説明

グルカナーゼ、それらをコードする核酸並びにそれらを製造及び使用する方法

【課題】グルカナーゼ(例えばエンドグルカナーゼ)、マンナナーゼ、キシラナーゼ活性またはこれら活性の組合せを有する新規なポリペプチド、およびそれらをコードするポリヌクレオチド、新規な酵素を設計する方法およびそれらを使用する方法を提供する。
【解決手段】特定の塩基配列配列少なくとも約20、25、30、35、40、45、50、55、60、75または100残基にわたって少なくとも約50%の配列同一性を有するポリヌクレオチドまたはポリペプチド。


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【特許請求の範囲】
【請求項1】
以下のいずれかの単離、合成または組換え核酸:
配列番号:1、配列番号:3、配列番号:5、配列番号:7、配列番号:9、配列番号:11、配列番号:13、配列番号:15、配列番号:17、配列番号:19、配列番号:21、配列番号:23、配列番号:25、配列番号:27、配列番号:29、配列番号:31、配列番号:33、配列番号:35、配列番号:39、配列番号:41、配列番号:43、配列番号:45、配列番号:47、配列番号:49、配列番号:51、配列番号:53、配列番号:55、配列番号:57、配列番号:59、配列番号:61、配列番号:63、配列番号:65、配列番号:67、配列番号:69、配列番号:71、配列番号:73、配列番号:75、配列番号:77、配列番号:79、配列番号:81、配列番号:83、配列番号:85、配列番号:87、配列番号:89、配列番号:91、配列番号:93、配列番号:95、配列番号:97、配列番号:99、配列番号:101、配列番号:103、配列番号:105、配列番号:107、配列番号:109、配列番号:111、配列番号:113、配列番号:115、配列番号:117、配列番号:119、配列番号:121、配列番号:123、配列番号:125、配列番号:127、配列番号:129、配列番号:131、配列番号:133、配列番号:135、配列番号:137、配列番号:139、配列番号:141、配列番号:143、配列番号:145、配列番号:147、配列番号:149、配列番号:151、配列番号:153、配列番号:155、配列番号:157、配列番号:199、配列番号:161、配列番号:163、配列番号:165、配列番号:167、配列番号:169、配列番号:171、配列番号:173、配列番号:175、配列番号:177、配列番号:179、配列番号:181、配列番号:183、配列番号:185、配列番号:187、配列番号:189、配列番号:191、配列番号:193、配列番号:195、配列番号:197、配列番号:199、配列番号:201、配列番号:203、配列番号:205、配列番号:207、配列番号:209、配列番号:211、配列番号:213、配列番号:215、配列番号:217、配列番号:219、配列番号:221、配列番号:223、配列番号:225、配列番号:227、配列番号:229、配列番号:231、配列番号:233、配列番号:235、配列番号:237、配列番号:239、配列番号:241、配列番号:243、配列番号:245、配列番号:247、配列番号:249、配列番号:251、配列番号:253、配列番号:255、配列番号:257、配列番号:259、配列番号:261、配列番号:263、配列番号:265、配列番号:267、配列番号:269、配列番号:271、配列番号:273、配列番号:275、配列番号:277、配列番号:279、配列番号:281、配列番号:283、配列番号:285、配列番号:287、配列番号:289、配列番号:291、配列番号:293、配列番号:295、配列番号:297、配列番号:299、配列番号:301、配列番号:303、配列番号:305、配列番号:307、配列番号:309、配列番号:311、配列番号:313、配列番号:315、配列番号:317、配列番号:319、配列番号:321、配列番号:323、配列番号:325、配列番号:327、配列番号:329、配列番号:331、配列番号:333、配列番号:335、配列番号:337、配列番号:339、配列番号:341、配列番号:343、配列番号:345、配列番号:347、配列番号:349、配列番号:351、配列番号353:、配列番号:355、配列番号:357、配列番号:359、配列番号:361、配列番号:363、配列番号:365、配列番号:367、配列番号:369、配列番号:371、配列番号:373、配列番号:375、配列番号:377、配列番号:379、配列番号:381、配列番号:383、配列番号:385、配列番号:387、配列番号:389、配列番号:391、配列番号:393、配列番号:395、配列番号:397、配列番号:399、配列番号:401、配列番号:403、配列番号:405、配列番号:407、配列番号:409、配列番号:411、配列番号:413、配列番号:415、配列番号:417、配列番号:419、配列番号:421、配列番号:423、配列番号:425、配列番号:427、配列番号:429、配列番号:431、配列番号:433、配列番号:435、配列番号:437、配列番号:439、配列番号:441、配列番号:443、配列番号:445、配列番号:447、配列番号:449、配列番号:451、配列番号:453、配列番号:455、配列番号:457、配列番号:459、配列番号:461、配列番号:463、配列番号:465、配列番号:467、配列番号:469、配列番号:471、配列番号:473、配列番号:475、配列番号:477、配列番号:479、配列番号:481、配列番号:483、配列番号:485、配列番号:487、配列番号:489、配列番号:491、配列番号:493、配列番号:495、配列番号:497、配列番号:499、配列番号:501、配列番号:503、配列番号:505、配列番号:507、配列番号:509、配列番号:511、配列番号:513、配列番号:515、配列番号:517と少なくとも85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%またはそれより高い、または完全な(100%)の配列同一性を有する核酸配列を含む単離、合成または組換え核酸であって、少なくとも1つのグルカナーゼ活性を有するポリペプチド、または、配列番号:2、配列番号:4、配列番号:6、配列番号:8、配列番号:10、配列番号:12、配列番号:14、配列番号:16、配列番号:18、配列番号:20、配列番号:22、配列番号:24、配列番号:26、配列番号:28、配列番号:30、配列番号:32、配列番号:34、配列番号:36、配列番号:38、配列番号:40、配列番号:42、配列番号:44、配列番号:46、配列番号:48、配列番号:50、配列番号:52、配列番号:54、配列番号:56、配列番号:58、配列番号:60、配列番号:62、配列番号:64、配列番号:66、配列番号:68、配列番号:70、配列番号:72、配列番号:74、配列番号:76、配列番号:78、配列番号:80、配列番号:82、配列番号:84、配列番号:86、配列番号:88、配列番号:90、配列番号:92、配列番号:94、配列番号:96、配列番号:98、配列番号:100、配列番号:102、配列番号:104、配列番号:106、配列番号:108、配列番号:110、配列番号:112、配列番号:114、配列番号:116、配列番号:118、配列番号:120、配列番号:122、配列番号:124、配列番号:126、配列番号:128、配列番号:130、配列番号:132、配列番号:134、配列番号:136、配列番号:138、配列番号:140、配列番号:142、配列番号:144、配列番号:146、配列番号:148、配列番号:150、配列番号:152、配列番号:154、配列番号:156、配列番号:158、配列番号:160、配列番号:162、配列番号:164、配列番号:166、配列番号:168、配列番号:170、配列番号:172、配列番号:174、配列番号:176、配列番号:178、配列番号:180、配列番号:182、配列番号:184、配列番号:186、配列番号:188、配列番号:190、配列番号:192、配列番号:194、配列番号:196、配列番号:198、配列番号:200、配列番号:202、配列番号:204、配列番号:206、配列番号:208、配列番号:210、配列番号:212、配列番号:214、配列番号:216、配列番号:218、配列番号:220、配列番号:222、配列番号:224配列番号:226、配列番号:228、配列番号:230、配列番号:232、配列番号:234、配列番号:236、配列番号:238、配列番号:240、配列番号:242、配列番号:244、配列番号:246、配列番号:248、配列番号:250、配列番号:252、配列番号:254、配列番号:256、配列番号:258、配列番号:260、配列番号:262、配列番号:264、配列番号:266、配列番号:268、配列番号:270、配列番号:272、配列番号:274、配列番号:276、配列番号:278、配列番号:280、配列番号:282、配列番号:284、配列番号:286、配列番号:288、配列番号:290、配列番号:292、配列番号:294、配列番号:296、配列番号:298、配列番号:300、配列番号:302、配列番号:304、配列番号:306、配列番号:308、配列番号:310、配列番号:312、配列番号:314、配列番号:316、配列番号:318、配列番号:320、配列番号:322、配列番号:324、配列番号:326、配列番号:328、配列番号:330、配列番号:332、配列番号:334、配列番号:336、配列番号:338、配列番号:340、配列番号:342、配列番号:344、配列番号:346、配列番号:348、配列番号:350、配列番号352:、配列番号:354、配列番号:356、配列番号:358、配列番号:360、配列番号:362、配列番号:364、配列番号:366、配列番号:368、配列番号:370、配列番号:372、配列番号:374、配列番号:376、配列番号:378、配列番号:380、配列番号:382、配列番号:384、配列番号:386、配列番号:388、配列番号:390、配列番号:392、配列番号:394、配列番号:396、配列番号:398、配列番号:400、配列番号:402、配列番号:404、配列番号:406、配列番号:408、配列番号:410、配列番号:412、配列番号:414、配列番号:416、配列番号:418、配列番号:420、配列番号:422、配列番号:424、配列番号:426、配列番号:428、配列番号:430、配列番号:432、配列番号:434、配列番号:436、配列番号:438、配列番号:440、配列番号:442、配列番号:444、配列番号:446、配列番号:448、配列番号:450、配列番号:452、配列番号:454、配列番号:456、配列番号:458、配列番号:460、配列番号:462、配列番号:464、配列番号:466、配列番号:468、配列番号:470、配列番号:472、配列番号:474、配列番号:476、配列番号:478、配列番号:480、配列番号:482、配列番号:484、配列番号:486、配列番号:488、配列番号:490、配列番号:492、配列番号:494、配列番号:496、配列番号:498、配列番号:500、配列番号:502、配列番号:504、配列番号:506、配列番号:508、配列番号:510、配列番号:512、配列番号:514、配列番号:516又は配列番号:518記載の配列を有するポリペプチドをコードする配列を含む、単離、合成または組換え核酸。
【請求項2】
請求項1記載の核酸を含む発現カセットまたはベクター。
【請求項3】
(a)請求項1記載の核酸を含むクローニングビヒクルであって、ウイルスベクター、プラスミド、ファージ、ファージミド、コスミド、フォスミド、バクテリオファージまたは人工染色体を含む、前記クローニングビヒクル;
(b)ウイルスベクターが、アデノウイルスベクター、レトロウイルスベクターまたはアデノ随伴ウイルスベクターを含む、(a)に記載のクローニングビヒクル;または、
(c)細菌人工染色体(BAC)、プラスミド、バクテリオファージP1-由来ベクター(PAC)、酵母人工染色体(YAC)または哺乳動物人工染色体(MAC)を含む、(a)のクローニングビヒクル。
【請求項4】
(a)請求項1記載の核酸を含む核酸を含む形質転換細胞;
(b)請求項2記載の発現カセットまたはベクターを含む形質転換細胞;または、
(c)細菌細胞、哺乳動物細胞、真菌細胞、酵母細胞、昆虫細胞または植物細胞である、(a)または(b)の形質転換細胞。
【請求項5】
配列番号:2、配列番号:4、配列番号:6、配列番号:8、配列番号:10、配列番号:12、配列番号:14、配列番号:16、配列番号:18、配列番号:20、配列番号:22、配列番号:24、配列番号:26、配列番号:28、配列番号:30、配列番号:32、配列番号:34、配列番号:36、配列番号:40、配列番号:42、配列番号:44、配列番号:46、配列番号:48、配列番号:50、配列番号:52、配列番号:54、配列番号:56、配列番号:58、配列番号:60、配列番号:62、配列番号:64、配列番号:66、配列番号:68、配列番号:70、配列番号:72、配列番号:74、配列番号:76、配列番号:78、配列番号:80、配列番号:82、配列番号:84、配列番号:86、配列番号:88、配列番号:90、配列番号:92、配列番号:94、配列番号:96、配列番号:98、配列番号:100、配列番号:102、配列番号:104、配列番号:106、配列番号:108、配列番号:110、配列番号:112、配列番号:114、配列番号:116、配列番号:118、配列番号:120、配列番号:122、配列番号:124、配列番号:126、配列番号:128、配列番号:130、配列番号:132、配列番号:134、配列番号:136、配列番号:138、配列番号:140、配列番号:142、配列番号:144、配列番号:146、配列番号:148、配列番号:150、配列番号:152、配列番号:154、配列番号:156、配列番号:158、配列番号:160、配列番号:162、配列番号:164、配列番号:166、配列番号:168、配列番号:170、配列番号:172、配列番号:174、配列番号:176、配列番号:178、配列番号:180、配列番号:182、配列番号:184、配列番号:186、配列番号:188、配列番号:190、配列番号:192、配列番号:194、配列番号:196、配列番号:198、配列番号:200、配列番号:202、配列番号:204、配列番号:206、配列番号:208、配列番号:210、配列番号:212、配列番号:214、配列番号:216、配列番号:218、配列番号:220、配列番号:222、配列番号:224配列番号:226、配列番号:228、配列番号:230、配列番号:232、配列番号:234、配列番号:236、配列番号:238、配列番号:240、配列番号:242、配列番号:244、配列番号:246、配列番号:248、配列番号:250、配列番号:252、配列番号:254、配列番号:256、配列番号:258、配列番号:260、配列番号:262、配列番号:264、配列番号:266、配列番号:268、配列番号:270、配列番号:272、配列番号:274、配列番号:276、配列番号:278、配列番号:280、配列番号:282、配列番号:284、配列番号:286、配列番号:288、配列番号:290、配列番号:292、配列番号:294、配列番号:296、配列番号:298、配列番号:300、配列番号:302、配列番号:304、配列番号:306、配列番号:308、配列番号:310、配列番号:312、配列番号:314、配列番号:316、配列番号:318、配列番号:320、配列番号:322、配列番号:324、配列番号:326、配列番号:328、配列番号:330、配列番号:332、配列番号:334、配列番号:336、配列番号:338、配列番号:340、配列番号:342、配列番号:344、配列番号:346、配列番号:348、配列番号:350、配列番号352:、配列番号:354、配列番号:356、配列番号:358、配列番号:360、配列番号:362、配列番号:364、配列番号:366、配列番号:368、配列番号:370、配列番号:372、配列番号:374、配列番号:376、配列番号:378、配列番号:380、配列番号:382、配列番号:384、配列番号:386、配列番号:388、配列番号:390、配列番号:392、配列番号:394、配列番号:396、配列番号:398、配列番号:400、配列番号:402、配列番号:404、配列番号:406、配列番号:408、配列番号:410、配列番号:412、配列番号:414、配列番号:416、配列番号:418、配列番号:420、配列番号:422、配列番号:424、配列番号:426、配列番号:428、配列番号:430、配列番号:432、配列番号:434、配列番号:436、配列番号:438、配列番号:440、配列番号:442、配列番号:444、配列番号:446、配列番号:448、配列番号:450、配列番号:452、配列番号:454、配列番号:456、配列番号:458、配列番号:460、配列番号:462、配列番号:464、配列番号:466、配列番号:468、配列番号:470、配列番号:472、配列番号:474、配列番号:476、配列番号:478、配列番号:480、配列番号:482、配列番号:484、配列番号:486、配列番号:488、配列番号:490、配列番号:492、配列番号:494、配列番号:496、配列番号:498、配列番号:500、配列番号:502、配列番号:504、配列番号:506、配列番号:508、配列番号:510、配列番号:512、配列番号:514、配列番号:516又は配列番号:518と少なくとも85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%またはそれより大きい領域にわたるか、または完全な(100%の)配列同一性を有する配列を有する、単離、合成、または組換えポリペプチドであって、グルカナーゼ活性を有する、または、請求項1記載の核酸によってコードされるアミノ酸配列を有する、前記ポリペプチドまたは前記ポリペプチドの酵素的に活性な断片。
【請求項6】
請求項5記載のポリペプチドを含むタンパク質調製物であって、液体、固体又はゲルを含む、前記タンパク質調製物。
【請求項7】
(a)請求項5記載のポリペプチドの配列を含む、固定化ポリペプチド;または、
(b)細胞、金属、樹脂、ポリマー、セラミック、ガラス、微小電極、グラファイト粒子、ビーズ、ゲル、プレート、アレイまたはキャピラリー管に固定化された、請求項5記載のポリペプチドの配列を含む、固定化ポリペプチド。
【請求項8】
請求項5記載のポリペプチドの配列を含む、固定化ポリペプチドを含むアレイ。
【請求項9】
(A)以下の工程を含む、グルカナーゼ活性を有するポリペプチドをコードする、請求項1記載の核酸の変種を作製する方法:
(A)(a)請求項1記載の核酸を提供する工程;および、
(b)前記鋳型の配列内の1つまたは2つ以上のヌクレオチドの改変、欠失若しくは付加、または前記の組合せを実施して前記鋳型核酸の変種を作製する工程;
(B)さらに変種核酸を発現させて変種グルカナーゼポリペプチドを生成することを含む、(A)の方法;
(C)改変、付加または欠失が、変異性PCR、シャッフリング、オリゴヌクレオチド特異的変異導入、アッセンブリPCR、セクシュアルPCR変異導入、in vivo変異導入、カセット変異導入、再帰的アンサンブル変異導入、エクスポネンシャル変異導入、部位特異的変異導入、遺伝子再アッセンブリ、遺伝子部位飽和変異導入(GSSM)、合成連結再アッセンブリ(SLR)、組換え、再帰的配列組換え、ホスホチオエート-修飾DNA変異導入、ウラシル含有鋳型変異導入、ギャップ含有二重鎖変異導入、点ミスマッチ修復変異導入、修復欠損宿主株変異導入、化学変異導入、放射性変異導入、欠失変異導入、制限-選択変異導入、制限-精製変異導入、人工遺伝子合成、アンサンブル変異導入、キメラ核酸マルチマー生成およびそれらの組合せによって導入される、(A)または(B)の方法;
(D)鋳型核酸によってコードされるポリペプチドの活性または安定性とは変異した若しくは異なる活性または変異した若しくは異なる安定性を有するグルカナーゼが得られるまで反復される、(A)、(B)または(C)の方法;
(E)変種グルカナーゼポリペプチドが耐熱性であり、上昇温度に暴露された後ある程度の活性を維持する、(A)、(B)、(C)または(D)の方法;
(F)変種グルカナーゼポリペプチドが、鋳型核酸によってコードされるグルカナーゼ、マンナナーゼまたはキシラナーゼと比較してグリコシル化が増加している、(A)、(B)、(C)または(D)の方法;
(G)変種グルカナーゼポリペプチドは高温下でグルカナーゼ活性を有するが、鋳型核酸によってコードされるグルカナーゼ、マンナナーゼまたはキシラナーゼは高温下で活性をもたない、(A)、(B)、(C)または(D)の方法;
(H)鋳型核酸のコドン使用頻度とは変異したコドン使用頻度を示すグルカナーゼコード配列が得られるまで反復される、(A)、(B)、(C)または(D)の方法;または、
(I)鋳型核酸のメッセージ発現レベルまたは安定性レベルより高いまたは低いメッセージ発現レベルまたは安定性レベルを有するグルカナーゼ遺伝子が得られるまで反復される、(A)、(B)、(C)または(D)の方法。
【請求項10】
(A)以下の工程を含む、グルカン含有組成物を加水分解、分解又は破壊する方法:
(a)請求項5記載のポリペプチドを提供する工程;
(b)グルカンを含む組成物を提供する工程;および、
(c)前記グルカナーゼが前記グルカン含有組成物を加水分解、分解または破壊する条件下で工程(a)のポリペプチドを工程(b)の組成物と接触させる工程;または、
(B)組成物が、植物細胞、細菌細胞、酵母細胞、昆虫細胞または動物細胞を含む、(A)の方法。
【請求項11】
請求項5記載のポリペプチドを含む生地またはパン製品。
【請求項12】
生地のコンディショニングに十分な条件下で生地またはパン製品を請求項5記載の少なくとも1つのポリペプチドと接触させることを含む、生地をコンディショニングする方法。
【請求項13】
請求項5記載のポリペプチドを含む飲料。
【請求項14】
(A)請求項5記載の少なくとも1つのポリペプチドを飲料または飲料前駆物質に、前記飲料の粘性を低下させるために十分な条件下で添加することを含む、飲料の製造方法;または、
(B)飲料または飲料前駆物質が麦汁またはビールである、(A)の方法。
【請求項15】
請求項5記載のポリペプチドを含む食品、飼料または栄養性サプリメント。
【請求項16】
(A)以下の工程を含む、動物の食物中で栄養性サプリメントとしてグルカナーゼを利用する方法:
請求項5記載のポリペプチドを含む栄養性サプリメントを調製する工程;および、
前記栄養性サプリメントを動物に与え、前記動物が摂取する飼料または食品中に含まれるキシランの利用を増進させる工程;
(B)動物が人間である、(A)の方法;
(C)動物が反芻動物または単胃動物である、(A)の方法;
(D)グルカナーゼが、細菌、酵母、昆虫、真菌および動物からなる群から選択される生物においてグルカナーゼをコードするポリヌクレオチドを発現させることによって調製される、(A)、(B)または(C)の方法;または、
(E)生物が、S.ポンベ(pombe)、S.セレビシアエ、ピキア・パストリス、大腸菌、ストレプトミセス種、バチルス種及びラクトバチルス種からなる群から選択される、(A)、(B)、(C)または(D)に記載の方法。
【請求項17】
(a)熱安定性組換えグルカナーゼ酵素を含む食用酵素デリバリーマトリックス、または、
(b)請求項5記載のポリペプチドを含む、(A)に記載の食用酵素デリバリーマトリックス。
【請求項18】
請求項5記載のポリペプチドを含む、セルロース組成物またはセルロース誘導体組成物。
【請求項19】
請求項5記載のポリペプチドを含む、木材、木材パルプまたは木材製品。
【請求項20】
請求項5記載のポリペプチドを含む、紙、紙パルプまたは紙製品。
【請求項21】
紙、木材または木材製品を請求項5記載のポリペプチドと接触させることを含む、紙、木材または木材製品においてリグニンを減少させる方法。
【請求項22】
請求項5記載のポリペプチドを含む洗剤組成物。
【請求項23】
請求項5記載のポリペプチドを含む医薬組成物。
【請求項24】
(a)請求項5記載のポリペプチドを投与することを含む、グルカンを含む微生物を排除するか、または前記微生物から動物を防御する方法;
(b)微生物が細菌である、(a)の方法;または、
(c)細菌がサルモネラである、(b)の方法。
【請求項25】
請求項5記載のポリペプチドを含む燃料。
【請求項26】
セルロース、ヘミセルロースおよび/またはリグニンを請求項5記載のポリペプチドと接触させることを含む、燃料の製造方法。
【請求項27】
(a)請求項5記載のポリペプチドを含む乳製品;または
(b)ミルク、アイスクリーム、チーズまたはヨーグルトを含む、(a)の乳製品。
【請求項28】
以下の工程を含む、乳製品の触感および風味を改善する方法:
(a)請求項5記載の本発明のポリペプチドを提供する工程;
(b)乳製品を提供する工程;および、
(c)グルカナーゼが前記乳製品の触感または風味を改善することができる条件下で、工程(a)のポリペプチドを工程(b)の乳製品と接触させる工程。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2011−87583(P2011−87583A)
【公開日】平成23年5月6日(2011.5.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−251550(P2010−251550)
【出願日】平成22年11月10日(2010.11.10)
【分割の表示】特願2006−518822(P2006−518822)の分割
【原出願日】平成16年7月2日(2004.7.2)
【出願人】(503089489)ヴェレニウム コーポレイション (31)
【Fターム(参考)】