JPH0545234B2 - - Google Patents

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JPH0545234B2
JPH0545234B2 JP59136414A JP13641484A JPH0545234B2 JP H0545234 B2 JPH0545234 B2 JP H0545234B2 JP 59136414 A JP59136414 A JP 59136414A JP 13641484 A JP13641484 A JP 13641484A JP H0545234 B2 JPH0545234 B2 JP H0545234B2
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JP
Japan
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plasmid
bacillus megaterium
dna
ppl608
pjm3
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Ii Matsukaruu Jon
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Bristol Myers Squibb Co
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Bristol Myers Squibb Co
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Publication date
Application filed by Bristol Myers Squibb Co filed Critical Bristol Myers Squibb Co
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/14Hydrolases (3)
    • C12N9/78Hydrolases (3) acting on carbon to nitrogen bonds other than peptide bonds (3.5)
    • C12N9/80Hydrolases (3) acting on carbon to nitrogen bonds other than peptide bonds (3.5) acting on amide bonds in linear amides (3.5.1)
    • C12N9/84Penicillin amidase (3.5.1.11)
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S435/00Chemistry: molecular biology and microbiology
    • Y10S435/8215Microorganisms
    • Y10S435/822Microorganisms using bacteria or actinomycetales
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  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野 本発明はペニシリンアシラーゼの増産方法に用
いるプラスミド、更に詳しくは、ペニシリンアシ
ラーゼの産生を増大する方法およびペニシリンア
シラーゼの産生に有用な改良菌株のバチルス・メ
ガテリウム(Bacillus megaterium)に関する。
上記増産方法において、ペニシリンアシラーゼ産
生を増大する適当な遺伝子を含むバチルス・メガ
テリウムの染色体DNAフラグメントの挿入物
(insert)を含有するバチルス・サブチリス
(Bacillus subtilis、枯草菌)プラスミドはバチ
ルス・メガテリウムにクローン化され、該プラス
ミドを含有するバチルス・メガテリウムをペニシ
リンアシラーゼの産生に用いる。 発明の構成と効果 本発明によれば、組換えDNA技術の使用によ
りペニシリンアシラーゼの収率を改良する方法が
提供され、ここで該収率は通常の変異誘発および
スクリーニング技術を用いて得られるこれまでの
ものよりも実質的に大である。ペニシリンアシラ
ーゼの収率を改良する本発明法は、バチルス・メ
ガテリウムから選択した染色体DNAフラグメン
ト(該フラグメントはペニシリンアシラーゼの産
生を増大するのに適当な遺伝子を含有)を単離
し、該DNAフラグメントをグラム陽性菌におい
て複製する多複写(multi−copy)ベクターに挿
入し、次いで該DNAフラグメントを含む生成し
た多複写ベクターをペニシリンアシラーゼの合成
について既に知られている宿主菌(即ち、バチル
ス・メガテリウム)に形質転換してペニシリンア
シラーゼ産生性を増大したバチルス・メガテリウ
ムを生成することから成る。 更に本発明よれば、挿入物としてバチルス・メ
ガテリウムから選択した染色体DNAフラグメン
トを包含するクローニングベクタープラスミド
(バチルス・サブチリスから得られる)、すなわち
pPL608が提供される。該染色体DNAフラグメン
トは1〜10kb、好ましくは2.7kbの染色体DNA
フラグメントであり、また該フラグメントはペニ
シリンアシラーゼ産生を増大するのに適当な遺伝
子を包含する。上記ベクタープラスミドpPL608
に挿入物を組込んだ好ましいプラスミドをプラス
ミドpJM3と称す。 加えて、本発明によれば、アシラーゼ産生性を
増大した新種菌株のバチルス・メガテリウム、即
ちSC3593(pjM3)が提供され、これは2.7kb染色
体DNAフラグメントを含有するクローニングベ
クターまたはプラスミドpPL608を包含する。 プラスミドpJM3はバチルス・サブチリスプラ
スミドpPL608から形成され〔Lovett、P.S.ら、
“Expression of a Foreign Procargotic Gene
in Bacillus subtilis in Genetic Engineering of
Microorganisms for Chemicals”(Hollaender、
A.ら編)、51〜59頁(Plenum Press、New
York、1982年)〕、これはその特異なHind部位
に挿入されたバチルス・メガテリウムDNAの
Hindフラグメント(2.7kb)を含有する。 このバチルス・メガテリウム染色体DNAの
Hindフラグメントはペニシリンアシラーゼ合
成能を有するいずれのバチルス・メガテリウム株
にも挿入することができる遺伝子であつて、その
挿入はブラウンおよびカールトンの“Plasmid
Mediated Transformation in Bacillus
megaterium”、J.Bact.、142、508〜512頁(1980
年)に記載の形質転換操作を用いて行なうことが
できる。かかるpJM3を有するバチルス・メガテ
リウム株は、該プラスミドを有しない同一菌株よ
りも高い力価のペニシリンアシラーゼを産生す
る。 バチルス・メガテリウムから選択される染色体
DNAフラグメントが2.7kbのDNAフラグメント
以外の1〜10kb染色体DNAフラグメントである
場合には、Hind以外の制限酵素、即ちMbo、
HpaHaeまたはEcoRを使用する。1〜
10kbDNAのフラグメント(2.7kbフラグメント
以外の)はペニシリンアシラーゼ産生に適当な遺
伝子を包含し、また、本明細書に記載の以下に示
す操作でバチルス・サブチリスに挿入されてお
り、適当なプラスミドを形成しうる。このように
して形成されるプラスミドは、本明細書記載の操
作でバチルス・メガテリウムにクローン化され
る。 添付図面はpJM3の制限酵素地図である。挿入
したバチルス・メガテリウムセグメントは2つの
Hind部位間に位置する。 下記の微生物は、メリーランド州20852、ロツ
クビル、パークラウン、ドライブ12301のザ・ア
メリカン・タイプ・カルチユア・コレクシヨン
(the American Type Culture Collection、
ATCC)の永久コレクシヨンから入手することが
できる。 バチルス・メガテリウムsc3593、ATCC14945 バチルス・メガテリウムSC3593、ATCC14945
(pJM3)−ATCC39383 次に挙げる実施例は、本発明の好ましい具体例
である。 実施例 バチルス・メガテリウム(SC3593、
ATCC14945)から、染色体DNAフラグメントを
有するプラスミド(pJM1)を以下の要領で調整
する。 発現ベクターpPL608(バチルス・サブチリス)
〔Lovett、P.S.at al、“Expression of a
Foreign Procaryotic Gene in Bacillus
Subtilis in Genetic Engineering of
Microorganism for Chemicals”(Hollaender
A.ら編)、51〜59頁(Plenum Press、New
York、1982年)〕を用いる。このベクターはネオ
マイシンおよびクロラムフエニコールの両方に対
する耐性を宿主に付与し、クロラムフエニコール
アセチルトランスフエラーゼ遺伝子(CAT内に
Hind挿入不活性部位を有する。 このHind部位にバチルス・メガテリウム
Hind染色体フラグメントを挿入することによ
り小さいプラスミドライブラリーが構築される。
これは、pPL608およびバチルス・メガテリウム
DNAの両方に制限酵素Hindで開裂することに
より行う。DNAをポリヌクレオチドリガーゼと
混ぜ、環状に戻す。Kegginsらの“Molecular
clonig of genetically active fragments of
Bacillus DNA in Bacillus subtilis and
properties of vecctor plasmid pUB 110”
(proc.Net.Sci.USA 75、1978年)に記載の形質
転換操作を用いて上記DNAをバチルス・サブチ
リスに導入する。1500のバチルス・サブチリスが
得られるが、これらはネオマイシンに耐性を有す
るが、クロラムフエニコールには感受性性であ
る。 バチルス・メガテリウム(3593)Hindフラ
グメントのライブラリーにおける挿入物の平均寸
法は、20のプラスミドのランダムサンプルにおけ
る挿入物の寸法測定により3.2kbであることが判
る。 プラスミド(pJM3)を含有するバチルス・メ
ガテリウム株SC3593(pJM3)を、下記の方法で
選択する。 ライブラリーからのプラスミドDNAを形質転
換によりバチルス・メガテリウムSC3593に導入
する。使用する形質転換法は、ブラウンおよびカ
ートンが開発したバチルス・メガテリウム形質転
換法〔“Plasmid Mediated Transformation in
Bacillus megaterium”、J.Bact.、142、508〜
512頁(1980年)〕に以下の如く変更を加えて使用
する。プロトプラストのため1mg/mlのリゾチー
ム濃度が必要である。抗生物質による選別なしで
DM−3板でプロストプラスを再生せしめ、形質
転換細胞を抗生物質含有培地(ネオマイシン、
2.5μg/ml)にレプリカ平板培養して選択する。 この形質転換体を、Szweczukらの
“Colorimetric assay of penicillin amidase
activity using phenylacetyl、aminobenzoic
acid as substrate“Analytical Biochem.、103
166〜169頁(1980年)に記載の迅速紙平板スク
リーンでスクリーニングする。 紙コロニー検定の方法に下記の如き変更を加
える。紙を平板から取出した後、これを65℃で
7分間乾燥する。亜硝酸ナトリウムおよびH酸噴
霧の両方の濃度を10倍に増大する。高ペニシリン
アシラーゼプロジユーサーを検定するため、基質
濃度を半減し、基質緩衝液に対しフエニル酢酸を
2%濃度にえる。この方法に用いて、トリプトー
ス血液寒天ペース(TBAB、デイフコ社)板で
発育したコロニーを検定することができる。 プラスミドを有する1つのバチルス・メガテリ
ウム形質転換体は、非形質転換SC3593よりも強
いスポツトを与える。 7.7kbプラスミド(pJM3)をこの菌株SC3593
(pJM3)から単離する。このプラスミドをHind
で消化し、1%アガロースゲルに電気永動する
ことにより、プラスミドはpPL608と同一寸法の
フラグメントとさらに2.7kbフラグメントを含有
しているのがわかる。 バチルス・メガテリウム株SC3593(pJM1)の
ペニシリンアシラーゼ産生について、下記の通り
試験を行う。酵素加水分解カゼイン(4.0%W/
V)およびコーンスチープリカー(1.0%W/V)
を含む培地(PHを6.8)100mlを入れた500mlエル
レンマイヤーフラスコに無菌ループを用い、30℃
で24時間培養した斜面培地からのバチルス・メガ
テリウム細胞を接種する。これらのフラスコを回
転振盪器(280rpm)にて30℃で24時間振盪する。
5mlを取出し、これを酵素加水分解カゼイン
(3.0%)および酵母エキス(0.5%)を含む培地
(PH6.8)100mlを入れた500mlエルレンマイヤーフ
ラスコに接種する。接種直前に、フエニル酢酸
(最終濃度0.2%)を上記培地に加える。回転振盪
器(280rpm)にて30℃、24時間および42時間培
養したのち、フラスコから培養物を集収し、ペニ
シリンアシラーゼを検定する。 かかる振盪フラスコブロスについて、
Szweczukらの“Colormetric Assay of
Penicillin Amidase Activity Using
Phenylacetyl、Aminobenzoic Acid as
Substrate”、Analytcal Biochem.、103、166〜
169(1980年)に記載の方法により、色素産生基質
としてフエニルアセチル−アミノ安息香酸を用
い、測光検定でペニシリンアシラーゼの検定を行
う。 振盪フラスコ試験の結果を下記表に示す。
【表】 上記表の振盪フラスコ試験結果から明らかなよ
うに、SC3593(pJM3)のペニシリンアシラーゼ
収率はSC3593のそれにより20%高いことが示さ
れる。これは定量寒天平板検定に一致した。
【図面の簡単な説明】
図面はpJM3の制限酵素地図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 バチルス・サブチリスプラスミドpPL608の
    全ヌクレオチド配列およびpPL608のHind部位
    に挿入されたペニシリンアシラーゼの産生を増大
    する適当な遺伝子を含むバチルス・メガテリウム
    SC3593DNAの1〜10Kb染色体フラグメントか
    らなる挿入物を有することを特徴とするプラスミ
    ドpJM3。 2 挿入物がバチルス・メガテリウムSC3593の
    2.7Kb染色体フラグメントからなる前記第1項記
    載のプラスミドpJM3。 3 ATCC寄託番号39383を有するバチルス・メ
    ガテリウムSC3593(pJM3)。 4 バチルス・サブチリスプラスミドpPL608の
    全ヌクレオチド配列およびpPL608のHind部位
    に挿入されたペニシリンアシラーゼの産生を増大
    する適当な遺伝子を含むバチルス・メガテリウム
    SC3593DNAの1〜10Kb染色体フラグメントか
    らなる挿入物を有するプラスミドpJM3を製造す
    る方法であつて、 (a) プラスミドpPL608をHindで開裂して線状
    プラスミドDNAを得、 (b) バチルス・メガテリウムSC3593からペニシ
    リンアシラーゼの適当な遺伝子を含む染色体
    DNAフラグメントを得、 (c) 該染色体DNAをHindで消化し、ついで (d) 該消化したpPL608からの線状プラスミド
    DNAとバチルス・メガテリウムからの該消化
    した染色体DNAとを結紮してプラスミド
    pJM3を得る ことを特徴とする方法。
JP59136414A 1983-06-30 1984-06-29 ペニシリンアシラーゼの増産方法に用いるプラスミド Granted JPS6037989A (ja)

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