number is FERM BP-11031.
- Escherichia coli TOP10 / pACC7 transformed with pACC7 is the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology patent biological deposit center on October 9, 2008 (East Tsukuba City, Ibaraki, Japan 305-8565) Deposited internationally at 1-chome, 1-address, 1-center 6).
- the accession number is FERM BP-11032.
- Escherichia coli TOP10 / pACC8 transformed with pACC8 is the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology patent biological deposit center on October 9, 2008 (East Tsukuba City, Ibaraki, Japan 305-8586) Deposited internationally at 1-chome, 1-address, 1-center 6).
- the accession number is FERM BP-11033.
- Escherichia coli TOP10 / pACC9 transformed with pACC9 is the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology patent biological deposit center on October 9, 2008 (East Tsukuba City, Ibaraki, Japan 305-8565) Deposited internationally at 1-chome, 1-address, 1-center 6).
- the accession number is FERM BP-11034.
- Escherichia coli TOP10 / pACC10 transformed with pACC10 is the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology Patent Biodeposition Center (East Tsukuba City, Ibaraki 305-8586, Japan) on October 9, 2008. Deposited internationally at 1-chome, 1-address, 1-center 6).
- the accession number is FERM BP-11035.
- Escherichia coli TOP10 / pBGLC transformed with pBGLC is the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology patent biological deposit center on October 9, 2008 (East Tsukuba City, Ibaraki, Japan 305-8565) Deposited internationally at 1-chome, 1-address, 1-center 6).
- the accession number is FERM BP-11036.
- Escherichia coli TOP10 / pBGLD transformed with pBGLD is the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology patent biological deposit center on October 9, 2008 (East Tsukuba City, Ibaraki, Japan 305-8565). Deposited internationally at 1-chome, 1-address, 1-center 6). The accession number is FERM BP-11037.
- Expression vector and transformed microorganism in the present invention, a base encoding the amino acid sequence described in SEQ ID NOs: 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18 or a modified amino acid sequence thereof
- an expression vector comprising a DNA containing a sequence (hereinafter simply referred to as “DNA sequence according to the present invention”) capable of replicating in a host microorganism and expressing a protein encoded by the DNA sequence.
- the present expression vector can be constructed on the basis of a self-replicating vector, that is, as an extrachromosomal independent entity whose replication does not depend on chromosomal replication, for example, a plasmid.
- this expression vector when introduced into a host microorganism, it may be integrated into the genome of the host microorganism and replicated together with the chromosome into which it has been integrated.
- this procedure and method for constructing the vector according to the present invention those conventionally used in the field of genetic engineering can be used.
- the expression vector according to the present invention includes a DNA sequence or microorganism that controls the expression in addition to the DNA sequence according to the present invention. It is desirable to include a genetic marker or the like for selection.
- the DNA sequence for controlling expression include a DNA sequence encoding a promoter, terminator, and signal peptide.
- the promoter is not particularly limited as long as it exhibits transcriptional activity in the host microorganism, and can be obtained as a DNA sequence that controls the expression of a gene encoding a protein that is the same or different from the host microorganism.
- the signal peptide is not particularly limited as long as it contributes to protein secretion in the host microorganism, and can be obtained from a DNA sequence derived from a gene encoding a protein that is the same or different from the host microorganism. it can.
- the gene marker in the present invention may be appropriately selected according to the method for selecting a transformant. For example, a gene encoding drug resistance and a gene complementary to auxotrophy can be used.
- a microorganism transformed with this expression vector is provided.
- This host-vector system is not particularly limited, and for example, a system using Escherichia coli, actinomycetes, yeast, filamentous fungi, etc., and a fusion protein expression system with other proteins using them can be used.
- transformation of microorganisms with this expression vector can also be carried out according to a method commonly used in this field.
- the transformant can be obtained by culturing in an appropriate medium and isolating the protein according to the present invention from the culture. Therefore, according to another aspect of the present invention, a method for producing the novel protein according to the present invention is provided.
- the culture of the transformant and its conditions may be essentially equivalent to that for the microorganism used.
- a method commonly used in this field can be used for recovering the target protein.
- yeast cell capable of expressing endoglucanase and ⁇ -glucosidase enzymes encoded by the DNA sequence according to the present invention.
- the yeast cells in the present invention for example, Saccharomyces (Saccharomyces) genus Hansenula (Hansenula) spp, or Pichia (Pichia) microorganism belonging to the genus, for example, Saccharomyces cerevisiae (Saccharomyces cerevisiae) and the like.
- Humicola genus Aspergillus (Aspergillus) genus or Trichoderma (Trichoderma) sp
- can Fusarium (Fusarium) genus, or Acremonium (Acremonium) are those belonging to the genus.
- Further preferred examples thereof include Humicola insolens , Aspergillus niger or Aspergillus oryzae , Trichoderma viride , Fusarium oxysporum ( Fusarium oxysporum ) Or Acremonium cellulolyticus .
- endoglucanase and ⁇ -glucosidase genes according to the present invention are linked to appropriate vectors and introduced into Acremonium cellulolyticus to suppress their expression, or the genes are disrupted using homologous recombination. Deletion of the function can suppress the expression of specific endoglucanase and ⁇ -glucosidase.
- Gene disruption using homologous recombination can be carried out according to conventional methods, and it will be obvious to those skilled in the art how to make a vector used for gene disruption and introduce the vector into a host.
- the transformant thus obtained can be cultured in an appropriate medium, and the above-described protein of the present invention can be isolated from the culture. What is necessary is just to set suitably the culture
- recovery and purification of the target protein from the culture solution can be performed according to a conventional method.
- Cellulase preparation comprising a protein (cellulase) according to the present invention as described above.
- the cellulase preparation according to the present invention is produced by mixing the cellulase according to the present invention with components generally contained, for example, excipients (for example, lactose, sodium chloride, sorbitol, etc.), surfactants, preservatives and the like. Also good.
- excipients for example, lactose, sodium chloride, sorbitol, etc.
- surfactants for example, sodium chloride, sorbitol, etc.
- preservatives preservatives and the like.
- the cellulase preparation in the present invention can be prepared in any appropriate shape, such as powder or liquid.
- biomass saccharification can significantly improve saccharification by treatment with the cellulase enzyme (s) or cellulase preparation of the present invention. Therefore, according to the present invention, there is provided a method for improving biomass saccharification, comprising the step of treating biomass with the cellulase enzyme (s) or cellulase preparation of the present invention.
- biomass that can be treated in the present invention include rice straw, bagasse, corn stover, fruit pomace such as coconut, waste wood, and materials that have been appropriately pretreated.
- a method for providing clarification of colored cellulose-containing fibers comprising the step of treating the colored cellulose-containing fibers with cellulase enzyme (s) or cellulase preparations, and There is provided a method for producing a local change in color, i.e. a method for giving colored cellulose-containing fibers a stonewash appearance. And this method includes the process of processing a colored cellulose containing fiber by the endoglucanase enzyme or cellulase preparation of this invention.
- the freeness of paper pulp can be significantly improved by the treatment with the endoglucanase enzyme according to the present invention without causing a significant decrease in strength. Therefore, according to the present invention, there is provided a method for improving the freeness of pulp, comprising the step of treating paper pulp with the endoglucanase enzyme or cellulase preparation of the present invention.
- pulps that can be treated in the present invention include waste paper pulp, recycled paperboard pulp, kraft pulp, sulfite pulp or process heat treated and other high yield pulps.
- the digestibility of glucan in the feed can be improved. Therefore, according to the present invention, there is provided a method for improving the digestibility of animal feed, comprising the step of treating the animal feed with the endoglucanase enzyme or cellulase preparation of the present invention.
- Example 1 Cloning of ACC3 gene (1-1) Isolation of genomic DNA Acremonium cellulolyticus ACCP-5-1 strain (s) medium (2% bouillon, 0.5% yeast extract and 2% glucose) at 32 ° C After culturing for 2 days, the cells were collected by centrifugation. Genomic DNA was isolated from the obtained cells according to the method of Horiuchi et al . (H. Horiuchi et . Al ., J. Bacteriol., 170, 272-278, (1988)).
- ACC3-F GGGCGTCTGTRTTYGARTGT (SEQ ID NO: 19)
- ACC3-R AAAATGTAGTCTCCCCACCA (SEQ ID NO: 20)
- PCR was performed using ACC3-F and ACC3-R as primers and genomic DNA as a template. PCR was performed using LA taq polymerase (manufactured by Takara Bio Inc.). PCR was performed with a program that carried out 40 cycles of 94 ° C for 30 seconds, annealing for 30 seconds, and 72 ° C for 1 minute. The annealing temperature was gradually reduced from 63 ° C to 53 ° C in the first 20 cycles, and then The 20 cycles were fixed at 53 ° C.
- the amplified 1 kbp DNA fragment was inserted into the pCR2.1-TOPO plasmid vector using the TOPO ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ TA cloning kit (manufactured by Invitrogen) according to the attached protocol to obtain plasmid TOPO-pACC3-partial.
- the sequence of the inserted DNA fragment cloned in the plasmid TOPO-pACC3-partial is the attached protocol using BigDye Terminator v3.1 Cycle Sequebcing Kit (Applied Biosystems) and ABI PRISM Genetic Analyzer (Applied Biosystems). Went according to.
- the resulting base sequence was translated into an amino acid sequence, and as a result of homology search, the amino acid sequence showed 74% identity with endoglucanase EG1 (Q8WZD7) from Talaromyces emersonii.
- the fragment was judged to be part of the endoglucanase (Glycoside Hydrolase family 5) gene.
- ACC3-inv-F ACTTCCAGACTTTCTGGTCC (SEQ ID NO: 21)
- ACC3-inv-R AGGCCGAGAGTAAGTATCTC (SEQ ID NO: 22)
- the 5 ′ upstream region and 3 ′ downstream region were analyzed by the method described in Example 1-2, and the full-length nucleotide sequence of the ACC3 gene was determined.
- the following primers were prepared based on the base sequence obtained by the inverse PCR method, PCR was performed using the genomic DNA as a template, and the ACC3 gene was amplified.
- pACC3-F GAAGGATGGTAGATTGTCCG (SEQ ID NO: 23)
- pACC3-R ACCGAGAAGGATTTCTCGCA (SEQ ID NO: 24)
- the amplified DNA was inserted into the pCR2.1-TOPO plasmid vector using TOPO TA cloning kit (Invitrogen) to obtain plasmid pACC3.
- Escherichia coli TOP10 strain / pACC3 was obtained by transforming Escherichia coli TOP10 strain (manufactured by Invitrogen) with the obtained plasmid pACC3.
- cDNA was synthesized by TimeSaver cDNA Synthesis Kit (Pharmacia) according to the attached protocol.
- the following primers including an initiation codon and a termination codon were prepared from the ACC3 gene sequence, and PCR was performed using the cDNA as a template to amplify the ACC3 cDNA gene.
- ACC3-N ATGAAGACCAGCATCATTTCTATC (SEQ ID NO: 25)
- ACC3-C TCATGGGAAATAACTCTCCAGAAT (SEQ ID NO: 26)
- the ACC3 cDNA gene was analyzed by the method described in Example 1-2, and the position of the intron was determined by comparing with the pACC3 gene.
- the endoglucanase ACC3 gene isolated from Acremonium cellulolyticus by the above method has a nucleotide sequence of 1302 bp shown in the 136-1437 base sequence of SEQ ID NO: 1. It consisted of a base.
- this ACC3 gene contains the 5 introns shown in the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1, 233 to 291, 351 to 425, 579 to 631, 697 to 754, and 853 to 907. It was shown that The amino acid sequence of ACC3 predicted from the open reading frame (ORF) was as shown in SEQ ID NO: 2.
- Signal sequence prediction software SignalP 3.0 was used to estimate the signal sequence from -27 to -1 amino acid residues of ACC3.
- Example 2 Cloning of ACC5 gene (2-1) Isolation of genomic DNA and mRNA and preparation of cDNA Genomic DNA of Acremonium cellulolyticus ACCP-5-1 was isolated by the method described in Example 1-1. Moreover, the cDNA of Acremonium cellulolyticus ACCP-5-1 was prepared by the method described in Example 1-4.
- ACC5-F CAGCAGGCCCCCACCCCNGAYAAYYTNGC (SEQ ID NO: 27)
- ACC5-R AATTCGCGGCCGCTAAAAAAAAA (SEQ ID NO: 28)
- PCR was performed using ACC5-F and ACC5-R as primers and cDNA as a template. PCR was performed using LA taq polymerase (manufactured by Takara Bio Inc.). PCR was performed with a program that carried out 40 cycles of 94 ° C for 30 seconds, annealing for 30 seconds, and 72 ° C for 1 minute. The annealing temperature was gradually reduced from 63 ° C to 53 ° C in the first 20 cycles, and then The 20 cycles were fixed at 53 ° C.
- the amplified 1.5 kbp DNA fragment was inserted into the pCR2.1-TOPO plasmid vector using the TOPO TA cloning kit (manufactured by Invitrogen) according to the attached protocol to obtain the plasmid TOPO-pACC5-partial.
- pACC5-F ATTGCTCCGCATAGGTTCAA (SEQ ID NO: 31)
- pACC5-R TTCAGAGTTAGTGCCTCCAG (SEQ ID NO: 32)
- the amplified DNA was inserted into the pCR2.1-TOPO plasmid vector using TOPO TA cloning kit (Invitrogen) to obtain plasmid pACC5.
- Escherichia coli TOP10 strain / pACC5 was obtained by transforming Escherichia coli TOP10 strain (manufactured by Invitrogen) with the obtained plasmid pACC5.
- Example 3 Cloning of ACC6 gene (3-1) Isolation of genomic DNA and preparation of genomic library
- Genomic DNA of Acremonium cellulolyticus ACCP-5-1 was isolated by the method described in Example 1-1.
- the isolated genomic DNA was partially digested with Sau 3AI. This was ligated to the Bam HI arm of the phage vector / dMBL3 cloning kit (Stratagene) using Ligation Kit Ver.2 (Takara Shuzo). This was precipitated in ethanol and then dissolved in TE buffer. Phage particles were formed from the ligation mixture using MaxPlax ⁇ packerging kit (manufactured by Epicenter Technology) and infected with E. coli XL1-blue MRA (P2) strain. By this method, a genomic DNA library consisting of 1.1 ⁇ 10 4 phages was obtained.
- ACC6-F GTGAACATCGCCGGCTTYGAYTTYGG (SEQ ID NO: 35)
- ACC6-R CCGTTCCACCGGGCRTARTTRTG (SEQ ID NO: 36)
- PCR was performed using ACC6-F and ACC6-R as primers and genomic DNA as a template. PCR was performed using LA taq polymerase (manufactured by Takara Bio Inc.). PCR was performed with a program that carried out 40 cycles of 94 ° C for 30 seconds, annealing for 30 seconds, and 72 ° C for 1 minute. The annealing temperature was gradually reduced from 63 ° C to 53 ° C in the first 20 cycles, and then The 20 cycles were fixed at 53 ° C.
- the amplified 300 bp DNA fragment was inserted into the pCR2.1-TOPO plasmid vector using the TOPO ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ TA cloning kit (manufactured by Invitrogen) according to the attached protocol to obtain the plasmid TOPO-pACC6-partial.
- This DNA fragment was amplified by PCR using the plasmid TOPO-pACC6-partial as a template in the same manner as described above, and the obtained PCR product was labeled using an ECL direct system (manufactured by Amersham Pharmacia Biotech) as a probe.
- Example 3-3 Screening by plaque hybridization
- the phage plaque prepared in Example 3-1 was transferred to a high bond N + nylon transfer membrane (manufactured by Amersham), and after alkali denaturation, 5 times concentration SSC (SSC: 15 mmol / L) DNA was fixed by washing with trisodium citrate (150 mmol / L sodium chloride) and drying. Hybridization was carried out for 4 hours (42 ° C.) by adding an HRP-labeled probe after pre-hybridization (42 ° C.) for 1 hour. The probe was washed twice with 6 M urea and 0.4% SDS-added 0.5-fold SSC and twice with 2-fold SSC.
- the nylon membrane that had been washed with the probe was immersed in a detection solution for 1 minute and then exposed to Hyperfilm ECL manufactured by the same company to obtain one positive clone.
- DNA preparation from positive clones was performed using LE392 as the host E. coli according to the method of Maniatis et al. (J. Sambrook, EF Fritsch and T. Maniat1s, “Molecular Cloning”, Cold Spring Harbor Laboratory Press. 1989). It was. First, LE392 was cultured overnight in LB-MM medium (1% peptone, 0.5% yeast extract, 0.5% sodium chloride, 10 mmol / L magnesium sulfate, 0.2% maltose).
- the 2.9 kbp Xba I fragment showed a common hybridization pattern with chromosomal DNA.
- This Xba I fragment was cloned into pUC118 to obtain plasmid pUC-ACC6, and then the nucleotide sequence of the plasmid was analyzed.
- pACC6-F CTCTGCATTGAATCCCGAGA (SEQ ID NO: 37)
- pACC6-R GCAACGCTAAAGTGCTCATC (SEQ ID NO: 38)
- the amplified DNA was inserted into the pCR2.1-TOPO plasmid vector using TOPO TA cloning kit (Invitrogen) to obtain plasmid pACC6.
- Escherichia coli TOP10 strain / pACC6 was obtained by transforming Escherichia coli TOP10 strain (manufactured by Invitrogen) with the obtained plasmid pACC6.
- Example 4 Cloning of ACC7 gene (4-1) Isolation of genomic DNA and preparation of genomic library A genomic DNA library of Acremonium cellulolyticus ACCP-5-1 was prepared by the method described in Example 3-1.
- ACC7-F CACGCCATGATCGACCCNCAYAAYTAYG (SEQ ID NO: 41)
- ACC7-R ACCAGGGGCCGGCNGYCCACCA (SEQ ID NO: 42)
- PCR was performed using ACC7-F and ACC7-R as primers and genomic DNA as a template. PCR was performed using LA taq polymerase (manufactured by Takara Bio Inc.). PCR was performed with a program that carried out 40 cycles of 94 ° C for 30 seconds, annealing for 30 seconds, and 72 ° C for 1 minute. The annealing temperature was gradually reduced from 63 ° C to 53 ° C in the first 20 cycles, and then The 20 cycles were fixed at 53 ° C.
- the amplified 670 bp DNA fragment was inserted into the pCR2.1-TOPO plasmid vector according to the attached protocol using TOPO (TA cloning kit (manufactured by Invitrogen) to obtain plasmid TOPO-pACC7-partial.
- TOPO TA cloning kit (manufactured by Invitrogen)
- This DNA fragment was amplified by PCR using the plasmid TOPO-pACC7-partial as a template in the same manner as described above, and the obtained PCR product was labeled using an ECL direct system (manufactured by Amersham Pharmacia Biotech) as a probe.
- pACC7-F CAGTCAGTTGTGTAGACACG (SEQ ID NO: 43)
- pACC7-R ACTCAGCTGGGTCTTCATAG (SEQ ID NO: 44)
- the amplified DNA was inserted into the pCR2.1-TOPO plasmid vector using TOPO TA cloning kit (Invitrogen) to obtain plasmid pACC7.
- Escherichia coli TOP10 strain / pACC7 was obtained by transforming Escherichia coli TOP10 strain (manufactured by Invitrogen) with the obtained plasmid pACC7.
- Example 5 Cloning of ACC8 Gene (5-1) Isolation of genomic DNA and preparation of genomic library A genomic DNA library of Acremonium cellulolyticus ACCP-5-1 was prepared by the method described in Example 3-1.
- PCR was performed using MSW-N and MSW-C as primers and genomic DNA as a template. PCR was performed using LA taq polymerase (manufactured by Takara Bio Inc.). PCR was performed with a program that carried out 40 cycles of 94 ° C for 30 seconds, annealing for 30 seconds, and 72 ° C for 1 minute. The annealing temperature was gradually reduced from 63 ° C to 53 ° C in the first 20 cycles, and then The 20 cycles were fixed at 53 ° C.
- the amplified 800 bp DNA fragment was inserted into the pCR2.1-TOPO plasmid vector according to the attached protocol using the TOPO TA cloning kit (manufactured by Invitrogen) to obtain the plasmid TOPO-pACC8-partial.
- This DNA fragment was amplified by PCR using the plasmid TOPO-pACC8-partial as a template in the same manner as described above, and the obtained PCR product was labeled using an ECL direct system (manufactured by Amersham Pharmacia Biotech) as a probe.
- pACC8-F AAAGACCGCGTGTTAGGATC (SEQ ID NO: 49)
- pACC8-R CGCGTAGGAAATAAGACACC (SEQ ID NO: 50)
- the amplified DNA was inserted into the pCR2.1-TOPO plasmid vector using TOPO TA cloning kit (Invitrogen) to obtain plasmid pACC8.
- Escherichia coli TOP10 strain / pACC8 was obtained by transforming Escherichia coli TOP10 strain (manufactured by Invitrogen) with the obtained plasmid pACC8.
- ACC8-N ATGAAGCTAACTTTTCTCCTGAAC (SEQ ID NO: 51)
- ACC8-C CTAATTGACAGATGCAGACCAATG (SEQ ID NO: 52)
- the base sequence of the ACC8 cDNA gene was analyzed and compared with the pACC8 gene to determine the position of the intron.
- Example 6 Cloning of ACC9 Gene (6-1) Isolation of genomic DNA and mRNA and preparation of cDNA Genomic DNA of Acremonium cellulolyticus ACCP-5-1 was isolated by the method described in Example 1-1. Moreover, the cDNA of Acremonium cellulolyticus ACCP-5-1 was prepared by the method described in Example 1-4.
- ACC9-F CCGGCTGCGGCAARTGYTAYMA (SEQ ID NO: 53)
- ACC9-R AGTACCACTGGTTCTGCACCTTRCANGTNSC (SEQ ID NO: 54)
- PCR was performed using ACC9-F and ACC9-R as primers and genomic DNA as a template. PCR was performed using LA taq polymerase (manufactured by Takara Bio Inc.). PCR was performed with a program that carried out 40 cycles of 94 ° C for 30 seconds, annealing for 30 seconds, and 72 ° C for 1 minute. The annealing temperature was gradually reduced from 63 ° C to 53 ° C in the first 20 cycles, and then The 20 cycles were fixed at 53 ° C.
- the amplified 800 bp DNA fragment was inserted into the pCR2.1-TOPO plasmid vector according to the attached protocol using the TOPO ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ TA cloning kit (manufactured by Invitrogen) to obtain the plasmid TOPO-pACC9-partial.
- pACC9-F TACATTCCGAAGGCACAGTT (SEQ ID NO: 57)
- pACC9-R CTGAGCTGATTATCCTGACC (SEQ ID NO: 58)
- the amplified DNA was inserted into the pCR2.1-TOPO plasmid vector using TOPO TA cloning kit (Invitrogen) to obtain plasmid pACC9.
- Escherichia coli TOP10 strain / pACC9 was obtained by transforming Escherichia coli TOP10 strain (manufactured by Invitrogen) with the obtained plasmid pACC9.
- Example 7 Cloning of ACC10 Gene (7-1) Isolation of genomic DNA and mRNA and preparation of cDNA Genomic DNA of Acremonium cellulolyticus ACCP-5-1 was isolated by the method described in Example 1-1. Moreover, the cDNA of Acremonium cellulolyticus ACCP-5-1 was prepared by the method described in Example 1-4.
- ACC10-F GGTGTACGTGGGCACCAAYGGNMGNGG (SEQ ID NO: 61)
- ACC10-R AATTCGCGGCCGCTAAAAAAAAA (SEQ ID NO: 62)
- PCR was performed using ACC10-F and ACC10-R as primers and cDNA as a template. PCR was performed using LA taq polymerase (manufactured by Takara Bio Inc.). PCR was performed with a program that carried out 40 cycles of 94 ° C for 30 seconds, annealing for 30 seconds, and 72 ° C for 1 minute. The annealing temperature was gradually reduced from 63 ° C to 53 ° C in the first 20 cycles, and then The 20 cycles were fixed at 53 ° C.
- the amplified 300 bp DNA fragment was inserted into the pCR2.1-TOPO plasmid vector according to the attached protocol using TOPO TA cloning kit (manufactured by Invitrogen) to obtain plasmid TOPO-pACC10-partial.
- ACC10 full-length gene by inverse PCR method a circular DNA digested with Hin dIII a template, PCR was carried out by the following sequence contained in ACC10 gene fragment
- the 5 ′ upstream region and 3 ′ downstream region of the ACC5 gene were obtained.
- ACC10-inv-F TTCTGCTACTGCGGTTGCTA (SEQ ID NO: 63)
- ACC10-inv-R GAATAACGTAGGTCGACAAG (SEQ ID NO: 64)
- the base sequences of the 5 ′ upstream region and 3 ′ downstream region were analyzed, and the full-length base sequence of the ACC10 gene was determined.
- pACC10-F CGTTGACCGAAAGCCACTT (SEQ ID NO: 65)
- pACC10-R TGGCCTAAAGCTAAATGATG (SEQ ID NO: 66)
- the amplified DNA was inserted into the pCR2.1-TOPO plasmid vector using TOPO TA cloning kit (Invitrogen) to obtain plasmid pACC10.
- Escherichia coli TOP10 strain / pACC10 was obtained by transforming Escherichia coli TOP10 strain (manufactured by Invitrogen) with the obtained plasmid pACC10.
- Example 8 Cloning of BGLC gene >> (8-1) Preparation of genomic DNA and cDNA Genomic DNA of Acremonium cellulolyticus ACCP-5-1 was isolated by the method described in Example 1-1. Moreover, the cDNA of Acremonium cellulolyticus ACCP-5-1 was prepared by the method described in Example 1-4.
- BGLC-F CCTGGGTGACCCTGTACCAYTGGGAYYT (SEQ ID NO: 69)
- BGLC-R TGGGCAGGAGCAGCCRWWYTCNGT (SEQ ID NO: 70)
- PCR was performed using BGLC-F and BGLC®-R as primers and genomic DNA as a template. PCR was performed using LA taq polymerase (manufactured by Takara Bio Inc.). PCR was performed with a program that carried out 40 cycles of 94 ° C for 30 seconds, annealing for 30 seconds, and 72 ° C for 1 minute. The annealing temperature was gradually reduced from 63 ° C to 53 ° C in the first 20 cycles, and then The 20 cycles were fixed at 53 ° C.
- the amplified 1.2 kbp DNA fragment was inserted into the pCR2.1-TOPO plasmid vector using the TOPO ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ TA cloning kit (manufactured by Invitrogen) according to the attached protocol to obtain the plasmid TOPO-pBGLC-partial.
- BGLC-inv-F GGAGTTCTTCTACATTTCCC (SEQ ID NO: 71)
- BGLC-inv-R AACAAGGACGGCGTGTCAGT (SEQ ID NO: 72)
- the base sequences of the 5 ′ upstream region and 3 ′ downstream region were analyzed, and the full-length base sequence of the BGLC gene was determined.
- pBGLC-F CTCCGTCAAGTGCGAAGTAT (SEQ ID NO: 73)
- pBGLC-R GGCTCGCTAATACTAACTGC (SEQ ID NO: 74)
- the amplified DNA was inserted into the pCR2.1-TOPO plasmid vector using TOPO TA cloning kit (Invitrogen) to obtain plasmid pBGLC.
- Escherichia coli TOP10 strain / pBGLC was obtained by transforming Escherichia coli TOP10 strain (manufactured by Invitrogen) with the obtained plasmid pBGLC.
- BGLC-N ATGGGCTCTACATCTCCTGCCCAA (SEQ ID NO: 75)
- BGLC-C CTAGTTCCTCGGCTCTATGTATTT (SEQ ID NO: 76)
- the base sequence of the BGLC cDNA gene was analyzed, and the position of the intron was determined by comparison with the pBGLC gene.
- this BGLC gene was shown to contain three introns shown in the nucleotide sequence of 784 to 850, 1138 to 1205, and 1703 to 1756 of the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 15.
- the amino acid sequence of BGLC predicted from the open reading frame (ORF) was as shown in SEQ ID NO: 16.
- Signal sequence prediction software SignalP 3.0 presumed that the signal sequence from -28 to -1 amino acid residues of this BGLC was a signal sequence.
- Example 9 Cloning of BGLD gene >> (9-1) Preparation of genomic DNA and cDNA Genomic DNA of Acremonium cellulolyticus ACCP-5-1 was isolated by the method described in Example 1-1. Moreover, the cDNA of Acremonium cellulolyticus ACCP-5-1 was prepared by the method described in Example 1-4.
- BGLD-F CACCGCCGCCTACCARRTNGARGG (SEQ ID NO: 77)
- BGLD-R TGGCGGTGTAGTGGTTCATGSCRWARWARTC (SEQ ID NO: 78)
- PCR was performed using BGLD-F and BGLD-R as primers and genomic DNA as a template. PCR was performed using LA taq polymerase (manufactured by Takara Bio Inc.). PCR was performed with a program that carried out 40 cycles of 94 ° C for 30 seconds, annealing for 30 seconds, and 72 ° C for 1 minute. The annealing temperature was gradually reduced from 63 ° C to 53 ° C in the first 20 cycles, and then The 20 cycles were fixed at 53 ° C.
- the amplified 1 kbp DNA fragment was inserted into the pCR2.1-TOPO plasmid vector using the TOPO ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ TA cloning kit (manufactured by Invitrogen) according to the attached protocol to obtain the plasmid TOPO-pBGLD-partial.
- BGLD-inv-F CGGTTTCAATATCGGTAAGC (SEQ ID NO: 79)
- BGLD-inv-R GTGTCCAAAGCTCTGGAATG (SEQ ID NO: 80)
- the base sequences of the 5 ′ upstream region and 3 ′ downstream region were analyzed, and the full-length base sequence of the BGLD gene was determined.
- pBGLD-F TTCTCTCACTTTCCCTTTCC (SEQ ID NO: 81)
- pBGLD-R AATTGATGCTCCTGATGCGG (SEQ ID NO: 82)
- the amplified DNA was inserted into the pCR2.1-TOPO plasmid vector using TOPO TA cloning kit (Invitrogen) to obtain plasmid pBGLD.
- Escherichia coli TOP10 strain / pBGLD was obtained by transforming Escherichia coli TOP10 strain (manufactured by Invitrogen) with the obtained plasmid pBGLD.
- BGLD-N ATGGGTAGCGTAACTAGTACCAAC (SEQ ID NO: 83)
- BGLD-C CTACTCTTTCGAGATGTATTTGTT (SEQ ID NO: 84)
- the base sequence of the BGLD cDNA gene was analyzed, and the position of the intron was determined by comparison with the pBGLD gene.
- the protein of the present invention can be used as a cellulase preparation and can be applied to cellulosic substrate degradation.
- this invention was demonstrated along the specific aspect, the deformation
- Each base sequence represented by the sequence number 19 to 84 in the sequence listing is an artificially synthesized primer sequence.
- SEQ ID NO: 27 positions 18 and 27
- SEQ ID NO: 41 position 18
- SEQ ID NO: 42 position 14
- SEQ ID NO: 54 positions 26 and 29
- SEQ ID NO: 61 positions 22 and 25
- sequence The symbol “n” in No. 70 (22nd position) and SEQ ID No. 77 (19th position) means an arbitrary base.
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Abstract
Description
[1]以下の(i)、(ii)、及び(iii)から選択されるタンパク質:
(i)配列番号2に記載のアミノ酸配列の1~306番の配列を含むタンパク質;
(ii)配列番号2に記載のアミノ酸配列の1~306番の配列において、1もしくは複数個のアミノ酸が欠失、置換、及び/又は付加されたアミノ酸配列を含むエンドグルカナーゼ;
(iii)配列番号2に記載のアミノ酸配列の1~306番の配列と70%以上の同一性を有するアミノ酸配列を含むエンドグルカナーゼ、
[2]以下の(i)、(ii)、及び(iii)から選択されるタンパク質:
(i)配列番号4に記載のアミノ酸配列の1~475番の配列を含むタンパク質;
(ii)配列番号4に記載のアミノ酸配列の1~475番の配列において、1もしくは複数個のアミノ酸が欠失、置換、及び/又は付加されたアミノ酸配列を含むエンドグルカナーゼ;
(iii)配列番号4に記載のアミノ酸配列の1~475番の配列と70%以上の同一性を有するアミノ酸配列を含むエンドグルカナーゼ、
[3]以下の(i)、(ii)、及び(iii)から選択されるタンパク質:
(i)配列番号6に記載のアミノ酸配列の1~391番の配列を含むタンパク質;
(ii)配列番号6に記載のアミノ酸配列の1~391番の配列において、1もしくは複数個のアミノ酸が欠失、置換、及び/又は付加されたアミノ酸配列を含むエンドグルカナーゼ;
(iii)配列番号6に記載のアミノ酸配列の1~391番の配列と70%以上の同一性を有するアミノ酸配列を含むエンドグルカナーゼ、
[4]以下の(i)、(ii)、及び(iii)から選択されるタンパク質:
(i)配列番号8に記載のアミノ酸配列の1~376番の配列を含むタンパク質;
(ii)配列番号8に記載のアミノ酸配列の1~376番の配列において、1もしくは複数個のアミノ酸が欠失、置換、及び/又は付加されたアミノ酸配列を含むエンドグルカナーゼ;
(iii)配列番号8に記載のアミノ酸配列の1~376番の配列と70%以上の同一性を有するアミノ酸配列を含むエンドグルカナーゼ、
[5]以下の(i)、(ii)、及び(iii)から選択されるタンパク質:
(i)配列番号10に記載のアミノ酸配列の1~221番の配列を含むタンパク質;
(ii)配列番号10に記載のアミノ酸配列の1~221番の配列において、1もしくは複数個のアミノ酸が欠失、置換、及び/又は付加されたアミノ酸配列を含むエンドグルカナーゼ;
(iii)配列番号10に記載のアミノ酸配列の1~221番の配列と70%以上の同一性を有するアミノ酸配列を含むエンドグルカナーゼ、
[6]以下の(i)、(ii)、及び(iii)から選択されるタンパク質:
(i)配列番号12に記載のアミノ酸配列の1~319番の配列を含むタンパク質;
(ii)配列番号12に記載のアミノ酸配列の1~319番の配列において、1もしくは複数個のアミノ酸が欠失、置換、及び/又は付加されたアミノ酸配列を含むエンドグルカナーゼ;
(iii)配列番号12に記載のアミノ酸配列の1~319番の配列と70%以上の同一性を有するアミノ酸配列を含むエンドグルカナーゼ、
[7]以下の(i)、(ii)、及び(iii)から選択されるタンパク質:
(i)配列番号14に記載のアミノ酸配列の1~301番の配列を含むタンパク質;
(ii)配列番号14に記載のアミノ酸配列の1~301番の配列において、1もしくは複数個のアミノ酸が欠失、置換、及び/又は付加されたアミノ酸配列を含むエンドグルカナーゼ;
(iii)配列番号14に記載のアミノ酸配列の1~301番の配列と70%以上の同一性を有するアミノ酸配列を含むエンドグルカナーゼ、
[8]以下の(i)、(ii)、及び(iii)から選択されるタンパク質:
(i)配列番号16に記載のアミノ酸配列の1~458番の配列を含むタンパク質;
(ii)配列番号16に記載のアミノ酸配列の1~458番の配列において、1もしくは複数個のアミノ酸が欠失、置換、及び/又は付加されたアミノ酸配列を含むβ-グルコシダーゼ;
(iii)配列番号16に記載のアミノ酸配列の1~458番の配列と70%以上の同一性を有するアミノ酸配列を含むβ-グルコシダーゼ、
[9]以下の(i)、(ii)、及び(iii)から選択されるタンパク質:
(i)配列番号18に記載のアミノ酸配列の1~457番の配列を含むタンパク質;
(ii)配列番号18に記載のアミノ酸配列の1~457番の配列において、1もしくは複数個のアミノ酸が欠失、置換、及び/又は付加されたアミノ酸配列を含むβ-グルコシダーゼ;
(iii)配列番号18に記載のアミノ酸配列の1~457番の配列と70%以上の同一性を有するアミノ酸配列を含むβ-グルコシダーゼ、
[10]糸状菌由来である、[1]~[9]に記載のタンパク質、
[11]糸状菌がアクレモニウム・セルロリティカス(Acremonium cellulolyticus)に属する糸状菌である、[10]に記載のタンパク質、
[12][1]~[9]に記載のタンパク質をコードする塩基配列を含む、ポリヌクレオチド、
[13]配列番号1に記載の塩基配列、又はその改変配列を含む、DNA、
[14]以下の(i)、(ii)、及び(iii)から選択されるDNA:
(i)[1]に記載のタンパク質をコードするDNA;
(ii)配列番号1に記載の塩基配列の136~1437番の配列を含むDNA;
(iii)配列番号1に記載の塩基配列の136~1437番の配列からなるDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズし、かつエンドグルカナーゼ活性を有するタンパク質をコードするDNA、
[15][14]に記載のDNAから、イントロン配列を除去したDNA、
[16]イントロン配列が、配列番号1に記載の塩基配列の233~291番、351~425番、579~631番、697~754番、又は、853~907番の配列から選択される1以上の配列を含む配列である、[15]に記載のDNA、
[17][13]~[16]に記載のDNAから、シグナル配列をコードする塩基配列を除去したDNA、
[18]シグナル配列をコードする塩基配列が、配列番号1に記載の塩基配列の136~216番の配列である、[17]に記載のDNA、
[19]配列番号3に記載の塩基配列、又はその改変配列を含む、DNA、
[20]以下の(i)、(ii)、及び(iii)から選択されるDNA:
(i)[2]に記載のタンパク質をコードするDNA;
(ii)配列番号3に記載の塩基配列の128~1615番の配列を含むDNA;
(iii)配列番号3に記載の塩基配列の128~1615番の配列からなるDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズし、かつエンドグルカナーゼ活性を有するタンパク質をコードするDNA、
[21][19]~[20]に記載のDNAから、シグナル配列をコードする塩基配列を除去したDNA、
[22]シグナル配列をコードする塩基配列が、配列番号3に記載の塩基配列の128~187番の配列である、[21]に記載のDNA、
[23]配列番号5に記載の塩基配列、又はその改変配列を含む、DNA、
[24]以下の(i)、(ii)、及び(iii)から選択されるDNA:
(i)[3]に記載のタンパク質をコードするDNA;
(ii)配列番号5に記載の塩基配列の169~1598番の配列を含むDNA;
(iii)配列番号5に記載の塩基配列の169~1598番の配列からなるDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズし、かつエンドグルカナーゼ活性を有するタンパク質をコードするDNA、
[25][24]に記載のDNAから、イントロン配列を除去したDNA、
[26]イントロン配列が、配列番号5に記載の塩基配列の254~309番、406~461番、又は、1372~1450番の配列から選択される1以上の配列を含む配列である、[25]に記載のDNA、
[27][23]~[26]に記載のDNAから、シグナル配列をコードする塩基配列を除去したDNA、
[28]シグナル配列をコードする塩基配列が、配列番号5に記載の塩基配列の169~231番の配列である、[27]に記載のDNA、
[29]配列番号7に記載の塩基配列、又はその改変配列を含む、DNA、
[30]以下の(i)、(ii)、及び(iii)から選択されるDNA:
(i)[4]に記載のタンパク質をコードするDNA;
(ii)配列番号7に記載の塩基配列の70~1376番の配列を含むDNA;
(iii)配列番号7に記載の塩基配列の70~1376番の配列からなるDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズし、かつエンドグルカナーゼ活性を有するタンパク質をコードするDNA、
[31][30]に記載のDNAから、イントロン配列を除去したDNA、
[32]イントロン配列が、配列番号7に記載の塩基配列の451~500番、又は、765~830番の配列から選択される1以上の配列を含む配列である、[31]に記載のDNA、
[33][29]~[32]に記載のDNAから、シグナル配列をコードする塩基配列を除去したDNA、
[34]シグナル配列をコードする塩基配列が、配列番号7に記載の塩基配列の70~129番の配列である、[33]に記載のDNA、
[35]配列番号9に記載の塩基配列、又はその改変配列を含む、DNA、
[36]以下の(i)、(ii)、及び(iii)から選択されるDNA:
(i)[5]に記載のタンパク質をコードするDNA;
(ii)配列番号9に記載の塩基配列の141~974番の配列を含むDNA;
(iii)配列番号9に記載の塩基配列の141~974番の配列からなるDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズし、かつエンドグルカナーゼ活性を有するタンパク質をコードするDNA、
[37][36]に記載のDNAから、イントロン配列を除去したDNA、
[38]イントロン配列が、配列番号9に記載の塩基配列の551~609番、又は、831~894番の配列から選択される1以上の配列を含む配列である、[37]に記載のDNA、
[39][35]~[38]に記載のDNAから、シグナル配列をコードする塩基配列を除去したDNA、
[40]シグナル配列をコードする塩基配列が、配列番号9に記載の塩基配列の141~185番の配列である[39]に記載のDNA、
[41]配列番号11に記載の塩基配列、又はその改変配列を含む、DNA、
[42]以下の(i)、(ii)、及び(iii)から選択されるDNA:
(i)[6]に記載のタンパク質をコードするDNA;
(ii)配列番号11に記載の塩基配列の114~1230番の配列を含むDNA;
(iii)配列番号11に記載の塩基配列の114~1230番の配列からなるDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズし、かつエンドグルカナーゼ活性を有するタンパク質をコードするDNA、
[43][42]に記載のDNAから、イントロン配列を除去したDNA、
[44]イントロン配列が、配列番号11に記載の塩基配列の183~232番、又は、299~357番の配列から選択される1以上の配列を含む配列である、[43]に記載のDNA、
[45][41]~[44]に記載のDNAから、シグナル配列をコードする塩基配列を除去したDNA、
[46]シグナル配列をコードする塩基配列が、配列番号11に記載の塩基配列の114~161番の配列である、[45]に記載のDNA、
[47]配列番号13に記載の塩基配列、又はその改変配列を含む、DNA、
[48]以下の(i)、(ii)、及び(iii)から選択されるDNA:
(i)[7]に記載のタンパク質をコードするDNA;
(ii)配列番号13に記載の塩基配列の124~1143番の配列を含むDNA;
(iii)配列番号13に記載の塩基配列の124~1143番の配列からなるDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズし、かつエンドグルカナーゼ活性を有するタンパク質をコードするDNA、
[49][48]に記載のDNAから、イントロン配列を除去したDNA、
[50]イントロン配列が、配列番号13に記載の塩基配列の225~275番の配列である、[49]に記載のDNA、
[51][47]~[50]に記載のDNAから、シグナル配列をコードする塩基配列を除去したDNA、
[52]シグナル配列をコードする塩基配列が、配列番号13に記載の塩基配列の124~186番の配列である、[51]に記載のDNA、
[53]配列番号15に記載の塩基配列、又はその改変配列を含む、DNA、
[54]以下の(i)、(ii)、及び(iii)から選択されるDNA:
(i)[8]に記載のタンパク質をコードするDNA;
(ii)配列番号15に記載の塩基配列の238~1887番の配列を含むDNA;
(iii)配列番号15に記載の塩基配列の238~1887番の配列からなるDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズし、かつβ-グルコシダーゼ活性を有するタンパク質をコードするDNA、
[55][54]に記載のDNAから、イントロン配列を除去したDNA、
[56]イントロン配列が、配列番号15に記載の塩基配列の784~850番、1138~1205番、又は、1703~1756番の配列から選択される1以上の配列を含む配列である、[55]に記載のDNA、
[57][53]~[56]に記載のDNAから、シグナル配列をコードする塩基配列を除去したDNA、
[58]シグナル配列をコードする塩基配列が、配列番号15に記載の塩基配列の238~321番の配列である、[57]に記載のDNA、
[59]配列番号17に記載の塩基配列、又はその改変配列を含む、DNA、
[60]以下の(i)、(ii)、及び(iii)から選択されるDNA:
(i)[9]に記載のタンパク質をコードするDNA;
(ii)配列番号17に記載の塩基配列の66~1765番の配列を含むDNA;
(iii)配列番号17に記載の塩基配列の66~1765番の配列からなるDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズし、かつβ-グルコシダーゼ活性を有するタンパク質をコードするDNA、
[61][60]に記載のDNAから、イントロン配列を除去したDNA、
[62]イントロン配列が、配列番号17に記載の塩基配列の149~211番、404~460番、934~988番、又は、1575~1626番の配列から選択される1以上の配列を含む配列である、[61]に記載のDNA、
[63][59]~[62]に記載のDNAから、シグナル配列をコードする塩基配列を除去したDNA、
[64]シグナル配列をコードする塩基配列が、配列番号17に記載の塩基配列の66~227番の配列である、[63]に記載のDNA、
[65][12]~[64]に記載のDNAを含む、発現ベクター、
[66][65]に記載の発現ベクターで形質転換された、宿主細胞、
[67]宿主細胞が酵母又は糸状菌である、[66]に記載の宿主細胞、
[68]酵母が、サッカロミセス(Saccharomyces)属、ハンゼヌラ(Hansenula)属又はピキア(Pichia)属に属するものである、[67]に記載の宿主細胞、
[69]酵母が、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)である、[68]に記載の宿主細胞、
[70]糸状菌が、フミコーラ(Humicola)属、アスペルギルス(Aspergillus)属、トリコデルマ(Trichoderma)属、フザリウム(Fusarium)又はアクレモニウム(Acremonium)属に属するものである、[67]に記載の宿主細胞、
[71]糸状菌が、アクレモニウム・セルロリティカス(Acremonium cellulolyticus)、フミコーラ・インソレンス(Humicola insolens)、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)もしくはアスペルギルス・オリゼー(Aspergillus oryzae)、トリコデルマ・ビリデ(Trichoderma viride)、又はフザリウム・オキシスポーラム(Fusarium oxysporum)である、[70]に記載の宿主細胞、
[72][12]~[64]に記載のDNAに対応する遺伝子を、相同組み換えにより欠損させたアクレモニウム(Acremonium)属の糸状菌、
[73]糸状菌がアクレモニウム・セルロリティカス(Acremonium cellulolyticus)である、[72]に記載の糸状菌、
[74][66]~[73]に記載の宿主細胞を培養し、その宿主及び/又はその培養物から[1]~[9]に記載のタンパク質を採取する工程を含む、前記タンパク質の製造法、
[75][74]に記載の方法で生産された、タンパク質、
[76][1]~[9]若しくは[75]に記載のタンパク質を含む、セルラーゼ調製物、
[77]バイオマスを糖化する処理方法であって、セルロース含有バイオマスを、[1]~[9]若しくは[75]に記載のタンパク質、又は[76]に記載のセルラーゼ調製物と接触させる工程を含む、方法、
[78]セルロース含有繊維の処理方法であって、セルロース含有繊維を、[1]~[9]若しくは[75]に記載のタンパク質、又は[76]に記載のセルラーゼ調製物と接触させる工程を含む、方法、
[79]古紙を脱インキ薬品により処理して脱インキを行う工程において、[1]~[9]若しくは[75]に記載のタンパク質、又は[76]に記載のセルラーゼ調製物を用いることを特徴とする古紙の脱インキ方法、
[80]紙パルプのろ水性の改善方法であって、紙パルプを、[1]~[9]若しくは[75]に記載のタンパク質、又は[76]に記載のセルラーゼ調製物で処理する工程を含む、方法、
[81]動物飼料の消化能を改善する方法であって、動物飼料を、[1]~[9]若しくは[75]に記載のタンパク質、又は[76]に記載のセルラーゼ調製物で処理する工程を含む、方法
に関する。
本発明のタンパク質であるエンドグルカナーゼ及びβ-グルコシターゼは、配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18から選択されるアミノ酸配列における成熟タンパク質部分に対応する配列を含むか、あるいは、該アミノ酸配列と実質的に同等なアミノ酸配列を含むことができる。
本発明のポリヌクレオチドであるエンドグルカナーゼ及びβ-グルコシターゼ遺伝子は、前記の本発明のタンパク質をコードする塩基配列を含むことができ、また、配列番号1に記載の塩基配列の136~1437番の配列、配列番号3に記載の塩基配列の128~1615番の配列、配列番号5に記載の塩基配列の169~1598番の配列、配列番号7に記載の塩基配列の70~1376番の配列、配列番号9に記載の塩基配列の141~974番の配列、配列番号11に記載の塩基配列の114~1230番の配列、配列番号13に記載の塩基配列の124~1143番の配列、配列番号15に記載の塩基配列の238~1887番の配列、配列番号17に記載の塩基配列の66~1765番の配列から選択される塩基配列、あるいは、該塩基配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズ可能な塩基配列を含むことができる。
本発明において「ストリンジェントな条件」とは、ハイブリダイゼーション後のメンブレンの洗浄操作を、高温度低塩濃度溶液中で行うことを意味し、例えば、2×SSC濃度(1×SSC:15mmol/Lクエン酸3ナトリウム、150mmol/L塩化ナトリウム)、0.5%SDS溶液中で、60℃、20分間の洗浄条件を意味する。
本発明のエンドグルカナーゼ及びβ-グルコシターゼ遺伝子は、例えば、以下の方法によりアクレモニウム・セルロリティカス又はその変異株から単離することができる。また、本発明に開示するように塩基配列が明らかとなっているため、人工的に化学合成することも可能である。
pACC3で形質転換された大腸菌(Escherichia coli TOP10/pACC3)は、平成20(2008)年10月9日付で独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センター(〒305-8566日本国茨城県つくば市東1丁目1番地1中央第6)に国際寄託された。受託番号は、FERM BP-11029である。
pACC5で形質転換された大腸菌(Escherichia coli TOP10/pACC5)は、平成20(2008)年10月9日付で独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センター(〒305-8566日本国茨城県つくば市東1丁目1番地1中央第6)に国際寄託された。受託番号は、FERM BP-11030である。
pACC6で形質転換された大腸菌(Escherichia coli TOP10/pACC6)は、平成20(2008)年10月9日付で独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センター(〒305-8566日本国茨城県つくば市東1丁目1番地1中央第6)に国際寄託された。受託番号は、FERM BP-11031である。
pACC7で形質転換された大腸菌(Escherichia coli TOP10/pACC7)は、平成20(2008)年10月9日付で独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センター(〒305-8566日本国茨城県つくば市東1丁目1番地1中央第6)に国際寄託された。受託番号は、FERM BP-11032である。
pACC8で形質転換された大腸菌(Escherichia coli TOP10/pACC8)は、平成20(2008)年10月9日付で独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センター(〒305-8566日本国茨城県つくば市東1丁目1番地1中央第6)に国際寄託された。受託番号は、FERM BP-11033である。
pACC9で形質転換された大腸菌(Escherichia coli TOP10/pACC9)は、平成20(2008)年10月9日付で独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センター(〒305-8566日本国茨城県つくば市東1丁目1番地1中央第6)に国際寄託された。受託番号は、FERM BP-11034である。
pACC10で形質転換された大腸菌(Escherichia coli TOP10/pACC10)は、平成20(2008)年10月9日付で独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センター(〒305-8566日本国茨城県つくば市東1丁目1番地1中央第6)に国際寄託された。受託番号は、FERM BP-11035である。
pBGLCで形質転換された大腸菌(Escherichia coli TOP10/pBGLC)は、平成20(2008)年10月9日付で独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センター(〒305-8566日本国茨城県つくば市東1丁目1番地1中央第6)に国際寄託された。受託番号は、FERM BP-11036である。
pBGLDで形質転換された大腸菌(Escherichia coli TOP10/pBGLD)は、平成20(2008)年10月9日付で独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センター(〒305-8566日本国茨城県つくば市東1丁目1番地1中央第6)に国際寄託された。受託番号は、FERM BP-11037である。
本発明においては、前記の配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18に記載されるアミノ酸配列、又はその改変アミノ酸配列をコードする塩基配列を含むDNA(以下、単に「本発明によるDNA配列」という)を、宿主微生物内で複製可能で、かつ、そのDNA配列がコードするタンパク質を発現可能な状態で含む発現ベクターが提供される。本発現ベクターは、自己複製ベクター、すなわち、染色体外の独立体として存在し、その複製が染色体の複製に依存しない、例えば、プラスミドを基本に構築することができる。また、本発現ベクターは、宿主微生物に導入されたとき、その宿主微生物のゲノム中に組み込まれ、それが組み込まれた染色体と一緒に複製されるものであってもよい。本発明によるベクター構築の手順及び方法は、遺伝子工学の分野で慣用されているものを用いることができる。
また、この発現ベクターによる微生物の形質転換も、この分野で慣用されている方法に従い実施することができる。
更に、この形質転換体を適当な培地で培養し、その培養物から上記の本発明によるタンパク質を単離して得ることができる。従って、本発明の別の態様によれば、前記の本発明による新規タンパク質の製造方法が提供される。形質転換体の培養及びその条件は、使用する微生物についてのそれと本質的に同等であってよい。また、形質転換体を培養した後、目的のタンパク質を回収する方法は、この分野で慣用されているものを用いることができる。
本発明における宿主糸状菌は、フミコーラ(Humicola)属、アスペルギルス(Aspergillus)属又はトリコデルマ(Trichoderma)属、フザリウム(Fusarium)属、又はアクレモニウム(Acremonium)属に属するものであることができる。更にそれらの好ましい例としては、フミコーラ・インソレンス(Humicola insolens)、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)若しくはアスペルギルス・オリゼー(Aspergillus oryzae)、又はトリコデルマ・ビリデ(Trichoderma viride)、フザリウム・オキシスポーラム(Fusarium oxysporum)、又はアクレモニウム・セルロリティカス(Acremonium cellulolyticus)が挙げられる。
こうして得られた形質転換体を適当な培地で培養し、その培養物から上記した本発明のタンパク質を単離して得ることができる。形質転換体の培養及びその条件は、使用する微生物に応じて適宜に設定すればよい。また、培養液からの目的とするタンパク質の回収、精製も常法に従って行うことができる。
本発明の別の態様によれば、上記の本発明によるタンパク質(セルラーゼ)を含むセルラーゼ調製物が提供される。本発明によるセルラーゼ調製物は、本発明によるセルラーゼに、一般的に含まれる成分、例えば賦形剤(例えば、乳糖、塩化ナトリウム、ソルビトール等)、界面活性剤、防腐剤等とともに混合され製造されてもよい。また、本発明におけるセルラーゼ調製物はいずれか適当な形状、例えば粉末又は液体状に調製することができる。
本発明によれば、バイオマス糖化について本発明のセルラーゼ酵素(群)又はセルラーゼ調製物による処理で有意に糖化を改善できるものと考えられる。従って、本発明によれば、バイオマス糖化の改善方法であって、本発明のセルラーゼ酵素(群)又はセルラーゼ調製物でバイオマスを処理する工程を含む方法が提供される。本発明で処理できるバイオマスの例としては、稲わら、バガス、コーンストーバー、椰子の実などの果実の絞りかす、廃木材、並びにこれらに適切な前処理を施した材料が挙げられる。
(1-1)ゲノムDNAの単離
アクレモニウム・セルロリティカス(Acremonium cellulolyticus)ACCP-5-1株を(s)培地(2%ブイヨン、0.5%イーストエキス及び2%グルコース)で32℃にて2日間培養し、遠心分離により菌体を回収した。得られた菌体より、堀内らの方法(H.Horiuchi et. al., J.Bacteriol., 170, 272-278, (1988))に従いゲノムDNAを単離した。
Glycoside Hydrolase family 5に分類される既知のエンドグルカナーゼの配列を基に以下のプライマーを作製した。
ACC3-F:GGGCGTCTGTRTTYGARTGT(配列番号:19)
ACC3-R:AAAATGTAGTCTCCCCACCA(配列番号:20)
インバースPCR法はTrigliaらの方法(T Triglia et. al., Nucleic Acids Research, 16, 8186, (1988))に従い実施した。アクレモニウム・セルロリティカスのゲノムDNAをSalIで一晩消化し、Mighty Mix(タカラバイオ社製)を用いて環状DNAを作製した。本環状DNAをテンプレートに、ACC3遺伝子断片に含まれる下記の配列によりPCRを実施し、ACC3遺伝子の5’上流領域並びに3’下流領域を取得した。
ACC3-inv-F:ACTTCCAGACTTTCTGGTCC(配列番号:21)
ACC3-inv-R:AGGCCGAGAGTAAGTATCTC(配列番号:22)
上記5’上流領域並びに3’下流領域を実施例1-2に記載の方法により解析し、ACC3遺伝子の全長塩基配列を決定した。
インバースPCR法により得た塩基配列を基に以下のプライマーを作製し、ゲノムDNAをテンプレートにPCRを実施し、ACC3遺伝子を増幅した。
pACC3-F:GAAGGATGGTAGATTGTCCG(配列番号:23)
pACC3-R:ACCGAGAAGGATTTCTCGCA(配列番号:24)
増幅されたDNAをTOPO TAクローニングキット(インビトロジェン社製)によりpCR2.1-TOPOプラスミドベクターに挿入し、プラスミドpACC3を得た。得られたプラスミドpACC3により大腸菌(Escherichia coli)TOP10株(インビトロジェン社製)を形質転換することによりEscherichia coli TOP10株/pACC3を得た。
アクレモニウム・セルロリティカスACCP-5-1株をセルラーゼ誘導培地で32℃にて2日間培養し、遠心分離により菌体を回収した。得られた菌体を液体窒素で凍結後、乳鉢と乳棒を用いて磨砕した。この磨砕した菌体からISOGEN(ニッポンジーン社)により、添付のプロトコールに従い全RNAを単離した。更に全RNAから、mRNA Purification Kit(ファルマシア社)により、添付のプロトコールに従い、mRNAを精製した。
ACC3-N:ATGAAGACCAGCATCATTTCTATC(配列番号:25)
ACC3-C:TCATGGGAAATAACTCTCCAGAAT(配列番号:26)
上記ACC3 cDNA遺伝子を実施例1-2に記載の方法により解析し、pACC3遺伝子と比較することでイントロンの位置を決定した。
上記の方法によりアクレモニウム・セルロリティカスより単離されたエンドグルカナーゼACC3遺伝子は配列番号1に記載の塩基配列の136~1437番に示された1302bpの塩基からなっていた。また、本ACC3遺伝子は配列番号1に記載の塩基配列の233~291番、351~425番、579~631番、697~754番、及び853~907番に示される5つのイントロンが含まれていることが示された。オープンリーディングフレーム(ORF)から予測されるACC3のアミノ酸配列は配列番号2に示される通りであった。なお、シグナル配列予測ソフトSignalP 3.0により本ACC3の-27~-1アミノ酸残基までがシグナル配列と推定した。
(2-1)ゲノムDNA並びにmRNAの単離とcDNAの作製
実施例1-1に記載の方法で、アクレモニウム・セルロリティカスACCP-5-1株のゲノムDNAを単離した。また、実施例1-4に記載の方法で、アクレモニウム・セルロリティカスACCP-5-1株のcDNAを作製した。
Glycoside Hydrolase family 7に分類される既知のエンドグルカナーゼのN末端アミノ酸配列並びにポリA塩基配列を基に以下のプライマーを作製した。
ACC5-F:CAGCAGGCCCCCACCCCNGAYAAYYTNGC(配列番号:27)
ACC5-R:AATTCGCGGCCGCTAAAAAAAAA(配列番号:28)
実施例1-3に記載の方法で、HindIIIで消化した環状DNAをテンプレートに、ACC5遺伝子断片に含まれる下記の配列によりPCRを実施し、ACC5遺伝子の5’上流領域並びに3’下流領域を取得した。
ACC5-inv-F:ATCTCACCTGCAACCTACGA(配列番号:29)
ACC5-inv-R:CCTCTTCCGTTCCACATAAA(配列番号:30)
上記5’上流領域並びに3’下流領域の塩基配列を解析し、ACC5遺伝子の全長塩基配列を決定した。
インバースPCR法により得た塩基配列を基に以下のプライマーを作製し、ゲノムDNAをテンプレートにPCRを実施し、ACC5遺伝子を増幅した。
pACC5-F:ATTGCTCCGCATAGGTTCAA(配列番号:31)
pACC5-R:TTCAGAGTTAGTGCCTCCAG(配列番号:32)
増幅されたDNAをTOPO TAクローニングキット(インビトロジェン社製)によりpCR2.1-TOPO プラスミドベクターに挿入し、プラスミドpACC5を得た。得られたプラスミドpACC5により大腸菌(Escherichia coli)TOP10株(インビトロジェン社製)を形質転換することによりEscherichia coli TOP10株/pACC5を得た。
ACC5遺伝子配列から開始コドン並びに終始コドンを含む下記のプライマーを作製し、cDNAをテンプレートにPCRを実施し、ACC5 cDNA遺伝子を増幅した。
ACC5-N:ATGGCGACTAGACCATTGGCTTTTG(配列番号:33)
ACC5-C:CTAAAGGCACTGTGAATAGTACGGA(配列番号:34)
上記ACC5 cDNA遺伝子の塩基配列を解析し、pACC5遺伝子と比較することでイントロンの位置を決定した。
上記の方法によりアクレモニウム・セルロリティカスより単離されたエンドグルカナーゼACC5遺伝子は配列番号3に記載の塩基配列の128~1615番に示された1488bpの塩基からなっていた。オープンリーディングフレーム(ORF)から予測されるACC5のアミノ酸配列は配列番号4に示される通りであった。なお、シグナル配列予測ソフトSignalP 3.0により本ACC5の-20~-1アミノ酸残基までがシグナル配列と推定した。
(3-1)ゲノムDNAの単離とゲノムライブラリーの作製
実施例1-1に記載の方法で、アクレモニウム・セルロリティカスACCP-5-1株のゲノムDNAを単離した。単離したゲノムDNAをSau3AIにより部分消化した。これをファージベクター・dMBL3クローニングキット(ストラタジーン社製)のBamHIアームに、ライゲーションキットVer.2(宝酒造社製)を用いて連結させた。これをエタノール沈殿後、TE緩衝液に溶解した。連結混合物をMaxPlaxλpackerging kit(エピセンターテクノロジー社製)を用い、ファージ粒子を形成させ、大腸菌XL1-blue MRA(P2)株に感染させた。この方法により1.1 X 104個のファージから成るゲノムDNAライブラリーが得られた。
Glycoside Hydrolase family 5に分類される既知のエンドグルカナーゼの配列を基に以下のプライマーを作製した。
ACC6-F:GTGAACATCGCCGGCTTYGAYTTYGG(配列番号:35)
ACC6-R:CCGTTCCACCGGGCRTARTTRTG(配列番号:36)
実施例3-1において作成したファージプラークを、ハイボンドN+ナイロントランスファーメンブラン(アマシャム社製)に転写し、アルカリ変性後、5倍濃度SSC(SSC:15mmol/Lクエン酸3ナトリウム、150mmol/L塩化ナトリウム)で洗浄し、乾燥させてDNAを固定した。ハイブリダイゼーションは、1時間のプレハイブリダイゼーション(42℃)の後、HRP標識プローブを添加し、4時間(42℃)ハイブリダイゼーションを行った。プローブの洗浄は6M尿素、0.4%SDS添加0.5倍濃度SSCで2回、2倍濃度SSCで2回行った。
プローブの洗浄を行ったナイロン膜は、検出溶液に1分間浸したあと、同社製ハイパーフィルムECLに感光させ、1個の陽性クローンを得た。陽性クローンからのDNA調製は、Maniatisらの方法(J.Sambrook,E.F.Fritsch and T.Maniat1s,"Molecular Cloning",Cold Spring Harbor Laboratory Press.1989)に従い、宿主大腸菌としてLE392を用いて行った。まず、LE392をLB-MM培地(1%ペプトン、0.5%イーストエキス、0.5%塩化ナトリウム、10mmol/L硫酸マグネシウム、0.2%マルトース)で一晩培養した。これにシングルプラーク由来のファージ溶液を感染させ、LB-MM培地で一晩培養した。これに、塩化ナトリウムを1Mに、そしてクロロホルムを0.8%になるよう加え、大腸菌の溶菌を促進させた。遠心分離により、菌体残渣をのぞき、10%PEG6000による沈澱からファージ粒子を回収した。ファージ粒子はSDS存在下、プロティナーゼKで消化し、これをフェノール処理、エタノール沈澱化によりファージDNAを回収した。
以上のように調製したDNAはECLダイレクトシステムを用い、サザンブロット解析を行った。実施例3-2のPCR増幅断片をプローブにハイブリダイゼーションを行った結果、2.9kbpのXbaI断片が染色体DNAと共通のハイブリダイゼーションパターンを示した。このXbaI断片をpUC118にクローン化し、プラスミドpUC-ACC6を得た後、プラスミドの塩基配列を解析した。
pUC-ACC6より得た塩基配列を基に以下のプライマーを作製し、ゲノムDNAをテンプレートにPCRを実施し、ACC6遺伝子を増幅した。
pACC6-F:CTCTGCATTGAATCCCGAGA(配列番号:37)
pACC6-R:GCAACGCTAAAGTGCTCATC(配列番号:38)
増幅されたDNAをTOPO TAクローニングキット(インビトロジェン社製)によりpCR2.1-TOPOプラスミドベクターに挿入し、プラスミドpACC6を得た。得られたプラスミドpACC6により大腸菌(Escherichia coli)TOP10株(インビトロジェン社製)を形質転換することによりEscherichia coli TOP10株/pACC6を得た。
実施例1-4に記載の方法で、アクレモニウム・セルロリティカスACCP-5-1株のcDNAを作製した。ACC6遺伝子配列から開始コドン並びに終始コドンを含む下記のプライマーを作製し、cDNAをテンプレートにPCRを実施し、ACC6 cDNA遺伝子を増幅した。
ACC6-N:ATGACAATCATCTCAAAATTCGGT(配列番号:39)
ACC6-C:TCAGGATTTCCACTTTGGAACGAA(配列番号:40)
上記ACC6 cDNA遺伝子の塩基配列を解析し、pACC6遺伝子と比較することでイントロンの位置を決定した。
上記の方法によりアクレモニウム・セルロリティカスより単離されたエンドグルカナーゼACC6遺伝子は配列番号5に記載の塩基配列の169~1598番に示された1430bpの塩基からなっていた。また、本ACC6遺伝子は配列番号5に記載の塩基配列の254~309番、406~461番、及び1372~1450番に示される3つのイントロンが含まれていることが示された。オープンリーディングフレーム(ORF)から予測されるACC6のアミノ酸配列は配列番号6に示される通りであった。なお、シグナル配列予測ソフトSignalP 3.0により本ACC6の-21~-1アミノ酸残基までがシグナル配列と推定した。
(4-1)ゲノムDNAの単離とゲノムライブラリーの作製
実施例3-1に記載の方法で、アクレモニウム・セルロリティカスACCP-5-1株のゲノムDNAライブラリーを調製した。
Glycoside Hydrolase family 5に分類される既知のエンドグルカナーゼの配列を基に以下のプライマーを作製した。
ACC7-F:CACGCCATGATCGACCCNCAYAAYTAYG(配列番号:41)
ACC7-R:ACCAGGGGCCGGCNGYCCACCA(配列番号:42)
実施例3-3の記載の方法で、ゲノムDNAライブラリーをスクリーニングした結果、1個の陽性クローンを得た。得られた陽性クローンについてサザンブロット解析を行った結果、3.7kbpのXbaI断片が染色体DNAと共通のハイブリダイゼーションパターンを示した。このXbaI断片をpUC118にクローン化し、プラスミドpUC-ACC7を得た後、プラスミドの塩基配列を解析した。
pUC-ACC7より得た塩基配列を基に以下のプライマーを作製し、ゲノムDNAをテンプレートにPCRを実施し、ACC7遺伝子を増幅した。
pACC7-F:CAGTCAGTTGTGTAGACACG(配列番号:43)
pACC7-R:ACTCAGCTGGGTCTTCATAG(配列番号:44)
増幅されたDNAをTOPO TAクローニングキット(インビトロジェン社製)によりpCR2.1-TOPO プラスミドベクターに挿入し、プラスミドpACC7を得た。得られたプラスミドpACC7により大腸菌(Escherichia coli)TOP10株(インビトロジェン社製)を形質転換することによりEscherichia coli TOP10株/pACC7を得た。
実施例1-4に記載の方法で、アクレモニウム・セルロリティカスACCP-5-1株のcDNAを作製した。ACC7遺伝子配列から開始コドン並びに終始コドンを含む下記のプライマーを作製し、cDNAをテンプレートにPCRを実施し、ACC7 cDNA遺伝子を増幅した。
ACC7-N:ATGAGGTCTACATCAACATTTGTA(配列番号:45)
ACC7-C:CTAAGGGGTGTAGGCCTGCAGGAT(配列番号:46)
上記ACC7 cDNA遺伝子の塩基配列を解析し、pACC7遺伝子と比較することでイントロンの位置を決定した。
上記の方法によりアクレモニウム・セルロリティカスより単離されたエンドグルカナーゼACC7遺伝子は配列番号7に記載の塩基配列の70~1376番に示された1307bpの塩基からなっていた。また、本ACC7遺伝子は配列番号7に記載の塩基配列の451~500番、及び765~830番に示される2つのイントロンが含まれていることが示された。オープンリーディングフレーム(ORF)から予測されるACC7のアミノ酸配列は配列番号8に示される通りであった。なお、シグナル配列予測ソフトSignalP 3.0により本ACC7の-20~-1アミノ酸残基までがシグナル配列であると推定した。
(5-1)ゲノムDNAの単離とゲノムライブラリーの作製
実施例3-1に記載の方法で、アクレモニウム・セルロリティカスACCP-5-1株のゲノムDNAライブラリーを調製した。
ペニシリウム・ベルクロッサム(Penicillium verruculosum)由来のエンドグルカナーゼIIIのN末端、C末端のアミノ酸配列に対応するDNA配列に基づき、以下のプライマーを作製した。
MSW-N:CAACAGAGTCTATGCGCTCAATACTCGAGCTACACCAGT(配列番号:47)
MSW-C:CTAATTGACAGCTGCAGACCAA(配列番号:48)
実施例3-3の記載の方法で、ゲノムDNAライブラリーをスクリーニングした結果、1個の陽性クローンを得た。得られた陽性クローンについてサザンブロット解析を行った結果、約5kbpのSalI断片が染色体DNAと共通のハイブリダイゼーションパターンを示した。このSalI断片をpUC118にクローン化し、プラスミドpUC-ACC8を得た後、プラスミドの塩基配列を解析した。
pUC-ACC8より得た塩基配列を基に以下のプライマーを作製し、ゲノムDNAをテンプレートにPCRを実施し、ACC8遺伝子を増幅した。
pACC8-F:AAAGACCGCGTGTTAGGATC(配列番号:49)
pACC8-R:CGCGTAGGAAATAAGACACC(配列番号:50)
増幅されたDNAをTOPO TAクローニングキット(インビトロジェン社製)によりpCR2.1-TOPOプラスミドベクターに挿入し、プラスミドpACC8を得た。得られたプラスミドpACC8により大腸菌(Escherichia coli)TOP10株(インビトロジェン社製)を形質転換することによりEscherichia coli TOP10株/pACC8を得た。
実施例1-4に記載の方法で、アクレモニウム・セルロリティカスACCP-5-1株のcDNAを作製した。ACC8遺伝子配列から開始コドン並びに終始コドンを含む下記のプライマーを作製し、cDNAをテンプレートにPCRを実施し、ACC8 cDNA遺伝子を増幅した。
ACC8-N:ATGAAGCTAACTTTTCTCCTGAAC(配列番号:51)
ACC8-C:CTAATTGACAGATGCAGACCAATG(配列番号:52)
上記ACC8 cDNA遺伝子の塩基配列を解析し、pACC8遺伝子と比較することでイントロンの位置を決定した。
上記の方法によりアクレモニウム・セルロリティカスより単離されたエンドグルカナーゼACC8遺伝子は配列番号9に記載の塩基配列の141~974番に示された834bpの塩基からなっていた。また、本ACC8遺伝子は配列番号9に記載の塩基配列の551~609番、及び831~894番に示される2つのイントロンが含まれていることが示された。オープンリーディングフレーム(ORF)から予測されるACC8のアミノ酸配列は配列番号10に示される通りであった。なお、シグナル配列予測ソフトSignalP 3.0により本ACC8の-15~-1アミノ酸残基までがシグナル配列であると推定した。
(6-1)ゲノムDNA並びにmRNAの単離とcDNAの作製
実施例1-1に記載の方法で、アクレモニウム・セルロリティカスACCP-5-1株のゲノムDNAを単離した。また、実施例1-4に記載の方法で、アクレモニウム・セルロリティカスACCP-5-1株のcDNAを作製した。
Glycoside Hydrolase family 45に分類される既知のエンドグルカナーゼの配列を基に以下のプライマーを作製した。
ACC9-F:CCGGCTGCGGCAARTGYTAYMA(配列番号:53)
ACC9-R:AGTACCACTGGTTCTGCACCTTRCANGTNSC(配列番号:54)
実施例1-3に記載の方法で、SalI又はXbaIで消化した環状DNAをテンプレートに、ACC9遺伝子断片に含まれる下記の配列によりPCRを実施し、ACC9遺伝子の5’上流領域並びに3’下流領域を取得した。
ACC9-inv-F:CGAAGTGTTTGGTGACAACG(配列番号:55)
ACC9-inv-R:GTGGTAGCTGTATCCGTAGT(配列番号:56)
上記5’上流領域並びに3’下流領域の塩基配列を解析し、ACC9遺伝子の全長塩基配列を決定した。
インバースPCR法により得た塩基配列を基に以下のプライマーを作製し、ゲノムDNAをテンプレートにPCRを実施し、ACC9遺伝子を増幅した。
pACC9-F:TACATTCCGAAGGCACAGTT(配列番号:57)
pACC9-R:CTGAGCTGATTATCCTGACC(配列番号:58)
増幅されたDNAをTOPO TAクローニングキット(インビトロジェン社製)によりpCR2.1-TOPOプラスミドベクターに挿入し、プラスミドpACC9を得た。得られたプラスミドpACC9により大腸菌(Escherichia coli)TOP10株(インビトロジェン社製)を形質転換することによりEscherichia coli TOP10株/pACC9を得た。
ACC9遺伝子配列から開始コドン並びに終始コドンを含む下記のプライマーを作製し、cDNAをテンプレートにPCRを実施し、ACC9 cDNA遺伝子を増幅した。
ACC9-N:ATGAAGGCTTTCTATCTTTCTCTC(配列番号:59)
ACC9-C:TTAGGACGAGCTGACGCACTGGTA(配列番号:60)
上記ACC9 cDNA遺伝子の塩基配列を解析し、pACC9遺伝子と比較することでイントロンの位置を決定した。
上記の方法によりアクレモニウム・セルロリティカスより単離されたエンドグルカナーゼACC9遺伝子は配列番号11に記載の塩基配列の114~1230番に示された1117bpの塩基からなっていた。また、本ACC9遺伝子は配列番号11に記載の塩基配列の183~232番、及び299~357番に示される2つのイントロンが含まれていることが示された。オープンリーディングフレーム(ORF)から予測されるACC9のアミノ酸配列は配列番号12に示される通りであった。なお、シグナル配列予測ソフトSignalP 3.0により本ACC9の-16~-1アミノ酸残基までがシグナル配列であると推定した。
(7-1)ゲノムDNA並びにmRNAの単離とcDNAの作製
実施例1-1に記載の方法で、アクレモニウム・セルロリティカスACCP-5-1株のゲノムDNAを単離した。また、実施例1-4に記載の方法で、アクレモニウム・セルロリティカスACCP-5-1株のcDNAを作製した。
Glycoside Hydrolase family 61に分類される既知のエンドグルカナーゼの配列並びにポリA塩基配列を基に以下のプライマーを作製した。
ACC10-F:GGTGTACGTGGGCACCAAYGGNMGNGG(配列番号:61)
ACC10-R:AATTCGCGGCCGCTAAAAAAAAA(配列番号:62)
実施例1-3に記載の方法で、HindIIIで消化した環状DNAをテンプレートに、ACC10遺伝子断片に含まれる下記の配列によりPCRを実施し、ACC5遺伝子の5’上流領域並びに3’下流領域を取得した。
ACC10-inv-F:TTCTGCTACTGCGGTTGCTA(配列番号:63)
ACC10-inv-R:GAATAACGTAGGTCGACAAG(配列番号:64)
上記5’上流領域並びに3’下流領域の塩基配列を解析し、ACC10遺伝子の全長塩基配列を決定した。
インバースPCR法により得た塩基配列を基に以下のプライマーを作製し、ゲノムDNAをテンプレートにPCRを実施し、ACC10遺伝子を増幅した。
pACC10-F:CGTTGACCGAAAGCCACTT(配列番号:65)
pACC10-R:TGGCCTAAAGCTAAATGATG(配列番号:66)
増幅されたDNAをTOPO TAクローニングキット(インビトロジェン社製)によりpCR2.1-TOPO プラスミドベクターに挿入し、プラスミドpACC10を得た。得られたプラスミドpACC10により大腸菌(Escherichia coli)TOP10株(インビトロジェン社製)を形質転換することによりEscherichia coli TOP10株/pACC10を得た。
ACC10遺伝子配列から開始コドン並びに終始コドンを含む下記のプライマーを作製し、cDNAをテンプレートにPCRを実施し、ACC10 cDNA遺伝子を増幅した。
ACC10-N:ATGCCTTCTACTAAAGTCGCTGCCC(配列番号:67)
ACC10-C:TTAAAGGACAGTAGTGGTGATGACG(配列番号:68)
上記ACC10 cDNA遺伝子の塩基配列を解析し、pACC10遺伝子と比較することでイントロンの位置を決定した。
上記の方法によりアクレモニウム・セルロリティカスより単離されたエンドグルカナーゼACC10遺伝子は配列番号13に記載の塩基配列の124~1143番に示された1020bpの塩基からなっていた。また、本ACC10遺伝子は配列番号13に記載の塩基配列の225~275番に示される1つのイントロンが含まれていることが示された。オープンリーディングフレーム(ORF)から予測されるACC10のアミノ酸配列は配列番号14に示される通りであった。なお、シグナル配列予測ソフトSignalP 3.0により本ACC10の-21~-1アミノ酸残基までがシグナル配列であると推定した。
(8-1)ゲノムDNA並びにcDNAの作製
実施例1-1に記載の方法で、アクレモニウム・セルロリティカスACCP-5-1株のゲノムDNAを単離した。また、実施例1-4に記載の方法で、アクレモニウム・セルロリティカスACCP-5-1株のcDNAを作製した。
Glycoside Hydrolase family 1に分類される既知のβ-グルコシダーゼの配列を基に以下のプライマーを作製した。
BGLC-F:CCTGGGTGACCCTGTACCAYTGGGAYYT(配列番号:69)
BGLC-R:TGGGCAGGAGCAGCCRWWYTCNGT(配列番号:70)
実施例1-3に記載の方法で、XbaIで消化した環状DNAをテンプレートに、BGLC遺伝子断片に含まれる下記の配列によりPCRを実施し、BGLC遺伝子の5’上流領域並びに3’下流領域を取得した。
BGLC-inv-F:GGAGTTCTTCTACATTTCCC(配列番号:71)
BGLC-inv-R:AACAAGGACGGCGTGTCAGT(配列番号:72)
上記5’上流領域並びに3’下流領域の塩基配列を解析し、BGLC遺伝子の全長塩基配列を決定した。
インバースPCR法により得た塩基配列を基に以下のプライマーを作製し、ゲノムDNAをテンプレートにPCRを実施し、BGLC遺伝子を増幅した。
pBGLC-F:CTCCGTCAAGTGCGAAGTAT(配列番号:73)
pBGLC-R:GGCTCGCTAATACTAACTGC(配列番号:74)
増幅されたDNAをTOPO TAクローニングキット(インビトロジェン社製)によりpCR2.1-TOPOプラスミドベクターに挿入し、プラスミドpBGLCを得た。得られたプラスミドpBGLCにより大腸菌(Escherichia coli)TOP10株(インビトロジェン社製)を形質転換することによりEscherichia coli TOP10株/pBGLCを得た。
BGLC遺伝子配列から開始コドン並びに終始コドンを含む下記のプライマーを作製し、cDNAをテンプレートにPCRを実施し、BGLC cDNA遺伝子を増幅した。
BGLC-N:ATGGGCTCTACATCTCCTGCCCAA(配列番号:75)
BGLC-C:CTAGTTCCTCGGCTCTATGTATTT(配列番号:76)
上記BGLC cDNA遺伝子の塩基配列を解析し、pBGLC遺伝子と比較することでイントロンの位置を決定した。
上記の方法によりアクレモニウム・セルロリティカスより単離されたβ-グルコシダーゼBGLC遺伝子は配列番号15に記載の塩基配列の238~1887番に示された1650bpの塩基からなっていた。また、本BGLC遺伝子は配列番号15に記載の塩基配列の784~850番、1138~1205番、及び1703~1756番に示される3つのイントロンが含まれていることが示された。オープンリーディングフレーム(ORF)から予測されるBGLCのアミノ酸配列は配列番号16に示される通りであった。なお、シグナル配列予測ソフトSignalP 3.0により本BGLCの-28~-1アミノ酸残基までがシグナル配列であると推定した。
(9-1)ゲノムDNA並びにcDNAの作製
実施例1-1に記載の方法で、アクレモニウム・セルロリティカスACCP-5-1株のゲノムDNAを単離した。また、実施例1-4に記載の方法で、アクレモニウム・セルロリティカスACCP-5-1株のcDNAを作製した。
Glycoside Hydrolase family 1に分類される既知のβ-グルコシダーゼの配列を基に以下のプライマーを作製した。
BGLD-F:CACCGCCGCCTACCARRTNGARGG(配列番号:77)
BGLD-R:TGGCGGTGTAGTGGTTCATGSCRWARWARTC(配列番号:78)
実施例1-3に記載の方法で、XhoIで消化した環状DNAをテンプレートに、BGLD遺伝子断片に含まれる下記の配列によりPCRを実施し、BGLD遺伝子の5’上流領域並びに3’下流領域を取得した。
BGLD-inv-F:CGGTTTCAATATCGGTAAGC(配列番号:79)
BGLD-inv-R:GTGTCCAAAGCTCTGGAATG(配列番号:80)
上記5’上流領域並びに3’下流領域の塩基配列を解析し、BGLD遺伝子の全長塩基配列を決定した。
インバースPCR法により得た塩基配列を基に以下のプライマーを作製し、ゲノムDNAをテンプレートにPCRを実施し、BGLD遺伝子を増幅した。
pBGLD-F:TTCTCTCACTTTCCCTTTCC(配列番号:81)
pBGLD-R:AATTGATGCTCCTGATGCGG(配列番号:82)
増幅されたDNAをTOPO TAクローニングキット(インビトロジェン社製)によりpCR2.1-TOPOプラスミドベクターに挿入し、プラスミドpBGLDを得た。得られたプラスミドpBGLDにより大腸菌(Escherichia coli)TOP10株(インビトロジェン社製)を形質転換することによりEscherichia coli TOP10株/pBGLDを得た。
BGLD遺伝子配列から開始コドン並びに終始コドンを含む下記のプライマーを作製し、cDNAをテンプレートにPCRを実施し、BGLD cDNA遺伝子を増幅した。
BGLD-N:ATGGGTAGCGTAACTAGTACCAAC(配列番号:83)
BGLD-C:CTACTCTTTCGAGATGTATTTGTT(配列番号:84)
上記BGLD cDNA遺伝子の塩基配列を解析し、pBGLD遺伝子と比較することでイントロンの位置を決定した。
上記の方法によりアクレモニウム・セルロリティカスより単離されたβ-グルコシダーゼBGLD遺伝子は配列番号17に記載の塩基配列の66~1765番に示された1700bpの塩基からなっていた。また、本BGLD遺伝子は配列番号17に記載の塩基配列の149~211番、404~460番、934~988番、及び1575~1626番に示される4つのイントロンが含まれていることが示された。オープンリーディングフレーム(ORF)から予測されるBGLDのアミノ酸配列は配列番号18に示される通りであった。なお、シグナル配列予測ソフトSignalP 3.0により本BGLDの-33~-1アミノ酸残基までがシグナル配列であると推定した。
以上、本発明を特定の態様に沿って説明したが、当業者に自明の変形や改良は本発明の範囲に含まれる。
Claims (81)
- 以下の(i)、(ii)、及び(iii)から選択されるタンパク質:
(i)配列番号2に記載のアミノ酸配列の1~306番の配列を含むタンパク質;
(ii)配列番号2に記載のアミノ酸配列の1~306番の配列において、1もしくは複数個のアミノ酸が欠失、置換、及び/又は付加されたアミノ酸配列を含むエンドグルカナーゼ;
(iii)配列番号2に記載のアミノ酸配列の1~306番の配列と70%以上の同一性を有するアミノ酸配列を含むエンドグルカナーゼ。 - 以下の(i)、(ii)、及び(iii)から選択されるタンパク質:
(i)配列番号4に記載のアミノ酸配列の1~475番の配列を含むタンパク質;
(ii)配列番号4に記載のアミノ酸配列の1~475番の配列において、1もしくは複数個のアミノ酸が欠失、置換、及び/又は付加されたアミノ酸配列を含むエンドグルカナーゼ;
(iii)配列番号4に記載のアミノ酸配列の1~475番の配列と70%以上の同一性を有するアミノ酸配列を含むエンドグルカナーゼ。 - 以下の(i)、(ii)、及び(iii)から選択されるタンパク質:
(i)配列番号6に記載のアミノ酸配列の1~391番の配列を含むタンパク質;
(ii)配列番号6に記載のアミノ酸配列の1~391番の配列において、1もしくは複数個のアミノ酸が欠失、置換、及び/又は付加されたアミノ酸配列を含むエンドグルカナーゼ;
(iii)配列番号6に記載のアミノ酸配列の1~391番の配列と70%以上の同一性を有するアミノ酸配列を含むエンドグルカナーゼ。 - 以下の(i)、(ii)、及び(iii)から選択されるタンパク質:
(i)配列番号8に記載のアミノ酸配列の1~376番の配列を含むタンパク質;
(ii)配列番号8に記載のアミノ酸配列の1~376番の配列において、1もしくは複数個のアミノ酸が欠失、置換、及び/又は付加されたアミノ酸配列を含むエンドグルカナーゼ;
(iii)配列番号8に記載のアミノ酸配列の1~376番の配列と70%以上の同一性を有するアミノ酸配列を含むエンドグルカナーゼ。 - 以下の(i)、(ii)、及び(iii)から選択されるタンパク質:
(i)配列番号10に記載のアミノ酸配列の1~221番の配列を含むタンパク質;
(ii)配列番号10に記載のアミノ酸配列の1~221番の配列において、1もしくは複数個のアミノ酸が欠失、置換、及び/又は付加されたアミノ酸配列を含むエンドグルカナーゼ;
(iii)配列番号10に記載のアミノ酸配列の1~221番の配列と70%以上の同一性を有するアミノ酸配列を含むエンドグルカナーゼ。 - 以下の(i)、(ii)、及び(iii)から選択されるタンパク質:
(i)配列番号12に記載のアミノ酸配列の1~319番の配列を含むタンパク質;
(ii)配列番号12に記載のアミノ酸配列の1~319番の配列において、1もしくは複数個のアミノ酸が欠失、置換、及び/又は付加されたアミノ酸配列を含むエンドグルカナーゼ;
(iii)配列番号12に記載のアミノ酸配列の1~319番の配列と70%以上の同一性を有するアミノ酸配列を含むエンドグルカナーゼ。 - 以下の(i)、(ii)、及び(iii)から選択されるタンパク質:
(i)配列番号14に記載のアミノ酸配列の1~301番の配列を含むタンパク質;
(ii)配列番号14に記載のアミノ酸配列の1~301番の配列において、1もしくは複数個のアミノ酸が欠失、置換、及び/又は付加されたアミノ酸配列を含むエンドグルカナーゼ;
(iii)配列番号14に記載のアミノ酸配列の1~301番の配列と70%以上の同一性を有するアミノ酸配列を含むエンドグルカナーゼ。 - 以下の(i)、(ii)、及び(iii)から選択されるタンパク質:
(i)配列番号16に記載のアミノ酸配列の1~458番の配列を含むタンパク質;
(ii)配列番号16に記載のアミノ酸配列の1~458番の配列において、1もしくは複数個のアミノ酸が欠失、置換、及び/又は付加されたアミノ酸配列を含むβ-グルコシダーゼ;
(iii)配列番号16に記載のアミノ酸配列の1~458番の配列と70%以上の同一性を有するアミノ酸配列を含むβ-グルコシダーゼ。 - 以下の(i)、(ii)、及び(iii)から選択されるタンパク質:
(i)配列番号18に記載のアミノ酸配列の1~457番の配列を含むタンパク質;
(ii)配列番号18に記載のアミノ酸配列の1~457番の配列において、1もしくは複数個のアミノ酸が欠失、置換、及び/又は付加されたアミノ酸配列を含むβ-グルコシダーゼ;
(iii)配列番号18に記載のアミノ酸配列の1~457番の配列と70%以上の同一性を有するアミノ酸配列を含むβ-グルコシダーゼ。 - 糸状菌由来である、請求項1~9のいずれか一項に記載のタンパク質。
- 糸状菌がアクレモニウム・セルロリティカス(Acremonium cellulolyticus)に属する糸状菌である、請求項10に記載のタンパク質。
- 請求項1~9のいずれか一項に記載のタンパク質をコードする塩基配列を含む、ポリヌクレオチド。
- 配列番号1に記載の塩基配列、又はその改変配列を含む、DNA。
- 以下の(i)、(ii)、及び(iii)から選択されるDNA:
(i)請求項1に記載のタンパク質をコードするDNA;
(ii)配列番号1に記載の塩基配列の136~1437番の配列を含むDNA;
(iii)配列番号1に記載の塩基配列の136~1437番の配列からなるDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズし、かつエンドグルカナーゼ活性を有するタンパク質をコードするDNA。 - 請求項14に記載のDNAから、イントロン配列を除去したDNA。
- イントロン配列が、配列番号1に記載の塩基配列の233~291番、351~425番、579~631番、697~754番、又は、853~907番の配列から選択される1以上の配列を含む配列である、請求項15に記載のDNA。
- 請求項13~16のいずれか一項に記載のDNAから、シグナル配列をコードする塩基配列を除去したDNA。
- シグナル配列をコードする塩基配列が、配列番号1に記載の塩基配列の136~216番の配列である、請求項17に記載のDNA。
- 配列番号3に記載の塩基配列、又はその改変配列を含む、DNA。
- 以下の(i)、(ii)、及び(iii)から選択されるDNA:
(i)請求項2に記載のタンパク質をコードするDNA;
(ii)配列番号3に記載の塩基配列の128~1615番の配列を含むDNA;
(iii)配列番号3に記載の塩基配列の128~1615番の配列からなるDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズし、かつエンドグルカナーゼ活性を有するタンパク質をコードするDNA。 - 請求項19~20のいずれか一項に記載のDNAから、シグナル配列をコードする塩基配列を除去したDNA。
- シグナル配列をコードする塩基配列が、配列番号3に記載の塩基配列の128~187番の配列である、請求項21に記載のDNA。
- 配列番号5に記載の塩基配列、又はその改変配列を含む、DNA。
- 以下の(i)、(ii)、及び(iii)から選択されるDNA:
(i)請求項3に記載のタンパク質をコードするDNA;
(ii)配列番号5に記載の塩基配列の169~1598番の配列を含むDNA;
(iii)配列番号5に記載の塩基配列の169~1598番の配列からなるDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズし、かつエンドグルカナーゼ活性を有するタンパク質をコードするDNA。 - 請求項24に記載のDNAから、イントロン配列を除去したDNA。
- イントロン配列が、配列番号5に記載の塩基配列の254~309番、406~461番、又は、1372~1450番の配列から選択される1以上の配列を含む配列である、請求項25に記載のDNA。
- 請求項23~26のいずれか一項に記載のDNAから、シグナル配列をコードする塩基配列を除去したDNA。
- シグナル配列をコードする塩基配列が、配列番号5に記載の塩基配列の169~231番の配列である、請求項27に記載のDNA。
- 配列番号7に記載の塩基配列、又はその改変配列を含む、DNA。
- 以下の(i)、(ii)、及び(iii)から選択されるDNA:
(i)請求項4に記載のタンパク質をコードするDNA;
(ii)配列番号7に記載の塩基配列の70~1376番の配列を含むDNA;
(iii)配列番号7に記載の塩基配列の70~1376番の配列からなるDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズし、かつエンドグルカナーゼ活性を有するタンパク質をコードするDNA。 - 請求項30に記載のDNAから、イントロン配列を除去したDNA。
- イントロン配列が、配列番号7に記載の塩基配列の451~500番、又は、765~830番の配列から選択される1以上の配列を含む配列である、請求項31に記載のDNA。
- 請求項29~32のいずれか一項に記載のDNAから、シグナル配列をコードする塩基配列を除去したDNA。
- シグナル配列をコードする塩基配列が、配列番号7に記載の塩基配列の70~129番の配列である、請求項33に記載のDNA。
- 配列番号9に記載の塩基配列、又はその改変配列を含む、DNA。
- 以下の(i)、(ii)、及び(iii)から選択されるDNA:
(i)請求項5に記載のタンパク質をコードするDNA;
(ii)配列番号9に記載の塩基配列の141~974番の配列を含むDNA;
(iii)配列番号9に記載の塩基配列の141~974番の配列からなるDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズし、かつエンドグルカナーゼ活性を有するタンパク質をコードするDNA。 - 請求項36に記載のDNAから、イントロン配列を除去したDNA。
- イントロン配列が、配列番号9に記載の塩基配列の551~609番、又は、831~894番の配列から選択される1以上の配列を含む配列である、請求項37に記載のDNA。
- 請求項35~38のいずれか一項に記載のDNAから、シグナル配列をコードする塩基配列を除去したDNA。
- シグナル配列をコードする塩基配列が、配列番号9に記載の塩基配列の141~185番の配列である請求項39に記載のDNA。
- 配列番号11に記載の塩基配列、又はその改変配列を含む、DNA。
- 以下の(i)、(ii)、及び(iii)から選択されるDNA:
(i)請求項6に記載のタンパク質をコードするDNA;
(ii)配列番号11に記載の塩基配列の114~1230番の配列を含むDNA;
(iii)配列番号11に記載の塩基配列の114~1230番の配列からなるDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズし、かつエンドグルカナーゼ活性を有するタンパク質をコードするDNA。 - 請求項42に記載のDNAから、イントロン配列を除去したDNA。
- イントロン配列が、配列番号11に記載の塩基配列の183~232番、又は、299~357番の配列から選択される1以上の配列を含む配列である、請求項43に記載のDNA。
- 請求項41~44のいずれか一項に記載のDNAから、シグナル配列をコードする塩基配列を除去したDNA。
- シグナル配列をコードする塩基配列が、配列番号11に記載の塩基配列の114~161番の配列である、請求項45に記載のDNA。
- 配列番号13に記載の塩基配列、又はその改変配列を含む、DNA。
- 以下の(i)、(ii)、及び(iii)から選択されるDNA:
(i)請求項7に記載のタンパク質をコードするDNA;
(ii)配列番号13に記載の塩基配列の124~1143番の配列を含むDNA;
(iii)配列番号13に記載の塩基配列の124~1143番の配列からなるDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズし、かつエンドグルカナーゼ活性を有するタンパク質をコードするDNA。 - 請求項48に記載のDNAから、イントロン配列を除去したDNA。
- イントロン配列が、配列番号13に記載の塩基配列の225~275番の配列である、請求項49に記載のDNA。
- 請求項47~50のいずれか一項に記載のDNAから、シグナル配列をコードする塩基配列を除去したDNA。
- シグナル配列をコードする塩基配列が、配列番号13に記載の塩基配列の124~186番の配列である、請求項51に記載のDNA。
- 配列番号15に記載の塩基配列、又はその改変配列を含む、DNA。
- 以下の(i)、(ii)、及び(iii)から選択されるDNA:
(i)請求項8に記載のタンパク質をコードするDNA;
(ii)配列番号15に記載の塩基配列の238~1887番の配列を含むDNA;
(iii)配列番号15に記載の塩基配列の238~1887番の配列からなるDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズし、かつβ-グルコシダーゼ活性を有するタンパク質をコードするDNA。 - 請求項54に記載のDNAから、イントロン配列を除去したDNA。
- イントロン配列が、配列番号15に記載の塩基配列の784~850番、1138~1205番、又は、1703~1756番の配列から選択される1以上の配列を含む配列である、請求項55に記載のDNA。
- 請求項53~56のいずれか一項に記載のDNAから、シグナル配列をコードする塩基配列を除去したDNA。
- シグナル配列をコードする塩基配列が、配列番号15に記載の塩基配列の238~321番の配列である、請求項57に記載のDNA。
- 配列番号17に記載の塩基配列、又はその改変配列を含む、DNA。
- 以下の(i)、(ii)、及び(iii)から選択されるDNA:
(i)請求項9に記載のタンパク質をコードするDNA;
(ii)配列番号17に記載の塩基配列の66~1765番の配列を含むDNA;
(iii)配列番号17に記載の塩基配列の66~1765番の配列からなるDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズし、かつβ-グルコシダーゼ活性を有するタンパク質をコードするDNA。 - 請求項60に記載のDNAから、イントロン配列を除去したDNA。
- イントロン配列が、配列番号17に記載の塩基配列の149~211番、404~460番、934~988番、又は、1575~1626番の配列から選択される1以上の配列を含む配列である、請求項61に記載のDNA。
- 請求項59~62のいずれか一項に記載のDNAから、シグナル配列をコードする塩基配列を除去したDNA。
- シグナル配列をコードする塩基配列が、配列番号17に記載の塩基配列の66~227番の配列である、請求項63に記載のDNA。
- 請求項12~64のいずれか一項に記載のDNAを含む、発現ベクター。
- 請求項65に記載の発現ベクターで形質転換された、宿主細胞。
- 宿主細胞が酵母又は糸状菌である、請求項66に記載の宿主細胞。
- 酵母が、サッカロミセス(Saccharomyces)属、ハンゼヌラ(Hansenula)属又はピキア(Pichia)属に属するものである、請求項67に記載の宿主細胞。
- 酵母が、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)である、請求項68に記載の宿主細胞。
- 糸状菌が、フミコーラ(Humicola)属、アスペルギルス(Aspergillus)属、トリコデルマ(Trichoderma)属、フザリウム(Fusarium)又はアクレモニウム(Acremonium)属に属するものである、請求項67に記載の宿主細胞。
- 糸状菌が、アクレモニウム・セルロリティカス(Acremonium cellulolyticus)、フミコーラ・インソレンス(Humicola insolens)、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)もしくはアスペルギルス・オリゼー(Aspergillus oryzae)、トリコデルマ・ビリデ(Trichoderma viride)、又はフザリウム・オキシスポーラム(Fusarium oxysporum)である、請求項70に記載の宿主細胞。
- 請求項12~64のいずれか一項に記載のDNAに対応する遺伝子を、相同組み換えにより欠損させたアクレモニウム(Acremonium)属の糸状菌。
- 糸状菌がアクレモニウム・セルロリティカス(Acremonium cellulolyticus)である、請求項72に記載の糸状菌。
- 請求項66~73のいずれか一項に記載の宿主細胞を培養し、その宿主及び/又はその培養物から請求項1~9のいずれか一項に記載のタンパク質を採取する工程を含む、前記タンパク質の製造法。
- 請求項74に記載の方法で生産された、タンパク質。
- 請求項1~9及び75のいずれか一項に記載のタンパク質を含む、セルラーゼ調製物。
- バイオマスを糖化する処理方法であって、セルロース含有バイオマスを、請求項1~9及び75のいずれか一項に記載のタンパク質、又は請求項76に記載のセルラーゼ調製物と接触させる工程を含む、方法。
- セルロース含有繊維の処理方法であって、セルロース含有繊維を、請求項1~9及び75のいずれか一項に記載のタンパク質、又は請求項76に記載のセルラーゼ調製物と接触させる工程を含む、方法。
- 古紙を脱インキ薬品により処理して脱インキを行う工程において、請求項1~9及び75のいずれか一項に記載のタンパク質、又は請求項76に記載のセルラーゼ調製物を用いることを特徴とする古紙の脱インキ方法。
- 紙パルプのろ水性の改善方法であって、紙パルプを、請求項1~9及び75のいずれか一項に記載のタンパク質、又は請求項76に記載のセルラーゼ調製物で処理する工程を含む、方法。
- 動物飼料の消化能を改善する方法であって、動物飼料を、請求項1~9及び75のいずれか一項に記載のタンパク質、又は請求項76に記載のセルラーゼ調製物で処理する工程を含む、方法。
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