ES2299210T3 - Genes que codifican proteinas con actividad de transglicolacion. - Google Patents

Genes que codifican proteinas con actividad de transglicolacion. Download PDF

Info

Publication number
ES2299210T3
ES2299210T3 ES98932550T ES98932550T ES2299210T3 ES 2299210 T3 ES2299210 T3 ES 2299210T3 ES 98932550 T ES98932550 T ES 98932550T ES 98932550 T ES98932550 T ES 98932550T ES 2299210 T3 ES2299210 T3 ES 2299210T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
baselineskip
dna
cdna
amino acid
acid sequence
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
ES98932550T
Other languages
English (en)
Inventor
Masako Mizutani
Yoshikazu Tanaka
Takaaki Kusumi
Kazuki Saito
Mami Yamazaki
Zhizhong Gong
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
International Flower Developments Pty Ltd
Original Assignee
International Flower Developments Pty Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by International Flower Developments Pty Ltd filed Critical International Flower Developments Pty Ltd
Application granted granted Critical
Publication of ES2299210T3 publication Critical patent/ES2299210T3/es
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/11DNA or RNA fragments; Modified forms thereof; Non-coding nucleic acids having a biological activity
    • C12N15/52Genes encoding for enzymes or proenzymes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/10Transferases (2.)
    • C12N9/1048Glycosyltransferases (2.4)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8241Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology
    • C12N15/8242Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with non-agronomic quality (output) traits, e.g. for industrial processing; Value added, non-agronomic traits
    • C12N15/8243Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with non-agronomic quality (output) traits, e.g. for industrial processing; Value added, non-agronomic traits involving biosynthetic or metabolic pathways, i.e. metabolic engineering, e.g. nicotine, caffeine
    • C12N15/825Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with non-agronomic quality (output) traits, e.g. for industrial processing; Value added, non-agronomic traits involving biosynthetic or metabolic pathways, i.e. metabolic engineering, e.g. nicotine, caffeine involving pigment biosynthesis

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Nutrition Science (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

El ADN que codifica para una proteína que tiene una secuencia de aminoácidos que tiene una homología del 60% o más con una secuencia de aminoácidos descrita en cualquiera de SEQ ID NOs: 7 a 10 ó 12, y que tiene actividad para transferir un glucósido a la posición 5 de un flavonoide.

Description

Genes que codifican proteínas con actividad de transglicolación.
Campo técnico
La presente invención se refiere a un gen que codifica para una proteína que tiene actividad para transferir un glucósido a la posición 5 de un flavonoide, y un procedimiento que utiliza aquel gen.
Antecedentes de la técnica
La industria de las flores se esfuerza en desarrollar nuevas variedades diversas. El cambio del color de una flor es un modo para reproducir eficazmente una nueva variedad. Un amplio rango de colores ha sido producido satisfactoriamente para casi todas las variedades comerciales usando métodos de reproducción clásicos. Con estos métodos, sin embargo, ya que hay restricciones en el grupo génico para cada especie, es raro que una sola especie proporcione un amplio rango de variedades coloreadas.
Los colores de las flores están basados en dos tipos de pigmentos, a saber, flavonoides y carotenoides. Los flavonoides contribuyen en la coloración de los tonos desde el amarillo al rojo y azul, mientras que los carotenoides contribuyen a la coloración de los tonos del naranja o amarillo. Las moléculas flavonoides que principalmente contribuyen al color de las flores son las antocianinas que son glucósidos de cianidina, delfinidina, petunidina, peonidina, malvidina y pelargonidina y los diferentes antocianos causan cambios notables del color de la flor. Además, el color de las flores también está afectado por la coloración auxiliar de flavonoides incoloros, la formación de complejos metálicos, glucosilación, acilación, metilación y del pH vacuolar (Forkmann, Plant Breeding, 106, 1, 1991).
La ruta de la biosíntesis de las antocianinas, que comienza con la fenilalanina, ha sido bien explicada (por ejemplo, Plant Cell, 7, 1071-1083, 1995), y casi todos los genes implicados en la biosíntesis han sido clonados. Por ejemplo, entre aquellos genes que se piensan que están implicados en la biosíntesis de malonilshisonin (3-0-(6-0-(p-cumaloil)-\beta-D-glucosil)-5-0-(6-0-malonyl-\beta-D-glucosil)-cianidina), que es una antocianina de perilla, aquellos genes para cuyos homólogos aún no han sido publicados son sólo los genes de flavonoide-3'-hidroxilasa, UDP-glucosa:antocianina (flavonoide) 5-0-glucosil-transferasa (abreviado como 5GT) y transferasa del grupo malonilo.
Entre estos, se sabe que la flavonoide-3'-hidroxilasa pertenece a la familia génica del citocromo P450 (Plant Cell, 7, 1071-1083, 1995), y los genes del citocromo P450 se asume que muestran homología estructural.
El grupo de hidroxilo en la posición 3 de moléculas flavonoides está modificado típicamente por la glucosa, y generalmente la glucosilación y otras modificaciones con glucósidos, según se piensa, aumentan la estabilidad y la solubilidad de las antocianinas ("The Flavonoids", Chapman & Hall, 1994).
Los genes que codifican para la UDP-glucosa:antocianidina o la flavonoide-3-glucosil-transferasa (abreviado como 3GT) que cataliza esta reacción son obtenidos a partir de numerosas plantas tales como grano, cebada, dragones y gencianas, y sus secuencias de aminoácidos muestran mutuamente una homología significativa. Por ejemplo, la homología entre las secuencias de aminoácidos de 3GT de grano monocotiledoneo y genciana dicotiledonea es el 32%, que entre las secuencias de aminoácidos de 3GT de maíz monocotiledoneo y cebada monocotiledonea es el 73%, y que entre las secuencias de aminoácidos de 3GT de genciana dicotiledonea y berenjena dicotiledonea es el 46%.
Además, el gen que codifica para la UDP-ramnosa:antocianidina 3-glucosidoramnosilo transferasa (3RT) de petunias también ha sido clonado.
Sin embargo, aun cuando el grupo hidroxilo en la posición 5 de los flavonoides de numerosas plantas esté glucosilado, el gen para la enzima (5GT) que cataliza esta reacción aún tiene que ser obtenido.
Además, aunque haya ejemplos para medir la reacción por la cual el glucósido es transferido a la posición 5 de petunias y reserva de antocianinas (Plant, 160, 341-347, 1984, Plant, 168, 586-591, 1986), estas publicaciones sólo describen la investigación de propiedades enzimológicas usando extractos a granel o productos parcialmente purificados de pétalos de flor, y no hay ningún ejemplo de esta enzima que se purifique en su forma pura. Además, dado que las glucosiltransferasas son típicamente bioquímicamente inestables, la purificación de la enzima es
difícil.
Aunque haya apenas algún caso en el cual el tono en el color es cambiado por la adición del glucósido a una molécula de flavonoide, dado que los grupos acilo aromáticos que tienen un efecto significativo sobre el tono del color están unidos a una molécula de glucosa o molécula de ramnosa dentro de una antocianina, la regulación de la reacción de transferencia de glucósidos es importante en términos de control de la biosíntesis de antocianina, y en última instancia en el control del color de las flores. Además, como un ejemplo del color de la flor que se cambia regulando la expresión del gen de glucosiltransferasa, la reacción por 3RT de petunia ha sido controlada en petunia transformada para modificar el color de la flor.
Las especies de planta, que pueden ser transformadas con un gen exógeno, incluyen, por ejemplo, rosas, crisantemos, claveles, margaritas, petunias, torenia, campanillas, calanchoes, tulipanes y gladiolas.
Descripción de la invención
Los inventores de la presente invención, por lo tanto, procuraron obtener un gen que codificaba para una proteína que tenía actividad para transferir un glucósido a la posición 5 de un flavonoide, conduciendo así al logro de la presente invención.
Por ejemplo, el grupo hidroxilo de la posición 5 de las antocianinas de crisantemos y algunos de las antocianinas de rosas y claveles no está glucosilado. La estructura de la antocianina puede ser cambiada introduciendo el gen de 5GT obtenido según la presente invención en estas plantas.
Además, aunque sea posible cambiar el color de la flor y estabilizar los flavonoides por la acilación de flavonoides usando el gen de transferasa del grupo acilo descrito en la Publicación Internacional Nº WO96/25500, ya que el grupo acilo no se une directamente al flavonoide, sino más bien se une por vía de un azúcar, simplemente introduciendo un gen de la transferasa del grupo acilo solo no es suficiente para cambiar el color de la flor y hasta puede hacer que el flavonoide no se vuelva estable.
Sin embargo, introduciendo el gen de 5GT en combinación con un gen de transferasa del grupo acilo, el azúcar es unido a la posición 5 del flavonoide permitiéndose así además que el flavonoide sea acilado. Se puede esperar que esto cambie la estructura de la antocianina y hacer que el color de la flor se vuelva azulado.
Además, si la expresión del gen de 5GT de una planta en la cual la posición 5 de antocianina está glucosilada es suprimida con el método antisentido o el método de co-supresión, etcétera, la transferencia del resto de glucosa a la posición 5 puede ser inhibida. De tal modo que el color de la flor puede ser cambiado. Por ejemplo, suprimiendo la actividad de 5GT se puede esperar que, en genciana o campanilla, el color de la flor se vuelve rojizo.
Los inventores de la presente invención aislaron el cADN de 5GT de plantas de perilla, torenia, verbena y petunia usando la tecnología de recombinación génica, y determinaron la secuencia de nucleótidos del gen estructural. Es decir, los inventores de la presente invención proporcionaron una secuencia de ADN que codificaba para 5GT presente en el tejido que expresa antocianinas en estas plantas. Además, ya que esta enzima transfiere el glucósido a la posición 5 del pigmento de antocianina, éste puede ser usado para cambiar el color de la flor y aumentar la estabilidad de la antocianina.
En un aspecto, la invención se refiere a un huésped que contiene un ADN exógeno como se define en las reivindicaciones presentes, en el que el huésped es un microgranismo procariota, eucariotica o una célula de planta. La invención también se refiere a una planta que contiene un ADN exógeno como se define en las reivindicaciones presentes o su progenie o tejido teniendo dicho ADN.
Realización para llevar a cabo la invención
El método del desplazamiento diferencial, por ejemplo, puede ser usado para obtener el ADN que codifica para la enzima de la presente invención. En perilla (Perilla frutescens), por ejemplo, hay variedades que acumulan antocianinas (por ejemplo, la forma roja) y otras que no lo hacen (por ejemplo, la forma verde). Clonando el presente ADN en las variedades que acumulan antocianinas, pero no presente en las variedades que no lo hacen, es posible obtener el ADN que codifica para la enzima de la presente invención.
Más específicamente, el ARN es extraído a partir de las hojas de la forma roja y forma verde, y el cADN es sintetizado conforme a métodos estándar. Esto entonces es separado por electroforesis para aislar el cADN presente en la genoteca de cADN de la forma roja, pero no presente en la genoteca de cADN de la forma verde. Después, la genoteca del cADN de la forma roja es rastreada usando el cADN resultante como una sonda para obtener el cADN que codifica para la enzima de la presente invención.
Una vez el cADN que codifica para la enzima de la presente invención es obtenido de la manera descrita anteriormente, este cADN o su fragmento es usado como una sonda para rastrear las genotecas de cADN de otras plantas. Por consiguiente, el ADN que codifica para la enzima de la presente invención puede ser obtenido a partir de aquellas plantas.
Como un ejemplo del rastreo, en la presente invención, el ADN que codifica para la enzima de la presente invención es clonada a partir de perilla por el método de expresión diferencial (Ejemplo 1). Después, el ADN que codifica para la enzima de la presente invención es obtenido a partir de verbena rastreando los cADN de verbena (Verbena hebrida) usando el ADN clonado del Ejemplo 1 como una sonda (Ejemplo 2). Además, el ADN que codifica para la enzima de la presente invención es obtenido a partir de torenia de la misma manera (Ejemplo 3).
Entonces, fue confirmado que las proteínas codificadas en estos ADN tienen la actividad enzimática de la presente invención.
Además, el ADN que codifica para la enzima de la presente invención fue obtenido a partir de petunia (Ejemplo 4).
Los ejemplos de los ADN de la presente invención incluyen a los que codifican para la secuencia de aminoácidos descrita en cualquiera de las SEQ ID NOs: 7 a 10 ó 12. Sin embargo, también se conocen proteínas que tienen una secuencia de aminoácidos modificada por la adición y/o la deleción de uno o varios aminoácidos y/o sustituciones por uno o varios otros aminoácidos para mantener la actividad enzimática similar a la proteína original. Así, los genes que codifican para una proteína que tiene una secuencia de aminoácidos modificada por la adición y/o las deleciones de uno o más aminoácidos y/o sustituciones por uno o varios otros aminoácidos en relación con la secuencia de aminoácidos descrita en cualquiera de SEQ ID NOs: 7 a 10 ó 12, cuya proteína tiene una secuencia de aminoácidos que tiene una homología del 60% o más con la secuencia de aminoácidos de SEQ ID NOs: 7 a 10 ó 12 y que todavía mantiene la actividad de transferir un glucósido a la posición 5 de un flavonoide, también pertenecen a la presente
invención.
La presente invención también se refiere a un gen que codifica para una proteína cuyo gen se hibrida a una secuencia de nucleótidos que codifica para una secuencia de aminoácidos que tiene una secuencia de aminoácidos que tiene una homología del 60% o más con la secuencia de aminoácidos de SEQ ID NOs: 7 a 10 ó 12 o a sus partes, en las condiciones de 5 x SSC, y 50ºC, y que tiene actividad de transferir un glucósido a la posición 5 de un flavonoide. Además, la temperatura de hibridación óptima varía de acuerdo con la secuencia de nucleótidos y su longitud, y es preferible que la temperatura de hibridación sea menor cuanto más corta es la secuencia de nucleótidos. Por ejemplo, una temperatura de 50ºC o menos es preferible en el caso de una secuencia de nucleótidos (18 bases) que codifique para seis aminoácidos.
Aunque los ejemplos de genes seleccionados por hibridación en esta manera incluyan los que son naturales, tales como aquellos derivados a partir de plantas, cuyos ejemplos incluyen un gen derivado de verbena y torenia, también pueden ser aquellos derivados a partir de otras plantas, cuyos ejemplos incluyen petunias, rosas, claveles y jacintos. Además, los genes seleccionados por hibridación también pueden ser cADN o ADN genómico.
Además, la presente invención también se refiere a un gen que codifica para una proteína que tiene una secuencia de aminoácidos que tiene una homología del 60% o más en relación con una secuencia de aminoácidos de cualquiera de SEQ ID NOs: 7 a 10 ó 12, y que tiene actividad para transferir un glucósido a la posición 5 de un flavonoide. Es decir, como se indica en los Ejemplos, el ADN que codifica para la enzima de la presente invención muestra una homología del 20 al 30% en comparación con otros genes de glucosiltransferasa. Así, la presente invención está incluida en el grupo de genes que codifican para una proteína que tiene una homología del 30% o más con una secuencia de aminoácidos descrita en cualquiera de SEQ ID NOs: 7 a 10 ó 12, y que tiene actividad de glucosiltransferasa.
Además, como está claro a partir de una comparación de los resultados de los Ejemplos 1 a 4, la secuencia de aminoácidos codificada por el ADN de la presente invención varía de acuerdo con la especie, siendo la homología interespecies del 50% o más (véanse los Ejemplos 3 y 4), y por ejemplo del 60 al 70% (véase el Ejemplo 2), mientras que la homología de las secuencias de aminoácidos de las enzimas derivadas a partir de la misma especie es del 90% o más (véase el Ejemplo 1). Así, el gen que codifica para una proteína que tiene una secuencia de aminoácidos que tiene una homología del 60% o más en relación con una secuencia de aminoácidos descrita en cualquiera de SEQ ID NOs: 7 a 10 ó 12, y que mantiene la actividad de glucosiltransferasa de la presente invención están incluidos en la presente invención.
Como se describe detalladamente en los Ejemplos, el ADN que tiene una secuencia de nucleótidos natal es obtenido, por ejemplo, por el rastreo de una genoteca de cADN.
Además, el ADN que codifica para una enzima que tiene una secuencia de aminoácidos modificada puede ser sintetizado usando mutagénesis de sitio específico ordinaria y la PCR basada en la secuencia de nucleótidos de un ADN natal. Por ejemplo, un fragmento de ADN que contiene un sitio en el cual se desea que se introduzca una modificación es obtenido por digestión de la enzima de restricción partir del cADN o ADN genómico obtenido como se describe anteriormente. Usando esto como una plantilla, son realizadas la mutagénesis de sitio específico o PCR usando un cebador que contiene la mutación deseada para obtener un fragmento de ADN que contiene la modificación deseada. Esto entonces es ligado al ADN que codifica para otra parte de la enzima objetivo.
De forma alternativa, para obtener el ADN que codifica para una enzima que tiene una secuencia de aminoácidos acortada, por ejemplo, el ADN que codifica para una secuencia de aminoácidos que es más larga que la secuencia de aminoácidos objetivo, por ejemplo aquella que codifica para la secuencia de aminoácidos entera, es digerida por una enzima de restricción deseada, y en el caso de que el fragmento de ADN resultante no codifique para la secuencia de aminoácidos objetivo entera, la parte deficiente debería ser complementada ligando el ADN sintético.
Además, expresando este clon usando un sistema de expresión génico en E. coli o levadura y miendo la actividad de la enzima, se puede confirmar que el gen resultante codifica para la glucosiltransferasa, y clarificando la región de traducción del gen de glucosiltransferasa que transfiere el glucósido a la posición 5 de un flavonoide, es obtenido un gen que codifica para la glucosiltransferasa reivindicado en la presente invención. Además, expresando dicho gen, puede ser obtenida la proteína transferasa objetivo que transfiere un glucósido a la posición 5 de un flavonoide.
De forma alternativa, la proteína puede ser obtenida usando el anticuerpo frente a una secuencia de aminoácidos descrita en cualquiera de SEQ ID NOs: 7 a 10 ó 12.
Así, la presente invención también se refiere a un vector recombinante que contiene el ADN anteriormente mencionado, y más particularmente, a un vector de expresión y un huésped transformado con el vector. Tanto procariotas como eucariotas pueden ser usados para el huésped. Los ejemplos de los procariotas que rutinariamente pueden ser usados para el huésped incluyen bacterias, por ejemplo, del género Escherichia tal como Escherichia coli, y del género Bacillus tal como Bacillus subtilis.
Los ejemplos de los eucariotas que pueden ser usados incluyen eucariotas inferiores tales como microorganismos eucariotas incluyendo hongos tales como levadura o moho. Los ejemplos de levadura incluyen el género Saccharomyces tal como Saccharomyces cerevisiae, mientras que los ejemplos de mohos incluyen el género Aspergillus tal como Aspergillus oryzae y Aspergillus niger, así como el género Penicillium. Además, también pueden ser usadas células de animal o planta, incluyendo los ejemplos de células de animal sistemas de células de ratón, hámster, mono y de ser humano. Además, pueden ser usadas como huéspedes células de insecto tales como las células del gusano de seda o gusanos de seda adultos por sí mismos.
Los vectores de expresión de la presente invención contienen una región del control de la expresión, tal como un promotor, terminador o un origen de replicación, dependiendo del tipo de huésped en el que deban ser introducidos. Los ejemplos de promotores de los vectores de expresión bacterianos incluyen los promotores usados de manera convencional, tales como el promotor trc, el promotor tac y el promotor lac, mientras que los ejemplos de promotores de levadura incluyen al promotor de gliceroaldehído trifosfato deshidrogenasa y el promotor PH05. Los ejemplos de promotores de moho incluyen la amilasa y trpC. Además, los ejemplos de promotores para huéspedes de células de animal incluyen a promotores virales tales como el promotor prematuro SV40 y el promotor tardío
SV40.
La preparación del vector de expresión puede ser realizada conforme a métodos estándar usando la enzima de restricción, ligasa, etcétera. Además, la transformación de un huésped por un vector de expresión también puede ser realizado conforme a métodos estándar.
En el procedimiento para producir la proteína anteriormente mencionada, un huésped transformado con el vector de expresión es cultivado, cruzado o reproducido, la proteína objetivo puede ser recuperada y purificada a partir del cultivo resultante conforme a métodos estándar, cuyos ejemplos incluyen filtración, centrifugación, homogenación celular, cromatografía de filtración de gel y cromatografía de intercambio iónico.
Además, aunque la presente memoria descriptiva describa transferasas derivadas a partir de perilla, verbena, torenia y petunia en las que las transferasas transfieren el glucósido a la posición 5 de un flavonoide (que simplemente pueden ser denominadas "glucosiltransferasa" en la presente invención), un gen que codifica para dicha enzima puede ser clonado, completamente o parcialmente cambiando el método de purificación de dicha enzima para purificar una glucosiltransferasa a partir de otra planta, y determinando la secuencia de aminoácidos de dicha enzima. Además, usando el cADN de la glucosiltransferasa derivada a partir de la perilla de la presente invención como una sonda, el cADN de una glucosiltransferasa diferente fue capaz de ser obtenido a partir de perilla, y el cADN de una glucosiltransferasa diferente fue capaz de ser obtenido a partir de una planta diferente. Así, pueden ser obtenidos otros genes de glucosiltransferasa usando una parte o la totalidad de un gen de glucosiltransferasa.
Además, como se indica en la presente memoria descriptiva, purificando la glucosiltransferasa de perilla, verbena, torenia y petunia para obtener el anticuerpo frente a dicha enzima conforme a métodos estándar, el cADN o ADN cromosómico producen la proteína que reacciona con aquel anticuerpo que puede ser clonado. Así, la presente invención no está limitada sólo los genes de glucosiltransferasas derivados a partir de perilla, verbena, torenia y petunia, sino que también se refiere a la glucosiltransferasa en el amplio sentido como se define en las reivindicaciones.
Además, la presente invención también se refiere a una planta, su progenie o su tejido para el cual el color ha sido ajustado por la introducción del ADN de glucosiltransferasa como se define en las reivindicaciones, y su forma puede ser las de flores de corte también.
Además, la UDP-glucosa es un ejemplo de un donor de glucósidos en la reacción de transferencia de glucósidos del glucósido que incluye la antocianina en la presente memoria descriptiva.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplos
Lo siguiente proporciona una explicación detallada de la presente invención basada en los Ejemplos. A no ser que se especifique de otra manera, el procedimiento experimental fue realizado conforme a los métodos descritos en Molecular Cloning (Cold Spring Harbor, 1989), "New Biochemistry Experimental Manual" (Kagaku Dojin, 1996) y la Patente Internacional abierta a consulta para el público Nº WO96/25500.
\newpage
Ejemplo 1
Clonación de un gen específicamente expresado en la forma roja (1) Expresión diferencial
La perilla (Perilla frutescens) incluye a las variedades que acumulan antocianinas en sus hojas (por ejemplo, forma roja (Sakata-no-tane)), y las variedades que no acumulan antocianinas (por ejemplo, forma azul (Sakata-no-tane)). La estructura de la antocianina principal, según se describe, es malonilshisonin (3-0-(6-0-(p-cumaloil)-\beta-D-glucosil)-5-0-(6-0-malonil-\beta-D-glucosil)-cianidina) (Agri. Biol. Chem., 53:197-198, 1989).
La expresión diferencial es un método publicado en Science, 257, 967-971 (1992), y es usado, por ejemplo, para obtener genes que son expresados específicamente en tejido.
El ARN total fue extraído a partir de las hojas de los dos tipos anteriormente mencionados de perilla por el método del fenol en caliente ("Plant Molecular Biology Manual", Kluwer Academic Publishers, 1994, págs. D5/1-13). El ARN de Poly A+ fue purificado a partir del ARN total resultante usando un kit separador de mARN (Clonetech). 0,9 \mug del ARN de poli A+ fueron retro-transcritos en 33 \mul de mezcla de reacción usando un cebador de oligo-dT añadido un ancla (GenHunter, H-T11G, H-TL11A y H-T11C) para obtener cADN monocatenario. Usando este cADN como una plantilla, fue realizada la PCR usando el mismo cebador de oligo-dT añadido un ancla y cebadores sintéticos (GenHunter, H-AP1 a 8) como cebadores.
El volumen de la mezcla de la reacción de la PCR era 20 \mul, y contenía 2 \mul de solución de cADN, 0,2 \muM de cualquier cebador H-T11G, H-T11A o H-T11C, 0,2 \muM de cualquier cebador de H-AP1 por H-AP8, dNTP 0,12 \muM, 5 ó 10 \muCi de ^{32}P de dCTP, Tris-HCl 10 mM (pH 9,0), KCl 50 mM, 0,01% de Triton X-100, MgCl_{2} 1,25 mM y 1 unidad de polimerasa Taq. Las condiciones de reacción comprendidas manteniendo la temperatura a 72ºC durante 20 segundos seguido por la repetición de la reacción en 40 ciclos con un ciclo que comprende elevar la temperatura a 94ºC durante 30 segundos, bajarla a 40ºC durante 2 minutos y elevarla a 72ºC durante 30 segundos, y luego mantener la temperatura a 72ºC durante 5 minutos.
Los fragmentos de ADN amplificados de esta manera fueron separados por la misma electroforesis de gel de poliacrilamida que la usada para la secuenciación de ADN. Después del secado del gel, el gel fue expuesto a la película de rayos X. Entre las aproximadamente 2.600 bandas resultantes, había 36 bandas observadas sólo en la forma roja como consecuencia de la comparación de las dos variedades. Fueron cortadas del gel seco y fueron eluidas en 100 \mul de agua. El ADN eluido fue precipitado con etanol y fue disuelto en 20 \mul de agua. Usando una cantidad mitad de cada ADN como plantilla, la reacción PCR fue realizada como se describe anteriormente, y los fragmentos amplificados fueron obtenidos para 33 de los fragmentos de ADN. El rastreo de la genoteca y el análisis de inmunotrasferencia fueron realizados entonces usando estos fragmentos de ADN.
(2) Análisis de inmunotrasferencia
El análisis de inmunotrasferencia fue realizado de acuerdo con el método descrito más abajo usando los 33 tipos anteriores de sondas de ADN. Después de la separación del ARN de poli A+ derivado a partir de la forma roja y forma verde con el gel de formamida que contenía agarosa del 1,2%, fue transferido el ARN de poli A+ a una membrana de Nilón. Esta membrana fue hibridada con las sondas de ADN anteriormente mencionadas marcadas con ^{32}P de la noche a la mañana a 65ºC en presencia de 5 x SSPE, solución de 5 x Denhalt, 0,5% de SDS y 20 \mug/ml de ADN de esperma de salmón desnaturalizado. La membrana hibridada fue lavada a 65ºC en 1 x SSPE y solución de 0,1% de SDS y fue sometida a autoradiografía. Como resultado, sólo cinco sondas fueron expresadas específicamente en forma roja. Estos clones son predichos que son genes implicados en la biosíntesis de antocianinas.
(3) Rastreo de la genoteca de cADN
Una genoteca de cADN con \lambdagt10 como un vector fue preparada usando el ARN de poli A+ obtenido a partir de las hojas de la forma roja y \lambdagt10 del sistema de clonación rápido completo (Amersham). Esta genoteca de cADN fue seleccionada con los cinco fragmentos de ADN descritos anteriormente para obtener el cADN correspondiente a cada fragmento. Entre estos, un clon llamado 3R5 fue obtenido usando un fragmento de ADN obtenido por los cebadores de H-T11A y H-AP3, y este clon mostró una homología de aproximadamente el 26% en el nivel de aminoácidos con la flavonoid-3-0-glucosil-transferasa de grano antes mencionada.
Además, los clones denominados 3R4 y 3R6 fueron obtenidos por el rastreo de la genoteca usando las mismas sondas, y estos mostraron un nivel extremadamente alto de homología con 3R5. Se muestran las secuencias de nucleótidos completas y las secuencias de aminoácidos deducidas de 3R4 y 3R6 en SEQ ID NO: 1 y SEQ ID NO: 2 en el Listado de Secuencias, respectivamente. Además, las secuencias de aminoácidos deducidas de las proteínas codificadas por 3R4 y 3R6 mostraron una homología del 92%.
Un clon denominado 8R6 fue obtenido usando un fragmento de ADN obtenido por los cebadores de H-T11G y y H-AP8, y este clon no mostró una homología significativa con ninguna secuencia publicada hasta ahora. Se muestra esta secuencia en SEQ ID NO: 5 del Listado de Secuencias. Aunque haya una gran posibilidad de que 8R6 sea un gen implicado en la biosíntesis de antocianinas, ya que su estructura carece de homología con los genes publicados hasta ahora, se predice que un nuevo gen está implicado en la biosíntesis de antocianina.
En consideración con la estructura de la antocianina en perilla (la malonilshisonin antes mencionada), se predice que este gen es una malonil-transferasa. Para verificar esto, este gen debe ser expresado en levadura y E. coli seguido por la reacción con antocianina y malonil-CoA como sustratos. Tal experimento puede ser llevado a cabo usando, por ejemplo, el método descrito en la Publicación Internacional Nº WO96/25500. El gen de la malonil-transferasa es útil en términos de modificar artificialmente la estructura de la antocianina.
(4) Expresión del cADN de 3R4 en levadura
Un fragmento de ADN de aproximadamente 1,5 kilobytes obtenido despuntando el sitio BstXI dividido de p3R4 usando la ADN polimerasa T4 (Takara Shuzo) y luego recortando en el sitio de división de BamHI en el adaptador, y un fragmento de ADN de aproximadamente 8 kilobytes obtenido despuntando el extremo EcoRI dividido de pYE22m y luego digiriendo con BamHI fueron ligados para obtener un plásmido que fue denominado pY3R4.
Además, la cepa de E. coli JM109 que tiene pYE22m fue llamada SBM335 de Escherichia coli, y fue depositada en el "National Institute of Bioscience and Human-Technology Agency of Industrial Science and Technology" como FERM BP-5435. En pY3R4, el cADN que codificaba para glucosiltransferasa fue ligado corriente abajo del promotor para la gliceroaldehído trifosfato deshidrogenasa sola del promotor de levadura constitutivo, y la transcripción es controlada por este promotor.
Usando pY3R4, el G1315 de la levadura Saccharomyces cerevisiae (Ashikari, et al., Appl. Microbiol. Biotechnol., 30, 515-520, 1989) fue transformado de acuerdo con el método de Ito, et al. (Ito, et al., J. Bacteriol., 153, 163-168, 1983). La levadura transformada fue seleccionada de acuerdo con la recuperación de la capacidad de la síntesis de triptófano. La cepa transformada resultante fue cultivada durante 24 horas a 30ºC con agitación en 10 ml del medio de Burkholder (Burkholder, Amer. J. Bot., 30, 206-210) conteniendo 1% de ácidos casaminos.
Para llevar a cabo un experimento de control, la levadura que recuperó espontáneamente la capacidad de síntesis de triptófano fue también cultivada de la misma manera. Después de recuperar la levadura, las células fueron suspendidas en tampón de suspensión (tampón fosfato 100 mM (pH 8,5), 0,1% (v/v) de 2-mercaptoetanol, APMSF 10 \muM y UDP-glucosa 100 \muM) seguido de la adición de perlas de vidrio (perlas de vidrio, 425-600 micras lavadas al ácido, Sigma) y agitación vigorosa para machacar las células. Las células machacadas entonces fueron centrifugadas durante 20 minutos a 15.000 revoluciones por minuto y el sobrenadante fue usado como una solución enzimática a granel para la medida de la actividad de la enzima descrita más abajo.
(5) Medida de la actividad enzimática
Después de proporcionar 50 \mul de la mezcla de reacción que contenían 20 \mul de solución enzimática a granel (tampón fosfato 100 mM (pH 8,5), cianidin-3-glucósido 670 \muM, UDP-glucosa 1 mM) durante 10 minutos a 30ºC, 50 \mul de solución de acetonitrilo del 50% que contenía TFA del 0,1% fue añadida para parar la reacción. El sobrenadante obtenido centrifugando durante 5 minutos a 15.000 revoluciones por minuto fue pasado por un filtro Samprep LCR4(T)-LC (Millipore) para eliminar las impurezas. Esto entonces fue analizado por cromatografía líquida de alta resolución (HPLC). El análisis fue realizado usando una columna de fase inversa (Asahipak ODP-50, 4,6 mm de diámetro x 250 mm, Showa Denko), la fase móvil consistió en TFA/H_{2}O del 0,5% para la solución A y TFA del 0,5%, CH_{3}CN del 50% para la solución B. El caudal era 0,6 ml/min y las fracciones fueron eluidas en un gradiente de B20% \rightarrow B100% (20 minutos) seguido por el mantenimiento en B100% durante 5 minutos.
20 \mul de la mezcla de reacción fueron usados para el análisis. A_{520\ nm}, AUFS 0,5 (Shimadzu SPD-10A) y un detector de serie de fotodiodo (Shimadzu SPD-M6A) a una absorbancia de 600-250 nm fueron usados para la detección. En el caso de la reacción de la solución enzimática a granel de levadura que expresaba pY3R4, además del sustrato cianidin-3-glucósido (tiempo de retención: 17 minutos), un nuevo pico fue observado en el tiempo de retención de 14,5 minutos. Ya que no fue observado en el caso de la reacción de la solución enzimática a granel de levadura del experimento de control, este nuevo pico, según se consideraba, fue generado debido a la actividad de la proteína originada a partir de pY3R4. Como consecuencia de la co-cromatografía con cianidin-3,5-diglucósido, el tiempo de retención de este pico coincidió con él de cianidin-3,5-diglucósido, y sus espectros de absorción fueron también idénticos entre sí. Basado en estas observaciones, el cADN de 3R4 de perilla fue encontrado que codificaba para 5GT.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo 2
Clonación del gen de 5GT de Verbena hybrida (1) Preparación de la genoteca de cADN
Los pétalos fueron recogidos a partir de la variedad Verbena Hanatemari violeta (Suntory) y fueron molidos con un mortero y mano de mortero en nitrógeno líquido. El ARN fue extraído a partir de los tejidos de base de acuerdo con un método que usa tiocianato de guanidina/cloruro de cesio, y el ARN de poli A+ fue obtenido por el método recomendado por el fabricante usando Oligotex (Takara Shuzo). El método que usaba tiocianato de guanidina/cloruro de cesio fue llevado a cabo conforme al método descrito detalladamente en "Methods in Molecular Biology", vol. 2 (Humana Press Inc., 1984) de R. McGookin y Robert J. Slater, et al.
Usando el ARN de poli A+ resultante como plantilla, fue sintetizado cADN bicatenario usando el kit de síntesis de ZAP-cADN (Stratagene), después, una genoteca de cADN fue preparada usando el kit de clonación Uni-ZAP XR (Stratagene) de acuerdo con el método recomendado por el fabricante.
(2) Clonación de cADN de 5GT
La genoteca del fago \lambda obtenida como se describe anteriormente fue rastreado de la manera siguiente usando el cADN de p3R4 de perilla como una sonda. Los filtros fueron mantenidos a 42ºC durante 1 hora en tampón de hibridación (5 x SSC, formamida del 30%, tampón de fosfato de sodio 50 mM (pH 7,0), SDS del 3%, reactivo de bloqueo del 2% (Boehringer), lauroilsarcosina del 0,1%, 80 \mug/ml de ADN de esperma de salmón). El fragmento de cADN de 5GT de perilla marcado con DIG, cADN de p3R4, fue añadido a la solución de hibridación y los filtros fueron incubados durante 16 horas más.
Después del lavado de los filtros con la solución lavadora (5 x SSC 50ºC, SDS del 1%), los clones positivos marcados con fosfato anti-DIG-alcalino fueron detectados inmunológicamente usando 5-bromo-4-cloro-3-indolilfosfato y sal de azul de nitrotetrazolio de acuerdo con el método descrito por el fabricante (Boehringer).
Como resultado, fueron obtenidos siete clones positivos. Estos cADN fueron excindidos en un plásmido pBluescript SK usando el método recomendado por Stratagene. Cuando las longitudes del cADN fueron investigadas por electroforesis en gel de agarosa, fue observada una inserción de una longitud máxima de 2,0 kilobytes.
(3) Determinación de la secuencia de nucleótidos
Los plásmidos fueron extraídos a partir de los clones resultantes, y las secuencias de nucleótidos cerca de los extremos 3' y 5' del cADN fueron determinadas de acuerdo con el método de la secuencia didesoxi usando el reactivo fluorescente como es recomendado por Perkin-Elmer con el secuenciador de ABI 373A (Perkin-Elmer). Como resultado, cinco de los siete clones tenían las mismas secuencias de nucleótidos mutuamente aunque las longitudes del cADN fueran diferentes. La secuencia de nucleótidos entera de pSHGT8 fue determinada. La determinación de las secuencias de nucleótidos fue realizada como se describe anteriormente por la utilización de el kit de deleción de kilo-secuencias (Takara Shuzo) para obtener una serie de clones de cADN delecionados, o usando un oligocebador específico para la secuencia interna de pSHGT8.
(4) Comparación de la secuencia de nucleótidos y la secuencia de aminoácidos
El cADN insertado en pSHGT8 tenía una longitud de 2062 bp, e incluía un marco de lectura abierto (ORF) que consistía en 1386 bp de longitud (incluyendo un codon de terminación). Se muestra esta secuencia en SEQ ID NO: 3. La secuencia de aminoácidos de este ORF tenía una homología del 68% con la secuencia de aminoácidos de 5GT de perilla codificada por p3R4, y una homología del 64% con éste codificada por p3R6. Además, también tenía una homología del 22 al 25% con los 3GT de plantas monocotiledoneas y dicotiledoneas, y una homología del 21% con 3RT de petunia.
(5) Expresión en levadura y medida de la actividad enzimática
Un fragmento de ADN de aproximadamente 2,0 kilobytes obtenido digiriendo pSHGT8 con BamHI/XhoI, y un fragmento de ADN de aproximadamente 8 kilobytes obtenido digiriendo pYE22m con BamHI/SalI fueron ligados, y el plásmido resultante fue denominado pYHGT8. PYHGT8 fue expresado en células de levadura de la misma manera que el Ejemplo 1, y fue medida la actividad enzimática de la proteína codificada por pSHGT8. Como resultado, en la mezcla de reacción que contenía la solución enzimática a granel de levadura transformada con pYHGT8, un producto fue obtenido que coincidió con cianidin-3,5-diglucósido tanto en el tiempo de retención como en el espectro de la absorción. Basado en esta observación, el cADN de pSHGT8 de Verbena fue determinado para codificar para 5GT.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo 3
Clonación del gen de 5GT de Torenia (1) Preparación del cADN de la genoteca
Los pétalos fueron recogidos a partir de la variedad de torenia "Summer Wave Blue" (Suntory) y fueron molidos en un mortero y mano de mortero en nitrógeno líquido. El ARN fue extraído a partir de los tejidos de tierra de acuerdo con un método que usa tiocianato de guanidina/cloruro de cesio, y el ARN de poli A+ fue obtenido por el método recomendado por el fabricante usando Oligotex (Takara Shuzo). El método que usa tiocianato de guanidina/cloruro de cesio fue llevado a cabo conforme al método descrito detalladamente en "Methods in Molecular Biology", vol. 2 (Humana Press Inc., 1984) de R. McGookin y Robert J. Slater, et al.
Usando el ARN de poli A+ resultante como plantilla, el cADN bicatenario fue sintetizado usando el kit de síntesis de ZAP-cADN de Strategene, después, una genoteca de cADN fue preparada usando el kit de clonación Uni-ZAP XR (Stratagene) de acuerdo con el método recomendado por el fabricante.
(2) Clonación de cADN de 5GT
La genoteca del fago \lambda obtenida como se describe anteriormente fue seleccionado de la misma manera que el Ejemplo 2 usando el cADN de p3R4 de perilla como una sonda. Como resultado, fueron obtenidos ocho clones positivos. Después de la excisión del cADN en el plásmido pBluescript SK, las longitudes del cADN fueron investigadas por electroforesis de gel de agarosa, lo que reveló que la longitud máxima de inserción fue de 1,6 kilobytes.
(3) Determinación de la secuencia de nucleótidos
Los plásmidos fueron extraídos a partir de los clones resultantes, y las secuencias de nucleótidos cerca de ambos extremos 5' y 3' fueron determinadas de la misma manera que el Ejemplo 2. Como resultado, seis de los ocho clones, según se consideraba, tenían mutuamente las mismas secuencias de nucleótidos aunque las longitudes del cADN fueran diferentes. La secuencia de nucleótidos entera del cADN de pSTGT5 fue determinada.
(4) Comparación de la secuencia de nucleótidos y la secuencia de aminoácidos
El cADN codificado en pSTGT5 fue de 1671 bp de longitud, e incluyó un marco de lectura abierto (ORF) que consistía en 1437 bp de longitud (incluyendo un codon de terminación). Se muestra esta secuencia en SEQ ID NO: 4. La secuencia de aminoácidos de este ORF tenía una homología del 58% con la secuencia de aminoácidos de 5GT de perilla codificada por p3R4, y una homología del 57% con esto codificada por p3R6, y, una homología del 57% con esto codificada por pSHGT8 de Verbena. Además, también tenía una homología del 19 al 23% con 3GT de plantas monocotiledoneas y dicotiledoneas, y una homología del 20% con 3RT de petunia.
(5) Expresión del gen de 5GT en levadura
Un fragmento de ADN de aproximadamente 1,6 kilobytes obtenido digiriendo pSTGT5 con SmaI/KpnI, y un fragmento de ADN de aproximadamente 8 kilobytes obtenido despuntando el sitio de pYE22m digerido con EcoRI y luego digiriendo con KpnI fueron ligados, y el plásmido resultante fue designado como pYTGT5. PYTGT5 fue expresado en células de levadura de la misma manera que el Ejemplo 1, y fue medida la actividad enzimática de la proteína codificada por pSTGT5. Como resultado, en la mezcla de reacción que contiene la solución enzimática a granel de levadura transformada con pYTGT5, un producto fue obtenido que coincidió con cianidin-3,5-diglucósido tanto en el tiempo de retención como en el espectro de absorción. Basado en esta observación, el cADN de pSTGT5 de Torenia fue determinado que codificaba para 5GT.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo 4
Clonación del gen de 5GT de petunia (1) Preparación de la genoteca de cADN
Una genoteca de cADN fue preparada por el ARN extraído a partir de los pétalos de petunia de la variedad "Old Glory Blue" de la manera descrita detalladamente por T. Holton, et al. (Plant Journal, 1993 4: 1003-1010).
(2) Clonación del cADN de 5GT
La genoteca cADN fue rastreada de la misma manera que el Ejemplo 2 usando la mezcla de los cADN de 5GT de perilla, torenia y verbena obtenidos a partir de la manera descrita anteriormente como sondas. Como resultado, fueron obtenidos cuatro clones de cADN positivos y fueron excindidos en el plásmido pBluescript SK. Las longitudes del cADN fueron investigadas por electroforesis de gel de agarosa, un cADN de una longitud máxima de 2,0 kilobytes fue observado.
(3) Determinación de la secuencia de nucleótidos
Los plásmidos fueron extraídos a partir de los clones resultantes, y la secuencia de nucleótidos cerca del extremo 5' fue determinada de la misma manera que el Ejemplo 2. Como resultado, dos de los cuatro clones, pSPGT1, parecían que codificaban una secuencia de aminoácidos con un alto grado de homología con aquellas de 5GT de perilla, torenia y verbena obtenidas hasta entonces. Por lo tanto, la secuencia de nucleótidos entera de pSPGT1 fue determinada.
(4) Comparación de la secuencia de nucleótidos y la secuencia de aminoácidos
El cADN de pSPGT1 tenía una longitud de 2015 bp, e incluía un marco de lectura abierto (ORF) que consistía en 1407 bp (incluyendo un codon de terminación). Se muestra esta secuencia en SEQ ID NO: 6. La secuencia de aminoácidos de este ORF tenía una homología del 57% con la de 5GT codificada por p3R4 de perilla, una homología del 54% con la codificada por p3R6, el 55% con la codificada por pSHGT8 de verbena, y el 51% de la codificada por pTGT5 de torenia. Además, también tenía una homología del 20 al 29% con 3GT de plantas monocotiledoneas y dicotiledoneas, y una homología del 20% con 3RT de petunia. Basado en esta observación, el cADN de pSPGT1 obtenido a partir de petunia, según se consideraba, codificaba para 5GT.
Aplicabilidad industrial
Como se ha descrito anteriormente, el cADN que codificaba para las enzimas que transfieren un glucósido a la posición 5 de un flavonoide que proviene en perilla, verbena, torenia y petunia fueron clonados y sus secuencias de nucleótidos fueron determinadas. Además, claramente se mostró que los cADN aislados que codificaban para 5GT por la actividad enzimática de su proteína expresada en la levadura. La introducción de estos cADN en un vector de expresión de planta adecuado y la transferencia de los constructos de expresión resultantes en una planta hace posible proporcionar, aumentar o disminuir la actividad de 5GT en la planta transformada, lo que conduce a la regulación del color de la flor. Además, usando esta enzima, la estructura de las antocianas puede ser cambiada o pueden ser sintetizadas antocianas más estables en plantas o in vitro.
<110> Suntory Limited
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<120> Genes que codifican proteínas que tienen actividad de transglucosilación
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<130> GPS/FP5766662
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<140> EP 98932550.1
\vskip0.400000\baselineskip
<141> 16-07-1998
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<150> PCT/GB98/03199
\vskip0.400000\baselineskip
<151> 16-07-1998
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<150> JP 9/200571
\vskip0.400000\baselineskip
<151> 25-07-1997
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<160> 12
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<170> PatentIn Ver. 2.1
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 1
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 1507
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Perilla frutescens
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> CDS
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (17)..(1399)
\newpage
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 1
2
3
4
5
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 2
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 1474
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Perilla frutescens
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> CDS
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (29)..(1360)
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 2
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
6
7
8
9
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 3
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 2062
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Verbena hybrida
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> CDS
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (26)..(1411)
\newpage
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 3
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
10
11
12
13
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 4
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 1671
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Torenia hybrida
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> CDS
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (45)..(1481)
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> Otras propiedades
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (234)..(236)
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Xaa (64) es Cys o Phe
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> Otras propiedades
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (237)..(239)
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Xaa (65) es Ser o Pro
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 4
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
14
15
16
17
18
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 5
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 1437
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Perilla frutescens
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> CDS
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (294)..(1301)
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 5
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
19
20
21
22
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 6
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 2105
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Petunia hybrida
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> CDS
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (341)..(1747)
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 6
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
23
24
25
26
27
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 7
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 460
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Perilla frutescens
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 7
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
28
29
30
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 8
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 443
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Perilla frutescens
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 8
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
31
32
33
\hskip1.2cm
34
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 9
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 461
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Verbena hybrida
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 9
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
35
36
37
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 10
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 478
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Torenia hybrida
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> SITIO
\vskip0.400000\baselineskip
<222> 64
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Xaa (64) es Cya o Phe
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> SITIO
\vskip0.400000\baselineskip
<222> 65
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Xaa (65) es Ser o Pro
\newpage
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 10
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
38
39
40
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 11
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 335
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Perilla frutescens
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 11
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
41
42
43
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 12
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 468
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Petunia hybrida
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 12
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
44
45
46

Claims (10)

1. El ADN que codifica para una proteína que tiene una secuencia de aminoácidos que tiene una homología del 60% o más con una secuencia de aminoácidos descrita en cualquiera de SEQ ID NOs: 7 a 10 ó 12, y que tiene actividad para transferir un glucósido a la posición 5 de un flavonoide.
2. El ADN como se expone en la reivindicación 1 que codifica para una proteína, en el que dicho gen puede ser hibridado en las condiciones de 5 x SCC y 50ºC con todo o una parte de una secuencia de nucleótidos que codifica para una secuencia de aminoácidos descrita en cualquiera de SEQ ID NOs: 7 a 10 ó 12, y que tiene actividad para transferir un glucósido en la posición 5 de un flavonoide.
3. Un vector que contiene ADN como se expone en la reivindicación 1 o la reivindicación 2.
4. Un huésped que contiene un ADN de vector como se expone en la reivindicación 3, en el que dicho huésped es un microorganismo procariota, eucariota o una célula de planta.
5. Un huésped que contiene un ADN exógeno como se expone en la reivindicación 1 ó 2, en el que dicho huésped es un microorganismo procariota, eucariota o una célula de planta, en el que dicha planta es de una especie seleccionada a partir de: rosa, crisantemo, clavel, margarita, campanilla, calanchoes, tulipán y gladiolas.
6. Una proteína codificada por el ADN como se expone en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, cuya proteína tiene una secuencia de aminoácidos que tiene una homología del 60% o más con la secuencia de aminoácidos de cualquiera de SEQ ID NOs: 7 a 10.
7. Un procedimiento para producir una proteína que comprende cultivar o reproducir un huésped como se expone en la reivindicación 4 o la reivindicación 5, y recuperar una proteína que tiene actividad para transferir un glucósido en la posición 5 de un flavonoide a partir de dicho huésped.
8. Una planta que contiene un ADN del vector que se expone en la reivindicación 3, o su progenie o tejido que tiene dicho ADN.
9. Una planta que contiene un ADN exógeno como se expone en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, o su progenie o tejido que tiene dicho ADN, en el que dicha planta es de una especie seleccionada a partir de: rosa, crisantemo, clavel, margarita, campanilla, calanchoes, tulipán y gladiolas.
10. Una flor de corte de la planta como se expone en la reivindicación 8 o la reivindicación 9 o su progenie que tiene dicho ADN.
ES98932550T 1997-07-25 1998-07-16 Genes que codifican proteinas con actividad de transglicolacion. Expired - Lifetime ES2299210T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9-200571 1997-07-25
JP20057197 1997-07-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2299210T3 true ES2299210T3 (es) 2008-05-16

Family

ID=16426554

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES98932550T Expired - Lifetime ES2299210T3 (es) 1997-07-25 1998-07-16 Genes que codifican proteinas con actividad de transglicolacion.

Country Status (12)

Country Link
US (2) US6855862B1 (es)
EP (1) EP0967283B1 (es)
JP (1) JP4293641B2 (es)
KR (1) KR100718475B1 (es)
CN (1) CN1322130C (es)
AT (1) ATE387493T1 (es)
AU (1) AU754464B2 (es)
CA (1) CA2266421C (es)
DE (1) DE69839178T2 (es)
ES (1) ES2299210T3 (es)
NZ (1) NZ335001A (es)
WO (1) WO1999005287A1 (es)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6770747B1 (en) * 1999-02-16 2004-08-03 Suntory Limited Genes encoding protein having activity of transferring sugar onto aurone
GB0002814D0 (en) 2000-02-09 2000-03-29 Univ York Nucleic acids and their uses
WO2001092536A1 (fr) * 2000-06-02 2001-12-06 International Flower Developments Proprietary Limited Nouveaux genes de l'acyltransferase aliphatique
AU782261C (en) * 2000-06-02 2006-02-23 Suntory Holdings Limited Novel glycosyltransferase genes
EP1947179B1 (en) * 2005-10-20 2011-09-21 Local Independent Administrative Institution Aomori Prefectural Industrial Technology Research Center Novel aromatic acyl group transferase genes
EP2178531A4 (en) * 2007-07-02 2012-01-11 Yu Ming METHODS AND COMPOSITIONS, TARGETS FOR COMBINED CANCER TREATMENTS
CA2759069C (en) * 2009-04-24 2015-10-06 Suntory Holdings Limited Perilla-derived promoter functioning in petals
WO2012096307A1 (ja) 2011-01-14 2012-07-19 サントリーホールディングス株式会社 新規糖転移酵素遺伝子及びその使用
WO2013108794A1 (ja) 2012-01-17 2013-07-25 サントリーホールディングス株式会社 新規糖転移酵素遺伝子及びその使用
CN103348799A (zh) * 2013-07-19 2013-10-16 镇江瑞繁农艺有限公司 美女樱多次采种栽培方法
US20170067063A1 (en) * 2014-03-07 2017-03-09 Evolva Sa Methods for Recombinant Production of Saffron Compounds
CN103952414A (zh) * 2014-05-22 2014-07-30 中南民族大学 一种烟草糖基转移酶诱导型启动子及其应用
KR101884382B1 (ko) * 2015-10-30 2018-08-02 고려대학교 산학협력단 단순 페놀릭 배당 유도체, 이의 제조방법 및 이를 함유하는 피부미백 또는 주름개선용 조성물
CN109868265B (zh) * 2017-12-01 2023-04-25 中国科学院分子植物科学卓越创新中心 新型糖基转移酶及其应用
CN117343919B (zh) * 2023-10-07 2024-04-19 广州佰数生物科技有限公司 一种类黄酮双羟基位点糖基转移酶及其应用

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994003591A1 (en) 1992-07-30 1994-02-17 International Flower Developments Pty. Ltd. Genetic sequences encoding glycosyltransferase enzymes and uses therefor
JP2987277B2 (ja) * 1993-08-31 1999-12-06 日新製鋼株式会社 金属溶解炉の水冷構造
US6489541B1 (en) * 1994-06-24 2002-12-03 Michigan State University Board Of Trustees Genetic control of plant hormone levels and plant growth
KR19990022925A (ko) 1995-06-14 1999-03-25 에인혼 해롤드 개선된 엘라스토머성 압출 프로파일
EP0771878A1 (en) 1995-10-31 1997-05-07 Plant Genetic Systems N.V. Plants with reduced glucosinolate content

Also Published As

Publication number Publication date
AU8243298A (en) 1999-02-16
AU754464B2 (en) 2002-11-14
US7501271B2 (en) 2009-03-10
KR20000068633A (ko) 2000-11-25
DE69839178D1 (de) 2008-04-10
JP4293641B2 (ja) 2009-07-08
KR100718475B1 (ko) 2007-05-16
EP0967283A1 (en) 1999-12-29
US20050257291A1 (en) 2005-11-17
WO1999005287A1 (fr) 1999-02-04
CA2266421C (en) 2011-02-15
ATE387493T1 (de) 2008-03-15
DE69839178T2 (de) 2009-02-19
CN1322130C (zh) 2007-06-20
CN1237206A (zh) 1999-12-01
EP0967283B1 (en) 2008-02-27
US6855862B1 (en) 2005-02-15
EP0967283A4 (en) 2004-06-09
CA2266421A1 (en) 1999-02-04
NZ335001A (en) 2001-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7501271B2 (en) Proteins having a flavonoid 5-O-glycosyltransferase activity (5GT)
Tanaka et al. Molecular cloning and characterization of Rosa hybrida dihydroflavonol 4-reductase gene
US6774285B1 (en) Nucleic acid sequences encoding flavonoid 3′-hydroxylase and methods of altering flower color therewith
JP5598830B2 (ja) アントシアニンの3’位への芳香族アシル基転移酵素をコードする遺伝子を用いたアントシアニン色素の安定化ならびに青色化方法
US5859329A (en) Genetic sequences encoding flavonol synthase enzymes and uses therefor
ES2336162T3 (es) Genes que codifican proteinas que tienen actividad aciltransferasa.
JP2000023686A (ja) フラボノイド3′,5′―ヒドロキシラ―ゼ活性を有する蛋白質及びそれをコ―ドする核酸
ES2322770T3 (es) Genes que codifican sintasas de flavonas.
Tornielli et al. The genetics of flower color
ES2206458T3 (es) Secuencias geneticas que codifican enzimas glicosiltransferasas y usos para las mismas.
ES2365261T3 (es) Flavenoide metiltransferasa a partir de la torenia y sus usos.
JP2003528603A (ja) 植物のアントシアニジンルチノシド芳香族アシルトランスフェラーゼ
JP4259886B2 (ja) 新規糖転移活性を有する蛋白質をコードする遺伝子
EP1291418A1 (en) Novel glycosyltransferase genes
US6770747B1 (en) Genes encoding protein having activity of transferring sugar onto aurone
ES2274888T3 (es) Nuevos genes de acil alifatico transferasa.
AU2005200905A1 (en) Genes encoding proteins having activity of transferring sugar onto aurone
AU4690193A (en) Genetic sequences encoding flavonol synthase enzymes and uses therefor