JPH05184366A - Gene DNA encoding aspartokinase and use thereof - Google Patents

Gene DNA encoding aspartokinase and use thereof

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JPH05184366A
JPH05184366A JP2465892A JP2465892A JPH05184366A JP H05184366 A JPH05184366 A JP H05184366A JP 2465892 A JP2465892 A JP 2465892A JP 2465892 A JP2465892 A JP 2465892A JP H05184366 A JPH05184366 A JP H05184366A
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JP
Japan
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plasmid
dna
gene
aspartokinase
fragment
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JP2465892A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobutake Fugono
信剛 畚野
Miki Kobayashi
幹 小林
Yasurou Kurusu
泰朗 久留主
Hideaki Yugawa
英明 湯川
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Petrochemical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 ブレビバクテリウム・フラバムMJ−233
からアスパルトキナーゼをコードするDNAを単離し、
この遺伝子の塩基配列を決定した。 【効果】 このアスパルトキナーゼをコードする遺伝子
DNAを導入したコリネ型細菌内で複製増殖可能なプラ
スミドで形質転換されたブレビバクテリウム・フラバム
MJ−233株は、L−リジンの生成量が増加した。
(57) [Summary] [Structure] Brevibacterium flavum MJ-233
DNA encoding aspartokinase was isolated from
The base sequence of this gene was determined. [Effect] Brevibacterium flavum MJ-233 strain transformed with a plasmid capable of replicative growth in a coryneform bacterium into which this gene DNA encoding aspartokinase has been introduced has increased L-lysine production. ..

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、アスパルトキナーゼ
(E.C.2.7.2.4.)をコードする遺伝子を含むコリ
ネ型細菌由来の遺伝子DNA、該遺伝子DNAを含む組
換えプラスミド、該プラスミドで形質転換されたコリネ
型細菌、及び該コリネ型細菌を用いるL−リジンの製造
法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a coryneform bacterium-derived gene DNA containing a gene encoding aspartokinase (EC 2.7.2.4.), And a recombinant plasmid containing the gene DNA. , A coryneform bacterium transformed with the plasmid, and a method for producing L-lysine using the coryneform bacterium.

【0002】L−リジンは、必須アミノ酸として蛋白質
中にその存在が知られ、医薬や食品添加物として用いら
れている。
L-lysine is known to exist in proteins as an essential amino acid and is used as a drug or food additive.

【0003】[0003]

【従来の技術】従来、L−リジンの工業的製造法として
は、グルタミン生産菌であるコリネ型細菌の各種栄養要
求株、各種薬剤耐性株、各種薬剤感受性株を用いてL−
リジンを製造する方法が知られている[例えば、特公昭
51−21078号公報、特公昭53−1833号公
報、特公昭62−8692号公報等参照]。また、組換
え菌を用いた製造法も提案されている[特開昭56−1
60997号公報、特開昭60−62994号公報、特
開昭62−79788号公報等参照]。しかしながら、
従来提案されている方法によるL−リジンの製造法で
は、対糖収率が低く及び/又はL−リジンの蓄積に限界
があり、新たな観点から、遺伝子工学的手法による菌株
の改良等を含め、L−リジンをより効率的に生成させる
方法の提供が強く求められている。
Conventionally, as an industrial production method of L-lysine, L-lysine has been used by using various auxotrophic strains, various drug-resistant strains and various drug-sensitive strains of coryneform bacteria which are glutamine-producing bacteria.
Methods for producing lysine are known [see, for example, Japanese Patent Publication No. 51-21078, Japanese Patent Publication No. 53-1833, Japanese Patent Publication No. 62-8692]. Further, a production method using a recombinant bacterium has also been proposed [Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-1
No. 60997, JP-A-60-62994, JP-A-62-79788]. However,
In the method for producing L-lysine by the conventionally proposed method, the sugar yield is low and / or the accumulation of L-lysine is limited, and from a new point of view, improvement of strains by genetic engineering techniques and the like are included. , There is a strong need to provide a method for producing L-lysine more efficiently.

【0004】一方、アスパルトキナーゼ(E.C.2.7.
2.4.)をコードする遺伝子としては、エシェリヒア・
コリ(Escherichia coli)由来の遺伝子[Journal of B
iological Chemistry,256,p10228〜p10
230,1981参照]がよく研究されている。また、
グラム陽性細菌由来のアスパルトキナーゼ(E.C.2.
7.2.4.)としては、バチルス・サチルス(Bacillus
subtilis)、コリネバクテリウム・グルタミカム(Cory
neform glutamicum)等が知られている[Journal of Bi
ological Chemistry,262,p8787−p879
8,1987;Molecular Microbiology,,p119
7−p1204,1991参照]。しかしながら、ブレ
ビバクテリウム・フラバム(Brevibacterium flavum)
由来のアスパルトキナーゼ(E.C.2.7.2.4.)をコ
ードする遺伝子については従来の報告例は見当らない。
On the other hand, aspartokinase (EC 2.7.
The gene encoding 2.4.) Is Escherichia
A gene derived from Escherichia coli [Journal of B
iological Chemistry, 256 , p10228 to p10
230, 1981] is well studied. Also,
Aspartokinase (E.C. 2.
As for 7.2.4., Bacillus subtilis (Bacillus)
subtilis), Corynebacterium glutamicum (Cory
neform glutamicum) is known [Journal of Bi
ological Chemistry, 262 , p8787-p879.
8, 1987; Molecular Microbiology, 5 , p119.
7-p1204, 1991]. However, Brevibacterium flavum
No previously reported example has been found for the gene encoding the derived aspartokinase (EC 2.7.2.4.).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、コリ
ネ型細菌由来のアスパルトキナーゼ(E.C.2.7.2.
4.)をコードする遺伝子を単離し、該遺伝子を同種で
あるコリネ型細菌に導入し、該コリネ型細菌を用いて、
新たな観点から効率的にL−リジンを製造することであ
る。
DISCLOSURE OF THE INVENTION An object of the present invention is to obtain aspartokinase (EC 2.7.2.
4.) is isolated, the gene is introduced into a coryneform bacterium of the same species, and the coryneform bacterium is used to
It is to efficiently produce L-lysine from a new viewpoint.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、コリネ型細菌染色
体よりアスパルトキナーゼ遺伝子を単離し、該遺伝子を
適当なベクタープラスミドに導入して、コリネ型細菌を
形質転換し、該形質転換されたコリネ型細菌を用いる
と、効率的にL−リジンを製造しうることを見い出し本
発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have isolated an aspartokinase gene from a coryneform bacterial chromosome and introduced the gene into an appropriate vector plasmid. Then, it was found that L-lysine can be efficiently produced by transforming a coryneform bacterium and using the transformed coryneform bacterium, and completed the present invention.

【0007】かくして本発明によれば、 (1) コリネ型細菌由来のアスパルトキナーゼをコー
ドする遺伝子DNA; (2) 該遺伝子DNAが導入された組換えプラスミ
ド; (3) 該組換えプラスミドで形質転換されたコリネ型
細菌;及び (4) 該形質転換されたコリネ型細菌を用い、グルコ
ースを原料としてL−リジンを製造する方法 が提供される。
Thus, according to the present invention, (1) a gene DNA encoding aspartokinase derived from a coryneform bacterium; (2) a recombinant plasmid into which the gene DNA is introduced; (3) a trait with the recombinant plasmid A transformed coryneform bacterium; and (4) a method for producing L-lysine using glucose as a raw material, using the transformed coryneform bacterium.

【0008】以下、本発明についてさらに詳細に説明す
る。
The present invention will be described in more detail below.

【0009】本発明の「アスパルトキナーゼをコードす
る遺伝子DNA」とは、L−アスパラギン酸にリン酸を
付加する酵素、すなわちアスパルトキナーゼ(E.C.
2.7.2.4.)をコードする遺伝子DNAを意味するも
のである。
The "gene DNA encoding aspartokinase" of the present invention is an enzyme that adds phosphate to L-aspartic acid, that is, aspartokinase (EC).
It means a gene DNA encoding 2.7.2.4.).

【0010】アスパルトキナーゼをコードする遺伝子を
含むDNA断片(以下、これを「A断片」と略称するこ
とがある)は、その塩基配列が決定された後においては
合成することも可能であるが、通常はアスパルトキナー
ゼ生産性微生物からクローニングされる場合が多く、そ
の供給源となる微生物としては、コリネ型細菌、殊にブ
レビバクテリウム・フラバム(Brevibacterium flavu
m)MJ233(FERM BP−1497)およびその
由来株が有利に使用される。
Although a DNA fragment containing a gene encoding aspartokinase (hereinafter, may be abbreviated as "A fragment") can be synthesized after its nucleotide sequence is determined. In many cases, it is usually cloned from an aspartokinase-producing microorganism, and the microorganism that serves as the source is a coryneform bacterium, especially Brevibacterium flavu.
m) MJ233 (FERM BP-1497) and its derived strains are advantageously used.

【0011】これらの供給源微生物からA断片を調製す
るための基本的操作の一例を述べれば次のとおりであ
る:A断片は、上記コリネ型細菌、例えばブレビバクテ
リウム・フラバムMJ−233(FERM BP−14
97)株の染色体上に存在し、この染色体を適当な制限
酵素で切断することにより生ずる切断断片の中から以下
に述べる方法で分離、取得することができる。
An example of the basic procedure for preparing the A fragment from these source microorganisms is as follows: The A fragment is the above coryneform bacterium, eg Brevibacterium flavum MJ-233 (FERM). BP-14
97) It is present on the chromosome of the strain and can be isolated and obtained by the method described below from among the cleaved fragments generated by cleaving this chromosome with an appropriate restriction enzyme.

【0012】先ず、ブレビバクテリウム・フラバムMJ
−233株の培養物から染色体DNAを抽出する。この
染色体DNAを適当な制限酵素、例えばEcoRIを用
いて染色体DNAを完全に分解する。
First, Brevibacterium flavum MJ
Chromosomal DNA is extracted from a culture of strain -233. The chromosomal DNA is completely digested with an appropriate restriction enzyme such as EcoRI.

【0013】得られるDNA断片をクローニングベクタ
ー、例えばpHSG399(宝酒造製)に挿入し、この
ベクターを用いて、アスパルトキナーゼ遺伝子が欠損し
た大腸菌(エシェリヒア・コリ)変異株CGSC507
4[エシェリヒア・コリ ジエネテック・ストック セン
ター(Escherichia coli Genetic Stock Center)、デ
パートメントオブバイオロジー、エールユニバーシィテ
ィ(Department of Biology,Yale University);P.O.B
ox 6666 New Haven、CT 06511−744、U.S.
A.保存菌株]を形質転換し、選択培地に塗抹すること
により、形質転換株を取得する。
The obtained DNA fragment is inserted into a cloning vector such as pHSG399 (Takara Shuzo), and this vector is used to transform Escherichia coli mutant strain CGSC507 lacking the aspartokinase gene.
4 [Escherichia coli Genetic Stock Center, Department of Biology, Yale University; POB
ox 6666 New Haven, CT 06511-744, US
A. The preserved strain] is transformed and smeared on a selective medium to obtain a transformed strain.

【0014】得られる形質転換株よりプラスミドDNA
を抽出し、制限酵素で解析することにより挿入されたブ
レビバクテリウム・フラバムMJ−233株染色体由来
のA断片を確認・取得することができる。
From the transformant obtained, plasmid DNA is obtained.
And the inserted A fragment derived from the Brevibacterium flavum MJ-233 strain chromosome can be confirmed and obtained.

【0015】かくして得られるA断片をさらに適当な制
限酵素を用いて切断し、得られるDNA断片を、大腸菌
で複製可能なベクタープラスミドに挿入し、このベクタ
ープラスミドを、通常用いられる形質転換法、例えば、
塩化カルシウム法、電気パルス法等による形質転換によ
り、前記アスパルトキナーゼが欠損した大腸菌変異株に
導入し、選択培地に塗抹する。
The thus-obtained A fragment is further cleaved with an appropriate restriction enzyme, the resulting DNA fragment is inserted into a vector plasmid capable of replicating in Escherichia coli, and this vector plasmid is transformed by a commonly used transformation method, for example, ,
It is introduced into the Escherichia coli mutant strain deficient in aspartokinase by transformation by the calcium chloride method, electric pulse method or the like, and smeared on a selective medium.

【0016】得られる形質転換体よりプラスミドDNA
を抽出し、制限酵素で解析することにより挿入されたブ
レビバクテリウム・フラバムMJ−233株染色体由来
のA断片を確認・取得することができる。
From the obtained transformant, plasmid DNA is obtained.
And the inserted A fragment derived from the Brevibacterium flavum MJ-233 strain chromosome can be confirmed and obtained.

【0017】このようにして得られるA断片の一つは、
上記ブレビバクテリウム・フラバムMJ−233株の染
色体DNAを制限酵素EcoRIの完全分解により切り
出し、さらにそれを制限酵素NruIで切断することに
よって得られる大きさが約1.7kbのDNA断片を挙
げることができる。
One of the A fragments thus obtained is
An example is a DNA fragment of about 1.7 kb obtained by excising the chromosomal DNA of the Brevibacterium flavum MJ-233 strain by complete digestion with the restriction enzyme EcoRI and further cutting it with the restriction enzyme NruI. it can.

【0018】この約1.7kbのアスパルトキナーゼを
コードする遺伝子を含むDNA断片を、各種の制限酵素
で切断したときの認識部位数及び切断断片の大きさを下
記表1に示す。
The number of recognition sites and the size of the cleaved fragment when the DNA fragment containing the gene encoding aspartokinase of about 1.7 kb was cleaved with various restriction enzymes are shown in Table 1 below.

【0019】[0019]

【表1】 なお、本明細書において、制限酵素による「認識部位
数」は、DNA断片又はプラスミドを、制限酵素の存在
下で完全分解し、それらの分解物をそれ自体既知の方法
に従い1%アガロースゲル電気泳動および5%ポリアク
リルアミドゲル電気泳動に供し、分離可能な断片の数か
ら決定した値を採用した。
[Table 1] In the present specification, the "number of recognition sites" by a restriction enzyme means that a DNA fragment or a plasmid is completely decomposed in the presence of a restriction enzyme, and those decomposition products are subjected to 1% agarose gel electrophoresis according to a method known per se. And subjected to 5% polyacrylamide gel electrophoresis, and the value determined from the number of separable fragments was adopted.

【0020】また、「切断断片の大きさ」及びプラスミ
ドの大きさは、アガロースゲル電気泳動を用いる場合に
は、エシェリヒア・コリのラムダファージ(λphage)
のDNAを制限酵素Hind IIIで切断して得られ
る分子量既知のDNA断片の同一アガロースゲル上での
泳動距離で描かれる標準線に基づき、また、ポリアクリ
ルアミドゲル電気泳動を用いる場合には、エシェリヒア
・コリのファイ・エックス174ファージ(φx174
phage)のDNAを制限酵素Hae IIIで切断して
得られる分子量既知のDNA断片の同一ポリアクリルア
ミドゲル上での泳動距離で描かれる標準線に基づき、切
断DNA断片又はプラスミドの各DNA断片の大きさを
算出する。プラスミドの大きさは、切断断片それぞれの
大きさを加算して求める。なお、各DNA断片の大きさ
の決定において、1kb以上の断片の大きさについて
は、1%アガロースゲル電気泳動によって得られる結果
を採用し、約0.1kbから1kb未満の断片の大きさ
については4%ポリアクリルアミドゲル電気泳動によっ
て得られる結果を採用した。
The "size of the cleaved fragment" and the size of the plasmid are the same as those of Escherichia coli lambda phage (λphage) when agarose gel electrophoresis is used.
Based on the standard line drawn by the migration distance on the same agarose gel of a DNA fragment of known molecular weight obtained by cleaving the DNA of E. coli with the restriction enzyme Hind III, and when using polyacrylamide gel electrophoresis, Escherichia Phi-X174 phage (φx174
The size of each digested DNA fragment or each DNA fragment of the plasmid, based on the standard line drawn by the migration distance on the same polyacrylamide gel of the DNA fragment of known molecular weight obtained by digesting the DNA of phage) with the restriction enzyme Hae III. To calculate. The size of the plasmid is determined by adding the sizes of the respective cut fragments. In the determination of the size of each DNA fragment, the results obtained by 1% agarose gel electrophoresis were used for the size of fragments of 1 kb or more, and for the size of fragments of about 0.1 kb to less than 1 kb, The results obtained by 4% polyacrylamide gel electrophoresis were adopted.

【0021】一方、上記のブレビバクテリウム・フラバ
ムMJ−233の染色体DNAを制限酵素NruI−E
coRIによって切断することにより得られる大きさが
約1.7kbのDNA断片については、その塩基配列を
プラスミドpUC118またはpUC119(宝酒造
製)を用いるジデオキシヌクレオチド酵素法(dideoxyc
hain termination 法、Sanger,F.et.al.,Proc.Natl.A
cad.Sci.USA,74,p5463,1977)により決
定することができる。このようにして決定した上記約
1.7kbのDNA断片の塩基配列のオープンリーディ
ングフレームの存在から決定したアスパルトキナーゼを
コードする遺伝子は、以下に示す配列を有するものであ
り、421個のアミノ酸をコードする1263の塩基対
から構成されている。
On the other hand, the chromosomal DNA of Brevibacterium flavum MJ-233 described above was digested with the restriction enzyme NruI-E.
Regarding the DNA fragment having a size of about 1.7 kb obtained by cleaving with coRI, its nucleotide sequence was determined by the dideoxynucleotide enzymatic method (dideoxyc) using plasmid pUC118 or pUC119 (Takara Shuzo).
hain termination method, Sanger, F.et.al., Proc.Natl.A
cad.Sci.USA, 74 , p5463, 1977). The gene encoding aspartokinase determined from the presence of the open reading frame of the nucleotide sequence of the above-mentioned about 1.7 kb DNA fragment thus determined has the sequence shown below and has 421 amino acids. It is composed of 1263 base pairs that encode.

【0022】[0022]

【化3】上記の塩基配列を包含する本発明のアスパルト
キナーゼをコードする遺伝子を含むDNA断片は、天然
のコリネ型細菌染色体DNAから分離されたもののみな
らず、通常用いられるDNA合成装置、例えばベックマ
ン社製 System-1 Plusを用いて合成されたものであって
もよい。
## STR00003 ## The DNA fragment containing the gene encoding the aspartokinase of the present invention, which includes the above-mentioned nucleotide sequence, is not only isolated from natural coryneform bacterial chromosomal DNA, but also a commonly used DNA synthesizer, For example, it may be one synthesized by using System-1 Plus manufactured by Beckman.

【0023】また、前記の如くブレビバクテリウム・フ
ラバムMJ−233の染色体DNAから取得される本発
明のDNA断片は、アスパルトキナーゼをコードする機
能を実質的に損なうことがない限り、塩基配列の一部の
塩基が他の塩基と置換されていてもよく又は削除されて
いてもよく、或いは新たに塩基が挿入されていてもよ
く、さらに塩基配列の一部が転位されているものであっ
てもよく、これらの誘導体のいずれもが、本発明のアス
パルトキナーゼをコードする遺伝子を含むDNA断片に
包含されるものである。
The DNA fragment of the present invention obtained from the chromosomal DNA of Brevibacterium flavum MJ-233 as described above has a nucleotide sequence of the nucleotide sequence as long as it does not substantially impair the function of encoding aspartokinase. Some bases may be substituted with other bases or deleted, or new bases may be inserted, and further, a part of the base sequence is rearranged. All of these derivatives are included in the DNA fragment containing the gene encoding the aspartokinase of the present invention.

【0024】以上に詳述した大きさが約1.7kbのD
NA断片の制限酵素による切断点地図を図1に示す。
The size detailed above is about 1.7 kb D
A map of the cleavage points of the NA fragment by the restriction enzyme is shown in FIG.

【0025】本発明のアスパルトキナーゼをコードする
遺伝子を含むDNA断片(A断片)は、適当なプラスミ
ド、例えば、コリネ型細菌内でプラスミドの複製増殖機
能を司る遺伝子を少くとも含むプラスミドベクターに導
入することにより、コリネ型細菌内でアスパルトキナー
ゼの高発現可能な組換えプラスミドを得ることができ
る。
The DNA fragment (A fragment) containing the gene encoding aspartokinase of the present invention is introduced into an appropriate plasmid, for example, a plasmid vector containing at least a gene that controls the replication / proliferation function of the plasmid in coryneform bacteria. By doing so, a recombinant plasmid capable of highly expressing aspartokinase in a coryneform bacterium can be obtained.

【0026】また、本発明のアスパルトキナーゼをコー
ドする遺伝子を発現させるためのプロモーターはコリネ
型細菌が保有する該遺伝子自身のプロモーターであるこ
とができるが、それに限られるものではなく、アスパル
トキナーゼ遺伝子の転写を開始させるための原核生物由
来の塩基配列であればいかなるプロモーターであっても
よい。
The promoter for expressing the gene encoding the aspartokinase of the present invention may be the promoter of the gene itself possessed by the coryneform bacterium, but is not limited thereto and the aspartokinase is not limited thereto. Any promoter may be used as long as it is a prokaryotic base sequence for initiating gene transcription.

【0027】本発明のA断片を導入することができる、
コリネ型細菌内での複製増殖機能を司る遺伝子を少くと
も含むプラスミドベクターとしては、例えば、特開平3
−210184号公報に記載のプラスミドpCRY3
0;特開平2−276575号公報に記載のプラスミド
pCRY21、pCRY2KE、pCRY2KX、pC
RY31、pCRY3KE及びpCRY3KX;特開平
1−191686号公報に記載のプラスミドpCRY2
及びpCRY3;特開昭58−67679号公報に記載
のpAM330;特開昭58−77895号公報に記載
のpHM1519;特開昭58−192900号公報に
記載のpAJ655、pAJ611及びpAJ184
4;特開昭57−134500号に記載のpCG1;特
開昭58−35197号公報に記載のpCG2;特開昭
57−183799号公報に記載のpCG4及びpCG
11等を挙げることができる。
The A fragment of the present invention can be introduced,
Examples of the plasmid vector containing at least a gene that controls the replication / proliferation function in coryneform bacteria include, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 3
Plasmid pCRY3 described in JP-A-210184.
0; plasmids pCRY21, pCRY2KE, pCRY2KX, pC described in JP-A-2-276575.
RY31, pCRY3KE and pCRY3KX; plasmid pCRY2 described in JP-A-1-191686.
And pCRY3; pAM330 described in JP-A-58-67679; pHM1519 described in JP-A-58-77895; pAJ655, pAJ611 and pAJ184 described in JP-A-58-192900.
4; pCG1 described in JP-A-57-134500; pCG2 described in JP-A-58-35197; pCG4 and pCG described in JP-A-57-183799.
11 etc. can be mentioned.

【0028】中でもコリネ型細菌の宿主−ベクター系で
用いられるプラスミドベクターとしては、コリネ型細菌
内でプラスミドの複製増殖機能を司る遺伝子とコリネ型
細菌内でプラスミドの安定化機能を司る遺伝子とをもつ
ものが好ましく、例えば、プラスミドpCRY30、p
CRY21、pCRY2KE、pCRY2KE、pCR
Y2KX、pCRY31、pCRY3KE及びpCRY
3KX等が好適に使用される。
Among them, the plasmid vector used in the coryneform bacterium host-vector system has a gene that controls the replication / proliferation function of the plasmid in the coryneform bacterium and a gene that controls the stabilizing function of the plasmid in the coryneform bacterium. Preferred are, for example, plasmids pCRY30, p
CRY21, pCRY2KE, pCRY2KE, pCR
Y2KX, pCRY31, pCRY3KE and pCRY
3KX and the like are preferably used.

【0029】上記プラスミドベクターpCRY30を調
製する方法としては、ブレビバクテリウム・スタチオニ
ス(Brevibacterium stationis)IFO12144(F
ERM BP−2515)からプラスミドpBY503
(このプラスミドの詳細については特開平1−9578
5号公報参照)DNAを抽出し、制限酵素XhoIで大
きさが約4.0kbのプラスミドの複製増殖機能を司る
遺伝子を含むDNA断片を切り出し、制限酵素EcoR
IおよびKpnIで大きさが約2.1kbのプラスミド
の安定化機能を司る遺伝子を含むDNA断片を切り出
す。これらの両断片をプラスミドpHSG298(宝酒
造製)のEcoRI、KpnI部位及びSalI部位に
組み込むことにより、プラスミドベクターpCRY30
を調製することができる。
As a method for preparing the above-mentioned plasmid vector pCRY30, Brevibacterium stationis IFO12144 (F
ERM BP-2515) to the plasmid pBY503.
(For details of this plasmid, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-9578
(See Japanese Patent Laid-Open No. 5) DNA is extracted, and a DNA fragment containing a gene responsible for the replication / proliferation function of a plasmid having a size of about 4.0 kb is cut out with a restriction enzyme XhoI to obtain a restriction enzyme EcoR.
With I and KpnI, a DNA fragment having a size of about 2.1 kb and containing a gene responsible for the stabilizing function of the plasmid is excised. By incorporating both of these fragments into the EcoRI, KpnI and SalI sites of the plasmid pHSG298 (Takara Shuzo), the plasmid vector pCRY30
Can be prepared.

【0030】次に、上記プラスミドベクターへの本発明
のA断片の導入は、例えばプラスミドベクター中に1個
所だけ存在する制限酵素部位を、該制限酵素で開裂し、
そこに前記A断片および開裂したプラスミドベクターを
必要に応じてS1ヌクレアーゼで処理して平滑末端とす
るか、または適当なアダプターDNAの存在下にDNA
リガーゼ処理で連結させることにより行うことができ
る。
Next, the introduction of the A fragment of the present invention into the above plasmid vector is carried out, for example, by cleaving a restriction enzyme site existing at only one site in the plasmid vector with the restriction enzyme,
If necessary, the A fragment and the cleaved plasmid vector may be treated with S1 nuclease to make it blunt-ended, or in the presence of an appropriate adapter DNA.
It can be performed by ligating with ligase treatment.

【0031】プラスミドpCRY30への本発明のA断
片の導入は、プラスミドpCRY30を制限酵素Eco
RIで開裂させ、そこに前記アスパルトキナーゼをコー
ドする遺伝子を含むDNA断片(A断片)をDNAリガ
ーゼで連結させることにより行うことができる。
The introduction of the A fragment of the present invention into the plasmid pCRY30 allows the plasmid pCRY30 to be digested with the restriction enzyme Eco.
It can be carried out by cleaving with RI and ligating the DNA fragment (A fragment) containing the gene encoding the aspartokinase thereto with DNA ligase.

【0032】このようにして造成されるプラスミドpC
RY30に本発明の大きさが約1.7kbのA断片を導
入した組換えプラスミドは、L−リジンの製造に好適に
用いることができる組換えプラスミドの一つであり、本
発明者らはこれをプラスミドpCRY30−AKと命名
した。プラスミドpCRY30−AKの作成方法の詳細
については、後記実施例4で説明する。
The plasmid pC constructed in this way
The recombinant plasmid in which the A fragment of the present invention having a size of about 1.7 kb was introduced into RY30 is one of the recombinant plasmids that can be preferably used for the production of L-lysine, and the present inventors Was designated as plasmid pCRY30-AK. Details of the method for constructing the plasmid pCRY30-AK will be described in Example 4 below.

【0033】このようにして造成されるアスパルトキナ
ーゼ遺伝子を含むコリネ型細菌内で複製増殖可能なプラ
スミドを、宿主微生物に導入して該微生物の培養物を用
いてL−リジンを安定に効率よく生産することが可能と
なる。
A plasmid capable of replicative growth in a coryneform bacterium containing the aspartokinase gene constructed in this manner is introduced into a host microorganism, and L-lysine is stably and efficiently used by using a culture of the microorganism. It becomes possible to produce.

【0034】本発明によるプラスミドで形質転換しうる
宿主微生物としては、コリネ型細菌、例えばブレビバク
テリウム・フラバムMJ−233(FERM BP−1
497)、ブレビバクテリウム・フラバムMJ−233
−AB−41(FERM BP−1498)、ブレビバ
クテリウム・フラバムMJ−233−ABT−11(F
ERM BP−1500)、ブレビバクテリウム・フラ
バムMJ−233−ABD−21(FERM BP−1
499)等が挙げられる。
Host microorganisms which can be transformed with the plasmid according to the present invention include coryneform bacteria such as Brevibacterium flavum MJ-233 (FERM BP-1).
497), Brevibacterium flavum MJ-233.
-AB-41 (FERM BP-1498), Brevibacterium flavum MJ-233-ABT-11 (F
ERM BP-1500), Brevibacterium flavum MJ-233-ABD-21 (FERM BP-1)
499) and the like.

【0035】なお、上記のFERM BP−1498の
菌株は、FERM BP−1497の菌株を親株として
DL−α−アミノ酪酸耐性を積極的に付与されたエタノ
ール資化性微生物である(特公昭59−28398号公
報第3〜4欄参照)。また、FERM BP−1500
の菌株は、FERM BP−1497の菌株を親株とし
たL−α−アミノ酪酸トランスアミナーゼ高活性変異株
である(特開昭62−51998号公報参照)。さら
に、FERM BP−1499の菌株はFERM BP−
1497の菌株を親株としたD−α−アミノ酪酸デアミ
ナーゼ高活性変異株である(特開昭61−177993
号公報参照)。
The above-mentioned FERM BP-1498 strain is an ethanol-assimilating microorganism which is positively endowed with DL-α-aminobutyric acid resistance using the FERM BP-1497 strain as a parent strain (Japanese Patent Publication No. 59- 28398 gazette column 3-4 reference). In addition, FERM BP-1500
Strain is a highly active mutant of L-α-aminobutyric acid transaminase using the strain of FERM BP-1497 as a parent strain (see JP-A-62-51998). Furthermore, the strain of FERM BP-1499 is FERM BP-
It is a highly active mutant strain of D-α-aminobutyric acid deaminase using the strain 1497 as a parent strain (JP-A-61-177993).
(See the official gazette).

【0036】これらの微生物の他に、ブレビバクテリウ
ム・アンモニアゲネス(Brevibacterium ammoniagene
s)ATCC6871、同ATCC13745、同AT
CC13746;ブレビバクテリウム・デバリカタム
(Brevibacterium divaricatum)ATCC14020;
ブレビバクテリウム・ラクトファーメンタム(Brevibac
terium lactofermentum)ATCC13869;コリネ
バクテリウム・グルタミカム(Corynebacterium glutam
icum)ATCC31831等を宿主微生物として用いる
こともできる。
In addition to these microorganisms, Brevibacterium ammoniagene
s) ATCC 6871, ATCC 13745, AT
CC13746; Brevibacterium divaricatum ATCC14020;
Brevibacto lactofermentum
terium lactofermentum) ATCC13869; Corynebacterium glutam
icum) ATCC31831 etc. can also be used as a host microorganism.

【0037】なお、宿主としてブレビバクテリウム・フ
ラバムMJ−233由来の菌株を用いる場合、本菌株が
保有するプラスミドpBY502(特開昭63−367
87号公報参照)のため、形質転換が困難である場合が
あるので、そのような場合には、本菌株よりプラスミド
pBY502を除去することが望ましい。そのようなプ
ラスミドpBY502を除去する方法としては、例え
ば、継代培養を繰り返すことにより自然に欠失させるこ
とも可能であるし、人為的に除去することも可能である
[Bact.Rev.36 p.361〜405(1972)参
照]。上記プラスミドpBY502を人為的に除去する
方法の一例を示せば次のとおりである。
When a strain derived from Brevibacterium flavum MJ-233 is used as a host, the plasmid pBY502 possessed by this strain (JP-A-63-367) is used.
Since it may be difficult to transform because of this, it is desirable to remove the plasmid pBY502 from this strain in such a case. As a method for removing such a plasmid pBY502, for example, it is possible to spontaneously delete it by repeating subculture, or it is possible to remove it artificially [Bact. Rev. 36 p. 361-405 (1972)]. The following is an example of a method for artificially removing the plasmid pBY502.

【0038】宿主ブレビバクテリウム・フラバムMJ−
233の生育を不完全に阻害する濃度のアクリジンオレ
ンジ(濃度:0.2〜50μg/ml)もしくはエチジ
ウムブロミド(濃度:0.2〜50μg/ml)等を含
む培地に、1ml当り約10細胞になるように植菌し、
生育を不完全に阻害しながら約24時間約35℃で培養
する。培養液を希釈後寒天培地に塗布し、約35℃で約
2日培養する。出現したコロニーから各々独立にプラス
ミド抽出操作を行い、プラスミドpBY502が除去さ
れている株を選択する。この操作によりプラスミドpB
Y502が除去されたブレビバクテリウム・フラバムM
J−233由来菌株が得られる。
Host Brevibacterium flavum MJ-
Approximately 10 cells per ml in a medium containing acridine orange (concentration: 0.2 to 50 μg / ml) or ethidium bromide (concentration: 0.2 to 50 μg / ml) at a concentration that incompletely inhibits the growth of 233. Inoculate so that
Incubate at about 35 ° C. for about 24 hours while incompletely inhibiting the growth. After diluting the culture solution, the culture solution is applied to an agar medium and cultured at about 35 ° C. for about 2 days. Each of the emerged colonies is independently subjected to a plasmid extraction operation to select a strain from which the plasmid pBY502 has been removed. By this operation, plasmid pB
Brevibacterium flavum M with Y502 removed
A strain derived from J-233 is obtained.

【0039】このようにして得られるブレビバクテリウ
ム・フラバムMJ−233由来菌株への前記プラスミド
の形質転換法としては、エシェリヒア・コリ及びエルビ
ニア・カロトボラについて知られているように[Calvi
n,N.M.and Hanawalt,P.C.,Journal of Bacteriolog
y,170,2796(1988);Ito,K.,Nishid
a,T.and Izaki.K.,Agricultural and Biological C
hemistry,52,293(1988)参照]、DNA受
容菌へのパルス波通電[Satoh,Y.et al.,Journal of
Industrial Microbiology,,159(1990)参
照]によりプラスミドを導入することが可能である。
As a method for transforming the above-mentioned plasmid into the Brevibacterium flavum MJ-233-derived strain thus obtained, as known for Escherichia coli and Erwinia carotovora [Calvi
n, NM. and Hanawalt, PC, Journal of Bacteriolog
y, 170 , 2796 (1988); Ito, K., Nishid
a, T. and Izaki. K., Agricultural and Biological C
hemistry, 52 , 293 (1988)], pulse wave energization to DNA recipient bacteria [Satoh, Y. et al., Journal of
Industrial Microbiology, 5 , 159 (1990)] can introduce the plasmid.

【0040】上記の方法で形質転換して得られるアスパ
ルターゼ産生能を有するコリネ型細菌、例えばブレビバ
クテリウム・フラバムMJ−233由来株の培養方法を
以下に述べる。
A method for culturing a coryneform bacterium having an aspartase-producing ability obtained by transformation by the above method, for example, a Brevibacterium flavum MJ-233-derived strain is described below.

【0041】培養は炭素源、窒素源、無機塩等を含む通
常の栄養培地で行うことができ、炭素源としては、例え
ばグルコース、エタノール、メタノール、廃糖蜜等が、
そして窒素源としては、例えばアンモニア、硫酸アンモ
ニウム、塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム、尿素等
がそれぞれ単独もしくは混合して用いられる。また、無
機塩としては、例えばリン酸一水素カリウム、リン酸二
水素カリウム、硫酸マグネシウム等が用いられる。この
他にペプトン、肉エキス、酵母エキス、コーンスティー
プリカー、カザミノ酸、ビオチン等の各種ビタミン等の
栄養素を培地に添加することができる。
Cultivation can be carried out in an ordinary nutrient medium containing a carbon source, a nitrogen source, an inorganic salt and the like. Examples of the carbon source include glucose, ethanol, methanol, molasses, etc.
As the nitrogen source, for example, ammonia, ammonium sulfate, ammonium chloride, ammonium nitrate, urea, etc. are used alone or in combination. Moreover, as the inorganic salt, for example, potassium monohydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate, magnesium sulfate and the like are used. In addition to this, nutrients such as various vitamins such as peptone, meat extract, yeast extract, corn steep liquor, casamino acid, and biotin can be added to the medium.

【0042】培養は、通常、通気撹拌、振盪等の好気条
件下に、約20〜約40℃、好ましくは約25℃〜約3
5℃の温度で行うことができる。培養途中のpHは5〜
10、好ましくは7〜8付近とすることができ、培養中
のpH調整は酸又はアルカリを添加して行うことができ
る。
Culturing is usually carried out under aerobic conditions such as aeration and shaking, shaking at about 20 to about 40 ° C., preferably at about 25 ° C. to about 3.
It can be carried out at a temperature of 5 ° C. PH during culture is 5
The pH can be adjusted to about 10, preferably about 7 to 8, and pH adjustment during culture can be performed by adding an acid or an alkali.

【0043】培養開始時の炭素源濃度は、好ましくは1
〜5容量%、更に好ましくは2〜3容量%である。ま
た、培養期間は通常1〜7日間とすることができ、最適
期間は3日間である。
The carbon source concentration at the start of culture is preferably 1
-5% by volume, more preferably 2-3% by volume. The culture period can be usually 1 to 7 days, and the optimum period is 3 days.

【0044】このようにして得られる培養物から各々菌
体を集めて、水又は適当な緩衝液で洗浄し、L−リジン
生成反応に使用することができる。
The cells can be collected from the culture thus obtained, washed with water or an appropriate buffer, and used in the L-lysine production reaction.

【0045】L−リジン生成反応においては、これらの
菌体をそのまま用いることができ、あるいは超音波処理
等を加えた菌体破砕物、さらにそれから分離回収した粗
酵素又は精製酵素として、あるいはそれらを適当な担体
に固定化して用いることができる。以上に述べた如き菌
体の破砕物や粗または精製酵素、固定化物等を本明細書
ではまとめて「菌体処理物」という。
In the L-lysine production reaction, these cells can be used as they are, or a crushed cell product subjected to ultrasonic treatment or the like, or as a crude enzyme or a purified enzyme separated and recovered from the microbial cells, or by using them. It can be used after being immobilized on a suitable carrier. In the present specification, the crushed product of the bacterial cells, the crude or purified enzyme, the immobilized product, and the like as described above are collectively referred to as a "treated bacterial cell product".

【0046】しかして本発明に従えば、グルコースを、
上記培養菌体又は菌体処理物と接触させて、L−リジン
を生成せしめることからなるL−リジンの製造法が提供
される。
According to the present invention, however, glucose is
There is provided a method for producing L-lysine, which comprises contacting the cultured cells or a treated product of the cells to produce L-lysine.

【0047】グルコースと上記培養菌体又は菌体処理物
との接触は、通常の酵素反応と同様に、水性媒体中にお
いて、好ましくは約20〜約40℃、特に約25〜約3
5℃において行なうことができる。
The contact between glucose and the above-mentioned cultured bacterial cells or treated product of bacterial cells is preferably about 20 to about 40 ° C., particularly about 25 to about 3 in an aqueous medium, as in the usual enzyme reaction.
It can be carried out at 5 ° C.

【0048】生成するL−リジンは例えば、高速液体ク
ロマトグラフィー等の手段により反応液から分離回収す
ることができる。
The L-lysine produced can be separated and recovered from the reaction solution by means such as high performance liquid chromatography.

【0049】[0049]

【実施例】以上に本発明を説明してきたが、下記の実施
例によりさらに具体的に説明する。
The present invention has been described above, but the present invention will be described in more detail with reference to the following examples.

【0050】実施例1 ブレビバクテリウム・フラバムMJ−233由来のアス
パルトキナーゼをコードする遺伝子を含むDNA断片
(A断片)のクローン化 (A) ブレビバクテリウム・フラバムMJ−233の
全DNAの抽出 半合成培地A培地[組成:尿素2g、(NH4)2SO4
g、K2HPO4 0.5g、KH2PO4 0.5g、MgS
4 0.5g、FeSO4 ・7H2O 6mg、MnSO4
4〜6H2O 6mg、酵母エキス2.5g、カザミノ酸
5g、ビオチン200μg、塩酸チアミン200μg、
グルコース20g、蒸留水1l]1lに、ブレビバクテ
リウム・フラバムMJ−233(FERM BP−14
97)を対数増殖期後期まで培養し、菌体を集めた。得
られた菌体を10mg/mlの濃度にリゾチームを含む
10mM NaCl−20mMトリス緩衝液(pH8.
0)−1mM EDTA−2Na溶液15mlに懸濁し
た。次にプロテナーゼKを、最終濃度が100μg/m
lになるように添加し、37℃で1時間保温した。さら
にドデシル硫酸ナトリウムを最終濃度が0.5%になる
ように添加し、50℃で6時間保温して容菌した。この
溶菌液に、等量のフェノール/クロロホルム溶液を添加
し、室温で10分間ゆるやかに振盪した後、全量を遠心
分離(5,000×g、20分間、10〜12℃)し、
上清画分を分取し、酢酸ナトリウムを0.3Mとなるよ
うに添加した後、2倍量のエタノールをゆっくりと加え
た。水層とエタノール層の間に存在するDNAをガラス
棒でまきとり、70%エタノールで洗浄した後、風乾し
た。得られたDNAに10mMトリス緩衝液(pH7.
5)−1mM EDTA・2Na溶液5mlを加え、4
℃で一晩静置し、以後の実験に用いた。
Example 1 Cloning of a DNA fragment (A fragment) containing a gene encoding aspartokinase derived from Brevibacterium flavum MJ-233 (A) of Brevibacterium flavum MJ-233
Extraction of total DNA Semi-synthetic medium A medium [Composition: urea 2 g, (NH 4 ) 2 SO 4 7
g, K 2 HPO 4 0.5 g, KH 2 PO 4 0.5 g, MgS
O 4 0.5g, FeSO 4 · 7H 2 O 6mg, MnSO 4
4-6H 2 O 6 mg, yeast extract 2.5 g, casamino acid 5 g, biotin 200 μg, thiamine hydrochloride 200 μg,
Glucose 20g, distilled water 1l] 1l, Brevibacterium flavum MJ-233 (FERM BP-14
97) was cultured until the late logarithmic growth phase and the bacterial cells were collected. The obtained cells were 10 mM NaCl-20 mM Tris buffer containing lysozyme at a concentration of 10 mg / ml (pH 8.
The suspension was suspended in 15 ml of 0) -1 mM EDTA-2Na solution. Next, proteinase K was added at a final concentration of 100 μg / m 2.
It was added so as to be 1 and kept at 37 ° C. for 1 hour. Further, sodium dodecyl sulfate was added so that the final concentration was 0.5%, and the mixture was kept warm at 50 ° C. for 6 hours to inoculate cells. To this lysate, an equal amount of phenol / chloroform solution was added and gently shaken at room temperature for 10 minutes, and then the whole was centrifuged (5,000 xg, 20 minutes, 10 to 12 ° C),
The supernatant fraction was collected, sodium acetate was added to 0.3 M, and then twice the amount of ethanol was slowly added. The DNA existing between the aqueous layer and the ethanol layer was scattered with a glass rod, washed with 70% ethanol, and then air-dried. 10 mM Tris buffer (pH 7.
5) Add 5 ml of -1 mM EDTA / 2Na solution and add 4
It was left still overnight at 0 ° C. and used for the subsequent experiments.

【0051】(B) 組換え体の創製 上記(A)項で得たブレビバクテリウム・フラバムMJ
−233の全DNA溶液の90μlを制限酵素EcoR
I 50units を用い、37℃で1時間反応させ完全分
解した。このEcoRI分解DNAにクローニングベク
ターpHSG399(宝酒造より市販)を制限酵素Ec
oRIで切断した後、脱リン酸化処理したものを混合
し、50mMトリス緩衝液(pH7.6)、10mMジ
チオスレイトール、1mM ATP、10mM MgCl
及びTDNAリガーゼ1unitの各成分を添加し(各
成分の濃度は最終濃度である)、4℃で15時間反応さ
せ、結合させた。
(B) Creation of Recombinant Brevibacterium flavum MJ obtained in the above (A)
-90 μl of the total DNA solution of H-233 with EcoR
Using I 50 units, the reaction was carried out at 37 ° C. for 1 hour for complete decomposition. A cloning vector pHSG399 (commercially available from Takara Shuzo) was added to the EcoRI-degraded DNA as a restriction enzyme Ec.
After digestion with oRI, dephosphorylated material was mixed and mixed with 50 mM Tris buffer (pH 7.6), 10 mM dithiothreitol, 1 mM ATP, 10 mM MgCl 2.
Each component of 2 and 1 unit of T 4 DNA ligase was added (the concentration of each component is the final concentration), reacted at 4 ° C. for 15 hours, and allowed to bind.

【0052】(C) アスパルトキナーゼをコードする
遺伝子を含むプラスミドの選択 上記遺伝子の選抜に用いたアスパルトキナーゼ欠損大腸
菌変異株は、エシェリヒア・コリCGSC 5074
(thr A1101、lys C1001、met L
1000)である[( )内はアスパルトキナーゼ遺伝
子型(Genotype)を示す]。上記(B)項で得られたプ
ラスミド混液を用い、塩化カルシウム法(Journalof Mo
lecular Biology,53,159,1970)により前
記エシェリヒア・コリCGSC5074株を形質転換
し、クロラムフェニコール50mgを含む選択培地[K
2HPO4 7g、KH2PO4 2g、(NH4)2SO4
g、MgSO4・7H2O 0.1g、グルコース20g及
び寒天16gを蒸留水1lに溶解]に塗抹した。
(C) Encodes aspartokinase
Selection of Plasmid Containing Gene The Aspartokinase-deficient Escherichia coli mutant strain used for selection of the above-mentioned gene was Escherichia coli CGSC 5074.
(Thr A1101, lys C1001, met L
1000) [inside () indicates aspartokinase genotype]. Using the plasmid mixture obtained in the above (B), calcium chloride method (Journal of Mo
lecular Biology, 53 , 159, 1970) to transform the Escherichia coli CGSC5074 strain, and select medium containing 50 mg of chloramphenicol [K
2 HPO 4 7 g, KH 2 PO 4 2 g, (NH 4 ) 2 SO 4 1
g, MgSO 4 .7H 2 O 0.1 g, glucose 20 g and agar 16 g were dissolved in distilled water 1 l].

【0053】この培地上の生育株を常法により液体培養
し、培養液よりプラスミドDNAを抽出し、該プラスミ
ドを制限酵素により切断し、アガロースゲル電気泳動を
用いて調べたところ、プラスミドpHSG399の長さ
2.2kbのDNA断片に加え、長さ約3.8kbの挿入
DNA断片が認められた。
The growth strain on this medium was subjected to liquid culture by a conventional method, plasmid DNA was extracted from the culture solution, the plasmid was cleaved with a restriction enzyme and examined by agarose gel electrophoresis to find that the length of plasmid pHSG399 was long. In addition to the 2.2 kb DNA fragment, an inserted DNA fragment of about 3.8 kb in length was observed.

【0054】本プラスミドをpHSG399−AKと命
名した。
This plasmid was named pHSG399-AK.

【0055】(D) アスパルトキナーゼをコードする
遺伝子を含むDNA断片(A)断片のサブクローニング 上記(C)項で得たプラスミドpHSG399−AKに
含まれるDNA挿入断片を、必要な部分だけに小型化す
るために、プラスミドpUC119(宝酒造より市販)
へアスパルトキナーゼをコートする遺伝子を含むDNA
断片を下記のとおりサブクローニングした。
(D) encodes aspartokinase
Subcloning of DNA fragment containing gene (A) fragment In order to downsize the DNA insert fragment contained in the plasmid pHSG399-AK obtained in the above (C) to only a necessary part, plasmid pUC119 (commercially available from Takara Shuzo)
DNA containing a gene that coats hair aspartokinase
The fragment was subcloned as follows.

【0056】上記(C)項で得たプラスミドpHSG3
99−AKを制限酵素EcoRI、NruIで切断した
ものと、プラスミドpUC119を制限酵素EcoR
I、SmaIで切断したものを混合し、50mMトリス
緩衝液(pH7.6)、10mMジチオスレイトール、
1mM ATP、10mM MgCl及びT4DNAリ
ガーゼ1unit の各成分を添加し(各成分の濃度は最終
濃度である)、12℃で15時間反応させ、結合させ
た。
Plasmid pHSG3 obtained in the above (C)
99-AK digested with restriction enzymes EcoRI and NruI, and plasmid pUC119 with restriction enzymes EcoR.
I, cut with SmaI was mixed, and 50 mM Tris buffer (pH 7.6), 10 mM dithiothreitol,
Each component of 1 mM ATP, 10 mM MgCl 2 and 1 unit of T4 DNA ligase was added (the concentration of each component is the final concentration), and the mixture was reacted at 12 ° C. for 15 hours for binding.

【0057】得られたプラスミド混液を用い、塩化カル
シウム法(Journal of Molecular Biology,53,15
9,1970)により前記エシェリヒア・コリCGSC
5074株を形質転換し、アンピシリン50mgを含む
選択培地[K2HPO4 7g、KH2PO4 2g、(NH
4)2SO4 1g、MgSO4・7H2O 0.1g、グルコ
ース20g及び寒天16gを蒸留水1lに溶解]に塗抹
した。
Using the obtained plasmid mixture, the calcium chloride method (Journal of Molecular Biology, 53 , 15) was used.
9, 1970) said Escherichia coli CGSC
Strain 5074 was transformed and a selective medium containing 50 mg of ampicillin [K 2 HPO 4 7 g, KH 2 PO 4 2 g, (NH
4 ) 2 SO 4 1 g, MgSO 4 .7H 2 O 0.1 g, glucose 20 g and agar 16 g were dissolved in distilled water 1 l].

【0058】この培地上の生育株を常法により液体培養
し、培養液よりプラスミドDNAを抽出し、該プラスミ
ドを制限酵素により切断し、アガロースゲル電気泳動を
用いて調べたところ、プラスミドpUC119の長さ
3.2kbのDNA断片に加え、長さ約1.7kbの挿入
DNA断片が認められた。各種の制限で切断したとき
の、長さ約1.7kbのDNA断片の制限酵素認識部位
数および切断断片の大きさは前記表1に示したとおりで
あった。このDNA断片の制限酵素切断点地図を図1に
示す。
The strain grown on this medium was subjected to liquid culture by a conventional method, plasmid DNA was extracted from the culture solution, the plasmid was cleaved with a restriction enzyme and examined by agarose gel electrophoresis, and it was found that the length of plasmid pUC119 was long. In addition to the DNA fragment of 3.2 kb, an inserted DNA fragment of about 1.7 kb in length was observed. The number of restriction enzyme recognition sites and the size of the cleaved fragment of a DNA fragment of about 1.7 kb in length when cleaved with various restrictions were as shown in Table 1 above. A map of restriction enzyme cleavage points of this DNA fragment is shown in FIG.

【0059】また上記で得たプラスミドを各種制限酵素
で切断して、切断断片の大きさを測定した。その結果を
下記の表2に示す。
The plasmid obtained above was digested with various restriction enzymes, and the size of the digested fragment was measured. The results are shown in Table 2 below.

【0060】[0060]

【表2】 上記の制限酵素により特徴づけられるプラスミドをpU
C119−AKと命名した。
[Table 2] The plasmid characterized by the above restriction enzymes was designated as pU
It was named C119-AK.

【0061】以上によりアスパルトキナーゼをコードす
る遺伝子を含む大きさが約1.7kbのDNA断片(E
coRI−BamHI断片)を得ることができた。
Based on the above, a DNA fragment (E of about 1.7 kb in size containing the gene encoding aspartokinase
coRI-BamHI fragment) was obtained.

【0062】実施例2 アスパルトキナーゼをコードする遺伝子の塩基配列の決
定 実施例1の(D)項で得られたアスパルトキナーゼをコ
ードする遺伝子を含む長さが約1.7kbのDNA断片
について、その塩基配列をプラスミドpUC118また
はpUC119(宝酒造製)を用いるジデオキシヌクレ
オチド酵素法(dideoxy chain termination 法)(Sahg
er,F.et al.,Proc.Nat.Acad.Sci.USA74,546
3,1977)により図2に示した戦略図に従って決定
した。
Example 2 Determination of Nucleotide Sequence of Gene Encoding Aspartokinase About the DNA fragment of about 1.7 kb containing the gene encoding aspartokinase obtained in the item (D) of Example 1 , Its nucleotide sequence was determined using the plasmid pUC118 or pUC119 (Takara Shuzo) in the dideoxynucleotide termination method (Sahg
er, F. et al., Proc. Nat. Acad. Sci. USA 74 , 546
3, 1977) according to the strategy diagram shown in FIG.

【0063】その塩基配列中のオープンリーディングフ
レームの存在から、アスパルトキナーゼをコードする遺
伝子は、下記配列に示す塩基配列を有する421個のア
ミノ酸をコードする1263の塩基対より構成されてい
ることが判明した。
Because of the presence of the open reading frame in the base sequence, the gene encoding aspartokinase is composed of 1263 base pairs encoding 421 amino acids having the base sequence shown in the following sequence. found.

【0064】[0064]

【化4】実施例3 コリネ型細菌内で複製し安定なプラスミドベクターpC
RY30の作成 (A) プラスミドpBY503の調製 プラスミドpBY503は、ブレビバクテリウム・スタ
チオニスIFO12144(FERM BP−251
5)から分離された分子量約10メガダルトンのプラス
ミドであり、特開平1−95785号公報に記載のよう
にして調製した。半合成培地A培地[尿素2g、(NH
4)2SO4 7g、K2HPO4 0.5g、KH2PO4 0.
5g、MgSO4 0.5g、FeSO4・7H2O 6m
g、MnSO4・4〜6H2O 6mg、酵母エキス2.5
g、カザミノ酸5g、ビチオン200μg、塩酸チアミ
ン200μg、グルコース20g及び蒸留水1l]1l
に、ブレビバクテリウム・スタチオニスIFO1214
4を対数増殖期後期まで培養し、菌体を集めた。得られ
た菌体を10mg/mlの濃度にリゾチームを含む緩衝
液[25mMトリス(ヒドロキシメチル)アミノメタ
ン、10mMのEDTA、50mMグルコース]20m
lに懸濁し、37℃で1時間反応させた。反応液にアル
カリ−SDS液[0.2N NaOH、1%(W/V)S
DS]40mlを添加し、緩やかに混和して室温にて1
5分間静置した。次に、この反応液に酢酸カリウム溶液
[5M酢酸カリウム溶液60ml、酢酸11.5ml、
蒸留水28.5mlの混合液]30mlを添加し、充分
混和してから氷水中に15分間静置した。
## STR00004 ## Example 3 Plasmid vector pC which is stable and replicates in coryneform bacteria
Construction of RY30 (A) Preparation of plasmid pBY503 Plasmid pBY503 was prepared from Brevibacterium statinis IFO12144 (FERM BP-251).
It is a plasmid having a molecular weight of about 10 megadalton isolated from 5) and was prepared as described in JP-A-1-95785. Semi-synthetic medium A medium [urea 2 g, (NH
4 ) 2 SO 4 7 g, K 2 HPO 4 0.5 g, KH 2 PO 4 0.
5g, MgSO 4 0.5g, FeSO 4 · 7H 2 O 6m
g, MnSO 4 .4-6H 2 O 6 mg, yeast extract 2.5
g, casamino acid 5 g, biotin 200 μg, thiamine hydrochloride 200 μg, glucose 20 g and distilled water 1 l] 1 l
And Brevibacterium stationis IFO1214
4 was cultured until the late logarithmic growth phase and the bacterial cells were collected. A buffer solution containing lysozyme at a concentration of 10 mg / ml [25 mM tris (hydroxymethyl) aminomethane, 10 mM EDTA, 50 mM glucose] 20 m
It was suspended in 1 and reacted at 37 ° C. for 1 hour. Alkali-SDS solution [0.2N NaOH, 1% (W / V) S]
DS] 40 ml was added, mixed gently and mixed at room temperature for 1
Let stand for 5 minutes. Next, to this reaction solution, potassium acetate solution [60 ml of 5M potassium acetate solution, 11.5 ml of acetic acid,
30 ml of a mixed solution of 28.5 ml of distilled water] was added, mixed well, and allowed to stand in ice water for 15 minutes.

【0065】溶菌物全量を遠心管に移し、4℃で10分
間、15,000×gの遠心分離にかけ、上澄液を得
た。
The total amount of the lysate was transferred to a centrifuge tube and centrifuged at 4 ° C. for 10 minutes at 15,000 × g to obtain a supernatant.

【0066】これに等量のフェノール−クロロホルム液
(フェノール:クロロホルム=1:1混和液)を加え懸
濁した後、遠心管に移し、室温下で5分間、15,00
0×gの遠心分離にかけ、水層を回収した。水層に2倍
量のエタノールを加え、−20℃で1時間静置後、4℃
で10分間、15,000×gの遠心分離にかけ、沈澱
を回収した。
An equal amount of phenol-chloroform solution (phenol: chloroform = 1: 1 admixture) was added to and suspended in the suspension, and the suspension was transferred to a centrifuge tube at room temperature for 5 minutes at 15,000.
The aqueous layer was collected by centrifugation at 0 × g. Add twice the amount of ethanol to the aqueous layer, leave at -20 ° C for 1 hour, and then at 4 ° C.
The precipitate was recovered by centrifugation at 15,000 xg for 10 minutes at room temperature.

【0067】沈澱を減圧乾燥後、TE緩衝液[トリス1
0mM、EDTA 1mM;HClにてpH8.0に調
整]2mlに溶解した。溶解液に塩化セシウム溶液[5
倍濃度のTE緩衝液100mlに塩化セシウム170g
を溶解させた液]15mlと10mg/mlエチジウム
ブロマイド溶液1mlを加えて、密度を1.392g/
mlに合わせた。この溶液を12℃で42時間、11
6,000×gの遠心分離を行った。
After drying the precipitate under reduced pressure, TE buffer [Tris 1
0 mM, EDTA 1 mM; adjusted to pH 8.0 with HCl] dissolved in 2 ml. Cesium chloride solution [5]
170 g of cesium chloride in 100 ml of double concentration TE buffer
15 ml and 10 mg / ml ethidium bromide solution (1 ml) were added to give a density of 1.392 g /
adjusted to ml. This solution was placed at 12 ° C for 42 hours for 11 hours.
Centrifugation at 6,000 xg was performed.

【0068】プラスミドpBY503は紫外線照射によ
り遠心管内で下方のバンドとして見い出される。このバ
ンドを注射器で遠心管の側面から抜きとることにより、
プラスミドpBY503を含む分画液を得た。
The plasmid pBY503 is found as a lower band in the centrifuge tube by UV irradiation. By pulling this band from the side of the centrifuge tube with a syringe,
A fraction containing the plasmid pBY503 was obtained.

【0069】次いでこの分画液を等量のイソアミルアル
コールで4回処理してエチジウムブロマイドを抽出除去
し、その後にTE緩衝液に対して透析を行った。このよ
うにして得られたプラスミドpBY503を含む透析液
に3M酢酸ナトリウム溶液を最終濃度30mMに添加し
た後、2倍量エタノールを加え、−20℃1時間静置し
た。この溶液を15,000×gの遠心分離にかけてD
NAを沈降させ、プラスミドpBY503を50μg得
た。
Next, this fraction was treated 4 times with an equal amount of isoamyl alcohol to extract and remove ethidium bromide, and then dialyzed against TE buffer. A 3 M sodium acetate solution was added to the final concentration of 30 mM to the dialysis solution containing the plasmid pBY503 thus obtained, and then 2-fold amount of ethanol was added, and the mixture was allowed to stand at -20 ° C for 1 hour. This solution is centrifuged at 15,000 xg to obtain D
NA was precipitated to obtain 50 μg of plasmid pBY503.

【0070】(B) プラスミドベクターpCRY30
の作成 プラスミドpHSG298(宝酒造製)0.5μgに制
限酵素SalI(5units)を37℃1時間反応させ、
プラスミドDNAを完全に分解した。
(B) Plasmid vector pCRY30
The plasmid pHSG298 (Takara Shuzo) 0.5 μg was reacted with the restriction enzyme SalI (5 units) at 37 ° C. for 1 hour,
The plasmid DNA was completely degraded.

【0071】前記(A)項で調製したプラスミドpBY
503の2μgに制限酵素XhoI(1unit)を37℃
で30分間反応させ、プラスミドDNAを部分分解し
た。両者のプラスミドDNA分解物を混合し、制限酵素
を不活性化するために65℃で10分間加熱処理した
後、該失活溶液中の成分が最終濃度として各々50mM
トリス緩衝液pH7.6、10mM MgCl2、10m
Mジチオスレイトール、1mM ATP及びT4 DNA
リガーゼ1unit になるように各成分を強化し、16℃
で15時間保温した。この溶液を用いてエシェリヒア・
コリJM109コンピテントセル(宝酒造製)を形質転
換した。
Plasmid pBY prepared in the above (A)
Restriction enzyme XhoI (1 unit) was added to 2 μg of 503 at 37 ° C.
And the plasmid DNA was partially decomposed. Both plasmid DNA digests were mixed and heat-treated at 65 ° C. for 10 minutes to inactivate the restriction enzyme, and then the final concentration of each component in the inactivation solution was 50 mM.
Tris buffer pH 7.6, 10 mM MgCl 2 , 10 m
M dithiothreitol, 1 mM ATP and T4 DNA
Strengthen each component to make 1 unit of ligase, 16 ℃
It was kept warm for 15 hours. Escherichia
Kori JM109 competent cells (Takara Shuzo) were transformed.

【0072】形質転換株は30μg/ml(最終濃度)
のカナマイシン、100μg/ml(最終濃度)のIP
TG(イソプロピル−β−D−チオガラクトピラノシ
ド)100μg/ml(最終濃度)のX−gal(5−
ブロモ−4−クロロ−3−インドリル−β−D−ガラク
トピラノシド)を含むL培地(トリプトン10g、酵母
エキス5g、NaCl 5g及び蒸留水1l、pH7.
2)で37℃にて24時間培養し、生育株として得られ
た。これらの生育株のうち、白いコロニーで生育してき
たものを選択し、各々プラスミドをアルカリ−SDS法
[T.Maniatis,E.F.Fritsch,J.Sambrook,“Molecular
cloning"(1982)p90〜91参照]により抽出
した。
Transformed strain is 30 μg / ml (final concentration)
Kanamycin, 100 μg / ml (final concentration) IP
TG (isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside) 100 μg / ml (final concentration) of X-gal (5-
L medium containing bromo-4-chloro-3-indolyl-β-D-galactopyranoside) (tryptone 10 g, yeast extract 5 g, NaCl 5 g and distilled water 1 l, pH 7.
After culturing in 2) at 37 ° C. for 24 hours, it was obtained as a growing strain. Of these growing strains, those that grew in white colonies were selected, and each plasmid was subjected to the alkaline-SDS method [T. Maniatis, EFFritsch, J. Sambrook, "Molecular.
cloning "(1982) p90-91].

【0073】その結果、プラスミドpHSG298のS
alI部位にプラスミドpBY503由来の約4.0k
bの断片が挿入されたプラスミドpHSG298−or
iが得られた。
As a result, S of plasmid pHSG298
About 4.0k derived from the plasmid pBY503 at the alI site
Plasmid pHSG298-or in which the fragment of b was inserted
i was obtained.

【0074】次に同様の方法を用い、前記(A)項で得
られたプラスミドpBY503DNAを制限酵素Kpn
I及びEcoRIにて処理して得られる約2.1kbの
DNA断片を上記プラスミドpHSG298−oriの
KpnI及びEcoRI部位にクローニングし、プラス
ミドベクターpCRY30を調製した。
Then, using the same method, the plasmid pBY503DNA obtained in the above section (A) was digested with the restriction enzyme Kpn.
A DNA fragment of about 2.1 kb obtained by treating with I and EcoRI was cloned into the KpnI and EcoRI sites of the above plasmid pHSG298-ori to prepare a plasmid vector pCRY30.

【0075】実施例4 プラスミドpCRY30−AKの作成及びコリネ型細菌
への導入 実施例1の(C)項で得られたプラスミドpHSG39
9−AK 5μgを制限酵素EcoRI−NruIを各
5units 用い、37℃で1時間反応させ分解したもの
と、BamHIリンカー(宝酒造より市販)1μlを混
合し、50mMトリス緩衝液(pH7.6)、10mM
ジチオスレイトール、1mM ATP、10mM MgC
およびT4 DNAリガーゼ1unit の各成分を添加
し(各成分の濃度は最終濃度である)、12℃で15時
間反応させ結合させた。
Example 4 Construction of plasmid pCRY30-AK and introduction into coryneform bacterium The plasmid pHSG39 obtained in section (C) of Example 1
5 μg of 9-AK was digested with 5 units of each restriction enzyme EcoRI-NruI at 37 ° C. for 1 hour and decomposed, and 1 μl of BamHI linker (commercially available from Takara Shuzo) was mixed, and 50 mM Tris buffer (pH 7.6), 10 mM was added.
Dithiothreitol, 1 mM ATP, 10 mM MgC
adding the components of l 2 and T4 DNA ligase 1unit (concentration of each component is the final concentration), it was coupled reacted for 15 hours at 12 ° C..

【0076】このDNAを制限酵素BamHI 3units
を用い37℃で1時間反応させ分解したものと、実施
例3の(B)項で得られたプラスミドpCRY30 1
μgを制限酵素BamHI 1unit を用い、37℃で1
時間反応させ分解したものを混合し、50mMトリス緩
衝液(pH7.6)、10mMジチオスレイトール、1
mM ATP、10mM MgClおよびT4 DNA
リガーゼ1unit の各成分を添加し(各成分の濃度は最
終濃度である)、12℃で15時間反応させ結合させ
た。このプラスミドを用いて、前記方法に従い前記エシ
エリヒア・コリCGSC5074株を形質転換し、カナ
マイシン50μg/mlを含む選択培地[K2HPO4
7g、KH2PO4 2g、(NH4)2SO4 1g、MgS
4・7H2O0.1g、グルコース20g及び寒天16
gを蒸留水1lに溶解]に塗抹した。
This DNA was treated with the restriction enzyme BamHI 3 units
And the plasmid pCRY30 1 obtained in item (B) of Example 3 after being decomposed by reacting at 37 ° C. for 1 hour.
μg was added to 1 unit at 37 ° C using BamHI 1 unit restriction enzyme.
After the reaction for a period of time and decomposition, the mixture was mixed, 50 mM Tris buffer (pH 7.6), 10 mM dithiothreitol, 1
mM ATP, 10 mM MgCl 2 and T4 DNA
Each component of 1 unit of ligase was added (the concentration of each component is the final concentration), and the mixture was allowed to react at 12 ° C for 15 hours for binding. This plasmid was used to transform the Escherichia coli CGSC5074 strain according to the method described above, and a selective medium [K 2 HPO 4 containing 50 μg / ml of kanamycin was used.
7 g, KH 2 PO 4 2 g, (NH 4 ) 2 SO 4 1 g, MgS
O 4 · 7H 2 O0.1g, glucose 20g and agar 16
g dissolved in 1 l of distilled water].

【0077】この培地上の生育株を常法により液体培養
し、培養液よりプラスミドDNAを抽出し、該プラスミ
ドを制限酵素により切断し、アガロースゲル電気泳動を
用いて調べたところ、プラスミドpCRY30の長さ
8.6kbのDNA断片に加え、大きさ1.7kbの挿入
DNA断片が認められた。
The strain grown on this medium was subjected to liquid culture by a conventional method, plasmid DNA was extracted from the culture solution, the plasmid was cleaved with a restriction enzyme and examined by agarose gel electrophoresis to find that the length of plasmid pCRY30 was long. In addition to the 8.6 kb DNA fragment, an inserted DNA fragment of 1.7 kb in size was observed.

【0078】上記の如く調製されたプラスミドDNA
を、コリネ型細菌へ形質転換した。
Plasmid DNA prepared as described above
Was transformed into a coryneform bacterium.

【0079】形質転換は、電気パルス法を用いて次のと
おり行った。
Transformation was carried out as follows using the electric pulse method.

【0080】ブレビバクテリウム・フラバムMJ−23
3(FERM BP−1497)プラスミドpBY50
2除去株を100mlの前記A培地で対数増殖初期まで
培養し、ペニシリンGを1ユニット/mlになるように
添加して、さらに2時間振盪培養し、遠心分離により菌
体を集め、菌体を20mlのパルス用溶液(272mM
Sucrose、7mM KH2PO4、1mM MgCl2;p
H7.4)にて洗浄した。さらに菌体を遠心分離して集
め、5mlのパルス用溶液に懸濁し、0.75mlの細
胞と、前記で得られたプラスミドDNA溶液50μlと
を混合し、水中にて20分間静置した。ジーンパルサー
(バイオラド社製)を用いて、2500ボルト、25μ
FDに設定し、パルスを印加後氷中に20分間静置し
た。全量を3mlの前記A培地に移し30℃にて1時間
培養後、カナマイシン15μg/ml(最終濃度)を含
む前記A寒天培地に植菌し30℃で2〜3日間培養し
た。出現したカナマイシン耐性株より、前記実施例3
(A)項に記載の方法を用いてプラスミドを得た。この
プラスミドを各種制限酵素で切断して、切断断片の大き
さを測定した。その結果を下記の表3に示す。
Brevibacterium flavum MJ-23
3 (FERM BP-1497) plasmid pBY50
The 2 removed strain was cultivated in 100 ml of the medium A until the initial logarithmic growth, penicillin G was added to 1 unit / ml, and the mixture was further cultivated with shaking for 2 hours, and the cells were collected by centrifugation to collect the cells. 20 ml pulse solution (272 mM
Sucrose, 7 mM KH 2 PO 4 , 1 mM MgCl 2 ; p
It was washed with H7.4). Further, the cells were collected by centrifugation, suspended in 5 ml of the pulse solution, and 0.75 ml of the cells were mixed with 50 μl of the plasmid DNA solution obtained above and left standing in water for 20 minutes. Using Gene Pulser (manufactured by Bio-Rad), 2500 V, 25 μ
After setting to FD and applying a pulse, the plate was allowed to stand in ice for 20 minutes. The whole amount was transferred to 3 ml of the A medium and cultured at 30 ° C. for 1 hour, then inoculated into the A agar medium containing 15 μg / ml (final concentration) of kanamycin, and cultured at 30 ° C. for 2 to 3 days. From the emerged kanamycin resistant strain, the above-mentioned Example 3 was selected.
A plasmid was obtained using the method described in section (A). This plasmid was cleaved with various restriction enzymes and the size of the cleaved fragment was measured. The results are shown in Table 3 below.

【0081】[0081]

【表3】 上記制限酵素により特徴づけられるプラスミドをpCR
Y30−AKと命名した。
[Table 3] The plasmid characterized by the above restriction enzymes was designated as pCR
It was named Y30-AK.

【0082】なお、プラスミドpCRY30−AKによ
り形質転換されたブレビバクテリウム・フラバムMJ2
33−AKは、茨城県つくば市東1丁目1番3号の工業
技術院微生物工業技術研究所に、平成3年12月16日
付で:微工研菌寄第12658号(FERM P−12
658)として寄託されている。
Brevibacterium flavum MJ2 transformed with the plasmid pCRY30-AK.
33-AK was sent to the Institute of Microbial Technology, Institute of Industrial Science, 1-3-1 Higashi, Tsukuba-shi, Ibaraki Prefecture, on December 16, 1991: No. 12658, Microtechnology Research Institute (FERM P-12).
658).

【0083】実施例5 プラスミドpCRY30−AKの安定性 前記のA培地100mlを500ml容三角フラスコに
分注し、120℃で15分間滅菌処理したものに、実施
例4で得た形質転換株ブレビバクテリウム・フラバムM
J233−AKを植菌し、30℃にて24時間振盪培養
を行った後、同様にして調製したA培地100mlを5
00ml容三角フラスコに分注し、120℃で15分間
滅菌したものに、1ml当たり50cells の割合になる
ように植継し、同じく30℃にて24時間振盪培養を行
った。次に遠心分離して集菌し、菌体を洗浄後、カナマ
イシンを15μg/mlの割合で添加したA培地及び無
添加のA培地を用いて調製した平板培地に一定量塗抹
し、30℃にて1日培養後生育コロニーをカウントし
た。
Example 5 Stability of the plasmid pCRY30-AK The 100 ml of the above-mentioned A medium was dispensed into a 500 ml Erlenmeyer flask and sterilized at 120 ° C. for 15 minutes. Umm flabham M
After inoculating J233-AK with shaking culture at 30 ° C. for 24 hours, 100 ml of A medium prepared in the same manner was added to 5 ml.
The mixture was dispensed into a 00 ml Erlenmeyer flask and sterilized at 120 ° C. for 15 minutes, and the cells were subcultured at a rate of 50 cells per ml, and shake culture was carried out at 30 ° C. for 24 hours. Then, the cells were collected by centrifugation and washed, and then a fixed amount was spread on a plate medium prepared by using A medium supplemented with kanamycin at a rate of 15 μg / ml and A medium not supplemented, and the temperature was raised to 30 ° C. After culturing for 1 day, the growing colonies were counted.

【0084】この結果、カナマイシン添加および無添加
培地に生育したコロニーは同数であること、さらにA培
地生育コロニーは全てカナマイシン添加培地に生育する
こと、すなわち該プラスミドの高度の安定性を確認し
た。
As a result, it was confirmed that the same number of colonies grew in the kanamycin-added medium and the kanamycin-free medium, and that all the A-medium-grown colonies grew in the kanamycin-added medium, that is, the high stability of the plasmid.

【0085】実施例6 L−リジンの生産 培地(尿素0.4%、硫酸アンモニウム1.4%、KH2
PO4 0.05%、K2HPO4 0.05%、MgSO4
7H2O 0.05%、CaCl2・2H2O 2ppm、F
eSO4・7H2O 2ppm、MnSO4・4〜6H2
2ppm、ZnSO4・7H2O 2ppm、NaCl 2
ppm、ビオチン200μg/l、チアミン・HCl
100μg/l、カザミノ酸0.1%、酵母エキス0.1
%)100mlを500ml容三角フラスコに分注、滅
菌(滅菌後pH7.0)した後ブレビバクテリウム・フ
ラバム(Brevibacterium flavum)MJ233−AK
(FERM P−12658号)を植菌し、無菌的にグ
ルコースを5g/lの濃度になるように加え、30℃に
て2日間振盪培養を行った。
Example 6 Production of L-lysine Medium (urea 0.4%, ammonium sulfate 1.4%, KH 2
PO 4 0.05%, K 2 HPO 4 0.05%, MgSO 4 ·
7H 2 O 0.05%, CaCl 2 · 2H 2 O 2ppm, F
eSO 4 · 7H 2 O 2ppm, MnSO 4 · 4~6H 2 O
2ppm, ZnSO 4 · 7H 2 O 2ppm, NaCl 2
ppm, biotin 200 μg / l, thiamine / HCl
100 μg / l, casamino acid 0.1%, yeast extract 0.1
%) 100 ml was dispensed into a 500 ml Erlenmeyer flask and sterilized (pH 7.0 after sterilization), and then Brevibacterium flavum MJ233-AK
(FERM P-12658) was inoculated, glucose was added aseptically to a concentration of 5 g / l, and shake culture was performed at 30 ° C. for 2 days.

【0086】次に、本培養培地(グルコース5%、硫酸
アンモニウム2.3%、KH2PO40.05%、K2HP
4 0.05%、MgSO4・7H2O 0.05%、Fe
SO4・7H2O 20ppm、MnSO4・4〜6H2
20ppm、ビオチン200μg/l、チアミン・HC
l 100μg/l、カザミノ酸0.3%、酵母エキス
0.3%)の1000mlを2l容通気撹拌槽に仕込
み、滅菌(120℃、20分間)後、前記前培養物の2
0mlを添加して、回転数1000rpm、通気量1v
vm、温度33℃、pH7.6にて24時間培養を行っ
た。
Next, the main culture medium (glucose 5%, ammonium sulfate 2.3%, KH 2 PO 4 0.05%, K 2 HP
O 4 0.05%, MgSO 4 · 7H 2 O 0.05%, Fe
SO 4 · 7H 2 O 20ppm, MnSO 4 · 4~6H 2 O
20ppm, biotin 200μg / l, thiamine / HC
1000 μl of 100 μg / l, casamino acid 0.3%, yeast extract 0.3%) was placed in a 2 l aeration and agitation tank, sterilized (120 ° C., 20 minutes), and
Add 0 ml, rotation speed 1000 rpm, aeration amount 1v
Culturing was performed for 24 hours at a temperature of 33 ° C. and a pH of 7.6.

【0087】培養終了後、培養物500mlから遠心分
離にて集菌後、脱塩蒸留水にて2度洗浄した菌体を反応
液[(NH4)2SO4 2g/l;KH2PO4 0.5g/
l;KH2PO4 0.5g/l;MgSO4・7H2O 0.
5g/l;FeSO4・7H2O 20ppm;MnSO4
・4〜6H2O 20ppm;チアミン塩酸塩100μg
/l;pH7.6]の1000mlに懸濁後、該懸濁液
を2l容通気撹拌槽に仕込み、グルコース9gを添加し
て、回転数300rpm、通気量0.1vvm、温度3
3℃、pH7.6にて24時間反応を行った。
After completion of the culturing, the cells were collected from 500 ml of the culture by centrifugation and washed twice with desalted distilled water to prepare a reaction solution [(NH 4 ) 2 SO 4 2 g / l; KH 2 PO 4 0.5 g /
l; KH 2 PO 4 0.5 g / l; MgSO 4 .7H 2 O 0.
5 g / l; FeSO 4 .7H 2 O 20 ppm; MnSO 4
・ 4 to 6H 2 O 20 ppm; thiamine hydrochloride 100 μg
/ L; pH 7.6] after being suspended in 1000 ml, the suspension was charged into a 2 l aeration and stirring tank, 9 g of glucose was added, and the rotation speed was 300 rpm, aeration amount was 0.1 vvm, and temperature was 3
The reaction was carried out at 3 ° C. and pH 7.6 for 24 hours.

【0088】反応終了後、遠心分離(4000rpm、
15分間、4℃)にて除菌した上清液中のL−リジンを
定量した。その結果、上清液中のL−リジン生成量は、
1.5g/lであった。
After completion of the reaction, centrifugation (4000 rpm,
L-lysine in the supernatant liquid, which had been sterilized at 4 ° C for 15 minutes, was quantified. As a result, the amount of L-lysine produced in the supernatant was
It was 1.5 g / l.

【0089】この反応終了後の培養液500mlを、強
酸性陽イオン交換樹脂(H+ 型)のカラムに通してL−
リジンを吸着させ、水洗後、0.5Nアンモニア水で溶
出させた後、L−リジン画分を濃縮し、冷エタノールで
L−リジンの結晶を折出させた。その結果、400mg
のL−リジン結晶を得た。
After the completion of this reaction, 500 ml of the culture broth was passed through a column of a strongly acidic cation exchange resin (H + type) to give L-.
After adsorbing lysine, washing with water and eluting with 0.5N aqueous ammonia, the L-lysine fraction was concentrated, and crystals of L-lysine were precipitated with cold ethanol. As a result, 400 mg
The L-lysine crystal of was obtained.

【0090】また、比較例として、同様の条件にて、ブ
レビバクテリウム・フラバム(Brevibacterium flavu
m)MJ−233(FERM BP−1497)を培養
し、同様の条件にて反応させた後上清液中のL−リジン
を定量した。その結果、上清液液中のL−リジン生成量
は0.6g/lであった。
As a comparative example, Brevibacterium flavu (Brevibacterium flavu) was prepared under the same conditions.
m) MJ-233 (FERM BP-1497) was cultured, reacted under the same conditions, and L-lysine in the supernatant was quantified. As a result, the amount of L-lysine produced in the supernatant liquid was 0.6 g / l.

【0091】[0091]

【化5】[Chemical 5]

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

【図1】本発明のアスパルトキナーゼをコードする遺伝
子を含むDNA断片の制限酵素による切断点地図。
FIG. 1 is a restriction map of a DNA fragment containing a gene encoding aspartokinase of the present invention, which is digested with a restriction enzyme.

【図2】大きさが約1.7kbの本発明DNA断片の塩
基配列決定のための概略図。
FIG. 2 is a schematic diagram for determining the nucleotide sequence of a DNA fragment of the present invention having a size of about 1.7 kb.

【化2その1】 [Chemical 2 Part 1]

【化2その2】 [Chemical 2 Part 2]

【化2その3】 [Chemical 2 Part 3]

【化3その1】 [Chemical formula 1]

【化3その2】 [Chemical formula 2]

【化3その3】 [Chemical 3 Part 3]

【化3その4】 [Chemical 4]

【化3その5】 [Chemical 3 Part 5]

【化4その1】 [Chemical 4 part 1]

【化4その2】 [Chemical 4 part 2]

【化4その3】 [Chemical 4 part 3]

【化4その4】 [Chemical 4]

【化4その5】 [Chapter 4 of 5]

【化5その1】 [Chemical 5 part 1]

【化5その2】 [Chemical 5 part 2]

【化5その3】 [Chemical 5 part 3]

【化5その4】 [Chemical 4]

【化5その5】 [Chemical 5]

フロントページの続き (72)発明者 湯川 英明 茨城県稲敷郡阿見町中央8丁目3番1号三 菱油化株式会社筑波総合研究所内Front page continuation (72) Inventor Hideaki Yukawa 8-3-1 Chuo, Ami-cho, Inashiki-gun, Ibaraki Sanryo Yuka Co., Ltd. Tsukuba Research Institute

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 コリネ型細菌由来のアスパルトキナーゼ
(E.C.2.7.2.4.)をコードする遺伝子DNA。
1. A gene DNA encoding aspartokinase (EC 2.7.2.4.) Derived from a coryneform bacterium.
【請求項2】 コリネ型細菌がブレビバクテリウム・フ
ラバム(Brevibacterium flavum)MJ233である請
求項1記載の遺伝子DNA。
2. The gene DNA according to claim 1, wherein the coryneform bacterium is Brevibacterium flavum MJ233.
【請求項3】 次のDNA塩基配列 【化1】 で示されるアスパルトキナーゼ(E.C.2.7.2.4.)
をコードする遺伝子DNA。
3. The following DNA base sequence: Aspartokinase (EC 2.7.2.4.)
A gene DNA that encodes.
【請求項4】 次のアミノ酸配列 【化2】で示されるアスパルトキナーゼ(E.C.2.7.
2.4.)をコードする遺伝子DNA。
4. An aspartokinase (EC 2.7. 1) represented by the following amino acid sequence:
Gene DNA encoding 2.4.).
【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載の遺伝子
DNAが導入された組換えプラスミド。
5. A recombinant plasmid into which the gene DNA according to any one of claims 1 to 4 is introduced.
【請求項6】 請求項1〜4のいずれかに記載の遺伝子
DNAと、コリネ型細菌内で複製増殖機能を司る遺伝子
を含むDNAを保有する組換えプラスミド。
6. A recombinant plasmid having the gene DNA according to any one of claims 1 to 4 and a DNA containing a gene that controls a replication / proliferation function in a coryneform bacterium.
【請求項7】 請求項6記載の組換えプラスミドで形質
転換されたコリネ型細菌。
7. A coryneform bacterium transformed with the recombinant plasmid according to claim 6.
【請求項8】 グルコースを、請求項7記載のコリネ型
細菌の培養菌体又は菌体処理物と接触させてL−リジン
を生成せしめることを特徴とするL−リジンの製造法。
8. A method for producing L-lysine, which comprises contacting glucose with the cultured bacterial cell of Coryneform bacterium according to claim 7 or a treated product of the bacterial cell to produce L-lysine.
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