JPH0318879B2 - - Google Patents

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JPH0318879B2
JPH0318879B2 JP57040366A JP4036682A JPH0318879B2 JP H0318879 B2 JPH0318879 B2 JP H0318879B2 JP 57040366 A JP57040366 A JP 57040366A JP 4036682 A JP4036682 A JP 4036682A JP H0318879 B2 JPH0318879 B2 JP H0318879B2
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JP
Japan
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protoplasts
medium
cells
fusion
solution
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JP57040366A
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JPS58158184A (ja
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Masahiko Karasawa
Osamu Tosaka
Shigeo Ikeda
Hiroi Yoshii
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Ajinomoto Co Inc
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Ajinomoto Co Inc
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/02Preparation of hybrid cells by fusion of two or more cells, e.g. protoplast fusion
    • C12N15/03Bacteria

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明はブレビバクテリウム属又はコリネバク
テリウム属細菌の効果的なプロトプラスト融合法
に関する。 従来、プロトプラスト融合法による有用微生物
の育種方法としては酵母の品種改良法が開発され
(特開昭54−163883)、アミノ酸発酵工業で重要な
微生物であるブレビバクテリウム属、及びコリネ
バクテリウム属の微生物についてもプロトプラス
ト融合方法が報告又は開発されている(Agr.
Biol.Chem.、43(5)、1007〜1013、1979、特開昭
56−109587)。しかしながら、従来のブレビバク
テリウム又はコリネバクテリウム属細菌のプロト
プラスト融合方法は融合頻度が5×10-6程度と低
く、今後プロトプラスト融合法により有用微生物
を効率良く育成するためには更に融合頻度の高い
プロトプラスト融合法の開発が急務となつて来て
いる。そこで本発明者等は高い頻度でプロトプラ
スト融合する方法を開発することを目的として
種々研究を重ねた結果、細菌のプロトプラストを
ポリエチレングリコールと10mM以上のカルシウ
ムイオンを含むPH8.0〜12.0の高張液中で融合せ
しめると融合頻度が飛躍的に向上することを発見
し本発明を完成するに至つた。 本発明は(1)ブレビバクテリウム属細菌のプロト
プラストとブレビバクテリウム属又はコリネバク
テリウム属細菌のプロトプラストを、又は(2)コリ
ネバクテリウム属細菌のプロトプラストとコリネ
バクテリウム属細菌のプロトプラストを、10mM
以上のカルシウムイオン及び細胞融合促進剤を含
むPH8.0〜12.0の高張液中で細胞融合せしめるこ
とを特徴とする細菌のプロトプラスト融合法であ
る。 本発明で使用するブレビバクテリウム属、又は
コリネバクテリウム属の細菌としては野性株、薬
剤耐性、栄養要求性等を有する変異株、アミノ酸
生産性の有無を問わずすべて使用することができ
る。 栄養細胞を得るために使用する培地は微生物が
充分生育できるものであれば良く、例えばCM培
地(酵母エキス1.0%、ペプトン1.0%、食塩0.5
%、グルコース0.5%)等の完全栄養培地が使用
される、この培地に、ブレビバクテリウム属、又
はコリネバクテリウム属の微生物を培養し、リゾ
チーム感受性の細胞を得るため、対数増殖期にペ
ニシリン等の細胞壁合成阻害剤を添加する、添加
量は微生物の生育を抑制しないか又は半抑制する
程度が望ましくプニシリンの場合には1〜20μ
g/10ml程度が望ましい。添加後、更に30〜120
分程度培養を継続して数世代増殖せしめてリゾチ
ーム感受性の栄養細胞を得る。 培養液から細胞を分離し、これを高張液で洗滌
後、それぞれの高張量少培地に懸濁し、これにリ
ゾチームを0.1〜10mg/ml添加し、30〜40℃に保
持して細胞のプロトプラスト化を行う。プロトプ
ラスト化は時間と共に進行し、約3〜24時間で完
了する。 上記高張液としては公知のものを使用すれば良
く、例えば、0.25Mシユークロース、0.25Mコハ
ク酸2ナトリウム、20mMリン酸1カリウム、
100mMリン酸2カリウム及び5mMのEDTAか
ら成るHP高張液が使用される。又高張培地とし
ては夫々の最少培地に0.41Mシユークロースと
0.01M硫酸マグネシウムを加えたものが使用され
る。 このようにして得られたプロトプラストは高張
寒天培地で培養するとコロニーを形成し、栄養細
胞に再生する。この寒天培地としては0.3〜0.8M
のコハク酸2ナトリウムを含む完全栄養培地ある
いは最少培地が用いられる。 上記の方法で得られたプロトプラストと細胞融
合せしめる対象のプロトプラストを約等量の割合
で混合し、これを充分遠心分離する。遠心分離し
たプラストプラスト混合物を100mM以上のカル
シウムイオンを含むPH8.0〜12.0のHP高張液に懸
濁し、これにポリエチレングリコール溶液を約10
倍量加え。30〜37℃に10〜90分間保持する。 ポリエチレングリコールとしては平均分子量
7000〜8000のポリエチレングリコール6000が使用
される。カルシユウムイオンの供給源は、溶解性
の良いカルシユウム塩であれば良く、通常塩化カ
ルシユウム用いる。 カルシユウムイオン濃度は、10mM以上必要で
あり10mM以下では融合頻度を充分高めることは
できない。 高張液のPHは8.0〜12.0に調整することが必要
であり、単に10mM以上のカルシウムイオンの存
在のみでは融合は促進されず、PH8.0〜12.0のア
ルカリ性でかつ10mM以上のカルシウムイオン及
びポリエチレングリコールの共存下で融合するこ
とによつてはじめて効果が発揮され、10-3〜10-5
の頻度で細胞融合せしめることができる。このよ
うにして融合されたプロトプラストの栄養細胞へ
の再生は公知の方法(Agr.Biol.Chem.、43(5)、
1005〜1013、1979)に従つて行えば良く、前記の
プロトプラストの再生と同様の方法によつて行わ
れる。組み換え株の選択は、薬剤耐性、栄養要求
性目的とする性質を有する融合株を常法に従つて
分離すれば良い。 以下、実施例にて詳細に説明する。 実施例 1 ペプトン1.0g/dl、酵母エキス1.0g/dl、塩
化ナトリウム0.5g/dl及びシユークロース0.5
g/dlを含むPH7.2の完全栄養培地(CM培地)10
mlを大型試験管に分注し加熱滅菌した。 この培地に、ブレビバクテリウム・ラクトフエ
ルメンタムAJ3445 FERM−P1944(S−(2−ア
ミノエチル)システイン耐性(AECr))を接種し
31.5℃で振盪培養を行つた。対数像殖中期(菌体
濃度108個/ml)にペニシリンGを3単位/10ml
添加し、更に90分間培養を続けた。培養液から菌
体を回収し、PH7.0のHP液(高張希釈液)で洗浄
した。 菌体を遠心分離し、得られた菌体を5000μg/
mlリゾチーム0.41Mシユークローズおよび0.01M
硫酸マグネシウムを含む最少培地(第1表)に再
懸濁し、3.15℃に静置した。
【表】 プロトプラストの形成を、光学顕微鏡で観察す
るとともに、この細胞をPH7.0HP液で遠心洗浄
後、2つに分け一つはPH7.0HP液で希釈して
0.5Mコハク酸2ナトリウムを含有した最少培地
へ接種し、さらに0.8g/dl軟寒天を含む同培地
で重層した。もう一つは、リン酸緩衝液で希釈し
てCM培地に接種し、さらに0.8g/dl軟寒天を含
む同培地で重層し31.5℃で培養した。プレート上
に出現するコロニーは、各々高張条件で生育する
コロニー(栄養細胞とプロトプラスト)、低張条
件で生育するコロニー(栄養細胞のみ)を示し、
その実験結果を第2表に示した。
【表】 リゾチーム処理21時間で、ペニシリン処理細胞
はプロトプラスト化された。 全く同様の方法で、ブレビバクテリウム・フラ
バムAJ11784 FERM−6407(イソロイシン要求
性、α―アミノ―β―ヒドロキシ吉草酸耐性
(AHVr))を培養してプロトプラスト化した。 AJ3445及びAJ11784のプロトプラストを0〜
2.0Mの塩化カルシウムを含むPH6.0〜12.0のHP高
張液0.5mlに等量宛懸濁し、これに4.5mlの33%ポ
リエチレングリコール−6000の水溶液を加えて36
℃に30分間保持して、細胞融合せしめた。プロト
プラストの融合は時間と共に進行した。融合反応
液を遠心分離して融合プロトプラストを集め、こ
れをPH10.5の100mMの塩化カルシユウムを含む
HP高張液に懸濁し、次いでL−イソロイシン30
mg/dl、α―AHV5000μg/ml、AEC5000μg/
ml及び0.5Mコハク酸2ナトリウムを含む第1表
の高張最少寒天プレート上に接種し、その土面を
同寒天培地で薄層状に覆い31.5℃にて10日間培養
を行つた。 プレート上に出現した組み換え株(L−イソロ
イシン要求性、AEC耐性及びα―AHV耐性株)
の出現頻度と融合PH又は添加カルシユムイオン
(塩化カルシユウム)濃度との関係を第3表及び
第4表に示す。
【表】 第3表の結果は、100mMの塩化カルシウムの
共存下で融合せしめた場合の出現頻度であり、
CM培地に生育したコロニー数に対する頻度で示
した。
【表】 このような融合処理条件のもとで得られた組換
え株の出現頻度は各親株の復帰変異率より103
以上高かつた。このようにして得られた融合株
AJ11785 FERM−P6408および親株をL−イソ
ロイシンを要求株物質として生育度およびAHV
又はAECに対する耐性度を第5表に示した。第
5表に示すように、この菌株は両親株の表現型
(Ile要求性、AHV耐性、AEC 耐性)を有し、
その表現型は継代培養しても安定であつた。
【表】 第5表に示す生育度は次のようにして測定し
た。 第1表の最少培地にL−イソロイシンを30mg/
dl添加した培地(実験区(1)で使用)、L―イソロ
イシン30mgにAHVを5.0mg/dl(実験区(2)で使
用)又はAECを5.0mg/ml(実験区(3)で使用)添
加した培地4.0mlを試験官に分注し、試験菌を一
定量宛接種し、31.5℃で24時間振盪培養し、562n
mに於る吸光度を測定し生育度を求めた。 第6表の組成の培地を20ml宛、500ml容振盪フ
ラスコに入れ110℃で10分間蒸気殺菌した。これ
にあらかじめCMスラントで生育せしめた第7表
に示す菌株を一白金耳づつ接種し31.5℃にて72時
間振盪培養した。
【表】 培養中に生成されたL−スレオニン及びL−リ
ジンの量を常法に従つて定量した。その結果を第
7表に示す。
【表】 AJ11785の培養液を集めて遠心分離し、菌体及
び固形物を除去した。得られた上清液500mlを強
カチオン交換樹脂(「Amderlite IR−120」〔H
型〕)のカラムに流した。3%アンモニア水で溶
出し、アミノ酸画分を集め、脱塩及び脱色を行
い、減圧濃縮した。アルコールを添加し、冷却下
に保存後、生成した結晶を集めて乾燥した結果、
濃度98%以上のL−スレオニン結晶5.4gが得ら
れた。 実施例 2 コリネバクテリウム・アセトグルタミカム
AJ3858 FERM−P2786(AEC及びAHV耐性)及
びコリネバクテリウム・アセトアシドフイラム
AJ3792 FERM−P2650(AEC耐性、β―ハイド
ロキシロイシン(βHL)耐性)を実施例1と同
様の方法で培養し、プロトプラスト化した。
AJ3858及びAJ3792のプロトプラストを塩化カル
シウム50mM及びPEG 6000 33%を含む、PH10.0
のHP高張液に等量づつ懸濁し36℃に30分間保持
してプロトプラスト融合を行つた。融合プロトプ
ラストを遠心分離して集め、これをβ―
HL1000μg/ml、AHV2000μg/mlAEC2000μ
g/ml及びコハク酸2ナトリウム13.5g/dlを含
むPH7.2の第1表の高張最少寒天プレートに接種
し、実施例1と同様の方法で培養した。プレート
上に出現したコロニーを組み換え株として分離
し、その内の1株AJ11795 FERM−P 6418株
について実施例1と同様の方法で薬剤耐性度を測
定した。 その結果を第8表に示す。
【表】 尚、このような組み換え株(βHLr、AHVr
AECr)の出現頻度は10-4〜10-5であつた。 実施例 3 コリネバクテリウム・グルタミカム
AJ3420FERM−P 1709(AECr、11e-)及びブ
レビバクテリウム・フラバムATCC21269
(AHVr)を実施例1と同様の方法で培養した後、
プロトプラスト化を行つた。AJ3420及び
ATCC21269のプロトプラストを塩化カルシウム
200mM及びPEG−6000 33g/dl含むPH10.5の
HP高張液に等量宛懸濁し35℃に30分間保持して
融合せしめた。 融合反応液を遠心分離して細胞を集め、これを
AEC3000μg/ml、AHV3000μg/ml、L−イソ
ロイシン40mg/dl及びコハク酸2ナトリウム13.5
g/dlを含む第1表の最少寒天プレートに接種し
実施例1と同様の方法で培養した。プレート上に
出現したコロニーを組み換え株として分離した。
コロニーの出現頻度はCM完全培地に出現するコ
ロニー数に対して10-4であつた。 分離したコロニーの内から1株、
AJ11811FERM−P6406を選び実施例1と同様の
方法でL−イソロイシン要求性及び薬剤耐性度を
測定した。 その結果を第9表に示す。
【表】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ブレビバクテリウム属の細菌のプロトプラ
    ストとブレビバクテリウム又はコリネバクテリウ
    ム属の細菌のプロトプラストを、又はコリネバ
    クテリウム属細菌のプロトプラストとコリネバク
    テリウム属細菌のプロトプラストを、10mM以上
    のカルシウムイオン及びポリエチレングリコール
    を含むPH8.0〜12.0の高張液中で細胞融合せしめ
    ることを特徴とする細菌のプロトプラスト融合
    法。
JP57040366A 1982-03-15 1982-03-15 細菌のプロトプラスト融合法 Granted JPS58158184A (ja)

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JPS58158184A JPS58158184A (ja) 1983-09-20
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JPS59113894A (ja) * 1982-12-17 1984-06-30 Kyowa Hakko Kogyo Co Ltd 発酵法によるl−グルタミン酸の製造法
JPS6274293A (ja) * 1985-09-28 1987-04-06 Kyowa Hakko Kogyo Co Ltd L−イソロイシンの製造法

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JPS58158184A (ja) 1983-09-20

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