JPH04144688A - 新規dna化合物 - Google Patents

新規dna化合物

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JPH04144688A
JPH04144688A JP26829690A JP26829690A JPH04144688A JP H04144688 A JPH04144688 A JP H04144688A JP 26829690 A JP26829690 A JP 26829690A JP 26829690 A JP26829690 A JP 26829690A JP H04144688 A JPH04144688 A JP H04144688A
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JP
Japan
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cephalosporin
dna
acetyl esterase
acremonium
chrysogenum
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Application number
JP26829690A
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English (en)
Inventor
Akio Matsuda
昭生 松田
Kokichi Sugiura
杉浦 弘吉
Rei Soga
曽我 令
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
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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) 本発明は、アクレモニウム・クリソゲナム由来であり、
セファロスポリンCをデアセチルセファロスポリンCに
変換する酵素であるセファロスポリンCアセチルエステ
ラーゼ遺伝子を含むDNA断片に関する。
(従来の技術) セファロスポリンCは、糸状菌であるアクレモニウム・
クリソゲナムを用いた発酵法により製造されている。ま
た、セファロスポリンC発酵中にセファロスポリンCの
一部もしくは全部がアクレモニウム・クリソゲナムが精
製するセファロスポリンCアセチルエステラーゼによっ
て酵素的に脱アセチル化されデアセチルセファロスポリ
ンCとなることが報告されている( Fujisaiy
aら、Nature(1973) 246.154−1
55 、Nueschら、Genetics of 1
ndustrial  microorganisms
 :proceedrngs of the 5eco
nd internationalsymposium
 1974.  (1976) pp451−472)
 、  しかし、該セファロスポリンCアセチルエステ
ラーゼに関する従来の知見は、部分的な精製に留まって
いて(Hinnen ら、Antimicrob。
Agents Chemother (1976) 9
.824−830) 、今日まで該酵素の純化ならびに
該酵素遺伝子の単離の報告はない。
(発明が解決しようとする課題) 本発明は、アクレモニウム・クリソゲナム由来のセファ
ロスポリンCアセチルエステラーゼをコードするDNA
化合物を提供することを目的とする。
(課題を解決するための手段) 本発明者らは、アクレモニウム・クリソゲナム由来のセ
ファロスポリンCアセチルエステラーゼについて鋭意研
究を重ねた結果、該酵素を純化し、該酵素のアミノ酸配
列の一部を決定し、そのアミノ酸配列の常法を基に該酵
素をコードするDNA化合物を単離し、その塩基配列を
決定し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明
は、(1)アクレモニウム・クリソゲナム由来のセファ
ロスポリンCアセチルエステラーゼ遺伝子を含むDNA
断片 (2)第1図に示す制限酵素地図により規定される上記
(+)記載のDNA断片 (3)第1図における下線部の塩基配列が第2図で示さ
れる上記(2)記載のDNA断片 (4)上記(1)、 (2)、 (3)記載のDNA断
片をベクターに組み込んだ組換え体DNA を提供するものである。
本発明に係るDNAおよび紺換え体微生物は、おおよそ
下記の工程によって造成することができる。
■、セファロスポリンCアセチルエステラーゼの部分ア
ミノ酸配列の決定 (1)アクレモニウム・クリソゲナムの培養液上澄を硫
酸アンモニウム沈澱法により濃縮する。
(2)  (1)で得た濃縮液を弱塩基性陰イオン交換
クロマトグラフィー、疎水クロマトグラフィー、ゲル濾
過、弱塩基性陰イオン交換樹脂を用いた高速液体クロマ
トグラフィーの4つのクロマトグラフィーに供する。
(3)  (2)で得たセファロスポリンCアセチルエ
ステラーゼ゛活性画分を5DS−ポリアクリルアミド電
気泳動に供し、該酵素ハンドを切り出し、抽出する。以
北により純品セファロスポリンCアセチルエステラーゼ
を得ることができる。
(4)  (3)で得た純化セファロスポリンCアセチ
ルエステラーゼをトリプシン消化する。
(5)  (4)で得た分解ペプチド断片を逆相高速液
体クロマトグラフィーで分離する。
(6)  (3)で得た純品セファロスポリンCアセチ
ルエステラーゼ、(5)で得たペプチド断片のアミノ酸
配列を決定する。
以上により、セファロスポリンCアセチルエステラーゼ
N末端アミノ酸配列、および下記3種のアミノ酸断片が
該酵素に含まれることが判った。
1、X−Leu−X−Asp−5er−Lys−Leu
−Ala−Tyr2、  Leu−Asn−八5p−L
ys−Gly−Phe−^5p−Ala3、Gly−A
sn−Leu−11e−Gly−Asn−Asp−Al
aGlu−Leu−Gin−Asp (N末端) Ser−Pro− 4、)lis−Thr−Ala−Asn−Asp−Al
a−5er−シal−Glu−AsnX:不明 (酵素活性測定法) セファロスポリンCアセチルエステラーゼ活性はセファ
ロスポリンCを基質として反応を行い、生成するデアセ
チルセファロスポリンCを高速液体クロマトグラフィー
で定量し、その生成量から活性を算出して行う。すなわ
ち、48mMセファロスポリンCを含む0.2Mリン酸
カリウムバッファー(pH7,0)1−中に0.001
〜0゜01Uの酵素存在下で実施し、25°Cで60分
間反応を行う。Idのメタノールを添加して直ちに水冷
して反応を停止し、110000X  2分間遠心分離
し、上清中に生成するデアセチルセファロスポリンCを
、下記の条件で高速液体クロマトグラフィーによって分
析を行う。
高速液体クロマトグラフィー分析条件は、カラムはZO
RBAX−BPNH2カラム(デュポン社、4゜5Il
!I×25c1!l)、移動相は8%酢酸−4%メタノ
ールー12%アセトニトリル−76%水、流速は1.5
〜2.  O〆/分、検出波長は254nmとする。
(タンパク質濃度測定法) タンパク¥を濃度の測定は、牛血清アルブミンを標準と
して用い、ブラッドフォード(Brad fordM、
M、、 Anal、Biochelll、(1976)
 72.248−254)の方法にしたがって測定する
(アミノ酸配列決定法) アミノ酸配列の解析は、純化ペプチド断片を通常の条件
でエドマン分解反応を行い、各サイクルで得られるアミ
ノ酸フェニルチオヒダントイン誘導体を定量することに
よって求める。
アミノ酸のフェニルチオヒダントイン誘導体の定量には
、カラムとしてPTH−C18(アプライド バイオシ
ステム社)を用い、検出は波長269nmで行う。
■、セファロスポリンCアセチルエステラーゼ遺伝子の
単離 (1)アクレモニウム・クリソゲナムから染色体DNA
を抽出し、適当な制限酵素(例えばMbol等)で部分
切断する。
(2)  (1)で得られたDNA断片を適当なファー
ジベクター(例えばEMBL3.EMBL4等)に組み
込み、アクレモニウム・クリソゲナムの染色体DNAラ
イブラリーを構築する。
(3)上記セファロスポリンCアセチルエステラーゼN
末端、もしくはトリプシン分解ペプチドのアミノ酸配列
をコードし得る塩基配列をもつDNAオリゴマーを合成
する。
(4)  (2)で得たライブラリーの中から、(3)
で得たDNAオリゴマーをプローブとしたプラークハイ
ブリダイゼーションにより、目的とするファージを選択
分離する。
(5)選択したファージからDNAを抽出し、同上のプ
ローブを用いてサザンハイプリダイゼーションを行い、
適当なサイズの制限酵素断片上に目的の遺伝子を位置づ
け、それをプラスミトベクターにサブクローニングする
(6)かくして得られたDNA断片の塩基配列を決定し
、既知のアミノ酸配列との比較によりセファロスポリン
CアセチルエステラーゼゲノムDNAの存在を確認する
(7)セファロスポリンCアセチルエステラーゼの全コ
ード領域を含む適当な大きさのDNA断片(該遺伝子の
プロモーター、ターミネータ−等の領域も含むことが推
定される断片)をアクレモニウム・クリソゲナム形質転
換用ベクターに組み込んで、組換え体DNAを作製する
(8)上記組換え体DNAを用いて、アクレモニウム・
クリソゲナムを形質転換する。
(9)上記(8)により得られた形質転換体のセファロ
スポリンCアセチルエステラーゼ活性もしくは類似化合
物を基質としたエステラーゼ活性を測定し、(7)でベ
クターに組み込んだDNA断片を導入することにより、
酵素活性が上昇することを確認する。
上記の工程中でDNA、組換え体宿主としての大腸菌等
の取り扱いに必要な一般的な操作は、当業者間で通常行
われているものであり、例えば、ManiaLisらの
実験操作書(T、ManiaLis et al、。
Mo1ecular Cloning A Labor
atory Manual、 ColdSpring 
Harbor Laboratory 1982+ 1
989 )にしたがえば、容易に実施できる。使用され
る酵素、試薬類もすべて市販の製品を用いることができ
、特に断らない限り、製品で指定されている使用条件に
したがえば、完全にそれらの目的を達成することができ
る。
例えば、上記(1)において、DNA抽出源としては、
アクレモニウム・クリソゲナム11550、アクレモニ
ウム・クリソゲナムI S−5等の菌株が使用できる。
なお、アクレモニウム・クリソゲナムI S−5株は、
平成2年2月5日付で通商産業省工業技術院微生物工業
技術研究所に微工研菌寄第11232号の寄託番号で寄
託されている。
また、該菌からの全DNA抽出は、例えば、Johns
 tone ら(Johnstone et、al、+
 EMBOJournal(1985) 4.1307
−1311 )の方法、もしくはMinuthら(Mi
nuth et、al、、 Current Gene
tics(1982) 5.227−231 )の方法
に準じて行うことができる。
上記(3)において、DNAオリゴマーの合成は、市販
のDNA合成機を用い、その操作手順にしたがって実施
することができる。上記(6)におけるDNA塩基配列
の決定法も、公知であるジデオキシ法 (Sanger
  et、al、、  Proc、Nati、Acad
、Sci、USA(1977) 73.5463 )を
用いることができる。上記(7)におけるアクレモニウ
ム・クリソゲナム形質転換用ベクターとしては、例えば
、pPGKM5pACTHY83.pEGAP83 (
特願平2166566号)等を使用することができる。
また、(8)におけるアクレモニウム・クリソゲナムの
形質転換は、例えば、Queenerらの方法((lu
eener et al : Microbiolog
y 1985.AmericanSociety fo
r Microbiology(1985) pp46
8−472)あるいはIsogai らの方法(Iso
gai et al  : Agric。
Biol、Che+m (1987) 512321−
2329)に準して実施することかできる。
(実施例) 以下、実施例により本発明を詳述するが、本発明は、該
実施例によって限定されるものではない。
なお、実施例に記載の略称ないし略号は、以下のとおり
である。
マニアティスの実験書:  (T、Maniatis 
et al、。
Mo1ecular Cloning A Labor
atory Manual、 ColdSpring 
Harbor Laboratory 1982 )N
−3シード培地:コーンスティーブリ力−40g/ビー
ト20 g/酢酸アンモニウム2g/スイトース40g
を水IIlに溶解したもの。
メイン培地:ビート30g/脱脂大豆40g/コーンス
テイープリカー10 g/酢酸アンモニウム5g/硫酸
アンモニウム7g/硫酸カルシウム8g/炭酸カルシウ
ム15g/スイトース60g/メチルオレイト41.5
gを水12に含むもの。
CM培地:ショ120g/リン酸二水素カワウム0.5
g/リン酸水素二カリウム0.5g/塩化カリウム0.
5g/硫酸マグネシウム(7水塩)0.5g/硫酸鉄(
II)(7水塩)0.01g/硝酸ナトリウム3g/イ
ーストエキストラクト4g/ペプトン10gを水1!に
溶解したもの。
CM固形培地:1.5%の寒天を含有するCM培地。
GA(j@地:グリセロール40呂/アスパラギン4g
/塩化カルシウム0.1g/塩化ナトリウム0.1g/
微量金属溶液〔硫酸マグネシウム(7水塩)4g/硫酸
鉄(II)(7水塩)0.4g/硫酸マンガン(4水塩
)0.16g/硫酸亜鉛(7水塩)0.4g/無水硫酸
銅0.04gを水Ifに溶解したもの〕25m10.1
Mリン酸バッフy−(pH7,0)30rIIlを水1
1に含有する培地。
P−バッファー:0.6M塩化カリウム10゜01M塩
化マグネシウム10.025M塩化カルシウム。
PEG溶液:25%ポリエチレングリコール(約400
0)10.OIMI−リス(pH8゜0)10.05M
塩化カルシ’7 ム/ 0 、 6 M塩化カリウム。
6xSET:0.9M  NaC110,12MTri
s−(1! (pH7,8)/6mM  EDA 6XSSC:0.9M  NaC110,09Mクエン
酸3ナトリウム 5Xデンハルツ二〇、1%フィコール10.1%ポリビ
ニルピロリドン1091%牛血清アルブミン 実施例1 アクレモニウム・クリソゲナムの培養 アクレモニウム・クリソゲナムの培養は、20!のジャ
ーファーメンタ−(丸菱社)中151.の下記培地を入
れて、25°Cで168時間培養した。
培養した菌液6000gを10分間遠心分離し、セファ
ロスポリンCアセチルエステラーゼ活性のある上清画分
を回収した。
培地:シュクロース2%、炭酸カルシウム0゜5%、硫
酸カルシウム1.25%、酢酸アンモニウム0.8%、
コーンスターチ3%、ビートモラセス5%、脱脂大豆6
%、メチルオレート3%(pH6,4) 実施例2 酵素の精製 セファロスポリンCアセチルエステラーゼ活性を持つ培
養液上清画分10fを、3mMジチオスレイトール存在
下50mMリン酸カリウムハンファー(pH7,0)系
にした。以下の操作はすべて5°C以下で行った。
上記酵素液を6000Xgで10分間遠心分離し、上清
を回収し、粗酵素液とした。粗酵素液は総タンパク’!
67000■、総括性12Uであった。
粗酵素液に30%飽和となるように硫酸アンモニウムを
加え、30分間攪拌し、6000Xgで1時間遠心分離
し、その上清を回収した。回収液にさらに硫酸アンモニ
ウムを加え、70%飽和硫酸アンモニウムとして30分
間攪拌し、6000×gで1時間遠心分離した。遠心分
離後、上清を除いた沈澱を360tlf!の50mMリ
ン酸カリウムバンフy  (pH7,0)、3mMジチ
オスレイトール(以下、PD溶液と呼ぶ)に懸濁して、
これをPD溶液に対して36時間透析した。得られた透
析液の2分の1量を、予めPD溶液で平衡化しておいた
DEAE−セファロースCL−6Bカラム(4,1cm
X37.5cm、ファルマシア社)に吸着させ、PD溶
液中0〜0.6Mの塩化ナトリウムリニアグラジェント
(総量2500d)で溶離した。流速は、3.3d/分
で行った。セファロスポリンCアセチルエステラーゼは
塩化ナトリウム0.30〜0.35Mの間で溶出した。
上記の操作を2回繰り返し、総タンパク!11000■
、総括性8.5Uを回収した。
回収された活性画分に硫酸アンモニウムを30%飽和に
なるまで加え、30分間攪拌した。予め30%飽和硫酸
アンモニウムを含むPD溶液で平i化させたフェニルセ
ファ0−スCL−4B カラム(3,1cmX23cm
、ファルマシア社)に、上記セファロスポリンCアセチ
ルエステラーゼ活性画分を吸着させ、PD溶液中硫酸ア
ンモニウム30〜0%およびエチレングリコールO〜7
0%のリニアグラジェント(総容量1700mM)で/
8離した。流速は2.5d/分で行った。回収された活
性画分は総タンパク質690■。総括性6. 0Uてあ
った。
回収されたセファロスポリンCアセチルエステラーゼ活
性画分をセントリプレツブ10(アミコン社)にて25
dまで濃縮し、得られた濃縮液を、予めPDf4液で平
衡化したセファクリルS−200SFカラム(3,0C
IIX75C1+1、ファルマシア社)に5IIll!
充填して、流速1.3−でゲル濾過を行った。上記の操
作を5回繰り返し、総タンパク質58■、総括性4.O
Uのエステラーゼ画分を得た。
上記のエステラーゼ画分をセントリプレツブ10(アミ
コン社)にて4dまで濃縮し、その4分の1を、予めP
D溶液で平衡化させた高速液体クロマトグラフィー用カ
ラムTSK−gel  DEAE−5PW (2,1c
mX 15cm、東ソー社)に吸着させた。PD溶液中
0〜0.6Mの塩化ナトリウムリニアグラジェントにて
流速2.0d/分、総容量480dで溶離した。上記の
操作を4回繰り返し、総タンパク質2. 8mg、総括
性2.5Uのエステラーゼ画分を得た。
得られたエステラーゼ画分をセントリカット10(アミ
コン社)にて1−まで濃縮し、その5分の1量を5DS
−ポリアクリルアミド電気泳動(ゲルサイズ13.8c
mX13.0cmX0.2cm)に供した。泳動後、分
子量29000に相当するハンドを切り出し、ゲル容量
の10倍量の10mM炭酸水素アンモニウムに切り出し
たゲルを浸した。24時間かけて該酵素を溶出し、総タ
ンパク質0.08■、総括性1.6Uのほぼ100%の
セファロスポリンCアセチルエステラーゼを得た。精製
したセファロスポリンCアセチルエステラーゼ10μg
をi o o ’cで5分間処理し、直ちに水中で2、
冷した後、0.5μgのトリプシン(約110 U/[
、ヘーリンガー・マンハイム社)を加え、37°Cで1
2時間反応を行った。反応液をコスモシール5C8−3
00(4,6wx150m)の高速液体クロマトグラフ
ィーにかけ、分解ペプチド断片を細分した。細分、回収
されたペプチド断片の内3種、および未分解セファロス
ポリンCアセチルエステラーゼについて、そのN末端ア
ミノ酸配列を決定した。決定されたアミノ酸配列を下に
示す。
1 、 X−Leu−X−Asp−5er−Lys−L
eu−Ala−Tyr  (N末端)2、 Leu−A
sn−Asp−Lys−Gly−Phe−Asp−Al
a3、 Gly−Asn−Leu−11e−Gly−A
sn−Asp−Ala−5er−Pr。
Glu−Leu−Gin−Asp 4、 His−Thr−Ala−Asn−Asp−Al
a−5er−Vat−Glu−AsnX:不明 実施例3 アクレモニウム・クリソゲナム由来のセファロスポリン
Cアセチルエステラーゼ遺伝子の単離(1)  アクレ
モニウム・クリソゲナムの遺伝子ライブラリー作製 アクレモニウム・クリソゲナムI S−5株(微工研菌
寄第11232号)の全DNAをジョンストン(1,L
、Johnstone )らがアスペルギルス・ニデユ
ランスについて用いた方法(文献: EMBOL(19
85) 4.1307−1311)に準じて抽出した。
そして、この全DNA約60μgをMboIで部分消化
し、次いで、アルカリホスファターゼで処理した。一方
、ラムダベクターEMBL3 (プロメカバイオチック
社)10μgをBamHIとEc。
RIで完全に消化し、イソプロパツール沈澱により、短
いEcoRI−BamHIリンカ一部分を除去した。次
いで、上記部分消化DNA断片約1μgとBamHI末
端を有するベクター約2μgとをT4・リガーゼを用い
て連結せしめ、ラムダファージ粒子内へ封入した。こう
して得た組換えファージ懸濁液を適当に希釈し、ニジエ
リシア・コリ(E、coli )NM593 (プロメ
ガバイオチック社)に感染させ、出現するプラーク数を
計測した。その結果、この懸lfB液は、3XI05個
の組換えファージを含をすることが判明した。このファ
ージ液をアクレモニウム・クリソゲナムの遺伝子ライブ
ラリーとし、4°Cに保存した。なお、上述の供与体D
NAおよびベクターの調製、そして、両者の結合等に関
する詳細な方法、条件は、フリラシャオフ(Fr1sc
hauf )らが記載したものを採用した〔文献:ジャ
ーナル・オフ・モレキュラーバイオロジー(J、Mo1
.Biol )(1983) 170.827−842
 )。また、DNAのラムダ粒子内への封入は、プロメ
ガバイオチック社のバンケイジングエクストラクトを用
い、それに添付されたプロトコールにしたがって行った
(2)プローブの作製 実施例2で決定されたセファロスポリンCアセチルエス
テラーゼ中のアミノ酸配列の内、下式1および2に示し
たアミノ酸配列を基にDNAプローブを作製した。
式1 、  X−Leu−X  −As  −3er−
L  5−Leu−八1a−T  r式2. Leu−
Asn−As −L 5−Gl −Phe−As −A
la上弐上申1中線を施したアミノ酸配列から推定され
る遺伝子上の可能なりNA塩基配列の内、これまでに塩
基配列の決定されているアクレモニウム・クリソゲナム
由来の遺伝子において殆ど使用されていないコドンを除
いて、オリゴヌクレオチド混合物を3種に分けて合成し
、EST 1、EST2およびEST3と称した。ES
Tlは18a+er、128種のオリゴヌクレオチド混
合物、EST2およびEST3は18mer、64種の
オリゴヌクレオチド混合物で、それぞれ下記の配列を有
する。
ESTl: GA (TC) TC(TC) AA (AG) CT
 (TCAG) GC(TCAG) TACEST2 
: GA (TC) TCGAA (AG) CT (TC
AG) GC(TCAG) TACEST3 : GA (TC) AGCAM (AG) CT (TC
AG) GC(TCAG) TAC括弧内の塩基は、塩
基の混合物を用いた場所を示す。
上式2中、下線を施したアミノ酸配列から推定される遺
伝子上の可能なりNA塩基配列をすべて含むオリゴヌク
レオチド混合物を2種に分けて合成し、EST21およ
びEST22と称した。EST21およびEST22は
2On+er、64種のオリゴヌクレオチド混合物で、
それぞれ下記の配列を有する。
EST21 : へへ(TC)GA (TC)へA(八G)GG (TC
)TT (TC)GA(TC)GCEST22: AA (TC) GA (TC) AA (AG) G
G (AG) TT (TC) GA (TC) GC
括弧内の塩基は、塩基の混合物を用いた場所を示す。
上記のごとく得られたEST 1、EST2、EST3
、EST21、EST22を各々マニアナイスの実装置
に記載された方法にしたがって、T4ポリヌクレオチド
キナーゼと7−32P−AT Pを用いてラヘルし、以
下に述べるハイブリダイゼーション実験に使用した。以
下、上記のごとくラヘルされたプローブを32P−ES
Tl、32PEST2.32 P−EST3.32 P
−EST21.32 P−EST22と称する。
(3)  ハイブリダイゼーションによるスクリーニン
グ (1)で得られたファージ液(DNAライブラリー)の
一部をLE392に怒染させ、9枚のプレート上に各々
2600個のプラークを形成させた。
これらプラークをベントン(Benton W、D、)
らの方法〔文献: 5cience (1977) 1
96.180−182 )にしたがって、ニトロセルロ
ースフィルターに転写し、アルカリ変性、中和処理を行
い、DNAを固定した後、上記(2)で得た3 2 P
−ESTl、32P−EST2もしくは32P−EST
3とプレート3枚分ずつハイブリダイゼーションさせた
ハイブリダイゼーションは、5×デンハルツ、6XSE
T、0.2%SDS、O,1mg/d変性サケ精子DN
Aおよび終濃度I X 10Scpm /dで32P−
ESTI、32P−EST2もしくは32P−EST3
を含有する溶液を用いて、48°Cで2時間行った。次
いで、フィルターを6XSSC溶液中、室温で10分間
洗浄し、5xSSC/g液中48゛Cで10分間洗浄し
た。次いで、インテンシファイヤー・スクリーンを用い
て、−80°Cで48時間オートラジオグラフィーを行
った。その結果、32P−ESTl、もしくは32 P
−EST3とハイブリダイゼーションさせたものからは
陽性スポットは見いだされなかったが、32PEST2
とハイブリダイゼーションさせたものから6個の陽性ス
ポットが見出された。このうち、5個の陽性スポットに
相応する寒天領域よりファージを抽出し、再度上記の工
程にしたがってプラークハイブリダイゼーションを行い
、5個の純化ポジティブファージクローンを得た。これ
らのクローンをそれぞれλESTC1、λESTC2、
λESTC3、λESTC4、λESTC5と命名した
(4)セファロスポリンCアセチルエステラーゼ遺伝子
のサブクローニングおよびその位置の限定(3)で得た
ファージクローン5種より、グロスバーガー(Gros
sberger )記載の方法〔文献:Nucleic
 Ac1ds、Re5earch (1987) 15
.6737)にしたがってDNAを抽出した。次いで、
このラムダDNAをBglII、5ailで切断して、
アガロースゲル電気泳動を行った後、32P−EST2
を用いてサザンハイプリダイゼーション(方法について
は文献:サザン(5outhern L(J、Mol。
Biol、)(1975) 98.503−517)を
行った。なお、ハイブリダイゼーションおよびフィルタ
ー洗浄等は、(3)に記載したものと同様に行った。そ
の結果、BglII切断物では、すべてのクローンに存
在する約6.5Kbの断片のみが、5alI切断物では
、すべてのクローンに存在する約1.4Kbの断片のみ
が該プローブとハイブリダイズすることが判明した。ま
た、λESTC1のDNAを5acl。
Kpn L Sma I、BamH1,、Xba 1.
、PstIで切断してアガロースゲル電気泳動を行った
後、32 P−EST2もしくは32 P−EST21
と32 P−EST22の混合物を用いてサザンハイプ
リダイゼーションを行った。その結果、いずれの制限酵
素切断物でも、32 P−EST2を用いた場合と32
P−EST21と32 P−EST22の混合物を用い
た場合とで、同し大きさの断片にハイブリダイズするこ
とが判明した。そこで、32 P−EST2とハイブリ
ダイズするBglII切断物である約6.5Kbの断片
をシーンクリーン(GENE −CLEA、N”、  
フナコシ社販)を用いて、その添付プロトコールにした
がって、アガロースゲルから回収、精製した。一方、ベ
クターとして用いるpUclBは、BamH[で切断し
た後、アルカリホスファターゼ処理を行った。次いで、
両者をT4−リガーゼにより連結し、マニアナイスの実
験書に記載の方法に準して、E、 Co11 JM10
5に導入した。アンピシリン(100μg/d) 、5
−ブロム−4−クロル−3−インドリル−β−ガラクト
シド(0,004%)を含有するL−ブロス寒天培地上
に生育してきた白色コロニーを6個選び、簡便法(マニ
アナイスの実験書)でプラスミドDNAを抽出し、Kp
nIもしくはSa l [消化による解析を行い、目的
の断片と同じ大きさの断片が挿入されているクローンを
選択した。かくして得られたプラスミドの1つをpEs
TlolL、その逆向きに断片が挿入されているものを
pEsTlolRと命名した。
pEsTlolLのKpnI消化による解析から、pE
sTlolLは32P−EST2,32PEST21お
よび32P−EST22の混合物とハイブリダイズする
λESTC1のKpnl切断物である0、7Kbの断片
をふ(むことが予想されたので、該断片の塩基配列をサ
ンガーらの方法に基づき決定した。塩基配列決定の具体
的実験手法は、タカラ(宝酒造社)のシーフェンシング
キットを用いて、その添付プロトコールにしたがって行
った。その結果、(2)弐1、式2のアミノ酸配列を同
一フレーム内にコードし得る塩基配列が存在し、また、
その箇所の配列はEST2中の1種およびEST21中
の1種と一致していることが判明した。
pEsTlolを種々の制限酵素で切断し、アガロース
ゲル電気泳動により解析した結果、第1図で示される6
、5Kbインサートの制限酵素地図が得られた。
(5)セファロスポリンCアセチルエステラーゼ遺伝子
の塩基配列 上記Kpnl断片を内部に含む2674bpの塩基配列
をサンガーらの方法に基づき決定した。
塩基配列決定の具体的実験手法は、タカラ(宝酒造社)
のシーフェンシングキットを用いて、その添付プロトコ
ールにしたがって行った。その結果、実施例2に示した
4つのアミノ酸配列を同一フレーム内にコードし得る塩
基配列が存在していることが判明した。
実施例4 pTEST4の構築 第3図に示す工程にしたがって、セファロスポリンCア
セチルエステラーゼ遺伝子の付加コピーをアクレモニウ
ム・クリソゲナムに導入するためのプラスミドρTES
T4を構築した。以下に該工程を説明する。まず、実施
例3−<4>で得たプラスミドpEsTloIRをEc
oRIと5calで同時に消化した後、DNAポリメラ
ーゼクレノウ(Klenow )断片と4種のデオキシ
ヌクレオチド3リン酸を作用させ、切断端を平滑末端に
変換した。次いで、該反応液をアガロースゲル電気泳動
に供した後、セファロスポリンCアセチルエステラーゼ
遺伝子を含む約2Kbの断片をゲルから回収、精製した
。該断片とSma Iで切断しアルカリホスファターゼ
処理を行ったpACTHY83とを、T4−リガーゼで
連結することによりpTEST4を得た。なお、上記工
程において、制限酵素消化により生ずるDNA断片の分
離精製、DNA断片間の結合反応、該反応により生ずる
プラスミドによる大腸菌の形質転換、得られた形質転換
体からのプラスミドの調製およびその解析等の基本操作
は、実施例3ならびにマニアナイスの実験書に記載され
た方法に準して行った。また、本実施例において使用し
たプラスミドI)ACTHY83は、アクレモニウム・
クリソゲナム内で機能しうるハイグロマイシンBホスホ
トランスフェラーゼ発現単位(アクレモニウム・クリソ
ゲナム由来アクチン遺伝子のプロモーターおよびターミ
ツ−ター、細菌由来のハイグロマイシンBホスホトラン
スフェラーゼ遺伝子が発現に好適な配置で結合した発現
単位)を有するアクレモニウム・クリソゲナム形質転換
用ベクターであり、その造成法は、特願平2−1665
66号に記載されている。
実施例5 pTATFlによるアクレモニウム・クリソゲナムの形
質転換 pTEST4をアクレモニウム・クリソゲナムI S、
−5株に導入することにより、エステラーゼ活性が強化
された形質転換体を取得した。以下にその詳細を説明す
る。
(1)  プロトプラストの調製 CM固形培地上で30°C5日間生育させたアクレモニ
ウム・クリソゲナムI S−5の菌糸体を0M培地50
dに接種し、回転式振とう機(250r、ρ、vl)上
、30°Cで3日間培養した。さらに、該菌液1−を5
01dのGAG培地に接種して、30°Cで20時間培
養した。得られた培養液50−を3500r、p、mで
10分間遠心し、菌糸体を沈澱させた後、0.9%のN
a C1溶液で洗浄した。
0.01Mジチオスレイトールを含んだマクイルベイン
緩衝液(0,1Mクエン酸、0.2Mリン酸ナトリウム
、pH7,3)20dに懸濁し、30°Cで1時間、お
だやかに振とうした。次いで、菌糸体を320 Or、
p、m 10分間の遠心で沈澱させ、P−ハソファーで
洗浄した後、ノボザイム(Novo社)を10■/戚の
濃度で含有するPバッファ−10dに懸濁し、30°C
で1時間おだやかに振とうした。該反応液を80 Or
、p、l11で30秒間遠心して得た上清を、濾紙(T
OYOFILTERPAPER5A )を用いて濾過す
ることにより、菌糸体とプロトプラストを分離した。次
いで、該濾液を3000 r、p、I@で5分間遠心し
、プロトプラストを沈澱させた後、P−バッファーで1
回洗浄し、プロトプラストが3X10f1個/戚の濃度
となるようにP−バッファーに懸濁した。
(2)  p T E S T 4によるプロトプラス
ト形質転換 上記(1)で得たプロトプラスト懸濁液0.1dに、p
TEST4を10μg含む溶810μ!を加えた後、0
.05dのPEG溶液を加え、かるく混合した。該混合
液を氷上に25分間静置した後、同上のPEG溶液をI
Id加えて、室温でさらに30分間静置した。
かくして得られた形質転換プロトプラスト懸濁液を0.
2dずつ、プロトプラスト再生培地に〔文献(イソガイ
ら: Agric、Biol、Chem、 1987.
5L2321−2329 )に記載されているBRM培
地〕を25戚含有するプレート上に広げ、15℃で20
時間培養した。次いで、該プレートに4.5■のハイグ
ロマイシンBを含み、50°Cに保温した同上のBRM
培地5−を重層した後、28°Cで14日間培養した。
その結果、ハイグロマイシンBに耐性となった形質転換
体(以下、HYB形質転換体と略す)が70株出現した
(3)エステラーゼ活性の検出 セファロスポリンCアセチルエステラーゼはアクレモニ
ウム・クリソゲナム培養液上清に存在するが、同上清に
は該酵素の基質であるセファロスポリンC1および生成
物であるデアセチルセファロスポリンCが存在するため
に、両化合物を除去することなしに直接セファロスポリ
ンCアセチルエステラーゼ活性を測定することは困難で
ある。
また、該酵素はセファロスポリンCの類似化合物である
セファロチンにも作用し、デアセチルセファロチンを生
成する。したがって、セファロチンを基質としたエステ
ラーゼ活性を測定することにより、pTEST4による
形質転換体の該酵素量増加を推定することにした。
上記(2)で得たHYB形質転換体より25株をうンダ
ムに選択し、その各々を20μg/mlのハイグロマイ
シンBを含むCM固形培地に接種し、室温で14日間培
養した。その中から5株をランダムに選択し、l5−5
 (TEST4)1、Is5 (TEST4)2、l5
−5 (TEST4)3、l5−5 (TEST4)4
およびIs−”+ (TE。
5T4)5と命名した。その各々と親株であるl5−5
株をCM固形培地に接種し、室温で3日間培養した。そ
の各々の生育した菌体をN−3シード培地50dに接種
し、25°Cで4日間振とう培養した( 220 r、
p、m)。その各々の培養液2踵をメイン培地30dに
接種し、7日間振とう培養した(22 Or、p、m)
。該培養液lIn1を遠心分離により菌体を除去し、培
養液上清を得た。該培養液上清0.12dと1Mリン酸
カリウム緩衝液(pH7,0)0.04d、100■/
−セファロチン0.04−を混合し、25°Cで90分
間反応させた後、メタノール0.2−を加えて反応を停
止した。該反応液を遠心分離して得られる上清を高速液
体クロマトグラフィーに供し、反応生成物であるデアセ
チルセファロチンを検出した。なお、高速液体クロマト
グラフィー〇カラムは、ZORBAX  BPNH2カ
ラム(デュポン社、4. 5mnX25C11)を用い
、移動相としては8%酢酸−4%メタノール−12%ア
セトニトリル−76%水からなる溶液を用いて、流速は
2d/分、さらに検出波長は254 nmで行った。そ
の結果、第1表に示したように、調べた5株中4株の形
質転換体に由来する培養液上清には、親株に由来する培
養液上清に存在する2倍以上のセファロチンを基質とす
るエステラーゼ活性が存在していた。また、培養液上清
中のセファロスポリンCとデアセチルセファロスポリン
Cを定量するために、培養液上清を高速液体クロマトグ
ラフィーに供した。なお、高速液体クロマトグラフィー
のカラムはZORBAX−BPNH2カラム(デュポン
社、4.5BX25cm)を用い、移動相としては4%
酢酸−4%メタノール−8%アセトニトリル−84%水
からなる溶液を用いて、流速は2緘/分、さらに検出波
長は254 nmで行った。その結果、第1表に示した
ように、調べた5株中4株の形質転換体に由来する培養
液上清には、親株に由来する培養液上清に存在する半分
以下のセファロスポリンCしか存在しておらず、セファ
ロチンを基質とするエステラーゼ活性が高いほどデアセ
チルセファロスポリンC/セファロスポリンC比も高い
という関係があることが判明した。すなわち、この結果
は、本発明のDNA断片を使用することにより、アクレ
モニウム・クリソゲナム由来のセファロスポリンCアセ
チルエステラーゼ活性を上昇させることが可能となるこ
とを示している。また、該結果は、上記2KbのEco
Rl−3cal断片上にセファロスポリンCアセチルエ
ステラーゼ遺伝子のプロモーター、タンパク質コード領
域ならびにターミネータ−が含まれていることを示唆し
ている。なお、反応1分間に1μ5oleのセファロス
ポリンCを生成する酵素量を1単位(U)と定め、培養
液上清1MN当たりの活性として第1表に示した。
第 表 Is−5 IS−5(TEST4)I IS−5(TEST4)2 IS−5(YEST4)3 Is−5(TEST4)4 Is−5(TEST4)5 7.1 7.3 22.3 38.7 24.1 7.9 41.5 2.8 3.0 11.5 12.0 8.1 4.5 19.4 (発明の効果) 実施例に開示したとおり、本発明のDNA断片を利用す
ることにより、セファロスポリンCをデアセチルセファ
ロスポリンCに変換する反応を触媒する酵素であるセフ
ァロスポリンCアセチルエステラーゼの合成能が高まっ
た新規アクレモニウム・クリソゲナムを創製することが
可能となった。
該アクレモニウム・クリソゲナムを使用することにより
、デアセチルセファロスポリンC発酵生産の収率向上が
期待できる。また、本発明のDNA断片を利用してアク
レモニウム・クリソゲナム内に存在するセファロスポリ
ンCアセチルエステラーゼ遺伝子を破壊することにより
、デアセチルセファロスポリンCと共にセファロスポリ
ン系抗生物質の重要な出発原料となっているセファロス
ポリンCを効率よく生産しうる新規アクレモニウム・ク
リソゲナムを創製することが可能となる。また、本発明
のDNA断片に含まれるセファロスポリンCアセチルエ
ステラーゼ遺伝子のプロモーターならびにターミ♀−タ
一部分は、アクレモニウム・クリソゲナム用発現ベクタ
ーの構成要素として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はアクレモニウム・クリソゲナム由来のセファロ
スポリンCアセチルエステラーゼI 転子を含むDNA
断片の制限酵素地図、第2図は第1図にわける下線部の
領域の塩基配列を示し、第3図はセファロスポリンCア
セチルエステラーゼ遺伝子の付加コピーをアクレモニウ
ム・クリソゲナムに導入するためのブラスミ)” p 
T E S T 4の構築方法を示す説明図である。 (ほか1名) 第1図 JMメ1−4配ろ−1」ン大】コEミ1譚U*第3図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)アクレモニウム・クリソゲナム由来のセファロス
    ポリンCアセチルエステラーゼ遺伝子を含むDNA断片
  2. (2)第1図に示す制限酵素地図により規定される請求
    項1記載のDNA断片。
  3. (3)第1図における下線部の塩基配列が第2図で示さ
    れる請求項2記載のDNA断片。(4)請求項1,2,
    3記載のDNA断片をベクターに組み込んだ組換え体D
    NA。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001066767A3 (en) * 2000-03-09 2002-01-03 Bristol Myers Squibb Co Direct production of desacetylcephalosporin c
EP0963442A4 (en) * 1996-09-18 2003-02-12 Bristol Myers Squibb Co GENE OF RHODOSPORIDIUM TORULOIDES ESTERASETIER CEPHALOSPORIN

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EP0963442A4 (en) * 1996-09-18 2003-02-12 Bristol Myers Squibb Co GENE OF RHODOSPORIDIUM TORULOIDES ESTERASETIER CEPHALOSPORIN
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