JPH04349888A - マルトテトラオース生成酵素遺伝子を含有するプラスミド及び該プラスミドを有する微生物並びに該微生物を用いるマルトテトラオース生成酵素の製造法 - Google Patents
マルトテトラオース生成酵素遺伝子を含有するプラスミド及び該プラスミドを有する微生物並びに該微生物を用いるマルトテトラオース生成酵素の製造法Info
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- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Enzymes And Modification Thereof (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、バイオテクノロジーに
関するものであり、更に詳細には、本発明は、マルトテ
トラオース生成酵素遺伝子を高分泌発現ベクター断片に
連結してなるプラスミド及び、該プラスミドをバチルス
ブレビスに保有してなる新規微生物、並びに該微生物を
培養し、培養物中にマルトテトラオース生成酵素を蓄積
せしめ、これを採取することを特徴とする製造法に関す
る。
関するものであり、更に詳細には、本発明は、マルトテ
トラオース生成酵素遺伝子を高分泌発現ベクター断片に
連結してなるプラスミド及び、該プラスミドをバチルス
ブレビスに保有してなる新規微生物、並びに該微生物を
培養し、培養物中にマルトテトラオース生成酵素を蓄積
せしめ、これを採取することを特徴とする製造法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】マルトテトラオース生成酵素(EC3.
2.1.60,exomaltoteraohydro
lase)は、1971年RobytとAckerma
nによってシュードモナス・スツッツエリ(Pseud
omonas stutzeri)の培養液中に初め
て発見された。近年マルトテトラオース生成酵素はシュ
ードモナス・サッカロフィラ(Pseudomonas
saccharophila)も産生することが明
らかとなった。マルトテトラオースは臨床検査試薬や機
能性食品素材として需要が増大している。しかし、従来
知られている微生物によるマルトテトラオース生成酵素
の生産量は低く供給量を増大させることが望まれていた
。
2.1.60,exomaltoteraohydro
lase)は、1971年RobytとAckerma
nによってシュードモナス・スツッツエリ(Pseud
omonas stutzeri)の培養液中に初め
て発見された。近年マルトテトラオース生成酵素はシュ
ードモナス・サッカロフィラ(Pseudomonas
saccharophila)も産生することが明
らかとなった。マルトテトラオースは臨床検査試薬や機
能性食品素材として需要が増大している。しかし、従来
知られている微生物によるマルトテトラオース生成酵素
の生産量は低く供給量を増大させることが望まれていた
。
【0003】このような業界の要望に応えるため、本発
明者らは、先に、シュードモナス・サッカロフィラ由来
のマルトテトラオース生成酵素遺伝子をクローン化し、
該遺伝子を適当なベクターに連結し、マルトテトラオー
ス生成酵素遺伝子を発現可能な宿主菌(大腸菌)に導入
しこの形質転換体でマルトテトラオース生成酵素を製造
することに成功した(特開平2−222686号)。
明者らは、先に、シュードモナス・サッカロフィラ由来
のマルトテトラオース生成酵素遺伝子をクローン化し、
該遺伝子を適当なベクターに連結し、マルトテトラオー
ス生成酵素遺伝子を発現可能な宿主菌(大腸菌)に導入
しこの形質転換体でマルトテトラオース生成酵素を製造
することに成功した(特開平2−222686号)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た本発明者らの開発に係るシステムでは、未だマルトテ
トラオース生成酵素の生産量が充分ではなく、産業上必
要な量を安価に供給するには更に技術開発を行う必要が
ある。
た本発明者らの開発に係るシステムでは、未だマルトテ
トラオース生成酵素の生産量が充分ではなく、産業上必
要な量を安価に供給するには更に技術開発を行う必要が
ある。
【0005】本発明は、このような技術の現状に鑑み、
マルトテトラオース生成酵素遺伝子をクローニングし、
この遺伝子を高分泌発現ベクターに連結し、この高分泌
発現プラスミドを宿主微生物に導入し、新規形質転換体
を作製し、更に当該新規組換体を培養し、培養物よりマ
ルトテトラオースを採取することにより産業上利用出来
る量の該酵素を安価に提供する目的でなされたものであ
る。
マルトテトラオース生成酵素遺伝子をクローニングし、
この遺伝子を高分泌発現ベクターに連結し、この高分泌
発現プラスミドを宿主微生物に導入し、新規形質転換体
を作製し、更に当該新規組換体を培養し、培養物よりマ
ルトテトラオースを採取することにより産業上利用出来
る量の該酵素を安価に提供する目的でなされたものであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされたものであって、本発明者らは、マ
ルトテトラオース生成酵素を安定にかつ効率よく生産さ
せる方法を提供すベく鋭意研究を重ねたところ、バチル
ス・ブレビスを宿主として用いてマルトテトラオース生
成酵素遺伝子を発現させることにより、培養物中に著量
のマルトテトラオース生成酵素が生産されることを見出
し、これらの知見に基づいてさらに研究した結果、本発
明を完成した。
成するためになされたものであって、本発明者らは、マ
ルトテトラオース生成酵素を安定にかつ効率よく生産さ
せる方法を提供すベく鋭意研究を重ねたところ、バチル
ス・ブレビスを宿主として用いてマルトテトラオース生
成酵素遺伝子を発現させることにより、培養物中に著量
のマルトテトラオース生成酵素が生産されることを見出
し、これらの知見に基づいてさらに研究した結果、本発
明を完成した。
【0007】すなわち本発明は、宿主菌、特にバチルス
・ブレビスで高発現する新規なマルトテトラオース生成
酵素発現プラスミドに関するものである。また更に本発
明は、このプラスミドで形質転換した微生物、及びこの
形質転換体を培養することによるマルトテトラオース生
成酵素の工業的大量生産法に関するものである。以下、
本発明を具体的に説明するが、マルトテトラオース生成
酵素遺伝子をG4遺伝子、G4 geneないし単に
G4という場合もある。
・ブレビスで高発現する新規なマルトテトラオース生成
酵素発現プラスミドに関するものである。また更に本発
明は、このプラスミドで形質転換した微生物、及びこの
形質転換体を培養することによるマルトテトラオース生
成酵素の工業的大量生産法に関するものである。以下、
本発明を具体的に説明するが、マルトテトラオース生成
酵素遺伝子をG4遺伝子、G4 geneないし単に
G4という場合もある。
【0008】[(1) マルトテトラオース生成酵素
遺伝子のクローン化]マルトテトラオース生成酵素遺伝
子としてはマルトテトラオース生成酵素をコードするも
のであればいずれでもよく、公知の方法でクローン化さ
れたものが挙げられ、具体例としては、特開平2−22
2686号公報に記載の方法に従ってクローン化された
プラスミドpGF11が挙げられる。プラスミドpGF
11は8.0Kbの大きさで、そのフィジカルマップを
図1に示す。ここで白ぬきの部分はベクターpHY30
0PLK(ヤクトル社製)由来で、黒塗りの部分はマル
トテトラオース生成酵素遺伝子が含まれる部分であり、
各略記号はすべて制限酵素である。このプラスミドpG
F11で形質転換されたエシェリヒア・コリC600−
pGF11(Escherichia coli
C−600pGF11)は、微生物工業技術研究所にF
ERM P−10411として寄託されている。
遺伝子のクローン化]マルトテトラオース生成酵素遺伝
子としてはマルトテトラオース生成酵素をコードするも
のであればいずれでもよく、公知の方法でクローン化さ
れたものが挙げられ、具体例としては、特開平2−22
2686号公報に記載の方法に従ってクローン化された
プラスミドpGF11が挙げられる。プラスミドpGF
11は8.0Kbの大きさで、そのフィジカルマップを
図1に示す。ここで白ぬきの部分はベクターpHY30
0PLK(ヤクトル社製)由来で、黒塗りの部分はマル
トテトラオース生成酵素遺伝子が含まれる部分であり、
各略記号はすべて制限酵素である。このプラスミドpG
F11で形質転換されたエシェリヒア・コリC600−
pGF11(Escherichia coli
C−600pGF11)は、微生物工業技術研究所にF
ERM P−10411として寄託されている。
【0009】G4遺伝子の導入は、例えば適当なクロー
ニングベクター(例えばpUB系ベクター)を用い、バ
チルス・ブレビスH102(FERM BP−108
7)を宿主にして、適宜実施すればよい。
ニングベクター(例えばpUB系ベクター)を用い、バ
チルス・ブレビスH102(FERM BP−108
7)を宿主にして、適宜実施すればよい。
【0010】プロモーターとしては、宿主内に機能する
ものであればいずれでもよいが、シュードモナス サ
ッカロフィラのマルトテトラオース生成酵素遺伝子のプ
ロモーターをそのまま利用することもできるが、バチル
ス属細菌由来のより好ましくはバチルス・ブレビス由来
のプロモーターがよい。例えばバチルス・ブレビス47
(FERM−P7224)あるいはバチルス・ブレビス
H102(FERM BP−1087)の主要菌体外
蛋白質遺伝子(HWP遺伝子、MWP遺伝子)のプロモ
ーターなどが例示される。該プロモーターは1種または
2種以上保有されていてもよい。プロモーター領域を含
有するDNAは、上記プロモーター以外にSD配列、翻
訳開始コドン等を有していることが必要である。
ものであればいずれでもよいが、シュードモナス サ
ッカロフィラのマルトテトラオース生成酵素遺伝子のプ
ロモーターをそのまま利用することもできるが、バチル
ス属細菌由来のより好ましくはバチルス・ブレビス由来
のプロモーターがよい。例えばバチルス・ブレビス47
(FERM−P7224)あるいはバチルス・ブレビス
H102(FERM BP−1087)の主要菌体外
蛋白質遺伝子(HWP遺伝子、MWP遺伝子)のプロモ
ーターなどが例示される。該プロモーターは1種または
2種以上保有されていてもよい。プロモーター領域を含
有するDNAは、上記プロモーター以外にSD配列、翻
訳開始コドン等を有していることが必要である。
【0011】本発明において、マルトテトラオース生成
酵素は宿主の菌体内、菌体外のいずれかに蓄積されても
良いが、マルトテトラオース生成酵素の抽出、精製を容
易にし、また生産量を増大させるためには、菌体外にマ
ルトテトラオース生成酵素を蓄積させるのが望ましく、
この場合、マルトテトラオース生成酵素遺伝子の5’側
にシグナルベプチドをコードする領域を存在させる。
酵素は宿主の菌体内、菌体外のいずれかに蓄積されても
良いが、マルトテトラオース生成酵素の抽出、精製を容
易にし、また生産量を増大させるためには、菌体外にマ
ルトテトラオース生成酵素を蓄積させるのが望ましく、
この場合、マルトテトラオース生成酵素遺伝子の5’側
にシグナルベプチドをコードする領域を存在させる。
【0012】シグナルペプチドとしては、マルトテトラ
オース生成酵素を宿主の菌体外に分泌させるものであれ
ばいずれでもよく、例えばシュードモナス サッカロ
フィラのマルトテトラオース生成酵素遺伝子のシグナル
ペプチドやバチルス・ブレビス47あるいはバチルス・
ブレビスH102の主要菌体外蛋白質のシグナルペプチ
ドなどが挙げられるが、なかでもバチルス・ブレビス4
7(FERMP−7224)由来のMWP蛋白質(mi
ddle wall protein)のシグナル
ペプチドが好ましい。
オース生成酵素を宿主の菌体外に分泌させるものであれ
ばいずれでもよく、例えばシュードモナス サッカロ
フィラのマルトテトラオース生成酵素遺伝子のシグナル
ペプチドやバチルス・ブレビス47あるいはバチルス・
ブレビスH102の主要菌体外蛋白質のシグナルペプチ
ドなどが挙げられるが、なかでもバチルス・ブレビス4
7(FERMP−7224)由来のMWP蛋白質(mi
ddle wall protein)のシグナル
ペプチドが好ましい。
【0013】プラスミドを構築する方法としては、常法
が適宜用いられ、例えばモレキュラー・クローニングに
記載の方法などが例示され、G4遺伝子、プロモーター
、シグナルペプチド等のDNA断片をそれぞれ連結して
目的とするプラスミドを構築してもよいし、G4とシグ
ナルとを連結しておき、その後にプロモーター領域を連
結する等各種の変形手段を採ることも可能である。
が適宜用いられ、例えばモレキュラー・クローニングに
記載の方法などが例示され、G4遺伝子、プロモーター
、シグナルペプチド等のDNA断片をそれぞれ連結して
目的とするプラスミドを構築してもよいし、G4とシグ
ナルとを連結しておき、その後にプロモーター領域を連
結する等各種の変形手段を採ることも可能である。
【0014】宿主微生物としては、バチルス・ブレビス
に属する微生物であれば何れでも良く、例えば、バチル
ス・ブレビス47(FERM P−7224)、バチ
ルス・ブレビスH102(FERM BP−1087
)が挙げられるが、好適にはバチルス・ブレビスH10
2が用いられる。なお、バチルス・ブレビスH102は
、バチルス・ブレビスHPD31とも称される(日本農
芸化学大会昭和62年度大会講演要旨集p27、日本農
芸化学会誌61,669(1987))。
に属する微生物であれば何れでも良く、例えば、バチル
ス・ブレビス47(FERM P−7224)、バチ
ルス・ブレビスH102(FERM BP−1087
)が挙げられるが、好適にはバチルス・ブレビスH10
2が用いられる。なお、バチルス・ブレビスH102は
、バチルス・ブレビスHPD31とも称される(日本農
芸化学大会昭和62年度大会講演要旨集p27、日本農
芸化学会誌61,669(1987))。
【0015】宿主微生物を形質転換する方法は、公知の
方法、例えばTakahashiらの方法[J.Bac
teriol.,156,1130(1983)]、T
akagiらの方法(Agric.Biol.Chem
.,53,3099−3100(1989))などを採
用することができる。
方法、例えばTakahashiらの方法[J.Bac
teriol.,156,1130(1983)]、T
akagiらの方法(Agric.Biol.Chem
.,53,3099−3100(1989))などを採
用することができる。
【0016】組換えDNAが導入された形質転換微生物
の選択方法は、液体選択培地で培養し、培養液中のマル
トテトラオース生成酵素活性を測定する方法、澱粉含有
寒天選択培地上にコロニーを形成させ、ヨード液を噴霧
することでアミラーゼ活性を測定する方法等既知の方法
によって測定できる。選択培地にはベクター上のマーカ
ーによって、最小培地や、抗性物質添加培地が適宜用い
られる。
の選択方法は、液体選択培地で培養し、培養液中のマル
トテトラオース生成酵素活性を測定する方法、澱粉含有
寒天選択培地上にコロニーを形成させ、ヨード液を噴霧
することでアミラーゼ活性を測定する方法等既知の方法
によって測定できる。選択培地にはベクター上のマーカ
ーによって、最小培地や、抗性物質添加培地が適宜用い
られる。
【0017】酵素活性の測定は、培養液に澱粉溶液を加
え、40℃で保温した後、薄層クロマトグラフィーや高
速液体クロマトグラフィーを用いて生成されたマルトテ
トラオースの同定や定量をすることによって行なわれる
。
え、40℃で保温した後、薄層クロマトグラフィーや高
速液体クロマトグラフィーを用いて生成されたマルトテ
トラオースの同定や定量をすることによって行なわれる
。
【0018】得られたマルトテトラオース生成酵素生産
菌を液体選択培地にて37℃で培養し、公知の方法、例
えば、アルカリ抽出法(Birnboim,H.C.a
ndDoly,J.,Nucleic Acids
Res.,7,1513,(1979))によってプ
ラスミドを得ることができる。マルトテトラオース生成
酵素遺伝子を含む組替えDNAは、上記の方法で、適宜
制限酵素で切断し、他のベクターに組み込んだり、他の
宿主に導入することができる。
菌を液体選択培地にて37℃で培養し、公知の方法、例
えば、アルカリ抽出法(Birnboim,H.C.a
ndDoly,J.,Nucleic Acids
Res.,7,1513,(1979))によってプ
ラスミドを得ることができる。マルトテトラオース生成
酵素遺伝子を含む組替えDNAは、上記の方法で、適宜
制限酵素で切断し、他のベクターに組み込んだり、他の
宿主に導入することができる。
【0019】[(2) DNA塩基配列の決定]DN
Aの塩基配列は、マキサム−ギルバートの化学修飾法(
Maxam,A,M,and Gilbert,W.
,Methods in Enzymology,
65,499,(1980))やジデオキシヌクレオチ
ド鎖終結法(Messing,j.and Viei
ra,J.,Gene,19,269,(1982))
等により決定することができる。ポリペプチドのアミノ
酸配列は、塩基配列より解読することができる。また、
ポリペプチドを菌体外に分泌させるシグナル配列のアミ
ノ酸配列も、同様にして決定する。
Aの塩基配列は、マキサム−ギルバートの化学修飾法(
Maxam,A,M,and Gilbert,W.
,Methods in Enzymology,
65,499,(1980))やジデオキシヌクレオチ
ド鎖終結法(Messing,j.and Viei
ra,J.,Gene,19,269,(1982))
等により決定することができる。ポリペプチドのアミノ
酸配列は、塩基配列より解読することができる。また、
ポリペプチドを菌体外に分泌させるシグナル配列のアミ
ノ酸配列も、同様にして決定する。
【0020】[(3) マルトテトラオース生成酵素
活性を有するポリペプチドの調製]マルトテトラオース
生成酵素活性を有するポリペプチドを次のようにして調
製することができる。マルトテトラオース生成酵素産生
菌、あるいは上記の方法によってマルトテトラオース生
成酵素産生能を獲得した形質転換微生物を液体培養する
。培地としては、該微生物の通常の培養に用いられるも
のであればいずれでもよい。
活性を有するポリペプチドの調製]マルトテトラオース
生成酵素活性を有するポリペプチドを次のようにして調
製することができる。マルトテトラオース生成酵素産生
菌、あるいは上記の方法によってマルトテトラオース生
成酵素産生能を獲得した形質転換微生物を液体培養する
。培地としては、該微生物の通常の培養に用いられるも
のであればいずれでもよい。
【0021】該培地に含有される炭素源としては、例え
ばグルコース、シュークロース、グリセロール、澱粉、
デキストリン、糖蜜、尿素、有機酸などが考えられる。 該培地に含有される窒素源としては、カゼイン、ポリペ
プトン、肉エキス、酵母エキス、カザミノ酸、グリシン
などの有機窒素源、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウ
ム、硝酸アンモニウムなどの無機窒素源などが用いられ
る。その他、塩化カリウム、リン酸一カリウム、リン酸
二カリウム、塩化ナトリウム、硫酸マグネシウムなどの
無機塩が必要に応じて培地に加えられる。また、糖と無
機窒素源を主とする合成培地を用いて培養しても良い。 栄養要求性を示す菌は、その生育に必要な栄養物質を培
地に添加すればよい,該栄養物質としては、アミノ酸類
、ビタミン類、核酸、塩類などが挙げられる。
ばグルコース、シュークロース、グリセロール、澱粉、
デキストリン、糖蜜、尿素、有機酸などが考えられる。 該培地に含有される窒素源としては、カゼイン、ポリペ
プトン、肉エキス、酵母エキス、カザミノ酸、グリシン
などの有機窒素源、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウ
ム、硝酸アンモニウムなどの無機窒素源などが用いられ
る。その他、塩化カリウム、リン酸一カリウム、リン酸
二カリウム、塩化ナトリウム、硫酸マグネシウムなどの
無機塩が必要に応じて培地に加えられる。また、糖と無
機窒素源を主とする合成培地を用いて培養しても良い。 栄養要求性を示す菌は、その生育に必要な栄養物質を培
地に添加すればよい,該栄養物質としては、アミノ酸類
、ビタミン類、核酸、塩類などが挙げられる。
【0022】培養後、酵素が菌体内にある場合には、培
養液を遠心分雛して菌体を得、超音波や細胞壁溶解酵素
等で処理し、破砕菌体を遠心分離して除き、粗酵素液と
する。また、酵素が培地中にある場合には、培養液を遠
心分離して菌体を除き、以後の精製を行なう。得られた
粗酵素液から、塩析、透析、イオン交換樹脂、アフィニ
ティクロマトグラフ処理等一般的酵素精製法によりマル
トテトラオース生成酵素を単離することができる。
養液を遠心分雛して菌体を得、超音波や細胞壁溶解酵素
等で処理し、破砕菌体を遠心分離して除き、粗酵素液と
する。また、酵素が培地中にある場合には、培養液を遠
心分離して菌体を除き、以後の精製を行なう。得られた
粗酵素液から、塩析、透析、イオン交換樹脂、アフィニ
ティクロマトグラフ処理等一般的酵素精製法によりマル
トテトラオース生成酵素を単離することができる。
【0023】次に、本発明を実施例により詳しく説明す
る。
る。
【0024】〔実施例1 バチルス・ブレビスへのマ
ルトテトラオース生成酵素遺伝子のクローン化〕プラス
ミドpGF11(特開昭2−222686、E.col
i C600−pGF11(FERM P−104
11)由来)に制限酵素XhoIを作用させた。この反
応液を0.7%アガロース電気泳動に供し、そこに観察
される5.5KbDNAとマルトテトラオース生成酵素
遺伝子を含む2.4KbDNAのうち、2.4KbDN
Aのみを市販のDNA精製キットGENECLEAN(
TM)(フナコシ社製)により回収精製した。
ルトテトラオース生成酵素遺伝子のクローン化〕プラス
ミドpGF11(特開昭2−222686、E.col
i C600−pGF11(FERM P−104
11)由来)に制限酵素XhoIを作用させた。この反
応液を0.7%アガロース電気泳動に供し、そこに観察
される5.5KbDNAとマルトテトラオース生成酵素
遺伝子を含む2.4KbDNAのうち、2.4KbDN
Aのみを市販のDNA精製キットGENECLEAN(
TM)(フナコシ社製)により回収精製した。
【0025】遺伝子の導入にはバチルス・ブレビスH1
02(FERM BP−1087)を宿主、プラスミ
ドpUB110EX(4.5Kb)をベクターに用いた
。 pUB110EXはプラスミドpUB110のEcoR
I部位にXhoIリンカー(宝酒造社製)を挿入したプ
ラスミド誘導体である。このpUB110EXにXho
Iを作用させた後、アルカリフォスターゼで処理し、さ
きに回収精製したマルトテトラオース生成酵素遺伝子を
含む2.4KbDNA断片を混合し、T4DNAリガー
ゼを添加して連結処理した。この処理液を用い、トリス
−PEG形質転換法により、バチルス・ブレビスH10
2を形質転換した。得られた形質転換処理菌体を選択培
地である1%可溶性澱粉、ネオマイシン60μg/ml
、寒天1.2%を含むT2培地(ポリペプトン1%、肉
エキス0.5%、酵母エキス0.2%、グルコース1%
、pH7.0)に塗布して37℃で培養し、ネオマイシ
ン耐性株を得た。このネオマイシン耐性株を、ネオマイ
シン60μg/ml、寒天1.2%を含むT2培地にて
37℃で24時間培養し、培養液中のマルトテトラオー
ス生成酵素活性の有無を薄層クロマトグラフィーによっ
て調べた(薄層クロマトグラフィーは、培養液をn−ブ
タノール:n−プロパノール:水=3:5:4の溶媒系
で60℃、2回上昇展開を行った後、硫酸を噴霧してマ
ルトテトラオースの有無を調べた。)。その結果マルト
テトラオース生成酵素分泌株を分離することができた。
02(FERM BP−1087)を宿主、プラスミ
ドpUB110EX(4.5Kb)をベクターに用いた
。 pUB110EXはプラスミドpUB110のEcoR
I部位にXhoIリンカー(宝酒造社製)を挿入したプ
ラスミド誘導体である。このpUB110EXにXho
Iを作用させた後、アルカリフォスターゼで処理し、さ
きに回収精製したマルトテトラオース生成酵素遺伝子を
含む2.4KbDNA断片を混合し、T4DNAリガー
ゼを添加して連結処理した。この処理液を用い、トリス
−PEG形質転換法により、バチルス・ブレビスH10
2を形質転換した。得られた形質転換処理菌体を選択培
地である1%可溶性澱粉、ネオマイシン60μg/ml
、寒天1.2%を含むT2培地(ポリペプトン1%、肉
エキス0.5%、酵母エキス0.2%、グルコース1%
、pH7.0)に塗布して37℃で培養し、ネオマイシ
ン耐性株を得た。このネオマイシン耐性株を、ネオマイ
シン60μg/ml、寒天1.2%を含むT2培地にて
37℃で24時間培養し、培養液中のマルトテトラオー
ス生成酵素活性の有無を薄層クロマトグラフィーによっ
て調べた(薄層クロマトグラフィーは、培養液をn−ブ
タノール:n−プロパノール:水=3:5:4の溶媒系
で60℃、2回上昇展開を行った後、硫酸を噴霧してマ
ルトテトラオースの有無を調べた。)。その結果マルト
テトラオース生成酵素分泌株を分離することができた。
【0026】得られたマルトテトラオース生成酵素生産
株を、ネオマイシン60μg/mlを含むT2培地にて
37℃で培養し、培養液を遠心分離して集菌し、洗浄後
、分離菌体からアルカリ抽出法によってプラスミドを分
離した。このプラスミドをプラスミドpHSD01と命
名し、プラスミドpHSD01を保持する形質転換体を
バチルス・ブレビスH102−G4(FERM P−
10287)と命名した。プラスミドpHSD01は7
.0Kbの大きさで、そのフィジカルマップを図1に示
す。ここで白ぬきの部分はベクターpUB110EX由
来で、黒塗りの部分は染色体断片部分である。
株を、ネオマイシン60μg/mlを含むT2培地にて
37℃で培養し、培養液を遠心分離して集菌し、洗浄後
、分離菌体からアルカリ抽出法によってプラスミドを分
離した。このプラスミドをプラスミドpHSD01と命
名し、プラスミドpHSD01を保持する形質転換体を
バチルス・ブレビスH102−G4(FERM P−
10287)と命名した。プラスミドpHSD01は7
.0Kbの大きさで、そのフィジカルマップを図1に示
す。ここで白ぬきの部分はベクターpUB110EX由
来で、黒塗りの部分は染色体断片部分である。
【0027】〔実施例2 マルトテトラオース生成酵
素高分泌発現プラスミドpNU200G4の構築と形質
転換体の調製〕実施例1で得られたプラスミドpHSD
01を制限酵素XhoIとPstIで切断しその1.2
Kbの断片と0.95Kbの断片を得た(図2)。1.
2Kbの断片にはマルトテトラオース生成酵素遺伝子の
中央部より上流側、0.95Kbの断片にはその下流側
が存在している。プラスミドpUC119(宝酒造製)
を制限酵素SalIとPStIで切断し、1.2Kbの
断片を挿入してpUCD01を得た。このプラスミドp
UCD01を持つ大腸菌MV1184(宝酒造製)から
モレキュラークローニング(Moleculer C
loning,Cold Spring Harb
or Laboratory Press,198
9)に記載の方法に従って環状1本鎖DNAを単離した
。図3に示したように、この1本鎖DNAのマルトテト
ラオース生成酵素遺伝子のシグナルペプチド切断部位よ
り上流3アミノ酸目から、6アミノ酸残基に対応するD
NAに相補的な1本鎖DNAを化学合成した。ただし、
シグナルペプチド切断部位の上流2アミノ酸目のロイシ
ン(Leu)がフェニルアラニン(Phe)に置換する
ように塩基配列を変えて合成した。この合成DNAとマ
ルトテトラオース生成酵素遺伝子の中央部より上流部を
持つた環状1本鎖DNAを混合し、部分2本鎖化(アニ
ーリング)した。これにKlenowフラグメント(L
arge Fragment E.coli D
NA Polymerase)で処理して環状2本鎖
化した。その後、マングビーン核酸分解酵素(Mung
Bean Nuclease)と制限酵素Pst
Iで処理をし、0.95KbのDNA断片を得た。
素高分泌発現プラスミドpNU200G4の構築と形質
転換体の調製〕実施例1で得られたプラスミドpHSD
01を制限酵素XhoIとPstIで切断しその1.2
Kbの断片と0.95Kbの断片を得た(図2)。1.
2Kbの断片にはマルトテトラオース生成酵素遺伝子の
中央部より上流側、0.95Kbの断片にはその下流側
が存在している。プラスミドpUC119(宝酒造製)
を制限酵素SalIとPStIで切断し、1.2Kbの
断片を挿入してpUCD01を得た。このプラスミドp
UCD01を持つ大腸菌MV1184(宝酒造製)から
モレキュラークローニング(Moleculer C
loning,Cold Spring Harb
or Laboratory Press,198
9)に記載の方法に従って環状1本鎖DNAを単離した
。図3に示したように、この1本鎖DNAのマルトテト
ラオース生成酵素遺伝子のシグナルペプチド切断部位よ
り上流3アミノ酸目から、6アミノ酸残基に対応するD
NAに相補的な1本鎖DNAを化学合成した。ただし、
シグナルペプチド切断部位の上流2アミノ酸目のロイシ
ン(Leu)がフェニルアラニン(Phe)に置換する
ように塩基配列を変えて合成した。この合成DNAとマ
ルトテトラオース生成酵素遺伝子の中央部より上流部を
持つた環状1本鎖DNAを混合し、部分2本鎖化(アニ
ーリング)した。これにKlenowフラグメント(L
arge Fragment E.coli D
NA Polymerase)で処理して環状2本鎖
化した。その後、マングビーン核酸分解酵素(Mung
Bean Nuclease)と制限酵素Pst
Iで処理をし、0.95KbのDNA断片を得た。
【0028】一方、pHSD01のXhoI、PstI
切断で得られたマルトテトラオース生成酵素遺伝子の中
央部より下流側を含む0.95KbのDNA断片をベク
ターpBRAN3のSalI、PstI切断部位に挿入
し、この0.95KbのDNA断片及びMWPシグナル
ペプチド領域を含むプラスミドpBRSD11を得た。 このプラスミドpBRSD11を制限酵素NcoIで切
断後Klenowフラグメント(Large Fra
gment E.coli Polymarase
)で処理し、その末端を平滑化した後、制限酵素Pst
Iで切断した。このようにして処理したプラスミドpB
RSD11に、上記処理にて1本鎖DNAより合成して
得られた0.95KbDNA断片をT4 DNAリガ
ーゼで連結し、pBRSD12を得た。このプラスミド
pBRSD12を、制限酵素ApaLIとHindII
Iで切断することでシグナルペプチドの中間付近以降か
らマルトテトラオース生成酵素遺伝子のC末端までをコ
ードする2.1KbのDNA断片を単離した(図4)。
切断で得られたマルトテトラオース生成酵素遺伝子の中
央部より下流側を含む0.95KbのDNA断片をベク
ターpBRAN3のSalI、PstI切断部位に挿入
し、この0.95KbのDNA断片及びMWPシグナル
ペプチド領域を含むプラスミドpBRSD11を得た。 このプラスミドpBRSD11を制限酵素NcoIで切
断後Klenowフラグメント(Large Fra
gment E.coli Polymarase
)で処理し、その末端を平滑化した後、制限酵素Pst
Iで切断した。このようにして処理したプラスミドpB
RSD11に、上記処理にて1本鎖DNAより合成して
得られた0.95KbDNA断片をT4 DNAリガ
ーゼで連結し、pBRSD12を得た。このプラスミド
pBRSD12を、制限酵素ApaLIとHindII
Iで切断することでシグナルペプチドの中間付近以降か
らマルトテトラオース生成酵素遺伝子のC末端までをコ
ードする2.1KbのDNA断片を単離した(図4)。
【0029】続いて、発現ベクターpNU200(Ya
magata et al.,Proc.Natl
.Acad.Sci.USA.,86,3589(19
89))をApaLIとHindIIIで切断し、これ
にプラスミドpBRSD12より単離した2.1KbA
paLI−HindIII断片をT4 DNAリガー
ゼで連結し、その反応液を用いてTakagiらの方法
(Agric.Biol.Chem.,53,3099
(1989))によってバチルス・ブレビスH102(
FERM BP−1087)の形質転換を行った。得
られたエリスロマイシン耐性の形質転換体よりプラスミ
ドを単離し、これをpNU200G4と命名し(図4)
、プラスミドpNU200G4を保持する形質転換体を
バチルス・ブレビスH102−pNU200G4(FE
RM P− )と命名した。
magata et al.,Proc.Natl
.Acad.Sci.USA.,86,3589(19
89))をApaLIとHindIIIで切断し、これ
にプラスミドpBRSD12より単離した2.1KbA
paLI−HindIII断片をT4 DNAリガー
ゼで連結し、その反応液を用いてTakagiらの方法
(Agric.Biol.Chem.,53,3099
(1989))によってバチルス・ブレビスH102(
FERM BP−1087)の形質転換を行った。得
られたエリスロマイシン耐性の形質転換体よりプラスミ
ドを単離し、これをpNU200G4と命名し(図4)
、プラスミドpNU200G4を保持する形質転換体を
バチルス・ブレビスH102−pNU200G4(FE
RM P− )と命名した。
【0030】〔実施例3〕実施例2で創製したバチルス
・ブレビスH102−pNU200G4(FERM
P− )を、グルコース1%、ペプ
トン1%、酵母エキス0.2%、肉エキス0.5%、ネ
オマイシン0.006%の組成の培地100mlを収容
した500ml容三角フラスコに接種し、37℃で一夜
振とう培養し、種培養液を得た。
・ブレビスH102−pNU200G4(FERM
P− )を、グルコース1%、ペプ
トン1%、酵母エキス0.2%、肉エキス0.5%、ネ
オマイシン0.006%の組成の培地100mlを収容
した500ml容三角フラスコに接種し、37℃で一夜
振とう培養し、種培養液を得た。
【0031】上記と同じ組成の培地15lを収容した3
0l容ジャーファーメンターに、上記で得た種培養液2
00mlを加え、通気量1vvm、撹拌数200rpm
で37℃、48時間通気撹拌培養を行った。
0l容ジャーファーメンターに、上記で得た種培養液2
00mlを加え、通気量1vvm、撹拌数200rpm
で37℃、48時間通気撹拌培養を行った。
【0032】得られた培養液を8000rpmで遠心分
離することによって菌体を除去し、上澄14lを得た。 この培養上澄に硫安9kgを添加することにより塩析を
行い、生産されたマルトテトラオース生成酵素を沈澱物
として集めた。更にこの沈澱物を、50mM NaO
Ac(pH6.0)を添加した1mM CaCl2液
50mlに溶解後、遠心分離することにより、不溶解物
を除き同緩衝液に一夜透析した後の内液をマルトテトラ
オース生成粗酵素液とした。この粗酵素液の活性は30
000IU/mlであった。
離することによって菌体を除去し、上澄14lを得た。 この培養上澄に硫安9kgを添加することにより塩析を
行い、生産されたマルトテトラオース生成酵素を沈澱物
として集めた。更にこの沈澱物を、50mM NaO
Ac(pH6.0)を添加した1mM CaCl2液
50mlに溶解後、遠心分離することにより、不溶解物
を除き同緩衝液に一夜透析した後の内液をマルトテトラ
オース生成粗酵素液とした。この粗酵素液の活性は30
000IU/mlであった。
【0033】
【発明の効果】本発明によってはじめてG4遺伝子高分
泌発現プラスミドが開発され、この新規プラスミドで形
質転換したバチルス・ブレビス等の形質転換体を培養す
ることにより、マルトテトラオース生成酵素を著量生産
することができる。
泌発現プラスミドが開発され、この新規プラスミドで形
質転換したバチルス・ブレビス等の形質転換体を培養す
ることにより、マルトテトラオース生成酵素を著量生産
することができる。
【図1】pHSD01の構築図である。
【図2】pBRSD12の構築図である。
【図3】pBRSD12の制限酵素切断地図である。
【図4】シグナルペプチドをコードする領域の導入図で
ある。
ある。
【図5】G4高分泌発現プラスミドpNU200G4の
構築図である。
構築図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 マルトテトラオース生成酵素遺伝子を
含むDNAとタンパク質高分泌発現遺伝子を含むベクタ
ー断片を連結させてなるマルトテトラオース生成酵素発
現プラスミド。 - 【請求項2】 マルトテトラオース生成酵素遺伝子の
供与体微生物がシュードモナス・サッカロフィラ(Ps
eudomonas saccharophila)
であることを特徴とする請求項1のプラスミド。 - 【請求項3】 タンパク質高分泌発現遺伝子を含むベ
クター断片がバチルス・ブレビス(Bacillus
brevis)由来のプロモーター領域であることを
特徴とする請求項1のプラスミド。 - 【請求項4】 更にシグナルペプチドをコードする領
域を連結させてなることを特徴とする請求項1のプラス
ミド。 - 【請求項5】 請求項1〜請求項4のいずれか1項に
記載のプラスミドをバチルス・ブレビスを宿主菌として
導入してなる微生物。 - 【請求項6】 宿主菌であるバチルス・ブレビスがバ
チルス・ブレビスH102(FERM BP−108
7)であることを特徴とする請求項5の微生物。 - 【請求項7】 請求項5又は請求項6の微生物を培養
し、培養物からマルトテトラオース生成酵素を採取する
ことを特徴とする該酵素の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12321991A JP3060019B2 (ja) | 1991-03-06 | 1991-03-06 | マルトテトラオース生成酵素遺伝子を含有するプラスミド及び該プラスミドを有する微生物並びに該微生物を用いるマルトテトラオース生成酵素の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12321991A JP3060019B2 (ja) | 1991-03-06 | 1991-03-06 | マルトテトラオース生成酵素遺伝子を含有するプラスミド及び該プラスミドを有する微生物並びに該微生物を用いるマルトテトラオース生成酵素の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04349888A true JPH04349888A (ja) | 1992-12-04 |
| JP3060019B2 JP3060019B2 (ja) | 2000-07-04 |
Family
ID=14855152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12321991A Expired - Fee Related JP3060019B2 (ja) | 1991-03-06 | 1991-03-06 | マルトテトラオース生成酵素遺伝子を含有するプラスミド及び該プラスミドを有する微生物並びに該微生物を用いるマルトテトラオース生成酵素の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3060019B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017030908A (ja) * | 2015-07-30 | 2017-02-09 | 吉川英男 | テープカッター |
-
1991
- 1991-03-06 JP JP12321991A patent/JP3060019B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3060019B2 (ja) | 2000-07-04 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |