JPH04500608A - 酵素及び酵素洗剤組成物 - Google Patents
酵素及び酵素洗剤組成物Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
酵素及沙酵素洗剤組成物
本発明は、酵!、その修飾、(改変)及び産生などに使用し得るrDN^DNA
並びに、酵素洗剤及び洗浄組成物などにおけるその使用に係る。
本発明は特に、修飾酵素、特に修飾リパーゼの製造及び使用に係る。従って以下
に記載のごとく本発明は特に、リパーゼ、の産生方法、Pseudo曽oams
属に由来のリパーゼ、P。
glumae(別称P、 gladioli)に由来のリパーゼなどの産生方法
を提供し、さらに、かかるリパーゼの遺伝的改質と洗剤及び洗浄組成物における
かかる酵素の使用を提案する。
従来技術:
リパーゼ及びプロテアーゼはいずれも洗剤及び洗浄組成物の成分として知られて
いる。プロテアーゼの使用は普及している。
公知のリパーゼ含有洗剤組成物の例は、EPA O205208及びEPA O
206390(υailever)によって提案された。これらの公開特許出願
は、免疫学的関係に基づいて定義された1つのリパーゼ顕に関するものであり、
洗剤組成物及び繊維製品洗濯におけるその使用を記載している。好ましいリパー
ゼはPs、 floorecens、 Ps、 gladioli及びChro
mobaetar種である。
EP O214761(Novo)及びEP O258068(Novo)は夫
々、ある種の微生物に由来のリパーゼを詳細に記載しており、また記載の酵素を
洗剤添加剤及び洗剤組成物として使用するいくつかの例を示している。 EP
O214761は、Ps、 cepacia種の微生物に由来のリパーゼ及びそ
のいくつかの使用を詳細に記載している。 EP O258068はTherm
omyees(旧称Humico1m)属の生物に由来のリパーゼ及びそのいく
つかの使用を詳細に記載している。
EP O258068及びEP O305216(Novo)はいずれも、 r
DN^DNAよって異種宿主微生物を介して真菌リパーゼを産生ずる方法、特に
Thersomyees lanuginosus/Humicola Ian
u−ginosaに対応するリパーゼを産生ずる方法を記載している。
EP O331376(八−ano)は、Pseudomonas cepac
iaに由来のリパーゼのアミノ酸配列を含むリパーゼ、rDN^DNA手法その
産生及びその使用を記載している。
rDNDNA手法って産生されるその他のリパーゼ酵素は、例えばNo 89−
09263(Gist−Brocades)及びEP O218272(Gis
t−Brocades)に記載されている。
その他の酵素に使用された組換えDNA手法は−088702775(Novo
)、EP O243338(Labofina)、EP O268452(Ce
nencor)。
EP O305216(oovo)及び−089109263(Gist−Br
ocades)などで言及されその技術も記載されている。特に、EP O13
0756(Cenenteeh) (USP4.760.025(にenenc
or)に対応)、 EP 0214 435(Benkel)、11I0871
04461(八−gen)、11087105050(Genex)。
EP^8フ303761 ((:enenteeh)及び1089106279
(Novo)は、rDN^手法によって産生された変性ズブチリシンプロテアー
ゼを記載している。またEP O157441(Kok J他)は、Bacil
lussubt i l isに由来の酵素の産生に使用できるrDN^手法を
開示している。
リパーゼとプロテアーゼとの双方を洗剤組成物に同時に混入するのが難しい理由
は、プロテアーゼがリパーゼを攻撃する傾向8有するからである。
この欠点を是正する処置はいくつか提案されている。
EP O271154(Unilever)によって提出された1つの試案は、
等電点10未満のいくつかの選択したプロテアーゼがリパーゼと有利に併用でき
ることを示している。
NO89104361(Novo)に記載された別の試案は、Pseudoa+
o−013種に由来のリパーゼと、 Fusariu−に由来のプロテアーゼま
たはアミノ酸配列の166位、169位または222位にいくつかの方法によっ
た突然変異を含むズブチリシン型プロテアーゼとを含存する洗剤組成物を提案し
ている。記載された特定のプロテアーゼを用いるときプロテアーゼによるリパー
ゼ攻撃の程度が幾らか減少しなと報告されている。
本発明:
本発明の1つの目的は、rDN^手法によって微生物から産生され、プロテアー
ゼ及び/または酸化剤による攻撃に対して改良された安定性及び/または対応す
る親酵素に比較して増加した活性などの、改良された使用性能を与える、少なく
とも1つの突然変異をそのアミノ酸配列に含むリパーゼを提供することである。
本発明によって産生されるリパーゼは、洗剤または洗浄組成物の成分として使用
されると活性及び安定性の双方に有利な効果を与える。
リパーゼのアミノ酸配列を変えることによって極めて有利な結果が得られること
を示唆した公開文献はこれまで存在しなかったと考えられる。
rDNA手法によって導入された突然変異は、かがる突然変異リパーゼと共にプ
ロテアーゼと漂白系とを含有する洗剤組成物中のリパーゼの安定性を改良するこ
とがここに知見された。
本発明の開示において、突然変異酵素または突然変異体酵素なる用語は、突然変
異遺伝子を発現させる突然変異生物によって産生された酵素を意味する。(サイ
レント突然変異だけを含む突然変異遺伝子以外の)突然変異遺伝子なる用語は、
対応する親酵素の配列から直接または間接に誘導され1つまたは複数の部位のア
ミノ酸が変化したアミノ酸配列を有する酵素なコードする遺伝子を意味する。親
酵素なる用語は、対応する非変性(非変異)遺伝子の遺伝子産生物を意味する。
遺伝子のサイレント突然変異、なる用語は、(コドンとアミノ酸との関係に重複
(redundaney)があるので)、遺伝子によってコードされる酵素のア
ミノ酸配列の変化を生じさせないような、遺伝子のポリヌクレオチド配列の変化
または変異を意味する。
突然変異微生物または突然変異体微生物なる用語は、酵素をコードする遺伝子の
突然変異を含む親微生物またはその子孫微生物を意味する。生物のかかる突然変
異は、(a)親微生物中に既に存在する対応遺伝子(親遺伝子〉の突然変異、ま
たは、(b)別のソースから直接または間接に得られた対応遺伝子を突然変異微
生物になるべき微生物に(転移遺伝子を突然変異させるかまたはさせずに)導入
する転移(導入)によって生じる。宿主微生物は、突然変異遺伝子または別の起
原の転移遺伝子がその一部を構成する微生物である。宿主微生物は一般に、親微
生物と同じ起原または異なる起原の菌株または種でもよく、あるいはその子孫で
もよい。
例えば、本発明は+Cbromobacter viscosum var、
Iipo−Iyticum NRRL B−3673に由来のリパーゼ、^le
aligenes PL−679、^TCC31371もしくはFERN−P
3783に由来のリパーゼ、またはpseudomonas fluoresc
ens IAM 1057に由来のリパーゼに対して怒作された抗血清と交差免
疫反応性を示す突然変異形リパーゼを提供する。該リパーゼは、rDN^手法に
よって作製された遺伝子を含む人工的に改変された微生物によって産生される。
この遺伝子は、プロテアーゼの攻撃に対するリパーゼの安定性を改良するように
リパーゼのアミノ酸配列を変化させる少なくとも1つの突然変異を含んでいる。
より一般的には、突然変異の有用なベースとして使用されるリパーゼは広い範囲
のリパーゼから選択され得る。特に、特許明細書EP O214761(Nov
o)及びEP O258068(Novo)に記載されたリパーゼ、特に、Tb
erwbomyxes lanuginosus^TCC22070に由来のリ
パーゼに対して感作された抗血清と交差免疫反応性を示すリパーゼ、 EP O
205208及び0206930(Unilever)に記載のリパーゼ; C
hro簡obacter viscosumvir lipolytieum
NRRL B−3673に由来のリパーゼまたは^Icaligenes PL
−679,^TCC31371及びFERN−P3783に由来のリパーゼに対
して感作された抗血清と交差免疫反応性を有するリパーゼ;特許(出願公開)明
細書11087100859(に1stBrocades)及びEP^0204
284(Sapporo Breweries)に記載のリパーゼがある。特に
適当なリパーゼの例は市販のリパーゼ調製¥@: N0VOLipolase、
^nanoリパーゼCE、P、AP、M−AP、^札及びCES、Meitoリ
パーゼNY−30、OF及びPL、エステラーゼ8M、Lipozy−2SP
225. SP 285、Enzecoリパーゼ、Toyo Jozoリパーゼ
及びDiosynthリパーゼ(商標)である。
出発リパーゼと免疫的に関連した別のリバーザをコードするヌクレオチド配列の
実質的に対応する部分によってヌクレオチド配列の一部が置換された修飾リパー
ゼを産生させることもできる。
従って、人工的に改変された本発明の微生物は、特に以下の親機生物、例えば、
Escheriehia coli、Pseudomonasaerugino
sa−Ps、 putidaに基づいて産生されてもよく、リパーゼの出発遺伝
子が欠失したPs、 glui+aeの変性様、Ba−eillus 5ubt
ilis Sacebiromyces cerevisiie及び関連種、H
ansenula polymorpha及び関連種、及び種々の^sperg
i l−1us属から産生されてもよい、かがる人工的に改変された微生物を産
生ずる親生物を宿主細胞または宿主生物と呼ぶ。
これらの宿主細胞は、種々の微生物の広い範囲を反映しく表し)、実施例で詳細
に記載していないその他の微生物も宿主細胞として使用し得る。
特に、突然変異している場合もある細菌リパーゼを異種宿主微生物中で産生させ
るために本発明を使用すると、量産用の出発宿主に関する問題、例えばかかる生
物が潜在的な植物病原体であると考えられる場合の取扱い及び汚染に関する問題
が回避できる。
本発明の突然変異リパーゼにおける突然変異は以下から選択される:
(a>そのままではプロテアーゼの攻撃に弱いアミノ酸鎖のロケーションに1つ
または複数のプロリン残基が(挿入または置換によって)導入された突然変異;
(b)(正電荷をもつアミノ酸残基の挿入または中性もしくは負電荷をもつアミ
ノ酸残基の置換などによって)リパーゼ分子の実効正電荷を増加させる突然変異
;この突然変異は、負電荷をもつ残基(例えばアスパラギン酸またはグルタミン
酸の残基)を欠失させる、中性残基(例えば、セリン、グリシン、プロリン)に
よって置換する、中性または負電荷をもつ残基を正電荷をもつアミノ酸残基(例
えばアルギニンまたはりシン)によって置換する、または、正電荷をもつ残基を
挿入するなどの方法を用いて生起され、その例は、実効正電荷及びpiを増加さ
せるためのPs。
glumaeリパーゼの配列またはその相同体の突然変異D157R1D55^
及びlll0Kである;
くc)1つのアミノ酸残基またはアミノ酸残基の組み合わせが、(例えば挿入ま
たは置換によって)リパーゼに導入されて得られた突然変異、該残基は選択宿主
細胞中でリパーゼが合成されるときにグリコジル化され、グリコジル化リパーゼ
はプロテアーゼの攻撃に対して改良された安定性をもつ;
グリコジル化部位になり得るアミノ酸を導入する(または所望の場合除去する)
ために選択される(1つまたは複数の)アミノ酸配列の修飾も可能であり、例え
ばPs、 glumaeリパーゼまたはその相同体の配列に対する突然変異D1
57T及び/または寧155aGがある;
(d )M止剤に対する酵素の安定性を改良するためにメチオニンを欠失または
置換させた突然変異。
(1つまたは複数の)アミノ酸配列の修飾は、ズブチリシン開裂部位で配列を修
飾することによってズブチリシンプロテアーゼによる攻撃に対するリパーゼの安
定性を改良するように選択される0例えば、かかる部位を形成する1つまたは2
つ好ましくは3つのアミノ酸残基を欠失させるか、または、突然変異以前に存在
していた該リパーゼのアミノ酸配列の開裂部位でもしくはその近傍で少なくとも
1つの塩基性(正電荷をもつ)アミノ酸残基または少なくとも1つのプロリン残
基を挿入または置換によって導入する。
本発明によるこのような突然変異リパーゼの例としては、突然変異H154Pも
しくは本155aC等をもつ、Ps、 glus+aeに由来のリパーゼまたは
その相同体の配列に基づくリパーゼ、あるいは、突然変異5153Pをもつ、(
例えばEP O331376(^−ano)、特に成熟酵素の配列の1位が図中
の45位に存在する図2に示された)Ps、 eepiciaに由来のリパーゼ
またはその相同体の配列に基づくリパーゼがある。
より一般的に、本発明はまた、10テアーゼ、例えばズブチリシンプロテアーゼ
による攻撃に対するタンパク質の安定性を改良するように選択された1つ以上の
アミノ酸配列の(1つまたは複数の)修飾を含むリパーゼまたは別の酵素活性を
有する突然変異タンパク質を提供する。かかる突然変異体を得るためには、(i
)ズブチリシン開裂部位、即ち親タンパク質中のズブチリシン開裂を受け易い結
合のどちらかの側の5TA基以内の配列を、例えば特定の欠失法(つまり、突然
変異以前に存在していたかかる部位の部分を形成する1つまたは2つ好ましくは
3つのアミノ酸残基を欠失させること)によって修飾するか、あるいは、(ii
)少なくとも1つの塩基性アミノ酸残基、または少なくとも1つのプロリン残基
分かかる部位に挿入または置換によって導入するか、あるいは、(ii′I)か
かる部位に正電荷をもつアミノミt導入または負;荷3もつアミノ酸分除去する
ことによって該部位の静電ポテンシャルと変更する。得られる突然変異は、(a
)親酵素中のズブチリシン開裂を受け易い結合が開裂する際に新しいN−末端に
なるアミノ酸残基がプロリンによって1損された突然変異、及び/または、(b
)かかる易開裂結合から2つまたは4つの位置のアミノ酸残基が荷電アミノ酸残
基またはより極性のアミノ酸残基によって置換された突然変異である。
従って、突然変異リパーゼまたは別のタンパク質は、易開裂結合、即ち親リパー
ゼ中のズブチリシンプロテアーゼによって切断され易い結合から(リパーゼのN
−末端に向かって)2残基及び4残基と隔てる1つ以上の位置に突然変異を含み
得る。ズブチリシンによるタンパク質分解に対する耐性を改良するために、as
p、glu、1ys−irg、 his、glnまたはasnなどの1つ以上の
極性または荷電アミノ酸残基が例えば置換によって導入され得る。
かかる開8部位分その修飾の前に同定する方法は後出の実施例14において説明
する。
失活に対するリパーゼの安定性を改良するアミノ酸配列の修飾の変法では、その
配列からメチオニン残基を除去すべく欠失または置換によってその配列のメチオ
ニン桟器を修飾する。
rDN八手へによって産生される細菌リパーゼ、特にChrom。
bacter viseosus vmr lipolyticum NRRL
B−3673に由来のリパーゼ、または、^lcaligenes PL−6
79、^TCC31371らしくはFERN−P 3783に由来のリパーゼ、
または、Pseudomonasfluorescens IAM 1057に
由来のリパーゼに対して恣作された抗血清と交差免疫反応性を示すリパーゼの別
の安定形態は、(突然変異によって修飾されたアミノ酸配列を有することが可能
ではあるが必須ではない)リパーゼが、人工的に改変された異種真核細胞宿主微
生物中で発現され、遺伝子または配列の超厚である親機生物によって産生される
リパーゼとは異なるようにグリコジル化されたリパーゼが真核細胞宿主中で発現
されたものである。
宿主生物は原核生物、例えばダラム(=)陰性菌1例えばE、 coli;Ps
、 aeruginosa;Ps、 putidaもしくはPs、 glu+5
ae(I日称Ps、 gladioli)から選択されたグラム陰性菌でもよく
、またはBacillus+Corynebaeteriumもしくは5tap
hylocoecus属から選択された原核生物でもよく、特に、例えばPse
ud。
monas putida種に所属しPs、 g!umae(Ps、 glad
io!iと同#l)に由来のリパーゼ遺伝子を発現する原核生物でもよい。
または宿主生物は、真核生物、例えば、5aecbarosyees属もしくは
Hansenula属の酵母でもよく、または^sperg i l −1us
属の真菌類でもよい。
リパーゼ産生に有用な異種宿主細胞の例は、Eseheriebiacoli、
Pseudomonas aeruginosa、Ps、 putidaであ
る0本来のリパーゼ遺伝子が欠失したPs、 glumaeはより好適な宿主で
ある。量産に好ましい宿主系は、Bacillus 5ublitis、Sae
charomyees eerevisiaeとその関連種、Hansenul
a polyaorphaとその関連種、及び^spergillus属の微生
物である。
(突然変異体)リパーゼを効率よく分泌するように特別に選択され及び/または
修飾されたダラム(−)陰性菌も量産に適した宿主である。宿主細胞が広範囲の
多様な微生物から選択できることを反映して、実施例で詳細に説明しない他の微
生物も宿主細胞として使用し得る。
好ましい微生物顕のうちでも、Pseudomonas glumae(従来の
通称Pseudomona gladioli)が本発明の方法及び産物のベー
スとして好ましい、好ましいリパーゼをコードする遺伝子のアミノ酸配列及びヌ
クレオチド配列はいずれもこれまで知られていなかった。後述するように本発明
によってこの細菌の好ましいリパーゼをコードする遺伝子が単離された。
本発明はまた、以下のような方法でリパーゼの安定性を改良し得る:
<a)洗剤系中の酵素の電荷が洗剤系のpHにより近付くように酵素の表面電荷
が変化するような突然変異を生じさせる方法、このためには、酵素のコンホーメ
ーションを破壊することなくまた活性部位の周囲の電荷に過度の影響を与えるこ
となく酸性アミノ酸残基を中性または塩基性アミノ酸に代える。
(b)リパーゼタンパク質産物のループ構造が物理的もしくは化学的変性または
酵素開裂に対して安定するようにリパーゼアミノ酸配列をrDN八手へによって
修飾する方法。
リパーゼのいくつかのループは、同じく洗剤系に存在する10テアーゼによる開
裂に対して極めて敏感である。開裂に対するこれらのループの耐性を改良する有
力な方法は、これらのループの所望のフレキシビリティを破壊しないようにして
開裂部位のアミノ酸をプロリンによって1換する方法である。これらのループの
安定性を改良する別の方法は、rDN八手へによって該ループの酸性アミノ酸残
基を塩基性アミノ酸残基によって置換するか、またはその他の手段によって実効
正電荷を増加させ、これによってリパーゼとプロテアーゼとの間に折力を生じさ
せる方法である。ある種のループは、アミノ酸残基の欠失及び対応するヌクレオ
チドトリプレットの欠失によってリパーゼの精造に本質的な影響を与えることな
く短縮され得る。(攻撃されるリパーゼのN−末端に向かって)切れ易い結合か
ら2残基及び4残基の位置ではズブチリシンが非極性アミノ酸を好むので、これ
らの位置の1つ以上のアミノ酸にasp、 glu、Iys、arg、big、
glnまたはasnなどの1つ以上の極性または荷電アミノ酸残基を置換また
は導入することによって、ズブチリシンによるタンパク質分解に対する耐性が改
良され得る。
これらの変化は例えば、(i)ズブチリシン開裂部位の配列、即ち親酵素中のズ
ブチリシン開裂を受け易い結合のどちらかの側の5残基以内の配列を、突然変異
以前に存在していたかかる部位の部分を構成する1つまたは2つ好ましくは3つ
のアミノ酸残基の欠失によって修飾するか、または、(ii)かかる開裂部位に
少なくとも1つの塩基性アミノ酸残基もしくは少なくとも1つのプロリン残基を
挿入もしくは置換によって導入するか、または、(ii)かかる部位に正電荷ア
ミノ酸を導入するかもしくは負電荷アミノ酸を除去することによって該部位の静
電ポテンシャルを変更することによって得られる。
例えば、(i)突然変異が、Ps、 glumaeに由来のリパーゼもしくはそ
の相同体の配列の突然変異(例えば旧54P)、またはPs、 cepacia
に由来のリパーゼもしくはその相同体の配列の突然変異(例えば5153P)で
ある場合等、親酵素中のズブチリシン開裂を受け易い結合の開裂によって新しい
N−末端になるアミノ酸残基をプロリンによって1換し得る。及び/または、(
ii)突然変異が、Ps、 glu輸aeに由来のリパーゼもしくはその相同体
の配列の突然変異V150Dである場合等には、切れ易い結合から2つまたは4
つの位置のアミノ酸残基を荷電アミノ酸残基またはより極性のアミノ酸残基によ
って1換し得る。
(c )Pseudomonas glumaeリパーゼをコードする遺伝子は
、この遺伝子が真核細胞宿主に転移されたときにグリコジル化され得る2つの部
位を含む、特に酵素の活性中心及び脂質結合領域の外部でグリコジル化が生じる
ときは、グリコジル化によって酵素を安定させる効果が得られる。グリコジル化
はまた、リパーゼに対する脂質の結合を妨害し得る。
(d)リパーゼ酵素中のメチオニン残基は洗剤系中では酸化によって極めて容易
に失活する。多くの好ましいリパーゼにはメチオニンが1つしか存在しないので
、このメチオニンを欠失させるかまたは別の残基で置換する有用な修飾がrDN
^手法によって比較的容易に行なわれる。
(e)rDN八手へは、安定性を改良するためだけでなく、リパーゼの比活性及
び汚染質(soil 5ateriees)中の脂質に対する親和性を改良する
ために、リパーゼの活性結合部位を決定し、これらの部位またはその近傍のアミ
ノ酸を修飾するためにも使用された。
現存する突然変異リパーゼの好ましい例は、His 154Pro(H154P
)突然変異をもつPseudomonas glusae由来のリパーゼに基づ
いたものであり、これはリパーゼの三次構造のループの1つのプロテアーゼ分解
に弱い部位をより強い部位によって置換したものであると考えられている。
本発明によれば、好ましいリパーゼ類のPseudomonmsもしくは別の起
源に由来の修飾(突然変異体)リパーゼ、または、プロテアーゼ消化に対する酵
素の安定性を増加させるように例えばアミノ酸配列が(1つまたは複数の)修飾
を含むかまたはグリコジル化(の様相)が変化した産生用異種生物中で発現され
た修飾または非修飾配列をもつリパーゼは特に、プロテアーゼ、例えばズブチリ
シン型プロテアーゼと併用されたときに洗剤及び洗浄組成物中で有効であること
が知見された。
従って本発明は、細菌リパーゼ例えばPseudomonas glu−sae
のアミノ酸配列と実質的に相同のアミノ酸配列を有し、対応する細菌リパーゼま
たはその突然変異体をコードする遺伝子を宿主微生物に導入するために、rDN
八手へに基づいて異種真核細胞宿主微生物によって産生されるリパーゼを提供す
る。前記リパーゼは前記遺伝子の超厚となる親機生物によって産生されるリパー
ゼとは異なる形態にグリコジル化されている。
本発明の別の特徴によれば、リパーゼの実効正電荷及びそのplを増加させるよ
うに選択されたアミノ酸配列(1つまた複数の)修飾P有する、Pseudoa
+onmsに由来する修飾(突然変異〉リパーゼまたは好ましい別のリパーゼ類
も、特にプロテアーゼ、M 7ばてブチリシン型プロテアーゼと併用されると1
削及び1刑組成物中で有効であることが判明した。
適当な突黙″S胃の例は、負電荷をもつ残基(例えばアスパラギン酸もしくはグ
ルタミン酸の残基)の欠失または中性残基(例えばセリン、グリシン及びプロリ
ン)による置換、あるいは正電荷ともつアミノ酸残基(例えばアルギニンまたは
りシン)による中性もしくは陰性残基のIPA、あるいは正電荷をGつ残基の挿
入である。
実効正電荷及び01分増加させるこのような突然変異の好適例は、D157R,
D55^及びlll0Kである。
選択宿主中でグリコジル化されることができ、これによってプロテアーゼ攻撃に
対する安定性が改良される組み合わせアミノ酸残基の導入(挿入または置換)の
好適例は、突然変異D157T及びN155とT156との間のGの挿入によっ
て与えられる。過度のグリコジル化を制限するかまたは不要な位!のグリコジル
化を避けたい場合には、本来のリパーゼの潜在的グリコジル化部位を除去し得る
。
以下の表は、Pseudomonas glumieに由来のリパーゼの配列に
基づく本発明の突然変異リパーゼの有用ないくつかの例に内包された突然変異を
示す。
以下の突然変異体の表、請求の範囲及び明細嘗の別の箇所において、ペプチド配
列中のアミノ酸及びアミノ酸残基は以下の1文字表二己または3文字表記の略号
で示される:L=Leu=ロイシン
1=Ile=イソロイシン
P=Pro=プロリン
F=Phe=フェニルアラニン
W=−Trp=トリプトファン
RL=Net=メチオニン
G=c+y=グリシン
S−5er=セリン
T=Thr=)レオニン
C=Cys=システィン
Y=Tyr=チロシン
N=^sn=アスパラギン
Q=Gln=グルタミン
D=^sp−アスパラギン酸
E=GIu=グルタミン酸
に=Lys=リジン
R=^rg=アルギニン
H=His=ヒスチジン
本明細書、請求の範囲において、タンパク質のアミノ酸配列中に存在する突然変
異、従って突然変異タンパク質自体は以下のごとく突然変異の位置及び種類を、
突然変異によって影響を受けた元のアミノ酸残基の名称;突然変異の部位(配列
順位);元のアミノ酸残基にM換導入されたアミノ酸残基の名称を示す略式表記
によって示す、配列に追加のアミノ酸が挿入された場合には、その位1は、正常
配列または基準配列の直前の最終アミノ酸の番号に1つまたは複数の下付き文字
を添えて示す。
例えば、150位のバリンがプロリンで置換された突然変異体はVa1150P
roまたはV150Pと表記する。(仮に)バリンの後にプロリンのような追加
アミノ酸残基が挿入された場合にはVal150ValProまたはV150V
Pと表記するかまたは1150aPと表記し、挿入された残基の位置が番号15
0aで示される。
(仮に)同じ位1のバリンが欠失した場合には、Val150車またはV150
*と表記する。*(アステリスク)印は、これによる指定位置のアミノ酸残基の
欠失または欠如を示す、現実に生じた欠失でもよく、または該位置に残基を有す
る別の配列もしくは基準配列との相同性の比較だけで判断された欠如であっても
よい。
多重突然変異はプラス符号で示す0例えば、V150P+ 5152P+ B1
54Pは、アミノ酸配列中の指定された3つの位置の各々で、指定された置換に
よる3つの突然変異が生じた突然変異タンパク質を示す、所望の場合には以下の
表に示す突然変異を組み合わせることも可能である。
表:
Pseudomonas glumaeリパーゼ配列に基づく突然変異リパーゼ
国株 突然変異
(ラベル):
PCl3 V150A
PC:L 5 V150S
PCl3 V150D
PC:L7 V150K
PにL8 D159E
PCl24 11154P
PCl31 5153P
PCl27 5153R
PC:L33 )1154R
PC:L39 D157R
PCl32 5153G
PC:L34 []154G
PGL37 5153P+ H154PPにL55 5152P+ H154P
PCL56 V150P+11154PP[;L58 V150P+ 5152
P+ H+54PPGL36 5153R+ B154RPl:L38 515
3に +)!154にPGL57 5151R+H154P
PにL35 5153に+ I(154PP(:L59 5152本十51S3
本+I(154PPCL40 5152^+寧152aL+ 車153aC+本
154aP(152N154位の配列SSHが正味3つの挿入を含む^LSGI
IPになる)PCl41 5152^+率152aL+ 富153aG+ 車1
54aP+ N155R+ T156L+ D157P+ D159N(152
〜159位の配列5SHNTDQDが正味3つの挿入を含む^LSf;HPRL
PQNになる)PCl42 N48S
PC:L43 N238S
PCl44 m155aG
PにL45 D157T
PにL46 N48S士N238S
PにL12 815^
PにL13 T109D
PC:L14 Tll0K
PCl16 R2O
PCl17 R2O
PCl18 R61F
PCl19 R70Q
PCl20 ^74S
PCl21 S87^
PCl22 R94D
PCL23 R49Q
PにL28 D55^
PC:L29 D56^
PGL30 D263E
P[:L60 D121E
PGL61 D287E
PGL62 H285^
P(:L63 M2541
本発明はまた、細菌リパーゼ遺伝子、例えばPs glu*ae由来の遺伝子を
クローニングベクターに導入することによって得られる遺伝材料を提供し、加え
て、新しい宿主細胞を形質転換し新しい宿主細胞中でリパーゼ遺伝子を発現させ
るためのこれらの材料の使用を提案する。
本発明はまた、rDN八手へによって作製または修飾されかかるリパーゼをコー
ドするポリヌクレオチド、ががるポリヌクレオチドを含むベクター、及び、かか
るポリヌクレオチド及び/またはかかるベクターを含む人工的、に改変された微
生物を提供する。
本発明はまた、リパーゼ酵素をコードする対応するポリヌクレオチド、特に、例
えば実質的に図2に示す配列の成熟リパーゼまたはその機能性等個物またはその
突然変異体をコードする塩基配列を有するポリヌクレオチドを提供する。このポ
リヌクレオチドにおいては、最終翻訳コドンの後に停止コドンが存在し、また場
合により、成熟リパーゼをコードするヌクレオチド配列の直ぐ上流にこのリパー
ゼのプレ配列をコードするヌクレオチド配列が含まれている。
かかるポリヌクレオチドにおいては、超厚生物に由来のリパーゼをコードするヌ
クレオチド配列が1次のように修飾され得る。即ち、請求項16から23のいず
れか一項に特定した新しい宿主によって好まれ且つ等価のアミノ酸残基をコード
する少なくとも1つのコドン、好ましくはできるだけ多くのコドンを形成するた
めの「サイレント」突然変異の主体となり、従って使用中に宿主細胞中に、改良
された安定性をもつ導入遺伝子のメツセンジャーRN^を、与えるように、修飾
され得る。
10−または成熟リパーゼをコードするヌクレオチド配列の上流に、選択宿主に
適したシグナルまたは分泌配列をコードするヌクレオチド配列を配!してもよい
。
従って、本発明の1つの実施態様は、好ましい類に属する(修飾)リパーゼまた
はその前駆物質をコードするヌクレオチド配列が挿入されたrDN^DNA−に
係る。
ヌクレオチド配列は例えば以下の配列から得られる:(a)Pseudomon
as glumae(図2)によって産生されるプレリパーゼの出発アミノ酸配
列をコードする天然産ヌクレオチド配列(例えば図2のヌクレオチド配列);(
b)新しい宿主細胞によって好まれるコドン(−例3図5に示す)と新しい宿主
中の安定なメツセンジャーRN^になるヌクレオチド配列とから成り出発アミノ
酸配列をコードしている化学的に合成されたヌクレオチド配列。
(c )EP 0205208及びEP O206390に記載のごときPse
udo−sonas fluorescens IAM 1057のリパーゼに
対して怒作された抗体に対して陽性の交差免疫反応性を示すリパーゼをコードす
るヌクレオチド配列;
(d)前項(a)、(b)または(C)のいずれかに記載のヌクレオチド配列の
1つに由来し異なるアミノ酸配列を有するが洗剤系中で優れた安定性及び/また
は活性を有するリパーゼをコードする遺伝子工学的なヌクレオチド配列。
1つの好ましい宿主細胞中で上記のごときリパーゼ遺伝子をコードするヌクレオ
チド配列の発現を導くベクターは好ましくは以下の諸成分を含む:
(a>成熟リパーゼまたはプレリパーゼ(例えば区2のリパーゼまたはこれに基
づく突然変異配列)、または(選択宿主細胞に好まれる)分泌シグナルの直ぐ下
流のプレ配列の一8部が除去された対応プレリパーゼをコードする二重it (
ds)DNA〔翻訳されるべき遺伝子部分がATGコドンで始まっていない場合
には、初端にへTCコドンを配置しなければならない、遺伝子の翻訳された部分
は常に適当な停止コドンで終了しなければならない〕;
(b)リパーゼをコードするdsDN^(成分(a))のプラス鎖の上流に位置
する(選択宿主生物に適した)発現レギユロン;(C)リパーゼをコードするd
sDN^(成分(a))のプラス鎖の下流に位1する(選択宿主細胞に適した)
ターミネータ配列;(d)選択宿主のゲノムまたは選択宿主の適当な複製超厚に
dsDN^及び任意に(栄養要求性)選択マーカーを取込ませ易くするヌクレオ
チド配列:
(e)任意成分として、選択された宿主に存在する1形態のリパーゼ前駆物質(
例えば選択された宿主の適当な複製超厚)の成熟及び/または分泌に関与するタ
ンパク質をコードするdsDN^配列。
かかるベクターは、上記に定義したポリヌクレオチドの上流及び/または下流に
、リパーゼの機能性発現を容易にするための別の配列を含み得る。栄養要求性マ
ーカーは栄養要求性マーカーのコード領域と欠失プロモーター領域とから成り得
る。
本発明はまた、突然変異リパーゼの産生方法を提供する。
該方法は、異種超厚の遺伝子、またはリパーゼのアミノ酸配列に影響を与える少
なくとも1つの突然変異を含む遺伝子であって、プロテアーゼ及び/または酸化
剤による攻撃に対して改良された安定性及び/または対応する親酵素に比べて増
加した活性をリパーゼに与えるrDNDNAによって作製される遺伝子を有する
人工的に改変された微生物を発酵培養する段階と、該微生物によって産生された
リパーゼを発酵ブイヨンから分離するかまたは該微生物の細胞を発酵ブイヨンか
ら分離することによってリパーゼ調製物を調製する段階と、分離した細胞を破壊
し、物理的または化学的濃mまたは精製処理によって前記ブイヨンまたは前記細
胞からリパーゼを濃縮または部分精製する段階を含む。
従っていくつかの態様で、本発明は、リパーゼ遺伝子を含み、rDNDNAによ
るリパーゼ産生及び発酵プロセスによって当該微生物の1つに由来するリパーゼ
またはかかるリパーゼの修飾形を産生し得る人工的に改変された微生物を提供す
る。
人工的に改変された微生物中で、天然形(native)リパーゼをコードする
遺伝子(が最初から存在している場合)は、好ましくは除去される0例えば別の
構造遺伝子によって置換される。
本発明の別の実施態様では、前記リパーゼの種々の形態または関連宿主の1つを
発酵によって産生する。かかる発酵は普通のバッチ発酵でもよく、補給型バッチ
(fed−batch)発酵でもよく、または連続発酵でもよい、使用すべき方
法の選択は、宿主菌株及び下流の好ましいプロセッシング方法(公知)に依存す
る。
好ましくは、リパーゼが微生物によって発酵ブイヨン中に分泌されるような条件
を使用する。リパーゼは、r過または遠心によって細胞を除去した後でブイヨン
から回収される0次いで場合により、リパーゼを濃縮しエタノール抽出によっで
ある程度まで精製する。
特殊な性質の微生物以外では発酵プロセスは、公知の発酵技術並びに常用の発酵
及び下流プロセッシング装置に基づく。
本発明はtな、製造中にリパーゼによって生じ得るアレルギー反応を抑制するた
めに種々のリパーゼをカプセル化する方法を含む、リパーゼのカプセル化はまた
、洗剤系中のリパーゼの安定性及び効力を強化する。
本発明はまた、rDNDNAによって細菌リパーゼを産生じ得る改変微生物の産
生方法を提供する。該方法の特徴は、微生物に導入される細菌をコードする遺伝
子の5°−末端が宿主生物のシグナル−または分泌配列としてI!能する(修飾
)プレ配列をコードする遺伝子フラグメントに融合することである。
宿主生物は、図2に示すようなアレ10リパーゼに実質的に対応する修飾遺伝子
またはその機能性等個物を与えるかまたは含むものでよい。
本発明の特定実施5様においては、細菌起源の遺伝子が人工的プロ配列によって
真核生物1例えば#f!または真菌類に導入される。
本発明に関して好ましいリパーゼ想は、グラム(−)#性菌由来のリパーゼであ
り、その例としては、Ps、 fluores−cens、Ps、 gladi
oli及びChromobaeterの菌株に由来のリパーゼに免疫的に関連す
るリパーゼのようなEP O205208及び0206390(Unileve
r)で定義されたグループのリパーゼ酵素がある。
多くの文献は、グラム(−)陰性菌が細胞外酵素の良好な産生体でないと記載し
ている。従って現状では、洗剤系用酵素のごときバルク酵素を産生ずるための発
酵プロセスでグラム(−)陰性菌は全く使用されていない0本発明では、かかる
E薗がリパーゼ産生用宿主細胞に有用であるという意外な知見が得られた。
本発明はまた、好ましい分層に属する(修飾)リパーゼまたはその前駆Th1l
i登コードするヌクレオチド配列を含む組換えDNAベクターと提供する。
本発明は更に、酵素(リパーゼ)の超厚となる生物とは異なる宿主に酵素に対応
する遺伝子をON八へ法によって導入し、この宿主中で前記の種々の形態のリパ
ーゼを発酵によって産生ずる方法を提供する。
かかる発酵プロセスは普通のバッチ発酵でもよく、補給型バッチ発酵でもよく、
または連続発酵でもよい、使用すべきプロセスの選択は宿主菌株及び好ましい下
流プロセッシング方法に依存する。
宿主微生物は、リパーゼが微生物によって発酵ブイヨン中に分泌され、r過また
は遠心によって細胞を除去した後にリパーゼをブイヨンから回収できるように選
択されるのが好ましい。
次いで場合によりリパーゼを濃縮しエタノール抽出によっである程度まで精製す
る。
いくつかの実施態様によれば本発明はまた、前述のごとく産生されたリパーゼを
含有するカプセル化組成物を提供する。それ自体公知の方法でカプセル化するこ
とによって製造中または使用中にリパーゼによって生じ得るアレルギー反応を抑
制し得る。
別の実施態様によれば本発明はまた、EP O258068に記載のごとき公知
種類の洗剤組成物用及び配合済み(fully−formulated)洗剤及
び洗浄組成物用の添加剤のごとき、洗剤系で使用される別の成分をリパーゼと共
に含有する配合物を提供する。
本発明はまた、繊維製品の汚れの脂肪質の除去及び脂肪質に吸着された物質の除
去を有利に行なうために、洗剤系で使用される別の成分をリパーゼと共に含有す
る配合物を提供する。
洗剤組成物の上記の別の成分は、例えばにB 1372034(Unileve
r)、USP 3950277、USP 4011169/NL 740867
3、EP O179533(Proeter & (:amble)、EP O
205208及び0206390(Unilever)、J^63−07800
0(1988)(Lion Corp/K Muko−yama他)、及び、1
988年6月のRe5earcb Disclosure 29056に記載さ
れたような公知の多くの洗剤組成物のいずれでもよい0本文中で引用されたいく
つかの特許の記載内容及びこれらの文献の記載内容はすべて本発明に含まれるも
のとする。
いくつかの有用な実施態様によれば、洗剤組成物は以下のごとく配合される:
(a)ホスフェートビルグー、アニオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、
アクリルまたは等価のポリマー、過ホウ酸漂白剤前駆物質、アミノ含有漂白剤活
性化物質、シリケートまたはその他の構造化剤、使用中に所望pHに調整するた
めのアルカリ及び中性無機塩を含有する粉末洗剤として配合された洗剤組成物。
(b)ゼオライトビルグー、アニオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、ア
クリルまたは等価のポリマー、過ホウ酸漂白剤前駆物質、アミン含有漂白剤活性
化物質、シリケートまたはその他の構造化剤、使用中に所望poに調整するため
のアルカリ及び中性無機塩を含有する粉末洗剤として配合された洗剤組成物。
(c)アニオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、保湿剤、有機酸、苛性ア
ルカリを含み、pifが9〜10の値に調整された水性液体洗剤として配合され
た洗剤組成物。
(d)直鎖状アルコキシル化第1アルコールから本質的に成る非イオン性液体界
面活性剤、トリアセチン、三リン酸ナトリウム、苛性アルカリ、1水和過ホウ酸
漂白剤前駆物質、第三アミン漂白剤活性化物質を含み、pH約9〜10に調整さ
れた非水性液体洗剤として配合された洗剤組成物。
(e)アニオン性界面活性剤と非イオン性界面活性剤、例えば夫々アルコキシル
化度約7及び約3のアニオン性界面活性剤と非イオン性界面活性荊混合物2実質
的に零に近い少量の中性無機塩、ホスフェートビルダー、過ホウ酸漂白剤前駆物
質、第三アミン漂白剤活性化物質、ケイ酸ナトリウム、微量成分及び水分を含有
する嵩密度550fI71以上、好ましくは600g/1以上の顆粒状の粉末洗
剤として配合された洗剤組成物。
(f)アルコキシル化度約7及び約3のアニオン性界面活性剤と非イオン性界面
活性剤混合物、実質的に零に近い少量の中性無機塩、ゼオライトビルグー、過ホ
ウ酸漂白剤前駆物質、第三アミン漂白剤活性化物質、ケイ酸ナトリウム、微量成
分及び水分を含有する嵩密度60h#以上の顆粒状の粉末洗剤として配合された
洗剤組成物。
(g)アニオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、アクリルポリマー、脂肪
酸石鹸、炭酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、アミン添加または非添加のクレー粒
子、過ホウ酸漂白剤前駆物質、第三アミン漂白剤活性化物質、ケイ酸ナトリウム
、微量成分及び水分を含有する粉末洗IFIとして配合された洗剤組成物。
(h)獣脂及びヤシ油の完全鹸化混合物を主成分とし、オルトリン酸で中和し、
プロテアーゼと混合し、更にギ酸ナトリウム、ホウ砂、プロピレングリコール及
びKMナトリウムと混合し、石鹸製造ラインで圧出された石鹸含有固形洗’ii
Q<石鹸)として配合された洗剤組成物。
(j)界面活性剤11あたり0.4〜0.8gに対応する割合で使用されるとき
pH9以下の洗液を与えるように配合された酵素洗剤組成物。
(k>界面活性剤11あたり0.4〜o、ayに対応する割合で使用されるとき
pH8,5以上の洗液を与えるように配合された酵素洗剤組成物。
(1)界面活性剤11あたり0,4〜O,S、、に対応する割合で使用されると
きイオン強度0.03以下、例えば0.02以下の洗液を与えるように配合され
た酵素洗剤組成物。
(m)界面活性剤11あたり0.4〜0.82に対応する割合で使用されるとき
イオン強度0.01以上、例えば0.02以上の洗液を与えるように配合された
酵素洗剤組成物。
リパーゼは、脂肪分解酵素と担体材料(例えばEP O258068に記載のも
の及びNovoの製品5avinase及びLipolase)との顆粒状組成
物(または溶液もしくはスラリー)の形態で有効に添加され得る。
リパーゼの添加量は、広い範囲、例えば界面活性剤系または洗剤組成物1gあた
り50〜30,0OOLUの範囲から選択でき、しばしば100LU/y以上、
特に500LLI/y以上、ときには1000LU/y以上が好ましく、更に2
000LU/y以上または4000LU/g以上でもよい、従って、一般には5
0〜4000Lu/gの範囲であり、できる限り200〜100OLU/gの範
囲である0本明細書ではEP O258068(Novo)で定義されたリパー
ゼ単位を用いた。
存在し得るその他の酵素に関しても必要な変更を加えて同様のことが通用する。
その他の酵素について非限定的に考察する:アミラーゼが存在する場合、アミラ
ーゼは洗剤組成物1gあたり約1〜約100MU(マルトース単位)の範囲の量
(または0.014〜1.4、例えば0.07〜0.7KNO/g(Novo単
位))で使用され得る;セルラーゼが存在する場合、セルラーゼは例えば洗剤組
成物1gあたり約0.3〜約35CEVU単位の範囲で使用され得る。
組成物のプロテアーゼは例えば洗剤組成物1gあたり約0.0002〜約0.0
5^n5on単位の範囲で使用され得る。別の単位で示すと、プロテアーゼは洗
剤組成物1agあたり約1〜100GU#yの量で組成物に含有され得る。好ま
しい使用量の範囲は、2〜50GIJ/zg、特に好ましい範囲は5〜20fl
:U/Bである。
GUは、標準条件下にN−アセチルカゼインを基質として40℃で15分間のイ
ンキュベーション中にグリシン1μ箇0!と当量のNH2基を産生するタンパク
質分解酵素活性として定義されたグリシン単位である。
洗剤組成物は更に、以下の常用の洗剤成分を常用の1で含有し得る。これらは混
配合したもの、そうでないものいずれでもよく、無リン型(即ちリン酸含有ビル
ダーを全く含まない)でもよい、従って組成物は全体として、例えば1〜50重
量%、少なくとも約5重量%、しばしば約35〜40重量%の1種以上の有機及
び/または無機ビルグーを含有し得る。かかるビルダーの代表例は、前述のビル
ダー、及び、より広範にアルカリ金属のオルト、ピロ及びトリーポリホスフェー
ト、単独またはカルサイトと混合したアルカリ金属カーボネート、アルカリ金属
シトレート、アルカリ金属ニトリロ−トリアセテート、カルボキシ−メチルオキ
シスクシネート、ゼオライト、ポリアセタールカルボキシレートなどである。
洗剤組成物は更に、漂白剤、または漂白剤前駆物質:または漂白剤及び/′また
は前駆物質をその活性化剤と共に含む系を、1〜35?5含有し得る。別の任意
成分として、発泡増進剤、発泡抑制剤、防腐剤、汚れ悲濁止剤、金属イオン封頒
剤、汚染再付着防止剤、香料、染料、酵素安定化剤などを含有し得る。
組成物は、繊維製品の洗濯、特に木綿及びポリエステル主体の布及び混紡製品の
洗濯に使用され得る0例えば、約60〜65℃以下、例えば約30〜35℃以下
の洗濯温度での使用に特に適している。洗液中で界面活性剤11あたり例えば約
0.4〜0.8.の濃度を与えるに十分な割合で組成物を使用するのが適当であ
るが、必要に応じて使用量を上記範囲以上または以下の値に増減することも勿論
可能である。限定の意図なく1説明すると、洗剤組成物が後述する実施例D1〜
014に記載の配合組成を有する場合には、配合洗剤組成物11あたり約3g〜
約6gの使用量が適当である。
かかる洗剤組成物において、10テアーゼとリパーゼとが共存する場合には、1
0より小さいptを有するプロテアーゼを選択するのが有利である。 EP O
271154(Unilever)は、かかるプロテアーゼを多数開示している
。リパーゼと共に使用されるプロテアーゼはいくつかの場合には、例えばBPN
’型のズブチリシンまたはまたは文献に記載された他の多様な型のズブチリシン
を含む、これらのズブチリシンのいくつかは洗剤で使用することが既に提案され
ている。この例は、EP O130756または欧州特許出願87303761
(Genenteeh);LISP 4760025(Cenecor) ;
EP 0214435(Flenkel) ;11Io 87104661(
^−gen); No 87105050((:enex); Thomas他
。
Nature(198615)、 p316. pp375〜376及びJ M
ol Biol (1987)193、 pp803〜813;Ru5sel他
、 Nature (1987) 328. pp496〜500などに記載さ
れている突然変異体である。
添付の図、チャート図及びダイヤグラムを参照しながら本発明を実施例に基づい
て以下に詳細に説明する。実施例1〜13は本発明の実施の種々の段階を示して
おり、rDN^手法とリパーゼ酵素の産生例とを詳細に説明する。その後の実施
例D1〜014はリパーゼが使用された適当な配合組成の洗剤組成物の非限定例
を示す。
実施例1 :P、@Iusaeの(プレ)−リパーゼをコードする遺伝子の単離
及びキャラクタリゼーション実施例2:リバーゼ遺伝子が欠失したp、 glu
@ae菌株の構築
実施例3 :P、 glu鵬ae(野性型)リパーゼをコードする合成遺伝子の
産生
実施例4:リパーゼ陰性p、 glumae菌への野性型リパーゼをコードする
合成遺伝子の導入
実施例5:突然変異遺伝子の産生及びリパーゼ陰性P。
glumae菌への導入
実施例6 :B、 5ubtilis中での合成リパーゼの発現実施例7 :S
、 cerevisiae中での合成リパーゼの発現実施例8 :H,poly
morpha中での合成リパーゼの発現実施例9二^sperg i I I
us中での合成リパーゼの発現実施例10:P、glumae以外のグラム陰性
菌中でのリパーゼの発現
実施例11:修飾リパーゼの改良されたプロテアーゼ耐性の測定
実施例12:単一メチオニンの置換によって得られた酸化変性に対するP、 g
lumaeリパーゼの耐性の改良実施例13:ズブチリシンによるリパーゼの開
裂部位の決定
本発明をいくつかの部分に分けて説明する実施例の記載において、参考文献は括
弧内の数字で示される。
以下の実施例で使用された菌株は、Biarn、 NetherlandsのC
entraalbureau voor Schimmelculturesに
以下の受託番号で寄託された:
Pseudomooas glumae@PGI株 CBS 322.89Ps
eudomonas glumaeii Pに3株 CBS 323.89Ps
eudosonas glumae’!IPCT89株 CBS 262.90
実施例と参照することによって本発明を容易に理解せしめる添付図面の内容を以
下に簡単に説明する:ロ1:実施例1のプラスミドの構築
図2=ヌクレオチド118以後によってコードされたアミノ末端を有するPse
udomonas glumaeに由来のリパーゼ遺伝子の完全ヌクレオチド配
列(1047bp)及びアミノ酸配列図3 a−b :実施例2のプラスミド構
築(及びその変形)図4:実施例2のプラスミド構築
1]5a−b:実施fIA3に由来の合成リパーゼ遺伝子図6.^−C:実施例
3に由来の遺伝子カセット図7 a−b :実施例4のプラスミド楕築図8:実
施例4に由来の突然変異遺伝子用オリゴマー図9:実施例6のプラスミド構築
図10:実施例6のプラスミド橋築
図11=実施例6のプラスミド横築
図12a−b :実施例6のヌクレオチド配列1113:実施例6のプラスミド
構築
図14.14m、実施例6のプラスミド構築及び結果図158:実施例7のウェ
スタンプロット図15b−e :実施例7のプラスミド構築図16.16a−b
:実施例8のプラスミド構築図17.17a(:実施例9のプラスミド構築図
18−20 :実施例10のプラスミド構築図21:実施例10の結果のウェス
タンプロット図22:突然変異微生物培養物の説明図図23〜26:実施例11
の結果のグラフ実施例1 : P、 glumaeの(プレ)−リパーゼをコー
ドする遺伝子の単離及びキャラクタリゼーション
P、 glusae染色体DNへの単離LB培地中の1511の一夜培養物の細
胞を遠心(Sorvall HB40−タ、10krp−で10分間)によって
収気した。細胞ペレットを一20℃に一夜維持した。解凍した細胞をZH/xi
のリゾチームを含む1011の5SC(0,15MのN&c1.0.015Mの
クエン酸ナトリウム)に再懸濁させた。37℃で30分間インキュベーション後
、0.5z1の10%SOSを添加し、次いで70℃で10分間のインキュベー
ションを行なった。45℃に冷却後、1x1のプロテイナーゼK(2H/x1の
Ti5−HCj! pH7,0,45℃で30分間プレインキュベー1〜)を添
加し、混合物を45℃で更に約30分間インキュベートした0次に、3.2xl
の5MのNaC10,を添加し、次いで15m1のCHCl、/イソーC,H,
,011(24:1)で2回抽出しな、毎回の抽出後に遠心(Sorvall
H54,5krpm/10分間)を行なった。 10i+fのエタノールを添加
して上清から[lN^を沈降させた。75%のエタノールで洗浄し、ON^ペレ
ットを211のH2Oに再懸濁させた。
遺伝子バンクの調製
Maniatis(1)によって記載された手順でP、 glumieのDN^
調製物を制限酵素5au3八で部分消化した。コスミドベクターc2RB(,2
)をS+sa l及びBa+sHIで完全消化した0両方の酵素はロスミド中に
1つの認識部位を有する。 T4 DNAリガーゼ(5011NのTris−B
C1pH7,5,10mMのジチオトレイトール(DTT)、10mMのMgC
1’2及び0.5mMのrATP中)を用い、過剰のベクターフラグメントをP
、 glulae由来のDNAフラグメントと結合した。このように得られた組
換えDNAを、Hohn(3)によって記載された手順でファージ粒子にパッケ
ージした。このように得られた完全ファージ粒子を使用し、トランスフェクショ
ンによって大腸菌1041046(、Fiml、lae、 bsdR,phx、
5upE、bsdM、ree^)を形質転換した。0.4%のマルトースを含
む5xlの新しいLB培地に大腸菌1046の0.5xlの一夜培養物を接種し
、連続震盪下に37℃で6時間インキュベートした。ファージ粒子を感染させる
前にMyC12及びCaC1zを最終濃度10mMに添加した。典型的な実験で
は、501gのファージ粒子を5011の細胞と混合し、混合物と37℃で15
分間インキュベートし、Loot/のLB培地を添加し、37℃でインキュベー
ションを30分間継続しな、 75H/xiのアンピシリン(Brocaeef
)を含むLB−寒天プレートで細胞を直接平板化した。37℃で一夜増殖させる
と約300のコロニーを計数できた。
オリゴヌクレオチド合成
リパーゼをコードするDNAフラグメントのプローブとして、^pplie(B
iosyste曽s Gas Phase Protein 5equence
rを使用し、エドマン分解によって決定された24のN−末端アミノ酸の配列(
後記参照)に基づくオリゴヌクレオチドを使用した。
確定されたアミノ酸配列に基づいて、アミノ酸配列をコードする可能なヌクレオ
チド配列全部を推定した。Pbosph。
−amdit手法(4)を用いた[lN^シンセサイザー(^pplied B
io−systems 380^)で、可能なヌクレオチド配列(所謂混合10
−ブ)の全部または一部を含むデオキシ−オリゴヌクレオチドを合成した。16
%または20%ポリアクリルアミドゲル(1)でオリゴヌクレオチドを精製した
。
放射性標識オリゴヌクレオチド10−ブ常法通りに、0.1〜0.3mgの精製
オリゴヌクレオチドを、50mMのTris−HCf pH7,5,10mMの
HgC12,0,1mgのEDTA、10mMのDTT、70+aCiのγ−コ
2P−^TP (3000Ci / mmol 、^mersham)及び10
単位のT4ポリヌクレオチドキナーゼ(^−ersh+us)中で最終容量15
M1にして37℃で30分間インキュベーションすることによって標ヱした。
Loalの0.5MのEDTA pH8,oで反応を終了させ、TEバッファ<
10mMのTris−HCZ p)18.0及びIJのEDTA)で平衡させた
2、5zlの5ephadex C25カラム(使い捨てシリンジ)に通した。
250zlの分画と収集し、そこから最初の2つの放射性分画、通常は分画4及
び5をプールし、ハイブリダイゼーションに使用した。
遺伝子バンクのスクリーニング
上記のごとく行なったいくつかのパッケージング及びトランスフェクション実験
から1合計約1000個の個別コロニーが得られた。これらのコロニーを、1ウ
エルあたり150μlのLB培地(1zlあたり100myのアンピシリン)な
含むELIS^プレート(Creiner、F形)に移した。37℃で一夜増殖
させ、マイクロタイターウェルに合うように配列された68個のビンをもった自
家製のテンペレートを用いて複製し、複製物も用意した。マスタープレートのウ
ェルに50μlの50%グリセロールを添加し、テンペレートによって慎重に混
合した後で、これらのプレートを一80℃で保存した。複製物を使用して遺伝子
バンクをニトロセルロースフィルター側111i−pore、)IATF型0.
45mm、口径14cm)に移した。このために、100B/m1のアンピシリ
ンを含むLB−寒天プレートにセルロースフィルターを載せて予め湿らせた。テ
ンペレートによる細菌の転移後に、コロニーを37℃で一夜増殖させた。
0.5Mの)bOH及び1,5MのNaCNで15分間飽和させたーbittm
a+>3MMベーパーのスタック(堆積物)にフィルターを載せてフィルター上
のコロニーを溶菌した。乾燥紙にフィルターを載せて余剰の液体を除去した後、
INのTris−HClp[+7.0及び1.5JのHgC1で2〜3分間飽和
させた38Mのペーパーのスタックに載せて中和した。最後に、フィルターを1
0 x SSC(1,5HのNaC1’、0.15Mのクエン酸ナトリウム)に
30秒間浸漬させ、風乾し、真空下に80℃で2時間焼成した。(プレ)ハイブ
リダイゼーションの前にフィルター全体を65℃の3xSSC10,1%のSD
S中でバッファを数回交換しながら16〜24時間洗浄した。コロニーが観察で
きなくなると洗浄を終了した。
5XSSC15X Denhardts(10X denhardts= 0.
2%のfieoll、0.2%のポリビニルピロリドン、0.2%のウシ血清ア
ルブミン)、0.1%のSDS、50請Hのリン酸ナトリウムpH7,5,1%
のグリシン、110Ox/x1の子ウシ胸腺DN^(剪断して熱変性する)、5
00μg/xiのtRN^と50%の脱イオンホルムアミド中でフィルターのプ
レハイブリダイゼーションを37℃で2時間行なった。
放射性標識したく上記参照)混合プローブ(vis02.32ヌクレオチド)の
ハイブリダイゼーションを、5xSSC1IXDen−hardts、0.1%
のSOS、20mMのリン酸ナトリウムp[+7.5.110Ox/xlの子ウ
シ胸腺DNA、500zy/++1のtRN^及び50%の脱イオンホルムアミ
ド中で39℃で16時間行なった。ハイブリダイゼーション後、フィルターを室
温の6xSSCで3×15分間、2x sscで1×15分間、0.1%のSD
Sで順次洗浄し、オリゴヌクレオチドプローブの特性次第では室温にした。 v
is02の場合は、予め温めた0、1 SSC及び0.1%のSDS中で37℃
で洗浄を15分間延長した。上記の手順で遺伝子バンクをスクリーニングし、い
くつかのコスミドクローンを単離した。更に詳細に研究するためにクローン5C
3(以後pUR6000と呼ぶ)を選択した。
リパーゼ遺伝子の配列決定
pUR6000をBamHIで消化して得られたDN^フラグメントを、やはり
BamHlで開裂したプラスミドpEMBL9(5)中で結合し、得られた組換
えDNAを使用して大腸菌JMIOI株(6)をCaCl2手順で形質転換し、
X−gal(=5−ブロモ−4−クロロ−3−インドリル−β−D−ガラクトピ
ラノシド)及びIPT(:(イソプロピル−チオガラクトシド)(1)を補充し
たLB−寒天プレートで平板化した。
68個の白色コロニーをマイクロタイタープレートに移し、コスミドバンクの記
載と同様のスクリーニング手順で処理した。いくつかの陽性クローンを単離でき
た。これらのコロニーの1つから単離した代表的プラスミドを図1に示し、pU
R6002と命名する。このプラスミドをEcoR■で消化すると、ゲルの上に
夫々長さ−4,1kb及び−2,1kbの2つのフラグメントが観察された。別
のプラスミドpUR6001は逆配向のBamHIフラグメントを含んでいた。
EeoRlで消化後、このプラスミドは−6,1kb及び−70bpのフラグメ
ントを生じた。
実質的に同じ手順でptlR6006を構築した。この場合、pUR6000を
EeoRIで消化し、その後にフラグメントを1ラスミドpLAFRI(6a)
のEcoR1部位に結合した。形質転換体のスクリーニング後、−6kbのEe
oRIフラグメントを含む陽性クローンを選択し、pUR6006と命名したく
図1)。
pUR6001及びpUR6002の精製DN^を使用し、α−35S−dAT
P(2000Ci/mmoi)及びKleno−酵素(^+*ersba+s)
、ddNTP(Pbara+a−cia−PL Bioebemieals)及
びdNTP(Boehringer)を用い、Big−gin他(8)によって
工己載されたように修正されたSangerジデオキシチェーンターミネーショ
ン手N(7)によってヌクレオチド配列を確定した。また、dl:PTを7−ジ
アザ−dC:TPに置換した5equenase kit(United 5t
ates Biochemical Corpo−ration)を使用した。
配列決定反応産物を変性ポリアクリルアミドゲル上でBiBin他(8)のバッ
ファ勾配で分離した。
P、 glumieリパーゼ(以後εlumaeリパーゼとも呼ぶ)遺伝子の完
全ヌクレオチド配列(1074bp)を図2に示す。
ヌクレオチド配列は358個のアミノ酸残基をコードする読取枠と停止コドンと
を順次に含む。
推定アミノ酸配列は図2のヌクレオチド配列の下方のIUPACの1文字表記で
示される。
P、 gIumae培養ブイヨンから精製されたリパーゼ酵素のNH2−末端ア
ミノ酸配列はADTY^^TRYPV rLVI(CLAGTDK トして同定
された。このアミノ酸配列はヌクレオチド118〜183(図2)によってコー
ドされる。これらの知見から、第一に、成熟リパーゼ酵素が319個のアミノ酸
から構成され、計算分子量が33,092ダルトンであるという結論が得られる
。
第二に、その酵素が39個のアミノ酸残基、N−末端延長部(図2の−39〜−
1)をもつ前駆物質として合成される。
科学文献からは、多くの分泌タンパク質が前駆物質酵素として細胞内で産生され
ることが周知である(9)、極く普通にはこれらの酵素は、N−末端延長部、所
謂リーダーペプチドまたはシグナル配列を含む、このペプチドは細菌膜との初期
相互作用に関与する。
グラム陰性菌中に観察されるシグナル配列は一般に以下の特徴を有する。
1、アミン末端領域は正電荷をもつアミノ酸残基を(平均で)2つ含む:
2、疎水性配列は12〜15残基から成る;3、開裂部位の領域がセリン、アラ
ニンまたはグリシンで終わる;
4、全長は約23個のアミノ酸から成る。
意外にも、かなり長いリパーゼシグナル配列は39個のアミノ酸を含む、更に、
N−末端に正電荷をもつ4つのアミン酸を含む、グラム陰性菌の場合、これらは
例外型のシグナル配列であると考えられる。
その他の生物からの関連リパーゼをコードする遺伝子の単離
前記のごと(、P、 Hlumaeリパーゼは免疫関連リパーゼのグループに属
する。ここから、これらの酵素は、種々の生物によって産生されるが、高度に保
存力のあるアミノ酸配列のストレッチを含むことが予測される。従って、DN^
配列中にある程度の相同性があるはずである。P、 glumaeリパーゼ遺伝
子が自由に得られるようになったので、他の生物からの関連リパーゼ遺伝子の単
離も容易である。
この手順は上記とほぼ同様でよい、該当する生物から(例えばコスミドまたはフ
ァージλ中で)遺伝子バンクを作製する。このゲノムバンクは、−2,2kbの
BamHIフラグメント(前述)(の一部)をプローブとして用いてスクリーニ
ングできる。陽性シグナルを与えるコロニーを単離しより詳細にキャラクタライ
ズする。
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実施例2:リパーゼ陰性P、 glumaeliPG2及びPC3株の構築リパ
ーゼ遺伝子が欠失したPG2、及び、リパーゼ遺伝子がテトラサイクリン耐性(
Tc−res)遺伝子で置換されたPC3の構築は3つの主要ステップを含む。
A −pUR6001ヲ出発物ij )−ス6 pUR6106及U pLIR
6107(大R菌中)の構築(実施PAl参照):
pUR6001は−2,2kbのP、 &lumae染色体に由来のBamHl
フラグメントを含む、このフラグメントに存在するリパーゼ遺伝子(1074塩
基対)は夫々−480及ヒ−660塩基対の5°−及び3゛−フランキング配列
を有する。
以後の構築段階は;
a 、 pUR6001(大脳zK^816株(= [:M48、rer Il
m)(d+u+−3、dcm−6、thr、leu、thi、 LicY、ga
lK2、galT22、ara−14、ton^31、tsx−78,5upE
44)をC1a lで部分消化して直線状プラスミドを得る。
b、DNApフェノール抽出しエタノール沈殿mL、次いでPst lで消化す
る。
c、(C1al及びPst I付着端を有する)4.51tbのプラスミドDN
Aフラグメントを単離し、ゲル電気泳動後のアガロースゲルから得られた一67
0bpのPstlフェノールシ透析バッグ内で電気溶出させる(1)。
d、cIil及びPst l付f端を有する得られたアラスミドDN^フラグメ
ントを、C1al及びPst付着端を有する合成リンカーフラ2“メント(下i
こ)と鮎、イトレt;。
Cla I CCATCA(:ATCTT(:ATCACT(:CA Pst
ITACTCTA(:^^CTACTに
の合成フラグメントは制限酵素Be1l及びBglll制限酵素の認識部位を含
む。
大腸菌S^101(hsdR,rec^をもつJMIOI)を上記結合混合物で
形質転換後、LB−^p(100μg/l!のアンピシリンを含む)寒天プレー
ト上で選択し、得られた形質転換体から制限酵素分析によってプラスミドをスク
リーニングし1次の構築ステップのために正しい構造の1ラスミド(No、7)
を選択しな。
この正しいプラスミドをBAIIHl及び[1indlで消化すると、−4kb
のベクターフラグメントと一500bpのインサートフラグメントとが観察され
た。
e、d、で記載のごとく得られたプラスミド構築物(No、7)をPst lで
消化し、C1で記載のごとく単離された一670bpのPst lフラグメント
に結合した。
f、大腸菌5A101を結合混合物で形質転換し、LB−^p(100μ9/x
lのアンピシリンを含む)寒天プレート上で選択し、得られた形質転換体からプ
ラスミドをスクリーニングした。 PsBフラグメントが異なる2つの配向を有
し得るので、これを制限酵素分析によって分析する必要があった。所望の構築物
は、BamHlで消化したときに一4kbのベクターフラグメントと−1,2k
bのインサートフラグメントとが得られるような配向を有していなければならな
い。
上記手ノ曜はど好誹しくはないが同じ結果を得るために別の次の手順も使用でき
る。
a’、@線状プラスミドを得るためにptlR6002(大腸菌に^816から
)をC!a lによって部分消化する。
b′、1%ゲル電気泳動後のアガロースゲルがら直線状プラスミドDNAを単離
し透析バッグ(1)で電気溶出する。
c’、C!alで直線化したpUR6002をPst (で部分消化する。
do、得られたフラグメントをゲル電気泳動によって分層した後、−5kbの所
望長さのベクターフラグメントを上記のごとく単離する。
eo、このように得られたC1a l及びPst 1付着端を有するDNAフラ
グメントを、C1al及びPst7付着端を有する合成りNAフラグメント(下
記)と結合した。
C1a l CにATにAにATCTTにATCACTにCA Pst ITA
CTCTAG^八CTAGT(:
更へ、その合成フラグメントはteh制限酵素Be1l及びB。
IHの認識部位を含む。
fo、上記結合混合物で大腸菌S^101を形質転換し、このように得られた形
質転換体からプラスミドをスクリーニングする。
かかる正しいプラスミドの代表を図3に示し、pUR6102と命名しな。
g 、 pUR6102をBglllで完全に消化した。
h 、 pBR322(llb)を八val及びEoRIで完全に消化後、DN
Aフラグメントをアガロースゲル電気泳動によって分離した。
テトラサイクリン耐性遺伝子を含む一1435塩基対のフラグメントを電気溶出
によってゲルから単離した。
i、、(716Mのtris−[IC1p[17,5,0,1mHのEDT^、
5mNのβ−メルカプトエタノール、7IIINのMIFC12,0,05+M
のdNTP及び0,1単位/xiのKlenowポリメラーゼを含むバッファ中
で)Tc−res遺伝子を含むDNAフラグメントの付着端を埋め戻し、直線化
したpt!R6402を結合した。
j、大腸菌S^101を結合混合物で形質転換し、LB−Tc(25zg/x1
のテトラサイクリン)寒天プレートで選択し、得られた形質転換体から制限酵素
分析によってプラスミドをスクリーニングした。pUR6102及びpUR61
03のこの構築手順を図3に示す。
k 、 pHR6106をBamH7で消化し、pHR6106をBamHIで
部分消化した。得られたフラグメントをアガロースゲル電気泳動によって分離し
、所望のフラグメント(夫々−1145b、及び−2550bp)を電気溶出に
よってゲルから単離した。
1 、 pRZ102(10)をBawl Iで完全に消化し、k、で得られた
BimHIフラグメントに結合した。
m、この結合混合物で大腸菌517−1(11)を形質転換し、LB−に+*
、 Tc (夫々25μ5oal)で選択し、得られた形質転換体から制限酵素
分析によってプラスミドをスクリーニングした。
BamHIフラグメントを含む得られたプラスミドを夫々、pUR6106及び
pUR6107(図4)と命名した。
B−P、 glumae染色体のリパーゼ遺伝子の欠失a、大腸菌517−1(
pUR6106)(プラスミドptlR6106を含む大腸菌517−1の表記
法)との両親性結合(biparental conjuga−tion)を介
してp、 glumaeにpUR6106を導入する。
P、 glu*aeコロニーをMMEプレート(0,h#のMMgSol−7H
zO12/lのクエン酸−11,0,1h#のに2)HPO4,3,5g/iの
NaNH,HPO。
−4[1,Olo、5%のグルコース及び1.5%の寒天)から20i+lのL
uriaブイヨン(LB)培地に移し、30”Cで一夜増殖させた。
大腸菌517−1 (pUR6106)を311のLB培地、25ig/wl
Kmで37℃で一夜増殖させた。
翌日、P、 glumae培簑物を1:1希釈し、0D660が2.0〜2.5
になるまで30℃で4〜5時間増殖させた。大腸菌517−1(pUR6106
)を1:50に希釈し0D660が1.5〜2.0になるまで37℃で4〜5時
間増殖させた。
結合のために、500D単位(OD=1で1単位= 1z1) (20〜25z
1)のP、 glumae細胞と2.500単位(1,:’−1.6i1)の大
腸菌517−1(pHR6106)とを混合し、5krps+(HS24−ロー
タ)で10分間、回転させた。その細胞ベレットを3つのLBプレートに分割し
30℃で一夜インキユベートした。
次いで、その細胞材料をプレートから除去し、3zfの0.9%のNaCf溶液
に再懸濁させ、遠心(10分、RT、HB4−ロータ、4krpm)によってベ
レット化した。細胞ベレットを1.8zfの0.9%のNaCN溶液に再!!濁
させ、3つのプレート(MME、0.5%グルコース、1.5%寒天、50gg
/xiのカナマイシン(Km))に分割し、30℃で増殖させた。 pHR61
06がP、glumae中で複製しないので、組込みによってKm耐性トランス
コンシュガントだけが得られた。これらの菌株中ではプラスミドρ0R6106
が5°−または3°−フランキング領域での単一組換え現象によって細菌染色体
に取込まれた。これらの菌株は機能性リパーゼ遺伝子をまだ含んでいるので、表
現型はリパーゼ陽性である。
b、更に実験するために、このような2つの菌株(Pに−RZ21及びPC−R
Z25)を選択した。染色体[IN八からプラスミド及び機能性リパーゼ遺伝子
を欠失させるために、第2の組換え現象を生起する必要がある。このために、K
mを含まない(選択圧力のない)LB培地で上記菌株を数日間増殖させ、BYP
O−プレー) (10g、#のトリブチカーゼペプトン、3g/lの酵母抽出物
、517fのウシ抽出物、5g/lのNaC4’、79/1のKFl、PO4,
50m1llのオリーブ油懸濁液及び15%の寒天)で個別コロニーを確保する
密度で細胞を平板化し、リパーゼ陰性コロニーをスクリーニングした。平板化す
る際にこれらのリパーゼ陰性コロニーは選択プレート(MME−KM、 50μ
y/xi’)で増殖しなかった。このようにして得られた菌株をPに−2と命名
した。
C−Te−res遺伝子によるP、 glumae染色体のリパーゼ遺伝子の置
換
a、Bに記載のごとく大腸菌517−1 (pUR6107)との結合を介して
P、 glumaeにpHR6107を導入する。トランスコンシュガントの選
択処理を5ozg/xiのTcを含有するMME培地で30℃で実施した。
b、このようにして得られたトランスコンシュガントを50zy/xiのTcを
含むBYPO−プレート及び100μg/x1のKmを含むMMEプレートに複
製した。いくつかのトランスコンシュガントかに11惑受性(MME Km−1
00プレート上で増殖せず)及びリパーゼ陰性(BYPO−プレート上で透明ゾ
ーンなし)表現型を示した。(5′−フランキング及び3”−フランキング領域
における)ダブルクロスオーバーによって、リパーゼ遺伝子がTe耐性遺伝子に
よって置換された。更に研究を続けるために代表的な菌株を1つ選択しPに−3
と命名した。
参考文献:
10、 Jorgensen、 R,^、、 Rothsterio、 S、
J、、 and Rezni−koff H,S、、 Mo1ec、 gen、
Genet、 117.65〜72. (1979);11、 Simon、
R,、Pr1efer、 U、、 and Puehler、^、、 Bio
tech−nology、 784〜791. (1983);11i、 Ma
rinus M G、 Mo1ee、 gen、 Genetics 127
(1973) 47〜55;
11b、 Bolivar F et al、 [:ene 2 (1977)
95゜実施例3 :P、 glumae(pre)−リパーゼをコードする合
成遺伝子の構築
P、 glusae(pre)−リパーゼ遺伝子のヌクレオチド配列に基づいて
、複数のサイレント突然変異を含む新しい遺伝子を設計した。これらの突然変異
によって当該酵素のアミノ酸配列は変化しなかった。しかしながら、酵素の工学
的操作を容易にするためにG+C%を低下させ、種々の異種宿主系(実施例6〜
10参照)中でこの合成遺伝子を使用することが可能になった。
また、酵素の工学的操作が容易になるので、遺伝子中の適当な位置に制限酵素認
識部位を導入することも可能になった。
新しい遺伝子の配列をI215(^)に示す。
新しい遺伝子と約200ヌクレオチドの制限フラグメント、所謂カセットに分割
した。かかるカセットの一例を図6に示す。
各カセットの5°及び3゛末端を延長して夫々EeoR1部位及びBindm部
位を生じさせた。
これらのカセットのコーディングg3平均長さ33塩基のオリゴヌクレオチド(
oligos)に分割した。非コーディング鎖も、そのoligosがコープイ
ン′グ頒のoligosと一50%オーパーラ・ノブするように同様に分割した
。
oligosを実施例1に記載のごとく合成した。
フラグメントを組立てる前に、結合を容易にするために合成o1igosの5“
末端をホスホリル化する必要がある。以下の手順でホスホリル化な行なった:等
モル量(50pmol)のoligosをプールし、40μlの反応バッファ中
で8単位のポリヌクレオチドキナーゼと共に37℃で30〜45分間キナーゼ処
理した。70℃で5分間加熱して反応を停止させ、エタノール沈殿させた。
7w*mo1/1のTris−11clpH7,5,10IIIIO1/1の2
−メルカプト−エタノール、5+mmol#の^TPを含む3011のバッファ
にベレットを溶解してアニーリングを行なった0次いで、この混合物365℃の
水浴に5分間配置し、1時間にわたって30℃に冷却した。HgCl2なMNJ
度10+moN/Nに添加した。 T4 DNA−リガーゼ〈25単位)分添加
し、得られた混合物を37℃で30分間または16℃でo/nに配!した。その
後で反応混合物を70℃で10分間加熱した。エタノール沈殿後にベレットを消
化バッファで溶解しEeoRl及びHindlnで切断した。
この混合物を2%アガロースゲルで分離し、正しく組立てられたカセットに対応
する長さのフラグメントと電気溶出によって単離した。
フラグメントを実施例1に示すように、(EeoRI /Hindl[Iで消化
した)pEMBL9に結合し、配列解析によって正しいか否かをチェックした0
次のクローニングIINで、種々のカセットを適当な順序に配置し、pHR60
38を得た。これは完全な合成リパーゼ遺伝子を含むpEMBL9銹導体であ心
導体施例4に記載のごとき構築ができるように、この合成遺伝子の第2のバージ
ョンをフラグメント5の1換によって形成した。このようにして、1091位の
代わりに1069位に3’ Pst部位を有する構築物pUR6600を作製し
た(図5B参照)。
実施例4:リパーゼ陰性P、 glumae P(:3への(野性型)合成リパ
ーゼ遺伝子の導入
上記合成リパーゼ遺伝子がP4Iumae中で機能性であるか否かを試験するた
めに、菌株PG3にその遺伝子を導入した。
発酵手瀬を簡単にするために、この遺伝子をプラスミドに導入するかわりにPG
3染色体中に安定に取込ませることにした。このような理由から、合成リパーゼ
遺伝子に出発P、 glumaeリパーゼ遺伝子の5°及び3゛ボ一ダー配列を
与える必要がある。
これを以下の手順で行なった(図7):a 、 pUR6110(大腸菌に^8
16から)をC1a Iで部分消化することによって直線状プラスミドを形成す
る;b、DNAのフェノール抽出及びエタノール沈殿(1)後に、Pst Iで
消化する;
c、(Clal及びPst l粘着端を有する)−4,5kbプラスミドDNA
フラグメント、及び−670bpのPst lフラグメントを単離する:
d、PstlによるpUR6600(大腸菌に^816から)の部分消化後にフ
ェノール抽出、エタノール沈殿及びC1a ■による消化を順次行なう;
e、はぼ完全な合成リパーゼ遺伝子を含む一1050bpのDNAフラグメント
を単離し、このフラグメントをC1で得られた−4.5kbベクターに結合した
。その結合混合物で大腸菌S^101を形質転換し、LB−^p(100μg/
xiのアンピシリン)プレートで選択し、制限酵素分析によって得られた形質転
換体からプラスミドをスクリーニングし、次の構築ステップのために正しいプラ
スミド(No、2)を得た:f、e、で得られたプラスミド構築物(No、2)
をPst lで消化し、C0に記載のごとく単離した一670bpのPst l
フラグメントと結合した;
g、この結合混合物で大腸菌S^101を形質転換し、LB−^p培地(100
μgomlのアンピシリン)プレートで選択し、得られた形質転換体からプラス
ミドをスクリーニングした; Psi 1フラグメントが異なる2つの配向を有
し得るので、これを制限酵素分析によって分析する必要があった;構築物中に、
BamB Tによる消化によって一4kbのベクターフラグメントと−2,2k
bのインサートフラグメントとを生じるような配向を探した;正しいプラスミド
の代表をpUR6603と命名した;h 、 pUR6603をBamHIで完
全に消化した:アガロースゲル電気泳動でフラグメントを分Mr&、−2,2k
bのフラグメントを単離した;このフラグメントは5°及び3°フランキング領
域をもつ合成リパーゼ遺伝子を含んでいた;i、更にpRZ102をBa−)1
1で完全に消化した;j、実施例2に記載のごとく、d、で得られた2、2kb
フラグメントをpRZ102と結合した:
に、得られた構築¥jyJpHR6131’r大腸菌517−1に移入した。
少し不利にはなるが別の手順も可能である(図714照):有するベクターを実
施例2と同様の方法で調製した。
b’、 pUR6600(大腸菌に^816から)をCla lで完全消化しP
stIで部分消化した。アガロースゲル電気泳動によるフラグメントの分Mf&
、−1050bpのフラグメントを単離した。
c゛、このように得られたフラグメントをpUR6002由来のベクターに結合
し、大腸菌S^101を形質転換した。このようにして構築物pUR6603が
得られた。
d、p’ tlR6603をBa鵬IIで完全消化した。アガロースゲル電気泳
動によるフラグメントの分離後、−2,2kbのフラグメントを単離した。この
フラグメントは野性型P、 glidioliリパーゼ遺伝子の5′及び3°フ
ランキング領域をもつ合成リパーゼ遺伝子を含んでいた。
e ’ 、 pRZ102をBawl lで完全に消化した。
f’、d”、で得られた2、2kbのフラグメントを実施例2に記載したように
pR2102と結合した。
g、得られた構築Q pUR6131を大腸菌517−1に移入した。実施例2
のB−a項のpLR6106に関する記載と同様にしてこの構築−2PG3の染
色体に組込んだ。
得られたKm耐性トランスコンシュガントのいくつかをBYPOプレートに移し
た。コロニーの周囲に透明ゾーンが出現したのでこれらはすべてリパーゼ陽性表
現型を有すると考えられた。典型的な代表例をPC12Bと命名した。
同じ手順でリパーゼ陰性p、 glumae Pに2(実施例2B−b参照)株
中に構築Th(pLiR6131)を組み込むことができることも明らかである
。
実施例2及び4から、Ps、 glumae株Pに1(及びその誘導体、例えば
PO2及びPに3 、または改良リパーゼ産生能を有する従来の突然変異誘発を
介して得られたPGlの誘導体)が細菌染色体中のく相同または異種の)DNA
フラグメントの欠失または導入によって容易に操作され得ることが明らかであろ
う。
これらの手法の使用によって、最適なリパーゼ産生株を構築することが次のよう
にして可能である0例えば、本来のリパーゼプロモーターをより強力な(調製自
在な)プロモーターによって置換し、(任意に種々のリパーゼ突然変異体をコー
ドする)リパーゼ遺伝子の1つ以上のコピーを導入し、本来のプロモーターを置
換するか、またはリパーゼ酵素(例えばリパーゼ酵素の輸送(export)に
関与するシャベロンタンパク質、「ヘルパータンパク質」)の産生及び分泌に関
与する機能をコードする遺伝子のより多数のコピーを導入し、(透明ゾーンまた
はスキンミルクプレートを産生じないPCI(P(:Ta2)のTo5突然変異
体が付着した)細胞外プロテアーゼをコードする遺伝子を欠失させ、ラムノリピ
ド産生を操作する。
実施例5二突然変異体リパーゼ遺伝子の産生及びそのPC3内導入
リパーゼを改良するためには、そのタンパク質のアミノ酸配列に確定された変化
を導入できることが必要である。
これを行なうための好ましい方法では、野性型リパーゼをコードする合成遺伝子
または野性型p、 Blumaeリパーゼ遺伝子の遺伝子フラグメントを、所望
の突然変異を含む化学的に合成された対応するフラグメントで置換する0合成野
性型リパーゼ遺伝子の場合、カセット(またはそのフラグメント)を所望の突然
変異を含む対応するカセット(またはそのフラグメント)によって置換し得る。
該当する(1つまたは複数の)アミノ酸の(1つまたは複数の)コドンを含むカ
セットを(実施例3に記載のごとく)もう一度組立てた。しかしながら今度は、
該当する(1つまたは複数の)コドンを含むコーディングまたは非コーディング
DNAgのoligosを、所望の突然変異を含むオリゴマーによって置換した
。新しいoligosを実施例1に記載のごとく合成した。このようにして得ら
れた突然変異体カセットまたはそのフラグメントを、構築物pUR6038また
はpUR6603のごとき合成野性型リパーゼ遺伝子中の対応する位置に導入し
た。
PO2またはPO2の合成突然変異リパーゼ遺伝子を導入するために、実施例4
に記載の手順をステップ4がら開始する必要がある。
突然変異遺伝子の代表的な産生例を図8に示す(図6と比較)、この場合、野性
型リパーゼ遺伝子の154位のHisはProによって1換されている。これを
得るために、新しい2つのオリゴマーを合成した。そのヌクレオチド配列を図8
に示す、成熟リパーゼのアミノ酸154をコードするコドンはCCTに変わる。
これらのオリゴマーを使用して実施例3に記載のごとくフラグメント3(111
54P)を組立てた。そのフラグメント3pE−εL9中でクローニング後、実
施例1と同様にしてDNA配列を決定した。
このように得られた横築−3pUR6071と命名した。プラスミドpUFI6
071 ’: Fsp l及び5illによって完全消化した。
得られたDN^フラグメントを(実施例2に記載のごとく)ゲル電気泳動によっ
て分離すると、アガロースゲルがら9゜bpのフラグメントが単離された。
pUR6002をFsp lて゛部分消化し、5allで部分消化した。
ゲル電気泳動後に一6000ヌクレオチドのベクタ−3実施例2に記載のごとく
アガロースゲルから単離した。単離した一90bpのフラグメントをpUR60
02ベクターに結合してptlR6077^を得た。 pUR6077^のB+
u+I’l Iフラグメント(−2200bp)を実施例3及び4に記載のごと
< I)RZ102に結合した。このようにしてpUR6127が得られた。
この構築物を実施例4に記載の手順でPO2の染色体に導入した。得られたP、
glu■aeトランスコンシュガント産生リパーゼをPGL24と命名した。
この菌株によって産生された修飾リパーゼは実際の洗剤系において親リパーゼよ
りもかなり安定していた(実施例11参照)。
本質的に同様の方法でその他のいくつかの突然変異リパーゼを作製した。いくつ
かの場合にはこの結果として、コードされたタンパク質の実効電荷が変化したく
例えばD157R(+ 2)、 D55^(+ 1)、 lll0K(+ 1)
、 R61P(−1)、 T109D(−1)、R2O(−2>)、その他の場
合にはアミノ酸が導入または欠失していた(例えばPCL40においては152
S−1541が^LSG)IPによって1換されていた)、更に潜在的グリコジ
ル化部位が除去(例えばN48S及び/またはN238S)及び/または導入(
例えばD157T及びN155とT156との闇のGの挿入)されていた、これ
らの及びその他の突然変異体を表1に示す。
実施例6 : B、 5ubtilisにおける合成リパーゼ遺伝子の発グラム
陰性菌特にBacillusはヒドロラーゼ産生の極めて優秀な宿主であると考
えられ発酵プロセスに関してもよく知られているので、グラム陰性菌P、 gl
umaeに由来のリパーゼ遺伝子をいくつかの異なる発現ベクターにのせてB。
sut i l isに導入した。
5PO27D−1=−9−を含tr発現フラスミドpMS48(12)を、下記
1.2.3をコードする組換えリパーゼ遺伝子を含む構築物のベースとして使用
した。
1、プレーリパーゼ、
2、メチオニンに続く成熟リパーゼ、
3gアミラーゼのシグナル配列に続く成熟リパーゼ。
Hpa 11部位(HP^−プロモーター)の近くにプロモーターを含むプラス
ミドpUB110(13)を、下記4.5をコードする組換えリパーゼ遺伝子を
含む構築物のベースとして使用した。
4、ズブチリシンBPN’プロテアーゼプレプロ配列による成熟リパーゼ、
5、成熟リパーゼに先行しズブチリシンBPN’プレ配列に続くリパーゼのプレ
配列の種々のC末端フラグメント。
上記構築物を得るために、以下の手順を使用した:追加1.(区9参照)
a、 puc9(14)をEeoRI及びHindllで消化し1次いで実施例
2に記載のごとくアガロースゲル電気泳動及び電気溶出によって直線状ベクター
フラグメントを精製した。
b、EcoRI及び旧ndll付着端を有する合成リンカ−(2つのオリゴヌク
レオチドから成る)を上記ベクターに結合した。EcoRI付着端の場合、Ee
oR1部位は修復されなかった。
BstE IfとEcoR1部位及びリポソーム結合部位とを含むこのフラグメ
ントの配列を図9に示す、このようにしてpMs51が得られた。
c 、 pMs51をEcRl及びHindI[[によって消化した。
d 、 pUR6038をEcoRI及びHindllによって消化し、次いで
一1230bp(合成リパーゼ遺伝子を含む)のフラグメントをアガロースゲル
電気泳動及び電気溶出によって精製した。
e、リパーゼ遺伝子フラグメントを(C″cc調製)pMs51ベクター中で結
合しpUR6771を得た。
f 、 pMs48をBstE I[及びBindl[[で完全消化し、次いで
上記の手順でベクターフラグメントを精製した。
g 、 pUR6771もBstE ]l及びHindllで消化し、リパーゼ
遺伝子フラグメント(−1250bp)を精製した。
h、得られたフラグメント及びベクターを結合し、J、 Kok(12)に記載
の手順でB、 5ubtilis DB104(15)に移入した。
この手順でpUR6773が得られた。
追加2.(図10参照)
a 、 pUR6771をEcoRl及びEcoRVで完全消化し、上記手順で
ベクターフラグメントを精製した。
b、前記ベクター中でEcoRI及びEcoRV末端を有する合成リンカ−を結
合した。翻訳開始シグナルであるATGコドンに続く成熟リンカ−の最初の8つ
のアミノ酸をコードする配列を図10に示す、この手順でp、tlR6770が
得られた。
c 、 pUR6770をBstE■及びHindl[lで消化後、−1130
bpのフラグメントを前記のごとく精製した。
d、成熟リパーゼシコードする遺伝子を含むこのフラグメントを追加1.f、で
調製されたベクターに結合した。
e 、 B、 5ubtilis DB104を形質転換して(追加1.h、9
照)、pUR6772が得られた。
追加3.(図11参照)
a 、 pUR6038をEeoRl及びEcoRVによって完全消化し、ベク
ターフラグメントを精製した。
b、EcoRl及びEcoRV端を有する合成リンカ−と前記ベクターに結合し
た。使用したリンカ−のヌクレオチド配列を図11に示す、このようにしてpU
R6752が得られた。
c 、 pUR6752をBindlllで消化しSac lで部分消化して−
111゜bpのフラグメントを精製した。
d 、 pMS48をSac I[及びHindI[Iで完全に消化後、ベクタ
ーフラグメントを精製した。
e、成熟リパーゼをコードする遺伝子フラグメントを含む一1100bp7ラグ
メント(C1)をpMs48ベクターに結合しB。
5ubtilis DB104に移入してpUR6743を得た。
f、いくつかの形質転換体からプラスミド(1)を単離後、その制限パターンを
分析するために種々の制限酵素によって消化した。予想した制限パターン3有す
るプラスミドは全く観察されなかった。更に得られた形質転換体でリパーゼ産生
を示したものはない。
その他のBacillus株(例えばB、 licbeoiforwisまたは
B。
asyloliqueraciens)の形質転換によっても同様の結果が得ら
れた。これらの結果がらは、B、 5ubtilis、及び(B。
1ieheniformisまたはB、 ロyloliqueraciensな
どの)その他のBacillus株中ではti築物pUR6743が安定に維持
されないという結論しか得られない。
4及び5で記載した構築物の調製のために、5゛非コーデイング領域に続くズブ
チリシンBPN’プロテアーゼプレプロ配列?コードする合成遺伝子フラグメン
トの作製を決定した。
必要なヌクレオチド配列をWell他(16)から入手した。このフラグメント
を3つのカセットに分割し、実施例3と同様にして調製した0個別のカセットを
組立てて、最終(EeoRl /Hindlli )フラグメント(−570b
p)をM13mp19中でクローニングした。フラグメントのヌクレオチド配列
を図12aに示す、 M13mp19誘導体をEcoRl及び旧ndlI[で消
化後、−570bpフラグメントを上記のごとく精製した0次のステップでこの
フラグメントに2つのリンカ−を付け、EeoR■及びflind■部位をsp
h l及び13amHI付着端にそれぞれ変化させた。
使用したリンカ−及び最終配列を図12bに示す、 pUBlloをsph l
及びBawl Iによって完全に消化し、ベクターフラグメントを精製した。得
られたベクター及びSph I /la+m)l Iフラグメントを結合し、B
、 5ubtilis DB104に移入した。このようにしてpUR4020
^が得られた。
追加4.(図13参照)
a 、 pLIR6038をEeoR1及びEcoRVによって完全消化し、ベ
クターフラグメントを精製した。
b、同じ末端と有する合成リンカ−を前記ベクターに結合した。使用したリンカ
−のヌクレオチド配列を図13に示す。
このようにしてρυR6753が得られた。
c 、 pUR8753をBaaaHlで消化しkpn lで部分消化して−1
11゜bpのフラグメントをF#製した。
d 、 ptlR4020^をKpn l及びBadIで完全に消化後、ベクタ
ーフラグメントを精製した。
e、成熟リパーゼをコードする遺伝子フラグメントを含むこのフラグメントをp
[lR4020^ベクターに結合し、B、 5ubti1is DB104に移
入してpUR6744を得た。
f、いくつかの形質転換体からプラスミド(1)を単離し、その制限パターンを
分析するために種々のM限酵素によって消化した。予想した制限パターンを有す
るプラスミドは全く観察されなかった。更に得られた形質転換体でリパーゼ産生
を示したものはない。
その他のBacillus株(例えばB、 l1ehenifor+*isまた
はB。
ae+yloliquefaeiens)の形質転換によっても同様の結果が得
られた。これらの結果から、B、 5ubtilis、及び(B、 Ii−eh
eniformisまたはB、 aIIyIoliquefaeiensなどの
)その他のBacillus株中では構築物DtlR6744が安定に維持され
ないという結論しか得られない。
追加3及び4に記載の構築物は生物活性リパーゼを産生及び分泌しなかった。こ
れは、このリパーゼが普通の文献から公知の手順だけでは異種宿主中で発現され
ないことを示す。
また、ズブチリシンプレ配列が、種々の長さのリパーゼプレフラグメントに続く
成熟リパーゼをコードするリパーゼ遺伝子に適正に接続されたいくつかの発現プ
ラスミドを横築した。
追加5112114参照)
a 、 pi;R6038をEeoRl及びEcoRVによって完全に消化後、
ベクターフラグメントを112した。
b、同じ付着端3有する合成リンカ−分前記ベクターに結合した。前記リンカ−
及び得られた横築物のいくつかの代表例(ptlR6763,6764及び67
65など)と図14に示す、これらの種々のリンカ−を使用して種りの(プレ)
−リパーゼをコードする遺伝子フラグメントをBPN’プロテアーゼプレ配列遺
伝子フラグメントに接合することが可能であった。これは、リパーゼ酵素の発現
、プロセッシング及び輸送に関して最適な横築物を確定するために行なわれた。
c 、 pUR4020八を5ill及びBawl Iで完全に消化し、ベクタ
ーバンドを精製した。
d、b、で得られた構築物をTowel Iで消化し5allで部分消化し、次
いで一1150bpのフラグメントを精製した。
e、これらのフラグメントをpUR4020^ベクターに結合し、13、5ub
tilis DB104に移入した。このようにしてpUR6766,6767
及び6768(など)が得られた。
plJR6773(追加1)、 pLiR672(追加2)、ptlR6766
、pUR6767及びpUR6768を含むB、 3gtilis菌DB104
株並びにプラスミドpUB110(陰性対照)を含む株をエーレンマイヤーフラ
スコ中のオリーブ油含有及び非含有のLB培地で増殖させた。 B、5ub−t
ilis BD104(pUR6772)及びDB104(pUBllo)の場
合を除くすべての場合に油滴が消滅することがはっきりと観察できた。
これは機能性リパーゼの産生及び分泌を示す、細胞及び培地のウェスタン分析に
よってリパーゼの産生が証明された。
いくつかのリパーゼを図14bに示す。
参考文献:
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ds Re−5earch vol、11.pp7911〜7925実施例7
: Saccharomyces eerevisiae中の合成リパーゼ遺伝
子の発現
真核微生物によるp、 H1umae1μ−ゼの産生を示すために、CAL7プ
ロモーター(17)を使用して酵母S、 ”eerevisiae中でP、 g
lumaeリパーゼを発現させる適当なベクターを構築した。2つの異なる発現
系を使用して酵母S、 eerevisiaeによってP、 H1umae1μ
−ゼを産生させた。1つの発現系はリパーゼ発現カセットによる自律複製プラス
ミドに基づき、1つの発現系はリパーゼ発現カセットのマルチコピー組込みに基
づく。
A、自律複製プラスミドによるp、 glumaeリパーゼの産生リパーゼ発現
プラスミドのベースとしてプラスミドpυR2730(17)を使用した。プラ
スミドpUR2730はGALプロモーターとS、 eerevisiae中の
2μ−の複製配列と、S、 eerevisiae中での選択のためのLEL1
2cl遺伝子と、大腸菌中での複製及び選択のためのρBR322配列とから精
成されていた。
プラスミドpUR6038をリパーゼ遺伝子のソースとして使用した。
以下のリパーゼをコードするS、 eerevisiae発現プラスミドを構築
した:
1、インベルターゼシグナル配列に続く成熟リパーゼ(p[lR6801) ;
2、KEX2開裂部位、グリコジル化部位及びインベルターゼシグナル配列(p
UR6802)に続く成熟リパーゼ。
上記構築物を得るために、以下の手順を使用したく図15;使用した制限酵素認
識部位を本で示す):追加1及び2
a、プラスミドpUR2730をSue I及びHindllで消化し、ベクタ
ーフラグメントを単離した。
b、プラスミドpUR6038をEcoR■及びHindll[で消化し、リパ
ーゼ遺伝子をもつフラグメントを単離した。
C9以下の配列から成る合成Sue I −EeoRV DN^フラグメントを
合成し実施例3に記載のごとく横築した:pUR6801の場合:
CATCACACAAAC入入λC入入入入C入入AλTG入TGCTTTTC
C入入GCCT’TCCTrTTCCptlR6802の場合:
TCGAGTAGTGTGT”I?GTl”rGTTTTGTTTTACrAC
GAAAACGTTCGGAAGG 入入入入GGd 、 Sac I−HIn
dI[[ベクターフラグメント、 Sac l −EeoRV合成フラグメント
の1つ(1)及びり)<−ゼ遺伝子をも一つEcoRV−HindI[I DN
Aフラグメントとを結合した。 pHR6801を構築するためにこれを区15
で示す、 <pUR6802は合成フラグメント■を使用して同様に合成される
)。
e、上記結合混合物で大腸菌を形質転換した。単個コロニーを培養後、プラスミ
ドDNAを単離し、制限酵素分析によって判断された正しいプラスミドを選択し
大量に単離した。
f 、 LEU2d遺伝子産物の存在下の選択を用いるスフェロプラスト手順ヲ
用イ、7 ラスミドpUR6801及びpUR6802でS。
cerevisiae菌5UIO株(17)を形質転換した。
g、その形質転換体を所定の培地(0,68%の酵母窒素塩基w10アミノ酸、
2%グルコース、ヒスチジン及びウラシル)中で一夜増殖させ、1:10の誘導
培地(1%酵母抽出物、2%バクトーペプトン、5%ガラクトース)に希釈し、
40時間増殖させた。
h、遠心によって細胞を単離し、細胞抽出物を調製した(19)。
i、all油抽出物5DS−ゲル電気泳動(1)によって分析し、ニトロセルロ
ースにプロットした。
j、ニトロセルロースプロットをリパーゼ抗体と共にインキュベートし、次いで
ヨウ素−125標識したプロティン−Aと共にインキュベートし、次いでフルオ
ログラフィー処理した(図15m)。
図15mに示すように45UIOはプラスミドpUR6801と共に、p、 H
lumaeに由来のリパーゼに比較して正しい分子量のリパーゼ酵素を産生ずる
ことがはっきりと観察される。正しいタンパク質以外に、加工されないグリコジ
ル化リパーゼタンパク質も検出される。 S、 eerevisiaeによって
産生されたP、 glumaeリパーゼは酵素活性である。
B、マルチコピー組込みによるS、 cerevisiaeによるP。
glumaeリパーゼの産生
335bpの酵母RN^ポリメラーゼIプロモーターエレメントをS、 C6r
6yisiae rDN^の4.5B[lI II Bフラグメント(19b)
で置換することによってプラスミドpARES6 (19m)からマルチコピー
組込みベクターを誘導した。また、2μ−の自律複製配列を除去し、S、 or
igorhizaに由来のクロロプラスト(ehroloplast)をもつB
gl If −[1indI[l DNAフラグメントをポリリンカーDN配列
によって置換した。この結果、プラスミドpUR2790が得られた。この詳細
図を図15bに示す。
酵母ゲノムにpUR2790のマルチコピー組込みを行なうための必須配列は:
1、酵母ゲノム中のマルチコピー組込み用rDN^配列;2 、 S、 cer
evisiae LEU2d遺伝子<19e)である、これは欠損プロモーター
を有するLE02遺伝子である。
特に、以下のリパーゼをコードするマルチコピー組込み発現プラスミドを構築し
た:
1、インベルターゼシグナル配列に続く成熟リパーゼ(p[1R6803) ;
2、KEX2開裂部位、グリコジル化部位及びインベルターゼシグナル配列部位
に続く成熟リパーゼ(pHR6801)。
上記構築物を得るために、以下の手順を使用した(図15;使用した制限酵素認
識部位を車で示す):追加1及び2
a、プラスミドplJR2790をHindlllで部分消化した。直線状プラ
スミドを単離し、B、lll及びtlind[lで完全に消化し、アガロースゲ
ル電気泳動及び電気溶出によって旧ndlI[−Bgl■フラグメントを単離し
た。
b、プラスミドptlR6801をBgl[で部分消化し、[l1ndlI[で
完全消化し、リパーゼ遺伝子をもつBglI[−旧ndl[[DNAフラグメン
トを単離した(プラスミドpUR6801の代わりにプラスミドPUR6802
を用いて同様の方法でpHR6801を構築した)。
c 、 pLIR2790のBgl ll−Hlndl[ベクターフラグメント
をリパーゼ遺伝子をもつBgl ll−Hlndn[フラグメントと結合しく図
150)、プラスミドpUR6803を作製した。
d、その結合混合物で大腸菌を形質転換した。単個コロニーから培養後にプラス
ミドDNAを単離し、制限酵素分析によって判断された正しいプラスミドpUR
6803及びpU86804を選択し大量に単離した。
e 、 LEU2d遺伝子産物の存在下の選択を用い、スフェロプラスト手順(
18)で、プラスミドpUR6803及びpUR6804によってS、 eer
evisiae菌YT6−2−I L株(19e)を形質転換した。酵母ゲノム
にプラスミドのマルチコピー組込みを行なうためにはLEU2遺伝子の欠損プロ
モーターが必須である。マルチコピー組込みは、プラスミドのrDN^配列と酵
母ゲノムのrDN^配列との相同組換えにより酵母ゲノムのrDN八遺へ子座で
生じる。
このようにして、活性P、 giumaeリパーゼを産生ずるためのプラスミド
pUR6803及びpUR6804(リパーゼ発現カセットを含む)のマルチコ
ピー組込み(100コピーまで)によって酵母菌が得られた。
参考文献5
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実施例8 : Hansenula polymorpha中の合成リパーゼ遺
伝子の発現
以下の手順を用い、この合成リパーゼ遺伝子をH,poly−morphaゲノ
ムに組込こんだ(図16:この実施例の各図では使用した制限認識部位を京で示
す;括弧内の制限認識部位はクローニング手順によって除去される)。
a、プラスミドptlR6038(図16^)を制限酵素EcoRl及びEco
R■によって完全に消化した。アガロースゲル電気泳動によってフラグメントを
分離後、実施例2に記載のごとくベクターフラグメントを単離した。
b、いくつかの異なる合成カセットを実施例3に記載のごとく組立てた。これら
のカセットは種々の長さの未成熟(premature)リパーゼ遺伝子とイン
ベルターゼシグナル配列との正しい接合に必要な多数のアミノ酸をコードしてい
た。これはリパーゼ酵素の発現、プロセッシング及び輸送に関して最適な構築物
を形成するために行なわれた。更にこれらのカセットはEeoRI及びRcoR
V末端を有していた。
代表例を716に示す。
C1組立てたカセットをa項で調製したベクターに結合した。
d、このように得られたプラスミド(pUR6850,6851及び6852、
図16B)を酵素Xho lで部分消化し、直線状プラスミドを単離した。
e、プラスミドptlR3501(17、図160)をXho lで部分消化し
た。アガロースゲル電気泳動後、MOXプロモーターとインベルターゼシグナル
配列の最初のアミノ酸とを順次に含む約1500bpのDN^フラグメントを単
離した(pUR3501の0〜1500位に由来のXhol DN^フラグメン
ト)。
f、e、の1.5kbのフラグメントを、d、で調製したベクターフラグメント
に結合しプラスミドpUR6860,6861,6862、図160を得た。
g、結合混合物で大腸菌を形質転換した。単個コロニーから培養後にプラスミド
DNA e単離し、制限酵素分析によって判断された正しいプラスミドを選択し
大量に単離した。
h、ステップg、で得られた正しいプラスミド(例えばpUR6860,686
1,6862、図16D)をBa+tl Tで完全に消化し、次いで付着端をK
leoowポリメラーゼ(2から)で埋め戻した0次のステップで直線状プラス
ミドをEcoRIで消化し、MOXプロモーター、インベルターゼシグナル配列
及び約2.5kbの合成リパーゼをもつBawHl −EeoRI DN^フラ
グメントをアガロースゲルから単離した。
i、プラスミドpUR3511(pEMBL9のBa+Hf及びHincII制
限部位クローニングされたMOXターミネータ、図16E)を5IIa l及び
EcoRlで消化し、次いでベクターをアガロースゲルから単離した。
j 、 pUR3511ベクター及び2.5kbのフラグメントを結合して大腸
菌中でクローニングした。得られた構築物中ではリパーゼ遺伝子にMOX転写タ
ーミネータが続いていた。これらの構築物の代表例はpUR6870,6871
及び6872 (図16F)である。
k、これらのプラスミドをEeoRl及びHindl[Iで消化後、約3kbの
フラグメントをアガロースゲルから単離した。付着端をKlenowポリメラー
ゼで埋め戻した。
1、プラスミドpUR3513;これは5ail消化によって2μ−の配列が欠
失したプラスミドyEP13 (20) (図16G)であり、これをPvu
■で消化しな。
m、直線状プラスミドpUR3513とに、で得られたフラグメントとを結合し
て最終構築物、例えばplJR6880,6881及び6882(図16b)が
得られた。
H,poIymorphaゲノムへの発現カセットの導入プラスミドDNAによ
るB1n5enula細胞の形質転換は(17゜20m及び20b)に記載のご
と〈実施し得る。
組込み体の分析はサザンプロット手順(1)で実施し得る。
参考文献:
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2、302〜308
実施例9 Δspergi l Ius中での合成リパーゼ遺伝子の発現1 、
8pd^プロモーターと含む発現プラスミドの横築^5perlillus n
1dulansの構成的gpd^プロモーター(22)及びtrpC転写ターミ
ネータ(23ン3含むプラスミドpAN521(21、図17&)を^sper
gills発現プラスミド楕築用出発材料とし構築用したく図17:全図で、使
用した制限認識部位な寡で示す7制限認識部位が除去されたときには括弧にいれ
て示す)。
a、 pAN52−1(図17a)をχbal及びHindlnで消化した。付
着端をKleno−ポリメラーゼ(1)で埋め戻し、ベクターな再結合した。こ
の中では一60bpのXba I /RindIIlフラグメントが欠失し7
イタ、Rindf[I M 位ヲWb 去しテpLIR8900<図17b)を
得た。
51次のステップとして、プロモーターとターミネータとの間のBimH1部位
を除去し、HindI[1部位を導入した。これはKunkel(24)に記載
のごとく特定部位の突然変異誘発(SDM)を介して行ない、プラスミドptl
R6901を得た。ヌクレオチド配列では以下の変化だけが生じた:
pLIR6900Bam)l l
^CCATC;GATCC”
Neo 1
puR6901Hindm
^CCATGC,^^(:CTTGAC^TCCeo 1
c 、 Boel<25)によって記載の配列に基づいて、グルコアミラーゼシ
グナル配列の最初の24個のアミノ酸なコードする合成フラグメントを設計し実
施例3に記載のごとく組立てた。クローニングの便宜上、アミノ酸セリンをコー
ドする第2コドン(TCに)を、グリシンをコードするGGCに変化させること
によってNeo 1部位を導入した。構築手順の後の段階で特定部位の突然変異
誘発分介して正しい配列を回復することが可能である。Ncol及び旧ndn[
付着端を有する使用フラグメントの配列を図17に示す。
d 、 pUR8901(図170)をNcol及びHindI[lで消化した
。アガロースゲル;気泳動後、ベクターをゲルがら単離した。上記の合成フラグ
メントをベクター中で結合し、このようにしてプラスミドpIJR6902(図
17d)を得た。
合成リパーゼ遺伝子を^spergillusゲノムに組込むために以下の構築
物を作製した:
a、構成的gpd^プロモーターーH1aΔ24シグナル配列及びtrpターミ
ネータを含む発現プラスミドpUR6902(図17d)をBs5H■及びHi
ndmで完全に消化しな、電気泳動後、ベクターをアガロースゲルから単離した
。
b 、 pUR6600(図17e、図5bも参照)をEcoRl及びBind
l[で消化後、アガロースゲル;気泳動によってフラグメントを分離した。リパ
ーゼ遺伝子を含む一1090bpのフラグメントをゲルから単離した。
c、2つのオリゴマー(配列は図17参照ンをこのフラグメントのEcoRl付
着端に結合してBss[I If付着端を得た。
d、このように得られたBs5HI[−H1ndIffフラグメントをpUR6
902(図17d)ベクターに結合してpUR8903を得た(図17)。
C特定部位の突然変異誘発(24)を介して合成オリゴマーによってリパーゼ遺
伝子をgla^シグナル配列(の一部)を種々の方法でコードする遺伝子フラグ
メントに接合した。これはリパーゼ酵素の発現、プロセッシング及び輸送に関し
て最も適当な構築物を確定するために行なわれた。これらの構築物の幾つかをよ
り詳細に説明する(図14)。
l 、 Bla^シグナル配列の最初の18個のアミノ酸をコードする遺伝子フ
ラグメントと−13〜319のアミノ酸をコードするプレリパーゼ遺伝子フラグ
メントとを順次に含むpUR8905。
2、gla^シグナル配列の最初の24個のアミノ酸をコードする遺伝子フラグ
メントとプレーリパーゼ遺伝子フラグメント(1,参照)とを順次に含むpUR
6906。
3、成熟リパーゼ遺伝子を含むpUR6905同様のpUR6907゜4、成熟
リパーゼ遺伝子を含むpUR6906同様のpUR6908゜構築物pLIR6
906及びUR6908中で、Bs5RI[部位は、gla^シグナル配列とプ
レリパーゼとの結合後にも維持されていた。
4つの構築物の全部で、リパーゼ遺伝子とgli^シグナル配列との間のEeo
R1部位は欠失していた。
上記の手順で、細胞内産生glumaeリパーゼの輸送シグナルとしてグルコア
ミラーゼシグナル配列(の一部)の使用を選択した。その他のシグナル配列が同
じ結果を導くことは明らかである。
別の選択では、輸送された(相同)タンパク質のシグナル配列だけでなく、成熟
タンパク質のく一部)(例えばグルコアミラーゼまたはLipolase(NO
VOの商標))も使用し、これをglumaeリパーゼと融合させる。この手順
を用いるときは輸送されたタンパク質と成熟リパーゼとの間に(単一)開裂部位
(例えば成熟リパーゼの263位のメチオニンの突然変異と組み合わせた)KE
X2、X因子またはメチオニン)を導入する必要がある。このようにすれば、産
生後の成熟リパーゼを、輸送されたキメラタンパク質がら遊離させることが可能
であろう。
最後に、Lipolise N末端から始マつ種々のLipolase及びg
l umaeリパーゼフラグメントを順次に含むキメラリパーゼをコードし最適
リパーゼを産生及び分泌させる遺伝子の産生も可能であろう。
2、gIi^−プロモーターを含む横築a 、 Boel(25)及びNunb
erg(25)によって発表された制限地図及びヌクレオチド配列に基づいて、
実施例1の手順で合成りN^プローブ(23bp)を調製した。この合成プロー
ブの配列は5’ TGCTGAGGTGT^^TGATGCTGGG3’であっ
た。このプローブを(1)に記載の標準クローニング手順で使用し、^、nig
erのグルコアミラーゼ遺伝子(gia^)を単離した。
b、このプローブを用いてファージλ中に作製した^。
n iger遺伝子バンクから、グルコアミラーゼプロモーター及びコーディン
グ領域(の一部)を含むクローンをスクリーニングした。
C1これらのクローンから、gla^遺伝子のプロモーター領域とアミノ酸24
までのコーディング領域の5′部とを含む4.1kbのHindI[l /Bs
5HIlフラグメントを、前記酵素による消化及びゲル電気泳動後のアガロース
ゲルがら単離した。
d、2つのオリゴマー(下記参照)をHindn[付着端に結合することによっ
てEcoRl付着端と導入した。
EeoRl ^^TTCTCTA(:A 1lindllG;AGTCTTGC
^
このようにしてEeoRI /Bs5Hnフラグメントが得られた。
e 、 pUR6906及びpUR6908をEcoRI及びBs5HUで完全
消化し、ゲル電気泳動にかけた後、直線状プラスミドを単離した。
f、これらのベクターを前記(d)のDN^フラグメントと結合し、このように
してpUR6910及びpUR6912を得た。
g、再び、特定部位の突然変異誘発を介してリパーゼ遺伝子を種々の方法でグル
コアミラーゼシグナル配列に結合した。これは、同じオリゴマーを用いて実質的
に上記と同様の手順で行ない、夫々pUR6909及びpUR6911を得た。
プラスミドppUR6905〜pUR6908に比較したプラスミドpUR69
09〜pUR6912の違いはgpd^プロモーターがgla^プロモーターに
よって置換されていることである。
3、^sperg i I I usゲノムへの発現カセットの導入具なる2つ
の方法で^spergillusゲノムに発現カセットを導入した。
1、同時形質転換を用いる方法:
この方法では27に記載のプロトコルを使用した。
2、陽性選択マーカーを導入した発現カセットによる形質転換を用いる方法:
使用した選択マーカーは−aads(例えば^、 n1dulans、26)ま
たは−purc(例えば^、 oryzae、27)である。
これらは夫々、pGH3Z5からのEcoRlフラグメント(Ner−nars
、 pHD thesis(1986)^gricultural Unive
rsity i’lage−ningen、 ML)及びp^04−2からのB
am[I fJlフラグメント27)として得られた。
amdsマーカーを導入するために、上記プラスミドをEcoRlまたはHin
dllで消化し、EcoRlまたは(EeoRl−HlndI[Iリンカ−で適
応させて)Hincll[[選択マーカーフラグメントの存在下に結合させた。
pyrGの場合、上記プラスミドをEcoRIまたはHindlで部分消化し
、EcoRI −BamHIアダプターが生じさせたEcoRI 選択マーカー
フラグメント存在下に結合させるかまたはHindm −Baa+HIアダプタ
ーが生じさせたHindI[I選択マーカーの存在下に結合させた0例えばプラ
スミドpUR6915oa、の)200位のEeoRIまたはHindIII部
位にマーカー遺伝子が結合した正しいプラスミドを大量に単離し形質転換実験に
使用した。
プラスミドDNAによる^、 niger、^、 awamori及び^、or
yze(など)の形質転換は、Nerners他(28)及びKelly(29
>の方法で行なった。
組み込み体の分析は、サザンプロット手順(1)で行なった。
参考文献:
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p、 gIu+saeリパーゼの産生に別のグラム陰性菌が使用できるようにす
るために、大腸菌からの誘導性tacプロモーターとIaeリプレッサーとを広
い宿主範囲の発現プラスミドpMMB67EH(30)に配置した別のプラスミ
ドを横築した。当該種においてI!能する調節プロモーターを含む広い宿主範囲
の任意の別のプラスミドも同様に適当であることは明らかであろう。
A、 pUR6500の横築
カナマイシン耐性を与える長さ−1,5kbのBa+mHlフラグメントをpc
P13(31)から採取し、Kleoowポリメラーゼで処理して平滑端を発生
させ、pMMB67EIIの平滑端をもつPvu 1部位に結合させてpUR6
500(図18)を得た。
B 、 ptlR6502の構築
p11R6002(大腸菌に3817株から)をC1a l及びEoRIで完全
消化し、次いで一1750bpのフラグメント(はぼ完全なリパーゼ遺伝子と3
′フランキング領域とを含む)を単離した。このフラグメントを以下の配列の合
成りNAリンカ−分子に結合した。
EcoRl ^^T TCCACに T^^ CC[; AT八 AC[; T
AC−C[; T(:CATT ににCTAT T(:CATC−−(:AにA
T^ ^^CATG にTCAにA T C1a I−CTCTAT TTG
TACCA[; TCT ACC結合後に、フラグメントをEeoRlで再度消
化した。
ptlR6500をEcoRIで完全に消化し、次いでEeoRlフラグメント
(−1780bρ、上記)に結合した。結合混合物で大腸菌HBIOI (1)
を形質転換後、所望のプラスミドを得るために得られたコロニーをスクリーニン
グした。フラグメントを異なる2つの配向で挿入できるので、(プロモーターに
対して)正しい配向を選択する必要があった。このために、EeoRlフラグメ
ントを含むプラスミドをBamHlで消化した。
tacプロモーターの後にEcoRlフラグメントを所望の配向で含む構築物を
pUR6502(図19)と命名した。
C、pUR6522の横築
1、プラスミドpUR6006(実施例1に記載)を制限酵素EeoRI及び5
allで完全に消化し、次いで、−5kbのDN^フラグメント含単離した。
2、プラスミドpUR6502を制限酵素EeoRI及び5illで完全に消化
し、次いで一570bpのDN^フラグメントを単離した。
3、ステップ1及び2で得られたフラグメントを結合し、EcoRIで再度消化
し、−5,6kbのフラグメントを単離した。
4、−5.6kbのフラグメントを、EeoRIで消化したベクターDUR65
00に結合した。大腸菌HBIOIを結合混合物で形質転換後、得られたコロニ
ーから所望の1ラスミドをスクリーニングした。ここでもEeoRlフラグメン
トは異なる2つの配向をもつことができ、Bis+HIで消化するとtacプロ
モーターに対して適正配向のEeoRlフラグメントをもつ横築物を選択できた
。
このようにしてpUR6522(図20)が得られた。
D、大腸菌517−1及びPs aeruginosaの形質転換大腸菌に関す
るManiatis他のCaCL法(1)を用いたコンピテント細胞の形質転換
を介してプラスミドpUR6502、pUR6522及びpUR6500(陰性
対照)を別々に大腸菌517−1及びPsaeruginosa P^025(
参考32)に導入した。
E 、 Pseudomonis putidaの形質転換プラスミドpuR6
502、pUR6522及びpUR6500(陰性対照)を、これらのプラスミ
ドの1つを含む大腸菌517−1との両親性結合によってPs putida
11c358(参考33)に導入した。
F、誘導実験
Kmを補充したLB培地(夫々25μg/xi及び100μghl)中で0.2
JのIPTG (tacプロモーターのインデューサー)の存在下に大腸菌HB
IOI (pi]R6502)及びPs aeruginosa P^025(
pUR6502)を増殖させると、培養ブイヨン中にリパーゼ活性は全く検出さ
れなかった。 Frenchプレスで細胞を破壊し、細胞破片を4℃で16時間
保存すると、リパーゼ活性が証明された。
完全(intact)なりパーゼの存在を細胞破片のウェスタンブロット分析に
よって確認したく図21)。
IPTに添加または非添加のBYPOプレートでPs putida WCS3
58(ptlR6502)及び(ptlR6522)を増殖させると、意外な結
果が得られた。p[]R6522を含むPs putidi NC5358は有
意な量のリパーゼ(広いハロ形成によって証明される)を産生じたが、pUR6
502と含むものはリパーゼをほとんど産生じなかった(図22)、この知見は
、Bawl 1部位の後方に延びるリパーゼ遺伝子の3′領域によってコードさ
れるリパーゼ特異性のrヘルパー機能」の存在を強力に証明する。この「ヘルパ
ー機能」は細胞外活性リパーゼの適正及び/または最適な産生に関与すると考え
られる。
参考文献・
30、 Fruste P eL at、 Gene 48 (1986) 1
1!11−13131、 Darzins eL at、 J Bact 15
9 (1984) ’IJ−1832、[1aas et al、 Mol C
en (:enet 144 (1976) 243〜25133、 (:ee
ls et al、PhytopaLh Z 108 (1983) 193〜
206 &207〜214
実施例11:修飾リパーゼの改良プロテアーゼ耐性の測定p、 glumaeリ
パーゼ遺伝子(実施例5に記載)にいくつかの突然変異と導入し、洗剤プロテア
ーゼの存在下のリパーゼの安定性を改良するためにプロテアーゼ開裂部位(実施
例10に記載)の周囲のアミノ酸を変化させた。突然変異の利点を以下のごとく
確認した。
一補給型バッチ発酵によって修飾リパーゼを産生じ、細胞除去、濃縮、エタノー
ル抽出及びDEAE−セルロースアニオン交換によって単離しな。
−トリリン酸ナトリウムと3mMの塩化カルシウムとを含むベース粉末洗剤5g
/lの溶液にリパーゼ変異体を5xg/lの濃度で添加し、Sav:nase(
丁M)を濃度20CIJ/xlに添加し、温度を30℃に維持して残留リパーゼ
活性を経時的に追跡した。
−図23は、トランスコンシュガントPGL6及びPにL24によって産生され
、Val150が八spに変化し!fis154がProに変化したリパーゼに
よって得られた結果を示す、これらの結果は、プロテアーゼ攻撃に対する3受性
(suseeptibiliLy)がかなり減少していることを示す。
一図24は、5er153及び/または)Iis154が^rgに変化したリパ
ーゼ変異体PC:L27.33及び36における結果を示している。
これらの1換によってpH9〜10で正電荷をもつアミノ酸の安定性が有意に改
良されることが明らがである。
−図25は、2つの突然変異の組み合わせによってプロテアーゼとの共存適性が
更に改良されることを示す、 PGL24(8154P)中で残基149と15
0との間に新しい一次開裂部位が決定された。 PGL56はl!154PとV
150Pとを組み合わせて含み、PにL24に比較して改良されていることが判
明した。 P(:L57はプロリン導入を(局部的)正電荷の増加()1154
P + 5151R)と組み合わせて含み、同等に改良されていることが判明し
た。
実施例12:単一メチオニンの置換による酸化性分解に対するP、 glu+a
aeリパーゼの耐性の改良過酸化水素の存在下のインキュベーシゴン中のリパー
ゼ活性の減少を経時的に追跡したく3%のH,O□、60リパ一ゼ単Q/ml、
0.25%のドデシルベンゼンスルホネート、50IIMのホウ酸塩pi(9)
。
過酸化水素の非存在下の活性減量の値を基準とし、結果を図26にプロットした
。
これらの条件下では、修飾酵素PG:L63(突然変異Met 2541ie)
が出発酵素に比較して有意に改良された安定性を有することが容易に判明した。
この修飾は、実際の洗濯条件下に洗剤系及び液体洗剤中のリパーゼの安定性を増
加させるためにも重要であり、また、成熟リパーゼ(例えば実施例9)の最初の
アミノ酸残基に先行する最終アミノ酸残基としてメチオニン残基が導入されたキ
メラタンパク質を作製するためにも重要である。
実施例13:ズブチリシンによるリパーゼの開裂部位の決定リパーゼ酵素のアミ
ノ酸配列に導入すべき有用な突然変異を同定するために、ズブチリシンの作用下
のリパーゼポリペプチドの一次開裂部位を以下のごとく決定し得る。主としてP
seudomonas glumaeのリパーゼに関する手順を詳細に説明する
が、この手順は多少の変更を加えて別のリパーゼにも使用できる。
Phenylsepbarose(TM−Pharmaeia)疎水性相互作用
クロマトグラフィー、アセトン抽出及びゲル透過クロマトグラフィー(Seph
aeryl−200,Pharvacia)を順次用いてPs glumaeを
濃縮発酵ブイヨンから単離した。得られた酵素調製物は、比活性、υV吸収及び
SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動で約34kDに1つのバンドが存在する
ことがら判断するとほぼ純粋であった。
Savinase(TM−Novoズブチリシン)、ドデシルベンゼンスルホネ
ート1 g/l、トリリンtlナト’J ’)ムo、7g/1. Kr1ifト
リウム0.7g/l、ゲイ酸ナトリウム0.2t/l及び過ホウ酸すトリウム0
.7y#(pH9,5)の溶液中でリパーゼ(5H/ml)を30℃で消化した
。 (II;Uは、最MpHで40℃で15分間インキュベーション中に基質で
あるN−アセチルカゼインからグリシン1μmolに均等の量の一次アミノ酸を
産生ずるプロテアーゼ活性の標準単位である)、30分後にリン酸でpH2,5
にするpHショックによってタンパク質分解を停止させた。
タンパク質分解産物の5DS−PAGEは、合計するとリパーゼの初期分子量を
与える見掛は分子量14及び19kDの2つのポリペプチドだけを実質的に示し
た。開裂部位を同定すべく産物分分析するために、Extrtctigel D
(Pieree)によって調製物からアニオン性洗剤を除去し、Bakerbo
nd wide pore4.6x 250mm C4RP−HPLCカラムで
0.1%トリフルオロ酢酸を含むアセトニトリル勾配で溶出することによってポ
リペブトに対応することが判明した。
分離産生物の気相配列決定(八B+ 4707120)によって以下のN末端配
列が判明した;l:His−^5n−Thr−^sp−;2:^1a−^3p−
Thr−Tyr−: 3 、^1a−^5p−Thr−Tyr−,リパーゼがリ
パーゼの出発アミノ酸配列の5er153とtlis154との間で5avin
aseによって分割され、1〜153を含むフラグメントはビーク2に出現して
分子量−14kDを有し且つ初期N末端を含み、154〜319を含むフラグメ
ントはビーク1に出現して分子量−19kDを有し初期C末端を含むと推定され
る。
PSeudomonas eepaeia(その配列はEP O331376(
^−tno)に開示されている)を同様に処理すると、ズブチリシンの一次開裂
部位が成熟リパーゼの5er152と5er153との間に存在していた。
、ズブチリシンによる分解に対して改良された耐性を与えるために上記の手順で
組立てたPseudomonas glumaeのリパーゼの突然変異の例は、
突然変異)1154Pを含む変異体PにL24及び突然変異VI50Dを含む突
然変異体PCL6である。これらの双方の突然変異リパーゼ酵素を試験してプロ
テアーゼ攻撃に対する怒受性の有意な減少を確認した。 Pseuclomon
aseepaeiaのリパーゼの対応する有用な突然変異の例は、5153Pを
含む突然変異である。
本発明の洗剤組成物の配合組成を以下の非限定実施例D1〜D14によって更に
詳細に説明する。これらの各実施例では特に注釈がない限り、本発明のリパーゼ
が0.5重量%存在している。
実施例D1:
本発明の実施例の1つとして、ホスフェートビルダーを含有する粉末洗剤を、活
性洗剤合計的16%、アニオン性洗剤約9%、非イオン性洗剤約6%、ホスフニ
ート含有ビルダー約20%、アクリルまたは等価のポリマー約3.5%、(また
は約2%以上)、過ホウ酸塩漂白剤前駆物質約6〜18%、または約15〜20
%、アミノ含有漂白剤活性化物質的2%、シリケートまたは別の構造化剤約3.
5%、または約8%以下、約8グリシン単位/lyの活性の酵素、使用中に所望
pHに調製するアルカリ、中性無機塩及び酵素(夫々的0.5%のプロテアーゼ
及びリパーゼ)から成る配合組成で調製した。
アニオン性洗剤は、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、または直鎖状アル
キルベンゼンスルホン酸ナトリウム6%と第一アルキル硫酸塩3%との混合物で
ある。非イオン性洗剤は、1モル当たり7つのエトキシレート残基をもつ約C1
3〜C15の第一アルコールのエトキシレートである。
ホスフェートビルダーは、トリポリリン酸ナトリウムである。ポリマーはポリア
クリル酸、またはアクリル/マレインコポリマーである。過ホウ酸塩漂白剤活性
化物質は4水和または1水和テトラホウ酸ナトリウムである。活性化物質は、テ
トラ−アセチル−エチレン−ジアミンである。構造化剤はケイ酸ナトリウムであ
る。中性無機塩は硫酸ナトリウムである。
実施例Dla :
本発明の実施例の1つとして、ホスフェートビルダーを含有する粉末洗剤を、活
性洗剤合計的15%、アニオン性洗剤約7%、非イオン性洗剤約6%、ホスフェ
ート含有ビルグー的25%、アクリルまたは等価のポリマー約0.5%、過ホウ
酸塩漂白剤前駆物質約10%、アミン含有漂白剤活性化物質的2%、シリケート
または別の構造化剤約6%、約8グリシン単位/xgのグレードのプロテアーゼ
酵素、使用中に所望pFlに調製するアルカリ、中性無機塩及び酵素(夫々的0
.5%のプロテアーゼ及びリパーゼ)から成る配合組成で調製した。
アニオン性洗剤は、直鎖状アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムである。非イ
オン性洗剤は、1モル当たり7つのエトキシレート残基をもつ約C13〜C15
の第一アルコールのエトキシレート、または、該エトキシレートと1モルあたり
3残基の程度までエトキシル化した対応するアルコールとの混合物である。ホス
フェートビルダーは、トリポリリン酸ナトリウムである。過ホウ酸塩または過酸
漂白剤活性化物質は4水和テトラホウ酸ナトリウムである。活性化物質は、テト
ラ−アセチル−エチレン−ジアミンである。
精造化剤はケイ酸ナトリウムである。中性無機塩は硫酸ナトリウムである。
実施例D2:
本発明の実施例の1つとして、ゼオライトビルダーを含有する粉末洗剤を、活性
洗剤合計的16%、アニオン性洗剤約9%、非イオン性洗剤約6%、ゼ万うイト
含有ビルダー約20%、アクリルまたは等価のポリマー約35%、過ホウ酸塩漂
白剤前駆物質約6〜18%、アミノ含有漂白剤活性化物質的2%、シリゲートま
たは別の構造化剤約3.5%、または約2.5%以上、約8(または約15)グ
ツシン羊位/Hのグレードの酵素、使用中に所望pHに[’するアルカリ、中性
無機塩及び酵素(夫々的05%のプロテアーゼ及びリパーゼ)から成る配合組成
で調製した。
アニオン性洗剤は、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムまたは[鎚状アルキ
ルベンゼンスルホン酸ナトリウム6%と第一アルキルvi酸塩3%との混合物で
ある。非イオン性洗剤は、1モル当たり7つのエトキシレート残基をもつ約C1
3〜C15の第一アルコールのエトキシレートである。ゼオライトビルダーはA
型ゼオライトである。ポリマーはポリアクリル酸である。過ホウ酸塩漂白剤活性
化物質は4水和または1水和テトラホウ酸ナトリウムである。活性化物質は、テ
トラアセチル−エチレンジアミンである。構造化剤はケイ酸ナトリウムである。
中性無機塩は硫酸ナトリウムである。
実施例D2a:
本発明の実施例の1つとして、ゼオライトビルダーを含有する粉末洗剤を、活性
洗剤合計的14%、アニオン性洗剤約7%、非イオン性洗剤約7?6.ゼオライ
ト含有ビルダー約25%、アクリルまたは等価のポリマー約3%、過ホウ酸塩ま
たは過酸漂白剤前駆物質的10%、アミノ含有漂白剤活性化物質的2%、シリゲ
ートまたは別の構造化剤約0.5%、約6グリシン単位/ayのグレードの酵素
、使用中に所望pnに調製するアルカリ、中性無機塩及び酵素(夫々的0.5%
のプロテアーゼ及びリパーゼ)から成る配合組成で調製した。
アニオン性洗剤は、直望状アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、非イオン性
洗剤は、1モル当たり夫々7つ及び3つのエトキシレート残基を6つ約C13〜
C15の第一アルコールである。ゼオライトビルダーはA型ゼオライトである。
ポリマーはアクリル/マレインコポリマーである。過ホウ酸塩漂白剤活性化物賀
は1水和テトラホウ酸ナトリウムである。活性化物質は、テトラ−アセチル−エ
チレン−ジアミンである。構造化剤はケイ酸ナトリウムである。中性無機塩は硫
酸ナトリウムである。
実施例D3:
本発明の実施例の1つとして、水性液体洗剤を、ドデシルベンゼンスルホン酸1
6%、7mol/鴎o1のエチレンオキシドと縮合しなC12〜C15直鎖状ア
ルコール7%、モソエタノールアミン2%、クエン酸6.5%、キシレンスルホ
ン酸ナトリウム6%、水酸化ナトリウム約4.1%、プロテアーゼ0.5%、微
量成分及び100%になるまでの水分から成る配合組成で調製した。 pHを9
〜10の値に調整した。リパーゼ及びプロテアーゼの双方が夫々的0.5%存在
する。
実施例D4:
本発明の実施例の1つとして、非水性液体洗剤を、4.9mol/molのエチ
レンオキシド及び2.7moi’/mo1のプロピレンオキシドでアルコキシル
化したC13〜C15の直鎖状第一アルコール38.5%、トリアセチン5%、
三リン酸ナトリウム30%、ソーダ灰4%、微量のオキソボラートを含む1水和
化ホウ酸ナトリウム15.5%、TAED 4%、その0,1%がリン酸である
EDT^0.25%、^erosil O,6%、SCMC1%及びプロテアー
ゼ0.6%から成る配合組成で調製した。pHを9〜10の値、例えば約9.8
に調整した。リパーゼ及びプロテアーゼの双方が夫々的0.5%存在した。
実施例D5:
本発明の実施例の1つとして、嵩密度600,71以上を有する顆粒状の本発明
の粉末洗剤を、界面活性剤約20重量%でその約10%がドデシルベンゼンスル
ホン酸ナトリウムで残りが5yoperonie^7及び5ynperonie
^3(約5.5%〜4.5%)の混合物、中性無機塩(例えば硫酸ナトリウム)
非含有、ホスフェートビルグー約33%、4水和過ホウ酸ナトリウム約16%、
TAED活性化物質約4.5%、ケイ酸ナトリウム約6%、及び約2%の炭酸ナ
トリウムを含む微量成分、水分的10%か一ゼ及びリパーゼ)を含む。
実施例D6:
本発明の1つの実施例として嵩密度800y#以上、または約550g/lを有
する顆粒状の粉末洗剤を、その約9%または約7%がドデシルベンゼンスルホン
酸ナトリウムまたは直鎖状アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムで残りが5y
n−peronie^7及び5ynperonie^3(または同様のエトキシ
レート)(夫々的5%及び6%または約4%及び7%)の混合物から成る界面活
性剤約20重量%、または約16重量%以上、中性無機塩(例えば[酸ナトリウ
ム)非含有、ゼオライトビルグー約30%または約25%、4水和または1水和
過ホウ酸ナトリウム約14%または約15%、TAED活性化物質約3.6%、
約9%または15%以下の炭酸ナトリウムを含む微量成分、De−quest
202O47(T約0.7%、水分約10%から成る配合組成で調製した。酵素
(夫々的o 、 5 ?、;のプロテアーゼ及びリパーゼまたは約0.2%のリ
パーゼ及び約07%のプロテアーゼ)が含まれている。
実施系D6a :
本発明の1つの実施例として嵩密度600g/1以上を有する顆粒状の粉末洗剤
を、その約7?コが直鎖状アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、2%が第一
アルコールKM塩で残りが5ynperon i e^7及び同様のエトキシレ
ートから成る界面活性剤約15重量%、中性無機塩(例えばPI酸ナトリウム)
非含有、ゼオライトビルグー約22%、4水和過ホウ酸ナトリウム約15%、T
AED活性化物質約7%、約15%の炭酸ナトリウムを含む微量成分、Dequ
est 202O47(T約0.7%、水分約10%から成る配合組成で調製し
た。酵素(全体で約1.2%のプロテアーゼ及びリパーゼ)が存在する。
実施例D7:
本発明の1つの実施例として粉末洗剤を、ドデシルベンゼンスルホンvi6%、
7■o1/so1のエチレンオキシドと縮合したC12〜C15の直鎖状アルコ
ール5%、脂肪酸石鹸3%、5okolan CP5ポリマー(TM)3%、ゼ
オライトA 22%、炭酸ナトリウム10%、硫酸ナトリウム17%、クレー粒
子8%、4水和過ホウ酸ナトリウム13%、テトラアセチルエチレンジアミン2
%、プロテアーゼ0.5%、微量成分及び100%までの水から成る配合組成で
調製した。 pllを9〜10の値に調整した。リパーゼ及びプロテアーゼが夫
々的0.5%存在する。
実方1例D8・
本発明の1つの実施例として棒状洗剤(石鹸)を、完全鹸化した82%獣脂と1
8%ヤシ油とを主成分とし、0.15%のオルトリン酸で中和し、プロテアーゼ
(棒状組成物1agあたり約8にU)と混合し、ギ酸ナトリウム2%、ホウ砂2
%、プロピレングリコール2%及び硫酸ナトリウム1%と混合し、次いで石鹸生
産ラインで固形製品として圧出する。製品はリパーゼ及び10テアーゼを夫々的
0.5%含む。
実施例D9:
構造化した液体洗剤は、プロテアーゼ(約0.5%)及び本文に記載のリパーゼ
(約0.5%)に加えて、非イオン性界面活性剤2〜15%、非イオン性及び任
意に加えてもよいアニオン性の界面活性剤合計5〜40%、ホスフェート含有ま
たは非含有ビルグー5〜35%、高分子増粘剤例えば分子量10’以上の架橋ア
クリルポリマー0.2〜0.8%、例えば中性水ガラスの形態のケイ酸ナトリウ
ム10%以上を含有し、所望のpll好ましくはpF19〜10またはそれ以上
例えばpH11以上に調整するためのアルカリ(例えばカリウム含有アルカリ)
を含有し、ナトリウムカチオン:シリケートカチオン(遊離シリカ)の重量比0
.7:1未満で、粘度0.3〜30Pis (20℃及び20s−1)である。
この実施例の適当な変形例は、約5%の非イオン性界面活性剤、1モルあたり約
5EOの基及び約2.7のPO基でアルコキシル化されたC13〜C15アルコ
ール、シリカ対酸化ナトリウムの重量比3,5の中性水ガラス15〜23%、K
OB 13〜19%、5TPP 8〜23%、炭酸ナトリウム0〜11%、Ca
rbopol 941(TM)0.5%を含む。
実施例D10=
洗濯に適した構造化粘性水性液体洗剤を以下の配合組成で調製する(重量%):
クエン酸 2.5
ホウ砂(10aq) 4
NaOH2
グリセロール 5
C14〜C15直鎖状アルキルベンゼンスルホネートまたはC14〜C15第一
アルコール硫酸塩 6.5Synperonie^3
非イオン性C12〜C153EO1,2Synperonie ^7
非イオン性C12〜C157EO3,6ゼオライト 20
プロテアーゼ 0.5
アミラーゼ(Termamyl 300LDX) 0.2微量成分及び水 10
0%まで
pnを9〜10の値に調整し得る。酵素はリパーゼ(約0.5%)を含む。
実施例吋1:
洗濯に適した等方性水性液体洗剤を以下の配合組成で調製する(重量%):
クエン酸 2
ホウ酸 l
NaOH3
KO[l 4.5
グリセロール 10
エタノール 6.5
非イオン性界面話性嗣
(C12アルコール 65EO工トキシレート基/mo1)または第一アルコー
ル硫酸+トリウム 10
オレイン酸 16
ヤシ油(C12)石鹸 11
10テアーゼ 0.5
微量成分及び水 100%まで
pHを9〜10の値に調整し得る。酵素はリパーゼ(約0.5%)を含む。
実施例D12゜
水性液体洗剤組成物を以下の配合組成で調製する:アルキルベンゼンスルホン酸
ナトリウム 14.5CtSナトリウム石鹸 2
非イオン性洗剤(012〜C156EO) 9脂肪酸くオレイン酸)4.5
アルケニルコハク酸ナトリウム 11
プロパンジオール 1.5
エタノール 3.6
クエン酸ナトリウム 3.2
錯化剤、例えばDequest 2060 0.7塩化ナトリウム 0.5
微量成分及び水 100%まで
pi(を9〜10の値に調整し得る。酵素はリパーゼ(約0.5%)を含む。
実施例D13 :
水性液体洗剤組成物を以下の配合組成で調製する・アルキルベンゼンスルホン酸
ナトリウム 8非イオン性洗剤6.5E0 10
オレインジエチルアミド 10
脂肪酸(C12/C1875:25) 18クエン酸ナトリウム 1
トリエタノールアミン 5
Dequest 2060 0.5
微量成分及び水 100%まで
pnを9〜10の値に調整し得る。酵素はリパーゼ(約0.5%)を含む。
実施例D14:
非水性液体洗剤組成物を以下の配合組成で調製する:液体非イオン性洗浄剤(C
10〜12.6.2EO) 4L$トリアセチン 5
直鎖状アルキルベンゼンスルホン酸 6酸化マグネシウム安定剤 1
炭酸ナトリウムビルダー/塩基 18
炭酸カルシウムビルダー 8
漂白剤活性化物質TAED 3.5
漂白剤前駆物質1水和過ホウ酸塩 10.5部分疎水性シリカ 2
プロテアーゼ 0.4
リパーゼ(Lipolase) 0.3微量成分又は追加した液体非イオン性
界面活性剤(非水性)100%
この組成物を調製するときは、液体非イオン性界面活性剤とトリアセチンとをま
ず添加し、次いで酸化マグネシウムを添加し、次に酵素以外のその他の諸成分を
添加する。
混合物をコロイドミルで混練して冷却し、最後に(1種または複数の)酵素及び
その他の熱感受性微量成分を添加する−。
プロテアーゼ(0,5%)及びリパーゼ(約0.5%)をこの段階で添加する。
EP O342177の実施例に記載の洗剤調製物にリパーゼ(約0.5%)を
添加して使用してもよい。
本文の記載、図面、請求の範囲及び参考文献に基づいて本発明の多数の変更及び
変形が可能であること、本発明の開示がかかる変更及び変形のすべてを包含する
こと、また、本文の記載、参考文献、請求の範囲及び図面に記載及び図示した諸
特徴の任意の組み合わせが可能であることは当業者に明らかであろう。
、:19MVR5MR5RiノAARAVAIJALAV−DTYAATRYP
VILVH,(:LAGTD −KFANVVDYWYにIQSDLQ5HG
−CCGAAGG?GTACcTCC;CGAATCTCTCGGGATTCC
AにAGCGACGACGGGCCGAACCにCCGC241−−−−−−−
−−+−−−−−−−−−十−−−−−−−−−+−−−−−−−−−+−−−
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国際調査報告
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Claims (37)
- 1.rDNA手法によって微生物から産生され、プロテアーゼ及び/または酸化 剤による攻撃に対して改良された安定性及び/または対応する親酵素に比較して 増加した活性を与える少なくとも1つの突然変異をそのアミノ酸配列に含むリパ ーゼ酵素。
- 2.Chromobacter viscosum var lipolyti cum NRRLB−3673に由来のリパーゼ、AlcaligenesPL −679,ATCC31371もしくはFERH−P3783に由来のリパーゼ 、またはPseudomonasfluorescnsIAH1057に由来の リパーゼに対して感作された抗血清と交差免疫反応性を示す請求項1に記載のリ パーゼ。
- 3.リパーゼタンパク質産生物のループ構造が物理的もしくは化学的変性または 酵素開裂に対して安定しているようにrDNA手法によって修飾されたアミノ酸 配列を有する請求項1または2の記載のリパーゼ。
- 4.(i)ズブチリシン開裂部位、即ち親酵素中のズブチリシン開裂を受け易い 結合のいずれかの側の5残基以内の配列を、例えば突然変異以前に存在していた 該部位の構成部分であった1つまたは2つ好ましくは3つのアミノ酸残基を欠失 させることによって修飾するか、あるいは、(ii)少なくとも1つの塩基性ア ミノ酸残基、または少なくとも1つのプロリン残基をこのような開裂部位に挿入 または置換によって導入するか、あるいは、(iii)かかる部位に正電荷をも つアミノ酸を導入または負電荷をもつアミノ酸を除去することによって該部位の 静電ポテンシャルを変更することによって、ズブチリシンプロテアーゼなどのプ ロテアーゼによる攻撃に対するリパーゼの安定性を改良するように選択された( 1つ以上の)アミノ酸配列修飾を有する請求項1から3のいずれか一項に記載の リパーゼ。
- 5.(i)突然変異がPs.glumaeまたはその相同体に由来のリパーゼの 配列に基づく突然変異、例えば突然変異H154Pであるか、またはPs.ce paciaもしくはその相同体に由来のリパーゼの配列に基づく突然変異、例え ばS153Pのとき等に、親酵素中のズブチリシン開裂を受け易い結合が開裂す る際に新しいN−末端になるアミノ酸残基がプロリンによって置換されているこ と、及び/または、(ii)突然変異がPs.glumaeまたはその相同体に 由来のリパーゼの配列に基づく突然変異、例えば突然変異V150Dであるとき 等に、かかる易開裂結合から2つまたは4つの位置のアミノ酸残基が荷電アミノ 酸残基またはより極性のアミノ酸残基によって置換されることを特徴とする請求 項4に記載のリパーゼ。
- 6.配列からメチオニン残基を除去すべく欠失または置換によって配列のメチオ ニン残基を修飾することによって、酸化性失活に対するリパーゼの安定性を改良 するように選択されたアミノ酸配列の(1つ以上の)修飾を有することを特徴と する請求項1から5のいずれか一項に記載のリパーゼ。
- 7.細菌リパーゼ、例えばPseudomonas glumaeのアミノ酸配 列と実質的に相同のアミノ酸配列を有し、対応する細菌リパーゼをコードする遺 伝子またはその突然変異体を宿主微生物に導入するrDNA手法に基づいて異種 真核宿主微生物によって産生され、かくして、前記遺伝子の起原である親微生物 によって産生されるリパーゼとは異なるようにグリコシル化したことを特徴とす るリパーゼ。
- 8.負電荷残基(例えばアスパラギン酸またはグルタミン酸の残基)を欠失させ るかまたはこれらを中性残基(例えば、セリン、グリシン、プロリン)によって 置換する、中性もしくは負電荷残基を正電荷アミノ酸残基(例えばアルギニンま たはリシン)によって置換する、または、正電荷残基を挿入するなどによってリ パーゼの実効正電荷及びpIを増加させるように選択されたアミノ酸配列の(1 つ以上の)修飾を含むこと、例えば、P3.glumaeリパーゼまたはその相 同体の配列に比べて実効正電荷及びpIの増加した突然変異D157R、D55 A及びI110Kを含むことを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載 のリパーゼ。
- 9.グリコシル化部位になり得るアミノ酸を導入または除去するように選択され たアミノ酸配列の(1つ以上の)修飾;例えばP3.glumaeリパーゼまた はその相同体の配列に突然変異D157T及び/または*155aGを含むこと を特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載のリパーゼ。
- 10.ヌクレオチド配列の一部が、請求項2に記載し且つ第1のリパーゼに免疫 的に関連した別のリパーゼをコードするヌクレオチド配列の実質的に対応する部 分によって置換されていることを特徴とする請求項2及び3から9のいずれか一 項に記載のリパーゼ。
- 11.Ps.glumaeリパーゼまたはその相同体の配列に対してアミノ酸配 列の1つ以上の次の修飾: V150A;V150S;V150D;V150K;D159E;H154P; S153P;S153R;H154R;D157R;S153C;H154G; S153P+H154P;S152P+H154P;V150P+H154P; V150P+S152P+H154P;S153R+H154R;S153G+ H154G;S151R+H154P;S153C+B154P;S152*+ S153*+E154P;S152A+*152aL+*153aG+*154 aP(152〜154位の配列SSHが3つの正味の挿入を含むALSGHPに なる);S152A+*152aL+*153aG+*154aP+N155R +T156L+D157P+D159N(152〜159位の配列SSHNTD QDが3つの正味の挿入を含むALSGHPRLPQNになる); N48S;N238S;*155aG;D157T;N48S+N238S;H 15A;T109D;T110K;R8D;R8Q;R61P;K70Q;A7 4S;S87A;R94D;R49Q;D55A;D56A;D263E;D1 21E;D287E;H285A;及び/またはH254I を有することを特徴とする請求項1から10のいずれか一項に記載のリパーゼ。
- 12.実質的に図2に示すアミノ酸配列またはその機能性等価物を有し、同じく 図2に示すプレプローリパーゼまたはその機能性等価物に実質的に対応する改造 遺伝子を含む人工的に改造された微生物に由来する請求項1から11のいずれか 一項に記載のリパーゼ。
- 13.タンパク質が、ズブチリシンプロテアーゼによる開裂に対して改良された 耐性を与える1つ以上の突然変異を含み、該突然変異は、(1)ズブチリシン開 裂部位の配列、即ち親酵素中のズブチリシン開裂を受け易い結合のいずれかの側 の5残基以内の配列を、突然変異以前に存在していたかかる部位の部分を構成す る1つまたは2つ好ましくは3つのアミノ酸残基の欠失によって修飾するか、ま たは、(ii)かかる開裂部位に少なくとも1つの塩基性アミノ酸残基もしくは 少なくとも1つのプロリン残基を挿入もしくは置換によって導入するか、または 、(iii)かかる部位に正電荷アミノ酸を導入するかもしくは負電荷アミノ酸 を除去することによって該部位の静電ポテンシャルを変更することによって、ズ ブチリシンプロテアーゼなどのプロテアーゼによる攻撃に対する該タンパク質の 安定性を改良するように選択されたアミノ酸配列の(1つ以上の)修飾を含んで おり、該突然変異が例えば、(a)親酵素中のズブチリシン開裂を受け易い結合 が開裂する際に新しいN−末端になるアミノ酸残基がプロリンによって置換され た突然変異、及び/または、(b)かかる易開裂結合から2つまたは4つの位置 のアミノ酸残基が荷電アミノ酸残基またはより極性のアミノ酸残基によって置換 された突然変異であることを特徴とする突然変異タンパク質。
- 14.異種起原の遺伝子またはリパーゼのアミノ酸配列に影響を与える少なくと も1つの突然変異を含む遺伝子であってプロテアーゼ及び/または酸化剤による 攻撃に対して改良された安定性及び/または対応する親酵素に比べて増加した活 性をリパーゼに与えるrDNA手法によって作製された遺伝子を有する人工的に 改造された微生物を発酵培養する段階と、微生物によって産生されたリパーゼを 発酵ブイヨンから分離するかまたは微生物の細胞を発酵ブイヨンから分離するこ とによってリパーゼ調製物を調製する段階と、分離した細胞を破壊し、物理的ま たは化学的濃縮または精製処理によって前記ブイヨンまたは前記細胞からリパー ゼを濃縮または部分精製する段階を含む請求項1から13のいずれか一項に記載 の突然変異リパーゼの産生方法。
- 15.更に、リパーゼ調製物をカプセル化する段階を含む請求項14に記載の方 法。
- 16.請求項1から12のいずれか一項に記載のリパーゼをコードする遺伝子を 含むベクターによって形質転換され、該リパーゼを発現し得る人工的に改造され た微生物。
- 17.細菌リパーゼをコードする遺伝子または種々の微生物に由来の原核生物リ パーゼもしくは真核生物リパーゼの突然変異体形をコードする遺伝子を含み、前 記リパーゼは、その例が、Chromobacter viscosum va r lipolyticum NRRLB−3673に由来のリパーゼ、Alc aligenes PL−679,ATCC 31371もしくはFERH−P 3783に由来のリパーゼ、またはPseudomo−nas fluores cens IAH 1057に由来のリパーゼに対して感作された抗血清と交差 免疫反応性を示すリパーゼであり、従ってこれらのリパーゼを発現させ得る異種 宿主となり得ることを特徴とする人工的に改造された微生物。
- 18.宿主生物のシグナル配列または分泌配列として機能する(修飾)プレ−配 列をコードする遺伝子フラグメントの5′末端に融合することによって微生物に 導入されるリパーゼコード遺伝子を含む人工的に改造された微生物。
- 19.E.coli;Ps.aeruginosa;Ps.putidaもしく はPs.glumae(旧称Ps.gladioli)から選ばれたグラム陰性 菌などのグラム(−)陰性菌に代表される原核生物、またはBacil−lus 、CorynebacteriumもしくはStaphylococcus属か ら選択された原核生物であることを特徴とする請求項16から18のいずれか一 項に記載の人工的に改造された微生物。
- 20.Pseudomonas putida種に所属し、Ps.glumae (Ps.gladioliと同義)に由来のリパーゼ遺伝子を発現する請求項1 9に記載の人工的に改造された微生物。
- 21.Saccharomyces属もしくはHansenla属の酵母、また はAspergillus属の真菌類のごとき真核生物から成る請求項16から 18のいずれか一項に記載の人工的に改造された微生物。
- 22.請求項1から12のいずれか一項に記載のリパーゼをコードする組換えD NAベクターを含み、祖先細胞の1つの栄養要求性マーカーをコードする遺伝子 の遺伝子置換によって栄養要求性突然変異体として作製された請求項16から2 1のいずれか一項に記載の人工的に改造された微生物。
- 23.天然形リパーゼをコードする遺伝子が別の構造遺伝子によって置換されて いることを特徴とする請求項16から22のいずれか一項に記載の人工的に改造 された微生物。
- 24.実費質に図2に示す配列の成熟リパーゼまたはその機能性等価物またはそ の突然変異体をコードする塩基配列を有し、その最終翻訳コドンの直後に停止コ ドンが存在すること、また、成熟リパーゼをコードするヌクレオチド配列の直ぐ 上流に、該リパーゼのプレ配列をコードするヌクレオチド配列が存在し得ること を特徴とするポリヌクレオチド。
- 25.請求項1から12のいずれか一項に記載のリパーゼをコードする塩基配列 を有すること、最終翻訳コドンの直後に停止コドンを有すること、また、成熟リ パーゼをコードするヌクレオチド配列の直ぐ上流に、対応するプレ配列の少なく とも一部及び/または選択宿主生物に適したシグナルまたは分泌配列をコードす るヌクレオチド配列を有し得ることを特徴とするするポリヌクレオチド。
- 26.実質的に図2に示した配列の成熟リパーゼまたはその機能性等価物または その突然変異体をコードする塩基配列を有するポリヌクレオチドであって、少な くとも1つ好ましくはできるだけ多数のコドンが請求項16から23のいずれか 一項に記載の新しい宿主によって好まれ且つ等価のアミノ酸残基をコードするコ ドンを形成するための「サイレント」突然変異の主体となり、従って改良された 安定性をもつ導入遺伝子のメッセンジャ−RNAが使用された宿主中に与えられ るように、起原生物に由来のリパーゼをコードするヌクレオチド配列が修飾され ているポリヌクレオチド。
- 27.プロ−または成熟リパーゼをコードするヌクレオチド配列の上流に、請求 項16から23のいずれか一項に記載の宿主に適したシグナルまたは分泌配列を コードするヌクレオチド配列が配置された請求項25または26に記載のポリヌ クレオチド。
- 28.当該ポリヌクレオチドのヌクレオチド配列の一部が、請求項2に記載の誘 導体であり且つ第1のリパーゼと免疫的に関連する別のリパーゼをコードするヌ クレオチド配列の実質的に対応する部分によって置換されていることを特徴とす る請求項2に記載のリパーゼをコードする請求項25から27のいずれか一項に 記載のポリヌクレオチド。
- 29.リパーゼ遺伝子をコードするヌクレオチド配列の発現を導くために以下の 成分: (a)成熟リパーゼもしくはプレリパーゼ(例えば図2のリパーゼまたはこれに 基づく突然変異配列)または(選択宿主細胞に好まれる)分泌シグナルの直ぐ下 流のプレ配列の一部が除去された対応プレリパーゼをコードするDNAであって 、翻訳されるべき遺伝子部分がATCコドンで開始しないときには、前端にAT Cコドンが配置され、翻訳されるべき遺伝子部分が適当な停止コドンで終了する かまたは停止コドンが付加された二重鎖(ds)DNA;(b)リパーゼをコー ドするdsDNA(成分(a))のプラス鎖の上流に位置する(選択宿主生物に 適した)発現レギュロン;(c)リパーゼをコードするdsDNA(成分(a) )のプラス鎖の下流に位置する(選択宿主細胞に適した)ターミネータ配列を含 んでおり;また (d)選択宿主のゲノムまたは選択宿主の適当な複製起原に、更に場合により栄 養要求性選択マーカーに、dsDNAを組込み易くするヌクレオチド配列; (e)(請求項16から23のいずれかに記載の宿主に適した)複製起原として 、リパーゼの前駆物質体の1つの成熟及び/または分泌に関与するタンパク質を コードするDNA配列;を含み得る組換えDNAベクター。
- 30.Chromobacter viscosumvar lipolyti cum NRRL B−3673に由来のリパーゼ、Alcaligenes PL−679,ATCC 31371もしくはFERH−P 3783に由来の リパーゼ、またはPseudomonasfluorescens IAH 1 057に由来のリパーゼに対して感作された抗血清と交差免疫反応性を示すリパ ーゼをコードする遺伝子を含む請求項29に記載の組換えDNAベクター。
- 31.更に、上記に定義したポリヌクレオチドの上流及び/または下流に、リパ ーゼの機能性発現を容易にするための配列を含む請求項29または30に記載の 組換えDNAベクター。
- 32.栄養要求性マーカーのコーディング領域と欠損プロモーター領域とから成 る栄養要求性マーカーを含む請求項29から31のいずれか一項に記載の組換え DNAベクター。
- 33.請求項1から13のいずれかに記載のリパーゼ酵素またはタンパク質を含 み、場合によりズブチリシンプロテアーゼを含み、残りの洗剤成分が: (a)ホスフェートビルダー、アニオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、 アクリルもしくは等価のポリマー、過ホウ酸もしくは過酸漂白剤前駆物質、アミ ノ含有漂白剤活性化物質、シリケートまたはその他の構造化剤、使用中に所望p Hに調整するためのアルカリ及び中性無機塩を含有する粉末洗剤として配合され るか; (b)ゼオライトビルダー、アニオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、ア クリルもしくは等価のポリマー、過ホウ酸漂白剤もしくは過酸前駆物質、アミノ 含有漂白剤活性化物質、シリケートまたはその他の構造化剤、使用中に所望pH に調整するためのアルカリ及び中性無機塩を含有する粉末洗剤として配合される か; (c)アニオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、保湿剤、有機酸もしくは その他のビルダー、苛性アルカリを含み、pHが9〜10の値に調整された水性 液体洗剤として配合されるか; (d)直鎖状アルコキシル化第1アルコールから実質的に成る非イオン性液体界 面活性剤、トリアセチン、三リン酸ナトリウム、苛性アルカリ、1水和過ホウ酸 漂白剤前駆物質、第三アミノ漂白剤活性化物質を含み、pH約9〜10に調整さ れた非水性液体洗剤として記合されるか;(e)夫々アルコキシル化度約7及び 約3のアニオン性界面活性剤と非イオン性界面活性剤混合物、実質的に零に近い 少量の中性無機塩、ホスフェートビルダー、過ホウ酸もしくは過酸漂白剤前駆物 質、第三アミン漂白剤活性化物質、ケイ酸ナトリウム、微量成分及び水分を含有 する嵩密度600g/l以上の顆粒状の粉末洗剤として配合されるか;(f)ア ルコキシル化度約7及び約3のアニオン性界面活性剤と非イオン性界面活性剤混 合物、実質的に零に近い少量の中性無機塩、ゼオライトビルダー、過ホウ酸もし くは過酸漂白剤前駆物質、第三アミン漂白剤活性化物質、ケイ酸ナトリウム、微 量成分及び水分を含有する嵩密度600g/l以上の顆粒状の粉末洗剤として配 合されるか;(g)アニオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、アクリルポ リマー、脂肪酸石鹸、炭酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、クレー粒子、過ホウ酸 もしくは過酸漂白剤前駆物質、第三アミン漂白剤活性化物質、ケイ酸ナトリウム 、微量成分及び水分を含有する粉末洗剤として配合されるか;(h)オルトリン 酸で中和された獣脂及びヤシ油の完全鹸化混合物を主成分とする石鹸を含むか、 またはC6〜C16のアルキルベンゼンスルホネート、トリポリリン酸ナトリウ ム、炭酸カルシウム及びナトリウム並びにカルボキシメチルセルロースを含むも のであって、プロテアーゼと混合され、更にギ酸ナトリウム、ホウ砂、プロピレ ングリコール及び硫酸ナトリウムと混合され、石鹸製造ラインで圧出された固形 石鹸または固形合成洗剤として配合された酸素洗剤組成物。
- 34.界面活性剤1lあたり0.4〜0.8gに対応する割合で使用されるとき pH9以下の洗液を与えるように配合された請求項33に記載の酸素洗剤組成物 。
- 35.界面活性剤1lあたり0.4〜0.8gに対応する割合で使用されるとき イオン強度0.03以下、例えば0.02以下または0.01以下の洗液を与え るように配合された請求項33に記載の酵素洗剤組成物。
- 36.界面活性剤1lあたり0.4〜0.8gに対応する割合で使用されるとき pH8.5以上の洗液を与えるように配合された請求項33に記載の酵素洗剤組 成物。
- 37.界面活性剤1lあたり0.4〜0.8gに対応する割合で使用されるとき イオン強度0.01以上、例えば0.02以上の洗液を与えるように配合された 請求項33に記載の酵素洗剤組成物。
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