JPH0347080A - Dna capable of coding tryptophanase - Google Patents

Dna capable of coding tryptophanase

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JPH0347080A
JPH0347080A JP18152289A JP18152289A JPH0347080A JP H0347080 A JPH0347080 A JP H0347080A JP 18152289 A JP18152289 A JP 18152289A JP 18152289 A JP18152289 A JP 18152289A JP H0347080 A JPH0347080 A JP H0347080A
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JP
Japan
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tryptophanase
dna
strain
recombinant plasmid
transformant
Prior art date
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Application number
JP18152289A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroaki Inoue
浩明 井上
Yukihiro Sogabe
曽我部 行博
Masanori Oka
正則 岡
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Toyobo Co Ltd
Original Assignee
Toyobo Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To efficiently produce tryptophanase by culturing an organic cell, etc., transformed with a recombinant plasmid containing a DNA sequence capable of coding the tryptophanase derived from a strain of the genus Proteus. CONSTITUTION:A DNA fragment mixture containing a gene capable of coding tryptophanase derived from a strain of the genus Proteus is linked with a vector DNA, such as plasmid vector DNA, to prepare a recombinant plasmid, which is subsequently introduced into an organic cell or microorganism to afford a transformant having a desired genetic character and a character of the vector DNA. The resultant transformant is then subjected to shaking culture with aeration, etc., in an LB culture medium, etc., to grow and accumulate the tryptophanase in the microbial cells. The recovered tryptophanase is subsequently purified by ultrasonic crushing, mechanical crushing using glass beads, etc.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はプロテウス(I’ro teus )属菌株由
来のトリプトファナーゼをコードするDN八へ列、1亥
DNA配列を発現ベクターに組み込んだ組換えプラスミ
ド、該&Il換えプラスミドを存する形質転換体及び該
形質転換体を用いてトリプトファナーゼを製造する方法
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to an expression vector in which a DNA sequence encoding tryptophanase derived from a strain of the genus Proteus is incorporated into an expression vector. The present invention relates to a recombinant plasmid, a transformant containing the &Il recombinant plasmid, and a method for producing tryptophanase using the transformant.

トリプトファナーゼはトリプトファンをインドール、ピ
ルビン酸及びアンモニアに分解する反応を触媒する酵素
であり、反応式は以下の通りである。
Tryptophanase is an enzyme that catalyzes the reaction of decomposing tryptophan into indole, pyruvate and ammonia, and the reaction formula is as follows.

トリプトファン+H!0戸ヨインドール士ピルヒ゛ン酸
十N11゜ 上記の反応は可逆的であり、トリプトファナーゼを触媒
として用いることによりインドール、ピルビン酸及びア
ンモニアからトリプトファンを合成することが出来る。
Tryptophan + H! The above reaction is reversible, and tryptophan can be synthesized from indole, pyruvic acid and ammonia by using tryptophanase as a catalyst.

(従来の技術) 従来、トリプトファナーゼは例えばプロテウスレトゲリ
 (ProLeus rettogeri)エシェリヒ
アコリ (Escherichia coli) K1
2株等、トリプトファナーゼ生産能を有する微生物をト
リプトファンまたはその誘導体の存在下で培養し、該培
養物がらトリプトファナーゼを採取することにより製造
されている。しかしながら、この方法では培地中にトリ
プトファンまたはその誘導体等の高価な物質を添加する
ことが必要であり、またトリプトファナーゼの収量も充
分ではなく、効率の良いトリプトファナーゼ製造方法の
開発が望まれていた。
(Prior Art) Conventionally, tryptophanase has been synthesized from, for example, ProLeus rettogeri, Escherichia coli, K1
It is produced by culturing microorganisms capable of producing tryptophanase, such as strain 2, in the presence of tryptophan or its derivatives, and collecting tryptophanase from the culture. However, this method requires the addition of expensive substances such as tryptophan or its derivatives into the medium, and the yield of tryptophanase is not sufficient, so the development of an efficient method for producing tryptophanase is desired. was.

一方、プロテウス・インコンスタンス(Proteus
incons tans )に属する菌株がインドール
化合物又はその誘導体とピルビン酸エステルとアンモニ
ウムイオンとからL−トリプトファンまたはその誘導体
を生成する能力を有することが公知であった(特開昭6
2−205791号)。
On the other hand, Proteus inconstance
It has been known that strains belonging to L. incons tans have the ability to produce L-tryptophan or its derivatives from an indole compound or its derivative, pyruvate ester, and ammonium ion (Japanese Patent Laid-Open No. 6
2-205791).

(発明が解決しようとする課題) 本発明の課題は、遺伝子操作技術を用いて培地中にトリ
プトファン又はその誘導体を添加することなく、トリプ
トファナーゼの生産性を向上させる新たな方法を提供す
ることにある。
(Problems to be Solved by the Invention) An object of the present invention is to provide a new method for improving the productivity of tryptophanase without adding tryptophan or its derivatives to the culture medium using genetic engineering technology. It is in.

(課題を解決するための手段) 本発明者らは、上記の課題を解決するために、トリプト
ファナーゼをコードするDNA配列、該DNA配列を発
現ベクターに組み込んだ組換えプラスミド、該プラスミ
ドを含有する形質転換体及び該形質転換体を用いてトリ
プトファナーゼを生産する方法について検討した。まず
トリプトファナーゼ生産菌の有するトリプトファナーゼ
遺伝子をクローニングし、該遺伝子のDNA配列を決定
した。次いで該DNA配列を発現ベクターに組み込んだ
組換えプラスミドを得、更に該プラスミドを含む形質転
換体@調製し、該形質転換体を用いるトリプトファナー
ゼの製造方法について検討し、本発明を完成するに至っ
た。
(Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the present inventors have developed a DNA sequence encoding tryptophanase, a recombinant plasmid in which the DNA sequence is incorporated into an expression vector, and a recombinant plasmid containing the plasmid. The present inventors investigated a transformant and a method for producing tryptophanase using the transformant. First, the tryptophanase gene possessed by a tryptophanase-producing bacterium was cloned, and the DNA sequence of the gene was determined. Next, we obtained a recombinant plasmid in which the DNA sequence was incorporated into an expression vector, prepared a transformant containing the plasmid, studied a method for producing tryptophanase using the transformant, and completed the present invention. It's arrived.

すなわち本発明は (1)プロテウス(Proteus)属菌株由来のトリ
プトファナーゼをコードするDNA配列。
Specifically, the present invention provides (1) a DNA sequence encoding tryptophanase derived from a strain of the genus Proteus.

(2)請求項第1項記載のDNA配列を含む組換えプラ
スミド。
(2) A recombinant plasmid containing the DNA sequence according to claim 1.

(3)請求項第2項記載の組換えプラスミドにより形質
転換された形質転換体。
(3) A transformant transformed with the recombinant plasmid according to claim 2.

(4)請求項1項記載のDNA配列を組み込んだ組換え
プラスミドにより、生物細胞あるいは微生物を形質転換
し、得られた形質転換体を培養して培養物からトリプト
ファナーゼを採取することを特徴とするトリプトファナ
ーゼの製造方法。
(4) Transforming biological cells or microorganisms with the recombinant plasmid incorporating the DNA sequence according to claim 1, culturing the obtained transformant, and collecting tryptophanase from the culture. A method for producing tryptophanase.

からなるものである。It consists of

本発明のプロテウス(Proteus)属菌株由来のト
リプトファナーゼをコードするDNA配列は第1図に示
されるものである。
The DNA sequence encoding tryptophanase derived from a strain of the genus Proteus of the present invention is shown in FIG.

本発明のプロテウス(Proteus)属菌株由来のト
リプトファナーゼをコードするDNA断片は、第1図の
塩基配列の一部を有するものであっても、塩基配列が一
部欠失、置換されたり挿入が加わったものであっても、
トリプトファナーゼをコードする限り、本発明の範囲に
含まれる。以下、本発明を実施するための各段階につい
て詳細に説明する。
Even if the DNA fragment encoding tryptophanase derived from a strain of the genus Proteus of the present invention has a part of the nucleotide sequence shown in Figure 1, the nucleotide sequence may be partially deleted, substituted, or inserted. Even if the addition of
As long as it encodes tryptophanase, it is within the scope of the present invention. Hereinafter, each step for carrying out the present invention will be explained in detail.

(a)トリプトファナーゼをコードする・DNA配列お
よび$JI換えプラスミドの調製 本発明においてトリプトファナーゼをコードするDNA
配列の採取源となるプロテウス属菌株としては、プロテ
ウス・インコンスタンス(Proteusi neon
s tans )が好ましく、上記DNA配列はプロテ
ウス・インコンスタンス(Proteus 1ncon
stans)の染色体DNAより分離できる。好適な例
としては、プロテウス・インコンスタンス(Prote
us 1nconstanscを栄養培地で培養し、こ
の培養物を5.OOOrpm以上、好ましくは8.00
0〜10.000rp…で5分間以上、好ましくは10
〜15分間遠心分離して菌体を得る。この菌体より、例
えばRodriquez R,L et al Rec
ombinantDNA  Techniques(^
ddison−Wesley  Pub!ishing
Company、  1983)或はKoizumi 
J、et al、、Biotecb。
(a) DNA sequence encoding tryptophanase and preparation of $JI recombinant plasmid DNA encoding tryptophanase in the present invention
The Proteus strain from which the sequences were collected is Proteus inconstans (Proteus neon).
s tans ) is preferred, and the DNA sequence is preferably Proteus inconstans ).
stans) can be isolated from the chromosomal DNA. A suitable example is Proteus inconstans.
us 1nconstansc in nutrient medium, and this culture was cultured in 5. OOOrpm or more, preferably 8.00
0 to 10,000 rpm for 5 minutes or more, preferably 10
Centrifuge for ~15 minutes to obtain bacterial cells. From this bacterial cell, for example, Rodriguez R, L et al Rec.
ombinant DNA Techniques (^
ddison-Wesley Pub! ishing
Company, 1983) or Koizumi
J, et al., Biotecb.

Bioeng、、27,721〜728.1985記載
の方法等により染色体DNAを得ることが出来る。
Chromosomal DNA can be obtained by the method described in Bioeng, 27, 721-728, 1985.

この染色体DNAに制限酵素、例えばEcoRI (東
洋紡製)を30℃以上、好ましくは37°Cで、30分
以上、好ましくは、1〜2時間作用させて切断し、種々
の大きさの染色体DNA断゛片混合物を得る。このよう
にして得られたDNへ断片混合物から、例えばシg糖密
度勾配遠心分離等により低分子量(例えばIKbρ以下
)のIINA断片を除き、更にエタノール沈澱法等のf
i縮平手段より濃縮し、トリブトファナ−ゼをコードす
る遺伝子を含有するDNA断片混合物を得る。
This chromosomal DNA is cleaved with a restriction enzyme such as EcoRI (manufactured by Toyobo) at 30°C or higher, preferably 37°C, for 30 minutes or more, preferably 1 to 2 hours, to obtain chromosomal DNA fragments of various sizes. Obtain a mixture of pieces. From the DN fragment mixture obtained in this way, IINA fragments with low molecular weights (for example, less than IKbρ) are removed by, for example, sig sugar density gradient centrifugation, and then subjected to fragmentation using ethanol precipitation, etc.
A mixture of DNA fragments containing the gene encoding tributophanases is obtained by condensation using an i-reduction method.

本発明の組換えプラスミドはプロテウス(Proteu
s)属菌株由来のトリプトファナーゼをコードするDN
A配列をベクターDNAに組み込んだものである。
The recombinant plasmid of the present invention is a Proteus plasmid.
s) DN encoding tryptophanase derived from a strain of the genus
The A sequence is integrated into vector DNA.

本発明に用いるベクターDNAとしては、宿主となる生
物細胞又は微生物においてトリプトファン又はその誘導
体の添加を必要とすることなく、トリプトファンの発現
を行なわせるものである。例えばプラスミドベクターD
NA、バクテリオファージベクターDNA等があげられ
るが、好適な例として、プラスミドベクターpBR32
2、ρtlc19 (東洋紡51)、バクテリオファー
ジベクターλZAP、 E門BL3(Stratage
me製)等があげられる。
The vector DNA used in the present invention is one that allows tryptophan to be expressed in host biological cells or microorganisms without requiring the addition of tryptophan or its derivatives. For example, plasmid vector D
NA, bacteriophage vector DNA, etc., and a preferred example is plasmid vector pBR32.
2, ρtlc19 (Toyobo 51), bacteriophage vector λZAP, E gate BL3 (Strage
(manufactured by me), etc.

本発明では、上記ベクターDNAにトリプトファナーゼ
をコードする遺伝子を含有するDNA断片混合物を連結
する。連結には例えば大腸菌DNAUガーゼ、T4DN
Aリガーゼ(東洋紡製)など、好ましくはT4DNAリ
ガーゼを4〜17°C1好ましくは4〜16゛Cにて1
時間以上、好ましくは4〜16時間作用させ、組換えI
INAを得る。このM換え[lNAを用いて、宿主微生
物、例えば[!、coltに−12、E、coli J
M109株、E、coli IIBIOI株、E、co
li C600株、14.coliXLI−blue株
(Stratagene製)などを形質転換あるいは形
質導入しそれぞれの菌体を得る。この形質転換および形
質導入は、例えばManiatis T、et al。
In the present invention, a DNA fragment mixture containing a gene encoding tryptophanase is ligated to the vector DNA described above. For ligation, use E. coli DNAU gauze, T4DN, etc.
A ligase (manufactured by Toyobo), preferably T4 DNA ligase, at 4 to 17°C, preferably 4 to 16°C.
Recombinant I
Obtain INA. Using this M-transformation [lNA, host microorganisms such as [! , colt-12, E, coli J
M109 strain, E. coli IIBIOI strain, E. coli
li C600 strain, 14. E. coli This transformation and transduction is described, for example, in Maniatis T, et al.

Mo1ecular Cloning(Cold Sp
ring l1arbor、1982)記載の方法によ
り行うことが出来る。
Molecular Cloning (Cold Sp
This method can be carried out by the method described in J.D. Ring 11 Arbor, 1982).

そして上記形質転換体あるいは形質導入体からトリプト
ファナーゼ生産能を有する菌株を、酵素免疫テストなど
によりスクリーニングし、トリプトファナーゼをコード
する遺伝子を含有する組換えDNAが得られる。更に上
記組換えDNA中のトリプトファナーゼをコートする遺
伝子を含有するDNA断片を常法に従い、小断片化して
上記ベクターDNAと連結し、トリプトファナーゼをコ
ードするDNA配列を有する組換えプラスミドを得るこ
とが出来る。
Then, a strain capable of producing tryptophanase is screened from the transformant or transductant by an enzyme immunoassay or the like, and a recombinant DNA containing a gene encoding tryptophanase is obtained. Furthermore, the DNA fragment containing the gene encoding tryptophanase in the recombinant DNA is fragmented into small fragments according to a conventional method and ligated with the vector DNA to obtain a recombinant plasmid having a DNA sequence encoding tryptophanase. I can do it.

該g換えプラスミドに挿入されたD)JA断片の塩基配
列の決定を行ない、トリプトファナーゼをコードするD
NA断片を得る。
The nucleotide sequence of the D) JA fragment inserted into the G-replacement plasmid was determined, and the D) JA fragment encoding tryptophanase was determined.
Obtain NA fragment.

(b)形質転換体の調製 (a)にて得られたトリプトファナーゼをコードするD
NA配列をベクターに組み込んだMi換えプラスミドを
、生物細胞あるいは微生物に導入することにより、所望
の遺伝形質とベクターDNAの形質を合せ持つ形質転換
体が得られる。宿主微生物としてはE、coli K1
2株、E、coli JM109株、E、coli H
8101株、E、coli C600株、E、coli
 Dll−1株等が挙げられる。このようにして得られ
た好適な例としては、例えばE、coli IIBIO
I (pTE1920)がある。
(b) Preparation of transformants D encoding tryptophanase obtained in (a)
By introducing the Mi recombinant plasmid into which the NA sequence has been incorporated into a vector into biological cells or microorganisms, a transformant having both the desired genetic traits and the traits of the vector DNA can be obtained. Host microorganisms include E. coli K1
2 strains, E. coli JM109 strain, E. coli H
8101 strain, E. coli C600 strain, E. coli
Examples include the Dll-1 strain. Suitable examples obtained in this way include, for example, E. coli IIBIO
I (pTE1920).

(C)トリプトファナーゼの製造 上記(b)で得られた形質転換体を培養するにはトリプ
トファナーゼの生産に適した培地であって、且つ宿主微
生物の生育に適した培地を用いる0通常エシェリヒア属
の生育培地として用いられているLB培地(トリプトン
、酵母エキス、食塩) 、BPB培地(Dirco;ポ
リペプトン、酵母エキス、リン酸カリウム)等を基本培
地として用いればよい。その他、必要に応じて他の炭素
源、窒素源及びアミノ酸、ビタミン等の栄養素を添加し
てもよい。培養方法は、通常振とう培養あるいは通気攪
拌培養で行う。培養温度は20〜45℃の範囲、好まし
くは37°C付近、培養初発pHはpH6,0〜7.5
、好ましくはpH6,2〜6.8付近で行うのがよい。
(C) Production of tryptophanase To culture the transformant obtained in (b) above, a medium suitable for the production of tryptophanase and suitable for the growth of the host microorganism is used. LB medium (tryptone, yeast extract, salt), BPB medium (Dirco; polypeptone, yeast extract, potassium phosphate), etc., which are used as a growth medium for Escherichia, may be used as the basic medium. In addition, other carbon sources, nitrogen sources, and nutrients such as amino acids and vitamins may be added as necessary. The culture method is usually shaking culture or aerated agitation culture. The culture temperature is in the range of 20 to 45°C, preferably around 37°C, and the initial culture pH is pH 6.0 to 7.5.
, preferably around pH 6.2 to 6.8.

これら以外の条件下でも使用する菌株が生育すれば実施
できる。
It can be carried out under conditions other than these if the strain used grows.

培養期間は10〜40時間で生育し、菌体内にトリプト
ファナーゼが生育蓄積される。
The culture period is 10 to 40 hours, and tryptophanase grows and accumulates within the bacterial cells.

本酵素の精製法は一般に使用される精製法を用いればよ
い。例えば抽出法には、超音波破砕、ガラスピーズを用
いる機械的な破砕、フレンチプレス、界面活性剤などい
ずれを用いてもよい。更に抽出液については、公知の硫
安やばう硝等の塩析法、塩化マグネシウムや塩化カルシ
ウムなどの金属凝集法、プロタミンやポリエチレンイミ
ンなどの凝集法さらにはDE八へ(ジエチルアミノエチ
ル)セファロース(ファルマシア製) 、CM (カル
ボキシメチル)等のイオン交換クロマトグラフィーおよ
びゲル濾過法等により精製することが出来る。
The present enzyme may be purified by any commonly used purification method. For example, for the extraction method, any method such as ultrasonic crushing, mechanical crushing using glass beads, French press, surfactant, etc. may be used. Furthermore, the extract can be prepared using known salting-out methods such as ammonium sulfate or sulfuric acid, metal aggregation methods such as magnesium chloride or calcium chloride, aggregation methods such as protamine or polyethyleneimine, and DE8 (diethylaminoethyl) Sepharose (Pharmacia). It can be purified by ion exchange chromatography using CM (carboxymethyl), gel filtration, etc.

(発明の効果) 本発明のトリプトファナーゼをコードするDNA配列を
含む組換えプラスミドを有する形質転換体を培養すると
、トリプトファンを培地に添加することなくトリプトフ
ァナーゼを効率よく生産することが可能となる。
(Effect of the invention) When a transformant having a recombinant plasmid containing the DNA sequence encoding tryptophanase of the present invention is cultured, tryptophanase can be efficiently produced without adding tryptophan to the medium. Become.

(実施例) 以下、実施例を挙げ本発明の詳細な説明を行う。(Example) Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to Examples.

プロテウス・インコンスタンス(Proteusinc
onstans) IP012931株を栄養培地(ポ
リペプトン1%、酵母x−jrス0.59A、食塩0.
5% ) 1ooIIJffi ニ接触し、37℃で1
0時間振とぅ培養し培養液を得た。
Proteus inconstance
onstans) strain IP012931 in a nutrient medium (polypeptone 1%, yeast x-jr 0.59A, salt 0.
5%) 1ooIIJffi and 1 at 37℃.
A culture solution was obtained by culturing with shaking for 0 hours.

この培養液をI2.00Orpm、1u分間遠心分離し
て湿菌体を得た。該菌体からRodriquez R,
I、et al。
This culture solution was centrifuged at I2.00 rpm for 1 u to obtain wet bacterial cells. From the bacterial cells, Rodriguez R,
I, et al.

Recombinant DNA Technique
s(Addison−WesleyPublishin
g Company、1983)記載の方法により染色
体DNAを調製した。
Recombinant DNA Technique
s (Addison-Wesley Publishing
Chromosomal DNA was prepared by the method described in J. G. Company, 1983).

該染色体DNAを制限酵素EcoRI (東洋紡製)2
5ユニツトで37°C11時間切断した。切断後5〜2
0%シヨ糖密度勾配遠心分離を行い、2〜20Kbp画
分のDNA断片を調製した。
The chromosomal DNA was treated with the restriction enzyme EcoRI (manufactured by Toyobo) 2
5 units were cut at 37°C for 11 hours. 5-2 after cutting
0% sucrose density gradient centrifugation was performed to prepare DNA fragments of 2 to 20 Kbp fractions.

バクテリアファージヘクターλ−ZAP (EcoRT
切断済み、S tra tagene製)1μgと上記
(1)で得たEcoRJで切断した染色体DNA0.5
μgをT、I)NAIJガーゼ(東洋紡製)1ユニツト
で16°C112時間反応させDNAを連結した。
Bacterial Phage Hector λ-ZAP (EcoRT
1 μg (cut, Stratagene) and 0.5 μg of the chromosomal DNA cut with EcoRJ obtained in (1) above.
μg was reacted with 1 unit of T, I) NAIJ gauze (manufactured by Toyobo) at 16°C for 112 hours to ligate the DNA.

連結したDNAはλDNAインビトロパッケージングキ
ットGigapack Gold (Stratage
ne製)を用いてパンケージソゲした。パッケージング
により得られた組換えファージはManiatis T
、et al MolecularCloning(C
old SpringHarbor、1982)記載の
方法によりE、coli XLI−Blue株(S L
ra tagene製)に形質導入した。使用(INA
 1ug当たり約2 xlO6個のファージプラークが
得られた。
The ligated DNA was prepared using the λ DNA in vitro packaging kit Gigapack Gold (Stratege
Pancakes were prepared using a pancake (manufactured by NE). The recombinant phage obtained by packaging was Maniatis T
, et al Molecular Cloning (C
E. coli XLI-Blue strain (S L
(manufactured by Ratagene) was transfected. Use (INA
Approximately 2 x 1O6 phage plaques were obtained per ug.

トリプトファナーゼをコードするDNA配列を有する組
換えファージの検索は酵素免疫テストにより行った。酵
素免疫テストはGene Expressionキット
(ベーリンガーマンハイム製)を用いて行った。本酵素
免疫テストはトリプトファナーゼ約10pgの検出限界
を示し、上記ファージプラーク1000個当り1〜3個
の陽性発色が得られた。
Search for recombinant phage having a DNA sequence encoding tryptophanase was performed by enzyme immunoassay. The enzyme immunotest was performed using the Gene Expression kit (manufactured by Boehringer Mannheim). This enzyme immunotest showed a detection limit of about 10 pg of tryptophanase, and 1 to 3 positive colors were obtained per 1000 phage plaques.

酵素免疫テストで陽性のプラーク3個よりS tra 
tagene製λZAP使用マニュアルの指示に従い組
換えプラスミドを切り出した。得られた3種の組換えプ
ラスミドをEcoRIで切断すると3種の組換えプラス
ミド共通に8.3KbPのDNA断片が見いだされた。
S tra from 3 positive plaques in enzyme immunoassay
A recombinant plasmid was cut out according to the instructions in the λZAP usage manual manufactured by Tagene. When the three types of recombinant plasmids obtained were cut with EcoRI, a DNA fragment of 8.3 KbP was found in common among the three types of recombinant plasmids.

この8.3KbpのDNA断片は種々の制限酵素により
特徴付けされた(第3図)。
This 8.3 Kbp DNA fragment was characterized using various restriction enzymes (Figure 3).

この8.3KbpのEcoRI断片約47/gから旧n
dl[[(東洋紡製)を用いて切断し、約4 Kbpの
EcoRI−Hind■断片を得た。生じたDNA断片
はアガロース電気泳動後、DNA精製キット、GENE
CLEANTM (BIo 101製)を用いてアガロ
ースゲルよりの抽出及び精製を行った。
From this 8.3Kbp EcoRI fragment approximately 47/g to old n
dl [[ (manufactured by Toyobo) to obtain an EcoRI-Hind■ fragment of about 4 Kbp. The resulting DNA fragments were subjected to agarose electrophoresis using a DNA purification kit, GENE.
Extraction and purification from agarose gel were performed using CLEANTM (manufactured by BIo 101).

約4 KbpのEcoRI−11ind m DNA断
片約1ugを、EcoRlllind [[[にて切断
間環したプラスミドベクターBIuescriptKS
 (門−13)  (StrataBene製)約0.
5μと混合し、T4リガーゼ1ユニントで16°C11
2時間反応させてDNAを連結させ組換えプラスミドp
TE201を得た。
Approximately 1 ug of the approximately 4 Kbp EcoRI-11ind m DNA fragment was cut into a plasmid vector BIuescriptKS
(Gate-13) (Manufactured by StrataBene) Approx. 0.
1 unit of T4 ligase at 16°C.
React for 2 hours to ligate the DNA and create a recombinant plasmid p.
Obtained TE201.

更に取得DNA断片の小型化を進めるためにKil。Kil to further miniaturize the obtained DNA fragments.

5equence用Deletion Kit (宝酒
造製)を用い、そのマニュアルに従いEcoRI切断サ
イト側から約1.7にbp、 Hind IIIサイト
側から約0.7Kbpの塩基をデイレ−ジョンさせ、挿
入DNA断片が約1.6Kbpとなった組換えプラスミ
ドpTE202を得た。
Using Deletion Kit for 5equence (manufactured by Takara Shuzo), the inserted DNA fragment was delayed by about 1.7 bp from the EcoRI cleavage site and about 0.7 Kbp from the Hind III site according to the manual, so that the inserted DNA fragment was about 1.7 bp from the Hind III site. A recombinant plasmid pTE202 with a size of 6 Kbp was obtained.

ついで、プラスミドpTE202を、その有するマルチ
クローニングサイトを利用しにpnlおよび5acTで
切断し所望するDNA断片を切り出した。
Next, plasmid pTE202 was digested with pnl and 5acT to cut out a desired DNA fragment using its multi-cloning site.

得られた約1.6Kbpのにpnl−3acl断片約1
μgを、Kpnl−5aclで切断間環した発現ベクタ
ーpUc19約0.5μgと混合しT4リガーゼ1ユニ
ットで16°(,12時間反応させてDNAを連結させ
組換えプラスミドpTE1920を得た。
The obtained approximately 1.6 Kbp pnl-3acl fragment
μg was mixed with about 0.5 μg of expression vector pUc19 which had been cut and circularized with Kpnl-5acl, and reacted with 1 unit of T4 ligase for 16 hours (12 hours) to ligate the DNA to obtain recombinant plasmid pTE1920.

この組換えプラスミドpTE1920は発現ベクターp
Uc19の有するランクプロモーター(Lac Pro
moter)の制御下に生物学的活性を有するトリプト
ファナーゼをコードする。
This recombinant plasmid pTE1920 is an expression vector p
The rank promoter of Uc19 (Lac Pro
It encodes tryptophanase, which has biological activity under the control of moter).

一方、岨換えプラスミドPTE201の挿入DNA断片
の小型化をデイレ−シラン法で進めるに当たり生じた種
々の大きさのディレーションミュータントより1本鎖D
NAを調製し、得られた1本鎖DNAについて7−De
aza−3equencing Kit (東洋紡製)
を用いて塩基配列の決定を行った。次いで組換えプラス
ミドpTE1920に挿入されているDNA断片の塩基
配列の決定を行った。トリプトファナーゼをコードする
塩基配列を第1図に示す。
On the other hand, single-strand D
Prepare NA and use 7-De for the single-stranded DNA obtained
aza-3equencing Kit (manufactured by Toyobo)
The base sequence was determined using Next, the base sequence of the DNA fragment inserted into the recombinant plasmid pTE1920 was determined. The nucleotide sequence encoding tryptophanase is shown in FIG.

上記トリプトファナーゼをコードするDNA配列を有す
る組み換えプラスミドpTE1920を用いMania
tis T、et al Mo1ecular Clo
ning(Cold Springflarbor、 
19B2)記載の方法によりE、coli IIBIO
Iを形質転換してE、coli )IBIOI(pTE
1920)を調整した。
Mania using the recombinant plasmid pTE1920 having the DNA sequence encoding the above tryptophanase.
tis T, et al Molecular Clo
ning (Cold Spring flabor,
E. coli IIBIO by the method described in 19B2)
Transform E. coli) IBIOI (pTE
1920) was adjusted.

本形質転換体は誘導物質なしに可溶性タンパク質の約6
0%まで目的とするトリプトファナーゼを生産した。
This transformant contains approximately 6 soluble proteins without an inducer.
The target tryptophanase was produced down to 0%.

トリプトファナーゼの活性測定法は、0.2χインドー
ル、1.1χピルビン酸ナトリウム、1,1χ塩化アン
モニウム、0.1mMピリドキサールリン酸ン容液中に
て、20℃、30分間反応後、トリプトファンの生成量
をHPLC(日立製作断裂)にて測定した。酵素活性は
20°Cで1分間に1マイクロモルのトリプトファンを
生成する酵素活性を1ユニントとした。
The tryptophanase activity measurement method is to react tryptophan in a solution containing 0.2x indole, 1.1x sodium pyruvate, 1,1x ammonium chloride, and 0.1 mM pyridoxal phosphate at 20°C for 30 minutes. The amount produced was measured by HPLC (Hitachi Manufacturing Co., Ltd.). Enzyme activity was defined as 1 unit of enzyme activity that produced 1 micromole of tryptophan per minute at 20°C.

■供与株プロテウス・インコンスタンス(Proteu
s 1nconstans)及びE、coli HBI
OI(pTE1920)株の酵素生産性を培地(ポリペ
プトン2%、酵母エキス2%、ラクトース0.3%、食
塩0.5%、アンビシシリン50μg/ml)にて比較
した。
■ Donor strain Proteus inconstance (Proteu
s 1n constants) and E. coli HBI
The enzyme productivity of the OI (pTE1920) strain was compared in a medium (2% polypeptone, 2% yeast extract, 0.3% lactose, 0.5% sodium chloride, 50 μg/ml ambicicillin).

各々の株の培養活性を下記の第1表に示すが、E、co
li HBLOI(pTE1920)株では、トリプト
ファン等の誘導なしにトリプトファナーゼが高生産され
ていることがわかる。
The culture activity of each strain is shown in Table 1 below.
It can be seen that tryptophanase is highly produced in the li HBLOI (pTE1920) strain without induction of tryptophan or the like.

第1表 上記の酵素生産性の比較に用いた培地と同様の培地6!
を、102−ジャーファーメンタ−に分注し、121℃
、15分間オートクレーブ殺菌を行い放冷後、50mg
/dアンピシリンを6d添加した。この培地に上記と同
じ培地にて予め37°Cで8時間振とう培養したE、c
oli IIBIOI(pTE1920)  の’?t
 a ン夜を60tnl接種し、37℃にて24時間通
気攪拌培養を行った。培養終了時のトリプトファナーゼ
活性は1.050/d−Brothであった。
Table 1 Medium 6 similar to the medium used for the comparison of enzyme productivity above!
Dispense into a 102-jar fermenter and heat at 121°C.
After sterilizing in an autoclave for 15 minutes and cooling, 50 mg
6d/d ampicillin was added. E and c were cultured in this medium with shaking at 37°C for 8 hours in the same medium as above.
oli IIBIOI (pTE1920)'? t
60 tnl of a. Tryptophanase activity at the end of culture was 1.050/d-Broth.

培養液6I!、から遠心分離により菌体を集め、50m
M  K−リン#t1M街′epH7,5,500dに
懸濁し、常法によるガラスピーズを用いる機械的な破砕
法により菌体を破砕した。この菌体破砕液からトリプト
ファナーゼの粗酵素液を遠心分離により得た。
Culture solution 6I! Collect bacterial cells by centrifugation from
The cells were suspended in MK-Lin #t1M-gai'e pH 7,5,500d, and the cells were crushed by a conventional mechanical crushing method using glass beads. A crude enzyme solution of tryptophanase was obtained from this cell suspension by centrifugation.

このようにして得た粗酵素液にポリエチレンイミンによ
る除核酸処理を施した後、硫酸アンモニウムを用いた塩
析分画を行った。ここで得られた塩折沈澱物を、50d
の5011IMのに一リン酸緩衝液、pH7,5に再溶
解し、同緩衝液により平衡化されたDEAE−セファロ
ース(ファルマシア製)カラムクロマトグラフィーに供
し、0〜0.針の食塩濃度勾配溶出法により約0.1〜
0.3Mの食塩濃度範囲でトリプトファナーゼ活性画分
を得た。このトリプトファナーゼ活性画分を限外濾過機
にて濃縮後、50s+M  K−リン酸緩衝液、pl+
7.5で平衡化したセファデックスG−25(ファルマ
シア!!iりカラムクロマトグラフィーにてゲル濾過を
おこなった。このようにして純化されたトリプトファナ
ーゼ365゜ユニットを得た。収率は58%であった。
The thus obtained crude enzyme solution was subjected to nucleic acid removal treatment with polyethyleneimine, and then subjected to salting out fractionation using ammonium sulfate. 50 d of the salt-folded precipitate obtained here.
5011IM was redissolved in monophosphate buffer, pH 7.5, and subjected to DEAE-Sepharose (manufactured by Pharmacia) column chromatography equilibrated with the same buffer. Approximately 0.1~ by needle salt concentration gradient elution method
Tryptophanase active fractions were obtained in a salt concentration range of 0.3M. After concentrating this tryptophanase active fraction using an ultrafilter, 50s+M K-phosphate buffer, pl+
Gel filtration was performed using Sephadex G-25 (Pharmacia!!i) column chromatography equilibrated with 7.5. In this way, 365 units of purified tryptophanase were obtained. The yield was 58 %Met.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1 図ハフ”ロチウス・インコンスタンス(Prot
eusfnconstans )株のトリプトファナー
ゼをコードするDN^配列を示し、第2図は対応するア
ミノ酸配列を示す。 第3図は組換えプラスミドpTE1920の構築経過を
示す。 第1図(a) ATCGCT  AAA  AGA  ATT  GT
A  GAA CCA  TTCCGC0 ATT  AAA  ATG  GTA  GAA  
AAT  ATCCGT  ATT  CCA0
Figure 1 Huff “Lotius inconstans” (Prot.
Fig. 2 shows the corresponding amino acid sequence. FIG. 3 shows the construction progress of recombinant plasmid pTE1920. Figure 1 (a) ATCGCT AAA AGA ATT GT
A GAA CCA TTCCGC0 ATT AAA ATG GTA GAA
AAT ATCCGT ATT CCA0

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)プロテウス(Proteus)属菌株由来のトリ
プトファナーゼをコードするDNA配列。
(1) A DNA sequence encoding tryptophanase derived from a strain of the genus Proteus.
(2)請求項第1項記載のDNA配列を含む組換えプラ
スミド。
(2) A recombinant plasmid containing the DNA sequence according to claim 1.
(3)請求項第2項記載の組換えプラスミドにより形質
転換された形質転換体。
(3) A transformant transformed with the recombinant plasmid according to claim 2.
(4)請求項1項記載のDNA配列を組み込んだ組換え
プラスミドにより、生物細胞あるいは微生物を形質転換
し、得られた形質転換体を培養して培養物からトリプト
ファナーゼを採取することを特徴とするトリプトファナ
ーゼの製造方法。
(4) Transforming biological cells or microorganisms with the recombinant plasmid incorporating the DNA sequence according to claim 1, culturing the obtained transformant, and collecting tryptophanase from the culture. A method for producing tryptophanase.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000348166A (en) * 1999-04-02 2000-12-15 Japan Tobacco Inc Appearance inspection device for cylindrical articles

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