醛缩酶、编码它们的核酸及制备和使用它们的方法

摘要

本发明涉及具有醛缩酶活性，包括丙酮酸醛缩酶，例如没有限制地，HMG和/或KHG醛缩酶活性的多肽，编码这些多肽的多核苷酸，和制备并使用这些多核苷酸及多肽的方法。在一些实施方式中，本发明涉及具有醛缩酶活性，包括丙酮酸醛缩酶，例如没有限制地，HMG和/或KHG醛缩酶活性，包括热稳定性和耐热活性的多肽，编码这些酶的多核苷酸，和制备并使用这些多核苷酸及多肽的方法。依据本发明的多肽可以被用于多种药物、农业和工业环境。在一些实施方式中，本发明提供了多肽和生物合成途径，它们被用于产生R-2-羟基2-(吲哚-3基甲基)-4-酮戊二酸(R-MP)和某些monatin立体异构体，如R，R和S，R monatin及其盐，以及monatin衍生物的某些立体异构体，如R，R和S，R构型及其盐。

主权项

1. 分离的，合成的或重组的核酸，其包括：(a)编码至少一种多肽的核酸，其中所述核酸包含与SEQ ID NO：1、SEQ IDNO：3、SEQ ID NO：5、SEQ ID NO：7、SEQ ID NO：9、SEQ ID NO：11、SEQ ID NO：13、SEQ ID NO：15、SEQ ID NO：17、SEQ ID NO：19、SEQ ID NO：21、SEQ ID NO：23、SEQ ID NO：25、SEQ ID NO：27、SEQ ID NO：29、SEQ ID NO：31、SEQ ID NO：33、SEQ ID NO：35、SEQ ID NO：37、SEQ ID NO：39、SEQ ID NO：41、SEQ ID NO：43、SEQ ID NO：45、SEQ ID NO：47、SEQ ID NO：49、SEQ ID NO：51、SEQ ID NO：53、SEQ ID NO：55、SEQ ID NO：57、SEQ ID NO：59、SEQ ID NO：61、SEQ ID NO：63、SEQ ID NO：65、SEQ ID NO：67、SEQ ID NO：69、SEQ ID NO：71、SEQ ID NO：73、SEQ ID NO：75、SEQ ID NO：77、SEQ ID NO：79、SEQ ID NO：81、SEQ ID NO：83、SEQ ID NO：85、SEQ ID NO：87、SEQ ID NO：89、SEQ ID NO：91、SEQ ID NO：93、SEQ ID NO：95、SEQ ID NO：97、SEQ ID NO：99、SEQ ID NO：101、SEQ ID NO：103、SEQ ID NO：105、SEQ ID NO：107、SEQ ID NO：109、SEQ ID NO：111、SEQ IDNO：113、SEQ ID NO：115、SEQ ID NO：117、SEQ ID NO：119、SEQ ID NO：121、SEQID NO：123、SEQ ID NO：125、SEQ ID NO：127、SEQ ID NO：129、SEQ ID NO：131、SEQ ID NO：133、SEQ ID NO：135、SEQ ID NO：137、SEQ ID NO：139、SEQ IDNO：141、SEQ ID NO：143、SEQ ID NO：145、SEQ ID NO：147、SEQ ID NO：149、SEQ ID NO：151、SEQ ID NO：153、SEQ ID NO：155、SEQ ID NO：157、SEQ IDNO：159、SEQ ID NO：161、SEQ ID NO：163、SEQ ID NO：165、SEQ ID NO：167、SEQ ID NO：169、SEQ ID NO：171、SEQ ID NO：173、SEQ ID NO：175、SEQ IDNO：177、SEQ ID NO：179、SEQ ID NO：181、SEQ ID NO：183、SEQ ID NO：185、SEQ ID NO：187、SEQ ID NO：189、SEQ ID NO：191、SEQ ID NO：193、SEQ IDNO：195、SEQ ID NO：197、SEQ ID NO：199、SEQ ID NO：201、SEQ ID NO：203、SEQ ID NO：205、SEQ ID NO：207、SEQ ID NO：209、SEQ ID NO：211、SEQ IDNO：213、SEQ ID NO：215、SEQ ID NO：217、SEQ ID NO：219、SEQ ID NO：221、SEQ ID NO：223、SEQ ID NO：225、SEQ ID NO：227、SEQ ID NO：229、SEQ IDNO：231、SEQ ID NO：233、SEQ ID NO：235、SEQ ID NO：237、SEQ ID NO：239、SEQ ID NO：241、SEQ ID NO：243、SEQ ID NO：245、SEQ ID NO：247、SEQ IDNO：249、SEQ ID NO：251、SEQ ID NO：253、SEQ ID NO：255、SEQ ID NO：257、SEQ ID NO：259、SEQ ID NO：261、SEQ ID NO：263、SEQ ID NO：265、SEQ IDNO：267、SEQ ID NO：269、SEQ ID NO：271、SEQ ID NO：273、SEQ ID NO：275、SEQ ID NO：277、SEQ ID NO：279、SEQ ID NO：281、SEQ ID NO：283、SEQ IDNO：285、SEQ ID NO：287、SEQ ID NO：289、SEQ ID NO：291、SEQ ID NO：293、SEQ ID NO：295、SEQ ID NO：297、SEQ ID NO：299、SEQ ID NO：301、SEQ IDNO：303、SEQ ID NO：305、SEQ ID NO：307、SEQ ID NO：309、SEQ ID NO：311、SEQID NO：313、SEQ ID NO：315、SEQ ID NO：317、SEQ ID NO：319、SEQ ID NO：321、SEQ ID NO：323、SEQ ID NO：325、SEQ ID NO：327、SEQ ID NO：329、SEQ IDNO：331、SEQ ID NO：333、SEQ ID NO：335、SEQ ID NO：336、SEQ ID NO：337和/或SEQ ID NO：338的序列，在至少约20、30、40、50、75、100、150、200、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000、1050、1100、1150或更多残基的区域，或cDNA、转录体(mRNA)或基因的全长区域内具有至少50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或更高或完全(100％)序列同一性的序列，其中所述核酸编码至少一种具有醛缩酶活性的多肽，或编码能够产生醛缩酶特异性抗体的多肽或肽(作为表位或免疫原的多肽或肽)，并且任选地，所述序列同一性通过使用序列比较算法的分析或通过视觉观察确定，并且任选地，所述序列比较算法是BLAST版本2.2.2的算法，其中过滤设置被设置为blastall-p blastp-d＂nr pataa＂-F F，并且所有其它的选项被设为默认值；(b)编码至少一种多肽的核酸，其中所述核酸包含这样的序列，该序列在严格条件下与含有序列SEQ ID NO：1、SEQ ID NO：3、SEQ ID NO：5、SEQ ID NO：7、SEQ ID NO：9、SEQ ID NO：11、SEQ ID NO：13、SEQ ID NO：15、SEQ ID NO：17、SEQ ID NO：19、SEQ ID NO：21、SEQ ID NO：23、SEQ ID NO：25、SEQ ID NO：27、SEQ ID NO：29、SEQ ID NO：31、SEQ ID NO：33、SEQ ID NO：35、SEQ ID NO：37、SEQ ID NO：39、SEQ ID NO：41、SEQ ID NO：43、SEQ ID NO：45、SEQ ID NO：47、SEQ ID NO：49、SEQ ID NO：51、SEQ ID NO：53、SEQ ID NO：55、SEQ ID NO：57、SEQ ID NO：59、SEQ ID NO：61、SEQ ID NO：63、SEQ ID NO：65、SEQ ID NO：67、SEQ ID NO：69、SEQ ID NO：71、SEQ ID NO：73、SEQ ID NO：75、SEQ ID NO：77、SEQ ID NO：79、SEQ ID NO：81、SEQ ID NO：83、SEQ ID NO：85、SEQ ID NO：87、SEQ ID NO：89、SEQ ID NO：91、SEQ ID NO：93、SEQ ID NO：95、SEQ ID NO：97、SEQ ID NO：99、SEQ ID NO：101、SEQ ID NO：103、SEQ ID NO：105、SEQ ID NO：107、SEQ ID NO：109、SEQ ID NO：111、SEQ ID NO：113、SEQ ID NO：115、SEQ IDNO：117、SEQ ID NO：119、SEQ ID NO：121、SEQ ID NO：123、SEQ ID NO：125、SEQID NO：127、SEQ ID NO：129、SEQ ID NO：131、SEQ ID NO：133、SEQ ID NO：135、SEQ ID NO：137、SEQ ID NO：139、SEQ ID NO：141、SEQ ID NO：143、SEQ IDNO：145、SEQ ID NO：147、SEQ ID NO：149、SEQ ID NO：151、SEQ ID NO：153、SEQ ID NO：155、SEQ ID NO：157、SEQ ID NO：159、SEQ ID NO：161、SEQ IDNO：163、SEQ ID NO：165、SEQ ID NO：167、SEQ ID NO：169、SEQ ID NO：171、SEQ ID NO：173、SEQ ID NO：175、SEQ ID NO：177、SEQ ID NO：179、SEQ IDNO：181、SEQ ID NO：183、SEQ ID NO：185、SEQ ID NO：187、SEQ ID NO：189、SEQ ID NO：191、SEQ ID NO：193、SEQ ID NO：195、SEQ ID NO：197、SEQ IDNO：199、SEQ ID NO：201、SEQ ID NO：203、SEQ ID NO：205、SEQ ID NO：207、SEQ ID NO：209、SEQ ID NO：211、SEQ ID NO：213、SEQ ID NO：215、SEQ IDNO：217、SEQ ID NO：219、SEQ ID NO：221、SEQ ID NO：223、SEQ ID NO：225、SEQ ID NO：227、SEQ ID NO：229、SEQ ID NO：231、SEQ ID NO：233、SEQ IDNO：235、SEQ ID NO：237、SEQ ID NO：239、SEQ ID NO：241、SEQ ID NO：243、SEQ ID NO：245、SEQ ID NO：247、SEQ ID NO：249、SEQ ID NO：251、SEQ IDNO：253、SEQ ID NO：255、SEQ ID NO：257、SEQ ID NO：259、SEQ ID NO：261、SEQ ID NO：263、SEQ ID NO：265、SEQ ID NO：267、SEQ ID NO：269、SEQ IDNO：271、SEQ ID NO：273、SEQ ID NO：275、SEQ ID NO：277、SEQ ID NO：279、SEQ ID NO：281、SEQ ID NO：283、SEQ ID NO：285、SEQ ID NO：287、SEQ IDNO：289、SEQ ID NO：291、SEQ ID NO：293、SEQ ID NO：295、SEQ ID NO：297、SEQ ID NO：299、SEQ ID NO：301、SEQ ID NO：303、SEQ ID NO：305、SEQ IDNO：307、SEQ ID NO：309、SEQ ID NO：311、SEQ ID NO：313、SEQ ID NO：315、SEQID NO：317、SEQ ID NO：319、SEQ ID NO：321、SEQ ID NO：323、SEQ ID NO：325、SEQ ID NO：327、SEQ ID NO：329、SEQ ID NO：331、SEQ ID NO：333、SEQ IDNO：335、SEQ ID NO：336、SEQ ID NO：337和/或SEQ ID NO：338的核酸的互补序列杂交，其中所述核酸编码至少一种具有醛缩酶活性的多肽，或编码能够产生醛缩酶特异性抗体的多肽或肽(作为表位或免疫原的多肽或肽)，并且任选地，所述严格条件包括含有在0.2×SSC中在约65℃的温度下洗涤约15分钟的洗涤步骤，并且任选地，所述核酸的长度至少约20、30、40、50、60、75、100、150、200、300、400、500、600、700、800、900、1000或更多个残基，或所述基因或转录体的全长；(c)编码至少一种具有醛缩酶活性的多肽的核酸，其中所述多肽包含SEQ IDNO：2、SEQ ID NO：4、SEQ ID NO：6、SEQ ID NO：8、SEQ ID NO：10、SEQ ID NO：12、SEQ ID NO：14、SEQ ID NO：16、SEQ ID NO：18、SEQ ID NO：20、SEQ ID NO：22、SEQ ID NO：24、SEQ ID NO：26、SEQ ID NO：28、SEQ ID NO：30、SEQ ID NO：32、SEQ ID NO：34、SEQ ID NO：36、SEQ ID NO：38、SEQ ID NO：40、SEQ ID NO：42、SEQ ID NO：44、SEQ ID NO：46、SEQ ID NO：48、SEQ ID NO：50、SEQ ID NO：52、SEQ ID NO：54、SEQ ID NO：56、SEQ ID NO：58、SEQ ID NO：60、SEQ ID NO：62、SEQ ID NO：64、SEQ ID NO：66、SEQ ID NO：68、SEQ ID NO：70、SEQ ID NO：72、SEQ ID NO：74、SEQ ID NO：76、SEQ ID NO：78、SEQ ID NO：80、SEQ ID NO：82、SEQ ID NO：84、SEQ ID NO：86、SEQ ID NO：88、SEQ ID NO：90、SEQ ID NO：92、SEQ ID NO：94、SEQ ID NO：96、SEQ ID NO：98、SEQ ID NO：100、SEQ ID NO：102、SEQ ID NO：104、SEQ ID NO：106、SEQ ID NO：108、SEQ ID NO：110、SEQ IDNO：112、SEQ ID NO：114、SEQ ID NO：116、SEQ ID NO：118、SEQ ID NO：120、SEQID NO：122、SEQ ID NO：124、SEQ ID NO：126、SEQ ID NO：128、SEQ ID NO：130、SEQ ID NO：132、SEQ ID NO：134、SEQ ID NO：136、SEQ ID NO：138、SEQ IDNO：140、SEQ ID NO：142、SEQ ID NO：144、SEQ ID NO：146、SEQ ID NO：148、SEQ ID NO：150、SEQ ID NO：152、SEQ ID NO：154、SEQ ID NO：156、SEQ IDNO：158、SEQ ID NO：160、SEQ ID NO：162、SEQ ID NO：164、SEQ ID NO：166、SEQ ID NO：168、SEQ ID NO：170、SEQ ID NO：172、SEQ ID NO：174、SEQ IDNO：176、SEQ ID NO：178、SEQ ID NO：180、SEQ ID NO：182、SEQ ID NO：184、SEQ ID NO：186、SEQ ID NO：188、SEQ ID NO：190、SEQ ID NO：192、SEQ IDNO：194、SEQ ID NO：196、SEQ ID NO：198、SEQ ID NO：200、SEQ ID NO：202、SEQ ID NO：204、SEQ ID NO：206、SEQ ID NO：208、SEQ ID NO：210、SEQ IDNO：212、SEQ ID NO：214、SEQ ID NO：216、SEQ ID NO：218、SEQ ID NO：220、SEQ ID NO：222、SEQ ID NO：224、SEQ ID NO：226、SEQ ID NO：228、SEQ IDNO：230、SEQ ID NO：232、SEQ ID NO：234、SEQ ID NO：236、SEQ ID NO：238、SEQ ID NO：240、SEQ ID NO：242、SEQ ID NO：244、SEQ ID NO：246、SEQ IDNO：248、SEQ ID NO：250、SEQ ID NO：252、SEQ ID NO：254、SEQ ID NO：256、SEQ ID NO：258、SEQ ID NO：260、SEQ ID NO：262、SEQ ID NO：264、SEQ IDNO：266、SEQ ID NO：268、SEQ ID NO：270、SEQ ID NO：272、SEQ ID NO：274、SEQ ID NO：276、SEQ ID NO：278、SEQ ID NO：280、SEQ ID NO：282、SEQ IDNO：284、SEQ ID NO：286、SEQ ID NO：288、SEQ ID NO：290、SEQ ID NO：292、SEQ ID NO：294、SEQ ID NO：296、SEQ ID NO：298、SEQ ID NO：300、SEQ IDNO：302、SEQ ID NO：304、SEQ ID NO：306、SEQ ID NO：308、SEQ ID NO：310、SEQ ID NO：312、SEQ ID NO：314、SEQ ID NO：316、SEQ ID NO：318、SEQ IDNO：320、SEQ ID NO：322、SEQ ID NO：324、SEQ ID NO：326、SEQ ID NO：328、SEQ ID NO：330、SEQ ID NO：332和/或SEQ ID NO：334的序列或其酶活性片段；(d)(i)，(a)、(b)或(c)所述的核酸，其编码具有至少一个保守氨基酸置换并保持其醛缩酶活性的的多肽；或(ii)，(d)(i)所述的核酸，其中所述至少一个保守氨基酸置换包括用相似性质的另一氨基酸置换氨基酸；或保守置换包括：脂肪族氨基酸被另一个脂肪族氨基酸替代；丝氨酸被苏氨酸替代或相反；酸性残基被另一个酸性残基替代；带有酰胺基的残基被另一个带有酰胺基的残基替代；碱性残基与另一个碱性残基的交换；或芳香族残基被另一个芳香族残基替代；(e)，(a)、(b)、(c)或(d)所述的核酸(多核苷酸)，其编码具有醛缩酶活性但缺少信号序列的多肽；(f)，(a)、(b)、(c)、(d)或(e)所述的核酸(多核苷酸)，其编码具有醛缩酶活性的多肽并进一步包含异源序列；(g)，(f)所述的核酸(多核苷酸)，其中所述异源序列包含这样的序列，该序列编码：(i)异源信号序列；(ii)(i)所述的序列，其中所述异源信号序列由异源酶得到；或(iii)标记、表位、目标肽、可剪切序列、可检测部分或酶；或(h)，与(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)或(g)互补的核酸序列。