JPS6328393A - 新規なプラスミド - Google Patents

新規なプラスミド

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JPS6328393A
JPS6328393A JP61169859A JP16985986A JPS6328393A JP S6328393 A JPS6328393 A JP S6328393A JP 61169859 A JP61169859 A JP 61169859A JP 16985986 A JP16985986 A JP 16985986A JP S6328393 A JPS6328393 A JP S6328393A
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JP
Japan
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plasmid
megadaltons
pmtp
gene
fragment
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Pending
Application number
JP61169859A
Other languages
English (en)
Inventor
Mitsunobu Shimazu
光伸 島津
Masato Terasawa
真人 寺沢
Hideaki Yugawa
英明 湯川
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.)
Research Association for Utilization of Light Oil
Original Assignee
Research Association for Utilization of Light Oil
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Filing date
Publication date
Application filed by Research Association for Utilization of Light Oil filed Critical Research Association for Utilization of Light Oil
Priority to JP61169859A priority Critical patent/JPS6328393A/ja
Publication of JPS6328393A publication Critical patent/JPS6328393A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • 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
    • C12N15/70Vectors or expression systems specially adapted for E. coli

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  • Genetics & Genomics (AREA)
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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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】 本発明はトリプトアナーゼの生合成を司る遺伝子を含む
DNA断片を含有する新規なプラスミドに関し、更に詳
しくは、コピー数が多く、宿主内での安定保持性に優れ
ており、細胞増殖に際して脱落することなく、親細胞か
ら娘細胞に確実1こ受は継がれる、トリプトアナーゼの
生合成を77]る遺伝子tna Aとこの遺伝子を発現
させうるプロモーターとこのプロモーターを制御する調
節遺伝子をもつDNA断片とを含むD N A断片を含
有するプラスミドに関する。
一般に造成プラスミドの宿主内での安定性に関して、従
来より、培養時に宿主からのプラスミドの脱落や挿入遺
伝子の欠落等種々の遺伝子的不安定性が報告されでおり
、その対応策が検討されている。
例えば、エシェリヒア属のストレプトマイシンに依存し
ないという性質を司る染色体遺伝子DNA断片が組み込
まれたプラスミドを、エシェリヒア属のストレプトマイ
シン依存性変異株に含有せしめて、プラスミドを含有す
る微生物の性質を安定化する方法が提案されている(特
開昭55−156591号公報)。
しかしながら、かかる方法はに¥、済的に問題があるの
みならず、0的のプラスミドに複雑な機能を組み込む必
要がおるため、宿主の分裂増殖時にプラスミドが安定1
こ娘細胞に分配され難いことが予想され、工業的1こ応
用するにはかなりの問題がある。
そこで、本発明者らは、トリプトアナーゼの生合成をi
rJる遺伝子の宿主内安定化を図るべく、まず、親細胞
から娘細胞へと継代的に安定に分配することを可能にす
る機能をもつプラスミドについて鋭、ま研究を行ない、
F因子プラスミドの増殖制御分配系をrfJる遺伝子を
含むDNAD片がプラスミドの安定化に大きく寄与する
能力があること、そしてさらに、エシェリヒア・コリの
ColEl系プラスミドが通常細胞染色体当り数十個の
コピー数を有することに着目し、今回、Co1El系プ
ラスミドの自律増殖能を司る遺伝子を含むDNA1¥I
i片と、F因子プラスミドの増殖制御分配系を司る遺伝
子を含むDNA断片とを、上記のトリプトアナーゼの生
合成を司る遺伝子を含むD N A断片とを組合せるこ
とにより、コピー数が多くしがも継代的に安定に分配可
能なプラスミドを創製することに成功し、本発明を完成
するに至った。
しかして、本発明によれば、 (a)トリプトフアナーゼオペロン中の少なくともプロ
モーター及びこのプロモーターを制御する調節遺伝子並
びにトリプトアナーゼ構造遺伝子を含むD N A断片
と、(b)  ColEl系プラスミドの自律増殖能を
司るD N A断片と、 (c)  F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 とから成ることを特徴とする新規なプラスミドが提供さ
れる。
本発明のプラスミドを構成する「トリプトフアナーゼオ
ペロン中の少なくともプロモーター及びこのプロモータ
ーを制御する調節遺伝子並びにトリプトアナーゼNII
造遺伝子を含むDNA断片」(以下「T断片」と略称す
ることがある)は、トリプトファンをインドールとピル
ビン酸とアンモニアに分解する役割をもつ#素、すなわ
ちトリプトアナーゼの生合成を司る遺伝子を含むDNA
断片を意味し、本発明で用いるT断片には、殊に、トリ
プトフアナーゼオペロン中のトリプトアナーゼの生合成
を司る遺伝子であるLnaAを発現させうるプロモータ
ー機能をもつDNA断片(以下[トリプト7アナーゼプ
ロモーター]というとがある)及びさらに必要に応じて
このプロモーター機能を制御しうる調節遺伝子をもつD
NA断片を結合したDNA断片が包含される。かかるT
断片としては実用的には大腸菌白米のものが好適に使用
される。
このT断片の供給源としては特に制限はなり・が、エシ
ェリヒア・コリATCC23282、エシエリヒア・コ
リATCC23437、エシェリヒア・コリATCC2
3461等が有利に使用される。
これら供給源微生物から本発明の目的に適うtna A
断片と)リプト7アナーゼプロモーター及びこのプロモ
ーターを制御する調節遺伝子とが結合したDNA断片を
調製するための詳細な方法は後記実施例1の(A)に示
すが、基本繰作としては、染色体遺伝子中にトリプトフ
アナーゼオペロンをもつ大腸菌の染色体遺伝子を抽出し
、制限酵素Bawl−11、II 1ndIIIを用い
てトリプトフアナーゼオペロンDNA断片を切り出すと
tna A及びトリプト7アナーゼプロモーター及びこ
のプロモーターを制御する調節遺伝子を含むDNA断片
が得られる。
本発明はfij述しtこように、上記のT断片を、F因
子プラスミド由来のプラスミド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1つの特徴を
有する。F因子プラスミドは例えば[蛋白質 4f酸 
1sLXJJ27巻第1t[1982)の98頁の図1
の遺伝子地図及びEcoRI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
’グルトン)の既知のプラスミドであり、大腸菌などの
腸内細菌中に通常細胞染色体当り1〜2個のコピー数で
存在し、このプラスミドは細胞分裂後にそれぞれの娘細
胞中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
の増殖とベースを合わせて増やす仕組みを5Lrin8
enL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5triBenLな増殖の制御(5
!1能が、wini−Fと呼ばれる分子量が9.2kb
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[”Mo1ecular&General  
geneties”196.185−193(1984
)]、このm1ni−FがF因子プラスミドより制限酵
素EcoRIにより切り出し可能であることも知られて
いる。
本発明はこのm1ni−Fに担われている増殖制御分配
系を利用するものであり、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」と略称することがある)は、上述した
ようなF因子プラスミドを娘細胞に正確に伝達する機構
を備えた遺伝子画分を意味し、その上うなF断片の代表
例としては約9゜2kbの分子量を有するm1ni−F
断片が挙げられる。
さらに、本発明において一ヒ記T断片及びF断片と組合
わせて使用される「colEi系プラスミド由来の自律
増殖を司る遺伝子を含むDNA断片」(以下「S断片」
と略称することがある)は、コピー数が1細胞染色体当
り20〜30個であるCo1El系プラスミドの自律増
殖を司る遺伝子を含むDNA断片を意味し、その上うな
S断片の代表例としては約4 、3 kbの長さを有す
るプラスミドpBR322由米のS断片が挙げられ、そ
の他にプラスミドル81325等由来のS断片がある。
本発明により提供されるプラスミドは、以上に述べたT
断片、F断片及びS断片の3つの必須のDNA断片を有
する限り、池の遺伝情報を担つDNA断片、例えば抗生
物質耐性マーカーであるアンビシリン耐性遺伝子を含む
DNA断片、カナマイシン耐性遺伝子を含むDNA断片
等をさらに含みうるが、典型的な具体例は、T断片、F
断片及びS断片の3つのDNAIEII片から実質的に
なり、分子量が約10.7メガダルトン(約16.4k
b)のプラスミドで、本発明者らが[プラスミドpM 
T P −11及び「プラスミドpMTP−IRJと命
名した2種のプラスミドである。プラスミドpMTP−
IR。
プラスミドpMTPiのmi旧−F断片部分が逆向きに
配位している以外はプラスミドpMTPiと同じ構造の
ものである6 なお、本明細書において、プラスミドの分子量はアガロ
ースデル電気泳動法により測定した値である。
以下、このプラスミドpMTP−1及びpM T P 
−IRについてさらに詳細に説明する。
プラスミドpMTP−1及びpMTP−IHの下記の制
限H索の感受性(認識部位の数)及び該制限酵素による
分解断片の氏さくkb)は下記の表に示すとおりである
プラスLLpMTP−1 CcoRI     2      9.2.7.2B
an)II          3         
    9.9、 4.1、 2.4Hind[I[2
8,4,8,0 Aval       2      3.9.12.
5PstI      6   4,9.4.0.3.
8.1.8.1.5.0.4SalI      2 
     12.7.3.7EcoRI     2 
     9.2.7.2nig)(I       
3        10.7、3.3、2.4Hind
lII           2          
   0.8、 15.6AvaI      2  
    3.9.12.5Pstl         
6     4.9.4.9.2.9.1.8.1.5
.0.4SalI      2      12,6
.3.8また、プラスミドpMTP−1及びpMTP−
IRの制限酵素切断地図を添付の第1図及!J第2図に
示す。
以上に述べた如き特性をもつ本発明のプラスミドpMT
P−1及びpMTP−IRは、例えば次のようにして製
造することができる。
まず、lla A断片にトリプト7アナーゼプロモータ
ー及びこのプロモーターを制御する調節遺伝子を結合し
たDNAI!Ii片(T断片)の調製は、例えば、染色
体遺伝子中にトリプトフアナーゼオペロンをもつ大腸菌
、例えば、Escherichia  eoliK−1
2(IFO3301、ATCC10798、ATCCe
23562)などから染色体DNAを抽出し、それから
常法[E、F、Fr1Lseh、 Sambr。
ok、Mo1ecular  atoning″(19
82)p、164〜165、Cold  S prin
gHarbor  L aborat。
rye照1に従って、制限酵素BaIIIHI及1トr
indllrを用いてトリプトフアナーゼオペロンDN
A断片を切り出すと、約3.2kbのトリプト7アナー
ゼブロモーター及びこのプロモーターを制御する調遺伝
子並びにtnaAを含むT断片がイ;シられる。
一方、m1ni−F断片の調節は、例えば、F因9プラ
スミドを保有する微生物、例えば、大腸菌(Ecoli
)K −12株(ATCCI 5153、ATCCe2
3589、ATCCc23590)Wからそれ自体公知
の方法で、例えばP、Guerry+ DL。
1−e  Blanc、 S、Falkow;J、Ba
cLo、11 G、。
1064(1973)等の文献に記載の方法でF因子プ
ラスミドを取り出し、それから制限酵素Ec。
R1を用いて分子量が約9.2kbの信;旧−F断片を
切り出すことにより調製することができる。
他方、Co1E1プラスミドの自律増殖を司る遺伝子を
含むDNA断片の供給源としては、Co1E1プラスミ
ドとして代表的なプラスミドpBR322を使用するの
が便利である。
上記の如くして調製されたT断片を制限酵素BamHI
及[7Hind[[で処理したプラスミドpB R32
2と一緒にし、T4’DNAす〃−ゼを作用させて、プ
ラスミドpBR322に上記T断片が組み込まれたプラ
スミドを作成する。次いで、このプラスミドをEcoR
Iで開!iさせ、上記のようにして調製されたm1ni
−F断片と一緒にし、T4DNAす〃−ゼを作用させて
結合させることにより、目的とするプラスミドpMTP
・1及びpM T P −IRを得ることができる。
なお、プラスミドpM T P −1およびpMTP−
IRの呉体的調製法については後記実施例1でさらに詳
細に説明する。
このようにして調5!すれる本発明のプラスミドは、フ
ビー数、75C多く、宿主の細胞分裂に際して娘細胞に
受は継がれる際に脱落することが少なく安定であるとい
う優れた特性を有する。
従って、本発明のプラスミドはトリプトファンもしくは
トリプトファン透導体の製造において工業的に応用する
ことが大いに期待される。トリプトファンの製造に際し
ては、本発明のプラスミドで宿主が形質転換される。こ
の形質転換に利用できる宿主菌としては、大腸菌が好ま
しい。
また、これら宿主菌に対する本発明のプラスミドの導入
はそれ自体公知の方法、例えば、M 、 M ande
l、A、HiHa;J、Mol、 Biol、  53
.159(1970)等の文献に記載の方法で行うこと
ができる。
このようにして形質転換された宿主菌はそれ自体公知の
方法で培養することにより、トリプトアナーゼを菌体内
に充分に生産蓄積させることができる。
トリプトアナーゼは、Agricultural  a
ndB iological  Cbemistry 
 V of 36、N013、P2523〜2528(
1972)、特公告昭49−46917号公報などの文
献により知られているように、インドール、5ヒドロキ
シインドール、5−7ミフインドール、5−メチルイン
ドールなどのインドール類と、ピルビン酸、オキザロ酢
酸、リンゴ酸、7マール酸、グリオキシル酸、乳酸など
の有機酸の少なくとも1つと、アンモニウムイオンとか
ら;あるいは上記インドール類とシスティン、シスチン
、S−メチルシスティン、セリンなどのアミノ酸のうち
の少なくとも1つとから、L−)リブリフアンまたはL
−)すブト7アン誘導体を製造する際の酵素反応に利用
することができる。
しかして、培養された菌体を該酵素反応に+11用する
場合、該菌体はそのままで使用することができるが、該
菌体を超音波処理等で破砕した破砕物、又はその破砕物
をさらに水等で抽出した抽出物、或いは該抽出物をさら
に硫安等で処理して酸素成分を沈澱させた粗N製物の形
で使用することらでき、さらに、該菌体又はそれら処理
物は必要により固体化して用いることもできる。
該菌体又はその処理物の存在下でのインドールとピルビ
ン酸またはその塩とアンモニウムイオンとの反応は、通
常の酵素反応と同様に例えば0゜1 M ’) 7酸緩
衝1ffl(pH7,5−10,0)あるいは水(pi
(7,5〜10.0)等の溶媒中で、約20〜約50°
C1好ましくは約30〜約40°Cの温度で通常約10
〜約72時間で行なわれる。
インドールとピルビン酸またはその塩とアンモニウムイ
オンの反応時の使用量、酵素反応に対し阻害がない程度
の濃度であれば特に制限はないが、一般にはそれぞれを
0.1−20%(wt/vol)の濃度範囲で使用する
のが適当である。まtこ、該菌体又はその処理物の使用
量もVflこ制限されるものではないが、一般に1〜1
0%(wt/vol)の濃度で使用することができる。
なお、上記形質転換された菌の培養は、宿主菌の種類に
よって異なるが、一般には、通常用いられる合成或いは
天然培地を用いて行なうことができる。しかして炭素源
としては、グルツース□、グリセロール、7ラクトース
、シュクロース、糖蜜等の種々の炭化化物が使用できる
。まjこ、窒素源としては、トリプトン、酵母エキス、
コーン・スチープ・リカー、カゼイン加水分解物等の天
然6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り得る。また、培地には、L−
)リプドアアン及び/又は5−メチルトリプトファン、
5−オキシトリプトファン等などのトリプトファン誘導
体を通常0.01%(四t/vol)以上、好ましくは
0.1%〜1.0%耐/νo1程度の濃度で存在させる
ことが好ましい。
培養は、振盪培養あるは通気攪拌深部培養などの好気的
条件下に行うことができる。培養温度は一般に20〜s
o’ct’あり、培地中の培地のp )−1は中性また
は微アルカリ性附近に維持することが望ましい、培養期
間は、通常1〜5日である。
上記のような培養方法によって得らhだ菌体又はその処
理物を用いてインドールとピルビン酸またはその塩とア
ンモニウムイオンとを反応せしめて1)られる、反応液
中に生成したL−トリプトファンの分離・調製は、イオ
ン交換ム(N、活性炭等による吸着、脱着処理等の公知
の方法に上り行うことがcきる。
また、本発明のプラスミドで形質転換した宿主菌はL−
トリプトファンの発酵法による生産にも利用することが
できる。すなわち、本発明のプラスミド″C形質転換し
た宿主をインドールを含む培地′C培養すれば、培地中
にL−)リプ)7アンが生産蓄積し、これを採取するこ
とによりL−)−リプドアアンを製造することができる
犬に実施例により本発明のプラスミドの調製についてさ
らに具体的に説明する。
実施例1ニブラスミド MTP−1[7MTP−11立
x]− A)x>z−ユhIヒニリ−(E 5ehcrichi
a  co↓ゆL培地(トリプトン10g、酵母エキス
5g、グルコース1g、NaC15g、J’留水IN、
pH7,2)100(至)1を容1500曽1の三角7
ラスフに分注し、120°Cで15分間滅菌処理した。
この培地にエシェリヒア・コリ(Espberichi
a  col’i)K 12ATCC27325を植菌
し、37゛Cで15時間培養を行った後、この培1!液
2鐘1を探り、新たに上記培地100m1に接種し、再
度37°Cで4時開培養を行なった。
培養終了後、この培1!液全量を遠心分離(8000×
8.15分間、4°C)して集菌し、菌体を50t*M
)  リ ス援衝a(pH8,0)−10mM   E
DTA・2Na溶液50+ell:懸濁した。次にリゾ
ナウムを最終濃度が2o+g/mlになるように添加し
、5分開靜置後、10%ドデシル硫酸ナトリウムa液を
6−1添加し、65°Cで30分間保温した。この溶菌
液に、5M  NaC1溶液15m1を添加し、0°C
で1時間冷却し、全量を遠心分離(12000×g、6
0分間、4 ’C) L、上清画分を分取し、2倍量の
エタ/−ルを加え、混合後、遠心分離(5000Xg、
10分間、4°C)した、得られた沈澱物を10mM)
リス緩衝液(pH7,5)−1+sMEDT A・2N
a78液で溶解させ、7エ/−ル処理(除タンパク処理
)およびRNA分解酵素による処理をイテない、最終的
にDNA1.5mgを得た。
B)  )リブト−7アナーゼをHる゛ uL前記(A
)で調製した染色体DNA25μgを、制限酵X)[1
ndll及びBamHI(各々50 units)を用
い30°C11時間反応、で切断し、染色体DNAのH
indl及びBa鴎HT分解物溶液を?A製した。
この分)If、物ン容液1こプラスミドpBR3221
ggを制限酵2 f−(i nd II!及び13am
I4I(各1 unit)を用い30°C11時間反応
、で切断して得た分解物溶液をン五合し、50翔〜1ト
リス援衝液(pH7,6>、10mM)千オスレイトー
ル、1懐M  ATP、10 m M  !’ii g
Cl 2及びT4す〃−ゼ1uniしの各成分を添加し
く各成分の濃度は最終濃度である)、16℃で15時開
反応させ、結合させた。
この溶状を用い、常法[M−Mandcl、A)(ig
a; J 、 M of、 B iol、 、旦、15
9(1970)参照1に従って、エシエリヒア・コリ(
E 5cbcrichiaColi)K 12系株(ト
リプトアナーゼ欠損変異およびトリプトアナーゼ要求性
変異株)を形質転換し、選択培地(KzHPO478、
KH,Po。
2g、(NH+)2sOn1g、MgSO4・7H20
0,1g、カザミノ酸、sFl、DL−5−メチル−ト
リプトファン 50B、グリセリン2g、寒天20g、
純水11)に塗抹した。この培地上の生「株をL培地に
アンピシリンを最終濃度で50μg/ +n l ”7
む培地に植菌し、37°Cで7時開培重した後、m体を
遠心分離(8000Xg、10分間、4℃)により巣め
た。この菌体を用いてYリブドア7ナーゼ活性を調べた
反応液(0,IMリン酸緩衝液p[(8,0,10慎M
  )  17 7’  )  7 7  :/ 、 
 0 、1 % )  ’J  )  ン X−100
)1mlに7gm体50mgを加え、37°Cで30分
間反応させた。生成するインドールをp−ノメチルベン
:!:アルデヒドを用いて呈色させたところ、赤色に呈
色した株が得られた。この株より、アルカリ−3DS 
法[T、Maniatis+E、F、Fr1tsch+
   J、Sambrook;“Mo1ecular 
 eloieng”(1982)p90〜91参照1に
よりプラスミドを抽出し、プラスミドをBawHI及び
Hind[[で切断し分子量を7ガロースデルを用いて
調べたところ、pBR322のHindllI及びBa
wHI?fK位に約3.2kbのDNAの挿入がみられ
た。
さらに、このプラスミド溶液を用いて、上記宿主に再形
質転換したところ、約10 ’cells/μgDNA
の頻度で選択培地に生育する株が現れた。
C)  Fプラスミド白米m1ni−F−断りγ!λ土
し堡−り培地にエシエリヒア・コリ(E 5chcri
chiaColi)Kl 2  YK2004(FER
M−P−7838)を植菌し、アルカリ−6DS法によ
りプラスミドpMTY−2を抽出した。このプラスミド
pMTY−22μgと、前記プラスミドpBR322−
tnaA1/jHを制限酵素E eoRT  5 un
itsを用いて37°Cで1時間反応させるこにより切
断し、65°Cで10分間保温することにより、Eco
RIを失活させrこ後、該失活溶液中の成分が最終濃度
として各々50協Mトリス緩衝液pH7,6、lon+
MMgC+□、10uMノチオスレイトール、1mMA
TP及びT 41J 、f−ゼlun己になるように各
成分を強化し、16゛Cで15時間保温しtこ。この溶
液を用いてエシェリヒアやコリ(Eschcricl目
acoli)K 12系株(トリプトアナーゼ欠損変異
及びトリプトファン要求性変異株)を常法に従って形質
転換させ、上記選択培地に塗床し、37℃で2日間培養
した。生育してきた株につき、アルカリ−3DS法によ
りプラスミドを抽出し、制限酵素EeoR1(5uni
ts)およゾH1ndlII (5units)を用い
てプラスミドを切断し、アガロースデル電気泳動を用い
て分子量を測定したところ、プラスミドpMTY−2に
含まれているuini−F断片(9,2kb)がEco
RIe位に組み込よrLだプラスミドが5つ(%)得ら
れた。さらに、これら5つのプラスミドのHindll
切断パターンを調べたところ、1ini−F断片が異な
る配位で結合したプラスミドが1つ存在することを確認
した。これらのプラスミドをpMTP−1及びpMTP
−IRと命名し、それらの制限酵素切断地図は第1図及
び第2図に示すとおりであった。
L培地(トリプトン10g、酵母エキス58、NaC1
5g、グルツース1g、蒸留水11p87.2)100
mlを容量500II+lの三角フラスコに分注し、1
20°Cで15分間滅菌処理した。この培地にエシエリ
ヒア・コリ(Esehcrichia  eoli)K
 12ATCC27325株を公知の方法[実験農芸化
学(下)fjS3版P226〜230(31j京大学農
学部S芸化学教室編、朝倉書店、昭和53年5月25日
発行)参照1で処理した変異株()リプドアアン要求、
アデニン要求)リブト7アナーゼ欠失)を稙mし、37
°Cで15時間培養を行なった後、この培養−a2ml
を探り、新たに上記培地100m1に接種し、再度37
℃で2時間培養を行なった。培養終了後、この培養物の
30m1を無菌的に遠心分離(8000Xg、5分間 
4°C)して集菌した。
滅菌処理を行なった1 00mM  MgCl2溶液3
0m1に懸濁後、遠心分離(8000xg5分開分開’
C)を行ない。あらかじめ0”Cに冷却しておいた滅菌
処理済の100mM  CaCl210a+Iに再懸濁
し、この懸濁液を水中にて、1時開冷却した。
冷却終了後、この懸濁i([100μmにプラスミドp
MTP−10,5μg又はpMTP−IRo。
5μgを添加し、水中にて30分間冷却した。次に42
°Cにて2分間加温し、選択培地(K2HPOイアg、
KH2PO42g、(NH4)2SOイ 1g、Mg6
0.7HzOO,Ig、  カザミノ酸 58、DL−
メチルトリプトファン50mg、塩酸アデニン50B、
グリセリン2g1アンビンリン201I+g、寒天20
g、純水12)に塗床し、37゛Cにて24時間培養し
、生ゴした菌株を得た。プラスミドpM TP −1で
形質転換された株をYK3002と命名し、プラスミド
pMTP−1Rで形質転換された株をYK3003と命
名した。
出」y−柩スm咀り1追Z15ぼりt戊J−pMTP−
1105 pM105p  F<          1 0’対
照区          O このプラスミドpMTP−1を保持する形質転換株エシ
エリヒア・コリに12  YK3002は、茨城県筑波
部谷田部町東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61年7月10日付℃受託番号:徽工
研寄第8844号(F E RM  P−8844)と
して、そしてプラスミドpMTP−IRを保持する形質
転換株エシェリヒア・フ17 K 12  Y K 3
003は、同様に昭和61年7月10日付で受託番号:
微工研寄ptfJ8845号(FERM  P−884
5)として寄託されている。
実施例3:U−転」灸生立交疋1 前記の選択培地100m1を500m1容三角フラスコ
に分注し、120℃で15分間滅菌処理したものに、実
施例2で得た形質転換株をそれぞれ植菌し、37°Cに
て24時間振盪培養を行なった後、同様にして調製した
L培地1001を500m1容三角プラスフに分注し、
120 ’Cで15分間滅菌したものに101当050
cellsの左1合になるように稙継し、同じく37°
Cにて24時間振盪培養を行なった6次に遠心分離数を
用いて集菌し、菌体を洗浄後、アンピシリンを50μ8
/請1の割合で添加したし培地および無添加のL培地と
して調製した平板培地に一定量塗抹し、37゛Cにて1
日培養後生をコロニーをカウントする。
この結果、どちらの形質転換株らアンピリジン添加およ
び無添加培地に生をしたコロニーは同数であること、さ
らにL培地生■コロニーは全て実施例1で用いた選択培
地に生をすること、すなわち該プラスミドの高度の安定
性を確認した。
実施例3ニトリブト7アナーイ遁1−O」見り培地10
0曽1を500+al容三角フラスコに分注し、120
°Cで15分間滅菌処理したらのに、実施例1で得tこ
形質転換株を植菌し、37゛Cにて1日振盪培養後、同
様にして調製したトリプトファンを200pFi/ml
の濃度で含有するし培地100儂1に0 、2 ml接
種し、同じく37°Cにて8時間振盪培養した。該培1
!液を遠心分離することにより菌体をi菌し、100+
M)リス緩i液(pH8,0)50IllIにて洗浄し
、再び遠心分離を行い集画後、湿漬体を20011g採
取し、1輸Iの100−Mトリス緩衝[(pH8、O)
に懸濁し超音波処理を行なった。処理後の菌体破砕物を
適当に100mN・1トリス緩衝液(p!48.0)で
希釈して、1恒1中に1 0 0  μmole)  
リ スff1itia(pH8,0) 、 100 μ
mole  K Cl、10μmole  L−トリプ
トファン、0.03μmoleピリドキサールー5−リ
ン酸を含む反応液に加えて37°C15分間反応させた
後、常法[0,H,S+5iLh  and  C,Y
anofasky:Methodsin   E nz
ymology”、 A cademic+   N 
ew   Y ork(1962)、vol  5、p
794〜8061に従い生成するインドールを定量した
その結果、本発明のプラスミドpMTP−1又はpMT
P−IRを保持する大腸菌(FERM  P−8844
及びFERM  P−8845)を用いた場合、活性は
いずれも約150 units(1unit= 0 、
1μΦo1e生成したインドールffi/−gタンパク
i/20分)であった、また、対照として、m1ni−
Fを含まないプラスミドpB R322−LnaAを保
持する大腸直を用いて、上記方法で活性を調べたところ
、約70 unitsの活性値を示した。
実施例4:L−)リブドアアンの1力−下記組成のし培
地50m1を5001111容三角フラスコに分注し、
120°Cで15分間滅菌処理したものに上記実施例2
で得た形質転換株エシエリヒア・コリに−12(FPR
M  P−8844及VF゛PRM  P−8845)
を植菌し、37゛Cにて1日振盪培!!後、同様にして
調製したL−)リブドアアンを200pg/mlの濃度
で含有するL培地100a+lに2ω1接触し、同じく
37°Cにて8時間振盪培養した。
し慶邦の組( トリプトン        10g 酵母エキス        5g NaCl           5g グルコース        1g 蒸留水           12 pH7,2 遠心分離機を用いて菌体を回収し、これをインドール1
.5g、ピルビン酸ナトリウム1.5g、酢酸アンモニ
ウム1.5g、ピリドキサールリン酸0゜5B及び「ト
リトンX−100j5gを含む100mMトリス緩i液
(pH8、5)50mlに懸濁し、振盪しながら37℃
で5時間反応を行なった。反応終了後、反応物を水で1
0倍に希釈したのち、遠心分離により得た上澄液につい
て高速液体クロマトグラフィーで生成したL−)リプド
アアンの分析を行なったところ、いずれの形質転換株を
用いた場合にも、2.1B/111のL−)リプドア7
ンの生成が認められた。
反応終了f!50m1の10倍希釈液500鰺1をアン
モニア型強酸性イオン交換樹脂(ダイヤイオン5K−I
B、三菱化!!、製)のカラムを通してL−)リブドア
アンを吸Nさせたのち、アルカリ溶液で溶出後、濃縮し
L−)リブドアアンの粗結晶を析出させた。これをア七
トンで洗浄し乾燥してL−トリブトファンの結晶を0.
7gを得た。
なお、対照のためmi旧−F断片を含まない、プラスミ
ドpB R322−tnaAを含有する形質転換株を用
いて同様の毘(乍でL−)リブドアアンを生成させたと
ころ、L−)リブドアアンの結晶が0゜3gしか得られ
なかった。
【図面の簡単な説明】
fpJ1図及び第2図はそれぞれプラスミドpMTP−
1及びpMTP−IRの制限酵素切断地図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、(a)トリプトアナーゼオペロン中の少なくともプ
    ロモーター及びこのプロモーターを制御する調節遺伝子
    並びにトリプトアナーゼ構造遺伝子を含むDNA断片と
    、 (b)ColEl系プラスミドの自律増殖能を司るDN
    A断片と、 (c)F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 とから成ることを特徴とする新規なプラスミド。 2、ColEl系プラスミドの自律増殖能を司るDNA
    断片(b)がpBR322由来のものである特許請求の
    範囲第1項記載のプラスミド。 3、Fプラスミドの増殖制御分配系を司る遺伝子(c)
    がminiF断片である特許請求の範囲第1項又は第2
    項記載のプラスミド。 4、トリプトアナーゼオペロンの少なくともプロモータ
    ー及びこのプロモーターを制御する調節遺伝子並びにト
    リプトアナーゼ構造遺伝子を含むDNA断片(a)が、
    大脹菌K12系株の染色体DNAを制限酵素BamH
    I 及びHindIIIで切り出すことにより得られる分子
    量が約3.2KbのDNA断片である特許請求の範囲第
    1〜3項のいずれかに記載のプラスミド。 5、プラスミドpMTP−1又はpMTP−1Rである
    特許請求の範囲第1〜4項のいずれかに記載のプラスミ
    ド。 6、分子量が約10.7メガダルトンであり、制限酵素
    BamH I 、HindIII及びEcoR I に対する切
    断部位がそれぞれ3ヶ所、2ヶ所及び2ヶ所であり、且
    つEcoR I による切断断片の分子量が約6.0メガ
    ダルトン及び約4.7メガダルトンであり、BamH
    I による切断断片が約6.4メガダルトン、約2.7メ
    ガダルトン及び約1.6メガダルトンであり、そしてH
    indIIIによる切断断片が約5.5メガダルトン及び
    約5.2メガダルトンであることを特徴とするプラスミ
    ドpMTP−1である特許請求の範囲第5項記載のプラ
    スミド。 7、分子量が約10.7メガダルトンであり、制限酵素
    BamH I 、HindIII及びEcoR I に対する切
    断部位がそれぞれ3ヶ所、2ヶ所及び2ヶ所であり、且
    つEcoRIによる切断断片の分子量が約6.0メガダ
    ルトン及び約4.7メガダルトンであり、BamH I
    による切断断片が約7.0メガダルトン、約2.1メガ
    ダルトン及び約1.6メガダルトンであり、そしてHi
    ndIIIによる切断断片が約10.2メガダルトン及び
    約0.5メガダルトンであることを特徴とするプラスミ
    ドpMTP−1Rである特許請求の範囲第5項記載のプ
    ラスミド。 8、プラスミドpMTP−1又はpMTP−1Rで形質
    転換されたエシエリヒア・コリK12系微生物。 9、トリプトフアナーゼオペロン中の少なくともプロモ
    ーター及びこのプロモーターを制御する調節遺伝子並び
    にトリプトフアナーゼ構造遺伝子を含むDNA断片とC
    olE1系プラスミドの自律増殖能を司るDNA断片と
    F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断片とから成るプラスミドで形質転換されたエシ
    エリヒア・コリの培養物又はその処理物の存在下に、イ
    ンドールとピルビン酸又はその塩とアンモニア又はアン
    モニウムイオンとを反応させることを特徴とするL−ト
    リプトフアンの製造法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02255082A (ja) * 1989-03-28 1990-10-15 Toray Ind Inc トリプトファナーゼ生産能を有する形質転換体およびl―トリプトファンの製造法
US5279951A (en) * 1989-05-08 1994-01-18 Research Association For Utilization Of Light Oil Cultivation of transformed microorganisms
US10704808B2 (en) 2015-08-26 2020-07-07 Phc Holdings Corporation Ultra-low temperature freezer

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