BR112020009525A2 - alpha-amylase, composition and method - Google Patents
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Abstract
A presente descrição refere-se a polipeptídeos que têm atividade de alfa-amilase e composições que compreendem tais polipeptídeos. Além disso, a descrição também se refere a métodos para produzir recombinantemente, tais polipeptídeos ou tais composições, assim como métodos para usar ou aplicar os polipeptídeos ou composições assim produzidas em ambientes industriais.The present description relates to polypeptides that have alpha-amylase activity and compositions that comprise such polypeptides. In addition, the description also refers to methods for producing recombinantly, such polypeptides or such compositions, as well as methods for using or applying the polypeptides or compositions so produced in industrial environments.
Description
Relatório descritivo da patente de invenção para “ALFA- AMILASE, COMPOSIÇÃO E MÉTODOS”.Descriptive report of the invention patent for “ALPHA-AMYLASE, COMPOSITION AND METHODS”.
[0001] A presente invenção refere-se a polipeptídeos que têm atividade de alfa-amilase e composições que compreendem tais polipeptídeos. A presente invenção refere-se, ainda, a polinucleotídeos que codificam tais polipeptídeos, construtos de ácido nucleico geneti- camente modificados, vetores e células hospedeiras que compreendem genes que codificam tais polipeptídeos, os quais também podem possibilitar a produção de tais polipeptídeos. Além disso, a descrição se refere a métodos para produzir recombinantemente tais polipeptídeos ou tais composições, assim como métodos para usar ou aplicar os polipeptídeos ou composições assim produzidas em ambientes indus- triais, por exemplo, para tratamento de amido, tal como liquefação, sacarificação e/ou fermentação ou preparação de bebidas.[0001] The present invention relates to polypeptides that have alpha-amylase activity and compositions that comprise such polypeptides. The present invention also relates to polynucleotides that encode such polypeptides, genetically modified nucleic acid constructs, vectors and host cells that comprise genes that encode such polypeptides, which may also enable the production of such polypeptides. In addition, the description refers to methods for recombinantly producing such polypeptides or such compositions, as well as methods for using or applying the polypeptides or compositions so produced in industrial environments, for example, for treating starch, such as liquefaction, saccharification and / or fermentation or preparation of drinks.
[0002] O amido consiste em uma mistura de amilose (15 a 30% em p/p) e amilopectina (70 a 85% em p/p). A amilose consiste em cadeias lineares de unidades de glicose alfa-1,4-ligadas que têm um peso molecular (PM) de cerca de 60.000 a cerca de 800.000. A amilopectina é um polímero ramificado contendo pontos de ramificação alfa-1,6 a cada 24 a 30 unidades de glicose; seu PM pode ser tão alto quanto 100 milhões.[0002] Starch consists of a mixture of amylose (15 to 30% w / w) and amylopectin (70 to 85% w / w). Amylose consists of linear chains of alpha-1,4-linked glucose units that have a molecular weight (MW) of about 60,000 to about 800,000. Amylopectin is a branched polymer containing alpha-1.6 branch points every 24 to 30 units of glucose; your PM can be as high as 100 million.
[0003] As alfa-amilases hidrolisam amido, glicogênio e polissaca- rídeos relacionados clivando ligações alfa-1,4-glucosídicas internas aleatoriamente. As enzimas alfa-amilase têm sido usadas para uma variedade de propósitos diferentes, tal como liquefação de amido, sacarificação, fermentação, fabricação de cerveja, assamento, desengomagem de produto têxtil, lavagem de produto têxtil, modificação de amido na indústria de papel e celulose e aumento de digestibilidade em ração para animal.[0003] Alpha-amylases hydrolyze starch, glycogen and related polysaccharides by randomly cleaving internal alpha-1,4-glucoside bonds. Alpha-amylase enzymes have been used for a variety of different purposes, such as liquefaction of starch, saccharification, fermentation, brewing, baking, degumming of textile products, washing of textile products, modification of starch in the pulp and paper industry and increased digestibility in animal feed.
[0004] Dependendo das aplicações industriais, as alfa-amilases adequadas para esses processos industriais podem ser diversas. Desse modo, há uma necessidade na técnica de alfa-amilases alternativas com propriedades diferentes ou aprimoradas, tal como pH ideal, temperatura ideal, especificidades de substrato e/ou termoestabilidade.[0004] Depending on industrial applications, the alpha-amylases suitable for these industrial processes can be diverse. Thus, there is a need in the technique of alternative alpha-amylases with different or improved properties, such as ideal pH, ideal temperature, substrate specificities and / or thermostability.
[0005] É um objetivo da presente invenção fornecer certos polipeptí- deos que têm atividade de alfa-amilase, polinucleotídeos que codificam os polipeptídeos, construtos de ácido nucleico que podem ser usados para produzir tais polipeptídeos, composições que compreendem os mesmos, bem como métodos para produzir e usar tais polipeptídeos.[0005] It is an object of the present invention to provide certain polypeptides that have alpha-amylase activity, polynucleotides that encode polypeptides, nucleic acid constructs that can be used to produce such polypeptides, compositions that comprise them, as well as methods to produce and use such polypeptides.
[0006] Os presentes polipeptídeos, composições e métodos são para uso ou aplicação dos polipeptídeos ou das composições. Aspectos e modalidades dos polipeptídeos, composições e métodos são descritos nos parágrafos independentemente numerados a seguir.[0006] The present polypeptides, compositions and methods are for use or application of the polypeptides or compositions. Aspects and modalities of the polypeptides, compositions and methods are described in the paragraphs independently numbered below.
1. Em um aspecto, um polipeptídeo que tem atividade de alfa-amilase selecionado dentre o grupo que consiste em: (a) um polipeptídeo que compreende uma sequência de aminoácidos que tem, de preferência, pelo menos 90% de identidade com o polipeptídeo da SEQ ID NO: 3; (b) um polipeptídeo que compreende uma sequência de aminoácidos que tem, de preferência, pelo menos 90% de identidade com um domínio catalítico da SEQ ID NO: 3; (c) um polipeptídeo que compreende uma sequência de aminoácidos que tem, de preferência, pelo menos 90% de identidade com um ligante e um domínio catalítico da SEQ ID NO: 3; (d) um polipeptídeo codificado por um polinucleotídeo que se hibridiza sob, de preferência, pelo menos condições de baixa estringência, mais preferencialmente, pelo menos condições de estringência média, ainda mais preferencialmente, pelo menos condições de estringência média a alta, com máxima preferência, pelo menos estringência alta e, com preferência ainda maior, pelo menos condições de estringência muito alta com (i) a sequência de codificação de polipeptídeo maduro da SEQ ID NO: 1, (ii) a sequência de DNA genômico que compreende a sequência de codificação de polipeptídeo maduro da SEQ ID NO: 1 ou (iii) uma fita complementar de comprimento completo de (i) ou (ii); (e) um polipeptídeo codificado por um polinucleotídeo que compreende uma sequência de nucleotídeos que tem, de preferência, pelo menos 90% de identidade com a sequência de codificação de polipeptídeo da SEQ ID NO: 3; (f) uma variante que compreende uma substituição, deleção e/ou inserção de um ou mais (por exemplo, diversos) aminoácidos do polipeptídeo da SEQ ID NO: 3; (g) um polipeptídeo maduro produzido pelo processamento do polipeptídeo da SEQ ID NO: 2 por uma peptidase de sinalização ou modificação pós-traducional durante a secreção de um hospedeiro de expressão; e (h) um fragmento de um polipeptídeo de (a), (b), (c), (d), (e), (f) ou (g) que tem atividade de alfa-amilase.1. In one aspect, a polypeptide that has alpha-amylase activity selected from the group consisting of: (a) a polypeptide that comprises an amino acid sequence that preferably has at least 90% identity with the polypeptide of SEQ ID NO: 3; (b) a polypeptide comprising an amino acid sequence that preferably has at least 90% identity to a catalytic domain of SEQ ID NO: 3; (c) a polypeptide comprising an amino acid sequence that preferably has at least 90% identity with a linker and a catalytic domain of SEQ ID NO: 3; (d) a polypeptide encoded by a polynucleotide that hybridizes under preferably at least low stringency conditions, more preferably, at least medium stringency conditions, even more preferably, at least medium to high stringency conditions, most preferably , at least high stringency and, even more preferably, at least very high stringency conditions with (i) the mature polypeptide coding sequence of SEQ ID NO: 1, (ii) the genomic DNA sequence comprising the sequence of encoding mature polypeptide of SEQ ID NO: 1 or (iii) a full length complementary strand of (i) or (ii); (e) a polypeptide encoded by a polynucleotide that comprises a nucleotide sequence that preferably has at least 90% identity to the polypeptide coding sequence of SEQ ID NO: 3; (f) a variant comprising a substitution, deletion and / or insertion of one or more (for example, several) amino acids of the polypeptide of SEQ ID NO: 3; (g) a mature polypeptide produced by processing the polypeptide of SEQ ID NO: 2 by a post-translational signaling or modification peptidase during secretion from an expression host; and (h) a fragment of a polypeptide from (a), (b), (c), (d), (e), (f) or (g) that has alpha-amylase activity.
2. Em outro aspecto, um polinucleotídeo que compreende uma sequência de nucleotídeos que codifica o polipeptídeo do parágrafo 1.2. In another aspect, a polynucleotide that comprises a nucleotide sequence that encodes the polypeptide of paragraph 1.
3. Em outro aspecto, um vetor que compreende o polinucleotídeo do parágrafo 2, ligado de maneira funcional a uma ou mais sequências de controle que controlam a produção do polipeptídeo em um hospedeiro de expressão.3. In another aspect, a vector comprising the polynucleotide of paragraph 2, functionally linked to one or more control sequences that control the production of the polypeptide in an expression host.
4. Em outro aspecto, uma célula hospedeira recombinante que compreende o polinucleotídeo do parágrafo 2.4. In another aspect, a recombinant host cell that comprises the polynucleotide of paragraph 2.
5. Em algumas modalidades, a célula hospedeira do parágrafo 4 que é um micro-organismo etanologênico.5. In some embodiments, the host cell in paragraph 4 which is an ethanological microorganism.
6. Em algumas modalidades, a célula hospedeira dos parágrafos 4 ou 5 que, ainda, expressa e secreta uma ou mais enzimas adicionais selecionadas dentre o grupo que compreende uma protease, hemicelulase, celulase, peroxidase, enzima lipolítica, xilanase, lipase, fosfolipase, esterase, peridrolase, cutinase, pectinase, pectato liase, mananase, queratinase, redutase, oxidase, fenoloxidase, lipoxigenase, ligninase, glicoamilase, pululanase, fitase, tanase, pentosanase, malanase, beta-glucanase, arabinosidase, hialuronidase, chondroitinase, lacase, transferase ou uma combinação das mesmas.6. In some embodiments, the host cell of paragraphs 4 or 5 which further expresses and secretes one or more additional enzymes selected from the group comprising a protease, hemicellulase, cellulase, peroxidase, lipolytic enzyme, xylanase, lipase, phospholipase, esterase, peridrolase, cutinase, pectinase, pectate lyase, mannanase, keratinase, reductase, oxidase, phenoloxidase, lipoxygenase, ligninase, glycoamylase, pululanase, phytase, tanase, pentosanase, malanase, beta-glucanase, lacrosone, hondalidase, hialasidase, hial or a combination of them.
7. Em outro aspecto, uma composição que compreende o polipeptídeo do parágrafo 1.7. In another aspect, a composition comprising the polypeptide of paragraph 1.
8. Em algumas modalidades, a composição do parágrafo 7 que compreende, ainda, uma protease, hemicelulase, celulase, peroxidase, enzima lipolítica, xilanase, lipase, fosfolipase, esterase, peridrolase, cutinase, pectinase, pectato liase, mananase, queratinase, redutase, oxidase, fenoloxidase, lipoxigenase, ligninase, glicoamilase, pululanase, fitase, tanase, pentosanase, malanase, beta-glucanase, arabinosidase, hialuronidase, chondroitinase, lacase, transferase ou uma combinação das mesmas.8. In some embodiments, the composition of paragraph 7 which further comprises a protease, hemicellulase, cellulase, peroxidase, lipolytic enzyme, xylanase, lipase, phospholipase, esterase, peridrolase, cutinase, pectinase, lyase pectate, mannase, keratinase, reductase , oxidase, phenoloxidase, lipoxygenase, ligninase, glycoamylase, pullulanase, phytase, tanase, pentosanase, malanase, beta-glucanase, arabinosidase, hyaluronidase, chondroitinase, laccase, transferase or a combination thereof.
9. Em outro aspecto, um método para produzir um polipeptídeo que tem atividade de alfa-amilase que compreende: (a) cultivar a célula hospedeira do parágrafo 4, sob condições conducentes à produção do polipeptídeo; e (b) recuperar o polipeptídeo.9. In another aspect, a method for producing a polypeptide that has alpha-amylase activity comprising: (a) cultivating the host cell of paragraph 4, under conditions conducive to the production of the polypeptide; and (b) recovering the polypeptide.
10. Em outro aspecto, um método para tratar um material contendo amido com o polipeptídeo que tem atividade de alfa-amilase do parágrafo 1.10. In another aspect, a method for treating a starch-containing material with the polypeptide that has the alpha-amylase activity of paragraph 1.
11. Em outro aspecto, um método para sacarificar um substrato de amido que compreende colocar o substrato de amido em contato com o polipeptídeo que tem atividade de alfa-amilase do parágrafo 1; e sacarificar o substrato de amido para produzir os sacarídeos que com- preendem glicose.11. In another aspect, a method for saccharifying a starch substrate which comprises bringing the starch substrate into contact with the polypeptide that has the alpha-amylase activity of paragraph 1; and saccharify the starch substrate to produce the saccharides that comprise glucose.
12. Em algumas modalidades do método do parágrafo 11, em que sacarificar o substrato de amido resulta em um xarope com alto teor de glicose.12. In some embodiments of the method in paragraph 11, in which saccharifying the starch substrate results in a syrup with a high glucose content.
13. Em algumas modalidades do método do parágrafo 11 ou 12, em que o xarope com alto teor de glicose compreende uma quantidade de glicose selecionada dentre a lista que consiste em pelo menos 95,5% de glicose, pelo menos 95,6% de glicose, pelo menos 95,7% de glicose, pelo menos 95,8% de glicose, pelo menos 95,9% de glicose, pelo menos 96% de glicose, pelo menos 96,1% de glicose, pelo menos 96,2% de glicose, pelo menos 96,3% de glicose, pelo menos 96,4% de glicose, pelo menos 96,5% de glicose e pelo menos 97% de glicose.13. In some modalities of the method of paragraph 11 or 12, in which the syrup with a high glucose content comprises an amount of glucose selected from the list consisting of at least 95.5% glucose, at least 95.6% glucose, at least 95.7% glucose, at least 95.8% glucose, at least 95.9% glucose, at least 96% glucose, at least 96.1% glucose, at least 96.2 % glucose, at least 96.3% glucose, at least 96.4% glucose, at least 96.5% glucose and at least 97% glucose.
14. Em algumas modalidades, o método de qualquer um dos parágrafos 10 a 12 que compreende, ainda, fermentar o xarope com alto teor de glicose em um produto final.14. In some embodiments, the method of any of paragraphs 10 to 12 which further comprises fermenting syrup with a high glucose content in a final product.
15. Em algumas modalidades, o método do parágrafo 14, em que a sacarificação e a fermentação são executadas como um processo de sacarificação e fermentação simultâneas (SSF).15. In some embodiments, the method of paragraph 14, in which saccharification and fermentation are performed as a simultaneous saccharification and fermentation (SSF) process.
16. Em algumas modalidades, o método do parágrafo 14 ou 15, em que o produto final é álcool, por exemplo, etanol.16. In some embodiments, the method of paragraph 14 or 15, in which the final product is alcohol, for example, ethanol.
17. Em algumas modalidades, o método do parágrafo 14 ou 15, em que o produto final é um produto bioquímico selecionado dentre o grupo que consiste em um aminoácido, um ácido orgânico, ácido cítrico, ácido láctico, ácido succínico, glutamato monossódico, ácido glicônico, gluconato de sódio, gliconato de cálcio, gluconato de potássio, glucono delta-lactona, eritorbato de sódio, ácido graxo ômega 3, butanol, lisina, ácido itacônico, 1,3-propanodiol, biodiesel e isopreno.17. In some embodiments, the method of paragraph 14 or 15, in which the final product is a biochemical product selected from the group consisting of an amino acid, an organic acid, citric acid, lactic acid, succinic acid, monosodium glutamate, acid glyconic, sodium gluconate, calcium gluconate, potassium gluconate, delta-lactone glucone, sodium erythorbate, omega 3 fatty acid, butanol, lysine, itaconic acid, 1,3-propanediol, biodiesel and isoprene.
18. Em algumas modalidades, o método de qualquer um dos parágrafos 11 a 17, em que o substrato de amido é cerca de 5% a 99%, 15% a 50% ou 40 a 99% de sólido seco (DS).18. In some embodiments, the method of any of paragraphs 11 to 17, wherein the starch substrate is about 5% to 99%, 15% to 50% or 40 to 99% dry solid (DS).
19. Em algumas modalidades, o método de qualquer um dos parágrafos 11 a 18, em que o substrato de amido é selecionado dentre trigo, cevada, milho, centeio, arroz, sorgo, farelo, mandioca, milo, painço, batata, batata-doce, tapioca e qualquer combinação dos mesmos.19. In some embodiments, the method of any of paragraphs 11 to 18, in which the starch substrate is selected from wheat, barley, corn, rye, rice, sorghum, bran, cassava, milo, millet, potato, potato sweet, tapioca and any combination of them.
20. Em algumas modalidades, o método de qualquer um dos parágrafos 11 a 19, em que o substrato de amido compreende amido liquefeito, amido gelatinizado ou amido granular.20. In some embodiments, the method of any one of paragraphs 11 to 19, wherein the starch substrate comprises liquefied starch, gelatinized starch or granular starch.
21. Em algumas modalidades, o método de qualquer um dos parágrafos 11 a 20 que compreende, ainda, adicionar uma hexoquinase, um xilanase, uma glicose isomerase, uma xilose isomerase, uma fosfatase, uma fitase, uma pululanase, uma beta-amilase, uma glicoamilase, uma protease, uma celulase, uma hemicelulase, uma lipase, uma cutinase, uma trealase, uma isoamilase, uma enzima redox, uma esterase, uma transferase, uma pectinase, uma hidrolase, uma alfa-glicosidase, uma beta-glicosidase ou uma combinação das mesmas ao substrato de amido.21. In some embodiments, the method of any one of paragraphs 11 to 20 which further comprises adding a hexokinase, xylanase, glucose isomerase, xylose isomerase, phosphatase, phytase, pululanase, beta-amylase, a glycoamylase, a protease, a cellulase, a hemicellulase, a lipase, a cutinase, a trehalase, an isoamylase, a redox enzyme, an esterase, a transferase, a pectinase, a hydrolase, an alpha-glucosidase, a beta-glucosidase or a combination of them to the starch substrate.
22. Em outro aspecto, um método para aplicar o método de qualquer um dos parágrafos 11 a 21 para produção de sacarídeos.22. In another aspect, a method for applying the method of any of paragraphs 11 to 21 for production of saccharides.
23. Em outro aspecto, um sacarídeo produzido pelo método do parágrafo 22.23. In another aspect, a saccharide produced by the method of paragraph 22.
24. Em outro aspecto, um método para sacarificar e fermentar um substrato de amido para produzir um produto final que compreende colocar o substrato de amido em contato com o polipeptídeo que tem atividade de alfa-amilase do parágrafo 1; sacarificar o substrato de amido para produzir os sacarídeos que compreendem glicose; e colocar os sacarídeos em contato com um organismo de fermentação para produzir um produto final.24. In another aspect, a method for saccharifying and fermenting a starch substrate to produce a final product which comprises putting the starch substrate in contact with the polypeptide that has the alpha-amylase activity of paragraph 1; saccharifying the starch substrate to produce the saccharides that comprise glucose; and placing the saccharides in contact with a fermentation organism to produce a final product.
25. Em algumas modalidades, o método do parágrafo 24, em que a fermentação é executada como um processo de sacarificação e fermentação simultâneas (SSF).25. In some embodiments, the method in paragraph 24, where fermentation is performed as a simultaneous saccharification and fermentation (SSF) process.
26. Em algumas modalidades, o método do parágrafo 24 ou 25, em que o produto final é álcool, por exemplo, etanol.26. In some embodiments, the method of paragraph 24 or 25, in which the final product is alcohol, for example, ethanol.
27. Em algumas modalidades, o método do parágrafo 24 ou 25, em que o produto final é um produto bioquímico selecionado dentre o grupo que consiste em um aminoácido, um ácido orgânico, ácido cítrico, ácido láctico, ácido succínico, glutamato monossódico, ácido glicônico, gluconato de sódio, gliconato de cálcio, gluconato de potássio, glucono delta-lactona, eritorbato de sódio, ácido graxo ômega 3, butanol, lisina, ácido itacônico, 1,3-propanodiol, biodiesel e isopreno.27. In some embodiments, the method of paragraph 24 or 25, in which the final product is a biochemical product selected from the group consisting of an amino acid, an organic acid, citric acid, lactic acid, succinic acid, monosodium glutamate, acid glyconic, sodium gluconate, calcium gluconate, potassium gluconate, delta-lactone glucone, sodium erythorbate, omega 3 fatty acid, butanol, lysine, itaconic acid, 1,3-propanediol, biodiesel and isoprene.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A Figura 1 representa o vetor de expressão pZKY258 que aloja o gene sintético de alfa amilase AspAmy14. A Figura 2 mostra as curvas de resposta à dose de atividade de solubilização de amido para alfa amilases AspAmy 14 e AcAA. O painel A mostra resultados em pH 3,7 e o painel B mostra os resultados em pH 4,5 A Figura 3 (Painéis A, B e C) mostra um alinhamento de múltiplas sequências de proteínas MUSCLE para AspAmy14 e várias alfa amilases fúngicas homólogas descritas no Exemplo 11.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 represents the expression vector pZKY258 that houses the synthetic alpha amylase gene AspAmy14. Figure 2 shows the dose response curves of starch solubilization activity for AspAmy 14 and AcAA alpha amylases. Panel A shows results at pH 3.7 and panel B shows results at pH 4.5 Figure 3 (Panels A, B and C) shows an alignment of multiple MUSCLE protein sequences for AspAmy14 and several homologous fungal alpha amylases described in Example 11.
[0007] São descritos polipeptídeos de Aspergillus que têm atividade de alfa-amilase e composições que compreendem tais polipeptídeos. A presente invenção refere-se, ainda, a polinucleotídeos que codificam tais polipeptídeos, construtos de ácido nucleico geneticamente modificados, vetores e células hospedeiras que compreendem genes que codificam tais polipeptídeos, os quais também podem possibilitar a produção de tais polipeptídeos. Além disso, a descrição se refere a métodos para produzir recombinantemente tais polipeptídeos ou tais composições, assim como métodos para usar ou aplicar os polipeptí- deos ou composições assim produzidas em ambientes industriais, por exemplo, para liquefação de amido, sacarificação, fermentação e preparação de alimento ou bebida. Esses e outros aspectos das composições e métodos são descritos em detalhes, abaixo.[0007] Aspergillus polypeptides having alpha-amylase activity and compositions comprising such polypeptides are described. The present invention also relates to polynucleotides that encode such polypeptides, genetically modified nucleic acid constructs, vectors and host cells that comprise genes that encode such polypeptides, which may also enable the production of such polypeptides. In addition, the description refers to methods for recombinantly producing such polypeptides or such compositions, as well as methods for using or applying the polypeptides or compositions thus produced in industrial environments, for example, for starch liquefaction, saccharification, fermentation and preparation of food or drink. These and other aspects of the compositions and methods are described in detail, below.
[0008] Antes da descrição dos vários aspectos e modalidades das presentes composições e métodos, as definições e abreviações a seguir são descritas.[0008] Before describing the various aspects and modalities of the present compositions and methods, the following definitions and abbreviations are described.
1. Definições e Abreviações1. Definitions and Abbreviations
[0009] De acordo com esta descrição detalhada, as seguintes abreviaturas e definições se aplicam. Observa-se que as formas singu- lares "um/uma" e "o/a" incluem referentes plurais, a não ser que o contexto determine claramente de outro modo. Assim, por exemplo, a referência a “uma enzima” inclui uma pluralidade de tais enzimas, e a referência a “a dosagem” inclui referência a uma ou mais dosagens e seus equivalentes conhecidos por aqueles versados na técnica, e assim por diante.[0009] According to this detailed description, the following abbreviations and definitions apply. It is observed that the singular forms "um / um" and "o / a" include plural referents, unless the context clearly determines otherwise. Thus, for example, the reference to "an enzyme" includes a plurality of such enzymes, and the reference to "the dosage" includes reference to one or more dosages and their equivalents known to those skilled in the art, and so on.
[0010] O presente documento está organizado em diversas seções para facilidade de leitura; no entanto, o leitor entenderá que as afirma- ções feitas em uma seção podem se aplicar a outras seções. Desta forma, os títulos usados para diferentes seções da divulgação não devem ser interpretados como limitantes.[0010] This document is organized into several sections for ease of reading; however, the reader will understand that the statements made in one section may apply to other sections. Therefore, the headings used for different sections of the disclosure should not be interpreted as limiting.
[0011] A não ser que definido de outro modo, todos os termos técnicos e científicos usados no presente documento têm o mesmo significado que o comumente entendido por uma pessoa de habilidade comum na técnica. Os termos a seguir são fornecidos a baixo.[0011] Unless otherwise defined, all technical and scientific terms used in this document have the same meaning as is commonly understood by a person of ordinary skill in the art. The following terms are provided below.
1.1. Abreviaturas e Acrônimos1.1. Abbreviations and Acronyms
[0012] As seguintes abreviações/acrônimos têm os seguintes significados, a não ser que especificado de outro modo: ABTS ácido 2,2-azino-bis-3-etilbenzotiazolina-6-sulfônico cDNA DNA complementar DNA ácido desoxirribonucleico DPn grau de polimerização de sacarídeo que tem n subunidades ds ou DS sólidos secos GA glicoamilase GAU/g de ds unidade de atividade de glicoamilase/grama de sólidos secos IRS amido residual insolúvel kDa quiloDalton MW peso molecular NCBI Centro Nacional para Informações de Biotecnologia PAHBAH hidrazida de ácido p-hidroxibenzoico PEG polietilenoglicol pI ponto isoelétrico PI índice de desempenho ppm partes por milhão, por exemplo, μg de proteína por grama de sólido seco RNA ácido ribonucleico SDS-PAGE eletroforese de gel de poliacrilamida de dodecil sulfato de sódio SSF sacarificação e fermentação simultâneas SSU/g de sólido unidade de amido solúvel/grama de sólidos secos sp. espécie TrGA glicoamilase de Trichoderma reesei p/v peso/volume p/p peso/peso v/v volume/volume % em peso por cento em peso C graus Centígrados H2O água dH2O ou DI água deionizada dIH2O água deionizada, filtração Milli-Q g ou gm gramas μg microgramas mg miligramas kg quilogramas μL e µl microlitros mL e ml mililitros M molar mM milimolar μM micromolar U unidades s segundos min minuto/minutos h hora/horas DO oxigênio dissolvido ETOH etanol eq. equivalentes N normal PDB Banco de Dados de Proteína CAZy banco de dados de Enzimas Ativas por Carboidrato Tris-HCl cloridrato de tris(hidroximetil)aminometano HEPES ácido 4-(2-hidroxietil)-1-piperazinaetanossulfônico mS/cm mili-Siemens/cm CV volumes de coluna[0012] The following abbreviations / acronyms have the following meanings, unless otherwise specified: ABTS 2,2-azino-bis-3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid cDNA Complementary DNA DNA deoxyribonucleic acid DPn degree of polymerization of saccharide that has n ds or DS subunits dry solids GA glycoamylase GAU / g ds unit of glycoamylase activity / gram dry solids IRS insoluble residual starch kDa kiloDalton MW molecular weight NCBI National Center for Biotechnology Information PAHBAH p-hydroxybenzoic acid hydrazide PEG polyethylene glycol pI isoelectric point PI performance index ppm parts per million, for example, μg of protein per gram of dry solid RNA ribonucleic acid SDS-PAGE polyacrylamide gel electrophoresis dodecyl sodium sulfate SSF simultaneous saccharification and fermentation of SSU / g of SSU / g solid soluble starch unit / gram of dry solids sp. TrGA species glycoamylase from Trichoderma reesei w / v weight / volume w / w weight / weight v / v volume / volume% by weight percent by weight C degrees Centigrade H2O dH2O water or DI deionized water dIH2O deionized water, Milli-Q filtration g or gm grams μg micrograms mg milligrams kg kilograms μL and µl microliters mL and ml milliliters M molar mM millimolar μM micromolar U units s seconds min minute / minutes h hour / hours OF dissolved oxygen ETOH ethanol eq. equivalents N normal PDB CAZy Protein Database Active Carbohydrate Enzyme Database Tris-HCl tris (hydroxymethyl) aminomethane hydrochloride HEPES 4- (2-hydroxyethyl) -1-piperazine ethanesulfonic acid mS / cm milli-Siemens / cm CV column volumes
1.2. Definições1.2. Definitions
[0013] Os termos "amilase" ou "enzima amilolítica" referem-se a uma enzima que tem, dentre outras coisas, a capacidade de catalisar a degradação de amido. As alfa-amilases são hidrolases que clivam as ligações α-D-(1→4) O-glicosídicas no amido. Geralmente, as alfa- amilases (EC 3.2.1.1; alfa-D-(1→4)-glicano-glicano-hidrolase) são definidas como enzimas de atuação endo que clivam as ligações alfa- D-(1→4) O-glicosídicas dentro da molécula de amido de uma maneira aleatória rendendo polissacarídeos que contêm três ou mais unidades de D-glicose (1-4)-alfa-ligadas. Em contrapartida, as enzimas amilolíticas de atuação exo, tais como beta-amilases (EC 3.2.1.2; alfa- D-(1→4)-glucano malto-hidrolase) e algumas amilases específicas para produto, como alfa-amilase maltogênica (EC 3.2.1.133) clivam a molécula de polissacarídeo da extremidade não redutora do substrato. Beta-amilases, alfa-glucosidases (EC 3.2.1.20; alfa-D-glucosídeo gluco- hidrolase), glucoamilase (EC 3.2.1.3; alfa-D-(1→4)-glucano gluco- hidrolase) e amilases específicas para produto, como as maltotetraosidases (EC 3.2.1.60) e as malto-hexaosidases (EC[0013] The terms "amylase" or "amylolytic enzyme" refer to an enzyme that has, among other things, the ability to catalyze starch degradation. Alpha-amylases are hydrolases that cleave α-D- (1 → 4) O-glycosidic bonds in starch. Alpha-amylases (EC 3.2.1.1; alpha-D- (1 → 4) -glycan-glycan-hydrolase) are generally defined as endo-acting enzymes that cleave alpha- D- (1 → 4) O- glycosides within the starch molecule in a random manner yielding polysaccharides that contain three or more D-glucose (1-4) -alpha-linked units. In contrast, exo-acting amylolytic enzymes, such as beta-amylases (EC 3.2.1.2; alpha-D- (1 → 4) -glucan maltohydrolase) and some product-specific amylases, such as maltogenic alpha-amylase (EC 3.2.1.133) cleave the polysaccharide molecule from the non-reducing end of the substrate. Beta-amylases, alpha-glucosidases (EC 3.2.1.20; alpha-D-glucoside glucohydrolase), glucoamylase (EC 3.2.1.3; alpha-D- (1 → 4) -glucan glucohydrolase) and product-specific amylases , such as maltotetraosidases (EC 3.2.1.60) and maltohexaosidases (EC
3.2.1.98), podem produzir malto-oligossacarídeos de um comprimento específico ou xaropes enriquecidos de malto-oligossacarídeos específicos.3.2.1.98), can produce malto-oligosaccharides of a specific length or syrups enriched with specific malto-oligosaccharides.
[0014] O termo "amido" refere-se a qualquer material compreendido pelos carboidratos de polissacarídeos complexos de plantas, compre- endidos por amilose e amilopectina com a fórmula (C6H10O5)x, em que X pode ser qualquer número. O termo inclui materiais à base de plantas, tais como grãos, cereal, gramíneas, tubérculos e raízes e, mais especificamente, materiais obtidos a partir de trigo, cevada, milho, centeio, arroz, sorgo, farelos, mandioca, painço, milo, batata, batata- doce e tapioca. O termo "amido" inclui amido granular. O termo “amido granular” refere-se a amido cru, isto é, não cozido, por exemplo, amido que não foi submetido a gelatinização ou que foi submetido a temperaturas a ou abaixo da temperatura de gelatinização do amido.[0014] The term "starch" refers to any material comprised of complex plant polysaccharide carbohydrates, comprised of amylose and amylopectin with the formula (C6H10O5) x, where X can be any number. The term includes plant-based materials such as grains, cereal, grasses, tubers and roots and, more specifically, materials obtained from wheat, barley, corn, rye, rice, sorghum, bran, cassava, millet, milo, potatoes, sweet potatoes and tapioca. The term "starch" includes granular starch. The term "granular starch" refers to raw starch, that is, uncooked, for example, starch that has not been subjected to gelatinization or that has been subjected to temperatures at or below the gelatinization temperature of the starch.
[0015] Os termos, "tipo selvagem", "original" ou "referência", em relação a um polipeptídeo, referem-se a um polipeptídeo de ocorrência natural que não inclui uma substituição, inserção ou deleção feita pelo homem em uma ou mais posições de aminoácido. Similarmente, os termos "tipo selvagem", "original" ou "referência", em relação a um polinucleotídeo, referem a um polinucleotídeo de ocorrência natural que não inclui uma alteração de nucleosídeo feita pelo homem. Entretanto, note que um polinucleotídeo que codifica um polipeptídeo do tipo selvagem, parental ou de referência não se limita a um polinucleotídeo de ocorrência natural e abrange qualquer polinucleotídeo que codifica um polipeptídeo do tipo selvagem, parental ou de referência.[0015] The terms, "wild type", "original" or "reference", in relation to a polypeptide, refer to a naturally occurring polypeptide that does not include a man-made substitution, insertion or deletion in one or more amino acid positions. Similarly, the terms "wild type", "original" or "reference", in relation to a polynucleotide, refer to a naturally occurring polynucleotide that does not include a man-made nucleoside change. However, note that a polynucleotide that encodes a wild-type, parent or reference polypeptide is not limited to a naturally occurring polynucleotide and covers any polynucleotide that encodes a wild-type, parental or reference polypeptide.
[0016] A referência ao polipeptídeo do tipo selvagem é entendida como incluindo a forma madura do polipeptídeo. O termo "polipeptídeo maduro" é definido no presente documento como um polipeptídeo em sua forma final após a tradução e quaisquer modificações pós- traducionais, como processamento no N-terminal, truncamento no C- terminal, glicosilação, fosforilação, etc. Os polipeptídeos, que devem ser secretados, são translocados no retículo endoplásmico (ER). Isso é facilitado por um peptídeo de sinalização N-terminal hidrofóbico curto, que permite a translocação co- ou pós-traducional do citosol ao lúmen do ER e tipicamente consiste em 13 a 36 aminoácidos na maioria hidrofóbicos (pré-sequência) (Ng et al., 1996; Zimmermann et al., 2011). Após clivagem do peptídeo de sinalização por uma peptidase de sinalização residente em ER e enovelamento correto por chaperonas e foldases, as proteínas são, então, transportadas à rede de Golgi. Subsequentemente, as proteínas são entregues a sua localização celular final, que pode ser o ER, Golgi, vesículas secretórias, peroxis- somos, endossomos, vacúolo, parede celular ou exterior da célula (recentemente analisado por Delic et al., 2013). Pesquisas anteriores mostraram que a capacidade de enovelamento, secreção e proces- samento da célula é diferente para cada proteína e que os aminoácidos N-terminais podem influenciar a clivagem do líder de secreção (Wang et al., 2014). Algumas proteínas são modificadas pós-traducionalmente, por exemplo, por clivagem de um precursor de proteína e, portanto, podem ter diferentes aminoácidos em sua terminação N. A sequência N-terminal exata pode também exibir um padrão distintivo dependendo das condições experimentais.[0016] The reference to the wild type polypeptide is understood to include the mature form of the polypeptide. The term "mature polypeptide" is defined in this document as a polypeptide in its final form after translation and any post-translational modifications, such as N-terminal processing, C-terminal truncation, glycosylation, phosphorylation, etc. Polypeptides, which must be secreted, are translocated in the endoplasmic reticulum (ER). This is facilitated by a short hydrophobic N-terminal signal peptide, which allows co- or post-translational translocation of the cytosol to the ER lumen and typically consists of 13 to 36 amino acids, mostly hydrophobic (pre-sequence) (Ng et al ., 1996; Zimmermann et al., 2011). After cleavage of the signal peptide by an ER-resident signaling peptidase and correct folding by chaperones and foldases, the proteins are then transported to the Golgi network. Subsequently, proteins are delivered to their final cell location, which may be ER, Golgi, secretory vesicles, peroxisomes, endosomes, vacuole, cell wall or cell exterior (recently analyzed by Delic et al., 2013). Previous research has shown that cell folding, secretion and processing capacity is different for each protein and that N-terminal amino acids can influence the secretion leader cleavage (Wang et al., 2014). Some proteins are modified post-translationally, for example, by cleaving a protein precursor and, therefore, may have different amino acids at their N-termination. The exact N-terminal sequence may also exhibit a distinctive pattern depending on experimental conditions.
[0017] O termo "variante", em relação a um polipeptídeo, refere-se a um polipeptídeo que se diferencia de um polipeptídeo de tipo selvagem, original ou de referência especificado pelo fato de que o mesmo inclui uma ou mais substituições, inserções ou deleções de um aminoácido de ocorrência natural ou feitas pelo homem. Similarmente, o termo "variante", em relação a um polinucleotídeo, refere-se a um polinucleotídeo que difere em sequência de nucleotídeos de um polinucleotídeo do tipo selvagem, original ou de referência especificado. A identidade do polipeptídeo ou polinucleotídeo de tipo selvagem, original ou de referência será evidente a partir do contexto.[0017] The term "variant", in relation to a polypeptide, refers to a polypeptide that differs from a wild type, original or reference polypeptide specified by the fact that it includes one or more substitutions, insertions or deletions of a naturally occurring or man-made amino acid. Similarly, the term "variant", in relation to a polynucleotide, refers to a polynucleotide that differs in sequence from nucleotides to a specified, original or reference wild-type polynucleotide. The identity of the wild type, original or reference polypeptide or polynucleotide will be evident from the context.
[0018] No caso das presentes alfa-amilases, "atividade" refere-se à atividade de alfa-amilase, que pode ser medida conforme descrito no presente documento.[0018] In the case of the present alpha-amylases, "activity" refers to the activity of alpha-amylase, which can be measured as described in this document.
[0019] O termo "recombinante", quando usado em referência a uma célula, ácido nucleico, proteína ou vetor em questão, indica que o indivíduo foi modificado de seu estado nativo. Assim, por exemplo, as células recombinantes expressam genes que não são encontrados dentro da forma nativa (não recombinante) da célula ou expressam genes nativos a níveis diferentes ou sob condições diferentes do que é encontrado na natureza. Os ácidos nucleicos recombinantes diferem-se de uma sequência nativa por um ou mais nucleotídeos e/ou são ligados de maneira funcional a sequências heterólogas, por exemplo, um promotor heterólogo em um vetor de expressão. As proteínas recom- binantes podem se diferir de uma sequência nativa por um ou mais aminoácidos e/ou são fundidas a sequências heterólogas. Um vetor que compreende um ácido nucleico que codifica uma amilase é um vetor recombinante.[0019] The term "recombinant", when used in reference to a cell, nucleic acid, protein or vector in question, indicates that the individual has been modified from its native state. Thus, for example, recombinant cells express genes that are not found within the cell's native (non-recombinant) form or express native genes at different levels or under different conditions than is found in nature. Recombinant nucleic acids differ from a native sequence by one or more nucleotides and / or are functionally linked to heterologous sequences, for example, a heterologous promoter in an expression vector. Recombinant proteins can differ from a native sequence by one or more amino acids and / or are fused to heterologous sequences. A vector that comprises a nucleic acid that encodes an amylase is a recombinant vector.
[0020] O termo “purificado” se refere a material (por exemplo, um polipeptídeo ou polinucleotídeo isolado) que está em um estado relativamente puro, por exemplo, pelo menos cerca de 90% puro, pelo menos cerca de 95% puro, pelo menos cerca de 98% puro ou mesmo pelo menos cerca de 99% puro.[0020] The term "purified" refers to material (for example, an isolated polypeptide or polynucleotide) that is in a relatively pure state, for example, at least about 90% pure, at least about 95% pure, at least at least about 98% pure or even at least about 99% pure.
[0021] O termo "enriquecido" refere-se ao material (por exemplo, um polipeptídeo ou polinucleotídeo isolado) que é pelo menos cerca de 50% puro, pelo menos cerca de 60% puro, pelo menos cerca de 70% puro ou até mesmo pelo menos cerca de 70% puro.[0021] The term "enriched" refers to material (for example, an isolated polypeptide or polynucleotide) that is at least about 50% pure, at least about 60% pure, at least about 70% pure or even even at least about 70% pure.
[0022] Os termos "termoestável" e "termoestabilidade", em referên- cia a uma enzima, referem-se à capacidade da enzima de manter atividade após a exposição a uma temperatura elevada. A termoesta- bilidade de uma enzima, tal como uma enzima amilase, é medida por sua meia vida (t1/2) dada em minutos, horas ou dias, durante os quais metade da atividade enzimática é perdida sob condições definidas. A meia vida pode ser calculada medindo-se a atividade de alfa-amilase residual, por exemplo, após a exposição (isto é, desafio) a uma temperatura elevada.[0022] The terms "thermostable" and "thermostability", in reference to an enzyme, refer to the enzyme's ability to maintain activity after exposure to an elevated temperature. The thermostability of an enzyme, such as an amylase enzyme, is measured by its half-life (t1 / 2) given in minutes, hours or days, during which half of the enzyme activity is lost under defined conditions. The half-life can be calculated by measuring residual alpha-amylase activity, for example, after exposure (i.e. challenge) to an elevated temperature.
[0023] Uma “faixa de pH”, em referência a uma enzima, se refere à faixa de valores de pH sob os quais a enzima exibe atividade catalítica.[0023] A "pH range", in reference to an enzyme, refers to the range of pH values under which the enzyme exhibits catalytic activity.
[0024] Os termos "estável em pH" e "estabilidade de pH", em referência a uma enzima, referem-se à capacidade da enzima de reter atividade ao longo de uma ampla faixa de valores de pH por um período de tempo predeterminado (por exemplo, 15 min, 30 min, 1 hora).[0024] The terms "pH stable" and "pH stability", in reference to an enzyme, refer to the enzyme's ability to retain activity over a wide range of pH values for a predetermined period of time ( for example, 15 min, 30 min, 1 hour).
[0025] O termo "sequência de aminoácidos" é sinônimo dos termos[0025] The term "amino acid sequence" is synonymous with the terms
"polipeptídeo", "proteína" e "peptídeo" e são usados de forma intercam- biável. Quando tais sequências de aminoácidos exibirem atividade, as mesmas podem ser denominadas "enzima". Os códigos de uma letra ou três letras convencionais para resíduos de aminoácido são usados, com as sequências de aminoácidos sendo apresentadas na orientação terminal de amino para carbóxi padrão (isto é, N→C)."polypeptide", "protein" and "peptide" and are used interchangeably. When such amino acid sequences exhibit activity, they can be called "enzyme". Conventional one-letter or three-letter codes for amino acid residues are used, with the amino acid sequences being presented in the terminal amino orientation for standard carboxy (ie, N → C).
[0026] O termo "ácido nucleico" abrange DNA, RNA, heteroduple- xes e moléculas sintéticas com a capacidade de codificar um polipeptídeo. Ácidos nucleicos podem ser de fita simples ou de fita dupla e podem ser quimicamente modificados. Os termos “ácido nucleico” e “polinucleotídeo” são usados de forma intercambiável. Devido ao fato de que o código genético é degenerado, pode ser usado mais do que um códon para codificar um aminoácido particular, e as presentes composições e métodos abrangem sequências de nucleotídeos que codificam uma sequência de aminoácidos particular. A menos que indicado de outro modo, sequências de ácidos nucleicos são apresen- tadas na orientação 5′ a 3′.[0026] The term "nucleic acid" encompasses DNA, RNA, heteroduplexes and synthetic molecules with the ability to encode a polypeptide. Nucleic acids can be single-stranded or double-stranded and can be chemically modified. The terms "nucleic acid" and "polynucleotide" are used interchangeably. Due to the fact that the genetic code is degenerate, more than one codon can be used to encode a particular amino acid, and the present compositions and methods encompass nucleotide sequences that encode a particular amino acid sequence. Unless otherwise indicated, nucleic acid sequences are shown in the 5 ′ to 3 ′ orientation.
[0027] O termo "hibridização" refere-se ao processo pelo qual uma fita de ácido nucleico forma um duplex, isto é, pares de base, com uma fita complementar, conforme ocorre durante as técnicas de hibridização por blot e técnicas de PCR. As condições de hibridização estringentes são exemplificadas pela hibridização sob as seguintes condições: 65 °C e 0,1X SSC (em que 1X SSC = NaCl 0,15 M, citrato de Na3 0,015 M, pH 7,0). Ácidos nucleicos duplex hibridizados são caracterizados por uma temperatura de fusão (Tm), em que metade dos ácidos nucleicos hibridizados não são pareados com a fita complementar. Nucleotídeos não pareados dentro do duplex reduzem a Tm.[0027] The term "hybridization" refers to the process by which a nucleic acid strand forms a duplex, that is, base pairs, with a complementary strand, as occurs during blot hybridization techniques and PCR techniques. The stringent hybridization conditions are exemplified by hybridization under the following conditions: 65 ° C and 0.1X SSC (where 1X SSC = 0.15 M NaCl, 0.015 M Na3 citrate, pH 7.0). Hybridized duplex nucleic acids are characterized by a melting temperature (Tm), in which half of the hybridized nucleic acids are not matched to the complementary strand. Unpaired nucleotides within the duplex reduce Tm.
[0028] Uma molécula "sintética" é produzida por síntese química ou enzimática in vitro em vez de por um organismo.[0028] A "synthetic" molecule is produced by chemical or enzymatic synthesis in vitro instead of by an organism.
[0029] O termo "introduzido", no contexto de inserir uma sequência de ácidos nucleicos em uma célula, significa "transfecção", "transfor- mação" ou "transdução", conforme conhecido na técnica.[0029] The term "introduced", in the context of inserting a sequence of nucleic acids into a cell, means "transfection", "transformation" or "transduction", as known in the art.
[0030] Uma "cepa hospedeira" ou "célula hospedeira" é um organis- mo no qual um vetor de expressão, fago, vírus ou outro construto de DNA, incluindo um polinucleotídeo que codifica um polipeptídeo de interesse (por exemplo, uma amilase), foi introduzido. As cepas hospedeiras exemplificativas são células de micro-organismo (por exemplo, bactérias, fungos filamentosos e levedura) com a capacidade de expressar o polipeptídeo de interesse e/ou sacarídeos de fermentação. O termo "célula hospedeira" inclui protoplastos criados a partir de células.[0030] A "host strain" or "host cell" is an organism in which an expression vector, phage, virus or other DNA construct, including a polynucleotide that encodes a polypeptide of interest (for example, an amylase) , It was introduced. Exemplary host strains are microorganism cells (for example, bacteria, filamentous fungi and yeast) with the ability to express the polypeptide of interest and / or fermentation saccharides. The term "host cell" includes protoplasts created from cells.
[0031] O termo "heterólogo", em referência a um polinucleotídeo ou proteína, refere-se a um polinucleotídeo ou proteína que não ocorre naturalmente em uma célula hospedeira.[0031] The term "heterologous", in reference to a polynucleotide or protein, refers to a polynucleotide or protein that does not occur naturally in a host cell.
[0032] O termo "endógeno", em referência a um polinucleotídeo ou proteína, refere-se a um polinucleotídeo ou proteína que ocorre naturalmente na célula hospedeira.[0032] The term "endogenous", in reference to a polynucleotide or protein, refers to a polynucleotide or protein that occurs naturally in the host cell.
[0033] O termo "expressão" refere-se ao processo pelo qual um polipeptídeo é produzido com base em uma sequência de ácidos nucleicos. O processo inclui tanto transcrição como tradução.[0033] The term "expression" refers to the process by which a polypeptide is produced based on a sequence of nucleic acids. The process includes both transcription and translation.
[0034] Um "marcador seletivo" ou "marcador selecionável" refere- se a um gene que pode ser expresso em um hospedeiro para facilitar a seleção de células hospedeiras que carregam o gene. Os exemplos de marcadores selecionáveis incluem, porém sem limitação, antimi- crobianos (por exemplo, higromicina, bleomicina ou cloranfenicol) e/ou genes que conferem uma vantagem metabólica, tal como uma vantagem nutricional, à célula hospedeira.[0034] A "selective marker" or "selectable marker" refers to a gene that can be expressed in a host to facilitate the selection of host cells that carry the gene. Examples of selectable markers include, but are not limited to, antimicrobials (e.g., hygromycin, bleomycin or chloramphenicol) and / or genes that confer a metabolic advantage, such as a nutritional advantage, on the host cell.
[0035] O termo "vetor” refere-se a uma sequência de polinucleotí- deos projetada para introduzir ácidos nucleicos em um ou mais tipos de célula. Os vetores incluem vetores de clonagem, vetores de expressão,[0035] The term "vector" refers to a polynucleotide sequence designed to introduce nucleic acids into one or more cell types. Vectors include cloning vectors, expression vectors,
vetores bifuncionais (shuttle), plasmídeos, partículas de fago, cassetes e similares.bifunctional vectors (shuttle), plasmids, phage particles, cassettes and the like.
[0036] Um "vetor de expressão" refere-se a um construto de DNA que compreende uma sequência de DNA que codifica um polipeptídeo de interesse, tal sequência de codificação é ligada de maneira funcional a uma sequência de controle adequada com a capacidade para efetuar a expressão do DNA em um hospedeiro adequado. Tais sequências de controle podem incluir um promotor para efetuar a transcrição, uma sequência operadora opcional para controlar a transcrição, uma sequência que codifica sítios de ligação a ribossoma adequados no mRNA, intensificadores e sequências que controlam a terminação da transcrição e tradução.[0036] An "expression vector" refers to a DNA construct that comprises a DNA sequence that encodes a polypeptide of interest, such a coding sequence is functionally linked to a suitable control sequence with the ability to effect expression of DNA in a suitable host. Such control sequences can include a promoter to effect transcription, an optional operator sequence to control transcription, a sequence that encodes suitable ribosome binding sites on the mRNA, enhancers and sequences that control the termination of transcription and translation.
[0037] O termo "ligado de maneira funcional" significa que os componentes especificados estão em uma relação (incluindo, porém sem limitação, justaposição) que permite que os mesmos funcionem de uma maneira pretendida. Por exemplo, uma sequência reguladora é ligada de maneira funcional a uma sequência de codificação de modo que a expressão da sequência de codificação esteja sob controle das sequências reguladoras.[0037] The term "functionally linked" means that the specified components are in a relationship (including, but not limited to, juxtaposition) that allows them to function in an intended manner. For example, a regulatory sequence is functionally linked to a coding sequence so that the expression of the coding sequence is under the control of the regulatory sequences.
[0038] Uma "sequência de sinalização" é uma sequência de aminoácidos ligados à porção N-terminal de uma proteína, o que facilita a secreção da proteína fora da célula. A forma madura de uma proteína extracelular não tem a sequência de sinal, que é removida por clivagem durante o processo de secreção.[0038] A "signal sequence" is a sequence of amino acids attached to the N-terminal portion of a protein, which facilitates the secretion of the protein outside the cell. The mature form of an extracellular protein lacks the signal sequence, which is removed by cleavage during the secretion process.
[0039] "Biologicamente ativo" refere-se a uma sequência que têm uma atividade biológica especificada, tal como uma atividade enzimá- tica.[0039] "Biologically active" refers to a sequence that has a specified biological activity, such as an enzymatic activity.
[0040] O termo "atividade específica" refere-se ao número de moles do substrato que pode ser convertido em produto por uma enzima ou preparação enzimática por unidade de tempo sob condições específicas. A atividade específica é geralmente expressa como unidades (U)/mg de proteína.[0040] The term "specific activity" refers to the number of moles of the substrate that can be converted into product by an enzyme or enzyme preparation per unit of time under specific conditions. Specific activity is usually expressed as units (U) / mg of protein.
[0041] "Um material de células cultivadas que compreende uma amilase" ou linguagem similar refere-se a um lisato celular ou sobrena- dante (incluindo meios) que inclui uma amilase como um componente. O material celular pode ser de um hospedeiro heterólogo que é cultivado em cultura para o propósito de produzir a amilase.[0041] "A cultured cell material comprising an amylase" or similar language refers to a cell lysate or supernatant (including media) that includes an amylase as a component. The cellular material may be from a heterologous host that is cultured for the purpose of producing the amylase.
[0042] "Porcentagem de identidade de sequência" significa que uma sequência particular tem pelo menos uma determinada porcen- tagem de resíduos de aminoácido idênticos àqueles em uma sequência de referência especificada, quando alinhadas com o uso do algoritmo CLUSTAL W com parâmetros padrão. Consultar Thompson et al. (1994) Nucleic Acids Res. 22:4.673 a 4.680. Os parâmetros padrão para o algoritmo CLUSTAL W são: Penalidade por abertura de lacuna: 10,0 Penalidade por extensão de lacuna: 0,05 Matriz de peso de proteína: série[0042] "Percentage of sequence identity" means that a particular sequence has at least a certain percentage of amino acid residues identical to those in a specified reference sequence, when aligned with the use of the CLUSTAL W algorithm with standard parameters. See Thompson et al. (1994) Nucleic Acids Res. 22: 4,673 to 4,680. The standard parameters for the CLUSTAL W algorithm are: Gap opening penalty: 10.0 Gap extension penalty: 0.05 Protein weight matrix: series
BLOSUM Matriz de peso de DNA: IUB % de sequência divergente de atraso 40 Distância de separação de lacuna: 8 peso de transições de DNA: 0,50 Listar resíduos hidrofílicos: GPSNDQEKR Usar matriz negativa: DESATIVADO Alternar Penalidades específicas de resíduo: ATIVADO Alternar penalidades hidrofílicas: ATIVADO Alternância de penalidade de separação de intervalo de extremidade DESATIVADO.BLOSUM DNA weight matrix: IUB% delay divergent sequence 40 Gap separation distance: 8 weight of DNA transitions: 0.50 List hydrophilic residues: GPSNDQEKR Use negative matrix: OFF Toggle specific residue penalties: ON Toggle penalties hydrophilic: ON Toggled end gap separation penalty OFF.
[0043] As deleções são contadas como resíduos não idênticos, em comparação a uma sequência de referência. As deleções que ocorrem em terminais estão incluídas. Por exemplo, um polipeptídeo variante com 500 resíduos de aminoácido com uma deleção de cinco resíduos de aminoácido da terminação C poderia ter uma porcentagem de identidade de sequência de 99% (495/500 resíduos idênticos × 100) em relação ao polipeptídeo original. Tal variante seria abrangida pelo termo “uma variante que tem pelo menos 99% de identidade de sequência com o polipeptídeo”.[0043] Deletions are counted as non-identical residues, compared to a reference sequence. Deletions that take place at terminals are included. For example, a variant polypeptide with 500 amino acid residues with a deletion of five C-terminus amino acid residues could have a 99% sequence identity percentage (495/500 identical residues × 100) to the original polypeptide. Such a variant would be covered by the term "a variant that has at least 99% sequence identity with the polypeptide".
[0044] Sequências de polipeptídeos "fundidas" são conectadas, isto é, ligadas de maneira funcional, por meio de uma ligação peptídica entre as duas sequências de polipeptídeos em questão.[0044] "Fused" polypeptide sequences are connected, that is, linked in a functional way, by means of a peptide bond between the two polypeptide sequences in question.
[0045] O termo "grau de polimerização" (DP) refere-se ao número (n) de unidades de anidro-glucopiranose em um dado sacarídeo. Os exemplos de DP1 são os monossacarídeos glicose e frutose. Os exemplos de DP2 são os dissacarídeos maltose e sacarose. O termo "DE", ou "equivalente de dextrose", é definido como a porcentagem de açúcar redutor, isto é, D-glicose, como uma fração de carboidrato total em um xarope.[0045] The term "degree of polymerization" (DP) refers to the number (n) of anhydro-glucopyranose units in a given saccharide. Examples of DP1 are glucose and fructose monosaccharides. Examples of DP2 are the maltose and sucrose disaccharides. The term "DE", or "dextrose equivalent", is defined as the percentage of reducing sugar, that is, D-glucose, as a fraction of total carbohydrate in a syrup.
[0046] O termo "teor de sólidos secos" (ds) refere-se aos sólidos totais de uma pasta fluida em uma base percentual em peso seco. O termo "pasta fluida" refere-se a uma mistura aquosa contendo sólidos insolúveis.[0046] The term "dry solids content" (ds) refers to the total solids of a slurry on a dry weight percentage basis. The term "slurry" refers to an aqueous mixture containing insoluble solids.
[0047] O sintagma "sacarificação e fermentação simultâneas (SSF)" refere-se a um processo na produção de produtos bioquímicos em que um organismo microbiano, tal como um micro-organismo etanologênico, e pelo menos uma enzima, tal como uma amilase, estão presentes durante a mesma etapa de processo. SSF inclui a hidrólise contem- porânea de substratos de amido (granulares, liquefeitos ou solubili- zados) em sacarídeos, incluindo glicose, e a fermentação dos sacarí- deos em álcool ou outro produto bioquímico ou biomaterial no mesmo vaso de reator.[0047] The phrase "simultaneous saccharification and fermentation (SSF)" refers to a process in the production of biochemical products in which a microbial organism, such as an ethanological microorganism, and at least one enzyme, such as an amylase, are present during the same process step. SSF includes the contemporary hydrolysis of starch substrates (granular, liquefied or solubilized) in saccharides, including glucose, and the fermentation of saccharides in alcohol or another biochemical or biomaterial in the same reactor vessel.
[0048] Um "micro-organismo etanologênico" refere-se a um micro- organismo com a capacidade de converter um açúcar ou outros carboidratos em etanol.[0048] An "ethanological microorganism" refers to a microorganism with the ability to convert a sugar or other carbohydrates into ethanol.
[0049] O termo "produtos bioquímicos" refere-se a um metabólito de um micro-organismo, como ácido cítrico, ácido lático, ácido succínico, glutamato monossódico, ácido glucônico, gluconato de sódio, gluconato de cálcio, gluconato de potássio, glucono delta-lactona, eritorbato de sódio, ácido graxo de ômega 3, butanol, iso-butanol, um aminoácido, lisina, ácido itacônico, outros ácidos orgânicos, 1,3-propanodiol, vitami- nas, ou isopreno ou outro biomaterial.[0049] The term "biochemicals" refers to a metabolite of a microorganism, such as citric acid, lactic acid, succinic acid, monosodium glutamate, gluconic acid, sodium gluconate, calcium gluconate, potassium gluconate, glucone delta-lactone, sodium erythorbate, omega-3 fatty acid, butanol, iso-butanol, an amino acid, lysine, itaconic acid, other organic acids, 1,3-propanediol, vitamins, or isoprene or other biomaterial.
[0050] O termo "bebida fermentada" refere-se a qualquer bebida produzida por um método que compreende um processo de fermen- tação, tal como uma fermentação microbiana, por exemplo, uma fer- mentação bacteriana e/ou fúngica. "Cerveja" é um exemplo de tal bebida fermentada, e o termo "cerveja" significa compreender qualquer mosto fermentado produzido por fermentação/infusão de um material vegetal contendo amido. Frequentemente, a cerveja é produzida exclusivamente a partir de malte ou adjunto ou qualquer combinação de malte e adjunto.[0050] The term "fermented drink" refers to any drink produced by a method that comprises a fermentation process, such as a microbial fermentation, for example, a bacterial and / or fungal fermentation. "Beer" is an example of such a fermented drink, and the term "beer" means to understand any fermented must produced by fermenting / infusing a plant material containing starch. Often, beer is produced exclusively from malt or adjunct or any combination of malt and adjunct.
[0051] O termo "cerca de" refere-se a ± 15% do valor referido.[0051] The term "about" refers to ± 15% of the reported value.
2. Polipeptídeos que têm atividade de alfa-amilase usados nesta invenção2. Polypeptides that have alpha-amylase activity used in this invention
[0052] Em um primeiro aspecto, a presente invenção refere-se a polipeptídeos que compreendem uma sequência de aminoácidos que têm, de preferência, pelo menos 90%, pelo menos 92%, pelo menos 93%, pelo menos 94%, pelo menos 95%, pelo menos 96%, pelo menos 97%, pelo menos 98% e ainda pelo menos 99% de identidade de sequência de aminoácidos com o polipeptídeo da SEQ ID NO: 3 e que tem atividade de alfa-amilase.[0052] In a first aspect, the present invention relates to polypeptides that comprise a sequence of amino acids that preferably have at least 90%, at least 92%, at least 93%, at least 94%, at least 95%, at least 96%, at least 97%, at least 98% and still at least 99% amino acid sequence identity with the polypeptide of SEQ ID NO: 3 and which has alpha-amylase activity.
[0053] Em algumas modalidades, os polipeptídeos da presente invenção são os polipeptídeos homólogos que compreendem sequên- cias de aminoácidos que diferem em dez aminoácidos, de preferência, em nove aminoácidos, de preferência, em oito aminoácidos, de preferência, em sete aminoácidos, de preferência, em seis aminoácidos,[0053] In some embodiments, the polypeptides of the present invention are the homologous polypeptides comprising amino acid sequences that differ by ten amino acids, preferably by nine amino acids, preferably by eight amino acids, preferably by seven amino acids, preferably in six amino acids,
de preferência, em cinco aminoácidos, com mais preferência, em quatro aminoácidos, ainda com mais preferência, em três aminoácidos, com máxima preferência, em dois aminoácidos, e ainda com máxima preferência, em um aminoácido do polipeptídeo da SEQ ID NO: 3.preferably, in five amino acids, more preferably, in four amino acids, even more preferably, in three amino acids, most preferably, in two amino acids, and even more preferably, in one amino acid of the polypeptide of SEQ ID NO: 3.
[0054] Em algumas modalidades, os polipeptídeos da presente invenção são as variantes de polipeptídeo da SEQ ID NO: 3, ou um fragmento da mesma que tem atividade de alfa-amilase.[0054] In some embodiments, the polypeptides of the present invention are the polypeptide variants of SEQ ID NO: 3, or a fragment thereof that has alpha-amylase activity.
[0055] Em algumas modalidades, os polipeptídeos da presente invenção são as regiões catalíticas que compreendem os aminoácidos 22 a 499 da SEQ ID NO: 2, prevista por Clustalx https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17846036.[0055] In some embodiments, the polypeptides of the present invention are the catalytic regions comprising amino acids 22 to 499 of SEQ ID NO: 2, provided by Clustalx https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17846036 .
[0056] Em algumas modalidades, os polipeptídeos da presente invenção são as regiões catalíticas e regiões ligantes que compreendem os aminoácidos 22 a 550 da SEQ ID NO: 2, prevista por Clustalx https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17846036.[0056] In some embodiments, the polypeptides of the present invention are the catalytic regions and linking regions that comprise amino acids 22 to 550 of SEQ ID NO: 2, provided by Clustalx https://www.ncbi.nlm.nih.gov/ pubmed / 17846036.
[0057] Em um segundo aspecto, as presentes alfa-amilases compreendem substituição conservadora de um ou diversos resíduos de aminoácido em relação à sequência de aminoácidos da SEQ ID NO:[0057] In a second aspect, the present alpha-amylases comprise conservative substitution of one or several amino acid residues in relation to the amino acid sequence of SEQ ID NO:
3. As substituições de aminoácidos conservadoras exemplificativas são listadas na Tabela I. Algumas mutações conservadoras podem ser produzidas por manipulação genética, enquanto outras são produzidas introduzindo-se aminoácidos sintéticos em um polipeptídeo por outros meios. Tabela 1. Substituições conservativas de aminoácidos Para o Aminoácido Código Substituir por qualquer um dentre Alanina A D-Ala, Gly, beta-Ala, L-Cys, D-Cys Arginina R D-Arg, Lys, D-Lys, homo-Arg, D-homo-Arg, Met, Ile, D-Met, D-Ile, Orn, D-Orn Asparagina N D-Asn, Asp, D-Asp, Glu, D-Glu, Gln, D-Gln Ácido Aspártico D D-Asp, D-Asn, Asn, Glu, D-Glu, Gln, D-Gln Cisteína C D-Cys, S-Me-Cys, Met, D-Met, Thr, D-Thr Glutamina Q D-Gln, Asn, D-Asn, Glu, D-Glu, Asp, D-Asp Ácido Glutâmico E D-Glu, D-Asp, Asp, Asn, D-Asn, Gln, D-Gln3. Exemplary conservative amino acid substitutions are listed in Table I. Some conservative mutations can be produced by genetic manipulation, while others are produced by introducing synthetic amino acids into a polypeptide by other means. Table 1. Conservative Amino Acid Substitutions For Amino Acid Code Replace with any of Alanine A D-Ala, Gly, beta-Ala, L-Cys, D-Cys Arginine R D-Arg, Lys, D-Lys, homo-Arg , D-homo-Arg, Met, Ile, D-Met, D-Ile, Orn, D-Orn Asparagine N D-Asn, Asp, D-Asp, Glu, D-Glu, Gln, D-Gln Aspartic Acid D D-Asp, D-Asn, Asn, Glu, D-Glu, Gln, D-Gln Cysteine C D-Cys, S-Me-Cys, Met, D-Met, Thr, D-Thr Glutamine Q D-Gln, Asn, D-Asn, Glu, D-Glu, Asp, D-Asp Glutamic Acid And D-Glu, D-Asp, Asp, Asn, D-Asn, Gln, D-Gln
Glicina G Ala, D-Ala, Pro, D-Pro, b-Ala, Acp Isoleucina I D-Ile, Val, D-Val, Leu, D-Leu, Met, D-Met Leucina L D-Leu, Val, D-Val, Leu, D-Leu, Met, D-Met Lisina K D-Lys, Arg, D-Arg, homo-Arg, D-homo-Arg, Met, D-Met, Ile, D-Ile, Orn, D-Orn Metionina M D-Met, S-Me-Cys, Ile, D-Ile, Leu, D-Leu, Val, D-Val Fenilalanina F D-Phe, Tyr, D-Thr, L-Dopa, His, D-His, Trp, D-Trp, Trans-3,4 ou 5-fenilprolina, cis-3,4, ou 5-fenilprolina Prolina P D-Pro, ácido L-1-tioazolidina-4-carboxílico, ácido D- ou L-1-oxa- zolidina-4-carboxílico Serina S D-Ser, Thr, D-Thr, alo-Thr, Met, D-Met, Met(O), D-Met(O), L-Cys, D-Cys Treonina T D-Thr, Ser, D-Ser, allo-Thr, Met, D-Met, Met(O), D-Met(O), Val, D-Val Tirosina Y D-Tyr, Phe, D-Phe, L-Dopa, His, D-His Valina V D-Val, Leu, D-Leu, Ile, D-Ile, Met, D-MetGlycine G Ala, D-Ala, Pro, D-Pro, b-Ala, Acp Isoleucine I D-Ile, Val, D-Val, Leu, D-Leu, Met, D-Met Leucine L D-Leu, Val, D-Val, Leu, D-Leu, Met, D-Met Lysine K D-Lys, Arg, D-Arg, homo-Arg, D-homo-Arg, Met, D-Met, Ile, D-Ile, Orn , D-Orn Methionine M D-Met, S-Me-Cys, Ile, D-Ile, Leu, D-Leu, Val, D-Val Phenylalanine F D-Phe, Tyr, D-Thr, L-Dopa, His , D-His, Trp, D-Trp, Trans-3,4 or 5-phenylproline, cis-3,4, or 5-phenylproline Proline P D-Pro, L-1-thioazolidine-4-carboxylic acid, D acid - or L-1-oxazolidine-4-carboxylic Serine S D-Ser, Thr, D-Thr, alo-Thr, Met, D-Met, Met (O), D-Met (O), L-Cys , D-Cys Threonine T D-Thr, Ser, D-Ser, allo-Thr, Met, D-Met, Met (O), D-Met (O), Val, D-Val Tyrosine Y D-Tyr, Phe , D-Phe, L-Dopa, His, D-His Valina V D-Val, Leu, D-Leu, Ile, D-Ile, Met, D-Met
[0058] Em algumas modalidades, a presente alfa-amilase compre- ende uma deleção, substituição, inserção ou adição de um ou alguns resíduos de aminoácido em relação à sequência de aminoácidos da SEQ ID NO: 3. Em algumas modalidades, as presentes alfa-amilases são derivadas da sequência de aminoácidos da SEQ ID NO: 3 por substituição conservadora de um ou diversos resíduos de aminoácido. Em algumas modalidades, as presentes alfa-amilases são derivadas da sequência de aminoácidos da SEQ ID NO: 3 por deleção, substituição, inserção ou adição de um ou alguns resíduos de aminoácido em relação à sequência de aminoácidos da SEQ ID NO: 3. Em todos os casos, a expressão "um ou alguns resíduos de aminoácido" refere-se a 10 ou menos, isto é, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ou 10 resíduos de aminoácido.[0058] In some embodiments, the present alpha-amylase comprises a deletion, replacement, insertion or addition of one or a few amino acid residues in relation to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3. In some embodiments, the present alpha -amylases are derived from the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3 by conservative substitution of one or more amino acid residues. In some embodiments, the present alpha-amylases are derived from the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3 by deletion, substitution, insertion or addition of one or a few amino acid residues in relation to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3. In in all cases, the term "one or a few amino acid residues" refers to 10 or less, i.e., 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or 10 amino acid residues.
[0059] Em outra modalidade, a presente invenção também se refere a variantes de domínio de ligação de carboidrato da SEQ ID NO: 3 que compreendem uma substituição, deleção e/ou inserção em uma ou mais (por exemplo, diversas) posições.[0059] In another embodiment, the present invention also relates to variants of the carbohydrate binding domain of SEQ ID NO: 3 which comprise a substitution, deletion and / or insertion in one or more (for example, several) positions.
[0060] As presentes amilases podem ser "precursoras", "imaturas" ou "de comprimento completo", em tal caso, as mesmas incluem uma sequência de sinal, ou "maduras", em tal caso, as mesmas não têm uma sequência de sinal. As formas maduras dos polipeptídeos são geral- mente as mais úteis. A não ser que indicado de outro modo, a nume- ração de resíduos de aminoácidos usada no presente documento se refere às formas maduras dos respectivos polipeptídeos de amilase. Os presentes polipeptídeos de amilase podem também ser truncados para remover as terminações N ou C, contanto que os polipeptídeos resultantes mantenham atividade de amilase.[0060] The present amylases can be "precursor", "immature" or "full-length", in such a case, they include a signal sequence, or "mature", in such a case, they do not have a sequence of signal. The mature forms of polypeptides are generally the most useful. Unless otherwise indicated, the numbering of amino acid residues used in this document refers to the mature forms of the respective amylase polypeptides. The present amylase polypeptides can also be truncated to remove the N or C terminations, as long as the resulting polypeptides maintain amylase activity.
[0061] Alternativamente, as mudanças de aminoácidos são de tal natureza que as propriedades físico-químicas dos polipeptídeos sejam alteradas. Por exemplo, as mudanças de aminoácidos podem melhorar a estabilidade térmica do polipeptídeo, alterar a especificidade quanto ao substrato, mudar o pH ideal e similares.[0061] Alternatively, the amino acid changes are such that the physicochemical properties of the polypeptides are altered. For example, changes in amino acids can improve the thermal stability of the polypeptide, change the specificity of the substrate, change the ideal pH and the like.
[0062] Podem ser feitas e testadas substituições, deleções e/ou inserções únicas ou múltiplas de aminoácidos usando métodos conhe- cidos de mutagênese, recombinação e/ou embaralhamento, seguidos por um procedimento de triagem relevante, tal como aqueles revelados por Reidhaar-Olson e Sauer, 1988, Science 241: 53 a 57; Bowie e Sauer, 1989, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86: 2.152 a 2.156; WO 95/17413; ou WO 95/22625. Outros métodos que podem ser usados incluem PCR propensa ao erro, exibição de fago (por exemplo, Lowman et al., 1991, Biochem. 30: 10.832 a 10.837; patente no U.S. 5.223.409; documento no WO 92/06204) e mutagênese de região direcionada (Derbyshire et al., 1986, Gene 46: 145; Ner et al., 1988, DNA 7: 127).[0062] Single or multiple amino acid substitutions, deletions and / or insertions can be made and tested using known methods of mutagenesis, recombination and / or shuffling, followed by a relevant screening procedure, such as those revealed by Reidhaar-Olson and Sauer, 1988, Science 241: 53 to 57; Bowie and Sauer, 1989, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86: 2,152 to 2,156; WO 95/17413; or WO 95/22625. Other methods that can be used include error prone PCR, phage display (for example, Lowman et al., 1991, Biochem. 30: 10,832 to 10,837; US patent 5,223,409; document in WO 92/06204) and mutagenesis targeted region (Derbyshire et al., 1986, Gene 46: 145; Ner et al., 1988, DNA 7: 127).
[0063] Métodos de mutagênese/embaralhamento podem ser combi- nados com métodos de triagem automatizados de alto rendimento para detectar a atividade de polipeptídeos clonados mutagenizados expres- sos por células hospedeiras (Ness et al., 1999, Nature Biotechnology 17: 893 a 896). As moléculas de DNA mutagenizadas que codificam polipeptídeos ativos podem ser recuperadas a partir das células hospedeiras e rapidamente sequenciadas com o uso de métodos padrão na técnica. Esses métodos permitem a rápida determinação da importância de resíduos de aminoácido individuais em um polipeptídeo de interesse e podem ser aplicados a polipeptídeos de estrutura desconhecida.[0063] Mutagenesis / shuffling methods can be combined with automated high-throughput screening methods to detect the activity of mutated cloned polypeptides expressed by host cells (Ness et al., 1999, Nature Biotechnology 17: 893 to 896 ). Mutagenized DNA molecules encoding active polypeptides can be recovered from host cells and quickly sequenced using standard methods in the art. These methods allow rapid determination of the importance of individual amino acid residues in a polypeptide of interest and can be applied to polypeptides of unknown structure.
[0064] A presente amilase pode ser um polipeptídeo "quimérico" ou "híbrido", visto que inclui pelo menos uma porção de uma primeira amilase, e pelo menos uma porção de uma segunda amilase, glicoamilase, beta-amilase, alfa-glicosidase ou outras enzimas degrada- doras de amido, ou ainda outras glicosil hidrolases, como, sem limitação, celulases, hemicelulases, etc. (incluindo tais amilases quimé- ricas foram recentemente "redescobertas" como amilases de troca de domínio). As presentes amilases podem incluir adicionalmente uma sequência de sinal heteróloga, um epítopo para permitir rastreamento ou purificação ou similares. As sequências de sinalização heterólogas exemplificativas são de amilase de B. licheniformis (LAT), B. subtilis (AmyE ou AprE) e Streptomyces CelA.[0064] The present amylase can be a "chimeric" or "hybrid" polypeptide, since it includes at least a portion of a first amylase, and at least a portion of a second amylase, glycoamylase, beta-amylase, alpha-glucosidase or other starch-degrading enzymes, or other glycosyl hydrolases, such as, without limitation, cellulases, hemicellulases, etc. (including such chimeric amylases have recently been "rediscovered" as domain exchange amylases). The present amylases can additionally include a heterologous signal sequence, an epitope to allow screening or purification or the like. Exemplary heterologous signal sequences are B. licheniformis amylase (LAT), B. subtilis (AmyE or AprE) and Streptomyces CelA.
3. Produção de alfa-Amilases3. Production of alpha-amylases
[0065] As presentes alfa-amilases podem ser produzidas em célu- las hospedeiras, por exemplo, por secreção ou expressão intracelular. Um material celular cultivado (por exemplo, um caldo de célula total) que compreende uma alfa-amilase pode ser obtido após a secreção da alfa- amilase no meio celular. Opcionalmente, a alfa-amilase pode ser isolada das células hospedeiras, ou ainda isolada do caldo de célula, depen- dendo da pureza desejada da alfa-amilase final. Um gene que codifica uma alfa-amilase pode ser clonado e expresso de acordo com os métodos bem conhecidos na técnica. As células hospedeiras adequa- das incluem células bacterianas, fúngicas (incluindo levedura e fungos filamentosos) e vegetais (incluindo algas). As células hospedeiras particularmente úteis incluem Aspergillus niger, Aspergillus oryzae,[0065] The present alpha-amylases can be produced in host cells, for example, by secretion or intracellular expression. A cultured cellular material (for example, a total cell broth) comprising an alpha-amylase can be obtained after secretion of the alpha-amylase in the cell medium. Optionally, alpha-amylase can be isolated from host cells, or isolated from cell broth, depending on the desired purity of the final alpha-amylase. A gene encoding an alpha-amylase can be cloned and expressed according to methods well known in the art. Suitable host cells include bacterial, fungal cells (including yeast and filamentous fungi) and plants (including algae). Particularly useful host cells include Aspergillus niger, Aspergillus oryzae,
Trichoderma reesi ou Myceliopthora thermophila. Outras células hospedeiras incluem células bacterianas, por exemplo, Bacillus subtilis ou B. licheniformis, bem como Streptomyces.Trichoderma reesi or Myceliopthora thermophila. Other host cells include bacterial cells, for example, Bacillus subtilis or B. licheniformis, as well as Streptomyces.
[0066] Adicionalmente, o hospedeiro pode expressar uma ou mais enzimas, proteínas ou peptídeos acessórios. Os mesmos podem beneficiar processos de liquefação, sacarificação, fermentação, SSF e a jusante. Além disso, a célula hospedeira pode produzir etanol e outros produtos bioquímicos ou biomateriais além das enzimas usadas para digerir as várias matérias-primas. Tais células hospedeiras podem ser úteis para processos de fermentação ou de sacarificação e fermentação simultânea para reduzir a necessidade de adição de enzimas.[0066] Additionally, the host can express one or more enzymes, proteins or accessory peptides. They can benefit from liquefaction, saccharification, fermentation, SSF and downstream processes. In addition, the host cell can produce ethanol and other biochemical or biomaterials in addition to the enzymes used to digest the various raw materials. Such host cells can be useful for fermentation or saccharification and simultaneous fermentation processes to reduce the need for adding enzymes.
3.1. Vetores3.1. Vector
[0067] Um construto de DNA que compreende um ácido nucleico que codifica alfa-amilases pode ser construído para ser expresso em uma célula hospedeira. Devido à degenerescência bem conhecida no código genético, diferentes polinucleotídeos que codificam uma sequên- cia de aminoácidos idêntica podem ser projetados e produzidos com habilidade comum. É também bem conhecida na técnica a otimização do uso de códon para uma célula hospedeira particular. Os ácidos nucleicos que codificam alfa-amilases podem ser incorporados em um vetor. Os vetores podem ser transferidos a uma célula hospedeira com o uso de técnicas de transformação bem conhecidas, tais como aquelas reveladas abaixo.[0067] A DNA construct that comprises a nucleic acid that encodes alpha-amylases can be constructed to be expressed in a host cell. Due to the well-known degeneracy in the genetic code, different polynucleotides that encode an identical amino acid sequence can be designed and produced with common skill. Optimization of the use of codons for a particular host cell is also well known in the art. Nucleic acids encoding alpha-amylases can be incorporated into a vector. The vectors can be transferred to a host cell using well-known transformation techniques, such as those disclosed below.
[0068] O vetor pode ser qualquer vetor que pode ser transformado em e replicado dentro de uma célula hospedeira. Por exemplo, um vector que compreende um ácido nucleico que codifica uma alfa- amilase pode ser transformado e replicado em uma célula hospedeira bacteriana. Um vetor que compreende um ácido nucleico que codifica uma alfa-amilase pode ser também transformado e convenientemente integrado ao cromossomo (em uma ou mais cópias) de uma célula hospedeira bacteriana, e a integração é, de modo geral, considerada como sendo uma vantagem, visto que a sequência de DNA tem maior probabilidade de ser mantida estavelmente na célula. Um vetor útil representativo é p2JM103BBI (Vogtentanz, Protein Expr Purif, 55:40 a 52, 2007), que pode ser modificado com habilidade rotineira e integrado no cromossomo de uma célula hospedeira, de modo que compreenda outros fragmentos de DNA para melhorar as alfa-amilases de expressão da invenção.[0068] The vector can be any vector that can be transformed into and replicated within a host cell. For example, a vector comprising a nucleic acid encoding an alpha-amylase can be transformed and replicated in a bacterial host cell. A vector comprising a nucleic acid encoding an alpha-amylase can also be transformed and conveniently integrated into the chromosome (in one or more copies) of a bacterial host cell, and integration is generally considered to be an advantage, since the DNA sequence is more likely to be kept stable in the cell. A representative useful vector is p2JM103BBI (Vogtentanz, Protein Expr Purif, 55:40 to 52, 2007), which can be modified with routine skill and integrated into the chromosome of a host cell, so that it comprises other DNA fragments to improve alpha expression of the invention.
[0069] As células hospedeiras que servem como hospedeiros de expressão podem incluir fungos filamentosos, por exemplo. The Fungal Genetics Stock Center (FGSC) Catalogue of Strains lista vetores adequados para expressão em células hospedeiras fúngicas. Consultar FGSC, Catalogue of Strains, University of Missouri, em www.fgsc.net (última modificação em 17 de janeiro de 2007). Um vetor útil repre- sentativo é pTrex3gM (consultar o Pedido de Patente Publicado no US 20130323798) e pTTT (consultar o Pedido de Patente Publicado no 20110020899), que pode ser inserido no genoma do hospedeiro. Os vetores pTrex3gM e pTTT pode ser ambos modificados com habilidade rotineira, de modo que compreendam e expressem um polinucleotídeo que codifica um polipeptídeo de alfa-amilase da invenção.[0069] Host cells that serve as expression hosts can include filamentous fungi, for example. The Fungal Genetics Stock Center (FGSC) Catalog of Strains lists vectors suitable for expression in fungal host cells. See FGSC, Catalog of Strains, University of Missouri, at www.fgsc.net (last modified on January 17, 2007). A representative useful vector is pTrex3gM (see Published Patent Application No. US 20130323798) and pTTT (see Published Patent Application No. 20110020899), which can be inserted into the host genome. The pTrex3gM and pTTT vectors can both be modified with routine skill so that they understand and express a polynucleotide that encodes an alpha-amylase polypeptide of the invention.
[0070] Um ácido nucleico que codifica uma alfa-amilase pode ser ligado de maneira funcional a um promotor adequado, que permite a transcrição na célula hospedeira. O promotor pode ser qualquer sequên- cia de DNA que mostra atividade transcricional na célula hospedeira de escolha e pode ser derivado de genes que codificam proteínas ou homólogos ou heterólogos à célula hospedeira. Os promotores exempli- ficativos para direcionar a transcrição da sequência de DNA que codifica uma alfa-amilase, especialmente em um hospedeiro bacteriano, são os promotores derivados do operon lac de E. coli, o gene para agarase de Streptomyces coelicolor dagA ou celA, o gene para alfa-amilasede[0070] A nucleic acid encoding an alpha-amylase can be functionally linked to a suitable promoter, which allows transcription in the host cell. The promoter can be any DNA sequence that shows transcriptional activity in the host cell of choice and can be derived from genes that encode proteins or homologues or heterologues to the host cell. Exemplary promoters to target transcription of the DNA sequence encoding an alpha-amylase, especially in a bacterial host, are promoters derived from the E. coli lac operon, the Streptomyces coelicolor dagA or celA agarase gene, the alpha-amyloid gene
Bacillus licheniformis (amyL), o gene para amilase maltogênica de Bacillus stearothermophilus (amyM), o gene para alfa-amilase de Bacillus amyloliquefaciens (amyQ), os genes xylA e xylB genes de Bacillus subtilis, etc. Para transcrição em um hospedeiro fúngico, os exemplos de promotores úteis são aqueles derivados do gene que codifica amilase TAKA de Aspergillus oryzae, proteinase aspártica de Rhizomucor miehei, alfa-amilase neutra de Aspergillus niger, alfa- amilase estável em ácido de A. niger, glicoamilase de A. niger, lipase de Rhizomucor miehei, protease de A. oryzae alkaline, triose fosfato isomerase de A. oryzae ou acetamidase de A. nidulans. Quando um gene que codifica uma amilase é expresso em uma espécie bacteriana, tal como um E. coli, um promotor adequado pode ser selecionado, por exemplo, a partir de um promotor de bacteriófago que inclui um promotor T7 e um promotor lambda de fago. Os exemplos de promo- tores adequados para a expressão em uma espécie de levedura incluem, porém sem limitação, os promotores Gal 1 e Gal 10 de Saccharomyces cerevisiae e os promotores AOX1 ou AOX2 de Pichia pastoris. Os exemplos de promotor adequado para a expressão em fungos filamentosos incluem, porém sem limitação, cbh1, um promotor induzível endógeno de T. reesei. Consultar Liu et al. (2008) “Improved heterologous gene expression in Trichoderma reesei by cellobiohydrolase I gene (cbh1) promoter optimization,” Acta Biochim. Biophys. Sin (Shanghai) 40(2): 158 a 165.Bacillus licheniformis (amyL), the Bacillus stearothermophilus (amyM) gene for maltogenic amylase (amyM), the Bacillus amyloliquefaciens (amyQ) alpha-amylase gene, the xylA and xylB genes of Bacillus subtilis, etc. For transcription in a fungal host, examples of useful promoters are those derived from the gene encoding Aspergillus oryzae TAKA amylase, Rhizomucor miehei aspartic proteinase, Aspergillus niger neutral alpha-amylase, A. niger acid-stable alpha-amylase, glycoamylase of A. niger, lipase of Rhizomucor miehei, protease of A. oryzae alkaline, triose phosphate isomerase of A. oryzae or acetamidase of A. nidulans. When a gene encoding an amylase is expressed in a bacterial species, such as an E. coli, a suitable promoter can be selected, for example, from a bacteriophage promoter that includes a T7 promoter and a phage lambda promoter. Examples of promoters suitable for expression in a yeast species include, but are not limited to, the Gal 1 and Gal 10 promoters of Saccharomyces cerevisiae and the AOX1 or AOX2 promoters of Pichia pastoris. Examples of a suitable promoter for expression in filamentous fungi include, but are not limited to, cbh1, an endogenous inducible promoter of T. reesei. See Liu et al. (2008) “Improved heterologous gene expression in Trichoderma reesei by cellobiohydrolase I gene (cbh1) promoter optimization,” Acta Biochim. Biophys. Sin (Shanghai) 40 (2): 158 to 165.
[0071] A sequência de codificação pode estar ligada de maneira funcional a uma sequência de sinalização. O DNA que codifica a sequência de sinalização pode ser a sequência de DNA naturalmente associada ao gene para amilase a ser expresso ou de um gênero ou espécie diferente. Um construto ou vetor de DNA que compreende uma sequência de sinalização e uma sequência promotora pode ser introdu- zido em uma célula hospedeira fúngica e pode ser derivado da mesma fonte. Por exemplo, a sequência de sinalização é a sequência de sinalização de cbh1 que está ligada de maneira funcional a um promotor de cbh1.[0071] The coding sequence can be functionally linked to a signaling sequence. The DNA encoding the signal sequence may be the DNA sequence naturally associated with the gene for amylase to be expressed or from a different genus or species. A DNA construct or vector that comprises a signal sequence and a promoter sequence can be introduced into a fungal host cell and can be derived from the same source. For example, the signal sequence is the cbh1 signal sequence that is functionally linked to a cbh1 promoter.
[0072] Um vetor de expressão pode também compreender um terminador de transcrição adequado e, em eucariontes, sequências de poliadenilação ligadas de maneira funcional à sequência de DNA que codifica uma alfa-amilase. As sequências de terminação e poliadeni- lação podem ser adequadamente derivadas das mesmas fontes como o promotor.[0072] An expression vector can also comprise a suitable transcription terminator and, in eukaryotes, polyadenylation sequences functionally linked to the DNA sequence encoding an alpha-amylase. The termination and polyadenylation sequences can be properly derived from the same sources as the promoter.
[0073] O vetor pode compreender, ainda, uma sequência de DNA que possibilita que o vetor se replique na célula hospedeira. Os exem- plos de tais sequências são as origens de replicação de plasmídeos pUC19, pACYC177, pUB110, pE194, pAMB1 e pIJ702.[0073] The vector can also comprise a DNA sequence that allows the vector to replicate in the host cell. Examples of such sequences are the origins of replication of plasmids pUC19, pACYC177, pUB110, pE194, pAMB1 and pIJ702.
[0074] O vetor pode também compreender um marcador selecio- nável, por exemplo, um produto de um gene que complementa um defeito na célula hospedeira isolada, tais como os genes dal de B. subtilis ou B. licheniformis, ou um gene que confere resistência a antibióticos, tal como, por exemplo, resistência a ampicilina, canamicina, cloramfenicol ou tetraciclina. Além disso, o vetor pode compreender marcadores de seleção de Aspergillus, tal como amdS, argB, niaD e xxsC, um marcador que gera resistência à higromicina, ou a seleção pode ser realizada por cotransformação, tal como conhecido na técnica. Consultar, por exemplo, Pedido PCT Internacional WO 91/17243.[0074] The vector may also comprise a selectable marker, for example, a product of a gene that complements a defect in the isolated host cell, such as the B. subtilis or B. licheniformis dal genes, or a gene that confers antibiotic resistance, such as, for example, resistance to ampicillin, kanamycin, chloramphenicol or tetracycline. In addition, the vector can comprise Aspergillus selection markers, such as amdS, argB, niaD and xxsC, a marker that generates resistance to hygromycin, or the selection can be performed by cotransformation, as known in the art. See, for example, International PCT Application WO 91/17243.
[0075] A expressão intracelular pode ser vantajosa em alguns aspectos, por exemplo, ao usar bactérias ou fungos como células hospedeiras para produzir grandes quantidades de amilase para enriquecimento e purificação subsequentes. A secreção extracelular de amilase no meio de cultura pode ser também usada para produzir um material de células cultivadas que compreende a amilase isolada.[0075] Intracellular expression can be advantageous in some ways, for example, when using bacteria or fungi as host cells to produce large amounts of amylase for subsequent enrichment and purification. The extracellular secretion of amylase in the culture medium can also be used to produce a cultured cell material that comprises isolated amylase.
[0076] Os procedimentos usados para ligar o construto de DNA que codifica uma amilase, o promotor, terminador e outros elementos, respectivamente, e para inserir os mesmos em vetores adequados contendo as informações necessárias para replicação, são também bem conhecidos por pessoas versadas na técnica (consultar, por exemplo, Sambrook et al., MOLECULAR CLONING: A LABORATORY MANUAL, 2ª edição, Cold Spring Harbor, 1989, e 3ª edição, 2001).[0076] The procedures used to link the DNA construct that encodes an amylase, the promoter, terminator and other elements, respectively, and to insert them into suitable vectors containing the necessary information for replication, are also well known to people skilled in technical (see, for example, Sambrook et al., MOLECULAR CLONING: A LABORATORY MANUAL, 2nd edition, Cold Spring Harbor, 1989, and 3rd edition, 2001).
3.2. Transformação e Cultura de Células Hospedeiras3.2. Transformation and Culture of Host Cells
[0077] Uma célula isolada, que compreende um construto de DNA ou um vetor de expressão, é vantajosamente usada como uma célula hospedeira na produção recombinante de uma amilase. A célula pode ser transformada com o construto de DNA que codifica a enzima, con- venientemente integrando o construto de DNA (em uma ou mais cópias) no cromossomo hospedeiro. Essa integração é, de modo geral, conside- rada como sendo uma vantagem visto que a sequência de DNA tem maior probabilidade se ser mantida estavelmente na célula. A integra- ção dos construtos de DNA no cromossomo hospedeiro pode ser reali- zada de acordo com métodos convencionais, por exemplo, por recom- binação homóloga ou heteróloga. Alternativamente, a célula pode ser transformada com um vetor de expressão conforme descrito acima em conexão com os diferentes tipos de células hospedeiras.[0077] An isolated cell, comprising a DNA construct or an expression vector, is advantageously used as a host cell in the recombinant production of an amylase. The cell can be transformed with the DNA construct that encodes the enzyme, conveniently integrating the DNA construct (in one or more copies) into the host chromosome. This integration is generally considered to be an advantage since the DNA sequence is more likely to be kept stable in the cell. The integration of the DNA constructs into the host chromosome can be performed according to conventional methods, for example, by homologous or heterologous recombination. Alternatively, the cell can be transformed with an expression vector as described above in connection with the different types of host cells.
[0078] Os exemplos de organismos hospedeiros bacterianos ade- quados são espécies bacterianas Gram-positivas, tal como Bacillaceae, incluindo Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis, Bacillus lentus, Bacillus brevis, Geobacillus (anteriormente Bacillus) stearothermophilus, Bacillus alkalophilus, Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus coagulans, Bacillus lautus, Bacillus megaterium e Bacillus thuringiensis; espécies de Streptomyces, tal como Streptomyces murinus; espécies bacterianas produtoras de ácido láctico, incluindo Lactococcus sp., tal como Lactococcus lactis; Lactobacillus sp., incluindo Lactobacillus reuteri; Leuconostoc sp.; Pediococcus sp.; eStreptococcus sp.[0078] Examples of suitable bacterial host organisms are Gram-positive bacterial species, such as Bacillaceae, including Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis, Bacillus lentus, Bacillus brevis, Geobacillus (formerly Bacillus) stearothermophilus, Bacillus alkalophilus, Bacillus amylolique, Bacillus amylolique coagulans, Bacillus lautus, Bacillus megaterium and Bacillus thuringiensis; Streptomyces species, such as Streptomyces murinus; bacterial species producing lactic acid, including Lactococcus sp., such as Lactococcus lactis; Lactobacillus sp., Including Lactobacillus reuteri; Leuconostoc sp .; Pediococcus sp .; eStreptococcus sp.
Alternativamente, cepas de uma espécie bacteriana Gram-negativa que pertence a Enterobacteriaceae, incluindo E. coli, ou a Pseudomonadaceae podem ser selecionadas como o organismo hospedeiro.Alternatively, strains of a Gram-negative bacterial species that belong to Enterobacteriaceae, including E. coli, or Pseudomonadaceae can be selected as the host organism.
[0079] Um organismo hospedeiro de levedura adequado pode ser selecionado dentre espécies de leveduras biotecnologicamente relevantes, tais como, porém sem limitação, espécies de levedura, tal como Pichia sp., Hansenula sp., ou espécies Kluyveromyces, Yarrowinia, Schizosaccharomyces ou uma espécie de Saccharomyces, que inclui Saccharomyces cerevisiae ou uma espécie que pertence a Schizosaccharomyces, tal como, por exemplo, espécie de S. pombe . Uma cepa da espécie de levedura metilotrófica, Pichia pastoris, pode ser usada como o organismo hospedeiro. Alternativamente, o organis- mo hospedeiro pode ser uma espécie de Hansenula.[0079] A suitable yeast host organism can be selected from among biotechnologically relevant yeast species, such as, but not limited to, yeast species such as Pichia sp., Hansenula sp., Or Kluyveromyces, Yarrowinia, Schizosaccharomyces species or a species Saccharomyces, which includes Saccharomyces cerevisiae or a species belonging to Schizosaccharomyces, such as, for example, S. pombe species. A strain of the methylotrophic yeast species, Pichia pastoris, can be used as the host organism. Alternatively, the host organism may be a species of Hansenula.
[0080] Os organismos hospedeiros adequados entre fungos filamentosos incluem espécies de Aspergillus, por exemplo, Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, Aspergillus tubigensis, Aspergillus awamori ou Aspergillus nidulans. Um procedimento adequado para transformação de células hospedeiras de Aspergillus inclui, por exemplo, aquele descrito no documento no EP 238023. Alternativamente, as cepas de uma espécie de Fusarium, por exemplo, Fusarium oxysporum ou de uma espécie de Rhizomucor, tal como Rhizomucor miehei, podem ser usadas como o organismo hospedeiro. Outras cepas adequadas incluem espécies de Myceliopthora, Thermomyces e Mucor. Adicional- mente, Trichoderma sp. pode ser usado como um hospedeiro. Um procedimento adequado para transformação de células hospedeiras de Trichoderma inclui, por exemplo, aquele descrito por Penttilä et al. [Gene 61(1987) 155 a 164]. Uma amilase expressa por uma célula hospedeira fúngica pode ser glicosilada, isto é, compreenderá uma porção química glicosila. O padrão de glicosilação pode ser igual ou diferente ao presente na amilase do tipo selvagem. O tipo e/ou grau de glicosilação podem conferir alterações em propriedades enzimáticas e/ou bioquímicas.[0080] Suitable host organisms among filamentous fungi include species of Aspergillus, for example, Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, Aspergillus tubigensis, Aspergillus awamori or Aspergillus nidulans. A suitable procedure for transforming Aspergillus host cells includes, for example, that described in the document in EP 238023. Alternatively, strains of a species of Fusarium, for example, Fusarium oxysporum or a species of Rhizomucor, such as Rhizomucor miehei, can be used as the host organism. Other suitable strains include species of Myceliopthora, Thermomyces and Mucor. Additionally, Trichoderma sp. can be used as a host. A suitable procedure for transforming Trichoderma host cells includes, for example, that described by Penttilä et al. [Gene 61 (1987) 155 to 164]. An amylase expressed by a fungal host cell can be glycosylated, that is, it will comprise a glycosyl chemical moiety. The glycosylation pattern can be the same or different from that present in wild-type amylase. The type and / or degree of glycosylation can confer changes in enzymatic and / or biochemical properties.
[0081] É vantajoso deletar genes dos hospedeiros de expressão, em que a deficiência de gene pode ser curada pelo vetor de expressão transformado. Os métodos conhecidos podem ser usados para obter uma célula hospedeira fúngica que tem um ou mais genes inativados. A inativação de gene pode ser realizada por deleção completa ou parcial, por inativação por inserção ou por qualquer outro meio que dê origem a um gene não funcional para seu propósito previsto de modo que o gene seja impedido contra a expressão de uma proteína funcional. Qualquer gene de um Trichoderma sp. ou outro hospedeiro fúngico filamentoso que foi clonado pode ser deletado, por exemplo, genes cbh1, cbh2, egl1 e egl2. A deleção de genes pode ser realizada inserindo-se uma forma do gene desejado a ser inativado em um plasmídeo por métodos conhecidos na técnica.[0081] It is advantageous to delete genes from the expression hosts, where the gene deficiency can be cured by the transformed expression vector. The known methods can be used to obtain a fungal host cell that has one or more inactivated genes. Gene inactivation can be accomplished by complete or partial deletion, by inactivation by insertion or by any other means that gives rise to a non-functional gene for its intended purpose so that the gene is prevented against the expression of a functional protein. Any gene of a Trichoderma sp. or another filamentous fungal host that has been cloned can be deleted, for example, genes cbh1, cbh2, egl1 and egl2. The deletion of genes can be performed by inserting a form of the desired gene to be inactivated in a plasmid by methods known in the art.
[0082] A célula hospedeira adequada pode ser a célula microbiana etanologênica, que pode expressar um ou mais dos homólogos de amilase descritos no presente documento, e/ou outras amilases de bacilo (incluindo de B. licheniformis, B. stearothermophilus, B. substilis e outras espécies de Bacillus), e/ou amilases de outras fontes. As mesmas podem expressar, ainda, enzimas de degradação de amido homólogas ou heterólogas, tal como glicoamilase, isto é, uma glicoami- lase que não é da mesma espécie que a célula hospedeira. Adicional- mente, o hospedeiro pode expressar uma ou mais enzimas, proteínas e/ou peptídeos acessórios. As mesmas podem beneficiar os processos de pré-tratamento, liquefação, sacarificação, fermentação, SSF, vinha- ça, produtos solúveis ou xaropes de destiladores condensados, etc. Além disso, a célula hospedeira pode produzir etanol e outros produtos bioquímicos ou biomateriais além das enzimas usadas para digerir as várias matérias-primas. Tais células hospedeiras podem ser úteis para processos de fermentação ou de sacarificação e fermentação simul- tânea para reduzir a necessidade de adição de enzimas.[0082] The appropriate host cell may be the ethanological microbial cell, which may express one or more of the amylase homologs described herein, and / or other bacillus amylases (including from B. licheniformis, B. stearothermophilus, B. substilis and other Bacillus species), and / or amylases from other sources. They can also express homologous or heterologous starch degrading enzymes, such as glycoamylase, that is, a glycoamylase that is not the same species as the host cell. In addition, the host can express one or more enzymes, proteins and / or accessory peptides. They can benefit the pre-treatment, liquefaction, saccharification, fermentation, SSF, vinasse, soluble products or condensed distillate syrups, etc. processes. In addition, the host cell can produce ethanol and other biochemical or biomaterials in addition to the enzymes used to digest the various raw materials. Such host cells can be useful for fermentation or saccharification and simultaneous fermentation processes to reduce the need for adding enzymes.
[0083] A introdução de um vetor ou construto de DNA em uma célula hospedeira inclui técnicas, tais como transformação; eletropo- ração; microinjeção nuclear; transdução; transfecção, por exemplo, lipofecção mediada e transfecção mediada por DEAE-Dextrina; incubação com precipitado de DNA de fosfato de cálcio; bombar- deamento de alta velocidade com microinjetáveis revestidos com DNA e fusão de protoplasto. Técnicas de transformação gerais são conhecidas na área. Consultar, por exemplo, Sambrook et al. (2001), supra. A expressão de proteína heteróloga em Trichoderma é descrita, por exemplo, na Patente no U.S. 6.022.725. É feita referência também a Cao et al. (2000) Science 9:991 a 1.001 para transformação de cepas de Aspergillus.[0083] The introduction of a vector or DNA construct into a host cell includes techniques, such as transformation; electroporation; nuclear microinjection; transduction; transfection, for example, DEAE-Dextrin-mediated lipofection and transfection; incubation with calcium phosphate DNA precipitate; high-speed pumping with DNA-coated microinjections and protoplast fusion. General transformation techniques are known in the art. See, for example, Sambrook et al. (2001), supra. The expression of heterologous protein in Trichoderma is described, for example, in U.S. Patent 6,022,725. Reference is also made to Cao et al. (2000) Science 9: 991 to 1,001 for transformation of Aspergillus strains.
3.3. Expressão e Fermentação3.3. Expression and Fermentation
[0084] Um método para produzir uma amilase pode compreender cultivar uma célula hospedeira conforme descrito acima sob condições conducentes à produção da enzima e recuperar a enzima das células e/ou meio de cultura.[0084] A method for producing an amylase can comprise culturing a host cell as described above under conditions conducive to the production of the enzyme and recovering the enzyme from the cells and / or culture medium.
[0085] O meio usado para cultivar as células pode ser qualquer meio convencional adequado para cultivo da célula hospedeira e obtenção da expressão de um polipeptídeo de alfa-amilase. Meios e componentes de meio adequados estão disponíveis junto a fornecedores comerciais ou podem ser preparados de acordo com receitas publicadas (por exemplo, conforme descrito em catálogos da American Type Culture Collection).[0085] The medium used to grow the cells can be any conventional medium suitable for culturing the host cell and obtaining the expression of an alpha-amylase polypeptide. Suitable media and media components are available from commercial suppliers or can be prepared according to published recipes (for example, as described in American Type Culture Collection catalogs).
[0086] Qualquer um dos métodos de fermentação bem conhecidos na técnica pode ser usado adequadamente para fermentar a cepa fúngica transformada ou derivada conforme descrito acima. Em algumas modalidades, as células fúngicas são cultivadas sob fermentação a batelada ou contínua.[0086] Any of the fermentation methods well known in the art can be used appropriately to ferment the transformed or derived fungal strain as described above. In some embodiments, fungal cells are grown under batch or continuous fermentation.
3.4. Identificação de Atividade de Amilase3.4. Amylase Activity Identification
[0087] Para avaliar a expressão de uma amilase em uma célula hospedeira, os ensaios podem medir a proteína expressa, mRNA correspondente ou atividade de alfa-amilase. Por exemplo, os ensaios adequados incluem transferência Northern blotting, reação em cadeia da polimerase com transcriptase reversa e hibridação in situ, com o uso de uma sonda de hibridação apropriadamente identificada. Os ensaios adequados também incluem medir a atividade de amilase em uma amostra, por exemplo, por ensaios que medem diretamente os açúcares redutores, tal como glicose, nos meios de cultura. Por exemplo, a concentração de glicose pode ser determinada com o uso de um kit de reagente de glicose no 15-UV (Sigma Chemical Co.) ou um instrumento, tal como autoanalisador Technicon. A atividade de alfa-amilase pode ser também medida por qualquer método conhecido, tais como os ensaios PAHBAH ou ABTS, descrito abaixo.[0087] To evaluate the expression of an amylase in a host cell, the assays can measure the expressed protein, corresponding mRNA or alpha-amylase activity. For example, suitable assays include Northern blotting transfer, polymerase chain reaction with reverse transcriptase and in situ hybridization, using an appropriately identified hybridization probe. Suitable assays also include measuring amylase activity in a sample, for example, by assays that directly measure reducing sugars, such as glucose, in the culture media. For example, the glucose concentration can be determined using a 15-UV glucose reagent kit (Sigma Chemical Co.) or an instrument, such as a Technicon autoanalyzer. Alpha-amylase activity can also be measured by any known method, such as the PAHBAH or ABTS assays, described below.
3.5. Métodos para Enriquecer e Purificar Alfa-Amilases3.5. Methods to Enrich and Purify Alpha-Amylases
[0088] As técnicas de separação e concentração são conhecidas na técnica, e métodos convencionais podem ser usados para preparar um caldo ou solução concentrada que compreende um polipeptídeo de alfa-amilase da invenção.[0088] Separation and concentration techniques are known in the art, and conventional methods can be used to prepare a broth or concentrated solution comprising an alpha-amylase polypeptide of the invention.
[0089] Após a fermentação, um caldo de fermentação é obtido, as células microbianas e vários sólidos suspensos, incluindo os materiais de fermentação brutos residuais, são removidos por técnicas de separação convencionais a fim de obter uma solução de alfa-amilase. Filtração, centrifugação, microfiltração, filtração em tambor giratório a vácuo, ultrafiltração, centrifugação seguida por ultrafiltração, extração ou cromatografia ou similares são geralmente usadas.[0089] After fermentation, a fermentation broth is obtained, microbial cells and various suspended solids, including residual crude fermentation materials, are removed by conventional separation techniques in order to obtain an alpha-amylase solution. Filtration, centrifugation, microfiltration, vacuum drum filtration, ultrafiltration, centrifugation followed by ultrafiltration, extraction or chromatography or the like are generally used.
[0090] Algumas vezes pode ser desejável concentrar uma solução ou caldo que compreende um polipeptídeo alfa-amilase para otimizar a recuperação. O uso de caldo ou soluções não concentradas aumentaria tipicamente o tempo de incubação a fim de coletar o precipitado de enzima enriquecido ou purificado.[0090] Sometimes it may be desirable to concentrate a solution or broth that comprises an alpha-amylase polypeptide to optimize recovery. The use of broth or non-concentrated solutions would typically increase the incubation time in order to collect the enriched or purified enzyme precipitate.
4. Composições e Métodos para Degradação de Amido4. Compositions and Methods for Starch Degradation
[0091] As presentes alfa-amilases são úteis para uma variedade de aplicações industriais. Por exemplo, as alfa-amilases são úteis em processos de degradação do amido, particularmente em liquefação de amido gelatinizado, liquefação e sacarificação simultâneas, fermenta- ção e/ou sacarificação e fermentação simultâneas (SSF).[0091] The present alpha-amylases are useful for a variety of industrial applications. For example, alpha-amylases are useful in starch degradation processes, particularly in gelatinized starch liquefaction, simultaneous liquefaction and saccharification, simultaneous fermentation and / or saccharification and fermentation (SSF).
[0092] O processo de conversão de amido pode ser um precursor a, ou simultâneo com, um processo de fermentação projetado para produzir álcool para combustível ou bebida (isto é, álcool potável) ou outros produtos bioquímicos ou biomateriais. Um versado na técnica está ciente de várias condições de fermentação que podem ser usadas na produção destes produtos finais. Esses vários usos de alfa-amilases são descritos em mais detalhes abaixo.[0092] The starch conversion process can be a precursor to, or concurrent with, a fermentation process designed to produce alcohol for fuel or drink (ie, potable alcohol) or other biochemical or biomaterials. One skilled in the art is aware of various fermentation conditions that can be used in the production of these final products. These various uses of alpha-amylases are described in more detail below.
4.1. Preparação de Substratos de Amido4.1. Preparation of Starch Substrates
[0093] Aqueles de habilidade geral na técnica estão bem cientes dos métodos disponíveis que podem ser usados para preparar substra- tos de amido para uso nos processos revelados no presente documento. Por exemplo, um substrato de amido útil pode ser obtido a partir de tubérculos, raízes, caules, legumes, cereais ou grão inteiro. Mais espe- cificamente, o amido granular pode ser obtido a partir de milho, espigas, trigo, cevada, centeio, triticale, milo, sagu, painço, tapioca, sorgo, arroz, ervilhas, feijão, banana ou batatas. O milho contém cerca de 60 a 68% de amido; a cevada contém cerca de 55 a 65% de amido; painço contém cerca de 75 a 80% de amido; o trigo contém cerca de 60 a 65% de amido; e arroz polido contém 70 a 72% de amido. Os substratos de amido especificamente contemplados são amido de milho e amido de trigo. O amido de um grão pode ser triturado ou inteiro e inclui sólidos do milho, tais como miolos, farelo e/ou sabugos. O amido pode também ser amido bruto altamente refinado ou matéria-prima de processos de refinaria de amido. Vários amidos também estão comercialmente dispo- níveis. Por exemplo, amido de milho está disponível junto à Cerestar, Sigma e Katayama Chemical Industry Co. (Japão); amido de trigo está disponível junto à Sigma; amido de batata-doce está disponível junto à Wako Pure Chemical Industry Co. (Japão); e amido de batata está disponível junto à Nakaari Chemical Pharmaceutical Co. (Japão).[0093] Those of general skill in the art are well aware of the methods available that can be used to prepare starch substrates for use in the processes disclosed in this document. For example, a useful starch substrate can be obtained from tubers, roots, stems, vegetables, cereals or whole grains. More specifically, granular starch can be obtained from corn, cobs, wheat, barley, rye, triticale, milo, sago, millet, tapioca, sorghum, rice, peas, beans, bananas or potatoes. Corn contains about 60 to 68% starch; barley contains about 55 to 65% starch; millet contains about 75 to 80% starch; wheat contains about 60 to 65% starch; and polished rice contains 70 to 72% starch. The starch substrates specifically contemplated are corn starch and wheat starch. Starch from a grain can be crushed or whole and includes corn solids such as crumbs, bran and / or cobs. Starch can also be highly refined crude starch or raw material from starch refinery processes. Various starches are also commercially available. For example, corn starch is available from Cerestar, Sigma and Katayama Chemical Industry Co. (Japan); wheat starch is available from Sigma; sweet potato starch is available from Wako Pure Chemical Industry Co. (Japan); and potato starch is available from Nakaari Chemical Pharmaceutical Co. (Japan).
[0094] O substrato de amido pode ser um amido em bruto de grão inteiro moído, que contém frações sem ser amido, por exemplo, resíduos de gérmen e fibras. A moagem pode compreender moagem a seco ou moagem a úmido ou trituração. Na moagem a úmido, o grão inteiro é embebido em água ou ácido diluído para separar o grão em suas partes componentes, por exemplo, amido, proteína, germe, óleo, fibras de miolo. A moagem a úmido separa eficazmente o germe e o farelo (isto é, grânulos de amido e proteína) e é especialmente ade- quada para a produção de xaropes. O amido a ser processado pode ser uma qualidade de amido altamente refinado, por exemplo, pelo menos 90%, pelo menos 95%, pelo menos 97% ou pelo menos 99,5% puro. Na moagem a seco ou trituração, os miolos inteiros são triturados em um pó fino e frequentemente processados sem fracionamento do grão em suas partes componentes. Em alguns casos, óleos e/ou fibra dos miolos são recuperados. O grão triturado a seco compreenderá, assim, quanti- dades significativas de compostos de carboidrato de não amido, adicio- nalmente ao amido. A trituração a seco do substrato de amido pode ser usada para produção de etanol e outros bioquímicos e biomateriais.[0094] The starch substrate may be a raw, whole-grain starch that contains fractions other than starch, for example, germ and fiber residues. The grinding may comprise dry grinding or wet grinding or crushing. In wet milling, the whole grain is soaked in water or diluted acid to separate the grain into its component parts, for example, starch, protein, germ, oil, crumb fibers. Wet grinding effectively separates the germ and bran (ie starch granules and protein) and is especially suitable for the production of syrups. The starch to be processed can be a highly refined starch quality, for example, at least 90%, at least 95%, at least 97% or at least 99.5% pure. In dry grinding or grinding, the whole brains are ground into a fine powder and often processed without fractioning the grain into its component parts. In some cases, oils and / or fiber from the brains are recovered. The dry-ground grain will thus comprise significant amounts of non-starch carbohydrate compounds, in addition to the starch. Dry grinding of the starch substrate can be used to produce ethanol and other biochemicals and biomaterials.
4.2. Gelatinização e Liquefação de Amido4.2. Starch Gelatinization and Liquefaction
[0095] Conforme usado no presente documento, o termo "liquefa- ção" ou "liquefazer" significa um processo pelo qual amido gelatinizado é convertido em líquido menos viscoso contendo dextrinas solúveis de cadeia mais curta, enzimas indutoras de liquefação e/ou de sacari- ficação opcionalmente podem ser adicionadas. Em algumas modali- dades, o substrato de amido preparado conforme descrito acima é transformado em pasta fluida com água. A pasta fluida de amido pode conter amido como uma porcentagem em peso de sólidos secos de cerca de 10 a 55%, cerca de 20 a 45%, cerca de 30 a 45%, cerca de 30 a 40% ou cerca de 30 a 35%. Alfa-amilase (EC 3.2.1.1) pode ser adicionada à pasta fluida, com uma bomba medidora, por exemplo. A alfa-amilase tipicamente usada para esse pedido é uma alfa-amilase bacteriana termoestável, como uma alfa-amilase de Geobacillus stearothermophilus, alfa-amilase de Cytophaga , etc, por exemplo, SPEZYME® RSL (produto DuPont), SPEZYME® AA (produto DuPont), SPEZYME® Fred (produto DuPont), CLEARFLOW® AA (produto DuPont), SPEZYME® Alpha PF (produto DuPont), SPEZYME® Powerliq (produto DuPont) podem ser usadas aqui. A alfa-amilase pode ser fornecida, por exemplo, a cerca de 1.500 unidades por kg de matéria seca de amido. Para otimizar a estabilidade e a atividade da alfa- amilase, o pH da pasta fluida tipicamente é ajustado a cerca de pH 5,5 a 6,5 ou um pH mais adequado para a amilase a ser adicionada e cerca de 1 mM de cálcio (cerca de 40 ppm de íons de cálcio livres) pode ser também adicionado. Várias alfa-amilases podem exigir condições dife- rentes. A alfa-amilase de liquefação restante na pasta fluida após a liquefação pode ser desativada por meio de vários métodos, incluindo a redução do pH em uma etapa de reação subsequente ou removendo o cálcio da pasta fluida em casos em que a enzima é dependente de cálcio.[0095] As used herein, the term "liquefaction" or "liquefy" means a process by which gelatinized starch is converted into less viscous liquid containing shorter-chain soluble dextrins, liquefying and / or saccharine-inducing enzymes - fication can optionally be added. In some embodiments, the starch substrate prepared as described above is made into a slurry with water. The starch slurry may contain starch as a dry weight solids percentage of about 10 to 55%, about 20 to 45%, about 30 to 45%, about 30 to 40% or about 30 to 35 %. Alpha-amylase (EC 3.2.1.1) can be added to the slurry, with a metering pump, for example. The alpha-amylase typically used for this order is a thermostable bacterial alpha-amylase, such as a Geobacillus stearothermophilus alpha-amylase, Cytophaga alpha-amylase, etc., for example, SPEZYME® RSL (DuPont product), SPEZYME® AA (product DuPont), SPEZYME® Fred (DuPont product), CLEARFLOW® AA (DuPont product), SPEZYME® Alpha PF (DuPont product), SPEZYME® Powerliq (DuPont product) can be used here. Alpha-amylase can be supplied, for example, at about 1,500 units per kg of dry starch matter. To optimize the stability and activity of alpha-amylase, the pH of the slurry is typically adjusted to about pH 5.5 to 6.5 or a more suitable pH for the amylase to be added and about 1 mM calcium ( about 40 ppm of free calcium ions) can also be added. Several alpha-amylases may require different conditions. The liquefaction alpha-amylase remaining in the slurry after liquefaction can be deactivated by several methods, including reducing the pH in a subsequent reaction step or removing calcium from the slurry in cases where the enzyme is calcium dependent .
[0096] A pasta fluida de amido mais a alfa-amilase pode ser bom- beada continuamente através de um cozinhador a jato, que é aquecido por vapor até 80 a 110°C, dependendo da fonte da matéria-prima contendo amido. A gelatinização ocorre rapidamente sob essas condi- ções, e a atividade enzimática, combinada com as forças de cisalha- mento significativas, começa a hidrólise do substrato de amido. O tempo de permanência no cozinhador a jato é breve. O amido parcialmente gelatinizado pode, então, ser passado em uma série de tubos de retenção mantidos a 105 a 110°C e retidos por 5 a 8 min para concluir o processo de gelatinização ("liquefação primária"). A hidrólise ao DE exigido é concluída em tanques de retenção a 85 a 95°C ou tem- peraturas mais elevadas por cerca de 1 a 2 horas ("liquefação secundá- ria"). Esses tanques podem conter chicanas para desencorajar a retromistura. Conforme usado no presente documento, o termo "minutos de liquefação secundária" refere-se ao tempo que decorreu do início da liquefação secundária ao tempo em que o Equivalente de Dextrose (DE) é medido. A pasta fluida é, então, deixada resfriar até a temperatura ambiente. Essa etapa de resfriamento pode ser 30 minutos a 180 minutos, por exemplo, 90 minutos a 120 minutos. O amido liquefeito está tipicamente na forma de uma pasta fluida que tem um teor de sólidos secos (em p/p) de cerca de 10 a 50%; cerca de 10 a 45%; cerca de 15 a 40%; cerca de 20 a 40%; cerca de 25 a 40%; ou cerca de 25 a 35%.[0096] Starch slurry plus alpha-amylase can be pumped continuously through a jet cooker, which is heated by steam to 80 to 110 ° C, depending on the source of the raw material containing starch. Gelatinization occurs rapidly under these conditions, and the enzymatic activity, combined with the significant shear forces, begins the hydrolysis of the starch substrate. The time spent in the jet cooker is brief. The partially gelatinized starch can then be passed through a series of holding tubes maintained at 105 to 110 ° C and held for 5 to 8 min to complete the gelatinization process ("primary liquefaction"). Hydrolysis to the required DE is completed in holding tanks at 85 to 95 ° C or higher temperatures for about 1 to 2 hours ("secondary liquefaction"). These tanks may contain baffles to discourage re-mixing. As used in this document, the term "minutes of secondary liquefaction" refers to the time that elapsed from the start of the secondary liquefaction to the time that the Dextrose Equivalent (DE) is measured. The slurry is then allowed to cool to room temperature. This cooling step can be 30 minutes to 180 minutes, for example, 90 minutes to 120 minutes. The liquefied starch is typically in the form of a slurry that has a dry solids (w / w) content of about 10 to 50%; about 10 to 45%; about 15 to 40%; about 20 to 40%; about 25 to 40%; or about 25 to 35%.
[0097] A liquefação com alfa-amilases pode ser vantajosamente conduzida a um baixo pH, eliminando a exigência de ajustar o pH a cerca de pH 5,5 a 6,5. As alfa-amilases podem ser usadas para liquefação a uma faixa de pH de 2 a 7, por exemplo, pH 3,0 a 7,5, pH 4,0 a 6,0 ou pH 4,5 a 5,8. As alfa-amilases podem manter atividade de liquefação a uma faixa de temperatura de cerca de 70°C a 140°C, por exemplo, 85°C, 90°C ou 95°C. Por exemplo, a liquefação pode ser conduzida com 800 µg de uma amilase em uma solução de 25% de amido de milho DS por 10 min a pH 5,8 e 85°C, ou pH 4,5 e 95°C. A atividade de liquefação pode ser avaliada com o uso de qualquer um dentre diversos métodos de ensaio conhecidos na técnica.[0097] Liquefaction with alpha-amylases can be advantageously conducted at a low pH, eliminating the requirement to adjust the pH to about pH 5.5 to 6.5. Alpha-amylases can be used for liquefaction at a pH range of 2 to 7, for example, pH 3.0 to 7.5, pH 4.0 to 6.0 or pH 4.5 to 5.8. Alpha-amylases can maintain liquefaction activity in a temperature range of about 70 ° C to 140 ° C, for example, 85 ° C, 90 ° C or 95 ° C. For example, liquefaction can be conducted with 800 µg of an amylase in a 25% solution of DS corn starch for 10 min at pH 5.8 and 85 ° C, or pH 4.5 and 95 ° C. Liquefaction activity can be assessed using any one of several test methods known in the art.
[0098] Em modalidades particulares com o uso das presentes alfa- amilases, a liquefação de amido é realizada a uma faixa de temperatura de 90 a 115°C, para o propósito de produzir xaropes de glicose de alta pureza, HFCS, maltodextrinas, etc.[0098] In particular modalities with the use of the present alpha-amylases, the liquefaction of starch is carried out at a temperature range of 90 to 115 ° C, for the purpose of producing high purity glucose syrups, HFCS, maltodextrins, etc. .
4.3. Sacarificação4.3. Saccharification
[0099] O amido liquefeito pode ser sacarificado em um xarope rico em sacarídeos de DP mais baixo (por exemplo, DP1 + DP2), com o uso de alfa-amilases, opcionalmente na presença de outra enzima (ou enzimas). A composição exata dos produtos de sacarificação depende da combinação de enzimas usada, bem como do tipo de amido proces- sado. Vantajosamente, o xarope obtenível com o uso das alfa-amilases fornecidas pode conter uma porcentagem em peso de DP2 dos oligossacarídeos totais no amido sacarificado que excede 30%, por exemplo, 45% a 65% ou 55% a 65%. A porcentagem em peso de (DP1 + DP2) no amido sacarificado pode exceder cerca de 70%, por exemplo, 75% a 85% ou 80% a 85%. As presentes amilases também produzem um rendimento relativamente alto de glicose, por exemplo, DP1 > 20%, no produto de xarope.[0099] The liquefied starch can be saccharified in a syrup rich in lower DP saccharides (for example, DP1 + DP2), with the use of alpha-amylases, optionally in the presence of another enzyme (or enzymes). The exact composition of saccharification products depends on the combination of enzymes used, as well as the type of processed starch. Advantageously, the syrup obtainable using the supplied alpha-amylases can contain a percentage by weight of DP2 of the total oligosaccharides in the saccharified starch that exceeds 30%, for example, 45% to 65% or 55% to 65%. The weight percentage of (DP1 + DP2) in the saccharified starch can exceed about 70%, for example, 75% to 85% or 80% to 85%. The present amylases also produce a relatively high glucose yield, for example, DP1> 20%, in the syrup product.
[0100] Embora a liquefação seja geralmente executada como um processo contínuo, a sacarificação é frequentemente conduzida como um processo em batelada. As condições de sacarificação dependem da natureza do liquefeito e do tipo de enzimas disponíveis. Em alguns casos, um processo de sacarificação pode envolver temperaturas de cerca de 60 a 65°C e um pH de cerca de 4,0 a 4,5, por exemplo, pH 4,3. A sacarificação pode ser realizada, por exemplo, a uma temperatura entre cerca de 40°C, cerca de 50°C ou cerca de 55°C a cerca de 60°C ou cerca de 65°C, exigindo resfriamento do Liquefeito. O pH pode ser também ajustado conforme necessário. A sacarificação é, normalmente, conduzida em tanques agitados, que pode levar diversas horas para preencher ou esvaziar. As enzimas são tipicamente adicionadas ou a uma razão fixa a sólidos secos na medida em que os tanques são preenchidos ou adicionadas como uma dose única no início do estágio de preenchimento. Uma reação de sacarificação para compor um xarope é tipicamente executada ao longo de cerca de 24 a 72 horas, por exemplo, 24 a 48 horas. Quando um DE máximo ou desejado tiver sido alcançado, a reação é parada aquecendo-se até 85°C por 5 min, por exemplo. A incubação adicional resultará em um DE mais baixo, eventualmente a cerca de 90 DE, na medida em que a glicose acumu- lada polimeriza novamente em isomaltose e/ou outros produtos de reversão por meio de uma reação de reversão enzimática e/ou com a abordagem de equilíbrio termodinâmico. De preferência, a sacarificação é idealmente conduzida a uma faixa de temperatura de cerca de 30°C a cerca de 75°C, por exemplo, 45°C a 75°C ou 47°C a 75°C. A sacari- ficação pode ser conduzida ao longo de uma faixa de pH de cerca de pH 3 a cerca de pH 7, por exemplo, pH 3,0 a pH 6,5, pH 3,5 a pH 5,5, pH 3,5, pH 3,8 ou pH 4,5.[0100] Although liquefaction is generally performed as a continuous process, saccharification is often conducted as a batch process. Saccharification conditions depend on the nature of the liquefied and the type of enzymes available. In some cases, a saccharification process may involve temperatures of about 60 to 65 ° C and a pH of about 4.0 to 4.5, for example, pH 4.3. Saccharification can be carried out, for example, at a temperature between about 40 ° C, about 50 ° C or about 55 ° C to about 60 ° C or about 65 ° C, requiring cooling of the Liquefied. The pH can also be adjusted as needed. Saccharification is usually carried out in agitated tanks, which can take several hours to fill or empty. Enzymes are typically added or at a fixed rate to dry solids as the tanks are filled or added as a single dose at the beginning of the filling stage. A saccharification reaction to compose a syrup is typically carried out over about 24 to 72 hours, for example, 24 to 48 hours. When a maximum or desired DE has been achieved, the reaction is stopped by heating to 85 ° C for 5 min, for example. The further incubation will result in a lower DE, possibly around 90 DE, as the accumulated glucose polymerizes again into isomaltose and / or other reversion products through an enzymatic reversal reaction and / or with the thermodynamic equilibrium approach. Preferably, saccharification is ideally conducted over a temperature range of about 30 ° C to about 75 ° C, for example, 45 ° C to 75 ° C or 47 ° C to 75 ° C. Saccharification can be carried out over a pH range of about pH 3 to about pH 7, for example, pH 3.0 to pH 6.5, pH 3.5 to pH 5.5, pH 3 , 5, pH 3.8 or pH 4.5.
[0101] Uma amilase pode ser adicionada à pasta fluida na forma de uma composição. A amilase pode ser adicionada a uma pasta fluida de um substrato de amido granular. Uma amilase pode ser adicionada como uma enzima de caldo inteiro, clarificada, enriquecida, parcial- mente purificada ou purificada. A amilase também pode ser adicionada como um produto de caldo inteiro.[0101] An amylase can be added to the slurry as a composition. Amylase can be added to a granular starch substrate slurry. An amylase can be added as a whole, clarified, enriched, partially purified or purified broth enzyme. Amylase can also be added as a whole stock product.
[0102] Uma amilase pode ser adicionada à pasta fluida como uma solução de enzima isolada. Por exemplo, uma amilase pode ser adicionada na forma de um material celular cultivado produzido por células hospedeiras que expressam tal amilase. Uma amilase pode também ser secretada por uma célula hospedeira no meio de reação durante a fermentação ou processo SSF, de modo que a enzima seja fornecida continuamente à reação. A célula hospedeira que produz e secreta amilase pode também expressar uma enzima adicional, tal como uma glicoamilase. Por exemplo, a Patente nº U.S. 5.422.267 revela o uso de uma glicoamilase em levedura para produção de bebi- das alcoólicas. Por exemplo, uma célula hospedeira, por exemplo, Trichoderma reesei ou Aspergillus niger, Myceliopthora thermophila ou Yeast, pode ser geneticamente modificada para coexpressar uma amilase e uma glicoamilase, por exemplo, Humicola GA, Trichoderma GA, ou variantes das mesmas, durante sacarificação. A célula hospe- deira pode ser geneticamente modificada de modo a não expressar sua glicoamilase endógena e/ou outras enzimas, proteínas ou outros mate- riais. A célula hospedeira pode ser manipulada para expressar um amplo espectro de várias enzimas sacarolíticas. Por exemplo, a célula hospedeira de levedura recombinante pode compreender ácidos nuclei- cos que codificam uma glicoamilase, uma alfa-glicosidase, beta-amila- se, uma enzima que utiliza açúcar pentose, uma alfa-amilase, uma pululanase, uma isoamilase, uma isopululanase, uma fitase, uma protease e/ou outras enzimas. Consultar, por exemplo, o documento WO 2011/153516 A2.[0102] An amylase can be added to the slurry as an isolated enzyme solution. For example, an amylase can be added in the form of a cultured cell material produced by host cells that express such an amylase. An amylase can also be secreted by a host cell in the reaction medium during the fermentation or SSF process, so that the enzyme is supplied continuously to the reaction. The host cell that produces and secretes amylase can also express an additional enzyme, such as a glycoamylase. For example, U.S. Patent No. 5,422,267 discloses the use of a glycoamylase in yeast for the production of alcoholic drinks. For example, a host cell, for example, Trichoderma reesei or Aspergillus niger, Myceliopthora thermophila or Yeast, can be genetically modified to coexpress an amylase and a glycoamylase, for example, Humicola GA, Trichoderma GA, or variants thereof, during saccharification. The host cell can be genetically modified so as not to express its endogenous glycoamylase and / or other enzymes, proteins or other materials. The host cell can be engineered to express a broad spectrum of various saccharolytic enzymes. For example, the recombinant yeast host cell can comprise nucleic acids encoding a glycoamylase, an alpha-glycosidase, beta-amylase, an enzyme that uses pentose sugar, an alpha-amylase, a pullulanase, an isoamylase, an isopululanase, a phytase, a protease and / or other enzymes. See, for example, WO 2011/153516 A2.
4.4. Hidrólise de amido cru4.4. Hydrolysis of raw starch
[0103] As presentes alfa-amilases podem ser também usadas em um processo de hidrólise de amido cru (RSH) ou hidrólise de amido granular (GSH) para produzir açúcares e produtos de fermentação desejados. O termo "amido granular" significa amido não cozido cru, isto é, amido em sua forma natural encontrada em cereal, tubérculos ou grãos. Um processo de "hidrólise de amido cru" (RSH) difere de proces- sos de tratamento de amido convencionais, incluindo liquefazer amido gelatinizado em alta temperatura com o uso tipicamente de uma alfa- amilase bacteriana, seguido por sacarificação e fermentação simul- tâneas executadas na presença de uma glicoamilase e um organismo de fermentação e possivelmente outras enzimas. O processo de RSH inclui sacarificar e fermentar de modo sequencial ou simultâneo amido granular em ou abaixo da temperatura de gelatinização do substrato de amido tipicamente na presença de pelo menos uma amilase e/ou glicoamilase. A temperatura de gelatinização pode variar de acordo com a espécie de planta, com a variedade particular da espécie de planta assim como das condições de crescimento.[0103] The present alpha-amylases can also be used in a process of raw starch hydrolysis (RSH) or granular starch hydrolysis (GSH) to produce desired sugars and fermentation products. The term "granular starch" means raw uncooked starch, that is, starch in its natural form found in cereal, tubers or grains. A "raw starch hydrolysis" (RSH) process differs from conventional starch treatment processes, including liquefying high temperature gelatinized starch with the typical use of a bacterial alpha-amylase, followed by simultaneous saccharification and fermentation. in the presence of a glycoamylase and a fermentation organism and possibly other enzymes. The RSH process includes sequentially or simultaneously saccharifying and fermenting granular starch at or below the gelatinization temperature of the starch substrate typically in the presence of at least one amylase and / or glycoamylase. The gelatinization temperature can vary according to the plant species, with the particular variety of the plant species as well as the growing conditions.
[0104] Uma alfa-amilase fúngica descrita no presente documento expressa em células bacterianas, fúngicas, de levedura ou microbianas etanologênicas pode ser usada em processo de hidrólise de amido cru, descrito no presente documento.[0104] A fungal alpha-amylase described in this document expressed in ethanological bacterial, fungal, yeast or microbial cells can be used in the process of hydrolysis of raw starch, described in this document.
[0105] Adicionalmente, a alfa-amilase que é diferente da alfa-amila- se descrita nesta invenção, glicoamilase, hexoquinase, xilanase, glicose isomerase, xilose isomerase, fosfatase, fitase, pululanase, beta-amila- se, protease, celulase, hemicelulase, lipase, cutinase, isoamilase, enzi- ma redox, esterase, transferase, pectinase, α-glicosidase, beta-glico- sidase ou uma combinação dos mesmos podem ser também usadas em processo de hidrólise de amido cru descrito no presente documento. As ditas enzimas podem ser coexpressas com alfa-amilase nesta invenção ou diretamente adicionadas no processo de hidrólise de amido cru.[0105] Additionally, the alpha-amylase that is different from the alpha-amylase described in this invention, glycoamylase, hexokinase, xylanase, glucose isomerase, xylose isomerase, phosphatase, phytase, pullulanase, beta-amylase, protease, cellulase, hemicellulase, lipase, cutinase, isoamylase, redox enzyme, esterase, transferase, pectinase, α-glycosidase, beta-glycosidase or a combination thereof can also be used in the raw starch hydrolysis process described in this document. Said enzymes can be coexpressed with alpha-amylase in this invention or directly added in the process of hydrolysis of raw starch.
4.5. Fermentação4.5. Fermentation
[0106] O hidrolisado de amido solúvel, particularmente um xarope rico em glicose, pode ser fermentado colocando-se o hidrolisado de amido em contato com um organismo fermentador tipicamente a uma temperatura ao redor de 32°C, tal como de 30°C a 35°C para levedura produtora de álcool. A temperatura e o pH da fermentação dependerão do organismo fermentador. Os produtos de final de fermentação (EOF) incluem metabólitos, tais como ácido cítrico, ácido láctico, ácido succí- nico, glutamato monossódico, ácido glucônico, gluconato de sódio, gluconato de cálcio, gluconato de potássio, ácido itacônico e outros ácidos carboxílicos, glucono delta-lactona, eritorbato de sódio, ami- noácidos, lisina e outros aminoácidos, vitaminas, ácido graxo de ômega[0106] Soluble starch hydrolyzate, particularly a glucose-rich syrup, can be fermented by placing the starch hydrolyzate in contact with a fermenting organism typically at a temperature around 32 ° C, such as 30 ° C to 35 ° C for alcohol-producing yeast. The temperature and pH of the fermentation will depend on the fermenting organism. End-of-fermentation (EOF) products include metabolites, such as citric acid, lactic acid, succinic acid, monosodium glutamate, gluconic acid, sodium gluconate, calcium gluconate, potassium gluconate, itaconic acid and other carboxylic acids, glucono delta-lactone, sodium erythorbate, amino acids, lysine and other amino acids, vitamins, omega fatty acid
3, butanol, isopreno, 1,3-propanodiol, vitaminas e outros biomateriais.3, butanol, isoprene, 1,3-propanediol, vitamins and other biomaterials.
[0107] Os microrganismos etanologênicos incluem leveduras, tais como Saccharomyces cerevisiae e bactérias, por exemplo, Zymomonas moblis, que expressam álcool desidrogenase e piruvato descarboxilase. O micro-organismo etanologênico pode expressar xilose redutase e xilitol desidrogenase, que convertem xilose em xilulose. Cepas melhora- das de micro-organismos etanologênicos, que podem suportar tempera- turas mais elevadas, por exemplo, são conhecidos na técnica e podem ser usados. Consultar Liu et al. (2011) Sheng Wu Gong Cheng Xue Bao 27:1.049 a 1.056 As fontes comerciais de levedura incluem etanol RED (LeSaffre); THERMOSACC (Lallemand); RED STAR (Red Star); FERMIOL (DSM Specialties); e SUPERSTART (Alltech). Os micro-organismos que produzem outros metabólitos, tais como ácido cítrico e ácido láctico, por fermentação são também conhecidos na técnica. Consultar, por exemplo, Papagianni (2007) Biotechnol. Adv. 25:244 a 263; John et al. (2009) Biotechnol. Adv. 27:145 a 152.[0107] Ethanological microorganisms include yeasts, such as Saccharomyces cerevisiae and bacteria, for example, Zymomonas moblis, which express alcohol dehydrogenase and pyruvate decarboxylase. The ethanological microorganism can express xylose reductase and xylitol dehydrogenase, which convert xylose into xylulose. Improved strains of ethanological microorganisms, which can withstand higher temperatures, for example, are known in the art and can be used. See Liu et al. (2011) Sheng Wu Gong Cheng Xue Bao 27: 1,049 to 1,056 Commercial yeast sources include ethanol RED (LeSaffre); THERMOSACC (Lallemand); RED STAR (Red Star); FERMIOL (DSM Specialties); and SUPERSTART (Alltech). Microorganisms that produce other metabolites, such as citric acid and lactic acid, by fermentation are also known in the art. See, for example, Papagianni (2007) Biotechnol. Adv. 25: 244 to 263; John et al. (2009) Biotechnol. Adv. 27: 145 to 152.
[0108] Os processos de sacarificação e fermentação podem ser executados como um processo de SSF. A fermentação pode compre- ender enriquecimento, purificação e recuperação subsequentes de etanol, por exemplo. Durante a fermentação, o teor de etanol do caldo ou "cerveja" pode alcançar cerca de 8 a 18% em v/v, por exemplo, 14 a 15% em v/v. O caldo pode ser destilado para produzir soluções de etanol enriquecidas, por exemplo, 96% puras. Adicionalmente, o CO2 gerado por fermentação pode ser coletado com um purificador de CO2, compri- mido e comercializado para outros usos, por exemplo, carbonação de bebidas ou produção de gelo seco. O refugo sólido do processo de fermentação pode ser usado como produtos ricos em proteína, por exemplo, razão para gado.[0108] The saccharification and fermentation processes can be performed as an SSF process. Fermentation can comprise subsequent enrichment, purification and recovery of ethanol, for example. During fermentation, the ethanol content of the broth or "beer" can reach about 8 to 18% in v / v, for example, 14 to 15% in v / v. The broth can be distilled to produce enriched ethanol solutions, for example, 96% pure. In addition, the CO2 generated by fermentation can be collected with a CO2 purifier, compressed and marketed for other uses, for example, carbonation of beverages or production of dry ice. The solid refuse from the fermentation process can be used as products rich in protein, for example, cattle feed.
[0109] Conforme mencionado acima, um processo de SSF pode ser conduzido com células fúngicas que expressam e secretam amilase continuamente por todo SSF. As células fúngicas que expressam amila- se também podem ser o micro-organismo de fermentação, por exemplo, um micro-organismo etanologênico. A produção de etanol pode ser, assim, executada com o uso de uma célula fúngica que expressa amilase suficiente de modo que menos ou nenhuma enzima tenha que ser adicionada exogenamente. A célula hospedeira fúngica pode ser de uma cepa fúngica geneticamente modificada de modo apropriado. As células hospedeiras fúngicas que expressam e secretam outras enzimas, adicionalmente à amilase, também podem ser usadas. Tais células podem expressar glicoamilase e/ou uma pululanase, fitase, alfa- glicosidase, isoamilase, beta-amilase celulase, xilanase, outras hemice- lulases, protease, beta-glicosidase, pectinase, esterase, enzimas de oxirredução, transferase ou outras enzimas.[0109] As mentioned above, an SSF process can be conducted with fungal cells that continuously express and secrete amylase throughout the SSF. Fungal cells that express amylase can also be the fermentation microorganism, for example, an ethanological microorganism. The production of ethanol can thus be carried out using a fungal cell that expresses sufficient amylase so that less or no enzymes have to be added exogenously. The fungal host cell can be an appropriately genetically modified fungal strain. Fungal host cells that express and secrete other enzymes, in addition to amylase, can also be used. Such cells can express glycoamylase and / or a pullulanase, phytase, alpha-glucosidase, isoamylase, beta-amylase cellulase, xylanase, other hemicellulases, protease, beta-glucosidase, pectinase, esterase, oxidase enzymes, transferase or other enzymes.
4.6. Pós-fermentação e os produtos da pós-fermentação4.6. Post-fermentation and post-fermentation products
[0110] Os produtos de fermentação, tal como etanol, são produ- zidos degradando-se primeiramente o material contendo amido em açú- cares fermentáveis por liquefação e sacarificação, ou liquefação segui- da por SSF, ou sacarificação seguida por fermentação (processo de amido cru), e convertendo-se os açúcares direta ou indiretamente no produto de fermentação desejado com o uso de um organismo de fermentação. Os produtos de fermentação líquidos, tal como etanol, são recuperados do mingau fermentado (frequentemente denominado "cerveja" ou "mosto de cerveja"), por exemplo, por destilação, que sepa- ra o produto de fermentação desejado de outros líquidos e/ou sólidos. A fração restante, denominada "vinhaça inteira", é separada em uma fase sólida e uma líquida, por exemplo, por centrifugação. A fase sólida é denominada "torta úmida" (ou "grãos úmidos" ou "WDG") e a fase líquida (sobrenadante) é denominada "vinhaça fina". A torta úmida é seca para fornecer "Grãos Secos de Destiladores" (DDG) usados como nutriente em ração para animal. A vinhaça fina é tipicamente evaporada para fornecer condensado e xarope (ou "vinhaça espessa") ou pode ser alternativamente reciclada diretamente ao tanque de pasta fluida como "recuo". O condensado pode ser encaminhado a um metanador antes de ser descarregado ou pode ser reciclado ao tanque de pasta fluida. O xarope que consiste principalmente de dextrinas de limite e açúcares não fermentáveis pode ser misturado em DDG ou adicionado à torta úmida antes da secagem para produzir DDGS (Grão Seco de Destila- dores com Solúveis).[0110] Fermentation products, such as ethanol, are produced by first degrading material containing starch in fermentable sugar by liquefaction and saccharification, or liquefaction followed by SSF, or saccharification followed by fermentation (fermentation process). raw starch), and converting the sugars directly or indirectly into the desired fermentation product using a fermentation organism. Liquid fermentation products, such as ethanol, are recovered from fermented porridge (often called "beer" or "beer wort"), for example, by distillation, which separates the desired fermentation product from other liquids and / or solids. The remaining fraction, called "whole vinasse", is separated into a solid and a liquid phase, for example, by centrifugation. The solid phase is called "wet cake" (or "wet grains" or "WDG") and the liquid phase (supernatant) is called "fine vinasse". The wet cake is dried to provide "Dry Distiller Grains" (DDG) used as a nutrient in animal feed. Fine vinasse is typically evaporated to provide condensate and syrup (or "thick vinasse") or can alternatively be recycled directly to the slurry tank as a "setback". The condensate can be sent to a methanator before being discharged or it can be recycled to the slurry tank. The syrup that consists mainly of limit dextrins and non-fermentable sugars can be mixed in DDG or added to the wet cake before drying to produce DDGS (Dry Grain from Distillers with Soluble).
[0111] Sabe-se que usar comercialmente os vários subprodutos e resíduos derivados dos processos de fermentação como o processo de produção de etanol. Os resíduos ou subprodutos de destiladores, assim como subprodutos de cereal e outra manufatura da indústria alimentícia, são conhecidos por ter certo valor como fontes de proteína e energia para ração para animal. Além disso, o óleo dos subprodutos como Vinhaça Inteira, Torta Úmida, Vinhaça Fina, DDG e/ou DDGS pode ser recuperado como um subproduto separado para uso em produção de biodiesel ou outros produtos.[0111] It is known that commercially using the various by-products and residues derived from fermentation processes such as the ethanol production process. Distiller residues or by-products, as well as cereal by-products and other food industry manufactures, are known to have a certain value as sources of protein and energy for animal feed. In addition, oil from by-products such as Vinhaça Inteira, Torta Humida, Vinhaça Fina, DDG and / or DDGS can be recovered as a separate by-product for use in the production of biodiesel or other products.
[0112] Os subprodutos como DDG, DDGS ou WDG compreendem proteínas, fibras, gordura e amido não convertido. A Torta Úmida pode ser usada em confinamentos de laticínios. Os DDGs secos podem ser usados em gado, por exemplo, laticínios, carne e rações para suíno e rações para aves. Embora o teor de proteína seja alto, a composição de aminoácido não é bem adequada para animais monogástricos se usada como ração para animal, Além disso, os subprodutos contêm níveis significativos de Fibras Brutas (CF), que são carboidratos estruturais que consistem em celulose, hemicelulose e materiais indigestíveis, como lignina. A proporção de celulose e lignina na fração de fibras brutas também determina a digestibilidade de fibras brutas e sua solu- bilidade no intestino. Os polissacarídeos não amídicos solúveis (NSP) não podem ser digeridos por animais monogástricos, como suínos e aves, e podem causar um aumento em viscosidade, devido à sua capacidade de se ligar à água, que pode resultar em excrementos pega- josos, úmidos e detritos úmidos. Outro efeito de NSP é a assim chamada "Encapsulação de Nutriente". Essencialmente, o amido, proteína, óleo e outros nutrientes são encapsulados dentro da célula vegetal, que é uma barreira impermeável que impede a utilização completa dos nutrientes dentro da célula.[0112] By-products such as DDG, DDGS or WDG comprise proteins, fibers, fat and unconverted starch. Wet Pie can be used in dairy feedlots. Dry DDGs can be used in livestock, for example, dairy, meat and pig feed and poultry feed. Although the protein content is high, the amino acid composition is not well suited for monogastric animals if used as animal feed. In addition, the by-products contain significant levels of Crude Fiber (CF), which are structural carbohydrates that consist of cellulose, hemicellulose and indigestible materials, such as lignin. The proportion of cellulose and lignin in the crude fiber fraction also determines the digestibility of crude fibers and their solubility in the intestine. Soluble non-amidic polysaccharides (NSP) cannot be digested by monogastric animals, such as pigs and birds, and can cause an increase in viscosity, due to their ability to bind to water, which can result in sticky, moist and wet debris. Another effect of NSP is the so-called "Nutrient Encapsulation". Essentially, starch, protein, oil and other nutrients are encapsulated within the plant cell, which is an impermeable barrier that prevents full utilization of nutrients within the cell.
[0113] Além disso, o NSP solúvel pode causar um aumento em viscosidade durante a fermentação e pode influenciar a as condições de separação e secagem de subprodutos de fermentação como DDGS no processo de produção.[0113] In addition, soluble NSP can cause an increase in viscosity during fermentation and can influence the separation and drying conditions of fermentation by-products such as DDGS in the production process.
[0114] Portanto, diversos processos ou métodos de tratamento específicos foram usados e estão sendo investigados para melhorar a qualidade dos subprodutos de processos de fermentação. Por exemplo, a adição de enzimas à liquefação, sacarificação, fermentação ou SSF, vinhaça inteira, torta úmida e/ou vinhaça fina, etc, no processo de produção de etanol têm sido usada para melhorar a separação entre sólido e líquido no processo e/ou alterar ou melhorar o rendimento e/ou a qualidade dos subprodutos. Adicionalmente, as enzimas estão também sendo usadas ou investigadas como uma via para acessar ami- do residual e, em alguns casos, acessar os açúcares celulósicos e/ou hemicelulósicos associados à fibra de milho. Esses açúcares podem ser, então, utilizados por hospedeiros adequados para produzir produ- tos de fermentação, incluindo etanol. As presente amilases podem ser usadas nesses processos, assim como outras enzimas de degradação de amido, tal como alfa-amilase que é diferente da alfa-amilase descrita nesta invenção, glicoamilase, hexoquinase, xilanase, glicose isome- rase, xilose isomerase, fosfatase, fitase, pululanase, beta-amilase, protease, celulase, hemicelulase, lipase, cutinase, isoamilase, enzima redox, esterase, transferase, pectinase, α-glicosidase, beta-glicosidase ou uma combinação dos mesmos, mesmo hemicelulases, celulases. As enzimas podem ser adicionadas em qualquer etapa no processo.[0114] Therefore, several specific treatment processes or methods have been used and are being investigated to improve the quality of the by-products of fermentation processes. For example, the addition of enzymes to liquefaction, saccharification, fermentation or SSF, whole vinasse, moist cake and / or fine vinasse, etc., in the ethanol production process has been used to improve the separation between solid and liquid in the process and / or change or improve the throughput and / or quality of by-products. In addition, enzymes are also being used or investigated as a way to access residual starch and, in some cases, access cellulosic and / or hemicellulosic sugars associated with corn fiber. These sugars can then be used by suitable hosts to produce fermentation products, including ethanol. The present amylases can be used in these processes, as well as other starch degrading enzymes, such as alpha-amylase which is different from the alpha-amylase described in this invention, glycoamylase, hexokinase, xylanase, glucose isomerase, xylose isomerase, phosphatase, phytase, pullulanase, beta-amylase, protease, cellulase, hemicellulase, lipase, cutinase, isoamylase, redox enzyme, esterase, transferase, pectinase, α-glucosidase, beta-glucosidase or a combination thereof, even hemicellulases, cellulases. Enzymes can be added at any stage in the process.
5. Composições que Compreendem AlfaAmilases5. Compositions That Include Alpha Amylases
[0115] Em algumas modalidades, um polipeptídeo que compreende uma sequência de aminoácidos que é pelo menos cerca de 90%, pelo menos cerca de 95% idêntica àquela da SEQ ID NO: 3 também pode ser usado na composição da enzima.[0115] In some embodiments, a polypeptide comprising an amino acid sequence that is at least about 90%, at least about 95% identical to that of SEQ ID NO: 3 can also be used in the enzyme composition.
[0116] As alfa-amilases (EC 3.2.1.1) podem ser combinadas com uma glucoamilase (EC 3.2.1.3), por exemplo, uma glicoamilase de Trichoderma ou variante da mesma. Uma glicoamilase exemplificativa é glicoamilase de Trichoderma reesei (TrGA) e variantes da mesma que possuem atividade específica e estabilidade térmica superiores. Consultar os Pedidos Publicados nº U.S. 2006/0094080, 2007/0004018 e 2007/0015266 (Danisco US Inc.). As variantes adequadas de TrGA incluem aquelas com atividade de glicoamilase e pelo menos 80%, pelo menos 90% ou pelo menos 95% de identidade de sequência com TrGA do tipo selvagem. As alfa-amilases aumentam vantajosamente o rendimento de glicose produzida em um processo de sacarificação catalisado por TrGA.[0116] Alpha-amylases (EC 3.2.1.1) can be combined with a glucoamylase (EC 3.2.1.3), for example, a Trichoderma glycoamylase or variant thereof. An exemplary glycoamylase is Trichoderma reesei glycoamylase (TrGA) and variants of it that have superior specific activity and thermal stability. See Published Orders No. U.S. 2006/0094080, 2007/0004018 and 2007/0015266 (Danisco US Inc.). Suitable variants of TrGA include those with glycoamylase activity and at least 80%, at least 90% or at least 95% sequence identity with wild-type TrGA. Alpha-amylases advantageously increase the glucose yield produced in a TrGA-catalyzed saccharification process.
[0117] Alternativamente, a glicoamilase pode ser outra glicoamilase derivada de plantas (incluindo algas), fungos ou bactérias. Por exemplo, as glicoamilases podem ser glicoamilase G1 ou G2 de Aspergillus niger ou suas variantes (por exemplo, Boel et al. (1984) EMBO J. 3:1.097 a[0117] Alternatively, the glycoamylase can be another glycoamylase derived from plants (including algae), fungi or bacteria. For example, glycoamylases can be Aspergillus niger glycoamylase G1 or G2 or variants thereof (for example, Boel et al. (1984) EMBO J. 3: 1.097 a
1.102; WO 92/00381; WO 00/04136 (Novo Nordisk A/S)); e glicoamilase deA. awamori (por exemplo, WO 84/02921 (Cetus Corp.)). Outras glicoamilases de Aspergillus contempladas incluem variantes com esta- bilidade térmica aumentada, por exemplo, G137A e G139A (Chen et al. (1996) Prot. Eng. 9:499 a 505); D257E e D293E/Q (Chen et al. (1995) Prot. Eng. 8:575 a 582); N182 (Chen et al. (1994) Biochem. J. 301:275 a 281); A246C (Fierobe et al. (1996) Biochemistry, 35: 8.698 a 8.704); e variantes com resíduos Pro nas posições A435 e S436 (Li et al. (1997) Protein Eng. 10:1.199 a 1.204). Outras glicoamilases contempladas incluem glicoamilases de Talaromyces, em particular derivadas de T. emersonii (por exemplo, WO 99/28448 (Novo Nordisk A/S), T. leycettanus (por exemplo, Patente nº U.S. RE 32,153 (CPC International, Inc.)), T. duponti ou T. thermophilus (por exemplo, Patente nº U.S. 4.587.215). As glicoamilases bacterianas contempladas incluem glicoamilases do gênero Clostridium, em particular C. thermoamylolyticum (por exemplo, EP 135138 (CPC International, Inc.) e C. thermohydrosulfuricum (por exemplo, WO 86/01831 (Michigan Biotechnology Institute)). As glicoamilases adequadas incluem as glicoamilases derivadas de Aspergillus oryzae, tal como uma glicoamilase mostrada na SEQ ID NO:2 no documento no WO 00/04136 (Novo Nordisk A/S). Também são adequadas glicoamilases comerciais, tais como AMG 200L; AMG 300 L; SAN™ SUPER e AMG™ E (Novozymes); OPTIDEX® 300 e OPTIDEX L-400 (Danisco US Inc.); AMIGASE™ e AMIGASE™ PLUS (DSM); G-ZYME® G900 (Enzyme Bio-Systems); e G-ZYME® G990 ZR (glicoamilase de A. niger com um baixo teor de protease). Ainda outras glicoamilases adequadas incluem glicoamilase de Aspergillus fumigatus, glicoamilase de Talaromyces, glicoamilase de Thielavia, glicoamilase de Trametes, glicoamilase de Thermomyces, glicoamilase de Athelia, glicoamilase de Pycnoporus, glicoamilase de Penicillim ou glicoamilase de Humicola (por exemplo, HgGA). As glicoamilases são tipicamente adicionadas em uma quantidade de cerca de 0,1 a 2 unidades de glicoamilase (GAU)/g de ds, por exemplo, cerca de 0,16 GAU/g de ds, 0,23 GAU/g de ds ou 0,33 GAU/g de ds.1,102; WO 92/00381; WO 00/04136 (Novo Nordisk A / S)); and A glycoamylase. awamori (e.g., WO 84/02921 (Cetus Corp.)). Other contemplated glycoamylases of Aspergillus include variants with increased thermal stability, for example, G137A and G139A (Chen et al. (1996) Prot. Eng. 9: 499 to 505); D257E and D293E / Q (Chen et al. (1995) Prot. Eng. 8: 575 to 582); No. 182 (Chen et al. (1994) Biochem. J. 301: 275 to 281); A246C (Fierobe et al. (1996) Biochemistry, 35: 8,698 to 8,704); and variants with Pro residues in positions A435 and S436 (Li et al. (1997) Protein Eng. 10: 1,199 to 1,204). Other glycoamylases contemplated include Talaromyces glycoamylases, in particular derived from T. emersonii (for example, WO 99/28448 (Novo Nordisk A / S), T. leycettanus (for example, US Patent No. RE 32,153 (CPC International, Inc.) ), T. duponti or T. thermophilus (for example, US Patent No. 4,587,215). Bacterial glycoamylases contemplated include glycoamylases of the genus Clostridium, in particular C. thermoamylolyticum (for example, EP 135138 (CPC International, Inc.) and C. thermohydrosulfuricum (eg WO 86/01831 (Michigan Biotechnology Institute)) Suitable glycoamylases include glycoamylases derived from Aspergillus oryzae, such as a glycoamylase shown in SEQ ID NO: 2 in WO 00/04136 (Novo Nordisk Commercial glycoamylases such as AMG 200L; AMG 300 L; SAN ™ SUPER and AMG ™ E (Novozymes); OPTIDEX® 300 and OPTIDEX L-400 (Danisco US Inc.); AMIGASE ™ and AMIGASE are also suitable. ™ PLUS (DSM); G-ZYME® G900 (Enzyme Bio-Systems); and G-ZYME® G990 ZR (A. niger glycoamylase with a low protease content). Still other suitable glycoamylases include Aspergillus fumigatus glycoamylase, Talaromyces glycoamylase, Thielavia glycoamylase, Trametes glycoamylase, Thermomyces glycoamylase, Athelia glycoamylase, Pycnoporus glycoamylase, for example, Penicillin glycosylate. Glycoamylases are typically added in an amount of about 0.1 to 2 units of glycoamylase (GAU) / g ds, for example, about 0.16 GAU / g ds, 0.23 GAU / g ds or 0.33 GAU / g of ds.
[0118] Outras enzimas adequadas que podem ser usadas com a amilase incluem uma fitase, protease, pululanase, beta-amilase, isoamilase, uma alfa-amilase diferente, alfa-glicosidase, celulase,[0118] Other suitable enzymes that can be used with amylase include phytase, protease, pullulanase, beta-amylase, isoamylase, a different alpha-amylase, alpha-glycosidase, cellulase,
xilanase, outras hemicelulases, beta-glicosidase, transferase, pectinase, lipase, cutinase, esterase, enzimas de oxirredução ou uma combinação das mesmas. Por exemplo, uma enzima desramificadora, tal como uma isoamilase (EC 3.2.1.68), pode ser adicionada em quantidades eficazes bem conhecidas pelo versado na técnica. Uma pululanase (EC 3.2.1.41), por exemplo, PROMOZYME®, é também adequada. As enzimas adequadas adicionais incluem proteases, tais como proteases fúngicas e bacterianas. As proteases fúngicas incluem aquelas obtidas a partir de Aspergillus, tais como A. niger, A. awamori, A. oryzae; Mucor (por exemplo, M. miehei); Rhizopus; e Trichoderma.xylanase, other hemicellulases, beta-glucosidase, transferase, pectinase, lipase, cutinase, esterase, redox enzymes or a combination thereof. For example, a debranching enzyme, such as an isoamylase (EC 3.2.1.68), can be added in effective amounts well known to the person skilled in the art. A pullulanase (EC 3.2.1.41), for example, PROMOZYME®, is also suitable. Additional suitable enzymes include proteases, such as fungal and bacterial proteases. Fungal proteases include those obtained from Aspergillus, such as A. niger, A. awamori, A. oryzae; Mucor (for example, M. miehei); Rhizopus; and Trichoderma.
[0119] Beta-amilases (EC 3.2.1.2) são amilases maltogênicas de atuação exo que catalisam a hidrólise de ligações 1,4-alfa-glicosídicas na amilopectina e polímeros de glicose relacionados, liberando, assim, maltose. As beta-amilases foram isoladas de várias plantas e micro- organismos. Consultar Fogarty et al. (1979) em Progress in Industrial Microbiology, Volume 15, páginas 112 a 115. Essas beta-amilases têm temperaturas ideais na faixa de 40°C a 65°C e pH ideal na faixa de cerca de 4,5 a cerca de 7,0. As beta-amilases contempladas incluem, porém sem limitação, beta-amilases de cevada SPEZYME® BBA 1500, SPEZYME® DBA, OPTIMALT™ ME, OPTIMALT™ BBA (Danisco US Inc.); e NOVOZYM™ WBA (Novozymes A/S).[0119] Beta-amylases (EC 3.2.1.2) are exo-acting maltogenic amylases that catalyze the hydrolysis of 1,4-alpha-glycosidic bonds in amylopectin and related glucose polymers, thus releasing maltose. Beta-amylases have been isolated from various plants and microorganisms. See Fogarty et al. (1979) in Progress in Industrial Microbiology, Volume 15, pages 112 to 115. These beta-amylases have ideal temperatures in the range of 40 ° C to 65 ° C and ideal pH in the range of about 4.5 to about 7, 0. The contemplated beta-amylases include, but are not limited to, barley beta-amylases SPEZYME® BBA 1500, SPEZYME® DBA, OPTIMALT ™ ME, OPTIMALT ™ BBA (Danisco US Inc.); and NOVOZYM ™ WBA (Novozymes A / S).
[0120] As composições que compreendem as presentes amilases podem ser formulações aquosas ou não aquosas, grânulos, pós, géis, pastas fluidas, pastas, etc. que podem compreender adicionalmente qualquer uma ou mais das enzimas adicionais listadas, no presente documento, juntamente com tampões, sais, conservantes, água, cossol- ventes, tensoativos e similares.[0120] The compositions comprising the present amylases can be aqueous or non-aqueous formulations, granules, powders, gels, slurries, pastes, etc. which may additionally comprise any one or more of the additional enzymes listed in this document, together with buffers, salts, preservatives, water, cosolvents, surfactants and the like.
[0121] Todas as referências citadas no presente documento estão incorporadas ao presente documento a título de referência em sua totalidade para todos os propósitos. A fim de ilustrar adicionalmente as composições e métodos, e vantagens dos mesmos, os exemplos espe- cíficos a seguir são dados com o entendimento de que os mesmos são ilustrativos em vez de limitantes.[0121] All references cited in this document are incorporated into this document as a reference in their entirety for all purposes. In order to further illustrate the compositions and methods, and their advantages, the following specific examples are given with the understanding that they are illustrative rather than limiting.
EXEMPLOS EXEMPLO 1 Sequência de alfa-amilase de Aspergillus sp. (AspAmy14)EXAMPLES EXAMPLE 1 Alpha-amylase sequence from Aspergillus sp. (AspAmy14)
[0122] A sequência de proteína de uma alfa-amilase fúngica desig- nada AspAmy14 foi identificada de uma cepa de Aspergillus sp. baseada em homologia de sequência. Um gene sintético que codifica AspAmy14 foi ordenado como um gene de códon otimizado para a expressão em Trichoderma reesei. O gene sintético com códon otimi- zado que codifica AspAmy14 é apresentado como a SEQ ID NO: 1:[0122] The protein sequence of a fungal alpha-amylase called AspAmy14 was identified from a strain of Aspergillus sp. based on sequence homology. A synthetic gene encoding AspAmy14 was ordered as a codon gene optimized for expression in Trichoderma reesei. The synthetic gene with codon optimized that encodes AspAmy14 is presented as SEQ ID NO: 1:
[0123] A sequência de aminoácidos da proteína precursora AspAmy14 é apresentada como a SEQ ID NO: 2. O peptídeo de sinalização nativo é mostrado em itálico e sublinhado.[0123] The amino acid sequence of the precursor protein AspAmy14 is presented as SEQ ID NO: 2. The native signal peptide is shown in italics and underlined.
[0124] A sequência de aminoácidos da forma madura de AspAmy14 conformada por LC MS/MS é apresentada como a SEQ ID NO: 3:[0124] The amino acid sequence of the mature form of AspAmy14 conformed by LC MS / MS is presented as SEQ ID NO: 3:
SDPNRSYTVPSGCAGATVTVVDTWR EXEMPLO 2 Expressão de alfa-amilase de Aspergillus sp. (AspAmy14)SDPNRSYTVPSGCAGATVTVVDTWR EXAMPLE 2 Expression of alpha-amylase from Aspergillus sp. (AspAmy14)
[0125] A sequência de DNA de AspAmy14 foi otimizada para expressão de AspAmy14 em Trichoderma reesei e inserida no vetor de expressão pGXT (o mesmo que o vetor pTTTpyr2 descrito no Pedido PCT publicado WO2015/017256), resultando em pZKY258 (Figura 1).[0125] The DNA sequence of AspAmy14 was optimized for expression of AspAmy14 in Trichoderma reesei and inserted into the pGXT expression vector (the same as the pTTTpyr2 vector described in published PCT Application WO2015 / 017256), resulting in pZKY258 (Figure 1).
[0126] O plasmídeo pZKY258 foi transformado em uma cepa de Trichoderma reesei adequada (método descrito no Pedido PCT no WO 05/001036 publicado) com o uso de transformação protoplástica (Te'o et al. (2002) J. Microbiol. Methods 51:393 a 399). Transformantes foram selecionados em um meio sólido que contém acetamida como a única fonte de nitrogênio. Após 5 dias de crescimento em placas de aceta- mida, transformantes foram coletados e submetidos à fermentação em frascos de agitação de 250 ml em mídias definidas que contêm uma mistura de glicose e soforose. EXEMPLO 3 Purificação de AspAmy14[0126] Plasmid pZKY258 was transformed into a suitable Trichoderma reesei strain (method described in PCT Application in published WO 05/001036) using protoplastic transformation (Te'o et al. (2002) J. Microbiol. Methods 51 : 393 to 399). Transformants were selected on a solid medium containing acetamide as the only source of nitrogen. After 5 days of growth on acetate plates, transformants were collected and subjected to fermentation in 250 ml shake flasks in defined media that contain a mixture of glucose and sophorosis. EXAMPLE 3 Purification of AspAmy14
[0127] A amostra bruta de AspAmy14 da fermentação foi concen- trada e sulfato de amônio foi adicionado à amostra concentrada até a concentração final de 1 M. A solução foi, então, carregada em uma coluna HiPrepTM Fenil FF 16/10 de 20 ml pré-equilibrada com acetato de sódio 20 mM (pH 5,0) suplementado com (NH4)2SO4 1 M. A eluição foi realizada com o uso de 6 volumes de coluna de sulfato de amônio 0,75 M. As frações foram coletadas e passadas em SDS-PAGE. As frações contendo a proteína-alvo foram agrupadas, concentradas e trocadas com o tampão a NaH2 PO4 20 mM (pH 7,0). A solução foi, então, carregada em uma coluna HiPrepTM Q FF 16/10 de 20 ml pré- equilibrada com NaH2PO4 20 mM (pH 7,0). A eluição foi realizada com o uso de 6 volumes de coluna de NaCl 0,3. As frações foram coletadas e passadas em SDS-PAGE. As frações contendo a proteína-alvo foram agrupadas, concentradas e trocadas com o tampão a acetato de sódio 20 mM pH 5,0 com o uso do dispositivo Amicon Ultra-15 com 10 K MWCO. A amostra purificada é em torno de 90% pura e armazenada em 40% de glicerol a -20oC até o uso. EXEMPLO 4 Atividade de hidrolisação de amilopectina de batata de AspAmy14[0127] The AspAmy14 crude sample from the fermentation was concentrated and ammonium sulfate was added to the concentrated sample to the final concentration of 1 M. The solution was then loaded onto a 20 ml HiPrepTM Fenil FF 16/10 column pre-balanced with 20 mM sodium acetate (pH 5.0) supplemented with 1 NH (NH4) 2SO4. Elution was performed using 6 column volumes of 0.75 M ammonium sulfate. Fractions were collected and passed in SDS-PAGE. Fractions containing the target protein were pooled, concentrated and exchanged with the 20 mM NaH2 PO4 buffer (pH 7.0). The solution was then loaded onto a 20 ml HiPrepTM Q FF 16/10 column pre-equilibrated with 20 mM NaH2PO4 (pH 7.0). Elution was performed using 6 column volumes of 0.3 NaCl. The fractions were collected and passed on SDS-PAGE. The fractions containing the target protein were pooled, concentrated and exchanged with the buffer to 20 mM sodium acetate pH 5.0 using the Amicon Ultra-15 device with 10 K MWCO. The purified sample is around 90% pure and stored in 40% glycerol at -20oC until use. EXAMPLE 4 AspAmy14 potato amylopectin hydrolyzation activity
[0128] A atividade de alfa-amilase foi determinada com o uso de um ensaio calorimérico para monitorar a liberação de açúcares redutores de amilopectina de batata. A atividade é relatada como equivalentes de glicose liberada por minuto. As soluções de substrato foram preparadas misturando-se 9 ml de 1% (p/p, em água) de amilopectina de batata (Sigma, número de catálogo 10118), 1 ml de tampão 0,5 M (acetato de sódio em pH 5,0 ou HEPES em pH 8,0) e 40 µl de CaCl2 0,5 M em um tubo cônico de 15 ml. A solução de estoque de amostra de alfa-amilase purificada foi produzida diluindo-se a amostra original a 20 ppm em água. Diluições em série de amostra de enzima e padrão de glicose foram preparadas em água em placas de microtitulação de não ligação (MTP, Corning 3641). Então, 90 µl de solução de substrato (pré-incu- bado a 50oC por 5 min a 600 rpm) e 10 µl da diluição em série de enzima foram adicionados e misturados em placas de microtitulação de não ligação (MTP, Corning 3641). Todas as incubações foram executadas a 50oC por 10 min a 600 rpm em um termomisturador (Eppendorf). Após incubação, 50 µl de NaOH 0,5 N foram adicionados a cada poço para interromper a reação.[0128] Alpha-amylase activity was determined using a calorimeric assay to monitor the release of amylopectin-reducing sugars from potato. Activity is reported as glucose equivalents released per minute. Substrate solutions were prepared by mixing 9 ml of 1% (w / w, in water) of potato amylopectin (Sigma, catalog number 10118), 1 ml of 0.5 M buffer (sodium acetate at pH 5 , 0 or HEPES at pH 8.0) and 40 µl of 0.5 M CaCl2 in a 15 ml conical tube. The purified alpha-amylase sample stock solution was produced by diluting the original sample at 20 ppm in water. Serial dilutions of enzyme sample and glucose standard were prepared in water on non-binding microtiter plates (MTP, Corning 3641). Then, 90 µl of substrate solution (pre-incubated at 50oC for 5 min at 600 rpm) and 10 µl of the enzyme serial dilution were added and mixed in non-binding microtiter plates (MTP, Corning 3641). All incubations were performed at 50oC for 10 min at 600 rpm in a thermomixer (Eppendorf). After incubation, 50 µl of 0.5 N NaOH was added to each well to stop the reaction.
Os açúcares redutores totais presentes em cada poço foram medidos com o uso de um método PAHBAH: 80 µl de NaOH 0,5 N foram divididos em alíquotas em uma placa de microtitulação, seguido pela adição de 20 µl de reagente de PAHBAH [5% em p/v de hidrazida de ácido 4-hidroxibenzoico em HCl 0,5 N] e 10 µl de cada mistura de reação.The total reducing sugars present in each well were measured using a PAHBAH method: 80 µl of 0.5 N NaOH were divided into aliquots on a microtiter plate, followed by the addition of 20 µl of PAHBAH reagent [5% in w / v 4-hydroxybenzoic acid hydrazide in 0.5 N HCl] and 10 µl of each reaction mixture.
As placas foram incubadas a 95 oC por 5 min e resfriadas a 4oC por 5 segundos.The plates were incubated at 95 ° C for 5 min and cooled to 4 ° C for 5 seconds.
As amostras (80 µl) foram, então, transferidas para placas de microtitulação de poliestireno (Costar 9017) e a absorbância foi lida a 410 nm.The samples (80 µl) were then transferred to polystyrene microtiter plates (Costar 9017) and the absorbance was read at 410 nm.
Os valores de absorbância resultantes foram plotados contra concentração enzimática e regressão linear foi usada para determinar o coeficiente angular da região linear da plota- gem.The resulting absorbance values were plotted against enzyme concentration and linear regression was used to determine the angular coefficient of the linear region of the plot.
Com o uso do metanol mencionado acima, a atividade específica de AspAmy14 foi determinada e comparada com uma alfa-amilase fúngica de referência, AcAA (descrito na Patente no U.S. 8.945.889). Os resultados para ambas as enzimas são mostrados na Tabela 2. Atividade Específica (U/mg) = Coeficiente Linear (enzima) / coeficiente linear (padrão) * 100 Definição: 1 U = 1 µmol de equivalente de glicose/min Tabela 2. Atividade específica de AspAmy14 e AcAA em amilopectina de batata Atividade específica (U/mg) Nome da Enzima pH 5 pH 8 AspAmy14 501 165 AcAA 608 107 EXEMPLO 5 Perfil de pH de AspAmy14Using the methanol mentioned above, the specific activity of AspAmy14 was determined and compared with a reference fungal alpha-amylase, AcAA (described in U.S. Patent 8,945,889). The results for both enzymes are shown in Table 2. Specific Activity (U / mg) = Linear Coefficient (enzyme) / linear coefficient (standard) * 100 Definition: 1 U = 1 µmol of glucose equivalent / min Table 2. Activity specific AspAmy14 and AcAA in potato amylopectin Specific activity (U / mg) Enzyme name pH 5 pH 8 AspAmy14 501 165 AcAA 608 107 EXAMPLE 5 AspAmy14 pH profile
[0129] O efeito de pH (de 3,0 a 10,0) sobre a atividade de As- pAmy14 foi monitorado com o uso do protocolo de ensaio PAHBAH con- forme descrito no Exemplo 4. As soluções de trabalho de tampão con- sistiram na combinação de glicina/acetato de sódio/HEPES (250 mM), com pH variando de 3,0 a 10,0. As soluções de substrato foram prepa- radas misturando-se 896 µl de 1% (p/p, em água) de amilopectina de batata (Sigma, número de catálogo 10118), 100 µl de soluções de tra- balho de tampão 250 mM (pH de 3,0 a 10,0) e 4 µl de CaCl2 0,5 M.[0129] The effect of pH (from 3.0 to 10.0) on the activity of AspAmy14 was monitored using the PAHBAH assay protocol as described in Example 4. The working buffer solutions consisted of a combination of glycine / sodium acetate / HEPES (250 mM), with pH ranging from 3.0 to 10.0. The substrate solutions were prepared by mixing 896 µl of 1% (w / w, in water) of potato amylopectin (Sigma, catalog number 10118), 100 µl of 250 mM buffer working solutions ( pH 3.0 to 10.0) and 4 µl of 0.5 M CaCl2.
A solução de trabalho de enzima foi preparada em água a uma certa dose (que mostra sinal dentro da faixa linear como por curva de resposta de dose). Todas as incubações foram executadas a 50°C por 10 min se- guindo o mesmo protocolo conforme descrito acima para atividade es- pecífica de AspAmy14. A absorbância de um controle (apenas água) foi subtraída, e os valores resultantes foram convertidos em porcentagens de atividade relativa, definindo-se a atividade no pH ideal como 100%. Conforme mostrado na Tabela 3, AspAmy14 mostrou um perfil de pH similar a AcAA, com um pH ideal a 4,0. A faixa de pH, dentro da qual a enzima manteve mais de 70% de atividade máxima, foi de pH 3,3 a 6,4. Tabela 3. Perfil de pH de AspAmy14 e AcAA Atividade relativa (%) pH AspAmy14 AcAA 3 60 59 4 100 100 5 83 91 6 74 85 7 63 61 8 33 16 9 6 3 10 0 1 EXEMPLO 6The enzyme working solution was prepared in water at a certain dose (which shows a signal within the linear range as per the dose response curve). All incubations were performed at 50 ° C for 10 min following the same protocol as described above for specific AspAmy activity14. The absorbance of a control (water only) was subtracted, and the resulting values were converted into percentages of relative activity, defining the activity at the ideal pH as 100%. As shown in Table 3, AspAmy14 showed a pH profile similar to AcAA, with an ideal pH of 4.0. The pH range, within which the enzyme maintained more than 70% of maximum activity, was pH 3.3 to 6.4. Table 3. pH profile of AspAmy14 and AcAA Relative activity (%) pH AspAmy14 AcAA 3 60 59 4 100 100 5 83 91 6 74 85 7 63 61 8 33 16 9 6 3 10 0 1 EXAMPLE 6
Perfil de temperatura de AspAmy14AspAmy14 temperature profile
[0130] O efeito de temperatura (de 40 a 90oC) sobre a atividade de alfa-amilase foi monitorado com o uso do protocolo de ensaio PAHBAH conforme descrito no Exemplo 4. As soluções de substrato foram pre- paradas misturando-se 3,6 ml de 1% (p/p, em água) de amilopectina de batata (Sigma, número de catálogo 10118), 0,4 ml de tampão acetato de sódio 0,5 M pH 5,0 e 16 µl de CaCl2 0,5 M em um tubo cônico de 15 ml. A solução de trabalho de enzima foi preparada em água a 2,5 ppm. Antes da reação, 90 µl de solução de substrato foram adicionados em placas de PCR (Axygen, PCR-96-HS-C) e incubados em Peltier Thermal Cyclers (BioRad) às temperaturas desejadas (isto é, 40 a 90oC) por 5 min. Então, 10 µl de enzima diluída foram adicionados ao substrato para iniciar a reação. Após 10 min de incubação nas máquinas de PCR, as reações foram bruscamente arrefecidas e medidas com o uso do mes- mo protocolo conforme descrito acima para atividade específica de As- pAmy14. A absorbância de um controle (apenas água) foi subtraída, e os valores resultantes foram convertidos em porcentagens de atividade relativa, definindo-se a atividade na temperatura ideal como 100%. Con- forme mostrado na Tabela 4. AspAmy14 mostrou uma temperatura ideal a 70°C e manteve mais de 70% de atividade máxima entre 54°C e 75°C, enquanto AcAA exibiu uma temperatura ideal de 63°C e manteve mais de 70% de atividade máxima entre 49°C e 71°C. Tabela 4. Perfil de temperatura de AspAmy14 e AcAA Atividade relativa (%) Temperatura (oC) AspAmy14 AcAA 40 44 46 42 48 50 45 54 59 49 61 70 55 71 85[0130] The temperature effect (from 40 to 90oC) on the alpha-amylase activity was monitored using the PAHBAH assay protocol as described in Example 4. The substrate solutions were prepared by mixing 3.6 ml of 1% (w / w, in water) of potato amylopectin (Sigma, catalog number 10118), 0.4 ml of 0.5 M sodium acetate buffer pH 5.0 and 16 µl of 0.5 CaCl2 M in a 15 ml conical tube. The enzyme working solution was prepared in water at 2.5 ppm. Before the reaction, 90 µl of substrate solution was added to PCR plates (Axygen, PCR-96-HS-C) and incubated in Peltier Thermal Cyclers (BioRad) at the desired temperatures (ie, 40 to 90oC) for 5 min . Then, 10 µl of diluted enzyme was added to the substrate to start the reaction. After 10 min of incubation in the PCR machines, the reactions were abruptly cooled and measured using the same protocol as described above for specific AsAmy activity14. The absorbance of a control (water only) was subtracted, and the resulting values were converted into percentages of relative activity, setting the activity at the ideal temperature to 100%. As shown in Table 4. AspAmy14 showed an ideal temperature at 70 ° C and maintained over 70% of maximum activity between 54 ° C and 75 ° C, while AcAA exhibited an ideal temperature of 63 ° C and maintained over 70 % of maximum activity between 49 ° C and 71 ° C. Table 4. Temperature profile of AspAmy14 and AcAA Relative activity (%) Temperature (oC) AspAmy14 AcAA 40 44 46 42 48 50 45 54 59 49 61 70 55 71 85
EXEMPLO 7 Termoestabilidade de AspAmy14EXAMPLE 7 Thermostability of AspAmy14
[0131] A termoestabilidade de alfa-amilase AspAmy14 foi determi- nada medindo-se a atividade enzimática antes e após amostras de en- zima pré-incubadas a temperaturas de 40 a 90 C por 2 h. A enzima foi diluída em 50 mM de tampão acetato de sódio (pH 5,0) contendo 2 mM de CaCl2 a 10 ppm e 50 μl foram divididos em alíquotas em tubos de tira de PCR. Os tubos foram transferidos a máquinas de PCR na tempera- tura desejada de 40 a 90oC. Após pré-incubação de 2 h, as enzimas foram diluídas a 2,5 ppm em água e avaliadas quanto às suas atividades residuais com o uso dos métodos de amilopectina/PAHBAH, conforme descrito no Exemplo 4. As atividades residuais foram convertidas em porcentagens de atividade relativa, definindo-se a atividade da amostra mantida em gelo como 100%. A termoestabilidade foi definida como a temperatura em que a amostra manteve 50% de atividade. Conforme mostrado na Tabela 5, AspAmy14 manteve mais de 60% de atividade inicial após 2 h de incubação a 60oC, enquanto AcAA apenas manteve 5% de atividade residual sob as mesmas condições de incubação.[0131] AspAmy14 alpha-amylase thermostability was determined by measuring enzyme activity before and after enzyme samples pre-incubated at temperatures of 40 to 90 C for 2 h. The enzyme was diluted in 50 mM sodium acetate buffer (pH 5.0) containing 2 mM CaCl2 at 10 ppm and 50 μl were aliquoted in PCR strip tubes. The tubes were transferred to PCR machines at the desired temperature of 40 to 90oC. After 2 h pre-incubation, the enzymes were diluted to 2.5 ppm in water and evaluated for their residual activities using the amylopectin / PAHBAH methods, as described in Example 4. The residual activities were converted into percentages of relative activity, defining the activity of the sample kept on ice as 100%. Thermostability was defined as the temperature at which the sample maintained 50% of activity. As shown in Table 5, AspAmy14 maintained over 60% of initial activity after 2 h of incubation at 60oC, while AcAA only maintained 5% of residual activity under the same incubation conditions.
Tabela 5. Termoestabilidade de AspAmy14 e AcAA Atividade Residual (%) Temperatura (oC) AspAmy14 AcAA 40 87 87 42 80 80 45 83 70 49 84 53 55 72 23 60 62 5 63 27 1 65 11 3 65 2 0 67 4 2 70 0 1 74 2 1 80 0 1 85 0 0 90 2 1 EXEMPLO 8 Estabilidade de pH de AspAmy14Table 5. Thermostability of AspAmy14 and AcAA Residual Activity (%) Temperature (oC) AspAmy14 AcAA 40 87 87 42 80 80 45 83 70 49 84 53 55 72 23 60 62 5 63 27 1 65 11 3 65 2 0 67 4 2 70 0 1 74 2 1 80 0 1 85 0 0 90 2 1 EXAMPLE 8 pH stability of AspAmy14
[0132] SSF é tipicamente conduzida a pH 3,8 a 4,8, 32oC por 55 horas, e as enzimas usadas no processo devem ter capacidade de man- ter sua atividade sob sua condição durante o processo inteiro. Assim, é muito útil conhecer a estabilidade em baixo pH das enzimas. A estabili- dade de pH é avaliada medindo-se a atividade enzimática residual após pré-incubar a enzima em pH 3,7 e pH 4,5, respectivamente, por um in- tervalo de tempo determinado. A atividade enzimática residual é avali- ada com o uso do método de amilopectina/PAHBAH, conforme descrito no Exemplo 4. As soluções de estoque de enzima foram preparadas diluindo-se as amostras a 400 ppm em água e armazenadas a 4oC. Em cada ponto no tempo, 97,5 μl de tampão de diluição (tampão acetato de sódio 50 mM, pH 3,7 ou 4,5 com CaCl2 2 mM) foram adicionados a tubos de tira de PCR, seguido por adicionar 2,5 μl de solução de estoque de enzima (400 ppm) e misturar bem. Após incubação a 32oC por diferen- tes pontos no tempo, as enzimas foram, ainda, diluídas a 2,5 ppm em água e avaliadas quanto a suas atividades residuais. A atividade resi- dual foi convertida em porcentagem de atividade relativa, definindo-se a atividade sem pré-incubação a pH 3,7 ou 4,5 como 100%. Conforme mostrado na Tabela 6, AspAmy14 mostra estabilidade de pH maior que AcAA. Após 24 horas a pH 3,7, AspAmy14 manteve quase 100% de atividade original, enquanto AcAA apenas manteve 41%. Em pH 4,5 e 48 horas de incubação, AspAmy14 manteve quase 100% de atividade original, enquanto AcAA manteve 81%. Tabela 6. Estabilidade de pH de AspAmy14 e AcAA Atividade Residual (%) Tempo de incubação pH 3,7 pH 4,5 (h) AspAmy14 AcAA AspAmy14 AcAA 0,5 106 102 109 103 1 103 102 106 105 2 106 102 104 103 6 102 78 104 100 24 99 41 97 96 48 87 19 99 81 EXEMPLO 9 Ensaio de Solubilização de Amido[0132] SSF is typically conducted at pH 3.8 to 4.8, 32oC for 55 hours, and the enzymes used in the process must be able to maintain their activity under their condition throughout the entire process. Thus, it is very useful to know the enzyme's low pH stability. The pH stability is assessed by measuring the residual enzyme activity after pre-incubating the enzyme at pH 3.7 and pH 4.5, respectively, for a determined time interval. The residual enzymatic activity is assessed using the amylopectin / PAHBAH method, as described in Example 4. The enzyme stock solutions were prepared by diluting the samples to 400 ppm in water and stored at 4oC. At each point in time, 97.5 μl of dilution buffer (50 mM sodium acetate buffer, pH 3.7 or 4.5 with 2 mM CaCl2) was added to PCR strip tubes, followed by adding 2.5 μl of enzyme stock solution (400 ppm) and mix well. After incubation at 32oC for different points in time, the enzymes were further diluted to 2.5 ppm in water and evaluated for their residual activities. The residual activity was converted into a percentage of relative activity, defining the activity without pre-incubation at pH 3.7 or 4.5 as 100%. As shown in Table 6, AspAmy14 shows pH stability greater than AcAA. After 24 hours at pH 3.7, AspAmy14 maintained almost 100% of original activity, while AcAA only maintained 41%. At pH 4.5 and 48 hours of incubation, AspAmy14 maintained almost 100% of original activity, while AcAA maintained 81%. Table 6. pH stability of AspAmy14 and AcAA Residual Activity (%) Incubation time pH 3.7 pH 4.5 (h) AspAmy14 AcAA AspAmy14 AcAA 0.5 106 102 109 103 1 103 102 106 105 2 106 102 104 103 6 102 78 104 100 24 99 41 97 96 48 87 19 99 81 EXAMPLE 9 Starch Solubilization Assay
[0133] O objetivo do ensaio de solubilização de amido é avaliar a capacidade da enzima de remover amido residual insolúvel medindo-se o amido insolúvel restante ao final do ensaio. Isso é realizado determi- nando-se a densidade óptica (OD) de cada poço a 260 nm. Os grânulos de amido grandes espalharão a luz que passa através do poço; por- tanto, quanto mais alta a concentração de amido insolúvel, mais alta a OD. O substrato para ensaio de solubilização foi uma mescla de amilo- gel (70% de teor de amilose Hylon VII) e amido de milho insolúvel (Sigma-aldrich, Lote no: 129K0076) que imita o substrato real usado em SSF. O mesmo foi preparado por lavagem repetida de amido de milho e amilogel com água por 10 vezes através de centrifugação/decantação sucessiva e, então, suspenso em tampão acetato de sódio 100 mM (pH 3,7 e pH 4,5, respectivamente) a 30% (p/p). Proporções iguais de pasta fluida de amido de milho e amilogel foram misturadas e diluídas 25 ve- zes em acetato de sódio 100 mM (pH 3,7 e pH 4,5, respectivamente), as mesmas foram, então, autoclavadas por 60 minutos a 121oC com uma barra de agitação. Conforme a mistura resfriou, a mesma foi agi- tada de um dia para o outro em uma placa de agitação para impedir gelificação. Após o mesmo, o substrato foi armazenado a 4 oC e pronto para uso. O substrato de solubilização (150 µl) foi bem misturado (agi- tação) enquanto foi adicionado à placa de UV/vis (MTP, Corning 3635). Pontas de orifício mais largo foram necessárias para transferir o subs- trato. A solução de enzima (10 µl) foi adicionada a cada poço com con- centração final de 0 a 12,5 ppm. A placa foi, então, incubada por 24 horas a 32oC durante agitação a 250 rpm. Após 24 horas, a placa foi brevemente misturada para garantir que as partículas estivessem sus- pensas. Então, a placa foi lida a 260 nm. Conforme mostrado na Figura 2, AspAmy14 mostrou melhor desempenho em comparação com AcAA em termos de remoção de amido insolúvel em pH tanto 3,7 quanto 4,5, especialmente nas dosagens de enzima mais baixas. EXEMPLO 10 Avaliação de alfa-amilase por sacarificação e fermentação simul- tâneas (SSF)[0133] The purpose of the starch solubilization assay is to assess the enzyme's ability to remove residual insoluble starch by measuring the remaining insoluble starch at the end of the assay. This is done by determining the optical density (OD) of each well at 260 nm. The large starch granules will spread the light that passes through the well; therefore, the higher the concentration of insoluble starch, the higher the OD. The substrate for the solubilization test was a mixture of amyl gel (70% Hylon VII amylose content) and insoluble corn starch (Sigma-aldrich, Lot no: 129K0076) that mimics the real substrate used in SSF. It was prepared by repeated washing of corn starch and amylogel with water 10 times through successive centrifugation / decanting and then suspended in 100 mM sodium acetate buffer (pH 3.7 and pH 4.5, respectively). 30% (w / w). Equal proportions of corn starch slurry and amylogel were mixed and diluted 25 times in 100 mM sodium acetate (pH 3.7 and pH 4.5, respectively), which were then autoclaved for 60 minutes at 121oC with a stir bar. As the mixture cooled, it was stirred overnight on a shaking plate to prevent gelation. After that, the substrate was stored at 4 oC and ready for use. The solubilization substrate (150 µl) was mixed well (stirring) while being added to the UV / vis plate (MTP, Corning 3635). Wider orifice tips were needed to transfer the substrate. The enzyme solution (10 µl) was added to each well with a final concentration of 0 to 12.5 ppm. The plate was then incubated for 24 hours at 32oC while shaking at 250 rpm. After 24 hours, the plate was briefly mixed to ensure that the particles were suspended. Then, the plate was read at 260 nm. As shown in Figure 2, AspAmy14 showed better performance compared to AcAA in terms of removing insoluble starch at pH both 3.7 and 4.5, especially at lower enzyme dosages. EXAMPLE 10 Evaluation of alpha-amylase by simultaneous saccharification and fermentation (SSF)
[0134] AspAmy14 e AcAA foram avaliadas quanto a seu desempenho sob condições (a pH 4,4, 32°C) que se destinam a representar condições de sacarificação e fermentação simultâneas (SSF) industriais. Liquefeito de milho (34,85% de sólidos secos) foi armazenado a -20oC até ser descongelado para uso. H2SO4 foi adicionado para ajustar o pH a 4,4 e ureia sólida foi adicionada a 600 ppm. Levedura seca (Ethanol Red, Lesaffre Advanced Fermentations, França, no 42138) foi hidratada adicionando-se 1 g a 4 ml de água e incubada por 10 min antes da ressuspensão e adição ao liquefeito a uma diluição de 1:200. O liquefeito (0,4 ml) foi adicionado a cada poço de uma placa de microtitulação com 96 poços profundos contendo uma protease (Fermgen, Dupont, 0,124 SAPU/g de sólidos secos), uma variante de glicoamilase de T. reesei (3,5 µg/g de sólido seco) e uma alfa-amilase (0 a 36 µg/g de sólidos secos). A placa foi vedada para permitir que o gás escape, mas não entre nos poços, e colocada em uma incubadora de ar forçado a 32°C em agitação a 300 rpm.[0134] AspAmy14 and AcAA were evaluated for their performance under conditions (at pH 4.4, 32 ° C) that are intended to represent industrial simultaneous saccharification and fermentation (SSF) conditions. Liquefied corn (34.85% dry solids) was stored at -20oC until thawed for use. H2SO4 was added to adjust the pH to 4.4 and solid urea was added at 600 ppm. Dry yeast (Ethanol Red, Lesaffre Advanced Fermentations, France, no 42138) was hydrated by adding 1 g to 4 ml of water and incubated for 10 min before resuspension and addition to liquefied at a dilution of 1: 200. The liquefied (0.4 ml) was added to each well of a 96-well microtiter plate containing a protease (Fermgen, Dupont, 0.124 SAPU / g dry solids), a variant of T. reesei glycoamylase (3, 5 µg / g dry solid) and an alpha-amylase (0 to 36 µg / g dry solids). The plate was sealed to allow the gas to escape, but not to enter the wells, and placed in a forced air incubator at 32 ° C while shaking at 300 rpm.
[0135] A reação foi interrompida a 47 ou 69 horas por adição de 0,4 ml. H2SO4 0,02 N com agitação, seguido por centrifugação e coleta do sobrenadante que foi filtrado através de membranas de 0,2 mícron. O teor de etanol foi determinado por HPLC com o uso de uma coluna Rezex RFQ-Fast Acid (Phenomenex) com uma fase móvel de H2SO4 0,01 N. O etanol produzido durante a fermentação é dado na tabela 7.[0135] The reaction was stopped at 47 or 69 hours by adding 0.4 ml. H2SO4 0.02 N with stirring, followed by centrifugation and collection of the supernatant which was filtered through 0.2 micron membranes. The ethanol content was determined by HPLC using a Rezex RFQ-Fast Acid column (Phenomenex) with a 0.01 N H2SO4 mobile phase. The ethanol produced during fermentation is given in table 7.
[0136] SAPU: Uma unidade de protease ácida espectrofotométrica (SAPU) é a atividade enzimática que liberará 1μmol de tirosina por minuto sob as condições especificadas (pH 3,0 e 37°C). O ensaio é baseado na hidrólise enzimática de um substrato de caseína em que o filtrado de caseína solubilizado é determinado por espectrofotometria.[0136] SAPU: A unit of spectrophotometric acid protease (SAPU) is the enzymatic activity that will release 1μmol of tyrosine per minute under the specified conditions (pH 3.0 and 37 ° C). The assay is based on the enzymatic hydrolysis of a casein substrate in which the solubilized casein filtrate is determined by spectrophotometry.
[0137] Sob as condições desse ensaio, AspAmy14 tem melhor desempenho que AcAA sob a maioria das concentrações, especial- mente nas concentrações mais altas. Tabela 7. Desempenho em SSF de AspAmy14 e AcAA[0137] Under the conditions of this assay, AspAmy14 performs better than AcAA under most concentrations, especially at the highest concentrations. Table 7. SSF performance of AspAmy14 and AcAA
% de EtOH (v/v) 47 horas 69 horas µg/ml AspAmy14 AcAA AspAmy14 AcAA 12,5 10,5 9,1 12,0 11,3 6,3 10,9 8,7 13,1 11,2 3,1 9,5 7,3 12,5 10,1 1,6 8,1 6,6 11,5 8,8 0,8 6,7 5,9 10,0 7,9 0,4 5,9 5,5 8,7 7,5 0,2 5,0 4,9 7,6 7,1 0,0 4,4 4,7 6,6 6,8 EXEMPLO 11 Análises de sequência de proteínas de alfa-amilase madura As- pAmy14% EtOH (v / v) 47 hours 69 hours µg / ml AspAmy14 AcAA AspAmy14 AcAA 12.5 10.5 9.1 12.0 11.3 6.3 10.9 8.7 13.1 11.2 3 , 1 9.5 7.3 12.5 10.1 1.6 8.1 6.6 11.5 8.8 0.8 6.7 5.9 10.0 7.9 0.4 5.9 5.5 8.7 7.5 0.2 5.0 4.9 7.6 7.1 0.0 4.4 4.7 6.6 6.6 6.8 EXAMPLE 11 Sequence analyzes of alpha-amylase proteins mature As- pAmy14
[0138] Proteínas relacionadas foram identificadas por uma pesquisa BLAST (Altschul et al., Nucleic Acids Res, 25:3.389 a 3.402, 1997) com o uso das sequências de aminoácidos maduras para AspAmy14 (SEQ ID NO: 3) contra os bancos de dados Public and Genome Quest Patentcom parâmetros de pesquisa definidos em valores padrão e um subconjunto é mostrado nas Tabelas 8A e 8B. A identidade percentual (PID) para ambos os conjuntos de pesquisa é definida como o número de resíduos idênticos divididos pelo número de resíduos alinhados no alinhamento de pares de sequências. Os valores identificados com "Comprimento de sequência" nas tabelas correspondem ao comprimen- to (em aminoácidos) para as proteínas denominadas com os números de acesso listados, enquanto "Comprimento alinhado" refere-se à sequência usada para alinhamento e cálculo de PID. Tabela 8A. Lista de sequências com identidade percentual à sequência madura de AspAmy14 identificada a partir do banco de dados de proteína não redundante NCBI[0138] Related proteins have been identified by a BLAST survey (Altschul et al., Nucleic Acids Res, 25: 3,389 to 3,402, 1997) using the mature amino acid sequences for AspAmy14 (SEQ ID NO: 3) against banks of Public and Genome Quest Patent data with search parameters set to default values and a subset is shown in Tables 8A and 8B. The percent identity (PID) for both sets of research is defined as the number of identical residues divided by the number of residues aligned in the alignment of sequence pairs. The values identified with "Sequence length" in the tables correspond to the length (in amino acids) for the proteins named with the accession numbers listed, while "Aligned length" refers to the sequence used for PID alignment and calculation. Table 8A. List of sequences with percent identity to the mature AspAmy14 sequence identified from the NCBI non-redundant protein database
Comprimento de Comprimento de Acesso ao NCBI PID Organismo Sequência Alinhamento XP_001209405.1 81,7 Aspergillus terreus NIH2624 607 638 GAQ07461.1 82,3 Aspergillus lentulus 630 638 EDP53736.1 80,6 Aspergillus fumigatus A1163 630 638 XP_749208.1 80,6 Aspergillus fumigatus Af293 630 638 XP_001265628.1 80,7 Aspergillus fischeri NRRL 181 632 638 OXN35790.1 80,6 Aspergillus turcosus 631 638 OXN21095.1 80,7 Aspergillus turcosus 631 638 OXS03711.1 80,7 Aspergillus thermomutatus 633 638 GAO90506.1 80,3 Aspergillus udagawae 620 638 Tabela 8B. Lista de sequências com identidade percentual à sequência madura de AspAmy14 identificada a partir do banco de dados Genome Quest Identificador GQ PID Organismo Comprimento Comprimento de de Indivíduo alinhamento WO2014099415-BBI91800 90,5 Aspergillus terreus NIH2624 477 476 WO2014093125-BBI74751 87,1 Aspergillus fumigatus Af293 479 479 WO2014078588-0160 82,5 Aspergillus terreus 587 638 WO2017112631-0022 82,1 Aspergillus terreus 587 638 WO2015094809-0014 82,1 alfa-amilase quimérica de Aspergillus niger e Aspergillus terreus 607 638 WO2017112635-0024 82,0 Neosartorya fischeri 609 639 US20150240223-0007 81,8 Neosartorya fischeri NRRL 181 632 655 US20150337277-0004 81,7 Sequência Artificial 643 638 WO2014058572-0004 81,4 Aspergillus fumigatus Af293 607 638 US8343747-0052 80,7 Aspergillus terreus 607 652 WO2016087445-0026 80,4 Aspergillus terreus 607 652 WO2015094809-0014 80,2 alfa-amilase quimérica de Aspergillus niger e Aspergillus terreus 606 652 US20160010128-0007 79,8 Neosartorya fischeri NRRL 181 632 655 US20160032338-0001 79,2 Aspergillus fumigatus Af293 630 655 US20150337277-0006 76,1 Sequência Artificial 628 657Length of Access Length to the NCBI PID Organism Sequence Alignment XP_001209405.1 81.7 Aspergillus terreus NIH2624 607 638 GAQ07461.1 82.3 Aspergillus lentulus 630 638 EDP53736.1 80.6 Aspergillus fumigatus A1163 630 638 XP_749208.1 80.6 fumigatus Af293 630 638 XP_001265628.1 80.7 Aspergillus fischeri NRRL 181 632 638 OXN35790.1 80.6 Aspergillus turcosus 631 638 OXN21095.1 80.7 Aspergillus turcosus 631 638 OXS03711.1 80.7 Aspergillus 638 thermomatus 638 , 3 Aspergillus udagawae 620 638 Table 8B. List of sequences with percent identity to the mature AspAmy14 sequence identified from the Genome Quest database Identifier GQ PID Organism Length Length of Individual alignment WO2014099415-BBI91800 90.5 Aspergillus terreus NIH2624 477 476 WO2014093125-BBI74751 87.1 Aspergillus fumigatus 479 479 WO2014078588-0160 82.5 Aspergillus terreus 587 638 WO2017112631-0022 82.1 Aspergillus terreus 587 638 WO2015094809-0014 82.1 Chimeric alpha-amylase from Aspergillus niger and Aspergillus terreus 607 638 WO2017112635-246 US20150240223-0007 81.8 Neosartorya fischeri NRRL 181 632 655 US20150337277-0004 81.7 Artificial Sequence 643 638 WO2014058572-0004 81.4 Aspergillus fumigatus Af293 607 638 US8343747-0052 80.7 Aspergillus terreus 607 65200262660 terreus 607 652 WO2015094809-0014 80.2 chimeric alpha-amylase from Aspergillus niger and Aspergillus terreus 606 652 US20160010128-0007 79.8 Neosartorya fisc hero NRRL 181 632 655 US20160032338-0001 79.2 Aspergillus fumigatus Af293 630 655 US20150337277-0006 76.1 Artificial Sequence 628 657
[0139] Um alinhamento das sequências maduras de AspAmy14 (SEQ ID NO:3); XP_001209405.1 (aa 21-607 da SEQ ID NO:4); EDP53736.1(aa 24-630 da SEQ ID NO:5); XP_001265628.1 (aa 24-632 da SEQ ID NO:6); OXN35790.1 (aa 30-631 da SEQ ID NO:7); OXS03711.1 (aa 22-633 da SEQ ID NO: 8); US20150337277-0004 (aa 22-643 da SEQ ID NO:9); e US20150337277-0006 (aa 22-628 da SEQ[0139] An alignment of the mature AspAmy14 sequences (SEQ ID NO: 3); XP_001209405.1 (aa 21-607 of SEQ ID NO: 4); EDP53736.1 (aa 24-630 of SEQ ID NO: 5); XP_001265628.1 (aa 24-632 of SEQ ID NO: 6); OXN35790.1 (aa 30-631 of SEQ ID NO: 7); OXS03711.1 (aa 22-633 of SEQ ID NO: 8); US20150337277-0004 (aa 22-643 of SEQ ID NO: 9); and US20150337277-0006 (aa 22-628 of SEQ
ID NO:10) foi realizado com parâmetros padrão com o uso do programa MUSCLE do software Geneious (Biomatters Ltd.) (Robert C.ID NO: 10) was performed with standard parameters using the MUSCLE program from the Geneious software (Biomatters Ltd.) (Robert C.
Edgar.E d g a r.
MUSCLE: multiple sequence alignment with high accuracy and high throughput Nucl.MUSCLE: multiple sequence alignment with high accuracy and high throughput Nucl.
Acids Res. (2004) 32 (5): 1.792 a 1.797. O alinhamento de múltiplas sequências de alfa amilase AspAmy14 madura e várias outras sequências homólogas é mostrado na Figura 3.Acids Res. (2004) 32 (5): 1,792 to 1,797. The alignment of multiple sequences of mature AspAmy14 alpha amylase and several other homologous sequences is shown in Figure 3.
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