KR20150113170A

KR20150113170A - 탄수화물 분해 폴리펩티드 및 이의 용도

Info

Publication number: KR20150113170A
Application number: KR1020157023753A
Authority: KR
Inventors: 알릭 피테르 로스; 드 르네 마르셀 용; 마이케 아펠두른
Original assignee: 디에스엠 아이피 어셋츠 비.브이.
Priority date: 2013-02-04
Filing date: 2014-02-03
Publication date: 2015-10-07
Also published as: PL3686280T3; WO2014118360A2; US20200190495A1; DK3686280T3; US20180245059A1; US10655115B2; US11447759B2; EP3686280A1; EP3202900A1; KR102134498B1; HRP20220917T1; US20190136213A1; WO2014118360A3; ES2802807T3; DK3447136T3; DK3202900T3; CA2900140A1; US10316305B2; ES2923460T3; EP3686280B1

Abstract

본 발명은 서열번호 2, 7, 12, 17, 22, 27, 32, 37, 42, 47, 52, 57, 62, 67 또는 72에 기재된 아미노산 서열; 서열번호 1, 6, 11, 16, 21, 26, 31, 36, 41, 46, 51, 56, 61, 66 또는 71, 또는 서열번호 4, 9, 14, 19, 24, 29, 34, 39, 44, 49, 54, 59, 64, 69 또는 74의 뉴클레오티드 서열에 의해 코딩된 아미노산 서열; 또는 이의 변이체 폴리펩티드 또는 변이체 폴리뉴클레오티드를 포함하는, 헤미셀룰라제(hemicellulase) 활성을 갖는 폴리펩티드에 관한 것으로서, 이때 상기 변이체 폴리펩티드는 서열번호 2, 7, 12, 17, 22, 27, 32, 37, 42, 47, 52, 57, 62, 67 또는 72에 기재된 서열과 75% 이상의 서열 동일성을 갖거나, 상기 변이체 폴리뉴클레오티드는 서열번호 2, 7, 12, 17, 22, 27, 32, 37, 42, 47, 52, 57, 62, 67 또는 72에 기재된 서열과 75% 이상의 서열 동일성을 갖는 폴리펩티드를 코딩한다. 본 발명은 신규 유전자의 전체 길이 코딩 서열뿐만 아니라 유전자 또는 아미노산 서열의 전체 길이 기능성 단백질 및 기능성 균등물의 아미노산 서열도 특징으로 한다. 또한, 본 발명은 산업 공정에서 상기 폴리펩티드를 사용하는 방법에 관한 것이다. 이들 단백질들을 제조하는 데에 적합한, 본 발명에 따른 폴리뉴클레오티드로 형질전환된 세포도 본 발명에 포함된다.

Description

탄수화물 분해 폴리펩티드 및 이의 용도{CARBOHYDRATE DEGRADING POLYPEPTIDE AND USES THEREOF}

본 발명은 리그노셀룰로스성(lignocellulosic) 물질 분해 활성을 갖는 폴리펩티드를 코딩하는 유전자를 포함하는 서열에 관한 것이다. 본 발명은 신규 유전자의 전체 길이 코딩 서열뿐만 아니라 전체 길이 기능성 단백질의 아미노산 서열, 및 상기 유전자 또는 아미노산 서열의 변이체 및 단편을 특징으로 한다. 또한, 본 발명은 산업 공정에서 이들 단백질들을 사용하는 방법에 관한 것이다. 이들 단백질들을 제조하는 데에 적합한, 본 발명에 따른 폴리뉴클레오티드로 형질전환된 세포도 본 발명에 포함된다. 또한, 본 발명은 숙주 유기체, 예컨대, 아스퍼길러스 니게르(Aspergillus niger) 및/또는 라삼소니아 에머소니이(Rasamsonia emersonii)에서 리그노셀룰로스성 물질 분해 활성을 갖는 폴리펩티드를 코딩하는 유전자의 성공적인 발현에 관한 것이다.

탄수화물은 지구상에서 가장 풍부한 유기 화합물을 구성한다. 그러나, 이 탄수화물의 대다수가 전분(종자 및 곡물에서 주요 저장 탄수화물)을 비롯한 복합 중합체, 및 리그노셀룰로스로서 공지되어 있는 탄수화물과 리그닌의 집합체에 격리되어 있다. 리그노셀룰로스의 주요 탄수화물 성분은 셀룰로스, 헤미셀룰로스 및 펙틴이다. 이들 복합 중합체들은 종종 리그노셀룰로스로서 총칭된다.

재생가능한 리그노셀룰로스성 바이오매스(biomass)를 발효가능한 당으로 생물전환시킨 후, 상기 발효가능한 당을 발효시켜 액체 연료에 대한 대체물로서 알코올(예를 들면, 에탄올)을 생성하는 것은 OPEC에 의한 석유 생산량의 감소 때문에 오일 위기가 발생한 때인 1970년대 이후 연구자들의 집중적인 관심을 끌고 있다. 에탄올은 지난 이십년 동안 미국에서 가솔린에 대한 10% 블렌드로서 광범위하게 사용되고 있고 브라질에서 차량용 순수 연료로서 사용되고 있다. 보다 최근에는, 85% 에탄올 블렌드인 E85의 사용이 특히 청정 도시 적용분야를 위해 시행되고 있다. 연료 바이오에탄올의 중요성은 오일 가격의 증가 및 그의 공급원의 점진적인 고갈과 동시에 증가할 것이다. 추가로, 발효가능한 당은 플라스틱, 중합체 및 다른 바이오-기제 생성물을 생성하는 데에 사용되고 있고, 이 산업은 실질적으로 성장하여 석유-기제 공급원료 대신에 공급원료로서 사용될 수 있는 풍부한 저렴한 발효가능한 당에 대한 수요를 증가시킬 것으로 예상된다.

식물 바이오매스에서 이러한 많은 양의 탄수화물의 격리는 당(다수의 산업 공정 및 농업 공정에 사용될 수 있는 오탄당 및 육탄당 둘다)의 형태로 잠재적인 에너지의 풍부한 공급원을 제공한다. 그러나, 당이 복합 중합체에 갇혀 있어 발효를 위해 용이하게 접근될 수 없기 때문에 이들 탄수화물들의 막대한 에너지 잠재력은 현재 충분히 이용되지 않고 있다. 식물 바이오매스로부터 당을 생성하는 방법은 화학물질, 플라스틱, 예를 들면, 석신산 및 (바이오)연료(에탄올, 메탄올, 부탄올, 합성 액체 연료 및 바이오가스를 포함함)로의 발효를 위한 풍부한 경제적 경쟁력이 있는 공급원료를 제공할 것이다.

셀룰로스성 공급원료의 종류와 관계없이 효소의 비용 및 가수분해 효율은 바이오매스 생물전환 공정의 상업화를 제한하는 주요 요인이다. 미생물에 의해 생성된 효소의 생산 비용은 효소 생성 균주의 생산성 및 발효 브로쓰에서의 최종 활성 수율과 밀접하게 관련되어 있다.

효소에 의한 리그노셀룰로스성 바이오매스 분해 및 셀룰라제(cellulase) 생성을 이해하기 위한 지난 수십년의 계속된 연구에도 불구하고, 신규 고도 활성 셀룰라제 및 헤미셀룰라제(hemicellulase)를 발견하거나 조작하는 것은 여전히 요구된다. 리그노셀룰로스성 물질의 신속하고 효율적인 생물분해를 수행할 수 있는 고효율적인 효소 조성물, 특히 증가된 열안정성을 갖는 이러한 셀룰라제 및 헤미셀룰라제를 구축하는 것도 매우 요구될 것이다.

이러한 효소는 화학물질, 플라스틱, 예를 들면, 석신산 및 (바이오)연료(에탄올, 메탄올, 부탄올, 합성 액체 연료 및 바이오가스를 포함함)로의 발효용 및 엔사일링(ensiling)용 당을 생성하는 데에 사용될 수 있고, 다른 산업 공정, 예를 들면, 식품 또는 사료, 직물, 펄프 또는 종이, 또는 세제 산업 및 다른 산업에서 효소로서도 사용될 수 있다.

본 발명은 서열번호 2, 7, 12, 17, 22, 27, 32, 37, 42, 47, 52, 57, 62, 67 또는 72에 기재된 아미노산 서열; 서열번호 1, 6, 11, 16, 21, 26, 31, 36, 41, 46, 51, 56, 61, 66 또는 71, 또는 서열번호 4, 9, 14, 19, 24, 29, 34, 39, 44, 49, 54, 59, 64, 69 또는 74의 뉴클레오티드 서열에 의해 코딩된 아미노산 서열; , 또는 이의 변이체 폴리펩티드 또는 변이체 폴리뉴클레오티드를 포함하는, 헤미셀룰라제 활성 또는 표 1에 따른 활성을 갖는 폴리펩티드를 제공하는데, 이때 상기 변이체 폴리펩티드는 서열번호 2, 7, 12, 17, 22, 27, 32, 37, 42, 47, 52, 57, 62, 67 또는 72에 기재된 서열과 75% 이상의 서열 동일성을 갖거나, 상기 변이체 폴리뉴클레오티드는 서열번호 2, 7, 12, 17, 22, 27, 32, 37, 42, 47, 52, 57, 62, 67 또는 72에 기재된 서열과 75% 이상의 서열 동일성을 갖는 폴리펩티드를 코딩한다.

[표 1]

본 발명의 폴리펩티드는 바람직하게는 β-자일로시다제, α-갈락토시다제, 자일로글루카나제, α-아라비노푸라노시다제, 엔도-자일라나제, 만노시다제/자일로시다제, 페룰로일 에스터라제, 자일로시다제, 엔도-엑소-자일라나제 또는 α-글루쿠로니다제 활성을 갖는다.

나아가, 본 발명은 헤미셀룰라제를 코딩하는 핵산 서열을 제공하는데, 이때 상기 핵산 서열은

(a) 서열번호 1, 6, 11, 16, 21, 26, 31, 36, 41, 46, 51, 56, 61, 66 또는 71, 서열번호 4, 9, 14, 19, 24, 29, 34, 39, 44, 49, 54, 59, 64, 69 또는 74, 또는 서열번호 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70 또는 75의 핵산 서열과 70% 이상의 동일성을 갖는 핵산 서열;

(b) 서열번호 1, 6, 11, 16, 21, 26, 31, 36, 41, 46, 51, 56, 61, 66 또는 71, 서열번호 4, 9, 14, 19, 24, 29, 34, 39, 44, 49, 54, 59, 64, 69 또는 74, 또는 서열번호 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70 또는 75의 핵산 서열의 상보체와 혼성화하는 핵산 서열;

(c) (i) 서열번호 2, 7, 12, 17, 22, 27, 32, 37, 42, 47, 52, 57, 62, 67 또는 72의 아미노산 서열, (ii) 서열번호 2, 7, 12, 17, 22, 27, 32, 37, 42, 47, 52, 57, 62, 67 또는 72의 아미노산 서열과 70% 이상의 동일성을 갖는 아미노산 서열, 또는 (iii) 1개, 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 7개, 8개, 9개, 10개, 11개 또는 12개의 아미노산이 서열번호 2, 7, 12, 17, 22, 27, 32, 37, 42, 47, 52, 57, 62, 67 또는 72의 아미노산 서열과 상이한 아미노산 서열을 코딩하는 핵산 서열; 및

(d) (a), (b) 또는 (c)에 정의된 뉴클레오티드 서열의 역 상보체인 뉴클레오티드 서열

로 구성된 군으로부터 선택된다.

본 발명은 본 발명의 폴리뉴클레오티드를 포함하는 핵산 구축물 또는 벡터, 및 본 발명의 폴리펩티드, 또는 본 발명의 핵산 구축물 또는 벡터를 포함하는 세포도 제공한다.

본 발명의 한 양태에 따르면, 세포는 진균 세포, 바람직하게는 아크레모늄(Acremonium), 아가리커스(Agaricus), 아스퍼길러스(Aspergillus), 아우레오바시듐(Aureobasidium), 크리소스포리움(Chrysosporium), 코프리너스(Coprinus), 크립토코커스(Cryptococcus), 필리바시듐(Filibasidium), 푸사리움(Fusarium), 후미콜라(Humicola), 마그나포르테(Magnaporthe), 뮤코르(Mucor), 마이셀리오프쏘라(Myceliophthora), 네오칼리마스틱스(Neocallimastix), 뉴로스포라(Neurospora), 패실로마이세스(Paecilomyces), 페니실리움(Penicillium), 피로마이세스(Piromyces), 파네로캐테(Panerochaete), 플레우로터스(Pleurotus), 쉬조필룸(Schizophyllum), 탈라로마이세스(Talaromyces), 라삼소니아(Rasamsonia), 써모아스커스(Thermoascus), 티엘라비아(Thielavia), 톨리포클라듐(Tolypocladium) 및 트라이코데르마(Trichoderma) 속으로 구성된 군으로부터 선택된 진균 세포이다. 본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명의 세포의 하나 이상의 유전자가 전체적으로 또는 부분적으로 결실되어 있거나, 넉아웃되어 있거나 파괴되어 있고, 이때 임의적으로 상기 유전자는 프로테아제(protease)를 코딩한다.

본 발명은 헤미셀룰라제 또는 표 1에 따른 활성을 갖는 본 발명에 따른 폴리펩티드를 제조하는 방법으로서, 상기 폴리펩티드의 발현을 허용하는 조건 하에서 본 발명의 세포를 배양하는 단계 및 임의적으로 발현된 폴리펩티드를 회수하는 단계를 포함하는 방법도 제공한다. 나아가, 본 발명은 (i) 본 발명의 폴리펩티드; 및 (ii) 셀룰라제, 추가 헤미셀룰라제 및/또는 펙티나제(pectinase)를 포함하는 조성물을 제공하고, 바람직하게는 상기 셀룰라제는 GH61, 셀로바이오하이드롤라제(cellobiohydrolase), 셀로바이오하이드롤라제 I, 셀로바이오하이드롤라제 II, 엔도-β-1,4-글루카나제(glucanase), β-글루코시다제(glucosidase) 또는 β-(1,3)(1,4)-글루카나제이고/이거나, 상기 헤미셀룰라제는 엔도-자일라나제, β-자일로시다제, α-L-아라비노푸라노시다제, α-D-글루쿠로니다제. 페룰로일 에스터라제, 쿠마로일 에스터라제(coumaroyl esterase), α-갈락토시다제, β-갈락토시다제, β-만나나제(mannanase) 또는 β-만노시다제이다.

추가로, 본 발명은 헤미셀룰로스를 포함하는 기질, 임의적으로 식물 물질을 처리하는 방법으로서, 상기 기질을 본 발명의 폴리펩티드 및/또는 본 발명의 조성물과 접촉시키는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 양태는 리그노셀룰로스성 물질로부터 당을 제조하기 위한 본 발명의 폴리펩티드 및/또는 본 발명의 조성물의 용도에 관한 것이다.

본 발명은 탄수화물 물질 분해 또는 탄수화물 가수분해 활성을 갖는 폴리펩티드를 제조하는 방법으로서, 상기 폴리펩티드의 발현을 허용하는 조건 하에서 본 발명의 세포를 배양하는 단계 및 임의적으로 발현된 폴리펩티드를 회수하는 단계를 포함하는 방법; 이러한 방법에 의해 수득될 수 있는 폴리펩티드; 및 (i) 본 발명의 폴리펩티드 및 (ii) 셀룰라제, 헤미셀룰라제 및/또는 펙티나제를 포함하는 조성물도 제공한다.

탄수화물 물질 분해 또는 탄수화물 가수분해 활성을 갖는 본 발명의 폴리펩티드는 산업 공정에서 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 탄수화물 물질을 포함하는 기질을 처리하는 방법으로서, 상기 기질을 본 발명의 폴리펩티드 또는 조성물과 접촉시키는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.

구체적으로, 본 발명은 리그노셀룰로스성 물질로부터 당 또는 당들을 제조하는 방법으로서, 리그노셀룰로스성 물질을 본 발명의 폴리펩티드 또는 조성물과 접촉시키는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.

이 방식으로 제조된 당은 발효 공정에서 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 발효 생성물을 제조하는 방법으로서, 전술된 방법을 이용하여 발효가능한 당을 제조하는 단계; 및 생성된 발효가능한 당을 발효시켜 발효 생성물을 제조하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.

본 발명의 폴리펩티드 또는 조성물은 예를 들면, 식품의 제조, 세제의 제조, 동물 사료의 제조, 펄프의 처리, 종이의 제조, 옷감 또는 직물의 제조 또는 이들의 세정에 사용될 수도 있다.

본 발명은 식물 물질 또는 리그노셀룰로스성 물질을 본 발명의 폴리펩티드 또는 조성물과 접촉시킴으로써 수득될 수 있는 가공된 물질; 본 발명의 폴리펩티드 또는 조성물을 포함하는 식품 또는 사료; 및 본 발명에 따른 폴리뉴클레오티드, 폴리펩티드, 벡터 또는 세포를 포함하는 식물 또는 이의 일부도 제공한다.

도 1은 아스퍼길러스 니게르에서의 유전자의 발현을 위한 pGBTOP의 맵을 보여준다. 글루코아밀라제(glucoamylase) 프로모터(PglaA)로부터 발현된 관심있는 유전자(GOI)가 도시되어 있다. 추가로, 발현 카세트의 글루코아밀라제 플랭크(3' glaA)가 도시되어 있다. 본원에서 관심있는 유전자는 이하에 정의된 Temer00088, Temer09484, Temer08028, Temer02362, Temer08862, Temer04790, Temer05249, Temer06848, Temer02056, Temer03124, Temer09491, Temer06400, Temer08570, Temer08163 또는 Temer07305의 코딩 서열이다.
도 2는 RePepA 좌위로 표적화되는, 라삼소니아 에머소니이 내의 Temer00088, Temer09484, Temer08028, Temer02362, Temer08862, Temer04790, Temer05249, Temer06848, Temer02056, Temer03124, Temer09491, Temer06400, Temer08570, Temer08163 또는 Temer07305 과다발현 구축물에 대한 기초인 플라스미드 Te pep.bbn의 도시적 도표를 보여준다. 벡터는 RePepA 좌위에서의 표적화를 위해 RePepA ORF의 업스트림에 있는 1500 bp 5' 플랭킹 영역 1.5 kb를 포함하고, lox66 부위, 아스퍼길러스 니둘란스(A. nidulans) gpdA 프로모터에 의해 유도되는 ble 코딩 영역의 비-기능성 5' 부분(5' ble) 및 ccdB 유전자도 포함한다.
도 3은 라삼소니아 에머소니이에서 RePepA ORF, 및 시작 ATG 코돈의 업스트림에 있는 약 1500개 뉴클레오티드를 Temer00088, Temer09484, Temer08028, Temer02362, Temer08862, Temer04790, Temer05249, Temer06848, Temer02056, Temer03124, Temer09491, Temer06400, Temer08570, Temer08163 또는 Temer07305의 발현 카세트로 교체할 목적으로 Temer00088, Temer09484, Temer08028, Temer02362, Temer08862, Temer04790, Temer05249, Temer06848, Temer02056, Temer03124, Temer09491, Temer06400, Temer08570, Temer08163 또는 Temer07305를 함유하는 pEBA 발현 벡터와 함께 이분(bipartite) 유전자 표적화 방법에서 사용된 플라스미드 pEBA1006의 도시적 도표를 보여준다. 벡터는 ble 코딩 영역의 3' 부분, 아스퍼길러스 니둘란스 trpC 종결요소(terminator), lox71 부위, RePepA ORF의 2500 bp 3' 플랭킹 영역 및 pUC19의 골격(인비트로겐(Invitrogen), 네덜란드 브레다 소재)을 포함한다. 라삼소니아 에머소니이 균주의 형질전환 전, 에스케리키아 콜라이(E. coli) DNA를 제한효소 NotI로 분해하여 제거하였다.
도 4는 라삼소니아 에머소니이에서 RePepA ORF, 및 시작 ATG 코돈의 업스트림에 있는 약 1500개 뉴클레오티드를 Temer00088, Temer09484, Temer08028, Temer02362, Temer08862, Temer04790, Temer05249, Temer06848, Temer02056, Temer03124, Temer09491, Temer06400, Temer08570, Temer08163 또는 Temer07305의 발현 카세트로 교체할 목적으로 pEBA1006 벡터와 함께 이분 유전자 표적화 방법에서 사용된 Temer00088, Temer09484, Temer08028, Temer02362, Temer08862, Temer04790, Temer05249, Temer06848, Temer02056, Temer03124, Temer09491, Temer06400, Temer08570, Temer08163 또는 Temer07305를 함유하는 pEBA 발현 플라스미드의 도시적 도표를 보여준다. 벡터는 RePepA 좌위에서의 표적화를 위해 RePepA ORF의 업스트림에 있는 1500 bp 5' 플랭킹 영역 1.5 kb를 포함하고, 라삼소니아 에머소니이 프로모터 2, Temer00088, Temer09484, Temer08028, Temer02362, Temer08862, Temer04790, Temer05249, Temer06848, Temer02056, Temer03124, Temer09491, Temer06400, Temer08570, Temer08163 또는 Temer07305 코딩 영역 및 아스퍼길러스 니둘란스 amdS 종결요소(TamdS)로 구성된 Temer00088, Temer09484, Temer08028, Temer02362, Temer08862, Temer04790, Temer05249, Temer06848, Temer02056, Temer03124, Temer09491, Temer06400, Temer08570, Temer08163 또는 Temer07305 발현 카세트, lox66 부위, 및 아스퍼길러스 니둘란스 gpdA 프로모터에 의해 유도되는 ble 코딩 영역의 비-기능성 5' 부분(5' ble)도 포함한다. 라삼소니아 에머소니이 균주의 형질전환 전, 에스케리키아 콜라이 DNA를 제한효소 NotI로 분해하여 제거하였다.
도 5는 pH 4.5 및 60℃에서 24시간 동안 자일로글루칸 상에서 항온처리한 후 라삼소니아 에머소니이 Temer04790에 의한 올리고머 형성을 시판되는 셀룰라제와 비교하여 보여주는 고성능 음이온 교환 크로마토그래피에 의해 수득된 크로마토그램을 보여준다.
서열목록의 간단한 설명
표 2는 본 발명의 코돈-쌍 최적화된 코딩 서열 서열번호, 아미노산 서열 서열번호, 신호 서열 서열번호, 게놈 DNA 서열 서열번호 및 야생형 코딩 서열 서열번호를 보여준다.
[표 2]

서열번호 76: 라삼소니아 에머소니이 RePepA(플랭크를 포함하는 게놈 서열)
서열번호 77: 라삼소니아 에머소니이 RePepA(cDNA)
서열번호 78: 라삼소니아 에머소니이 RePepA(단백질)
서열번호 79: 아스퍼길러스 니둘란스 gpdA 프로모터 및 ble 코딩 서열의 5' 부분
서열번호 80: ble 코딩 서열의 3' 부분 및 아스퍼길러스 니둘란스 TrpC 종결요소
서열번호 81: 라삼소니아 에머소니이 프로모터 2
서열번호 82: 아스퍼길러스 니둘란스 AmdS 종결요소

본 명세서 및 첨부된 특허청구범위 전체에 걸쳐 용어 "포함한다" 및 "포괄한다", 및 파생어, 예컨대, "포함하고", "포함하는", "포괄하고" 및 "포괄하는"은 포괄적으로 해석되어야 한다. 즉, 이들 용어들은 문맥이 허용하는 경우 구체적으로 언급되지 않은 다른 요소 또는 정수의 가능한 포함을 전달하기 위한 것이다.

본원에서 단수형은 하나 또는 하나 초과의(즉, 하나 또는 하나 이상의) 문법적 객체를 지칭하기 위해 사용된다. 예를 들면, "요소"는 하나의 요소 또는 하나 초과의 요소를 의미할 수 있다.

본 발명은 폴리펩티드, 예를 들면, 탄수화물 물질을 변경시키는, 예를 들면, 분해하는 능력을 갖는 효소를 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 제공한다. 탄수화물 물질은 하나 이상의 탄수화물을 포함하거나, 하나 이상의 탄수화물로 구성되거나 실질적으로 하나 이상의 탄수화물로 구성된 물질이다. 본원에서 효소는 폴리펩티드의 서브클래스이다.

본원에서 기질(공급원료로서도 지칭됨)은 그 내부의 탄수화물 물질이 변경되도록 본 발명에 따른 효소로 처리될 수 있는 탄수화물 물질을 포함하는 물질을 지칭하기 위해 사용된다. 기질은 탄수화물 물질 이외에 비-탄수화물 물질 및 전분을 포함하나 이들로 한정되지 않는 임의의 다른 성분을 함유할 수 있다.

Temer09484

전형적으로, 본 발명의 폴리펩티드는 서열번호 2에 따른 아미노산 서열, 이의 변이체, 전형적으로 서열번호 2의 서열을 갖는 폴리펩티드의 기능성 균등물인 서열, 또는 이들 중 어느 하나의 단편인 서열을 갖는, 적어도 β-자일로시다제 활성을 갖는 폴리펩티드(Temer09484로서 가칭됨)를 코딩한다.

β-자일로시다제(EC 3.2.1.37)는 1,4-β-D-자일란의 가수분해를 촉진하여 비-환원 말단으로부터 연속적인 D-자일로스 잔기를 제거할 수 있는 임의의 폴리펩티드이다. 이러한 효소는 자일로바이오스(xylobiose)도 가수분해할 수 있다. 이 효소는 자일란 1,4-β-자일로시다제, 1,4-β-D-자일란 자일로하이드롤라제, 엑소-1,4-β-자일로시다제 또는 자일로비아제로서도 지칭될 수 있다.

본 발명의 폴리펩티드는 β-자일로시다제 활성 이외에 하나 이상의 대안적 및/또는 추가 탄수화물 분해 및/또는 탄수화물 가수분해 활성, 예를 들면, 본원에서 언급된 다른 탄수화물 분해 및/또는 탄수화물 가수분해 활성들 중 하나를 가질 수 있다.

Temer00088

전형적으로, 본 발명의 폴리펩티드는 서열번호 7에 따른 아미노산 서열, 이의 변이체, 전형적으로 서열번호 7의 서열을 갖는 폴리펩티드의 기능성 균등물인 서열, 또는 이들 중 어느 하나의 단편인 서열을 갖는, 적어도 β-자일로시다제 활성을 갖는 폴리펩티드(Temer00088로서 가칭됨)를 코딩한다.

β-자일로시다제(EC 3.2.1.37)는 1,4-β-D-자일란의 가수분해를 촉진하여 비-환원 말단으로부터 연속적인 D-자일로스 잔기를 제거할 수 있는 임의의 폴리펩티드이다. 이러한 효소는 자일로바이오스도 가수분해할 수 있다. 이 효소는 자일란 1,4-β-자일로시다제, 1,4-β-D-자일란 자일로하이드롤라제, 엑소-1,4-β-자일로시다제 또는 자일로비아제로서도 지칭될 수 있다.

Temer08028

전형적으로, 본 발명의 폴리펩티드는 서열번호 12에 따른 아미노산 서열, 이의 변이체, 전형적으로 서열번호 12의 서열을 갖는 폴리펩티드의 기능성 균등물인 서열, 또는 이들 중 어느 하나의 단편인 서열을 갖는, 적어도 α-갈락토시다제 활성을 갖는 폴리펩티드(Temer08028로서 가칭됨)를 코딩한다.

본원에서 α-갈락토시다제(EC 3.2.1.22; GH27)는 갈락토스 올리고사카라이드, 갈락토만난, 갈락탄 및 아라비노갈락탄을 비롯한 α-D-갈락토사이드에서 말단 비-환원 α-D-갈락토스 잔기의 가수분해를 촉진할 수 있는 임의의 폴리펩티드이다. 이러한 폴리펩티드는 α-D-푸코사이드도 가수분해할 수 있다. 이 효소는 멜리비아제(melibiase)로서도 지칭될 수 있다.

본 발명의 폴리펩티드는 α-갈락토시다제 활성 이외에 하나 이상의 대안적 및/또는 추가 탄수화물 분해 및/또는 탄수화물 가수분해 활성, 예를 들면, 본원에서 언급된 다른 탄수화물 분해 및/또는 탄수화물 가수분해 활성들 중 하나를 가질 수 있다.

Temer02362

전형적으로, 본 발명의 폴리펩티드는 서열번호 17에 따른 아미노산 서열, 이의 변이체, 전형적으로 서열번호 17의 서열을 갖는 폴리펩티드의 기능성 균등물인 서열, 또는 이들 중 어느 하나의 단편인 서열을 갖는, 적어도 α-갈락토시다제 활성을 갖는 폴리펩티드(Temer02362로서 가칭됨)를 코딩한다.

Temer08862

전형적으로, 본 발명의 폴리펩티드는 서열번호 22에 따른 아미노산 서열, 이의 변이체, 전형적으로 서열번호 22의 서열을 갖는 폴리펩티드의 기능성 균등물인 서열, 또는 이들 중 어느 하나의 단편인 서열을 갖는, 적어도 α-갈락토시다제 활성을 갖는 폴리펩티드(Temer08862로서 가칭됨)를 코딩한다.

Temer04790

전형적으로, 본 발명의 폴리펩티드는 서열번호 27에 따른 아미노산 서열, 이의 변이체, 전형적으로 서열번호 27의 서열을 갖는 폴리펩티드의 기능성 균등물인 서열, 또는 이들 중 어느 하나의 단편인 서열을 갖는, 적어도 자일로글루카나제 활성을 갖는 폴리펩티드(Temer04790으로서 가칭됨)를 코딩한다.

본원에서 자일로글루카나제는 β1→4-연결된 글루코스 잔기들(이들 중 대다수가 1-6-연결된 자일로스 측쇄로 치환됨)의 골격인 자일로글루칸의 절단을 촉진하는 자일로글루칸 특이적 엔도-β-1,4-글루카나제이다.

본 발명의 폴리펩티드는 자일로글루카나제 활성 이외에 하나 이상의 대안적 및/또는 추가 탄수화물 분해 및/또는 탄수화물 가수분해 활성, 예를 들면, 본원에서 언급된 다른 탄수화물 분해 및/또는 탄수화물 가수분해 활성들 중 하나를 가질 수 있다.

Temer05249

전형적으로, 본 발명의 폴리펩티드는 서열번호 32에 따른 아미노산 서열, 이의 변이체, 전형적으로 서열번호 32의 서열을 갖는 폴리펩티드의 기능성 균등물인 서열, 또는 이들 중 어느 하나의 단편인 서열을 갖는, 적어도 α-아라비노푸라노시다제 활성을 갖는 폴리펩티드(Temer05249로서 가칭됨)를 코딩한다.

본원에서 α-L-아라비노푸라노시다제(EC 3.2.1.55)는 α-L-아라비노푸라노사이드, (1,2)-연결, (1,3)-연결 및/또는 (1,5)-연결을 함유하는 α-L-아라비난, 아라비노자일란 및 아라비노갈락탄에 작용할 수 있는 임의의 폴리펩티드이다. 이 효소는 α-N-아라비노푸라노시다제, 아라비노푸라노시다제 또는 아라비노시다제로서도 지칭될 수 있다.

본 발명의 폴리펩티드는 α-아라비노푸라노시다제 활성 이외에 하나 이상의 대안적 및/또는 추가 탄수화물 분해 및/또는 탄수화물 가수분해 활성, 예를 들면, 본원에서 언급된 다른 탄수화물 분해 및/또는 탄수화물 가수분해 활성들 중 하나를 가질 수 있다.

Temer06848

전형적으로, 본 발명의 폴리펩티드는 서열번호 37에 따른 아미노산 서열, 이의 변이체, 전형적으로 서열번호 37의 서열을 갖는 폴리펩티드의 기능성 균등물인 서열, 또는 이들 중 어느 하나의 단편인 서열을 갖는, 적어도 α-아라비노푸라노시다제 활성을 갖는 폴리펩티드(Temer06848로서 가칭됨)를 코딩한다.

Temer02056

전형적으로, 본 발명의 폴리펩티드는 서열번호 42에 따른 아미노산 서열, 이의 변이체, 전형적으로 서열번호 42의 서열을 갖는 폴리펩티드의 기능성 균등물인 서열, 또는 이들 중 어느 하나의 단편인 서열을 갖는, 적어도 α-아라비노푸라노시다제 활성을 갖는 폴리펩티드(Temer02056으로서 가칭됨)를 코딩한다.

Temer03124

전형적으로, 본 발명의 폴리펩티드는 서열번호 47에 따른 아미노산 서열, 이의 변이체, 전형적으로 서열번호 47의 서열을 갖는 폴리펩티드의 기능성 균등물인 서열, 또는 이들 중 어느 하나의 단편인 서열을 갖는, 적어도 엔도-자일라나제 활성을 갖는 폴리펩티드(Temer03124로서 가칭됨)를 코딩한다.

본원에서 엔도-자일라나제(EC 3.2.1.8)는 자일란에서 1,4-β-D-자일로사이드 연결의 엔도-가수분해를 촉진할 수 있는 임의의 폴리펩티드이다. 이 효소는 엔도-1,4-β-자일라나제 또는 1,4-β-D-자일란 자일라노하이드롤라제로서도 지칭될 수 있다. 대안적 효소는 글루쿠로노아라비노자일란에서 1,4-자일로사이드 연결을 가수분해할 수 있는 효소인 글루쿠로노아라비노자일란 엔도-자일라나제(EC 3.2.1.136)이다.

본 발명의 폴리펩티드는 엔도-자일라나제 활성 이외에 하나 이상의 대안적 및/또는 추가 탄수화물 분해 및/또는 탄수화물 가수분해 활성, 예를 들면, 본원에서 언급된 다른 탄수화물 분해 및/또는 탄수화물 가수분해 활성들 중 하나를 가질 수 있다.

Temer09491

전형적으로, 본 발명의 폴리펩티드는 서열번호 52에 따른 아미노산 서열, 이의 변이체, 전형적으로 서열번호 52의 서열을 갖는 폴리펩티드의 기능성 균등물인 서열, 또는 이들 중 어느 하나의 단편인 서열을 갖는, 적어도 만노시다제 및/또는 자일로시다제 활성을 갖는 폴리펩티드(Temer09491로서 가칭됨)를 코딩한다.

본원에서 β-자일로시다제(EC 3.2.1.37)는 1,4-β-D-자일란의 가수분해를 촉진하여 비-환원 말단으로부터 연속적인 D-자일로스 잔기를 제거할 수 있는 임의의 폴리펩티드이다. 이러한 효소는 자일로바이오스도 가수분해할 수 있다. 이 효소는 자일란 1,4-β-자일로시다제, 1,4-β-D-자일란 자일로하이드롤라제, 엑소-1,4-β-자일로시다제 또는 자일로비아제로서도 지칭될 수 있다.

본원에서 β-만노시다제(EC 3.2.1.25)는 β-D-만노사이드에서 말단 비-환원 β-D-만노스 잔기의 가수분해를 촉진할 수 있는 임의의 폴리펩티드이다. 이 효소는 만나나제 또는 만나제로서도 지칭될 수 있다.

본 발명의 폴리펩티드는 만노시다제 및/또는 자일로시다제 활성 이외에 하나 이상의 대안적 및/또는 추가 탄수화물 분해 및/또는 탄수화물 가수분해 활성, 예를 들면, 본원에서 언급된 다른 탄수화물 분해 및/또는 탄수화물 가수분해 활성들 중 하나를 가질 수 있다.

Temer06400

전형적으로, 본 발명의 폴리펩티드는 서열번호 57에 따른 아미노산 서열, 이의 변이체, 전형적으로 서열번호 57의 서열을 갖는 폴리펩티드의 기능성 균등물인 서열, 또는 이들 중 어느 하나의 단편인 서열을 갖는, 적어도 페룰로일 에스터라제 활성을 갖는 폴리펩티드(Temer06400으로서 가칭됨)를 코딩한다.

본원에서 페룰로일 에스터라제(EC 3.1.1.73; CE1)는 하기 형태의 반응을 촉진할 수 있는 임의의 폴리펩티드이다: 페룰로일-사카라이드 + H(2)O = 페룰레이트 + 사카라이드. 사카라이드는 예를 들면, 올리고사카라이드 또는 폴리사카라이드일 수 있다. 이 효소는 전형적으로 통상적으로 '천연' 기질에서 아라비노스인 에스터화된 당으로부터의 4-하이드록시-3-메톡시신나모일(페룰로일) 기의 가수분해를 촉진할 수 있다. p-니트로페놀 아세테이트 및 메틸 페룰레이트는 전형적으로 보다 더 약한 기질이다. 이 효소는 신나모일 에스터 하이드롤라제, 페룰산 에스터라제 또는 하이드록시신나모일 에스터라제로서도 지칭될 수 있다. 상기 효소는 자일라나제 및 펙티나제가 식물 세포벽 헤미셀룰로스 및 펙틴을 분해하는 것을 도울 수 있기 때문에 헤미셀룰라제 보조 효소로서도 지칭될 수 있다.

본 발명의 폴리펩티드는 페룰로일 에스터라제 활성 이외에 하나 이상의 대안적 및/또는 추가 탄수화물 분해 및/또는 탄수화물 가수분해 활성, 예를 들면, 본원에서 언급된 다른 탄수화물 분해 및/또는 탄수화물 가수분해 활성들 중 하나를 가질 수 있다.

Temer08570

전형적으로, 본 발명의 폴리펩티드는 서열번호 62에 따른 아미노산 서열, 이의 변이체, 전형적으로 서열번호 62의 서열을 갖는 폴리펩티드의 기능성 균등물인 서열, 또는 이들 중 어느 하나의 단편인 서열을 갖는, 적어도 엔도-자일라나제 활성을 갖는 폴리펩티드(Temer08570으로서 가칭됨)를 코딩한다.

본원에서 β-자일로시다제(EC 3.2.1.37; GH39)는 1,4-β-D-자일란의 가수분해를 촉진하여 비-환원 말단으로부터 연속적인 D-자일로스 잔기를 제거할 수 있는 임의의 폴리펩티드이다. 이러한 효소는 자일로바이오스도 가수분해할 수 있다. 이 효소는 자일란 1,4-β-자일로시다제, 1,4-β-D-자일란 자일로하이드롤라제, 엑소-1,4-β-자일로시다제 또는 자일로비아제로서도 지칭될 수 있다.

본 발명의 폴리펩티드는 자일로시다제 활성 이외에 하나 이상의 대안적 및/또는 추가 탄수화물 분해 및/또는 탄수화물 가수분해 활성, 예를 들면, 본원에서 언급된 다른 탄수화물 분해 및/또는 탄수화물 가수분해 활성들 중 하나를 가질 수 있다.

Temer08163

전형적으로, 본 발명의 폴리펩티드는 서열번호 67에 따른 아미노산 서열, 이의 변이체, 전형적으로 서열번호 67의 서열을 갖는 폴리펩티드의 기능성 균등물인 서열, 또는 이들 중 어느 하나의 단편인 서열을 갖는, 적어도 엔도-자일라나제 및/또는 엑소-자일라나제 활성을 갖는 폴리펩티드(Temer08163으로서 가칭됨)를 코딩한다. Temer08163은 유리하게는 자일로바이오스를 주 생성물로서 생성한다.

본 발명의 폴리펩티드는 엔도-자일라나제 및/또는 엑소-자일라나제 활성 이외에 하나 이상의 대안적 및/또는 추가 탄수화물 분해 및/또는 탄수화물 가수분해 활성, 예를 들면, 본원에서 언급된 다른 탄수화물 분해 및/또는 탄수화물 가수분해 활성들 중 하나를 가질 수 있다.

Temer07305

전형적으로, 본 발명의 폴리펩티드는 서열번호 72에 따른 아미노산 서열, 이의 변이체, 전형적으로 서열번호 72의 서열을 갖는 폴리펩티드의 기능성 균등물인 서열, 또는 이들 중 어느 하나의 단편인 서열을 갖는, 적어도 α-글루쿠로니다제 활성을 갖는 폴리펩티드(Temer07305로서 가칭됨)를 코딩한다.

본원에서 α-D-글루쿠로니다제(EC 3.2.1.139; GH115)는 하기 형태의 반응을 촉진할 수 있는 임의의 폴리펩티드이다: α-D-글루쿠로노사이드 + H(2)O = 알코올 + D-글루쿠로네이트. 이 효소는 α-글루쿠로니다제 또는 α-글루코시듀로나제로서도 지칭될 수 있다. 이 효소는 자일란에 치환기로서 존재할 수도 있는 4-O-메틸화된 글루코론산을 가수분해할 수도 있다. 대안적 효소는 α-1,2-(4-O-메틸)글루쿠로노실 연결의 가수분해를 촉진하는 자일란 α-1,2-글루쿠로노시다제(EC 3.2.1.131)이다.

본 발명의 폴리펩티드는 α-글루쿠로니다제활성 이외에 하나 이상의 대안적 및/또는 추가 탄수화물 분해 및/또는 탄수화물 가수분해 활성, 예를 들면, 본원에서 언급된 다른 탄수화물 분해 및/또는 탄수화물 가수분해 활성들 중 하나를 가질 수 있다.

이와 관련하여 탄수화물은 모든 사카라이드, 예를 들면, 폴리사카라이드, 올리고사카라이드, 다이사카라이드 또는 모노사카라이드를 포함한다.

본 발명에 따른 폴리펩티드는 탄수화물 물질을 화학적으로 분해하거나 물리적으로 분해하거나 탄수화물을 가수분해함으로써 이러한 탄수화물 물질을 변경시킬 수 있다. 탄수화물 물질의 화학적 변경은 예를 들면, 가수분해, 산화 또는 다른 화학적 변경, 예컨대, 라이아제(lyase)의 작용에 의한 이러한 물질의 분해를 초래할 수 있다. 물리적 변경은 화학적 변경을 동반할 수 있거나 동반하지 않을 수 있다.

적합한 탄수화물 물질

리그노셀룰로스용해 또는 리그노셀룰로스성 물질 또는 바이오매스는 자연에 풍부하고 대체 에너지 공급원으로서 큰 가치를 갖는다. 진보된 바이오연료로서도 공지되어 있는 제2 세대 바이오연료는 다양한 종류의 바이오매스로부터 제조될 수 있는 연료이다. 바이오매스는 탄소 주기의 일부로서 신속하게 재생되는 유기 탄소의 임의의 공급원을 의미하는 광범위한 용어이다. 바이오매스는 식물 물질로부터 유래되지만 동물 물질도 포함할 수 있다. 리그노셀룰로스성 바이오매스의 조성은 상이하고, 주성분은 셀룰로스(35% 내지 50%)이고 그 다음 많은 성분은 자일란(20% 내지 35%, 헤미셀룰로스의 일종) 및 리그닌(10% 내지 25%)이고, 이와 더불어 리그노셀룰로스성 바이오매스의 남은 분율을 구성하는 부성분, 예컨대, 단백질, 오일 및 재(ash)가 있다. 리그노셀룰로스성 바이오매스는 다양한 탄수화물들을 함유한다. 용어 "탄수화물"은 생화학에서 가장 일반적인 용어이고, 이때 상기 용어는 사카라이드의 동의어이다. 탄수화물(사카라이드)은 하기 4개의 화학 집단으로 나누어진다: 모노사카라이드, 다이사카라이드, 올리고사카라이드 및 폴리사카라이드. 일반적으로, 보다 작은(저분자량) 탄수화물인 모노사카라이드 및 다이사카라이드는 통상적으로 당으로서 지칭된다.

본 발명의 폴리펩티드에 의한 변경에 적합한 비-전분 탄수화물은 리그노셀룰로스이다. 잠재적인 재생가능한 공급원료로서 간주될 수 있는, 상이한 리그노셀룰로스성 잔기를 포함하는 주요 폴리사카라이드는 셀룰로스(글루칸) 및 헤미셀룰로스(자일란, 헤테로자일란 및 자일로글루칸)이다. 추가로, 일부 헤미셀룰로스는 예를 들면, 목재 유래의 공급원료에서 글루코만난으로서 존재할 수 있다. 가용성 당, 예를 들면, 글루코스, 자일로스, 아라비노스, 갈락토스, 프럭토스, 만노스, 람노스, 리보스, D-갈락투론산 및 다른 헥소스 및 펜토스로의 이들 폴리사카라이드들의 효소 가수분해는 협력하여 작용하는 상이한 효소들의 작용 하에서 일어난다.

리그닌은 특히 목질부 헛물관, 도관 요소 및 후막 세포에서 셀룰로스, 헤미셀룰로스 및 펙틴 성분들 사이의 세포벽내 공간을 채운다. 리그닌은 헤미셀룰로스에 공유연결됨으로써 상이한 식물 폴리사카라이드들을 가교연결하여 기계적 강도를 세포벽 및 더 나아가 식물 전체에 부여한다. 리그닌은 다양한 정도로 메톡실화될 수 있는 상이한 모노리그놀 단량체들에 의해 형성되는 고도 소수성 가교연결된 방향족 중합체성 물질이다. 다양한 정도로 메톡실화되는 하기 3종의 모노리그놀 단량체들이 존재한다: p-쿠마릴 알코올, 코니페릴 알코올 및 시나필 알코올. 이들 리그놀들은 페닐프로파노이드(각각 p-하이드록시페닐(H), 구아이아실(guaiacyl)(G) 및 시링길(syringyl)(S))의 형태로 리그닌 내로 도입된다. 리그닌의 생분해는 식물 원료 물질로부터 바이오연료를 가공하기 위한 전제조건이다. 리그닌은 상이한 전처리 방법을 적용함으로써, 또는 리그니나제(ligninase) 또는 리그닌 변경 효소(LME)를 사용함으로써 분해될 수 있다. 리그닌 분해의 개선은 예를 들면, (헤미)셀룰로스성 성분에의 접근성을 개선함으로써, 또는 (헤미)셀룰라제의 작용에 의해 방출된 올리고사카라이드에서 리그닌-(헤미)셀룰로스 연결을 제거함으로써 바이오연료 가공으로부터의 생산량을 보다 더 우수한 수득 또는 보다 더 우수한 효율 계수까지 끌어올릴 것이다.

추가로, 펙틴 및 다른 펙틴성 물질, 예컨대, 아라비난은 전형적으로 비-목재성 식물 조직으로부터의 세포벽의 건조 질량의 상당한 비율을 차지할 수 있다(건조 질량의 약 4분의 1 내지 2분의 1이 펙틴일 수 있다).

셀룰로스는 β-1,4 결합에 의해 연결된 글루코스 잔기들로 구성된 선형 폴리사카라이드이다. 셀룰로스 섬유의 선형 성질 및 (α에 비해) β-연결된 글루코스의 화학양론은 전분의 고도로 분지된 α-연결된 구조보다 더 가닥간 수소결합하기 쉬운 구조를 발생시킨다. 따라서, 셀룰로스 중합체는 일반적으로 보다 더 낮은 가용성을 갖고 전분에서 발견된 섬유보다 더 단단히 결합된 섬유를 형성한다.

헤미셀룰로스는 복합 중합체이고, 그의 조성은 종종 유기체마다 및 조직 종류마다 광범위하게 달라진다. 일반적으로, 헤미셀룰로스의 주성분은 오탄당인 β-1,4-연결된 자일로스이다. 그러나, 이 자일로스는 종종 O-3 및/또는 O-2에서 분지되고, 아라비노스, 갈락토스, 만노스, 글루쿠론산 또는 갈락투론산과의 연결, 또는 아세트산으로의 에스터화(및 아라비노스로의 페룰산의 에스터화)에 의해 치환될 수 있다. 헤미셀룰로스는 β-연결된 육탄당(예컨대, 앞서 언급된 β-(1,3)(1,4)-글루칸 및 헤테로글루칸)에 대한 일반 용어인 글루칸, 및 추가로 글루코만난(이때, 글루코스 및 만노스 둘다가 β-연결에 의해 서로 연결된 상태로 선형 골격에 존재함)도 함유할 수 있다.

헤미셀룰로스의 조성, 치환 성질 및 분지화 정도는 단자엽 식물(외떡잎 식물, 즉 단일 자엽 또는 종자 잎을 갖는 식물, 예컨대, 옥수수, 밀, 벼, 잔디, 보리)에 비해 쌍자엽 식물(쌍떡잎 식물, 즉 2개의 자엽 또는 종자 잎을 갖는 종자를 갖는 식물, 예컨대, 리마콩, 땅콩, 아몬드, 완두콩, 강낭콩)에서 매우 상이하다. 쌍떡잎 식물에서 헤미셀룰로스는 1,6-β-연결된 자일로실 측쇄를 갖는 1,4-β-연결된 글루코스 쇄인 자일로글루칸으로 주로 구성된다. 대다수의 곡물 작물을 포함하는 외떡잎 식물에서, 헤미셀룰로스의 주성분은 헤테로자일란이다. 이것은 아라비노스, 갈락토스, 만노스 및 글루쿠론산 또는 4-O-메틸-글루쿠론산과의 1,3-α 연결을 갖는 1,4-β-연결된 자일로스 골격 중합체, 및 에스터-연결된 아세트산에 의해 변경된 자일로스로 주로 구성된다. 1,3-β-연결된 글루코실 쇄 및 1,4-β-연결된 글루코실 쇄로 구성된 β-글루칸도 존재한다. 외떡잎 식물에서, 셀룰로스, 헤테로자일란 및 β-글루칸은 세포벽의 건조 물질의 약 15% 내지 25%를 각각 차지하면서 거의 동등한 양으로 존재할 수 있다. 또한, 상이한 식물은 상이한 양 및 상이한 조성의 펙틴성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 사탕무는 건조 중량 기준으로 약 19%의 펙틴 및 약 21%의 아라비난을 함유한다.

따라서, 본 발명의 조성물은 사용될 구체적인 공급원료(기질로서도 지칭됨) 면에서 조정될 수 있다. 다시 말해, 본 발명의 조성물에서 활성의 스펙트럼은 해당 공급원료에 따라 달라질 수 있다.

효소 조합물 또는 물리적 처리가 동시적으로 또는 순차적으로 투여될 수 있다. 효소는 미생물, 효모, 진균, 세균 또는 식물에서 외생적으로 생성된 후 단리될 수 있고 리그노셀룰로스성 공급원료에 첨가될 수 있다. 대안적으로, 효소는 생성되되 단리되지 않고, 미정제 세포 덩어리 발효 브로쓰 또는 식물 물질(예컨대, 옥수수대) 등이 공급원료에 첨가된다. 대안적으로, 미정제 세포 덩어리, 효소 생성 배지 또는 식물 물질이 추가 미생물 생장을 방지하도록 (예를 들면, 가열 또는 항미생물제의 첨가에 의해) 처리된 후 공급원료에 첨가될 수 있다. 이들 미정제 효소 혼합물들은 효소를 생성하는 유기체를 포함할 수 있다. 대안적으로, 효소는 공급원료(예컨대, 옥수수대)를 사용하여 효소를 생성하는 유기체에게 영양을 제공하는 발효에서 생성될 수 있다. 이 방식으로, 효소를 생성하는 식물은 리그노셀룰로스성 공급원료로서 사용될 수 있고 리그노셀룰로스성 공급원료 내로 첨가될 수 있다.

효소 활성

엔도-1,4-β-글루카나제(EG) 및 엑소-셀로바이오하이드롤라제(CBH)는 셀로올리고사카라이드(주 생성물로서 셀로바이오스)로의 불용성 셀룰로스의 가수분해를 촉진하는 반면, β-글루코시다제(BGL)는 올리고사카라이드, 주로 셀로바이오스 및 셀로트라이오스를 글루코스로 전환시킨다.

자일라나제는 다른 보조 효소, 예를 들면, α-L-아라비노푸라노시다제, 페룰로일 및 아세틸자일란 에스터라제, 글루쿠로니다제 및 β-자일로시다제와 함께 헤미셀룰로스의 일부의 가수분해를 촉진한다.

펙틴성 물질은 펙틴, 아라비난, 갈락탄 및 아라비노갈락탄을 포함한다. 펙틴은 식물 세포벽에서 가장 복잡한 폴리사카라이드이다. 펙틴은 어느 정도까지 L-람노스 사이에 배치된 α(1,4)-연결된 D-갈락투론산 유닛들로 구성된 코어 쇄 주변에서 구축된다. 임의의 한 세포벽에는 이 설명과 들어맞는 다수의 구조 유닛들이 존재하고, 일반적으로 단일 펙틴성 분자에서 상이한 구조 유닛들로 구성된 코어 쇄들은 서로 연속적으로 존재한다고 간주된다.

펙티나제는 예를 들면, 엔도-폴리갈락투로나제, 펙틴 메틸 에스터라제, 엔도-갈락타나제, β-갈락토시다제, 펙틴 아세틸 에스터라제, 엔도-펙틴 라이아제, 펙테이트 라이아제, α-람노시다제, 엑소-갈락투로나제, 엑소-폴리갈락투로네이트 라이아제, 람노갈락투로난 하이드롤라제, 람노갈락투로난 라이아제, 람노갈락투로난 아세틸 에스터라제, 람노갈락투로난 갈락투로노하이드롤라제, 자일로갈락투로나제, 및 α-아라비노푸라노시다제를 포함한다.

구조 유닛의 주요 종류는 다음과 같다: 카복실 기 상에서 메탄올로 치환될 수 있고 O-2 및 O-3 상에서 아세테이트로 치환될 수 있는 갈락투로난(호모갈락투로난); 갈락투론산 유닛이 (1,4)-연결된 갈락탄 및 (1,5)-연결된 아라비난 측쇄를 보유하는 람노스 유닛과 교대로 존재하는 람노갈락투로난 I(RGI)(아라비난 측쇄는 람노스에 직접적으로 또는 갈락탄 쇄를 통해 간접적으로 부착될 수 있음); 갈락투론산의 O-3 상에서 단일 자일로실 유닛을 갖는 자일로갈락투로난(RGI와 밀접하게 관련되어 있음); 및 희귀 당, 예를 들면, 아피오스를 함유하는 특히 복잡한 소수 유닛인 람노갈락투로난 II(RGII). RGII 유닛은 적합한 이온성 조건 하에서 보레이트와 함께 에스터를 가역적으로 형성할 수 있는 2개의 아피오실 잔기를 함유할 수 있다.

전술된 바와 같이, 본 발명의 폴리펩티드는 전형적으로 표 1에 따른 활성을 가질 것이다. 그러나, 본 발명의 폴리펩티드는 그 활성 이외에 또는 대신에 전술된 활성들 중 하나 이상을 가질 수 있다. 또한, 본원에 기재된 본 발명의 조성물은 표 1에 따른 활성을 갖는 본 발명의 폴리펩티드에 의해 제공된 활성 이외에 전술된 활성들 중 하나 이상을 가질 수 있다.

폴리뉴클레오티드 서열

본 발명은 Temer00088, Temer09484, Temer08028, Temer02362, Temer08862, Temer04790, Temer05249, Temer06848, Temer02056, Temer03124, Temer09491, Temer06400, Temer08570, Temer08163 또는 Temer07305를 코딩하는 유전자를 포함하는 게놈 폴리뉴클레오티드 서열뿐만 아니라 그의 코딩 서열도 제공한다. 따라서, 본 발명은 서열번호 1, 6, 11, 16, 21, 26, 31, 36, 41, 46, 51, 56, 61, 66 또는 71, 서열번호 4, 9, 14, 19, 24, 29, 34, 39, 44, 49, 54, 59, 64, 69 또는 74, 또는 서열번호 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70 또는 75에 따른 코딩 뉴클레오티드 서열에 따른 게놈 뉴클레오티드 서열을 포함하는 단리된 폴리뉴클레오티드, 및 이의 변이체, 예컨대, 기능성 균등물에 관한 것이다.

구체적으로, 본 발명은 예를 들면, 엄격한 조건 하에서, 바람직하게는 고도로 엄격한 조건 하에서 서열번호 1, 6, 11, 16, 21, 26, 31, 36, 41, 46, 51, 56, 61, 66 또는 71, 서열번호 4, 9, 14, 19, 24, 29, 34, 39, 44, 49, 54, 59, 64, 69 또는 74, 또는 서열번호 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70 또는 75에 기재된 서열을 포함하는 폴리뉴클레오티드의 역 상보체와 선택적으로 혼성화할 수 있는 단리된 폴리뉴클레오티드에 관한 것이다.

보다 구체적으로, 본 발명은 서열번호 1, 6, 11, 16, 21, 26, 31, 36, 41, 46, 51, 56, 61, 66 또는 71, 서열번호 4, 9, 14, 19, 24, 29, 34, 39, 44, 49, 54, 59, 64, 69 또는 74, 또는 서열번호 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70 또는 75에 따른 뉴클레오티드 서열을 포함하거나 본질적으로 이러한 뉴클레오티드 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드에 관한 것이다.

본 발명은 서열번호 2, 7, 12, 17, 22, 27, 32, 37, 42, 47, 52, 57, 62, 67 또는 72에 따른 폴리펩티드 또는 이의 변이체, 예컨대, 기능성 균등물, 또는 이들 중 어느 하나의 단편의 하나 이상의 기능성 도메인을 코딩하는 서열을 포함하거나 본질적으로 이러한 서열로 구성된 단리된 폴리뉴클레오티드에 관한 것이다.

본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "유전자" 및 "재조합 유전자"는 염색체 DNA로부터 단리될 수 있고 예를 들면, 본 발명에 따른 활성을 갖는 단백질을 코딩하는 개방 판독 프레임(open reading frame)을 포함하는 핵산 분자를 지칭한다.

유전자는 코딩 서열, 비-코딩 서열, 인트론 및/또는 조절 서열을 포함할 수 있다. 나아가, 용어 "유전자"는 본원에서 정의된 단리된 핵산 분자를 지칭할 수 있다.

본 발명의 핵산 분자, 예컨대, 서열번호 1, 6, 11, 16, 21, 26, 31, 36, 41, 46, 51, 56, 61, 66 또는 71, 서열번호 4, 9, 14, 19, 24, 29, 34, 39, 44, 49, 54, 59, 64, 69 또는 74, 또는 서열번호 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70 또는 75의 뉴클레오티드 서열을 갖는 핵산 분자, 또는 이의 변이체, 예컨대, 기능성 균등물은 표준 분자생물학 기법 및 본원에서 제공된 서열 정보를 사용함으로써 단리될 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 따른 핵산 분자는 서열번호 1, 6, 11, 16, 21, 26, 31, 36, 41, 46, 51, 56, 61, 66 또는 71의 핵산 서열의 전부 또는 일부를 혼성화 프로브로서 사용하여 표준 기법 및 클로닝 기법(예를 들면, 문헌(Sambrook, J., Fritsh, E. F., and Maniatis, T. Molecular Cloning: A Laboratory Manual.2nd, ed., Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, 1989)에 기재됨)을 이용함으로써 단리될 수 있다.

더욱이, 서열번호 1, 6, 11, 16, 21, 26, 31, 36, 41, 46, 51, 56, 61, 66 또는 71, 서열번호 4, 9, 14, 19, 24, 29, 34, 39, 44, 49, 54, 59, 64, 69 또는 74, 또는 서열번호 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70 또는 75의 전부 또는 일부를 포괄하는 핵산 분자는 서열번호 1, 6, 11, 16, 21, 26, 31, 36, 41, 46, 51, 56, 61, 66 또는 71, 서열번호 4, 9, 14, 19, 24, 29, 34, 39, 44, 49, 54, 59, 64, 69 또는 74, 또는 서열번호 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70 또는 75에 함유된 서열 정보에 근거하여 디자인된 합성 올리고뉴클레오티드 프라이머를 사용하는 중합효소 연쇄 반응에 의해 단리될 수 있다.

본 발명의 핵산은 표준 PCR 증폭 기법에 따라 주형으로서 cDNA, mRNA 또는 대안적으로 게놈 DNA, 및 적절한 올리고뉴클레오티드 프라이머를 사용함으로써 증폭될 수 있다. 이렇게 증폭된 핵산은 적절한 벡터 내로 클로닝될 수 있고 DNA 서열 분석에 의해 특징규명될 수 있다.

나아가, 본 발명에 따른 뉴클레오티드 서열에 상응하거나 혼성화될 수 있는 올리고뉴클레오티드는 표준 합성 기법에 의해, 예를 들면, 자동 DNA 합성기를 이용함으로써 제조될 수 있다.

바람직한 실시양태에서, 본 발명의 단리된 핵산 분자는 서열번호 1, 6, 11, 16, 21, 26, 31, 36, 41, 46, 51, 56, 61, 66 또는 71, 서열번호 4, 9, 14, 19, 24, 29, 34, 39, 44, 49, 54, 59, 64, 69 또는 74, 또는 서열번호 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70 또는 75에 제시된 뉴클레오티드 서열을 포함한다.

또 다른 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 단리된 핵산 분자는 서열번호 1, 6, 11, 16, 21, 26, 31, 36, 41, 46, 51, 56, 61, 66 또는 71, 서열번호 4, 9, 14, 19, 24, 29, 34, 39, 44, 49, 54, 59, 64, 69 또는 74, 또는 서열번호 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70 또는 75에 제시된 뉴클레오티드 서열 또는 이러한 뉴클레오티드 서열의 변이체, 예컨대, 기능성 균등물의 역 상보체인 핵산 분자를 포함한다.

또 다른 뉴클레오티드 서열에 상보적인 핵산 분자는 다른 뉴클레오티드 서열에 혼성화하여 안정한 이중체를 형성할 수 있을 정도로 다른 뉴클레오티드 서열에 충분히 상보적인 핵산 분자이다.

본 발명의 한 양태는 본 발명의 폴리펩티드 또는 이의 변이체, 예컨대, 기능성 균등물, 예를 들면, 생물학적 활성 단편 또는 도메인을 코딩하는 단리된 핵산 분자; 및 본 발명의 폴리펩티드를 코딩하는 핵산 분자를 확인하기 위한 혼성화 프로브로서 사용되기에 충분한 핵산 분자, 및 핵산 분자의 증폭 또는 돌연변이를 위한 PCR 프라이머로서 사용되기에 적합한 이러한 핵산 분자의 단편에 관한 것이다.

본 발명에 따른 폴리뉴클레오티드는 "단리"될 수 있다. 본 발명과 관련하여, "단리된 폴리뉴클레오티드" 또는 "단리된 핵산"은 그 자신의 기원인 유기체의 천연 게놈에서 그 자신과 바로 인접하여 존재하는 코딩 서열들(5' 말단 상의 한 코딩 서열 및 3' 말단 상의 한 코딩 서열) 중 하나 또는 둘다와 바로 인접하여 존재하지 않는 DNA 또는 RNA이다. 따라서, 한 실시양태에서, 단리된 핵산은 코딩 서열에 바로 인접하여 존재하는 5' 비-코딩(예를 들면, 프로모터) 서열들 중 일부 또는 전부를 포함한다. 따라서, 상기 용어는 예를 들면, 벡터, 자율 복제 플라스미드 또는 바이러스, 또는 원핵생물 또는 진핵생물의 게놈 DNA 내로 도입되거나, 다른 서열과 무관하게 별개의 분자(예를 들면, PCR 또는 제한 엔도뉴클레아제(endonuclease) 처리에 의해 생성된 cDNA 또는 게놈 DNA 단편)로서 존재하는 재조합 DNA를 포함한다. 상기 용어는 세포 물질, 바이러스 물질 또는 배양 배지(재조합 DNA 기법에 의해 생성될 때), 또는 화학 전구체 또는 다른 화학물질(화학적으로 합성될 때)을 실질적으로 갖지 않는 추가 폴리펩티드를 코딩하는 하이브리드 유전자의 일부인 재조합 DNA도 포함한다. 나아가, "단리된 핵산 단편"은 단편으로서 천연적으로 존재하지 않고 천연 상태에서 발견되지 않을 핵산 단편이다.

본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "폴리뉴클레오티드" 또는 "핵산 분자"는 DNA 분자(예를 들면, cDNA 또는 게놈 DNA) 및 RNA 분자(예를 들면, mRNA), 및 뉴클레오티드 유사체의 사용에 의해 생성된 DNA 또는 RNA의 유사체를 포함하기 위한 것이다. 핵산 분자는 단일 가닥 또는 이중 가닥일 수 있으나, 바람직하게는 이중 가닥 DNA이다. 핵산은 올리고뉴클레오티드 유사체 또는 유도체(예를 들면, 이노신 또는 포스포로티오에이트 뉴클레오티드)를 사용함으로써 합성될 수 있다. 이러한 올리고뉴클레오티드는 예를 들면, 변경된 염기쌍 형성 능력 또는 뉴클레아제(nuclease)에 대한 증가된 내성을 갖는 핵산을 제조하는 데에 사용될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시양태는 Temer00088, Temer09484, Temer08028, Temer02362, Temer08862, Temer04790, Temer05249, Temer06848, Temer02056, Temer03124, Temer09491, Temer06400, Temer08570, Temer08163 또는 Temer07305 핵산 분자, 예를 들면, Temer00088, Temer09484, Temer08028, Temer02362, Temer08862, Temer04790, Temer05249, Temer06848, Temer02056, Temer03124, Temer09491, Temer06400, Temer08570, Temer08163 또는 Temer07305 핵산 분자의 코딩 가닥에 대한 안티센스 가닥인 단리된 핵산 분자를 제공한다. 본원에 기재된 핵산 분자의 상보적 가닥도 본 발명의 범위 내에 포함된다.

달리 표시되어 있지 않은 한, 본원에서 DNA 분자를 서열결정(sequencing)함으로써 결정된 모든 뉴클레오티드 서열들은 자동 DNA 서열결정기를 이용함으로써 결정되었고, 본원에서 결정된 DNA 분자에 의해 코딩된 폴리펩티드의 모든 아미노산 서열들은 상기 결정된 DNA 서열의 번역에 의해 예측되었다. 따라서, 이 자동 방법에 의해 결정된 임의의 DNA 서열에 대해 당분야에서 공지되어 있는 바와 같이, 본원에서 결정된 임의의 뉴클레오티드 서열은 일부 오류를 함유할 수 있다. 자동화에 의해 결정된 뉴클레오티드 서열은 서열결정된 DNA 분자의 실제 뉴클레오티드 서열과 전형적으로 약 90% 이상, 보다 전형적으로 약 95% 이상 내지 약 99.9% 이상 동일하다.

실제 서열은 당분야에서 잘 공지되어 있는 수동 DNA 서열결정 방법을 비롯한 다른 방법에 의해 보다 더 정확히 결정될 수 있다. 당분야에서도 공지되어 있는 바와 같이, 실제 서열에 비해 결정된 뉴클레오티드 서열에서의 단일 삽입 또는 결실은 결정된 뉴클레오티드 서열에 의해 코딩된 예측된 아미노산 서열이 서열결정된 DNA 분자에 의해 실제로 코딩된 아미노산 서열과 완전히 상이할 정도로 뉴클레오티드 서열의 번역에서 이러한 삽입 또는 결실 지점부터 시작되는 프레임 변동을 야기할 것이다.

당업자는 이러한 오류로 확인된 염기를 확인할 수 있고 이러한 오류를 정정하는 방법을 알고 있다.

본 발명에 따른 핵산 분자는 서열번호 1, 6, 11, 16, 21, 26, 31, 36, 41, 46, 51, 56, 61, 66 또는 71, 서열번호 4, 9, 14, 19, 24, 29, 34, 39, 44, 49, 54, 59, 64, 69 또는 74, 또는 서열번호 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70 또는 75에 제시된 핵산 서열(또는 이의 변이체)의 일부 또는 단편, 예를 들면, 프로브 또는 프라이머로서 사용될 수 있는 단편, 또는 Temer00088, Temer09484, Temer08028, Temer02362, Temer08862, Temer04790, Temer05249, Temer06848, Temer02056, Temer03124, Temer09491, Temer06400, Temer08570, Temer08163 또는 Temer07305의 일부를 코딩하는 단편만을 포함할 수 있다.

Temer00088, Temer09484, Temer08028, Temer02362, Temer08862, Temer04790, Temer05249, Temer06848, Temer02056, Temer03124, Temer09491, Temer06400, Temer08570, Temer08163 또는 Temer07305 유전자 및 cDNA의 클로닝으로부터 결정된 뉴클레오티드 서열은 다른 Temer00088, Temer09484, Temer08028, Temer02362, Temer08862, Temer04790, Temer05249, Temer06848, Temer02056, Temer03124, Temer09491, Temer06400, Temer08570, Temer08163 또는 Temer07305 패밀리 구성원뿐만 아니라, 다른 종으로부터의 Temer00088, Temer09484, Temer08028, Temer02362, Temer08862, Temer04790, Temer05249, Temer06848, Temer02056, Temer03124, Temer09491, Temer06400, Temer08570, Temer08163 또는 Temer07305 상동체의 확인 및/또는 클로닝에 사용되도록 디자인된 프로브 및 프라이머의 생성을 가능하게 한다.

상기 프로브/프라이머는 전형적으로 바람직하게는 고도로 엄격한 조건 하에서 서열번호 1, 6, 11, 16, 21, 26, 31, 36, 41, 46, 51, 56, 61, 66 또는 71, 서열번호 4, 9, 14, 19, 24, 29, 34, 39, 44, 49, 54, 59, 64, 69 또는 74, 또는 서열번호 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70 또는 75에 제시된 뉴클레오티드 서열 또는 이의 변이체, 예컨대, 기능성 균등물의 적어도 약 12개 내지 약 15개, 바람직하게는 약 18개 내지 약 20개, 바람직하게는 약 22개 내지 약 25개, 보다 바람직하게는 약 30개, 약 35개, 약 40개, 약 45개, 약 50개, 약 55개, 약 60개, 약 65개 또는 약 75개 이상의 연속 뉴클레오티드에 혼성화하는 뉴클레오티드 서열의 영역을 전형적으로 포함하는 실질적으로 정제된 올리고뉴클레오티드를 포함한다.

Temer00088, Temer09484, Temer08028, Temer02362, Temer08862, Temer04790, Temer05249, Temer06848, Temer02056, Temer03124, Temer09491, Temer06400, Temer08570, Temer08163 또는 Temer07305 뉴클레오타이드 서열에 근거한 프로브를 사용하여 예를 들면, 다른 유기체에서 동일한 또는 유사한 단백질을 코딩하는 전사체 또는 게놈 Temer00088, Temer09484, Temer08028, Temer02362, Temer08862, Temer04790, Temer05249, Temer06848, Temer02056, Temer03124, Temer09491, Temer06400, Temer08570, Temer08163 또는 Temer07305 서열을 검출할 수 있다. 바람직한 실시양태에서, 프로브는 그에 부착된 표지 기를 더 포함하고, 예를 들면, 표지 기는 방사성 동위원소, 형광 화합물, 효소 또는 효소 보조인자일 수 있다. 이러한 프로브는 Temer09484 단백질을 발현하는 세포를 확인하기 위한 진단 시험 키트의 일부로서 사용될 수도 있다.

본원의 폴리뉴클레오티드는 합성 폴리뉴클레오티드일 수 있다. 합성 폴리뉴클레오티드는 바람직하게는 본원에 참고로 도입되는 국제 특허출원 공개 제WO2006/077258호 및/또는 국제 특허출원 제PCT/EP2007/055943호에 기재된 방법에 따라 코돈 사용에서 최적화될 수 있다. 국제 특허출원 제PCT/EP2007/055943호는 코돈-쌍 최적화를 다룬다. 코돈 쌍 최적화는 폴리펩티드를 코딩하는 뉴클레오티드 서열을 그의 코돈 사용, 특히 사용되는 코돈 쌍에 대하여 변경시켜 폴리펩티드를 코딩하는 뉴클레오티드 서열의 개선된 발현 및/또는 코딩된 폴리펩티드의 개선된 생성을 수득하는 방법이다. 코돈 쌍은 코딩 서열에서 2개의 연속 삼중체들(코돈들)의 세트로서 정의된다.

또한, 본 발명은 전술된 폴리뉴클레오티드를 포함하는 핵산 구축물에 관한 것이다. 본원에서 "핵산 구축물"은 천연 유전자로부터 단리되거나, 자연에 존재하지 않을 방식으로 조합되고 병치되는 핵산 분절들을 함유하도록 변경되어 있는 단일 또는 이중 가닥 핵산 분자로서 정의된다. 용어 "핵산 구축물"은 핵산 구축물이 코딩 서열의 발현에 필요한 모든 조절 서열들을 함유할 때 용어 "발현 카세트"와 동의어이다. 본원에서 정의된 용어 "코딩 서열"은 mRNA로 전사되고 본 발명의 프로테아제 프로모터의 전사 활성화제로 번역되는 서열이다. 코딩 서열의 경계는 일반적으로 mRNA의 5' 말단에 있는 ATG 시작 코돈, 및 mRNA의 3' 말단에서 개방 판독 프레임을 종결하는 번역 정지 코돈 서열에 의해 결정된다. 코딩 서열은 DNA, cDNA 및 재조합 핵산 서열을 포함할 수 있으나 이들로 한정되지 않는다. 바람직하게는, 핵산은 높은 GC 함량을 갖는다. 본원에서 GC 함량은 구축물 내의 G 및 C 뉴클레오티드의 수를 뉴클레오티드의 총 수로 나눈 값(%로 표현됨)을 표시한다. GC 함량은 바람직하게는 56% 이상, 57% 이상, 58% 이상, 59% 이상, 60% 이상, 56% 내지 70%, 또는 58% 내지 65%이다. 바람직하게는, DNA 구축물은 프로모터 DNA 서열, 상기 프로모터 DNA 서열과 작동가능하게 연결된 코딩 서열, 및 조절 서열, 예컨대, 하기 조절 서열을 포함한다:

- 서열 TAAG, TAGA 및 TAAA로부터 선택된, 5'부터 3' 방향으로 배향된 1개의 번역 종결 서열, 바람직하게는 TAAA;

- 서열 GCTACCCCC, GCTACCTCC, GCTACCCTC, GCTACCTTC, GCTCCCCCC, GCTCCCTCC, GCTCCCCTC, GCTCCCTTC, GCTGCCCCC, GCTGCCTCC, GCTGCCCTC, GCTGCCTTC, GCTTCCCCC, GCTTCCTCC, GCTTCCCTC 및 GCTTCCTTC로부터 선택된, 5'부터 3' 방향으로 배향된 1개의 번역 개시요소 코딩 서열, 바람직하게는 GCTTCCTTC; 및/또는

- 뉴클레오티드에 대한 하기 모호한 코드를 사용하는 서열 5'-mwChkyCAAA-3', 5'-mwChkyCACA-3' 및 5'-mwChkyCAAG-3'으로부터 선택된 1개의 번역 개시요소 서열, 바람직하게는 5'-CACCGTCAAA-3' 또는 5'-CGCAGTCAAG-3': m(A/C); w(A/T); y(C/T); k(G/T); h(A/C/T).

본 발명과 관련하여, 용어 "번역 개시요소 코딩 서열"은 DNA 코딩 서열의 개방 판독 프레임의 개시요소 또는 시작 코돈의 바로 다운스트림에 있는 9개의 뉴클레오티드로서 정의된다. 상기 개시요소 또는 시작 코돈은 AA 메티오닌을 코딩한다. 개시요소 코돈은 전형적으로 ATG이지만 임의의 기능성 시작 코돈, 예컨대, GTG일 수도 있다.

본 발명과 관련하여, 용어 "번역 종결 서열"은 개방 판독 프레임 또는 뉴클레오티드 코딩 서열의 3' 말단에 있는 번역 정지 코돈으로부터 시작되고 5'부터 3' 방향으로 배향된 4개의 뉴클레오티드로서 정의된다.

본 발명과 관련하여, 용어 "번역 개시요소 서열"은 폴리펩티드를 코딩하는 DNA 서열의 개방 판독 프레임의 개시요소 또는 시작 코돈의 바로 업스트림에 있는 10개의 뉴클레오티드로서 정의된다. 상기 개시요소 또는 시작 코돈은 AA 메티오닌을 코딩한다. 개시요소 코돈은 전형적으로 ATG이지만 임의의 기능성 시작 코돈, 예컨대, GTG일 수도 있다. RNA에서 우라실인 U가 데옥시뉴클레오티드 타이민인 T를 대체한다는 것은 당분야에서 잘 공지되어 있다.

상동성 및 동일성

아미노산 또는 뉴클레오티드 서열은 일정한 수준의 유사성을 나타낼 때 상동성을 갖는다고 주장된다. 2개의 서열들이 상동성을 갖는다는 것은 공통된 진화 기원을 시사한다. 2개의 상동성 서열들이 밀접하게 관련되어 있는지 아니면 보다 더 멀리 관련되어 있는지는 각각 높은 또는 낮은 "퍼센트 동일성" 또는 "퍼센트 유사성"에 의해 표시된다. 논쟁의 여지가 있지만, "퍼센트 동일성" 또는 "퍼센트 유사성"을 표시하기 위해, "상동성의 수준" 또는 "퍼센트 상동성"은 종종 상호교환적으로 사용된다.

용어 "상동성", "퍼센트 상동성", "퍼센트 동일성" 또는 "퍼센트 유사성"은 본원에서 상호교환적으로 사용된다. 본 발명의 목적상, 2개의 아미노산 서열들 또는 2개의 핵산 서열들의 퍼센트 동일성을 측정하기 위해 완전한 서열들이 최적 비교 목적으로 정렬된다고 본원에서 정의된다. 2개의 서열들 사이의 정렬을 최적화하기 위해 갭이 비교되는 2개의 서열들 중 임의의 서열 내에 도입될 수 있다. 이러한 정렬은 비교되는 서열들의 전체 길이에 걸쳐 수행된다. 대안적으로, 상기 정렬은 보다 더 짧은 길이, 예를 들면, 약 20개, 약 50개 또는 약 100개 이상의 핵산/염기 또는 아미노산에 걸쳐 수행될 수 있다. 동일성은 보고된 정렬된 영역에 걸쳐 2개의 서열들 사이의 동일한 일치의 백분율이다.

서열들의 비교 및 2개의 서열들 사이의 퍼센트 동일성의 측정은 수학 알고리즘을 사용함으로써 달성될 수 있다. 당업자는 여러 상이한 컴퓨터 프로그램들이 2개의 서열들을 정렬하고 2개의 서열들 사이의 상동성을 측정하는 데에 이용될 수 있다는 사실을 알고 있을 것이다(Kruskal, J. B. (1983) An overview of sequence comparison In D. Sankoff and J. B. Kruskal, (ed.), Time warps, string edits and macromolecules: the theory and practice of sequence comparison, pp. 1-44 Addison Wesley). 2개의 아미노산 서열들 사이의 퍼센트 동일성은 2개의 서열들의 정렬을 위한 니들만(Needleman) 및 분슈(Wunsch) 알고리즘을 사용함으로써 측정될 수 있다(Needleman, S. B. and Wunsch, C. D. (1970) J. Mol. Biol. 48, 443-453). 상기 알고리즘은 아미노산 서열뿐만 아니라 뉴클레오티드 서열도 정렬한다. 니들만-분슈 알고리즘은 컴퓨터 프로그램 NEEDLE에서 실행되어 왔다. 본 발명의 목적상, EMBOSS 팩키지로부터의 NEEDLE 프로그램이 사용되었다(버전 2.8.0 이상, EMBOSS: The European Molecular Biology Open Software Suite (2000) Rice, P. Longden, I. and Bleasby, A. Trends in Genetics 16, (6) pp276-277, http://emboss.bioinformatics.nl/). 단백질 서열의 경우, EBLOSUM62가 치환 매트릭스용으로 사용된다. 뉴클레오티드 서열의 경우, EDNAFULL이 사용된다. 다른 매트릭스가 특정될 수 있다. 아미노산 서열들의 정렬을 위해 사용되는 임의적 파라미터는 10의 갭-개방 벌점 및 0.5의 갭 연장 벌점이다. 당업자는 모든 이들 상이한 파라미터들이 약간 상이한 결과를 제공할 것이지만 2개의 서열들의 전체 백분율 동일성은 상이한 알고리즘을 사용할 때 유의하게 변경되지 않는다는 것을 인식할 것이다.

전체 상동성 정의

상동성 또는 동일성은 임의의 갭 또는 연장을 포함하는 총 정렬된 영역에 걸쳐 2개의 전체 서열들 사이에 동일한 일치의 백분율이다. 2개의 정렬된 서열들 사이의 상동성 또는 동일성은 다음과 같이 계산된다: 2개의 서열들에서 동일한 아미노산을 보이는 정렬 내의 상응하는 위치의 수를, 갭을 포함하는 정렬의 총 길이로 나눈다. 본원에서 정의된 동일성은 NEEDLE로부터 수득될 수 있고 프로그램의 출력물에서 "동일성"으로서 표지된다.

가장 긴 동일성 정의

2개의 정렬된 서열들 사이의 상동성 또는 동일성은 다음과 같이 계산된다: 2개의 서열들에서 동일한 아미노산을 보이는 정렬 내의 상응하는 위치의 수를, 정렬 내의 총 갭 수의 차감 후 정렬의 총 길이로 나눈다. 본원에서 정의된 동일성은 NOBRIEF 방법을 이용함으로써 NEEDLE로부터 수득될 수 있고 프로그램의 출력물에서 "가장 긴 동일성"으로서 표지된다. 본 발명의 목적상, 2개의 서열들(아미노산 또는 뉴클레오티드) 사이의 동일성(상동성) 수준은 프로그램 NEEDLE를 사용함으로써 수행될 수 있는 바와 같이 "가장 긴 동일성"의 정의에 따라 계산된다.

본 발명의 단백질 서열은 서열 데이터베이스에 대한 검색을 수행하기 위한, 예를 들면, 다른 패밀리 구성원 또는 관련된 서열을 확인하기 위한 "질의(query) 서열"로서 사용될 수도 있다. 이러한 검색은 BLAST 프로그램을 사용함으로써 수행될 수 있다. BLAST 분석을 수행하기 위한 소프트웨어는 국립 생물공학 정보 센터(http://www.ncbi.nlm.nih.gov)를 통해 공개적으로 입수가능하다. 아미노산 서열의 경우 BLASTP가 사용되고 뉴클레오티드 서열의 경우 BLASTN이 사용된다. BLAST 프로그램은 디폴트로서 하기 파라미터들을 사용한다:

- 갭을 개방하기 위한 값: 디폴트 = 뉴클레오티드의 경우 5/단백질의 경우 11

- 갭을 연장하기 위한 값: 디폴트 = 뉴클레오티드의 경우 2/단백질의 경우 1

- 뉴클레오티드 불일치에 대한 벌점: 디폴트 = -3

- 뉴클레오티드 일치에 대한 보상: 디폴트 = 1

- 기대 값: 디폴트 = 10

- 단어크기: 디폴트 = 뉴클레오티드의 경우 11/메가블라스트(megablast)의 경우 28/단백질의 경우 3.

나아가, 질의 아미노산 서열 또는 질의 핵산 서열과 검색된 상동성 서열 사이의 국소 동일성(상동성) 정도는 BLAST 프로그램에 의해 측정된다. 그러나, 일정한 역치를 초과하는 일치를 제공하는 서열 분절들만이 비교된다. 따라서, 상기 프로그램은 이들 일치하는 분절들에 대해서만 동일성을 계산한다. 따라서, 이 방식으로 계산된 동일성은 국소 동일성으로서 지칭된다.

벡터

본 발명의 또 다른 양태는 Temer09484 단백질 또는 이의 기능성 균등물을 코딩하는 본 발명의 폴리뉴클레오티드를 포함하는 벡터(클로닝 벡터 및 발현 벡터를 포함함), 및 예를 들면, 본 발명의 폴리펩티드의 발현이 일어나는 조건 하에서 적합한 숙주 세포에서 이러한 벡터를 증폭하거나, 형질전환시키거나 형질감염시키는 방법에 관한 것이다. 본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "벡터"는 그 자신에 연결된 또 다른 핵산을 수송할 수 있는 핵산 분자를 지칭한다.

본 발명의 폴리뉴클레오티드는 재조합 복제가능한 벡터, 예를 들면, 클로닝 또는 발현 벡터 내로 도입될 수 있다. 상기 벡터는 상용가능한 숙주 세포에서 핵산을 복제하는 데에 사용될 수 있다. 따라서, 추가 실시양태에서, 본 발명은 본 발명의 폴리뉴클레오티드를 복제가능한 벡터 내로 도입하고 상기 벡터를 상용가능한 숙주 세포 내로 도입하고 벡터의 복제를 일으키는 조건 하에서 상기 숙주 세포를 생장시킴으로써 본 발명의 폴리뉴클레오티드를 제조하는 방법을 제공한다. 상기 벡터는 숙주 세포로부터 회수될 수 있다. 적합한 숙주 세포는 이하에 기재되어 있다.

본 발명의 발현 카세트 또는 폴리뉴클레오티드가 삽입되는 벡터는 편리하게는 재조합 DNA 절차로 처리될 수 있는 임의의 벡터일 수 있고, 벡터의 선택은 그 자신이 도입되는 숙주 세포에 의해 종종 좌우될 것이다.

본 발명에 따른 벡터는 자율 복제 벡터, 즉 염색체 외부 물질로서 존재하는 벡터일 수 있고, 이의 복제는 염색체 복제와 무관하다(예를 들면, 플라스미드). 대안적으로, 벡터는 숙주 세포 내로 도입될 때 숙주 세포 게놈 내로 삽입되고 그 자신이 삽입된 염색체와 함께 복제되는 벡터일 수 있다.

벡터의 한 종류는 추가 DNA 분절이 결찰될 수 있는 원형 이중 가닥 DNA 루프를 지칭하는 "플라스미드"이다. 벡터의 또 다른 종류는 바이러스 벡터이고, 이때 추가 DNA 분절은 바이러스 게놈 내로 결찰될 수 있다. 일부 벡터들은 이들이 도입된 숙주 세포에서 자율적으로 복제할 수 있다(예를 들면, 세균 복제기점을 갖는 세균 벡터 및 에피좀 포유동물 벡터). 다른 벡터(예를 들면, 비-에피좀 포유동물 벡터)는 숙주 세포 내로의 도입 시 숙주 세포의 게놈 내로 삽입되어 숙주 게놈과 함께 복제된다. 더욱이, 일부 벡터들은 그들과 작동가능하게 연결된 유전자의 발현을 유도할 수 있다. 이러한 벡터들은 본원에서 "발현 벡터"로서 지칭된다. 일반적으로, 재조합 DNA 기법에서 유용한 발현 벡터는 종종 플라스미드의 형태로 존재한다. 플라스미드가 가장 흔히 사용되는 형태의 벡터이기 때문에 용어 "플라스미드" 및 "벡터"는 본원에서 상호교환적으로 사용될 수 있다. 그러나, 본 발명은 동등한 기능을 제공하는 다른 형태의 발현 벡터, 예컨대, 코스미드, 바이러스 벡터(예를 들면, 복제 결여 레트로바이러스, 아데노바이러스 및 아데노 관련 바이러스) 및 파지 벡터를 포함하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 벡터는 예를 들면, RNA의 제조를 위해 시험관내에서 사용될 수 있거나, 숙주 세포를 형질감염시키거나 형질전환시키기 위해 사용될 수 있다.

본 발명의 벡터는 예를 들면, 과다발현을 위해 2개 이상, 예를 들면, 3개, 4개 또는 5개의 본 발명의 폴리뉴클레오티드를 포함할 수 있다.

본 발명의 재조합 발현 벡터는 숙주 세포에서의 핵산의 발현에 적합한 형태로 본 발명의 핵산을 포함하는데, 이것은 상기 재조합 발현 벡터가 발현될 핵산 서열에 작동가능하게 연결된 하나 이상의 조절 서열(발현을 위해 사용되는 숙주 세포에 근거하여 선택됨)을 포함한다는 것을 의미한다.

벡터, 예컨대, 발현 벡터 내에서 "작동가능하게 연결된"은 관심있는 뉴클레오티드 서열이 (예를 들면, 시험관내 전사/번역 시스템에서, 또는 벡터가 숙주 세포 내로 도입될 때 숙주 세포에서) 이 뉴클레오티드 서열의 발현을 허용하는 방식으로 조절 서열에 연결된다는 것을 의미하기 위한 것이다. 즉, 용어 "작동가능하게 연결된"은 기재된 성분들이 그들의 의도된 방식으로 작용할 수 있게 하는 관계로 존재하는 병치를 지칭한다. 코딩 서열에 "작동가능하게 연결된" 조절 서열, 예컨대, 프로모터, 인핸서 또는 다른 발현 조절 신호는 코딩 서열의 발현이 조절 서열과 상용가능한 조건 하에서 달성되거나, 서열들이 그들의 의도된 목적을 위해 협력하여 작용하도록, 예를 들면, 전사가 프로모터에서 시작되고 폴리펩티드를 코딩하는 DNA 서열을 통과하여 진행하도록 정렬되는 방식으로 위치한다.

따라서, 주어진 숙주 세포에 대한 벡터 또는 발현 구축물은 제1 발명의 폴리펩티드를 코딩하는 서열의 코딩 가닥을 기준으로 5' 말단부터 3' 말단까지 연속적인 순서로 서로 작동가능하게 연결된 하기 요소들을 포함할 수 있다: (1) 주어진 숙주 세포에서 폴리펩티드를 코딩하는 뉴클레오티드 서열의 전사를 유도할 수 있는 프로모터 서열; (2) 임의적으로, 주어진 숙주 세포로부터 배양 배지 내로 폴리펩티드의 분비를 유도할 수 있는 신호 서열; (3) 셀로바이오하이드롤라제 활성을 갖는 성숙, 바람직하게는 활성 형태의 폴리펩티드를 코딩하는 본 발명의 DNA 서열; 및 바람직하게는 (4) 폴리펩티드를 코딩하는 뉴클레오티드 서열의 다운스트림에서 전사를 종결할 수 있는 전사 종결 영역(종결요소).

본 발명에 따른 뉴클레오티드 서열의 다운스트림에는 하나 이상의 전사 종결 부위(예를 들면, 종결요소)를 함유하는 3' 비-번역 영역이 존재할 수 있다. 종결요소의 기원은 덜 중요하다. 종결요소는 예를 들면, 폴리펩티드를 코딩하는 DNA 서열에 대한 천연 종결요소일 수 있다. 그러나, 바람직하게는 효모 종결요소는 효모 숙주 세포에서 사용되고, 사상 진균 종결요소는 사상 진균 숙주 세포에서 사용된다. 보다 바람직하게는, 종결요소는 (폴리펩티드를 코딩하는 뉴클레오티드 서열이 발현될) 숙주 세포에 내재한다. 전사된 영역에는 번역을 위한 리보좀 결합 부위가 존재할 수 있다. 구축물에 의해 발현된 성숙 전사체의 코딩 부분은 번역될 폴리펩티드의 시작 부분에 위치하는 번역 시작 AUG 코돈, 및 번역될 폴리펩티드의 말단 부분에 적절하게 위치하는 종결 코돈을 포함할 것이다.

본 발명의 폴리뉴클레오티드의 향상된 발현은 발현 숙주로부터의 관심있는 단백질의 발현 및 원하는 경우 분비 수준을 증가시키는 데에 기여할 수 있고/있거나 본 발명의 폴리펩티드의 발현의 유도성 조절을 제공하는 데에 기여할 수 있는 이종 조절 영역, 예를 들면, 프로모터, 분비 리더 및/또는 종결요소 영역의 선택에 의해 달성될 수도 있다.

당업자는 발현 벡터의 디자인이 형질전환될 숙주 세포의 선택, 원하는 단백질의 발현 수준 등과 같은 요인에 의해 좌우될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 본 발명의 벡터, 예컨대, 발현 벡터는 숙주 세포 내로 도입되어 본원에 기재된 핵산에 의해 코딩된 단백질 또는 펩티드(예를 들면, Temer09484 단백질, Temer09484 단백질의 돌연변이체 형태, 이의 단편, 변이체 또는 기능성 균등물)를 생성할 수 있다. 본 발명의 벡터, 예컨대, 재조합 발현 벡터는 원핵 세포 또는 진핵 세포에서 Temer09484 단백질을 발현하도록 디자인될 수 있다.

예를 들면, Temer09484 단백질은 세균 세포, 예컨대, 에스케리키아 콜라이, 곤충 세포(바큘로바이러스 발현 벡터를 사용함), 사상 진균, 효모 세포 또는 포유동물 세포에서 발현될 수 있다. 적합한 숙주 세포는 문헌(Goeddel, Gene Expression Technology: Methods in Enzymology 185, Academic Press, San Diego, CA (1990))에 더 논의되어 있다. 적절한 숙주의 대표적인 예는 이하에 기재되어 있다.

전술된 숙주 세포에 적합한 배양 배지 및 조건은 당분야에서 공지되어 있다.

재조합 발현 벡터는 예를 들면, T7 프로모터 조절 서열 및 T7 중합효소를 사용함으로써 시험관내에서 전사되고 번역될 수 있다.

대다수의 사상 진균들 및 효모들의 경우, 안정한 형질전환체를 수득하기 위해 벡터 또는 발현 구축물은 바람직하게는 숙주 세포의 게놈 내에 삽입된다. 그러나, 일부 효모들의 경우, 안정한 고수준 발현을 위해 발현 구축물이 도입될 수 있는 적합한 에피좀 벡터도 이용가능하고, 이의 예에는 각각 사카로마이세스(Saccharomyces) 및 클루이베로마이세스(Kluyveromyces)의 2μ 및 pKD1 플라스미드로부터 유도된 벡터, 또는 AMA 서열(예를 들면, 아스퍼길러스로부터의 AMA1)을 함유하는 벡터가 포함된다. 발현 구축물이 숙주 세포 게놈 내로 삽입되는 경우, 구축물은 게놈 내의 무작위 좌위에서 삽입되거나, 상동성 재조합의 이용을 통해 예정된 표적 좌위에서 삽입되고, 이 경우 표적 좌위는 바람직하게는 고도로 발현되는 유전자를 포함한다.

따라서, 본 발명에서 유용한 발현 벡터는 염색체로부터 유도된 벡터, 에피좀으로부터 유도된 벡터 및 바이러스로부터 유도된 벡터, 예를 들면, 세균 플라스미드, 박테리오파지, 효모 에피좀, 효모 염색체 요소, 바이러스, 예컨대, 바큘로바이러스, 파포바 바이러스, 백시니아 바이러스, 아데노바이러스, 계두 바이러스, 가성광견병 바이러스 및 레트로바이러스로부터 유도된 벡터, 및 이들의 조합물로부터 유도된 벡터, 예컨대, 플라스미드 및 박테리오파지 유전 요소로부터 유도된 벡터, 예컨대, 코스미드 및 파지미드를 포함한다.

본원에서 용어 "제어 서열" 또는 "조절 서열"은 적어도 폴리펩티드의 발현에 필요할 수 있고/있거나 유리할 수 있는 임의의 성분을 포함하는 것으로 정의된다. 임의의 조절 서열은 폴리펩티드를 코딩하는 본 발명의 핵산 서열에 대한 천연 또는 외래 조절 서열일 수 있다. 이러한 조절 서열은 프로모터, 리더, 최적 번역 개시 서열(문헌(Kozak, 1991, J. Biol. Chem. 266:19867-19870)에 기재됨), 분비 신호 서열, 전구펩티드 서열, 폴리아데닐화 서열 및 전사 종결요소를 포함할 수 있으나 이들로 한정되지 않는다. 최소한, 조절 서열은 전형적으로 프로모터, 및 전사 및 번역 정지 신호를 포함한다. 전술된 바와 같이, 본원에서 용어 "작동가능하게 연결된"은 조절 서열이 폴리펩티드의 생성을 유도하도록 DNA 서열의 코딩 서열을 기준으로 특정 위치에 적절하게 배치되어 있는 배열로서 정의된다.

조절 서열은 폴리펩티드를 코딩하는 핵산 서열의 코딩 영역과 조절 서열의 결찰을 용이하게 하는 특정 제한 부위를 도입할 목적으로 링커를 구비할 수 있다. 본원에서 용어 "작동가능하게 연결된"은 조절 서열이 폴리펩티드의 생성을 유도하도록 DNA 서열의 코딩 서열을 기준으로 특정 위치에 적절하게 배치되어 있는 배열로서 정의된다.

조절 서열은 핵산 서열의 발현을 위해 숙주 세포에 의해 인식되는 핵산 서열인 적절한 프로모터 서열일 수 있다. 프로모터 서열은 폴리펩티드의 발현을 매개하는 전사 조절 서열을 함유한다. 돌연변이체 프로모터, 절두된 프로모터 및 하이브리드 프로모터를 비롯한 프로모터는 세포에서 전사 활성을 보이는 임의의 핵산 서열일 수 있고, 세포에 대한 동종성 또는 이종성을 갖는 세포외 또는 세포내 폴리펩티드를 코딩하는 유전자로부터 수득될 수 있다.

본원에서 용어 "프로모터"는 RNA 중합효소에 결합하고 상기 중합효소가 생물학적 화합물을 코딩하는 핵산 서열의 정확한 다운스트림 전사 시작 부위로 향하여 전사를 시작하게 하는 DNA 서열로서 정의된다. RNA 중합효소는 코딩 영역의 적절한 DNA 가닥에 상보적인 메신저 RNA의 조립을 효율적으로 촉진한다. 용어 "프로모터"는 mRNA로의 전사 후 번역을 위한 (프로모터와 번역 시작 부위 사이의) 5' 비-코딩 영역, 시스-작용 전사 조절 요소, 예컨대, 인핸서, 및 전사 인자와 상호작용할 수 있는 다른 뉴클레오티드 서열을 포함하는 것으로도 이해될 것이다. 프로모터는 전사 활성을 보이는, 진핵 또는 원핵 숙주 세포에 적합한 임의의 적절한 프로모터 서열(돌연변이체 프로모터, 절두된 프로모터 및 하이브리드 프로모터를 포함함)일 수 있고, 세포에 대한 동종(천연) 또는 이종(외래) 세포외 또는 세포내 폴리펩티드를 코딩하는 폴리뉴클레오티드로부터 수득될 수 있다. 프로모터는 항시성 또는 유도성 프로모터일 수 있다.

바람직하게는, 프로모터는 유도성 프로모터이다. 보다 바람직하게는, 프로모터는 탄수화물 유도성 프로모터이다. 바람직하게 사용되는 탄수화물 유도성 프로모터는 전분 유도성 프로모터(즉, 전분, 또는 이의 단량체, 이량체 또는 올리고머에 의해 유도될 수 있는 프로모터, 예를 들면, 말토스 유도성 프로모터, 이소말토스 유도성 프로모터), 셀룰로스 유도성 프로모터(즉, 셀룰로스, 또는 이의 단량체, 이량체 및/또는 올리고머에 의해 유도될 수 있는 프로모터, 예를 들면, 셀로바이오스 유도성 프로모터, 소포로스 유도성 프로모터), 헤미셀룰로스 유도성 프로모터(즉, 헤미셀룰로스, 또는 이의 단량체, 이량체 및/또는 올리고머에 의해 유도될 수 있는 프로모터, 예를 들면, 자일란 유도성 프로모터, 아라바이오노스 유도성 프로모터, 자일로스 유도성 프로모터), 펙틴 유도성 프로모터(즉, 펙틴, 또는 이의 단량체, 이량체 및/또는 올리고머에 의해 유도될 수 있는 프로모터, 예를 들면, 갈락투론산 유도성 프로모터, 람노스 유도성 프로모터), 아라비난 유도성 프로모터(즉, 아라비난, 또는 이의 단량체, 이량체 및/또는 올리고머에 의해 유도될 수 있는 프로모터, 예를 들면, 아라비노스 유도성 프로모터), 글루코스 유도성 프로모터, 락토스 유도성 프로모터, 및 갈락토스 유도성 프로모터로부터 선택된다. 다른 유도성 프로모터는 구리 유도성 프로모터 및 올레산 유도성 프로모터이다.

사상 진균에 적합한 프로모터는 아스퍼길러스 오리자(A. oryzae) TAKA 아밀라제, 리조뮤코르 미에헤이(Rhizomucor miehei) 아스파르트산 프로테이나제, 아스퍼길러스 gpdA 프로모터, 아스퍼길러스 니게르 중성 α-아밀라제, 아스퍼길러스 니게르 산 안정성 α-아밀라제, 아스퍼길러스 니게르 또는 아스퍼길러스 아와모리(A. awamori) 글루코아밀라제(glaA), 아스퍼길러스 니게르 또는 아스퍼길러스 아와모리 엔도-자일라나제(xlnA) 또는 β-자일로시다제(xlnD), 트라이코데르마 리세이(T. reesei) 셀로바이오하이드롤라제 I(CBHI), 리조뮤코르 미에헤이 리파제, 아스퍼길러스 오리자 알칼리성 프로테아제, 아스퍼길러스 오리자 트라이오스 포스페이트 이소머라제, 아스퍼길러스 니둘란스 아세트아미다제, 푸사리움 베네나툼(Fusarium venenatum) 아밀로글루코시다제(국제 특허출원 공개 제WO2000/56900호), 푸사리움 베네나툼 다니아(Dania)(국제 특허출원 공개 제WO2000/56900호), 푸사리움 베네나툼 퀴인(Quinn)(국제 특허출원 공개 제WO2000/56900호), 푸사리움 옥시스포룸(Fusarium oxysporum) 트립신 유사 프로테아제(국제 특허출원 공개 제WO1996/00787호), 트라이코데르마 리세이 β-글루코시다제, 트라이코데르마 리세이 셀로바이오하이드롤라제 I, 트라이코데르마 리세이 셀로바이오하이드롤라제 II, 트라이코데르마 리세이 엔도-글루카나제 I, 트라이코데르마 리세이 엔도-글루카나제 II, 트라이코데르마 리세이 엔도-글루카나제 III, 트라이코데르마 리세이 엔도-글루카나제 IV, 트라이코데르마 리세이 엔도-글루카나제 V, 트라이코데르마 리세이 자일라나제 I, 트라이코데르마 리세이 자일라나제 II 또는 트라이코데르마 리세이 β-자일로시다제를 코딩하는 폴리뉴클레오티드로부터 수득된 프로모터뿐만 아니라, NA2-tpi 프로모터(아스퍼길러스 니게르 중성 α-아밀라제 및 아스퍼길러스 오리자 트라이오스 포스페이트 이소머라제를 코딩하는 폴리뉴클레오티드로부터 수득된 프로모터들의 하이브리드), 및 이들의 돌연변이체 프로모터, 절두된 프로모터 및 하이브리드 프로모터도 포함하나 이들로 한정되지 않는 군으로부터 선택될 수 있는 프로모터이다. 프로모터의 다른 예는 본원에 참고로 도입되는 국제 특허출원 공개 제WO2006/092396호 및 제WO2005/100573호에 기재된 프로모터이다. 프로모터의 사용의 다른 예는 국제 특허출원 공개 제WO2008/098933호에 기재되어 있다. 사상 진균에서 사용될 수 있는 바람직한 탄수화물 유도성 프로모터는 아스퍼길러스 오리자 TAKA 아밀라제, 아스퍼길러스 니게르 중성 α-아밀라제, 아스퍼길러스 니게르 산 안정성 α-아밀라제, 아스퍼길러스 니게르 또는 아스퍼길러스 아와모리 글루코아밀라제(glaA), 아스퍼길러스 니게르 또는 아스퍼길러스 아와모리 엔도-자일라나제(xlnA) 또는 β-자일로시다제(xlnD), 트라이코데르마 리세이 β-글루코시다제, 트라이코데르마 리세이 셀로바이오하이드롤라제 I, 트라이코데르마 리세이 셀로바이오하이드롤라제 II, 트라이코데르마 리세이 엔도-글루카나제 I, 트라이코데르마 리세이 엔도-글루카나제 II, 트라이코데르마 리세이 엔도-글루카나제 III, 트라이코데르마 리세이 엔도-글루카나제 IV, 트라이코데르마 리세이 엔도-글루카나제 V, 트라이코데르마 리세이 자일라나제 I, 트라이코데르마 리세이 자일라나제 II, 트라이코데르마 리세이 β-자일로시다제, 및 상기 정의된 NA2-tpi 프로모터(아스퍼길러스 니게르 중성 α-아밀라제 및 아스퍼길러스 오리자 트라이오스 포스페이트 이소머라제를 코딩하는 폴리뉴클레오티드로부터 수득된 프로모터들의 하이브리드)이다.

그람 양성 미생물로부터 유래된 이러한 프로모터의 예에는 gnt(글루코네이트 오페론 프로모터); 바실러스 리체니포르미스(Bacillus licheniformis)로부터의 penP; glnA(글루타민 신쎄타제(synthetase)); xylAB(자일로스 오페론); araABD(L-아라비노스 오페론 및 Pspac 프로모터; 및 유도제, 예컨대, 이소프로필-β-D-티오갈락토피라노사이드[IPTG]에 의해 조절될 수 있는 하이브리드 SPO1/lac 프로모터가 포함되나 이들로 한정되지 않는다(Yansura D.G., Henner D.J. Proc Natl Acad Sci U S A. 1984 81(2):439-443). (i) 활성화제는 프로모터 활성을 유도하는 서열 특이적 DNA 결합 단백질이다. 그람 양성 미생물로부터 유래된 이러한 프로모터의 예에는 2-성분 시스템((PhoP-PhoR, DegU-DegS, Spo0A-Phosphorelay), LevR, Mry 및 GltC가 포함되나 이들로 한정되지 않는다. (ii) 이차 시그마 인자의 생성은 주로 특정 프로모터로부터의 전사를 책임질 수 있다. 그람 양성 미생물로부터의 예에는 하기 포자형성 특이적 시그마 인자들에 의해 활성화되는 프로모터들이 포함되나 이들로 한정되지 않는다: σF, σE, σG 및 σK, 및 일반적인 스트레스 시그마 인자인 σB. σB 매개 반응은 에너지 제한 및 환경 스트레스에 의해 유도된다(Hecker M, Volker U. Mol Microbiol. 1998; 29(5):1129-1136). (iii) 약화(Attenuation) 및 항종결(antitermination)도 전사를 조절한다. 그람 양성 미생물로부터의 예에는 trp 오페론 및 sacB 유전자가 포함되나 이들로 한정되지 않는다. (iv) 발현 벡터 내의 다른 조절 프로모터는 수크로스 유도성을 부여하는 sacR 조절 시스템에 근거한다(Klier AF, Rapoport G. Annu Rev Microbiol. 1988;42:65-95).

세균, 예컨대, 바실러스에서 유용한 적합한 유도성 프로모터는 그람 양성 미생물로부터 유래된 프로모터, 예컨대, SP01-26, SP01-15, veg, pyc(피루베이트 카복실라제 프로모터) 및 amyE(그러나 이들로 한정되지 않음)를 포함한다. 그람 음성 미생물로부터 유래된 프로모터의 예에는 tac, tet, trp-tet, lpp, lac, lpp-lac, lacIq, T7, T5, T3, gal, trc, ara, SP6, λ-PR 및 λ-PL이 포함되나 이들로 한정되지 않는다.

세균 세포, 예컨대, 바실러스에서 유용한 프로모터의 추가 예에는 α-아밀라제 및 SPo2 프로모터뿐만 아니라 세포외 프로테아제 유전자로부터의 프로모터도 포함된다.

적합한 프로모터의 또 다른 예는 에스케리키아 콜라이 lac 오페론으로부터 수득된 프로모터이다. 또 다른 예는 스트렙토마이세스 코엘리칼라(Streptomyces coelicolor) 아가라제(agarase) 유전자(dagA)의 프로모터이다. 또 다른 예는 바실러스 렌터스(Bacillus lentus) 알칼리성 프로테아제 유전자(aprH)의 프로모터이다. 또 다른 예는 바실러스 리체니포르미스(Bacillus licheniformis) 알칼리성 프로테아제 유전자(서브틸리신 칼스버그(subtilisin Carlsberg) 유전자)의 프로모터이다. 또 다른 예는 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) 레반수크라제(levansucrase) 유전자(sacB)의 프로모터이다. 또 다른 예는 바실러스 서브틸리스 α-아밀라제 유전자(amyF)의 프로모터이다. 또 다른 예는 바실러스 리체니포르미스 α-아밀라제 유전자(amyL)의 프로모터이다. 또 다른 예는 바실러스 스테아로써모필러스(Bacillus stearothermophilus) 말토스생성 아밀라제 유전자(amyM)의 프로모터이다. 또 다른 예는 바실러스 아밀로리퀘파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens) α-아밀라제 유전자(amyQ)의 프로모터이다. 또 다른 예는 "-35" 영역에 대해 서열 TTGACA 및 "-10" 영역에 대해 TATAAT를 갖는 "컨센서스" 프로모터이다. 또 다른 예는 바실러스 리체니포르미스 페니실리나제(penicillinase) 유전자(penP)의 프로모터이다. 또 다른 예는 바실러스 서브틸리스 xylA 및 xylB 유전자의 프로모터이다.

바람직하게는, 프로모터 서열은 고도로 발현되는 유전자의 프로모터 서열이다. 프로모터가 선택될 수 있고/있거나 발현 구축물의 삽입을 위해 바람직한 예정된 표적 좌위에 포함되는 바람직한 고도로 발현되는 유전자의 예에는 해당 효소, 예컨대, 트라이오스 포스페이트 이소머라제(TPI), 글리세르알데하이드 포스페이트 데하이드로게나제(GAPDH), 포스포글리세레이트 키나제(PGK), 피루베이트 키나제(PYK 또는 PKI) 및 알코올 데하이드로게나제(ADH)를 코딩하는 유전자뿐만 아니라, 아밀라제, 글루코아밀라제, 프로테아제, 자일라나제, 셀로바이오하이드롤라제, β-갈락토시다제 및 알코올(메탄올) 옥시다제, 연장 인자 및 리보좀 단백질을 코딩하는 유전자도 포함되나 이들로 한정되지 않는다. 적합한 고도로 발현되는 유전자의 구체적인 예에는 예를 들면, 클루이베로마이세스 종으로부터의 LAC4 유전자, 한세눌라(Hansenula) 및 피키아(Pichia)로부터의 메탄올 옥시다제 유전자(각각 AOX 및 MOX), 아스퍼길러스 니게르 및 아스퍼길러스 아와모리로부터의 글루코아밀라제(glaA) 유전자, 아스퍼길러스 오리자 TAKA-아밀라제 유전자, 아스퍼길러스 니둘란스 gpdA 유전자 및 트라이코데르마 리세이 셀로바이오하이드롤라제 유전자가 포함된다.

효모에서 사용될 수 있는 프로모터는 예를 들면, 해당효소 유전자로부터의 프로모터, 예컨대, 효모 또는 사상 진균으로부터의 포스포프럭토키나제(PFK), 트라이오스 포스페이트 이소머라제(TPI), 글리세르알데하이드-3-포스페이트 데하이드로게나제(GPD, TDH3 또는 GAPDH), 피루베이트 키나제(PYK) 및 포스포글리세레이트 키나제(PGK) 프로모터를 포함하고; 효모로부터의 이러한 프로모터에 대한 보다 더 상세한 설명은 국제 특허출원 공개 제WO1993/03159호에서 발견될 수 있다. 다른 유용한 프로모터는 리보좀 단백질 코딩 유전자 프로모터, 락타제 유전자 프로모터(LAC4), 알코올 데하이드로게나제 프로모터(ADH1, ADH4 등), 및 에놀라제(enolase) 프로모터(ENO)이다. 다른 항시성 프로모터 및 유도성 프로모터, 및 인핸서 또는 업스트림 활성화 서열은 당업자에게 공지되어 있을 것이다. 본 발명의 숙주 세포에서 사용되는 프로모터는 원하는 경우 그의 조절 특성에 영향을 미치도록 변경될 수 있다. 이와 관련하여 적합한 프로모터는 당업자에게 잘 공지되어 있는 항시성 천연 프로모터 및 유도성 천연 프로모터 둘다뿐만 아니라 조작된 프로모터도 포함한다. 진핵 숙주 세포에서 적합한 프로모터는 GAL7, GAL10, GAL1, CYC1, HIS3, ADH1, PGL, PH05, GAPDH, ADC1, TRP1, URA3, LEU2, ENO1, TPI1 및 AOX1일 수 있다. 다른 적합한 프로모터는 PDC1, GPD1, PGK1, TEF1 및 TDH3을 포함한다. 사용될 수 있는 탄수화물 유도성 프로모터의 예는 GAL 프로모터, 예컨대, GAL1 또는 GAL10 프로모터이다.

전술된 프로모터들 전부가 당분야에서 용이하게 입수될 수 있다.

고등 진핵생물에 의한 본 발명의 폴리펩티드를 코딩하는 DNA의 전사는 인핸서 서열을 벡터 내로 삽입함으로써 증가될 수 있다. 인핸서는 주어진 종류의 숙주 세포에서 프로모터의 전사 활성을 증가시키는 작용을 하는, 통상적으로 약 10 bp 내지 300 bp의 시스-작용 DNA 요소이다. 인핸서의 예에는 100 bp 내지 270 bp에서 복제기점의 뒤쪽에 위치하는 SV40 인핸서, 사이토메갈로바이러스 초기 프로모터 인핸서, 복제기점의 뒤쪽에 위치하는 폴리오마 인핸서 및 아데노바이러스 인핸서가 포함된다.

조절 서열은 사상 진균 세포에 의해 인식되어 전사를 종결하는 서열인 적합한 전사 종결요소 서열일 수도 있다. 종결요소 서열은 폴리펩티드를 코딩하는 핵산 서열의 3' 말단에 작동가능하게 연결된다. 세포에서 작용하는 임의의 종결요소가 본 발명에서 사용될 수 있다.

조절 서열은 종결요소일 수도 있다. 사상 진균 세포에 바람직한 종결요소는 아스퍼길러스 오리자 TAKA 아밀라제, 아스퍼길러스 니게르 글루코아밀라제(glaA), 아스퍼길러스 니둘란스 안쓰라닐레이트 신타제, 아스퍼길러스 니게르 α-글루코시다제, trpC 유전자 및 푸사리움 옥시스포룸 트립신 유사 프로테아제를 코딩하는 유전자로부터 수득된다.

조절 서열은 사상 진균 세포에 의해 번역에 중요한 mRNA의 비-번역된 영역인 적합한 리더 서열도 포함할 수 있다. 리더 서열은 폴리펩티드를 코딩하는 핵산 서열의 5' 말단에 작동가능하게 연결된다. 세포에서 작용하는 임의의 리더 서열은 본 발명에서 사용될 수 있다. 사상 진균 세포에 바람직한 리더는 아스퍼길러스 오리자 TAKA 아밀라제, 아스퍼길러스 니둘란스 트라이오스 포스페이트 이소머라제 및 아스퍼길러스 니게르 glaA를 코딩하는 유전자로부터 수득된다. 다른 바람직한 서열은 국제 특허출원 공개 제WO2006/077258호에서 단리되어 있고/있거나 개시되어 있다.

다른 조절 서열은 페니실리움 IPNS 유전자, pcbC 유전자 또는 β 튜불린 유전자로부터 단리될 수 있다. 국제 특허출원 공개 제WO2001/21779호에서 언급된 모든 조절 서열들이 본원에 참고로 도입된다.

조절 서열은 핵산 서열의 3' 말단에 작동가능하게 연결되고 전사될 때 폴리아데노신 잔기를 전사된 mRNA에 추가하는 신호로서 사상 진균 세포에 의해 인식되는 서열인 폴리아데닐화 서열일 수도 있다. 세포에서 작용하는 임의의 폴리아데닐화 서열이 본 발명에서 사용될 수 있다. 사상 진균 세포에 바람직한 폴리아데닐화 서열은 아스퍼길러스 오리자 TAKA 아밀라제, 아스퍼길러스 니게르 글루코아밀라제, 아스퍼길러스 니둘란스 안쓰라닐레이트 신타제, 푸사리움 옥시스포룸 트립신 유사 프로테아제 및 아스퍼길러스 니게르 α-글루코시다제를 코딩하는 유전자로부터 수득된다.

본 발명에 따른 폴리펩티드가 숙주 세포로부터 배양 배지 내로 분비되어야 할 때, 새로 합성된 폴리펩티드가 숙주 세포의 분비 경로로 향하게 하기 위해 적절한 신호 서열이 폴리펩티드에 추가될 수 있다. 당업자는 특정 숙주에 적합한 신호 서열을 선택해야 하는 것을 인식하고 있다. 신호 서열은 숙주 세포에 대한 천연 신호 서열일 수 있거나, 숙주 세포에 대한 외래 신호 서열일 수 있다. 한 예로서, 숙주 세포에 대한 천연 단백질로부터의 신호 서열이 사용될 수 있다. 바람직하게는, 상기 천연 단백질은 고도로 분비되는 단백질, 즉 분비되는 단백질의 총량의 10%보다 더 높은 양으로 분비되는 단백질이다. 본 발명에 따라 바람직하게 사용되는 신호 서열은 예를 들면, pmeA이다.

신호 서열에 대한 대체물로서, 본 발명의 폴리펩티드는 분비되는 담체 단백질 또는 이의 일부에 융합될 수 있다. 이러한 키메라 구축물은 상기 담체 단백질의 신호 서열 또는 이의 일부에 의해 분비 경로로 향한다. 또한, 담체 단백질은 본 발명에 따른 폴리펩티드에게 안정화 효과를 제공할 것이고/것이거나 가용성을 향상시킬 수 있다. 이러한 담체 단백질은 임의의 단백질일 수 있다. 바람직하게는, 고도로 분비되는 단백질은 담체 단백질로서 사용된다. 담체 단백질은 본 발명에 따른 폴리펩티드에 대한 천연 또는 외래 담체 단백질일 수 있다. 담체 단백질은 숙주 세포에 대한 천연 또는 외래 담체 단백질일 수 있다. 이러한 담체 단백질의 예는 글루코아밀라제, α-교배 인자의 예비전구 서열, 클로스트리듐 셀룰로보란스(Clostridium cellulovorans) 셀룰로스 결합 단백질 A의 셀룰로스 결합 도메인, 글루타티온 S-트랜스퍼라제, 바실러스 서큘란스(Bacillus circulans) 키티나제(chitinase) A1의 키틴 결합 도메인, 에스케리키아 콜라이 K12의 malE 유전자에 의해 코딩된 말토스 결합 도메인, β-갈락토시다제 및 알칼리성 포스파타제이다. 아스퍼길러스 세포에서의 이러한 키메라 구축물의 발현에 바람직한 담체 단백질은 글루코아밀라제이다. 담체 단백질 및 본 발명에 따른 폴리펩티드는 폴리펩티드의 단리를 용이하게 하기 위한 특정 아미노산 모티프를 함유할 수 있고; 본 발명에 따른 폴리펩티드는 특별한 방출제에 의해 방출될 수 있다. 방출제는 단백질용해 효소 또는 화학 물질일 수 있다. 이러한 아미노산 모티프의 한 예는 당업자에게 잘 공지되어 있는 KEX 프로테아제 절단 부위이다.

신호 서열은 본 발명의 단백질 또는 폴리펩티드의 분비 및 단리를 용이하게 하기 위해 사용될 수 있다. 신호 서열은 전형적으로 하나 이상의 절단 사건에서 분비 동안 성숙 단백질로부터 일반적으로 절단되는 소수성 아미노산의 코어를 특징으로 한다. 이러한 신호 펩티드는 이것이 분비 경로를 통과할 때 성숙 단백질로부터의 신호 서열의 절단을 허용하는 프로세싱 부위를 함유한다. 신호 서열은 예컨대, 발현 벡터로 형질전환된 진핵 숙주로부터의 단백질의 분비를 유도하고, 신호 서열은 후속적으로 또는 동시에 절단된다. 그 다음, 단백질은 공지되어 있는 방법에 의해 세포외 매질로부터 용이하게 정제될 수 있다. 대안적으로, 신호 서열은 정제를 용이하게 하는 서열, 예컨대, GST 도메인의 사용을 통해 관심있는 단백질에 연결될 수 있다. 따라서, 예를 들면, 폴리펩티드를 코딩하는 서열은 마커 서열, 예컨대, 융합된 폴리펩티드의 정제를 용이하게 하는 펩티드를 코딩하는 서열에 융합될 수 있다. 본 발명의 이 양태의 일부 바람직한 실시양태에서, 마커 서열은 헥사-히스티딘 펩티드, 예컨대, pQE 벡터(퀴아젠 인코포레이티드(Qiagen, Inc.)) 내에 제공된 태그이고, 특히 이들 중 대다수는 상업저으로 입수가능하다. 문헌(Gentz et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86: 821-824(1989))에 기재된 바와 같이, 예를 들면, 헥사-히스티딘은 융합 단백질의 편리한 정제를 제공한다. HA 태그는 예를 들면, 문헌(Wilson et al., Cell 37:767 (1984))에 기재되어 있는 인플루엔자 헤마글루티닌(hemaglutinin) 단백질로부터 유래된 에피토프에 상응하는, 정제에 유용한 또 다른 펩티드이다.

바람직하게는, 본 발명의 Temer09484 융합 단백질은 표준 재조합 DNA 기법에 의해 제조된다. 예를 들면, 상이한 폴리펩티드 서열들을 코딩하는 DNA 단편들은 보편적인 기법에 따라, 예를 들면, 결찰을 위한 블런트(blunt)-종결 또는 스태거(stagger)-종결 말단, 적절한 말단을 제공하기 위한 제한효소 분해, 적절한 경우 점착(cohesive) 말단들의 충전, 바람직하지 않은 연결을 피하기 위한 알칼리성 포스파타제(phosphatase) 처리 및 효소에 의한 결찰을 이용함으로써 인-프레임(in-frame)으로 함께 결찰된다. 또 다른 실시양태에서, 융합 유전자는 자동 DNA 합성기를 비롯한 보편적인 기법에 의해 합성될 수 있다. 대안적으로, 유전자 단편의 PCR 증폭은 후속적으로 어닐링되고 재증폭되어 키메라 유전자 서열을 생성할 수 있는 2개의 연속 유전자 단편들 사이에 상보적 돌출부(overhangs)를 발생시키는 앵커(anchor) 프라이머를 사용함으로써 수행될 수 있다(예를 들면, 문헌(Current Protocols in Molecular Biology, eds. Ausubel et al. John Wiley & Sons: 1992) 참조). 나아가, 융합 모이어티(예를 들면, GST 폴리펩티드)를 이미 코딩하는 많은 발현 벡터들이 상업적으로 입수가능하다. Temer09484 코딩 핵산은 융합 모이어티가 Temer09484 단백질에 인-프레임으로 연결되도록 이러한 발현 벡터 내로 클로닝될 수 있다.

(과다)발현

바람직한 실시양태에서, 본원에 기재된 본 발명의 폴리뉴클레오티드는 이 유전자가 과다발현되지 않는 모 미생물 균주에 비해 본 발명의 미생물 균주에서 과다발현될 수 있다. 본원에서 폴리뉴클레오티드 서열의 과다발현은 미생물 균주에서 상기 서열에 의해 코딩된 효소의 활성이 모 미생물에서의 상기 효소의 활성의 약 1.5배 이상이 되게 하는 상기 서열 유전자의 발현으로서 정의되고; 바람직하게는 상기 효소의 활성은 모 미생물에서의 상기 효소의 활성의 약 2배 이상, 보다 바람직하게는 약 3배 이상, 보다 바람직하게는 약 4배 이상, 보다 바람직하게는 약 5배 이상, 훨씬 더 바람직하게는 약 10배 이상, 가장 바람직하게는 약 20배 이상이다.

벡터는 진핵생물 게놈 서열 또는 바이러스 게놈 서열에 대한 상동성을 갖는 서열을 포함하는 RNA를 생성하는 폴리뉴클레오티드를 플랭킹하는 서열을 추가로 포함할 수 있다. 이것은 본 발명의 폴리뉴클레오티드가 숙주 세포의 게놈 내로 도입될 수 있게 할 것이다.

삽입 클로닝 벡터는 그 자신이 삽입되는 숙주 세포의 염색체 내의 무작위 좌위 또는 예정된 표적 좌위에서 삽입될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시양태에서, 삽입 클로닝 벡터는 예정된 좌위에서의 클로닝 벡터의 삽입을 표적화하기 위해 숙주 세포의 게놈 내의 예정된 표적 좌위에 있는 DNA 서열에 대한 상동성을 갖는 DNA 단편을 포함할 수 있다. 표적화된 삽입을 촉진하기 위해, 클로닝 벡터는 바람직하게는 숙주 세포의 형질전환 전에 선형화될 수 있다. 선형화는 바람직하게는 클로닝 벡터의 하나 이상의 말단, 바람직하게는 어느 한 말단이 표적 좌위에 대한 상동성을 갖는 서열에 의해 플랭킹되도록 수행될 수 있다. 표적 좌위를 플랭킹하는 상동성 서열의 길이는 바람직하게는 약 0.1 kb 이상, 예컨대, 약 0.2 kb 이상, 보다 바람직하게는 약 0.5 kb 이상, 훨씬 더 바람직하게는 약 1 kb 이상, 가장 바람직하게는 약 2 kb 이상이다. 바람직하게는, 모 숙주 균주는 국제 특허출원 공개 제WO2005/095624호 및/또는 국제 특허출원 공개 제WO2007/115886호에 기재된 바와 같이 표적화된 DNA 삽입의 개선된 빈도를 위해 변경될 수 있다.

본 발명에서 제공된 결실 예는 프로모터와 유전자 사이에 선택 마커를 삽입하여 유전자 전사를 방해하기(즉, 기능적으로 불활성화시키기) 위해 유전자의 프로모터를 5'-플랭크로서 사용하고 유전자를 3'-플랭크로서 사용한다. 상기 제공된 유전자 서열은 유사한 기능적으로 불활성화된 유전자를 제조하는 데에 사용될 수 있다. 유전자는 2개로 분할되어 5'-플랭크 및 3'-플랭크를 생성할 수 있으나, 유전자는 5'-플랭크 및 3'-플랭크로서 작용할 수 있는, 유전자의 프로모터 및 종결요소 영역을 함유하는 보다 더 큰 게놈 DNA 조각을 클로닝하는 데에 사용될 수도 있다.

벡터 시스템은 단일 벡터, 예컨대, 단일 플라스미드일 수 있거나, 숙주 세포의 게놈 내로 도입될 전체 DNA를 함께 함유하는 2개 이상의 벡터, 예컨대, 2개 이상의 플라스미드일 수 있다.

벡터는 안티센스 RNA의 생성을 제공하도록 안티센스 방향으로 배향된 본 발명의 폴리뉴클레오티드를 함유할 수 있다.

벡터 DNA는 보편적인 형질전환 또는 형질감염 기법을 통해 원핵 세포 또는 진핵 세포 내로 도입될 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "형질전환" 및 "형질감염"은 칼슘 포스페이트 또는 칼슘 클로라이드 공-침전, DEAE-덱스트란 매개 형질감염, 형질도입, 감염, 지질감염, 양이온성 지질 매개 형질감염 또는 전기천공을 비롯한, 외래 핵산(예를 들면, DNA)을 숙주 세포 내로 도입하는 당분야에서 인정된 다양한 기법들을 지칭하기 위한 것이다. 숙주 세포를 형질전환시키거나 형질감염시키는 적합한 방법은 문헌(Sambrook, et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd,ed. Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, 1989), 문헌(Davis et al., Basic Methods in Molecular Biology (1986)) 및 다른 실험실 매뉴얼에서 발견될 수 있다.

당업자는 세포를 하나 이상의 발현 카세트 및 선택 마커로 형질전환시키는 방법을 알고 있다. 예를 들면, 당업자는 하나 이상의 발현 벡터를 사용할 수 있고, 이때 하나 이상의 클로닝 벡터는 발현 카세트 및 선택 마커를 포함한다.

돌연변이체 미생물 숙주 세포의 형질전환은 예를 들면, 전기천공 방법, 입자 충격 또는 미립자가속장치(microprojectile) 충격, 프로토플라스트(protoplast) 방법 및 아그로박테리움(Agrobacterium) 매개 형질전환(AMT)을 비롯한 임의의 적합한 공지되어 있는 방법에 의해 수행될 수 있다. 바람직하게는, 프로토플라스트 방법이 이용된다. 형질전환을 위한 절차는 문헌(J.R.S. Fincham, Transformation in fungi. 1989, Microbiological reviews. 53, 148-170)에 기재되어 있다.

형질전환은 프로토플라스트 형성, 프로토플라스트의 형질전환 및 그 자체로 공지되어 있는 방식에 의한 세포벽의 재생으로 구성된 과정을 포함할 수 있다. 아스퍼길러스 세포의 형질전환에 적합한 절차는 유럽 특허 제238 023호 및 문헌(Yelton et al., 1984, Proceedings of the National Academy of Sciences USA 81:1470-1474)에 기재되어 있다. 아그로박테리움 투메파시엔스(Agrobacterium tumefaciens)를 사용하는 아스퍼길러스 및 다른 사상 진균 숙주 세포의 형질전환에 적합한 절차는 예를 들면, 문헌(De Groot et al., Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation of filamentous fungi. Nat Biotechnol. 1998, 16:839-842. Erratum in: Nat Biotechnol 1998 16:1074)에 기재되어 있다. 푸사리움 종을 형질전환시키는 적합한 방법은 문헌(Malardier et al., 1989, Gene 78:147-156) 또는 국제 특허출원 공개 제WO1996/00787호에 기재되어 있다. 다른 방법, 예컨대, 문헌(Christiansen et al., Biolistic transformation of the obligate plant pathogenic fungus, Erysiphe graminis f.sp. hordei. 1995, Curr Genet. 29:100-102)에 기재된 바이올리스틱(biolistic) 형질전환을 이용하는 방법이 적용될 수 있다. 효모는 문헌(Becker and Guarente, In Abelson, J. N. and Simon, M. I., editors, Guide to Yeast Genetics and Molecular Biology, Methods in Enzymology, Volume 194, pp 182-187, Academic Press, Inc., New York); 문헌(Ito et al., 1983, Journal of Bacteriology 153: 163); 및 문헌(Hinnen et al., 1978, Proceedings of the National Academy of Sciences USA 75: 1920)에 기재된 절차를 이용함으로써 형질전환될 수 있다.

돌연변이된 미생물 숙주 세포에서 관심있는 화합물을 코딩하거나 세포에 의한 관심있는 화합물의 생성에 관여하는 화합물을 코딩하는 폴리뉴클레오티드(유전자)의 카피의 양을 향상시키기 위해, 숙주 세포의 다회 형질전환이 요구될 수 있다. 이 방식으로, 숙주 세포에 의해 생성되는 상이한 효소들의 비가 영향을 받을 수 있다. 또한, 발현 벡터는 형질전환될 폴리뉴클레오티드의 카피의 양을 증가시키기 위해 다수의 발현 카세트를 포함할 수 있다.

또 다른 방법은 선택에 따라 원하는 폴리펩티드의 보다 더 높은 또는 보다 더 낮은 생성을 야기할 수 있는, 상이한 폴리뉴클레오티드들에 대한 상이한 조절 서열들을 선택하는 것일 수 있다.

선택 마커로 형질전환된 세포는 선택 마커의 존재에 근거하여 선택될 수 있다. (아스퍼길러스) 세포의 형질전환의 경우, 통상적으로 세포가 동시에 모든 핵산 물질로 형질전환되는 경우, 선택 마커가 존재할 때 원하는 폴리펩티드를 코딩하는 폴리뉴클레오티드도 존재한다.

포유동물 세포의 안정한 형질감염의 경우, 이용되는 발현 벡터 및 형질감염 기법에 따라 단지 극소량의 세포가 외래 DNA를 그의 게놈 내로 삽입할 수 있다는 것은 공지되어 있다. 이 삽입체를 확인하고 선택하기 위해, 선택 마커(예를 들면, 항생제에 대한 내성)를 코딩하는 유전자를 일반적으로 관심있는 유전자와 함께 숙주 세포 내로 도입한다. 바람직한 선택 마커는 약물에 대한 내성을 부여하거나 숙주 세포에서 결함을 보완하는 선택 마커들을 포함하나 이들로 한정되지 않는다. 이러한 선택 마커는 예를 들면, 대다수의 사상 진균 및 효모의 형질전환에 사용될 수 있는 다재다능한 마커 유전자, 예컨대, 아세트아미다제 유전자 또는 cDNA(아스퍼길러스 니둘란스, 아스퍼길러스 오리자 또는 아스퍼길러스 니게르로부터의 amdS, niaD, facA 유전자 또는 cDNA); 또는 항생제에 대한 내성, 예컨대, G418, 하이그로마이신, 블레오마이신, 카나마이신, 메토트렉세이트 또는 플레오마이신 오르베노밀(phleomycin orbenomyl)(benA) 내성을 제공하는 유전자를 포함한다. 대안적으로, 특정 선택 마커, 예컨대, 상응하는 돌연변이체 숙주 균주를 요구하는 영양요구성 마커, 예를 들면, (사카로마이세스 세레비지애(S. cerevisiae)로부터의) URA3(또는 다른 효모의 유사한 유전자), (아스퍼길러스 니둘란스 또는 아스퍼길러스 니게르부터의) pyrG 또는 pyrA, (아스퍼길러스 니둘란스 또는 아스퍼길러스 니게르부터의) argB, 또는 trpC가 사용될 수 있다. 바람직한 실시양태에서, 선택 마커는 선택 마커 유전자를 갖지 않는 폴리펩티드를 생성할 수 있는 형질전환된 숙주 세포를 수득하기 위해 발현 구축물의 도입 후 형질전환된 숙주 세포로부터 결실된다.

다른 마커는 ATP 신쎄타제, 서브유닛 9(oliC), 오로티딘(orotidine)-5'-포스페이트 데카복실라제(decarboxylase)(pvrA), 세균 G418 내성 유전자(이것은 효모에서도 사용될 수 있으나 진균에서는 사용될 수 없음), 앰피실린 내성 유전자(에스케리키아 콜라이), 네오마이신 내성 유전자(바실러스) 및 β-글루쿠로니다제(GUS)를 코딩하는 에스케리키아 콜라이 uidA 유전자를 포함한다. 벡터는 예를 들면, RNA의 생성을 위해 시험관내에서 사용될 수 있거나, 숙주 세포를 형질감염시키거나 형질전환시키기 위해 사용될 수 있다.

원핵생물에서의 단백질의 발현은 종종 융합 또는 비-융합 단백질의 발현을 유도하는 항시성 또는 유도성 프로모터를 함유하는 벡터를 사용함으로써 에스케리키아 콜라이에서 수행된다. 융합 벡터는 다수의 아미노산들을 그 내에 코딩된 단백질, 예를 들면, 재조합 단백질의 아미노 말단에 추가한다. 이러한 융합 벡터는 전형적으로 3가지 목적에 기여한다: 1) 재조합 단백질의 발현을 증가시키는 것; 2) 재조합 단백질의 가용성을 증가시키는 것; 및 3) 친화성 정제에서 리간드로서 작용함으로써 재조합 단백질의 정제에 도움을 주는 것. 종종, 융합 발현 벡터에서 단백질용해 절단 부위는 융합 모이어티와 재조합 단백질의 연접부(junction)에 도입되어 융합 단백질의 정제 후 융합 모이어티로부터의 재조합 단백질의 분리를 가능하게 한다.

표시된 바와 같이, 발현 벡터는 바람직하게는 선택 마커를 함유할 것이다. 이러한 마커는 진핵 세포 배양을 위한 다이하이드로폴레이트 리덕타제 또는 네오마이신 내성, 및 에스케리키아 콜라이 및 다른 세균에서의 배양을 위한 테트라사이클린 또는 앰피실린 내성을 포함한다.

세균에서 사용되기에 바람직한 벡터는 예를 들면, 본원에 참고로 도입되는 국제 특허출원 공개 제WO2004/074468(A1)호에 개시되어 있다. 다른 적합한 벡터는 당업자에게 용이하게 자명할 것이다.

번역된 단백질이 소포체(endoplasmic reticulum)의 내강, 세포질주변 공간 또는 세포외 환경으로 분비되기 위해, 적절한 분비 신호가 발현된 폴리펩티드 내로 도입될 수 있다. 신호는 폴리펩티드에 내재할 수 있거나 폴리펩티드에 대한 이종 신호일 수 있다.

Temer09484 폴리펩티드는 변경된 형태, 예컨대, 융합 단백질로서 발현될 수 있고, 분비 신호뿐만 아니라 추가 이종 기능성 영역도 포함할 수 있다. 따라서, 예를 들면, 추가 아미노산, 특히 하전된 아미노산의 영역이 폴리펩티드의 N-말단에 추가되어 정제 동안 또는 후속 취급 및 저장 동안 숙주 세포에서 안정성 및 지속성을 개선할 수 있다. 또한, 펩티드 모이어티는 정제를 용이하게 하기 위해 폴리펩티드에 추가될 수 있다.

본 발명은 서열번호 2, 7, 12, 17, 22, 27, 32, 37, 42, 47, 52, 57, 62, 67 또는 72에 따른 아미노산 서열; 또는 서열번호 1, 6, 11, 16, 21, 26, 31, 36, 41, 46, 51, 56, 61, 66 또는 71, 서열번호 4, 9, 14, 19, 24, 29, 34, 39, 44, 49, 54, 59, 64, 69 또는 74, 또는 서열번호 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70 또는 75의 폴리뉴클레오티드를 적절한 숙주에서 발현시킴으로써 수득될 수 있는 아미노산 서열을 갖는 단리된 폴리펩티드를 제공한다. 또한, 상기 폴리펩티드의 변이체, 예컨대, 기능성 균등물을 포함하는 펩티드 또는 폴리펩티드도 본 발명 내에 포함된다. 상기 폴리펩티드들은 용어 "본 발명에 따른 폴리펩티드" 내에 집합적으로 포함된다.

본원에서 용어 "변이체 펩티드" 또는 "변이체 폴리펩티드"는 각각 펩티드 또는 폴리펩티드 내의 하나 이상의 특정 위치에서 하나 이상의 특정 아미노산 잔기의 하나 이상의 변경, 예컨대, 치환, 삽입, 결실 및/또는 절두를 포함하는 각각 펩티드 또는 폴리펩티드로서 정의된다. 따라서, 변이체 신호 펩티드는 신호 펩티드 내의 하나 이상의 특정 위치에서 하나 이상의 특정 아미노산 잔기의 하나 이상의 변경, 예컨대, 치환, 삽입, 결실 및/또는 절두를 포함하는 신호 펩티드이다.

용어 "폴리뉴클레오티드"는 용어 "핵산 분자"와 동일하고 본원에서 상호교환적으로 읽힐 수 있다. 상기 용어는 단일 가닥 또는 이중 가닥 리보핵산(RNA) 또는 데옥시리보핵산(DNA) 분자인 폴리뉴클레오티드 분자를 지칭한다. 폴리뉴클레오티드는 단리된 형태로 존재할 수 있거나, 재조합 핵산 분자 또는 벡터 내에 포함될 수 있거나, 숙주 세포 내에 포함될 수 있다.

본원에서 용어 "변이체 폴리뉴클레오티드"는 폴리뉴클레오티드 내의 하나 이상의 특정 위치에서 하나 이상의 뉴클레오티드의 하나 이상의 변경, 예컨대, 치환, 삽입, 결실 및/또는 절두를 포함하는 폴리뉴클레오티드로서 정의된다.

용어 "펩티드" 및 "올리고펩티드"는 (통상적으로 인식되는 바와 같이) 동의어로 간주되고, 문맥이 요구할 때 각각의 용어는 펩티딜 연결에 의해 커플링된 2개 이상의 아미노산들로 구성된 쇄를 표시하기 위해 상호교환적으로 사용될 수 있다. 본원에서 용어 "폴리펩티드"는 7개 초과의 아미노산 잔기를 함유하는 쇄에 대해 사용된다. 본원에서 모든 올리고펩티드 및 폴리펩티드 식 및 서열은 아미노 말단부터 카복시 말단 방향으로 좌측부터 우측으로 기재되어 있다. 본원에서 사용된 아미노산의 1-문자 코드는 당분야에서 통상적으로 공지되어 있고 문헌(Sambrook, et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd,ed. Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, 1989)에서 발견될 수 있다.

"단리된" 폴리펩티드 또는 단백질은 그의 천연 환경으로부터 제거된 폴리펩티드 또는 단백질을 의미한다. 예를 들면, 숙주 세포에서 발현된 재조합적으로 제조된 폴리펩티드 및 단백질은 임의의 적합한 기법, 예를 들면, 문헌(Smith and Johnson, Gene 67:31-40 (1988))에 개시된 단일 단계 정제 방법에 의해 실질적으로 정제된 천연 또는 재조합 폴리펩티드이기 때문에 본 발명의 목적상 단리된 것으로 간주된다.

본 발명에 따른 Temer00088, Temer09484, Temer08028, Temer02362, Temer08862, Temer04790, Temer05249, Temer06848, Temer02056, Temer03124, Temer09491, Temer06400, Temer08570, Temer08163 또는 Temer07305 단백질은 당분야에서 공지되어 있는 방법에 의해 재조합 세포 배양물로부터 회수될 수 있고 정제될 수 있다. 가장 바람직하게는, 고성능 액체 크로마토그래피("HPLC")가 정제를 위해 이용된다.

본 발명의 폴리펩티드는 천연적으로 정제된 생성물, 화학적 합성 절차의 생성물, 및 예를 들면, 세균, 효모, 고등 식물, 곤충 및 포유동물 세포를 비롯한 원핵 또는 진핵 숙주로부터 재조합 기법에 의해 제조된 생성물을 포함한다. 재조합 제조 절차에서 사용된 숙주에 따라, 본 발명의 폴리펩티드는 글리코실화될 수 있거나 글리코실화되지 않을 수 있다. 추가로, 본 발명의 폴리펩티드는 일부 경우 숙주 매개 과정의 결과로서 변경된 첫번째 메티오닌 잔기도 포함할 수 있다.

본 발명은 본 발명에 따른 폴리펩티드의 생물학적 활성 단편도 특징으로 한다.

본 발명의 폴리펩티드의 생물학적 활성 단편은 전체 길이 단백질보다 더 적은 수의 아미노산을 포함하되 상응하는 전체 길이 단백질의 하나 이상의 생물학적 활성을 나타내는, Temer00088, Temer09484, Temer08028, Temer02362, Temer08862, Temer04790, Temer05249, Temer06848, Temer02056, Temer03124, Temer09491, Temer06400, Temer08570, Temer08163 또는 Temer07305 단백질의 아미노산 서열(예를 들면, 서열번호 2, 7, 12, 17, 22, 27, 32, 37, 42, 47, 52, 57, 62, 67 또는 72의 아미노산 서열)과 충분히 동일한 또는 이러한 아미노산 서열로부터 유도된 아미노산 서열을 포함하는 폴리펩티드를 포함한다. 전형적으로. 생물학적 활성 단편은 Temer00088, Temer09484, Temer08028, Temer02362, Temer08862, Temer04790, Temer05249, Temer06848, Temer02056, Temer03124, Temer09491, Temer06400, Temer08570, Temer08163 또는 Temer07305 단백질의 하나 이상의 활성을 갖는 도메인 또는 모티프를 포함한다.

본 발명의 단백질의 생물학적 활성 단편은 예를 들면, 약 10개, 약 25개, 약 50개 또는 약 100개 이상의 아미노산 길이, 약 100개 이상의 아미노산, 150개, 200개, 250개, 300개, 350개 또는 400개 이상의 아미노산 길이, 또는 본 발명의 폴리펩티드의 아미노산의 총 수에 해당하는 길이를 갖는 폴리펩티드일 수 있다.

나아가, 단백질의 다른 영역이 결실되어 있는 다른 생물학적 활성 부분은 재조합 기법에 의해 제조될 수 있고 본 발명의 폴리펩티드의 천연 형태의 생물학적 활성들 중 하나 이상의 생물학적 활성에 대해 평가될 수 있다. 본 발명은 Temer00088, Temer09484, Temer08028, Temer02362, Temer08862, Temer04790, Temer05249, Temer06848, Temer02056, Temer03124, Temer09491, Temer06400, Temer08570, Temer08163 또는 Temer07305 단백질의 상기 생물학적 활성 단편을 코딩하는 핵산 단편도 특징으로 한다.

단백질

본 발명의 또 다른 양태에서, 개선된 Temer00088, Temer09484, Temer08028, Temer02362, Temer08862, Temer04790, Temer05249, Temer06848, Temer02056, Temer03124, Temer09491, Temer06400, Temer08570, Temer08163 또는 Temer07305 단백질이 제공된다. 개선된 Temer00088, Temer09484, Temer08028, Temer02362, Temer08862, Temer04790, Temer05249, Temer06848, Temer02056, Temer03124, Temer09491, Temer06400, Temer08570, Temer08163 또는 Temer07305 단백질은 하나 이상의 생물학적 활성이 개선된 단백질이다. 이러한 단백질은 Temer00088, Temer09484, Temer08028, Temer02362, Temer08862, Temer04790, Temer05249, Temer06848, Temer02056, Temer03124, Temer09491, Temer06400, Temer08570, Temer08163 또는 Temer07305 코딩 서열의 전부 또는 일부를 따라 돌연변이를 무작위로 도입함으로써, 예컨대, 포화 돌연변이유발에 의해 수득될 수 있고, 생성된 돌연변이체는 재조합적으로 발현될 수 있고 생물학적 활성에 대해 스크리닝될 수 있다. 예를 들면, 당분야는 본 발명의 단백질의 효소 활성을 측정하는 표준 분석을 제공하므로, 개선된 단백질은 용이하게 선택될 수 있다.

개선된 셀로바이오하이드롤라제 기능을 이끌어내는, 본 발명의 아미노산 서열의 개선된 변이체는 본 발명의 상응하는 유전자에 의해 수득될 수 있다. 이러한 변경에는 하기 변경들이 포함된다:

1. 무작위 돌연변이를 도입하기 위한 오류 유발 PCR에 이어서, 수득된 변이체의 스크리닝 및 개선된 동력학적 성질을 갖는 변이체의 단리; 및

2. 셀로바이오하이드롤라제를 코딩하는 유전자의 관련 변이체의 패밀리 셔플링(shuffling)에 이어서, 수득된 변이체의 스크리닝 및 개선된 동력학적 성질을 갖는 변이체의 단리.

보다 더 높은 표 1에 따른 활성을 야기하는 증가된 mRNA 및/또는 단백질 수준을 이끌어내는 본 발명의 유전자의 변이체는 상기 유전자의 폴리뉴클레오티드 서열에 의해 수득될 수 있다. 이러한 변경에는 하기 변경들이 포함된다:

1. 코돈이 모 미생물 숙주에 (최적으로) 적응되게 하는 방식으로 코돈 사용의 개선;

2. 코돈이 모 미생물 숙주에 (최적으로) 적응되게 하는 방식으로 코돈 쌍 사용의 개선; 및

3. 증가된 반감기를 갖는 mRNA 분자를 생성하는, 셀로바이오하이드롤라제를 코딩하는 유전 정보에의 안정화 서열의 추가.

개선된 촉매 성질 또는 증가된 mRNA 또는 단백질 수준을 갖는 변이체를 단리하는 바람직한 방법은 국제 특허출원 공개 제WO2003/010183호 및 제WO2003/01311호에 기재되어 있다. 모 미생물 균주에서 코돈 사용을 최적화하는 바람직한 방법은 국제 특허출원 제PCT/EP2007/05594호에 기재되어 있다. 본 발명의 셀로바이오하이드롤라제를 코딩하는 유전자에 안정화 요소를 추가하는 바람직한 방법은 국제 특허출원 공개 제WO2005/059149호에 기재되어 있다.

바람직한 실시양태에서, 본 발명의 단백질은 서열번호 2, 7, 12, 17, 22, 27, 32, 37, 42, 47, 52, 57, 62, 67 또는 72에 따른 아미노산 서열을 갖는다. 또 다른 실시양태에서, 본 발명의 폴리펩티드는 서열번호 2, 7, 12, 17, 22, 27, 32, 37, 42, 47, 52, 57, 62, 67 또는 72에 따른 아미노산 서열에 대한 실질적 상동성을 갖고 서열번호 2, 7, 12, 17, 22, 27, 32, 37, 42, 47, 52, 57, 62, 67 또는 72에 따른 폴리펩티드의 하나 이상의 생물학적 활성을 보유하되, 기재된 바와 같이 천연 변이 또는 돌연변이유발로 인해 아미노산 서열에서 상이하다.

추가 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 단백질은 바람직하게는 고도로 엄격한 혼성화 조건 하에서 서열번호 1, 6, 11, 16, 21, 26, 31, 36, 41, 46, 51, 56, 61, 66 또는 71, 서열번호 4, 9, 14, 19, 24, 29, 34, 39, 44, 49, 54, 59, 64, 69 또는 74, 또는 서열번호 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70 또는 75에 따른 핵산과 혼성화할 수 있는 단리된 핵산 단편에 의해 코딩된 아미노산 서열을 갖는다.

따라서, Temer00088, Temer09484, Temer08028, Temer02362, Temer08862, Temer04790, Temer05249, Temer06848, Temer02056, Temer03124, Temer09491, Temer06400, Temer08570, Temer08163 또는 Temer07305 단백질 또는 본 발명의 단백질은 바람직하게는 서열번호 2, 7, 12, 17, 22, 27, 32, 37, 42, 47, 52, 57, 62, 67 또는 72에 제시된 아미노산 서열에 대한 50% 이상, 60% 이상, 65% 이상, 70% 이상, 75% 이상, 80% 이상, 85% 이상, 90% 이상, 91% 이상, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.8% 또는 99.9% 이상의 상동성을 갖는 아미노산 서열을 포함하고 전형적으로 서열번호 2, 7, 12, 17, 22, 27, 32, 37, 42, 47, 52, 57, 62, 67 또는 72에 따른 폴리펩티드의 하나 이상의 기능적 활성을 보유하는 단백질이다.

본 발명의 한 양태에 따르면, 본 발명의 폴리펩티드는 서열번호 2, 7, 12, 17, 22, 27, 32, 37, 42, 47, 52, 57, 62, 67 또는 72에 기재된 아미노산 서열, 또는 1개, 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 7개, 8개, 9개, 10개, 11개 또는 12개의 아미노산이 서열번호 2, 7, 12, 17, 22, 27, 32, 37, 42, 47, 52, 57, 62, 67 또는 72에 기재된 아미노산 서열과 상이한 아미노산 서열을 포함할 수 있고, 이때 상기 폴리펩티드는 본 발명의 폴리펩티드의 활성 또는 기능을 여전히 갖는다. 당업자는 본 발명의 폴리펩티드에서의 이들 소수 아미노산 변화가 존재할 수 있거나(예를 들면, 천연 돌연변이), 단백질 기능 또는 활성을 손실시키지 않으면서 (예를 들면, r-DNA 기술의 이용을 통해) 만들어질 수 있다. 이 돌연변이들이 폴리펩티드의 결합 도메인, 활성 부위 또는 다른 기능성 도메인에 존재하는 경우, 폴리펩티드의 성질(예를 들면, 그의 열안정성)이 변할 수 있으나, 폴리펩티드는 그의 헤미셀룰라제 활성을 유지할 수 있다. 활성 부위, 결합 도메인 또는 다른 기능성 도메인에 가깝지 않은 돌연변이가 존재하는 경우, 보다 적은 영향이 예상될 수 있다.

본 발명에 따른 단백질의 기능성 균등물도 예를 들면, 표 1에 따른 활성에 대해 본 발명의 단백질의 돌연변이체, 예를 들면, 절두 돌연변이체의 조합 라이브러리를 스크리닝함으로써 확인될 수 있다. 한 실시양태에서, 변이체의 다채로운 라이브러리는 핵산 수준에서 조합 돌연변이유발에 의해 생성된다. 변이체의 다채로운 라이브러리는 예를 들면, 잠재적 단백질 서열의 축퇴 세트가 개별 폴리펩티드로서 또는 대안적으로 보다 더 큰 융합 단백질의 세트(예를 들면, 파지 디스플레이의 경우)로서 발현될 수 있도록 효소를 사용하여 합성 올리고뉴클레오티드의 혼합물을 유전자 서열로 결찰함으로써 생성될 수 있다. 축퇴 올리고뉴클레오티드 서열로부터 본 발명의 폴리펩티드의 잠재적 변이체의 라이브러리를 생성하는 데에 이용될 수 있는 다양한 방법들이 존재한다. 축퇴 올리고뉴클레오티드를 합성하는 방법은 당분야에서 공지되어 있다(예를 들면, 문헌(Narang (1983) Tetrahedron 39:3); 문헌(Itakura et al. (1984) Annu. Rev. Biochem. 53:323); 문헌(Itakura et al. (1984) Science 198:1056); 및 문헌(Ike et al. (1983) Nucleic Acid Res. 11:477) 참조).

추가로, 본 발명의 폴리펩티드의 코딩 서열의 단편의 라이브러리는 변이체의 후속 선택을 스크리닝하기 위해 다채로운 폴리펩티드 집단을 생성하는 데에 사용될 수 있다. 예를 들면, 코딩 서열 단편의 라이브러리는 닉킹(nicking)이 분자 당 약 1회만 일어나는 조건 하에서 관심있는 코딩 서열의 이중 가닥 PCR 단편을 뉴클레아제로 처리하고 이중 가닥 DNA를 변성시키고 DNA를 재생시켜 상이한 닉킹된 생성물로부터 센스/안티센스 쌍을 포함할 수 있는 이중 가닥 DNA를 형성하고 S1 뉴클레아제로 처리하여 재형성된 이중체로부터 단일 가닥 부분을 제거하고 생성된 단편 라이브러리를 발현 벡터 내로 결찰함으로써 생성될 수 있다. 이 방법에 의해 다양한 크기의 관심있는 단백질의 N-말단 단편 및 내부 단편을 코딩하는 발현 라이브러리가 유도될 수 있다.

점 돌연변이 또는 절두에 의해 만들어진 조합 라이브러리의 유전자 생성물을 스크리닝하고 선택된 성질을 갖는 유전자 생성물에 대해 cDNA 라이브러리를 스크리닝하는 여러 기법들이 당분야에서 공지되어 있다. 큰 유전자 라이브러리를 스크리닝하는, 고처리율 분석에 적합한 가장 널리 이용되는 기법은 전형적으로 유전자 라이브러리를 복제가능한 발현 벡터 내로 클로닝하는 단계, 적절한 세포를 생성된 벡터 라이브러리로 형질전환시키는 단계, 및 원하는 활성의 검출이 검출되는 생성물의 유전자를 코딩하는 벡터의 단리를 용이하게 하는 조건 하에서 조합 유전자를 발현시키는 단계를 포함한다. 라이브러리에서 기능성 돌연변이체의 빈도를 향상시키는 기법인 반복 앙상블(ensemble) 돌연변이유발(REM)이 본 발명의 단백질의 변이체를 확인하기 위해 스크리닝 분석과 함께 이용될 수 있다(Arkin and Yourvan (1992) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89:7811-7815; Delgrave et al. (1993) Protein Engineering 6(3): 327-331).

서열번호 1, 6, 11, 16, 21, 26, 31, 36, 41, 46, 51, 56, 61, 66 또는 71, 서열번호 4, 9, 14, 19, 24, 29, 34, 39, 44, 49, 54, 59, 64, 69 또는 74, 또는 서열번호 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70 또는 75에 제시된 Temer00088, Temer09484, Temer08028, Temer02362, Temer08862, Temer04790, Temer05249, Temer06848, Temer02056, Temer03124, Temer09491, Temer06400, Temer08570, Temer08163 또는 Temer07305 유전자 서열 이외에, Temer00088, Temer09484, Temer08028, Temer02362, Temer08862, Temer04790, Temer05249, Temer06848, Temer02056, Temer03124, Temer09491, Temer06400, Temer08570, Temer08163 또는 Temer07305 단백질의 아미노산 서열의 변화를 유발할 수 있는 DNA 서열 다형성이 주어진 집단 내에 존재할 수 있다는 것은 당업자에게 자명할 것이다. 이러한 유전적 다형성은 천연 대립형질 변이로 인해 상이한 집단들로부터의 세포들 또는 한 집단 내에 존재할 수 있다. 대립형질 변이체는 기능성 균등물도 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 폴리뉴클레오티드의 단편은 기능성 폴리펩티드를 코딩하지 않는 폴리뉴클레오티드도 포함할 수 있다. 이러한 폴리뉴클레오티드는 프로브 또는 PCR 반응용 프라이머로서 작용할 수 있다.

본 발명에 따른 핵산은 기능성 폴리펩티드를 코딩하는지 아니면 비-기능성 폴리펩티드를 코딩하는지 관계없이 혼성화 프로브 또는 중합효소 연쇄 반응(PCR) 프라이머로서 사용될 수 있다. Temer00088, Temer09484, Temer08028, Temer02362, Temer08862, Temer04790, Temer05249, Temer06848, Temer02056, Temer03124, Temer09491, Temer06400, Temer08570, Temer08163 또는 Temer07305 활성을 갖는 폴리펩티드를 코딩하지 않는 본 발명의 핵산 분자의 용도는 특히, (1) 예를 들면, 적합한 미생물로부터의 cDNA 라이브러리로부터 Temer00088, Temer09484, Temer08028, Temer02362, Temer08862, Temer04790, Temer05249, Temer06848, Temer02056, Temer03124, Temer09491, Temer06400, Temer08570, Temer08163 또는 Temer07305 단백질을 코딩하는 유전자, 또는 이의 대립형질 변이체의 단리; (2) 문헌(Verma et al., Human Chromosomes: a Manual of Basic Techniques, Pergamon Press, New York (1988))에 기재된 Temer00088, Temer09484, Temer08028, Temer02362, Temer08862, Temer04790, Temer05249, Temer06848, Temer02056, Temer03124, Temer09491, Temer06400, Temer08570, Temer08163 또는 Temer07305 유전자의 정확한 염색체 위치를 제공하기 위한 중기 염색체 스프레드(spreads)에의 제자리 혼성화(예를 들면, FISH); (3) 특정 조직 및/또는 세포에서 Temer00088, Temer09484, Temer08028, Temer02362, Temer08862, Temer04790, Temer05249, Temer06848, Temer02056, Temer03124, Temer09491, Temer06400, Temer08570, Temer08163 또는 Temer07305 mRNA의 발현을 검출하기 위한 노던 블롯 분석; 및 4) 주어진 생물학적 (예를 들면, 조직) 샘플에서 Temer00088, Temer09484, Temer08028, Temer02362, Temer08862, Temer04790, Temer05249, Temer06848, Temer02056, Temer03124, Temer09491, Temer06400, Temer08570, Temer08163 또는 Temer07305 프로브에 혼성화될 수 있는 핵산의 존재를 분석하기 위한 진단 수단으로서 사용될 수 있는 프로브 및 프라이머를 포함한다.

Temer00088, Temer09484, Temer08028, Temer02362, Temer08862, Temer04790, Temer05249, Temer06848, Temer02056, Temer03124, Temer09491, Temer06400, Temer08570, Temer08163 또는 Temer07305 유전자의 기능성 균등물을 수득하는 방법도 본 발명에 포함된다. 이러한 방법은 서열번호 2, 7, 12, 17, 22, 27, 32, 37, 42, 47, 52, 57, 62, 67 또는 72에 따른 단백질 서열 또는 이의 변이체의 전부 또는 일부를 코딩하는 단리된 핵산을 포함하는 표지된 프로브를 수득하는 단계; 프로브와 라이브러리 내의 핵산 단편의 혼성화를 허용하여 핵산 이중체를 형성하는 조건 하에서 핵산 단편 라이브러리를 상기 표지된 프로브로 스크리닝하는 단계; 및 Temer00088, Temer09484, Temer08028, Temer02362, Temer08862, Temer04790, Temer05249, Temer06848, Temer02056, Temer03124, Temer09491, Temer06400, Temer08570, Temer08163 또는 Temer07305 유전자와 관련된 유전자를 수득하기 위해 임의의 표지된 이중체에서 핵산 단편으로부터 전체 길이 유전자 서열을 결정하는 단계를 수반한다.

한 실시양태에서, 본 발명의 Temer00088, Temer09484, Temer08028, Temer02362, Temer08862, Temer04790, Temer05249, Temer06848, Temer02056, Temer03124, Temer09491, Temer06400, Temer08570, Temer08163 또는 Temer07305 핵산은 서열번호 1, 6, 11, 16, 21, 26, 31, 36, 41, 46, 51, 56, 61, 66 또는 71, 서열번호 4, 9, 14, 19, 24, 29, 34, 39, 44, 49, 54, 59, 64, 69 또는 74, 또는 서열번호 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70 또는 75에 제시된 핵산 서열 또는 이의 상보체에 대한 50% 이상, 60% 이상, 65% 이상, 70% 이상, 75% 이상, 80% 이상, 85% 이상, 90% 이상, 91% 이상, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98% 또는 99% 이상의 상동성을 갖는다.

본 발명의 폴리뉴클레오티드 또는 벡터를 포함하는 숙주 세포도 제공된다. 상기 폴리뉴클레오티드는 숙주 세포의 게놈에 대한 이종성을 가질 수 있다. 통상적으로 숙주 세포와 관련하여 용어 "이종성"은 폴리뉴클레오티드가 숙주 세포의 게놈에 천연적으로 존재하지 않거나 폴리펩티드가 그 세포에 의해 천연적으로 생성되지 않는다는 것을 의미한다.

또 다른 실시양태에서, 본 발명은 본 발명에 의해 포괄되는 핵산을 함유하는 세포, 예를 들면, 형질전환된 숙주 세포 또는 재조합 숙주 세포를 특징으로 한다. "형질전환된 세포" 또는 "재조합 세포"는 본 발명에 따른 핵산이 재조합 DNA 기법에 의해 도입되어 있는 세포(또는 이의 조상세포)이다. 원핵 세포 및 진핵 세포 둘다, 예를 들면, 세균, 진균, 효모 등이 포함되고, 사상 진균, 예컨대, 아스퍼길러스 니게르로부터의 세포가 특히 바람직하다.

삽입된 서열의 발현을 조절하거나 유전자 생성물을 특정 원하는 방식으로 변경시키고 프로세싱하는 숙주 세포가 선택될 수 있다. 단백질 생성물의 이러한 변경(예를 들면, 글리코실화) 및 프로세싱(예를 들면, 절단)은 단백질의 최적 작용을 용이하게 할 수 있다.

다양한 숙주 세포들이 단백질 및 유전자 생성물의 번역 후 프로세싱 및 변경을 위한 특징적인 특정 기작을 갖는다. 분자생물학 및/또는 미생물 분야의 숙련된 자에게 익숙한 적절한 세포주 또는 숙주 시스템은 발현되는 외래 단백질의 원하는 정확한 변경 및 프로세싱을 보장하도록 선택될 수 있다. 이를 위해, 유전자 생성물의 적절한 일차 전사체 프로세싱, 글리코실화 및 인산화를 위한 세포 기구를 보유하는 진핵 숙주 세포가 사용될 수 있다. 이러한 숙주 세포는 당분야에서 잘 공지되어 있다.

원하는 경우, 전술된 세포는 본 발명에 따른 폴리펩티드의 제조에 사용될 수 있다. 이러한 방법은 전형적으로 폴리펩티드를 코딩하는 코딩 서열의 (벡터에 의한) 발현을 제공하는 조건 하에서 (예를 들면, 전술된 바와 같이 발현 벡터로 형질전환되거나 형질감염된) 숙주 세포를 배양하는 단계, 및 임의적으로 발현된 폴리펩티드를 회수하는 단계를 포함한다. 본 발명의 폴리뉴클레오티드는 재조합 복제가능한 벡터, 예를 들면, 발현 벡터 내로 도입될 수 있다. 벡터는 상용가능한 숙주 세포에서 핵산을 복제하는 데에 사용될 수 있다. 따라서, 추가 실시양태에서, 본 발명은 본 발명의 폴리뉴클레오티드를 복제가능한 벡터 내로 도입하고 상기 벡터를 상용가능한 숙주 세포 내로 도입하고 상기 벡터의 복제를 일으키는 조건 하에서 상기 숙주 세포를 생장시킴으로써 본 발명의 폴리뉴클레오티드를 제조하는 방법을 제공한다. 상기 벡터는 상기 숙주 세포로부터 회수될 수 있다.

바람직하게는, 폴리펩티드는 분비 단백질로서 생성되고, 이 경우 발현 구축물에서 성숙 형태의 폴리펩티드를 코딩하는 뉴클레오티드 서열은 신호 서열을 코딩하는 뉴클레오티드 서열에 작동가능하게 연결된다. 바람직하게는, 신호 서열은 폴리펩티드를 코딩하는 뉴클레오티드 서열에 대한 천연(상동성) 신호 서열이다. 대안적으로, 신호 서열은 폴리펩티드를 코딩하는 뉴클레오티드 서열에 대한 외래(이종) 신호 서열이고, 이 경우 신호 서열은 바람직하게는 본 발명에 따른 뉴클레오티드 서열이 발현되는 숙주 세포에 내재한다. 효모 숙주 세포에 적합한 신호 서열의 예는 효모 α-인자 유전자로부터 유래된 신호 서열이다. 유사하게, 사상 진균 숙주 세포에 적합한 신호 서열은 예를 들면, 사상 진균 아밀로글루코시다제(AG) 유전자, 예를 들면, 아스퍼길러스 니게르 glaA 유전자로부터 유래된 신호 서열이다. 이것은 아밀로글루코시다제((글루코)아밀라제로서도 지칭됨) 프로모터 자체와 함께 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 다른 프로모터와도 함께 사용될 수 있다. 하이브리드 신호 서열도 본 발명에서 사용될 수 있다.

바람직한 이종 분비 리더 서열은 진균 아밀로글루코시다제(AG) 유전자(예를 들면, 아스퍼길러스로부터의 glaA - 18개 아미노산 버전 및 24개 아미노산 버전 둘다), α-인자 유전자(효모, 예를 들면, 사카로마이세스 및 클루이베로마이세스) 또는 α-아밀라제 유전자(바실러스)로부터 유래된 분비 리더 서열이다.

벡터는 전술된 바와 같이 적합한 숙주 세포 내로 형질전환되거나 형질감염되어 본 발명의 폴리펩티드의 발현을 제공할 수 있다. 이 과정은 폴리펩티드를 코딩하는 코딩 서열의 벡터에 의한 발현을 제공하는 조건 하에서 전술된 바와 같이 발현 벡터로 형질전환된 숙주 세포를 배양하는 단계를 포함할 수 있다.

숙주 세포

따라서, 본 발명은 본 발명의 폴리뉴클레오티드 또는 벡터로 형질전환되거나 형질감염된, 또는 본 발명의 폴리뉴클레오티드 또는 벡터를 포함하는 숙주 세포를 제공한다. 바람직하게는, 폴리뉴클레오티드는 이 폴리뉴클레오티드의 복제 및 발현을 위해 벡터 내에 보유된다. 세포는 상기 벡터와 상용가능하도록 선택될 것이고, 예를 들면, 원핵(예를 들면, 세균), 진균, 효모 또는 식물 세포일 수 있다.

이종 숙주도 선택될 수 있고, 이때 본 발명의 폴리펩티드는 다른 셀룰로스 분해 또는 헤미셀룰로스 분해 효소를 실질적으로 갖지 않는 형태로 생성된다. 이것은 이러한 효소를 정상적으로 생성하지 않는 숙주를 선택함으로써 달성될 수 있다.

본 발명은 폴리펩티드를 코딩하는 DNA 서열을 재조합 발현시킴으로써 본 발명의 폴리펩티드를 제조하는 방법을 포괄한다. 이를 목적으로, 본 발명의 DNA 서열은 적합한 동종 또는 이종 숙주 세포에서 폴리펩티드의 경제적 생성을 가능하게 하기 위해 발현 신호, 예컨대, 프로모터 또는 분비 신호 서열의 유전자 증폭 및/또는 교환에 사용될 수 있다. 동종 숙주 세포는 동일한 종의 숙주 세포이거나, DNA 서열의 기원인 종과 동일한 종 내의 변이체인 숙주 세포이다.

적합한 숙주 세포는 바람직하게는 원핵 미생물, 예컨대, 세균, 보다 바람직하게는 진핵 유기체, 예를 들면, 진균, 예컨대, 효모 또는 사상 진균, 또는 식물 세포이다. 일반적으로, 효모 세포는 조작하기 더 용이하기 때문에 진균 세포에 비해 바람직하다. 그러나, 일부 단백질들은 효모로부터 잘 분비되지 않거나, 일부 경우 적절하게 프로세싱되지 않는다(예를 들면, 효모에서의 과다글리코실화). 이 경우, 진균 숙주 유기체가 선택되어야 한다.

숙주 세포는 폴리펩티드를 과다발현할 수 있고, 과다발현을 조작하는 기법은 잘 공지되어 있다. 따라서, 숙주는 코딩 폴리뉴클레오티드의 2개 이상의 카피를 가질 수 있다(이에 따라 벡터는 2개 이상의 카피를 가질 수 있다).

본 발명과 관련하여, "모 미생물 숙주 세포" 및 "돌연변이체 미생물 숙주 세포"는 임의의 종류의 숙주 세포일 수 있다. 돌연변이체 미생물 숙주 세포의 특정 실시양태는 이하에 기재되어 있다. 달리 표시되어 있지 않은 한, 돌연변이체 미생물 숙주 세포에 적용가능한 실시양태는 모 미생물 숙주 세포에도 적용될 수 있다는 것은 당업자에게 명확할 것이다.

본 발명에 따른 돌연변이체 미생물 숙주 세포는 원핵 세포일 수 있다. 바람직하게는, 원핵 숙주 세포는 세균 세포이다. 용어 "세균 세포"는 그람 음성 미생물 및 그람 양성 미생물 둘다를 포함한다. 적합한 세균은 예를 들면, 에스케리키아(Escherichia), 아나배나(Anabaena), 카울로박테르트(Caulobactert), 글루코노박터(Gluconobacter), 로도박터(Rhodobacter), 슈도모나스(Pseudomonas), 파라코커스(Paracoccus), 바실러스(Bacillus), 브레비박테리움(Brevibacterium), 코리네박테리움(Corynebacterium), 리조비움(Rhizobium)(시노리조비움(Sinorhizobium)), 플라보박테리움(Flavobacterium), 크렙시엘라(Klebsiella), 엔테로박터(Enterobacter), 락토바실러스(Lactobacillus), 락토코커스(Lactococcus), 메틸로박테리움(Methylobacterium), 스타필로코커스(Staphylococcus) 또는 스트렙토마세스(Streptomyces)로부터 선택될 수 있다. 바람직하게는, 세균 세포는 바실러스 서브틸리스(B. subtilis), 바실러스 아밀로리쿠에파시엔스(B. amyloliquefaciens), 바실러스 리체니포르미스(B. licheniformis), 바실러스 푼티스(B. puntis), 바실러스 메가테리움(B. megaterium), 바실러스 할로두란스(B. halodurans), 바실러스 푸밀러스(B. pumilus), 글루코노박터 옥시단스(G. oxydans), 카울로박테르트 크레센터스(Caulobactert crescentus) CB 15, 메틸로박테리움 엑토르쿠엔스(Methylobacterium extorquens), 로도박터 스패로이데스(Rhodobacter sphaeroides), 슈도모나스 제아잔티니파시엔스(Pseudomonas zeaxanthinifaciens), 파라코커스 데니트라이피칸스(Paracoccus denitrificans), 에스케리키아 콜라이(E. coli), 코리네박테리움 글루타미쿰(C. glutamicum), 스타필로코커스 카르노서스(Staphylococcus carnosus), 스트렙토마이세스 리비단스(Streptomyces lividans), 시노리조비움 멜리오티(Sinorhizobium melioti) 및 리조비움 라디오박터(Rhizobium radiobacter)로 구성된 군으로부터 선택된다.

한 실시양태에 따르면, 본 발명에 따른 돌연변이체 미생물 숙주 세포는 진핵 숙주 세포이다. 바람직하게는, 진핵 세포는 포유동물, 곤충, 식물, 진균 또는 해조류 세포이다. 바람직한 포유동물 세포는 예를 들면, 중국 햄스터 난소(CHO) 세포, COS 세포, 293 세포, PerC6 세포 및 하이브리도마를 포함한다. 바람직한 곤충 세포는 예를 들면, Sf9 및 Sf21 세포, 및 이들의 유도체를 포함한다. 보다 바람직하게는, 진핵 세포는 진균 세포, 즉 효모 세포, 예컨대, 칸디다(Candida), 한세눌라(Hansenula), 클루이베로마이세스(Kluyveromyces), 피키아(Pichia), 사카로마이세스(Saccharomyces), 시조사카로마이세스(Schizosaccharomyces) 또는 야로위아(Yarrowia) 균주이다. 보다 바람직하게는, 진핵 숙주 세포는 클루이베로마이세스 락티스(Kluyveromyces lactis), 사카로마이세스 세레비지애(S. cerevisiae), 한세눌라 폴리모르파(Hansenula polymorpha), 야로위아 리폴라이티카(Yarrowia lipolytica) 또는 피키아 파스토리스(Pichia pastoris), 또는 사상 진균 세포이다. 가장 바람직하게는, 진핵 세포는 사상 진균 세포이다.

사상 진균은 (문헌(Hawksworth et al., In, Ainsworth and Bisby's Dictionary of The Fungi, 8th edition, 1995, CAB International, University Press, Cambridge, UK)에 의해 정의된) 유마이코타(Eumycota) 및 오마이코타(Oomycota) 아목의 모든 사상 형태들을 포함한다. 사상 진균은 키틴, 셀룰로스, 글루칸, 키토산, 만난 및 다른 복합 폴리사카라이드로 구성된 균사벽을 특징으로 한다. 양양 성장은 균사 연장에 의한 성장이고, 탄소 이화작용은 불가피하게 호기성 탄소 이화작용이다. 사상 진균 균주는 아크레모늄(Acremonium), 아가리커스(Agaricus), 아스퍼길러스(Aspergillus), 아우레오바시듐(Aureobasidium), 크리소스포리움(Chrysosporium), 코프리너스(Coprinus), 크립토코커스(Cryptococcus), 필리바시듐(Filibasidium), 푸사리움(Fusarium), 후미콜라(Humicola), 마그나포르테(Magnaporthe), 뮤코르(Mucor), 마이셀리오프쏘라(Myceliophthora), 네오칼리마스틱스(Neocallimastix), 뉴로스포라(Neurospora), 패실로마이세스(Paecilomyces), 페니실리움(Penicillium), 피로마이세스(Piromyces), 파네로캐테(Panerochaete), 플레우로터스(Pleurotus), 쉬조필룸(Schizophyllum), 탈라로마이세스(Talaromyces), 라삼소니아(Rasamsonia), 써모아스커스(Thermoascus), 티엘라비아(Thielavia), 톨리포클라듐(Tolypocladium) 및 트라이코데르마(Trichoderma)의 균주들을 포함하나 이들로 한정되지 않는다.

바람직한 사상 진균 세포는 아크레모늄, 아스퍼길러스, 크리소스포리움, 마이셀리오프쏘라, 페니실리움, 탈라로마이세스, 라삼소니아, 티엘라비아, 푸사리움 또는 트라이코데르마 속의 종, 가장 바람직하게는 아스퍼길러스 니게르, 아크레모늄 알라바멘스, 아스퍼길러스 아와모리, 아스퍼길러스 포에티더스, 아스퍼길러스 소자, 아스퍼길러스 푸미가터스, 탈라로마이세스 에머소니이, 라삼소니아 에머소니이, 아스퍼길러스 오리자, 크리소스포리움 럭노웬스, 푸사리움 옥시스포룸, 마이셀리오프쏘라 써모필라, 트라이코데르마 리세이, 티엘라비아 테레스트리스 또는 페니실리움 크리소게눔의 종에 속한다. 보다 바람직한 숙주 세포는 아스퍼길러스 또는 라삼소니아 속에 속하고, 보다 바람직하게는 숙주 세포는 아스퍼길러스 니게르 또는 라삼소니아 에머소니이 종에 속한다. 본 발명에 따른 숙주 세포가 아스퍼길러스 니게르 숙주 세포인 경우, 숙주 세포는 바람직하게는 CBS 513.88, CBS124.903 또는 이의 유도체이다.

사상 진균의 여러 균주들이 다수의 배양물 보관기관, 예컨대, ATCC(American Type Culture Collection), DSM(Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH), CBS(Centraal bureau Voor Schimmelcultures), NRRL(Agricultural Research Service Patent Culture Collection, Northern Regional Research Center) 및 러시아 과학학회의 러시아 미생물 보관기관(러시아어 약어 - VKM, 영어 약어 - RCM)(러시아 모스코바 소재)에서 대중에게 용이하게 입수될 수 있다. 본 발명과 관련하여 유용한 균주는 아스퍼길러스 니게르 CBS 513.88, CBS124.903, 아스퍼길러스 오리자 ATCC 20423, IFO 4177, ATCC 1011, CBS205.89, ATCC 9576, ATCC 14488-14491, ATCC 11601, ATCC 12892, 페니실리움 크리소게눔 CBS 455.95, 페니실리움 크리소게눔 위스콘신54-1255(ATCC 28089), 페니실리움 시트리눔(Penicillium citrinum) ATCC 38065, 페니실리움 크리소게눔 P2, 티엘라비아 테레스트리스 NRRL8126, 탈라로마이세스 에머소니이 CBS 124.902, 아크레모늄 크리소게눔 ATCC 36225 또는 ATCC 48272, 트라이코데르마 리세이 ATCC 2692, ATCC 56765 또는 ATCC 26921, 아스퍼길러스 소자 ATCC 11906, 마이셀리오프쏘라 써모필라 C1, Garg 27K, VKM-F 3500 D, 크리소스포리움 럭노웬스 C1, Garg 27K, VKM-F 3500 D, ATCC 44006 및 이들의 유도체일 수 있다.

본 발명의 한 실시양태에 따라, 본 발명에 따른 돌연변이체 미생물 숙주 세포가 사상 진균 숙주 세포인 경우, 상기 돌연변이체 미생물 숙주 세포는 이 돌연변이체 미생물 숙주 세포가 모 숙주 세포와 비교되고 동일한 조건 하에서 측정될 때 글루코아밀라제(glaA), 산 안정성 α-아밀라제(amyA), 중성 α-아밀라제(amyBI 및 amyBII), 옥살산 하이드롤라제(oahA), 독소, 바람직하게는 오크라톡신(ochratoxin) 및/또는 푸모니신(fumonisin), 프로테아제 전사 조절제 prtT, PepA, 유전자 hdfA 및/또는 hdfB에 의해 코딩된 생성물 및 비-리보좀 펩티드 신타제 npsE로부터 선택된 하나 이상의 생성물의 생성에서 결핍되도록 그의 게놈 내에 하나 이상의 변경을 포함할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 돌연변이체 미생물 숙주 세포가 사상 진균 숙주 세포인 경우, 숙주 세포는 주요 세포외 아스파르트산 프로테아제 PepA의 생성에서의 결핍을 초래하도록 그의 게놈 내에 하나 이상의 변경을 포함할 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 따른 숙주 세포는 주요 세포외 아스파르트산 프로테아제 PepA를 코딩하는 pepA 유전자의 파괴를 추가로 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 돌연변이체 미생물 숙주 세포가 사상 진균 숙주 세포인 경우, 본 발명에 따른 숙주 세포는 hdfA 및/또는 hdfB 유전자에 의해 코딩된 생성물의 생성에서의 결핍을 초래하도록 그의 게놈 내에 하나 이상의 변경을 추가로 포함할 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 따른 숙주 세포는 hdfA 및/또는 hdfB 유전자의 파괴를 추가로 포함할 수 있다. hdfA 및/또는 hdfB 유전자에 의해 코딩된 생성물에서 결핍된 사상 진균 숙주 세포는 국제 특허출원 공개 제WO2005/095624호에 기재되어 있다.

본 발명에 따른 돌연변이체 미생물 숙주 세포가 사상 진균 숙주 세포인 경우, 본 발명에 따른 숙주 세포는 비-리보좀 펩티드 신타제 npsE의 생성에서의 결핍을 초래하도록 그의 게놈 내에 변경을 추가로 포함할 수 있다. 비-리보좀 펩티드 신타제 npsE의 생성에서 결핍된 이러한 숙주 세포는 국제 특허출원 공개 제WO2012/001169호에 기재되어 있다(npsE는 국제 특허출원 공개 제WO2012/001169호의 서열번호 35에 제시된 게놈 서열, 서열번호 36에 제시된 코딩 서열, 서열번호 37에 제시된 mRNA 및 서열번호 38에 제시된 nrps 단백질을 갖는다).

본 발명에 따른 돌연변이체 미생물 숙주 세포가 사상 진균 숙주 세포인 경우, 숙주 세포는 관심있는 화합물을 코딩하는 폴리뉴클레오티드의 하나 이상의 카피의 삽입에 적합한 2개 이상의 실질적 상동성 DNA 도메인들을 추가로 포함할 수 있고, 이때 상기 2개 이상의 실질적 상동성 DNA 도메인들 중 하나 이상은 그 자신의 기원인 실질적 상동성 DNA 도메인에 비해 관심있는 화합물을 코딩하는 폴리뉴클레오티드에 대한 향상된 삽입 선호도를 갖도록 개조되고, 개조된 실질적 상동성 DNA 도메인의 기원인 상기 실질적 상동성 DNA 도메인은 상기 2개 이상의 실질적 상동성 DNA 도메인들의 나머지들 중 하나보다 10% 이상 더 높은 유전자 전환 빈도를 갖는다. 이들 세포들은 국제 특허출원 공개 제WO2011/009700호에 기재되어 있다. 이들 실질적 상동성 DNA 도메인들의 2개 이상의 카피를 함유하는 균주는 이하에서 2개 이상의 앰플리콘을 함유하는 균주로서도 지칭된다. 이러한 앰플리콘을 포함하는 숙주 세포의 예는 예를 들면, 문헌(van Dijck et al, 2003, Regulatory Toxicology and Pharmacology 28; 27-35: On the safety of a new generation of DSM Aspergillus niger enzyme production strains)에 기재되어 있다. 상기 문헌(van Dijck et al.)에는 7개의 증폭된 글루코아밀라제 유전자 좌위, 즉 7개의 앰플리콘들을 포함하는 아스퍼길러스 니게르 균주가 기재되어 있다. 이와 관련하여 바람직한 숙주 세포는 2개 이상의 앰플리콘, 바람직하게는 2개 이상의 ΔglaA 앰플리콘들을 포함하는(바람직하게는 3개, 4개, 5개, 6개 또는 7개의 ΔglaA 앰플리콘들을 포함하는) 사상 진균 숙주 세포, 바람직하게는 아스퍼길러스 니게르 숙주 세포이고, 이때 가장 높은 빈도의 유전자 전환을 갖는 앰플리콘은 그 자신이 유래된 앰플리콘에 비해 관심있는 화합물을 코딩하는 폴리뉴클레오티드에 대한 향상된 삽입 선호도를 갖도록 개조된다. 앰플리콘의 개조는 국제 특허출원 공개 제WO2011/009700호(전체적으로 본원에 참고로 도입됨)에 기재된 방법들 중 어느 한 방법에 따라 수행될 수 있다. 국제 특허출원 공개 제WO2011/009700호에 기재된 이들 숙주 세포들의 한 예는 BamHI 절두된 앰플리콘, SalI 절두된 앰플리콘 및 BglII 절두된 앰플리콘인 3개의 ΔglaA 앰플리콘들을 포함하는 숙주 세포이고, 이때 BamHI 앰플리콘은 그 자신의 기원인 BamHI 앰플리콘에 비해 관심있는 화합물을 코딩하는 폴리뉴클레오티드에 대한 향상된 삽입 선호도를 갖도록 개조된다. 2개 이상의 앰플리콘들을 포함하는 숙주 세포로서, 이때 1개의 앰플리콘이 그 자신의 기원인 앰플리콘에 비해 관심있는 화합물을 코딩하는 폴리뉴클레오티드에 대한 향상된 삽입 선호도를 갖도록 개조된, 숙주 세포는 이하에서 개조된 앰플리콘을 포함하는 숙주 세포로서 지칭된다.

본 발명에 따른 돌연변이체 미생물 숙주 세포가 사상 진균 숙주 세포인 경우, 본 발명에 따른 숙주 세포는 Sec61의 변경을 추가로 포함할 수 있다. 바람직한 SEC61 변경은 SEC61의 한 방향 돌연변이체, 즉 새로 합성된 단백질이 SEC61을 통해 ER로 들어갈 수 있되 상기 단백질이 SEC61을 통해 ER을 떠날 수 없는 돌연변이체를 초래하는 변경이다. 이러한 변경은 국제 특허출원 공개 제WO2005/123763호에 광범위하게 기재되어 있다. 가장 바람직하게는, SEC61 변경은 세린 376이 트립토판으로 교체되어 있는 S376W 돌연변이이다.

본 발명에 따른 숙주 세포는 식물 세포를 포함하므로, 본 발명은 하나 이상의 본 발명의 세포를 함유하는 형질전환 유기체, 예컨대, 식물 및 이의 일부까지 확장된다. 상기 세포는 본 발명의 폴리펩티드를 이종적으로 발현할 수 있거나, 본 발명의 폴리뉴클레오티드들 중 하나 이상의 폴리뉴클레오티드를 이종적으로 함유할 수 있다. 따라서, 형질전환(또는 유전적으로 변경된) 식물은 그의 게놈 내로 (예를 들면, 안정하게) 삽입된 본 발명의 폴리펩티드들 중 하나 이상의 폴리펩티드를 코딩하는 서열을 가질 수 있다. 식물 세포의 형질전환은 공지되어 있는 기법을 이용함으로써, 예를 들면, 아그로박테리움 투메파시엔스(Agrobacterium tumefaciens)로부터의 Ti 또는 Ri 플라스미드를 사용함으로써 수행될 수 있다. 따라서, 플라스미드(또는 벡터)는 식물을 감염시키기 위해 필요한 서열을 함유할 수 있고, Ti 및/또는 Ri 플라스미드의 유도체가 사용될 수 있다.

대안적으로, 식물의 일부, 예컨대, 잎, 뿌리 또는 줄기의 직접적인 감염이 수행될 수 있다. 이 기법에서 감염될 식물은 예를 들면, 면도칼을 사용한 식물의 절단, 바늘을 사용한 식물의 천공, 또는 연마제를 사용한 식물의 문지르기에 의해 상처를 입을 수 있다. 그 다음, 상처는 아그로박테리움으로 접종된다. 그 다음, 식물 또는 식물의 일부는 적합한 배양 배지 상에서 성장될 수 있고 성숙 식물로 발달될 수 있다. 유전적으로 변경된 식물로의 형질전환된 세포의 재생은 공지되어 있는 기법을 이용함으로써, 예를 들면, 항생제를 사용하여 형질전환된 싹을 선택하고 적절한 영양분, 식물 호르몬 등을 함유하는 배지 상에서 상기 싹을 하위배양함으로써 달성될 수 있다.

본 발명은 본 발명의 셀로바이오하이드롤라제 또는 이의 변이체를 발현하도록 변경된 세포도 포함한다. 이러한 세포는 일시적인 또는 바람직하게는 안정한 고등 진핵 세포주, 예컨대, 포유동물 세포 또는 곤충 세포, 하등 진핵 세포, 예컨대, 효모 및 (예를 들면, 사상) 진균 세포 또는 원핵 세포, 예컨대, 세균 세포를 포함한다.

본 발명의 단백질을 세포주 내에서 또는 막 상에서, 예컨대, 바큘로바이러스 발현 시스템 내에서 일시적으로 발현시키는 것도 가능하다. 본 발명에 따른 단백질을 발현하도록 개조되는 이러한 시스템도 본 발명의 범위 내에 포함된다.

본 발명에 따르면, 본 발명의 폴리펩티드의 제조는 하나 이상의 본 발명의 폴리뉴클레오티드로 형질전환된 미생물 발현 숙주를 보편적인 영양 발효 배지에서 배양함으로써 수행될 수 있다.

폴리펩티드/효소 제조

본 발명에 따른 재조합 숙주 세포는 당분야에서 공지되어 있는 절차를 이용함으로써 배양될 수 있다. 프로모터와 숙주 세포의 각각의 조합의 경우, 폴리펩티드를 코딩하는 DNA 서열의 발현에 기여하는 배양 조건이 이용가능하다. 원하는 세포 밀도 또는 폴리펩티드 역가에 도달한 후, 배양을 중단하고 공지되어 있는 절차를 이용하여 폴리펩티드를 회수한다.

발효 배지는 탄소원(예를 들면, 글루코스, 말토스, 당밀, 전분, 셀룰로스, 자일란, 펙틴, 리그노셀룰로스용해 바이오매스 가수분해물 등), 질소원(예를 들면, 암모늄 설페이트, 암모늄 니트레이트, 암모늄 클로라이드 등), 유기 질소원(예를 들면, 효모 추출물, 맥아 추출물, 펙톤 등) 및 무기 영양분 공급원(예를 들면, 포스페이트, 마그네슘, 칼륨, 아연, 철 등)을 함유하는 공지되어 있는 배양 배지를 포함할 수 있다. 임의적으로, 유도제(예를 들면, 셀룰로스, 펙틴, 자일란, 말토스, 말토덱스트린 또는 자일로갈락투로난)가 포함될 수 있다.

적절한 배지의 선택은 발현 숙주의 선택에 근거할 수 있고/있거나 발현 구축물의 조절 요구에 근거할 수 있다. 이러한 배지는 당업자에게 공지되어 있다. 원하는 경우, 배지는 다른 잠재적 오염 미생물에 비해 형질전환된 발현 숙주에 유리한 추가 성분을 함유할 수 있다.

발효는 약 0.5일 내지 약 30일의 기간에 걸쳐 수행될 수 있다. 발효는 적절하게는 0℃ 내지 100℃ 또는 0℃ 내지 80℃, 예를 들면, 약 0℃ 내지 약 50℃의 온도 및/또는 예를 들면, 약 2 내지 약 10의 pH에서의 회분식, 연속식 또는 유가식 공정일 수 있다. 바람직한 발효 조건은 약 20℃ 내지 약 45℃의 온도 및/또는 약 3 내지 약 9의 pH이다. 적절한 조건은 통상적으로 발현 숙주 및 발현될 단백질의 선택에 근거하여 선택된다.

필요한 경우, 발효 후 세포는 원심분리 또는 여과에 의해 발효 브로쓰로부터 제거될 수 있다. 발효가 중단된 후 또는 세포의 제거 후, 본 발명의 폴리펩티드는 회수될 수 있고, 원하는 경우 보편적인 수단에 의해 정제되고 단리될 수 있다.

폴리펩티드/효소 조성물

본 발명은 본 발명의 폴리펩티드, 및 셀룰라제, 헤미셀룰라제, 펙티나제 및/또는 리그니나제 또는 리그닌 변경 효소를 포함하는 조성물을 제공한다.

본 발명의 폴리펩티드가 셀룰라제인 경우, 본 발명의 조성물은 전형적으로 본 발명의 폴리펩티드 이외에 헤미셀룰라제, 펙티나제 및/또는 리그니나제 또는 리그닌 변경 효소를 포함할 것이다.

본 발명의 폴리펩티드가 헤미셀룰라제인 경우, 본 발명의 조성물은 전형적으로 본 발명의 폴리펩티드 이외에 셀룰라제, 펙티나제 및/또는 리그니나제 또는 리그닌 변경 효소를 포함할 것이다.

본 발명의 폴리펩티드가 펙티나제인 경우, 본 발명의 조성물은 전형적으로 본 발명의 폴리펩티드 이외에 셀룰라제, 헤미셀룰라제 및/또는 리그니나제 또는 리그닌 변경 효소를 포함할 것이다.

본 발명의 폴리펩티드가 리그니나제 또는 리그닌 변경 효소인 경우, 본 발명의 조성물은 전형적으로 본 발명의 폴리펩티드 이외에 셀룰라제, 헤미셀룰라제 및/또는 펙티나제를 포함할 것이다.

본 발명의 조성물은 셀룰라제의 1개, 2개 또는 3개 이상의 클래스, 예를 들면, GH61, 엔도-1,4-β-글루카나제(EG), 엑소-셀로바이오하이드롤라제(CBH) 및 β-글루코시다제(BGL) 중 하나, 둘 또는 전부를 포함할 수 있다.

본 발명의 조성물은 본 발명의 폴리펩티드에 의해 제공된 효소 활성과 동일한 효소 활성, 예를 들면, 동일한 종류의 셀룰라제, 헤미셀룰라제 및/또는 펙티나제 활성을 갖는 폴리펩티드를 포함할 수 있다.

본 발명의 조성물은 본 발명의 폴리펩티드에 의해 제공된 효소 활성과 상이한 종류의 셀룰라제 활성, 헤미셀룰라제 활성 및/또는 펙티나제 활성을 갖는 폴리펩티드를 포함할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 조성물은 본 발명의 폴리펩티드에 의해 제공된 제1종의 셀룰라제 활성, 헤미셀룰라제 활성 및/또는 펙티나제 활성 및 추가 헤미셀룰라제/펙티나제에 의해 제공된 제2종의 셀룰라제 활성, 헤미셀룰라제 활성 및/또는 펙티나제 활성을 포함할 수 있다.

본원에서 셀룰라제는 셀룰로스를 분해할 수 있는 임의의 폴리펩티드이다. 셀룰로스를 분해할 수 있는 폴리펩티드는 셀룰로스를 보다 더 작은 유닛으로 부분적으로(예를 들면, 셀로덱스트린으로) 또는 전체적으로(글루코스 단량체로) 분해하는 과정을 촉진할 수 있는 폴리펩티드이다. 본 발명에 따른 셀룰라제는 셀룰라제와 접촉될 때 셀로덱스트린과 글루코스 단량체의 혼합된 집단을 생성할 수 있다. 이러한 분해는 전형적으로 가수분해 반응에 의해 일어날 것이다.

본원에서 헤미셀룰라제는 헤미셀룰로스를 분해할 수 있는 임의의 폴리펩티드이다. 다시 말해, 헤미셀룰라제는 자일란, 글루쿠로노자일란, 아라비노자일란, 글루코만난 및 자일로글루칸 중 하나 이상을 분해할 수 있다. 헤미셀룰로스를 분해할 수 있는 폴리펩티드는 헤미셀룰로스를 보다 더 작은 폴리사카라이드로 부분적으로(예를 들면, 올리고사카라이드로) 또는 전체적으로(당 단량체, 예를 들면, 헥소스 또는 펜토스 당 단량체로) 분해하는 과정을 촉진할 수 있는 폴리펩티드이다. 본 발명에 따른 헤미셀룰라제는 헤미셀룰라제와 접촉될 때 올리고사카라이드와 당 단량체의 혼합된 집단을 생성할 수 있다. 이러한 분해는 전형적으로 가수분해 반응에 의해 일어날 것이다.

본원에서 펙티나제는 펙틴을 분해할 수 있는 임의의 폴리펩티드이다. 펙틴을 분해할 수 있는 폴리펩티드는 펙틴을 보다 더 작은 유닛으로 부분적으로(예를 들면, 올리고사카라이드로) 또는 전체적으로(당 단량체로) 분해하는 과정을 촉진할 수 있는 폴리펩티드이다. 본 발명에 따른 펙티나제는 펙티나제와 접촉될 때 올리고사카라이드와 당 단량체의 혼합된 집단을 생성할 수 있다. 이러한 분해는 전형적으로 가수분해 반응에 의해 일어날 것이다.

본원에서 리그니나제 또는 리그닌 변경 효소는 리그닌 또는 이의 분해 성분을 분해할 수 있거나 변경시킬 수 있는 임의의 폴리펩티드이다. 리그닌을 분해할 수 있거나 변경시킬 수 있는 폴리펩티드는 리그닌을 보다 더 작은 유닛으로 부분적으로(예를 들면, 모노페놀성 화합물로) 분해하는 과정을 촉진할 수 있는 폴리펩티드이다. 본 발명에 따른 리그니나제 또는 리그닌 변경 효소는 리그닌과 접촉될 때 페놀성 화합물들의 혼합된 집단을 생성할 수 있다. 이러한 분해는 전형적으로 산화 반응에 의해 일어날 것이다. 본원에서 리그니나제 또는 리그닌 변경 효소는 리그닌의 페놀성 분해 생성물을 분해할 수 있는 임의의 폴리펩티드일 수도 있다. 리그닌의 페놀성 분해 생성물을 분해할 수 있는 폴리펩티드는 예를 들면, 페놀성 고리의 개환 반응을 촉진함으로써 리그닌의 페놀성 분해 생성물을 훨씬 더 작은 유닛으로 분해하는 과정을 촉진할 수 있는 폴리펩티드이다. 본 발명에 따른 리그니나제 또는 리그닌 변경 효소는 리그닌의 페놀성 분해 생성물과 접촉될 때 페놀성 화합물의 개환된 분해 생성물들의 혼합된 집단을 생성할 수 있다. 이러한 분해는 전형적으로 산화 반응에 의해 일어날 것이다. 리그니나제 또는 리그닌 변경 효소는 셀룰로스 또는 헤미셀룰로스와 리그닌 또는 이의 분해 생성물 사이의 연결을 더 분해할 수 있다. 리그닌을 분해할 수 있는 효소는 리그닌 퍼록시다제(peroxidase), 망간 퍼록시다제, 락카제(laccase) 및 페룰로일 에스터라제, 및 리그닌 중합체를 탈중합시키거나 다른 방식으로 분해하는 것으로 당분야에서 공지되어 있는 다른 효소를 포함한다. 헤미셀룰로스성 당(특히 아라비노스)와 리그닌 사이에 형성된 결합을 가수분해할 수 있는 효소도 포함된다. 리그니나제는 하기 효소 군을 포함하나 이들로 한정되지 않는다: 리그닌 퍼록시다제(EC 1.11.14), 망간 퍼록시다제(EC 1.11.1.13), 락카제(EC 1.10.3.2) 및 페룰로일 에스터라제(EC 3.1.1.73).

따라서, 본 발명의 조성물은 임의의 셀룰라제, 예를 들면, GH61, 셀로바이오하이드롤라제, 엔도-β-1,4-글루카나제, β-글루코시다제 또는 β-(1,3)(1,4)-글루카나제를 포함할 수 있다.

GH61(글리코사이드 하이드롤라제 패밀리 61, 또는 종종 EGIV로서 지칭됨) 단백질은 최근 문헌에 따르면 산소 의존성 폴리사카라이드 모노옥시게나제(PMO)이다. 종종, 문헌에서 이 단백질은 리그노셀룰로스 기질에 대한 셀룰라제의 작용을 향상시키는 것으로 언급되어 있다. GH61은 처음에 한 패밀리 구성원에서의 매우 약한 엔도-1,4-β-D-글루카나제 활성의 측정에 근거하여 엔도-글루코나제로서 분류되었다. 본원에서 사용된 용어 "GH61"은 공통의 보존된 서열 부분 및 폴딩을 공유하여 잘 확립된 CAZY GH 분류 시스템(http://www.cazy.org/GH61.html)의 패밀리 61로 분류되는 한 효소 패밀리로서 이해되어야 한다. 글리코사이드 하이드롤라제 패밀리 61은 글리코사이드 하이드롤라제 EC 3.2.1의 패밀리의 구성원이다. GH61은 본원에서 셀룰라제의 일부로서 사용된다.

본원에서 셀로바이오하이드롤라제(EC 3.2.1.91)는 셀룰로스 또는 셀로테트라오스에서 1,4-β-D-글루코사이드 연결의 가수분해를 촉진하여 쇄의 비-환원 말단으로부터 셀로바이오스를 방출시킬 수 있는 임의의 폴리펩티드이다. 이 효소는 셀룰라제 1,4-β-셀로바이오시다제, 1,4-β-셀로바이오하이드롤라제, 1,4-β-D-글루칸 셀로바이오하이드롤라제, 아비셀라제, 엑소-1,4-β-D-글루카나제, 엑소-셀로바이오하이드롤라제 또는 엑소-글루카나제로서도 지칭될 수 있다. 상기 효소는 EC 코드 EC 3.2.1.91을 가질 수 있다.

본원에서 엔도-β-1,4-글루카나제(EC 3.2.1.4)는 셀룰로스, 리케닌 또는 곡물 β-D-글루칸에서 1,4-β-D-글루코사이드 연결의 내부가수분해를 촉진할 수 있는 임의의 폴리펩티드이다. 이러한 폴리펩티드는 1,3-연결도 함유하는 β-D-글루칸에서 1,4-연결을 가수분해할 수도 있다. 이 효소는 셀룰라제, 아비셀라제, β-1,4-엔도글루칸 하이드롤라제, β-1,4-글루카나제, 카복시메틸 셀룰라제, 셀루덱스트리나제, 엔도-1,4-β-D-글루카나제, 엔도-1,4-β-D-글루카노하이드롤라제, 엔도-1,4-β-글루카나제 또는 엔도-글루카나제로서도 지칭될 수 있다. 엔도-글루카나제는 β1→4-연결된 글루코스 잔기들(이들 중 대다수는 1-6-연결된 자일로스 측쇄로 치환됨)의 골격인 자일로글루칸의 절단도 촉진할 수 있고, 그 후 상기 효소는 자일로글루칸 특이적 엔도-β-1,4-글루카나제 또는 자일로글루카나제로서도 지칭된다.

본원에서 β-글루코시다제(EC 3.2.1.21)는 β-D-글루코스를 방출시키면서 말단 비-환원 β-D-글루코스 잔기의 가수분해를 촉진할 수 있는 임의의 폴리펩티드이다. 이러한 폴리펩티드는 β-D-글루코사이드에 대한 넓은 특이성을 가질 수 있고 β-D-갈락토사이드, α-L-아라비노사이드, β-D-자일로사이드 및 β-D-푸코사이드 중 하나 이상을 가분해할 수도 있다. 이 효소는 아미그달라제(amygdalase), β-D-글루코사이드 글루코하이드롤라제, 셀로비아제 또는 젠토비아제(gentobiase)로서도 지칭될 수 있다.

본원에서 β-(1,3)(1,4)-글루카나제(EC 3.2.1.73)는 1.3-결합 및 1,4-결합을 함유하는 β-D-글루칸에서 1,4-β-D-글루코사이드 연결의 가수분해를 촉진할 수 있는 임의의 폴리펩티드이다. 이러한 폴리펩티드는 리케닌 및 곡물 β-D-글루칸에 작용할 수 있으나, 1,3-결합 또는 1,4-결합만을 함유하는 β-D-글루칸에는 작용할 수 없다. 이 효소는 리케니나제(licheninase), 1,3-1,4-β-D-글루칸 4-글루카노하이드롤라제, β-글루카나제, 엔도-β-1,3-1,4-글루카나제, 리케나제(lichenase) 또는 혼합된 연결 β-글루카나제로서도 지칭될 수 있다. 이러한 종류의 효소에 대한 대체물은 엔도-1,3(4)-β-글루카나제로서 기재되는 EC 3.2.1.6이다. 이러한 종류의 효소는 가수분해될 연결에 관여하는 환원 기를 갖는 글루코스 잔기 그 자체가 C-3에서 치환될 때 β-D-글루칸에서 1,3-연결 또는 1,4-연결을 가수분해한다. 대안적 명칭은 엔도-1,3-β-글루카나제, 라미나리나제(laminarinase), 및 1,3-(1,3;1,4)-β-D-글루칸 3(4) 글루카노하이드롤라제를 포함하고; 기질은 라미나린, 리케닌 및 곡물 β-D-글루칸을 포함한다.

본 발명의 조성물은 임의의 헤미셀룰라제, 예를 들면, 엔도-자일라나제, β-자일로시다제, α-L-아라바이오노푸라노시다제, α-D-글루쿠로니다제, 셀로바이오하이드롤라제, 페룰로일 에스터라제, 쿠마로일 에스터라제, α-갈락토시다제, β-갈락토시다제, β-만나나제 또는 β-만노시다제를 포함할 수 있다.

본원에서 엔도-자일라나제(EC 3.2.1.8)는 자일란에서 1,4-β-D-자일로사이드 연결의 엔도-가수분해를 촉진할 수 있는 임의의 폴리펩티드이다. 이 효소는 엔도-1,4-β-자일라나제 또는 1,4-β-D-자일란 자일라노하이드롤라제로서도 지칭될 수 있다. 대체물은 글루쿠로노아라비노자일란에서 1,4-자일로사이드 연결을 가수분해할 수 있는 효소인 글루쿠로노아라비노자일란 엔도-자일라나제(EC 3.2.1.136)이다.

본원에서 β-자일로시다제(EC 3.2.1.37; GH3)는 1,4-β-D-자일란의 가수분해를 촉진하여 비-환원 말단으로부터 연속 D-자일로스 잔기를 제거할 수 있는 임의의 폴리펩티드이다. 이러한 효소는 자일로바이오스도 가수분해할 수 있다. 이 효소는 자일란 1,4-β-자일로시다제, 1,4-β-D-자일란 자일로하이드롤라제, 엑소-1,4-β-자일로시다제 또는 자일로비아제로서도 지칭될 수 있다.

본원에서 α-D-글루쿠로니다제(EC 3.2.1.139)는 하기 형태의 반응을 촉진할 수 있는 임의의 폴리펩티드이다: α-D-글루쿠로노사이드 + H(2)O = 알코올 + D-글루쿠로네이트. 이 효소는 α-글루쿠로니다제 또는 α-글루코시듀로나제로서 지칭될 수도 있다. 이 효소는 자일란에 치환기로서 존재할 수도 있는 4-O-메틸화된 글루코론산을 가수분해할 수도 있다. 대체물은 α-1,2-(4-O-메틸)글루쿠로노실 연결의 가수분해를 촉진하는 자일란 α-1,2-글루쿠로노시다제(EC 3.2.1.131)이다.

본원에서 아세틸 자일란 에스터라제(EC 3.1.1.72)는 자일란 및 자일로-올리고사카라이드의 탈아세틸화를 촉진할 수 있는 임의의 폴리펩티드이다. 이러한 폴리펩티드는 중합체성 자일란, 아세틸화된 자일로스, 아세틸화된 글루코스, α-나프틸 아세테이트 또는 p-니트로페닐 아세테이트로부터의 아세틸 기의 가수분해를 촉진할 수 있으나, 전형적으로 트라이아세틸글리세롤로부터의 아세틸 기의 가수분해를 촉진할 수는 없다. 이러한 폴리펩티드는 전형적으로 아세틸화된 만난 또는 펙틴에 작용하지 않는다.

본원에서 페룰로일 에스터라제(EC 3.1.1.73)는 하기 형태의 반응을 촉진할 수 있는 임의의 폴리펩티드이다: 페룰로일-사카라이드 + H(2)O = 페룰레이트 + 사카라이드. 사카라이드는 예를 들면, 올리고사카라이드 또는 폴리사카라이드일 수 있다. 상기 효소는 전형적으로 에스터화된 당(통상적으로 '천연' 기질에서 아라비노스)으로부터의 4-하이드록시-3-메톡시신나모일(페룰로일) 기의 가수분해를 촉진할 수 있다. p-니트로페놀 아세테이트 및 메틸 페룰레이트는 전형적으로 보다 더 약한 기질이다. 이 효소는 신나모일 에스터 하이드롤라제, 페룰산 에스터라제 또는 하이드록시신나모일 에스터라제로서도 지칭될 수 있다. 상기 효소는 자일라나제 및 펙티나제가 식물 세포벽 헤미셀룰로스 및 펙틴을 분해하는 것을 도울 수 있기 때문에 헤미셀룰라제 보조 효소로서도 지칭될 수 있다.

본원에서 쿠마로일 에스터라제(EC 3.1.1.73)는 하기 형태의 반응을 촉진할 수 있는 임의의 폴리펩티드이다: 쿠마로일-사카라이드 + H(2)O = 쿠마레이트 + 사카라이드. 사카라이드는 예를 들면, 올리고사카라이드 또는 폴리사카라이드일 수 있다. 이 효소는 트랜스-4-쿠마로일 에스터라제, 트랜스-p-쿠마로일 에스터라제, p-쿠마로일 에스터라제 또는 p-쿠마르산 에스터라제로서도 지칭될 수 있다. 이 효소는 EC 3.1.1.73 내에도 속하므로, 페룰로일 에스터라제로서도 지칭될 수 있다.

본원에서 α-갈락토시다제(EC 3.2.1.22)는 갈락토스 올리고사카라이드, 갈락토만난, 갈락탄 및 아라비노갈락탄을 비롯한 α-D-갈락토사이드에서 말단 비-환원 α-D-갈락토스 잔기의 가수분해를 촉진할 수 있는 임의의 폴리펩티드이다. 이러한 폴리펩티드는 α-D-푸코사이드를 가수분해할 수도 있다. 이 효소는 멜리비아제로서도 지칭될 수 있다.

본원에서 β-갈락토시다제(EC 3.2.1.23)는 β-D-갈락토사이드에서 말단 비-환원 β-D-갈락토스 잔기의 가수분해를 촉진할 수 있는 임의의 폴리펩티드이다. 이러한 폴리펩티드는 α-L-아라비노사이드를 가수분해할 수도 있다. 이 효소는 엑소-(1→4)-β-D-갈락타나제 또는 락타제로서도 지칭될 수 있다.

본원에서 β-만나나제(EC 3.2.1.78)는 만난, 갈락토만난 및 글루코만난에서 1,4-β-D-만노사이드 연결의 무작위 가수분해를 촉진할 수 있는 임의의 폴리펩티드이다. 이 효소는 만난 엔도-1,4-β-만노시다제 또는 엔도-1,4-만나나제로서도 지칭될 수 있다.

본 발명의 조성물은 임의의 펙티나제, 예를 들면, 엔도-폴리갈락투로나제, 펙틴 메틸 에스터라제, 엔도-갈락타나제, β-갈락토시다제, 펙틴 아세틸 에스터라제, 엔도-펙틴 라이아제, 펙테이트 라이아제, α-람노시다제, 엑소-갈락투로나제, 엑소-폴리갈락투로네이트 라이아제, 람노갈락투로난 하이드롤라제, 람노갈락투로난 라이아제, 람노갈락투로난 아세틸 에스터라제, 람노갈락투로난 갈락투로노하이드롤라제 또는 자일로갈락투로나제를 포함할 수 있다.

본원에서 엔도-폴리갈락투로나제(EC 3.2.1.15)는 펙테이트 및 다른 갈락투로난에서 1,4-α-D-갈락토시듀론 연결의 무작위 가수분해를 촉진할 수 있는 임의의 폴리펩티드이다. 이 효소는 폴리갈락투로나제 펙틴 탈중합효소, 펙티나제, 엔도-폴리갈락투로나제, 펙트롤라제, 펙틴 하이드롤라제, 펙틴 폴리갈락투로나제, 폴리-α-1,4-갈락투로나이드 글리카노하이드롤라제, 엔도-갈락투로나제, 엔도-D-갈락투로나제 또는 폴리(1,4-α-D-갈락투로나이드) 글리카노하이드롤라제로서도 지칭될 수 있다.

본원에서 펙틴 메틸 에스터라제(EC 3.1.1.11)는 하기 반응을 촉진할 수 있는 임의의 효소이다: 펙틴 + n H₂O = n 메탄올 + 펙테이트. 상기 효소는 펙틴 에스터라제, 펙틴 데메톡실라제, 펙틴 메톡실라제, 펙틴 메틸에스터라제, 펙타제, 펙티노에스터라제 또는 펙틴 펙틸하이드롤라제로서도 공지되어 있을 수 있다.

본원에서 엔도-갈락타나제(EC 3.2.1.89)는 아라비노갈락탄에서 1,4-β-D-갈락토사이드 연결의 내부가수분해를 촉진할 수 있는 임의의 효소이다. 상기 효소는 아라비노갈락탄 엔도-1,4-β-갈락토시다제, 엔도-1,4-β-갈락타나제, 갈락타나제, 아라비노갈락타나제 또는 아라비노갈락탄 4-β-D-갈락타노하이드롤라제로서도 공지되어 있을 수 있다.

본원에서 펙틴 아세틸 에스터라제는 펙틴의 GalUA 잔기의 하이드록실 기에서 아세틸 기의 탈아세틸화를 촉진하는 아세틸 에스터라제 활성을 갖는 임의의 효소로서 정의된다.

본원에서 엔도-펙틴 라이아제(EC 4.2.2.10)는 (1→4)-α-D-갈락투로난 메틸 에스터의 제거적 절단을 촉진하여 그의 비-환원 말단에서 4-데옥시-6-O-메틸-α-D-갈락트-4-에누로노실 기를 갖는 올리고사카라이드를 제공할 수 있는 임의의 효소이다. 상기 효소는 펙틴 라이아제, 펙틴 트랜스엘리미나제(transeliminase), 엔도-펙틴 라이아제, 폴리메틸갈락투론산 트랜스엘리미나제, 펙틴 메틸트랜스엘리미나제, 펙토라이아제, PL, PNL 또는 PMGL 또는 (1→4)-6-O-메틸-α-D-갈락투로난 라이아제로서도 공지되어 있을 수 있다.

본원에서 펙테이트 라이아제(EC 4.2.2.2)는 (1→4)-α-D-갈락투로난의 제거적 절단을 촉진하여 그의 비-환원 말단에서 4-데옥시-α-D-갈락트-4-에누로노실 기를 갖는 올리고사카라이드를 제공할 수 있는 임의의 효소이다. 상기 효소는 폴리갈락투론산 트랜스엘리미나제, 펙트산 트랜스엘리미나제, 폴리갈락투로네이트 라이아제, 엔도-펙틴 메틸트랜스엘리미나제, 펙테이트 트랜스엘리미나제, 엔도-갈락투로네이트 트랜스엘리미나제, 펙트산 라이아제, 펙틱 라이아제, α-1,4-D-엔도-폴리갈락투론산 라이아제, PGA 라이아제, PPase-N, 엔도-α-1,4-폴리갈락투론산 라이아제, 폴리갈락투론산 라이아제, 펙틴 트랜스엘리미나제, 폴리갈락투론산 트랜스엘리미나제 또는 (1→4)-α-D-갈락투로난 라이아제로서도 공지되어 있을 수 있다.

본원에서 α-람노시다제(EC 3.2.1.40)는 α-L-람노사이드 또는 대안적으로 람노갈락투로난에서 말단 비-환원 α-L-람노스 잔기의 가수분해를 촉진할 수 있는 임의의 폴리펩티드이다. 이 효소는 α-L-람노시다제 T, α-L-람노시다제 N 또는 α-L-람노사이드 람노하이드롤라제로서도 공지되어 있을 수 있다.

본원에서 엑소-갈락투로나제(EC 3.2.1.82)는 비-환원 말단으로부터 펙트산을 가수분해하여 다이갈락투로네이트를 방출시킬 수 있는 임의의 폴리펩티드이다. 상기 효소는 엑소-폴리-α-갈락투로노시다제, 엑소-폴리갈락투로노시다제 또는 엑소-폴리갈락투라노시다제로서도 공지되어 있을 수 있다.

본원에서 엑소-갈락투로나제(EC 3.2.1.67)는 하기 반응을 촉진할 수 있는 임의의 폴리펩티드이다: (1,4-α-D-갈락투로나이드)_n + H₂O = (1,4-α-D-갈락투로나이드)_n-1 + D-갈락투로네이트. 상기 효소는 갈락투란 1,4-α-갈락투로니다제, 엑소-폴리갈락투로나제, 폴리(갈락투로네이트) 하이드롤라제, 엑소-D-갈락투로나제, 엑소-D-갈락투로나제, 엑소-폴리-D-갈락투로나제 또는 폴리(1,4-α-D-갈락투로나이드) 갈락투로노하이드롤라제로서도 공지되어 있을 수 있다.

본원에서 엑소-폴리갈락투로네이트 라이아제(EC 4.2.2.9)는 펙테이트, 즉 탈에스터화된 펙틴의 환원 말단으로부터 4-(4-데옥시-α-D-갈락트-4-에누로노실)-D-갈락투로네이트의 제거적 절단을 촉진할 수 있는 임의의 폴리펩티드이다. 이 효소는 펙테이트 다이사카라이드-라이아제, 펙테이트 엑소-라이아제, 엑소-펙트산 트랜스엘리미나제, 엑소-펙테이트 라이아제, 엑소-폴리갈락투론산-트랜스엘리미나제, PATE, 엑소-PATE, 엑소-PGL 또는 (1→4)-α-D-갈락투로난 환원 말단-다이사카라이드-라이아제로서 공지되어 있을 수 있다.

본원에서 람노갈락투로난 하이드롤라제는 다이사카라이드[(1,2-α-L-람노일-(1,4)-α-갈락토실유론산]로 구성된, 엄격히 교대로 존재하는 람노갈락투로난 구조물에서 갈락토실유론산과 람노피라노실 사이의 연결을 엔도 방식으로 가수분해할 수 있는 임의의 폴리펩티드이다.

본원에서 람노갈락투로난 라이아제는 β-제거를 통해 람노갈락투로난에서 α-L-Rhap-(1→4)-α-D-GalpA 연결을 엔도 방식으로 절단할 수 있는 임의의 폴리펩티드이다.

본원에서 람노갈락투로난 아세틸 에스터라제는 람노갈락투로난에서 교대로 존재하는 람노스와 갈락투론산 잔기로 구성된 골격의 탈아세틸화를 촉진하는 임의의 폴리펩티드이다.

본원에서 람노갈락투로난 갈락투로노하이드롤라제는 엄격히 교대로 존재하는 람노갈락투로난 구조물의 비-환원 말단으로부터 갈락투론산을 엑소 방식으로 가수분해할 수 있는 임의의 폴리펩티드이다.

본원에서 자일로갈락투로나제는 β-자일로스 치환된 갈락투론산 골격을 엔도 방식으로 절단함으로써 자일로갈락투로난에 작용하는 임의의 폴리펩티드이다. 이 효소는 자일로갈락투로난 하이드롤라제로서도 공지되어 있을 수 있다.

본원에서 엔도-아라비나제(EC 3.2.1.99)는 1,5-아라비난에서 1,5-α-아라비노푸라노사이드 연결의 내부가수분해를 촉진할 수 있는 임의의 폴리펩티드이다. 이 효소는 엔도-아라비나제, 아라비난 엔도-1,5-α-L-아라비노시다제, 엔도-1,5-α-L-아라비나나제, 엔도-α-1,5-아라바나제, 엔도-아라바나제 또는 1,5-α-L-아라비난 1,5-α-L-아라비나노하이드롤라제로서도 공지되어 있을 수 있다.

본 발명의 조성물은 전형적으로 하나 이상의 셀룰라제, 하나 이상의 헤미셀룰라제 및/또는 하나 이상의 펙티나제(이들 중 하나는 본 발명에 따른 폴리펩티드임)를 포함할 것이다. 본 발명의 조성물은 셀로바이오하이드롤라제, 엔도-글루카나제 및/또는 β-글루코시다제를 포함할 수 있다. 이러한 조성물은 하나 이상의 헤미셀룰라제 및/또는 하나 이상의 펙티나제도 포함할 수 있다.

하나 이상의(예를 들면, 2개의, 3개의, 4개의 또는 모든) 아밀라제, 프로테아제, 리파제, 리그니나제, 헥소실트랜스퍼라제 또는 글루쿠로니다제가 본 발명의 조성물에 존재할 수 있다.

"프로테아제"는 펩티드 결합을 가수분해하는 효소(펩티다제)뿐만 아니라 펩티드와 다른 모이어티, 예컨대, 당 사이의 결합을 가수분해하는 효소(글리코펩티다제)도 포함한다. 많은 프로테아제들이 EC 3.4 하에서 특징규명되어 있고 본원에 참고로 도입되는 발명에서 사용되기에 적합하다. 일부 특정 종류의 프로테아제들은 펩신 및 파파인을 비롯한 시스테인 프로테아제, 및 카이모트립신, 카복시펩티다제 및 메탈로엔도-펩티다제를 비롯한 세린 프로테아제를 포함한다.

"리파제"는 지질, 지방산, 및 아실글리세라이드(포스포글리세라이드, 지단백질, 다이아실글리세롤 등을 포함함)를 가수분해하는 효소를 포함한다. 식물에서, 지질은 수분 손실 및 병원체 감염을 제한하는 구조 성분으로서 사용된다. 이들 지질들은 지방산으로부터 유도된 왁스뿐만 아니라 쿠틴 및 수베린도 포함한다.

"헥소실트랜스퍼라제"(2.4.1-)는 글리코실 기, 보다 구체적으로 헥소실 기를 전달할 수 있는 효소를 포함한다. 글리코실 기를 글리코실 함유 공여자로부터 또 다른 글리코실 함유 화합물로 전달하는 것 이외에, 상기 효소는 글리코실 기를 수용자인 물에게 전달할 수도 있다. 이 반응은 전달 반응 대신에 가수분해 반응으로서도 공지되어 있다. 본 발명에서 사용될 수 있는 헥소실트랜스퍼라제의 한 예는 β-글루카노실트랜스퍼라제이다. 이러한 효소는 (1,3)(1,4)글루칸, 셀룰로스 및/또는 셀룰로스 분해 생성물의 분해를 촉진할 수 있다.

"글루쿠로니다제"는 글루쿠로노사이드, 예를 들면, β-글루쿠로노사이드의 가수분해를 촉진하여 알코올을 생성하는 효소를 포함한다. 많은 글루쿠로니다제들, 예를 들면, β-글루쿠로니다제(EC 3.2.1.31), 하이알루로노-글루쿠로니다제(EC 3.2.1.36), 글루쿠로노실-다이설포글루코스아민 글루쿠로니다제(3.2.1.56), 글리시리지네이트 β-글루쿠로니다제(3.2.1.128) 또는 α-D-글루쿠로니다제(EC 3.2.1.139)가 특징규명되어 있고 본 발명에서 사용되기에 적합할 수 있다.

본 발명의 조성물은 익스팬신(expansin) 또는 익스팬신 유사 단백질, 예컨대, 스왈레닌(swollenin)(문헌(Salheimo et al., Eur. J. Biochem. 269, 4202-4211, 2002) 참조) 또는 스왈레닌 유사 단백질을 포함할 수 있다.

익스팬신은 식물 세포 생장 동안 세포벽 구조가 느슨해지는 것에 관여한다. 익스팬신은 가수분해 활성을 갖지 않으면서 셀룰로스와 다른 세포벽 폴리사카라이드 사이의 수소 결합을 파괴하는 것으로 제안되었다. 이 방식으로, 익스팬신은 셀룰로스 섬유의 활주 및 세포벽의 확장을 가능하게 하는 것으로 생각된다. 익스팬신 유사 단백질인 스왈레닌은 N-말단 탄수화물 결합 모듈 패밀리 1 도메인(CBD) 및 C-말단 익스팬신 유사 도메인을 함유한다. 본 발명의 목적상, 익스팬신 유사 단백질 또는 스왈레닌 유사 단백질은 이러한 도메인들 중 하나 또는 둘다를 포함할 수 있고/있거나, 임의적으로 검출가능한 양의 환원 당을 생성하지 않으면서 세포벽의 구조를 파괴(예컨대, 셀룰로스 구조를 파괴)할 수 있다.

본 발명의 조성물은 셀룰로스 삽입 단백질, 스카폴딘(scaffoldin) 또는 스카폴딘 유사 단백질, 예를 들면, 클로스트리듐 써모셀룸(Clostridium thermocellum) 또는 클로스트리듐 셀룰로라이티쿰(Clostridium cellulolyticum)으로부터의 각각 CipA 또는 CipC의 폴리펩티드 생성물을 포함할 수 있다.

스카폴딘 및 셀룰로스 삽입 단백질은 셀룰로스용해 서브유닛을 다중-효소 복합체로 조직화할 수 있는 다중-기능 삽입 서브유닛이다. 이것은 2개의 상보적인 클래스의 도메인, 즉 스카폴딘 상의 점착 도메인과 각각의 효소 유닛 상의 독케린(dockerin) 도메인의 상호작용에 의해 달성된다. 스카폴딘 서브유닛은 셀룰로좀이 그의 기질에 부착하는 것을 매개하는 셀룰로스 결합 모듈(CBM)도 보유한다. 본 발명의 목적상 스카폴딘 또는 셀룰로스 삽입 단백질은 이러한 도메인들 중 하나 또는 둘다를 포함할 수 있다.

본 발명의 조성물은 예를 들면, 트라이코데르마 리세이(Trichoderma reesei)/하이포크레아 자코리나(Hypocrea jacorina)로부터의 cip1 또는 cip2 유전자 또는 유사한 유전자에 의해 코딩된 셀룰로스-유도된 단백질 또는 조절 단백질을 포함할 수 있다(문헌(Foreman et al., J. Biol. Chem. 278(34), 31988-31997, 2003) 참조). 이들 유전자들의 폴리펩티드 생성물은 셀룰로스 결합 모듈, 및 공지되어 있는 글리코실 하이드롤라제 패밀리와 관련되어 있지 않을 수 있는 기능 또는 활성을 갖는 도메인을 함유하는 바이모듈 단백질이다. 셀룰로스 결합 모듈의 존재 및 셀룰라제 성분에 의한 이들 유전자들의 발현의 공-조절은 바이오매스 분해에 있어서 잠재적 역할을 갖는 이전에 인식되지 않은 활성을 시사한다.

본 발명의 조성물은 전술된 각각의 폴리펩티드 클래스의 구성원, 한 폴리펩티드 클래스의 여러 구성원, 또는 이들 폴리펩티드 클래스들의 임의의 조합물로 구성될 수 있다.

본 발명의 조성물은 (1) 상업적 공급처; (2) 폴리펩티드, 예를 들면, 효소를 발현하는 클로닝된 유전자; (3) 복합 브로쓰(예컨대, 단백질 및 효소를 배지 내로 분비하는 미생물 균주가 배지에서 생장함으로써 생성된 복합 브로쓰); (4) (3)에서와 같이 생장된 균주의 세포 용해물; 및/또는 (5) 폴리펩티드, 예를 들면, 효소를 발현하는 식물 물질로부터의 폴리펩티드, 예를 들면, 효소로 구성될 수 있다. 본 발명의 조성물 중의 상이한 폴리펩티드, 예를 들면, 효소는 상이한 공급원으로부터 입수될 수 있다.

폴리펩티드의 용도

본 발명에 따른 폴리펩티드 및 폴리펩티드 조성물은 많은 상이한 적용분야에서 사용될 수 있다. 예를 들면, 이들은 발효가능한 당의 제조에 사용될 수 있다. 발효가능한 당은 바이오연료 공정의 일부로서 바이오가스 또는 에탄올, 부탄올, 이소부탄올, 2-부탄올 또는 다른 적합한 물질로 전환될 수 있다. 대안적으로, 폴리펩티드 및 이의 조성물은 예를 들면, 식품의 제조, 세제 조성물, 종이 및 펄프 산업, 항균 제제, 약품, 예컨대, 인후 로젠지, 치약 및 구강세척제에서 효소로서 사용될 수 있다. 용도 중 일부는 이하에 보다 더 상세히 예시될 것이다.

이하에 기재된 용도 및 방법에서, 전술된 조성물의 성분들은 동시에(즉, 단일 조성물 그 자체로서), 별도로 또는 순차적으로 제공될 수 있다.

또한, 본 발명은 산업 공정에서 본 발명에 따른 셀로바이오하이드롤라제 및 이러한 효소를 포함하는 조성물의 용도에 관한 것이다.

이 공정에 대해 수득된 장기간 경험에도 불구하고, 본 발명에 따른 셀로바이오하이드롤라제는 현재 사용되는 효소들에 비해 다수의 유의한 장점들을 특징으로 할 수 있다. 구체적인 적용분야에 따라, 이들 장점들은 양태, 예컨대, 보다 더 낮은 생산 비용, 기질에 대한 보다 더 높은 특이성, 감소된 항원성, 보다 더 적은 바람직하지 않은 부작용, 적합한 미생물에서 생성될 때 보다 더 높은 수율, 보다 더 큰 적합한 pH 및 온도 범위, 소수성 리그닌-유도된 생성물에 의한 비-억제 또는 보다 더 낮은 생성물 억제, 또는 식품 산업의 경우 최종 생성물의 보다 더 우수한 맛 또는 식감뿐만 아니라 식품 등급 및 코셔(kosher) 양태를 포함할 수 있다.

원칙적으로, 본 발명의 셀로바이오하이드롤라제 또는 조성물은 폴리사카라이드를 포함하는 물질의 처리를 필요로 하는 임의의 공정에서 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 폴리펩티드 또는 조성물은 폴리사카라이드 물질의 처리에 사용될 수 있다. 본원에서 폴리사카라이드 물질은 하나 이상, 전형적으로 하나 초과의 폴리사카라이드를 포함하거나 본질적으로 이러한 폴리사카라이드로 구성된 물질이다.

전형적으로, 식물 및 이로부터 유래된 물질은 상당한 양의 비-전분 폴리사카라이드 물질을 포함한다. 따라서, 본 발명의 폴리펩티드는 식물 또는 진균 물질, 또는 이로부터 유도된 물질의 처리에 사용될 수 있다.

리그노셀룰로스

식물 비-전분 폴리사카라이드 물질의 중요한 성분은 리그노셀룰로스(본원에서 리그노셀룰로스용해 바이오매스로서도 지칭됨)이다. 리그노셀룰로스는 셀룰로스, 헤미셀룰로스 및 리그닌을 포함하는 식물 물질이다. 탄수화물 중합체(셀룰로스 및 헤미셀룰로스)는 수소결합 및 공유결합에 의해 리그닌에 단단히 결합된다. 따라서, 본 발명의 폴리펩티드는 리그노셀룰로스용해 물질의 처리에 사용될 수 있다. 본원에서 리그노셀룰로스용해 물질은 리그노셀룰로스를 포함하거나 본질적으로 리그노셀룰로스로 구성된 물질이다. 따라서, 비-전분 폴리사카라이드를 처리하는 본 발명의 방법에서 비-전분 폴리사카라이드는 리그노셀룰로스성 물질/바이오매스일 수 있다.

따라서, 본 발명은 비-전분 폴리사카라이드를 포함하는 기질을 처리하는 방법을 제공하고, 이때 상기 처리는 셀룰로스, 헤미셀룰로스 및/또는 펙틴성 물질의 분해, 가수분해 및/또는 변경을 포함한다.

이와 관련하여 분해는 상기 처리가 셀룰로스, 헤미셀룰로스 및/또는 펙틴성 물질의 가수분해 생성물을 생성한다는 것, 즉 유사한 비처리된 비-전분 폴리사카라이드에 존재하는 것보다 더 짧은 길이의 사카라이드가 처리의 결과로서 존재한다는 것을 시사한다. 따라서, 이와 관련하여 분해는 올리고사카라이드 및/또는 당 단량체를 유리시킬 수 있다.

모든 식물들은 사실상 모든 식물 유래의 폴리사카라이드 물질들처럼 비-전분 폴리사카라이드를 함유한다. 따라서, 비-전분 폴리사카라이드를 포함하는 기질을 처리하는 본 발명의 방법에서 상기 기질은 식물 또는 식물 유래의 물질의 형태, 또는 식물 또는 식물 유래의 물질을 포함하는 물질, 예를 들면, 식물 펄프, 식물 추출물, 식품 또는 이의 성분, 옷감, 직물 또는 의복의 형태로 제공될 수 있다.

본 발명에서 사용되기에 적합한 리그노셀룰로스용해 바이오매스는 바이오매스를 포함하고 순수 바이오매스 및/또는 비-순수 바이오매스, 예컨대, 농업 바이오매스, 상업 유기물, 건축 및 파괴 잔해, 자치도시 고체 폐기물, 폐지 및 구내 폐기물을 포함할 수 있다. 흔한 형태의 바이오매스는 나무, 관목 및 잔디, 밀, 밀짚, 사탕수수 찌꺼기, 옥수수, 옥수수 껍질, 옥수수 속대, 옥수수 알(알로부터의 섬유를 포함함), 곡물, 예컨대, 옥수수, 밀 및 보리의 제분(습식 제분 및 건식 제분을 포함함)으로부터의 생성물 및 부산물(종종 "겨 또는 섬유"로서 지칭됨)뿐만 아니라, 자치도시 고체 폐기물, 폐지 및 구내 폐기물도 포함한다. 바이오매스는 초본 물질, 농업 잔류물, 임업 잔류물, 자치도시 고체 폐기물, 폐지, 및 펄프 및 종이 제분 잔류물일 수도 있으나 이들로 한정되지 않는다. "농업 바이오매스"는 가지, 덤불, 줄기, 옥수수 및 옥수수 껍질, 에너지 작물, 숲, 과일, 꽃, 곡물, 잔디, 초본 작물, 잎, 나무껍질, 솔잎, 통나무, 뿌리, 묘목, 짧은 회전 목재 작물, 관목, 수수, 나무, 채소, 과일 껍질, 포도나무, 사탕무 펄프, 밀 분쇄물, 귀리 껍질, 및 경질 및 연질 목재(유해한 물질을 갖는 목재를 포함하지 않음)를 포함한다. 추가로, 농업 바이오매스는 농사 및 임업 활동을 포함하는 농업 공정으로부터 발생된 유기 폐기 물질(구체적으로, 산림 목재 폐기물을 포함함)을 포함한다. 농업 바이오매스는 단독으로 존재하거나 임의의 조합물 또는 혼합물로 존재하는 상기 언급된 물질들 중 임의의 물질일 수 있다. 적합한 바이오매스의 추가 예는 과수원 밑자리 잎, 수풀, 제분 폐기물, 도시 목재 폐기물, 자치도시 폐기물, 벌목 폐기물, 산림 간벌, 짧은 회전 목재 작물, 산업 폐기물, 밀짚, 귀리짚, 벼짚, 보리짚, 호밀짚, 아마짚, 대두 껍질, 벼 껍질, 벼짚, 옥수수 글루텐 사료, 귀리 껍질, 사탕수수, 옥수수대, 옥수수 줄기, 옥수수 속대, 옥수수 껍질, 대초원 목초, 가마그래스(gamagrass), 뚝새풀, 사탕무 펄프, 시트러스 과일 펄프, 종자 껍질, 셀룰로스성 동물 폐기물, 잔디 절단조각, 목화, 해초, 나무, 관목, 잔디, 밀, 사탕수수 찌꺼기, 옥수수, 옥수수 속대, 옥수수 알, 알로부터의 섬유, 곡물의 습식 또는 건식 제분으로부터의 생성물 및 부산물, 자치도시 고체 폐기물, 폐지, 구내 폐기물, 초본 물질, 농업 잔류물, 임업 잔류물, 펄프, 종이 제분 잔류물, 가지, 덤불, 줄기, 에너지 작물, 숲, 과일, 꽃, 곡물, 초본 작물, 잎, 나무껍질, 솔잎, 통나무, 뿌리, 묘목, 수수, 채소, 과일 껍질, 포도나무, 사탕무 펄프, 밀 분쇄물, 및 경질 및 연질 목재, 농업 과정으로부터 발생된 유기 폐기 물질, 산림 목재 폐기물, 또는 이들 중 임의의 둘 이상의 물질들의 조합물이다.

식품 및 사료 또는 종이 및 펄핑 산업에서 이미 가공된 순수한 바이오매스 또는 공급원료와 별도로, 효소 분해를 향상시키기 위해 바이오매스/공급원료는 열, 기계적 및/또는 화학적 변경, 또는 이러한 방법들의 임의의 조합에 의해 추가로 전처리될 수 있다.

전처리

효소 처리 전에, 효소 가수분해에의 기질의 접근성을 향상시키고/시키거나, 헤미셀룰로스를 가수분해하고/하거나, 헤미셀룰로스, 셀룰로스 및/또는 리그닌을 가용화시키기 위해 공급원료는 임의적으로 당분야에서 공지되어 있는 임의의 방식으로 열, 기계적 및/또는 화학적 변경, 또는 이러한 방법들의 임의의 조합에 의해 전처리될 수 있다. 전처리는 리그노셀룰로스성 물질을 (고온) 물, 증기(증기 폭발), 산, 염기, 용매, 열, 퍼록사이드, 오존, 기계적 채썰기(shredding), 연마, 제분 또는 신속한 압력제거, 또는 이들 중 임의의 둘 이상의 조합에 노출시키는 단계를 포함할 수 있다. 이 화학적 전처리는 종종 열 전처리, 예를 들면, 1분 내지 30분 동안 150℃ 내지 220℃에서의 전처리와 조합된다.

전당화(presaccharification)

전처리 단계 후, 효소 또는 효소 혼합물과의 항온처리를 수반하는 액화/가수분해 또는 전당화 단계가 이용될 수 있다. 전당화 단계는 많은 상이한 온도에서 수행될 수 있으나, 전당화 단계는 시험되는 효소 혼합물에 가장 잘 맞는 온도, 또는 시험되는 효소의 예상된 효소 최적 온도에서 일어나는 것이 바람직하다. 전당화 단계의 온도는 약 10℃ 내지 약 95℃, 약 20℃ 내지 약 85℃, 약 30℃ 내지 약 70℃, 약 40℃ 내지 약 60℃, 약 37℃ 내지 약 50℃, 바람직하게는 약 37℃ 내지 약 80℃, 보다 바람직하게는 약 60℃ 내지 70℃, 훨씬 더 바람직하게는 약 65℃일 수 있다. 전당화 혼합물의 pH는 약 2.0 내지 약 10.0일 수 있으나, 바람직하게는 약 3.0 내지 약 7.0, 보다 바람직하게는 약 4.0 내지 약 6.0, 훨씬 더 바람직하게는 약 4.0 내지 약 5.0이다. 또한, pH는 효소 활성을 최대화하도록 조절될 수 있고 효소의 첨가에 의해 조절될 수 있다. 이 시험으로부터의 분석 결과의 비교는 방법을 시험되는 효소에 가장 잘 맞도록 변경시킬 수 있게 할 것이다.

액화/가수분해 또는 전당화 단계 반응은 수분 내지 수시간, 예컨대, 약 1시간 내지 약 120시간, 바람직하게는 약 2시간 내지 약 48시간, 보다 바람직하게는 약 2시간 내지 약 24시간, 가장 바람직하게는 약 2시간 내지 약 6시간 동안 일어날 수 있다. 셀룰라제 처리는 수분 내지 수시간, 예컨대, 약 6시간 내지 약 120시간, 바람직하게는 약 12시간 내지 약 72시간, 보다 바람직하게는 약 24시간 내지 48시간 동안 일어날 수 있다.

당화

본 발명은 리그노셀룰로스성 물질로부터 당을 제조하는 방법으로서, 본 발명의 폴리펩티드 또는 본 발명의 조성물을 리그노셀룰로스성 물질과 접촉시키는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.

이러한 방법은 자유 당(단량체) 및/또는 올리고사카라이드가 리그노셀룰로스성 바이오매스로부터 생성될 수 있게 한다. 이 방법은 본 발명의 폴리펩티드 또는 조성물을 사용하여 리그노셀룰로스성 바이오매스를 자유 당 및 작은 올리고사카라이드로 전환시키는 단계를 포함한다.

복합 탄수화물, 예컨대, 리그노셀룰로스를 당으로 전환시키는 공정은 바람직하게는 발효가능한 당으로의 전환을 가능하게 한다. 이러한 공정은 "당화"로서 지칭될 수 있다. 따라서, 본 발명의 방법은 하나 이상의 헥소스 및/또는 펜토스 당, 예컨대, 글루코스, 자일로스, 아라비노스, 갈락토스, 갈락투론산, 글루쿠론산, 만노스, 람노스, 리보스 및 프럭토스 중 하나 이상을 유리시킬 수 있다.

따라서, 본 발명의 또 다른 양태는 추가 효소 또는 물리적 처리, 예컨대, 온도 및 pH와 함께 전술된 본 발명의 폴리펩티드 또는 조성물을 사용하여 리그노셀룰로스성 식물 바이오매스를 당 및 올리고사카라이드로 전환시키는 방법을 포함한다.

조성물이 단일 혼합물로서 논의되어 있지만, 온도, pH 및 다른 조건이 각각의 개별 효소의 활성을 증가시키도록 변경될 수 있는 경우 효소가 순차적으로 첨가될 수 있다는 것은 인식되어 있다. 대안적으로, 효소 혼합물에 대한 최적 pH 및 온도가 결정될 수 있다.

효소는 임의의 적절한 조건 하에서 기질과 반응한다. 예를 들면, 효소는 약 25℃, 약 30℃, 약 35℃, 약 37℃, 약 40℃, 약 45℃, 약 50℃, 약 55℃, 약 60℃, 약 65℃, 약 70℃, 약 75℃, 약 80℃, 약 85℃ 또는 약 90℃ 이상에서 항온처리될 수 있다. 즉, 효소는 예를 들면, 낮은 내지 중간 이온 강도 및/또는 낮은 내지 중성 pH의 완충제에서 약 20℃ 내지 약 95℃의 온도에서 항온처리될 수 있다. "중간 이온 강도"는 완충제가 임의의 단일 이온 성분에 대해 약 200 밀리몰(mM) 이하의 이온 농도를 갖는다는 것을 의미한다. pH는 약 pH 2.5, 약 pH 3.0, 약 pH 3.5, 약 pH 4.0, 약 pH 4.5, 약 pH 5, 약 pH 5.5, 약 pH 6, 약 pH 6.5, 약 pH 7, 약 pH 7.5, 약 pH 8.0 내지 약 pH 8.5일 수 있다. 일반적으로, pH 범위는 약 pH 3.0 내지 약 pH 7일 것이다. 에탄올 생성의 경우, 산성 배지, 예를 들면, pH=4의 배지가 바람직한 반면, 바이오가스 생성의 경우 중성 pH, 예를 들면, pH=7이 바람직하다. 이 조건 하에서의 효소 조합물의 항온처리는 리그노셀룰로스로부터 상당한 양의 당을 방출시키거나 유리시킨다. 상당한 양은 이용가능한 당의 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% 또는 95% 이상을 의미한다.

폴리펩티드, 예컨대, 효소는 미생물, 효모, 진균, 세균 또는 식물에서 외생적으로 생성된 후 단리되고, 예를 들면, 리그노셀룰로스성 공급원료에 첨가될 수 있다. 대안적으로, 효소는 생성되지만 단리되지 않고, 미정제 세포 덩어리 발효 브로쓰 또는 식물 물질(예컨대, 옥수수대) 등이 예를 들면, 공급원료에 첨가될 수 있다. 대안적으로, 미정제 세포 덩어리, 효소 생성 배지 또는 식물 물질은 (예를 들면, 가열 또는 항미생물제의 첨가에 의해) 추가 미생물 생장을 방지하도록 처리된 후, 예를 들면, 공급원료에 첨가될 수 있다. 이들 미정제 효소 혼합물들은 효소를 생성하는 유기체를 포함할 수 있다. 대안적으로, 효소는 공급원료(예컨대, 옥수수대)를 사용하여 영양분을 효소 생성 유기체에게 제공하는 발효에서 생성될 수 있다. 이 방식으로, 효소를 생성하는 식물은 그 자체가 리그노셀룰로스성 공급원료로서 사용될 수 있고 리그노셀룰로스성 공급원료 내로 첨가될 수 있다.

당의 발효

발효가능한 당은 유용한 부가 가치 발효 생성물로 전환될 수 있고, 이 발효 생성물의 비-한정적 예에는 아미노산, 비타민, 약제, 동물 사료 보충제, 특수 화학물질, 화학 공급원료, 플라스틱, 용매, 연료 또는 다른 유기 중합체, 젖산 및 에탄올(연료 에탄올을 포함함)이 포함된다. 구체적으로, 당은 화학물질, 플라스틱, 예를 들면, 석신산 및 (바이오)연료(에탄올, 메탄올, 부탄올, 합성 액체 연료 및 바이오가스를 포함함)로의 발효를 위한 공급원료로서 사용될 수 있다.

예를 들면, 본 발명의 방법에서, 효소 또는 효소의 조합물은 공급원료로서 사용되는 리그노셀룰로스성 기질 또는 식물 바이오매스에 작용함으로써, 에탄올 또는 다른 유용한 발효 생성물을 생성하도록 이 복합 기질을 단순한 당 및 올리고사카라이드로 전환시킨다.

바이오매스로부터 방출된 당은 유용한 발효 생성물, 예컨대, 아미노산, 비타민, 약제, 동물 사료 보충제, 특수 화학물질, 화학 공급원료, 플라스틱 및 에탄올(연료 에탄올을 포함함)을 포함하나 이들로 한정되지 않는 발효 생성물들 중 하나로 전환될 수 있다.

따라서, 본 발명은 발효 생성물의 제조 방법으로서,

a. 본원에 기재된 방법을 이용하여 리그노셀룰로스를 분해하는 단계; 및

b. 생성된 물질을 발효시켜 발효 생성물을 제조하는 단계

를 포함하는 방법을 제공한다.

발효는 호기성 또는 혐기성 조건 하에서 수행될 수 있다. 바람직하게는, 이 공정은 미호기성(micro-aerophilic) 또는 산소-한정된 조건 하에서 수행된다.

본원에서 혐기성 발효 공정은 산소의 부재 하에서 수행되는 발효 공정, 또는 실질적으로 산소가 소모되지 않는, 바람직하게는 약 5 mmol/ℓ/h 이하, 약 2.5 mmol/ℓ/h 이하 또는 약 1 mmol/ℓ/h 이하의 산소가 소모되는 발효 공정으로서 정의되고, 이때 유기 분자는 전자 공여자 및 전자 수용자 둘다로서 사용된다.

산소-한정된 발효 공정은 산소 소모가 기체로부터 액체에로의 산소 전달에 의해 한정되는 공정이다. 산소 한정의 정도는 들어오는 기류의 양 및 조성뿐만 아니라 이용된 발효 장치의 실제 혼합/물질 전달 성질에 의해서도 결정된다. 바람직하게는, 산소-한정된 조건 하에서의 공정에서 산소 소모의 속도는 약 5.5 mmol/ℓ/h 이상, 보다 바람직하게는 약 6 mmol/ℓ/h 이상, 훨씬 더 바람직하게는 약 7 mmol/ℓ/h 이상이다.

발효 생성물의 제조 방법은 임의적으로 발효 생성물을 회수하는 단계를 포함할 수 있다.

SSF

발효 및 당화는 동시적인 당화 및 발효(SSF) 방식으로 수행될 수도 있다. 이 방식의 장점들 중 하나는 효소 가수분해에 대한 당 억제의 감소이다(셀룰라제에 대한 당 억제는 문헌(Caminal B&B Vol XXVII Pp 1282-1290)에 기재되어 있다).

발효 생성물

본 발명에 따라 제조될 수 있는 발효 생성물은 아미노산, 비타민, 약제, 동물 사료 보충제, 특수 화학물질, 화학 공급원료, 플라스틱, 용매, 연료 또는 다른 유기 중합체, 젖산 및 에탄올(연료 에탄올을 포함함)(용어 "에탄올"은 에틸 알코올, 또는 에틸 알코올과 물의 혼합물을 포함하는 것으로 이해됨)을 포함한다.

본 발명의 방법에 따라 제조될 수 있는 특정 부가 가치 생성물은 바이오연료(에탄올 및 부탄올, 및 바이오가스를 포함함); 젖산; 플라스틱; 특수 화학물질; 시트르산, 석신산, 푸마르산, 이타콘산 및 말레산을 비롯한 유기산; 3-하이드록시-프로피온산; 아크릴산; 아세트산; 1,3-프로판-다이올; 에틸렌; 글리세롤; 용매; 동물 사료 보충제; 약제, 예컨대, β-락탐 항생제 또는 세팔로스포린; 비타민; 아미노산, 예컨대, 라이신, 메티오닌, 트립토판, 쓰레오닌 및 아스파르트산; 산업 효소, 예컨대, 프로테아제, 셀룰라제, 아밀라제, 글루카나제, 락타제, 리파제, 라이아제, 옥시도리덕타제, 트랜스퍼라제 또는 자일라나제; 및 화학 공급원료를 포함하나 이들로 한정되지 않는다.

바이오가스

본 발명은 바이오가스 제조 방법에 있어서 본원에 기재된 폴리펩티드 또는 조성물의 용도도 제공한다. 바이오가스는 전형적으로 산소의 부재 하에서 유기 물질, 예를 들면, 비-전분 탄수화물 함유 물질의 생물학적 분해에 의해 생성된 가스를 지칭한다. 바이오가스는 생물생성(biogenic) 물질로부터 유래되고 바이오연료의 한 종류이다. 바이오가스의 한 종류는 생분해가능한 물질, 예컨대, 바이오매스, 거름 또는 하수, 자치도시 폐기물 및 에너지 작물의 혐기성 분해 또는 발효에 의해 생성된다. 이 종류의 바이오가스는 주로 메탄 및 이산화탄소로 구성된다. 메탄 가스는 연소될 수 있거나 산소에 의해 산화될 수 있다. 공기는 21%의 산소를 함유한다. 이 에너지 방출은 바이오가스가 연료로서 사용될 수 있게 한다. 바이오가스는 임의의 가열 목적, 예컨대, 요리를 위해 임의의 국가에서 저렴한 연료로서 사용될 수 있다. 바이오가스는 현대식 폐기물 관리 시설에서도 사용될 수 있고, 이 시설에서 바이오가스는 임의의 종류의 열 엔진을 작동시켜 기계적 또는 전기적 동력을 발생시키는 데에 사용될 수 있다.

미생물 바이오가스 제조에서 제1 단계는 중합체 및 복합 기질(예를 들면, 비-전분 탄수화물)의 효소 분해로 구성된다. 따라서, 본 발명은 비-전분 탄수화물을 포함하는 기질을 본 발명의 폴리펩티드 또는 조성물과 접촉시켜 유기체, 예컨대, 미생물에 의해 바이오가스로 전환될 수 있는 발효가능한 물질을 생성하는 바이오가스 제조 방법을 제공한다. 이러한 방법에서, 본 발명의 폴리펩티드는 유기체, 예를 들면, 이러한 폴리펩티드를 발현하는 미생물에 의해 제공될 수 있다.

식품에서의 효소의 용도

본 발명의 폴리펩티드 및 조성물은 식물 물질을 가공하는 방법에서 사용되어 식물 또는 진균 물질의 세포벽의 셀룰로스, 헤미셀룰로스 또는 펙틴성 물질 성분을 분해할 수 있거나 변경시킬 수 있다. 이러한 방법은 식품의 제조에 유용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 식품의 제조 동안 본 발명의 폴리펩티드 또는 조성물을 도입하는 식품 제조 방법을 제공한다.

본 발명은 식물 물질을 가공하는 방법으로서, 식물 물질을 본 발명의 폴리펩티드 또는 조성물과 접촉시켜 상기 (식물) 물질에서 셀룰로스를 분해하거나 변경시키는 단계를 포함하는 방법도 제공한다. 바람직하게는, 식물 물질은 식물 펄프 또는 식물 추출물, 예컨대, 쥬스이다.

본 발명은 식물 추출물의 점성, 투명성 및/또는 여과성을 감소시키는 방법으로서, 식물 추출물을 이 식물 추출물에 함유된 셀룰로스, 헤미셀룰로스 또는 펙틴성 물질의 분해에 효과적인 양의 본 발명의 폴리펩티드 또는 조성물과 접촉시키는 단계를 포함하는 방법도 제공한다.

식물 및 셀룰로스/헤미셀룰로스/펙틴성 물질 함유 물질은 식물 펄프, 식물의 일부 및 식물 추출물을 포함한다. 본 발명과 관련하여 식물 물질로부터의 추출물은 (기계적 및/또는 화학적) 추출, 가공 또는 다른 분리 기법에 의해 식물 물질로부터 유도될 수 있는 임의의 물질이다. 추출물은 쥬스, 넥타, 염기, 또는 이들의 농축물일 수 있다. 식물 물질은 채소, 예를 들면, 당근, 셀러리, 양파, 콩류 또는 콩과 식물(콩, 대두, 땅콩) 또는 과일, 예를 들면, 이과 또는 종자 과일(사과, 배, 모과 등), 포도, 토마토, 시트러스(오렌지, 레몬, 라임, 만다린), 멜론, 프룬, 체리, 까막까치밥나무, 레드커런트(redcurrant), 라즈베리, 딸기, 크랜베리, 파인애플 및 다른 열대 과일, 나무 및 이의 일부(예를 들면, 소나무 화분), 또는 곡물(귀리, 보리, 밀, 옥수수, 벼)을 포함할 수 있거나 이들로부터 유래될 수 있다. (가수분해될) 상기 물질은 농업 잔류물, 예컨대, 사탕무 펄프, 옥수수 속대, 밀짚, (땅속) 견과껍질, 또는 재활용가능한 물질, 예를 들면, (폐기된) 종이일 수도 있다.

따라서, 본 발명의 폴리펩티드는 식물 펄프 및 식물 추출물을 비롯한 식물 물질의 처리에 사용될 수 있다. 본 발명의 폴리펩티드는 액체 또는 고체 식품 또는 식용가능한 식품 성분의 처리에 사용될 수도 있거나, 커피, 식물유 또는 전분의 추출에 사용될 수도 있거나, 식품에서 증점제로서 사용될 수도 있다.

전형적으로, 본 발명의 폴리펩티드는 전술된 조성물/효소 제제로서 사용된다. 조성물은 일반적으로 예를 들면, 식물 물질의 기계적 가공, 예컨대, 분쇄 또는 제분에 의해 수득될 수 있는 식물 펄프에 첨가될 것이다. 조성물과 식물의 항온처리는 전형적으로 10분 내지 5시간, 예컨대, 30분 내지 2시간, 바람직하게는 약 1시간 동안 수행될 것이다. 가공 온도는 바람직하게는 약 10℃ 내지 약 55℃, 예를 들면, 약 15℃ 내지 약 25℃, 최적으로 약 20℃이고, 처리될 물질 톤(ton) 당 약 10 g 내지 약 300 g, 바람직하게는 약 30 g 내지 약 70 g, 최적으로 약 50 g의 효소를 사용할 수 있다.

사용되는 모든 효소 또는 이들의 조성물은 식물 펄프에 순차적으로 또는 동시에 첨가될 수 있다. 효소 제제의 조성에 따라 식물 물질은 먼저 (예를 들면, 순수할 때까지) 침연될(macerated) 수 있거나 액화될 수 있다. 본 발명의 폴리펩티드를 사용하여 가공 파라미터, 예컨대, 추출의 수율, 추출물의 점성 및/또는 추출물의 품질을 개선할 수 있다.

대안적으로 또는 추가로, 본 발명의 폴리펩티드는 식물 펄프를 압착시키거나 액화시킴으로써 수득된 생쥬스에 첨가될 수 있다. 생쥬스의 처리는 용량, 온도 및 유지 시간 면에서 식물 펄프와 유사한 방식으로 수행될 것이다. 또한, 다른 효소, 예컨대, 앞서 논의된 효소가 포함될 수 있다. 전형적인 항온처리 조건은 이전 단락에 기재된 바와 같다.

일단 생쥬스가 본 발명의 폴리펩티드와 함께 항온처리되면, 상기 쥬스를 원심분리하거나 (한외)여과하여 최종 생성물을 생성한다.

본 발명의 폴리펩티드를 사용한 처리 후, 본 발명의 폴리펩티드를 부분적으로 또는 전체적으로 불활성화시키는 조건 하에서 예를 들면, 약 1분 내지 약 1시간 동안 약 100℃에서 (최종) 생성물을 열 처리할 수 있다.

본 발명의 폴리펩티드를 함유하는 조성물은 과일 또는 채소 퓌레(purees)의 제조 동안 사용될 수도 있다.

본 발명의 폴리펩티드는 양조, 와인 제조, 증류 또는 베이킹에 사용될 수도 있다. 따라서, 상기 폴리펩티드는 알코올성 음료, 예컨대, 와인 및 맥주의 제조에 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 폴리펩티드는 예를 들면, 맥주, (예를 들면, 보리 및/또는 수수 맥아를 함유하는) 맥아즙 또는 와인의 여과성 또는 투명성을 개선할 수 있다.

나아가, 본 발명의 폴리펩티드 또는 조성물은 양조업자가 소모한 곡물, 즉 보리 또는 맥아 보리, 또는 다른 곡물을 함유하는 보리 맥아즙 생성의 잔류물을 처리하여, 예를 들면, 동물 사료를 위한 상기 잔류물의 활용을 개선하는 데에 사용될 수 있다.

단백질은 예를 들면, 유기물로부터 유래된 증류 폐기물이 미생물 바이오매스로 생물전환되는 브로쓰 또는 배양 배지로부터 용해된 유기 물질을 제거하는 것을 보조할 수 있다. 본 발명의 폴리펩티드는 예컨대, (예를 들면, α-아밀라제를 사용한) 액화에 의해 생성된 곡물로부터의 글루코스 시럽에서 여과성을 개선할 수 있고/있거나 점성을 감소시킬 수 있다.

베이킹에서, 폴리펩티드는 도우(dough) 구조를 개선할 수 있거나, 그의 점착성 또는 유연성을 변경시킬 수 있거나, 덩어리(loaf) 부피 및/또는 부스러기 구조를 개선할 수 있거나, 보다 더 우수한 질감 특성, 예컨대, 깨지거나, 찢어지거나 부서지는 질감을 부여할 수 있다.

따라서, 본 발명은 본 발명의 폴리펩티드 또는 조성물을 도우 내로 도입하는 단계를 포함하는, 도우 또는 곡물-기제 식품의 제조 방법에 관한 것이다. 이것은 상기 도우 또는 이 도우로부터 수득된 곡물-기제 식품의 하나 이상의 성질을, 상기 폴리펩티드가 도입되지 않은 도우 또는 곡물-기제 식품에 비해 개선할 수 있다.

본 발명에 따른 곡물-기제 식품의 제조는 당분야에서 공지되어 있는 단계, 예컨대, 수득된 도우를 끓이거나, 건조하거나, 튀기거나 증기처리하거나 굽는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

끓여진 도우로부터 제조된 제품은 예를 들면, 끓여진 면 및 덤플링(dumpling)이고, 튀겨진 도우로부터 제조된 제품은 예를 들면, 도우넛, 튀김 및 튀긴 면이고, 증기처리된 도우로부터 제조된 제품은 예를 들면, 증기처리된 번(bun) 및 증기처리된 면이고, 건조된 도우로부터 제조된 제품의 예는 파스타 및 건조된 면이고, 구워진 도우로부터 제조된 제품의 예는 빵, 쿠키 및 케이크이다.

본원에서 용어 "개선된 성질"은 본 발명에 따른 폴리펩티드가 도입되지 않은 도우 또는 제품에 비해 본 발명에 따른 폴리펩티드의 작용에 의해 개선되는, 도우 및/또는 도우로부터 수득된 제품, 특히 곡물-기제 식품의 임의의 성질로서 정의된다. 개선된 성질은 도우의 증가된 강도, 도우의 증가된 탄성, 도우의 증가된 안정성, 도우의 개선된 기계가공성, 도우의 개선된 가공 내성, 도우의 감소된 점착성, 도우의 개선된 연신성, 곡물-기제 식품의 증가된 부피, 곡물-기제 식품의 감소된 블리스터링, 구워진 제품의 개선된 부스러기 구조, 곡물-기제 식품의 개선된 연성, 곡물-기제 식품의 개선된 풍미, 및 곡물-기제 식품의 개선된 노화방지를 포함할 수 있으나 이들로 한정되지 않는다. 파스타 및 면 종류의 곡물-기제 제품과 관련된 개선된 성질은 예를 들면, 개선된 견고성, 감소된 점착성, 개선된 응집성 및 감소된 조리 손실이다.

개선된 성질은 본 발명의 폴리펩티드를 첨가하여 제조한 도우 및/또는 곡물-기제 식품을 본 발명의 폴리펩티드를 첨가하지 않고 제조한 도우 및/또는 곡물-기제 식품과 비교함으로써 확인될 수 있다. 감각수용성 품질은 베이킹 산업에서 잘 확립된 절차를 이용함으로써 평가될 수 있고, 예를 들면, 훈련받은 맛 시험관(taste-tester)의 패널의 이용을 포함할 수 있다.

본원에서 용어 "도우"는 혼련하거나 롤링하기에 충분한 강도의 곡물 가루와 다른 성분의 혼합물로서 정의된다. 곡물의 예는 밀, 호밀, 옥수수, 메이즈(maize), 보리, 벼, 그로트(groats), 메밀 및 귀리이다. 여기서 및 이하에서 밀은 트라이티쿰(Triticum) 속의 모든 공지되어 있는 종들, 예를 들면, 소맥(aestivum), 듀럼밀(durum) 및/또는 스펠트밀(spelt)을 포괄하기 위한 것이다. 적합한 다른 성분의 예는 본 발명에 따른 셀로바이오하이드롤라제, 추가 효소, 화학적 첨가제 및/또는 가공 보조제이다. 도우는 새로 만든 것일 수 있거나, 냉동될 수 있거나, 제조될 수 있거나 미리 구워질 수 있다. 전술된 성분들로부터의 도우의 제조는 당분야에서 잘 공지되어 있고, 상기 성분들과 가공 보조제의 혼합, 및 하나 이상의 성형 및 임의적으로 발효 단계를 포함한다. 냉동된 도우의 제조는 문헌(Kulp and Lorenz, Frozen and Refrigerated Doughs and Batters)에 기재되어 있다.

본원에서 용어 "곡물-기제 식품"은 도우로부터 제조된, 연한 또는 부스러지는 특성을 갖는 임의의 제품으로서 정의된다. 백색 유형이든, 밝은 색 유형이든 아니면 어두운 색 유형이든 관계없이 본 발명에 의해 유리하게 제조될 수 있는 곡물-기제 식품의 예는 전형적으로 덩어리 또는 롤 형태의 빵(특히, 백색, 통밀 또는 호밀 빵), 프랑스 바게트 유형 빵, 파스타, 면, 도우넛, 베이글, 케이크, 피타 빵, 토틸라(tortillas), 타코, 팬케이크, 비스킷, 쿠키, 파이 크러스트, 찐빵 및 귀리빵 등이다.

본원에서 용어 "구워진 제품"은 도우의 베이킹에 의해 제조된 임의의 곡물-기제 식품으로서 정의된다.

비-전분 폴리사카라이드(NSP)는 소화물의 점성을 증가시켜 영양분 이용가능성 및 동물 성능을 감소시킬 수 있다. 본 발명의 셀로바이오하이드롤라제의 사용은 인 사용뿐만 아니라 동물 소화 동안 양이온 광물 및 단백질을 개선할 수 있다.

사료에의 특정 영양분의 첨가는 동물 소화를 개선하여 사료 가격을 감소시킨다. 많은 사료 첨가제들이 현재 사용되고 있고, 새로운 개념이 계속 개발되고 있다. 섬유가 분해될 때 단백질의 접근성이 더 우수해지기 때문에, 특정 효소, 예컨대, 비-전분 탄수화물 분해 효소의 사용은 섬유를 분해하여 에너지를 방출시킬 수 있을 뿐만 아니라 단백질 소화능도 증가시킬 수 있다. 이 방식으로 사료 가격이 떨어질 수 있을 뿐만 아니라 사료 중의 단백질 수준도 감소될 수 있다.

비-전분 폴리사카라이드(NSP)도 사실상 식물 유래의 모든 사료 성분들에 존재한다. NSP는 잘 사용되지 않고, 가용화될 때 소화에 대한 불리한 영향을 발휘할 수 있다. 외생성 효소는 이 NSP의 보다 더 우수한 사용에 기여할 수 있고, 그 결과 임의의 항-영양 효과를 감소시킬 수 있다. 본 발명의 비-전분 탄수화물 분해 효소는 가금류, 및 보다 덜한 정도로 돼지 및 다른 종을 위한 곡물-기제 정규식에서 이 목적으로 사용될 수 있다.

본 발명의 비-전분 탄수화물 분해 폴리펩티드/효소(또는 본 발명의 폴리펩티드/효소를 포함하는 조성물)는 세제 산업, 예를 들면, 세탁물로부터의 탄수화물-기제 얼룩의 제거에 사용될 수 있다. 세제 조성물은 본 발명의 폴리펩티드/효소, 및 추가로 셀룰라제, 헤미셀룰라제, 펙티나제, 프로테아제, 리파제, 쿠티나제(cutinase), 아밀라제 및 카보하이드라제(carbohydrase) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

세제 조성물에서의 효소의 용도

본 발명의 폴리펩티드 또는 조성물을 포함하는 세제 조성물은 임의의 편리한 형태, 예를 들면, 페이스트, 겔, 분말 또는 액체로 존재할 수 있다. 액체 세제는 전형적으로 약 70% 이하의 물 및 약 0% 내지 약 30%의 유기 용매 또는 비-수성 물질을 함유하는 수성 액체 세제일 수 있다.

이러한 세제 조성물은 예를 들면, 오염된 직물의 전처리에 적합한 세탁물 첨가제 조성물 및 린스-첨가된 직물 연화제 조성물을 비롯한 손 또는 기계 세탁물 세제 조성물로서 제제화될 수 있거나, 일반적으로 가정 경질 표면 세척 작업에서 사용되는 세제 조성물로서 제제화될 수 있거나, 손 또는 기계 접시 세척 작업용으로 제제화될 수 있다.

일반적으로, 효소의 성질은 선택된 세제에 적합해야 하고(예를 들면, pH-최적치, 다른 효소 및/또는 비-효소 성분과의 상용성 등), 효소는 유효량으로 존재해야 한다.

세제 조성물은 계면활성제, 예를 들면, 음이온성 또는 비-이온성 계면활성제, 세제 구축제 또는 착물화제, 하나 이상의 중합체, 표백 시스템(예를 들면, H₂O₂ 공급원), 또는 효소 안정화제를 포함할 수 있다. 세제 조성물은 임의의 다른 보편적인 세제 성분, 예를 들면, 점토를 포함하는 컨디셔너, 거품 증강제(foam booster), 거품 억제제, 항부식제, 오물 현탁제, 오물 재침착 방지제, 염료, 살세균제, 광증백제, 하이드로트롭(hydrotropes), 변색 억제제 또는 방향제도 포함할 수 있다.

종이 및 펄프 가공에서의 효소의 용도

본 발명의 폴리펩티드 또는 조성물은 종이 및 펄프 산업, 특히 표백 공정에서 표백된 펄프의 명도를 향상시키고(이에 따라 표백 단계에서 사용되는 염소의 양이 감소될 수 있음) 재활용된 종이 공정에서 펄프의 여수도(freeness)를 증가시키는 데에 사용될 수 있다(Eriksson, K. E. L., Wood Science and Technology 24 (1990):79-101; Paice, et al., Biotechnol. and Bioeng. 32 (1988):235-239 and Pommier et al., Tappi Journal (1989):187-191). 나아가, 본 발명의 폴리펩티드 또는 조성물은 리그노셀룰로스성 펄프의 표백능을 개선하도록 리그노셀룰로스성 펄프를 처리하는 데에 사용될 수 있다. 이에 따라, 펄프의 만족스러운 표백을 수득하기 위해 필요한 염소의 양이 감소될 수 있다.

본 발명의 폴리펩티드 또는 조성물은 셀룰로스 함유 직물이 거칠어지는 속도를 감소시키거나 셀룰로스 함유 직물의 거친 정도를 감소시키는 방법으로서, 셀룰로스 함유 직물을 전술된 폴리펩티드 또는 조성물로 처리하는 단계를 포함하는 방법에서 사용될 수 있다. 추가로, 본 발명은 착색된 셀룰로스 함유 직물의 색채 정화를 제공하는 방법으로서, 착색된 셀룰로스 함유 직물을 전술된 폴리펩티드 또는 조성물로 처리하는 단계를 포함하는 방법; 및 착색된 셀룰로스 함유 직물의 색채에서의 국한된 변경을 제공하는 방법으로서, 착색된 셀룰로스 함유 직물을 전술된 폴리펩티드 또는 조성물로 처리하는 단계를 포함하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 세척 동안 셀룰로스 함유 직물을 처리함으로써 수행될 수 있다. 그러나, 원하는 경우, 직물의 처리는 담구거나 린싱하는 동안 수행될 수도 있거나, 전술된 폴리펩티드 또는 조성물을 직물이 함침되거나 함침될 물에 단순히 첨가함으로써 수행될 수도 있다.

다른 효소 용도

추가로, 본 발명의 폴리펩티드 또는 조성물은 항균 제제뿐만 아니라 약품, 예컨대, 인후 로젠지, 치약 및 구강세척제에서도 사용될 수 있다.

하기 실시예는 본 발명을 예시한다.

실시예

실험 정보

균주 및 효소 조성물

아스퍼길러스 니게르 균주는 수탁번호 CBS 513.88로서 CBS(CENTRAAL BUREAU VOOR SCHIMMELCULTURES)에 기탁되어 있다.

라삼소니아(탈라로마이세스) 에머소니이 균주 TEC-142는 2009년 7월 1일에 수탁번호 CBS 124902로서 CBS(CENTRAAL BUREAU VOOR SCHIMMELCULTURES)(네덜란드 엔엘-3508 아데 우트레흐트 피.오. 박스 85167 업살라라안 8 소재)에 기탁되어 있다. TEC-142S는 TEC-142의 단일 단리물이다.

라삼소니아(탈라로마이세스) 에머소니이 균주는 1964년 12월에 수탁번호 CBS 393.64로서 CBS(CENTRAAL BUREAU VOOR SCHIMMELCULTURES)(네덜란드 엔엘-3508 아데 우트레흐트 피.오. 박스 85167 업살라라안 8 소재)에 기탁되었다. 본 발명의 효과 및 장점을 보여주기 위해 다른 적합한 균주들이 본 실시예에서 동등하게 사용될 수 있다. 예를 들면, TEC-101, TEC-147, TEC-192, TEC-201 또는 TEC-210은 국제 특허출원 공개 제WO2011/000949호에 기재된 적합한 라삼소니아 균주이다.

TEC-210 셀룰라제 함유 조성물은 국제 특허출원 공개 제WO2011/000949호에 기재된 절차, 예컨대, 접종 및 발효에 따라 제조되었다.

β-글루코시다제(BG)는 국제 특허출원 공개 제WO2011/098577호에 기재된 바와 같이 아스퍼길러스 니게르에서의 EBA4의 과다발현 후 아스퍼길러스 니게르 형질전환체의 발효에 의해 제조된다. EBA4는 라삼소니아 에머소니이(탈라로마이세스 에머소니이) BG이고 국제 특허출원 공개 제WO2011/098577호에서 탈라로마이세스 에머소니이 β-글루코시다제(BG)로서 확인되어 있고 국제 특허출원 공개 제WO2011/098577호에서 서열번호 5로 표시되어 있다.

셀루클라스트(Celluclast)(트라이코데르마 셀룰라제)는 시그마(Sigma)로부터 입수되었다.

분자생물학 기법

이들 균주들에서 당업자에게 공지되어 있는 분자생물학 기법(문헌(Sambrook & Russell, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 3rd Ed., CSHL Press, Cold Spring Harbor, NY, 2001) 참조)을 이용하여 여러 유전자들을 과다발현시켰고 다른 유전자들을 후술된 바와 같이 하향조절하였다. 유전자 과다발현을 위한 발현 벡터 및 하향조절을 위한 파괴 벡터의 일반적인 디자인, 형질전환, 마커의 사용 및 선택 배지의 예는 국제 특허출원 공개 제WO1998/46772호, 국제 특허출원 공개 제WO1999/32617호, 국제 특허출원 공개 제WO2001/121779호, 국제 특허출원 공개 제WO2005/095624호, 국제 특허출원 공개 제WO2006/040312호, 유럽 특허 제635574B호, 국제 특허출원 공개 제WO2005/100573호, 국제 특허출원 공개 제WO2011/009700호, 국제 특허출원 공개 제WO2012/001169호 및 국제 특허출원 공개 제WO2011/054899호에서 발견될 수 있다. 모든 유전자 교체 벡터들은 예정된 게놈 좌위에서의 상동성 재조합을 위해 표적화하도록 각각의 ORF 서열의 약 1 kb 내지 2 kb 플랭킹 영역을 포함한다. 또한, 아스퍼길러스 니게르 벡터는 직접적인 반복부들 사이에 형질전환을 위한 아스퍼길러스 니둘란스 쌍방향 amdS 선택 마커를 함유한다. 본원의 모든 실시예들에서 유전자 결실을 위해 적용된 방법은 이중 교차에 의해 플랭킹 서열의 상동성 좌위에서 게놈 내로 삽입되어 결실될 유전자를 amdS 유전자로 치환시키는 선형 DNA를 사용한다. 형질전환 후, 직접적인 반복부는 (제2) 상동성 재조합 사건에 의한 선택 마커의 제거를 허용한다. amdS 마커의 제거는 플루오로-아세트아미드 배지 상에 플레이팅하여 마커 유전자 무함유 균주를 선택함으로써 수행될 수 있다. 유럽 특허 제0 635 574호에 "마커 유전자 무함유" 방법으로서도 기재되어 있는 이 형질전환 및 후속 반대-선택 방법을 이용하여 amdS 마커를 균주 변경 프로그램에서 무기한으로 사용할 수 있다.

배지 및 용액:

감자 덱스트로스 한천(PDA)(플루카(Fluka), 카탈로그 번호 70139): ℓ 당: 감자 추출물 4 g; 덱스트로스 20 g; 박토 한천 15 g; pH 5.4; 120℃에서 20분 동안 멸균한다.

라삼소니아 한천 배지: ℓ 당: 염 분획 제3번 15 g; 셀룰로스 30 g; 박토 펩톤 7.5 g; 곡물 가루 15 g; KH₂PO₄ 5 g; CaCl₂.2aq 1 g; 박토 한천 20 g; pH 6.0; 120℃에서 20분 동안 멸균한다.

염 분획 조성물: "염 분획 제3번"은 국제 특허출원 공개 제WO98/37179호의 표 1의 개시내용에 맞추어졌다. 이 표의 조성으로부터의 편차는 다음과 같았다: CaCl₂.2aq 1.0 g/ℓ, KCl 1.8 g/ℓ, 시트르산 1aq 0.45 g/ℓ(킬레이팅제).

라삼소니아를 위한 진탕 플라스크 배지

라삼소니아 배지 1: ℓ 당: 글루코스 20 g; 효모 추출물(딥코(Difco)) 20 g; 클레롤(Clerol) FBA3107(AF) 4 방울; pH 6.0; 120℃에서 20분 동안 멸균한다.

라삼소니아 배지 2: ℓ 당: 염 분획 제3번 15 g; 셀룰로스 20 g; 박토 펩톤 4 g; 곡물 가루 7.5 g; KH₂PO₄ 10 g; CaCl₂.2H₂0 0.5 g; 클레롤 FBA3107(AF) 0.4 ㎖; pH 5; 120℃에서 20분 동안 멸균한다.

라삼소니아 배지 3: ℓ 당: 염 분획 제3번 15 g; 글루코스 50 g; 박토 펩톤 7.5 g; KH₂PO₄ 10 g; CaCl₂.2H₂0 0.5 g; 클레롤 FBA3107(AF) 0.4 ㎖; pH 5; 120℃에서 20분 동안 멸균한다.

라삼소니아를 위한 포자 회분 제조

40℃에서 5일 내지 7일 동안 10 cm 직경 페트리 접시 내의 라삼소니아 한천 배지 상에서 스톡(stock)으로부터의 균주를 생장시켰다. MTP 발효를 위해, 라삼소니아 한천 배지를 함유하는 96웰 플레이트에서 균주를 생장시켰다. 10% 글리세롤 중의 균주 스톡을 -80℃에서 저장하였다.

염색체 DNA 단리

균주를 42℃ 및 250 rpm에서 16시간 동안 YGG 배지(ℓ 당: 8 g KCl, 16 g 글루코스.H₂O, 20 ㎖의 10% 효모 추출물, 10 ㎖의 100x 페니실린/스트렙토마이신, 6.66 g YNB+아미노산, 1.5 g 시트르산 및 6 g K₂HPO₄)에서 생장시키고 DNeasy 식물 미니 키트(퀴아젠(Qiagen), 독일 힐덴 소재)를 사용하여 염색체 DNA를 단리하였다.

라삼소니아의 MTP 발효

포자형성된 라삼소니아 에머소니이 균주를 갖는 96웰 마이크로타이터 플레이트(MTP)를 이용하여 MTP 발효를 위해 포자를 수거하였다. 이를 위해, 200 ㎕의 10배 희석된 라삼소니아 배지 1을 각각의 웰에 첨가하고, 혼합물을 재현탁한 후 100 ㎕의 포자 현탁액을 44℃, 550 rpm 및 80% 습도에서 16시간 동안 습한 진탕기(인포르스(Infors)) 내에서 항온처리하였다. 그 후, 50 ㎕의 예비배양물을 사용하여 MTP 플레이트에서 250 ㎕의 라삼소니아 배지 2를 접종하였다. 96웰 플레이트를 44℃, 550 rpm 및 80% 습도에서 6일 동안 습한 진탕기(인포르스) 내에서 항온처리하였다. 플레이트를 원심분리하고 상청액을 수거하였다.

라삼소니아의 진탕 플라스크 생장 프로토콜

100 ㎖의 라삼소니아 배지 2 또는 3을 함유하는 500 ㎖ 진탕 플라스크 내로 포자를 직접 접종하고 45℃ 및 250 rpm에서 3일 내지 4일 동안 항온처리 진탕기 내에서 항온처리하였다. 대안적으로, 라삼소니아 배지 1을 함유하는 100 ㎖ 진탕 플라스크 내에 포자를 접종하고 45℃ 및 250 rpm에서 1일(예비배양) 동안 항온처리 진탕기 내에서 항온처리한 후, 5 ㎖ 또는 10 ㎖의 바이오매스를 예비배양물로부터 100 ㎖의 라삼소니아 배지 2 또는 3을 함유하는 500 ㎖ 진탕 플라스크로 옮기고 전술된 바와 같은 조건 하에서 생장시켰다.

단백질 분석

NuPAGE 4% 내지 12% 비스-트라이스(Bis-Tris) 겔(인비트로겐, 네덜란드 브레다 소재) 상에서 환원 조건 하에서 단백질 샘플을 분리하고 염색하였다. 겔을 제조자의 설명서에 따라 인스탄트블루(InstantBlue)(익스페데온(Expedeon), 영국 캠브리지 소재), 심플리블루 세이프스테인(SimplyBlue safestain)(인비트로겐, 네덜란드 브레다 소재) 또는 사이프로 루비(Sypro Ruby)(인비트로겐, 네덜란드 브레다 소재)로 염색하였다.

총 단백질 함량

회수된 상청액의 단백질 함량을 브래드포드(Bradford) 방법에 따라 측정하였다. 쿠마시(Coomassie) 단백질 시약을 사용하여 효소 샘플 중의 단백질의 양을 브래드포드 단백질 분석으로 측정하였다. 25 ㎕의 적절하게 희석된 효소 샘플을 1.2 ㎖의 쿠마시 시약과 혼합하였다. 실온에서 10분 후, 분광광도계(유비콘 엘스엘(Uvikon XL))를 이용하여 595 nm에서 혼합물의 흡광도를 측정하였다. 단백질 함량을 BSA 표준물과 비교하여 계산하였다.

산 전처리된 옥수수대 공급원료로부터의 당-방출 활성 분석

각각의 (헤미)셀룰라제 분석 조건에 대해, 효소 배양 상청액을 하기 절차에 따라 이중으로 분석하였다: 효소 배양 상청액(건조 물질 공급원료 g 당 5 mg 단백질)을, pH 3.5, pH 4.5 또는 pH 5.0에서 완충된 50 mM 시트레이트 완충제 중의 약산 전처리된 옥수수대 기질 800 ㎕(2.5%(중량/중량) 건조 물질)를 함유하는 적합한 바이알로 옮겼다. 추가로, 블랭크 샘플로서 동일한 양의 효소 배양 상청액을 또 다른 바이알에 첨가하였는데, 이때 50 mM 시트레이트 완충제 중의 약산 전처리된 옥수수대 기질 800 ㎕(2.5%(중량/중량) 건조 물질)는 pH 4.5에서 완충된 50 mM 시트레이트 완충제 800 ㎕로 교체되었다. pH 3.5에서 완충된 분석 샘플을 65℃에서 72시간 동안 항온처리하였다. pH 5.0에서 완충된 분석 샘플을 50℃에서 72시간 동안 항온처리하였다. pH 4.5에서 완충된 분석 샘플, 및 효소 상청액 중의 단량체 당 함량의 보정을 위한 블랭크 샘플을 65℃에서 72시간 동안 항온처리하였다. 또한, pH 4.5에서 완충된 분석 샘플을 75℃에서 72시간 동안 항온처리하였다.

전술된 개별 항온처리 이외에, 효소 배양 상청액을 하기 2개의 상이한 헤미셀룰라제 혼합물과 함께 시험하였다: 추가 β-글루코시다제(BG)(라삼소니아 에머소니이로부터의 BG를 발현하는 아스퍼길러스 니게르 균주)가 첨가된(0.08 mg/g 건조 물질) TEC-210(라삼소니아 에머소니이), 및 추가 BG(노보자임(Novozym)-188)가 첨가된(0.08 mg/g 건조 물질) 셀루클라스트(트라이코데르마 리세이). 상기 혼합물을 공급원료의 건조 물질 g 당 1 mg 단백질의 농도로 첨가하였다. 이들 항온처리를 전술된 조건과 동일한 조건에서 수행하였다.

각각의 절차에 대해, 항온처리 후 공급원료에 존재하는 가능한 단량체 당을 보정하기 위해 효소 상청액이 탈염수로 교체되는 분석을 수행하였다.

분석 샘플의 항온처리 후, 고정된 부피의 내부 표준물, 말레산(20 g/ℓ), EDTA(40 g/ℓ) 및 DSS(2,2-다이메틸-2-실라펜탄-5-설포네이트)(0.5 g/ℓ)를 각각의 바이알에 첨가하였다. 원심분리 후, 650 ㎕의 상청액을 새로운 바이알로 옮겼다.

샘플의 상청액을 밤새 동결건조한 후, 50 ㎕의 D₂O를 건조된 잔류물에 첨가하고 다시 한번 동결건조하였다. 건조된 잔류물을 600 ㎕의 D₂O에 용해시켰다. 17℃의 온도에서 물 억제를 갖지 않되 90도 여기 펄스, 2.0초의 획득 시간 및 10초의 이완 지연을 갖는 펄스 프로그램을 이용하여 N2 냉각 크라이오-프로브(cryo-probe)를 갖춘 브루커 아반스(Bruker Avance) III HD 400 MHz 상에서 1D 1H NMR 스펙트럼을 기록하였다. 하기 신호에 근거하여 분석물 농도를 계산하였다(DSS(4,4-다이메틸-4-실라펜탄-1-설폰산)에 대한 상대적인 δ): 4.63 ppm에서 1/2의 β-글루코스 피크(d, 0.31 H, J = 8 Hz), 4.56 ppm에서 1/2의 β-자일로스 피크(d, 0.315 H, J = 8 Hz), 4.45 ppm에서 자일로-올리고 피크(d, 1H, J=8Hz), 4.66 ppm에서 1/2의 셀로바이오스의 환원 말단의 β-아노머 피크(d, 0.31H, J=8Hz). 6.26 ppm에서 표준물:말레산 피크에 대한 신호 사용자(s, 2H).

(헤미)셀룰라제 효소 용액은 잔류 당을 함유할 수 있다. 따라서, 분석의 결과를 효소 용액의 항온처리 후 측정된 당 함량에 대해 보정하였다.

β-자일로시다제 활성 측정

이 분석은 p-니트로페닐-β-D-자일로피라노사이드(PNPX)에 대한 β-자일로시다제의 작용에 의한 p-니트로페놀의 방출을 측정한다. 1 β-자일로시다제 활성 유닛은 60℃ 및 pH 4.5에서 1분 이내에 1 μM의 p-니트로페놀을 유리시키는 효소의 양이다. 아세테이트 완충제(0.1 M, pH 4.5)를 다음과 같이 제조한다: 용액의 최종 부피가 1000 ㎖가 되도록 8.2 g의 무수 나트륨 아세테이트를 증류수에 용해시킨다(용액 A). 별도의 플라스크에서, 6.0 g(5.72 ㎖)의 빙초산을 증류수와 혼합하여 총 1000 ㎖의 부피를 만든다(용액 B). 생성된 용액의 pH가 4.5와 동등할 때까지 용액 A를 용액 B와 혼합하여 최종 0.1 M 아세테이트 완충제(pH 4.5)를 제조한다. 완충제 용액 ℓ 당 한 방울(약 25 ㎕)의 트라이톤 X-100을 첨가한다. PNPX(시그마)를 분석 기질로서 사용한다.

100 mg의 PNPX를 84 ㎖의 0.1 M 아세테이트 완충제에 용해시켜 4.4 mM 스톡 용액을 수득한다. 중단 시약(1 M 나트륨 카보네이트 용액)을 다음과 같이 제조한다: 10.6 g의 무수 나트륨 카보네이트를 50 ㎖의 증류수에 용해시키고, 용액 부피를 100 ㎖로 조절한다. 이 시약을 사용하여 효소 반응을 종결시킨다.

효소와의 항온처리를 위해, 0.1 ㎖의 4.4 mM PNPX 스톡 용액을 0.1 ㎖의 적절하게 희석된 효소 샘플과 혼합하고 60분 동안 60℃에서 항온처리한다. 60분의 항온처리 후, 0.1 ㎖의 반응 혼합물을 0.1 ㎖의 1 M 나트륨 카보네이트 용액과 혼합하고 마이크로타이터 플레이트에서 흡광도를 405 nm에서 A_S로서 측정한다.

기질 블랭크를 위해, 0.1 ㎖의 4.4 mM PNPX 스톡 용액을 0.1 ㎖의 0.1 M 아세테이트 완충제(pH 4.5)와 혼합하고 샘플과 동일하게 처리한다: 60분 동안 60℃에서 항온처리한 후, 0.1 ㎖의 반응 혼합물을 0.1 ㎖의 1 M 나트륨 카보네이트 용액과 혼합하고, 마이크로타이터 플레이트에서 흡광도를 405 nm에서 A_SB로서 측정한다.

(기질이 첨가되지 않은) 효소 블랭크를 측정하여 효소로부터 유래된 배경 색채를 보정한다. 0.1 ㎖의 적절하게 희석된 효소 샘플을 0.1 ㎖의 0.1 M 아세테이트 완충제(pH 4.5)와 혼합하고 60분 동안 60℃에서 항온처리한다. 60분의 항온처리 후, 0.1 ㎖의 반응 혼합물을 0.1 ㎖의 1 M 나트륨 카보네이트 용액과 혼합하고, 마이크로타이터 플레이트에서 흡광도를 405 nm에서 A_EB로서 측정한다.

1 M 나트륨 카보네이트 용액과 1:1의 비로 혼합된 p-니트로페놀(0.1 M 아세테이트 완충제로 적절하게 희석됨, pH 4.5)의 보정 곡선을 이용하여 효소의 작용에 의한 PNPX로부터의 그의 방출을 정량한다.

효소와 기질의 항온처리 후, 보정된 흡광도(= A_S-A_EB-A_SB)를 이용하여 효소에 의해 방출된 p-니트로페놀의 양을 계산한다.

활성은 분석 조건 하에서 분 당 1 μM p-니트로페놀을 방출시키기 위해 요구된 효소의 양으로서 표현된다.

이 분석을 이용하여 효소, 예컨대, GH3, GH30, GH39, GH43, GH52 및 GH54 효소(그러나, 이들로 한정되지 않음)의 활성을 시험할 수 있다.

β-자일로시다제 활성 분석 2

이 분석은 자일로바이오스에 대한 β-자일로시다제의 작용에 의한 자일로스의 방출을 측정한다.

나트륨 아세테이트 완충제(0.05 M, pH 4.5)를 다음과 같이 제조하였다: 4.1 g의 무수 나트륨 아세테이트 또는 6.8 g의 나트륨 아세테이트 * 3H₂O를 1000 ㎖의 최종 부피까지 증류수에 용해시켰다(용액 A). 별도의 플라스크에서, 3.0 g(2.86 ㎖)의 빙초산을 증류수와 혼합하여 총 1000 ㎖의 부피를 만들었다(용액 B). 생성된 용액의 pH가 4.5와 동등할 때까지 용액 A를 용액 B와 혼합하여 최종 0.05 M 나트륨 아세테이트 완충제(pH 4.5)를 제조하였다. 자일로바이오스를 시그마로부터 구입하고 100 ㎍/㎖의 농도까지 나트륨 아세테이트 완충제(pH 4.5)에 용해시켰다.

분석을 이하에 상세히 기재된 바와 같이 수행하였다.

효소 배양 상청액을 기질 g 당 1 mg 내지 5 mg 단백질의 용량으로 기질에 첨가한 후 62℃에서 24시간 동안 항온처리하였다. 100℃에서 10분 동안 샘플을 가열하여 반응을 중단시켰다. 자일로스의 방출을 고성능 음이온 교환 크로마토그래피로 분석하였다.

기질 블랭크

효소 배양 상청액 대신에 동일한 양의 완충제를 기질 용액에 첨가한 후 62℃에서 24시간 동안 항온처리하였다. 샘플을 100℃에서 10분 동안 가열하여 반응을 중지시켰다. 샘플을 고성능 음이온 교환 크로마토그래피로 분석하였다. 카보팩(CarboPac) PA 가드(guard) 컬럼(2 mm ID x 50 mm) 및 다이오넥스(Dionex) PAD-검출기(다이오넥스 컴파니(Dionex Co.), 미국 서니베일 소재)와 함께 다이오넥스 카보팩 PA-1(2 mm ID x 250 mm) 컬럼을 갖춘 다이오넥스 HPLC 시스템을 이용하여 분석을 수행하였다. 0.1 M NaOH 중의 하기 나트륨 아세테이트 구배와 함께 0.3 ㎖/분의 유속을 이용하였다: 0분 내지 20분, 0 mM 내지 180 mM. 각각의 용출 후, 0.1 M NaOH 중의 1000 mM 나트륨 아세테이트를 사용한 5분의 세척 단계 및 0.1 M NaOH를 사용한 15분의 평형화 단계를 수행하였다.

자일로스 확인을 복잡하게 하는 간섭 화합물이 존재하는 경우, 30분 동안 H₂O 상에서 등용매 용출(검출을 위해 0.5 M NaOH를 0.1 ㎖/분으로 포스트-컬럼에 첨가함)을 실시한 후, 0.1 M NaOH 중의 1000 mM 나트륨 아세테이트를 사용한 5분의 세척 단계 및 H₂O를 사용한 15분의 평형화 단계를 실시하여 분석을 수행하였다.

기질 및 효소에 의해 형성된 생성물의 확인을 위해 자일로스 및 자일로바이오스(시그마)의 표준물을 사용하였다.

β-자일로시다제 활성 분석 3

중합체성 기질에 대한 자일로시다제 활성을 측정하기 위해 자일로바이오스 대신에 자일란 기질, 예컨대, 귀리 아라비노자일란, 너도밤나무 자일란 및 자작나무 자일란(시그마)을 사용하여 전술된 분석과 동일한 분석을 수행하였다.

모든 기질들이 2 mg/㎖의 농도까지 용해되었다는 점을 제외하고 분석 조건은 동일하였다. 항온처리를 10 mg/g의 용량에서 24시간 동안 60℃에서 수행하였다. 자일로스 및 자일로바이오스 다음에 자일로트라이오스 및 자일로테트라오스를 정량하였다.

α-갈락토시다제 활성 측정

이 분석은 p-니트로페닐-α-D-갈락토피라노사이드(PNPG)에 대한 α-갈락토시다제의 작용에 의한 p-니트로페놀의 방출을 측정한다. 1 α-갈락토시다제 활성 유닛은 60℃ 및 pH 4.5에서 1분 이내에 1 μM의 p-니트로페놀을 유리시키는 효소의 양이다. 아세테이트 완충제(0.1 M, pH 4.5)를 다음과 같이 제조한다: 용액의 최종 부피가 1000 ㎖가 되도록 8.2 g의 무수 나트륨 아세테이트를 증류수에 용해시킨다(용액 A). 별도의 플라스크에서, 6.0 g(5.72 ㎖)의 빙초산을 증류수와 혼합하여 총 1000 ㎖의 부피를 만든다(용액 B). 생성된 용액의 pH가 4.5와 동등할 때까지 용액 A를 용액 B와 혼합하여 최종 0.1 M 아세테이트 완충제(pH 4.5)를 제조한다. 완충제 용액 ℓ 당 한 방울(약 25 ㎕)의 트라이톤 X-100을 첨가한다. PNPG(시그마)를 분석 기질로서 사용한다.

4.4 mM PNPG 스톡 용액을 0.1 M 아세테이트 완충제로 제조한다. 중단 시약(1 M 나트륨 카보네이트 용액)을 다음과 같이 제조한다: 10.6 g의 무수 나트륨 카보네이트를 50 ㎖의 증류수에 용해시키고, 용액 부피를 100 ㎖로 조절한다. 이 시약을 사용하여 효소 반응을 종결한다.

효소와의 항온처리를 위해, 0.1 ㎖의 4.4 mM PNPG 스톡 용액을 0.1 ㎖의 적절하게 희석된 효소 샘플과 혼합하고 60℃에서 60분 동안 항온처리한다. 60분의 항온처리 후, 0.1 ㎖의 반응 혼합물을 0.1 ㎖의 1 M 나트륨 카보네이트 용액과 혼합하고, 마이크로타이터 플레이트에서 흡광도를 405 nm에서 A_S로서 측정한다.

기질 블랭크를 위해, 0.1 ㎖의 4.4 mM PNPG 스톡 용액을 0.1 ㎖의 0.1 M 아세테이트 완충제(pH 4.5)와 혼합하고 샘플과 동일하게 처리한다: 60℃에서 60분 동안 항온처리한 후, 0.1 ㎖의 반응 혼합물을 0.1 ㎖의 1 M 나트륨 카보네이트 용액과 혼합하고, 마이크로타이터 플레이트에서 흡광도를 405 nm에서 A_SB로서 측정한다.

1 M 나트륨 카보네이트 용액과 1:1의 비로 혼합된 p-니트로페놀(0.1 M 아세테이트 완충제로 적절하게 희석됨, pH 4.5)의 보정 곡선을 이용하여 효소의 작용에 의한 PNPG로부터의 그의 방출을 정량한다.

이 분석을 이용하여 효소, 예컨대, GH4, GH27 및 GH36 효소(그러나, 이들로 한정되지 않음)의 활성을 시험할 수 있다.

자일로글루카나제 활성 분석 1

나트륨 아세테이트 완충제(0.05 M, pH 4.5)를 다음과 같이 제조하였다: 4.1 g의 무수 나트륨 아세테이트를 1000 ㎖의 최종 부피까지 증류수에 용해시켰다(용액 A). 별도의 플라스크에서, 3.0 g(2.86 ㎖)의 빙초산을 증류수와 혼합하여 총 1000 ㎖의 부피를 만들었다(용액 B). 생성된 용액의 pH가 4.5일 때까지 용액 A를 용액 B와 혼합하여 최종 0.05 M 나트륨 아세테이트 완충제(pH 4.5)를 제조하였다.

타마린드(Tamarind) 자일로글루칸을 나트륨 아세테이트 완충제에 용해시켜 2.0 mg/㎖를 수득하였다. 효소 배양 상청액을 기질 g 당 10 mg 단백질의 용량으로 기질에 첨가한 후 60℃에서 24시간 동안 항온처리하였다. 샘플을 100℃에서 10분 동안 가열하여 반응을 중단시켰다. 올리고사카라이드의 방출을 고성능 음이온 교환 크로마토그래피로 분석하였다.

블랭크 샘플로서, 기질을 동일한 방식으로 처리하고 항온처리하되 효소를 첨가하지 않았다.

50배 희석된 후 20 ㎕가 항온처리에 첨가된 시판되는 트라이코데르마 리세이 셀룰라제 제제(셀루클라스트; 시그마)와 함께 동일한 조건 하에서 기준물로서 기질도 항온처리하였다.

카보팩 PA 가드 컬럼(2 mm ID x 50 mm) 및 다이오넥스 PAD-검출기(다이오넥스 컴파니, 미국 서니베일 소재)와 함께 다이오넥스 카보팩 PA-1(2 mm ID x 250 mm) 컬럼을 갖춘 다이오넥스 HPLC 시스템을 이용하여 분석을 수행하였다. 0.1 M NaOH 중의 하기 나트륨 아세테이트 구배와 함께 0.3 ㎖/분의 유속을 이용하였다: 0분 내지 40분, 0 mM 내지 150 mM. 각각의 용출 후, 0.1 M NaOH 중의 1000 mM 나트륨 아세테이트를 사용한 5분의 세척 단계 및 0.1 M NaOH를 사용한 15분의 평형화 단계를 수행하였다.

이 분석을 이용하여 효소, 예컨대, GH5, GH12, GH16, GH44 및 GH74 효소(그러나, 이들로 한정되지 않음)의 활성을 시험할 수 있다.

자일로글루카나제 활성 분석 2

하기 실시예는 자일로글루카나제 활성을 측정하기 위한 분석을 예시한다.

자일로글루칸을 기질로서 사용하고 환원 당 분석(PAHBAH)을 검출 방법으로서 이용하여 이러한 활성을 입증하였다. 값을, 시판되는 트라이코데르마 리세이 셀룰라제 제제(셀루클라스트; 시그마)를 사용하여 제조한 표준물과 비교하였다.

시약 A: 5 g의 p-하이드록시벤조산 하이드라자이드(PAHBAH)를 60 ㎖의 물에 현탁시키고, 4.1 ㎖의 농축된 염산을 첨가하고 부피를 100 ㎖로 조절하였다. 시약 B: 24.9 g의 삼나트륨 시트레이트를 500 ㎖의 물에 용해시켰다. 2.2 g의 칼슘 클로라이드 및 40 g의 나트륨 하이드록사이드를 이 용액에 첨가하였다. 물을 사용하여 부피를 2 ℓ로 조절하였다. 상기 두 시약들을 실온에서 저장하였다. 작업 시약: 10 ㎖의 시약 A를 40 ㎖의 시약 B에 첨가하였다. 이 용액을 매일 새로 제조하고 사용 사이에 얼음 상에서 저장하였다. 상기 시약들을 사용하여 분석을 이하에 상세히 기재된 바와 같이 수행하였다.

자일로글루칸 다음에 카복시메틸셀룰로스도 기질로서 사용하여 효소의 특이성을 측정하였다.

항온처리 후, 10 ㎕의 각각의 웰을 200 ㎕의 작업 시약과 혼합하였다. 이들 용액들을 30분 동안 70℃에서 가열하였다. 냉각시킨 후, 405 nm에서 흡광도를 측정함으로써 샘플을 분석하였다. 글루코스를 표준물로서 사용하여 형성된 환원 말단을 글루코스 당량으로서 정량하였다.

대조군으로서, 기질도 효소 배양 상청액의 첨가 없이 항온처리하고 효소 배양 상청액을 기질 없이 항온처리하였다.

자일로글루카나제 활성 분석 3

나트륨 아세테이트 완충제(0.05 M, pH 4.5)를 다음과 같이 제조한다: 4.1 g의 무수 나트륨 아세테이트를 1000 ㎖의 최종 부피까지 증류수에 용해시킨다(용액 A). 별도의 플라스크에서, 3.0 g(2.86 ㎖)의 빙초산을 증류수와 혼합하여 총 1000 ㎖의 부피를 만든다(용액 B). 생성된 용액의 pH가 4.5일 때까지 용액 A를 용액 B와 혼합하여 최종 0.05 M 나트륨 아세테이트 완충제(pH 4.5)를 제조한다.

타마린드 자일로글루카난을 나트륨 아세테이트 완충제에 용해시켜 2.0 mg/㎖를 수득한다. 효소를 기질 g 당 10 mg 단백질의 용량으로 기질에 첨가한 후 60℃에서 24시간 동안 항온처리한다. 샘플을 100℃에서 10분 동안 가열하여 반응을 중단시킨다. 저분자량 올리고사카라이드의 형성을 고성능 크기 배제 크로마토그래피로 분석한다.

블랭크 샘플로서, 기질을 동일한 방식으로 처리하고 항온처리하되 효소를 첨가하지 않는다.

기준물로서, 예를 들면, 시판되는 아스퍼길러스 니게르 또는 트라이코데르마 리세이 셀룰라제 제제(60℃에서 불활성을 나타내는 경우 그 자신의 최적 온도에서 셀룰라제 표준물)과 함께 동일한 조건 하에서 기질을 항온처리한다.

PWX 가드 컬럼(토소 바이오사이언스(Tosoh Bioscience))과 함께 3개의 TSK-겔 컬럼들(컬럼 당 6.0 mm x 15.0 cm; 일련의 SuperAW4000, SuperAW3000 및 SuperAW2500; 토소 바이오사이언스) 상에서 수행된 고성능 크기 배제 크로마토그래피(HPSEC)를 이용하여 분석을 수행한다. 0.2 M 나트륨 니트레이트를 사용하여 0.6 ㎖/분의 속도로 55℃에서 용출을 수행한다. 쇼덱스(Shodex) RI-101(카와사키(Kawasaki)) 굴절 지수(RI) 검출기를 이용하여 용출물을 모니터링한다. 0.18 kDa 내지 788 kDa의 범위 내에서 분자량을 갖는 풀루란(pullulan)(어소시에이티드 폴리머 랩스 인코포레이티드(Associated Polymer Labs Inc.), 미국 뉴욕 소재)을 사용하여 보정을 수행한다.

α-아라비노푸라노시다제 활성 분석

하기 실시예는 치환된 자일로스 잔기로부터 α-L-아라비노푸라노실 잔기를 제거하는 α-아라비노푸라노시다제의 능력을 측정하는 분석을 예시한다.

아라비노자일란을 아라비노스 및 자일로스로 완전히 분해하기 위해, 엔도-자일라나제 및 아라비노푸라노시다제를 비롯한 여러 효소 활성이 필요하다. 밀 아라비노자일란 분자는 아라비노실 잔기로 고도로 치환된다. 이들은 자일로실 잔기의 C2 또는 C3 위치에서 치환될 수 있거나(단일 치환), 자일로스의 C2 위치 및 C3 위치 둘다에서 치환될 수 있다(이중 치환).

40℃에서 48시간 동안 50 mM 아세테이트 완충제(pH 4.5) 중의 밀 아라비노자일란(WAX; 10 mg/㎖; 메가자임(Megazyme), 아일랜드 브레이 소재)을 적절한 양의 엔도-자일라나제(아스퍼길러스 아와모리로부터 유래됨, Kormelink F. et al; Journal of Biotechnology (1993) 27: 249-265)와 함께 항온처리하여 충분한 양의 아라비노자일로-올리고사카라이드를 생성함으로써 단일 치환된 올리고사카라이드 및 이중 치환된 올리고사카라이드를 제조하였다. 샘플을 100℃에서 10분 동안 가열하여 반응을 중단시켰다. 샘플을 10,000 x g에서 5분 동안 원심분리하였다. 상청액을 추가 실험에 사용하였다. 아라비노자일란의 분해 후, 형성된 환원 당의 분석 및 고성능 음이온 교환 크로마토그래피(HPAEC)를 수행하였다.

효소 배양 상청액을 50 mg 나트륨 아세테이트 완충제 중의 기질 g 당 10 mg 단백질의 용량으로 단일 치환된 아라비노자일로-올리고사카라이드 및 이중 치환된 아라비노자일로-올리고사카라이드(엔도-자일라나제로 처리된 WAX; 2 mg/㎖)에 첨가한 후, 65℃에서 24시간 동안 항온처리하였다. 샘플을 100℃에서 10분 동안 가열하여 반응을 중단시켰다. 샘플을 10,000 x g에서 5분 동안 원심분리하였다. 아라비노스의 방출 후 HPAEC 분석을 수행하였다.

카보팩 PA 가드 컬럼(2 mm ID x 50 mm) 및 다이오넥스 PAD-검출기(다이오넥스 컴파니, 미국 서니베일 소재)와 함께 다이오넥스 카보팩 PA-1(2 mm ID x 250 mm) 컬럼을 갖춘 다이오넥스 HPLC 시스템을 이용하여 분석을 수행하였다. 0.1 M NaOH 중의 하기 나트륨 아세테이트 구배와 함께 0.3 ㎖/분의 유속을 이용하였다: 0분 내지 40분, 0 mM 내지 400 mM. 각각의 용출 후, 0.1 M NaOH 중의 1000 mM 나트륨 아세테이트를 사용한 5분의 세척 단계 및 0.1 M NaOH를 사용한 15분의 평형화 단계를 수행하였다. 아라비노스 방출을 확인하고 표준물(시그마)로 정량하였다.

이 분석을 이용하여 효소, 예컨대, GH3, GH43, GH51, GH54 및 GH62 효소(그러나, 이들로 한정되지 않음)의 활성을 시험할 수 있다.

엔도-자일라나제 활성 분석

엔도-자일라나제는 자일란 골격에서 β-1,4 결합을 가수분해하여 짧은 자일로-올리고사카라이드를 생성할 수 있는 효소이다. 이 분석은 밀 아라비노자일란(WAX)(메가자임, 중간 점성 29 cSt), 귀리 아라비노자일란, 너도밤나무 자일란 및 자작나무 자일란(시그마)에 대한 자일라나제의 작용에 의한 자일로스 및 자일로-올리고사카라이드의 방출을 측정한다.

나트륨 아세테이트 완충제(0.05 M, pH 4.5)를 다음과 같이 제조하였다: 4.1 g의 무수 나트륨 아세테이트를 1000 ㎖의 최종 부피까지 증류수에 용해시켰다(용액 A). 별도의 플라스크에서, 3.0 g(2.86 ㎖)의 빙초산을 증류수와 혼합하여 총 1000 ㎖의 부피를 만들었다(용액 B). 생성된 용액의 pH가 4.5일 때까지 용액 A를 용액 B와 혼합하여 최종 0.05 M 나트륨 아세테이트 완충제(pH 4.5)를 제조하였다. 각각의 기질을 나트륨 아세테이트 완충제에 용해시켜 2.0 mg/㎖를 수득하였다. 효소 배양 상청액을 기질 g 당 10 mg 단백질의 용량으로 기질에 첨가한 후, 60℃에서 20시간 동안 항온처리하였다. 샘플을 100℃에서 10분 동안 가열하여 반응을 중단시켰다. 자일로스 및 자일로-올리고사카라이드의 방출을 고성능 음이온 교환 크로마토그래피로 분석하였다.

카보팩 PA 가드 컬럼(2 mm ID x 50 mm) 및 다이오넥스 PAD-검출기(다이오넥스 컴파니, 미국 서니베일 소재)와 함께 다이오넥스 카보팩 PA-1(2 mm ID x 250 mm) 컬럼을 갖춘 다이오넥스 HPLC 시스템을 이용하여 분석을 수행하였다. 0.1 M NaOH 중의 하기 나트륨 아세테이트 구배와 함께 0.3 ㎖/분의 유속을 이용하였다: 0분 내지 40분, 0 mM 내지 400 mM. 각각의 용출 후, 0.1 M NaOH 중의 1000 mM 나트륨 아세테이트를 사용한 5분의 세척 단계 및 0.1 M NaOH를 사용한 15분의 평형화 단계를 수행하였다. 자일로스, 자일로바이오스 및 자일로트라이오스의 표준물(시그마)을 사용하여 상기 효소의 작용에 의해 방출된 이들 올리고머들을 확인하였다.

이 분석을 이용하여 효소, 예컨대, GH5, GH8, GH10 및 GH11 효소(그러나, 이들로 한정되지 않음)의 활성을 시험할 수 있다.

α/β-자일로시다제 활성 측정

이 분석은 p-니트로페닐-α/β-D-자일로피라노사이드(PNPX)에 대한 α/β-자일로시다제의 작용에 의한 p-니트로페놀의 방출을 측정한다. 1 β-자일로시다제 활성 유닛은 60℃ 및 pH 4.5에서 1분 이내에 1 μM의 p-니트로페놀을 유리시키는 효소의 양이다. 아세테이트 완충제(0.1 M, pH 4.5)를 다음과 같이 제조한다: 용액의 최종 부피가 1000 ㎖가 되도록 8.2 g의 무수 나트륨 아세테이트를 증류수에 용해시킨다(용액 A). 별도의 플라스크에서, 6.0 g(5.72 ㎖)의 빙초산을 증류수와 혼합하여 총 1000 ㎖의 부피를 만든다(용액 B). 생성된 용액의 pH가 4.5와 동등할 때까지 용액 A를 용액 B와 혼합하여 최종 0.1 M 아세테이트 완충제(pH 4.5)를 제조한다. 완충제 용액 ℓ 당 한 방울(약 25 ㎕)의 트라이톤 X-100을 첨가한다. PNPX(시그마)를 분석 기질로서 사용한다.

이 분석을 이용하여 효소, 예컨대, GH3, GH30, GH31, GH39, GH43, GH52 및 GH54 효소(그러나, 이들로 한정되지 않음)의 활성을 시험할 수 있다.

α/β-만노시다제 활성 측정

이 분석은 p-니트로페닐-α/β-D-만노피라노사이드(PNPM)에 대한 α/β-만노시다제의 작용에 의한 p-니트로페놀의 방출을 측정한다. 1 α/β-만노시다제 활성 유닛은 60℃ 및 pH 4.5에서 1분 이내에 1 μM의 p-니트로페놀을 유리시키는 효소의 양이다. 아세테이트 완충제(0.1 M, pH 4.5)를 다음과 같이 제조한다: 용액의 최종 부피가 1000 ㎖가 되도록 8.2 g의 무수 나트륨 아세테이트를 증류수에 용해시킨다(용액 A). 별도의 플라스크에서, 6.0 g(5.72 ㎖)의 빙초산을 증류수와 혼합하여 총 1000 ㎖의 부피를 만든다(용액 B). 생성된 용액의 pH가 4.5와 동등할 때까지 용액 A를 용액 B와 혼합하여 최종 0.1 M 아세테이트 완충제(pH 4.5)를 제조한다. 완충제 용액 ℓ 당 한 방울(약 25 ㎕)의 트라이톤 X-100을 첨가한다. PNPM(시그마)을 분석 기질로서 사용한다.

4.4 mM PNPM 스톡 용액을 0.1 M 아세테이트 완충제로 제조한다. 중단 시약(1 M 나트륨 카보네이트 용액)을 다음과 같이 제조한다: 10.6 g의 무수 나트륨 카보네이트를 50 ㎖의 증류수에 용해시키고, 용액 부피를 100 ㎖로 조절한다. 이 시약을 사용하여 효소 반응을 종결시킨다.

효소와의 항온처리를 위해, 0.1 ㎖의 4.4 mM PNPM 스톡 용액을 0.1 ㎖의 적절하게 희석된 효소 샘플과 혼합하고 60분 동안 60℃에서 항온처리한다. 60분의 항온처리 후, 0.1 ㎖의 반응 혼합물을 0.1 ㎖의 1 M 나트륨 카보네이트 용액과 혼합하고 마이크로타이터 플레이트에서 흡광도를 405 nm에서 A_S로서 측정한다.

기질 블랭크를 위해, 0.1 ㎖의 4.4 mM PNPM 스톡 용액을 0.1 ㎖의 0.1 M 아세테이트 완충제(pH 4.5)와 혼합하고 샘플과 동일하게 처리한다: 60분 동안 60℃에서 항온처리한 후, 0.1 ㎖의 반응 혼합물을 0.1 ㎖의 1 M 나트륨 카보네이트 용액과 혼합하고, 마이크로타이터 플레이트에서 흡광도를 405 nm에서 A_SB로서 측정한다.

1 M 나트륨 카보네이트 용액과 1:1의 비로 혼합된 p-니트로페놀(0.1 M 아세테이트 완충제로 적절하게 희석됨, pH 4.5)의 보정 곡선을 이용하여 효소의 작용에 의한 PNPM으로부터의 그의 방출을 정량한다.

이 분석을 이용하여 효소, 예컨대, GH1, GH2, GH5, GH38, GH47, GH92 및 GH125 효소(그러나, 이들로 한정되지 않음)의 활성을 시험할 수 있다.

페룰로일 에스터라제 활성 측정

합성 기질: 메틸 카페에이트(caffeate), 메틸 쿠마레이트(coumarate), 메틸 시나피네이트(sinapinate) 및 메틸 페룰레이트(ferulate)를 아핀 케미칼스(Apin Chemicals)로부터 입수한다. 효소를 5.0의 pH(50 mM 나트륨 아세테이트 완충제)에서 약 5 mg/g DM의 용량으로 기질과 함께 항온처리하여 이들 합성 기질들에 대한 활성을 측정한다. 반응은 최대 24시간 동안 60℃에서 수행될 것이다.

항온처리의 말기에 샘플을 5분 동안 끓여 효소를 불활성화시키고 실온에서 원심분리한다(10분, 10,000 x g). 하이퍼실(Hypersyl) GOLD 컬럼(2.1 mm X 150 mm, 1.9 ㎛ 입자 크기; 써모 사이언티픽(Thermo Scientific))을 갖춘 악셀라(Accela) UHPLC 시스템(써모 사이언티픽) 상에서 종래 기재된 바와 같이(Appeldoorn et al., 2010) 음이온 모드로 RP-UHPLC-MS 분석을 수행하여 기질로부터의 하이드록시신남산 방출을 측정한다. 이동상은 (A) H₂O + 1%(부피/부피) 아세토니트릴 + 0.2%(부피/부피) 아세트산, 및 (B) 아세토니트릴 + 0.2%(부피/부피) 아세트산으로 구성된다. 유속은 0.4 ㎖/분이고, 컬럼 온도는 30℃이다. 용출 프로파일은 다음과 같다: 먼저 5분, 등용매 0% B; 5분 내지 23분, 0% B부터 50% B까지 선형; 23분 내지 24분, 50% B부터 100% B까지 선형; 24분 내지 27분, 100% B에서 등용매; 27분 내지 28분, 100% B부터 0% B까지 선형, 이어서 7분 동안 컬럼의 재컨디셔닝. 스펙트럼 데이터를 200 nm부터 600 nm까지 수집하고, 320 nm에서 정량을 수행한다. 페룰산(ferulic acid), 카페산(caffeic acid), 시납산(sinapic acid) 및 쿠마르산(coumaric acid) 함량을 확인하고 표준물에 근거하여 정량한다.

3.5 kV의 이온 분무 전압, -20 V의 모세관 전압 및 35℃의 모세관 온도를 이용하여 MS 데이터를 음성 모드로 수집한다. m/z 150-1500 범위 내에서 전체 MS 스캔을 수행하고 가장 강한 이온의 MS2 데이터를 수득한다.

이 분석을 이용하여 효소, 예컨대, CE1 효소(그러나, 이것으로 한정되지 않음)의 활성을 시험할 수 있다.

페룰로일 에스터라제 활성 측정

천연 기질: 전처리된 옥수수 섬유(CF)로부터 정제된 아라비노자일란 올리고머(각각 1 mg/㎖)(Appeldoorn et al., 2010)를 5.0의 pH(50 mM 나트륨 아세테이트 완충제)에서 약 5 mg/g DM의 용량으로 페룰산 에스터라제와 함께 항온처리한다. 반응은 최대 24시간 동안 60℃에서 수행될 것이다.

항온처리의 말기에 샘플을 5분 동안 끓여 효소를 불활성화시키고 실온에서 원심분리한다(10분, 10,000 x g). 하이퍼실 GOLD 컬럼(2.1 mm X 150 mm, 1.9 ㎛ 입자 크기; 써모 사이언티픽)을 갖춘 악셀라 UHPLC 시스템(써모 사이언티픽) 상에서 종래 기재된 바와 같이(Appeldoorn et al., 2010) 음이온 모드로 RP-UHPLC-MS 분석을 수행하여 기질로부터의 하이드록시신남산 방출을 측정한다. 이동상은 (A) H₂O + 1%(부피/부피) 아세토니트릴 + 0.2%(부피/부피) 아세트산, 및 (B) 아세토니트릴 + 0.2%(부피/부피) 아세트산으로 구성된다. 유속은 0.4 ㎖/분이고, 컬럼 온도는 30℃이다. 용출 프로파일은 다음과 같다: 먼저 5분, 등용매 0% B; 5분 내지 23분, 0% B부터 50% B까지 선형; 23분 내지 24분, 50% B부터 100% B까지 선형; 24분 내지 27분, 100% B에서 등용매; 27분 내지 28분, 100% B부터 0% B까지 선형, 이어서 7분 동안 컬럼의 재컨디셔닝. 스펙트럼 데이터를 200 nm부터 600 nm까지 수집하고, 320 nm에서 정량을 수행한다. 페룰산 및 쿠마르산(coumaric acid) 함량을 확인하고 표준물에 근거하여 정량한다.

알칼리성 가수분해 및 에틸에테르 추출 후 전술된 UHPLC 방법을 이용하여 옥수수 올리고머 중의 에스터-연결된 페룰산의 총량을 측정한다.

참고문헌: MAAIKE M. APPELDOORN et al, J. Agric. Food Chem. 2010, 58, 11294-11301.

α- 글루쿠로니다제 활성 분석

하기 실시예는 알도우론산(aldouronic acid)(메가자임)에 대한 α-글루쿠로니다제 활성을 측정하는 분석을 예시한다. 이 분석은 글루쿠로노자일란 올리고사카라이드에 대한 α-글루쿠로니다제의 작용에 의한 자일로스 및 자일로올리고머의 방출을 측정한다.

나트륨 아세테이트 완충제(0.05 M, pH 4.5)를 다음과 같이 제조하였다: 4.1 g의 무수 나트륨 아세테이트를 최종 1000 ㎖의 부피까지 증류수에 용해시켰다(용액 A). 별도의 플라스크에서, 3.0 g(2.86 ㎖)의 빙초산을 증류수와 혼합하여 총 1000 ㎖의 부피를 만들었다(용액 B). 생성된 용액의 pH가 4.5일 때까지 용액 A를 용액 B와 혼합하여 최종 0.05 M 나트륨 아세테이트 완충제(pH 4.5)를 제조하였다.

작은 올리고머에 대한 활성을 측정하기 위해 알도우론산을 나트륨 아세테이트 완충제에 용해시켜 1.0 mg/㎖를 수득하였다. 효소 배양 상청액을 기질 g 당 1 mg 및 10 mg 단백질의 용량으로 기질에 첨가한 후, 60℃에서 24시간 동안 항온처리하였다. 샘플을 100℃에서 10분 동안 가열하여 반응을 중단시켰다. 4-O-메틸 글루쿠론산 제거의 결과로서 자일로올리고머의 방출을 고성능 음이온 교환 크로마토그래피로 분석하였다.

카보팩 PA 가드 컬럼(2 mm ID x 50 mm) 및 다이오넥스 PAD-검출기(다이오넥스 컴파니, 미국 서니베일 소재)와 함께 다이오넥스 카보팩 PA-1(2 mm ID x 250 mm) 컬럼을 갖춘 다이오넥스 HPLC 시스템을 이용하여 분석을 수행하였다. 0.1 M NaOH 중의 하기 나트륨 아세테이트 구배와 함께 0.3 ㎖/분의 유속을 이용하였다: 0분 내지 40분, 0 mM 내지 400 mM. 각각의 용출 후, 0.1 M NaOH 중의 1000 mM 나트륨 아세테이트를 사용한 5분의 세척 단계 및 0.1 M NaOH를 사용한 15분의 평형화 단계를 수행하였다.

자일로스, 자일로바이오스 및 자일로트라이오스의 표준물(시그마)을 사용하여 이들 올리고머들로부터 4-O-메틸-글루쿠론산을 제거하는 효소의 작용에 의해 방출된 자일로올리고머를 확인하였다.

이 분석을 이용하여 효소, 예컨대, GH67 및 GH115 효소(그러나, 이들로 한정되지 않음)의 활성을 시험할 수 있다.

실시예 1: 아스퍼길러스 니게르 발현 벡터의 구축

본 실시예는 아스퍼길러스 니게르에서 Temer00088, Temer09484, Temer08028, Temer02362, Temer08862, Temer04790, Temer05249, Temer06848, Temer02056, Temer03124, Temer09491, Temer06400, Temer08570, Temer08163 또는 Temer07305를 과다발현시키기 위한 발현 구축물의 구축을 기술한다. 라삼소니아 에머소니이 규주 CBS 393.64의 게놈 DNA를 서열결정하고 분석하였다. 표 1에 따른 활성을 갖는 단백질로서 해독된 번역된 단백질을 갖는 유전자를 확인하였다. 코돈-쌍 최적화된 ORF 서열, 단백질 서열, 신호 서열, 게놈 서열 및 야생형 cDNA 서열을 포함하는 라삼소니아 에머소니이 Temer00088, Temer09484, Temer08028, Temer02362, Temer08862, Temer04790, Temer05249, Temer06848, Temer02056, Temer03124, Temer09491, Temer06400, Temer08570, Temer08163 및 Temer07305 유전자의 서열들이 서열목록에서 서열번호 1 내지 75로 제시되어 있다.

발현 플라스미드의 구축

EcoRI 및 PacI 부위를 사용하여 서열번호 1, 6, 11, 16, 21, 26, 31, 36, 41, 46, 51, 56, 61, 66 또는 71을 갖는 서열을, 글루코아밀라제 프로모터 및 종결요소 서열을 포함하는 pGBTOP 벡터(도 1) 내로 클로닝한다. 아스퍼길러스 니게르 CBS 513.88의 형질전환 전, NotI 분해를 통해 에스케리키아 콜라이 부분을 제거한다.

아스퍼길러스 니게르의 형질전환 및 진탕 플라스크 발효

실험 정보 단락에 기재된 방법에 따라 아스퍼길러스 니게르 균주 CBS 513.88을 발현 구축물 및 적절한 선택 마커(amdS 또는 플레오마이신) 함유 플라스미드로 공-형질전환시킨다. 재조합 및 대조군 아스퍼길러스 니게르 균주들의 포자 또는 균사체를 제조자의 설명서에 따라 제조된 PDA 플레이트(감자 덱스트로스 한천, 옥소이드(Oxoid)) 상에 플레이팅하여 큰 포자 회분을 생성한다. 30℃에서 3일 내지 7일 동안 생장시킨 후, 0.01% 트라이톤 X-100을 플레이트에 첨가한 후 포자를 수집한다. 멸균수로 세척한 후, 선택된 형질전환체 및 대조군 균주의 약 10⁷개의 포자를, ℓ 당 하기 용량의 성분들로 구성된 20 ㎖의 액체 예비배양 배지(pH 5.5)를 함유하는 100 ㎖ 배플(baffles) 보유 진탕 플라스크 내로 접종한다: 30 g 말토스.H₂O; 5 g 효모 추출물; 10 g 가수분해된 카세인; 1 g KH₂PO₄; 0.5 g MgSO₄.7H₂O; 0.03 g ZnCl₂; 0.02 g CaCl₂; 0.01 g MnSO₄.4H₂O; 0.3 g FeSO₄.7H₂O; 3 g 트윈 80; 및 10 ㎖ 페니실린(5000 IU/㎖)/스트렙토마이신(5000 UG/㎖). 이 배양물을 34℃에서 16시간 내지 24시간 동안 생장시킨다. 10 ㎖의 이 배양물을, ℓ 당 하기 용량의 성분들로 구성되고 pH 5.6으로 조절된 100 ㎖ 발효 배지를 함유하는 500 ㎖ 배플 보유 진탕 플라스크 내로 접종한다: 70 g 글루코스.H₂O; 25 g 가수분해된 카세인; 12.5 g 효모 추출물; 1 g KH₂PO₄; 2 g K₂SO₄; 0.5 g MgSO₄.7H₂O; 0.03 g ZnCl₂; 0.02 g CaCl₂; 0.01 g MnSO₄.4H₂O; 0.3 g FeSO₄.7H₂O; 및 10 ㎖ 페니실린(5000 IU/㎖)/스트렙토마이신(5000 UG/㎖). 모든 글루코스가 고갈될 때까지(통상적으로 4일 내지 7일 후) 이 배양물을 34℃에서 생장시킨다. 발효 브로쓰로부터 채취된 샘플을 진동 버킷(swinging bucket) 원심분리기에서 (5000 x g에서 10분 동안) 원심분리하고 상청액을 수집하고 0.2 ㎛ 필터(날진(Nalgene)) 상에서 여과한다.

SDS-PAGE 및 총 단백질 측정으로 상청액을 Temer00088, Temer09484, Temer08028, Temer02362, Temer08862, Temer04790, Temer05249, Temer06848, Temer02056, Temer03124, Temer09491, Temer06400, Temer08570, Temer08163 및 Temer07305의 발현에 대해 분석한다.

실시예 2: 라삼소니아 에머소니이 발현 벡터의 구축

본 실시예는 라삼소니아 에머소니이에서 Temer00088, Temer09484, Temer08028, Temer02362, Temer08862, Temer04790, Temer05249, Temer06848, Temer02056, Temer03124, Temer09491, Temer06400, Temer08570, Temer08163 또는 Temer07305를 과다발현시키기 위한 발현 구축물의 구축을 기술한다. 발현 카세트를 RePepA 좌위 내로 표적화 삽입하였다.

프로모터-레포터 구축물을 pepA 좌위 내로 표적화하기 위해, 표적화용 발현 벡터를 클로닝하였다. 프로테아제 pepA로서 해독된 번역된 단백질을 갖는 유전자를 게놈에서 확인하였다. ORF 및 약 3000 bp의 5' 영역 및 2500 bp의 3' 플랭킹 영역의 게놈 서열, cDNA 및 단백질 서열을 포함하는, 라삼소니아 에머소니이 pepA (RePepA)의 서열은 서열목록에서 각각 서열번호 76, 77 및 78로 제시되어 있다.

RePepA 좌위 내로의 표적화를 위해 상용적인 클로닝 절차에 따라 2개의 벡터들을 구축하였다. 두 벡터들의 삽입체 단편들은 소위 "이분 유전자 표적화" 방법(Nielsen et al., 2006, 43: 54-64)에 의해 함께 적용될 수 있다. 이 방법은 유전자 표적화 서열과 함께 중첩되는 선택 마커의 2개 비-기능성 DNA 단편들을 사용하는 방법이다(이분 방법의 추가 상세한 내용에 대해서는 국제 특허출원 공개 제WO2008/113847호 또한 참조). 정확한 상동성 재조합 시, 선택 마커는 상동성 표적 좌위에서의 삽입에 의해 기능성을 갖게 된다. 국제 특허출원 공개 제WO2008/113847호에도 상세히 기재된 바와 같이, 이분 유전자 표적화를 위한 2개의 중첩 DNA 분자들을 제공할 수 있도록 2개의 상이한 결실 벡터들인 Te pep.bbn 및 pEBA1006을 디자인하고 구축하였다. 제1 벡터 Te pep.bbn(도 2에서와 같은 일반적인 배치)은 RePepA 좌위에서의 표적화를 위해 RePepA ORF의 약 1.5 kb 업스트림에 위치하는 1500 bp 5' 플랭킹 영역(ORF 및 약 1500 bp의 RePepA 프로모터)을 포함하고 lox66 부위, 및 아스퍼길러스 니둘란스 gpdA 프로모터에 의해 유발되는 ble 코딩 영역의 비-기능성 5' 부분(ble의 3' 말단에서 코딩 서열의 마지막 104개 염기를 결여하는 PgpdA-ble 서열, 서열번호 79)을 포함한다. 에스케리키아 콜라이에서의 프로모터-레포터 카세트의 효율적인 클로닝을 가능하게 하기 위해, 5' RePepA 플랭킹 영역과 lox66 부위 사이에 ccdB 유전자를 삽입하였다. 제2 pEBA1006 벡터(도 3에서와 같은 일반적인 배치)는 ble 코딩 영역의 비-기능성 3' 부분 및 아스퍼길러스 니둘란스 trpC 종결요소(ble의 5' 말단에서 코딩 서열의 처음 12개 염기를 결여하는 ble-TtrpC 서열, 서열번호 80), lox71 부위, 및 RePepA 좌위에서의 표적화를 위한 RePepA ORF의 2500 bp 3' 플랭킹 영역을 포함한다. 상동성 재조합 시, 제1 비-기능성 단편 및 제2 비-기능성 단편은 기능성을 갖게 되어 기능성 ble 카세트를 생성한다. RePepA 업스트림 유전자 플랭킹 영역 및 다운스트림 유전자 플랭킹 영역 둘다가 예정된 RePepA 게놈 좌위에서의 이분 단편들의 상동성 재조합을 위해 표적화된다.

벡터 Te pep.bbn 내의 ccdB 유전자를 상용적인 클로닝 절차에 따라 Temer00088, Temer09484, Temer08028, Temer02362, Temer08862, Temer04790, Temer05249, Temer06848, Temer02056, Temer03124, Temer09491, Temer06400, Temer08570, Temer08163 또는 Temer07305 발현 카세트로 교체하였다. 서열번호 81로 표시되는 라삼소니아 에머소니이 프로모터 2를, 아스퍼길러스 니둘란스 amdS 종결요소를 갖는 라삼소니아 에머소니이 Temer00088, Temer09484, Temer08028, Temer02362, Temer08862, Temer04790, Temer05249, Temer06848, Temer02056, Temer03124, Temer09491, Temer06400, Temer08570, Temer08163 또는 Temer07305 코딩 영역의 업스트림에서 클로닝하여 구축물 pEBA를 생성하였다. 아스퍼길러스 니둘란스 amdS 종결요소 서열은 서열번호 82로 표시된다. 관심있는 유전자(GOI)인 Temer00088, Temer09484, Temer08028, Temer02362, Temer08862, Temer04790, Temer05249, Temer06848, Temer02056, Temer03124, Temer09491, Temer06400, Temer08570, Temer08163 또는 Temer07305의 과다발현을 위한 pEBA의 도식적 묘사는 도 4에 제시되어 있다.

실시예 3: 라삼소니아 에머소니이에서의 Temer00088 , Temer09484 , Temer08028, Temer02362 , Temer08862 , Temer04790 , Temer05249 , Temer06848 , Temer02056, Temer03124 , Temer09491 , Temer06400 , Temer08570 , Temer08163 또는 Temer07305 유전자의 과다발현

국제 특허출원 공개 제WO2011/054899호에 이미 기재된 방법을 이용하여 pEBA 및 pEBA1006의 선형 DNA를 단리하고 사용하여 라삼소니아 에머소니이를 형질전환시킨다. 선형 DNA들은 RePepA 좌위에서 게놈 내로 함께 삽입되어 RePepA 유전자를 Temer00088, Temer09484, Temer08028, Temer02362, Temer08862, Temer04790, Temer05249, Temer06848, Temer02056, Temer03124, Temer09491, Temer06400, Temer08570, Temer08163 또는 Temer07305 및 ble 유전자로 치환시킬 수 있다. 형질전환체를 플레오마이신 배지 상에서 선택하고 콜로니를 정제하고 국제 특허출원 공개 제WO2011/054899호에 기재된 절차에 따라 시험한다. 결실 카세트의 gpdA 프로모터 내의 프라이머 및 5' 표적화 영역의 바로 업스트림에 위치하는 게놈 서열에 대해 유도된 프라이머를 사용하여 성장하는 콜로니를 RePepA 좌위에서의 삽입에 대해 PCR로 진단한다. RePepA가 Temer00088, Temer09484, Temer08028, Temer02362, Temer08862, Temer04790, Temer05249, Temer06848, Temer02056, Temer03124, Temer09491, Temer06400, Temer08570, Temer08163 또는 Temer07305/ble 카세트로 교체되어 있는 후보 형질전환체를 수득한다.

실시예 4: Temer00088, Temer09484, Temer08028, Temer02362, Temer08862, Temer04790, Temer05249, Temer06848, Temer02056, Temer03124, Temer09491, Temer06400, Temer08570, Temer08163 또는 Temer07305 과다발현 라삼소니아 에머소니이 균주에서의 효소 활성

Temer00088, Temer09484, Temer08028, Temer02362, Temer08862, Temer04790, Temer05249, Temer06848, Temer02056, Temer03124, Temer09491, Temer06400, Temer08570, Temer08163 또는 Temer07305 과다발현 균주를 진탕 플라스크 내에서 라삼소니아 배지 3에서 발효시키고 상청액을 적합한 분석에서 표 1에 따른 활성에 대해 분석한다. 야생형 균주에 비해 Temer00088, Temer09484, Temer08028, Temer02362, Temer08862, Temer04790, Temer05249, Temer06848, Temer02056, Temer03124, Temer09491, Temer06400, Temer08570, Temer08163 또는 Temer07305 과다발현 균주에서 활성의 증가가 관찰되는데, 이것은 Temer00088, Temer09484, Temer08028, Temer02362, Temer08862, Temer04790, Temer05249, Temer06848, Temer02056, Temer03124, Temer09491, Temer06400, Temer08570, Temer08163 또는 Temer07305의 과다발현이 라삼소니아 에머소니이에서 활성을 개선한다는 것을 시사한다.

실시예 5: 아스퍼길러스 니게르 진탕 플라스크 발효

선택된 형질전환체 및 대조군 균주의 약 10⁷개의 포자를, ℓ 당 하기 용량의 성분들로 구성된 20 ㎖의 액체 예비배양 배지(pH 5.5)를 함유하는 100 ㎖ 배플 보유 진탕 플라스크 내로 접종하였다: 30 g 말토스.H₂O; 5 g 효모 추출물; 10 g 가수분해된 카세인; 1 g KH₂PO₄; 0.5 g MgSO₄.7H₂O; 0.03 g ZnCl₂; 0.02 g CaCl₂; 0.01 g MnSO₄.4H₂O; 0.3 g FeSO₄.7H₂O; 3 g 트윈 80; 및 10 ㎖ 페니실린(5000 IU/㎖)/스트렙토마이신(5000 UG/㎖). 이 배양물을 34℃에서 16시간 내지 24시간 동안 생장시켰다. 10 ㎖의 이 배양물을, ℓ 당 하기 용량의 성분들로 구성되고 pH 5.6으로 조절된 100 ㎖ 발효 배지를 함유하는 500 ㎖ 배플 보유 진탕 플라스크 내로 접종하였다: 70 g 글루코스.H₂O; 25 g 가수분해된 카세인; 12.5 g 효모 추출물; 1 g KH₂PO₄; 2 g K₂SO₄; 0.5 g MgSO₄.7H₂O; 0.03 g ZnCl₂; 0.02 g CaCl₂; 0.01 g MnSO₄.4H₂O; 0.3 g FeSO₄.7H₂O; 및 10 ㎖ 페니실린(5000 IU/㎖)/스트렙토마이신(5000 UG/㎖). 모든 글루코스가 고갈될 때까지(통상 4일 내지 7일 후) 이 배양물을 34℃에서 생장시켰다. 발효 브로쓰로부터 채취된 샘플을 진동 버킷 원심분리기에서 (5000 x g에서 10분 동안) 원심분리하고 상청액을 수집하고 0.2 ㎛ 필터(날진) 상에서 여과하였다.

TCA-뷰렛(biuret) 방법을 이용한 진탕 플라스크 농도 및 단백질 농도 측정

추가 시험을 위한 보다 많은 양의 물질을 수득하기 위해, 10 kDa 스핀 필터를 이용하여 전술된 바와 같이 수득된 발효 상청액(75 ㎖ 내지 100 ㎖의 부피)을 약 5 ㎖의 부피까지 농축하였다. 그 후, 농축된 상청액 중의 단백질 농도를 TCA-뷰렛 방법을 통해 측정하였다.

농축된 단백질 샘플(상청액)을 물로 2 mg/㎖ 내지 8 mg/㎖의 농도까지 희석하였다. 소 혈청 알부민(BSA) 희석물(0 mg/㎖, 1 mg/㎖, 2 mg/㎖, 5 mg/㎖, 8 mg/㎖ 및 10 mg/㎖)을 제조하고 샘플로서 포함시켜 보정 곡선을 생성하였다. 각각의 희석된 단백질 샘플 중 270 ㎕를, 830 ㎕의 아세톤 중의 12%(중량/부피) 트라이클로로아세트산 용액을 함유하는 10 ㎖ 튜브 내로 옮기고 철저히 혼합하였다. 그 후, 상기 튜브를 빙수 상에서 1시간 동안 항온처리하고 4℃ 및 6000 rpm에서 30분 동안 원심분리하였다. 상청액을 따라내고, 튜브를 티슈 상에 뒤집어 놓고 실온에서 30분 동안 세워두어 펠렛을 건조하였다. 다음으로, 3 ㎖의 바이오퀀트(BioQuant) 뷰렛 시약 혼합물을 튜브 내의 펠렛에 첨가하고 혼합 후 1 ㎖의 물을 첨가하여 펠렛을 가용화하였다. 튜브를 철저히 혼합하고 실온에서 30분 동안 항온처리하였다. 블랭크 측정으로서 사용된 물 샘플을 사용하여 혼합물의 흡수를 546 nm에서 측정하고 단백질 농도를 BSA 보정 선을 통해 계산하였다.

실시예 6: 자일로바이오스에 대한 호열성 라삼소니아 에머소니이 Temer09484 β-자일로시다제 활성의 확인

라삼소니아 에머소니이 Temer09484의 β-자일로시다제 활성을 전술된 바와 같이 분석하였다. Temer09484 아스퍼길러스 니게르 진탕 플라스크 발효의 상청액을 농축하고, pH 4.5 및 62℃에서 24시간 동안 항온처리한 후 자일로바이오스로부터의 자일로스 방출에 대해 2개 용량에서 분석하였다. 상기 효소는 표 3에 제시된 바와 같이 자일로바이오스로부터의 유의한 자일로스 방출을 보였다. 이것은 Temer09484가 β-자일로시다제 활성을 갖는다는 것을 보여준다.

[표 3]

실시예 7: 중합체성 자일란 기질에 대한 호열성 라삼소니아 에머소니이 Temer09484 β-자일로시다제 활성의 확인

제2 실험으로서, 중합체성 자일란 기질에 대한 라삼소니아 에머소니이 Temer09484의 β-자일로시다제 활성도 분석하였다. Temer09484 아스퍼길러스 니게르 진탕 플라스크의 상청액을 10 mg/g의 용량으로 3개의 상이한 중합체성 자일란 기질들에 첨가하였다. 모든 3개의 기질들로부터 자일로스가 방출된 반면(표 4), 자일로올리고머는 형성되지 않았다. 이것은 Temer09484가 실시예 6에 제시된 작은 올리고머 다음으로 중합체성 기질에 대한 β-자일로시다제 활성도 갖는다는 것을 보여준다.

[표 4]

실시예 8: 리그노셀룰로스성 공급원료의 가수분해를 위한 Temer09484의 첨가에 의한 2개의 상이한 셀룰로스 혼합물들의 개선

Temer09484 아스퍼길러스 니게르 진탕 플라스크 발효의 상청액을 농축하고 전술된 바와 같이 약산 전처리된 옥수수대 공급원료에 첨가하였다. 상기 효소는 표 5에 제시된 바와 같이 72시간의 항온처리 동안 이용된 넓은 온도(50℃, 65℃ 및 75℃) 및 pH 값(3.5 - 4.5 - 5.0) 범위 내에서 이 공급원료로부터의 유의한 자일로스 방출을 보였다. 이것은 Temer09484가 리그노셀룰로스성 공급원료의 가수분해에 중요하다는 것을 보여준다.

[표 5]

Temer09484 아스퍼길러스 니게르 진탕 플라스크 발효의 상청액을 2개의 상이한 셀룰로스 혼합물들과 함께 시험하였다: 추가 BG가 첨가된 TEC-210 및 셀루클라스트. 상기 두 셀룰로스 혼합물들의 경우 약산 전처리된 옥수수대로부터의 자일로스 방출이 표 6에 제시된 바와 같이 72시간의 항온처리 동안 이용된 넓은 온도(50℃, 65℃ 및 75℃) 및 pH 값(3.5 - 4.5 - 5.0) 범위 내에서 Temer09484의 첨가에 의해 개선되었다. 이것은 Temer09484가 리그노셀룰로스성 공급원료의 가수분해에 이용된 넓은 온도 및 pH 값 범위 내에서 셀룰로스 혼합물을 개선하는 데에 이용될 수 있다는 것을 보여준다.

[표 6]

실시예 9: 자일로바이오스에 대한 호열성 라삼소니아 에머소니이 Temer00088 β-자일로시다제 활성의 확인

라삼소니아 에머소니이 Temer00088의 β-자일로시다제 활성을 전술된 바와 같이 분석하였다. Temer00088 아스퍼길러스 니게르 진탕 플라스크 발효의 상청액을 농축하고, pH 4.5 및 62℃에서 24시간 동안 항온처리한 후 자일로바이오스로부터의 자일로스 방출에 대해 2개의 용량에서 분석하였다. 상기 효소는 표 7에 제시된 바와 같이 자일로바이오스로부터의 유의한 자일로스 방출을 보였다. 이것은 Temer00088이 β-자일로시다제 활성을 갖는다는 것을 보여준다.

[표 7]

실시예 10: 중합체성 자일란 기질에 대한 호열성 라삼소니아 에머소니이 Temer00088 β-자일로시다제 활성의 확인

제2 실험으로서, 중합체성 자일란 기질에 대한 라삼소니아 에머소니이 Temer00088의 β-자일로시다제 활성도 분석하였다. Temer00088 아스퍼길러스 니게르 진탕 플라스크의 상청액을 10 mg/g의 용량으로 3개의 상이한 중합체성 자일란 기질들에 첨가하였다. 모든 3개의 기질들로부터 자일로스가 방출된 반면(표 8), 자일로올리고머는 형성되지 않았다. 이것은 Temer00088이 실시예 9에 제시된 작은 올리고머 다음으로 중합체성 기질에 대한 β-자일로시다제 활성도 갖는다는 것을 보여준다.

[표 8]

실시예 11: 리그노셀룰로스성 공급원료의 가수분해를 위한 Temer00088의 첨가에 의한 2개의 상이한 셀룰로스 혼합물들의 개선

Temer00088 아스퍼길러스 니게르 진탕 플라스크 발효의 상청액을 농축하고 전술된 바와 같이 약산 전처리된 옥수수대 공급원료에 첨가하였다. 상기 효소는 표 3에 제시된 바와 같이 72시간의 항온처리 동안 이용된 넓은 온도(50℃, 65℃ 및 75℃) 및 pH 값(3.5 - 4.5 - 5.0) 범위 내에서 이 공급원료로부터의 유의한 자일로스 방출을 보였다. 이것은 Temer00088이 리그노셀룰로스성 공급원료의 가수분해에 중요하다는 것을 보여준다.

[표 9]

Temer00088 아스퍼길러스 니게르 진탕 플라스크 발효의 상청액을 2개의 상이한 셀룰로스 혼합물들과 함께 시험하였다: 추가 BG가 첨가된 TEC-210 및 셀루클라스트. 상기 두 셀룰로스 혼합물들의 경우 약산 전처리된 옥수수대로부터의 자일로스 방출이 표 10에 제시된 바와 같이 72시간의 항온처리 동안 이용된 넓은 온도(50℃, 65℃ 및 75℃) 및 pH 값(3.5 - 4.5 - 5.0) 범위 내에서 Temer00088의 첨가에 의해 개선되었다. 이것은 Temer00088이 리그노셀룰로스성 공급원료의 가수분해에 이용된 넓은 온도 및 pH 값 범위 내에서 셀룰로스 혼합물을 개선하는 데에 이용될 수 있다는 것을 보여준다.

[표 10]

실시예 12: 호열성 라삼소니아 에머소니이 자일로글루칸 특이적 엔도-글루카나제의 확인

라삼소니아 에머소니이 Temer04790의 자일로글루카나제 활성을 전술된 바와 같이 분석하였다. Temer04790 아스퍼길러스 니게르 진탕 플라스크 발효의 상청액을 농축하고 기질 자일로글루칸에 첨가하고 pH 4.5 및 60℃에서 24시간 동안 항온처리하였다. 상기 효소는 표 6에 제시된 바와 같이 여러 올리고머들을 방출시킬 수 있었다. 이것은 Temer04790이 자일로글루칸에 대한 활성을 갖고 시판되는 트라이코데르마 리세이 셀룰라제 혼합물인 셀루클라스트와 유사한 올리고머를 방출시킨다는 것을 보여준다.

형성된 올리고머의 양을 정량하기 위해, Temer04790 및 셀룰라제 혼합물 둘다의 항온처리 후 환원 말단을 측정하였다. 카복시메틸셀룰로스를 기질로서 사용하여 효소 특이성도 측정하였고, 60℃ 다음으로 보다 더 높은 온도인 75℃를 이용하였다. 셀룰라제 혼합물과 대조적으로 CMC에 대한 어떠한 활성도 거의 관찰되지 않았기 때문에 Temer04790은 자일로글루칸에 대한 특이성을 갖는다(표 11). 나아가, Temer04790은 75℃에서 여전히 활성을 가진 반면, 셀룰라제 혼합물은 75℃에서 자일로글루칸에 대한 활성을 거의 갖지 않았다.

[표 11]

실시예 13: 호열성 라삼소니아 에머소니이 아라비노푸라노시다제 활성의 확인

라삼소니아 에머소니이 Temer05249의 아라비노푸라노시다제 활성을 전술된 바와 같이 분석하였다. Temer05249 아스퍼길러스 니게르 진탕 플라스크 발효의 상청액을 농축하고 10 mg/g의 용량으로 아라비노자일로올리고머에 첨가한 후, pH 4.5 및 65℃에서 24시간 동안 항온처리하였다. 상기 효소는 표 12에 제시된 바와 같이 아라비노자일로올리고머로부터의 유의한 아라비노스 방출을 보였다. 이것은 Temer05249가 아라비노푸라노시다제 활성을 갖는다는 것을 보여준다.

[표 12]

실시예 14: 호열성 라삼소니아 에머소니이 엔도-자일라나제 활성의 확인

라삼소니아 에머소니이 Temer03124의 엔도-자일라나제 활성을 전술된 바와 같이 분석하였다. Temer03124 아스퍼길러스 니게르 진탕 플라스크 발효의 상청액을 농축하고 10 mg/g의 용량으로 여러 자일란 기질들에 첨가한 후, pH 4.5 및 60℃에서 20시간 동안 항온처리하였다. 상기 효소는 표 13에 제시된 바와 같이 자일로스 및 다양한 자일로올리고머의 유의한 방출을 보였다. 이것은 Temer03124가 엔도-자일라나제 활성을 갖는다는 것을 보여준다.

[표 13]

실시예 15: 호열성 라삼소니아 에머소니이 엔도-자일라나제 활성의 확인

라삼소니아 에머소니이 Temer08570의 엔도-자일라나제 활성을 전술된 바와 같이 분석하였다. Temer08570 아스퍼길러스 니게르 진탕 플라스크 발효의 상청액을 농축하고 10 mg/g의 용량으로 여러 자일란 기질들에 첨가한 후, pH 4.5 및 60℃에서 20시간 동안 항온처리하였다. 상기 효소는 표 14에 제시된 바와 같이 자일로스 및 다양한 자일로올리고머의 유의한 방출을 보였다. 이것은 Temer08570이 주요 생성물로서 자일로바이오스, 자일로트라이오스 및 자일로테트라오스를 갖는 엔도-자일라나제 활성을 갖는다는 것을 보여준다.

[표 14]

실시예 16: 호열성 라삼소니아 에머소니이 엔도-자일라나제 활성의 확인

라삼소니아 에머소니이 Temer08163의 엔도-자일라나제 활성을 전술된 바와 같이 분석하였다. Temer08163 아스퍼길러스 니게르 진탕 플라스크 발효의 상청액을 농축하고 10 mg/g의 용량으로 여러 자일란 기질들에 첨가한 후, pH 4.5 및 60℃에서 20시간 동안 항온처리하였다. 상기 효소는 표 15에 제시된 바와 같이 자일로바이오스 및 자일로스의 유의한 방출을 보였다. 이것은 Temer08163이 방출된 자일로스의 양보다 12배 내지 25배 더 높은 주요 생성물로서 자일로바이오스를 갖는 엔도-자일라나제 활성을 갖는다는 것을 보여준다.

[표 15]

실시예 17: 호열성 라삼소니아 에머소니이 α- 글루쿠로니다제 활성의 확인

라삼소니아 에머소니이 Temer07305의 α-글루쿠로니다제 활성을 전술된 바와 같이 분석하였다. Temer07305 아스퍼길러스 니게르 진탕 플라스크 발효의 상청액을 농축하고 1 mg/g 및 10 mg/g의 용량으로 알도우론산에 첨가한 후, pH 4.5 및 60℃에서 24시간 동안 항온처리하였다. 상기 효소는 표 16에 제시된 바와 같이 자일로올리고머로부터 4-O-메틸글루쿠론산을 제거하여 자일로스, 자일로바이오스, 자일로트라이오스 및 자일로테트라오스를 동시에 방출시킬 수 있었다. 이것은 Temer07305가 α-글루쿠로니다제 활성을 갖는다는 것을 보여준다.

[표 16]

SEQUENCE LISTING <110> DSM IP Assets B.V. <120> CARBOHYDRATE DEGRADING POLYPEPTIDE AND USES THEREOF <130> 29207-WO-PCT <140> PCT/EP2014/051998 <141> 2014-02-03 <150> EP 13153824.1 <151> 2013-02-04 <160> 82 <170> PatentIn version 3.5 <210> 1 <211> 2286 <212> DNA <213> Rasamsonia emersonii <220> <221> source <222> (1)..(2286) <223> /organism="Rasamsonia emersonii" /mol_type="unassigned DNA" <400> 1 atggtccttg gtgtctccct ggtccttctg gccactgctg tctccgccac cttccccgac 60 tgctctcagc ctcctctcaa ggacaacgcc gtctgcgaca ccagccttga ccctgtctcc 120 cgcgctgctg ccctcgttgc tgctttcacc ctggaggaga agatcaacaa cactcagaac 180 ggctcccccg gtgttccccg tctgggtctg cctccctacc agtggtggtc tgagggtctg 240 cacggtgttg ccatctcccc cggcgtcaac ttctctgctc acggtgactt ctcctacgcc 300 accagcttcc ctcagcccat cctgatgtcc gctgccttcg atgatgacct catccgccag 360 gtcggctccg tcgtcagcac tgaggctcgt gctttctcca acgccaaccg cgctggtctg 420 gactactgga ctcccaacat caaccccttc aaggaccctc gctggggtcg tggccaggag 480 actcccggtg aagatgcctt ccacatccag cgctacgtgt actctttgat tgatggcctc 540 cagaacggca ttggacctgc caaccccaag atcatggcca cctgcaagca cttcgctgcc 600 tacgacctcg aggactggca cggcaacgag cgctacggtt tcaacgccgt tgtgagcact 660 caggacctgg cggaatacta ccttcctccc ttcaagtcct gcgctcgtga tgccaaggtc 720 gatgccctca tgtgctcgta caacgctgtc aacggtgtgc cctcttgcgc ggactcctac 780 ctcttggaag atatcctccg tgaccactgg ggctggaaca ccaccggtca ctgggtgacc 840 tccgactgcg atgccgtcca gaacatctac gccaaccacc actacacttc caccgctccc 900 caggctgctg ccgatgcctt gggtgctggt actgatcttg actgcggtac cacctacccc 960 gacaaccttg gtgccgccta cacccagggt ctgttccaga accagacctt ggacaccgct 1020 ctgatccgtc tgtactcttc tctggtcaag cttggatact tcgaccctcc cgagaaccag 1080 ccctaccgca gcattggctg gtcagatgtc agcactcctg ctgctcagca gcttgcccgc 1140 actgctgctg ctgagggcat tgtcctcctc aagaacgatg agaagaaggt cctccccctc 1200 agccgtgagg gtcagaccct cgccgtcatc ggtcccttcg ccaacgccac cacccagctg 1260 cagggtaact accagggtgt tgctccttac atctggactg ttgttgctgc tgcggagcag 1320 ctgggctaca aggtcaacta cgccgacggt actgccatca acgctaccaa caccactggc 1380 ttcgccgagg ccgttgctgc cgccaagtcc tccgatgttg tcatctacgc tggtggtatc 1440 gacaacagca ttgaggctga aggccacgac cgtgacacca ttgtgtggcc cggcaaccag 1500 ctccagctca tctccgagct ggcgcagacc ggcaagcctc tggttgtcat ccagttcggt 1560 ggtggtcagg ttgatgactc ctccctcctt gccaacgact ccggtgtcaa cgccctcctc 1620 tgggctggct acccctccca ggctggtggt gctgccatct tcgagatcct gaccggtgcc 1680 actgcccccg ccggtcgtct gcctaccacc cagtaccctg ctcagtacgt ggatgaggtt 1740 cccatgaccg acatgaccct ccgcccctct gccaccaacc ccggtcgcac ctacagatgg 1800 tacgacaagg ccgtcatccc cttcggtttc ggcttgcact acaccacctt cgatgtcacc 1860 tggagcaagg cccagcttgg accttacgaa attggctctc ttgtcaagaa cgcgtcgtcg 1920 tcggatgctc ctgccgacac cgcccccttc gacaccttca ccatccacgt ccgcaacact 1980 ggcaagacca cctcggacta cgtggctctc ctcttcctct ccacccgcaa cgccggtcct 2040 gctccctacc ccctcaagac cctagttgga tacactcgtg cccgtgccat ccagcccggt 2100 gagactcgtg ccgtcgacat tgccgtcacc gttggcagcg ttgcccgtac cgacgagcgt 2160 ggtgacctcg tcctctaccc cggcacctac accctcgagg ttgacgtcaa cggccagtac 2220 cccactgctg gcttcgaagt caccggtgag gctgctgtcc tggatgagtt cccccagccc 2280 ccggcg 2286 <210> 2 <211> 746 <212> PRT <213> Rasamsonia emersonii <400> 2 Thr Phe Pro Asp Cys Ser Gln Pro Pro Leu Lys Asp Asn Ala Val Cys 1 5 10 15 Asp Thr Ser Leu Asp Pro Val Ser Arg Ala Ala Ala Leu Val Ala Ala 20 25 30 Phe Thr Leu Glu Glu Lys Ile Asn Asn Thr Gln Asn Gly Ser Pro Gly 35 40 45 Val Pro Arg Leu Gly Leu Pro Pro Tyr Gln Trp Trp Ser Glu Gly Leu 50 55 60 His Gly Val Ala Ile Ser Pro Gly Val Asn Phe Ser Ala His Gly Asp 65 70 75 80 Phe Ser Tyr Ala Thr Ser Phe Pro Gln Pro Ile Leu Met Ser Ala Ala 85 90 95 Phe Asp Asp Asp Leu Ile Arg Gln Val Gly Ser Val Val Ser Thr Glu 100 105 110 Ala Arg Ala Phe Ser Asn Ala Asn Arg Ala Gly Leu Asp Tyr Trp Thr 115 120 125 Pro Asn Ile Asn Pro Phe Lys Asp Pro Arg Trp Gly Arg Gly Gln Glu 130 135 140 Thr Pro Gly Glu Asp Ala Phe His Ile Gln Arg Tyr Val Tyr Ser Leu 145 150 155 160 Ile Asp Gly Leu Gln Asn Gly Ile Gly Pro Ala Asn Pro Lys Ile Met 165 170 175 Ala Thr Cys Lys His Phe Ala Ala Tyr Asp Leu Glu Asp Trp His Gly 180 185 190 Asn Glu Arg Tyr Gly Phe Asn Ala Val Val Ser Thr Gln Asp Leu Ala 195 200 205 Glu Tyr Tyr Leu Pro Pro Phe Lys Ser Cys Ala Arg Asp Ala Lys Val 210 215 220 Asp Ala Leu Met Cys Ser Tyr Asn Ala Val Asn Gly Val Pro Ser Cys 225 230 235 240 Ala Asp Ser Tyr Leu Leu Glu Asp Ile Leu Arg Asp His Trp Gly Trp 245 250 255 Asn Thr Thr Gly His Trp Val Thr Ser Asp Cys Asp Ala Val Gln Asn 260 265 270 Ile Tyr Ala Asn His His Tyr Thr Ser Thr Ala Pro Gln Ala Ala Ala 275 280 285 Asp Ala Leu Gly Ala Gly Thr Asp Leu Asp Cys Gly Thr Thr Tyr Pro 290 295 300 Asp Asn Leu Gly Ala Ala Tyr Thr Gln Gly Leu Phe Gln Asn Gln Thr 305 310 315 320 Leu Asp Thr Ala Leu Ile Arg Leu Tyr Ser Ser Leu Val Lys Leu Gly 325 330 335 Tyr Phe Asp Pro Pro Glu Asn Gln Pro Tyr Arg Ser Ile Gly Trp Ser 340 345 350 Asp Val Ser Thr Pro Ala Ala Gln Gln Leu Ala Arg Thr Ala Ala Ala 355 360 365 Glu Gly Ile Val Leu Leu Lys Asn Asp Glu Lys Lys Val Leu Pro Leu 370 375 380 Ser Arg Glu Gly Gln Thr Leu Ala Val Ile Gly Pro Phe Ala Asn Ala 385 390 395 400 Thr Thr Gln Leu Gln Gly Asn Tyr Gln Gly Val Ala Pro Tyr Ile Trp 405 410 415 Thr Val Val Ala Ala Ala Glu Gln Leu Gly Tyr Lys Val Asn Tyr Ala 420 425 430 Asp Gly Thr Ala Ile Asn Ala Thr Asn Thr Thr Gly Phe Ala Glu Ala 435 440 445 Val Ala Ala Ala Lys Ser Ser Asp Val Val Ile Tyr Ala Gly Gly Ile 450 455 460 Asp Asn Ser Ile Glu Ala Glu Gly His Asp Arg Asp Thr Ile Val Trp 465 470 475 480 Pro Gly Asn Gln Leu Gln Leu Ile Ser Glu Leu Ala Gln Thr Gly Lys 485 490 495 Pro Leu Val Val Ile Gln Phe Gly Gly Gly Gln Val Asp Asp Ser Ser 500 505 510 Leu Leu Ala Asn Asp Ser Gly Val Asn Ala Leu Leu Trp Ala Gly Tyr 515 520 525 Pro Ser Gln Ala Gly Gly Ala Ala Ile Phe Glu Ile Leu Thr Gly Ala 530 535 540 Thr Ala Pro Ala Gly Arg Leu Pro Thr Thr Gln Tyr Pro Ala Gln Tyr 545 550 555 560 Val Asp Glu Val Pro Met Thr Asp Met Thr Leu Arg Pro Ser Ala Thr 565 570 575 Asn Pro Gly Arg Thr Tyr Arg Trp Tyr Asp Lys Ala Val Ile Pro Phe 580 585 590 Gly Phe Gly Leu His Tyr Thr Thr Phe Asp Val Thr Trp Ser Lys Ala 595 600 605 Gln Leu Gly Pro Tyr Glu Ile Gly Ser Leu Val Lys Asn Ala Ser Ser 610 615 620 Ser Asp Ala Pro Ala Asp Thr Ala Pro Phe Asp Thr Phe Thr Ile His 625 630 635 640 Val Arg Asn Thr Gly Lys Thr Thr Ser Asp Tyr Val Ala Leu Leu Phe 645 650 655 Leu Ser Thr Arg Asn Ala Gly Pro Ala Pro Tyr Pro Leu Lys Thr Leu 660 665 670 Val Gly Tyr Thr Arg Ala Arg Ala Ile Gln Pro Gly Glu Thr Arg Ala 675 680 685 Val Asp Ile Ala Val Thr Val Gly Ser Val Ala Arg Thr Asp Glu Arg 690 695 700 Gly Asp Leu Val Leu Tyr Pro Gly Thr Tyr Thr Leu Glu Val Asp Val 705 710 715 720 Asn Gly Gln Tyr Pro Thr Ala Gly Phe Glu Val Thr Gly Glu Ala Ala 725 730 735 Val Leu Asp Glu Phe Pro Gln Pro Pro Ala 740 745 <210> 3 <211> 16 <212> PRT <213> Rasamsonia emersonii <400> 3 Met Val Leu Gly Val Ser Leu Val Leu Leu Ala Thr Ala Val Ser Ala 1 5 10 15 <210> 4 <211> 2289 <212> DNA <213> Rasamsonia emersonii <220> <221> source <222> (1)..(2289) <223> /organism="Rasamsonia 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cgaccggcca ctgggtgacg 840 tccgactgcg atgccgtgca gaacatctac gccaaccatc actacacgtc gactgcgccc 900 caggcggccg cggacgccct gggcgccggc accgatctcg actgcggcac cacttatccc 960 gacaatctgg gcgctgccta cacgcagggg ctcttccaga accagaccct cgacacggcg 1020 ctcatccgcc tgtactcgtc gctcgtcaag ctgggctact ttgatccgcc ggagaaccag 1080 ccctaccggt cgataggctg gagtgatgtg tccacgccgg ccgcgcagca gctggcccgc 1140 acggcggcgg cggaggggat cgttcttctc aagaacgacg agaagaaagt cctgccgctg 1200 tcgcgcgagg gacagacgct cgccgtgatc gggcccttcg ccaacgcgac gacccagctg 1260 cagggcaatt accaaggcgt ggcgccgtac atctggacgg tggtcgcggc agcagagcag 1320 ctgggataca aggtcaacta cgcggatggc acggctatca acgcgaccaa cacgactggc 1380 tttgcagagg cagtggccgc agccaagtcg tccgacgtcg tcatctatgc gggcggcatc 1440 gacaactcga tcgaagcgga gggccacgac cgcgacacga tcgtctggcc gggcaaccag 1500 ctgcagctga tcagcgagct agcgcagact ggcaaaccgc tggtcgtcat ccaattcggc 1560 ggcgggcaag tggacgactc gtccctgctg gcaaacgaca gcggcgtcaa cgccctgctg 1620 tgggcgggct atcccagcca ggctgggggc gccgccatct tcgaaatcct gacgggagcg 1680 acagcgccgg caggccgtct cccgacgacg cagtacccgg cgcagtacgt cgacgaggtg 1740 ccgatgacgg acatgacgct gcggccgagc gcgacgaacc cgggacggac gtaccggtgg 1800 tacgacaagg cggtgatccc gttcggattc gggctgcact acacgacgtt tgacgtgacg 1860 tggagcaagg cgcagctggg accgtacgag atcggctctc tcgtgaaaaa cgcctcttct 1920 tccgatgcgc ctgccgacac ggctccgttc gacaccttca ccatccacgt ccgaaacacg 1980 ggcaagacga cctcagacta cgtcgcgctg ctcttcctct cgacgcgcaa cgcgggacca 2040 gcaccgtatc cgctcaagac gctggtgggc tacacgcggg cgcgggcgat ccagccgggc 2100 gagacgcgcg cggtcgacat cgcggtgacg gtgggatcgg tggcgcggac agacgagcgc 2160 ggggatctgg tactgtatcc ggggacgtac acgctggagg tggatgtgaa cgggcagtat 2220 ccaactgcag ggtttgaggt gaccggggag gcggcggttc tggatgagtt tccgcagccg 2280 ccggcataa 2289 <210> 5 <211> 2289 <212> DNA <213> Rasamsonia emersonii <220> <221> source <222> (1)..(2289) <223> /organism="Rasamsonia emersonii" /mol_type="unassigned DNA" <400> 5 atggttctgg gtgtcagtct cgtcctcctg gcgacggccg tctctgccac gttccccgac 60 tgcagccagc 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gggcgccggc accgatctcg actgcggcac cacttatccc 960 gacaatctgg gcgctgccta cacgcagggg ctcttccaga accagaccct cgacacggcg 1020 ctcatccgcc tgtactcgtc gctcgtcaag ctgggctact ttgatccgcc ggagaaccag 1080 ccctaccggt cgataggctg gagtgatgtg tccacgccgg ccgcgcagca gctggcccgc 1140 acggcggcgg cggaggggat cgttcttctc aagaacgacg agaagaaagt cctgccgctg 1200 tcgcgcgagg gacagacgct cgccgtgatc gggcccttcg ccaacgcgac gacccagctg 1260 cagggcaatt accaaggcgt ggcgccgtac atctggacgg tggtcgcggc agcagagcag 1320 ctgggataca aggtcaacta cgcggatggc acggctatca acgcgaccaa cacgactggc 1380 tttgcagagg cagtggccgc agccaagtcg tccgacgtcg tcatctatgc gggcggcatc 1440 gacaactcga tcgaagcgga gggccacgac cgcgacacga tcgtctggcc gggcaaccag 1500 ctgcagctga tcagcgagct agcgcagact ggcaaaccgc tggtcgtcat ccaattcggc 1560 ggcgggcaag tggacgactc gtccctgctg gcaaacgaca gcggcgtcaa cgccctgctg 1620 tgggcgggct atcccagcca ggctgggggc gccgccatct tcgaaatcct gacgggagcg 1680 acagcgccgg caggccgtct cccgacgacg cagtacccgg cgcagtacgt cgacgaggtg 1740 ccgatgacgg acatgacgct gcggccgagc gcgacgaacc cgggacggac gtaccggtgg 1800 tacgacaagg cggtgatccc gttcggattc gggctgcact acacgacgtt tgacgtgacg 1860 tggagcaagg cgcagctggg accgtacgag atcggctctc tcgtgaaaaa cgcctcttct 1920 tccgatgcgc ctgccgacac ggctccgttc gacaccttca ccatccacgt ccgaaacacg 1980 ggcaagacga cctcagacta cgtcgcgctg ctcttcctct cgacgcgcaa cgcgggacca 2040 gcaccgtatc cgctcaagac gctggtgggc tacacgcggg cgcgggcgat ccagccgggc 2100 gagacgcgcg cggtcgacat cgcggtgacg gtgggatcgg tggcgcggac agacgagcgc 2160 ggggatctgg tactgtatcc ggggacgtac acgctggagg tggatgtgaa cgggcagtat 2220 ccaactgcag ggtttgaggt gaccggggag gcggcggttc tggatgagtt tccgcagccg 2280 ccggcataa 2289 <210> 6 <211> 2388 <212> DNA <213> Rasamsonia emersonii <220> <221> source <222> (1)..(2388) <223> /organism="Rasamsonia emersonii" /mol_type="unassigned DNA" <400> 6 atggtgaccc gtgctgccat tttgactgct gttgctgctc tcctccccac tgccacctgg 60 gcgcaggaca accagaccta cgccaactac tcttcccaga gccagcccga cctcttcccc 120 cgcaccgttg ccaccatcga tctttctttc cctgactgcg agaacggacc tctgagcacc 180 aacctcgtct gcaacaagtc ggcggacccc tgggctcgtg ctgaggctct gatctccctc 240 ttcactttgg aggagctcat caacaacacc cagaacactg ctcccggtgt tcctcgtctg 300 ggcctccccc agtaccaggt ctggaacgag gccttgcacg gtcttgaccg tgccaacttc 360 tctcactccg gtgaatactc ttgggccacc agcttcccca tgcccatcct gagcatggcc 420 tccttcaacc gcaccctcat caaccagatt gcctccatca ttgccactca ggcccgtgct 480 ttcaacaacg ctggccgcta cggcttggat tcctacgctc ccaacatcaa cggtttccgc 540 tctcctctct ggggtcgtgg tcaggaaacc cccggtgagg atgccttctt cctgagctca 600 acatacgcct acgaatacat caccggcttg cagggtggtg ttgaccctga gcacgtcaag 660 atcgtcgcca ctgccaagca cttcgctgga tacgaccttg agaactgggg taacgtgtct 720 cgcttgggtt tcaacgccat catcacccag caggatcttt ctgaatacta cactccccag 780 ttcctggcct ccgctcgcta cgccaagacc cgcagcatca tgtgctccta caacgccgtc 840 aacggtgttc cctcctgcgc gaactcgttc ttcctgcaga ctctcctccg cgagaacttc 900 gacttcgtcg acgatggata cgtgagctcc gactgcgatg ccgtctacaa cgtgttcaac 960 ccccacggat acgctctcaa ccagtctggt gctgctgccg actctcttct ggctggtacc 1020 gacatcgact gcggtcagac cctcccctgg cacctgaacg agagcttcgt ggaaggatat 1080 gtctcccgtg gtgacattga gaagtccctc acccgtctgt actccaacct ggtccgccta 1140 ggatacttcg atggaaacaa cagcgaatac cgcaacctca actggaacga cgttgtcacc 1200 accgatgcct ggaacatctc ctacgaagcc gccgttgagg gtatcaccct gctcaagaac 1260 gatggcaccc ttcctctttc caagaaggtc cgctccatcg ccttgattgg accttgggcc 1320 aacgccactg tccagatgca gggcaactac tacggcactc ctccctacct catctcccct 1380 ctggaggctg ccaaggcctc cggcttcacc gtcaactacg ctttcggcac caacatctcc 1440 accgacagca cccagtggtt cgctgaggcc atcgctgctg ccaagaagtc ggatgtcatc 1500 atctacgctg gtggcattga caacaccatt gaggctgagg gccaggaccg taccgacttg 1560 aaatggcccg gcaaccagct cgacctcatt gagcagctgt cccaggtcgg caagcctctg 1620 gtcgtcctcc agatgggtgg tggccaggtc gactcttcct ccctcaaggc caacaagaac 1680 gtcaacgccc ttgtctgggg tggataccct ggccagtccg gcggtgctgc tcttttcgac 1740 atcctgaccg gcaagcgtgc tcctgctggt cgtcttgtct ccacccagta ccccgctgaa 1800 tacgccaccc agttccccgc caacgacatg aacctgcgcc ccaacggctc caaccccggc 1860 cagacttaca tctggtacac cggtactccc gtctacgagt tcggccacgg tctgttctac 1920 actgagttcc aggagtccgc tgctgctggt accaacaaga ccagcacttt tgacatcctg 1980 gatctgttct ccactcctca ccctggttac gagtacatcg agcaggttcc cttcatcaac 2040 gtcaccgttg atgtcaagaa cgttggccac accccttctc cctacaccgg cctcctcttc 2100 gccaacacca ctgctggtcc caagccctac cccaacaagt ggctggtcgg tttcgaccgt 2160 ctgcccacca ttcaaccagg cgaaaccgcc aagctcacca tccccgttcc tcttggtgcc 2220 attgcccgtg ccgatgagaa cggcaacaag gttgtgttcc ccggtaacta cgagcttgct 2280 ctcaacaacg agcgctccgt tgttgtctct ttcaccctca ccggtgatgc tgccaccctc 2340 gagaagtggc ccctctggga gcaggctgtt cccggtgtca ctcagcag 2388 <210> 7 <211> 775 <212> PRT <213> Rasamsonia emersonii <400> 7 Gln Asp Asn Gln Thr Tyr Ala Asn Tyr Ser Ser Gln Ser Gln Pro Asp 1 5 10 15 Leu Phe Pro Arg Thr Val Ala Thr Ile Asp Leu Ser Phe Pro Asp Cys 20 25 30 Glu Asn Gly Pro Leu Ser Thr Asn Leu Val Cys Asn Lys Ser Ala Asp 35 40 45 Pro Trp Ala Arg Ala Glu Ala Leu Ile Ser Leu Phe Thr Leu Glu Glu 50 55 60 Leu Ile Asn Asn 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cttccttgaa ctctcaagcc tacaggacac acattcatcg 960 taggtataaa cctcgaaatc attcctacta agatggtata caatagtaac catgcatggt 1020 tgcctagtga atgctccgta acacccaata cgccggccgg cc 1062 <210> 81 <211> 1501 <212> DNA <213> Rasamsonia emersonii <220> <221> source <222> (1)..(1501) <223> /organism="Rasamsonia emersonii" /mol_type="unassigned DNA" <400> 81 ccaattattc aaatcttcaa cctgggtcct ttgcgactag actcggcact atacccacct 60 gagtcgaatc tccgctggac gatttttttt cttagaagaa aaaaagcttc agaggctaag 120 gattaggctt ccgtacggac tccatgccct atcagacaga gactccgcaa ctcatctgat 180 ctcttcgatg gagggaaaat ctgctgtttt tcgcaaattt ccaacccacc agaaacaccc 240 agaactgtca cgactcacac gtcctacggt ctttgtgtga gtataactga ttatattcac 300 agatgggtta ctcaatgcag gtacaaactt tgatcgcgct ctttttggga ccgtctatca 360 accggcttcg aaaaatggct cgactagcca atctgacagg aaattgcgat gttgcaaccg 420 tgtatacgga gtcctctgta caacctctgc caacctctgc cacctcggta catgtacgga 480 gtagctcccc gcagccgcga ttggatgcat taaagtgggt caaccgcagt ggcttgcagt 540 ccgctgcacg agtccgtatg caataattct tgacacacac gagtgcacat aataatagga 600 aagcagacaa actttgagct gaaggctgtc gagcttggca aattgcagga tctggctagt 660 ttcgaagtcg acttcgcgcg cgcagcagta ttgcattatt gagtgtgacc tgctgcgtgg 720 gattagcgtc gcaccggccg aaagctagtc tcatccaagg ctgagcctga gcgctaatta 780 ccccggatca gccaagccct aatggatcta atgaggtgcc tcctccagca ttcggcctgc 840 atggtgcggc gacccctctc tccacgtcca ataattgctg ttgcgcctgt cgaaccctgc 900 caccgcatct ttgccgtttt actccgagat ctgaaaagcc tgctgtggat ggcagttcgc 960 aatatgcact ctcaatcagg tctgtagcat cttttaacta ttattctatt actaattgct 1020 tctggaaggc ttgtggggtg tggtttgtca tcaagttggc tccctgagcg ccgcgttgca 1080 atctccacgc gcggttgtac ggagtatatt catgcggatc cccggggcag agccgtagtg 1140 catgtgacac taatcgatca tccgctcaat tggatcctgg atttcgaccc tggcttgaac 1200 atatccaatg atcttccagg gacgaaccga cccggtcatg ctttgttacc tacgtacgga 1260 gtagcggcct gggtgatggt tccggaaggt ctgctaaaag gagatcgagt ataccccccg 1320 gggtccgtct gagacttata aagggctctc tgcaactctc cggccgactt ttttcttcat 1380 tcgacagcca tcactcgttt atctggtcga ttctgcagac ttgcccaagg agcaaagagc 1440 atcttcatac gcgcatcatc catctccagc tttctctctc caaacataca ccgtcaaaat 1500 g 1501 <210> 82 <211> 301 <212> DNA <213> Aspergillus nidulans <220> <221> source <222> (1)..(301) <223> /organism="Aspergillus nidulans" /mol_type="unassigned DNA" <400> 82 ctaataagtg tcagatagca atttgcacaa gaaatcaata ccagcaactg taaataagcg 60 ctgaagtgac catgccatgc tacgaaagag cagaaaaaaa cctgccgtag aaccgaagag 120 atatgacacg cttccatctc tcaaaggaag aatcccttca gggttgcgtt tccagtctag 180 acacgtataa cggcacaagt gtctctcacc aaatgggtta tatctcaaat gtgatctaag 240 gatggaaagc ccagaatatt ggctgggttg atggctgctt cgagtgcagt ctcatgctgc 300 c 301

Claims

서열번호 2, 7, 12, 17, 22, 27, 32, 37, 42, 47, 52, 57, 62, 67 또는 72에 기재된 아미노산 서열; 서열번호 1, 6, 11, 16, 21, 26, 31, 36, 41, 46, 51, 56, 61, 66 또는 71, 또는 서열번호 4, 9, 14, 19, 24, 29, 34, 39, 44, 49, 54, 59, 64, 69 또는 74의 뉴클레오티드 서열에 의해 코딩된 아미노산 서열; 또는 이의 변이체 폴리펩티드 또는 변이체 폴리뉴클레오티드를 포함하는, 헤미셀룰라제(hemicellulase) 활성을 갖는 폴리펩티드로서, 상기 변이체 폴리펩티드가 서열번호 2, 7, 12, 17, 22, 27, 32, 37, 42, 47, 52, 57, 62, 67 또는 72에 기재된 서열과 75% 이상의 서열 동일성을 갖거나, 상기 변이체 폴리뉴클레오티드가 서열번호 2, 7, 12, 17, 22, 27, 32, 37, 42, 47, 52, 57, 62, 67 또는 72에 기재된 서열과 75% 이상의 서열 동일성을 갖는 폴리펩티드를 코딩하는, 폴리펩티드.
제1항에 있어서,
β-자일로시다제(xylosidase), α-갈락토시다제(galactosidase), 자일로글루카나제(xyloglucanase), α-아라비노푸라노시다제(arabinofuranosidase), 엔도-자일라나제(endo-xylanase), 만노시다제(mannosidase)/자일로시다제, 페룰로일 에스터라제(feruloyl esterase), 자일로시다제, 엔도-엑소-자일라나제(endo-exo-xylanase) 또는 α-글루쿠로니다제(glucuronidase) 활성을 갖는 폴리펩티드.
헤미셀룰라제를 코딩하는 핵산 서열로서,
(a) 서열번호 1, 6, 11, 16, 21, 26, 31, 36, 41, 46, 51, 56, 61, 66 또는 71, 서열번호 4, 9, 14, 19, 24, 29, 34, 39, 44, 49, 54, 59, 64, 69 또는 74, 또는 서열번호 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70 또는 75의 핵산 서열과 70% 이상의 동일성을 갖는 핵산 서열;
(b) 서열번호 1, 6, 11, 16, 21, 26, 31, 36, 41, 46, 51, 56, 61, 66 또는 71, 서열번호 4, 9, 14, 19, 24, 29, 34, 39, 44, 49, 54, 59, 64, 69 또는 74, 또는 서열번호 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70 또는 75의 핵산 서열의 상보체와 혼성화하는 핵산 서열;
(c) (i) 서열번호 2, 7, 12, 17, 22, 27, 32, 37, 42, 47, 52, 57, 62, 67 또는 72의 아미노산 서열, (ii) 서열번호 2, 7, 12, 17, 22, 27, 32, 37, 42, 47, 52, 57, 62, 67 또는 72의 아미노산 서열과 70% 이상의 동일성을 갖는 아미노산 서열, 또는 (iii) 1개, 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 7개, 8개, 9개, 10개, 11개 또는 12개의 아미노산이 서열번호 2, 7, 12, 17, 22, 27, 32, 37, 42, 47, 52, 57, 62, 67 또는 72의 아미노산 서열과 상이한 아미노산 서열을 코딩하는 핵산 서열; 및
(d) (a), (b) 또는 (c)에 정의된 뉴클레오티드 서열의 역 상보체인 뉴클레오티드 서열
로 구성된 군으로부터 선택된 핵산 서열.
제1항 또는 제2항에 따른 폴리뉴클레오티드를 포함하는 핵산 구축물 또는 벡터.
제1항 또는 제2항에 따른 폴리펩티드, 또는 제3항에 따른 핵산 구축물 또는 벡터를 포함하는 세포로서, 바람직하게는 진균 세포, 바람직하게는 아크레모늄(Acremonium), 아가리커스(Agaricus), 아스퍼길러스(Aspergillus), 아우레오바시듐(Aureobasidium), 크리소스포리움(Chrysosporium), 코프리너스(Coprinus), 크립토코커스(Cryptococcus), 필리바시듐(Filibasidium), 푸사리움(Fusarium), 후미콜라(Humicola), 마그나포르테(Magnaporthe), 뮤코르(Mucor), 마이셀리오프쏘라(Myceliophthora), 네오칼리마스틱스(Neocallimastix), 뉴로스포라(Neurospora), 패실로마이세스(Paecilomyces), 페니실리움(Penicillium), 피로마이세스(Piromyces), 파네로캐테(Panerochaete), 플레우로터스(Pleurotus), 쉬조필룸(Schizophyllum), 탈라로마이세스(Talaromyces), 라삼소니아(Rasamsonia), 써모아스커스(Thermoascus), 티엘라비아(Thielavia), 톨리포클라듐(Tolypocladium) 및 트라이코데르마(Trichoderma) 속으로 구성된 군으로부터 선택된 진균 세포인 세포.
제5항에 있어서,
하나 이상의 유전자가 전체적으로 또는 부분적으로 결실되어 있거나, 넉아웃되어 있거나 파괴되어 있고, 이때 임의적으로 상기 유전자가 프로테아제(protease)를 코딩하는, 세포.
헤미셀룰라제 활성을 갖는 제1항 또는 제2항에 따른 폴리펩티드를 제조하는 방법으로서, 상기 폴리펩티드의 발현을 허용하는 조건 하에서 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 세포를 배양하는 단계, 및 임의적으로 발현된 폴리펩티드를 회수하는 단계를 포함하는 방법.
(i) 제1항 또는 제2항에 따른 폴리펩티드; 및 (ii) 셀룰라제(cellulase), 추가 헤미셀룰라제 및/또는 펙티나제(pectinase)를 포함하는 조성물.
제8항에 있어서,
셀룰라제가 GH61, 셀로바이오하이드롤라제(cellobiohydrolase), 셀로바이오하이드롤라제 I, 셀로바이오하이드롤라제 II, 엔도-β-1,4-글루카나제(glucanase), β-글루코시다제(glucosidase) 또는 β-(1,3)(1,4)-글루카나제인 조성물.
제8항 또는 제9항에 있어서,
추가 헤미셀룰라제가 엔도-자일라나제, β-자일로시다제, α-L-아라비노푸라노시다제, α-D-글루쿠로니다제, 셀로바이오하이드롤라제, 페룰로일 에스터라제, 쿠마로일 에스터라제, α-갈락토시다제, β-갈락토시다제, β-만나나제(mannanase) 또는 β-만노시다제인 조성물.
헤미셀룰로스를 포함하는 기질, 임의적으로 식물 물질을 처리하는 방법으로서, 상기 기질을 제1항 또는 제2항에 따른 폴리펩티드 및/또는 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 조성물과 접촉시키는 단계를 포함하는 방법.
리그노셀룰로스성(lignocellulosic) 물질로부터 당을 제조하기 위한 제1항 또는 제2항에 따른 폴리펩티드 및/또는 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 조성물의 용도.