JPH0336515B2 - - Google Patents

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JPH0336515B2
JPH0336515B2 JP60124555A JP12455585A JPH0336515B2 JP H0336515 B2 JPH0336515 B2 JP H0336515B2 JP 60124555 A JP60124555 A JP 60124555A JP 12455585 A JP12455585 A JP 12455585A JP H0336515 B2 JPH0336515 B2 JP H0336515B2
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JP
Japan
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biphenyl
strain
pseudomonas
gene
pmfb1
Prior art date
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JP60124555A
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JPS61282085A (ja
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Kensuke Furukawa
Toshitsugu Myazaki
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
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Publication date
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Priority to JP60124555A priority Critical patent/JPS61282085A/ja
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Publication of JPH0336515B2 publication Critical patent/JPH0336515B2/ja
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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
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/11DNA or RNA fragments; Modified forms thereof; Non-coding nucleic acids having a biological activity
    • C12N15/52Genes encoding for enzymes or proenzymes

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  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
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  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
(イ) 本発明はビフエニル代謝機能を有するシユ
ウドモナス・シユウドアルカリゲネス
(Pseudomonas Pseudoalcaligenes)由来の新規
な外来遺伝子pph A−C及びこれを保有する新
規な微生物シユウドモナス・シユウドアルカリゲ
ネスKF707株に関するものである。 本遺伝子は、例えば増殖能の高いシユウドモナ
ス・プチダ(Pseudomonas putida)やシユウド
モナス・エルギノーサ(Pseudomonas
aeruginosa)等に組換え形質転換させた微生物
を用いて化合物2−ハイドロキシ−6−オキソ
−6−フエニルヘキサ−2,4−ジエノイツクア
シツド及びその誘導体を製造せしめ、病源菌とし
て知られている例えばスタフイロコツカス属など
のグラム陽性菌及び大腸菌などのグラム陰菌に対
する殺菌剤や生理活性物質の中間体としての生産
に寄与できることが期待されるものである。 (ロ) 従来の技術 従来、ビフエニルを資化する細菌については数
種類分離され、その代謝様式も検討されている
が、遺伝子単位で検討された例は知られていな
い。 また、ビフエニルの特定の中間代謝物について
は代謝様式を含めて遺伝子単位で検討された例は
ない。 そこで、本発明者らはビフエニル代謝機構に関
連する遺伝子について研究を進めた結果、シユウ
ドモナス・シユウドアルカリゲネス由来の遺伝子
bph A−Cをとり出すことに成功し、本発明を
完成するに至つた。 (ハ) 発明の構成 外来遺伝子bph A−Cの給源としては、ビフ
エニル代謝に関与する遺伝子を体内に保有する微
生物で、本発明者が自然界より分離したシユウド
モナス・シユウドアルカリゲネスKF707
(Pseudomonas PseudoalcaligenesKF707)
(FERM P−8297)を例示できる。 なお、本菌株の菌学的性質は以下のとおりであ
る。 〔菌学的性質〕 グラム 陰性 桿菌 0.7×1.5〜2.0μ 極鞭毛 1本 色素産生 なし オキシダーゼ 陽性 スターチ加水分解 陰性 41℃での生育 陽性 最適生育温度 35℃ 資化性 グルコース、こはく酸、乳酸、ピルビン
酸 以上の菌学的性質からバージイーズ、マニユア
ル オブ システイマテイク オブ バクテリオ
ロジー第9版に基づき検索した結果、シユウドモ
ナス・シユウドアルカリゲネス(Pseudomonas
pseudoalcaligenes)と認められた。 なお、本菌株は、新規な外来遺伝子bph A−
Cを保有する点で新規な微生物である。 本菌株からの該遺伝子の切出しは、前記菌株を
例えばL倍地(バクトリプトン10g、イーストエ
キス5g、食塩5g、蒸溜水1)に一晩増殖さ
せ、リゾチーム−SDS法により溶菌した染色体
DNAを調製し、次いで、染色体DNA(1μg)を
制限酵素Xhoで切断することにより、本遺伝子
を得ることができる。 本遺伝子の各種制限酵素による切断数は第1表
に示すとおりである。
【表】 また、本遺伝子の断片の制限酵素地図は第1図
に示されるとおりである。 次に、本遺伝子のビフエニル代謝様式と遺伝子
群との関係は次に示すとおりである。 上記反応式において、A、B、Cは反応を司る
酵素を示し、Aはビフエニル オキシゲナーゼ、
Bはジヒドロキシジオール デヒドロゲナーゼ、
Cはフエニルカテコール オキシゲナーゼを各々
示している。 また、これらの酵素に対応する遺伝子として、
bphA、bphB、bphCが存在しこれらの遺伝子は
オペロンを形成している。またPはプロモーター
を示す。 本遺伝子の利用にあたつては、例えば、大腸菌
エシエリヒア・コリKF637(Escherichia coli
KF637)(FERM P−8296)由来のpKF330を常
法により該菌株より取り出した後、制限酵素Xho
で切断後T4リガーゼで結合させ組換えプラス
ミドpMFB1を構築する(第3図)。 なお、pKF330は第2図に示すようにカナマイ
シン耐性とストレプトマイシン耐性を有する
12.6kbのプラスミドである。カナマイシン耐性遺
伝子部位にはXhoなどの挿入失活部位を有して
おり、またカナマイシンのプロモーターを利用で
きる。 次に宿主株として増殖能の高いシユウドモナ
ス・プチダKF107(Pseudomonasputida KF107)
(FERM P−8294)やシユウドモナス・エネギ
ノーサKF204(Pseudomonas aeruginosa
KF204)などを例示できる。形質転換方法及び形
質転換体の選択にあたつては、該菌株等を対数増
殖期(5×108 細胞/ml)まで培養し、集菌、
洗浄後、冷バツフアー(10mM MOPS−10m
M RbCl−100mM MgCl2、PH7.0)に懸濁し、
次いで遠心後、冷バツフアー(100mM
MOPS−10mM RbCl−100mM CaCl2、PH
6.5)に再懸濁し0℃、30分インキユベートする。
次に遠心後、菌株を1/10量の冷バツフアーに懸
濁する。この0.2mlコンピテントセルに組換えプ
ラスミド(0.5μg)を加え0℃にて1時間インキ
ユベート後42℃で2分間ヒートシヨンクする。3
mlのL倍地を加え、30℃で3時間インキユベート
した後ストレプトマイシン(200μg/ml)を含
むL−寒天培地上でpKF330及び組換えプラスミ
ドを保有する形質転換体を一次スクリーニングす
る。ビフエニル遺伝子を保有する目的とする形質
転換体(組換え微生物)は2,3−ジヒドロキシ
ビフエニル溶液(1mg/ml)を一次スクリーニン
グで生じたコロニーに噴霧することにより黄変す
るコロニーを選択する。ビフエニル代謝遺伝子を
含むクローンはビフエニル及びビフエニル関連化
合物より黄色物質を蓄積させ、黄色物質を酸性下
(PH1〜2)で酢酸エチルで抽出後、トリチルシ
リル化してGC−MSによる分析を行いこれが化
合物(図4)及びその誘導体であることを確認
する。 (ニ) 実施例 実施例 1 ビフエニル資化性菌シユウドモナス・シユウド
アルカリゲネスKF707株(FERM P−8297)を
L培地で一晩培養し、集菌、洗浄後、0.1Mトリ
ス(PH7.9)、1mM EDTA バツフアーに懸濁
する。次にリゾチームを最終濃度2μg/mlにな
るように加え、室温で5分間インキユベートし、
10%SDSを50μ/mlになるように加え溶菌し
た。 次いでプロナーゼ、RNase処理をしたのちフ
エノール抽出を行い、エーテルでフエノールを除
去した。このようにして調製したDNAは10mM
トリス、1mM EDTA バツフアーに透析し
た。 一方、プラスミドpKF330を有するエシエリヒ
ア・コリKF637(FERM P−8296)をL培地で
一晩培養し、アルカリ−SDS法によりpKF330を
調製した。染色体DNA及びプラスミドpKF330
を制限酵素XhoIで切断後、T4−リガーゼで連結
した。次いで組換えプラスミドを宿主株であるシ
ユウドモナス・エルギノーサKF204(FERM P
−8295)に導入した。すなわち、対数増殖期(約
4×108セル/ml)のKF204株を集菌し、等量の
冷バツフアー(10mM MOPS、10mM RbCl、
100mM MgCl2、PH7.0)で洗浄後、冷バツフア
ー(100mM MOPS、10mM RbCl、100m
M CaCl2、PH6.5)に再懸濁し、0℃にて30分間
放置した。次に遠心後、1/10量の冷バツフアー
に再懸濁し、その0.2ml細胞懸濁液と精製した
pMFB1(0.5μg)と0℃、1時間インキユベート
した。42℃で2分間、ヒートシヨツクした後、3
mlのL培地を加え30℃で3時間培養した。ビフエ
ニル代謝遺伝子群(bph A−C)の組込まれた
pMFB1を保有する形質転換体はストレプトマイ
シン(200μg/ml)を含むL−寒天培地で2,
3−ジヒドロキシビフエニル溶液(1mg/ml)を
噴霧して黄色となるコロニーとして選択した。次
いで形質転換体をストレプトマイシン200μg/
mlを含むL培地で一晩培養後、常法によりプラス
ミドを調製した。次いで調製したパラスミド
pMFB1をXhoで切断すると7.9kbのbph A−
C遺伝子が切り出された。本遺伝子は第1図に示
す制限酵素切断点を有していた。 実施例 2 実施例1で調製した組換えプラスミドpMFB1
を用いて、シユウドモナス・プチダKF107
(FERM P−8294)を実施例1の方法によつて
形質転換した。その結果、1×103セル/μg
DNAの頻度でpMFB1を保有する形質転換体シユ
ウドモナス・プチダKF138が得られた。 実施例 3 実施例1により調製したpMFB1を保有するシ
ユウドモナス・エルギノーサKF257を炭素源とし
てこはく酸(1mg/ml)を含むBSM寒天培地に
塗布(摂取)しビフエニル粉末をペトリ皿のふた
においてビニールテープでシールした。KF257株
の増殖とともにビフエニル蒸気をとり込んだ菌体
は、ビフエニルを化合物に変化せしめ、培地は
鮮やかに黄変した。 上記の反応はpMFB1を保有しない宿主株シユ
ウドモナス・エルギノーサKF204(FERM P−
8295)では全く認められなかつた。以上の反応は
pMFB1を保有するシユウドモナス・プチダ
KF138においても同様に認められた。 なお、宿主株及びpMFB1を保有するKF257株
について グラム染色 陰性 鞭毛 1本 細胞の大きさ 0.5−0.7×2.0 最適生育温度 37℃ 青色色素(ピオシアニン) 生成 オキシダーゼ + GC含量 67% 以上の性質等によりKF257株はシユウドモナ
ス・エルギノーサであることを確認した。 また、宿主株及びpMFBIを保有するKF138株
について グラム染色 陰性 鞭毛 >1 ピオシアニン 生成せず 蛍光色素 生成 至適生育温度 25−30℃ オキシダーゼ + GC含量 60% でんぷん加水分解 + 以上の性質等によりKF138株はシユウドモナ
ス・プチダであることを確認した。 (ホ) 発明の効果 ビフエニル代謝機能を有する外来遺伝子bph
A−Cを増殖効率の優れた微生物に組換え、形質
転換微生物を用いて、化合物 2−ハイドロキ
シ−6−オキソ−6−フエニルヘキサ−2,4−
ジエノイツクアシツド及びその誘導体を安価に製
造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は外来遺伝子bph A−Cの制限酵素切
断地図を示す。第2図はエシエリヒヤ・コリ由来
のプラスミドpKF330の構造を示す。第3図は組
換えプラスミドpMFB1の作製手順とその構造を
示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 シユウドモナス・シユウドアルカリゲネス由
    来のビフエニル代謝機能を有する外来遺伝子であ
    つて、分子量が7.9キロベースであり、次の制限
    酵素において塩基の切断数が特徴づけられる外来
    遺伝子 2 シユウドモナス・シユウドアルカリゲネス由
    来のビフエニル代謝機能を有する外来遺伝子であ
    つて、分子量が7.9キロベースであり、次の制限
    酵素において塩基の切断数が特徴づけられる外来
    遺伝子 を保有する新規な微生物シユウドモナス・シユウ
    ドアルカリゲネスKF707株。
JP60124555A 1985-06-08 1985-06-08 ビフエニル代謝機能を備えた外来遺伝子bph A−C及びこれを保有する新規な微生物 Granted JPS61282085A (ja)

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