JPH02128689A - カルバメート‐ヒドロラーゼを単離し引続き精製する方法、カルバメート‐ヒドロラーゼのBrCN‐分解ペプチド、合成オリゴヌクレオチドの製法、カルバメート‐ヒドロラーゼ‐遺伝子の単離法及びアルトロバクター・オキシダンスの新規菌株 - Google Patents

カルバメート‐ヒドロラーゼを単離し引続き精製する方法、カルバメート‐ヒドロラーゼのBrCN‐分解ペプチド、合成オリゴヌクレオチドの製法、カルバメート‐ヒドロラーゼ‐遺伝子の単離法及びアルトロバクター・オキシダンスの新規菌株

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JPH02128689A
JPH02128689A JP1124595A JP12459589A JPH02128689A JP H02128689 A JPH02128689 A JP H02128689A JP 1124595 A JP1124595 A JP 1124595A JP 12459589 A JP12459589 A JP 12459589A JP H02128689 A JPH02128689 A JP H02128689A
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carbamate hydrolase
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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〕 単離し、かつ特性化する方法に関する。この酵素は、ア
ルトロバクター・オキシダンスからのカルバメート−ヒ
ドロラーゼであり、これは、7エンメジ7アム(IUP
AC−命名では6−m−トリル力ルバモイルオキシフェ
ニルヵルバメート)の2つのフェニル核の間の一00C
−N−結合の分解に寄与する。
〔従来の技術〕
実際に、檀々の雑草の撲滅の九めVcFi、簾々多くの
除草剤もL <は除草剤混合物金便用しなければならな
い。この問題は、遺伝子操作により変えられ、非選択性
除草剤に対する抵抗を有する植物により嘔けることがで
きる。
従って、除草剤相容性植物に関する要求は、今日、植物
保脛の前面に出ている。
除草剤相容性植物を得るためには、第1に、除草剤を代
謝により失活させることのできる酵素の単離及び引続く
精製のための方法及び第2に、活性酵素のコード化のた
めに寄与するDNS−配列を有する遺伝子#素糸の特性
化の方法が必要である。
7エンメシ7アムを失活場せることのできる遺伝子−酵
素系の単離及び引続く特性化のこのような方法は従来未
知でおる。
〔発明が解決しようとするIIJII:]本発明の課題
は、7エンメジフアムを失活化することのできる遺伝子
酵素系を即離し、引続き、特性化する方法?:開発する
ことである。
〔課題を解決するための手段〕
このためVこ、ます、除草酌7エンメジファムを代謝に
より失活化させる能力を有する微生物を同定するために
微生物のスクリーニングを行なう。
ところで、土壌微生物例えばアルトロバクター・オキシ
ダンスから、フェンメジファムの2つのフェニル核の間
の−000−N−結合の加水分解に関与するカルバメー
ト−ヒドロラーゼを単離できることを発見した。フエン
メジフアムの2つのフェニル核の間の−000−N−結
合の加水分解は、次の反応により、除草剤失活化合物例
えはメチル−6−ヒトロキシフエニルーカルバメート及
びm−)ルイゾンを生せしめるニ アエンメゾ7アム   メチル−6−ヒド m−トルイ
ジンロキンーフェニル ーカル7寸メート 前記の反応によりフェンメゾ7アムを加水分解すること
のできる遺伝子−酵素系の単離及び引続く精製のために
、アルトロバクター・オキシダンスの微生物を栄養培地
中で培養する。7エンメジ7アムの分解に関与するカル
バメート−ヒドロラーゼを、超音波細胞崩解及び遠心分
離により単離し、アニオン交換体クロマトグラフィ、勾
配俗離、硫酸アンモニウム沈殿及びFPLC−分離によ
り、電気泳動的な均一性に達するまで*aする。この精
製されたカルバメートにより決定することのできる2個
のペプチドを単離することができる。このペプチドの配
列情報に準拠して、交雑ゾンデ(Hybridisie
rungssonden )  としてカルバメート−
ヒドロラーゼ−遺伝子の検出のために使用されるオリゴ
ヌクレオチドを合成する。
土堪細鉋アルトロバクター・オキシダンスのすべての実
施されている単離物中で、#I胞の分解及び核酸の抽出
の後に、プラスミドを検出することができる。
菌株アルトロバクター−オキシダンスp52に関して、
カルバメート−ヒドロラーゼはプラスミドでコードされ
ることが明らかにすることができる。
プラスミドpHP 52の欠損の場合に、この菌株はフ
ェンメゾファムを加水分解する特性を失なう。カルバメ
ート−ヒドロラーゼは、砲株p52のプラスミド不含の
誘導体中では生化学的に検出するqとはできない。
このプラスミドpH52をv!4製的に単離し、制限工
/ドヌクレアーゼを書き入れる。電気泳動により生じる
制限フラグメントをメンブランフィルタ−上に移し、オ
リゴヌクレオチドと交雑嘔せる。プロットーハイブリダ
イセ゛−ジョン(Bloz−Hybridisieru
ng)のデータから、このカルバメート−加水分解−遺
伝子は3.3 kbの大きさのPszI−制限7ラグメ
ント上に局在することが明らかである。
調製的単離し、ベクターpUC19CのPstI −部
位に導入する( Yanigh−Perron 、 C
,Vieira。
J、&Measing (1985)、Gen533.
103ff参照)。連結バッチを用いるE、コリーDH
5αの形質転換の後に、2つの型の組換えE、コリーク
ローンが得られ(それぞれpp52Pa c及びpp 
52 Pac )、これらは、ベクターのLac−プロ
モータに対する種々の配向でカルバメート−ヒドロラー
ゼ−遺伝子を含有する(第5図参照〕。
カルバメート−ヒドロラーゼを、インダクター (In
duccora )イソプロピル−β−D−チオがラク
トシトの存在で、E、コリーDH5d(pp 52Ps
z )型のクローンの培養により機能的に表現石れうる
。E、コリーD)l 5αC,pp 52inv )型
のクローンの蛋白質抽出物(これはLac−プロモータ
ーに対する逆の配向でカルバメート−ヒドロラーゼ−遺
伝子を含有する)中には、カルバメート−ヒドロラーゼ
−遺伝子の発現は検出できない。このことから、アルト
ロバクタープロモーターF′iE、コリーRNA−ポリ
メラーゼにより認識されないことが推考できる。
カルバメート−ヒドロラーゼ−遺伝子のヌクレオチド配
列はザンが−(Sanger )  等による方法(S
anger、 F、 N1cklen、 S、 & C
oulson、 A(1977)、Proe、 Naz
l、 Acad、 Sci、 USA74.5466〜
5468)により蓚紹纒れる。
この次めに、クローン化された3、3kbの長1のPs
t、l−制限フラグメントから出発して、15サブクロ
ーンは、−1鎖DNS−バクテリオファージM 13 
mp 18及びmp 19に分けられる( Mesqi
ng、 J。(1983) 、MechodsinEn
zymol、  101.20〜78 )。第6図に、
配列決定法を明らかにするコード化帯域の正確な制限地
図を示す。
これから推論しうる蛋白質配列を有する烏総ヌクレオチ
ド〜二列金第7図に示す。双方のThkBrCN−分解
ベゾチドのアミノ酸配夕1 (例4奈照)Vi−同じ絖
み忰(La5eras cer )  内でDNA−面
上で同定することができる。この読み枠は、TGA−翻
訳トポコドンで終結しく第7図、ヌクレオチド位置17
89〜1791)、pそらくGTG−出発コドンで開始
する(第7図、Nuk:teocia−位置640〜3
42)。合計で、14794基対の絖み枠が生じる。推
定上の()TG−スタートコドンの上流に、E、コリー
リポソーム結合位置に関するコンセンサス−配列に対し
て有意のホモロゾー金有する領域(Shine−Da1
garnoボックス)をamすることができる(第7図
8照、ヌクレオチド−位置298〜302)。
1987年8月25日に、西ドイツ微生物寄託間(DS
M ) (Goutingen 、西ドイツ在に、次の
微生物を寄託した(寄託番号): アルトロバクター・オキシダンスp 16/4/B (
DSM 4038 )、 アルトロバクター中オキ7ダンスp 67 (DSM4
039)、 アルトロバクターΦオキシダンスp 75 (DSM4
[)40)、 アルトロバクター・オキシダンスpH/1/−b (D
SM 4041 )、 アルトロバクター・オキシダンスp15/4/A (D
SM 4045 )、 アルトロバクター・オキシダンスp21/2CDSM 
4046 )、 ブ′ラスミドpHP 52を含有するアルトロバクタ・
オキシダンスp52(Dsu4044 )。
図面の説明 略字 EAE 1’l’PLO P)( b −遠心カ ージエチルアミノエチル −(Faat Protein / Peptid /
 Po1yn−ukleoZid Liquid Ch
romat、ography:蛋白質、ペゾチド及びポ
リヌクレオ チドに関する高速液体クロマトグラ フィ) 一水累イオン濃度の負の常用対数 一ヤロ塩基 SDS  −ラウリル5I1.酸ナトリウムDTT  
−ジチオヌレイトール 1xSSC−NaCJ O,15M、クエン酸三ナトリ
ウム0.015 M (絹7.0) 1XDen特徴rat−牛血清アルブミン0.02%(
w/v) (シグマ、7ラクンヨンV) フィニル(Ficoll) 4000.02%(WAF
)ポリビニルピロリドン0.02% MC8−マルチグルクローニンク部位 (Mult;1ple Cloning sice)B
m = BamHl 、  Bs = Bs1EIl 
、 C1= C1al 。
EV = EcoRV 、H■= Hlndll、 K
p = Kpnl 。
Nc =Ncol  、   Nd=:Ndel  S
  Nh==Nhel 。
Ps = Pscl  、   pvl = Pvul
 、  Pvu = Pvul 、5c=Sacl %
   8p=Sphl 、   5c=Scul 。
xb = Xbal  。
図面 第1図は、アルトロバクター・オキシダンスからの7工
ンメゾフアム分解性カルバメートヒドロラーゼの単離及
び引続く精製法(例2)會示す系統図である。
第2図は、粗製エキス及び個々の精製工程の後に単離さ
れ、プールされた蛋白質7ラクシヨンの8DS−ポリア
クリルアミドデル上での電気泳動分離状態を示す図であ
り、ここで分子量に関するマーカーとして標準蛋白*C
S )t−共に泳動させている。
A:アルトロバクター・オキシダンスの超音波細胞崩壊
の遠心分離上澄みからの粗製エキス、 B : DEAE−セファセル−カラムでの勾配耐難の
後にプールてれた蛋白質クラクション、CABからのフ
ラクションの硫酸アンモニウム沈殿 D:硫酸アンモニウム沈殿のデル痺過及び引続〈セファ
クリルS−300カラム上での分離の後の蛋白質クラク
ション ENDからのプールされ次クラクションを匠」(アニオ
ン交換体−クロマトグラフィ)の分離後の蛋白質フラク
ション Fニア°−ルでれたクラクションEのサブロース6−カ
ラムでの分離(例2)の後の蛋白質フラクション。
第6図は、カルバメート−ヒドロラーゼの至適pH(p
H,!5.8)を得るための曲線図である。この至適P
HFi、酵素活性(%)を−僅に対してプロットするこ
とにより確定することができる(例2)。第4図は、ア
ルトロバクター・オキシダンス(菌株p52)からのグ
ラスミドpHP52の制限地図である。第5図は、カル
バメート−ヒドロラーゼ−遺伝子のクロー二ンダ法を示
す図である。概要を示すため、5′−及び6′−側面領
域を包含するオリゴヌクレオチVと交雑性の遺伝子範囲
を壌土のプラスミv地図の下に拡大して示している。
組換えクロー7pp52p!3z及びpp52 psz
inv、が線状で示ちれている。このLac Z’−遺
伝子の転写方向は矢印(−)で示括れている。
第6図は、カルバメート−ヒドロラーゼ−遺伝子の正確
な位置を示す(開始:GTG=開始コ図である。
この配列決定された範囲は、制限地図の下の矢印で示て
れている。矢印の長さから、それぞれの配列決定された
範囲の長さを読み取ることができる〇 例4に記載のオリゴヌクレオチドに対してホモロジー範
囲七有する制限フラグメントは、この地図から明らかで
ある(()。
M13クローンは次のように記載することができる。
クローン 導入フラグメント ′M13ベクター (pUc19)〜500 1289 bp 〜700 bp 64 bp (pUC19) 〜1060 bp 58 bp 64 bp 76 bp 561  bp 97 bp 76 bp 45 bp 58 bp 1100 bp 45 bp Nda l/Sa c I Ndel/5acI Pvu l/Ps z I PvuI/PvuI BamHI/BamHI BamH1/BamHI Pvul/Pvul Pvul/5acl C1al/BamHI C1al/BamHI Pvul/5acl Kpn l/Hi nd II BamH1/BamHI BamHI/BamHI Kpnl/)Tindll 第7図tisl−及び6′−側面範囲を包含するカルバ
メート−ヒドロラーゼ−遺伝子のヌクレオチド配列を示
す図である。
% K 1. GTG−開始コドン、2.リボンマール
結合位1llit(Bhine−/ Dalgarno
 Box ; S / D )、6、例4に記載のオリ
ゴヌクレオチドに対するホモロゾー領域(oligo 
I & l / oligo量)を明示している。
暗号化されたヌクレオチド配列を形式的にアミノ酸配列
に翻訳した。この絖み枠は、明らかに蛋白5i!面匈定
アミノ醜部分配列により決定されている。
実施例 例1 除草剤7エンメジ7アムを失活させる能力を有する微生
物の単離 フェンメゾ7アムを代謝により失活嘔せる能力を有する
微生物の同定のために、微生物のスクリーニング會実施
する。この微生物源として搾々の土地(フェンメゾファ
ムで数回処fJ!キれた実験地)の土壌試料及び泄明ス
ライムをも使用する。カルバメート分解を実施すること
のできる微生物の同定のための遣択尺度として、次の特
定を採用する: a)特有の炭素源もしくは窒素源としての2エンメゾフ
アムを有する栄鵞培地上での生長b)次の反応による7
エンメゾ7アムの木酢性化合物への分解: フェンメゾ7アム  メチル−6−ヒド  m−トルイ
ゾンロキンーフェニル ーカル/ぐメート 土壌試料中に存在する、フェンメジファムを分解するこ
とのできる多くの微生物から、特に明白な分解を示す7
徳の代表ケ色択する。すべての代表がアルトロバクター
に輌し、この風向のオキシダンス株に属するこれら土壌
細at次の合成培地(M9−培地)′f::有する培養
液中で培宜する: NH,C11,01/ 1 Mg5O4x 7H200,25、!il / l!肚
2P0.      3.09 / 1Na2HO4X
 2H207,011/ lグルコース       
2.0 & / l及びNa(J       O,5
& / l)このM9−培地は、付加的にチアミン(ビ
タミンB1.>111k?/l並ひに微少量元素を含有
しこれらは基幹浴液の形で(1y / M 9−培地l
)添加される。この微少員元素−基幹浴欣は、次のもの
金含有するニ ホウ酸       0.5 g/ 1CuSO4x5
H7o   O,04jl / lFeC43X6H2
00,2jl / lMn5O4x 7H200,4g
/ 1ZnC420,411/ l CNH4)6MO7024X4H200,2、!i’ 
/ lこの液体培地中での振動培養のために、この合成
培地はカサミノアンド(Casaminoaeids 
;Difco■)0.1%を補充する。
土壌動態をこのM9−培地中、28°Cで、良好な通気
下に対数生長期の終りまでインキュベートする。酵素精
製のために、培地101に定常予備培養液18100を
接種する。
培養敵の)(PLC−分析により、アルトロバクター・
オキシダンスの培養物中で、フェンメゾファムを分解し
て、除草活性のない生成物にすることが明らかにできた
例2 アルトロバクター・オキシダンスからのカルバメート−
ヒドロラーゼの*馳及びN製カルバメート−ヒドロラー
ゼをjl1し、引続ぎ電気泳動的に均一になる筐で精製
することは6エ程のa教法により実施する。アルトロバ
クター・オキシダンス(pHP 52 ) (DSM遅
4044)の鰹P対数培製物61から、カルバメート−
ヒドロラーゼ0.5〜1履9を再現可能に単離すること
ができる。カルバメート−ヒドロラーゼの単離のために
、細胞を遠心(7000x1りにより叡得し、俗解緩衝
液(10mM燐酸ナトリクムP)46.8 / 1 m
M DTT )  約40ILl中に再懸濁させる。細
胞懸濁液を超音波により崩壊石せ、同時にホモrナイズ
する。
こうして得られた均−物を引続き4000r&及び4°
Cの温度で45分間遠心する。沈殿を捨て、上澄みをD
EAE−セファセルカラム(10QmMトリスーHC2
、p)17.2 / 100 mM Na已/ 1 m
MDTTで平衡化)上に装入する(カラム直径2.6n
1デル床の高さ20.5crIL、カラム容積約100
叡)。
この装入の前に、細胞抽出物を出発visa(100m
Mトリス/100mMNa(J/imMDTT )で約
1:10に稀釈する。引続き、結合していない物at除
去するために、カラムを出発緩衝液で洗浄する。仄いで
、カルバメート−ヒドロラーゼを、NaC2100mM
 −NaCj 500凸の縁状勾配濃度(5×カラム容
積)で溶離させる。#素活性フラクションをプールしく
集める)、固体硫酸アンモニワム(NH4)2SO4を
加えて、飽和溶液の63%の最終濃度にする。この際に
生じる蛋白質沈殿を遠心により沈殿させ(20000X
9750分)捨てる。上澄みに(NH4)a80z (
固体)を加えて、飽和f#液の60俤の最終酸度にし、
0℃で約12時間攪拌する。
生じる蛋白質を遠心により集める(20000X、9/
60分)。この沈殿を出発緩衝液約i ILt中に解か
し、10 w/v%サッカロースを加え、セファクリル
S−300カラム上に装入する。ゲル濾辿を2.5cI
t/hの流速で実施する(浴l@緩衝液→出発緩@ff
!L)。このカラムは、矢の寸法を有する:直径=2.
6cm、h=95cm、容積=475都。#素活注フラ
クションを引続ぎFPLC−カラム(Mono QHR
5/ 5 :アニオン父換体)を通し史に後処理する(
勾配容@ : NaCJl 00 mM −NaCj 
300 mM ; n速:0.51U/i;装入鎗:2
Rt)。
結合しない蛋白質を、出発緩衝液19ILtを用いるイ
ンクラティック溶離(1sokratisc特徴Elu
zion )により除去する(勾配溶離ニドリス100
 mM / HCI t p’ 7−2 / DTT 
1mM中20β以内でのNa(J 100 mM −N
aCj 300 mM )。
酵素活性クラクションを電気泳動的な純度分析(Lim
n1iによる5DS−ポリアクリルアミド−デル電気法
!に!])の後に、限外濾過により濃縮さ(′R) せ(Am1con   Cenzricon 10 K
onzenzracor)、FPLC−デル認過カラム
(8uperollIe 6、HFI 10/ 30 
、P特徴rmacia )上に装入する(流速:Q、 
2tttt / min 、 k入量: 100 pi
、展開剤:100mMトリス/ HCj、p)17.2
/10mMNaC,L )。
この工程で生じる活性蛋白質クラクションは電気泳動的
に単一である。
この単離された#累は、11衝酊液(生化学で慣用の1
1衝漱、例えば燐酸塩緩衝液、トリス緩衝液等、pi(
6,8)中で活性である。コファクター又は全極イオン
は、この反応のために不必要であり、SH−収集に対す
る敏感性も同様に存在しない。この酵素の至適PH1−
cμm6.8である。
変性/解離条件(SDS −’l”ルミ気泳動)下でも
自然の条件(デル濾過)下でも、このカルバメート−ヒ
ドロラーゼの分子量は50〜60kd有利に56〜57
 kdの範囲内にある。このことから、このカルバメー
ト−ヒドロラーゼは、モノマーの蛋白質であると結論す
べきである。
カルバメート−ヒドロラーゼの等電点HpI =6.2
である。
例3 カルバメート−ヒドロラーゼの検出性 蛋白質粗製抽出物の絹製の間の酵素活性を迅速かつ疑い
のない検出のために、拭験管内#累テストを開発する。
このテストは、水中に難し容性の7エンメジフアムを可
俗性の加水分解生成物に変えるこの#木の特性に基づく
。このために、固体7エンメジフアムを水中に懸濁させ
、超音波でマイクロ懸濁液させる。引続き、このマイク
ロ懸濁液を引続ぎ50°Cで撹拌下にアがロース浴液中
に注ぎ、硬化の前にペトリシャーレ中に入れる。濁った
ゲルマトリックスが生じる。引続き、この酵素#液を、
固体マトリックス中に導入されている押し抜き大中に入
れる。
60℃で2〜4時間のテストプレートのインキュベート
の後に、#素活性は、7エンメジフアムによる乳濁マト
リックス中の澄明帯域の現われにより示される。
例4 交雑によるカルバメート−ヒドロラーゼ−遺伝子の%異
的検出のための2種のBrCN−分解ペプチドのアミノ
酸配列の同定及びオリゴヌクレオチドの合成 精製されたカルバメート−ヒドロラーゼから出発して、
BrCN−分解により、その配列がエドマン−分解(E
dman−Abbau )により部分的に確定すること
のできる2槙のベグチド七単離する。
BrCNペグチド■: H2N−8er−Asp−Glu−Phe−Ala−A
sn−Leu−Asp−−Ar g−Trp−Thr−
Gly−Lys −Pro −Phe−Val−Asp
(Val)− −Gly(Hlg)−Leu−Asp−Glu−Val
−Ala−Val−CooHBrCNペゾチド■: N2H−Glu−)JiB−Thr−Lys−Phe(
Val)−Asn(Gly)−Glu−Arg(Cys
)− −Pro−Leu−Ala−Phs−Tyr−Pro−
Val−Phe−Asn−Glu−COOH このペプチドの配列情報の割合に従って、交雑ゾンデと
してカルバメート−ヒドロラーゼ−遺伝子の検出のため
に使用されるオリゴヌクレオチドを合成する: オリゴヌクレオチド! (17+ner混合試料)は、
−X鎖DN8−フラグメントとしてBrCN−ペプチド
エアミノ酸 pos、 10〜15(相補重連@)から
の配列情報を有する: オリゴヌクレオチドn (42mar )は−重鎖DN
S−7ラグメントとしてBrCNペプチドI アミノ酸
pos、8〜21からの配列情報(相補的連鎖)を有す
る。コドン選択は、グアニン(G)及ヒシトシンCC)
−の多いDNS −配列(トリプレットの第6の位置で
アデニン(A)−及びチミン(T)−ヌクレオチドの前
のグアニン(G)4ひシトシン(C)−ヌクレオチドを
考慮する)の想定のもとに行なう。
オリゴヌクレオチドl は、−x@ DNS −7ラグメントとしてBrCN−
ペプチド川からの配列情報(相補重連*J )を有する
: これらヌクレオチドの使用下に、ヘルビチダーゼー遺伝
子を交雑によりプラスミドpHP 52内に局在化させ
ることができる。このためにこのプラスミド−DNSを
制限エンドヌクレアーゼを用いて切断させ、この際に生
じるフラグメントをアガロースデル電気泳動により分離
させ、引続き、E、 M、プずンの方法(J、 Mo1
. Biol。
98.506〜517(1975))により、−1k鎖
形でメンブランフィルタ−上に移す(Gen 5cre
en PlusTMHybridisierungsm
embra−nin 、 Du Ponz de Ne
mours / NEN−ResearchProdn
cza )。
オリコ9ヌクレオチド’kT4−ポリヌクレオチドキナ
ーゼ(Boehringer Mannheim )及
び[r 32−p〕−アデノシン−5′−トリホスフェ
ート(>5000ci/mモル、Du Pan5 de
Nemours / NEN −Reasarch −
Produczs )の使用下に末端標識しく R,B
、 Wallace and C,G。
Mirada 、Mezhods  in Enzym
ology 152.432〜442 (1987))
、更に精製せずに交雑のために使用する。
この交雑(Hybridisierung )は、標準
法(P、 J 、 Mason & J、 G、 Wi
lliamssのNucleicacid hybri
diaazion 、 133〜160負(1985)
、B、 D、 Hameg & S、 J、 Hlgg
ingHrsg、 IRL Press 0xford
、 Washingzon D、 C,)の使用下に行
なうo 6 x Sac e、 10 x Dsn特徴
−rdz ’、 0.5%(w/v) SDS及び5−
RNA 1004/ tsA (Bickerhefe
 、 Boehringer Mannheim )並
びに標識オリゴヌクレオチドI/II/110n9/I
Ltの条件下で41°C(≧6h)で、特異的な交雑が
達成できる。雑種細胞(Hybrids )の検出は、
オートラジオグラフィ(T、 ManiaziaE、 
P、 Fr1csch & J、 Sambrook、
 MolecularCloning、 Co1d S
pring Harbor Laboratory(1
982))により行なう。
例5 アルトロバクター・オ卑シダンスからのプラスミドpH
P 52の単離及び特性化 アルトロバクターからプラスミドpH52を単離するた
め、Bicoboim及びDolyによるアルカリ抽出
法(Birnboim H,C,& Doly 、 J
(1979) Nucl、 Ac1d、 Res、 7
 、1513〜1523)で、Br ands ch及
びDe c ke rの変法(Brangch、 R,
Decker、 K、 (1984)Arch、 Mi
crobiol、 138 + 15〜17)を用いる
。調製のために、バクテリアを次の成分:バクトートリ
ゾトン (Baczo−Trypzon ; Difcoo) 
  1011 / lバクトーヘーフエーエキス (Dirco  )            5 M 
/ INa(J               101
1 / 1よりなるLB−培地61中で、細胞密度0D
550=1.4になるまで培養し、引続ぎ、遠心分離に
より収穫する。
次いでこの細@を、浴液1(50rnMグルコース、1
0 mM EDTA 、  25 mM トリス/ H
Cj pi”18.0、リンチーA 1 q/ag )
合計210Ilt中忙再懸濁させ、室温で1時間インキ
ュベートする。
浴液II (C1,2M NaOH,1%5DS)36
0auの添加により分解を行なう。注意深い混合及び弓
続く室温での5分間のインヤユペーション及ヒ引続く5
分間の水冷の後に、混合物を浴液■(2M トlJス/
HCJpH7,0/ 0.5MK(J) 180紅の添
加により中和する。氷上で1時間インキュベーションの
後に、不溶の沈殿を遠心により除去する。プラスミド−
DNSはインゾロパノール0.6容量係の添加により沈
殿させ澄明上澄みを得、室温で15分間のインヤユベー
ションの後に遠心(15000X1!/30分)Kjリ
ペレット化する。プラスミド含有沈殿を真空中で乾燥さ
せ、引続き10 XTE lit衝fK (100mM
 トリス/ HCJ−p)18.0 ; 10mM E
DTA ) 24 tea中Kmかす。このプラスミド
含有#!rat−引続き等@匿(iaopyknigc
he )  塩化セシウム−密度勾配遠心により、臭化
エチジウムの存在下に、精製する( Maniazig
 T、 Fr1zsch 、 E、 F、 & 8dm
brookJ、によるMo1ecular Cloni
ng (1982)Cold Spring Harb
or 、N、Y、)。
精製式れたプラスミド−DNSを、引続き制限エンドヌ
クレアーゼを用い、単一又は多重切断により、かつ引続
< 0.8 (w/v)%アがロースジつル中での制限
フラグメントのゲル寛気泳動分合;ユにより分析する。
フラグメントの大きさ測定の九めに、ヌクレアーゼBi
nd鳳並びにHind j s”ECoRIで処理した
バクテリオファージλのDNSt−標準として用いる。
この情翰を用いて、プラスミドpHP 52のチは状制
限地図が得られる(第4図参照)。この:・″′プラス
ミド大きさは、41 kbの制限フラグメント長さの合
計として確認できる。
この例に記載のすべての方法は、標準法で冥施嘔れる(
 Maniazia T、 Fr1zach E、 F
、 &SambrOOk J、によるMo1ecula
r Coloning 。
Co1d Spring Harbor、 N、 Y、
 (1982)癖f4tA’i。
例6 オリゴヌクレオチドー父雛によ゛るカルバメ・トロヒド
ロラーゼー遺伝子のコード化領域の:・4r p、−1
i気泳動により現われ、メンブランフィルタ−上に移さ
れたシラスミドpHP 52の制限7ラグメントと例4
に記載の311 p−標識オリゴヌクレオチドとの交雑
により、プラスミドpHP52の制限地図上のカルバメ
ート−ヒドロラーゼ−遺伝子のコード化領域の位rIL
は明白に薙定することができる。第5図には、交雑範囲
が拡大して示されている。すべての3fBAのオリゴヌ
クレオチドは、3.3kbの大きさのPszI−制限フ
ラグメントの中心部と交雑する。第6図には7ラグメン
ト内の又雑範囲の正確な位置を明らかにするフラグメン
トの訃細な制限地図が示されている。
9′Il 7 E、コリー中のカルバメート−ヒドロラーゼ−遺伝子の
クローニング及びLac−プロモーター制限下における
遺伝子発現の検出 E、コリー中のカルバメート−ヒドロラーゼ−遺伝子の
クローニングのために、ベクターpUC19(Yani
sh−perron 、  C,Vieira、J+&
Measing、J、(1985)Gene33 .1
033ff)を使用する。CのTITJC19DNSを
制限ヌクレアーゼPszlを用いる切断により線状化し
アルカリ性ホスファターゼで処理する。プラスミドpH
P 52の3,31cbの長さのPszfi−制限フラ
グメントのDNS ’z 、Psc I−を用いる野性
型シラスミド−DNSの切断の後に調製用アがロースデ
ル電気泳動により単離する。この線状化され、脱ホスホ
リル化されたベクターDNS及び6゜3 kbの長さの
Pscl−7ラグメントt1引絖ぎT 4 DNA +
7が一ゼで連結6せる。この連結混合物で、E、コIj
−DH5αは形質転換される。
この場合、2檜の型のクローンが得られ、これらは、そ
れぞれベクターpUC19のLac Z’−因子の転写
方向に対するそれぞれ異なる方向で7ラグメ/トヲ含有
する。これは、クローンpp52及び1)T) 52 
Psc inv、でbる。双方のクローンの匍」限地図
が第5図に水式れている。E。
コリーpp52P11cuのクローンは、インダクター
イソプロピル−β−〇−チオがラクトシトを培地に添加
の後に、カルバメート−ヒドロラーゼを発現する。クロ
ーンpp 52Pscの対数培養物へのインダクター添
加なしに(1ae−プロモータの未表現状態)、かつク
ローンpp 52PaC1nV、の未表現の(repr
imierZ )及び誘導でれた対数培養物においては
、#素工ヤス中で例6に記載の検を法により酵素活性は
立鉦できない。
このことは、pT)52Psc型のクローン中のカルバ
メート−ヒドロラーゼ−遺伝子がベクターのLac Z
’内因子おけると同じ転写方向(5′−6′−配向)で
存在すること全意味する。アルトロバクタープロモータ
は明らかに、11コリー中にV:L、認められない(か
つ又は不光分にのみ認められる)。
例8 アルトロバクター・オキシダンス(map52)からの
カルバメート−ヒドロラーゼ−遺伝子のヌクレオチド虻
タリ及びこれから111!!帰された酵素の蛋白質配列 カルバメート−ヒドロラーゼ−遺伝子のヌクレオチド配
列をサンが−の方法で確認する( Sanger、 F
、 N1eklenIlS、 & Coulson、 
A。
(1977) proe、 Natl、 Acad、 
Sci、 USA74.5463〜5468 )。
このために、クローンE、コリーpp52 P8ZのD
NSから出発し、−1鎮DNS−バクテリオファージM
 13 ml) 18及びM 13 mp 19内で1
5クローンを構成する( Messing、 J。
(1983) Methods i、n Enzynn
ol。10120〜78)。E、コリーDH5αyへの
トランスフェクションの後に−l鎖組声えデソキシリボ
ヌクレイン酸の配列が確認される。
第6図には、カルバメート−ヒドロラーゼ−遺伝子の配
列決定法が水式れている。合計して1864塩基対の配
列が確認δれる(ストランド及び対向ストランド 第6
図参照)。
第7図には、こtl、から誘導されるカルバメート−ヒ
ドロラーゼの蛋白員配列を有する確認ヌクレオチド配列
が水式れている。この読み枠は明らかに、例4に記載の
2個のBrCN−切断ペプチドのアミノ酸部分配列によ
り定義される。この読み枠は、T()A−停止コドンで
終結している(第7図のヌクレオチド−位1i1178
9〜1791)。翻訳開始コドンとしては、GTC(ヌ
クレオチド位am340〜642)がこれに該当する。
これは、1479 bpの最長の開放読み枠(会496
アミノ酸)を生じる。慣用のATG開始コドンで開始す
るすべての開放読み枠は、蛋白質通過寸法(蛋白質の分
子1測定と比較)を生じない。
GTC上の翻訳開始(位置640〜642)の固定は、
災に、推定GTG−開始コrンの7 bp上流の間隔で
、リボソマールE、コリー結合位置に関するコンセンサ
ス−配列に対して明らかなホモロゾー領域の存在により
支持される。
すべてのクローン化工程は、律準法で実施した( Ma
niacis l ’r、 Fr1Z8Ch、 E、 
F、 & SambrookJ、(1982)によるM
o1ecular Cloning。
Co1d Spring Harbor、 N、 Y、
 ) 。この配列化反応は、[セクエナーゼ@ DNA
セクエンシングキッ ト (Bequenase RD
NA  Sequencing  Kits  :Un
ized 8iaces Biochemical C
orporazion )の使用下に、製造者の指示に
従って実施される。
マークされた反応生成物の分離は、ポリアクリルアミド
6 (w/v)%/尿木デル中で行なった( Mara
m、 A、 M、 & G11berc、 W、 (1
980)Method Enzymol、 65 + 
497〜557 )。
【図面の簡単な説明】
第1図はアルトロバクター・オギンダンスから7工ンメ
シフアム分解性カルバメート−ヒドロラーゼを単離し、
引続き精製する方法を示す系統図であり、第2図は、粗
製エキス及び精製工程の後の単離嘔れ、プールされた蛋
白質フラクションの5D8−ポリアクリルアミドデル上
での電気泳動分離状態を示す(2)であり、第6図はカ
ルバメート−ヒドロラーゼの活性と一佃の間係を示す図
であり、第4図は、アルトロバクター・オキシダンス1
1株p52)からのプラスミドpHP 520制@地図
であり、第5図は、カルバメート−ヒドロラーゼ−遺伝
子の10−ユング法を示す図であり、第6図は、カルバ
メニトーヒドロラーゼー遺伝子の正確な位置(開始:(
)TG=開始コドン、停止:TAG=停止コドン)を示
すクローン化された3、3 kb Psz I−制限フ
ラグメントの制限地図であり、第7図は、カルバメート
−ヒドロラーゼ−遺伝子のヌクレオチド配列を示す図で
ある。 図面の浄書(内容に変更なし) 第1図 活性 第3図 第5図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、フエンメジフアムの2つのフェニル核の間の−OO
    C−N−結合の分解に寄与するアルトロバクター・オキ
    シダンスからのカルバメートヒドロラーゼを単離し、引
    続き精製する方法において、アルトロバクター・オキシ
    ダンスの微生物を栄養培地中で培養し、引続き、カルバ
    メート−ヒドロラーゼを超音波−細胞崩壊及び遠心分離
    により単離し、アニオン交換体−クロマトグラフィ、勾
    配溶離、硫酸アンモニウム沈殿、ゲル濾過及びFPLC
    −分離により電気泳動的な均一性に達するまで精製し、
    この際、カルバメート−ヒドロラーゼは、至適pH6.
    8、50〜60kdの範囲の分子量及び等電点pI=6
    .2を有することを特徴とする、除草剤フエンメジフア
    ムの失活化のための遺伝子−酵素系を単離し、引続き精
    製する方法。 2、アミノ酸配列 ペプチド I : 【遺伝子配列があります】 ペプチドII: 【遺伝子配列があります】 を有することを特徴とする、カルバメート−ヒドロラー
    ゼのBrCN−分解ペプチド。 3、配列 オリゴヌクレオチド I : 【遺伝子配列があります】 オリゴヌクレオチドII: 【遺伝子配列があります】 オリゴヌクレオチドIII: 【遺伝子配列があります】 の合成ヌクレオチドを製造するため、請求項2に記載の
    ペプチド I 及びIIを使用することを特徴とする、合成
    オリゴヌクレオチドの製法。 4、カルバメート−ヒドロラーゼ−遺伝子の単離のため
    に、請求項3に記載の合成オリゴヌクレオチドを使用す
    ることを特徴とする、カルバメート−ヒドロラーゼ−遺
    伝子の単離法。 5、41kbの長さのプラスミドpHP52を3.3k
    bの長さのPst−制限フラグメントと共に含有し、そ
    の上にカルバメート−ヒドロラーゼ−遺伝子が局在して
    いる、アルトロバクター・オキシダンスp52(pHP
    52)(DSM4044)。 6、カルバメート−ヒドロラーゼ−遺伝子は、1479
    塩基対のヌクレオチド配列を有するレーゼラスターより
    なる、請求項5記載のアルトロバクターオキシダンス。 7、アルトロバクター・オキシダンスp16/4/B(
    DSM4038)。 8、アルトロバクター・オキシダンスp67(DSM4
    039)。 9、アルトロバクター・オキシダンスp75(DSM4
    040)。 10、アルトロバクター・オキシダンスp11/1/−
    b(DSM4041)。 11、アルトロバクター・オキシダンスp15/4/A
    (DSM4045)。 12、アルトロバクター・オキシダンスp21/2(D
    SM4046)。
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