使用硫酯酶变异体的脂质的制造方法_2

文档序号:8344252阅读:来源:国知局
号的 氨基酸以外的区域。即,(b)的蛋白质所具有的氨基酸序列是以序列号1的第112号至第 414号的氨基酸序列为基本,相当于该序列中的序列号1的第209号的氨基酸由色氨酸以选 自苏氨酸、谷氨酸以及丙氨酸中的任一氨基酸置换,进一步,该序列中的实施了该置换的相 当于209号的氨基酸以外的1个或多个氨基酸发生了缺失、置换、插入或附加后的氨基酸序 列。
[0040] 通常,编码酶蛋白质的氨基酸序列未必如果不保存全部区域的序列就不显示酶活 性,已知即使氨基酸序列发生变化也存在不对酶活性产生影响的区域。在这样的对酶活性 不必须的区域中,即使导入有氨基酸的缺失、置换、插入或附加这样的变异,也可以维持酶 本来的活性。在本发明中也这样地保持了硫酯酶活性,并且可以使用由氨基酸序列部分缺 失等而发生了变化的变异体。
[0041] 另外,改变蛋白质具有硫酯酶活性可以通过使用了 Acyl-ACP作为基质的体外活 性测定法,例如 Robert M et al. Plant Cell Physiol. 40 (2) :155-163 (1999)中记载的方 法来进行确认。
[0042] 在所述(b)的蛋白质中,"1个或多个氨基酸",从提高脂质生产能力的观点出发, 优选为1~10个,进一步优选为1~5个,特别优选为1~2个。
[0043] 所述(a)和(b)的蛋白质,除了相当于序列号1的第112号至第414号的氨基酸 序列的氨基酸序列以外,也可以具有其它氨基酸序列。作为其它氨基酸序列,从提高脂质生 成能力的观点出发,优选为序列号1的第1号至第111号的氨基酸序列或者其一部分序列。
[0044] 从提高脂质生产能力的观点出发,作为所述(a)和(b)的蛋白质,优选为下述(c) 和(d)的蛋白质。
[0045] (c)由序列号1所示的氨基酸序列中第209号的氨基酸由色氨酸置换为苏氨酸、谷 氨酸或者丙氨酸的氨基酸序列构成,并且具有硫酯酶活性的蛋白质;
[0046] (d)由在(c)的氨基酸序列中第209号以外的1个或多个氨基酸缺失、置换、插入 或者附加后的氨基酸序列构成,并且具有硫酯酶活性的蛋白质。
[0047] 所述(C)的蛋白质具有序列号1所示的野生型硫酯酶的氨基酸序列中相当于第 209号的色氨酸以选自苏氨酸、谷氨酸以及丙氨酸中的任一氨基酸进行了置换的氨基酸序 列。将第209号的氨基酸被置换为苏氨酸的硫酯酶变异体的氨基酸序列表示为序列号3,将 第209号的氨基酸被置换为谷氨酸的硫酯酶变异体的氨基酸序列表示为序列号5,将第209 号的氨基酸被置换为丙氨酸的硫酯酶变异体的氨基酸序列表示为序列号7。
[0048] 所述⑷的蛋白质是具有相当于序列号1所示的野生型硫酯酶的氨基酸序列中的 第209号的色氨酸以选自苏氨酸、谷氨酸以及丙氨酸中的任一氨基酸进行置换,进一步第 209号以外的1个或多个氨基酸发生了缺失、置换、插入或附加而成的氨基酸序列,并且具 有硫酯酶活性的蛋白质。
[0049] 在所述⑷的蛋白质中,"1个或多个氨基酸",从提高脂质生产能力的观点出发, 优选为1~10个,进一步优选为1~5个,更加优选为1~2个。
[0050] 2.编码硫酯酶变异体的基因
[0051] 作为编码所述(a)~(d)的蛋白质的基因,可以列举下述(e)~(h)的基因,但是 本发明并没有限定于此。
[0052] (e)具有序列号2的第334号至第1245号的碱基序列、且相当于序列号2的第625 号~第627号的碱基由编码色氨酸的碱基置换为编码苏氨酸、谷氨酸或者丙氨酸的碱基的 碱基序列,并且编码具有硫酯酶活性的蛋白质的基因;
[0053] (f)具有(e)的基因的碱基序列中相当于序列号2的第625号~第627号的碱基 以外的1个或多个碱基缺失、置换、插入或者附加后的碱基序列,并且编码具有硫酯酶活性 的蛋白质的基因;
[0054] (g)由序列号2所示的碱基序列中编码第625号~第627号的色氨酸的碱基被置 换为编码苏氨酸、谷氨酸或者丙氨酸的碱基的碱基序列构成,并且编码具有硫酯酶活性的 蛋白质的基因;
[0055] (h)由(g)的基因的碱基序列中第625号~第627号以外的1个或多个碱基缺失、 置换、插入或者附加后的碱基序列构成,并且编码具有硫酯酶活性的蛋白质的基因。
[0056] 序列号2所示的碱基序列是来自椰子的编码野生型硫酯酶的基因的碱基序列的 一个例子。
[0057] 在所述(f)或(h)的基因的碱基序列中,"1个或多个碱基",从提高脂质生成能力 的观点出发,优选为1~10个,进一步优选为1~5个,特别优选为1~2个。
[0058] 作为所述(g)的基因的碱基序列,将编码色氨酸的碱基被置换为苏氨酸的碱基序 列的一个例子表示为序列号4,将编码色氨酸的碱基被置换为谷氨酸的碱基序列的一个例 子表示为序列号6,将编码色氨酸的碱基被置换为丙氨酸的碱基序列的一个例子表示为序 列号8。
[0059] 硫酯酶变异体以及编码其的基因通常可以通过基因工程学的方法来得到。例如, 取得野生型硫酯酶的氨基酸序列信息或碱基序列信息,基于其通过部位特定变异导入法等 的方法对规定位置的氨基酸序列或碱基序列进行置换(变异)。
[0060] 野生型硫酯酶的氨基酸序列(序列号1)以及编码其的碱基序列(例如,序列号 2)可以由GenBank等的数据库得到(例如,GenBank中,蛋白质序列!AEM72521. 1,mRNA序 列:JF338905.1)。基于得到的序列,通过人工合成取得编码野生型硫酯酶的基因。基因 的人工合成可以利用Irwitrogen公司等的服务。另外,通过将来自椰子的编码野生型硫 酯酶的基因克隆也可以取得,例如,可以通过Molecular Cloning-A LABORATORY MANUAL THIRD EDITION[Joseph Sambrook, David ff. Russell, Cold Spring Harbor Laboratory Press (2001)]记载的方法等来进行。
[0061] 作为部位特异的变异的导入方法,例如,可以列举后述的实施例中使用的剪 接重叠延伸(Splicing overlap extension (SOE))PCR 反应(Horton et al., Gene 77, 61-68, 1989)的方法、ODA 法(Hashimoto-Gotoh et al.,Gene, 152, 271-276, 1995)或 者 Kunkel 法(Kunkel, Τ· A.,Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1985, 82, 488)等。另外,也可以 利用 Site-Directed Mutagenesis System Mutan-SuperExpress Km 试剂盒(TAKARA BIO INC.)、Transformer TM Site-Directed Mutagenesis 试剂盒(Clonetech 公司)或者 KOD-Plus-Mutagenesis Kit (东洋纺织)等的市售的试剂盒。其中,在本发明中,从部位特 异的变异导入高效的观点出发,优选通过Kunkel法进行。
[0062] 作为调制本发明中使用的编码硫酯酶变异体的基因的具体方法,可以列举:首先, 使用 In-Fusion (注册商标)HD Cloning 试剂盒(Clonthech, Mountain View, California) 将来自椰子的克隆后的野生型硫酯酶基因的碱基序列(例如,序列号2所示的碱基序列) 编入载体。接着,将得到的载体DNA作为模板,将含有编码序列号1所示的氨基酸序列中的 第209号的氨基酸由色氨酸置换为苏氨酸、谷氨酸或者丙氨酸的氨基酸序列的碱基序列的 寡核苷酸(例如,具有序列号13或14所示的碱基序列的寡核苷酸)用作引物,通过PCR法 扩增DNA片段。在此,作为PCR的反应条件的优选的一个例子,可以列举在94°C下进行将双 链DNA成为单链的热变性反应30秒,在55°C下进行使引物对杂交于单链DNA的退火反应约 30秒,在72°C下进行使DNA聚合酶作用的伸长反应约70秒,将这些作为1个循环,进行该 循环30次。
[0063] 用特异地切断甲基化DNA的2ml酶对PCR反应中扩增的DNA进行处理,使用其转 化大肠杆菌,用含有抗生素的平板培养基选择。通过用转化后的大肠杆菌进行质粒提取,可 以取得编码导入有目标的氨基酸变异的硫酯酶变异体的基因。
[0064] 3.转化子(重组体)
[0065] 本发明的转化子是在宿主中导入编码所述(a)或(b)的蛋白质的基因而得到的。 该转化子与导入有野生型硫酯酶基因的转化子相比,显著地提高了脂质的生产能力。另外, 对于野生型硫酯酶和硫酯酶变异体的脂肪酸和脂质的生产能力,可以通过实施例中使用的 方法来进行测定。
[0066] 本发明的转化子是通过用通常的遗传工程学的方法在宿主中导入编码硫酯酶变 异体的基因而得到的。具体来说,可以通过调制能够在宿主细胞中表达编码硫酯酶变异体 的基因的载体,将其导入宿主细胞中使宿主细胞发生转化来制作。
[0067] 作为转化子的宿主没有特别地限定,可以使用微生物、藻类、植物体或动物体。从 制造效率和得到的脂质的利用性的观点出发,作为宿主,优选为微生物、藻类或者植物,进 一步优选为微生物或者藻类,更加优选为微生物。
[0068] 用作宿主的微生物可以是原核生物、真核生物的任一种。作为原核生物,可以列 举属于埃希氏菌(Escherichia)属的微生物或属于芽孢杆菌(Bacillus)属的微生物。作 为真核生物,可以列举酵母或丝状菌等。其中,从有用物质的生产性的观点出发,优选为大 肠杆菌(Escherichia coli)、枯草杆菌(Bacillus subtil is)、红代酵母(Rhodosporidium toruloides)、或者被抱霉菌(Mortierella sp.),进一步优选为大肠杆菌或枯草杆菌,更加 优选为大肠杆菌。
[0069] 作为植物,从种子中含有高含量的脂质的观点出发,优选为拟南芥(Arabidopsis thaliana)、油菜好、椰子、掠榈、萼距花或者麻风树(Jatropha curcas),进一步优选为拟南 芥。
[0070] 作为藻类,从确立基因重组方法的观点出发,优选为蓝藻(Synechocystis sp.)、 衣藻或者褐指藻,进一步优选为蓝藻。
[0071] 作为成为表达载体的母体的载体,可以是将编码硫酯酶变异体的基因导入宿主, 并且能够在宿主细胞内表达该基因的载体。例如,可以使用具有根据导入的宿主的种类的 启动子或终止子等表达调节区域的载体,且具有复制起始点或选择标记等的载体。另外,可 以是在质粒等的染色体外进
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