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Talaromycesemersonii的β-葡聚糖酶制作方法

  • 专利名称
    Talaromycesemersonii的β-葡聚糖酶制作方法
  • 发明者
    D·P·托伊费尔, J·P·T·W·范登哈姆伯格, J-M·G·达兰, J-M·范德兰恩, M·A·赫威基尔
  • 公开日
    2012年11月7日
  • 申请日期
    2001年3月20日
  • 优先权日
    2000年3月20日
  • 申请人
    巴斯福股份公司
  • 文档编号
    C12N9/42GK102766613SQ20121022348
  • 关键字
  • 权利要求
    1.分离的多肽,其是可获自踝节菌属真菌,如真菌Talaromycesemersonii的具有EC3.2. I. 4活性(内切葡聚糖酶活性)的β -葡聚糖酶,其包含 (i)SEQ ID NO2的氨基酸序列;或 ( )编码具有葡聚糖酶活性的多肽、具有至多50个、优选100个氨基酸替代的SEQID NO2的修饰的序列2.分离的多核苷酸,其包含 (a)SEQ ID NO 1的核酸序列或编码根据权利要求I的多肽的序列; (b)与(a)中定义的序列在全长上互补或在高度严格条件下杂交的序列; (c)编码具有β-葡聚糖酶活性的多肽、具有至多100个核苷酸替换的SEQ ID NO I的修饰的序列;或 (d)由于遗传密码的原因而与(a)中定义的任一序列简并的序列3.根据权利要求2的多核苷酸,其中所述序列编码具有β_葡聚糖酶活性的多肽4.根据权利要求2或3的多核苷酸,其是DNA序列5.载体,其包含根据权利要求2至4之任一项的多核苷酸序列6.根据权利要求5的载体,其是表达载体,如其中根据权利要求4的DNA序列与调节序列可操作地连接的表达载体7.宿主细胞,其包含根据权利要求2至4之任一项的多核苷酸作为异源序列8.宿主细胞,其以异源蛋白形式表达根据权利要求I的多肽9.用权利要求4的DNA序列或权利要求5的载体转化的宿主细胞10.制备根据权利要求I的多肽的方法,该方法包括在利于该多肽表达的条件下培养权利要求7至9之任一项定义的宿主细胞11.组合物,其包含权利要求I的多肽12.根据权利要求11的组合物,还包含具有纤维素酶、内切阿拉伯聚糖酶、鼠李糖半乳糖醛酸酶或多聚半乳糖醛酸酶活性的多肽13.处理植物材料的方法,该方法包括使植物材料和根据权利要求I的多肽或根据权利要求11或权利要求12的组合物接触14.根据权利要求13的方法,其中所述处理包括降解或修饰植物材料中的纤维素,如β-葡聚糖15.根据权利要求14的方法,用于降解或修饰植物细胞壁16.根据权利要求13至15之任一项的方法,其中所述处理包括切割所述材料中的β -D-葡聚糖成分的葡萄糖亚单位17.根据权利要求13至15之任一项的方法,其中所述材料包括植物、植物浆状物、植物提取物或可食用食品或其成分、或含有植物材料的织物、纺织品或布18.降低植物材料的粘度的方法,该方法包括使植物材料和根据权利要求I的多肽或根据权利要求11或权利要求12的组合物接触,其中所述多肽或组合物的量以及接触条件为对于降解该材料中所含纤维素有效的量和条件19.根据权利要求I的多肽或根据权利要求11或权利要求12的组合物在处理植物材料的方法中的用途20.根据权利要求19的用途,其中所述处理包括切割植物材料中的β-D-葡聚糖聚合物21.根据权利要求I的多肽或根据权利要求11或权利要求12的组合物在加工植物浆状物、汁或提取物的方法中的用途,该方法包括将所述浆状物、汁或提取物与所述多肽或组合物一起孵育以至少部分地降解纤维素22.(动物)饲料,其包含根据权利要求I的多肽23.根据权利要求I的多肽在酿造、蒸馏、生物产甲烷、牙齿保健、皮革处理、造纸、纺织品处理或制造、烘焙或面包制造、洗涤或去污剂处理、球根花卉的处理中或在动物饲料中的用途24.食物或食品,其包含根据权利要求I的多肽25.根据权利要求24的食物或食品,其是酒精饮料、面包、生面团或茶
  • 技术领域
    本发明涉及来自踩节菌属(Talaromyces)真菌、尤其是Talaromyces emersonii的(¢-)葡聚糖酶(因此也涉及纤维素酶),以及它们用于降解纤维素中葡聚糖的用途
  • 背景技术
  • 专利详情
  • 全文pdf
  • 权力要求
  • 说明书
  • 法律状态
专利名称:Talaromyces emersonii的β-葡聚糖酶的制作方法植物细胞壁的组成是复杂和多变的。多糖主要以纤维素(植物细胞壁的主要结构成分)、半纤维素(包含各种3 -木聚糖链,如木葡聚糖(xyloglucan))和果胶长链形式存 在。-匍聚糖(或,更适当地,(I — 3) (I — 4) 3 -D-匍聚糖),MW为10至14kDa,是植物半纤维素(MW为约700kDa)的成分,由P _1,4和1,3-连接的吡喃型葡萄糖残基主链组成。另一成分是木聚糖,其由3-1,4连接的木糖残基组成,该木糖残基任选地被侧链如阿拉伯糖和/或葡糖醛酸残基取代。单子叶植物(例如谷物和草)和双子叶植物(例如苜蓿、油菜籽和大豆)之间以及植物的种子和营养部分之间有着根本差异。单子叶植物的特征在于存在阿拉伯木聚糖复合物作为主要的半纤维素主链,而双子叶植物中半纤维素的主要结构是木葡聚糖复合物。双子叶植物中比单子叶植物中有较高的果胶浓度。种子通常具有高的果胶物质但相对低的纤维素物质。由于能够作用于主要的植物细胞壁成分,纤维素降解酶被用于加工食物中的植物材料以及用于饲喂用途或作为食物或饲料添加剂。工业上目前使用的大多数纤维素降解酶表现为是分子量相对低且较高温度下具有中等稳定性的葡聚糖酶。然而,对于某些应用,可能期望使用具有相对高热稳定性的葡聚糖酶。由于在制备动物饲料球团过程中要应用高的温度条件,所以在使用葡聚糖酶作为动物词料添加剂时优选闻的热稳定性。发明概述现提供新的¢-葡聚糖酶(或纤维素酶),其能够切割P-D-葡聚糖(或纤维素)如存在于植物材料中的那些。最广义上讲,本发明涉及来自踝节菌属,如Talaromyces emersonii (真菌)的 葡聚糖酶(或纤维素酶)。这些¢-葡聚糖酶可以切割P-D-葡聚糖或纤维素,例如它们可以是P -I, 4-内切葡聚糖酶,或具有EC 3. 2. I. 4的活性。这些葡聚糖酶可以具有a.低于7.0或5. 4,如低于5. O、如4. 4至5. 2或3.0至6.0或7.0的最适pH;或b.至少72°C、75°C或甚至81°C,如78°C至85°C或83°C至87°C的最适温度。更具体地,本发明提供(分离的)¢-葡聚糖酶多肽,其包含(i)SEQ ID_N0:2、4或6的氨基酸序列;或(ii)能够切割@-D-葡聚糖的⑴的变体;或(iii)能够切割3-D-葡聚糖的⑴或(ii)的片段。根据本发明的另一方面,提供如下多核苷酸,其包含(a) SEQ ID N0:l、3、或5的核酸序列,或编码本发明多肽的序列;(b)可与(a)所定义的任何序列互补或杂交的序列;(c) (a)或(b)中任何序列的片段;(d)与(a)、(b)或(C)所定义的任何序列有至少60% —致性的序列;或(e)由于遗传密码的原因而与(a)至(d)所定义的任何序列简并的序列。 本发明还提供-包含本发明多核苷酸并能够表达本发明多肽的(如表达)载体;-包含本发明载体的细胞系或细胞株;-制备本发明多肽的方法,该方法包括在适于实现该多肽表达的条件下维持本发明的细胞系或细胞株,和如果必要的话分离该多肽;-降解0-D-葡聚糖的方法,该方法包括使包含P -D-葡聚糖的材料和本发明多肽接触;-鉴定可调节P-葡聚糖酶活性的化合物的方法,该方法包括使本发明多肽与测试化合物在3 -D-葡聚糖存在的情况下接触并监测或检测活性的任何改变。-治疗患有高脂血症的患者的方法,该方法包括给患者使用有效量的本发明多肽;和-该多肽在制备用于治疗或预防高脂血症的药物中的用途。序列简述SEQ ID NO: I 是来自 Talaromyces emersonii 的本发明第一 P -葡聚糖酶(CEA)的DNA序列;SEQ ID NO: 2是此第一 P -葡聚糖酶CEA的氨基酸序列;SEQ ID NO: 3是来自相同生物的第二 @ _葡聚糖酶(CEB)的DNA序列;SEQ ID NO:4是此第二 P -葡聚糖酶CEB的氨基酸序列;SEQ ID NO: 5是也来自相同生物的第三@ _葡聚糖酶(CEC)的DNA序列;SEQ ID NO:6是此第三P -葡聚糖酶CEC的氨基酸序列;和SEQ ID N0:7和8是可与SEQ ID NO: I杂交的PCR引物(被用于在遗传分析阳性转化体过程中再次克隆cDNA插入片段)。发明详述A.多核苷酸本发明提供编码本发明多肽的(例如分离的和/或纯化的)多核苷酸。因此,本发明提供编码具有SEQ ID N0:2、4或6的氨基酸序列的¢-葡聚糖酶的多核苷酸。本发明还提供编码具有与SEQ ID N0:2、4或6的氨基酸序列实质上同源的氨基酸序列的多肽的多核苷酸。本发明还包括选自以下的多核苷酸(a)包含SEQ ID NO: 1、3、或5所示核苷酸序列或它们的互补序列的多核苷酸;(b)包含能够与SEQ ID NO: 1、3、或5所示核苷酸序列或它们的片段(例如选择性地)杂交的核苷酸序列的多核苷酸;(c)包含能够与SEQ ID NO: 1、3、或5所示核苷酸序列或它们的片段的互补序列(例如选择性地)杂交的核苷酸序列的多核苷酸;和/或(d)包含由于遗传密码的原因而与(a)、(b)或(C)所定义的多核苷酸有简并性的多核苷酸序列的多核苷酸。本发明多核苷酸也包括如下多核苷酸,其(a)编码具有P -葡聚糖酶活性的多肽,该多核苷酸是(I)SEQ ID NO: 1、3 或 5 的编码序列;(2)选择性地与⑴定义的序列的互补序列杂交的序列;或 (3)由于遗传密码的原因而与⑴或⑵定义的序列有简并性的序列;或(b)是与(a)定义的多核苷酸互补的序列。可杂交的序列术语“可以杂交”意味着本发明靶多核苷酸可以和用作探针的核酸(例如SEQ IDNO: 1、3或5所示核苷酸序列,或其片段,或它们的互补序列)以显著高于背景的水平发生杂交。本发明还包括编码¢-葡聚糖酶或其变体的核苷酸序列以及与其互补的核苷酸序列。该核苷酸序列可以是RNA或DNA,并因此包括基因组DNA、合成的DNA或cDNA。优选地,该核苷酸序列是DNA序列,最优选cDNA序列。典型地,本发明多核苷酸包含(如果适当的话)能够在选择性条件下与SEQ ID NO: 1、3或5的编码序列或该编码序列的互补序列杂交的连续核苷酸序列。这些核苷酸可以根据本领域熟知的方法合成、本发明多核苷酸可以(如果适当的话)与SEQ ID NO: 1、3或5的编码序列或编码序列的互补序列以显著高于背景的水平杂交。背景杂交可以由例如cDNA文库中存在的其它cDNA引起。信号水平(例如通过本发明多核苷酸和SEQ ID NO: I、3或5的编码序列或编码序列的互补序列之间的相互作用产生的)典型地是其它多核苷酸与SEQ ID NO: 1、3或5的编码序列之间的相互作用的强度的至少10倍、优选至少100倍。相互作用的强度可以通过例如放射性标记探针(如用32P)来测量。选择性杂交可以典型地使用低严紧条件(0. 3M氯化钠和0. 03M柠檬酸钠在约40°C )、中等严紧条件(例如,0. 3M氯化钠和0. 03M柠檬酸钠在约50°C)、或高严紧条件(例如,0. 3M氯化钠和0. 03M柠檬酸钠在约60°C)实现。杂交可以在本领域已知的任何适当的条件1下进行,作为一个说明,低严紧性可以是55°C下2XSSC,中等严紧性可以是601下0.5至L0XSSC,高严紧性可以是6(rc或更高温度(如68t)下0. I或0. 2XSSC,所有的均使用0. 5% SDS。修饰本发明多核苷酸可以包含DNA或RNA。它们可以是单链或双链。它们还可以是其中包括了一个或多个合成的或修饰的核苷酸的多核苷酸。许多不同类型的多核苷酸修饰是本领域已知的。这些包括甲基膦酸酯或硫代磷酸酯主链和/或在分子的3’和/或5’末端添加吖啶或聚赖氨酸链。为了本发明的目的,应当理解本文所述多核苷酸可以通过本领域现有的任何方法进行修饰。应当理解本领域技术人员可以使用常规技术进行核苷酸替代而不影响本发明多核苷酸编码的多肽序列,以反映任何特定宿主生物,例如表达本发明多肽的宿主生物的密码子使用。SEQ ID NO: 1、3或5的编码序列可以通过核苷酸替代(例如从或最多1、2、或3个替代至10、25、50或100个替代)进行修饰。作为替代方案或此外,多核苷酸可以通过一个或多个插入和/或缺失和/或通过在一端或两端延伸进行修饰。修饰的多核苷酸一般编码具有¢-葡聚糖活性的多肽。可以进行简并替代、和/或可以进行这样的替代以便在修饰的序列翻译后导致保守性氨基酸替代,见例如随后参考多肽进行的讨论。同系物能够选择性地与SEQ ID NO: I、3或5的DNA编码序列(例如互补序列)杂交的核苷酸序列可以与SEQ ID NO: I、3或5的编码序列有至少50%或60%、至少70%、至少80%、至少90%、至少95%、至少98%或至少99%的序列一致性(或同源性)。这可以跨SEQ IDNO: 1、3或5的具有至少20、优选至少30、例如至少40、至少60、更优选至少100个连续核苷酸的区域,或最佳地横跨SEQ ID N0:l、3或5的全长。对于SEQ ID NO: 1,序列一致性优选为至少75%、或80%,对于SEQ IDNO:3,优选为至少85%,对于SEQ ID NO:5,优选为至少85%。可以使用上述同源性程度与最小大小的任何组合来定义本发明多核苷酸,优选较 为严紧的组合(即较长区域内的较高同源性)。因此,例如横跨25、优选30个核苷酸有至少80%或90%同源性的多核苷酸形成了本发明的一个方面,同样横跨40个核苷酸有至少90%同源性的多核苷酸也形成了本发明的一个方面。多核苷酸(或蛋白质)序列的同系物典型地在例如具有至少15、20、30、100或更多个连续核苷酸(或氨基酸)的区域内有至少70%同源性、优选至少80%、90%、95%、97%或99%同源性。该同源性可以基于氨基酸一致性(有时称作“硬同源性”)来计算。例如,UffGCG软件包提供BESTFIT程序,该程序(例如按其默认设置使用5)可以用于计算同源性。PILEUP和BLAST算法可以用于计算同源性或比对(line up)序列(例如按其默认设置6’7确定对等或相应序列).进行BLAST分析的软件可以通过生物技术信息国家中心(http://www. ncbi. nlm.nih.gov/)公开获得。该算法涉及首先通过在查询序列中确定长度W的如下短字来鉴定高得分序列对(HSP),其中所述短字为在与数据库序列中相同长度的字比对时符合或满足某个正阈值分数T的短字。T被称作相邻字分数阈值6,7。这些最初的相邻字命中点用作开始检索的出发点以发现含有它们的HSP。将这些字命中点沿每个序列向两个方面延伸,只要累积的比对分数可以增加即可。当累积的比对分数从获得的最大值下降数量X时;由于累积一个或多个负分残基比对,累积分数趋于零或更低时;或达到任一序列的末端时,终止这些字命中点向两个方向的延伸。BLAST算法参数W、T和X确定比对的灵敏性和速度。BLAST程序使用如下默认值字长(W)为11、BL0SUM62比对评分矩阵8 (B)为50,期望值(E)为10、M=5、N=4、和双链比较。BLAST算法在两个序列之间进行相似性的统计分析9。BLAST算法提供的一种相似性测量方法是最小总和概率(the smallest sum probability) (P(N)),其指示了两个核苷酸或氨基酸序列之间随机发生匹配的可能性。例如,如果一个序列和另一个序列的比较中最小总和概率小于约I、优选小于约0. I、更优选小于约0. 01、最优选小于约0. 001,则第一个序列被认为与第二个序列相似。引物和探针本发明多核苷酸包括并可以用作引物如PCR引物、用于其它扩增反应的引物,以及探针,或可以将这些多核苷酸克隆在载体中。这些引物、探针和其它片段可以长至少或不超过20、例如至少25、30或40个核苷酸。它们可以典型地不超过40、50、60、70、100、150、200或300个核苷酸,或甚至不超过几个核苷酸(例如5或10个核苷酸)长,并且无SEQ IDNO:l、3或5的编码序列。一般地,引物可以通过合成方法制备,包括一次一个核苷酸地逐步制备期望的核酸序列。应用自动化技术进行合成的技术是本领域易于获得的。本发明引物的例子列在SEQ ID NO 7 和 8 中。较长的多核苷酸一般可以使用重组手段,例如使用PCR(聚合酶链式反应)克隆技术制备。这涉及制备针对期望克隆的¢-葡聚糖酶区域的成对引物(例如约15至30个核苷酸),使引物与从靶细胞(例如酵母、细菌、植物、原核生物或真菌)、优选踝节菌属菌株的细胞获得的mRNA或cDNA接触,在造成期望区域扩增的条件下进行聚合酶链式反应,分离扩增的片段(例如通过在琼脂糖凝胶上纯化反应混合物)并回收该扩增的DNA。可以对引物进行设计以含有适宜的限制性酶识别位点以便可以将扩增的DNA克隆至适当的克隆载体中。 可以使用这样技术获取本文所述¢-葡聚糖酶序列的全部或部分。相应于SEQ IDNO: 1、3或5的cDNA的基因组克隆、或含有例如内含子和启动子区域的P -葡聚糖酶基因也在本发明范围内,并也可以通过类似手段(例如重组手段、PCR、克隆技术)使用来自真菌、酵母、细菌、植物或原核细胞的基因组DNA作为起始物来获得。多核苷酸或引物可以带有显示标记(revealing label),例如放射性或非放射性标记。适当的标记包括放射性同位素如32P或35s、酶标记或其它蛋白质标记如生物素。可以将这些标记添加到本发明多核苷酸或引物上,并可以使用本质上已知的技术进行检测。标记的或未标记的多核苷酸可以用于基于核酸的实验中以检测(例如真菌)样品中的¢-葡聚糖酶或其变体,或对其进行测序。这些用于检测的实验一般包括使(怀疑)含有DNA的(例如真菌)样品与本发明探针或引物在杂交条件下接触,并检测在探针和样品核酸之间形成的任何双链。该检测可以使用诸如PCR等技术来实现,或通过将探针固定在固相支持物上、去除样品中未与探针杂交的核酸、然后检测与探针杂交的核酸来实现。或者,可以将样品核酸固定在固相支持物上,然后可以检测与该支持物结合的探针量。可以方便地以测试试剂盒的形式将本发明探针包装在适当的容器中。在此试剂盒中,当试剂盒所设计用于的分析形式要求探针和固相支持物结合时,探针可以是和固相支持物相结合的。试剂盒还可以含有用于处理待探测的样品和使探针和样品核酸杂交的试齐U、对照试剂、说明书等。优选地,本发明多核苷酸与多肽可以从相同的生物体,例如真菌,尤其是踝节菌属真菌获得。本发明多核苷酸还包括具有¢-葡聚糖酶活性的SEQ ID N0:l、3或5序列的变体。变体可以通过添加、替代和/或缺失而形成,并且可以具有切割3-D-葡聚糖聚合物的能力。多核苷酸的制备与SEQ ID NO: 1、3或5并非100%—致但落入本发明范围内的多核苷酸可以通过许多途径获得。因此,本文所述3 -葡聚糖酶序列的变体可以通过例如对从一组生物(例如作为本发明多肽的来源而被讨论的那些)制备的基因组DNA文库进行探测来获得。此外,还可以获得其它真菌、植物或原核生物的¢-葡聚糖酶同系物,这些同系物和它们的片段一般能够与SEQ ID N0:l、3或5杂交。这些序列可以通过使用包含SEQ IDN0:1、3或5的全部或部分的探针在中等至高严紧条件(见上述)下探测来自其它物种的cDNA文库或基因组DNA文库而获得。可以使用包含SEQ ID NO: 1、3或5的全部或部分的核酸探针探测来自其它物种(例如作为本发明多肽的来源而被描述的那些)的cDNA文库。也可以使用简并PCR获得物种同系物,所述简并PCR使用的引物被设计靶向变体和同系物中编码保守氨基酸序列的序列。这些引物可以含有一个或多个简并位置,与使用针对已知序列的单一序列引物进行序列克隆时的条件相比,简并引物所使用的条件的严紧性较低。或者,可以通过定点诱变¢-葡聚糖酶序列或其变体获得这些多核苷酸。当例如为了针对表达多肽序列的具体宿主细胞进行密码子偏依性优化而需要在序列中引入沉默密码子改变时,这可能是有用的。还可能期望进行其它的序列改变,以便引入限制性酶识别位点、或改变多核苷酸编码的多肽的性质或功能。 本发明包括含有本发明多核苷酸和其互补多核苷酸的双链多核苷酸。本发明还提供编码下述本发明多肽的多核苷酸。由于这些多核苷酸可以用于重组制备本发明多肽,所以对于它们而言能够与SEQ ID NO: 1、3或5的序列杂交并不是必需的,但这一般是理想的。另外,如果期望的话,可以按上述对这些多核苷酸进行标记、使用、以及制备。B.多月太本发明涉及(例如(实质上)纯化的和/或分离的)P -葡聚糖酶(或纤维素酶)和其变体。本发明多肽可以基本上由SEQ ID NO: 2、4或6的氨基酸序列或该序列的变体组成。多肽也可以是由上述本发明多核苷酸编码的。本发明多肽可以是分离的或基本上纯化的形式。应当理解多肽可以和不干扰多肽的预期目的和/或功能的载体或稀释剂混合,并仍被认为是实质上分离的。一般可以在如下制剂中包含该多肽,该制剂中大于20%、例如大于30%、40%、50%、80%、90%、95%或99 %重量的多肽是本发明多肽。可以使用常规方法纯化和/或合成根据本发明的蛋白质1。对于某些制剂(例如非药物用途的制剂),多肽可以少量存在,例如0. 01至10%、例如0. I至5%、或2%、或甚至0.2至1%。优选地,本发明多肽可以从含有编码具P -葡聚糖酶(或纤维素酶)活性的酶的基因的微生物中获得。更优选地,该微生物是真菌、最佳是丝状真菌。因此,优选的生物是踩节菌属,例如 Talaromyces emersonii 种。活性本发明多肽可以具有一个或多个以下特征,即其(I)具有P -葡聚糖酶(或纤维素酶)活性;(2)具有3至6. 5或7.0,例如4至5. 5或6.0,最佳4. 5至5.0的最适pH ;(3)在30°C至100°C,例如60至95°C,最佳75°C或80°C至90°C的温度下具有最佳活性,优选地最适温度为至少75°C,例如至少85°C ;(4)具有(脱糖基化的)20至60kDa,优选20至25、35至45或23至50kDa,最佳36至40kDa或(糖基化的)40至45kDa的分子量;(5)具有3.0至3. 6或5.0,3. 8至4. 5,4. 5至5.0或6.0至7.0的等电点;和/或(6)具有水解谷物P -葡聚糖的活性,或在低于PH7时表现出水解活性。该多肽可以具有EC 3. 2. I. 4活性(或内切葡聚糖酶活性)。一般地,这可指内切水解纤维素中的1,4-^-D-葡糖苷键。“ P -葡聚糖酶活性”是指切割纤维素或P -葡聚糖聚合物(例如植物如燕麦或大麦中存在的)的能力。因此,该活性允许在相邻吡喃型葡萄糖末端和/或非末端单位之间进行切割。优选地,该切割发生在[葡萄糖(1-4),(1-3)或(1-6)葡萄糖]键位置。该多肽可以优选在两个相邻(例如非取代的葡萄糖)单位之间进行切割。因此,它可以具有内切活性(即,为内切葡聚糖酶)。底物聚合物可以是取代的或也可以是未被取代的。优选该多肽不具有木聚糖酶活性。该多肽还可以具有纤维素酶活性,也就是说它对纤维素具有活性,或可以切割纤维素。因为3 -葡聚糖是纤维素的一个成分,因此所有的葡聚糖酶都在纤维素这一更宽术 语的范围内。因此,由于本发明多肽属于葡聚糖酶的一个亚类,故也是纤维素酶。除了内切葡聚糖酶(EC 3.2. I. 4,正如以上提及的)外,属于纤维素酶的其它类型活性还有外切葡聚糖酶/纤维二糖水解酶(EC 3. 2. I. 91)、¢-葡糖苷酶(EC 3. 2. I. 21)、内切1,6-葡聚糖酶(EC 3. 2. I. 75)、外切 1,3-葡聚糖酶(EC 3. 2. I. 58)、甘露聚糖酶(mannanase) (EC3.2. I. 78)、和内切 N-脂酰基鞘氨醇葡糖苷酶(endo-glycoceramidase) (EC 3.2. I. 123)。通过与已知酶及它们所属的水解酶家族进行比较,一些多肽根据其结构和序列被认为具有这些其它活性中的一种、两种或多种活性。因此,在本说明书中,如果上下文适当的话,葡聚糖酶活性可以指纤维素酶活性。以下实施例11中给出了此多肽的(纤维素酶)活性列表。优选地,根据糖苷水解酶(CAZy)的分类,该多肽属于家族5、7或45中的一个。该多肽可以是glu/glu或asp/asp亲核/质子供体。变体和同系物本发明多肽可以包含SEQ ID NO: 2、4或6所示氨基酸序列或这些序列的基本上同源的序列、或片段,并可以具有¢-葡聚糖酶活性。一般地,优选SEQ ID N0:2、4或6所示的天然氨基酸序列。具体地,本发明多肽可以包括a. SEQ ID N0:2、4 或 6 的多肽序列;b.其天然变体或同系物;或c.与(a)或(b)有至少70、至少80、至少90、至少95、至少98、或至少99%的序列一致性的蛋白。变体可以是天然存在于例如真菌、细菌、酵母或植物细胞中并可以以基本上类似于SEQ ID NO: 2、4或6蛋白质的方式发挥作用的变体,例如它可以具有P -葡聚糖酶活性。类似地,该蛋白质的物种同系物可以是天然存在于另一物种中并可以发挥¢-葡聚糖酶作用的相应蛋白质。变体包括与本发明多肽来自相同菌株或来自不同菌株但相同属、或相同物种的等位变体。变体和物种同系物可以按照本文所述制备SEQ ID N0:2、4或6的方法,在适当的细胞来源例如细菌、酵母、真菌或植物细胞上实施该方法来获得。还可以利用上述定义的探针探测从酵母、细菌、真菌或植物细胞制备的文库,以便获得包括变体或物种同系物的克隆。这些克隆可以通过常规技术进行操作以产生本发明多肽,然后可以通过本身已知的重组或合成技术制备本发明多肽。本发明多肽优选在例如SEQ ID N0:2、4或6的至少60、至少100、150、200或300个连续氨基酸区域或全长范围内,与SEQ ID NO:2、4或6蛋白质有至少70%序列一致性、更优选地至少80 %、至少90 %、至少95 %、至少97 %、或至少99 %的序列一致性。对于SEQ IDNO: 2,序列一致性优选为至少70%,对于SEQ ID NO:4,为至少60%,而对于SEQ ID N0:6,为至少65%。因此,可以对SEQ ID N0:2、4或6多肽和变体及物种同系物的序列进行修饰以提供本发明多肽。可以进行氨基酸替代,例如从或不超过1、2或3至10、20、30、50或100个替代。也可以进行相同数目的缺失和插入。这些改变可以在多肽功能的关键区之外进行,因此可以仍导致具有活性的酶。该修饰多肽一般仍保留作为¢-葡聚糖酶的活性。本发明多肽包括上述全长多肽和其变体的片段,包括SEQ ID N0:2、4或6所示序列的片段。这些片段典型地保留作为¢-葡聚糖酶的活性。片段可以长至少50、100、150、 200或250个氨基酸或可以比全长序列(SEQID N0:2、4或6所示)少此数目的氨基酸。本发明多肽通常可以按下述采用重组方式进行制备,但如果必要的话也可以通过合成手段制备。可以对其进行修饰,例如通过添加组氨酸残基或17标签以有助于其鉴定或纯化,或通过添加信号序列以促使其向细胞外分泌。术语“变体”是指与¢-葡聚糖酶(或纤维素酶)具有相同的实质特征或基本的生物学功能的多肽,包括等位变体。P -葡聚糖酶的本质特征是指它作为酶表现出EC 3. 2. I. 4活性或可以切割P-D-葡聚糖(例如谷物或燕麦斯卑尔脱小麦(oat spelt)(¢)-葡聚糖)的I — 3、I — 4和/或I — 6键。优选变体多肽和该P -葡聚糖酶具有相同活性。与¢-葡聚糖酶具有相同的本质特征的多肽可以使用纤维素或¢-葡聚糖降解试验(例如下文描述的)来鉴定。SEQ ID NO:2、4或6的变体还包括不同于SEQ ID NO:2、4或6但并不一定来源于天然的¢-葡聚糖酶蛋白质的序列。可以按与SEQ IDN0:2、4或6有%同源性或在该序列中有多个替代来描述这些变体。或者,变体可以由与SEQ ID NO: 1、3或5杂交的多核苷酸编码。这些变体可以按定义SEQ ID NO: 1、3或5的变体的相似方式定义。因此,这些变体可以包括来源于踝节菌属其它菌株的变体序列。其它变体可以从其它踝节菌属菌株通过寻找P-D-葡聚糖酶活性并如前进行克隆和测序来鉴定。变体可以包括在蛋白质序列中缺失、修饰或添加单个的氨基酸或氨基酸组,只要该肽仍保持P -葡聚糖酶的基本生物学功能即可。保守替代可以例如根据下表进行。第二列相同框中的氨基酸,优选第三列同行的氨基酸可以彼此替代。优选替代不影响多肽的折叠或活性。


本发明公开了能降解植物提取物或植物材料中的纤维素并具有(内切)β-1,4-葡聚糖酶活性(EC3.2.1.4)的3个新多肽。因此它们是纤维素酶,并能切割β-D-葡聚糖聚合物内部相邻葡萄糖单位之间的(1-3,1-4或1-6)键。给出了获自Talaromyces emersonii真菌菌株的所有3个葡聚糖酶(CEA,CEB和CEC)的氨基酸序列和编码DNA序列。该葡聚糖酶可在食品和动物饲料的制造中用于处理纤维素。



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