JPS61239896A - Production of l-tryptophan - Google Patents

Production of l-tryptophan

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JPS61239896A
JPS61239896A JP8131885A JP8131885A JPS61239896A JP S61239896 A JPS61239896 A JP S61239896A JP 8131885 A JP8131885 A JP 8131885A JP 8131885 A JP8131885 A JP 8131885A JP S61239896 A JPS61239896 A JP S61239896A
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tryptophan
plasmid
dna fragment
gene
medium
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JP8131885A
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Japanese (ja)
Inventor
Masato Terasawa
真人 寺沢
Hideaki Yugawa
英明 湯川
Yasurou Kurusu
泰朗 久留主
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Original Assignee
Research Association for Utilization of Light Oil
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Publication date
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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
    • C12N9/88Lyases (4.)

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Abstract

PURPOSE:To produce L-tryptophan in high yield efficiently, by cultivating a specific bacterium belonging to the genus Escherichia coli in a medium containing indoleacrylic acid. CONSTITUTION:A bacterium belonging to the genus Escherichia coli which is transformed with a plasmid containing a DNA fragment having a gene to conduct biosynthesis of tryptophan synthetase and a DNA fragment having a gene to rule a multiplication control distribution system derived from F factor plasmid is inoculated into a medium containing indoleacrylic acid having 25mug/ml final addition amount concentration or its salt and 10-600 times as much M of glucose as it by molar amount and cultivated at 5-9pH at 20-50 deg.C for 24-120hr to form tryptophan in the medium. In is treated with an ion exchange resin, separated and recovered.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はL−トリプトフアンの製造方法に関し、さらに
詳しくは、トリプト7アンシンターゼの生ず     
合成を司る遺伝子を含むDNA断片とF因子プラスミド
由来の増殖制御分配系を司る遺伝子を含むDNA断片と
を含有するプラスミドで形質転換されたエシェリヒア属
に属する微生物を利用してL−トリプト7アンを高収量
で効率よく製造する方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing L-tryptophan, and more particularly, to a method for producing tryptophan synthase.
L-trypto7ane is produced using a microorganism belonging to the genus Escherichia that has been transformed with a plasmid containing a DNA fragment containing a gene that controls synthesis and a DNA fragment containing a gene that controls the growth control distribution system derived from the F factor plasmid. It relates to a method for producing efficiently with high yield.

従来、L−ト’)ブトファン生産性微生物を用いたL−
)!Jブト7アンの発酵生産においては、L−トリプト
7アンの生産性を高めるため、培地中にアント2ニル酸
やインドールを添加し培養する方法は知られている(特
公昭35−12384号公報参照)。さらに、Z−)!
Jプトファスの生産性向上のための改良法として、アン
トラニル酸耐性微生物を用いる方法も提案されている(
特公昭53−33152号公報及び特開昭59−130
181号公報参照)が、従来の発酵法にるるL−トリプ
トフアンの生産では、その生産性に限界がアシ、実用的
には問題があることが指摘されている。
Conventionally, L-t') butophane-producing microorganisms were used to produce L-
)! In the fermentation production of J-buto-7-an, a method is known in which anthinyl acid or indole is added to the culture medium to increase the productivity of L-tryp-7-an (Japanese Patent Publication No. 12384/1984). reference). Furthermore, Z-)!
A method using anthranilic acid-resistant microorganisms has also been proposed as an improved method to improve the productivity of J.
Japanese Patent Publication No. 53-33152 and Japanese Patent Publication No. 59-130
However, it has been pointed out that the production of L-tryptophan by conventional fermentation methods has a limited productivity and is problematic in practice.

また、遺伝子組換え技術を用いてL−ト1)ブトファン
の生産性の向上を図る方法も提案されている(特開昭5
9−140891号公報)が、一般に認められているよ
うに、遺伝子組換え技術で造成されるプラスミドは遺伝
的に不安定で、形質転換した微生物の培養中に該微生物
からプラスミドが徐々に脱落することが屡々ある。特に
、宿主微生物としてZ−)!Jブト7アンの生産に好適
なトリットファンリプレッサー遺伝子欠損微生物の場合
やインドールアクリル酸が添加された培地を用いた場合
、組換えプラスミド脱落現象が激しく、組換えプラスミ
ドの宿主微生物内での安定化の方法が確立されない限シ
、上記遺伝子組換え技術によるL −ト!Jグトファン
の製造法は実用化には問題がある(T、IMANAKA
、7.GeneralMtcrobtol、、  11
8.255−261(1980)参照〕。もつとも、プ
ラスミドの安定化法として、培地に抗生物質等の薬剤を
添加することも提案されているが、経済的な見地から有
効な方法とは言えみい。
In addition, a method has been proposed to improve the productivity of L-1) butophane using genetic recombination technology (Japanese Patent Application Laid-open No.
9-140891), but as is generally accepted, plasmids created by genetic recombination technology are genetically unstable, and the plasmids gradually fall off from the transformed microorganism during cultivation of the microorganism. This happens often. In particular, Z-) as a host microorganism! In the case of a microorganism deficient in the tritfan repressor gene suitable for the production of Jbut7an or when using a medium supplemented with indole acrylic acid, the recombinant plasmid shedding phenomenon is severe, and the stability of the recombinant plasmid within the host microorganism may be affected. Unless a method for recombination is established, L-t! There are problems with the production method of J Gutfan for practical use (T, IMANAKA
,7. General Mtcrobtol, 11
8.255-261 (1980)]. Although it has been proposed to add drugs such as antibiotics to the culture medium as a method for stabilizing plasmids, it cannot be said to be an effective method from an economical standpoint.

本発明者らは、以上に述べた如き欠点のないL−トリプ
トフアンの製造法について鋭意研究を行なった結果、ト
リプトファンシンターゼの生合成を司る遺伝子を含むD
NA断片と、F因子プラスミド由来の増殖制御分配系を
司る遺伝子を含むDNA断片とを有するプラスミドで形
質転換したエシェリヒア属に属する微生物を、インドー
ルアクリル酸又はその塩を含む培地で培養する場合には
、プラスミドの脱落現象が殆んどなく、L−)リグトフ
ァンを効率よく高収量で生産することができることを見
い出し本発明を完成するに至った。
As a result of intensive research into a method for producing L-tryptophan that does not have the drawbacks described above, the present inventors have discovered that D.
When culturing a microorganism belonging to the genus Escherichia transformed with a plasmid containing an NA fragment and a DNA fragment containing a gene controlling the growth control distribution system derived from the F factor plasmid, in a medium containing indoleacrylic acid or its salts, The present inventors have discovered that L-)ligtophan can be efficiently produced in high yields with almost no plasmid shedding phenomenon, and have completed the present invention.

しかして、本発明によれば、トリプトファンシンターゼ
の生合成を司る遺伝子を含むDNA断片と、F因子プラ
スミド由来の増殖制御分配系を司る遺伝子を含むDNA
断片とを有するプラスミドで形質転換したエシェリヒア
属に属する微生物を、インドールアクリル酸又はその塩
が添加された培地で培養し、培養物からn−トvブト7
アンを回収することを特徴とするL−トリプトフアンの
製造方法が提供される。
Therefore, according to the present invention, a DNA fragment containing a gene governing the biosynthesis of tryptophan synthase and a DNA fragment containing a gene governing the growth control distribution system derived from the F factor plasmid are combined.
A microorganism belonging to the genus Escherichia transformed with a plasmid having a fragment of
Provided is a method for producing L-tryptophan, which comprises recovering ammonium.

本発明において微生物の形質転換のために使用されるプ
ラスミドを構成する「トリプトファンシンターゼの生合
成を司る遺伝子を含むDNA断片」(以下「T断片」と
略称することがある)とは、インドールとL−又はDL
−セリンからL−)リグトファンの生合成を司る遺伝子
を含むDNA断片を意味し、しかして、T断片にはトリ
プトファンオペロン又はトリプトファンオペロンを含む
もつと大きなりNA断片、或いは、トリプトファンj 
     オペロン中のトリプトファンシンターゼの生
合成を司る遺伝子であるTrp AとTrp Bにプロ
モータ及びオペレーターを結合したDNA断片、又はT
rp AとTrp BにTrp C,Trp D及びT
rp Eの少なくとも1種とプロモーター及びオペレー
ターを結合したDNA断片(例えば、TrpA、Trp
 B、Trp C及びTrp Eにプロモーター及びオ
ペレーターが結合したDNA断片)等が包含される。こ
れらのT断片としては原核微生物、7アージ等に由来す
るものが包含され、実用的には大腸菌由来のものが好適
に使用され、中でも、トリプトファンオペロンそれ自体
及びファージφ8optの遺伝子を制限酵素Bam H
Iによシ切断して得られる約22.6 k bの分子量
を有するトリプトファンオペロンを含むDNA断片が有
利に使用される。
The "DNA fragment containing the gene governing the biosynthesis of tryptophan synthase" (hereinafter sometimes abbreviated as "T fragment"), which constitutes the plasmid used for the transformation of microorganisms in the present invention, refers to indole and L -or DL
- from serine to L-) refers to a DNA fragment containing the gene responsible for the biosynthesis of ligtophan; therefore, the T fragment includes the tryptophan operon, a large NA fragment containing the tryptophan operon, or tryptophan j
A DNA fragment in which a promoter and operator are linked to Trp A and Trp B, which are the genes responsible for the biosynthesis of tryptophan synthase in the operon, or T
rp A and Trp B, Trp C, Trp D and T
A DNA fragment that combines at least one type of rpE with a promoter and an operator (e.g., TrpA, Trp
B, a DNA fragment in which a promoter and an operator are linked to Trp C and Trp E), etc. These T fragments include those derived from prokaryotic microorganisms, 7age, etc., and those derived from Escherichia coli are preferably used. Among them, the tryptophan operon itself and the gene of phage φ8opt are digested with the restriction enzyme BamH.
A DNA fragment containing the tryptophan operon with a molecular weight of approximately 22.6 kb obtained by cleavage with I is advantageously used.

本発明で使用するプラスミドは前述したように、上記の
T断片を、F因子プラスミド由来の増殖制御分配系を司
る遺伝子を含むDNA断片と組合わせる点に特徴を有す
る。F因子プラスミドは例え「蛋白質 核酸 酵素」第
27巻第1号(1982)の98頁の図1の遺伝子地図
及びEcθR1による物理的地図に示される如き構造を
もつ、分子量が94.5kb (62X10’ dol
ton)(D既知のプラスミドでアシ、大腸菌などの腸
内細菌中に通常細胞染色体当91〜2個のコピー数で存
在する。このプラスミドは細胞分裂時にちょうど倍化し
てそれぞれの娘細胞に正確に伝達されるような機構を備
えている(このように、コピー数を低いレベルに保ちつ
つ、正確に宿主の増殖とペースを合わせて増やす仕組み
を5trin(Hntな増殖の制御と呼んでいる)。F
因子プラスミドにおけるこのようなstringent
な増殖の制御機能が、mini−Fと呼ばれる分子量が
9.1 k bの自律増殖できる断片に担われているこ
とも既に究明されており、このm1ti−FがF因子プ
ラスミドより制限酵素Eco  R1により切り出し可
能であることも知られている。
As described above, the plasmid used in the present invention is characterized in that the T fragment described above is combined with a DNA fragment containing a gene controlling the growth control distribution system derived from the F factor plasmid. The F factor plasmid has a molecular weight of 94.5 kb (62 x 10' dol
ton) (D) A known plasmid that normally exists in intestinal bacteria such as reeds and Escherichia coli with a copy number of 91 to 2 copies per cell chromosome. (This mechanism for keeping the copy number at a low level and increasing it at exactly the same pace as the host's proliferation is called 5trin (Hnt-like proliferation control).) F
Such a stringent in the factor plasmid
It has already been determined that the control function for growth is carried out by a fragment called mini-F, which has a molecular weight of 9.1 kb and can reproduce autonomously. It is also known that it can be cut out by

しかして「F因子プラスミド由来の増殖制御分配系を司
る遺伝子を含むDNA断片」(以下F断片と略称するこ
とがらる)とは、上述したよりなF因子プラスミドを娘
細胞に正確に伝達する機構を備えた遺伝子断片を意味し
、そのよりなF断片の代表例としては約9j k bの
分子量を有するm1tt−F断片が挙げられる。
However, the "DNA fragment containing the gene controlling the proliferation control distribution system derived from the F factor plasmid" (hereinafter abbreviated as F fragment) is a mechanism for accurately transmitting the F factor plasmid to daughter cells. It refers to a gene fragment with a molecular weight of about 9jkb, and a typical example of a more F fragment is the mltt-F fragment having a molecular weight of about 9jkb.

本発明で使用するプラスミドは、以上に述べたT断片と
F断片に加えて、さらに他の遺伝子断片、例えば各種細
菌の薬剤耐性を司る、例えばカナマイシン耐性等の遺伝
子断片、例えばカナマイシン耐性を司る遺伝子断片等を
含有していてもよい。
In addition to the T fragment and F fragment described above, the plasmid used in the present invention contains other gene fragments, such as gene fragments that control drug resistance in various bacteria, such as kanamycin resistance, such as genes that control kanamycin resistance. It may also contain fragments and the like.

そのようなプラスミドの代表例として、トリプトファン
オペロン断片及びF因子プラスミド由来のm1nt−F
断片を含有し、分子量が約31.7kbであシ且つ下記
の制限酵素に対して下記の感受性を示す、すなわち (α)Ec、o  R1に対する認識部位が5ケ所であ
シ、(6)  Bam B Iに対する認識部位が2ケ
所でsb、(c)H4sd ■に対する認識部位が3ケ
所であることを特徴とするプラスミドpMTY−1が挙
げられる。
Typical examples of such plasmids include the tryptophan operon fragment and m1nt-F derived from the F factor plasmid.
It contains a fragment, has a molecular weight of about 31.7 kb, and exhibits the following sensitivity to the following restriction enzymes, namely, (α) has five recognition sites for Ec, o R1, and (6) Bam. Plasmid pMTY-1 is characterized in that it has two recognition sites for BI (sb) and three recognition sites for (c) H4sd (2).

このプラスミドpMTY−1は上記のとおシ約31.7
&&の分子量を有するが、この分子量はアガロース・ゲ
ル電気泳動法により測定したものである。
This plasmid pMTY-1 is about 31.7 mm as described above.
It has a molecular weight of &&, which was determined by agarose gel electrophoresis.

また、プラスミドpMTY−1の各種制限酵素に対する
感受性は上記(α)〜(C)に示すとおシでsb、よシ
詳細に各制限酵素による分解断片の分子量(kb)を示
せば次のとお如である。
In addition, the sensitivity of plasmid pMTY-1 to various restriction enzymes is shown in (α) to (C) above. It is.

1     (α)  ECa R1: 9.1.7.
0、&4.6.1、五1(6)  Bam HI : 
22.6.9.1(C)1イsdm: 1aO11(L
8,2.9以上に述べた如き特性をもつプラスミドpM
TY−1は例えば次のようにして製造することができる
1 (α) ECa R1: 9.1.7.
0, &4.6.1, 51(6) Bam HI:
22.6.9.1(C)1isdm: 1aO11(L
8.2.9 Plasmid pM with characteristics as described above
TY-1 can be manufactured, for example, as follows.

まず、トリブトファンオペロン断片の調製は、例えば、
染色体遺伝子中にトリグロファンオペロンをもつ大腸菌
、例えば、EachariahtαcoHK−12(I
FO55Q1、ATCC10798、ATCCe255
62)などに、7アージ、例えばファージφ80 (A
TCC11456α−B1)などを感染させ、溶原化及
び誘発現象を利用して、ファージDNA中にトリプトフ
ァンオペロンを取り込んだファージを大量に調製し〔R
,M、Dasnay 、C,YaxofskyH7、B
aetertol、、118.505 (1974)参
照〕、それから常法(A?、F、Fr1tsch。
First, the preparation of the tributophane operon fragment is carried out by e.g.
Escherichia coli that has a triglophane operon in its chromosomal gene, for example, EachariahtαcoHK-12 (I
FO55Q1, ATCC10798, ATCCe255
62), etc., for example, phage φ80 (A
TCC11456α-B1) etc. were infected, and lysogenization and induction phenomena were used to prepare a large amount of phage that incorporated the tryptophan operon into the phage DNA [R
, M., Dasnay, C., YaxofskyH7, B.
aetertol, 118.505 (1974)], then the conventional method (A?, F, Frltsch.

Sambrook、”Mo1ecular  alon
t%g1(1982)7.164〜165、Co1dS
p−in Earbor  Laboratory参照
〕に従ってファージDNAを抽出し、制限酵素、例えば
Bα常H1,Eco R1等を用いてトリプト7アンオ
ペロンを含むDNA断片を切シ出すことにより行なうこ
とができる。
Sambrook, “Mo1ecular alon.
t%g1 (1982) 7.164-165, ColdS
This can be carried out by extracting the phage DNA according to the method described in the p-in Arbor Laboratory] and excising the DNA fragment containing the trypto-7 operon using restriction enzymes such as Bα normal H1, Eco R1, etc.

他方、m1nt F断片の調製は、例えば、F因子プラ
スミドを保有する微生物、例えば、大腸菌(E、 ea
rs )f−12株(ATCC13153、ATCCg
23589、ATCCg23590)等からそれ自体公
知の方法で、例えばP。
On the other hand, the preparation of the m1nt F fragment can be carried out using microorganisms harboring the F factor plasmid, such as Escherichia coli (E, ea
rs) f-12 strain (ATCC13153, ATCCg
23589, ATCC g23590) etc. in a manner known per se.

Gwttrry 、D、L、LeBLanc 、  S
Gwttrry, D.L., LeBLanc, S.
.

Falkow HJ、Eact、、116.1064(
1973)等の文献に記載の方法でF因子プラスミドを
取シ出し、それから制限酵素EcoRIを用いて分子量
が約91 k bのmtystF断片を切り出すことに
より調製することができる。
Falkow HJ, Eact, 116.1064 (
It can be prepared by extracting the F factor plasmid by the method described in the literature such as (1973) and cutting out the mtystF fragment having a molecular weight of about 91 kb using the restriction enzyme EcoRI.

このようにして調製されたmini  F断片は、上記
トリプトファンオペロンを含むDNA断片の切シ出しに
用いたと同じ制限酵素で処理した後、上記で調製したト
リプトファンオペロンを含む遺伝子画分と一緒にし、リ
ガーゼ、例えばT47アージ由来のりガーゼ等を作用さ
せて結合させることによシ、目的とするプラスミドpM
TY−1が得られる。
The mini F fragment thus prepared was treated with the same restriction enzyme used to excise the DNA fragment containing the tryptophan operon, combined with the gene fraction containing the tryptophan operon prepared above, and treated with ligase. , for example, by binding with T47age-derived glue gauze, etc., the desired plasmid pM
TY-1 is obtained.

なお、プラスミドpMTY−1の具体的調製法について
は特開昭60−2189号公報の実施例1に詳細に説明
されている。
A specific method for preparing plasmid pMTY-1 is described in detail in Example 1 of JP-A-60-2189.

このようにして調製されるプラスミドpMTY−1は、
コピー数は少ないが、宿主の細胞分裂に際して娘細胞に
正確に受は継がれ、脱落することが少ないという優れた
特性を有する。
The plasmid pMTY-1 prepared in this way is
Although the number of copies is small, it has the excellent property that it is accurately passed on to daughter cells during host cell division and is rarely shed.

本発明によれば、このようにして製造されたプラスミド
によってエシェリヒア属に属する微生物が形質転換され
る。形質転換されるエシエリヒア属に属する微生物(宿
主)としては、例えばエシェリヒア−コリ(Esaht
richiα con)K−12系微生物が挙げられ、
中でも、L−トリブトファンの分解活性を有していない
菌株(すなわちトリプトファナーゼ欠損変異株)が好適
である。
According to the present invention, a microorganism belonging to the genus Escherichia is transformed with the plasmid thus produced. As the microorganism (host) belonging to the genus Escherichia to be transformed, for example, Escherichia coli (Esaht
richa con) K-12 series microorganisms,
Among these, preferred are strains that do not have L-tributophane degrading activity (ie, tryptophanase-deficient mutant strains).

とれら宿主微生物に対する上記のプラスミドの導入はそ
れ自体公知の方法、例えばJi、 Maysdel 。
The above-mentioned plasmid can be introduced into the host microorganism using methods known per se, such as Ji, Maysdel.

A、Htga HJ、Mo1.Biol、53.159
(1970)等の文献に記載の方法で行なうことができ
る。
A, Htga HJ, Mo1. Biol, 53.159
(1970) and the like.

形質転換された微生物は、インドール−アクリル酸又は
その塩を含む培地で通常好気的に培養される。培養はそ
れ自体既知の方法で行なうことができ、例えば、培地と
しては通常の微生物の培養1       に用いられ
ると同様の炭素源、窒素源、無機塩等を含む天然又は合
成培地を使用することができる。
The transformed microorganism is usually cultured aerobically in a medium containing indole-acrylic acid or its salt. Cultivation can be carried out by a method known per se; for example, a natural or synthetic medium containing carbon sources, nitrogen sources, inorganic salts, etc. similar to those used for the cultivation of ordinary microorganisms can be used. can.

しかして炭素源としては、例えばグルコース、グリセロ
ール、フラクトース、シュクロ・−ス、糖蜜等の種々の
炭水化物が使用でき、また、窒素源としては、例えばト
リプトン、酵母エキス、コーン・ステープ・リカー、カ
ゼイン加水分解物等の天然有機窒素源が使用できる。天
然有機窒素源の多くは窒素源と共に炭素源にもなシ得る
。無機塩としては、例えばリン酸第−水素カリウム、リ
ン酸第二水素カリウム、硫酸マグネシウム、塩化ナトリ
ウム、硫酸第一鉄、塩化カルシウム、塩化マンガン等が
使用できる。さらに、培地には必要に応じてその他の微
生物の生育に必要な栄養素を添加することができる。
As a carbon source, various carbohydrates such as glucose, glycerol, fructose, sucrose, and molasses can be used, and as a nitrogen source, for example, tryptone, yeast extract, corn staple liquor, and casein hydrate can be used. Natural organic nitrogen sources such as decomposition products can be used. Many natural organic nitrogen sources can be used as carbon sources as well as nitrogen sources. Examples of inorganic salts that can be used include potassium hydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate, magnesium sulfate, sodium chloride, ferrous sulfate, calcium chloride, manganese chloride, and the like. Furthermore, other nutrients necessary for the growth of microorganisms can be added to the medium as necessary.

本発明の方法によれば、上記の如き炭素源、窒素源、無
機塩等を含む培地に、インドールアクリル酸又はその塩
が添加される。インドールアクリル酸又はその塩は培養
の当初に添加してもよく、或いは培養の途中で添加して
もよい。途中で添加する場合には、遅くとも微生物の対
数増殖期の末期までに添加することが望ましい。添加は
一回に行なってもよく、或いは複数回に分けて又は連続
的に行なうこともできる。
According to the method of the present invention, indoleacrylic acid or a salt thereof is added to a medium containing the carbon source, nitrogen source, inorganic salt, etc. as described above. Indole acrylic acid or its salt may be added at the beginning of the culture, or may be added during the culture. If added midway through, it is desirable to add at the latest the end of the logarithmic growth phase of the microorganism. The addition may be made at once, or may be made in multiple portions or continuously.

インドールアクリル酸又はその塩の添加量は厳密には制
限されるものではないが、一般には、培地に対し少なく
とも25μm17dの最終濃度になるように添加するこ
とができ、好ましくは80〜400μy/−の範囲、さ
らに好ましくは100〜200Ag/−の範囲の最終濃
度となるように添加するのが有利である。
The amount of indole acrylic acid or its salt added is not strictly limited, but in general, it can be added to the medium to a final concentration of at least 25 μm17d, preferably 80 to 400 μy/-. It is advantageous to add to a final concentration in the range, more preferably in the range 100 to 200 Ag/-.

なお、インドールアクリル酸の塩としては、例えばイン
ドールアクリル酸ナトリウムのようなインドールアク1
ノル酸のアルカリ金属塩が包含される。
In addition, as a salt of indole acrylic acid, for example, indole ac 1 such as sodium indole acrylate
Included are alkali metal salts of noric acids.

ここで「最終濃度」とは、培養終了時までに培地に添加
されるインドールアクリル酸又はその塩の合計濃度をい
う。
Here, the "final concentration" refers to the total concentration of indoleacrylic acid or its salt added to the medium by the end of culture.

また、培地には、L−トリブトファンの前駆物質として
インドール又はアントラニル酸もしくはその塩(塩とし
てはインドールアクリル酸の塩について上記したと同様
のものが使用できる)を適宜添加することができる。イ
ンドール又はアントラニル酸もしくはその塩の添加は、
インドールアクリル酸又はその塩におけると同様、培養
の当初に行なってもよく、或いは培養の途中で行なって
もよい。培養の途中で行なう場合には、遅くとも微生物
の対数増殖期の末期までに添加するととが望ましく、添
加は一回に行なってもよく、或いは複数回に分けて又は
連続的に行なってもよい。
Furthermore, indole or anthranilic acid or a salt thereof (the same salts as those mentioned above for the salt of indole acrylic acid can be used as the salt) can be appropriately added to the medium as a precursor of L-tributophane. The addition of indole or anthranilic acid or its salts is
As with indole acrylic acid or its salt, it may be carried out at the beginning of the culture, or during the culture. If it is carried out during the culture, it is desirable to add it at the latest at the end of the logarithmic growth phase of the microorganism, and the addition may be done at once, divided into multiple times, or continuously.

インドール又はアントラニル酸もしくはその塩の添加量
も厳密に制限されるものではないが、例えば炭素源とし
てグをコースを用いる場合、グルコースに対して、0.
05〜1倍モル、好ましくはQ、01〜0.5倍モルの
範囲の量で添加するのが有利である。
Although the amount of indole or anthranilic acid or its salt added is not strictly limited, for example, when using glucose as a carbon source, the amount of indole or anthranilic acid or its salt added is 0.
It is advantageous to add in an amount ranging from 0.5 to 1 mole, preferably from 0.1 to 0.5 mole.

さらに、本発明の方法では、炭素源の少なくとも一部と
してグルコースを使用することが望ましく、その使用量
は一般に、インドールアクリル酸又はその塩に対して、
10〜600倍モル、好ましくは50〜400倍モル、
さらに好ましくは100〜300倍モルの範囲が適当で
ある。
Furthermore, in the method of the present invention, it is desirable to use glucose as at least a part of the carbon source, and the amount used is generally about
10 to 600 times the mole, preferably 50 to 400 times the mole,
More preferably, a range of 100 to 300 times the mole is appropriate.

培養時間は微生物の種類、他の培養条件等によシ異なる
が、インドールアクリル酸又はその塩を培養の当初に添
加して培養を行なう場合には、通常、約24〜約120
時間程度とすることができ、また、インドールアクリル
酸又はその塩を培養の途中で添加して培養する場合には
、通常、約1〜j     約48時間程度とすること
ができる。
The culture time varies depending on the type of microorganism, other culture conditions, etc., but when culturing is carried out by adding indole acrylic acid or its salt at the beginning of culture, it is usually about 24 to about 120 hours.
In addition, when indole acrylic acid or a salt thereof is added during the culture, the culture time can be generally about 1 to about 48 hours.

また、培養温度は通常約20〜約50℃の範囲とするこ
とができ、培地のpHは一般に5〜9の範囲、好ましく
は約6〜約8の範囲に調節するのが好適である。
Furthermore, the culture temperature can generally be in the range of about 20 to about 50°C, and the pH of the culture medium is generally adjusted to the range of 5 to 9, preferably in the range of about 6 to about 8.

さらに、培養は振盪又は通気攪拌等の好気的条件下に行
なうのが好ましい。
Furthermore, the culture is preferably carried out under aerobic conditions such as shaking or aeration.

以上に述べた培養条件下に培養することによって得られ
る培養物からのL−ト1)ブトファンの回収は、それ自
体既知の方法によシ行なうことができ、例えば、イオン
交換樹脂、活性炭等を用いて吸着−脱着処理によシ行な
うことができる。
Recovery of L-1) butophane from the culture obtained by culturing under the above-mentioned culture conditions can be carried out by methods known per se. For example, using ion exchange resin, activated carbon, etc. The adsorption-desorption process can be carried out by using the adsorption-desorption process.

かかる本発明の方法によれば、トリブトファンシンター
ゼの生合成を司る遺伝子を含むDNA断片とF因子7″
2スミド由来の増殖制御分配系を司る遺伝子を含むDN
A断片とを有するプラスミド、例えばプラスミドpMT
Y−1で形質転換されたエシェリヒア属に属する微生物
を培養してL−トリプトフアンを製造するに際し、トリ
プトファンの生産速度を著しく高めることができ式1業
上極めて有利である。
According to the method of the present invention, a DNA fragment containing a gene governing the biosynthesis of tributophane synthase and F factor 7''
DN containing the gene governing the growth control distribution system derived from the 2 smid
A plasmid having the A fragment, for example plasmid pMT
When L-tryptophan is produced by culturing a microorganism belonging to the genus Escherichia transformed with Y-1, the production rate of tryptophan can be significantly increased, which is extremely advantageous for the Formula 1 industry.

以下、実施例を掲げて本発明の方法をさらに具体的に説
明する。
Hereinafter, the method of the present invention will be explained in more detail with reference to Examples.

形質転換 (イ)宿主菌の準備 エシエリヒア・コリ(E、cogイ)f−12株(rp
Os5o1)から常法に従い、NTGにトロソグアニジ
ン)処理によってトリプトファン要求性変異株を調製し
た(E、A、Adtl−berg  et  al、、
Bゼochetn、Eiophys。
Transformation (a) Preparation of host bacteria Escherichia coli (E, cog) strain f-12 (rp
A tryptophan auxotrophic strain was prepared from Os5o1) by treating NTG with trosoguanidine (E, A, Adtl-berg et al.,
Bzeochetn, Eiophys.

Rea、 Comm、 、 18.788(1965)
参照〕。
Rea, Comm, 18.788 (1965)
reference〕.

すなわち、上記E、coli K−12株をL培地にて
対数増殖中期まで培養し、遠心分離によυ集菌して菌株
をTris−マレイン酸緩衝液(pH6,0)に懸濁し
た後、100μI/−〜200μg/mlのNTG(N
−メチル−N′−二トローN−二トロソグアニジン)を
添加し、15〜30分間処理する。該処理物を同じ緩衝
液にて洗浄後、L培地(Bαeta トリプトン101
1酵母エキス5IS NaC15JF、グルコースII
I、水11;pH7,2)に添加し、37℃にて振盪培
養を行ない、該培養物は常法に従い、ペニシリン濃縮法
およびレプリカ法を併用してトリプトファン要求性変異
株を単離した。
That is, the above E. coli K-12 strain was cultured in L medium until the mid-logarithmic growth phase, the bacteria were collected by centrifugation, and the strain was suspended in Tris-maleic acid buffer (pH 6,0). 100μI/- to 200μg/ml NTG (N
-Methyl-N'-nitro N-nitrosoguanidine) and treat for 15-30 minutes. After washing the treated product with the same buffer, L medium (Bαeta tryptone 101
1 yeast extract 5IS NaC15JF, glucose II
I, water (11; pH 7, 2) and cultured with shaking at 37°C, and the culture was used in a conventional manner to isolate a tryptophan auxotrophic strain using a combination of penicillin concentration method and replica method.

(ト)形質転換 上記(イ)で得た大腸菌に一12系株(トリプトファン
要求性変異株)を、上記と同じL培地10tntに接種
し、37℃にて振盪培養を行ない、対数増殖中期もしく
は、後期まで生育させた後遠心分離にて集菌し、これを
0℃の氷冷下に0.1M MQCI。
(g) Transformation The E. coli strain obtained in (a) above was inoculated with the 112 strain (tryptophan auxotrophic mutant strain) into 10 tnt of the same L medium as above, and cultured with shaking at 37°C. After growing to the late stage, the bacteria were collected by centrifugation, and then cooled on ice at 0°C with 0.1M MQCI.

及びO−1Mcacl、の水溶液に寺褐卓荘懸濁させて
DNA受容状態菌(コンビ−テント菌)を調製した。こ
れに特開昭60−2189号公報の実施例1に記載の方
法に従って得たプラスミドpMTY−1を加え、0℃の
水冷下に40分間反応させ、次いで40℃にて3分間加
温処理した後、再度0℃の水冷下にて2時間反応させた
and O-1Mcacl, to prepare DNA receptive bacteria (competent bacteria). Plasmid pMTY-1 obtained according to the method described in Example 1 of JP-A-60-2189 was added to this, reacted for 40 minutes under water cooling at 0°C, and then heated at 40°C for 3 minutes. After that, the mixture was reacted again for 2 hours under water cooling at 0°C.

次にL培地に上記処理菌体を接種し、37℃にて1時間
30分振盪培養後、遠心分離にて集菌し、菌体を洗浄後
、最少培地(Davta培地”、に、HPO4711、
KE、Po、29、MQSO,・7H。
Next, the treated bacterial cells were inoculated into L medium, and after shaking culture at 37°C for 1 hour and 30 minutes, the bacteria were collected by centrifugation, and after washing the bacterial cells, HPO4711, HPO4711,
KE, Po, 29, MQSO, 7H.

OcLlg、(NH,)、So、111、fhフコース
11純粋17)にて調製した平板培地に塗抹し、37℃
にて培養し、生育したコロニーを再び同培地上で純化し
た後、形質転換株(Trp要求性の1       消
失、すなわちプラスミド上のトリプトファンオペロンに
よシ生合成可能となシ、最少培地上にて生育可能となっ
た菌株)を得た。この形質転換株は、エシエリヒア・コ
リ(EscherichtaCol<3に12I’f2
001として、茨木県筑波郡谷田部町東1丁目1番3号
の工業技術院微生物工業技術研究所に、昭和58年7月
6日付で受託番号:微工研菌寄第7139号(FEBN
  P−7139)にて寄託されている。
OcLlg, (NH,), So, 111, fh fucose 11 pure 17) was smeared on a plate medium prepared and incubated at 37°C.
After culturing the grown colonies on the same medium and purifying them again on the same medium, a transformed strain (loss of Trp auxotrophy, i.e., capable of biosynthesis using the tryptophan operon on the plasmid) was grown on the minimal medium. A viable strain) was obtained. This transformed strain was transformed into Escherichia coli (EscherichtaCol<3 with 12I'f2
As of July 6, 1981, it was submitted to the Institute of Microbial Technology, Agency of Industrial Science and Technology, Higashi 1-1-3, Yatabe-cho, Tsukuba-gun, Ibaraki Prefecture, as 001, with the accession number: FEBN No. 7139 (FEBN).
P-7139).

実施例 1 LL培地(トリプトン1011酵母エキスsy。Example 1 LL medium (tryptone 1011 yeast extract sy.

NαC131,グルコースIF!、水11.pH7,2
HC1dを大聖試験管(200X24φ)に分注し、1
20℃で15分間滅菌処理したものに、エシエリヒア・
コリr−121’f2001(FEBN  P−715
9)を植菌し、37℃で1g時間振盪培養したものを前
培養物とした。かくして得られた前培養物の2mを、イ
ンドールアクリル酸100メ1及びインドール0.5η
/1−を含む下記組成の培地、((500d容三角プラ
スコに100−分注)に植菌し、37℃で48時間振盪
培養を行った。
NαC131, glucose IF! , water 11. pH7.2
Dispense HC1d into a Daisei test tube (200 x 24φ) and add 1
After sterilization at 20℃ for 15 minutes,
Cori r-121'f2001 (FEBN P-715
9) was inoculated and cultured with shaking at 37°C for 1 g, which was used as a preculture. 2 m of the preculture thus obtained was treated with 100 ml of indole acrylic acid and 0.5 η of indole.
A culture medium having the following composition (100 μl dispensed into a 500 d Erlenmeyer flask) was inoculated and cultured with shaking at 37° C. for 48 hours.

培養終了後、遠心分離によシ菌体を除去し、上澄液中の
L −1−1jグトフアンを高速液体クロマトグラフィ
ー(島津Lc −sA )によシ定量したところ、10
岬/ノの生成が認められた。
After the cultivation was completed, the bacterial cells were removed by centrifugation, and L-1-1j gutophane in the supernatant was quantified by high-performance liquid chromatography (Shimadzu Lc-sA).
The formation of a cape/no was observed.

培地Aの組成 ME、C141i KB、Po、               5gNα
t HP Oa・12H,01℃Mxgso、・7H,
On、5g CaC1,−2B、0          15Wli
カザミノ酸               5g酵母エ
キス               2gグルコース 
              30.9CaCO,(別
殺菌)           2ON水       
                117)H7,0 実施例 2 エシエリビ7−:y17f−12)’f2001(FE
RN  P−7139)を実施例1と同様の操作によシ
前培養した。かくして得られた前培養物2dをインドー
ルアクリル酸100al/wl及びアントラニル酸11
q/−を含む培地A(500ゴ容三角フラスコに100
d分注)に植菌し、37℃で48時間振盪培養を行った
Composition of medium A ME, C141i KB, Po, 5gNα
t HP Oa・12H, 01℃Mxgso,・7H,
On, 5g CaC1,-2B, 0 15Wli
Casamino acids 5g yeast extract 2g glucose
30.9CaCO, (separate sterilization) 2ON water
117) H7,0 Example 2 Esieribi7-:y17f-12)'f2001(FE
RN P-7139) was precultured in the same manner as in Example 1. 2 d of the preculture thus obtained was mixed with 100 al/wl of indoleacrylic acid and 11 ml of anthranilic acid.
Medium A containing q/- (100 g
d) and cultured with shaking at 37°C for 48 hours.

培養終了後、遠心分離にて得られた上澄液中のL−トリ
ブトファンを定量したところ、A111P/禮の生成が
認められた。
After completion of the culture, L-tributophane in the supernatant obtained by centrifugation was quantitated, and the production of A111P/Rei was observed.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、トリプトフアンシンターゼの生合成を司る遺伝子を
含むDNA断片とF因子プラスミド由来の増殖制御分配
系を司る遺伝子を含むDNA断片とを含有するプラスミ
ドで形質転換したエシエリヒア属に属する微生物を、イ
ンドールアクリル酸又はその塩が添加された培地で培養
し、培養物からL−トリプトフアンを回収することを特
徴とすすL−トリプトフアンの製造方法。 2、培地にさらにインドールまたはアントラニル酸もし
くはその塩を添加することを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の方法。 3、遅くとも微生物の対数増殖期の末期までに培地にイ
ンドールアクリル酸またはその塩を少なくとも25μg
/mlの最終濃度で添加する特許請求の範囲第1項記載
の方法。 4、トリプトフアンシンターゼの生合成を司る遺伝子が
トリプトフアンオペロンである特許請求の範囲第1〜3
項のいずれかに記載の方法。 5、トリプトフアンシンターゼの生合成を司る遺伝子を
含むDNA断片がエシエリヒア・コリ由来のものである
特許請求の範囲第1〜4項のいずれかに記載の方法。 6、F因子プラスミド由来の増殖制御分配系を司る遺伝
子を含むDNA断片がmini−F断片である特許請求
の範囲第1〜5項のいずれかに記載の方法。 7、プラスミドが、トリプトフアンオペロンを含むDN
A断片及びF因子プラスミド由来のmini−F断片を
含有し、分子量が約31.7kbであり且つ制御酵素E
_c_oRI、BamHI及びHindIIIに対する認
識部位がそれぞれ5ケ所、2ケ所及び3ケ所であるプラ
スミドpMTY−1である特許請求の範囲第1〜6項の
いずれかに記載の方法。 8、エシエリヒア属に属する微生物がプラスミドpMT
Y−1で形質転換されたエシエリヒア・コリK−12系
微生物である特許請求の範囲第7項記載の方法。 9、エシエリヒア属に属する微生物がL−トリプトフア
ンの分解活性を有しない菌株である特許請求の範囲第1
〜8項のいずれかに記載の方法。
[Scope of Claims] 1. A genus Escherichia transformed with a plasmid containing a DNA fragment containing a gene governing the biosynthesis of tryptophan synthase and a DNA fragment containing a gene governing the growth control distribution system derived from the F factor plasmid. 1. A method for producing soot L-tryptophan, which comprises culturing a microorganism belonging to the above group in a medium to which indole acrylic acid or a salt thereof is added, and recovering L-tryptophan from the culture. 2. The method according to claim 1, characterized in that indole or anthranilic acid or a salt thereof is further added to the medium. 3. Add at least 25 μg of indole acrylic acid or its salt to the culture medium by the end of the logarithmic growth phase of the microorganism at the latest.
2. A method according to claim 1, wherein the final concentration is 0.1/ml. 4. Claims 1 to 3, wherein the gene governing the biosynthesis of tryptophan synthase is a tryptophan operon.
The method described in any of the paragraphs. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the DNA fragment containing the gene governing the biosynthesis of tryptophan synthase is derived from Escherichia coli. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the DNA fragment containing the gene governing the growth control distribution system derived from the F factor plasmid is a mini-F fragment. 7. DN in which the plasmid contains the tryptophan operon
It contains the A fragment and the mini-F fragment derived from the F factor plasmid, has a molecular weight of approximately 31.7 kb, and contains the regulatory enzyme E.
7. The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the plasmid pMTY-1 has recognition sites for _c_oRI, BamHI, and HindIII at 5, 2, and 3 sites, respectively. 8. Microorganisms belonging to the genus Escherichia are plasmid pMT
8. The method according to claim 7, which is an Escherichia coli K-12 microorganism transformed with Y-1. 9. Claim 1, wherein the microorganism belonging to the genus Escherichia is a strain that does not have L-tryptophan degrading activity.
The method according to any one of items 1 to 8.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0281104A1 (en) * 1987-03-03 1988-09-07 Research Association For Utilization Of Light Oil Novel plasmids
US5279951A (en) * 1989-05-08 1994-01-18 Research Association For Utilization Of Light Oil Cultivation of transformed microorganisms

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