JPH01247093A - アセテート・カイネース遺伝子 - Google Patents

アセテート・カイネース遺伝子

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JPH01247093A
JPH01247093A JP7315688A JP7315688A JPH01247093A JP H01247093 A JPH01247093 A JP H01247093A JP 7315688 A JP7315688 A JP 7315688A JP 7315688 A JP7315688 A JP 7315688A JP H01247093 A JPH01247093 A JP H01247093A
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acetate kinase
coli
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    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/10Transferases (2.)
    • C12N9/12Transferases (2.) transferring phosphorus containing groups, e.g. kinases (2.7)

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  • General Health & Medical Sciences (AREA)
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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、アセテート・カイネース(ace ta t
ekinase)の製造に有用なアセテート・カイネー
スをコードする遺伝子(以下、アセテート・カイネース
遺伝子という)に関する。
アセテート・カイネースは、下記の反応式で示される反
応を触媒する酵素である。
そして、アセテート・カイネースは、ATPの製造等に
極めて有用なものである。
〔従来の技術〕
従来、アセテート・カイネースは、例えば、エツジエリ
シア・コリ(Escherichia colt)を培
養し、菌体よりアセテート・カイネースを分離、精製す
ることにより製造されている〔ジェイ、パイオル、ケム
、(J、Biol、Chem、) 、第261巻、第2
9号、第13487〜13497頁(1986) )。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記のアセテート・カイネースの製造法
によるときには、該酵素の収率が著しく低い等の難点が
あった。
〔課題を解決するための手段〕
そこで、本発明者等は、上記難点を解決すべく種々検討
した結果、アセテート・カイネース遺伝子を含有するD
NAをベクターDNAに挿入した組み換え体DNAを得
、この組み換え体をエツジエリシア(Escheric
hia)属に属する菌株に含ませたアセテート・カイネ
ース生産能を有する菌株を培地に培養すると高収率でア
セテート・カイネースが生産されること等の知見を得、
特許出願を行なった(特願昭62−273146及び6
2−273147号明細書)。
その後、本発明者等は、エツジエリシア・コリ(Esc
herichia colt)由来のアセテート・カイ
ネース遺伝子について更に検討した結果、エツジエリシ
ア・コリ由来のアセテート・カイネース遺伝子を初めて
単離及び構造決定することに成功し、本発明を完成した
すなわち、本発明は、特許請求の範囲に示されるアミノ
酸配列をコードするアセテート・カイネース遺伝子であ
る。
以下、本発明について詳細に説明する。
先ず、アセテート・カイネース遺伝子を含有するDNA
の調製について述べる。
例えば、大腸菌好ましくは大腸菌(E、coli)11
00(Max−Plank−Institut西独、ハ
イデルベルグより入手)を培養して培養物を得る。
上記微生物を培養するには、通常の固体培養法で培養し
てもよいが、なるべく液体培養法を採用して培養するの
が好ましい。
また、上記微生物を培養する培地としては、例えば酵母
エキス、ペプトン、肉エキス、コーンスイープリカーあ
るいは大豆もしくは小麦敦の浸出液等の1種以上の窒素
源に、リン酸第1カリウム、リン酸第2カリウム、硫酸
マグネシウム、塩化ナトリウム、塩化マグネシウム、塩
化第2鉄、硫酸第2鉄あるいは硫酸マンガン等の無機塩
類の1種以上を添加し、更に必要により糖質原料、ビタ
ミン等を適宜添加したものが用いられる。
なお、培地の初発p)(は、7〜9に調整するのが適当
である。また培養は30〜42°C1好ましくは37°
C前後で4〜24時間、好ましくは6〜24時間、通気
撹拌深部培養、振盪培養、静置培養等により実施するの
が好ましい。
このようにして得られる培養物を、例えば3.00Or
、p、m、以上、好ましくは8,000〜10.00O
r、p、m、で5分以上、好ましくは10〜15分間遠
心分離して大腸菌1100の菌体を得る。
この菌体より、例えば斎藤、三浦の方法[バイオケム、
バイオフィズ、アクタ、 (Biochem、Biop
hys。
Acta、)、第72巻、第619頁(1963年)]
、ケー・工ス・カービー(K、S、Kirby)の方法
[バイオケム。
ジェイ、 (Biochem、J、)、第64巻、第4
05頁(1956年)コ等の方法により染色体DNAを
得ることができる。
ついで、この染色体DNAに、突出末端を生じさせる制
限酵素、例えば5au3A4 (東洋紡績社製)を、温
度30’C以上、好ましくは37°C1酵素濃度1〜1
0ユニット/−で20分以上、好ましくは30分〜2時
間作用させて消化し、種々の染色DNA断片混合物を得
る。
そして、アセテート・カイネース遺伝子は、リンケージ
・マツプ(Linkage map) [マイクロバイ
オロジカル・レビュウズ(Microbiologic
al Reviews)、第47巻、第2号、第180
〜230頁(1983年)]上、purF (クルクミ
ン・フォスフォリボシルバイロフォスフエイト・アミド
トランスフェラーゼ(にlujaminePhosph
oribosyl−pyrophosphate am
idotransferase)遺伝子の近傍に位置づ
けられているので、前記染色体DNA断片混合物からク
ロモゾーマル・ウオーキング(Chromosomal
 Walking)法〔ネイチャー(Nature)、
第300巻、第4号、第35〜42頁(1982年)〕
によりpurF遺伝子の近傍に存在するアセテート・カ
イネース遺伝子を含有するDNA断片を検索することが
できる。
このようにして得たDNA断片混合物から、例えば通常
のアガロースゲル電気泳動法によりDNA断片混合物を
得、更に例えばフェノール抽出等の精製手段により精製
し、また更に例えばエタノール沈澱法等の濃縮手段によ
り濃縮し、純化されたDNA断片混合物(この中にアセ
テート・カイネース遺伝子を含有するDNA断片が含ま
れる)を得る。
一方、本発明において用いることのできるベクターDN
Aとしては、如何なるものでもよく、例えばプラスミド
ベクターDNA、バクテリオファージベクターDNA等
が挙げられが、具体的には例えばプラスミドpUc19
 DNA (宝酒造社製)などが好ましい。
上記ベクターDNAに、突出末端を生じさせる制限酵素
、例えばEcoRI及びBamtlI (いずれも宝酒
造社製)を、温度30°C以上、好ましくは37°C5
酵素濃度10〜1000ユニット/dで1時間以上、好
ましくは1〜3時間作用させて消化し、切断されたベク
ターDNAを得る。
次いで、上記のようにして得た大腸菌1100由来で、
アセテート・カイネース遺伝子を含有するDNA断片混
合物と、切断されたベクターDNAを混合し、これに例
えば大腸菌DNAリガーゼにュー・イングランド・バイ
オ・ラプス社製)、T4DNAリガーゼ(ベーリンガ・
マンハイム社製)など、好ましくはT4DNAリガーゼ
を、温度4〜37°C1好ましくは4〜16°C1酵素
濃度1〜100ユニットで1時間以上、好ましくは6〜
24時間作用させて組み換え体DNAを得る。
この組み換え体DNAを用いて、例えば大腸菌に−12
、好ましくは大腸菌J M 101 (ATCC338
76) 、。
大腸菌HB 101 (ATCC33694)、大腸菌
D HI (ATCC33849)、大腸菌χ−177
6(ATCC31244)、などを形質転換あるいは形
質導入してそれぞれの菌株を得る。
この[転換はデイ−・エム・モーリソン(D、M。
Morrfson)の方法〔メソヅ・イン・エンザイモ
ロジー(Methods in Enzymology
) 、第68巻、第326〜331頁(1979年)〕
により行なうことができる。
また形質導入はビー・ホーン(B、1lohn)の方法
〔メソヅ・イン・エンデイモロジー第68巻、第299
〜309頁(1979年)〕によって行なうことができ
る。
そして、上記菌株よりアセテート・カイネース生産能を
有する菌株をスクリーニングすることにより、アセテー
ト・カイネース遺伝子を含有するDNAをベクターDN
Aに挿入した組み換え体DNAを含み、アセテート・カ
イネース生産能を有するエツジエリシア属に属する菌株
を得ることができる。
このようにして得られた菌株より純化された新規な組み
換え体DNAを得るには、例えばビー・グーリー(P、
Guerry)等の方法(ジェイ、バクテリオロジー(
J、Bacteriology)第116巻、第106
4〜1066頁(1973年)〕、デー・ビー・フレウ
ェル(D。
B、Cle%1ell)の方法〔ジェー、バクテリオロ
ジー第110巻、第667〜676頁(1972年)〕
などにより得ることができる。
次いで、上記の純化された新規な組み換え体DNAに、
例えば、制限酵素Mlul及び」■■(いずれも宝酒造
社製)を温度30″C以上、好ましくは37°C1酵素
濃度5〜20ユニット/−で0.5〜2時間、好ましく
は約1時間作用させて消化し、DNA断片混合物を得る
上記DNA断片混合物よりアセテート・カイネース遺伝
子を含有するDNAを単離するには、ティー・マニアテ
イス(T、Maniatis)等の方法〔モレキュラー
・クローニング(Molecular Cloning
)、コールド・スプリング・ハーバ−・ラボラトリイ(
Cold Spring Harbor Labora
tory) 、第173頁〜第178頁(1982年)
)により得ることができる。
上記アセテート・カイネース遺伝子を含有するDNAを
用いて、実施例の項目(7)に示すような方法によって
、アセテート・カイネース遺伝子のみの全塩基配列の解
析を行い(第4図参照)、次いで前記塩基配列を有する
遺伝子によって翻訳されるポリペブタイドのアミノ酸配
列を確定する(第5図参照)。
二のようにして確定されたアミノ酸配列をコードする遺
伝子が本発明のアセテート・カイネース遺伝子である。
次に、上記のようにして得られたアセテート・カイネー
ス遺伝子を含有するDNAをベクターDNAに挿入した
組み換え体DNAを含み、アセテート・カイネース生産
能を有するエツジエリシア属に属する菌株を用いてアセ
テート・カイネースを生産するには、前記大腸菌110
0の培養法と全く同様にして培養し、培養物を得る。
培養終了後、該培養物よりアセテート・カイネースを採
取するには、通常の酵素採取手段を用いて得ることがで
きる。
例えば、常法により菌体を、超音波破壊処理、磨砕処理
などするか、または、リゾチーム等の溶菌酵素を用いて
本酵素を抽出するか、またはトルエン等の存在下で振盪
もしくは放置して自己消化を行なわせ本酵素を菌体外に
排出させる。この溶液を濾過、遠心分離などして固形部
分を除去し、必要によりストレプトマイシン硫酸塩、プ
ロタミン硫M塩あるいは硫酸マンガンにより除核酸した
のち、これに硫安、アルコール、アセトン等を添加して
分画し、沈澱物を採取し、これを水に対し透析したのち
真空乾燥して粗酵素標品を得る。
更に、アセテート・カイネースの情製品を得るには、例
えばDEAE−セルロース(ジ・エチル・アミン・エチ
ル・セルロース、米国ブラウン社製)、DEAE−セフ
ァデックス(ジ・エチル・アミン・エチル・セファデッ
クス、スウェーデン国ファルマシア社製) 、QAE−
セファデックス(スウェーデン国、ファルマシア社製)
等のイオン交換物質を用いる吸着溶出法にて精製するか
、またセファデックスG−200(スウェーデン国、フ
ァルマシア社製)、セファロース6B(スウェーデン国
、ファルマシア社製)等を用いるゲル濾過法、ハイトロ
キシルアパタイト (米国バイオラッド社製、バイオゲ
ルHT)を用いる吸着溶出法、ポリアクリルアミドゲル
等を用いる電気泳動等を適宜選択、組み合わせて実施す
ることにより、高度に精製されたアセテート・カイネー
ス標品を得ることができる。
上記精製手段により得られる精製アセテート・カイネー
スの理化学的性質は、〔ジェイ、パイオル、ケム、 (
J、Biol、Chem、)、第261巻、第29号、
第13487〜13497号(1986年)〕記載のア
セテート・カイネースの理化学的性質と全く同様である
〔発明の効果〕
上述したことから明らかな如く、本発明のアセテート・
カイネース遺伝子を含有するDNAをベクターDNAに
挿入した組み換え体DNAを含むエツジエリシア属に属
する菌株を培地に培養することにより、アセテート・カ
イネースを高収率で得ることができるので、本発明は産
業上極めて有用なものである。
〔実施例〕
以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する
実施例 (1)大腸菌1100株DNAの調製 大腸菌1100(Max−Plank−Inslloo
(西独、ハイデルヘルグより入手)株を、T−Y培地[
1%(W/V)バクトートリプトン(Bacto−tr
ypton)  (デイフコ(Dirco)社製〕、0
゜5%(W/V)バクトーイーストエキストラクト(B
acto−yeast extract)  (デイフ
コ(Dirco)社製〕及び0.5%(W/V) Na
C1(p H7,2) ]100 rnlに接種し、温
度37°Cで8時間振盪培養し、培養物を得た。
この培養物を10 + OOOr 、 p 8m 、で
15分間、常法により遠心分離処理し、湿潤菌体0.5
gを得たのち、該菌体から斎藤、三浦の方法〔バイオケ
ム、バイオフィズ、アクタ、(Biochrm、Bio
phys、Acta、)、第72巻、第619頁(19
63年)〕により染色体DNAを得た。
次いで、この染色体DNA60μg及び制限酵素j且j
AI(東洋紡績社製)3ユニツトを、10mMトリス−
塩酸緩衝液(50mM NaC1,10mM MgSO
4及び1mMジチオスレイトール含有) (pH7,4
)に夫々混合し、温度37°Cで30分間反応させた。
反応終了液を常法により、フェノール抽出処理し、エタ
ノール沈澱処理した後、この5au3A’lで消化され
たDNA断片が再結合することを防止するために、モレ
キュラー・クローニング(Molecular Clo
ning)、第133〜134頁の方法でバクチリアル
・アルカリフォスファターゼ(Bacterial A
lkaline Phosphatase)処理により
、DNA断片の脱リン酸化を行ない、常法によりフェノ
ール抽出処理し、更にエタノール沈澱処理して、5au
3AIで消化された大腸菌1100株の染色体DNA断
片50μgを得た。
(2)バクテリオファージベクターD N A (EM
BL4)を利用した大腸菌染色体DNAライブラリーの
作製 バクテリオファージベクターDNA (EMBL4)〔
プロメガ・バイオチク(Promega Biotec
)社製〕20ug及び制限酵素Bam1lI (全酒造
社製)200ユニツトを50mM )リス−塩酸緩衝液
(100mM NaC1及び10mM Mg5Oa含有
) (pH7,4)に混合し、温度37℃で2時間反応
させて消化液を得、原液を常法によりフェノール抽出及
びエタノール沈澱処理した後、バクテリオファージ・ベ
クター由来の中間DNAフラグメントが再結合すること
によりバクテリオファージができることを防止するため
に、エタノール沈澱物20μg及び制限酵素5ail 
100ユニツトを50mM )リス−塩酸緩衝液(10
0mM NaC1及び10mM Mg5Oa含有) (
pH7,4)に混合し、温度37℃で2時間反応させて
消化液を得、原液を常法によりフェノール抽出及びエタ
ノール沈澱処理して、」憇旧で消化されたバクテリオフ
ァージEMB L 4 DNAを得た。
次いで、このBam)l Iで消化されたバクテリオフ
ァージEMBL4 DNA1μg、上記項目(1)で得
られた5au3AIで消化された大腸菌1100株の染
色体DNA断片1μg及び2ユニツトの74DNAリガ
ーゼ〔ベーリンガー・マンハイム(Boeringer
Manheim)社製〕を、66mM MgCh、 1
0mMジチオスレイトール及び10mMA T Pを含
有する66mM )リス−塩酸緩衝液(p H7,5)
に添加し、温度16°Cで16時間反応し、DNAを連
結させた。
次いで、該DNA混合物を、イン・ビトロ・パッケージ
ング(in vitro packaging)法〔メ
ンズ・イン・エンデイモロジ−(Methods in
 Enzymo]ogy)、第68巻、第281〜29
8頁(1979年)〕により、バクテリオファージの被
膜蛋白質で包み、バクテリオファージ粒子を調製した。
次いで、このようにして得たバクテリオファージ粒子を
大腸菌NM539  (プロメガ・バイオチク(Pro
mega Biotec)社より入手〕を指示菌と些で
、トリプトン寒天培地[トリプトン(Dirco(社)
製〕1%、NaCl O,25%、寒天1.2%で、加
圧滅菌したのち、30−ずつ直径9cmのシャーレに分
注したものである。]上に撒き、温度37°Cで16時
間静置培養したのち、約5,000個の溶菌斑を得、こ
れをライブラリーとして使用した。
(3)  p u r F遺伝子を含むDNAの調製大
腸菌アセテート・カイネース発現に関与する遺伝子ac
kAは、前述した如く、purF遺伝子の近傍に位置づ
けられている。purF遺伝子の塩基配列は、ジェイ・
ヤン・ツオー(J、Yun、Tso)等の報告〔ジャー
ナル・オプ・バイオロジカル・ケミストリー(Jour
nal of Biological Chemstr
y)、第257巻、第3525〜3531頁、1982
年〕に記載されている。このpurF遺伝子の塩基配列
の一部である5’ GTCGGTATCGCCGGTG
 3’の16塩基のオリゴヌクレオチドをDNA合成機
(ベックマン(Beckmann)社製)を用いて、合
成した。この20ngのオリゴヌクレオチドの5゛末端
を(32P ) ATP  (アマジャム社製)を用い
て、モレキュラー・クローニング(Molecular
Cloning)、第122〜126頁、コールド・ス
プリング−ハーバ−・ラボラトリイ(Cold Spr
ing HarborLaboratory) (19
82)記載の方法に従って標識した。
上記の方法で調製した!!pで標識したpurF遺伝子
の一部であるオリゴヌクレオチドをプローブとして用い
、項目(2)で作製した組み換え体バクテリオファージ
EMBL4DNAをベクターとする大腸菌1100株染
色体DNAライブラリーを、プラーク・ハイブリダイゼ
ーション法〔(モレキュラー・クローニング(Mole
cular Cloning) 、第312〜328頁
、コールド・スプリング・ハーバ−・ラボラトリ4 (
Cold Spring Harbor Labora
tory) (1982)〕で検索し、purF遺伝子
を有するプラークを得た。該プラークをモレキュラー・
クローニング(Molecular Cloning)
、第371〜372頁、コールド・スプリング・ハーバ
−・ラボラトリイ (ColdSpring Harb
or Laboratory)(1982)記載の方法
に従い、purF遺伝子を含むバクテリオファージDN
Aを精製し、この組み換え体バクテリオファージDNA
をhy102と命名した。
該組み換え体バクテリオファージhy102 D N 
Aを制限酵素地図III、 E並R1,」憇HI、  
B■II及び5alI(いずれも宝酒造社製)を用い、
単一消化及び二重消化して得られたDNA断片をアガロ
ース電気泳動法により、移動度パターンを分析し、得ら
れた移動度パターンとバクテリオファージDNA(宝酒
造社製)をHindIIIにより消化して得られたDN
A断片の標準移動度パターンとを対比することにより得
られた制限酵素地図は、第1図に示すとおりであった。
(4)アセテート・カイネース遺伝子の検索−一一プロ
ープDNAの作製 組み換え体バクテリオファージhy102 DNA5μ
gを、15μlのTE緩衝液(1mMEDTAを含む1
0mM トリス−塩酸緩衝液(pH7,5))に溶解し
、これに2μ2の旧gh緩衝液〔50μl1Mトリスー
塩酸緩衝液(p H,7,5) / 1000mM N
aC1/ 100mM MgC1z/ 10mMジチオ
スレイトール〕及び30ユニツトのEcoRIヲ添加し
、温度37°Cで2時間切断処理した。
このDNA全量を0.7%(W/V)アガロースゲルを
用いた電気泳動で分離した。アガロースゲル電気泳動は
、ティ・マニアティス(T、Maniatis)等の方
法〔モレキュラー・クローニング(Molecular
Cloning)、第156〜161頁、コールド・ス
プリング−ハーバ−・ラボラトリイ(Cold Spr
ing HarborLaboratory) (19
82) )に従って行なった。バクテリオファージ1t
y102 DNA中の3.45Kbp E赳1?I/E
coRI D N A断片を含むゲル部分をゲルより切
りだして透明チューブに入れ、2dのTE緩衝液を加え
た後、透明チューブをシールし、電気泳動により、ゲル
中から緩衝液中にDNAを溶出した。
この溶液に等量の水飽和フェノールを加え、撹拌したの
ち、水層を回収し、常法に従いエタノール沈澱によりD
NAを回収した。
得られた3、45Kbp DNA1片を、(”P ) 
 dCTP (アマジャム社製)を用いてニックトラン
スレーション法により標識し、プローブを得た。ニック
トランスレーションは、宝酒造社製のキットを珀い、宝
酒造社の指示するジェイ・モル・パイオル・(J、Mo
1.Biol、)、第113巻、第237〜251頁(
1977)及び、モレキュラー・クローニング(Mol
ecular Cloning)、第109〜112頁
、コールド・スプリング・ハーバ−・ラボラトリイ(C
old SpringHabor Laborator
y) (1982)記載の方法に従って行なった。
(5)アセテート・カイネース遺伝子の検索−m−りロ
モゾーマル・ウオーキング法によるアセテート・カイネ
ース遺伝子の検索 前述の方法で調製した!tpで標識した3、45Kbp
DNA断片をプローブとして用い、項目(2)で作製し
た組み換え体バクテリオファージEMB L 4 DN
Aをベクターとする大腸菌1100株染色体DNAライ
ブラリィを、項目(3)と同様にプラーク・ハイブリダ
イゼーション法で検索し、3.45Kbp DNA断片
を有するプラークを得た。該プラークを夫々、モレキュ
ラー・クローニング(Molecular Cloni
ng)、第371〜372 Lコールド・スプリング・
ハーバ−・ラボラトリイ(Cold Spring t
labor Laboratory)(19B2)記載
の方法に従って処理し、バクテリオファージDNAを精
製した。3.45Kbp DNA断片を含む組み換え体
バクテリオファージDNAをby122と命名した。
該組み換え体バクテリオファージhy122 DNAを
、項目(3)に記載の方法に従って、前記各種制限酵素
を用い、消化し、第2図に示す通り制限酵素地図を得た
該組み換え体バクテリオファージhy122 D NA
10μgを、15μ尼のTE緩衝液に溶解したものに、
2μ2の旧gh緩衝液、30ユニツトの制限酵素」並R
I及び30ユニツトの制限酵素BamHIを夫々添加し
、温度37°Cで2時間反応を行ない、DNAを切断し
た。切断した組み換え体バクテリオファージhy122
DNAより、4.5Kbpの」並RI/ B憇旧DNA
断片を、前述のアガロースゲル電気泳動法を用いる方法
に従って単離し、6ggのEcoRT/ Bam旧DN
A断片を得た。
一方、プラスミドpUc19 DNA (宝酒造社製)
1ggを、18μ2のTE緩衝液に溶解したものに、3
μlの旧gh緩衝液、5ユニツトの上旧及び5ユニツト
のEcoRIを添加し、温度37゛Cで1時間消化した
のち、常法によりフェノール抽出及びエタノール沈澱処
理を行ない、沈澱物を得た。
0.5μgのEcoRI及び」U旧で消化したプラスミ
ドpUc19 DNA及び、0.5μgの上記hy12
2 DNA由来の4.5Kbp EcoRI/ Bat
nIIIDNA断片を、夫々7μ2の水に溶解し、13
μ2の混液[77mM )リス−塩酸緩衝液(p H7
,4) / 15mM MgC1z/ 15mMジチオ
スレイトール10.15mM^TP)及び、1ユニツト
のT4DNAリガーゼを添加し、温度8°Cで18時間
連結反応を行なった。この反応液を用い、ジャーナル・
オブ・バクテリオロジー(Journal ofBac
−teriology)、第119巻、第1072〜1
074頁(1974年)記載の形質転換法により、大腸
菌JMIOI株(ATCC33876)を形質転換し、
薬剤耐性(アンピシリン耐性)及び、β−ガラクトシダ
ーゼ活性を検討し、形質転換株を得、その株の含有する
アセテート・カイネース遺伝子を含む組み換え体プラス
ミドDNAをpAK122と命名した。このようにして
得られた大腸菌J M 101 (pAK122)は、
工業技術院微生物工業技術研究所に微工研条寄第153
4号(FERMBP−1534)として寄託されている
(6)アセテート・カイネース遺伝子を含むプラスミド
pAK122 D N Aの調製 上記で得られたプラスミドpAK122 D N Aを
含有する大腸菌101株(FERM BP−1534)
を、トリプトン1%(W/W) 、酵母エキス0.5%
(W/W)及びNaC10,5%(W/V)からなる培
地12に、該培地を用い、温度37°Cで24時間前培
養して得られた大腸菌JM101(ρ1K122)の培
養液20−を接種し、温度37°Cで3時間振盪培養し
たのち、0.2gのクロラムフェニコールを添加し、更
に同一温度で20時時間項養を行ない、培養液を得た。
次いで、この培養液を、常法により6000r、p、m
で10分間遠心分離処理して湿潤菌体2gを得、これを
20−の25%(讐/V)ショ糖を含有する350mM
  トリス−塩酸緩衝液(p H8,0)に懸濁した後
、更に、これにリゾチーム(シグマ社製)10■、0.
25M EDTA溶液(pH8,0) 8 triおよ
び20%(W/V)  ドデシル硫酸ナトリウム溶液8
rdを夫々添加し、温度60°Cで30分間保温して溶
菌し、溶菌液を得た。この溶菌液に、5MNaC1溶液
13m1を添加し、温度4°Cで16時間処理したもの
を常法により、15000r、plm。
で30分間遠心分離して抽出液を、常法によりフェノー
ル抽出処理及びエタノール沈澱処理を行ない沈澱物を得
た。
次いで、この沈澱物を通常の減圧乾燥処理したものを、
1mMEDTAを含有する10mM トリス−塩酸緩衝
液(p H7,5) 6 mffに溶解し、さらに、こ
れに塩化セシウム6g及びエチジウムブロマイド(19
■/mf)0.2dを添加したものを、常法により39
000r、p、m、で42時間超遠心分離機を用いて平
衡密度勾配遠心分離処理を行ない、組み換え体プラスミ
ドpAK122 D N Aを単離し、また更に、n−
ブタノールを使用してエチジウムブロマイドを除去した
のち、1mMEDTAを含有する10mM )リス−塩
酸緩衝液(pH7,5)に対して透析を行ない純化され
た組み換え体プラスミドpAK122 D N A 5
00μgを得た。
該組み換え体プラスミドpAK122 D N Aを項
目(3)に記載の方法に従って、各種制限酵素を用い消
化し、第3図に示す通り制限酵素地図を得た。
(7)  アセテート・カイネース遺伝子を含有するD
NAの塩基配列の解析 項目(6)で得られた組み換え体プラスミドpAK12
2DNA15μgを、制限酵素MluI及び」■■(い
ずれも全酒造社製)で切断し、アセテート・カイネース
遺伝子を含有する2、9KbDNA断片5μgを得、こ
のDNA断片をプラスミドpUc18及びpUc19D
 N A <いずれも全酒造社製)のSma I及び−
Pst1部位にクローニングし、得られた組み換え体プ
ラスミドDNAを用いて大腸菌J M 101 (AC
TT33876)を形質転換し、形質転換株、大腸菌J
MIOI (pAK124−8)及びJ MIOI(p
AK124−9)を夫々得た。
なお、DNAの制限酵素による切断、T4DNAリガー
ゼによる連結及び形質転換方法は、前記項目(5)に記
載の方法に、また、DNA断片のアガロースゲル電気泳
動による単離は、前記項目(4)に記載の方法に準拠し
た。このようにして得られた形質転換株は、ヘルパーフ
ァージM13KO7(全酒造社製)を感染させ、メッシ
ング(Messing)の方法〔メンズ・イン・エンデ
イモロジー(Methodsin Enzymolog
y)、第101巻、第20〜78頁(1983) )に
従い一本鎖DNAを調製した。
得られた1本鎖DNAによるシーフェンシングは、7−
DEAZAシークエンスキット (全酒造社製)を用い
上記メッシングの方法に従って行なった。また、ブライ
マーは、システム1プラスDNA合成機(ベックマン社
製)を用いて合成した。
更に、塩基配列の解析のためのゲル電気泳動は、8%(
W/V)ポリアクリルアミドゲル(富士写真フィルム社
製)を用いて行なった。
得られたアセテート・カイネース遺伝子のみの全塩基配
列を第4図に、また、該遺伝子から翻訳されるポリペプ
チドのアミノ酸配列を第5図に夫々示した。
(8)大腸菌J M 101 (pAK122)の培養
及び粗酵素液の調整 大腸菌J MIOI(pAK122) (FERM B
P−1534)を、LB−amp培地〔バクトトリブト
ン1%(W/W) 、酵母エキス0.5%(W/W) 
、NaC1O,5%(W/W)及びアンピシリン50t
1g/if) 3mlにて温度37°Cで18時間振盪
培養を行なった。この培養液0.5 mlを、10rn
lの上記LB−amp培地に接種し、温度37°Cで6
時間振盪培養したのち、3500r、p、m、で10分
間遠心分離処理して湿潤菌体を得、該菌体を10mM 
MgC1g及び1mMEDTAを含有する10mMリン
酸緩衝液(pH7,5)2rrIに懸濁し、常法により
超音波破壊処理し、粗酵素液を得た。このようにして得
られた粗酵素液中のアセテート・カイネース活性の測定
は、下記の方法により行い、その結果を下表に示した。
得られた粗酵素液中のアセテート・カイネース活性の測
定は、トーツス(Thomas)等の方法〔ジャーナル
・オブ・バクテリオロジーUournal ofBac
teriology)、第144巻、第672〜682
頁(1980年)〕を改良して、生成するNADPHの
モル数を算出することにより行なった。
すなわち、5mM MgC1z、10mMグルコース、
0.5mMNADP、5mMADP及び5mMアセチル
リン酸を含有する0、1mMHEPESli衝液(pH
7,0)中に、5ユニツト/@lのグルコース6リン酸
デバイドロゲナーゼ(ベーリンガー・マンハイム社製)
及び21ユニツトのへキソキナーゼ(ベーリンガー・マ
ンハイム社製)を添加し、この溶液2.4 fdに50
倍希釈した粗酵素液0.1−を混合したのち、340n
mの吸収の変化より、生成したNADPHの量を算出し
た値を下表に示した。
また、比較のため、プラスミドpUc19 DNAを有
する大腸菌JMIOI株〔大腸菌101 (pUc19
) )についても同様にアセテート・カイネース活性を
測定した。結果を下表に示した。
(本頁以下余白) 上表より明らかな如く、本発明のアセテート・カイネー
ス遺伝子によって形質転換された大腸菌JMIOI (
pAK122)を用いたものは、対照の大腸菌JM10
1 (plJc19)を用いたものに比しNADPH生
成量が著しく増加しており、アセテート・カイネースが
発現されていることが判る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、組み換え体バクテリオファージhyt。 2 DNAの制限酵素地図であり、第2図は、組み換え
体バクテリオファージhy122 D N Aの制限酵
素地図であり、第3図は、組み換え体プラスミドpAK
122 D N Aの制限酵素地図であり、第4図は、
実施例のアセテート・カイネース遺伝子のみの全塩基配
列を示す図であり、また、第5図は・第4図に示す塩基
配列を有する遺伝子から翻訳されるポリペプチドのアミ
ノ酸配列を示す図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)下記に示されるアミノ酸配列をコードするアセテ
    ート・カイネース遺伝子。 【遺伝子配列があります。】
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