JPS62262994A - D-amino acid oxidase gene - Google Patents
D-amino acid oxidase geneInfo
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- JPS62262994A JPS62262994A JP61106663A JP10666386A JPS62262994A JP S62262994 A JPS62262994 A JP S62262994A JP 61106663 A JP61106663 A JP 61106663A JP 10666386 A JP10666386 A JP 10666386A JP S62262994 A JPS62262994 A JP S62262994A
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- C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
- C12N9/0004—Oxidoreductases (1.)
- C12N9/0012—Oxidoreductases (1.) acting on nitrogen containing compounds as donors (1.4, 1.5, 1.6, 1.7)
- C12N9/0014—Oxidoreductases (1.) acting on nitrogen containing compounds as donors (1.4, 1.5, 1.6, 1.7) acting on the CH-NH2 group of donors (1.4)
- C12N9/0022—Oxidoreductases (1.) acting on nitrogen containing compounds as donors (1.4, 1.5, 1.6, 1.7) acting on the CH-NH2 group of donors (1.4) with oxygen as acceptor (1.4.3)
- C12N9/0024—D-Amino acid oxidase (1.4.3.3)
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明ハトリゴノプシス・バリアビリス(Trigon
opsis variabilis)由来であり、セフ
ァロスポリンCを酸化することのできるD−アミノ酸オ
キシダーゼの遺伝子を担うDNA断片およびこのDNA
断片で形質転換されたD−アミノ酸オキシダーゼ産生能
を有する新規な大腸菌に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention uses Trigonopsis variabilis (Trigon
A DNA fragment carrying the gene for D-amino acid oxidase derived from S. variabilis and capable of oxidizing cephalosporin C, and this DNA
The present invention relates to a novel Escherichia coli transformed with a fragment and having the ability to produce D-amino acid oxidase.
D−アミノ酸オキシダーゼは、D−アミノ酸の酸化的脱
アミノ反応を触媒する酵素である。この酵素はDL−ア
ミノ酸ラセミ混合体からのL−アミノ酸分離、D−アミ
ノ酸からのケト酸の調製、あるいはアミノ酸の分析に応
用され、産業的に有用な特質をもつことが知られている
。この中で酵母トリゴノプシス・バリアビリスが生産す
るD−アミノ酸オキシダーゼは、D−アミノ酸を酸化す
るのみならず、抗生物質の一種であるセファロスポリン
Cを酸化して7−β−(5−カルボキシ−5−オキソペ
ンタンアミド)セファロスポラン酸を生成させることで
注目されている。またこの化合物は同時に生成するH2
O2と反応して7−β−(4−カルゴキシプタンアミド
)セファロスポラン酸を生成することが知られている。D-amino acid oxidase is an enzyme that catalyzes the oxidative deamination reaction of D-amino acids. This enzyme is applied to the separation of L-amino acids from DL-amino acid racemic mixtures, the preparation of keto acids from D-amino acids, and the analysis of amino acids, and is known to have industrially useful properties. Among these, D-amino acid oxidase produced by the yeast Trigonopsis variabilis not only oxidizes D-amino acids, but also oxidizes cephalosporin C, a type of antibiotic, to 7-β-(5-carboxy-5 -Oxopentanamide) is attracting attention for producing cephalosporanic acid. This compound also produces H2 at the same time.
It is known to react with O2 to produce 7-β-(4-cargoxyptanamido)cephalosporanic acid.
これらの化合物は医薬として重要なセファロスポリン系
抗生物質合成の中間原料を提供するものであり(たとえ
ば特公昭5O−7158)、さらにこれらの化合物にH
20□やある種のセファロスポリン・アシラーゼを作用
させてより有用な中間原料である7−アミノセファロス
ポラン酸を製造する方法が発明されている(たとえば特
公昭54−17032)。These compounds provide intermediate raw materials for the synthesis of cephalosporin antibiotics, which are important as pharmaceuticals (for example, Japanese Patent Publication No. 50-7158).
A method for producing 7-aminocephalosporanic acid, a more useful intermediate raw material, by using 20□ or a certain type of cephalosporin acylase has been invented (for example, Japanese Patent Publication No. 17032/1983).
〔発明が解決しようとしている問題点〕しかしながらこ
の酵素が上記の目的のために工業的に有利に用いられる
ためには、容易にかつ安価に製造され、他の諸反応と容
易に連結されうることが必要であるが、上記酵母菌によ
るD−アミノ雫オキシダーゼ生成には特定の誘導条件を
必要とし、また混在する他の種々の酵素の生成を人為的
に抑制することが困難である。このため他の諸反応と連
結させて有用物質生産をはかるには、複雑な反応調整、
あるいけ該酵素の充分な程度までの分離精製が要求され
る。[Problems to be solved by the invention] However, in order for this enzyme to be industrially advantageously used for the above purpose, it must be easily and inexpensively produced and easily linked to other reactions. However, production of D-aminodrop oxidase by the yeast requires specific induction conditions, and it is difficult to artificially suppress the production of various other enzymes present. Therefore, in order to produce useful substances by linking with other reactions, complex reaction adjustments and
In some cases, separation and purification of the enzyme to a sufficient degree is required.
口問題点を解決するための手段および作用〕本発明者ら
は上記の問題を解決すべく鋭意研究を展開し、トリゴノ
プシス・バリアビリスから、D−アミノ酸オキシダーゼ
遺伝子を担うDNAを分離し、これを大腸菌にクローニ
ングすることに成功した。さらにこのDNA断片に必要
な修飾をほどこして、これをベクターに組みこんだ組換
え体DNAを導入した大腸菌がD−アミノ酸オキシダー
ゼを著予に生産することを見出した。こうして本発明者
らはD−アミノ酸オキシダーゼ遺伝子のクローン化によ
って、それを容易に発現させ、あるいはこの遺伝子を容
易に他の細胞に導入可能な形態に修飾することによって
、この酵素の生産や応用が飛躍的に改良されつることを
みとめ、本発明を完成するにいたった。[Means and actions for solving the problems] The present inventors conducted extensive research to solve the above problems, isolated the DNA carrying the D-amino acid oxidase gene from Trigonopsis variabilis, and introduced it into Escherichia coli. succeeded in cloning. Furthermore, we have found that Escherichia coli into which a recombinant DNA obtained by making necessary modifications to this DNA fragment and incorporating it into a vector can significantly produce D-amino acid oxidase. Thus, the present inventors have demonstrated the ability to produce and apply this enzyme by cloning the D-amino acid oxidase gene to easily express it, or by modifying this gene into a form that can be easily introduced into other cells. Recognizing that this could be dramatically improved, we completed the present invention.
すなわち本発明によれば、トリゴノプシス・バリアビリ
ス由来であり、かつ第1表に示されるアミノ酸配列をコ
ードするD−アミノ酸オキシダーゼ遺伝子を担うDNA
断片が提供される。That is, according to the present invention, a DNA carrying a D-amino acid oxidase gene derived from Trigonopsis variabilis and encoding the amino acid sequence shown in Table 1
Fragments are provided.
また、本発明によれば、上記DNA断片を大腸菌の宿主
ベクター系で用いられるベクターに組込んだ組換え体D
NAが提供される。Further, according to the present invention, a recombinant D in which the above DNA fragment is integrated into a vector used in an E. coli host vector system is obtained.
NA is provided.
更にまた本発明によれば、上記DNA断片を組み込んだ
組換え体DNAで形質転換した新規な大腸菌が提供され
る。Furthermore, the present invention provides a novel E. coli transformed with a recombinant DNA incorporating the above DNA fragment.
(私T糸自)
本発明にかかるDNAおよび組換え体微生物は、大略下
記の工程によって造成することができる。(Private T Ito) The DNA and recombinant microorganism according to the present invention can be constructed by approximately the following steps.
(1)iJゴノデシス・パリアビリスC’BS 409
5 カら全DNAを抽出し、制限酵素で切断した後、ベ
クターに組みこみ、大腸菌に導入し、DNAライブラリ
ーを作成する。トリゴノプシス・バリアビリスCBS
4095は寄託機関であるセントラール・ビー−ロー・
フォーア・シメルカルチュレス(CentraalBu
reau voor Schimmelculture
s) 、オランダ国に寄託番号4095号の下に寄託さ
れている酵母である。(1) iJ Gonodesis palabilis C'BS 409
5. Extract the total DNA from the plant, cut it with restriction enzymes, insert it into a vector, and introduce it into E. coli to create a DNA library. Trigonopsis variabilis CBS
4095 is a depository institution, Central B-Lo.
Foa Simelcultures (CentraalBu)
reau voor Schimmelculture
s), a yeast deposited in the Netherlands under deposit number 4095.
(2))+7ゴノデシス・パリアビリスCBS 409
5からセファロスポリンCを酸化する能力をもつD−ア
ミノ酸オキシダーゼを抽出・精製し、アミノ基末端アミ
ノ酸配列を決定する。(2)) +7 Gonodesis palabilis CBS 409
D-amino acid oxidase having the ability to oxidize cephalosporin C was extracted and purified from 5, and the amino group-terminal amino acid sequence was determined.
(3)得られたD−アミノ酸オキシダーゼのアミノ基末
端アミノ酸配列の一部分について、これより推定される
遺伝子のDNA塩基配列をもつオリゴヌクレオチドの混
合物を合成し、これをDNAプローブと称する。(3) A mixture of oligonucleotides having the DNA base sequence of the gene deduced from a portion of the amino terminal amino acid sequence of D-amino acid oxidase obtained is synthesized, and this is called a DNA probe.
(4) DNAプローブをiPでラベルし、前記(1
)で得られたDNAライブラリーとコロニー・ハイプリ
ダイゼータ1ンを行なわせ、DNAプローブと相補性を
示した大腸菌のコロニーを選択・分離する。(4) Label the DNA probe with iP, and add the above (1)
The DNA library obtained in ) is subjected to colony hybridization, and E. coli colonies that show complementarity to the DNA probe are selected and isolated.
(5)選択された大腸菌の菌株からプラスミドDNAを
とりだし、ベクターに組みこまれたトリゴノプシス・バ
リアビリスCB34095由来のDNAの塩基配列を決
定する。(5) Plasmid DNA is extracted from the selected E. coli strain, and the base sequence of the Trigonopsis variabilis CB34095-derived DNA incorporated into the vector is determined.
(6)決定されたDNA塩基配列中にD−アミノ酸オキ
シダーゼのアミノ基末端アミノ酸配列を正しくふくむア
ミノ酸配列の読取り枠を見出し、これをふくむDNA断
片に適当な修飾をほどこした上で、大腸菌の遺伝子発現
のためのベクターに組みこみ、発現用の組換え体DNA
を造成する。(6) Find an open reading frame for an amino acid sequence that correctly includes the amino terminal amino acid sequence of D-amino acid oxidase in the determined DNA base sequence, make appropriate modifications to the DNA fragment that includes this, and then construct the E. coli gene. Recombinant DNA for expression is incorporated into a vector for expression.
Create.
(7) 発現用の組換え体DNAを宿主たる大腸菌に
導入し、D−アミノ酸オキシダーゼを産生する新規な大
腸菌を造成する。(7) Recombinant DNA for expression is introduced into host E. coli to create a new E. coli that produces D-amino acid oxidase.
上記の工程中でDNAの取扱いに必要な一般的な操作は
当業者ならば容易に行うことができるものであり、たと
えばモレキュラークローニング(Mo1ecular
Cloning ) [:テイー ・−r ニアテイス
(T、Maniatis)ら、コールトスプリ7 f
/% −/? −ラ?ラトリー(Co1d Sprin
g Harbor Laboratory)社(198
2) ]のような実験操作書にしたがえば、容易に実施
できる。使用される酵素・試薬類もすべて市販の製品が
使用可能であり、特にことわらないかぎり製品で指定さ
れている使用条件にしたがえば完全に目的を達成するこ
とができる。上記工程(2)において、トリボノブシス
・ノぐリアビリスからのD−アミノ酸オキシダーゼの精
製は公知であり(たとえば文献:スワジュセル(Srw
ajc@r)う(1985)バイオテクノロジーレター
ズ(Biotechnology Latters)ヱ
、1−7)、また蛋白質のアミノ酸配列の決定も公知で
ある〔たとえば文献:ハンカビラ−(Hunkapil
ler)ら(1983)サイエンス(Sci@nce)
、 219.650−659]o上記工程(3)におい
て指定された塩基配列をもつオリゴ9ヌクレオチドの混
合物の合成には、市販のDNA合成機を用い、その操作
手順にしたがって実施することができる。上記工程(5
)におけるDNA塩基配列の決定法も公知の方法を用い
ることができる〔たとえば文献:サンガー(Sange
r)ら(1977)デロシーデインダスオプナシ1ナル
アカデミーサイエンスユーエスエー(Proe、 Na
ti、 Acad、 Sci、 USA) 、 74
、5463−5467 ]。General operations necessary for handling DNA in the above steps can be easily performed by those skilled in the art, such as molecular cloning (Molecular Cloning).
Cloning ) [: T. -r Maniatis et al., Coultospri 7 f
/% -/? -Ra? Latry (Co1d Sprin
g Harbor Laboratory (198
2) It can be easily carried out by following the experimental procedure manual. All of the enzymes and reagents used can be commercially available products, and unless otherwise specified, the purpose can be completely achieved if the usage conditions specified by the product are followed. In the above step (2), the purification of D-amino acid oxidase from Atribonobsis noguliabilis is known (for example, in the literature: Srw
(1985) Biotechnology Letters, 1-7), and the determination of the amino acid sequence of proteins is also known [for example, literature: Hunkapil et al.
(1983) Science
, 219.650-659] o The mixture of oligo9 nucleotides having the specified base sequence in step (3) above can be synthesized using a commercially available DNA synthesizer and following its operating procedures. The above process (5
) can also be determined by known methods [for example, literature: Sanger et al.
R) et al. (1977) Proe, Na.
ti, Acad, Sci, USA), 74
, 5463-5467].
上記工程(6)において目的の遺伝子をふくむDNA断
片を発現用ベクターに組みこむ際は、大腸菌中で遺伝子
が発現するのに障害となり得るトリゴノプシス・バリア
ビリスCB54095由来のアミノ酸非コード領緘を削
除する必要がある。このような特定のDNAの領域を削
除するには、合成オリゴヌクレオチドを用いて欠損変異
を誘導する公知の方法(たとえば文献:ゾラー(Zol
ler)ら(1983)メンツズインエンデイモロジ−
(Methoda Enzymol、 )、 101
、468−500 )にしたがえばよい。ま次発現用ベ
クターとしては宿主内で機能するプロモーターやりボゾ
ーム結合部位をそなえ念ものであればいずれでもよいが
、セファロスポリンCを基質とする場合は、これを分解
するβ−ラクタマーゼ遺伝子を保有しな−かあるいは不
活化されているものを用いることが好ましい。上記工程
(7)において用いる宿主は、通常遺伝子操作で用いら
れている大腸菌でよいが、大腸菌は本来セファロスポリ
ンCを分解するセファロスポリナーゼを産生ずるので、
のぞましくはこの遺伝子が欠損した宿主を造成して用い
る。またD−アミノ酸オキシダーゼ活性の簡便な検出に
は、0−ジアニシジンを用いる公知の方法〔たとえば文
献:ヘドリック(H@drick )ら(1968)ア
ーカイプスオプバイオケミストリーアンドノ9イオフイ
ジックス(Arch、 Blochem、 Bioph
ys、λ126,155−1643を用いることができ
る。When inserting the DNA fragment containing the target gene into the expression vector in step (6) above, it is necessary to delete the amino acid non-coding sequence derived from Trigonopsis variabilis CB54095, which can be an obstacle to gene expression in E. coli. There is. To delete such a specific DNA region, known methods of inducing deletion mutations using synthetic oligonucleotides (for example, literature: Zollar
ler) et al. (1983)
(Methoda Enzymol, ), 101
, 468-500). The primary expression vector may be any vector as long as it has a promoter or bosome binding site that functions in the host, but if cephalosporin C is used as a substrate, it contains a β-lactamase gene that degrades it. It is preferable to use pith or inactivated ones. The host used in step (7) above may be E. coli, which is commonly used in genetic manipulation, but since E. coli originally produces cephalosporinase that degrades cephalosporin C,
Preferably, a host lacking this gene is constructed and used. Furthermore, for simple detection of D-amino acid oxidase activity, known methods using 0-dianisidine [for example, literature: H@drick et al. (1968) Arch, Blochem , Bioph
ys, λ126, 155-1643 can be used.
以下、実施例により本発明をより詳細に説明するが、本
発明は下記の実施例に限定されるものではない。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.
実施例I D−アミノ酸オキシダーゼ遺伝子のクローニ
ングと大腸菌における発現
1、トリボノブシス・・9リアビリスからの全DNAの
抽出と切断
クライヤー(Cryer )らの方法〔文献:メソツズ
インセルハイオロジ−(Methods in Ce1
l Biology)12巻、39−44.アカデミツ
ク プレス(Academicpress)社、197
5)にしたがって、トリゴノプシス・バリアビリスCB
S 4095から全DNAを抽出精製し穴。このDNA
40μIをとり、制限酵素Mb、。Example I Cloning and expression of the D-amino acid oxidase gene in Escherichia coli 1, Extraction and cleavage of total DNA from Atribonobsis .9 Riabilis Methods of Cryer et al.
12, 39-44. Academic Press, 197
5), Trigonopsis variabilis CB
Extract and purify total DNA from S4095. this DNA
Take 40μI of restriction enzyme Mb.
工4単位と37℃、15分間反応させた。反応液全等量
のフェノール・クロロホルム(1:1)で抽出し、DN
Aをエタノールで沈殿させた後、0.1倍濃度のTE緩
衝液(] OmM )リス−塩n (p)18.0 ’
) 。The mixture was reacted with 4 units of 37°C for 15 minutes. The reaction solution was extracted with a total equal volume of phenol/chloroform (1:1), and DN
After precipitating A with ethanol, 0.1x TE buffer (]OmM) Lis-salt n (p) 18.0'
).
1 mM EDTA ]にとかした。得られたDNA
g液の全量を0.7 %アガロースrルd気泳動に供し
、6〜9kbの大きさに相当するDNAをふくむ部分を
切出して、電気溶出法によりゲルからDNA断片を溶出
させた。ついで溶出液を等量のフェノールおよびフェノ
ール・クロロホルムでjil!次抽出し、得られる水層
にエタノールを添加してDNAを沈殿させた後、0.1
倍m度のTE緩衝液20μ!にとかし念。1 mM EDTA]. Obtained DNA
The entire volume of the g solution was subjected to 0.7% agarose RLD electrophoresis, a portion containing DNA corresponding to a size of 6 to 9 kb was excised, and the DNA fragment was eluted from the gel by electroelution. The eluate was then mixed with equal volumes of phenol and phenol/chloroform. After extraction, ethanol was added to the resulting aqueous layer to precipitate the DNA, and 0.1
20μ of TE buffer at twice the temperature! Nitokashinen.
2、 ベクターDNAの開裂
′、 ” 、0.1倍画度のTE緩衝液20μA&C
とかした。2. Cleavage of vector DNA', 0.1x TE buffer 20 μA&C
I combed it.
3. ベクターへのDNA断片の挿入
上記工程】で得られた溶液と上記工程2で得られた溶液
を3:1の割合に混合し、T4・DNA IJが−ゼを
15℃で6時間反応させ、ベクターとトリゴノプシス・
バリアビリスCBS 4095のDNA断片を結合させ
た。3. Inserting the DNA fragment into the vector The solution obtained in the above step] and the solution obtained in the above step 2 were mixed at a ratio of 3:1, and the T4/DNA IJ-ase was reacted at 15°C for 6 hours. vector and trigonopsis
A DNA fragment of S. variabilis CBS 4095 was ligated.
4、トリゴノプシス・バリアビリスのDNAライブラリ
ーの作成
まず大腸菌宿主としてセ7アロスデリナーゼ欠損変異菌
株を造成した。すなわちエシェリヒア・コリ(Each
eriehia aoli) MC1061(米国シカ
ゴ大学77L−:ll A カサダパ7 (Malc
om Ca5adaban)博士より入手。本菌の性質
はジャーナル オプ モレキーラーパイオロジー(J、
Mo1.Biol、)、138.179−207.19
80 −一一一一一
でに記載されている)を→傍肴→
→N−メチルーN4.、−二)I:1−N−ニトロング
アニジンで処理した後、セファロス4リンCに対する感
受性が増大したコロニーを選択した。これらの中からセ
ファロスポリナーゼ活性をほとんど示さない株を会井m
特φ今選捩分離し、その−株をエシェリヒア・コIJ
MB 65と命名して宿主として用いた。つぎに上記工
程3で得られた組換え体DNAを形質転換によりエシェ
リヒア・コリMB65に導入し、アンピシリン50μg
/−をふくむL−プロス寒天培地上で生育してきたコロ
ニーを集めて、これをトリゴノプシス・バリアビリスC
B54095のDNAライブラリーと称した。4. Creation of DNA library of Trigonopsis variabilis First, a se7 allosderinase-deficient mutant strain was constructed as an E. coli host. Namely, Escherichia coli (Each
eriehia aoli) MC1061 (University of Chicago 77L-:ll A Casadapa 7 (Malc
Obtained from Dr. om Ca5adaban). The properties of this bacterium are described in the Journal op Molekieler Piology (J.
Mo1. Biol, ), 138.179-207.19
80 -11111
) → Side dish →
→N-methyl-N4. ,-2) After treatment with I:1-N-nitronguanidine, colonies with increased sensitivity to Cephalos 4-phosphoC were selected. Among these, strains showing almost no cephalosporinase activity were selected.
Separate the special φ current strain and make the strain Escherichia co-IJ.
It was named MB65 and used as a host. Next, the recombinant DNA obtained in step 3 above was introduced into Escherichia coli MB65 by transformation, and 50 μg of ampicillin was added.
Collect colonies that have grown on L-pros agar medium containing C.
It was called the B54095 DNA library.
5、 D−アミノ酸オキシダーゼのアミノ基末端アミ
ノ酸配列の決定
トリボノブシス・バリアビスCBS 4095かう前述
のスワジ、セル(Szwajcer)らの方法にしたが
ってD−アミノ酸オキシダーゼをB″製した。精製した
醇素蛋白質のアミン基末端のアミノ酸配列を前述の方法
により解析し、第2表に示されるようにアミノ基末端か
ら41番目までのアミノ酸配列を決定した。5. Determination of the amino terminal amino acid sequence of D-amino acid oxidase Tribonobusis variabilis CBS 4095 D-amino acid oxidase B'' was prepared according to the above-mentioned method of Szwajcer et al. The terminal amino acid sequence was analyzed by the method described above, and the amino acid sequence from the amino terminal to position 41 was determined as shown in Table 2.
第2表
Ala−Lys−11e−Val−Val−11e−G
ly−Ala−Gly−Val−Ala−Gly−Le
u−Thr−Thr−Ala−La+u−Gln−Le
u−Leu−Ary−Lys−Gly−His−Glu
−Val−Thr−11e−Val−8er−Gl u
−Ph @−Th r−Pro −G 1 y−As
p−L@u−8s r −I 1e−Gly−Tyr−
8::下琲部はプローブ合成に用いられた配列を示す。Table 2 Ala-Lys-11e-Val-Val-11e-G
ly-Ala-Gly-Val-Ala-Gly-Le
u-Thr-Thr-Ala-La+u-Gln-Le
u-Leu-Ary-Lys-Gly-His-Glu
-Val-Thr-11e-Val-8er-Glu
-Ph @-Th r-Pro -G 1 y-As
p-L@u-8s r -I 1e-Gly-Tyr-
8:: The lower lip shows the sequence used for probe synthesis.
6、 DNAプローブの合成
のアミノ酸配列から推定される遺伝子上の可能なりNA
塩基配列すべてをふくむオリゴヌクレオチド混合物を第
3表に示すように合成した。すなわち各アミノ酸配列ご
とに可能なオリゴヌクレオチドを2群にわけて合成して
混合物をつくり、これらi DNAプローブDAO−1
とDAO−2、およびDAO−3とDAO−4と称した
。オリゴヌクレオチドの合成はすべてアプライド バイ
オシステム(Applied Biosystem)社
のDNAシンセサイザー(5ynthesizer )
モデル380−A f用いて行なった。6. Possible NA on the gene deduced from the synthesized amino acid sequence of the DNA probe
An oligonucleotide mixture containing all the base sequences was synthesized as shown in Table 3. That is, possible oligonucleotides for each amino acid sequence are divided into two groups and synthesized to create a mixture, and these i DNA probe DAO-1
and DAO-2, and DAO-3 and DAO-4. All oligonucleotides were synthesized using an Applied Biosystem DNA synthesizer (5ynthesizer).
The test was carried out using Model 380-A f.
7、 DNAライブラリーからD−アミノ酸オキシダ
ーゼ・クローンの候補の選択・分離
上記工程6で得られたDNAプローブを各々インダリア
(Inglia)らの方法〔文献:ヌクレイツクアシッ
ドリサーチ(Nucleic Ac1ds Res、)
+ 9+1627−1642.1982 ]にしたがっ
てT4ポリヌクレオチドキナーゼとγ−P−ATPを用
いてラベルした。つぎにDNAライブラリーである前記
工程4で得られた大腸菌をアンピシリン50μm//d
をふくむL−プロス寒天培地上でコロニーとして生育D
AO−2とハイツリダイゼーシ田ンさせた。ハイプリダ
イゼーシ目ンは6倍濃度のSSC(0,15MNaCt
。7. Selection and isolation of D-amino acid oxidase clone candidates from the DNA library. Using each of the DNA probes obtained in step 6 above, use the method of Inglia et al. [Reference: Nucleic Acids Res.
+9+1627-1642.1982] using T4 polynucleotide kinase and γ-P-ATP. Next, the E. coli obtained in step 4, which is the DNA library, was treated with ampicillin at 50 μm//d.
Grows as a colony on L-Pross agar medium containing D
I used AO-2 and high-resolution technology. The order Hyprididae is 6 times concentrated SSC (0.15M NaCt).
.
0、ol’5Mりzyaナトリウム+pH7−0)、0
.5(4/ニデットP−40(シグマ社、米国製)、D
AO−1あるいはDAO−2約2 X 105cpm/
+−を用いて、44℃で1時間半行ない、この後6倍濃
度のSSCを用いて室温で2回、つづいて6倍濃度のS
SCを用いて44の結果、DAO−1またはDAO−2
に対しハイプリダイゼーシッン陽性のコロニーが多数見
出された。そこで陽性のコロニーから40株をとりあげ
、液体培養した後、パーンボイム(Birnboim)
らの方法〔文献:ヌクレイツクアシッドリサーチ(Nu
cleicAcids Res、)、 7.1513−
1523.19791によりプラスミドDNAを調製し
た。ついでこれらのDNAを常法により変性させた後、
ニトロセルロースフィルターにスーットして、DNAプ
ローブとハイブリダイゼーシ覆ンさせた。ハイプリダイ
ゼーシ曹ンは6倍濃度の5SC110倍濃度のデンハル
ト(D@nhardt)液(0,02%フィコール、0
.02%ポリビニルピロリドン、0.02%牛血清アル
フミン)およびラベルしたDNAプローブを用いて、4
4℃(DAO−1およびDAO−2の場合)″または4
0℃(DAO−3およびDAO−4の場合)で1時間行
ない、この後6倍濃度のSSCを用いて室温で1回、つ
いで44℃(DAO−1およびDAO−2の場合)また
は40℃(DAO−3およびDAO−4の場合)で1回
洗浄はDAO−2にハイツリダイゼーシ曹ン陽性を示す
ものでかつDAO−3あるいはDAO−4にも陽性を示
すものが6株見出された。これら6株からのプラスミド
DNAを種々の制限酵素で切断し、アがロースグル電気
泳動を行なった後、ラベルしたDNAプローブとサデン
・ハイブリダイゼーシッン〔方法については文献:サデ
ン(5outhern) (1975)ジャーナルオブ
モレキュラーバイオロジ−(J、 Mo1.Biol、
)。0, ol'5M Rizya sodium + pH 7-0), 0
.. 5 (4/Nidet P-40 (Sigma, USA), D
AO-1 or DAO-2 approx. 2 x 105 cpm/
+- for 1.5 hours at 44°C, then twice at room temperature with 6x SSC and then twice at room temperature with 6x SSC.
44 results using SC, DAO-1 or DAO-2
Many colonies were found to be positive for hybridasesin. Therefore, 40 strains were taken from the positive colonies, and after liquid culture, Birnboim
[Reference: Nucleitsu Acid Research (Nu
Cleic Acids Res, ), 7.1513-
Plasmid DNA was prepared using No. 1523.19791. Then, after denaturing these DNAs by a conventional method,
It was placed on a nitrocellulose filter and covered with a DNA probe for hybridization. Hypridise carbonate is 6 times concentrated 5SC, 110 times concentrated Denhardt solution (0.02% Ficoll, 0%
.. 02% polyvinylpyrrolidone, 0.02% bovine serum albumin) and a labeled DNA probe.
4℃ (for DAO-1 and DAO-2)'' or 4℃
1 hour at 0°C (for DAO-3 and DAO-4), then once at room temperature with 6x concentration of SSC, then at 44°C (for DAO-1 and DAO-2) or at 40°C. (For DAO-3 and DAO-4) After one wash, 6 strains were found that were positive for DAO-2 and also positive for DAO-3 or DAO-4. It was done. The plasmid DNA from these six strains was cut with various restriction enzymes, and after performing low-glue electrophoresis, the labeled DNA probe and SADEN hybridization were performed. ) Journal of Molecular Biology (J, Mo1. Biol,
).
98.503−517)を行なった。その結果、Eeo
RI切断で生成する約0.6kbのDNA断片にDAO
−2とDAO−31だFiDAO−4が強くハイブリダ
イゼーシツン陽性を示すプラスミドDNAが見出された
。このプラスミドをpDAOc2−12と命名し、D−
アミノ酸オキシダーゼ・クローンの候補とした。98.503-517). As a result, Eeo
DAO is added to the approximately 0.6 kb DNA fragment generated by RI cleavage.
-2 and DAO-31 were found to be plasmid DNAs that were strongly positive for hybridization of FiDAO-4. This plasmid was named pDAOc2-12 and D-
It was selected as a candidate for amino acid oxidase clone.
8、 D−アミノ酸オキシダーゼ・クローンの同定と
DNA塩基配列の決定
プラスミドpDAOc2−12よりEcoRI切断によ
り生成する0、6kbのDNA断片について、前述のサ
ンガー (Sanger)らの方法に従ってDNA塩基
配列を決定した。その結果、第4表に示されるように真
核生物の遺伝子中に存在するイントロン様の配列をはさ
んで、上記工程5で得られ7’hD−アミノ酸オキシダ
ーゼのアミノ基末端のアミノ酸配列に完全に一致するア
ミノ酸配列をコードする塩基配列が見出され、この断片
がD−アミノ酸オキシダーゼ遺伝子の一部をふくむこと
が明らかになった。プラスミドpDAOc2−12につ
いては、制限酵素切断の結果にもとづいてWrJ1図に
あられされる制限酵素開裂地図を作成した。上記の結果
にもとづいて、すでに決定された塩基配列から遺伝子読
取り方向の下fflにあ之る領域についてDNA塩基配
列を決定したところ、前記第1表に示される355個の
アミノ酸よりなる蛋白質をコードする塩基配列が存在す
ることが判明した(第2図では第4表で示されたイント
ロン様配列を削除して表示しである)。8. Identification of D-amino acid oxidase clone and determination of DNA base sequence The DNA base sequence of the 0.6 kb DNA fragment generated from plasmid pDAOc2-12 by EcoRI digestion was determined according to the method of Sanger et al. . As a result, as shown in Table 4, the amino acid sequence at the amino terminal of the 7'hD-amino acid oxidase obtained in step 5 above was completed, sandwiching the intron-like sequences present in eukaryotic genes. A nucleotide sequence was found that encodes an amino acid sequence matching that of D-amino acid oxidase, and it was revealed that this fragment contains a part of the D-amino acid oxidase gene. Regarding plasmid pDAOc2-12, a restriction enzyme cleavage map shown in the WrJ1 diagram was created based on the results of restriction enzyme cleavage. Based on the above results, we determined the DNA base sequence of the region below ffl in the gene reading direction from the already determined base sequence, and found that it encodes a protein consisting of 355 amino acids shown in Table 1 above. It has been found that there is a base sequence (in Figure 2, the intron-like sequence shown in Table 4 has been deleted).
かくしてプラスミドpDAOc 2−12中のトリゴノ
プシス・バリアビリスCB84095由来のDNA断片
中にけD−アミノ酸オキシダーゼの構造遺伝子が完全に
ふくまれているものと推定された。It was thus estimated that the structural gene for D-amino acid oxidase was completely contained in the DNA fragment derived from Trigonopsis variabilis CB84095 in plasmid pDAOc 2-12.
(J又″′F余臼ン
9、 D−アミノ酸オキシダーゼ遺伝子の修飾クロー
ニングされたD−アミノ酸オキシダーゼ遺伝子が大腸菌
で発現する上で障害となりつるDNA塩基配列部分をプ
ラスミドpDAOc2−12中のトリゴノプシス・バリ
アビリスCB84095由来のDNA断片から第2図に
示される工程にしたがって削除した。以下に各工程を詳
述する。9. Modification of the D-amino acid oxidase gene The portion of the DNA base sequence that is an obstacle to the expression of the cloned D-amino acid oxidase gene in E. coli was added to Trigonopsis variabilis in the plasmid pDAOc2-12. The DNA fragment derived from CB84095 was deleted according to the steps shown in Figure 2. Each step is detailed below.
(1)プラスミドpDAOc2−1240 Ill/を
EeoRIとHi ndlで切断し、得られる約0.4
5kbの断片を精製した後、その0.8μF K dA
TP、 dGTP、 dcTP、 TTPを終濃度各0
.33mM 、 DNAポリメラーゼクレノウ(Kle
now) I@片5単位を刀Ωえ、10mM)リス−塩
Q& (pH7,5)、10nIMMgCt2.1mM
ジチオスレイトール、50 mM NaC1の反応液3
0 aZ中で30℃。(1) Cut plasmid pDAOc2-1240Ill/ with EeoRI and Hindl to obtain approximately 0.4
After purifying the 5 kb fragment, its 0.8 μF K dA
Final concentrations of TP, dGTP, dcTP, and TTP were each 0.
.. 33mM, DNA polymerase Klenow (Kle
now) Add 5 units of I @ 10mM) Lithium salt Q& (pH 7,5), 10nIMMgCt2.1mM
Dithiothreitol, 50 mM NaCl reaction solution 3
30°C in 0 aZ.
20分間反応させた。これによシ両端が平滑端にされた
DNA断片を精製し、その約0.2 μI VCBam
f(Zリンカ−(0,01750,D )とT4DNA
リガーゼ1単位を加え、50mM)リス−塩酸(−7,
5)、10mM MgCl2.0.5 mM ATP
、 5 mMジチオスレイトールの反応液20μ!中で
15℃、−夜反応させた。反応後DNA断片を精製し、
Ec o RIとBamHIで両端を切断し、EcoR
I−BamHI断片として回収した。一方ファージM]
3mp18の2本録DNAをEeoRIとBimHIで
切断した後、これに上記のF:coRI−BamHI断
片を加え、T 4 DNA IJガーゼで結合させて、
D−アミノ酸オキシダーゼ遺伝子の一部を組みこんだフ
ァージM13M2−12−7を造成した。The reaction was allowed to proceed for 20 minutes. A DNA fragment with blunt ends was purified by this, and approximately 0.2 μI of VCBam was added to the DNA fragment.
f(Z linker (0,01750,D) and T4DNA
Add 1 unit of ligase, 50mM) Lis-HCl (-7,
5), 10mM MgCl2.0.5mM ATP
, 20μ of 5mM dithiothreitol reaction solution! The reaction was carried out overnight at 15°C. After the reaction, purify the DNA fragment,
Cut both ends with Eco RI and BamHI, and EcoR
It was recovered as an I-BamHI fragment. On the other hand, Phage M]
After cutting the double-recorded DNA of 3mp18 with EeoRI and BimHI, the above F:coRI-BamHI fragment was added to it and ligated with T4 DNA IJ gauze.
Phage M13M2-12-7 incorporating a portion of the D-amino acid oxidase gene was constructed.
(2) イントロン様配列を削除するために、第6図
に示されるようにイントロン様配列の前後をW給した配
列に相補するオリゴヌクレオチドを合成し、DAOE
1と命名した。DAOEI 25 pmoleとM13
プライマーMl(全酒造社製)10pmoleをT4ポ
リヌクレオチドキナーゼでりん酸化し、メッシング(M
essing )の方法〔文献二メンツズインエンデイ
モロジ−(Methods Enzymol、)、 1
01+ 20−78+19833にし念がって)Jl與
し九ファーノM13M2−12−7の1本鎖DNA約0
.5 pmoleを加え、95℃で5分間刀口熱後室温
になるまで放置した。ついで単位)、T 4 DNAリ
ガーゼ(2単位)を加え、各7mMのトリス−塩酸(p
H7,5) 、Mgcz2. NaCtおよび】4−の
ジチオスレイトールの反応液50μ!中で37℃、30
分間反応させた。0.5MのPIT)TA5μ!を加え
て反応停止後、メッシング(Messing)の方法(
文献前出)にしたがってエシェリヒア・コリ(Eseh
erichia ’doli) JM105を反応液で
トランスフエクシ画ン処理し、ファージ導入菌をプラー
クとして4’)i出した。出現したファージ・プラーク
をプラーク・ノ)イブリダイゼーション法〔文献:ペン
トン(Benton)ら(1977)サイエンス(Sc
i@nce)、196.180−1821によって P
でラベルL次DAOE]!:ハイプリダイゼーシ1ンさ
せ、陽性を示したプラークを見出した。陽性プラーク中
のファージを再度エシェリヒア・コリJM105に感染
させて、上記と同様にしてDAOE 1とハイブリダイ
ゼーシヨンを示すプラークを純化して分離し友後、プラ
ーク中に存在するファージを常法によって液体培養し、
1本鎖DNAを分離し念。得られた1本鎖DNAの塩基
配列を解析したところ、予定通りイントロン様配列を欠
失した塩基配列をもつトリゴノプシス・バリアビリスC
BS 4095 由来のDNA断片をもつことが判明し
たので、このファージをM13ME]と命名した。(2) In order to delete the intron-like sequence, as shown in Figure 6, oligonucleotides complementary to the sequence with W added before and after the intron-like sequence were synthesized, and DAOE
It was named 1. DAOEI 25 pmole and M13
10 pmole of primer Ml (manufactured by Zenshuzo Co., Ltd.) was phosphorylated with T4 polynucleotide kinase, and meshing (M
essing ) method [Reference 2: Methods Enzymol, 1
01+ 20-78+19833) Jl Yoshiku Furano M13M2-12-7 single stranded DNA approximately 0
.. 5 pmole was added, heated at 95° C. for 5 minutes, and then allowed to cool to room temperature. Then add T 4 DNA ligase (2 units) and 7 mM Tris-HCl (p
H7,5), Mgcz2. NaCt and ]4- dithiothreitol reaction solution 50μ! Inside 37℃, 30
Allowed to react for minutes. 0.5M PIT) TA5μ! After stopping the reaction, the meshing method (
According to Escherichia coli (ibid.)
Erichia 'doli) JM105 was subjected to transfection fractionation using the reaction solution, and the phage-introduced bacteria were extracted as plaques (4')i. Plaque hybridization method [Reference: Benton et al. (1977) Science (Sc.
i@nce), 196.180-1821 by P
Label L next DAOE]! :Hyperidization was performed and a positive plaque was found. Escherichia coli JM105 was infected again with the phages in the positive plaques, and plaques showing hybridization with DAOE 1 were purified and isolated in the same manner as above.After that, the phages present in the plaques were infected with the conventional method. liquid culture,
Be sure to separate the single-stranded DNA. Analysis of the base sequence of the single-stranded DNA obtained revealed that Trigonopsis variabilis C had a base sequence lacking an intron-like sequence as expected.
Since it was found that the phage contained a DNA fragment derived from BS 4095, this phage was named M13ME].
(3) つぎにD−アミノ酸オキシダーゼ蛋白質合成
開始部位(ATG )よジも上流にあるトリゴノプシス
・バリアビリスCB54095由来のアミノ酸非コード
領謔を削除するために、第2図に示されるようにこの領
域の前後を直結した配列に相補するポリヌクレオチドを
合成し、DAOE2と命名した。ついでDAOE2とフ
ァージM13ME]の1本鎖DNAとから、上記工程(
2)でのべた方法と同一の工程にしたがって、イントロ
ン様配列の削除に加えてATGより上流のアミノ酸非コ
ード領域をも削除されたD−アミノ酸オキシダーゼ遺伝
子の一部を保有するファージを造成し、これをM13M
E12と命名した。(3) Next, in order to delete the amino acid non-coding region derived from Trigonopsis variabilis CB54095, which is also upstream of the D-amino acid oxidase protein synthesis initiation site (ATG), this region was A polynucleotide complementary to the directly linked sequence was synthesized and named DAOE2. Then, from the single-stranded DNA of DAOE2 and phage M13ME], the above step (
Following the same steps as described in 2), construct a phage carrying a part of the D-amino acid oxidase gene in which in addition to the deletion of the intron-like sequence, the amino acid non-coding region upstream of ATG has also been deleted, This is M13M
It was named E12.
10、発現ベクターの造成
本実施例に用いられる発現用ベクター造成の出発プラス
ミドであるpAKKMlは公知の文献マツダ(Mats
uda)ら(1985)ジャーナルオブパクテリオロジ
ー(J、13acterio1.)、 163.122
2−1228にその造成方法が示されており、β−ラク
タマーゼ遺伝子が不活化された特依をもつ。第3図に示
すように、まずpAKKMlをEcoRIとBamHI
で切断し、これより約5kbのDNA断片を分離・精製
した。一方the UV5プロモーターをふくむプラス
ミドpRZ4022 C米llウィスコンシン大学ダブ
リ、−・レズニコフ(W、Reznikoff )博士
よシ入手〕をEcoRIとB amHIで切断すること
によりtac UV 5プロモーターを含む95 bp
の断片を調製した。ついで上記2断片をT 4 DNA
IJガーゼを用いで結合させ、発現用ベクターpEX
002を得比。なお上記で用いたプラスミドpR24
022はギルバート(G11bsrt )らの方法〔文
献:デロシーデインダスオプナシ7ナルアカデミーサイ
エンスユーエスエー(Proc、 Natl、 Aca
d、 Sei、 USA)+ 7(L 3581−3
584 、1973]にしたがってtac−UV5デe
1%−ターをふくむ95 bpのALu I断片を訴製
し、pBR322のE e o RI −B amHI
部位に1置換挿入することによって造成される。10. Construction of expression vector pAKKMl, which is the starting plasmid for construction of the expression vector used in this example, is derived from the well-known document Matsuda (Mats
(1985) Journal of Pacteriology (J, 13acterio1.), 163.122
2-1228 shows a method for its construction, and it has a special feature in which the β-lactamase gene is inactivated. As shown in Figure 3, pAKKMl was first treated with EcoRI and BamHI.
From this, a DNA fragment of approximately 5 kb was isolated and purified. On the other hand, the 95 bp plasmid containing the UV5 promoter was cut with EcoRI and BamHI by cutting the plasmid pRZ4022C (obtained from Dr. W. Reznikoff, University of Wisconsin, Dubry, USA) with EcoRI and BamHI.
fragments were prepared. Then, the above two fragments were converted into T 4 DNA.
Connect using IJ gauze and create the expression vector pEX.
002 was obtained. In addition, the plasmid pR24 used above
022 is the method of Gilbert (G11bsrt) et al. [Reference: Proc. Natl.
d, Sei, USA) + 7(L 3581-3
584, 1973].
A 95 bp ALu I fragment containing 1%-tar was isolated and E e o RI - B am HI of pBR322.
It is created by inserting one substitution at the site.
11、D−アミノ酸オキシダーゼ遺伝子の発現第4図r
D−アミノ酸オキシダーゼ遺伝子発現用組換え体の造成
工程を示す。まずファージM13ME]2の2本’A
DNAよりEcoRIおよびBamHI切断により約0
.3 kb Q D−アミノ酸オキシダーゼのアミノ基
末端部分をコードするI)NA断片を分離し念。ついで
pDAOc 2−12よりEcoRIおよびSal I
切断によりM13ME12にふくまれている部分をのぞ
く約1.2kbのD−アミノ酸オキシダーゼの構造遺伝
子部分をコードするDNA断片を分離した。さらに発現
用ベクターpKXOO2をBamRIおよびXhoIで
切断した後、上記の2つの断片と混合し、T4DNA
IJガーゼで結合反応を行なわせた。その反応at−用
いてエシェリヒア・コリMB 65を形質転換し、カナ
マイシン40μI/−をふ<trL−10ス寒天培地上
で生育してくるコロニーを選択した。11. Expression of D-amino acid oxidase gene Figure 4r
The steps for constructing a recombinant for D-amino acid oxidase gene expression are shown. First, Phage M13ME] 2 of 2 'A
Approximately 0 is obtained by cutting DNA with EcoRI and BamHI.
.. I) Isolation of NA fragment encoding the amino terminal portion of 3 kb QD-amino acid oxidase. EcoRI and Sal I were then added to pDAOc 2-12.
By cleavage, a DNA fragment of approximately 1.2 kb encoding the structural gene portion of D-amino acid oxidase, excluding the portion contained in M13ME12, was isolated. Furthermore, after cutting the expression vector pKXOO2 with BamRI and XhoI, it was mixed with the above two fragments and T4DNA
The binding reaction was carried out with IJ gauze. The reaction at- was used to transform Escherichia coli MB 65, and colonies growing on an agar medium containing 40 μl/- of kanamycin were selected.
得うれたコロニーについて、D−メチオニンを基質とし
、0−ジアニシジンを用いるD−アミノ酸オキシダーゼ
活性の検出(方法に関する文献前出)を行なった結果、
多数の陽性コロニーを得た。この中の1株からプラスミ
ドDNAを抽出し、これをpEDAo ]と命名し、制
限酵素切断により第4図に示される構造を確認した。ま
たこの組換え体を保有する大腸菌をエシェリヒア・コI
J MB65/pEDAO1と命名した。As a result of detecting the D-amino acid oxidase activity of the obtained colonies using D-methionine as a substrate and O-dianisidine (refer to the method reference above),
A large number of positive colonies were obtained. Plasmid DNA was extracted from one of these strains and named pEDAo], and the structure shown in FIG. 4 was confirmed by restriction enzyme digestion. In addition, Escherichia coli harboring this recombinant was transformed into Escherichia coli.
It was named JMB65/pEDAO1.
12、組換え体を保有する大腸菌によるD−メチオニン
およびセファロスポリンCの酸化
エシェリヒア・コリMB65/pEDAo 1をカナマ
イシン40μy/−をふくむL−プロス100−に植菌
し、37℃で24時間撮とり培養した。培養液を遠心分
離により集菌し、7−の100mMビロリン酸緩衝液(
p)18.0)に懸濁し、超音波破砕機で細胞を破砕後
、これを遠心分離して得られる上滑を酵素液とした。一
方比較のためトリゴノプシス・バリアビリスCBS 4
095を酵母エキス1係、麦芽エキス1.5%、DL−
メチオニン0.2%をふくむ培地100−に植菌し、3
0″Cで48時間撮とり培養した。ついで上記と同様に
して集菌し、細胞破砕機(ブラウン社、西独)で処理し
た後、細胞破砕上清を酵素液とした。D−アミノ酸オキ
シダーゼ反応は、D−メチオニン27 mM 、ピロリ
ン酸緩衝液(pH8゜O)80mMおよび酵素液からな
る31Rtの反応液中で37℃で行ない、酸素電極〔イ
エロースプリングスインストルーメンツ(Yellow
Springs Instruments )社(米国
)、モデル513〕を用いて0□消費量を測定すること
により酵素活性を定量した。反応の1分間に1ttrn
ol*の02を消費する酵素活性を1単位と定め、比活
性を酵素液中の蛋白質1ダ当pの単位数として表示しな
。その結果、エシェリヒア・コリMB65/pEDAO
1の比活性は1.6であった。これに対し、トリゴノプ
シス・バリアビリスCBS 4095の比活性i0.1
7であっ九。12. Oxidation of D-methionine and cephalosporin C by Escherichia coli carrying the recombinant Escherichia coli MB65/pEDAo 1 was inoculated into L-pros 100- containing 40 μy/- of kanamycin, and photographed at 37°C for 24 hours. It was cultured. The culture solution was collected by centrifugation and diluted with 7-100mM birophosphate buffer (
p) 18.0), disrupted the cells with an ultrasonic disruptor, centrifuged the cells, and used the resulting supernatant as an enzyme solution. Meanwhile, for comparison, Trigonopsis variabilis CBS 4
095, yeast extract 1 part, malt extract 1.5%, DL-
Inoculate the medium 100- containing 0.2% methionine,
The cells were photographed and cultured at 0''C for 48 hours. Bacteria were then collected in the same manner as above and treated with a cell disruptor (Braun, West Germany), and the cell disrupted supernatant was used as an enzyme solution. D-amino acid oxidase reaction The reaction was carried out at 37°C in a 31Rt reaction solution consisting of 27mM D-methionine, 80mM pyrophosphate buffer (pH 8°O), and enzyme solution, and an oxygen electrode [Yellow Springs Instruments (Yellow
Enzyme activity was quantified by measuring 0 □ consumption using a Spring Instruments Inc. (USA) model 513]. 1ttrn per minute of reaction
Define the enzyme activity that consumes 02 of ol* as 1 unit, and express the specific activity as the number of units of p per 1 da of protein in the enzyme solution. As a result, Escherichia coli MB65/pEDAO
The specific activity of 1 was 1.6. In contrast, the specific activity of Trigonopsis variabilis CBS 4095 i0.1
7 and 9.
つぎにエシェリヒア・コリMB65/pEDAO]の酵
素液をセファロスポリンCに作用させた。反応はセファ
ロスポリンC22,3mM 、リン酸カリウム緩衝液(
pH7,0) 100mM、 酵素液200 μiから
なる全量1−の反応液中で37℃で90分行ない、反応
液を高速液体カラムクロマトグラフィーに供し、生成物
を足慣・シ友。高速液体力ラムクロマトグラムのカラム
はコスモシ−A/ (Coamosil ) 5 C,
8(牛丼化学社製)を用い、移動相としては5チ酢酸ア
ンモニウムと1.4%アセトニトリルからなる溶液を用
いて、検出は280 nmで行なった。その結果、セフ
ァロスポリンCは検出されず、7−β−(5−カルボキ
シ−5−オキソベンタンアSド)セファロスポラン酸1
2.5mMと、7−β−(4−カル?キシブタンアミド
)セファロスポラン酸11,8mMが生成した。Next, an enzyme solution of Escherichia coli MB65/pEDAO was allowed to act on cephalosporin C. The reaction was carried out using cephalosporin C22, 3mM, potassium phosphate buffer (
The reaction was carried out at 37° C. for 90 minutes in a reaction solution consisting of 100 mM (pH 7.0) and 200 μl of enzyme solution, and the reaction solution was subjected to high performance liquid column chromatography, and the product was purified. Column for high performance liquid force ram chromatogram is Coamosil 5C,
8 (manufactured by Gyudon Kagaku Co., Ltd.), a solution consisting of ammonium penta-thiacetate and 1.4% acetonitrile was used as the mobile phase, and detection was performed at 280 nm. As a result, cephalosporin C was not detected, and 7-β-(5-carboxy-5-oxobentaneado)cephalosporanic acid 1
2.5mM and 11.8mM of 7-β-(4-cal-xybutanamide)cephalosporanic acid were produced.
実施例において詳述したように、本発明者らはセファロ
スポリンCを酸化するD−アミノ酸オキシダーゼ遺伝子
をクローニングし、大腸菌内において発現可能な形態に
修飾したDNA断片を取得することによって、飛躍的に
すぐれたD−アミノ酸オキシダーゼの生産とそれの広範
な応用の前提条件を与えることができた。公知の常法に
よって上記DNA断片の蛋白質合成開始部位の前に任意
のプロモーターとリボゾーム結合部位を結合させ、酵素
蛋白の生産能を増大させ、かつ調節することも可能であ
る。また上記において修飾されたDNA断片は、大腸菌
の他にも適当な発現ベクターさえあれば、酵母、枯草菌
その他の細胞内において容易に発現される形態を有して
おり、生体内の諸反応と連結してD−アミノ酸オキシダ
ーゼの機能を有益に利用するためのきわめて強力な手段
を提供するものである。As detailed in the Examples, the present inventors cloned the D-amino acid oxidase gene that oxidizes cephalosporin C, and obtained a DNA fragment modified to a form that can be expressed in E. coli. This provided the prerequisites for the production of excellent D-amino acid oxidase and its widespread application. It is also possible to increase and regulate the enzyme protein production ability by linking an arbitrary promoter and a ribosome binding site in front of the protein synthesis initiation site of the above-mentioned DNA fragment by a known conventional method. In addition, the modified DNA fragments described above have a form that can be easily expressed in other cells such as yeast, Bacillus subtilis, etc., as long as there is an appropriate expression vector in addition to E. coli, and they can be easily expressed in cells such as yeast, Bacillus subtilis, etc. It provides an extremely powerful means for linking and beneficially utilizing the function of D-amino acid oxidase.
第1図はプラスミドpDAOc 2−12の匍1限酵素
開裂地図を示す。
第2図はD−アミノ酸オキシダーゼ・クローンよジアミ
ノ酸非コード領域削除の工程の概要を示す。
第3図はD−アミノ酸オキシダーゼ発現用ベクター造成
工程の概要を示す。図中で記号Crnr、Kmr。
Aprti各々クロラムフェニコール、カナマイシン、
アンピシリンに対する耐性遺伝子を、PlacUV5は
tacUV5プロモーターを示す。
第4図はD−アミノ酸オキシダーゼ遺伝子発現用組換え
体造成工程の概要を示す。図中で太線はD−アミノ酸オ
キシダーゼ(DA’Oの略号で表示)のアミノ酸配列コ
ード領域を示す。
特許出願人 旭化成工業株式会社
第3図
第4図FIG. 1 shows the restriction enzyme cleavage map of plasmid pDAOc 2-12. FIG. 2 shows an outline of the process for deleting the diamino acid non-coding region from a D-amino acid oxidase clone. FIG. 3 shows an outline of the process for constructing a vector for expressing D-amino acid oxidase. In the figure, symbols Crnr and Kmr. Aprti respectively chloramphenicol, kanamycin,
PlacUV5 indicates the tacUV5 promoter, and PlacUV5 indicates the ampicillin resistance gene. FIG. 4 shows an outline of the process for constructing a recombinant for D-amino acid oxidase gene expression. In the figure, the thick line indicates the amino acid sequence coding region of D-amino acid oxidase (indicated by the abbreviation DA'O). Patent applicant: Asahi Kasei Industries, Ltd. Figure 3 Figure 4
Claims (3)
オキシダーゼの遺伝子を担うDNA断片。(1) A DNA fragment derived from Trigonopsis variabilis and carrying the gene for D-amino acid oxidase, which encodes the amino acid sequence represented by [Amino acid sequence exists].
の宿主ベクター系で用いられるベクターに組み込んだ組
換え体DNA。(2) A recombinant DNA obtained by incorporating the DNA fragment according to claim 1 into a vector used in an E. coli host vector system.
んだ組換え体DNAで形質転換された大腸菌。(3) Escherichia coli transformed with a recombinant DNA incorporating the DNA fragment according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61106663A JPS62262994A (en) | 1986-05-12 | 1986-05-12 | D-amino acid oxidase gene |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61106663A JPS62262994A (en) | 1986-05-12 | 1986-05-12 | D-amino acid oxidase gene |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62262994A true JPS62262994A (en) | 1987-11-16 |
Family
ID=14439322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61106663A Pending JPS62262994A (en) | 1986-05-12 | 1986-05-12 | D-amino acid oxidase gene |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62262994A (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1986
- 1986-05-12 JP JP61106663A patent/JPS62262994A/en active Pending
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