用于以水解方式裂解玉米赤霉烯酮和/或玉米赤霉烯酮衍生物的多肽,分离的其多核苷酸...的制作方法_2

文档序号:9924942阅读:来源:国知局
的部分或部分 序列,其中酶促功能基本上得到保留。当酶促反应机制保持不变,即在相同的位置处水解该 真菌毒素,并且"功能性变体"相对于原始多肤而言的比残余活性为至少5%,优选地至少 10%,特别地至少50%时,那么基本上保留了酶促功能。具有有着SEQ ID No. 1-15的氨基酸 序列的多肤是另一个或者同一个酶的功能性等位基因变体,其中所述序列各自来源于不同 的微生物。运从下列中可清楚地看出来:借助于序列同一性百分比而测量出的接近的相互 亲缘关系,W及运样的事实,即所有多肤通过相同的降解机制作用于ZEN和ZEN衍生物。
[0023] 由于具有SEQ ID No.1-15的多肤的氨基酸序列相互间的相似性,因而可能的是, 运些多肤之一的功能性变体与多于一个所要求保护的具有SEQ ID No. 1-15的多肤具有至 少40 %的序列同一性。
[0024] 通过选择此类氨基酸序列或其功能性变体,查明了令人惊讶地快速且完全的ZEN 和/或至少一种ZEN衍生物的水解。
[0025] 如相应于本发明的一个优选的进一步发展方案那样,所述多肤具有运样的氨基酸 序列,其包含至少一个保守氨基酸序列区段或其功能性变体,其中所述氨基酸序列区段的 功能性变体具有至少70%,优选地至少84%,更优选地至少92%,和最优选地至少98%的序 列同一性,并且所述至少一个保守氨基酸序列区段选自具有SEQ ID No. 1的序列的氨基酸 序列+24 至巧 0、巧 2至巧7、巧9 至+87、+89至+145、+ 150至+171、+ 177至+193、+223至+228、+ 230 至+237、+239 至+247、+249 至巧 55、+257 至+261、+263至+270、+272至+279、+297至+301、+ 303至+313、+24至328、+1至+328。通过至少一个此类保守氨基酸序列区段的存在,可成功提 供运样的多肤W供使用,所述多肤除了ZEN和/或至少一种ZE卿巧生物的快速且完全的水解 夕h还具有相比于迄今已知的ZEN降解多肤而言特别高的活性值。
[0026] 当如相应于本发明的一个进一步改造方案那样,所述功能性变体具有至少一个选 自一个或多个氨基酸的置换、缺失和插入的氨基酸修饰时,依然可W取得良好的结果。
[0027] 通过如此地进一步改造本发明,即使得所述多肤具有至少O.OlU/mg,优选地至少 O.lU/mg,特别地至少lU/mg的比活性,和/或具有最高50yM,优选地最高3.化M,特别地最 高0.化M的W水解方式裂解ZEN的Km值,和/或具有至少0.05S-1,优选地至少0.6s-i,特别地 至少5s-i的W水解方式裂解ZEN的kcat值,和/或具有至少0.0 OOOly M-Ig-I,优选地至少 0.000化M-Ig-I,特别地至少0.00化M-Ig-I的W水解方式裂解ZEN的Vmax值,ZEN和/或ZEN衍生 物可W被特别快速且完全地水解,特别是解毒。
[0028] 如相应于本发明的一个优选的进一步发展方案那样,所述多肤包含选自SEQ ID No. 2、5-7、9、11、12和15的氨基酸序列或其功能性变体,其中所述功能性变体与至少一个所 述氨基酸序列具有至少40%的序列同一性,并且所述多肤在pH 5.0下的pH稳定性为至少 15%,优选地50%,和特别优选地至少90%。通过运样的进一步发展方案可W确保,所述多 肤在酸性介质中,因此例如在哺乳动物的胃中的情况下,也将玉米赤霉締酬和/或至少一种 玉米赤霉締酬衍生物裂解或解毒。在此,将多肤的抑稳定性定义为所述多肤在抑5.0下的 残余活性百分比,相对于在各自最佳抑下的活性而言。
[0029] 如相应于本发明的一个优选的进一步发展方案那样,所述多肤包含选自SEQ ID No.l、2、5-7、9、ll和15的氨基酸序列或其功能性变体,其中所述功能性变体与至少一个所 述氨基酸序列具有至少40%的序列同一性,并且所述多肤在30°C和75°C之间,优选地38°C 和55°C之间,特别优选地38°C和52°C之间的溫度范围内具有最高的酶促活性。通过运样的 本发明的进一步发展方案确保了,玉米赤霉締酬和/或至少一种玉米赤霉締酬衍生物在中 溫溫度下,特别是在人和有用动物的体溫下,也被所述多肤水解或解毒。将所述多肤具有最 高酶促活性时所处的溫度定义为所述多肤的最佳溫度。
[0030] 如相应于本发明的一个优选的进一步发展方案那样,所述多肤包含选自SEQ ID No. 1、5、6、9、11、12和15的氨基酸序列或其功能性变体,其中所述功能性变体与至少一个所 述氨基酸序列具有至少40%的序列同一性,并且所述多肤是溫度稳定的,直至9(TC,优选地 75°C,和特别优选地60°C的溫度。由此确保了,所述多肤和其酶促功能即使在提高的溫度负 荷下(例如运可W是在容器中进行运输期间或在饲料粒化期间的情况)也基本上保持完整。 多肤的溫度稳定性被定义为运样的溫度,在该溫度下所述多肤在15分钟的预溫育后具有 50 %的残余活性,相比于在各自最佳溫度下的活性而言。
[0031] 因此,所述多肤可W如此地来进行选择,从而它是对于不依赖于氧和无辅因子地 W水解方式裂解玉米赤霉締酬和/或ZEN衍生物的醋基团来说合适的a/e-水解酶,其具有催 化所述水解式裂解的氨基酸=元体,该=元体由丝氨酸,一种选自谷氨酸和天冬氨酸的酸 性氨基酸,特别是天冬氨酸,W及组氨酸组成,并且该催化=元体为例如S128、D264和H303, 其中描述了相对于SEQ ID No. 1的定位。
[0032] 用SEQ ID No. 1-15的多肤中的每一个可成功按照下述反应机制在玉米赤霉締酬 或其衍生物的醋基团处实现ZEN和ZEN衍生物的水解:
[00331
[0034] ZEN至无毒的经水解的玉米赤霉締酬化ZEN)或经水解的ZEN衍生物的水解通过根 据本发明的多肤,特别是所述a/e-水解酶来进行。HZEN至经脱簇的经水解的ZEN(DHZEN)或 经脱簇的经水解的ZEN衍生物的进一步的脱簇通常自发地进行。
[0035] 特别地,借助于上面提及的催化S元体,可成功实现完全水解ZEN和ZEN衍生物,其 中该降解反应具有良好的抑稳定性,特别是在酸性范围内的抑值下。
[0036] 令人惊讶地已证实,用在由上面提及的催化=元体的丝氨酸之前的3个氨基酸和 之后的3个氨基酸组成的序列区段中包含至少一个选自Y、Q、N、T、K、R、E、D的极性氨基酸和 至少一个选自F、M、L、I、V、A、G、P的非极性氨基酸的多肤,可成功取得依然良好的结果并且 此外还改善至少一个酶动力学参数。
[0037] 在本发明的一个优选的进一步改造方案中,所述多肤在至少一个下列位置处具有 关于SEQ ID No.l的氨基酸序列的至少一个突变:22、23、25、26、27、29、31、32、35、37、42、 43、46、51、53、54、57、60、69、72、73、78、80、84、88、95、97、99、114、118、119、123、132、141、 146、148、149、154、163、164、165、169、170、172、176、180、182、183、190、191、194、196、197、 198、201、204、205、206、207、208、209、210、212、213、214、216、217、220、221、222、229、231、 233、238、240、244、245、246、248、249、251、254、256、260、262、263、266、269、271、277、280、 281、282、283、284、285、286、287、292、296、298、302、307、308、309、311、314、317、319、321、 323、325和326。运些位置得自具有SEQ ID No.l的多肤和与该序列具有高的同一性程度和 特别地有活性的具有SEQ ID No.2-6的多肤之间的序列差异。通过在运些位置中的至少一 个处如此地改变具有SEQ ID No.l的多肤,即在该位置处采用SEQ ID No.2-6的氨基酸变 体,可成功显示,运些位置对于所述多肤的酶动力学参数具有显著的影响,并且此外,SEQ ID No.l与具有高的序列同一性程度的SEQ ID No.2-6的组合导致更高的活性。
[0038] 根据本发明的一个进一步改造方案,所述多肤在关于SEQ ID No.l的氨基酸序列 中具有至少一个选自下列的突变:D22A、S23Q、S23L、N2W、I26V、F27Y、F27H、S29P、R31A、 F32Y、R35K、R35Q、V37A、V42I、V43T、F46Y、S51E、S51D、D53G、N54M、N54R、L57V、L60I、S69G、 P72E、V73A、A78S、N80H、F84Y、I8^、T95S、T97A、R99K、I114M、I118V、K119R、V123I、L132V、 A141S、I146V、I14^、A148G、A149V、A154P、P163T、A164T、Y165C、Y165H、V169I、L170R、 A172G、A176M、A176V、Y180F、D182T、F183Y、I190V、G191S、K194T、K194E、F196Y、V197C、 V197R、E198R、E198S、K201D、K201G、P204S、P204A、A205S、K206P、A207M、M208A、Q209R、 L210A、L210S、AP212、T213V、P214A、E216T、E216G、A217I、N220H、L221M、K222R、K222Q、 G229A、A231V、F233W、F233Y、F233H、A238G、H240N、H240S、D244E、R245Q、M24^、S248T、 S248N、S248G、Q249R、K251N、I254V、I256L、A260M、T262D、T262G、I263T、E266D、E269H、 E269N、L271V、L277E、E280A、E280L、H281R、H281Q、A282V、Q283R、D284L、D284R、I285L、 I286M、R287E、R287D、R292K、R292T、Q296A、Q296E、H298V、L302S、L307Q、F308S、D309A、 A311P、A314V、L317F、S319Q、S319P、S319R、S321A、S321T、T323A、P325A、A326P。用运样的多 肤,可成功实现在短的时间内完全水解ZEN,特别是使其解毒,其中所述多肤的比活性为至 少6. OOU/mg,优选地至少7. OOU/mg,特别地至少8. OOU/mg。单位"If或者"Uni t"是绝对催化 活性的量度,并且通过在32°C下在50mM Tris-肥1缓冲液(pH 8.2)中水解化Mol ZEN/分钟 来定义,其中"催化活性"是指在确定的反应条件下底物的酶促转化,和"比活性"是指催化 活性与多肤质量浓度(质量/体积单位)之比。
[0039] 通过如此地产生所述多肤,即包含至少一个具有SEQ ID No. 32-50的下列氨基酸 基序,可成功提供运样的多肤W供使用,该多肤具有至少7.00U/mg,优选地至少8.00U/mg的 比活性。令人惊讶地已显示,当包含至少一个具有有着SEQ ID No.51-58的序列的下列氨基 酸基序时,所述多肤的酶促活性更进一步增加,例如相对于包含7个氨基酸的基序而言。当 包含至少一个具有有着SEQ ID No.59-69的序列的下列氨基酸基序时,达到更加高的比活 性。
[0040] 根据本发明的一个进一步改造方案,所述多肤在至少一个位置处包含至少一个保 守氨基酸置换,其中所述保守氨基酸置换选自:G至A;或A至G、S;或V至1、^4、1\5;或1至¥、 L、M;或L至I、M、V;或 M至L、I、V;或P至A、S、N;或F至Y、W、H;或Y至F、W、H;或W至Y、F、H;或R 至K、 E、D;或K至R、E、D;或H至Q、N、S;或D或N、E、K、R、Q;或E至Q、D、K、R、N;或S至T、A;或T至S、V、A; 或C至S、T、A;或N至D、Q、H、S;或Q至E、N、H、K、R的置换。其中名称"保守氨基酸置换"设及氨基 酸由被专业人员视为保守的(即具有类似的特殊特性的)其他氨基酸来进行的置换。此类特 殊特性为例如氨基酸的大小、极性、疏水性、电荷或PK值。保守突变是指例如将一个酸性氨 基酸置换成另一个酸性氨基酸,将一个碱性氨基酸置换成另一个碱性氨基酸,或者将一个 极性氨基酸置换成另一个极性氨基酸。
[0041] 用运样的保守氨基酸置换,可成功制备出功能性多肤变体,其比活性相比于亲本 多肤而言大约一样强,然而优选地增加了至少O.lU/mg。
[0042] 此外,本发明还旨在,提供分离的多核巧酸W供使用,用所述多核巧酸可成功制备 出用于快速且可靠地W水解方式裂解ZEN和/或至少一种ZEN-衍生
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