JPS6058074A - バチルス・ブレビスを形質転換する方法 - Google Patents

バチルス・ブレビスを形質転換する方法

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JPS6058074A JP58165066A JP16506683A JPS6058074A JP S6058074 A JPS6058074 A JP S6058074A JP 58165066 A JP58165066 A JP 58165066A JP 16506683 A JP16506683 A JP 16506683A JP S6058074 A JPS6058074 A JP S6058074A
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    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/74Vectors or expression systems specially adapted for prokaryotic hosts other than E. coli, e.g. Lactobacillus, Micromonospora
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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】 本発明はプラスミドおよびそれを用いてバチルス・プレ
ビスを形質転換する方法に関する。
バチルス・プレビス(Bacillusbrevig 
)は表層蛋白質を細胞外に多量に蓄積し、またプロテア
ーゼ活性が少ない。
な性質に着目し、本菌は組換えDNAの受容菌として好
適なものであると考えた。
しかるに、これまでにバチルス・プレビスにおいてはコ
ピー数の多いプラスミドは見出されていない。このよう
な事情のため、バチルス・ブレjビスのDNA受容菌と
し沓ぐれた性質は利用されていなかった〇 そこで、バチルス−プレビス細胞内でよく増殖できるプ
ラスミドベクターの開発が強く要望されている。
本発明者らは、スタフィロコッカス・アウレウス由来の
プラスミドであってバチルス・ズブチリスを宿主とする
ベクターとして広く使用されているpUB 110 (
Gryawan、 T、 J、 、 8.0onten
te tmdD。
Dubnan (19ys) J、Eacteriol
、 154.318−529 )に注目し、このプラス
ミドベクターpUB i 10を用いてバチルス・プレ
ビスを形質転換したところ、pUl 110はバチルス
。プレビス細胞内で極めてよく増殖することならびに該
プラスミドpUB 110バチルス・プレビスを形質転
換せしめたところ、この外来遺伝子の情報を効率よく発
現することを見出した。
本発明は第1にプラスミドpUB j 10のドライブ
ユニット領域を少なくとも有するプラスミドであってバ
チルス・プレビスの細胞内に含まれているプラスミドを
提供するものであシ、第2にバチルス・プレビスの細胞
内にプラスミドpUB 110のドライブユニット領域
を少なくとも有するプラスミドを導入することを特徴と
するバチルス・プレビスの形質転換方法を提供するもの
である。
ここで、ドライブユニット領域とはori領域と同餞で
あシ、宿主細胞内でプラスミドが増殖しつる機能を司る
DNA領域を意味する。本発明のプラスミドpUB 1
10のドライブユニット領域を少なくとも有するプラス
ミドとしてドライブユニット領域のほかに薬剤耐性など
の宿主細胞内に導入されたときに、その宿主を形質転換
して当該プラスミドが導入されていない宿主と区別出来
るよう圧するための、いわゆるマーカー遺伝子が含まれ
ているものを用いることが望ましい。さらに、プロモー
ター配列を入れておくこともでき、そのほか発現させる
べき蛋白質をコードする遺伝子、蛋白質を細胞外に分泌
せしめるに必要なりIIAなどが挿入されていてもよい
。すなわち、これらマーカー遺伝子、プロモーター配列
、外来遺伝子および/または蛋白質分泌のためのDNA
が挿入されているプラスミドのいずれも本発明における
プラスミドに含まれるものである。
本発明のpUB 110由来の新しいプラスミドは具体
的には次のようなものがある。すなわち、第1図に制限
酵素切断地図を示しだプラスミドplB−2はpUB 
110とTIBB!+22を結合したものでアシ、大腸
菌(E、 coli )とバチルス・ プレビス(Ea
ail18brevis ) におけるシャトルベクタ
ーであり、いずれの細菌においてもコピー数が多いとい
う特色がある。図中、Amp’ はアンピシリン耐性、
Tarはテトラサイクリン耐性、 Nmrはネオマイシ
ン耐性を示す。第2図に、本発明の新しいプラスミドで
あるpKB−5およびpET −1の制限酵素切断地図
およびその造成経過を示す。pHT −1はpUBll
oと同様にバチルス・プレビスでコピー数の多いプラス
ミドであシ、ネオマイシン耐性遺伝子(Nmr)のほか
にエリスロマイシン耐性遺伝子(m−’ )を含んでい
る。さらに、pUB 110DNAに存在した制限酵素
切断部位以外にH1n4■によシ1個所切−断される部
位をもっている。また、pUBlloとα−アミラ)ゼ
な結合させて得たプラスミドpBAM−102の制限酵
素切断地図を第3図に示す。
上記各プラスミドを導入した大腸菌およびノ(チルス・
プレビスはいずれも微工研に寄託されておシ、菌株名と
寄託番号は以下の通りである。
11!echeriahia coli HB101/
pH1B−2FICRMP−7227HB 101/醪
B−5FIl+RM P−7228B&cillus 
brevis 47/pHT−1ア]IinM P−7
226147/pBAM−102’I!HRM P−7
’225どがある。また、プラスミドベクターの例とし
ては上記した4種類のプラスミドがある。
バチルス拳プレビスを形質転換する方法としては以下の
ような方法があるO 高滲透圧液(高張溶液とも云う。)に浮遊した細胞にリ
ゾチームを作用させて生じたプロトプラスト(細胞壁を
失なった裸の細胞)にポリエチレングリフールを用いて
プラスミドDNAを導入する方法や後述するように、ア
ルカリ性トリス塩酸緩衝液による処理で表層蛋白質を除
去した細胞(細胞壁の蛋白質のみを失なった細胞)にポ
リエチレングリコールを用いてプラスミドDNAを導入
する方法がある。
本発明のプラスミドを用いることによってノくチルス・
プレビスを容易に形質転換することができる。このバチ
ルス・プレビスは蛋白質を菌体外に多量に生産する能力
を有しておシ、しかもブpテアーゼ活性がないので、生
成した蛋白質が分解されない。したがって、動物、植物
および微生物山水/7−1纏桜手か釦込んだ渦を、その
遺伝子の有する遺伝情報は高い効率で発現され、かつ生
成した蛋白質は分解されず菌体外に分泌される。なお、
本発明のプラスミドを組込んで形質転換したバチルス・
プレビスの培養は通常のバチルス・プレビスの培養と同
じ方法で行なえばよい。
次に、本発明を実施例によシ説明する。
実施例1 第2図に示したように、プラスミドpH079(Hoh
n、 B、and 0olline 、 :f、 (1
980) Gono 11.291−298)とプラス
ミドpUB 110 (Gryczan 、 T、 J
、。
S、 0ontente and D、 Dubnan
 (197B ) J、 Baateriol。
V己、 31B−129)とをII!coPI部位で結
合したものをntn(I III 、 Ola Hで切
断し、これにHlndlll。
CIILIで切断して得たプラスミドpHW 1 (H
orinouQhi 。
S and B、 Weisblum (1982) 
、T、 Bacteriol、150.804−814
)由来のエリスロマイシン耐性遺伝子を挿入することに
よってシャトルベクターpKE 5を得た。
次いで、このプラスミドpHB 5から0.9KbのB
amHi断片を除去することによりプラスミドpHT−
1を得た。
実施例2 プラスミドpBR322とプラスミドpUB110を用
い、実施例1と同様にしてこれらをKcoB 1部位で
結合することにより、第1図に示したプラスミドpFi
B 2を得た。
実施例5 (11好熱性α−アミラーゼ遺伝子の分離バチルス・ス
テアロザーモフィラス(B、 5tearo −the
rmophilus ) DY −5の好熱性α−アミ
ラーゼ遺伝子を含むプラスミドpH工501よシα−ア
ミラーゼ遺伝子を以下のようにして調製した。
プラスミドpH工5o1(%FM昭58−50148号
明細書参照)を制限酵素]jjaoB Iで部分的に加
水分解後、再びBarn Hlで部分的に加水分解し、
種々の長さのDNAを調製し、これをα−アミラーゼ遺
伝子として用いた。
(2) バチルス・ズプヂリスとバチルス・プレビス4
7への好熱性α−アミラーゼ遺伝子のクローニング ベクター・プラスミドとしてpU13110を用いた。
まず、プラスミドpUB 100を制限酵素’EaoB
IおよびBamHIで切断し、5′末端のリン酸基をバ
クチリアル・アルカリ・ホスファターゼ処理により除去
し、線状プラスミドpUB 11 Gを調製した。
前記好熱性アミラーゼDNAと線状プラスミドpUB 
110を混合し、T4DIIAリガーゼで両DNAを連
結した。
連結したDNAを枯草菌(E、 5ubtilis )
 I A 289(α−アミラーゼ陰性株)にOh=g
 、 S、 and 0ohen 。
S、 )I、のプロトプラスト法(Mo1ea、 Qe
n、 Gono七、168゜111−115 (197
9)) で形質転換し、カナマイシン耐性によシ多数の
形質転換株を得た。これらの形質転換株を1%可溶性デ
ンプンと10μν盲カナマイシンを含むDifco A
ntibiotic medium 3プレート上にレ
プリカし、1夜培養後、ヨードデンプン反応によりコロ
ニーの周辺が無色になっているものを検索することによ
ってα−アミラーゼ生産株を選択した。第3図はα−ア
ミラーゼ遺伝子の入ったプラスミドpBAM −102
の制限酵素切断地図である。
上記α−アミラーゼ遺伝子の入ったプラスミドを有する
枯草菌よりプラスミドをBirnboim 、 H。
0、 and Doly 、 J、の方法(Nucls
ia Ac1ds Ees、、7 。
151!l−1525(1979))により抽出し、セ
シウムク四ライドーエチジウムブロマイド超遠心分離法
でさらにプラスミドDNAを精製したのちバチルス・プ
レビス47菌の形質転換に使用した。
まずはじめにアルカリ性トリス塩酸緩割液による処理に
よってバチルス・プレビスの表層蛋白質を除去し、残さ
れたペプチドグリカン層と細胞質膜によってのみ囲まれ
た細胞にポリエチレングリコールを用いてプラスミドD
NAを導入した。ずなわち、T、培地に前培養したバチ
ルス・プレビスの菌液を新しいT、培地5−に100分
の1希釈し、37℃で振とう培養を行ない、対数増殖後
期(0,D、 660 nm =1.9)に達したとき
、菌体を遠心(5000f、5分、室温)によって集め
、50mMのトリス塩酸緩衝液(pH7,5) 5m7
によシ洗浄した後、50mMのトリス塩酸緩衝液(pi
 e、5 )にV濁し、57°Cで振とうした。60分
後、菌体を遠心(5000G、s分、室温)によって集
め、0.5m/のTP培地(0,955%KH,PO,
、0,426%Na2HPO4,0,5%肉エキス、1
%ポリペプトソ、0.2%F?母エキス、1%グルコー
ス)K懸濁した。これにプラスミドDNA溶液(10m
M)リス塩酸綬衝液、 pH7,5、1mM IeDT
A)とTP培地の1:1混合液100μtを加えて混合
した。次いで、直ちに40%ポリエチレングリコール溶
液(0,953%KH,PO,、0,426%Na2H
PO4、40%(w/v )ポリエチレングリコールp
xa6ooo)1.5mを加えて攪拌し、37℃で10
分分間上うし、た。しかる後、遠心(5000ji’、
5分、室温)によシ菌体を集め、20 mMMgo4を
添加したT、培地に懸濁した。37°Cで150分間振
聞損した後、形質転換体選択用の寒天培地(60μF!
−/Iのネオマイシンを含むT、培地プレート(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%、ウラシル0.01%+ pH7
) )に0.1m/ずつ散布した。37℃で30時間培
養してネオマイシン耐性株を得た。これらの形質転換株
を1%可溶性デンプンと60 pf/−/memlネオ
マイシンむT、培地プレート上にレプリカし、1夜培養
後、ヨードデンプン反応によりコロニー周辺が無色にな
ったものを検索することによってα−アミラーゼ生産株
(バチルス・プレビス47/pBAM−102(712
11M P−7225) )を選択した。
(3) α−アミラーゼの生産・圧 第3図に示すプラスミドを有する枯草菌々らびにバチル
ス・プレビス47菌を60μ¥/ mlネオマイシンま
たは10μfI/ v+lカナマイシンを含むT2液体
培地に接種し、37°Cで22時間培着[7、遠心分離
により培養濾液を調製して培養濾液中のα−アミラーゼ
活性を不破の方法(J、 Eiochθm、旦。
5B!S−605(1954))により40°Cで測定
した。
結果を第1表に示す。
第1表 ノサ欣・フ1/白47菌 550 5600枯草菌およ
びバチルス・プレビス47菌で作られるα−アミラーゼ
はすべて菌体外に分泌され、耐熱性を示した。第1表に
示したように、α−アミラーゼ遺伝子を含む同じプラス
ミドの存在によってバチルス・プレビス47菌を宿主と
した場合には、枯草菌におけるよシも約10倍に及ぶ多
量のα−アミラーゼが生産された。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のプラスミドplB−2の制限酵素切断
地図、第2図は本発明のプラスミドpK13−3および
pHT −1の制限酵素切断地図およびこれらプラスミ
ドの造成経過を示すものである。第6図は本発明のプラ
スミドpBAM−102の制限酵素切断地図である。 特許出願人 鵜 高 重 三 第1図 手続補正書(自発) 昭和58年10月6 日 特許庁長官 若杉和夫 殿 1、 事件の表示 特願昭58−165066 2 発明の名称 プラスミドおよびそれを用いてバチルス・プレビスを形
質転換する方法 五 補正をする者 事件との関係 特許出願人 鵜高重三 4、代理人 〒104 東京都中央区京橋1丁目1番10号 5、 補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄および図面& 補正の内
容 (1)明細書第2頁下から6行目の(’ Dubnan
 J を「Dub部U」に訂正する。 (2) 同第7頁11行目の[D、 Dubnan J
を[D。 Dubnau Jに訂正する◎ (3) 同第7頁下から2行目のr 0.9 K?) 
」 を[6,9Wb J に訂正する。 (4) 第1図〜第5図を別紙の通りに訂jEするO(
以上) 第1図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 プラスミドpUB 110のドライブユニット9
    A域を少なくとも有し、バチルス・プレビスの細胞内に
    含まれているプラスミド。 2 バチルス・プレビスの細胞内にプラスミドpUB 
    110のドライブユニット領域を少なくとも有するプラ
    スミドを導入することを特徴とするバチルス0プレビス
    の形質転換方法。
JP58165066A 1983-09-09 1983-09-09 バチルス・ブレビスを形質転換する方法 Granted JPS6058074A (ja)

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