JPS61260892A - L−フエニルアラニンの製造法 - Google Patents

L−フエニルアラニンの製造法

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JPS61260892A
JPS61260892A JP60102101A JP10210185A JPS61260892A JP S61260892 A JPS61260892 A JP S61260892A JP 60102101 A JP60102101 A JP 60102101A JP 10210185 A JP10210185 A JP 10210185A JP S61260892 A JPS61260892 A JP S61260892A
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JP
Japan
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corynebacterium
dna
phenylalanine
genus
gene
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Application number
JP60102101A
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English (en)
Inventor
Ryoichi Katsumata
勝亦 瞭一
Akio Ozaki
尾崎 明夫
Masato Ikeda
正人 池田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KH Neochem Co Ltd
Original Assignee
Kyowa Hakko Kogyo Co Ltd
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Publication date
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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、コリスメートムターゼ(以下CMと略す)と
プリフェネートデヒドラターゼ(以下PDと略す)の合
成に関与するエシェリシア属菌種の遺伝子を含むDNA
断片とベクターDNAとの組換え体DNAをコリネバク
テリウム属、ブレビバクテリウム属またはミクロバクテ
リウム属に属する微生物に保有させ、該微生物を培地中
で培養し、培養物中に生成蓄積したL−フェニルアラニ
ンを採取することを特徴とするL−フェニルアラニンの
製造法に関する。従って、本発明はバイオインダストv
−、m産業分野に関し、特に医薬、食品工業において有
用なL−フェニルアラニンの製造分野に関する。
従来の技術 ]リネバクテリウム属、ブレビバクテリウム属またはミ
クロバクテリウム属に属する微生物を用いた発酵法によ
るL−フェニルアラニンの製造法としてはチロシン要求
性変異、フェニルアラニンのアナログ物質に対する耐性
変異あるいはこれらの変異を併有する菌株を用いる方法
が知られている〔農芸化学会誌、 50. (1) p
、R79(1976) )。さらに、組換えDNA技術
によりこれらの微生物のフェニルアラニン生合成に係る
酵素の遺伝子をクローニングし、これを利用して造成さ
れた菌株を用いる方法も記載されている(特開昭60−
24192号)。
発明が解決しようとする問題点 近年、フェニルアラニンの需要が増大するにつれてその
製造法の改善が強く望まれている。本発明者らは、この
ような状況に鑑み、組換えDNA技術を有効に活用し、
すぐれたし−フェニルアラニン生産菌を造成すべく鋭意
研究を重ねた。
問題点を解決するための手段 エシェリシア属菌種のL−フェニルアラニン生合成に係
るCMとPDの合成に関与する遺伝子を含むDNA断片
とベクターDNAとの組換え体DNAを保有する菌株を
用いれば、L−フェニルアラニンの生産性が改良される
ことを見出し、本発明を完成するに至った。
以下、本発明の詳細な説明する。
本発明によれば、エシェリシア属菌種のフェニルアラニ
ン生合成に係る酵素CMとPDの遺伝子を含むDNA断
片とベクターDNAとの組換え体DNAを保有せしめた
コリネバクテリウム属、ブレビバクテリウム属またはミ
クロバクテリウム属に属する微生物を培地に培養し、培
養物中にL−フェニルアラニンを生成蓄積せしめ、該培
養物からし一7エニルアラニンを採取することにより、
L−フェニルアラニンを製造することができる。
宿主微生物として用いるコリネバクテリウム属、ブレビ
バクテリウム属またはミクロバクテリウム属に属する微
生物としては、コリネ型グルタミン酸生産菌として知ら
れている微生物は全て用いることができるが、好適には
下記の菌株が用いられる。
コリネバクテリウム・グルタミクム ^TCC1303
2コリネバクテリウム・アセトアシドフィラムATCC
13870 コリネバクテリウム・ハーキュリス ^TCC1386
8コリネバクテリウム・リリウム   ^TCC159
90ブレビバクテリウム・ディバリカラム^TCC14
020ブレビバクテリウム・フラブム   ^TCC1
4067ブレビバクテリウム・イマリオフィラム^TC
C14068 ブレビバクテリウム・ラクトファーメンタムATCC1
3869 ブレビバクテリウム・チオゲータリスATCC1924
0ミクロバクテリウム・アンモニアフィルムATCC1
5354 宿主微生物としてはL−フェニルアラニン生産能を有し
ない菌株を用いることもできるが、好ましくはL−フェ
ニルアラニン生産性を有する菌株を用いる。L−フェニ
ルアラニン生産性を有する菌株は、前記のごとくチロシ
ン要求性変異、フェニルアラニンアナログ耐性変異ある
いはこれらの変異を共有せしめる公知の方法によって造
成できる。
本発明において、CMとPDの遺伝子の供給源となる微
生物としては、エシェリシア属に属し、CMとFDの再
活性を有するものであればいかなる微生物でもよく、例
えばエシェリシア・コリに一12株の亜株JA194(
プロシーディング・オブ・ザ・ナショナル・アカデミイ
・オプ・サイzンス(Proc、  Natl、 ^c
ad、  Sci、)、  94. 487(1977
)  )を用いることができる。エシェリシア・コリに
一12株は、CM −PD両酵素活性を有する遺伝子産
物がphe^と称する一つの遺伝子にコードされている
ため〔ジャーナル・オブ・バクテリオ02イ(J、 B
acteriol、) 150.1130(1982)
 ) 、一つのDNA断片としてクローニングし得る点
で好都合である。
phe^遺伝子の供給源となる染色体DNAは、CM−
PD活性を有する微生物の培養菌体をリゾチームおよび
界面活性剤で処理して溶菌した後、除蛋白し、ついでエ
タノールで沈澱せしめる常法〔バイ1キミ力・工・バイ
オフィジカ・アクタ(Biochem、 Biophy
s、^cta) 72.619 (1963))により
単離できる。ベクターとしては、エシェリシア属に属す
る微生物で複製できるプラスミドであればいかなるもの
でも構わないが、例えば頻用されるpBR322(ジー
ン(Gene)、  2.95 (1975) )pA
cYc1??、 pAcYc184 (いずれもジャー
ナル・オブ・バクテリオ02イCJ、 Bacteri
ol、) 131.1141(1978)) 、pG^
22〔ジャーナル・オブ・バクテリオ02イ(J、 B
acteriol、) 140.400(1979))
等を用いることができる。染色体DNAとプラスミドと
の試験管内組換えは、両者を制限酵素で切断したのちD
NA’Jガーゼで処理するか、あるいはその切断片をタ
ーミナルトランスフェラーゼやDNAポリメラーゼ等で
処理したのちDNAリガーゼを作用させて結合する等の
常法〔メソッヅ・イン・エンチモロジ4 (Metho
ds in Enzymology) 68(1979
) )により実施できる。
この結合反応物を用いてpheA遺伝子が欠損したエン
エリシア・コリに一12株のフェニルアラニン要求性変
異株を形質転換しフェニルアラニン非要求性となった形
質転換株を選択することによってpheA遺伝子をベク
タープラスミド上にクローニングすることができる。こ
こで用いる形質転換法は、例えば低温下で塩化カルシウ
ムで受容菌細胞を処理してDNAを細胞中にとり込ませ
る方法〔ジャーナル・オブ・モレキユラー・バイオロジ
イ(J、 Mo1.Biol、) 53. 159(1
970) ;  ジーン(Gene)、 6.23(1
979) )に従って行うことができる。このようにし
て、phe^遺伝子は、制限酵素EcoRIとHind
lliで切り出される約4.2キロベース(Kb)のD
NA断片としてベクターpBR322上にクローニング
できる。この4.2にbのDNA断片上にはエシェリシ
ア・コリに一12株の染色体上で隣接して存在するar
oF遺伝子とtyr^遺伝子〔ミクロバイオロジカル・
レビニ−(Microbiol、 Rev、)旦、(2
) 180(1983))が含まれているが、さらにρ
heA遺伝子を別の制限酵素で切り出し、再度ベクター
と組み換え、前記と同様にpheA欠損株を形質転換し
、フェニルアラニン非要求性の形質転換株を選択するこ
とにより、phe^遺伝子のみを含むI)NA断片を取
得できる 。
このようにクローニングされたpheA遺伝子含有DN
A断片とコリネバクテリウム属、ブレビバクテリウム属
またはミクロバクテリウム属に属する微生物のベクター
プラスミドとを制限酵素による切断およびDNAリガー
ゼによる結合により試験管内で組み換えてコリネバクテ
リウム属、ブレビバクテリウム属またはミクロバクテリ
ウム属で複製可能な組換え体プラスミドを作製できる。
該ベクタープラスミドとしては、上記微生物中で複製で
きるものであれば特に限定されないが、例えば本発明者
らが先に特許出願したpccl(特開昭57−1345
00)、pCG2(特開昭58−35197 >、pC
G4、pCGll(いずれも特開昭57−183799
)pCE54、pcBlol(いずれも特開昭58−1
05999) 、pCE 51 (特願昭60−341
97 >および。
pCE52、pCE53(いずれもモレキユラー・アン
ド・ジェネラル・ジェネティクス(Mol、 Gen。
Genet、) 196. 175(1984) )な
どが用いられる。
ρheA遺伝子を含むDNA断片とベクタープラスミド
との組換え体DNAは、試験管内組換え混合物を用いて
、通常の変異操作によって透導されるCMあるいはPD
酵素活性の欠失したコリネバクテリウム属、ブレビバク
テリウム属またはミクロバクテリウム属のフェニルアラ
ニン要求性変異株を直接形質転換し、フェニルアラニン
非要求性となった形質転換株を選択することによって取
得できる。特にpcE51のようなエシェリシア・コリ
とコリネバクテリウ属、ブレビバクテリウム属またはミ
クロバクテリウム属微生物との両方で複製可能なシャト
ルベクターを使用する場合は、前記のようにエシェリシ
ア・コリのpheA欠損変異株の相補性によりphe^
遺伝子をシャトルベクター上にサブクローニングし、し
かる後にコリネバクテリウム属、ブレビバクテリウム属
またはミクロバクテリウム属に属する微生物に導入する
こともできる。これら微生物に組換え体DNAを導入す
る形質転換法としては本発明者らが開発したプロトプラ
ストを使用する方法(特開昭57−186492および
特開昭57〜186489および下記実施例を参照)に
より実施することができる。
以上のようにして野性型pheA遺伝子をもつエシェリ
シア・コリの染色体DNAを供与源とじた場合には、野
性型pheA遺伝子を組換え体DNAとしてコリネバク
テリウム属、ブレビバクテリウム属またはミクロバクテ
リウム属微生物に導入できる。しかしながら、野性型p
heA遺伝子がコードする遺伝子産物CM−PD合成は
エシェリシア・コリ中で生産されるフェニルアラニンに
より抑制され、またCMPD活性は生産されるフェニル
アラニンで阻害されることが知られている〔ジャーナル
・オブ・バタテリオロジイ(J、Bacteriol、
)150、1130(1982) ;  ヨーロピアン
・ジャーナル・オプ・バイオケミストリイ(εur、 
J、Biochem、)86、165(1978) )
。従って、この抑制および阻害から解除された変異型p
he^遺伝子を導入する方が、コリネバクテリウム属、
ブレビバクテリウム属またはミクロバクテリウム属微生
物に高いフェニルアラニン生産能を付与できるので好ま
しい。
変異型phe^遺伝子を導入するには、所望の変異を受
けたpheA遺伝子を有するエシェリシア・コリ変異株
の染色体DNAを供与源として、野性型phe人遺伝子
を得たのと同様な方法で組換え体プラスミドを作製する
ことにより果たされる。あるいは野性型pheA遺伝子
を含む組換え体プラスミドを保有する微生物をin v
ivoで変異処理するか、in vitroで変異を誘
起し形質転換して変異型phe^遺伝子を含む組換え体
プラスミドを作成し、これを使用することもできる。
野性型あるいは変異型pheA遺伝子を含む組換え体プ
ラスミドは前記のごときプロトプラストを用いる形質転
換法によりコリネバクテリウム属、ブレビバクテリウム
属またはミクロバクテリウム属微生物に導入できる。こ
れらの組換え体プラスミド保有株によるL−フェニルア
ラニン生産は、従来の発酵法によるL−フェニルアラニ
ン製造に用いられる培養方法により行うことができる。
すなわち、該形質転換株を炭素源、窒素源、無機物、ア
ミノ酸、ビタミンなどを含有する通常の培地中、好気的
条件下、温度、pHなどを調節しつつ培養を行えば、培
養物中にL−フェニルアラニンが生成蓄積するのでこれ
を採取する。
炭素源としてはグルコース、グリセロール、フラクトー
ス、シェークロース、マルトース、マンノース、澱粉、
澱粉加水分解液、糖蜜などの炭水化物、ポリアルコール
、ピルビン酸、フマール酸、乳酸、酢酸などの各種有機
酸が使用できる。さらに微生物の資化性によって、炭化
水素、アルコール類なども用いられる。特に廃糖蜜は好
適に用いられる。
窒素源としてはアンモニアあるいは塩化アンモ二〇、硫
酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、酢酸アンモニウム
などの各種無機および有機アンモニウム塩類あるいは尿
素および他の窒素含有物質ならびにペプトン、NZ−ア
ミン、肉エキス、酵母エキス、コーン・スチーブ・リカ
ー、カゼイン加水分解物、フィッシ!−%−ルあるいは
その消化物、蝋加水分解物などの窒素含有有機物など種
々のものが使用可能である。
さらに無機物としては、燐酸第一水素カリウム、燐酸第
二水素カリウム、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム
、硫酸マグネシウム、塩化ナトリウム、硫酸第一鉄、硫
酸マンガンおよび炭酸カルシウムなどを使用する。微生
物の生育に必要とするビタミン、アミノ酸源などは、前
記したような他の培地成分によって培地に供給されれば
特に加えなくてもよい。
培養は振盪培養あるいは通気攪拌培養などの好気的条件
下に行う。培養温度は一般に20〜40℃が好適である
。培地のpHは中性付近に維持することが望ましい。培
養期間は通常1〜5日間で培地中にL−7エニルアラニ
ンが蓄積する。培養終了後、菌体を除去して活性炭処理
、イオン交換樹脂処理などの公知の方法で培養液からL
−フェニルアラニンが回収される。
かくしてphe^遺伝子を含む組換え体DNAを保有せ
しめたコリネバクテリウム属、ブレビバクテリウム属ま
たはミクロバクテリウム属菌株を用いることにより、高
い収率でL−7エニルアラニンを生産することができる
。かかる微生物として具体的には例えばコリネバクテリ
ウム・グルタミタムK−51(FERM  BP−76
8)、コリネバクテリウム・グルタミタムK−52(F
ERMBP−769)等があげられ、その宿主菌コリネ
バクテリウム・グルタミタムK−50(FERMBP−
767)とともに工業技術院微生物工業技術研究所(微
工研)に寄託されている。
以下に本発明の実施例を示す。
実施例1゜ (1)エシェリシア・コリのCMおよびPDの遺伝子を
含むphe^を含むプラスミドDNAの調製本発明者ら
が特開昭60−34197に開示したように、エシェリ
シア・コリの野性型pheA遺伝子はエシェリシア・コ
リに一12株亜株JA194〔プロシイ−ディング・オ
ブ・ザ・ナショナル・アカデミイ・オプ・サイエンス(
Proc、Natl。
^cad、 Sci、)、 94.487(1977)
)の染色体DNAを供与源とし、pBR322をベクタ
ーに用いて約4,2KbのEcoRi−Hindl[7
1断片としてクローニングした。この組換え体プラスミ
ドpBaroF1は、第1図に示すようなEcoRI、
BamHI、Hi ndl[[等の各種制限酵素)切断
部位を育し、プロウスキーらがクローニングしたDNA
断片〔プロシイ−ディング・オブ・ザ・ナショナル・ア
カデミイ・オブ・サイエンx (Proc、 Natl
、^cad、Sci、) USA、 75.4271(
1978) )との比較によりクローニングしたDNA
断片上にはpheA遺伝子とともに他の遺伝子aroP
およびtyr八をも含むことが判明した。
そこでp8aroF1からpheA遺伝子のみを含むD
NA断片をサブクローニングするため、まずp[!ar
oF1をその保有株エシェリシア・コリA33248株
(この菌株の製造方法は特開昭60−34197に記載
されている)の培養菌体から次の方法で単離した。
アンピシリン100g/mlを含む40 QmlLB培
地(バクトドリプトン10g5酵母エキス5g、ブドウ
糖1gおよび塩化ナトリウム5gを水liに含み、p 
H7,2に調整した培地)に種培萎を接種し、37℃で
振盪培養し、対数後期まで生育させた。培養液より集菌
後、菌体を日中らの方法〔ジャーナル・オブ・バタテリ
オロジ4(J、 Bacteriol、)、 121.
354(1975) )に従い溶菌した。得られた溶菌
液を28.00Orpm、4℃で1時間遠心し、上清を
採取した。
上滑に115容の50%(w/v)ポリエチレングリコ
ール(PEG)6000水溶液を加え、ゆるやかに混合
した後、4℃で一夜放置した。生じた沈澱を、4℃、3
.OOOrpm、5分間の遠心で集め、5mMのTE緩
衡液(10mM  Tris −HCl、1mM  E
DTA−Na2、pH7,5)に溶解し、1.5■/m
l濃度のエチジウムブロマイド1mlを加え、さらにT
E緩衝液で正確に7.5mMとした。この溶液に、C5
Cj!7.875gを加え、完全に溶解した後、105
.OOOXg120℃、40時間遠心した。紫外線照射
下検出されるプラスミドバンドを注射器でぬき取り、1
5%(V/V)のTEIfr液を含むインプロパツール
で3回、エチジウムブロマイドを抽出した後、4℃で一
夜TE緩衝液に対して透析し、透析液をプラスミドDN
A溶液として用いた。
(2) phe^遺伝子のサブクローン化上記で調製し
たプラスミドpBaroPI D N Aより、phe
^遺伝子部分のDNA断片を取得し、エシェリシア・コ
リのベクターpBR322に連結する。
プラスミドpBaroFI D NA3 gを含む制限
酵素反応液(10mM  Tris−HCI、6mM 
MgCl2.100mM NaC1,pH7,5)10
0mに各5単位のEcoRI、およびBamHI (宝
酒造社製)を加え、37℃で60分間反応させた。また
、pBR322DNA  3肩を含む制限酵素反応液(
同上)100mに各5隼位EC0RI、および3amH
Iを加え、37℃で60分間反応させた。反応後、65
℃で10分間加温して反応を停止させた。両反応液を混
合し、T4リガーゼ用緩衝液(660mM  Tris
−HCI、66mM  MgC1z 、100mMジチ
オスレイトール、pH7,6)40d、ATP (5a
+M) 40JII2、T4リガーゼ(宝酒造社製、1
単位/JIIt)0.4パおよびH2O120屑を加え
、4℃で24時間反応させた。反応後、65℃で15分
間加温して反応を停止させた。
このリガーゼ反応混合物を形質転換に供する。
形質転換に供する受容菌として、phe^遺伝子を欠損
したエシェリシア・コリに一12株GS245 (pi
e^905. araD139.  Δ1acU169
.  Δgly^。
str^、  thi) (ジーy(Gene)、  
14.63.  (1981)]を用いる。37℃で一
夜培養液を、LB培地に植菌し、M、 Dagert 
らの方法〔ジーン(Gene) 。
6、23.  (1979) )に従って、コンピテン
トな細胞を調製した。
コンピテントな細胞10”/nlを含む液0.2111
1にリガーゼ反応混合物50屑を加え、水冷下10分間
放Ibた。次いで37℃で5分間熱旭理した後、LB培
地211を加え、37℃で90〜120分間静萱した。
その後、菌体を生理食塩水で2回遠心洗浄後、50.1
1/IIのグリシンを含むM9平板培地(ブドウ糖2g
5NH4CI21 g、NatHPO46g、KHzP
O*  3g5Mg504・7H700,1g5CaC
12・2H2015■、サイアミン塩酸塩4■および寒
天15gを水11に含み、p H7,2に調整した培地
)に塗布した。M9平板培地に生育したコロニーを各々
アンピシリン100に7mM。
テトラサイクリン20■/a+1を含むLB平板培地に
塗布し、アンピシリン含有培地で生育し、テトラサイク
リン含有培地で生育しないコロニーを選択した。
このようにして選択したグリシンを含むM9平板培地で
生育し、アンピシリン耐性、子トラサイタリン感受性の
形質転換株より前記と同様にして、プラスミドDNAを
単離した。形質転換株の一株から得たプラスミドにpP
HEAlを各種制限酵素で消化後、アガロースゲル電気
泳動で解析した結果、pBR322のEcoRIとBa
mHIの間の領域に、約1,8KbのEcoRI−Ba
mHI切断DNA断片が挿入されたプラスミドであるこ
とが判明した(第1図参照)。
(3)  phe^遺伝子のシャトルベクターpcE5
1への連結 上記で調製したプラスミドpPHEAIDNAより、p
heA遺伝子部分のDNA断片を取得し、エシェリシア
・コリとコリネバクテリウム・グルタミクムとのシャト
ルベクターpcE51に連結する。
pcE51は本発明者らが先に特許出願したコリネバク
テリウム・グルタミクムのプラスミドpcG1(特開昭
57−134500 )とエシェリシア・コリのプラス
ミドpGA22(ジャーナルオブ・バタテリオロジイ(
J、Bacteriol、) 14Q。
400、  (1979) )を連結せしめたプラスミ
ドである。詳しくは、本発明者らによる特開昭58−1
42804に記載されているが、pcGl上に1カ所し
かないBgl II切断部位とpGA22のカナマイシ
ン耐性遺伝子を含む方のBamHI断片とを両制限酵素
の同一接着末端を利用して連結したものである。
プラスミドpPHEAI  DNA  3■を含む制限
酵素反応液(10mM  Tris−HCl、5mMM
gC12、loOmM  NaCj!、p H7,5)
100薦に各5単位の5cai、NruI (全酒造社
製)を加え、37℃で60分間反応させた。また、pc
E51を保有するB、 coli  J^194株より
前記と同様にして調製したプラスミドpcE51  D
NA  3塊を含む制限酵素F、coRV反応液(lQ
mM  Tris−HCI、 6mM  MgC1*、
150mM  NaC1、pH7,5)100J11に
5単位のEcoRV[全酒造社製)を加え、37℃で6
0分間反応させた。
物にT4リガーゼ用緩衝液40d、ATP(5mM)4
0m、T4リガーゼ(全酒造社製 1単位/d)0.4
111およびHiO120mを加え、4℃で24時間反
応させた。
このリガーゼ反応混合物を用い、前記と同様に、エシェ
リシア・コ1JGs245株を形質転換し、菌体を50
g/mlのグリシンを含むM9平板培地に塗布する。M
9平板培地に生育したコロニーを各々アンピシリン10
0■/ml、 fトラサイクリン20■/ml 、カナ
マイシン20g/mIを含むLB平板培地に塗布し、カ
ナマイシン含有培地で生育し、アンピシリン、テトラサ
イクリン含有培地で生育できないコロニーを選択した。
このように選択した形質転換株より、前記と同様にして
プラスミドDNAを単離した。形質転換株の一株から得
たプラスミドpEpheA1を各種制限酵素で消化後、
アガロースゲル電気泳動で解析した結果、pcE51の
EcoRV切断部位に約2.Bbのphe^遺伝子を含
むSea 1−NruI切断DNA断片が挿入されたプ
ラスミドであることが判明した(第1図参照)。
(4)  p E p h e A 1によるコリネバ
クテリウム・グルタミクムの形質転換およびフェニルア
ラニンアナログ耐性プラスミドpEphe^22の取得
上記で調整したpBphe^lDNAを形質転換に供し
た。形質転換に供する受容菌として、コリネバクテリウ
ム・グルタミクムA T CC31830から誘導され
たりゾチーム感受性変異株コリネバクテリウム・グルタ
ミクムL−15ATCC31834を用いた。L−15
株の種培養をNB培地(粉末ブイヨン20g1酵母エキ
ス5gを水11に含みp H7,2に調整した培地)に
植菌し、30℃で振盪培養した。OD l)、 6にな
った時点で集菌し、該細胞をRCGP培地〔グルコース
5g1カザミノ酸5g1酵母エキス2,5g、に2HP
Oa  3.5g5KHiPOa 1.5g。
MgCA2・6H200,41g5FeSOs・7Hz
0 10■、 Mn3O4・4〜6H1O2■、Zn5
O,・7H200,9mg、(NH4)@MOvO2s
 l 4HzOO,04mg、ピオチン30■、サイア
ミン塩酸塩2■、コノ1り酸二ナトリウム135g、ポ
リビニルピロリドン(分子量10.000)30gを水
11に含む培地〕に1*g/mlのりゾチームを含む液
(pH7,6)に約109細胞/mlとなるように懸濁
し、L型試験管に移して30℃で5時間緩やかに振盪反
応してプロトプラスト化した。
このプロトプラスト懸濁液Q、5mlを小試験管にとり
2.500Xgで5分間遠心分離し、TSMC1l衝液
(13mM塩化マグネシウム、30+nM塩化カルシウ
ム、50mM)リス、400mMショ糖、pH7,5)
1mMに再懸濁して遠心洗浄後、TSMC8t衝液Q、
1mMに再懸濁した。この懸濁液に2倍濃度の73MC
緩衝液と上記pBphe^lDNA混合物の1対1混合
液100屑を加えて混和し、次いで73MC1I衡液中
に20%ポリエチレングリコール6.000 (PEG
6.000)を含む液Q、3mlを添加して混合した。
3分後、RCGP培地(pH7,2)釦lを添加し、2
.500×gで5分間遠心分離にかけて上澄み液を除去
し、沈澱したプロトプラストを1mMのRCGP培地に
懸濁してから30℃で2時間緩やかに振盪した。このプ
ロトプラスト懸濁液の0.21111をカナマイシン2
00x/mlを含むRCGP寒天培地(RCGP培地に
1.4%寒天を含む培地、p H7,2)に塗布し、3
0℃で7日間振盪した。
選択プレート上に生育したカナマイシン耐性コロニーの
培養菌体から前記と同様にプラスミドDNAを単離した
。形質転換株の一株から得られたプラスミドを各種制限
酵素消化後アガロースゲル電気泳動で解析した結果、p
EpheAlと同一のプラスミドであることがわかった
次に、pEpheAlを保有するし一15株をカナマイ
シン10■/mlを含むNB培地で対数増殖の後期まで
増殖させた。菌体を50mMトリス−マレイン酸緩衝液
(pH6,0)で2回遠心洗浄後、N−メチル−N′−
ニトロ−N−ニトロソグアニジン400M/mlを含む
50mM)リス−マレイン酸緩衝液(p H6,0)中
で、室温で30分間処理した。処理菌体を50111M
)!Jスス−レイン酸緩衝液(pH6,0)で2回遠心
洗浄後、洗浄菌体をカナマイシン10■/mlを含むN
B培地中、30℃で16時間培養し、前記と同様の方法
でプラスミドDNAを単離した。
単離したプラスミドを用い、L−15株を前記と同様の
方法で形質転換した。カナマイシン200u/mlを含
むRCC,P寒天培地上に生育したカナマイシン耐性コ
ロニーをかき集め、生理食塩水を用いて2回遠心洗浄後
、p−フルオロフェニルアラニン0.8■/mlあるい
はm−フフエ=ル ルオロiラニン0.1■/mlを含む最少寒天培地Ml
(ブドウ糖10g−(NHi)tsOn   4g、K
Cl 0.2g、Mg5Oa・7H200,2g、 F
 e SOa ・7 Hzo  101g、MnSO4
・4〜6HzO0,2mg、Zn5On・7HzOO,
9mg、Cu5Oa・5HiO0,4g、Na。
B*O−+’1O8200,09mg、(N H4)I
IM offo24・4H200,04mg、ピオチン
50■、p−アミノ安息香酸2.5+g、サイアミン塩
酸塩1■、寒天16gを水11中に含み、pH7,2に
調整した培地〕に塗布して、30℃で3日間培養した。
出現したコロニーから、p−フルオロフェニルアラニン
1.0■7mlSm−フルオロフェニルアラニン1.0
■/mlをそれぞれ単独で含むM1寒天培地、およびカ
ナマイシンLog/mlを含むNB寒天培地上で生育で
きるコロニーを選択した。その−株から分離したプラス
ミドをpEpheA22と命名した。
L−15株、および、pEpheAlあるいはpEph
eA22を保有するL−15株について、フェニルアラ
ニンアナログに対する耐性度を比較した。L−15株は
p−フルオロフェニルアラニンを0.05 mg/if
を含むM1寒天培地では生育できないが、pEpheA
lあるいはpEpheA22を保有するし一15株はp
−フルオロフェニルアラニンをそれぞれ0.2■/ml
、1.2q/1を含むM1寒天培地でも生育した。同様
に、pEpheAlあるいはpEpheA22を保有す
るし一15株は同時にm−フルオロフェニルアラニンに
対する耐性形質も獲得していた。
(5)  p E p h e A lあるいはpEp
heA22保存株によるフェニルアラニンの生産 フェニルアラニン生産性菌株コリネバクテリウム・グル
タミタムK−50をNB培地にて30℃で16時間振盪
培養し、その種培養を33M培地〔グルコース20g、
(NH4)tsOn  10g1尿素3g、酵母エキス
1g、KHzPOiIg、Mg(J!z・6H*OO,
4g、Fe50゜・7H2010M、MnSO4’ 4
〜6H200,2mg、ZnSOs ・7H200,9
mg5CuSO4’ 5HiOO,4g+gS Naz
BsOt40HtO0,09mg5  (NHa)sM
Oto2* ’ 4H*00.04■、ビオチン30鴻
、サイアミン塩酸塩1■を水11に含みI) H7,2
に調整した培地〕に接種して30℃で振盪培養した。O
D 0.2になった時点で0.5単位/mlになるよう
にペニシリンGを添加した。さらに培養を続け、OD約
0.6になったところで細胞を集菌し、RCGP培地に
1■/mlのリゾチームを含む液(pH7,6)に約1
09細胞/mlとなるように懸濁し、L型試験管に移し
て30℃で14時時間中かに振盪してプロトプラスト化
した。
このプロトプラスト懸濁液Q、5mlを小試験管にとり
2.500 x gで5分間遠心分離し、TSMC緩衝
液1mlに再懸濁して遠心洗浄後、TSMC緩衡液Q、
1mlに再懸濁した。この懸濁液に2倍濃度のTSM(
jlfi液とpEpheAlあるいはpephe^22
DNAの1対1混合液1004を加えて混和し、実施例
1(4)と同様にPEG6.000を介した形質転換を
行い、形質発現させた後、0.2mlをカナマイシン2
0 ON/1111を含むRCGP寒天培地に塗布し、
30℃で10日間培養した。
出現したコロニーの中からカナマイシンlO■/mlを
含むNB寒天培地上で生育できる株が得られた。
カナマイシンに耐性になった形質転換株を400mlS
SM培地で振盪培養し、OD 0.2になったところで
0.5単位/mlとなるようにペニシリンGを添加し、
さらにOD約0.6まで培養し、集菌した菌体から実施
例1(1)と同様な方法でプラスミドを単離した。これ
らのプラスミドを制限酵素消化後アガロースゲル電気泳
動で解析した結果、pEpheAlあるいはpH:ph
e^22と同一のプラスミドであることがわかった。こ
のようにして得られたpEpheAlあるいはpBph
e^22を保有する形質転換株は、各々、コリネバクテ
リウム・グルタミタムK−51(FERM  BP−7
68)、およびコリネバクテリウム・グルタミタムK−
52(FERM  BP−769)として微工研に寄託
されている。
コリネバクテリウム・グルタミタムK−50゜K−51
、およびに−52のL−フェニルアラニン生産試験を行
った。NB培地中で30℃、16時間振盪培養した種培
養Q、5a+Iを5mlの生産培地P4(廃糖蜜200
g、(NHa)asOt20g、KH2PO40,5g
、、に2HP0゜0.5g5MgSO4・78i○ 0
.25g、NZ7ミ72.5g、CaCO520gを水
11に含み、p H7,2に調整した培地〕の入った試
験管に接種し、30℃で72時間振盪培養した。
培養後、培養炉液をペーパークロマトグラフィーにかけ
、ニンヒドリン発色後、比色定置してL−フェニルアラ
ニンの生成量を測定した。
対照株コリネバクテリウム・グルタミタムK−50とと
もにL−フェニルアラニンの生成量を11表に示す。
実施例2゜ (1)各種コリネ型グルタミン酸生産菌の形質転換株に
よるフェニルアラニンの生産 コリネバクテリウム・ハーキユリスATCC13868
、ブレビバクテリウム・フラブムΔTCC14067、
およびブレビバクテリウム・ラクトファーメンタムAT
CC13655、ミクロバクテリウム・アンモニアフィ
ルムATCC15354を実施例L(5)と同様にペニ
シリンG存在下で培養し、該細胞をリゾチームで処理し
てプロトプラスト化した。このプロトプラストを実施例
1(4)と同様な方法により、PEG6、000を介し
てpBphe^22で形質転換し、カナマイシン耐性の
形質転換株を得た。
各株の形質転換株のペニシリン処理菌体から、実施例1
(5)と同様な方法でプラスミドを単離した。これらの
プラスミドを制限酵素消化後、アガロースゲル電気泳動
で解析した結果、形質転換株はpEphe^22と同一
のプラスミドを有していることがわかった。
これらのpEphe^22を保有する形質転換株と各々
の親株を実施例1(5)と同一条件でL−フェニルアラ
ニンの生産試験を行った。
その結果を第1表に示す。
第1表 −33(2)皇月一 本発明によれば、エシェリシア属に属する微生物のCM
およびFDの合成に関与する遺伝子とベクタープラスミ
ドとの組換え体を保有させて、コリネバクテリウム属、
ブレビバクテリウム属、またはミクロバクテリウム属菌
種におけるL−フェニルアラニンの生産性を付与、ある
いは向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はpBphe^1の制限酵素切断地図とその作製
工程を示す。矢印は遺伝子の転写される方向を示しであ
る。プラスミドの分子量はキロペース(にb)で表示さ
れている。 第1図

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)エシェリシア属に属する微生物のコリスメートム
    ターゼおよびプリフェネートデヒドラターゼの合成に関
    与する遺伝子を含むDNA断片とベクターDNAとの組
    換え体DNAを保有するコリネバクテリウム属、ブレビ
    バクテリウム属またはミクロバクテリウム属に属する微
    生物を培地中に培養し、培養物中にL−フェニルアラニ
    ンを生成蓄積せしめ、該培養物からL−フェニルアラニ
    ンを採取することを特徴とするL−フェニルアラニンの
    製造法。
  2. (2)ベクターがコリネバクテリウム属に属する微生物
    由来のpCG1、pCG2、pCG4、pCG11、p
    CE51、pCB52、pC853、pCB101およ
    びそれらから誘導されるプラスミドから選ばれる特許請
    求の範囲第1項記載の方法。
  3. (3)エシェリシア属に属する微生物由来のコリスメー
    トムターゼおよびプリフェネートデヒドラターゼの合成
    に関与する遺伝子を含むDNA断片が、フェニルアラニ
    ンのアナログに対する耐性をコリネバクテリウム属、ブ
    レビバクテリウム属またはミクロバクテリウム属に属す
    る微生物に付与することができるDNA断片であること
    特徴とする組換え体DNA。
  4. (4)エシェリシア属に属する微生物のコリスメートム
    ターゼおよびプリフェネートデヒドラターゼの合成に関
    与する遺伝子を含むDNA断片とベクターDNAとの組
    換え体DNAを保有するコリネバクテリウム属、ブレビ
    バクテリウム属またはミクロバクテリウム属に属する微
    生物。
  5. (5)コリネバクテリウム・グルタミタムK−51(6
    )コリネバクテリウム・グルタミタムK−52
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