JPH01132395A - デオキシリボ核酸の製造法 - Google Patents

デオキシリボ核酸の製造法

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JPH01132395A
JPH01132395A JP28949287A JP28949287A JPH01132395A JP H01132395 A JPH01132395 A JP H01132395A JP 28949287 A JP28949287 A JP 28949287A JP 28949287 A JP28949287 A JP 28949287A JP H01132395 A JPH01132395 A JP H01132395A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、発酵法によるデオキシリボ核酸(以下、DN
Aという)の製造法に関するものであり、更に詳しくは
シュードモナス(Pseudomonas)属に属し、
DNA生産能を有する微生物を培養し、菌体内に多量に
生成蓄積せしめたDNAを、分離採取するDNAの製造
法に関する。
[従来の技術] 本発明で得られるDNAは、抗腫瘍剤、抗ウィルス剤な
どの医薬品の重要な合成原料として有用な物質である。
従来、このDNAを製造する方法としては、魚類白子を
原料として抽出精製する方法が一般的である。また、発
酵法によるDNAの製造法も知られており、例えば、ア
ースロバフタ−(Arthrobacter)属、シュ
ードモナス属、ブレビバクテリウム(Brevibac
terium)属、ミクロコツカス(Mi croco
ccus)属、コリネバクテリウム(Coryneba
cterium)属、カンデイダ(Candida)属
またはアスペルギルス(Aspergillus)属に
属スる微生物を、該微生物の資化しうる炭素源含有培地
を用いて好気的に培養して、培地中にDNAを生成させ
る方法(特公昭55−35108号公報)、シュードモ
ナス属に属する細菌をn−パラフィンを炭素源とする培
地で培養し、菌体外にDNAを蓄積させる方法〔アグリ
力ルチアル・バイオロジカル・ケミストリー(Agri
cultural BiologicalChemis
try)第36巻、第133頁(1972年)および第
38巻、第293頁(1974年)〕、シュードモナス
属に属する微生物を酢酸および/または酢酸塩を主たる
炭素源とする培地にキレート剤を添加し、培養方法とし
て培養初期は好気的条件下で培養し、対数期に静置培養
条件下に移す方法を採用することにより、DNAを菌体
外に蓄積させる方法(特開昭55−48399号公報)
、アシネトバクタ−(Aci nctobacter)
属に属する微生物を培養して、培養物からDNAを採取
する方法(特開昭61−115497号公報)が知られ
ている。
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、DNAの製造法として、魚類白子より抽
出精製する方法は、抽出操作のさいのDNAの損失、夾
雑物との分離・精製操作の煩雑さ、原料である魚類の白
子の入手が季節により制約される等の問題点を有する。
また、発酵法による製造法は、一般に得られるDNA溶
液が希薄であるため濃縮コストが大きくなるという問題
点があり、且つ炭素源としてn−パラフィンを用いる方
法では、n−パラフィンが不溶性のため、高回転の機械
的攪拌又は、界面活性剤の添加により油滴を分散させて
培養を行う必要が生じ、基質供給速度が制限され、高い
生産性が確保できないなどの問題点を有している。
[問題点を解決するための手段] 本発明者らは、かかる問題点を解決し、より効率の良い
発酵法によるDNAの製造方法を完全にさせるため検討
を重ねた結果、 従来のようにDNAを菌体外、即ち培地中に蓄積させる
のではなく、シュードモナス属に属し、DNAを生産能
を有する微生物を適切な条件で培養することにより菌体
形成と同時に菌体内にDNAを蓄積できることを見出し
、本発明を完成した。
すなわち本発明はシュードモナス属に属し、デオキシリ
ボ核酸を生産する能力を有する微生物を培養して、菌体
内に多量のデオキシリボ核酸を生成蓄積せしめたのち、
集菌した菌体よりデオキシリボ核酸を採取することを特
徴とするデオキシリボ核酸の製造法を提供するものであ
る。
本発明に於て、特に重要なのは菌体内にDNAを蓄積せ
しめる点であり、これを行うための培地及び培養条件で
ある。
すなわち、本発明にあっては、シュードモナス属に属す
る微生物を、炭素源に酵素糖化液、酸糖化液、廃糖蜜等
の天然炭素源を炭素重量として2〜5%、窒素源に酵母
エキス、ペプトン、コーンスティープリカー、大豆かす
等の天然有機窒素源を窒素重量として0.1%以上、マ
グネシウムを0.004%以上含む培地を用い、酸素充
足条件下に培養することにより、培養の初期(対数増殖
期後期から定常初期までをいう)において、菌体形成と
同時に菌体内に多量のDNAを生成蓄積せしめる点が特
に重要である。
この菌体内のDNAは、培養液から集菌した菌体を熱ア
ルカリ等で処理することで、容易に高濃度溶液として得
られるもので回分培養のみならず連続培養も可能とする
ものである。
次に、本発明で用いる微生物について具体的に説明する
。
(A)生産菌 本発明で使用される菌は、シュードモナス属に属し、菌
体内にDNAを高濃度に蓄積するものであればよく、そ
の種(species)は問わない。具体的にはシュー
ドモナス・エルギノーザ(P、 aeruginosa
)KYU −1(微工研菌奇第9701号)、 シュー
ドモナス・エルギノーザIFO3345、シュードモナ
ス・フルオレッセンス(P、 fluorescens
) I F 03081、シュードモナス。
メラノグナム(P、 melanogenum)■FO
12020、シュードモナス会オーレオファシェンス(
P、 aureofaciens) I F 0352
1、シュードモナス・ポリカラー(P、 polyco
lor)等が示される。特に、シュードモナス・エルギ
ノーザKYU−1は、菌体内に多量のDNAを生成蓄積
する。
シュードモナス・エルギノーザKYU−1は本発明者ら
によって、福岡市大字箱崎地内の空気中より分離された
もので、以下に示す菌学的性質を有する。
(a)形 態 ■ 細胞の形および大きさ: 0.5〜0.6X 1.5〜1.6μの短桿菌■ 細胞
の多形性:なし ■ 運動性、鞭毛の着生状態:運動性あり、単極上 ■ 胞 子:なし ■ ダラム染色性:陰性 ■抗酸性:なし くb)生育状態 ■ 肉汁寒天平板培養:生育良好、白色光沢あり、水溶
性蛍光色素(ビオシアニン)産生 ■ 肉汁寒天斜面培養:生育良好、白色光沢あり、 ■ 肉汁液体培養:表面発育なし、濁度A66o=3〜
5 ■ 肉汁ゼラチン穿刺培養:ゼラチン液化■ リドマス
・ミルク:アルカリ反応 (e)  生理学的性質 ■ 硝酸塩の還元:培養3時間後に試薬を添加すると桃
赤色を呈し、6時間後には赤褐色を呈するとともに赤褐
色の沈澱(亜硝酸塩)を生成。さらに20時間後にはガ
スを発生し、呈色反応は認められない。
■ 脱窒反応:あり ■ インドールの生成:あり ■ 硫化水素の生成:あり ■ クエン酸の利用:クエン酸資化 ■ 無機窒素源の利用:亜硝酸資化、アンモニウム塩資
化 ■ 色素の生成:水溶性蛍光色素(ビオシアニン)産生 ■ オキシダーゼ:陽 性 ■ カタラーゼ:陽 性 [相] 生育の範囲:5°Cにおける生育なし、42°
Cにおける生育あり、至適温度37℃11  酸素に対
する態度:好気性 120−Fテスト(Hugh Leifson法による
):糖を酸化的に分解する 13  糖類から酸およびガスの生成の有無ニゲルコー
スから酸化的にグルコン酸、2−ケトグルコン酸を生成 14  Tween 80の加水分解:陽 性以上の菌
学的性状から本菌株はシュードモナス・エルギノーザと
同定された。なお、本菌株はシュードモナス・エルギノ
ーザKYU−1と命名し、工業技術院微生物工業技術研
究所に寄託した(微工研菌奇第9701号)。
(B)培地 本発明で用いられる培地は、該微生物が良好に生育する
とともに、菌体内にDNAを生成蓄積するために必要な
炭素源、窒素源、無機質およびその他の栄養素等を含む
ものであり、炭素源、窒素源ともに資化されたものであ
れば特に限定されない。具体的には、炭素源としては酵
素糖化液、酸糖化液、廃糖蜜等の天然炭素源が特に良好
であり、炭素重量として2〜5%含むことが望ましい。
窒素源としては酵母エキス、ペプトン、コーンスティー
プリカー、大豆かす等の天然有機窒素源が特に良好であ
り、窒素重量として0.1%以上含むことが望ましい。
また無機質の主なものを元素としてあげるとリン、マグ
ネシウム、マンガン、鉄、カリウム、亜鉛、コバルト、
ニッケル等が例示されるが、特にマグネシウムは必須で
あり、0.004%以上含むことが望ましい。
(C)  培養条件 DNAを効率よく生成するとともに、生成したDNAを
菌体内に蓄積するためには、通気攪拌を行う深部培養で
なければならず、また、培養中は溶存酸素濃度がその臨
界酸素分圧以上を保つよう−1n   − に、酸素充足条件となるような高攪拌、高通気を行う。
pHは7付近に制御し、温度を20〜40℃に保つこと
により培養の初期に菌体内でのDNAの生成蓄積が進行
する。
培養は回分培養でもよいが、連続培養がより適しており
、容易に連続化することが可能である。
当然生産性の点でも連続培養の方がすぐれている。
(D)DNAの分離採取 りNAの分離採取は、まず遠心分離等の手段により培地
から菌体を単離し、この菌体を少量の水に懸濁する。次
にこの懸濁水のpHを約12に調整したのち、加熱して
溶菌させDNAの高濃度溶液を得る。この溶菌操作は通
常は約90℃で1時間程度を要するが、これに限定され
ない。また、このさいリゾチームや界面活性剤等を使用
することも可能である。次いで、DNA高濃度溶液を濾
過して固形不純物を除いたのち、溶液に対して2倍容の
エタノールを加えることによりDNAを不溶化し、遠心
分離等の手段により粗DNAを単離する。このようにし
て得られた粗DNAは常法により精製するか、そのまま
デオキシリボヌクレオシド類の原料として使用すること
もできる。
[実 施 例] 以下実施例で本発明を具体的に説明する。
実施例 1 シュードモナス・エルギノーザKYU−1を肉エキス1
.0%、ペプトン1.0%、食塩0.5%、寒天1.5
%、pH7,0の組成を有する斜面培地において、30
℃で24時間培養後、酵母エキス1.0%、ペプトン1
.0%、食塩0.5%、ブドウ糖0.5%、pH7,0
の組成を有する培地5mlを入れた試験管に植菌して、
30℃で15時間振とう培養し、シードとした。このシ
ード培養液をブドウ糖5.0%、尿素0.4%、コーン
スティープリカー粉末1.5%、H3P040.3%、
KC,Qo、05%、MgSO4Φ7H200,04%
、pH7、0の組成を有する培地50m1を入れた坂ロ
フラスコへ2.5ml植菌し、30’Cにてpitch
 50mm、 140strokes/minの往復振
とう培養を行ったところ、48時間後に乾燥菌体重量が
16mg/mlに達し、この時点で、菌体内に1.14
 mg/mlのDNAが生産されていた。この培養液5
0m1を10,000rpmで5分間遠心分離して菌体
を分離し、これを0.3 N  Na OH水溶液5m
lに懸濁し、90℃で1時間加熱して溶菌した。この溶
液をpH5,0に調整後、エタノール10m1を加えて
DNAを不溶化し、10.00Orpmで5分間遠心分
離して、粗DNA57mg(純度的70%)を単離した
。収率は培地に使用したブドウ糖に対し1.6%であっ
た。
実施例 2 シュードモナス舎エルギノーサKYU−1を用い、実施
例1と同様にしてシード培養液を調製し、下記の組成を
有する培地300 ml張込みのミニジャーファーメン
タ−へ、15m1植菌した。
A培地 ブドウ糖          5.0%尿素 
    0.4% コーンスティープリカー粉末 1.5%H3PO40,
3% KCIfll             O,05%M
g50  ・7H200,04% B培地 ブドウ糖         10.0%尿素 
    0.8% コーンスティープリカー粉末 3.0%H3PO40,
6% KCρ            0.1%Mg5O・7
H200,04% 培養温度は30℃、pHはアンモニアガス吹込みで7.
0に制御、攪拌は1.500rpms通気は常圧化1/
2 VVMで培養した。その結果DO2は、常時連続発
酵の定常状態の間、A培地、B培地共に臨界溶存酸素濃
度以上に保たれ、酸素供給が生育およびDNA生成を律
速することはなかった。最初に希釈率0.lhr”でA
培地を用いて連続培養を行ったところ、90時間後に定
常状態に達したが、そのとき流出液は、乾燥菌体重量1
5mg/ml、菌体内D N A 1.05mg/ m
lであった。そこで希釈率を0.08hr’、培地をB
培地に変えて、更に同様のpHおよび通気攪拌条件で培
養を続けたところ、培地を変えてから70時間後に定常
状態に達し、流出液の乾燥菌体重量28mg/ml、菌
体内D N A 1.96mg/m1となった。次に1
0時間分の連続培養抜出し液(300ml)を7.00
Orpmで10分間遠心分離して菌体を分離し、これを
0.3N  Na OH水溶液30m1に懸濁し、90
℃で1時間加熱して溶菌した。この溶液をpH5,0に
調整後、エタノール60m1を加えてDNAを不溶化し
、7 、000rpmで10分間遠心分離して粗DNA
870 mg (純度70%)を単離した。この連続培
養のDNA生産性を培養液量、単位時間当たりに換算す
ると0.156g/ρ・hrとなる。収率は培地にフィ
ードしたブドウ糖に対して1.6%であった。
[発明の効果] 本発明は、シュードモナス属に属し、DNA生産能を有
する微生物を培養することにより、菌体形成と菌体内D
NA生成蓄積を同時に進行せしめることにより従来の菌
体外へDNAを蓄積させる方法に於て定常期後期まで培
養を続ける必要があったのに対し、対数増殖期後期〜定
常期初期という短時間で培養を終了とすることが可能と
なりた。すなわち本発明の特長は菌体形成と菌体内DN
A生成が同時におこるgrovth associat
ed型をとることにより、従来困難であった連続培養を
可能にするものであり、工業的にきわめてすぐれた発酵
法によるDNA製造法を具現化したものである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、シュードモナス属に属し、デオキシリボ核酸を生産
    する能力を有する微生物を培養して、菌体内に多量のデ
    オキシリボ核酸を生成蓄積せしめたのち、集菌した菌体
    よりデオキシリボ核酸を採取することを特徴とするデオ
    キシリボ核酸の製造法。 2、培養を、炭素源に酵素糖化液、酸糖化液、廃糖蜜等
    の天然炭素源を炭素重量として2〜5%、窒素源に酵母
    エキス、ペプトン、コーンス ティープリカー、大豆かす等の天然有機窒素源を窒素重
    量として0.1%以上、マグネシウムを0.004%以
    上含む培地を用い、酸素充足条件下に行うことからなる
    特許請求の範囲第1項記載のデオキシリボ核酸の製造法
    。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8296154B2 (en) 1999-10-26 2012-10-23 Hearworks Pty Limited Emphasis of short-duration transient speech features

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5933226A (ja) * 1982-08-19 1984-02-23 Mitsui Toatsu Chem Inc 抗腫瘍活性物質pd−01とその製法およびその製剤

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