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公開番号2025121406
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-19
出願番号2025017938
出願日2025-02-05
発明の名称改変された炭酸脱水酵素
出願人東ソー株式会社
代理人弁理士法人秀和特許事務所
主分類C12N 9/88 20060101AFI20250812BHJP(生化学;ビール;酒精;ぶどう酒;酢;微生物学;酵素学;突然変異または遺伝子工学)
要約【課題】本開示は、改変されたThermosulfurimonas dismutans由来炭酸脱水酵素を提供することを課題とする。
【解決手段】炭酸脱水酵素のアミノ酸配列のうち、特定の位置にあるアミノ酸を他のアミノ酸に置換したアミノ酸配列を有する、炭酸脱水酵素により、前記課題を解決する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
以下の（ｉ）から（ｉｉｉ）のいずれかから選択される、炭酸脱水酵素：
（ｉ）配列番号１に記載のアミノ酸配列のうち２１番目のグリシン残基から２４９番目のリジン残基までのアミノ酸配列であって、以下の（１）～（２２）から選択される１以上のアミノ酸置換を少なくとも含むアミノ酸配列を有する、炭酸脱水酵素：
（１）配列番号１の３３番目のリジン残基に相当するアミノ酸残基がグルタミン酸残基に置換
（２）配列番号１の１６５番目のリジン残基に相当するアミノ酸残基がグルタミン酸残基に置換
（３）配列番号１の１８２番目のメチオニン残基に相当するアミノ酸残基がロイシン残基に置換
（４）配列番号１の６６番目のイソロイシン残基に相当するアミノ酸残基がバリン残基に置換
（５）配列番号１の２２９番目のリジン残基に相当するアミノ酸残基がグルタミン酸残基に置換
（６）配列番号１の２３１番目のメチオニン残基に相当するアミノ酸残基がイソロイシン残基に置換
（７）配列番号１の１７３番目のリジン残基に相当するアミノ酸残基がアルギニン残基に置換
（８）配列番号１の２１４番目のリジン残基に相当するアミノ酸残基がアルギニン残基に置換
（９）配列番号１の２４６番目のリジン残基に相当するアミノ酸残基がアルギニン残基に置換
（１０）配列番号１の２６番目のバリン残基に相当するアミノ酸残基がアラニン残基に置換
（１１）配列番号１の４３番目のアラニン残基に相当するアミノ酸残基がバリン残基に置換
（１２）配列番号１の２２６番目のリジン残基に相当するアミノ酸残基がアルギニン残基に置換
（１３）配列番号１の６９番目のグルタミン残基に相当するアミノ酸残基がアルギニン残基に置換
（１４）配列番号１の１０３番目のバリン残基に相当するアミノ酸残基がイソロイシン残基に置換
（１５）配列番号１の６３番目のセリン残基に相当するアミノ酸残基がトレオニン残基に置換
（１６）配列番号１の６９番目のグルタミン残基に相当するアミノ酸残基がアスパラギン酸残基に置換
（１７）配列番号１の１６９番目のグルタミン酸残基に相当するアミノ酸残基がアスパラギン酸残基に置換
（１８）配列番号１の１７０番目のヒスチジン残基に相当するアミノ酸残基がグルタミン酸残基に置換
（１９）配列番号１の２３番目のグリシン残基に相当するアミノ酸残基がグリシン残基およびトレオニン残基以外のいずれかのアミノ酸残基に置換
（２０）配列番号１の２１番目のグリシン残基に相当するアミノ酸残基がプロリン残基に置換
（２１）配列番号１の２２番目のグリシン残基に相当するアミノ酸残基がセリン残基に置換
（２２）配列番号１の２４番目のヒスチジン残基に相当するアミノ酸残基がグルタミン酸残基に置換；
（ｉｉ）配列番号１に記載のアミノ酸配列のうち２１番目のグリシン残基から２４９番目のリジン残基までのアミノ酸残基であって、前記（１）～（２２）から選択される１以上のアミノ酸置換を含むアミノ酸配列であり、さらに前記アミノ酸置換以外に１または数個の位置での１または数個のアミノ酸残基の置換、欠失、挿入および付加のうち、いずれか１つ以上を含むアミノ酸配列を有し、かつ、脱炭酸活性およびＣＯ
２
水和活性のうち少なくとも１つ以上の活性を有する炭酸脱水酵素；
（ｉｉｉ）配列番号１に記載のアミノ酸配列のうち２１番目のグリシン残基から２４９番目のリジン残基までのアミノ酸配列であって、前記（１）～（２２）から選択される１以上のアミノ酸置換を含むアミノ酸配列全体に対し、７０％以上の同一性を有するアミノ酸配列であり、ただし、前記アミノ酸置換が維持されたアミノ酸配列を有し、かつ脱炭酸活性およびＣＯ
２
水和活性のうち少なくとも１つ以上の活性を有する炭酸脱水酵素。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
以下の（ｉｖ）から（ｖｉ）のいずれかから選択される、請求項１に記載の炭酸脱水酵素：
（ｉｖ）配列番号１に記載のアミノ酸配列のうち２１番目のグリシン残基から２４９番目のリジン残基までのアミノ酸配列であって、前記（１）のアミノ酸置換を含むアミノ酸配列であって、さらに前記（２）～（１４）および（１９）から選択される１以上のアミノ酸置換を含むアミノ酸配列を有する、炭酸脱水酵素；
（ｖ）配列番号１に記載のアミノ酸配列のうち２１番目のグリシン残基から２４９番目のリジン残基までのアミノ酸配列であって、前記（１）のアミノ酸置換を含むアミノ酸配列であって、さらに前記（２）～（１４）および（１９）から選択される１以上のアミノ酸置換を含み、さらに前記アミノ酸置換以外に１または数個の位置での１または数個のアミノ酸残基の置換、欠失、挿入および付加のうち、いずれか１つ以上を含むアミノ酸配列を有し、かつ、脱炭酸活性およびＣＯ
２
水和活性のうち少なくとも１つ以上の活性を有する炭酸脱水酵素；
（ｖｉ）配列番号１に記載のアミノ酸配列のうち２１番目のグリシン残基から２４９番目のリジン残基までのアミノ酸配列であって、前記（１）のアミノ酸置換を含むアミノ酸配列であって、さらに前記（２）～（１４）および（１９）から選択される１以上のアミノ酸置換を含むアミノ酸配列全体に対し、７０％以上の同一性を有するアミノ酸配列であり、ただし、前記アミノ酸置換が維持されたアミノ酸配列を有し、かつ脱炭酸活性およびＣＯ
２
水和活性のうち少なくとも１つ以上の活性を有する炭酸脱水酵素。
【請求項３】
請求項１または２に記載の炭酸脱水酵素をコードするポリヌクレオチド。
【請求項４】
請求項３に記載のポリヌクレオチドを含む発現ベクター。
【請求項５】
請求項４に記載の発現ベクターで宿主を形質転換して得られる形質転換体。
【請求項６】
宿主が大腸菌である、請求項５に記載の形質転換体。
【請求項７】
請求項５に記載の形質転換体を培養することで炭酸脱水酵素を発現させる工程と、得られた培養物から発現された前記酵素を回収する工程とを含む、炭酸脱水酵素の製造方法。
【請求項８】
請求項１または２に記載の炭酸脱水酵素を含む、二酸化炭素の分離吸収液。
【請求項９】
二酸化炭素の分離回収方法であって、
請求項１または２に記載の炭酸脱水酵素を使用する工程を含む、方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、改変された炭酸脱水酵素に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
炭酸脱水素酵素は、主に、二酸化炭素と水を水素イオンと炭酸水素イオンに変換する反応を触媒する酵素である。炭酸脱水酵素は、例えば、二酸化炭素の処理に用いられうる。
【０００３】
特許文献１および非特許文献１には、Ｔｈｅｒｍｏｓｕｌｆｕｒｉｍｏｎａｓｄｉｓｍｕｔａｎｓ由来炭酸脱水酵素の生産性向上を目的として、アミノ酸置換Ｓ８２Ｙを導入することが開示されている。
【０００４】
特許文献２には、Ｔｈｅｒｍｏｖｉｂｒｉｏａｍｍｏｎｉｆｉｃａｎｓ由来炭酸脱水酵素と９０％以上の同一性を有し、かつ、２、５、７、８、９、１２、１３、１６、１７、１８、１９、２１、２２、５２、７３、７７、１１６、１２５、１２６、１３１、１３８、１５６、１９０、１９３、および２０６位のアミノ酸残基から選択される１ヵ所以上でアミノ酸置換を有するアミノ酸配列が開示されている。
【０００５】
特許文献３には、Ｔｈｅｒｍｏｖｉｂｒｉｏａｍｍｏｎｉｆｉｃａｎｓ由来炭酸脱水酵素のＮ末端側２～６位（ＧＧＧＡＨ）を削除した変異体を用いたＣＯ
２
吸収法が開示され、当該変異体は８０℃で１６時間の条件下で残存活性が５０％以上であると開示されている。
【０００６】
特許文献４には、Ｔｈｅｒｍｏｖｉｂｒｉｏａｍｍｏｎｉｆｉｃａｎｓ由来炭酸脱水酵素と９０％以上の同一性を有し、かつ、３、６、１１、１５、１７、２０、２４、２５、３８、３９、４８、６４、７９、８８、１１９、１２８、１３０、１３７、１４５、１４８、１４９、１５４、１６０、１６６、１６８、１９５、１９９、２０３、２１０、および２２３位のアミノ酸残基から選択される１ヵ所以上でアミノ酸置換を有するアミノ酸配列が開示されている。
【０００７】
特許文献５には、Ｓｕｌｆｕｈｈｙｄｒｏｇｅｎｉｂｉｕｍｓｐ．由来炭酸脱水酵素と９０％以上の同一性を有し、かつ、１８、２０、３８、５２、５７、８２、１００、１３０、１５０、および１８１位のアミノ酸残基から選択される１ヵ所以上でアミノ酸置換を有するアミノ酸配列が開示されている。
【０００８】
特許文献６には、Ｄｅｓｕｌｆｏｖｉｂｒｉｏｖｕｌｇａｒｉｓ由来炭酸脱水酵素において、アミノ酸置換を有するものが開示されている。
【０００９】
しかし、Ｔｈｅｒｍｏｓｕｌｆｕｒｉｍｏｎａｓｄｉｓｍｕｔａｎｓ由来炭酸脱水酵素の熱安定性などの安定性の向上については報告がなく、安定性向上の効果を持つ変異体も知られていない。また、Ｔｈｅｒｍｏｓｕｌｆｕｒｉｍｏｎａｓｄｉｓｍｕｔａｎｓ由来炭酸脱水酵素についてさらなる生産性向上が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
ＫＲ１０－２０２１－０１２０３８８号
ＷＯ２０１７／０３５６６７号
ＷＯ２０１６／０２９３１６号
ＷＯ２０２０／１９４１２４号
ＷＯ２０１４／０６６９９９号
ＷＯ２０１２／００３２７７号
【非特許文献】
（【００１１】以降は省略されています）

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