JPH02265488A - α―アセト乳酸脱炭酸酵素をコードするDNA鎖、このDNA鎖により形質転換された酵母、およびこの酵母を用いる酒類の製造法 - Google Patents

α―アセト乳酸脱炭酸酵素をコードするDNA鎖、このDNA鎖により形質転換された酵母、およびこの酵母を用いる酒類の製造法

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JPH02265488A
JPH02265488A JP1099685A JP9968589A JPH02265488A JP H02265488 A JPH02265488 A JP H02265488A JP 1099685 A JP1099685 A JP 1099685A JP 9968589 A JP9968589 A JP 9968589A JP H02265488 A JPH02265488 A JP H02265488A
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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】 〔発明の背景〕 技術分野 本発明は、アセトバクター・アセチφサブスピーシーズ
・キシリナムIFO3288が産生するようなα−アセ
ト乳酸脱炭酸酵素 (以下α−ALDCa s eという)の生物工学的産
生能を存するDNA鎖、およびこのDNA鎖により形質
転換されてa−ALDCase産生能を有しているサッ
カロマイセス・セレビシエに属する酵母、ならびにこの
酵母を用いる酒類の製造法、に関するものである。
先行技術 ビール、清酒、ワイン等の酒類は、一般に、麦汁、果汁
等の醸造原料液にサッカロマイセス・セレビシエに属す
る酵母を加え、これをアルコール発酵させることにより
製造される。この発酵過程において、酵母は自己の増殖
に必要なある柾のアミノ酸(バリン、ロイシン等)の生
合成の中間物質としてα−ア七ト乳酸(以下α−ALと
いう)を産生じ、これを不可避的に細胞外、すなわち発
酵液中、に漏出する。このようにして発酵液中に存在す
るに到ったα−ALは、発酵液中において非生物学的な
反応により、自動的にダイアセチル(以下DAという)
へと変化する。
DAは一般に「スエ臭」またはrDA臭」または「つわ
り香」と呼ばれる強烈な不快臭を有する物質であり、香
味的にすぐれた(すなわちDA臭のない)酒類を製造す
るためには、発酵液中のα−ALおよびDA含量を、′
最終的には、仮にそのα−ALが全てDAに変化したと
してもその全DA含量が酒類中のDA臭の弁別閾(例え
ば、ビールでは0.05〜0.1mg/リットル)を超
えることがないように、低下させることが必要である。
発酵液中のDAは酵母の共存中では比較的すみやかに無
味無臭のアセトインへと変換されるが、発酵液中のα−
ALは酵母によっては変化を受けず、それが非生物学的
な化学反応によりDAに変化したときにはじめて酵母に
よってアセトインへと変換されるようになる。しかし、
発酵液中におけるα−ALからDAへの変化は非常にゆ
っくりとした速度で進行するため、この反応が律速とな
ってα−ALおよびDA含量の低い(すなわちDA臭の
ない)酒類を製造するためには、発酵液を長期間酵母の
共存下で熟成させることが一般に必要であった。
α−ALDCaseはa−ALをアセトインに変換する
性質を有する酵素であって、一般的には種々のVoge
s Proskauer反応陽性の細菌、例えばエンテ
ロバクター−アエロゲネス、バシラス・リケニフォルミ
ス、ラクトバシラスφケーセイ、バシラス・プレビス、
エンテロバクタ−・クロアカニ、アセトバクター属細菌
(アセトバクター・ランセンス、アセトバクター・アセ
チ等)等により産生されることが知られている。
〔発明の概要〕
要旨 本発明は、DA臭のない香味的にすぐれた酒類を従来法
に比べてはるかに短期間のうちに製造するのに有用と考
えられる、α−ALDCa s eの生物工学的産生能
を有するDNA鎖およびこのDNA鎖により形質転換さ
れて α−ALDCase産生能を有する酵母を提供するもの
である。また、本発明は、この酵母を用いる酒類の製造
法を提供するものである。
すなわち、本発明による、α−ALDCa s eの生
物工学的産生能を有するDNA鎖は、α−アセト乳酸脱
炭酸酵素活性を有していてアミノ酸配列が実質的に第1
図に示されているアミノ酸配列のうちAからBまでのも
のであるポリペプチドをコードする塩基配列を有するこ
と、を特徴とするものである。
また、本発明によるサツカロマイセス会セレビシェに属
する酵母は、α−アセト乳酸脱炭酸酵素活性を有してい
てアミノ酸配列が実質的に第1図に示されているアミノ
酸配列のうちAからBまでのものであるポリペプチドを
コードする塩基配列を有するDNA鎖によって形質転換
されて、α−ALDCa s e産生能を有すること、
を特徴とするものである。
さらにまた、本発明による酒類の製造法は、α−アセト
乳酸脱炭酸酵素活性を有していてアミノ酸配列が実質的
に第1図に示されているアミノ酸配列のうちAからBま
でのものであるポリペプチドをコードする塩基配列を有
するDNA鎖によって形質転換されてα−ALDCa 
s e産生能を有する酵母によって醸造原料を発酵させ
ること、を特徴とするものである。
効果 本発明によるDNA鎖は、種々の微生物、例えばサッカ
ロマイセス・セレビシエにα−ALDCa s eの産
生能を付与してそのα−ALの産生能を抑制したり、あ
るいは α−ALDCa s eの生物工学的産生において有効
に利用することができる。
また、本発明による酵母は、 α−ALDCase産生能を有するものであるところ、
α−ALDCa s eは酵母細胞内に産生ずれば一般
に酵母のα−ALの産生能(正確にはα−ALの細胞外
への漏出)を抑制するので、本発明による酵母により醸
造原料液を発酵させれば、発酵液中のα−ALの濃度は
きわめて低くなり、その結果として発酵液中のα−AL
の処理に要する熟成期間、ひいては酒類の醸造期間、を
著しく短縮することが可能である。
なお、本発明の酵母においてそのα−ALの産生能が抑
制されるのは、発酵過程において細胞内にα−ALが産
生されても、同じく細胞内に産生されたα−ALDCa
 s eによりα−ALがアセトインに変換されるため
であると考えられる。
発酵製品の不快臭の問題は酒類の製造の場合の外にたと
えば食酢の製造の場合にも認められていて、食酢の所謂
「つわり香」または「むれ香」という不快臭の本体もた
とえばDAであるといわれている。従って、本発明によ
る α−ALDCa s eの生物学的産生能を有するDN
A鎖は、それによって酢酸菌を形質転換させて該形質転
換体で食酢を製造すれば不快臭の軽減した食酢を得るこ
とが可能であるという効果をも有する。
〔発明の詳細な説明〕
α−ALDCase遺伝子 定義 本発明によるα−ALDCaseの生物工学的産生能を
有するDNA鎖すなわち a−ALDCase遺伝子は、 α−ALDCase活性を有していてアミノ酸配列が実
質的に第1図に示されているアミノ酸配列のうちAから
Bまでのものであるポリペプチド、をコードする塩基配
列を有するもの、である。
ここでrDNA鎖」とはある長さを有するポリデオキシ
リボ核酸の相補的2本鎖を意味するものである。そして
、本発明ではこの「DNA鎖」はそれがコードするポリ
ペプチドのアミノ酸配列によって特定されているところ
、このポリペプチドは上記のように有限の長さのもので
あるから、このDNA鎖も有限の長さのものである。し
かし、このDNA鎖は、a−ALDCa s eをコー
ドする遺伝子を含んでいてこのポリペプチドの生物工学
的産生を行わせるのに有用なものであるところ、この有
限の長さのDNA鎖のみによってこのような生物工学的
産生が行なえるのでなく、その5′−側上流および(ま
たは)3′ −側下流に適当な長さのDNA鎖が結合し
た状態でこのポリペプチドの生物工学的産生が可能とな
る訳である。
従って、本発明でrDNA鎖」というときは、この特定
の長さのもの(第1図の対応アミノ酸配列でいえばA−
Bの長さ)の外に、この特定の長さのDNA鎖を構成員
とする鎖状または環状DNA鎖の形態にあるものを包含
するものとする。
本発明によるDNA鎖を「ポリペプチドをコードする塩
基配列を有する」と規定した所以である。
本発明によるDNA鎖の存在形態のうち代表的なものは
、このDNA鎖を構成ハの一部とするプラスミドの形態
ならびにプラスミドとしであるいはゲノムに挿入された
形で微生物、特に大腸菌、酵母菌および酢酸菌、中に存
在する形態である。
本発明によるDNA鎖の好ましい存在形態は、α−AL
DCa s e遺伝子が微生物中で安定に発現しつるよ
うに外来遺伝子としての本発明のDNA鎖とプロモータ
ーおよびターミネータ−とが一体に結合して、これがプ
ラスミドとしであるいはゲノムに挿入された形態で微生
物中に存在するものである。プロモーターおよびターミ
ネータ−としては、公知のものを適宜組合わせて用いる
ことができる。
この遺伝子がコードするポリペプチド 上記のように、本発明によるDNA鎖は、これがコード
するポリペプチドのアミノ酸配列によって特定されてい
る。このポリペプチドは、α−ALDCa s e活性
を有していてアミノ酸配列が実質的に第1図に示されて
いるアミノ酸配列のうちAからBまでのものである。こ
こで、「アミノ酸配列が実質的に第1図に示されている
アミノ酸配列のうちAからBまでのもの」ということは
、このペプチドがα−ALDCa s e活性を有する
限りアミノ酸のいくつかについて欠失、置換、付加等が
あってもよいことを示すものである。
本発明でのα−ALDCa s e活性を有する典型的
なポリペプチドは第1図のアミノ酸配列のうちA−Bの
ものであって、235個のアミノ酸からなるものであり
、従来そのアミノ酸配列は知られていなかったものであ
る。
本発明で「アミノ酸配列が実質的に第1図に示されてい
るアミノ酸配列のうちAからBまでのもの」ということ
がアミノ酸のいくつかについて欠失、置換、付加等があ
ってもよいことを示すものであることは前記したところ
であるが、そのようなアミノ酸に関して変化の生じてい
るペプチドの一例は、第1図に示されているアミノ酸配
列のA点の上流に69個のアミノ酸残基(第1図の21
2番目から418番目までの塩基に対応するアミノ酸)
が結合したアミノ酸配列のもの(アミノ酸敗304個)
、すなわち第1図のA1からBまでのもの、である。こ
のペプチドは、アミノ酸配列がA−Hのもののα−AL
DCas e活性の1/10程度ではあるけれども α−ALDCa s e活性を持つものだからである。
同様に、第1図のアミノ酸配列のA2〜B −A 3〜
B、A  −BSA5〜BおよびA6〜Bに対応するペ
プチド(たりし、A  −B、A5〜BおよびA6〜B
に対応するペプチドは、N末端がValからMetに変
ったものである)も、後記実施例に示すようにα−AL
DCas e活性を持つものであるので、本発明でいう
ペプチドの範鴫に入るものである。
本発明は基本的にはDNA鎖に関するものであるところ
、上記のようにアミノ酸の付加がA−Bのアミノ酸配列
の外側に生じているペプチドが本発明でいうペプチドで
あるということは、そのようなペプチドをコードする塩
基配列のDNA鎖も本発明のDNA鎖の箱鳴に入るとい
うことを示すものである。そのようなA−Bより長いペ
プチドをコードする塩基配列は、A−Hのペプチドをコ
ードする塩基配列を「有する」ものだからである。
DNA鎖の塩基配列 a−ALDCaseをコードするDNA鎖は、第1図の
A〜Bの塩基配列を持つものまたはその縮重異性体なら
びに上記のようなα− ALDCaseのアミノ酸配列の変化に対応する塩基配
列を持つものまたはその縮重異性体、である。ここで「
縮重異性体」とは、縮重コードンにおいてのみ異なって
いて同一のポリペプチドをコードすることのできるD 
N A j、nを意味する。たとえば第1図のA−Bの
塩基配列をもつDNA鎖に対して、そのアミノ酸のどれ
かに対応するコードンたとえばC−末端のGlyに対応
するコードン(GGC)が、これと縮重関係にあるたと
えばGGTに変ったものを本発明では縮重異性体と呼ぶ
ものとする。
本発明によるDNA鎖の好ましい具体例は、3′ −側
末端に接して停止コードンを少なくとも1個(例えばT
GA)をもつものである。
さらに本発明のDNA鎖の5′ −側上流および(また
は)3′ −側下流には、非翻訳領域としてのDNA鎖
(3′ −側下流の最初の部分は、TGAのような停止
コードンであることがふつうである)がある長さで続い
ていてもよい。
なお、第1図に示したDNA鎖の塩基配列は、アセトバ
クター・アセチ・サブスピーシーズ・キシリナムIF0
 3288より取得したα−ALDCa s eをコー
ドする遺伝子について、ダイデオキシ法によって決定し
たものである。
DNA鎖の取得 上記のα−ALDCa s eのアミノ酸配列をコード
する塩基配列を有するDNA鎖を取得する一つの手段は
、核酸合成の方法に従ってその鎖長の少なくとも一部を
化学合成することである。
しかし、実験操作上は、この化学合成法よりも、アセト
バクター・アセチ・サブスピーシーズ・キシリナムIF
0 3288の染色体遺伝子ライブラリーから遺伝子工
学の分野で慣用されている方法例えば適当なプローブに
よるハイブリダイゼーション法により取得する方が好ま
しいといえる。
なお、本発明者らはアセトバクター・アセチ・サブスピ
ーシーズ・キシリナムIFO3288のα−ALDCa
 s eをコードする塩基配列およびアミノ酸配列が未
知であったため、ショットガン法を用いて前記の遺伝子
ライブラリーより本発明のDNA鎖を取得した(詳細後
記実施例参照)。
α−ALDCa s e産生能を有する酵母上記のよう
にして取得される本発明DNA鎖はα−ALDCa s
 eをつくるための遺伝情報を含んでいるので、これを
生物工学的手法により、般に酒類の醸造用酵母として使
用されている酵母(サツカロマイセス番セレビシェ)に
導入してこれを形質転換させれば、α−ALDCase
産生能を有する従ってα−AL産生能の抑制された醸造
用酵母を得ることができる。
酵母 本発明における形質転換の対象となる酵母は、「ザ・イ
ースツ・ア・タフソノ−ミック・スタデイJ  (Th
e yeasts、 a taxonomie 5tu
dy、) 3rd Ed。
(Yarrow、 D、、 ed、 by N、J、讐
、 Kreger−Van Rlj。
Elsevler 5cience Publishe
rs B、V、、 AIIsterdam(1984)
 、p379)記載のサッカロマイセス・セレビシエに
属する酵母およびそのシノニムないし変異株であるが、
本発明の目的からすれば、サツカロマイセス拳セレビシ
ェに属する酒類の醸造用酵母、具体的にはビール酵母、
ワイン酵母、清酒酵母等が好ましい。具体的には、たと
えば、ワイン酵母:ATCC38637、ATCC 38638、IFO2260(ワイン酵母0C2)、ビ
ール酵母:ATCC26292、ATCC2704、A
TCC32634、清酒酵母:ATCC4134、AT
CC 26421、IFO2347(清酒酵母協会7号)があ
る。
なお、これらの醸造用酵母の性質についてさらに付言す
るならば、これらは長年にわたって醸造に適する形質、
すなわち醸造原料液を効率よく発酵すること、香味の良
い酒類をつ(ること、遺伝学的形質が安定していること
等を指標として選抜、純粋培養が重ねられてきた結果、
たとえばビール酵母では遺伝学的には交雑・分離が極め
て起こり難い高次倍数体となっており、生胞子形成能は
殆んど完全に失われている。因みに、実用ビール酵母に
ついてみるならば、麦汁中の糖成分であるマルトース、
マルトトリオースの資化能が高まっている一方、クリス
タルバイオレット感受性である等、!vF生味を失って
いる。
形質転換 形質転換体の作成のための手順ないし方法そのものは、
分子生物学、生物工学ないし遺伝子工学の分野において
慣用されているものでありうるので、本発明においても
下記したところ以外のものについてはこれら慣用技術に
準じて実施すればよい。
酵母中で本発明DNA鎖の遺伝子を発現させるためには
、まず酵母中で安定に存在するプラスミドベクター中に
この遺伝子をつなぎかえる必要がある。この際に用いら
れるプラスミドベクターとしては、YRp系、YEp系
、YCp系、Ylp系等種々知られているものすべてを
用いることができる。これらのプラスミドベクターは、
文献上公知であるばかりでなく、容易に作成することが
できるものである。
一方、本発明DNA鎖の遺伝子を酵母中で発現させるた
めには、それが有する遺伝情報を転写・翻訳させる必要
がある。そのためには、転写・翻訳を制御するユニット
にあたる、プロモーターを本発明DNA鎖の5′ −側
上流に、ターミネータ−を3′ −側下流に、それぞれ
組み込めばよい。
このプロモーターおよびターミネータ−としては、すで
にADH,GAPDH(別名、GPD)、PHO,GA
L、PGK、ENOSTRP。
HIP等のものが知られており、本発明でもこれらのい
ずれをも利用することができる。これらは文献上公知で
あるばかりでなく、容易に作成することができるもので
ある。
本発明によって得られるべき形質転換体を選択するため
のマーカーとしては、0418、ハイグロマイシンB1
メソトレキセートとスルファニルアミドとの組合せ、ツ
ニカマイシン、エチオニン、コンパクチン、銅イオンな
どに対する耐性遺伝子を用いることができる。
本発明のDNA鎖をより安定的に酵母に保持させるため
に、これを酵母のゲノムに挿入することもできる。この
場合には、プラスミドベクターに組み込まれた本発明D
NA鎖のゲノムDNAへの挿入を容品にするために別途
このプラスミドベクターにゲノムDNAと高い相同性を
有するDNAを導入しておくことが望ましいところ、こ
のためのDNAとしてはrRNA遺伝子、HO遺伝子等
を用いることができる。
このうち、rRNA遺伝子は、1倍体酵母ゲノム中に約
140囲繞列に反復していることが明らかにされている
(ジャーナル・オブφモレキュラーーバイオロジー、4
0.261−277(1969))。この特徴により、
この配列を組み換えのターゲット配列として利用した場
合は、他の遺伝子配列を利用した場合と比較して以下の
様な利点がある。
(1)形質転換頻度が上昇することが期待される。
(2)組み込みによるターゲット配列の対応形質の変化
は無視できると考えられる。(3)プラスミドの組み込
み、ベクター配列の削除という一連の操作のくり返しで
、外来遺伝子を複数個ゲノム中へ組み込むことが可能と
なる。
また、本発明において酵母の形質転換に使用し得るDN
A鎖は、それがコードするポリペプチドが、α−ALD
Case活性を有する限りにおいては、第1図に示され
ているA−Hのポリペプチドと異なるポリペプチドをコ
ードするものであってもよいことは前記したところであ
る。
このようにしてつくったプラスミドによる酵母の形質転
換は、遺伝子工学ないし生物工学の分野で慣用されてい
る合目的的な任意の方法、例えばスフェロプラスト法〔
プロシーデイングズ・オブ・ナショナル・アカデミ−會
オブ争すイエンシズ・オブ・ザ・ユナイテッド・ステー
ブ・オブ・アメリカ(Proc、 Natl、 Scl
、USA)、75.1929(1978) ) 、リチ
ウムアセテート法〔ジャーナル・オブ・バクテリオロジ
−(J、Bacicrlol、)、153.163  
(19H) )等によって行うことができる。
このようにして得られる本発明の酵母は、本発明DNA
鎖によって導入された遺伝情報による新しい形質(すな
わち、α−ALDCaseの産生能。その結果、細胞内
のα−ALが分解されて、α−ALの細胞外への漏出量
が低下することになる)および使用ベクター由来の形質
ならびに場合によって生じているかも知れない遺伝子組
換時の一部の遺伝情報の欠落による対応形質の欠落を除
けば、そのゼノタイブないしフェノタイプにおいて形質
転換前の酵母と同じである。さらに、YIp型プラプラ
スミドいて本発明DNA鎖を酵母染色体へと導入した後
、不要ベクター配列を削除すれば、得られるビール酵母
は、使用ベクター由来の形質を持たない。
従って、本発明による酵母は、従来の醸造用酵母と本質
的には全く同一の発酵条件で使用することが可能であり
、一方で発酵液中でのα−ALの産生能の抑制が可能で
あるので、結果として発酵液のα−AL含量が低く、従
ってその処理に要する発酵液の熟成期間を著しく短縮す
ることができることになる。
酒類の製造 上記のような本発明による酵母によって醸造原料を発酵
させれば、上記のような効果を伴なって酒類が製造され
る。
醸造用原料は製造しようとする酒類によって決まること
はいうまでもなく、たとえば、ビールの製造には麦芽汁
が、ワインの製造には果汁、特にブドウ果汁が、使用さ
れる。
酵母の使用態様も、スラリー状の外に、固定化した形態
、その他、合目的的な任意のものでありうる。醸造条件
も、通常の酵母使用の場合と異ならない。
製造される酒類は、使用した酵母が α−ALDCas e産生能を有するものであるのでα
−AL含量が低く、従ってDA臭の低減された酒類の製
造のためのその処理に要する発酵液の熟成期間を短かく
することができることは前記したところである。
実施例 (1) a −ALDCa s e遺伝子の調製(1)
 α−ALDCase生産株染色体DNAの精製 アセトバクターナアセチ中サブスピーシーズ・キシリナ
ム IFo  3288 (財団法人 発酵研究所より
入手〕を100m1のYPD培地(1%酵母エキス、2
%ペプトン、2%グルコース)で−晩通気培養すること
により、0,7gの湿菌体を得た。これを30m1の緩
衝液(50mM)リス−MCI  (pH8,0) 、
50mM  EDTA)に懸濁させた。次いで、400
μg / mlのリゾチーム(生化学工業製)、10μ
g / mlのリボヌクレアーゼA(シグマ社製)で3
7℃で15分間処理した。これに、70m1のバッファ
ー(50mMトリス−MCI  (pH8,0) 、5
0mMEDTA)を加えた。次に、0.5%のドデシル
硫酸ナトリウム(SDS)および50μg / mlの
ブロテイナーゼK(シグマ社製)で65℃で30分間処
理した。次に、フェノール抽出を2回、フェノール:ク
ロロホルム(1; 1)抽出を1回行なった。これをエ
タノール沈殿後、5mlのTE緩衝液(10mM  )
リス−HC1(pH8,0>、1mM  EDTA)に
溶かした。次にiooμg/mlのりボヌクレアーゼA
で37℃で1時間処理した後、フェノール抽出とフェノ
ール:クロロホルム(1: 1)抽出を1回ずつ行なっ
た。これをエタノール沈殿した後、2m!のTEバッフ
ァーに溶し、1リツトルのTEバッファーに対して透析
して、360μgの染色体DNAを得た。
(11)  コスミド・ライブラリーの作製(1)で得
た染色体DNA  11μgを制限酵素5au3AIで
約40kbになるように部分分解した。これをコスミド
pJB8アーム(アマ−ジャム社製)4.2μgとT4
リガーゼにより連結した。このDNAをλDNA・イン
ビトロ・パッケージング・キット(アマ−ジャム社製)
を用いてインビトロ・パッケージングして大腸菌(R。
coil)DHI (F  、gyrA96、recA
l。
reLA1?、endAI、thi −1,11sdR
17,5upE44、λ )〔ジャーナル・オブ・モレ
キュラー中バイオロジー(J、 Hot。
Biol、)、166.557−580 (1983)
:ATCC33849)に形質導入して、コスミド・ラ
イブラリーを得た。
(111) α−ALDCase遺伝子保持株のスクリ
ニング (11)で得たコスミド・ライブラリーより、α−AL
DCa s e活性を示す株を選び出すことによって、
α−ALDCas e遺伝子保持株を得た。
具体的には、コスミド・ライブラリーより600株を1
株ずつ50μg / mlアンピシリンおよび0. 5
%ブドウ糖を含むし一培地に植菌し、37℃で一夜通気
培養して、それぞれについてα−ALDCa s e活
性を測定した。すなわち、集めた菌体を各々30mMリ
ン酸カリウム緩衝液(pH6,2)に懸濁させ、10μ
lのトルエンを加えて30秒間激しく撹拌した。この細
胞懸濁液についてα−ALDCas e活性をゴットフ
レドセン(Godrredsen)らの方法〔カールス
バーグ・リサーチ・コミュニケーション(Carlsb
erg。
Res、 Co55un、) 、 47.93(198
2))に従って、測定した。この結果、2株のα−AL
DCa s e活性保持法を得た。得られたクローンの
プラスミドをそれぞれpAXlおよびpAX2と命名し
た。
(Iv)  a−ALDCase遺伝子DNA塩基配列
決定 第3図に概略を示す方法でα−ALDCas e遺伝子
のサブクローニングを行なった。まず、pAXlを5a
u3AIで部分分解して得られる5au3AI断片を、
pUc12 (ファルマシア社製)のBamHI切断点
に挿入した。このようにして得られたプラスミドの中に
、大腸菌中でα−ALDCa s e活性を示すものが
見出され、これには3.6kbの染色体DNA断片が含
まれていた(このプラスミドをpAXSl 1と命名し
た。)、pAXsllからK p n Iと5aclに
よる切断によって切り出される約1260bpの断片を
プラスミドpUc19 C宝酒造社製)のKpnl切断
点とSac I切断点の間に挿入して、プラスミド(p
AX6と命名した)を作製した。
pAX6をもつ大腸菌はa−ALADCase活性を示
した。
pAX6に含まれるKpnI−3au3A!断片につい
て、ダイデオキシ法〔プロシーディングズ・オブ・ザ・
ナショナル・アカデミ−・オブ・サイエンシズ・オブ・
ザ・ユナイテッド・ステー′ソ・オブ・アメリカPro
c、 Natl、 Acad、 Sc1. USA。
74.5483 (1977) )によりDNA塩基配
列を決定した(第1図の1番目の塩基から1252番目
の塩基まで)。これを解析した結果、アミノ酸304個
、分子m33747の蛋白質をコードすることが可能な
912bpのオーブンリーディングフレームが存在した
(2)α−ALDCa s e遺伝子の酵母への尋人(
その1) (1)GPDプロモーターの取得 サツカロマイセス瞭セレビシェ 5288C〔(α、5
LIO2、m a 1 s g a l 2、CUPI
):バイオケミカル・アンド・バイオフィジカル・リサ
ーチ・コミュニケーションズ(B Iocl+em。
Biophys、 Res、 ComIIun、 ) 
s 50.1111B(1973)  :ATCC26
108]より、常法に従って染色体DNAを調製した。
このDNAを制限酵素5au3AIを用いて約10kb
の大きさの断片を多く生じるような条件のもとに部分分
解した後、プラスミドpBR322(宝酒造社製)の制
限酵素BamHI切断点に挿入してライブラリーを作成
した。
GPD遺伝子〔ジャーナル・オブ・バイオロジカル・ケ
ミストリー(J、 Biol、 Chcn+、) 、2
54.9839(1979))のコーディング領域の7
番目から36番目の塩基に対応する合成オリゴマーを3
2Pで末端標識し、これをプローブとしてライブラリー
よりGPD遺伝子を含むクローンを得た。このクローン
から得られるプラスミドDNAを制限酵素HindII
Iで切断し、約2.1kbのBind■断片をとり、プ
ラスミドpUc18 (ファルマシア社製)のHind
III切断点に挿入してプラスミドpGPD181を作
製した。その後、第4図に概略を示す方法に従って、G
PDプロモータ(Sa l I−BglII)を取得し
た。まず、pGPD181を制限酵素Hindm及びX
baIで切断して、GPD遺伝子のプロモータ一部分(
第4図中で斜線で示される)とコーディング領域の一部
を含む)iindIII−Xbal断片を得た。
この断片のHindm末端に下記の塩基配列をもつ合成
二重鎖DNAを付加した。この合成二重鎖DNAにはP
stlと5phlの切断点及び5alIとHindII
[の接着末端が含まれている。
GGACGTCCGTACGTTCGAこの合成二重鎖
DNAの付加によってHind■末端を5all末端に
変換することができた。
次に、この断片をpUc19の5ail切断点とXba
l切断点の間に挿入した。このようにして得たプラスミ
ドpap1をXbalで切断した後、Ba131ヌクレ
アーゼ処理を行なうことにより完全にコーティング領域
を欠失させた後、フレノウフラグメント(宝酒造社製)
を用いて平滑末端とした。この平滑末端に下記の塩基配
列をもつ合成二重鎖DNAを付加した(この合成二重鎖
DNAは一方の末端にBglIIの接着末端をもつ。)
GTTCGACCCGTCTAG この合成二重鎖DNAの付加により、平滑末端を8gl
n末端に変換することができた。この後、5allで切
断することにより得られるGPDプロモーターを含むS
alI−Bgln断片を、GPDプロモーター(Sai
l−BglII)と呼ぶことにした。
(if)  PGKターミネータ−の取得PGK遺伝子
〔ヌクレイツク・アシッヅ・リサーチ(Nucl、 A
c1ds Rcs、 )、l057791(1982)
)を、実施例(2) −(1)で作製したライブラリー
より、実施例(2)−(1)と同様の手法を用いてクロ
ーニングした。プローブとしては、PGKJ伝子のコー
ディング領域の1番目から28番目の塩基に対応する合
成オリゴヌクレオチドを32Pで末端標識したものを用
いた。このクローンから得られたプラスミドDNAを制
限酵素HindIIIで切断して、PGK遺伝子を含む
2.9kbの断片を得た。この断片を更に制限酵素Bg
lnで切断して、PGK遺伝子のターミネータ一部分と
コーディング領域の一部を含む375bpのBglII
Hindm断片を得た。この断片から第5図に概略を示
した方法に従ってPGKターミネータ−を作成した。ま
ずこの断片のBgl■末端に下記の塩基配列をもつ合成
二重鎖DNAを付加した。この合成二重鎖DNAはSm
a I切断部位及び5acIとBglIIの接着末端を
含んでいる。
TCGAGCGGGCCCCTAG その後、このSac l−H1ndIIr断片をpUc
12のHindI[I切断点とSac I切断点の間に
挿入して、プラスミドpPG1を作成した。
次に、pPGlをHindIIIで切断し、クレノウ′
フラグメントで処理して平滑末端とした。この平滑末端
に下記の塩基配列をもつ合成二重鎖DNAを付加した。
この合成二重鎖DNAは5ailの接着末端を含んでい
る。
GATCTCAGCT 付加後に再結合することにより、プラスミドpPG2を
作製した。5aclと S、all切断により、pPG2からターミネータ一部
分を含む5acl−SalI断片を得ることができる。
この断片を、PGKターミネータ−(Sacl−Sal
l)と呼ぶことにした。
(111)発現プラスミドの作成及び酵母への導入第6
図に概略を示す方法に従って、 α−ALDCas e遺伝子を酵母中で発現させるプラ
スミドpAX43を作成した。まず実施例(1) −(
IV)で作製したプラスミドpAX6をKpnIとSa
c Iで切断し、 a−ALDCase遺伝子を含む約1260bpのKp
nI−SacI断片を得た。この断片を制限酵素Rs 
a Iで部分分解することにより、第1図に示したα−
ALDCas e遺伝子を含む1.02kbのRsal
−8acI断片を得た。
これをプラスミドpUc12 (ファルマシア社製)の
制限酵素Sma I切断点と制限酵素Sac I切断点
との間に挿入して、プラスミドpAX31を作製した。
このプラスミドを制限酵素5acl及びBamHIで切
断することにより、前述したa−ALDCase遺伝子
を含むBamHl−Sacl断片(第1図に示されてい
る塩基配列のうち243番目から1252252番目び
ベクターの一部の配列を持つ)を得た。この断片及び<
2) −(1)で得たGPDプロモーター(SalI−
BglII)及び(2) −(11)で得たPGKター
ミネータ−(Sacl−8alI)の三つの断片を、プ
ラスミドYEplBK (詳細後記〕の制限酵素Xho
l切断点と制限酵素5ail切断点の間に挿入して、発
現プラスミドpAX4Bを作製した(第2図)。このプ
ラスミドpAX43をリチウムアセテート法〔ジャーナ
ル・オブ・バクテリオロジ−(J、 Baeterlo
l、)、153.163(1983) 〕によって酵母
〔サツカロミセス・セレビシェ3288Cの変異株であ
るT D 4 (a s  hissura % tc
u 5trp )株〕に導入した。このようにして得た
pAX43を含むTD4株をYAL2と呼ぶこととする
前記のプラスミドYE E) 13には、酵母内で復製
可能なプラスミドYEp13(ジーン(Gene)、8
.121 (1979) : AT CC37115)
を基本的に用いて、以下の手順で作成したものである。
まず、YEp13のLEU2遺伝子の両端にあるSa 
I l−5ac !断片及びXholSma I断片を
欠失させた。これにより、当プラスミドは制限酵素Xh
o L Sac L Sma 1およびBglnによる
切断部位をもたず、制限酵素5allによる切断部位を
ただ1箇所もつものとなった。次に、このプラスミド中
の pBR322由来の制限酵素HindI[I切断点と、
2μmDNA由来の制限酵素Hindm切断点との間に
合成オリゴヌクレオチド41merを挿入した。この合
成オリゴヌクレオチドは、制限酵素5acI、Smal
、Bgl■およびXhoI切断点をもち、また下記の塩
基配列をもつ。本発明では、このプラスミドを、YEp
13にと命名した。
(pAX43を含むTD4株)をそれぞれ選択培地〔0
,7%アミノ酸酸不含イーストニトロシンベースDIF
CO社製)、2%グルコース、20II1g/Dヒスチ
ジン、20mg/l)リプトファン、20II1g/R
ウラシル〕で一夜培養した後、α−ALDCa s e
活性を測定した。結果は下表に示す通りであった。
酵母のα−ALDCa s e活性は、菌体をグラスビ
ーズを用いて粉砕したものを酵素液としてゴットフレド
セン(God r redsen)らの方法を用いてΔ
PI定した。活性のIUは、1時間当り1μmoleの
アセトインを生成する酵素量を示す。また、酵素液のタ
ンパク量は、Proteln assay kit(B
lo−Rad社製)を用いて測定した。
下の表の酵母のα−ALDCas e活性の測定結果で
は、活性を酵素液中のタンパク量当りのユニット数(U
/装gタンパク)で表示しである。
現 YEp13Kを含むTDJ株及びYAL2酵母のα−A
LDCa s e活性の測定結果(その2) (1)ADHIプロモーターの取得 実施例(2)−(1)で作製したライブラリーより、A
DHI遺伝子〔ジャーナル・オブ・バイオロジカルケミ
ストリー(J、 B、 C) 257.301g(19
82))のコーディング領域の7番目から36岳目の塩
基に対応する合成オリゴマーを32Pで末端標識したも
のをプローブとして、ADHI遺伝子を含むクローンを
得た。このクローンから得られたプラスミドDNAを制
限酵素5au3AIで部分分解して、ADH1遺伝子の
プロモーター及びコーディング領域の一部を含む1.5
KbのDNA断片を得た。
この断片をプラスミドpUc18(ファルマシア社製)
の制限酵素BamHI切断点の間に挿入し、得られたプ
ラスミドをpADH81と命名した。pUc18のBa
mHIによる切断点は、制限酵素Xbalによる切断点
と制限酵素Sma Iによる切断点との間に位置してい
るので、BamHI切断点に挿入したDNA断片を、X
bal及びSma Iによる切断によって再度分離する
ことができる。
pADHslをXbalによって切断した後、エンドヌ
クレアーゼBa131で処理し、ADH1遺伝子のコー
ディング領域を完全に欠失させた後、HindII[リ
ンカ−(宝酒造社製)を付加した。次にこれをSma 
Iで切断した後、BamHIリンカ−を付加した。この
BamHI−Hindm断片をADHIプロモーターと
して用いた。
ADH1プロモーターをプラスミド YEp13にの制限酵素BamHI切断点と制限酵素H
ind■切断点の間に挿入してプラスミドpYADHを
作製した。
(If)  a−ALDCa s e遺伝子の発現プラ
スミドpAX6を制限酵素XbaIで切断した後、フレ
ノウフラグメントで処理して平滑末端とし、次に8g1
mリンカ−(宝酒造社製)を付加し、再度連結してプラ
スミドpAX68gを作製した。pAX68gからα−
ALDCase遺伝子を含むHaem−BglII断片
(第1図に示されている塩基配列のうち180番口から
1252番目まで及びベクターの一部を含む)を得た(
以降断片1と呼ぶ)。
また、実施例(2)−(lit)で得たRsal−3a
cl断片の5acl末端をフレノウフラグメントで処理
して平滑末端に変えた後、8glnリンカ−を付加した
。このRsaI−BglI[断片(第1図に示された塩
基配列のうち243番口から1252番目まで及びベク
ターの一部を含む)を断片2と呼ぶことにする。またp
AX68gからα−ALDCa s e遺伝子の一部を
含むHindI[[−Bglll断片(第1図に示され
た塩基配列のうち345番目から1252番目まで及び
ベクターの一部を含む)を得た(以後断片3と呼ぶ)。
プラスミドpYADHを制限酵素HindII[で切断
後、フレノウフラグメントを用いて平滑末端とし、次い
で制限酵素Bg1mで切断した。この断片と前述した断
片1あるいは断片2を連結し、それぞれプラスミドpA
X39 (断片1の場合)、pAX40 (断片2の場
合)を作製した。またpYADI(の制限酵素Hind
In切断点とBg1m切断点の間に断片3を挿入してプ
ラスミドpAX41を作製した。
プラスミドpAX39、pAX40、 pAX41は、それぞれ断片1、断片2、断片3にコー
ドされるポリペプチドをADH1プロモーターを用いて
酵母中で産生させることができる。
プラスミドpAX39、pAX40S pAX41をそ
れぞれTDJ株に形質転換し、得られた形質転換体のα
−ALDCa s e活性を測定した。結果を下表に示
した。
a−ALDCase活性の比較 断片2がコードするポリペプチドは第1図のA2からB
までで示されたポリペプチドである。
断片1がコードするポリペプチドは第1図のA1からB
までのポリペプチドである。
なお、断片3の発現により得られるポリペプチドには、
α−ALDCa s e活性が確認できなかった。これ
は、断片3を発現させた場合には、第1図の352番口
から372番目までの塩基配列に対応するアミノ酸から
なる短かいペプチドが産生されると推測されるところ(
352〜354番目のATGが翻訳開始コードンとなり
、373〜375番目のTGAが終始コードンになると
推測される)、これはα−ALDCaseとは全く異な
るペプチドであるために、α−ALDCase活性を示
さなかったと考えられた。
(4)α−ALDCas e遺伝子の酵母への導入(そ
の3) アミノ酸配列が第1図のAからBまでのものであるα−
ALDCaseポリペプチドにいくつかのアミノ酸を付
加したポリペプチドをコードするDNA鎖の発現 O)概要 第1図に示された塩基配列を詳細に調べると、アミノ酸
配列がAからBまでのものであるα−ALDCa s 
eポリペプチドをコードする塩基配列の上流には、同じ
リーディングフレームに、翻訳開始点となりうるATG
もしくはGTGがいくつか存在する。それらは第1図に
おいて、下線と番号1〜7で示されるものである。これ
らのATGあるいはGTGのうちのいずれかを選び、そ
の位置からタンパク質への翻訳を開始させるような操作
を施こした後、酵母中で発現させることにより、アミノ
酸配列が第1図のAからBまでのものであるα−ALD
Ca s eポリペプチドのN末端に、いくつかのアミ
ノ酸を付加した型のポリペプチドを酵母中で産生させる
ことができる。ただし、GTGを選んだ場合にはGTG
が酵母中では翻訳開始のコードンとして認識されないた
めに、これをATGに変換する必要がある。どのATG
あるいはGTGを選ぶかによって付加されるアミノ酸の
数は変化する。以下の(11) −(V)に示す方法に
より、これらのアミノ酸付加型の α−ALDCaseポリペプチドを産生させ、それらが
α−ALDCas e活性を有することを示した。
(11)部位特異的突然変異法によるpAX6への新た
な制限酵素切断部位の導入(pALDc1〜5の作製) 第1表に示すオリゴヌクレオチドA−Eを合成した。
第1表には5組の塩基配列が示されており、各組におい
て下段が合成したオリゴヌクレオチドの塩基配列である
。上段はこれらのオリゴヌクレオチドを用いて変異が導
入されるpAX6の部位の配列、すなわち変異前の塩基
配列であり、第1図に示された下線部1〜5のいずれか
を含んでいる。
オリゴヌクレオチドの塩基配列(下段)は変異後に得ら
れる変化した塩基配列と同じであり、変化した塩基は上
部に黒点(・)を付して示した。変異により、第1図の
下線部1〜5の直前に、新らしくDra I切断部位が
生じる。また、下線部がGTGである場合には、ATG
に変換される。これらのオリゴヌクレオチドを用いたp
AX6への変異導入は、第7図に概略を示した部位特異
的突然変異法(Morlnaga、Y、 et at、
、 Blo/Technology。
2 63B−639(1984) ’)に従って行なっ
た。得られた変異型のプラスミドの名及びこれらの変異
型から作られる発現プラスミド(詳細は(1v)で述べ
る)の名は第1表に示した。変異型プラスミドは、Dr
a IとSac Iで切断することによって、α−AL
DCase遺伝子を含むDraI−Sac I断片が得
られる。
(III)合成二重鎖DNAを用いたpAX6への新た
な制限酵素切断部位の導入(pALDC6,7の作成) 第2表に示す合成二重鎖DNA  FおよびGを合成し
た。
これらの合成りNAは第1図に示した下線部6または下
線部7のいずれかから、その下流にあるNcol切断部
位までの塩基配列を有しており、なおかつ下線部6また
は下線部7の直前にDra IとHindmの切断部位
を有している。
pAX6をHindI[IとNcolで切断し、pUc
19由来のHindIII切断部位からa−ALDCa
se遺伝中にあるNC0I切断部位までの断片を除去し
た後に、合成りNA  FまたはGを挿入してそれぞれ
プラスミドpALDC6、pALDC7を作製した。p
ALDC6、pALDC・7から、Dralと5acI
の切断により、それぞれα−ALDCasel伝子を含
むDral−SacI断片が得られる。
(Iv)  G P Dプロモーターの取得第8図に概
略を示した方法に従ってGPDプロモーター(BamH
I−Hindm)を取得した。
まず実施例(2)−(1)で作製したpGPD181を
Xbalで切断し、Ba 131ヌクレアーゼで処理し
てコーディング領域を完全に欠失させた後フレノウフラ
グメントを用いて平滑末端とした。
この平滑末端にHindI[[リンカ−(宝酒造社製)
を付加した後、HindI[[で切断することにより、
プロモーター領域を含むHindI[[断片を得た。
この断片をpUc18のHindlll切断点に挿入し
た。このようにして得られるプラスミドではBindm
断片の挿入方向が2通りあるが、そのうちGPDプロモ
ーターの上流にpUc18のマルチプルクローニング部
位が位置するものをpsT18と呼ぶことにした。ps
T18をHindIIIで部分分解し、フレノウフラグ
メントで処理した後、再び結合させた。このようにして
得られるプラスミドのうち、GPDプロモーターの上流
にあるHindI[I切断点のみがつぶされたものを、
プラスミドps718Hと呼ぶことにした。psT18
HをBamHIとHindmで切断して得られるGPD
プロモーターを含むBamHI+HindI[I断片を
、GPDプロモーター(BamHI−Hindm)と呼
ぶことにした。
(v)PGKターミネータ−の取得 第9図に概略を示した方法に従ってPGKターミネータ
−(Hindm−Sail)を取得した。
まず、実施例(2)−(li)で作製したpPG2のE
coRI切断点とSac I切断点の間に下記の塩基配
列をもつ合成二重鎖DNAを挿入して、プラスミドpP
G3を作成した。この合成二重鎖DNAはHindII
Iとsph 1の切断点をもち、両端にはそれぞれEc
oRIと5aclの接着末端をもつ。
GTTCGAACGTACGC pPG3より、HindnIと5ailの切断によって
切り出されるpGKターミネータ一部分を含むHind
n[−8ail断片をPGKターミネータ−(Hind
m−Sail)と呼ぶことにした。
(vl)  発現プラスミドの作製 作製法の概略を第10図に示した。
まず、実施例(4) −(1v)で得たGPDプロモー
ター(BamHI−Hi ndm)と実施例(4)−(
V)で得たPGKターミネータ−(Hindm−3a 
I I)を実施例(2)−(111)で作成したプラス
ミドYEp13にのBglII切断点と5alI切断点
の間に挿入して、プラスミドpsY114Pを作製した
psY114Pは、Hindm切断点と5acl切断点
の間に一定の方向で挿入された遺伝子を、GPDプロモ
ーターとPGKターミネータ−を用いて、酵母中で発現
させることができる。実施例(4)−(11)で得たp
ALDCl、pALDC2、pALDC3、pALDC
4、pALDC5のそれぞれから、α−ALDCa s
 e遺伝子を含む5種類のDral−8acI断片を切
り出した。
psYl 14PをHLndmで切断した後にマングビ
ーンヌクレアーゼ(宝酒造社製)を用いて一本鎖DNA
部分を除去した。更にフレノウフラグメントを用いて平
滑末端とした後に5acIで切断した。この断片と前述
したα−ALDCa s e遺伝子を含む5種類のDr
aI−Sacl断片をそれぞれ結合させて、酵母中で α−ALDCa s e遺伝子を発現させる5種類のプ
ラスミド(pAX50A−E)を作製した。
pAX50A、pAX50BSpAX50c。
pAX50D、pAX50EはそれぞれpALDCl、
pALDC2、pALDC3、pALDC4、pALD
C5に由来するα−ALDCa s e遺伝子を含んで
いる。また、実施例(4)−(111)で得たpALD
C6及びpALDC7のそれぞれから切り出したα−A
LDCase遺伝子を含むHindIff−3acl断
片を、pSY114PのHindIII切断点と5ac
I切断点の間にそれぞれ挿入して発現プラスミド(pA
X50F2及び pAX50G2)を作成した。pAX50F2、pAX
50G2は、それぞれ、pALDC6、pALDC7に
由来するa−ALDCa s e遺伝子を含んでいる。
上記の発現プラスミドを用いてα−ALDCa s e
遺伝子を酵母中で発現させた場合、タンパク質への翻訳
開始部位及びコードするポリペプチドは次表に示した通
りと考えられる。
本l: ただし、GTGはATGに変換しである*2:
 ただし、N末のValはMet(vll)酵母での発
現 実施例(4) −(Vi)で作製した7種類の発現プラ
スミド(pAX50A−E、pAX50F2、pAX5
0G2)で実験酵母TD4を形質転換させた。これらの
形質転換体のα−ALDCase活性を実施例(2) 
−(lv)と同様の方法を用いて測定した。結果は次表
に示す通り、いずれの発現プラスミドを有する形質転換
体も、 α−ALDCa s e活性を有するポリペプチドを産
生じた。
*:ただし、N末のValはMet (5)発酵試験によるダイアセチル生成量低減の確認 (1)ビール酵母発現用ベクターpAX43KLの作製 第11図に作製法の概略を示した。
まず、酵母中でβ−ガラクトシダーゼを発現させること
が可能なADHIプロモーター+1acZ遺伝子を作製
した。まず、プラスミドpMc1871 (ファルマシ
ア社製)からBamHI断片として1acZ遺伝子(大
腸菌β−ガラクトシダーゼ遺伝子)を得た。しかし、こ
の断片にはプロモーター領域及び翻訳開始点となるAT
Gが欠けているため、この1acZ遺伝子のBamH1
断片をYEp13にの(実施例(2)−(111)で作
成)のBgl■切断点に挿入した。
YEp13にのHLndlII切断点とBglII切断
点の間にはATGを含む数十塩基の配列が存在するため
、第11図に図示したような方向に1acZ遺伝子が挿
入された場合には、YE p 13Kに存在するこのA
TGを翻訳開始コードンとして利用することができる。
従って、そのような方向に1 acZ遺伝子が挿入され
たプラスミドplacZ1を選択した。次に、実施例(
3)−(I)で作成したADH1プロモーター(Bam
HI−HindlII断片)をplacZlのHind
mとBamH1切断点に挿入することによって、プラス
ミドpADH1−1acZを作成した。このプラスミド
は、ADH1プロモーターにより酵母中でβ−ガラクト
シダーゼを発現することができる。pADHl−1ac
ZをXholで切断した後、フレノウフラグメント処理
により平滑末端とし、5alIリンカ−(宝酒造社製)
を付加した。その後、ADHIプロモーター+1acZ
遺伝子をBamHI−SalI断片として切り出した。
一方、G418耐性遺伝子をpUC4K (ファルマシ
ア社製)より、SalI部分分解とBamHI切断によ
り、SalI−BamHI断片として切り出した。この
G418耐性遺伝子を含む断片及び上記のADH1プロ
モーター+1acZ遺伝子を含むBamHl−Sa l
 I断片を、実施例(2) −(111)で作製したp
AX43の5ail切断点に挿入して、プラスミドpA
x43KL (第12図)を作製した。
(II)  pAX43KLのビール酵母への導入上記
で作製したpAX43KLを用いて、リチウムアセテー
ト法によって、慣用されているビール酵母を形質転換し
た。形質転換体は、G418耐性を指標として一次選択
した株の中から、βガラクトシダーゼ活性を指標として
二次選択することにより、得た。得られた形質転換体の
α−ALDCa s e活性を測定したところ、3.2
〜7.OU/■タンパクの活性を示した。
これらの形質転換体のうち、独立したクローンを2つ選
び、それぞれYAL3−1及びYAL32と呼ぶことに
した。
(lli)発酵試験 上記で得られた形質転換体を、0418 10ppmを
含む麦汁50m1で20℃ 3日間静置培養し、その全
量を麦汁1リツトルCG41810ppmを含む)に加
えて8℃ 10日間静置培養した。生育した菌体を遠心
分離(5000rpmX10分間)により集菌した。得
られた酵母菌体を、11°P(プラトー度)の麦汁に0
.5%(wet  w/v)となるように添加した。こ
れを攪拌して十分に通気した後、8℃で8日間静置発酵
させた。発酵終了後、遠心分離と濾紙濾過によって菌体
を除去した発酵液について、TDA (全ダイアセチル
ff1)及び外観発酵度を測定した。結果は、次表に示
す通りであった。本発明の酵母を用いた発酵では、対照
株の時と比較してTDA生成量が大幅に減少したことが
明らかとなった。
なお、TDAはビシナルジケント及びアセトハイドロキ
シ酸、主としてDAおよびその前駆物質α−AL、より
なる。また、外観発酵度は、下記の通りに定義されるも
のである。
(6) α−ALDCase遺伝子の酵母への導入(そ
の4) α−A L D Case遺伝子の酵母染色体への組み
込み、発現及び醗酵試験 (1)  α−A L D Case遺伝子を酵母染色
体に組み込む方法の概略 GPDプロモーターとPGKターミネータ−を付加する
ことによって酵母中で発現可能となったα−A L D
 Case遺伝子を、クローン化した酵母のrRNA遺
伝子の内部に挿入し、第13図に示すような断片を作成
した。この断片を6418耐性遺伝子を有するYEp型
プラプラスミドAS5、m14図参照)と共に用いて酵
母を形質転換し、G418耐性を指標として形質転換体
を得た。得られた形質転換体の中には、相同的組み換え
により、ある頻度で前述したα−A L D Casc
遺伝子が酵母染色体のrRNA遺似子部位に組み込まれ
た形質転換体を得ることができた。
(II)  組み込み型プラスミド(pAX60G2)
の作製 酵母中での自律増殖能をもたず、染色体に組み込まれる
ことによってのみ酵母に保持されうるプラスミドpAX
60G2を、第15図に概略を示した方法に従って、次
の通り作製した。
まず、プラスミドpUc12 (ファルマシア社製)の
EcoRI切断部位をフレノウフラグメント処理し、X
holリンカ−(宝酒造社製)を付加した後に再度ライ
ゲーションした。このプラスミドには新たなXhoI切
断部位が生まれているのと同時に、Xhol切断部位の
両側にEcoRI切断部位が再生している。このプラス
ミドをXbalで切断し、フレノウフラグメント処理し
た後、再びライゲージランした。このようにして得られ
たプラスミドpUC12EXにはもはやXbal切断点
は含まれていない。
また、rRNA遺伝子を、実施例(2) −(1)で作
製したライブラリーより、5,8S rRNA遺伝子(
J、Biol、 Chetp、 252.811g−8
125(1977) )の5′末端4〜32番目の塩基
に対応するオリゴマーを5′末端標識したものをプロー
ブとして用いて取得した。このうち、5.83rRNA
遺伝子及び25SrRNA遺伝子のそれぞれ一部を含む
約3kbのEcoRI断片を、切り出し、フレノウフラ
グメント処理した後に、Xholリンカ−を付加した。
この断片を、先に作製したpUC12EXのXhoI切
断点に挿入してプラスミドplRxhoを作製した。
さらに、(4)−(vl)で作製したプラスミドpAX
50G2を5alI切断し、GPDプロモーター及びα
−ALDCase遺伝子及びPGKプロモーターを含む
断片(第15図の斜線部分)を得た。この断片をフレノ
ウフラグメント処理した後にXbalリンカ−(ファル
マシア社製)を付加し、先に取得したp IRxhoの
Xbal切断点に挿入してプラスミドpAX60G2を
作製した。
(Ili)  0418耐性遺伝子を有するYEp型プ
ラスミドpAS5の作製 第16図に概略を示した方法に従って、次の通りpAS
5を作製した。
まず、pUC4K (ファルマシア社製)をBamHI
で切断することにより、G418耐性遺伝子(G418
 r)を含むBamHI断片を切り出し、(5)−(1
)で得たpADHl−1acZのBamHI切断点に挿
入した。得られたプラスミドのうち、0418耐性遺伝
子が2ケ挿入されたものをpAS5と呼ぶことにした。
pAS5は、G418耐性遺伝子が1ケしか挿入されな
かったプラスミドよりも高いG418耐性を酵母に与え
た。
(Iv)  a−ALDCase遺伝子の酵母染色体へ
の組み込み (11)で得たpAX60G2を、EcoRI切断して
得られた断片(すなわち第13図の断片)と(I I 
りで得たpAS5(第14図)を用いて、リチウムアセ
テート法によりビール酵母IF00751株を形質転換
(co−transf’omatlon) した。形質
転換体はG418耐性及びβ−ガラクトシダーゼ活性を
指標として選択した。得られた形質転換体をYPD培地
で30℃−夜振盪培養した後、α−ALDC活性を測定
することにより、α−A L D Cago造伝子を持
つ株を得た。これらの株をYPD培地で非選択的に12
〜13世代培養した後、適宜希釈してX−gal(5’
 −ブロモ−4′−クロロ−3′−インドイル−β−D
−ガラクトシド)を含むRubyらの寒天培地〔メソッ
ド書イン書エンザイモロジー、vol、l旧、 p25
3(1983))に接種した。このプレートを30℃で
3〜5日間培養し、青色を発色しない株(すな、わち、
β−ガラクトシダーゼ活性を示さない株)を得た。
これらの株はpAS5を失い、tx−ALDCaSO遺
伝子及びその発現に必要なGPDプロモーターPGKタ
ーミネータ−のみが染色体上に組み込まれたものと考え
られる。これらの株をYPD培地で30℃で一夜振盪培
養した後にα− A L D Case活性を測定した。これらの株のう
ち、1、OU/mgタンパクのa −A L D Ca
sc活性を示した株をYAL4と呼ぶことにした。YA
L4をYPD培地で47世代培養したところ、α−AL
DCaSe活性は75%以上維持された。
(v)  醗酵試験 (iv)で得られたYAL4を麦汁501で20℃3日
間静置培養し、その全量を麦汁1リツトルに加えて10
℃で10日間静置培養した。成育した菌体を遠心分離(
5000rpmX10分間)により集菌した。得られた
酵母菌体を、11”P(プラトー度)の麦汁に0.6%
(wet v/v )となるように添加した。これを撹
拌して十分に通気した後、10℃で10日間静置醗酵さ
せた。醗酵終了後、遠心分離と濾紙濾過によって菌体を
除去した醗酵液について、TDA (全ダイアセチル量
)及び外観醗酵度を測定した。結果は、次表に示す通り
であった。本発明の酵母を用いた醗酵では、対照様の時
と比較してTDA生成量が減少したことが明らかとなっ
た。
微生物の寄託 本発明に関係する微生物YAL2は、昭和63年4月7
日通商産業省工業技術院微生物工業技術研究所に寄託さ
れて、微工研条寄第1844号の受託番号を得ている。
また、本発明に関係する微生物YAL4は、平成元年4
月7日通商産業省工業技術院微生物工業技術研究所に寄
託されて、微工研条寄第2374号の受託番号を得てい
る。。
更に、本発明のDNA鎖を含むプラスミドpAX6は、
大腸菌E、coli  JM109(宝酒造側製)に導
入し、E、coli  JM109 (pAX6を含む
)として、昭和63年12月14日微工研に寄託されて
微工研条寄第2187号の受託番号を得ている。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明によるDNA鎖およびアミノ酸配列の
一例を示す説明図である。 第2図はいpAX43の構造を示す説明図である。 第3図は、α−ALDCase遺伝子のサブクローニン
グのフローチャートである。 第4図は、GPDプロモーター(Sall−Bgln)
の取得のフローチャートである。 第5図は、PGKターミネータ−(SacI−3all
)の取得のフローチャートである。 第6図は、pAX43の作製のフローチャートである。 第7図は、部位特異的突然変異法を示す説明図である。 第8図は、GPDプロモーター(BamHI −Hin
dm)の取得のフローチャートである。 第9図は、PGKターミネータ−(Hindm−3al
l)の取得のフローチャートである。 第10図は、pAX50A−Hの取得のフローチャート
である。 第11図は、pAX43KLの作製のフローチャートで
ある。 第12図は、pAX43KLの構造を示す説明図である
。 第13図は、GPDプロモーターとPGKターミネータ
−を付加したα−A L D Case遺伝子を、クロ
ーン化した酵母のrRNA遺伝子の内部に挿入したDN
A断片の構造を示す説明図である。 第14図は、PAS5の構造を示す説明図である。 第15図は、FAX60G2の作製のフローチャートで
ある。 第16図は、PAS5の作製のフローチャートである。 (ja (JL 1−L ロIN+jコロXヨ;1泗;
ジ占基sヨ ヨ5 ご左 萌B5ョ 仁自ゴ=石 + @ ((:  C510+a  (J+l  cz
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9図 第12図 + a−ALDCase 十 PGKターミネータ− Barnt−11 第14図 第16図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、α−アセト乳酸脱炭酸酵素活性を有していてアミノ
    酸配列が実質的に第1図に示されているアミノ酸配列の
    うちAからBまでのものであるポリペプチドをコードす
    る塩基配列を有することを特徴とする、α−アセト乳酸
    脱炭酸酵素の生物工学的産生能を有するDNA鎖。 2、α−アセト乳酸脱炭酸酵素活性を有していてアミノ
    酸配列が実質的に第1図に示されているアミノ酸配列の
    うちAからBまでのものであるポリペプチドをコードす
    る塩基配列を有するDNA鎖によって形質転換されてα
    −アセト乳酸脱炭酸酵素産生能を有していることを特徴
    とする、サッカロマイセス・セレビシエに属する酵母。 3、α−アセト乳酸脱炭酸酵素活性を有していてアミノ
    酸配列が実質的に第1図に示されているアミノ酸配列の
    うちAからBまでのものであるポリペプチドをコードす
    る塩基配列を有するDNA鎖によって形質転換されてα
    −アセト乳酸脱炭酸酵素産生能を有しているサッカロマ
    イセス・セレビシエに属する酵母によって醸造原料を発
    酵させることを特徴とする、酒類の製造法。
JP1099685A 1988-04-22 1989-04-19 α―アセト乳酸脱炭酸酵素をコードするDNA鎖、このDNA鎖により形質転換された酵母、およびこの酵母を用いる酒類の製造法 Granted JPH02265488A (ja)

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AU33333/89A AU610719B2 (en) 1988-04-22 1989-04-21 Dna strand coding for alpha-acetolactate decarboxylase and yeast transformed with the dna strand
CA000597414A CA1302322C (en) 1988-04-22 1989-04-21 DNA STRAND CODING FOR .alpha.-ACETOLACTATE DECARBOXYLASE AND YEAST TRANSFORMED WITH THE DNA STRAND
DE68918745T DE68918745T2 (de) 1988-04-22 1989-04-22 Für alpha-Acetolactat-Decarboxylase kodierender DNS-Strang und damit transformierte Hefe.
ES89107323T ES2065351T3 (es) 1988-04-22 1989-04-22 Codificacion de una cadena de adn para alfa-acetolactato descarboxilasa y levadura transformada con la cadena de adn.
EP89107323A EP0339532B1 (en) 1988-04-22 1989-04-22 DNA strand coding for alpha-acetolactate decarboxylase and yeast transformed with the DNA strand

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JP2009542238A (ja) * 2006-07-13 2009-12-03 ディーエスエム アイピー アセッツ ビー.ブイ. 改良醸造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS62228282A (ja) * 1985-12-13 1987-10-07 Kirin Brewery Co Ltd α−アセト乳酸脱炭酸酵素をコ−ドするDNA鎖およびこのDNA鎖により形質転換された酵母

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