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BRPI0719038B1 - ISOLATED EXPRESSION SYSTEM COMPRISING A POLYNUCLEOTIDE ENCODING A BETA-MANNASE PROTEIN, ISOLATED HOST CELL COMPRISING SAID POLYNUCLEOTIDE, METHOD OF RECOMBINANTLY PRODUCING A BETA-MANNASE PROTEIN AND METHOD OF DEGRADING MANNANS AND POLYSACCHARIDES IN A PLANT MATERIAL - Google Patents

ISOLATED EXPRESSION SYSTEM COMPRISING A POLYNUCLEOTIDE ENCODING A BETA-MANNASE PROTEIN, ISOLATED HOST CELL COMPRISING SAID POLYNUCLEOTIDE, METHOD OF RECOMBINANTLY PRODUCING A BETA-MANNASE PROTEIN AND METHOD OF DEGRADING MANNANS AND POLYSACCHARIDES IN A PLANT MATERIAL Download PDF

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Publication number
BRPI0719038B1
BRPI0719038B1 BRPI0719038-7A BRPI0719038A BRPI0719038B1 BR PI0719038 B1 BRPI0719038 B1 BR PI0719038B1 BR PI0719038 A BRPI0719038 A BR PI0719038A BR PI0719038 B1 BRPI0719038 B1 BR PI0719038B1
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
protein
plant material
beta
isolated
mannanase
Prior art date
Application number
BRPI0719038-7A
Other languages
Portuguese (pt)
Inventor
Ricardo Acunã Zornosa
Jocelyn ROSE
Original Assignee
Cornell Research Foundation, Inc.
Federacion Nacional De Cafeteros De Colombia
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 Cornell Research Foundation, Inc., Federacion Nacional De Cafeteros De Colombia filed Critical Cornell Research Foundation, Inc.
Priority claimed from PCT/IB2007/004288 external-priority patent/WO2008062317A2/en
Publication of BRPI0719038A2 publication Critical patent/BRPI0719038A2/en
Publication of BRPI0719038B1 publication Critical patent/BRPI0719038B1/en

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Abstract

BETA-MANANASE DA BROCA DA BAGA DO CAFÉ, HYPOTHENEMUS HAMPEI, E USOS DA MESMA. A presente invenção se refere a uma proteína de Beta-mananase isolada possuindo uma sequência de aminoácido que é 90 % similar à sequência de aminoácido de SEQ ID N°: 1, bem como polinucleotídios isolados que codificam a proteína de Beta-mananase e sistemas de expressão isolados e células hospedeiros contendo os polinucleotídios. A presente invenção também se refere a um método de recombinantemente produzir a proteína de Beta- mananase. Também divulgado é um método de degradação de mananas e polissacarí- dios no material de plantas, envolvendo o material fornecido de plantas e contactando o material de plantas com a proteína beta- mananase da presente invenção sob condições eficazes para degradação de mananas e polissacarídios no material das plantas.BETA-MANNASE FROM THE COFFEE BERRY BULL, HYPOTHENEMUS HAMPEI, AND USES THEREOF. The present invention relates to an isolated Beta-mannanase protein having an amino acid sequence that is 90% similar to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1, as well as isolated polynucleotides encoding the Beta-mannanase protein and isolated expression systems and host cells containing the polynucleotides. The present invention also relates to a method of recombinantly producing the Beta-mannanase protein. Also disclosed is a method of degrading mannans and polysaccharides in plant material by involving the supplied plant material and contacting the plant material with the Beta-mannanase protein of the present invention under conditions effective for degrading mannans and polysaccharides in the plant material.

Description

[001]Este pedido reivindica o benefício de prioridade de Pedido Provisório de Patente dos Estados Unidos N°. de Série 60/866.705, arquivado em 21 de novembro de 2006, que é aqui incorporada pela referência na sua totalidade.[001]This application claims the benefit of priority of United States Provisional Patent Application Serial No. 60/866,705, filed November 21, 2006, which is incorporated herein by reference in its entirety.

CAMPO DA INVENÇÃO.FIELD OF INVENTION.

[002]A presente invenção se refere a uma proteína β-manase isolada e os usos da mesma.[002]The present invention relates to an isolated β-mannase protein and its uses.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO.BACKGROUND OF THE INVENTION.

[003]As mananases são enzimas que hidrolizam as mananas e os polissaca- rídeos hemicelulósicos relacionados, tais como galactomanana e glucogalactoma-nana (também denominado galactoglucomanana). Esses polissacarídeos são com-ponentes característicos de paredes celulares das plantas e, assim, um uso comercial potencial importante das mananases são a degradação de materiais hemiceluló- sicos da biomassa das plantas, fornecendo assim um meio de recuperação de açú-cares solúveis desses biopolímeros. Os polissacarídeos da manana são também encontrados como polímeros de armazenamento nas sementes de algumas espécies de planta, tais como aqueles das plantas leguminosas e das árvores coníferas.[003] Mannanases are enzymes that hydrolyze mannans and related hemicellulosic polysaccharides such as galactomannan and glucogalactomannan (also called galactoglucomannan). These polysaccharides are characteristic components of plant cell walls and thus an important potential commercial use of mannanases is the degradation of hemicellulosic materials from plant biomass, thereby providing a means of recovering soluble sugars from these biopolymers. Mannan polysaccharides are also found as storage polymers in the seeds of some plant species, such as those of leguminous plants and coniferous trees.

[004] No grão de café, as galactomananas se acumulam em concentrações extremamente altas e representam aproximadamente 24% do peso seco do grão (Bradbury et al., "Chemical Structures of Green Coffee Bean Polysacharide," J. Agric. Food Chem. 38:389-392 (1990)). Esses polissacarídeos consistem de uma cadeia linear de resíduos mannosil que são ligados um ao outro via ligações beta 1,4 glicosil, a que são ligados aos monômeros do resíduo de alfa-galactosil. É conhecido que as endo-beta-mananases (EC 3.2.1.78) hidrolizam os polímeros da manana du-rante a germinação da semente, facilitando assim a saída da radícula durante a germinação e liberando pequenos oligosacarídeos que então são usados como uma fonte de energia para o crescimento da jovem planta. De fato, em várias plantas, foi mostrado que a atividade da endo-β-mananase é principalmente detectada no en- dosperma das sementes que sofrem germinação (Bewley, "Breaking Down the Walls— A Role for Endo-β-Mannanase In Release from Seed Dormancy?" Trends Plant ScL 2:464-469 (1997)).[004] In the coffee bean, galactomannans accumulate in extremely high concentrations and represent approximately 24% of the dry weight of the bean (Bradbury et al., "Chemical Structures of Green Coffee Bean Polysaccharide," J. Agric. Food Chem. 38:389-392 (1990)). These polysaccharides consist of a linear chain of mannosyl residues that are linked to each other via beta 1,4 glycosyl bonds, to which are attached the monomers of the alpha-galactosyl residue. It is known that endo-beta-mannanases (EC 3.2.1.78) hydrolyze mannan polymers during seed germination, thus facilitating the exit of the radicle during germination and releasing small oligosaccharides that are then used as an energy source for the growth of the young plant. Indeed, in several plants, it has been shown that endo-β-mannanase activity is primarily detected in the endosperm of germinating seeds (Bewley, "Breaking Down the Walls— A Role for Endo-β-Mannanase In Release from Seed Dormancy?" Trends Plant ScL 2:464-469 (1997)).

[005]As mananases são produzidas por microrganismos, tais como fungos, leveduras e bolores, bem como do Bacillus subtilis, Aeromonas, Enterococcus, Pseudomonas e Streptomyces. Algumas plantas superiores ou animais também po-dem produzir mananases; entretanto, não existe nenhum relatório na literatura que descreva uma β-mananase proveniente de insetos.[005]Mannanases are produced by microorganisms such as fungi, yeasts and molds, as well as Bacillus subtilis, Aeromonas, Enterococcus, Pseudomonas and Streptomyces. Some higher plants or animals can also produce mannanases; however, there is no report in the literature describing a β-mannanase from insects.

[006]Os microrganismos que são tipicamente usados para a produção co-mercial das mananases incluem o Trichoderma ou o Aspergillus spp.[006]Microorganisms that are typically used for the commercial production of mannanases include Trichoderma or Aspergillus spp.

[007]Em processos industriais, durante o tratamento de café, as mananas e os seus derivados constituem uma porção considerável do sedimento insolúvel. Além disso, durante a primeira etapa de extração na produção de café somente aproximadamente 50% das mananas são solúveis e esses polímeros são, desse modo, responsáveis pela maioria das precipitações secundárias que ocorrem durante as etapas subseqüentes.[007] In industrial processes, during coffee treatment, mannans and their derivatives constitute a considerable portion of the insoluble sediment. Furthermore, during the first extraction stage in coffee production only approximately 50% of the mannans are soluble and these polymers are therefore responsible for most of the secondary precipitations that occur during subsequent stages.

[008]A Patente Européia N°. 0676145 A demonstrou que é possível hidroli- sar as galactomananas do café usando uma mananase imobilizada extraída do As-pergillus niger.[008]European Patent No. 0676145 A demonstrated that it is possible to hydrolyze coffee galactomannans using an immobilized mannanase extracted from Aspergillus niger.

[009]A presente invenção está direcionada à superação destas e outras limi-tações da técnica.[009]The present invention is aimed at overcoming these and other limitations of the technique.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO.SUMMARY OF THE INVENTION.

[010] Um aspecto da presente invenção está direcionado para a proteína β- mananase isolada possuindo uma sequência de aminoácido que é 90% similar à sequência de aminoácidos da SEQ ID NO: 1. A presente invenção também se refere a um polinucleotídeo isolado que codifica a proteína β-mananase e um sistema de expressão isolado e uma célula hospedeira contendo o polinucleotídeo.[010] One aspect of the present invention is directed to isolated β-mannanase protein having an amino acid sequence that is 90% similar to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1. The present invention also relates to an isolated polynucleotide encoding β-mannanase protein and an isolated expression system and a host cell containing the polynucleotide.

[011]Outro aspecto da presente invenção estão direcionado a um método de produzir recombinantemente a proteína β-mananase. Este método envolve no forne-cimento de uma célula hospedeira contendo o polinucleotídeo da presente invenção e cultivando a célula hospedeira sob condições eficazes para que a célula hospedei-ra expresse a proteína β-mananase. A proteína β-mananase é recuperada.[011] Another aspect of the present invention is directed to a method of recombinantly producing β-mannanase protein. This method involves providing a host cell containing the polynucleotide of the present invention and culturing the host cell under conditions effective for the host cell to express β-mannanase protein. The β-mannanase protein is recovered.

[012]Um aspecto adicional da presente invenção está direcionado a um mé-todo de degradação de mananas e de polissacarídeos no material de plantas. Este método envolve o fornecimento de material de plantas e o contato do material de plantas com a proteína β-mananase da presente invenção sob condições eficazes para a degradação de mananas e polissacarídeos no material de plantas.[012]A further aspect of the present invention is directed to a method of degrading mannans and polysaccharides in plant material. This method involves providing plant material and contacting the plant material with the β-mannanase protein of the present invention under conditions effective for the degradation of mannans and polysaccharides in the plant material.

[013]A presente invenção se refere a uma sequência isolada de polinucleotí- deo que codifica uma enzima mananase envolvida na hidrólise dos polissacarídeos da manana, incluindo moléculas da manana não ramificadas ou ramificadas ligadas umas as outras via a ligação beta 1,4 glicosil. O polinucleotídeo é isolado de um in-seto (broca da baga do café, Hypothenemus hampei) genoma.[013]The present invention relates to an isolated polynucleotide sequence encoding a mannanase enzyme involved in the hydrolysis of mannan polysaccharides, including unbranched or branched mannan molecules linked to each other via the beta 1,4 glycosyl bond. The polynucleotide is isolated from an insect (coffee berry borer, Hypothenemus hampei) genome.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS.

[014]A Figura 1 é uma fotografia mostrando a análise SDS-PAGE da proteína β-mananase recombinante de acordo com uma modalidade da presente invenção expressa em baculovírus recombinante. Faixa 1: marcadores de massa molecular (kDa); Faixa 2: proteína concentrada Speed-vac; Faixa 3: mananase marcada na 6x- His purificada usando partículas paramagnéticas.[014]Figure 1 is a photograph showing SDS-PAGE analysis of recombinant β-mannanase protein according to one embodiment of the present invention expressed in recombinant baculovirus. Lane 1: molecular mass markers (kDa); Lane 2: Speed-vac concentrated protein; Lane 3: 6x-His tagged mannanase purified using paramagnetic particles.

[015]A Figura 2 é um gráfico mostrando o curso do tempo de hidrólise do AZC-galactomanana com β-mananase recombinante solúvel proveniente do H. hampei. A atividade enzimática foi determinada pelo aumento a cores azul da absor- vância através do tempo, atividade da β - mananase é a média ± SE para as três reações.[015]Figure 2 is a graph showing the time course of hydrolysis of AZC-galactomannan with soluble recombinant β-mannanase from H. hampei. Enzyme activity was determined by the blue increase in absorbance over time; β-mannanase activity is the mean ± SE for the three reactions.

[016]A Figura 3 é um gráfico mostrando o efeito do pH na atividade da β- mananase recombinante do H. hampei, de acordo com a presente invenção. O tam-pão foi 200 mM de acetato de sódio com pH 3,0, 4,0, 5,0, 6,0, 7,0, 8,0, 9,0, 10,0 e 11,0.[016]Figure 3 is a graph showing the effect of pH on the activity of recombinant H. hampei β-mannanase according to the present invention. The buffer was 200 mM sodium acetate with pH 3.0, 4.0, 5.0, 6.0, 7.0, 8.0, 9.0, 10.0, and 11.0.

[017]A Figura 4 é que um gráfico mostrando o efeito da temperatura na ativi-dade da β-mananase recombinante do H. hampei. As soluções de enzima em 200 mM de acetato de sódio com pH 5,0 são incubado em várias temperaturas por 120 minutos e as atividades são medidas como descrito nos Exemplos (abaixo).[017]Figure 4 is a graph showing the effect of temperature on the activity of recombinant β-mannanase from H. hampei. Enzyme solutions in 200 mM sodium acetate at pH 5.0 are incubated at various temperatures for 120 minutes and activities are measured as described in the Examples (below).

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION.

[018] Um aspecto da presente invenção se refere a uma proteína β-manase isolada da broca da baga do café (Hypothenemus hampei) possuindo de uma se-quência de aminoácido da SEQ ID NO: 1, como se segue: [018] One aspect of the present invention relates to a β-mannase protein isolated from the coffee berry borer (Hypothenemus hampei) having an amino acid sequence of SEQ ID NO: 1, as follows:

[019]A presente invenção também está direcionada às proteínas β- mananase isoladas possuindo uma sequência de aminoácido que é pelo menos 90% similar, pelo menos 91% similar, pelo menos 92% similar, pelo menos 93% si-milar, pelo menos 94% similar, pelo menos 95% similar, pelo menos 96% similar, pelo menos 97% similar, pelo menos 98% similar, e/ou pelo menos 99% similar à sequência de aminoácido de SEQ ID NO: 1.[019]The present invention is also directed to isolated β-mannanase proteins having an amino acid sequence that is at least 90% similar, at least 91% similar, at least 92% similar, at least 93% similar, at least 94% similar, at least 95% similar, at least 96% similar, at least 97% similar, at least 98% similar, and/or at least 99% similar to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1.

[020]O polinucleotídeo que codifica a proteína β-mananase de SEQ ID NO: 1tem uma sequência de SEQ ID NO: 2, como se segue:getgateggg tgtgtactca attetttaag gagtttacaa tatgaccgct gatacattaa 60cgcgggcact gctgctgttg ctgttgttgc gcgctgctgc tgctgtaccc ggattcacgg 120tttccggtac tcgaattcca gatgctaacg gtcaggaatt tatgataage ggggtcagtc 180acgcacatac etggtataag gatgatatta atggggccat cacatccatc getgetgetg 240gcgccaacac ggttcgcatt gtactttcta atggcggaca gtggacaaaa gacaacetgg 300attcagttca gaacattetg tecctctgtg agagccataa gettattgee atgetggaag 360ttcacgatgc caccggαaat gacagcαaag aaacaetgga aaatgccgtg aattactgga 420aagagetteg ggacttgctc attggtaagg aagacagagt tattatcaat atagecaatg 480agtggttcgg tacctgggat actgctggct gggctgaegg ttátaaagtt gtcattccgg 540aagtacgtaa cgccggactg gaacacctgc tggttgtaga cacagcggga tacggacaat 600atcctcaagc tatttttgaa aaaggtaagg aggttttcca gacagacctt cttgcccgca 660cggtgttttc cattcacatg tatgaatatg cagcgacgga tgtaacaatg ataaaaggaa 720atattgactc ggccttgaat acaggcatcc cggtgattat tggagaattt ggtgaccgaa 780aaccggagtc gcagcatgtt gatatcgata ccatcatgag ctacactcgg gagaaatccg 340taggctggtt ggcctggtcc tggtacggta acgqtaacga tgaatcaatt cttgacctga 900cgaacggacc tagcggaqat tacagtctta ctaacgtggg gagtcaaatt gttgacagtg 960agaacggcat tcgcaaaacc tccacaatct gttcaatatt caattaaaaa aaaagatgtt 1020tgtttgtgca tttttgttat aataaacgtt tcatttgcat att 1063[020] The polynucleotide encoding the β-mannanase protein of SEQ ID NO: 1 has a sequence of SEQ ID NO: 2, as follows: tgctgtaccc ggattcacgg 120tttccggtac tcgaattcca gatgctaacg gtcaggaatt tatgataage ggggtcagtc 180acgcacatac etggtataag gatgatatta atggggccat cacatccatc getgetgetg 240gcgccaacac ggttcgcatt gtactttcta atggcggaca gtggacaaaa gacaacetgg 300attcagttca gaacattetg tecctctgtg agagccataa gettattgee atgetggaag 360ttcacgatgc caccggαaat gacagcαaag aaacaetgga aaatgccgtg aattactgga 420aagagetteg ggacttgctc attggtaagg aagacagagt tattatcaat atagecaatg 480agtggttcgg tacctgggat actgctggct gggctgaegg ttátaaagtt gtcattccgg 540aagtacgtaa cgccggactg gaacacctgc tggttgtaga cacagcggga tacggacaat 600atcctcaagc tatttttgaa aaaggtaagg aggttttcca gacagacctt cttgcccgca 660cggtgttttc cattcacatg tatgaatatg cagcgacgga tgtaacaatg ataaaaggaa 720atattgactc ggccttgaat acaggcatcc cggtgattat tggagaattt ggtgaccgaa 780aaccggagtc gcagcatgtt gatatcgata ccatcatgag ctacactcgg gagaaatccg 340taggctggtt ggcctggtcc tggtacggta acgqtaacga tgaatcaatt cttgacctga 900cgaacggacc tagcggaqat tacagtctta ctaacgtggg gagtcaaatt gttgacagtg 960agaacggcat tcgcaaacc tccacaatct gttcaatatt caattaaaaa aaaagatgtt 1020tgtttgtgca tttttgttat aataaacgtt tcatttgcat att 1063

[021]Os polinucleotídeos isolados que possuem semelhança de pelo menos 90%, semelhança de pelo menos 91%, semelhança de pelo menos 92%, semelhan-ça de pelo menos 93%, semelhança de pelo menos 94%, semelhança de pelo me-nos 95%, semelhança de pelo menos 96%, semelhança de pelo menos 97%, seme-lhança de pelo menos 98%, semelhança e/ou de pelo menos 99% com a SEQ ID NO: 2 também são abrangidos pela presente invenção.[021] Isolated polynucleotides that have at least 90% similarity, at least 91% similarity, at least 92% similarity, at least 93% similarity, at least 94% similarity, at least 95% similarity, at least 96% similarity, at least 97% similarity, at least 98% similarity, and/or at least 99% similarity to SEQ ID NO: 2 are also encompassed by the present invention.

[022]A sequência genômica da qual polinucleotídeo isolado da SEQ ID NO: 2é derivada tem uma sequência de SEQ ID NO: 3, como se segue:atggttgagt tcaccaatca agaatatgca gacatgcatt tgatttatgg ccaagccaat 60ggcaattcct acgaagcgcg cagactctac gcacgtagat atcctaatcg gagactacct 120gatccaaaaa catttccaaa tattcacatt cgactatgtg aaactggaac atataaacag ISOttcagtggtt tcgaaggagt acatcaaatc gcgagaactc cagaaatcga agaagccgtt 240ctaaatagtg ttgaagccga tcctgctacg agcacaagga aaáttgcaat aacattgaac 300atttcattta tgcttgtctg aagaattctg actgataacc ttttgtatcc ttaccacctt 360acaagggttc aagctcttct cccacgagac tttcctttag gcgtaaattt ttgcgagtag 420ttcttacaaa tgctggctca aaatccgtcg tttgcatcgt ttgcgtcgtt ttgtttattt 400 tatttacgga tgaagcaaat ttttcaagaa attccatccg aaattttcat aatgaacatt 540tttggggaga agaaaatcca catttagtac gagaaaacaa ttttcaacat caattttctg 600tcaacgtttg ggcaggaatt attggcgatt atttaatagg accatttttt ctgtcgaaga 660ggttgaatgg tggctattat catcggtttt tcgaagagga acttcccgta cttttagatg '.'20aggtaceget tcttttgaga aaccaaatgt 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[023]A determinação do identidade percentual, isso é, a semelhança de se-quência, entre duas sequências de aminoácido ou duas sequências de nucleotídeo pode ser realizada utilizando de um algoritmo matemático. Um exemplo preferido, não limitante de um algoritmo matemático utilizado para a comparação de duas se-quências é o algoritmo de Karlin et al., "Methods for Assessing the Statistical Signifi-cance of Molecular Sequence Features by Using General Scoring Schemes," Proc. Natl. Acad. Sci. 87:2264-2268 (1990), que é aqui incorporada pela referência na sua totalidade, modificado como em Karlin et al., "Applications and Statistics for Multiple High-Scoring Segments in Molecular Sequences," Proc. Natl. Acad. Sci. 90:5873-5877 (1993), que é aqui incorporada pela referência na sua totalidade. Outro exem-plo não-restritivo de um algoritmo matemático utilizado para a comparação de se-quências é o algoritmo de Myers et al., CABIOS(1989). Tal algoritmo pode ser incor-porado no programa ALIGN (versão 2,0) que é porção da embalagem de software de alinhamento de sequência CGC. Algoritmos adicionais para a análise de sequên-cia é conhecida na técnica e inclui o ADVANCE e ADAM como descrito em Torellis et al. "ADVANCE and ADAM: Two Algorithms for the Analysis of Global Similarity between Homologous Informational Sequences”, Comput. Appl. Biosci. 10:3-5 (1994), que é aqui incorporada pela referência em sua totalidade e FASTA descrito em Pearson et al., "Improved Tools for Biological Sequence Comparison," Proc. Natl. Acad. Sci. 85:2444-8 (1988), que é aqui incorporada pela referência na sua totalida-de.[023] The determination of percent identity, that is, sequence similarity, between two amino acid sequences or two nucleotide sequences can be accomplished using a mathematical algorithm. A preferred, non-limiting example of a mathematical algorithm utilized for the comparison of two sequences is the algorithm of Karlin et al., "Methods for Assessing the Statistical Significance of Molecular Sequence Features by Using General Scoring Schemes," Proc. Natl. Acad. Sci. 87:2264-2268 (1990), which is incorporated herein by reference in its entirety, as modified as in Karlin et al., "Applications and Statistics for Multiple High-Scoring Segments in Molecular Sequences," Proc. Natl. Acad. Sci. 90:5873-5877 (1993), which is incorporated herein by reference in its entirety. Another non-restrictive example of a mathematical algorithm used for sequence comparison is the algorithm of Myers et al., CABIOS (1989). Such an algorithm can be incorporated into the ALIGN program (version 2.0) which is part of the CGC sequence alignment software package. Additional algorithms for sequence analysis are known in the art and include ADVANCE and ADAM as described in Torellis et al. "ADVANCE and ADAM: Two Algorithms for the Analysis of Global Similarity between Homologous Informational Sequences,” Comput. Appl. Biosci. 10:3-5 (1994), which is incorporated herein by reference in its entirety, and FASTA described in Pearson et al., "Improved Tools for Biological Sequence Comparison," Proc. Natl. Acad. Sci. 85:2444-8 (1988), which is incorporated herein by reference in its entirety.

[024]A proteína β-manase isolada da presente invenção é preferivelmente produzida na forma purificada por técnicas convencionais. Por exemplo, para isolar a proteína, um protocolo envolvendo uma célula hospedeira, tal como a Escherichia coli pode ser usado, em que a célula hospedeira E. coli que transporta um plasmí- deo recombinante é propagada, homogeneizada e o homogenato é centrifugado reti-rar o resíduo bacteriano. O sobrenadante é então submetido à precipitação seqüente com sulfato de amônio. A fração contendo a proteína β-mananase pode ser subme-tida à filtração em gel em uma coluna de dextrano com classificação apropriada ou de poliacrilamida para separar a proteína ou o polipeptídio. Se necessário, a fração de proteína pode também ser purificada por HPLC. A proteína β-manase isolada da presente invenção também pode ser produzida de acordo com um protocolo envol-vendo células hospedeiras de insetos, preferivelmente a linhagem de células Sf9 de inseto.[024] The isolated β-mannase protein of the present invention is preferably produced in purified form by conventional techniques. For example, to isolate the protein, a protocol involving a host cell such as Escherichia coli can be used, in which the E. coli host cell carrying a recombinant plasmid is propagated, homogenized and the homogenate is centrifuged to remove bacterial residue. The supernatant is then subjected to sequential precipitation with ammonium sulfate. The fraction containing the β-mannanase protein can be subjected to gel filtration on an appropriately graded dextran or polyacrylamide column to separate the protein or polypeptide. If necessary, the protein fraction can also be purified by HPLC. The isolated β-mannase protein of the present invention can also be produced according to a protocol involving insect host cells, preferably the insect Sf9 cell line.

[025]A presente invenção está também direcionada a fragmentos da proteína β-mananase da presente invenção. Os fragmentos da proteína β-mananase podem ser produzidos por digestão de uma proteína inteira com enzimas proteolítica como quimotripsina ou proteinase A de estafilococo, ou tripsina. Diferentes enzimas proteolítica provavelmente irão clivar a proteína β-mananase em sítios diferentes baseada na sequência de aminoácidos da proteína.[025]The present invention is also directed to fragments of the β-mannanase protein of the present invention. Fragments of the β-mannanase protein can be produced by digestion of an entire protein with proteolytic enzymes such as chymotrypsin or staphylococcal proteinase A, or trypsin. Different proteolytic enzymes will likely cleave the β-mannanase protein at different sites based on the amino acid sequence of the protein.

[026] Em outra aproximação, baseada no conhecimento da estrutura primária da proteína, os fragmentos dos genes que codificam a proteína podem ser sintetiza-do pelo uso uma técnica de PCR em conjunto com kits específicos de iniciadores escolhidos para representar determinadas porções da proteína de interesse. Esses então seriam clonados em um vetor apropriado para a expressão de um peptídeo ou proteína truncados.[026] In another approach, based on knowledge of the primary structure of the protein, fragments of the genes encoding the protein can be synthesized using a PCR technique in conjunction with specific primer kits chosen to represent certain portions of the protein of interest. These would then be cloned into an appropriate vector for the expression of a truncated peptide or protein.

[027]A síntese química também pode ser usada para fazer fragmentos ade-quados. Tal síntese é realizada utilizando sequências de aminoácidos conhecidas para a proteína que é produzida. Alternativamente, submetendo-se uma proteína β- mananase completa da presente invenção a altas temperaturas e pressões produzirá fragmentos. Esses fragmentos então podem ser separado por procedimentos convencionais (por exemplo, cromatografia, SDS-PAGE).[027] Chemical synthesis can also be used to make suitable fragments. Such synthesis is carried out using known amino acid sequences for the protein being produced. Alternatively, subjecting a complete β-mannanase protein of the present invention to high temperatures and pressures will produce fragments. These fragments can then be separated by conventional procedures (e.g., chromatography, SDS-PAGE).

[028]Variantes podem também (ou alternativamente) ser feitas, por exemplo, pela eliminação ou adição de aminoácidos que possuem uma influência mínima nas propriedades, estrutura secundária e natureza hidropática da proteína. Por exemplo, uma proteína podem ser conjugada a uma sequência de sinalização (ou sequência líder) na extremidade de terminação N da proteína que co-translacionalmente ou pós-translacionalmente direciona a transferência da proteína. A proteína também pode ser conjugada a um ligante ou outra sequência para facilidade de síntese, de purificação, ou de identificação da proteína.[028]Variants may also (or alternatively) be made, for example, by the deletion or addition of amino acids that have minimal influence on the properties, secondary structure, and hydropathic nature of the protein. For example, a protein may be conjugated to a signal sequence (or leader sequence) at the N-terminal end of the protein that co-translationally or post-translationally directs the transfer of the protein. The protein may also be conjugated to a linker or other sequence for ease of synthesis, purification, or identification of the protein.

[029]A proteína da presente invenção é preferivelmente produzida na forma purificada (preferivelmente pelo menos aproximadamente 80%, mais preferivelmente 90%, pura) por técnicas convencionais. Tipicamente, a proteína da presente inven-ção é secretada no meio de crescimento de células de Helicobacter ou células hos-pedeiras que expressam um sistema funcional de secreção do tipo III capaz de se-cretar a proteína da presente invenção. Alternativamente, a proteína da presente invenção é produzida mas não secretada no meio de crescimento de células hospe- deiras recombinantes (por exemplo, Escherichia coli). Em tais casos, para isolar a proteína, a célula hospedeira (por exemplo, E. coli) carregando um plasmídeo re- combinante pode ser propagada, lisada por ultrassom, calor, pressão diferencial, ou tratamento químico e o homogenato é centrifugado para retirar o resíduo bacteriano. O sobrenadante é então submetido à precipitação seqüente com sulfato de amônio. A fração contendo o polipeptídio ou proteína da presente invenção é submetida a filtração em gel com um dextrano apropriadamente classificado ou coluna poliacrila- mida para separar a proteína. Se necessário, a fração de proteína pode também ser purificada por HPLC.[029] The protein of the present invention is preferably produced in purified form (preferably at least about 80%, more preferably 90%, pure) by conventional techniques. Typically, the protein of the present invention is secreted into the growth medium of Helicobacter cells or host cells expressing a functional type III secretion system capable of secreting the protein of the present invention. Alternatively, the protein of the present invention is produced but not secreted into the growth medium of recombinant host cells (e.g., Escherichia coli). In such cases, to isolate the protein, the host cell (e.g., E. coli) carrying a recombinant plasmid can be propagated, lysed by sonication, heat, differential pressure, or chemical treatment, and the homogenate is centrifuged to remove bacterial residue. The supernatant is then subjected to sequential precipitation with ammonium sulfate. The fraction containing the polypeptide or protein of the present invention is subjected to gel filtration with an appropriately graded dextran or polyacrylamide column to separate the protein. If necessary, the protein fraction may also be purified by HPLC.

[030]A presente invenção também se refere a um polinucleotídeo isolado que codifica a proteína β-mananase e um sistema de expressão isolado e célula hospedeira contendo o polinucleotídeo.[030]The present invention also relates to an isolated polynucleotide encoding the β-mannanase protein and an isolated expression system and host cell containing the polynucleotide.

[031]Outro aspecto da presente invenção estão direcionado a um método de recombinantemente produzir proteína β-mananase. Este método envolve o forneci-mento de uma célula hospedeira contendo o polinucleotídeo da presente invenção e cultivando a célula hospedeira sob condições eficazes para que a célula hospedeira expresse a proteína β-mananase. A proteína β-mananase é depois recuperada.[031] Another aspect of the present invention is directed to a method of recombinantly producing β-mannanase protein. This method involves providing a host cell containing the polynucleotide of the present invention and culturing the host cell under conditions effective for the host cell to express the β-mannanase protein. The β-mannanase protein is then recovered.

[032]O polinucleotídeo da presente invenção pode ser inserido em qualquer de muitos vetores de expressão disponíveis usando agentes que são bem conheci-dos na técnica. Na preparação de um vetor de DNA para expressão, a sequência de DNA pode normalmente ser inserida ou substituída em um plasmídeo bacteriano. Qualquer plasmídeo conveniente pode ser empregado, que será caracterizado por possuir um sistema de replicação bacteriano, um marcador que permite a seleção em uma bactéria e geralmente um ou mais sítios de restrição únicos, convenientemente localizados. Diversos plasmídeos, referidos como vetores de transformação, estão disponíveis para a transformação da planta. A seleção de um vetor dependerá da técnica de transformação preferida e das espécies visadas para transformação. Vários vetores estão disponíveis para uma transformação estável usando o Agrobac-terium tumefaciens, uma bactéria originária do solo que causa irritação de coroa. A irritação de coroa é caracterizada por tumores ou irritações que se desenvolvem no tronco inferior e nas raízes principais da planta infectada. Esses tumores são devi-dos à transferência e a incorporação da porção do DNA do plasmídeo da bactéria no DNA cromossômico da planta. Esse DNA de transferência (T-DNA) é expresso junto com os genes normais da célula da planta. O DNA de plasmídeo, pTi, ou Ti-DNA, para “tumor induzido por plasmídeo”, contém os genes vir necessários para o movi-mento do T-DNA dentro da planta. O T-DNA transporta genes que codificam a prote-ína envolvida nos fatores reguladores da biossíntese da planta e os nutrientes bacte- rianos (opines). O T-DNA é delimitado por duas sequências repetidas diretas imper-feitas de 25 bp chamadas as “sequências de fronteira.” Pela remoção do oncogene e dos genes opines e a substituição deles por um gene de interesse, é possível trans-ferir o DNA estrangeiro para a planta sem a formação de tumores ou a multiplicação do Agrobacterium tumefaciens (Fraley et al., "Expression of Bacterial Genes in Plant Cells," Proc. Nat'I Acad. Sci. 80:4803-4807 (1983), que é aqui incorporada pela refe-rência na sua totalidade).[032] The polynucleotide of the present invention may be inserted into any of many available expression vectors using agents that are well known in the art. In preparing a DNA vector for expression, the DNA sequence may typically be inserted or substituted into a bacterial plasmid. Any convenient plasmid may be employed, which will be characterized by having a bacterial replication system, a marker that allows selection in a bacterium, and usually one or more unique, conveniently located restriction sites. Several plasmids, referred to as transformation vectors, are available for plant transformation. Selection of a vector will depend on the preferred transformation technique and the species targeted for transformation. Several vectors are available for stable transformation using Agrobacterium tumefaciens, a soil-borne bacterium that causes crown blight. Crown blight is characterized by tumors or rashes that develop on the lower trunk and main roots of the infected plant. These tumors are due to the transfer and incorporation of a portion of the bacterial plasmid DNA into the plant chromosomal DNA. This transfer DNA (T-DNA) is expressed along with the normal genes of the plant cell. The plasmid DNA, pTi, or Ti-DNA, for “plasmid-induced tumor,” contains the vir genes necessary for the movement of the T-DNA within the plant. The T-DNA carries genes that encode proteins involved in regulating the biosynthesis of plant and bacterial nutrients (opines). The T-DNA is bordered by two imperfect 25-bp direct repeat sequences called “border sequences.” By removing the oncogene and opine genes and replacing them with a gene of interest, it is possible to transfer the foreign DNA into the plant without tumor formation or multiplication of Agrobacterium tumefaciens (Fraley et al., "Expression of Bacterial Genes in Plant Cells," Proc. Nat'l Acad. Sci. 80:4803-4807 (1983), which is incorporated herein by reference in its entirety).

[033]A melhora adicional desta técnica levou ao desenvolvimento do sistema de vetor binário (Bevan, "Binary Agrobacterium Vectors for Plant Transformation," Nucleic Acids Res. 12:8711-8721 (1984). Nesse sistema, todas as sequências de T- DNA (incluindo as fronteiras) são retiradas do pTi, e um segundo vetor contendo T- DNA é introduzido em um Agrobacterium tumefaciens. Este segundo vetor tem a vantagem de ser replicável na E. coli bem como no A. tumefaciens e contém um sítio multiclonal que facilita a clonagem de um transgene. Um exemplo de um vetor co- mumente usado é pBin19 (Frisch et al., "Complete Sequence of the Binary Vector Bin 19," Plant Molec. Biol. 27:405-409 (1995), que é aqui incorporada pela referência na sua totalidade). Quaisquer vetores adequados atualmente conhecidos ou posteri- ormente descritos para a transformação genética é adequado para uso com a pre-sente invenção.[033]Further improvement of this technique led to the development of the binary vector system (Bevan, "Binary Agrobacterium Vectors for Plant Transformation," Nucleic Acids Res. 12:8711-8721 (1984). In this system, all T-DNA sequences (including boundaries) are excised from pTi, and a second vector containing T-DNA is introduced into Agrobacterium tumefaciens. This second vector has the advantage of being replicable in E. coli as well as A. tumefaciens and contains a multiclonal site that facilitates the cloning of a transgene. An example of a commonly used vector is pBin19 (Frisch et al., "Complete Sequence of the Binary Vector Bin 19," Plant Molec. Biol. 27:405-409 (1995), which is incorporated herein by reference in its entirety). Any currently known or subsequently described suitable vectors for genetic transformation is suitable for use with the present invention.

[034]Os vetores adequados que a prática da presente invenção podem tam-bém incluir, mas não estão limitados a, os seguintes vetores virais, tal como o siste-ma de vetor lambda gt11, gtWES.tB, Charon 4 e vetores de plasmídeo, tais como pBR322, pBR325, pACYC177, pACYC 184, pUC8, pUC9, pUC18, pUC19, pLG339, pR290, pKC37, pKClOl, SV 40, pBluescript II SK +/- ou KS +/- (ver "Stratagene Clo-ning Systems" Catalog (1993) que é aqui incorporada pela referência em sua totali-dade), pQE, pIH821, pGEX, série pET (Studier et al, "Use of TJ RNA Polymerase to Direct Expression of Cloned Genes", Methods in Enzymology 185:60-89 (1990), que é aqui incorporada pela referência em sua totalidade) e quaisquer derivados do mesmo.[034] Suitable vectors for practicing the present invention may also include, but are not limited to, the following viral vectors, such as the lambda gt11 vector system, gtWES.tB, Charon 4, and plasmid vectors, such as pBR322, pBR325, pACYC177, pACYC 184, pUC8, pUC9, pUC18, pUC19, pLG339, pR290, pKC37, pKClO1, SV 40, pBluescript II SK +/- or KS +/- (see "Stratagene Cloning Systems" Catalog (1993) which is incorporated herein by reference in its entirety), pQE, pIH821, pGEX, pET series (Studier et al, "Use of TJ RNA Polymerase to Direct Expression of Cloned Genes", Methods in Enzymology 185:60-89 (1990), which is hereby incorporated by reference in its entirety) and any derivatives thereof.

[035]A Patente dos Estados N°. 4.237.224 emitida para Cohen e Boyer, que é aqui incorporada pela referência em sua totalidade, descreve a produção de sis-temas de expressão na forma de plasmídeos recombinantes usando clivagem de enzima de restrição e ligação com o DNA ligase. Esses plasmídeos recombinantes então são introduzidos por meio da transformação e duplicados em culturas unicelu-lares que incluem organismos procarióticos e células eucarióticas cultivadas em cul-tura de tecido.[035] U.S. Pat. No. 4,237,224 issued to Cohen and Boyer, which is hereby incorporated by reference in its entirety, describes the production of expression systems in the form of recombinant plasmids using restriction enzyme cleavage and ligation with DNA ligase. These recombinant plasmids are then introduced via transformation and replicated in single-cell cultures including prokaryotic organisms and eukaryotic cells grown in tissue culture.

[036]Vários sistemas de vetor do hospedeiro podem ser utilizado para ex-pressos a proteína - codificação de sequência(s) da presente invenção. Principal-mente, o sistema de vetor deve ser compatível com a célula hospedeira usado. Os sistemas de vetor do hospedeiro incluem mas não são limitados ao seguinte: bacté-rias transformadas com DNA de bacteriófago, DNA de plasmídeo, ou DNA de cos- mídio; microrganismos, tais como levedura contendo vetores de levedura; os siste-mas de célula de mamífero infectados com vírus (por exemplo, vírus de vacina, ade- novírus, etc.); os sistemas de célula de inseto infectados com o vírus (por exemplo, baculovírus); e as células de planta infectadas por bactérias. Os elementos de ex-pressão destes vetores variam na sua potência e especificidade. Dependendo do sistema de vetor do hospedeiro utilizado, qualquer número de transcrição adequada e elementos de tradução podem ser usados.[036] Various host vector systems can be used to express the protein-coding sequence(s) of the present invention. Primarily, the vector system must be compatible with the host cell used. Host vector systems include but are not limited to the following: bacteria transformed with bacteriophage DNA, plasmid DNA, or cosmid DNA; microorganisms such as yeast containing yeast vectors; mammalian cell systems infected with viruses (e.g., vaccinia viruses, adenoviruses, etc.); insect cell systems infected with viruses (e.g., baculoviruses); and plant cells infected with bacteria. The expression elements of these vectors vary in their potency and specificity. Depending on the host vector system used, any number of suitable transcription and translation elements can be used.

[037]A proteína de acordo com a presente invenção pode ser incorporada em um vetor apropriado na direção sentido, tal que a armação de leitura aberta é propriamente orientada para a expressão da proteína codificada sob controle de um promotor de escolha. Isso envolve a inclusão dos elementos reguladores adequados no construtor do vetor do DNA. Esses incluem regiões não-traduzidas do vetor, os promotores úteis das regiões 5' e 3' não traduzidas que interagem com o hospedeiro da proteína celular para executar a transcrição e a tradução. Tais elementos podem variar na sua potência e especificidade. Dependendo do sistema de vetor e hospe-deiro utilizado, qualquer número de transcrições adequadas e elementos de tradu-ção, incluindo promotores constitutivos e induzíveis, pode ser usado.[037] The protein according to the present invention may be incorporated into an appropriate vector in the sense direction such that the open reading frame is properly oriented for expression of the encoded protein under control of a promoter of choice. This involves the inclusion of appropriate regulatory elements in the DNA vector construct. These include untranslated regions of the vector, the useful promoters of the 5' and 3' untranslated regions that interact with the host cellular protein to effect transcription and translation. Such elements may vary in their potency and specificity. Depending on the vector and host system used, any number of suitable transcription and translation elements, including constitutive and inducible promoters, may be used.

[038] Um promotor constitutivo é um promotor que dirige a expressão de um gene em todas as partes do desenvolvimento e a vida de um organismo. Os exem-plos de alguns promotores constitutivos que estão amplamente usados para expres-são de indução de transgenes incluem o promotor genético da nopaline sintetase (NOS) do Agrobacterium tumefaciens (Patente dos Estados Unidos N°. 5.034.322 emitida para Rogers et al., que é aqui incorporada pela referência em sua totalidade), promotores 35S e 19S do vírus de mosaico da couve-flor (CaMV) (Patente dos Estados Unidos N°. 5.352.605 emitida para Fraley et al., que é aqui incorporada pela referência em sua totalidade), conhece-se que os derivados de qualquer de vários genes actin, que são expresso na maior porção tipo de células (Patente dos Estados Unidos N°. 6.002.068 emitida para Privalle et al., que é aqui incorporada pela refe-rência em sua totalidade) e o promotor de ubiquitina, que é um produto genético co-nhecido por se acumular em muitos tipos de célula.[038] A constitutive promoter is a promoter that directs the expression of a gene throughout the development and life of an organism. Examples of some constitutive promoters that are widely used for inducible expression of transgenes include the Agrobacterium tumefaciens nopaline synthetase (NOS) gene promoter (U.S. Patent No. 5,034,322 issued to Rogers et al., which is hereby incorporated by reference in its entirety), the cauliflower mosaic virus (CaMV) 35S and 19S promoters (U.S. Patent No. 5,352,605 issued to Fraley et al., which is hereby incorporated by reference in its entirety), derivatives of any of several actin genes known to be expressed in most cell types (U.S. Patent No. 6,002,068 issued to Privalle et al., which is hereby incorporated by reference in its entirety), and the ubiquitin promoter, which is a known gene product by accumulating in many cell types.

[039] Um promotor induzível é um promotor que é capaz diretamente ou indi-retamente de ativação de uma ou mais sequências de DNA de transcrição ou de ge-nes em resposta a um indutor. Na ausência de um indutor, as sequências de DNA ou os genes não serão transcritos. O indutor pode ser um agente químico, tal como um metabólito, regulador de crescimento, herbicida, ou composto fenólico, ou o es-tresse fisiológico diretamente imposto à planta, tal como frio, calor, sal, toxinas, ou pela ação de um agente patogênico ou agente da doença, tais como um vírus ou fungo. Uma célula de planta contendo um promotor induzível pode ser exposto a um indutor aplicando externamente o indutor à célula ou planta tal como borrifando, la-crimejando, aquecendo-se, ou pela exposição ao agente patogênico operativo. Um exemplo de um promotor induzível apropriado para uso na presente invenção são um promotor induzível por glicocorticóide ((Schena et al., "A Steroid-Inducible Gene Expression System for Plant Cells," Proc. Natl. Acad. Sci. 88: 10421-5 (1991), que é aqui incorporada pela referência na sua totalidade). A expressão da proteína codifi-cada do transgene é induzida nas plantas transformadas quando as plantas trans- gênicas são trazidas no contato com concentrações nanomolar de um glicocorticoi- de, ou pelo contato com dexametasona, um análogo de glicocorticóide (Schena et al., "A Steroid-Inducible Gene Expression System for Plant Cells", Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88: 10421-5 (1991); Aoyama et al., "A Glucocorticoid-Mediated Transcripti-onal Induction System in Transgenic Plants", Plant J. 11: 605-612 (1997), and McNellis et al., "Glucocorticoid-Inducible Expression of a Bacterial Avirulence Gene in Transgenic Arabidopsis Induces Hypersensitive Cell Death," Plant J. 14(2):247-57 (1998), que são aqui incorporados pela referência no seu conjunto). Além disso, os promotores induzíveis incluem promotores que funcionam em um tecido a maneira específica de normal o gene do interesse dentro de tecidos selecionados da planta. Os exemplos dos promotores específicos de tal tecido ou desenvolvedores regulados incluem a semente, a flor, o fruto, ou a raiz os promotores específicos como são bem conhecidos no campo (Patente dos Estados Unidos N°. 5.750.385 emitida para Shewmaker et al., que é aqui incorporada pela referência na sua totalidade). Em uma modalidade preferida da presente invenção, um promotor heterólogo é ligado ao ácido nucleico do construtor, onde o promotor heterólogo é definido como um promotor ao qual o ácido nucleico do construtor é não naturalmente ligado.[039] An inducible promoter is a promoter that is capable of directly or indirectly activating one or more transcriptional DNA sequences or genes in response to an inducer. In the absence of an inducer, the DNA sequences or genes will not be transcribed. The inducer may be a chemical agent, such as a metabolite, growth regulator, herbicide, or phenolic compound, or physiological stress directly imposed on the plant, such as cold, heat, salt, toxins, or by the action of a pathogen or disease agent, such as a virus or fungus. A plant cell containing an inducible promoter may be exposed to an inducer by externally applying the inducer to the cell or plant such as by spraying, washing, heating, or by exposure to the operative pathogen. An example of an inducible promoter suitable for use in the present invention is a glucocorticoid-inducible promoter ((Schena et al., "A Steroid-Inducible Gene Expression System for Plant Cells," Proc. Natl. Acad. Sci. 88:10421-5 (1991), which is incorporated herein by reference in its entirety). Expression of the protein encoded by the transgene is induced in the transformed plants when the transgenic plants are brought into contact with nanomolar concentrations of a glucocorticoid, or by contact with dexamethasone, a glucocorticoid analog (Schena et al., "A Steroid-Inducible Gene Expression System for Plant Cells," Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88:10421-5 (1991); Aoyama et al., "A Glucocorticoid-Mediated Transcriptional Induction System in Transgenic Plants," Plant J. 11:605-612 (1997), and McNellis et al., "Glucocorticoid-Inducible Expression of a Bacterial Avirulence Gene in Transgenic Arabidopsis Induces Hypersensitive Cell Death," Plant J. 14(2):247-57 (1998), which are herein incorporated by reference in their entirety). In addition, inducible promoters include promoters that function in a tissue-specific manner to regulate the gene of interest within selected tissues of the plant. Examples of such tissue-specific or regulated promoters include seed, flower, fruit, or root specific promoters as are well known in the art (U.S. Patent No. 5,750,385 issued to Shewmaker et al., which is herein incorporated by reference in its entirety). In a preferred embodiment of the present invention, a heterologous promoter is linked to the constructor nucleic acid, where heterologous promoter is defined as a promoter to which the constructor nucleic acid is not naturally linked.

[040]O sistema de expressão da presente invenção também pode incluir uma 3' região reguladora operável, selecionado de entre aqueles que são capazes de fornecer a terminação de transcrição correta e a poliadenilação do mRNA para expressão na célula hospedeira de escolha, o operacionalmente ligado a uma molé-cula de DNA que codifica para um a proteína da escolha.[040]The expression system of the present invention may also include an operable 3' regulatory region, selected from those that are capable of providing for the correct transcription termination and polyadenylation of the mRNA for expression in the host cell of choice, operably linked to a DNA molecule encoding a protein of choice.

[041]O vetor de escolha, promotor e uma região 3' reguladora apropriada pode ser ligados em conjunto para produzir o construtor de DNA que da presente invenção usa técnicas de clonagem moleculares bem conhecidas como descrito em Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Second Edition, Cold Spring Harbor Press, NY (1989) e Current Protocols in Molecular Biology, New York, N.Y: John Wiley & Sons, (1989), que é aqui incorporada pela referência no seu con-junto.[041]The vector of choice, promoter and an appropriate 3' regulatory region can be ligated together to produce the DNA construct of the present invention using well-known molecular cloning techniques as described in Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Second Edition, Cold Spring Harbor Press, NY (1989) and Current Protocols in Molecular Biology, New York, N.Y: John Wiley & Sons, (1989), which is hereby incorporated by reference in its entirety.

[042]A eficiência da expressão pode ser melhorado pela inclusão de trans-crição apropriada ou elementos de melhorador de tradução (por exemplo, elementos divulgados em Bittner et al., Methods in Enzymol. 153:516(1987), que é aqui incor-porada pela referência na sua totalidade). Adicionalmente, a sequência genética po-de ser modificado para ótimo uso códon no sistema de expressão apropriado ou, alternativamente, o hospedeiro de expressão pode ser modificado para expresso moléculas tRNA específicas para facilitar a expressão do gene desejado.[042] Expression efficiency can be improved by the inclusion of appropriate transcription or translation enhancer elements (e.g., elements disclosed in Bittner et al., Methods in Enzymol. 153:516(1987), which is incorporated herein by reference in its entirety). Additionally, the genetic sequence can be modified for optimal codon usage in the appropriate expression system or, alternatively, the expression host can be modified to express specific tRNA molecules to facilitate expression of the desired gene.

[043]Além disso, o vetor de expressão recombinante pode conter sequências de nucleotídeo adicionais. Por exemplo, o vetor de expressão recombinante pode codificar um gene de marcador selecionável para identificar células hospedeiras que possuem incorporou o vetor. Além disso, para facilitar a secreção da proteína de uma célula hospedeira, o vetor de expressão recombinante pode codificar uma sequência de sinalização ligada à terminação da amina da proteína, tal que segundo a expressão, a proteína é sintetizada com a sequência de sinalização fundida à sua terminação de amina. Esta sequência de sinalização dirige a proteína no caminho secretor da célula e ser então normalmente clivada, levando em conta a liberação da proteína sem a sequência de sinalização da célula hospedeira. O uso de uma se-quência de sinalização para facilitar a secreção de proteína ou peptídeos células hospedeiros de mamíferos é bem conhecido na técnica.[043] In addition, the recombinant expression vector may contain additional nucleotide sequences. For example, the recombinant expression vector may encode a selectable marker gene to identify host cells that have taken up the vector. In addition, to facilitate secretion of the protein from a host cell, the recombinant expression vector may encode a signal sequence linked to the amino terminus of the protein, such that upon expression, the protein is synthesized with the signal sequence fused to its amino terminus. This signal sequence directs the protein into the secretory pathway of the cell and is then normally cleaved, resulting in the release of the protein without the signal sequence from the host cell. The use of a signal sequence to facilitate secretion of protein or peptides from mammalian host cells is well known in the art.

[044] Uma vez um sistema de expressão contendo um polinucleotídeo de acordo com a presente invenção foi preparado, está pronto para ser incorporado em uma célula hospedeira. Basicamente, este método pode ser realizado transformando uma célula hospedeira com o sistema de expressão da presente invenção sob con-dições eficazes para produção da transcrição da molécula de DNA na célula hospe-deira. As moléculas recombinantes podem ser introduzidas em células via a trans-formação, particularmente transdução, conjugação, mobilização, ou eletroporação. As sequências de DNA são clonadas na célula hospedeira usando procedimentos de clonagem padrão conhecidos na técnica, como descrito por Sambrook et al., Clonagem Molecular: A Laboratory Manual, Segunda Edição, Cold Springs Laboratory, Cold Springs Harbor, Nova Iorque (1989), que é aqui incorporada pela referência na sua totalidade. As células hospedeiras adequadas incluem, mas não são limitados a, bactérias, vírus, levedura, células de mamífero, inseto, planta e assim por diante. Os métodos da transformação podem resultam na expressão transiente ou estável do ácido nucleico sob controle do promotor. Em uma modalidade, um construtor do ácido nucleico da presente invenção é de maneira estável inserido no genoma recom- binante da célula de planta em conseqüência da transformação, embora a expressão transiente possa servir a um objetivo importante, particularmente quando a plan ta sob investigação é de crescimento lento.[044] Once an expression system containing a polynucleotide according to the present invention has been prepared, it is ready for incorporation into a host cell. Basically, this method can be carried out by transforming a host cell with the expression system of the present invention under conditions effective for producing transcription of the DNA molecule in the host cell. The recombinant molecules can be introduced into cells via transformation, particularly transduction, conjugation, mobilization, or electroporation. The DNA sequences are cloned into the host cell using standard cloning procedures known in the art, as described by Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Second Edition, Cold Springs Laboratory, Cold Springs Harbor, New York (1989), which is incorporated herein by reference in its entirety. Suitable host cells include, but are not limited to, bacteria, viruses, yeast, mammalian, insect, plant cells, and so on. The transformation methods can result in transient or stable expression of the nucleic acid under control of the promoter. In one embodiment, a nucleic acid construct of the present invention is stably inserted into the recombinant genome of the plant cell as a result of transformation, although transient expression may serve an important purpose, particularly when the plant under investigation is slow growing.

[045]O tecido de planta adequado para transformação inclui tecido de folha, tecido de raiz, meristemas, zigóticos e embriões somáticos, calos, protoplastos, bor-las, pólen, embriões, anteras e assim por diante. Os meios de transformação esco-lhidos consistem nos mais adequados ao tecido ser transformado.[045]Plant tissue suitable for transformation includes leaf tissue, root tissue, meristems, zygotic and somatic embryos, callus, protoplasts, buds, pollen, embryos, anthers, and so on. The transformation media chosen consist of those most suitable for the tissue to be transformed.

[046]A expressão transiente no tecido de planta é muitas vezes atingida pelo bombardeio de partícula (Klein et al., "High-Velocity Microprojectiles for Delivering Nucleic Acids Into Living Cells," Nature 327:70-73 (1987), que é aqui incorporada pela referência na sua totalidade). No presente método, o tungstênio ou as micropar- tículas douradas (1 a 2 μm de diâmetro) são revestidos com o DNA de interesse e depois do bombardeado no tecido usando gás de alta pressão. Deste modo, é pos-sível liberar o DNA estrangeiro no núcleo e obter uma expressão temporal do gene sob as condições atuais do tecido. As partículas biologicamente ativas (por exemplo, células bacterianas secas contendo o vetor de DNA heterólogo) também podem ser propelidas em células de planta. Outras variações de bombardeio de partícula, agora conhecido ou depois desenvolvido, também podem ser usados.[046] Transient expression in plant tissue is often achieved by particle bombardment (Klein et al., "High-Velocity Microprojectiles for Delivering Nucleic Acids Into Living Cells," Nature 327:70-73 (1987), which is hereby incorporated by reference in its entirety). In the present method, tungsten or gold microparticles (1 to 2 μm in diameter) are coated with the DNA of interest and then bombarded into the tissue using high-pressure gas. In this way, it is possible to release the foreign DNA into the nucleus and obtain temporal expression of the gene under the current tissue conditions. Biologically active particles (e.g., dried bacterial cells containing the heterologous vector DNA) can also be propelled into plant cells. Other variations of particle bombardment, now known or later developed, can also be used.

[047] Um método apropriado de maneira estável introduzir o construtor do ácido nucleico em células de planta é para infeccionar uma célula de planta com Agrobacterium tumefaciens ou Agrobacterium rhizogenes anteriormente transforma-do com o construtor do ácido nucleico. Tal como descrito acima, Ti (ou RJ) o plasmí- deo do Agrobacterium permite a transferência altamente bem sucedida de uma mo-lécula do ácido nucleico estrangeira em células de planta. Outra aproximação da transformação de células de planta com um gene que comunica a resistência a agentes patogênicos são o bombardeio de partícula (também conhecido como trans-formação biolística) da célula hospedeira, como divulgado no Patente dos Estados Ligados N° US. 4.945.050, 5.036.006 e 5.100.792, todos de Sanford et al. e em Emerschad et al., "Somatic Embryogenesis and Plant Development from Immature Zygotic Embryos of Seedless Grapes (Vitis vinifera)", Plant Cell Reports 14:6-12 (1995), que são aqui incorporados pela referência no seu conjunto. Ainda outro mé-todo da introdução é a fusão de protoplastos com outras entidades, minicélulas, cé-lulas, lisossomas, ou outros corpos alisados pelo lipídio fusíveis (Fraley et al., Proc. Natl. Acad. Sci. EUA 79: 1859-63 (1982), que é aqui incorporada pela referência na sua totalidade). A molécula do ácido nucleico também pode ser introduzida nas célu-las de planta por eletroporação (Fromm et al., Proc. Natl. Acad. Sci. EUA 82:5824 (1985), que é aqui incorporada pela referência na sua totalidade). Nesta técnica, os protoplastos da planta são eletroporados na presença de plasmídeos contendo o cassete de expressão. Impulsos elétricos de alta potência de campanha reversivel- mente permeabilize biomembranas permitindo da introdução do plasmídeo. Proto- plastos da planta eletroporada reforma a parede de célula, divide-se e regenera. O método exato da transformação não é crítico da prática da presente invenção. O mé-todo qualquer resultante na transformação eficiente da célula hospedeira da escolha é apropriado para a prática presente invenção.[047] A suitable method of stably introducing the nucleic acid construct into plant cells is to infect a plant cell with Agrobacterium tumefaciens or Agrobacterium rhizogenes previously transformed with the nucleic acid construct. As described above, the Ti (or RJ) plasmid of Agrobacterium allows for the highly successful transfer of a foreign nucleic acid molecule into plant cells. Another approach to transforming plant cells with a gene that communicates resistance to pathogens is particle bombardment (also known as biolistic transformation) of the host cell, as disclosed in United States Patent Nos. 4,945,050, 5,036,006 and 5,100,792, all to Sanford et al. and in Emerschad et al., "Somatic Embryogenesis and Plant Development from Immature Zygotic Embryos of Seedless Grapes (Vitis vinifera)," Plant Cell Reports 14:6-12 (1995), which are incorporated herein by reference in their entirety. Still another method of introduction is the fusion of protoplasts with other entities, minicells, cells, lysosomes, or other fusible lipid-smoothed bodies (Fraley et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 79:1859-63 (1982), which is incorporated herein by reference in its entirety). The nucleic acid molecule can also be introduced into plant cells by electroporation (Fromm et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 82:5824 (1985), which is incorporated herein by reference in its entirety). In this technique, plant protoplasts are electroporated in the presence of plasmids containing the expression cassette. High-power electrical pulses reversibly permeabilize biomembranes allowing introduction of the plasmid. Electroporated plant protoplasts reform the cell wall, divide and regenerate. The exact method of transformation is not critical to the practice of the present invention. Any method resulting in efficient transformation of the host cell of choice is suitable for practicing the present invention.

[048] Depois da transformação, as células de planta transformadas devem ser regenerado. A regeneração de planta a partir de protoplastos cultivados é descri-ta em Evans et al., Handbook of Plant Cell Cultures, Vol. 1: (MacMillan Publishing Co., New York, 1983); Vasil I.R. (ed.), Cell Culture and Somatic Cell Genetics of Plants, Acad. Press, Orlando, Vol. I, 1984, and Vol. Ill (1986), and Fitch et al., "So-matic Embryogenesis and Plant Regeneration from Immature Zygotic Embryos of Papaya (Carica papaya Z-.)," Plant Cell Rep. 9:320 (1990), que são aqui incorpora-dos pela referência em sua totalidade.[048] After transformation, the transformed plant cells must be regenerated. Plant regeneration from cultured protoplasts is described in Evans et al., Handbook of Plant Cell Cultures, Vol. 1: (MacMillan Publishing Co., New York, 1983); Vasil I.R. (ed.), Cell Culture and Somatic Cell Genetics of Plants, Acad. Press, Orlando, Vol. I, 1984, and Vol. Ill (1986), and Fitch et al., "Somatic Embryogenesis and Plant Regeneration from Immature Zygotic Embryos of Papaya (Carica papaya Z-.)," Plant Cell Rep. 9:320 (1990), which are incorporated herein by reference in their entirety.

[049]Os meios para regeneração variam de espécies para espécies de plan-tas, mas geralmente uma suspensão de protoplastos transformados ou uma placa de petri contendo explantas é a primeira providência. O tecido do calo é formado e os tiros podem ser induzidos de calos e posteriormente arraigados. Alternativamen- te, a formação de embrião pode ser induzida no calo do tecido. Esses embriões germinam como embriões naturais para formar plantas. Os meios de comunicação de cultura conterão geralmente vários aminoácidos e hormônios, tais como auxinas e citocininas. A regeneração eficiente dependerá do meio, do genótipo e na história da cultura. Se estas três variáveis forem de controle, então a regeneração é nor-malmente reprodutível e repetitível.[049]Media for regeneration varies from plant species to plant species, but generally a suspension of transformed protoplasts or a petri dish containing explants is the first step. Callus tissue is formed and shoots can be induced from callus and subsequently rooted. Alternatively, embryo formation can be induced in the callus tissue. These embryos germinate as natural embryos to form plants. Culture media will usually contain various amino acids and hormones, such as auxins and cytokinins. Efficient regeneration will depend on the medium, the genotype and the history of the culture. If these three variables are controlled, then regeneration is usually reproducible and repeatable.

[050] Preferivelmente, as células transformadas são primeiro identificadas usando um marcador de seleção simultaneamente introduzido nos células hospedeiros junto com o construtor do ácido nucleico da presente invenção. Os marcadores de seleção adequados incluem, sem restrição, marcadores que codificam resistência para antibiótica, tais como o gene nptll que confere a resistência kanamicina (Fraley et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 80:4803-4807 (1983), que é aqui incorporada pela referência em sua totalidade) e os genes que conferem a resistência a gentamicina, G418, higromicina, estreptomicina, espectinomicina, tetraciclina, cloranfenicol e assim por diante. As células ou os tecidos são cultivados em um meio de seleção contendo o antibiótico apropriado, pelo qual geralmente somente aqueles transforman- tes expressam resistência crescente do marcador de antibiótico. Outro tipo de marcadores é também adequado para a inclusão na cassete de expressão da presente invenção. Por exemplo, um gene que codifica para tolerância de herbicida, tal como tolerância à sulfoniluréia é útil, ou o gene dhfr, que confere a resistência a metotre- xato (Bourouis et al., EMBO J. 2: 1099-1104(1983), que é aqui incorporado pela referência na sua totalidade). Similarmente os “genes relatores”, que codificam para enzimas que fornecem a produção de um composto identificável são adequados. O gene de repórter o mais amplamente usado para os experimentos de fusão genética foi o uidA, um gene de Escherichia coli que codifica a proteína β -glucuronidase, também conhecida como GUS (Jefferson et al., "GUS Fusions: β Glucuronidase as a Sensitive and Versatile Gene Fusion Marker in Higher Plants," EMBO J. 6:3901-3907 (1987), que é aqui incorporada pela referência na sua totalidade). Similarmente as enzimas que fornecem a produção de um composto identificável pela luminescência, tais como luciferase, são úteis. O marcador de seleção empregado dependerá das espécies de objetivo; para certas espécies de objetivo, os antibióticos diferentes, a herbicida, ou os marcadores de seleção de biossíntese são preferidos.[050] Preferably, the transformed cells are first identified using a selection marker simultaneously introduced into the host cells along with the nucleic acid construct of the present invention. Suitable selection markers include, without limitation, markers encoding antibiotic resistance, such as the nptll gene that confers kanamycin resistance (Fraley et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 80:4803-4807 (1983), which is incorporated herein by reference in its entirety) and genes conferring resistance to gentamicin, G418, hygromycin, streptomycin, spectinomycin, tetracycline, chloramphenicol, and so on. The cells or tissues are cultured in a selection medium containing the appropriate antibiotic, whereby generally only those transformants express increasing resistance to the antibiotic marker. Other types of markers are also suitable for inclusion in the expression cassette of the present invention. For example, a gene that encodes herbicide tolerance, such as sulfonylurea tolerance, is useful, or the dhfr gene, which confers resistance to methotrexate (Bourouis et al., EMBO J. 2:1099-1104 (1983), which is incorporated herein by reference in its entirety). Similarly, "reporter genes," which encode enzymes that provide for the production of an identifiable compound, are suitable. The most widely used reporter gene for gene fusion experiments has been uidA, an Escherichia coli gene that encodes the β-glucuronidase protein, also known as GUS (Jefferson et al., "GUS Fusions: β Glucuronidase as a Sensitive and Versatile Gene Fusion Marker in Higher Plants," EMBO J. 6:3901-3907 (1987), which is incorporated herein by reference in its entirety). Similarly, enzymes that provide for the production of a compound identifiable by luminescence, such as luciferase, are useful. The selection marker employed will depend on the target species; for certain target species, different antibiotic, herbicide, or biosynthetic selection markers are preferred.

[051]As células de planta e os tecidos selecionados por meio de um agente inibitivo ou outro marcador de seleção então são teste para a aquisição do gene viral pela análise de hibridização por Southern blot, usando uma sonda específica para os genes virais contidos no cassete fornecido para a transformação (Sambrook et al., "Molecular Cloning: A Laboratory Manual," Cold Spring Harbor, New York: Cold Spring Harbor Press (1989), que é aqui incorporada pela referência na sua totalida-de).[051]Plant cells and tissues selected by means of an inhibitory agent or other selection marker are then tested for viral gene acquisition by Southern blot hybridization analysis using a probe specific for the viral genes contained in the cassette provided for transformation (Sambrook et al., "Molecular Cloning: A Laboratory Manual," Cold Spring Harbor, New York: Cold Spring Harbor Press (1989), which is hereby incorporated by reference in its entirety).

[052] Depois do gene de fusão contendo um construtor do ácido nucleico da presente invenção são de maneira estável incorporados em plantas transgênicas, o transgene pode ser transferido para outras plantas pelo cruzamento sexual. Qual-quer de um número de técnicas de procriação padrão pode ser usado, dependendo das espécies para ser cruzado. Uma vez que as plantas transgênicas deste tipo são produzidas, as próprias plantas podem ser cultivadas conforme o procedimento con-vencional para que o construtor do ácido nucleico está presente nas plantas resul-tantes. Alternativamente, as sementes transgênicas são recuperadas de as plantas transgênicas. Estas sementes então podem ser plantadas no solo por procedimentos convencionais e cultivadas para produzir plantas transgênicas.[052] After the fusion gene containing a nucleic acid construct of the present invention is stably incorporated into transgenic plants, the transgene can be transferred to other plants by sexual crossing. Any of a number of standard breeding techniques can be used, depending on the species to be crossed. Once transgenic plants of this type are produced, the plants themselves can be grown as per conventional procedure so that the nucleic acid construct is present in the resulting plants. Alternatively, transgenic seeds are recovered from the transgenic plants. These seeds can then be planted in soil by conventional procedures and grown to produce transgenic plants.

[053]A presente invenção pode ser utilizada em conjunto com uma variedade ampla de plantas ou as suas sementes. As plantas adequadas incluem dicotiledô- neas e monovotiledôneas. As plantas de colheita úteis podem incluir: alfafa, arroz, trigo, cevada, centeio, algodão, girassol, amendoim, milho, batata, batata doce, feijão, ervilha, chicória, alface, endívia, repolho, couve-de-bruxelas, beterraba, pastina- ca, nabo, couve-flor, brócolis, nabo, rabanete, espinafre, cebola, alho, berinjela, pi-mentão, aipo, cenoura, squash, abóbora, abobrinha, pepino, maçã, pêra, melão, cí-tricos, morango, uva, framboesa, abacaxi, soja, fumo, tomate, sorgo, mamoeiro, cana-de-açúcar e café.[053] The present invention may be used in conjunction with a wide variety of plants or their seeds. Suitable plants include dicotyledons and monovotyledons. Useful crop plants may include: alfalfa, rice, wheat, barley, rye, cotton, sunflower, peanut, corn, potato, sweet potato, bean, pea, chicory, lettuce, endive, cabbage, Brussels sprouts, beet, parsnip, turnip, cauliflower, broccoli, rutabaga, radish, spinach, onion, garlic, eggplant, pepper, celery, carrot, squash, pumpkin, zucchini, cucumber, apple, pear, melon, citrus, strawberry, grape, raspberry, pineapple, soybean, tobacco, tomato, sorghum, papaya, sugar cane, and coffee.

[054] Um aspecto adicional da presente invenção está direcionado a um mé-todo de degradação de mananas e polissacarídeos no material de plantas. Este mé-todo envolve o material de plantas que fornece e contatar com o material de plantas com a proteína β-mananase da presente invenção sob condições eficazes para de-gradação de mananas e polissacarídeos no material de plantas.[054] A further aspect of the present invention is directed to a method of degrading mannans and polysaccharides in plant material. This method involves providing plant material and contacting the plant material with the β-mannanase protein of the present invention under conditions effective for degrading mannans and polysaccharides in the plant material.

[055] Em uma modalidade preferida, o material de plantas que é contatado com a proteína β-mananase da presente invenção é grãos de café, embora outros materiais de planta onde a degradação da mananas e polissacarídeos é desejada também pode ser contatado.[055] In a preferred embodiment, the plant material that is contacted with the β-mannanase protein of the present invention is coffee beans, although other plant materials where degradation of mannans and polysaccharides is desired may also be contacted.

[056]Ele também pode ser desejável, segundo este método da presente in-venção, para recuperar a açúcar solúvel do material de plantas degradado, particu-larmente aqueles que resultam da etapa de contatar com a matéria de planta com a proteína β-mananase.[056]It may also be desirable, according to this method of the present invention, to recover soluble sugar from degraded plant material, particularly that resulting from the step of contacting the plant material with the β-mannanase protein.

[057] Esses aspectos da presente invenção são também ilustrados pelos exemplos abaixo.[057] These aspects of the present invention are also illustrated by the examples below.

EXEMPLOS.EXAMPLES.

[058]Os seguintes exemplos são fornecidos para ilustrar modalidades da presente invenção, mas eles não são de modo nenhum destinados a limitar o seu alcance.[058]The following examples are provided to illustrate embodiments of the present invention, but they are in no way intended to limit its scope.

Exemplo 1.Example 1. Clonagem da β-mananase do intestino médio da broca da baga do café (Hypothenemus hampei).Cloning of β-mannanase from the midgut of the coffee berry borer (Hypothenemus hampei). Preparação da Mostra.Preparation of the Exhibition.

[059]As sementes de café são infectadas com insetos adultos de Hypothe- nemus hampei (Coleoptera: Scolytidae) como descrito em Rubio et al., “Morfologia Del Sistema Digestivo de Hypothenemus hampei (Ferrari)”, Cenicafe (Colômbia) 58:66-74(2007), que é aqui incorporada pela referência na sua totalidade. Resumi-damente, os grãos de café infectados são dissecados com uma incisão usando um estereomicroscópio e as larvas são coletadas em uma placa de Petri. Cada larva foi guardada a 4 °C por pelo menos 10 minutos para reduzir a atividade física e depois de colocado em uma lâmina de vidro com uma gota de água destilada estéril e dis-secada sob um estereomicroscópio Zeiss Estemi 2000 utilizando de pequeno fór-ceps e agulhas de punção de 0,15 mm. Para isolar o tecido do intestino médio, cada larva foi dissecada com uma incisão no protórax e o nível mesotorax, logo uma grande incisão ao longo do comprimento de larvas para expor todo o canal alimentar. Finalmente, depois da remoção de tecido gordo, a região do intestino médio foi o ditoca e imediatamente depositado em um tubo de microcentrifugadora pré-gelado com 100 μl de água destilada estéril contendo RNA de 0,1% do reagente Later®. To-dos os tecidos do intestino médio o ditocos são guardado em -80 °C até extração de e proteína.[059]Coffee seeds are infected with adult Hypothenemus hampei (Coleoptera: Scolytidae) insects as described in Rubio et al., “Morfologia Del Sistema Digestivo de Hypothenemus hampei (Ferrari)”, Cenicafe (Colombia) 58:66-74(2007), which is incorporated herein by reference in its entirety. Briefly, infected coffee beans are dissected with an incision using a stereomicroscope and larvae are collected in a Petri dish. Each larva is stored at 4 °C for at least 10 min to reduce physical activity and then placed on a glass slide with a drop of sterile distilled water and dissected under a Zeiss Estemi 2000 stereomicroscope using small forceps and 0.15 mm puncture needles. To isolate midgut tissue, each larva was dissected with an incision at the prothorax and midthorax, then a large incision along the length of the larvae to expose the entire alimentary canal. Finally, after removal of the fatty tissue, the midgut region was dissected and immediately deposited in a pre-chilled microcentrifuge tube with 100 μl of sterile distilled water containing 0.1% RNA from Later® reagent. All midgut tissues and dissected tissues were stored at -80 °C until protein extraction.

Construção de Biblioteca de YSST Broca da Baga do Café.Construction of YSST Coffee Berry Borer Library.

[060]O RNA foi extraído dos tecidos do intestino médio e guardou em -80 °C. O RNA poliadenilado foi isolado do RNA total usando o Oligotex mRNA Midi Kit (Qi-agen, Valência, CA) de acordo com as instruções do fabricante. As primeiras fitas de cDNA são sintetizadas do mRNA usando o iniciador N6-NotI:5 '-GAGAGAGAGAGAGAGAACCGCGCGGCCGCCNNNNNN-S '(SEQ ID NO: 4)com um kit de Síntese cDNA (Stratagene). Depois da síntese de segunda fi-ta, os cDNAs foram preparados por clonagem unidirecional pela ligação com adap-tadores EcoRI de acordo com as instruções do fabricante, seguidas por digestão com N6-NotI. Os cDNAs são então fracionados em 1% gel de agarose por electrofo- rese e aqueles dentro de uma faixa de variação de tamanho previsto de 300 a 1.000 bp foram extripados do gel e purificados utilizando kit de extração em gel QIAquick (Qiagen, Valência, CA). Os fragmentos foram Iigados a uma mistura equipartite dos três vetores, PYSSTO, pYSSTl e pYSST2, digeridos com EcoRl e Notl. As células electrocompetentes TOP10F' da (Invitro, Carsbad, CA) são transformadas com aproximadamente 1 μg da biblioteca YSST resultante por eletroporação (Micropulser Electroporator, Bio-Rad, Hércules, CA) e espalhadas em 10 a 15 placas grandes de LB. O DNA de plasmídeo foi isolado de uma amostra acumulada dos transformantes resultantes utilizando o kit Perfectprep Plasmid Midi (Eppendorf). Cinquenta micro-gamas da biblioteca YSST foi transformada na levedura (Saccharomyces cerevisae) da cepa DBYα2445 (MATα, suc2Δ-9, lys2-801, ura3-52, ade2-101) utilizando o Sis- tema2 de Transformação de Levedura YEASTMAKER (BD Biosciences, San Jose, CA). Os transformantes são espalhados em placas de sacarose YP (extrato de leve-dura a 1%, peptona a 2%, sacarose a 2%, ágar-ágar a 2%, pH 6,5), incubado em 30 °C por 4 a 9 dias e as colônias visíveis são reriscadas na placa de sacarose seguida pela incubação em 30 °C por 2 a 3 dias. Os plasmídeos são isolado colônias de visí-veis como descrito em Hoffmann e Winston, “A Ten-Minute DNA Preparation from Yeast Efficiently Releases Autonomous Plasmids for Transformation of Escherichia coli" Gene 57:267-272 (1987), que é aqui incorporada pela referência em sua totali-dade, transformada em XLl-azul pela E. coli electrocompetente e purificada utilizan-do de um kit Qiaprep (Qiagen). As inserções de plasmídeo são sequenciadas utili-zando de um iniciador equivalente ao promotor ADHl de pYSSTO, pYSSTl, pYSST2 (5'-TCCTCGTC ATTGTTCTCGTTCC-3') (SEQ ID NO: 5) no Bio Resource Center, Cornell University, Ithaca, NY (http://www.brc.cornell.edu).[060]RNA was extracted from midgut tissues and stored at -80 °C. Polyadenylated RNA was isolated from total RNA using the Oligotex mRNA Midi Kit (Qi-agen, Valencia, CA) according to the manufacturer's instructions. First-strand cDNA were synthesized from mRNA using primer N6-NotI:5'-GAGAGAGAGAGAGAGAGAACCGCGCGGCCGCCNNNNNN-S' (SEQ ID NO: 4) with a cDNA Synthesis Kit (Stratagene). After second-strand synthesis, cDNAs were prepared by unidirectional cloning by ligation with EcoRI adapters according to the manufacturer's instructions, followed by digestion with N6-NotI. The cDNAs were then fractionated on 1% agarose gel electrophoresis, and those within the predicted size range of 300 to 1,000 bp were excised from the gel and purified using the QIAquick gel extraction kit (Qiagen, Valencia, CA). The fragments were ligated to an equipartite mixture of the three vectors, PYSSTO, pYSST1, and pYSST2, digested with EcoR1 and NotI. TOP10F' electrocompetent cells (Invitro, Carsbad, CA) were transformed with approximately 1 μg of the resulting YSST library by electroporation (Micropulser Electroporator, Bio-Rad, Hercules, CA) and spread onto 10 to 15 large LB plates. Plasmid DNA was isolated from a pool of the resulting transformants using the Perfectprep Plasmid Midi kit (Eppendorf). Fifty microgammas from the YSST library were transformed into yeast ( Saccharomyces cerevisiae ) strain DBYα2445 (MATα, suc2Δ-9, lys2-801, ura3-52, ade2-101) using the YEASTMAKER Yeast Transformation System (BD Biosciences, San Jose, CA). Transformants were streaked onto YP sucrose plates (1% yeast extract, 2% peptone, 2% sucrose, 2% agar, pH 6.5), incubated at 30 °C for 4 to 9 days, and visible colonies were streaked onto the sucrose plate followed by incubation at 30 °C for 2 to 3 days. Plasmids are isolated from visible colonies as described in Hoffmann and Winston, "A Ten-Minute DNA Preparation from Yeast Efficiently Releases Autonomous Plasmids for Transformation of Escherichia coli" Gene 57:267-272 (1987), which is incorporated herein by reference in its entirety, transformed into XL1-blue electrocompetent E. coli, and purified using a Qiaprep kit (Qiagen). Plasmid inserts are sequenced using a primer equivalent to the ADH1 promoter of pYSSTO, pYSST1, pYSST2 (5'-TCCTCGTC ATTGTTCTCGTTCC-3') (SEQ ID NO: 5) at the Bio Resource Center, Cornell University, Ithaca, NY (http://www.brc.cornell.edu).

Amplificação RACE.RACE amplification.

[061] Um iniciador de oligonucleotídeo derivado da sequência de DNA equi valente às sequências de sinalização preditas do clone isolado YSST da mananase foi usado na 3'RACE com o iniciador como um iniciador de adaptador. Para obter a sequência cDNA de corpo inteiro, 'aterrissagem' PCR foi executou o utilizando de um proga com 35 ciclos de 94 °C para 1 min, 63 °C para 1 min, 72 °C para 2,5 min com a redução de temperatura de anelação por 1 °C a cada segundo ciclo para 60 °C, seguido pela extensão final de 72 °C por 10 minutos que os produtos PCR são sub- clonados no vetor Easy pGEM-T (Promega, Madison, Wisconsin). As sequências de DNA são determinadas como descrito acima, as β - mananase de H. hampei são uma endoglicanase (endo- β -1,4-D-glucanase, EC 3.2.1.4). É uma cadeia de poli- peptídio única de 320 aminoácidos, com uma massa molecular predita de 35,62 kDa e a pI teórica é 4,72, calculados da composição de aminoácidos.[061] An oligonucleotide primer derived from the DNA sequence equivalent to the predicted signal sequences of the isolated mannanase clone YSST was used in the 3'RACE with the primer as an adapter primer. To obtain the full-length cDNA sequence, 'landing' PCR was performed using a program with 35 cycles of 94 °C for 1 min, 63 °C for 1 min, 72 °C for 2.5 min with the annealing temperature reduced by 1 °C every second cycle to 60 °C, followed by the final extension at 72 °C for 10 min where the PCR products were subcloned into the pGEM-T Easy vector (Promega, Madison, Wisconsin). DNA sequences are determined as described above. H. hampei β-mannanase is an endoglucanase (endo-β-1,4-D-glucanase, EC 3.2.1.4). It is a single polypeptide chain of 320 amino acids, with a predicted molecular mass of 35.62 kDa and a theoretical pI of 4.72, calculated from the amino acid composition.

Exemplo 2.Example 2. Expressão Heteróloga da β-mananase em Células de Spodoptera frugiperta (Sf9).Heterologous expression of β-mannanase in Spodoptera frugiperta (Sf9) cells. Construção de Plasmídeo de Expressão da Proteína de Fusão.Construction of Fusion Protein Expression Plasmid.

[062] Para a construção da terminação C do plasmídeo de expressão da ma- nanase marcada na-HIS, os cDNAs são reamplificados por PCR utilizando de um cDNA da mananase no vetor Easy pGEM-T (Promega, Madison, Wisconsin) como um padrão com os seguintes iniciadores:5’-CACCATGGAACCTTTTGTGGTC-3‘ (SEQ ID NO: 6) e5 '-GACAGGGATGAAGCAGATCTGG-3' '(SEQ ID NO: 7).[062] For the construction of the C-terminal na-HIS tagged mannanase expression plasmid, the cDNAs are reamplified by PCR using a mannanase cDNA in the Easy pGEM-T vector (Promega, Madison, Wisconsin) as a template with the following primers: 5'-CACCATGGAACCTTTTGTGGTC-3' (SEQ ID NO: 6) and 5'-GACAGGGATGAAGCAGATCTGG-3'' (SEQ ID NO: 7).

[063]A porção sublinhada de SEQ ID NO: 6 foi introduzida para clonagem di-recional de TOPO. O último iniciador reverso necessita do códon de parada do cDNA da β-mananase nativa. O cDNA resultante foi clonado no vetor pENTR/D- TOPO (Invitrogen, Carlsbad, CA) e denominado pENTR / β-Mann.[063]The underlined portion of SEQ ID NO: 6 was introduced for directional cloning of TOPO. The last reverse primer requires the stop codon of the native β-mannanase cDNA. The resulting cDNA was cloned into the pENTR/D-TOPO vector (Invitrogen, Carlsbad, CA) and named pENTR/β-Mann.

Recombinação e Transfecção de DNA de Baculovirus.Baculovirus DNA Recombination and Transfection.

[064]A construção do baculovírus e a expressão da proteína nas células Sf9 são realizados de acordo com o protocolo BaculoDirect Baculovirus Expression Sys-tem da Invitrogen (Carlsbad, CA). As células de Spodoptera frugiperda Sf9 foram transfectadas com o DNA bacmid recombinante para a produção das partículas de baculovirus. As células são cultivadas a 27 °C no meio SF900-II (Life Technologies) complementado com 100 U/ml de penicilina e 100 μg/ml de estreptomicina. Para transfecção, 9x105 células foram plaqueadas em frascos de cultura de tecido de 35 mm e incubadas por 1 h em 2 ml Sf900-II SFM (Life Technologies) sem antibióticos para permitir a adesão das células à placa. O meio é então modificado para 1 ml de soro isento de Sf900-II sem antibióticos, contendo DNA recombinante bacmid (5 μl de uma mini-preparação padrão do DNA de plasmídeo) que tinha sido pré-incubada por 30 min na temperatura ambiente com CellFectin (6 μl) (Life Technologies). As células foram incubadas com o complexo de DNA lipossoma a 27 °C por 5 h. O meio de transfecção foi removido e 2 ml do meio SF900-II, contendo antibióticos, foi acrescentado. O plasmídeo pENT® / Man foi transfectado em células Sf9 e bacmid não-recombinante (Bd) DNA e pENT® / CAT são usados como controle negativo e positivo, respectivamente. As células transfectadas são incubadas a 27 °C por 72 h que permite a produção e liberação de baculovírus no meio de cultura. O meio de cultura de cada transfecção foi coletado, clarificado (500 g por 5 min) e guardado em 4°C como um estoque mestre de vírus. A eficiência da transfecção, baculovírus re- combinante (Bv-Man) e baculovírus não-recombinante (Bv) produção foram monito-radas pela visualização do efeito de exposição citopática por células transfectadas dentro de 48 h depois subcultura sob um microscópio de contraste de fase e analise da presença do DNA baculovírus pela análise de PCR. A esta extremidade, a pre-sença de baculovírus em 50 μl do sobrenadante de cultura infectado são sedimenta-dos em 12.000 g para 10 min em um tubo de microcentrifugadora e um volume ( 25 μl) de tampão de proteinase K (10 Tris-HCl, pH 7,8; 5 mM EDTA; SDS de 0,5%) con-tendo 50 μg/ml de proteinase K (Sambrook e al, 1989) foi acrescentado à pelota pa- ra digerir proteína viral por 1 h a 56 °C. Um aquecimento adicional a 95 °C por 20 min foi incluído para inativar a enzima antes de proceder à etapa de PCR. A amplificação de DNA viral é realizada utilizando de 2 μl desta preparação de DNA como o padrão nas mesmas condições e iniciadores descritos acima. As células são selecionado com ganciclovir por 120 horas e o estoque viral resultante foi amplificado duas vezes pela infecção das células Sf9.[064]Baculovirus construction and protein expression in Sf9 cells are performed according to the BaculoDirect Baculovirus Expression System protocol from Invitrogen (Carlsbad, CA). Spodoptera frugiperda Sf9 cells were transfected with recombinant bacmid DNA for production of baculovirus particles. Cells are grown at 27 °C in SF900-II medium (Life Technologies) supplemented with 100 U/ml penicillin and 100 μg/ml streptomycin. For transfection, 9x105 cells were plated in 35 mm tissue culture flasks and incubated for 1 h in 2 ml Sf900-II SFM (Life Technologies) without antibiotics to allow cell adhesion to the plate. The medium is then changed to 1 ml of antibiotic-free Sf900-II serum containing recombinant bacmid DNA (5 μl of a standard plasmid DNA mini-prep) that had been preincubated for 30 min at room temperature with CellFectin (6 μl) (Life Technologies). The cells were incubated with the liposome-DNA complex at 27 °C for 5 h. The transfection medium was removed and 2 ml of SF900-II medium containing antibiotics was added. The pENT®/Man plasmid was transfected into Sf9 cells and non-recombinant bacmid (Bd) DNA and pENT®/CAT were used as negative and positive controls, respectively. The transfected cells were incubated at 27 °C for 72 h which allowed the production and release of baculovirus into the culture medium. The culture medium from each transfection was collected, clarified (500 g for 5 min), and stored at 4°C as a master virus stock. Transfection efficiency, recombinant baculovirus (Bv-Man), and nonrecombinant baculovirus (Bv) production were monitored by visualizing the cytopathic exposure effect of transfected cells within 48 h after subculture under a phase-contrast microscope and analyzing the presence of baculovirus DNA by PCR analysis. At this point, the presence of baculovirus in 50 μl of infected culture supernatant is pelleted at 12,000 g for 10 min in a microcentrifuge tube and a volume (25 μl) of proteinase K buffer (10 Tris-HCl, pH 7.8; 5 mM EDTA; 0.5% SDS) containing 50 μg/ml proteinase K (Sambrook et al, 1989) is added to the pellet to digest viral protein for 1 h at 56°C. An additional heating at 95°C for 20 min is included to inactivate the enzyme before proceeding to the PCR step. Amplification of viral DNA is performed using 2 μl of this DNA preparation as the template under the same conditions and primers described above. The cells were selected with ganciclovir for 120 hours and the resulting viral stock was amplified twofold by infection of Sf9 cells.

Amplificação de Estoques Baculovírus.Amplification of Baculovirus Stocks.

[065] Para a amplificação dos estoques de mestre baculovírus, 1x106 células Sf9 são plaqueadas em um frasco de 25 cm2 e incubadas por 1 h com 10 μl do esto-que mestre de baculovírus em 1 ml de meio SF900-II contendo antibióticos (corres-pondente a um MOI de 0,01 a 0,1). Depois deste período, o meio foi completado a 4,5 ml e as células infectadas foram incubadas por 48 h em 27 °C. O meio de cultura foi coletado, clarificado (500 g por 5 min) e guardado em 4°C como estoques virais para produção de proteína recombinante.[065] For amplification of baculovirus master stocks, 1x106 Sf9 cells are plated in a 25 cm2 flask and incubated for 1 h with 10 μl of the baculovirus master stock in 1 ml of SF900-II medium containing antibiotics (corresponding to an MOI of 0.01 to 0.1). After this period, the medium was completed to 4.5 ml and the infected cells were incubated for 48 h at 27 °C. The culture medium was collected, clarified (500 g for 5 min) and stored at 4 °C as viral stocks for recombinant protein production.

Aumento de Escala da Produção de β-mananase Recombinante.Scale-up of Recombinant β-mannanase Production.

[066]As células de S. frugiperta são plaqueadas em uma placa 225 cm2 com 50 ml do meio de cultura e incubado como acima. As células são transfectado na fase log usando 500 μl de um estoque viral P3 (titulação 3,44 x 106 pfu/ml). Depois de 96 horas, o meio de cultura foi coletado, clarificado (500 g para 5 min) e a β- mananase recombinante utilizada foi purificada do Sistema MagneHis ®(Promega, Madison, Wisconsin). Isso resultou na produção de 2,4 mg de β-mananase purifica-da por 100 ml da cultura.[066]S. frugiperta cells are plated in a 225 cm2 dish with 50 ml of culture medium and incubated as above. Cells are transfected in log phase using 500 μl of a P3 viral stock (titer 3.44 x 106 pfu/ml). After 96 hours, the culture medium was harvested, clarified (500 g for 5 min) and the recombinant β-mannanase used was purified from the MagneHis ® System (Promega, Madison, Wisconsin). This resulted in the production of 2.4 mg of purified β-mannanase per 100 ml of culture.

Exemplo 3.Example 3. Purificação de β-mananase recombinante.Purification of recombinant β-mannanase.

[067] Ensaios suspensos de partículas de Ni MagneHis ®(Promega, Madi-son, Wisconsin) são realizados de acordo com o protocolo do fabricante. Resumi-damente, 10 ml de meio de cultura depois de retirar células foi agitado com 300 μl de partículas de Ni MagneHis ® e incubados em temperatura ambiente por 2 min com agitação suave. Depois da incubação, o tubo foi colocado em uma estante magnéti-ca por 30 segundos para permitir ao partículas de Ni MagneHis® ser capturado pelo magneto e o sobrenadante foi removido. As Ni-partículas de MagneHis ® são lava-das três vezes com o tampão de ligação / lavagem. A proteína β-mananase pura marcada na 6xHis foi submetida a SDS/PAGE (Figura 1) e ensaio funcional (Figura 2).[067] MagneHis ® Ni-particle pull-down assays (Promega, Madison, Wisconsin) are performed according to the manufacturer's protocol. Briefly, 10 ml of culture medium after cell removal was spiked with 300 μl of MagneHis ® Ni-particles and incubated at room temperature for 2 min with gentle shaking. After incubation, the tube was placed on a magnetic rack for 30 s to allow the MagneHis ® Ni-particles to be captured by the magnet and the supernatant was removed. The MagneHis ® Ni-particles were washed three times with binding/wash buffer. Pure 6xHis-tagged β-mannanase protein was subjected to SDS/PAGE (Figure 1) and functional assay (Figure 2).

Exemplo 4.Example 4. Determinação de Atividade de Enzima Usando β - Galactomananas de Se-mentes de Árvore de Alfarrobeira.Determination of Enzyme Activity Using β - Galactomannans from Carob Tree Seeds.

[068]Azurine-Galactomanana reticulada foi preparada tingindo e o polissaca- rídeo de galactomanana reticulado extraído da farinha de semente de alfarrobeira (galactomanana de AZCL-®; Megazyme International Ireland Ltd.). A árvore de Alfarrobeira, Ceratonia siliqua, é um arbusto sempre-verde ou a árvore, natural à região Mediterrânea, cultivou para as suas vagens de semente comestíveis. Este substrato é insolúvel em soluções armazenadas em buffer, mas rapidamente os hidratos para formar partículas de gel que são prontamente e rapidamente hidrolisados por específicas endo-hidrolases solúveis soltas de fragmentos marcado pelo corante de acordo com Marraccini et al., "Molecular and Biochemical Characterization of ENDO- β-MANNANASEs from Germinating Coffee (Coffea arabica) Grains," Planta 213:296308 (2001), que é aqui incorporada pela referência na sua totalidade. Uma porção alíquota de 20 μl proteína β-mananase recombinante marcada na 6xHis misturada na solução de substrato [1% (p/v) AZCL-galactomanana ® em tampão acético de 0,2 M (pH 5,0)] foi incubado em 37 °C com agitação suave. As alíquotas de 200 μl são removidas 30 min e aquecido em 100 °C por 5 min para parar a reação. Cada alíquota foi centrifugada em 13000 rpm por 5 min e a absorvância foi medida em À~ s nm (Figura 2).[068]Cross-linked Azurine-Galactomannan was prepared by dyeing and cross-linked galactomannan polysaccharide extracted from carob seed flour (AZCL-® galactomannan; Megazyme International Ireland Ltd.). The Carob tree, Ceratonia siliqua, is an evergreen shrub or tree, native to the Mediterranean region, cultivated for its edible seed pods. This substrate is insoluble in buffered solutions but rapidly hydrates to form gel particles that are readily and rapidly hydrolyzed by specific soluble endohydrolases released from dye-labeled fragments according to Marraccini et al., "Molecular and Biochemical Characterization of ENDO-β-MANNANASES from Germinating Coffee (Coffea arabica) Grains," Planta 213:296308 (2001), which is incorporated herein by reference in its entirety. A 20 μl aliquot of 6xHis-tagged recombinant β-mannanase protein mixed in the substrate solution [1% (w/v) AZCL-galactomannan® in 0.2 M acetic buffer (pH 5.0)] was incubated at 37 °C with gentle shaking. The 200 μL aliquots were removed after 30 min and heated at 100 °C for 5 min to stop the reaction. Each aliquot was centrifuged at 13000 rpm for 5 min and the absorbance was measured in À ~ s nm (Figure 2).

Exemplo 5.Example 5. Determinação de Atividade de Enzima Usando β - Galactomanana de Grãos de Café Purificação de β -Galactomanana do Café.Determination of Enzyme Activity Using β - Galactomannan from Coffee Beans Purification of β -Galactomannan from Coffee.

[069] Um procedimento de fracionamento sequente baseado em um trata-mento deslignificação, um ácido lava-se e extração de álcali subseqüente (como em Bradbury et al., "Chemical Structures of Green Coffee Bean Polysaccharides," J. Agric. Food Chem. 38:389-392 (1990), que é aqui incorporada pela referência em sua totalidade) foi usado isolar β-manana puro grãos de café de verdes. Funde Cof- fea verde arabica os grãos de café são extraído por Soxhlet com o clorofór- mio/metanol (2:1) e éter de petróleo (5H) para a remoção de lipídios e com o etanol aquoso (95%, durante a noite) para a remoção do carboidrato de baixo peso molecu-lar. Os grãos desengordurados são a água quente extraiu o e depois deslignificado com a solução de cloreto de sódio fracamente ácida, de acordo com o método de Wolfrom e Patin, "Carbohydrates of the Coffee Bean. IV. An Arabinogalactan," J. Org. Chem. 30:4060-4063 (1965), que é aqui incorporada pela referência em sua totalidade, para fornecer um produto holocelulose branco. A maior porção do políme-ro arabinogalactan é solubilizada, em uma forma parcialmente hidrolisada, lavando- se com o ácido clorídrico diluído (1%, 80 °C). Os manana são então isoladas em fra-ções discretas pela extração (durante a noite, 4°C) com 2,5 e soluções de hidróxido de sódio de 10%. A adição de etanol aos extratos de NaOH de 2,5% levou a um precipitado contendo arabinogalactan e manana. A neutralização dos extratos de NaOH de 10% levou à formação rápida de um precipitado branco, que ser removido pela filtração depois que a agitação foi permitiu estar durante a noite em 4 °C. Uma fração também foi obtida por adição de etanol a o filtrado. Precipitar é todos lavados com etanol e éter dietílico antes da secagem. O substrato manana usado no presen-te trabalho é a fração precipitada pela neutralização dos extratos de NaOH de 10%, que conteve 94% manana em peso.[069] A sequential fractionation procedure based on a delignification treatment, an acid wash and subsequent alkali extraction (as in Bradbury et al., "Chemical Structures of Green Coffee Bean Polysaccharides," J. Agric. Food Chem. 38:389-392 (1990), which is incorporated herein by reference in its entirety) was used to isolate pure β-mannan from green coffee beans. Green Coffee arabica coffee beans are Soxhlet extracted with chloroform/methanol (2:1) and petroleum ether (5H) for removal of lipids and with aqueous ethanol (95%, overnight) for removal of low molecular weight carbohydrate. The defatted beans are hot water extracted and then delignified with weakly acidic sodium chloride solution according to the method of Wolfrom and Patin, "Carbohydrates of the Coffee Bean. IV. An Arabinogalactan," J. Org. Chem. 30:4060-4063 (1965), which is hereby incorporated by reference in its entirety, to provide a white holocellulose product. The major portion of the arabinogalactan polymer is solubilized, in a partially hydrolyzed form, by washing with dilute hydrochloric acid (1%, 80°C). The mannans are then isolated into discrete fractions by extraction (overnight, 4°C) with 2.5 and 10% sodium hydroxide solutions. Addition of ethanol to the 2.5% NaOH extracts yields a precipitate containing arabinogalactan and mannan. Neutralization of the 10% NaOH extracts led to the rapid formation of a white precipitate, which was removed by filtration after stirring was allowed to stand overnight at 4 °C. A fraction was also obtained by addition of ethanol to the filtrate. The precipitate was washed with ethanol and diethyl ether before drying. The mannan substrate used in the present work is the fraction precipitated by neutralization of the 10% NaOH extracts, which contained 94% mannan by weight.

Efeito do pH e Temperatura na Atividade da B-Mananase Recombinante da H. hampei.Effect of pH and Temperature on the Activity of Recombinant B-Mannanase from H. hampei.

[070] Para teste a atividade de enzima contra galactomananas de café, a α- mananase atividade foi determinada pelo ensaio ácido dinitrosalicílico de Bernfeld, P. Em: Collowick S. P. and Kaplan N.O. (eds.), Methods in Enzymology, Vol. I Aca-demic Press, New York, pp. 149-158 (1955), que é aqui incorporada pela referência na sua totalidade. O pH ótimo da atividade da enzima contra a galactomanana de café foi determinada no pH diferente em valores variando de 4,0 a 11,0. O tampão é 200 mM acetato do sódio e cloreto de sódio de 100 mM em 37 °C. A atividade mais elevada de enzima foi observada em pH 6,0 (Figura 3). O efeito de temperatura em atividade do β-mananase recombinante contra galactomanana de café foi examina-da no faixa de variação de temperatura de 15°C a 70 °C utilizando do mesmo tampão em pH 6,0 (Figura 4). A enzima mostrou a atividade máxima ao redor 50 °C. A atividade da enzima diminuiu agudamente com aumentos também na temperatura.[070] To test the enzyme activity against coffee galactomannans, the α-mannanase activity was determined by the dinitrosalicylic acid assay of Bernfeld, P. In: Collowick S. P. and Kaplan N. O. (eds.), Methods in Enzymology, Vol. I Aca-demic Press, New York, pp. 149-158 (1955), which is hereby incorporated by reference in its entirety. The optimum pH of the enzyme activity against coffee galactomannan was determined at different pH values ranging from 4.0 to 11.0. The buffer is 200 mM sodium acetate and 100 mM sodium chloride at 37 °C. The highest enzyme activity was observed at pH 6.0 (Figure 3). The effect of temperature on the activity of recombinant β-mannanase against coffee galactomannan was examined in the temperature range from 15 °C to 70 °C using the same buffer at pH 6.0 (Figure 4). The enzyme showed maximum activity around 50 °C. The enzyme activity decreased sharply with further increases in temperature.

[071] Embora a invenção tenha sido descrita detalhadamente com objetivos de ilustração, é entendido que tal detalhe é somente para que os objetivos e as vari-ações possam ser feitas na mesma pelos versados na técnica sem fugir do espírito e do alcance da invenção que é definida pelas seguintes reivindicações.[071] Although the invention has been described in detail for purposes of illustration, it is understood that such detail is only so that the objectives and variations can be made therein by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention which is defined by the following claims.

Claims (6)

1. Sistema de expressão isolado CARACTERIZADO pelo fato de que com-preende uma construção de DNA consistindo na sequência definida pela SEQ ID NO: 2 operacionalmente ligada às sequências promotora e terminadora da transcri-ção heterólogas.1. Isolated expression system CHARACTERIZED by the fact that it comprises a DNA construct consisting of the sequence defined by SEQ ID NO: 2 operably linked to heterologous transcription promoter and terminator sequences. 2. Célula hospedeira isolada CARACTERIZADA pelo fato de que contém um polinucleotídeo definido pela SEQ ID NO: 2, em que a célula hospedeira isolada é selecionada de células bacterianas.2. Isolated host cell CHARACTERIZED by the fact that it contains a polynucleotide defined by SEQ ID NO: 2, in which the isolated host cell is selected from bacterial cells. 3. Método de produzir recombinantemente uma proteína β-mananase, o dito método CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:fornecer a célula hospedeira isolada como definida na reivindicação 2;cultivar a célula hospedeira isolada sob condições eficazes para que a célula hospedeira expresse a proteína β-mananase; erecuperar a proteína β-mananase.3. A method of recombinantly producing a β-mannanase protein, said method comprising: providing the isolated host cell as defined in claim 2; culturing the isolated host cell under conditions effective for the host cell to express the β-mannanase protein; and recovering the β-mannanase protein. 4. Método de degradação de mananas e de polissacarídeos em um material de planta, o dito método CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:fornecer o material de planta; ecolocar em contato o material de planta com uma proteína β-mananase tendo uma sequência de aminoácidos definida pela SEQ ID NO: 1 sob condições eficazes para degradar as mananas e polissacarídeos no material de planta.4. A method of degrading mannans and polysaccharides in a plant material, said method comprising: providing the plant material; and contacting the plant material with a β-mannanase protein having an amino acid sequence defined by SEQ ID NO: 1 under conditions effective to degrade the mannans and polysaccharides in the plant material. 5. Método, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o material de planta é grão de café.5. The method of claim 4, wherein the plant material is coffee beans. 6. Método, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda recuperar açúcares solúveis do material de planta degradado resultantes do material de planta com a proteína β-mananase.6. The method of claim 4, further comprising recovering soluble sugars from the degraded plant material resulting from the plant material with the β-mannanase protein.
BRPI0719038-7A 2006-11-21 2007-11-21 ISOLATED EXPRESSION SYSTEM COMPRISING A POLYNUCLEOTIDE ENCODING A BETA-MANNASE PROTEIN, ISOLATED HOST CELL COMPRISING SAID POLYNUCLEOTIDE, METHOD OF RECOMBINANTLY PRODUCING A BETA-MANNASE PROTEIN AND METHOD OF DEGRADING MANNANS AND POLYSACCHARIDES IN A PLANT MATERIAL BRPI0719038B1 (en)

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