WO1984003301A1 - Procede de preparation d'acide amine - Google Patents

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WO1984003301A1
WO1984003301A1 PCT/JP1984/000047 JP8400047W WO8403301A1 WO 1984003301 A1 WO1984003301 A1 WO 1984003301A1 JP 8400047 W JP8400047 W JP 8400047W WO 8403301 A1 WO8403301 A1 WO 8403301A1
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Ryoichi Katsumata
Akio Ozaki
Toru Mizukami
Haruhiko Yokoi
Masako Hara
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Definitions

  • the present invention relates to a method for producing amino acid by a novel gene expression method. More specifically, the present invention relates to a genus Corynebacterium or Brevibacterium using a recombinant DNA of a vector fragment and a DNA fragment that meets a gene that contributes to the biosynthesis of amino acid.
  • a transformant obtained by transforming a main strain selected from microorganisms belonging to the genus belongs to a culture medium, and culturing ⁇ : producing and accumulating amino acids, and collecting amino acids from the culture.
  • the present invention relates to a method for producing amino acids.
  • Examples of the direct production method of amino acids by fermentation include wild-type strains of bacteria such as Corynebacterium, Brevibacterium, and Serratia, nutrient-requiring strains, and strains resistant to amino acid anatomy.
  • a method using a mutant strain is known.
  • JP-B-8596 Tributane production using a tritophan analog-resistant strain (JP-B 47-4505, 51-19037), Iso-leucine production using an isoleucine analog-resistant strain ( Japanese Patent Publication No. 47-38995, Japanese Patent Publication No. 51-6237, Japanese Patent Publication No. 54-32070), Production of phenylalanine using fenalanine analog-resistant strain (Japanese Patent Publication No. 56-10035), Production of tyrosine using tyrosine-resistant strains etc. [Journal of the Japanese Society of Agricultural Chemistry ⁇ (1)
  • the present inventors have proposed the genus Corynebacterium or Brevibacterium.
  • the present inventors have previously autonomously replicated in a microorganism belonging to the genus Corynebacterium or Brevibacterium and constructed a plasmid vector having a selectable phenotype and an appropriate cloning site, while simultaneously producing a highly efficient trait.
  • a conversion system was developed and a patent application was filed (JP-A-57-183799, JP-A-57-186492, JP-A-57-186489).
  • the present inventors have proposed recombinant DNA techniques in the mouth of the plasmid known in the plasmid vector (Methods in Bnzymolgy, Recomfa inart DNA, edited b Ray Wu, Academic).
  • a microorganism belonging to the genus Corynebacterium or Brevibacterium is used as a host, and a target gene which is foreign to the host or a recombinant DNA containing a vector is introduced into the host, thereby obtaining the target gene.
  • a target gene which is foreign to the host or a recombinant DNA containing a vector is introduced into the host, thereby obtaining the target gene.
  • the present invention relates to a Corynebacterium or a vector using a recombinant DNA of a DNA fragment and a DNA fragment containing a gene that contributes to amino acid production.
  • O PI Provided is a method for producing an amino acid by culturing a transformed strain obtained by transforming a host strain selected from microorganisms belonging to the genus Revivalium in a medium.
  • amino acids according to the present invention include histidine, tryptophan, phenylalanine, isoleucine, tyrosine and arginine.
  • Examples of the DNA fragment containing the gene used in the present invention include a DNA fragment derived from a eukaryote, a prokaryote, a virus, a nocteriophage or a plasmid and containing a gene that contributes to the production of the present aminoacid. can give.
  • Genes derived from prokaryotes include bacteria, especially Escherichia, Corynebacterium, Brevibacterium, Microbacterium, Bacillus, Staphylococcus, Streptococcus,.
  • a gene derived from a strain of a bacterium belonging to the genus Serratia which is preferably a gene relating to the biosynthesis of the amino acid of the present invention and a metabolic system involved in the biosynthesis.
  • suitable gene sources include amino acid-producing strains and amino acid analog-resistant strains derived from the above bacteria. The amino acid analog resistance can be imparted on plasmid after cloning.
  • Examples of the sources of genes that contribute to histidine biosynthesis include the chromosome DNA of coliline battery ⁇ glutamicum C156 strain and Escherichia coli K12 strain ATCC23740. (: 156 strains are resistant to 1,24-triazole-3-alanine and have the ability to produce histidine, and FE RM P-6910 was deposited at the Institute of Microbial Engineering, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology. (February 8) [This was transferred to F ERM BP-453 on January 19, 1978.]
  • Examples of sources of genes involved in tritophan fan biosynthesis include chromosomal DNA (anthranilate synthase gene) of Brevibacterium flavum ATCC 14067, corynebacterium glutamicum ATCC 13032
  • genes related to the metabolic system involved in the biosynthesis of phenylalanine include the genes for chorismate mitidase and prephenate dehydratase. Furthermore, such a gene may be used which is provided with resistance to seal with phenylalanine, tyrosine or their analogs, for example, resistance to parafluorophenylalanine (PFP). Sources of such genes include K. glutamicum K38 (PFP resistance).
  • An example of a source of a gene that contributes to the biosynthesis of iso-isocyanate is a DNA fragment containing a gene of an enzyme involved in threonine biosynthesis from aspartic acid to threonine.
  • a preferred example of a gene for an enzyme involved in threonine biosynthesis is a recombinant plasmid pEThrl containing the threonine-operon DNA of Escherichia coli K112.
  • Escherichia coli JA194 strain [Proc. Natl. Acad. Sci., 74, 487-491 (1977)] is used as a specific example of the source of the genes involved in the tyrosine biosynthesis of Hon-ki. .
  • the genes involved in tyrosine biosynthesis according to the present invention include OMPI directly in the biosynthesis of these aromatic amino acids.
  • DAHP 3-deoxy-D-arabino-hepulosonic acid 7-phosphate (3-deoxy-D-arabino-heptulosonate-7-phosphate; hereinafter referred to as DAHP) )
  • Synthetic enzyme hereinafter referred to as DAHPase
  • CMase chorismate mutase
  • PDGase prephenate ⁇ dehydrogenase
  • prelarosin * aminoto DNA that carries the genetic information of enzymes such as lansferase is preferred.
  • those in which feedback inhibition has been removed from these genes can also be used.
  • Enzymes involved in L-arginine biosynthesis include N-acetyldartamate synthase, N-acetylglutamic kinase, N-acetinoleglutamate- ⁇ -semialdehyde dehydrogenase, N-acetyl ⁇ renichi. 1 3—Aminotransferase, acetinolenoretin.tin 5 ”Acetylase, N—acetylglutamate—acetylorninoacetyltransferase, ornii There are tincanolenomoisoletransferase, alginosuccinate synthetase and argininosuccinase [Agr. Biol. Chem., 43, 1899-1903 (1979)].
  • Examples of the gene of the enzyme relating to arginine biosynthesis in the present invention include D D which bears genetic information of at least one of these enzymes.
  • arg E hydrolase
  • arg C N over Asechirugunoreta Mi phosphate - r - Se Mi aldehyde Dodehi Dorogeronaze
  • arg B N- ⁇ ze cetyl glutarate Moki toner
  • PEarg1 can be obtained as a recombinant of pLC20-10 and pCE53 using a gene recombination system of Escherichia coli.
  • pLC20-10 is obtained from the gene bank of Escherichia coli K-12 and is known to have the arginine biosynthesis gene group [Clarke, et al .: Cell, 9, 91, (1976)] c
  • the vector used in the present invention must be capable of autonomous growth in host bacterial cells.
  • PCG 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-134500
  • pCG2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-134500
  • PCG 4 JP-A-57-183799
  • PCB51 PCB52
  • PCE 53 JP-A-58-25398, pCE54, pCG11, pCB100
  • PCBs 51, 52, 53, and 54 can be derived from the above-mentioned plasmid in the following manner.
  • p CE 51 can be created as follows.
  • pCGl was carried by the bacterium Corynebacterium dalta michum.
  • PCE 52 and PCE 53 can be created as follows. First, the above-mentioned patent application was obtained from the culture cells of the strain C. glutamicum 225-5-57 (FERM-P5865, ATCC 31808), which contained pCG1. According to the method disclosed in the specification, pGA22 is concentrated and isolated from a cultured cell of Escherichia coli carrying the same by a commonly used method. Only one of the Bg1 ⁇ cleavage site on the plasmid pCG1 and one of the BamHI cleavage sites on pGA22 was used for both restriction enzymes Bgl ⁇ and Bam ⁇ .
  • the T4 phage DNA ligase was used to generate a combined molecule in which both DNA molecules were linked at the same cohesive end protruding as a single strand at both ends of the plasmid molecule. -Apply ze.
  • the recombinant plasmid obtained by combining and linking both plasmid molecules from the DNA hybrid was obtained once by the genus Corynebacterium selected for drug resistance derived from pGA22. Isolate transformed strains of the genus Brevipacterium and analyze the plasmids possessed by these transformed strains Is achieved by doing
  • pCE52 and PCE53 are plasmids of about 10.9 Kb in size, having EcoRI, SalI, SmaI, Xhol, etc. as restriction sites, and pCE52 is chloramphenico.
  • C m R the phenotype of the K m R, p CE 5 3 Te DOO Rasaiku! ;
  • Down resistance (T c R) gives a phenotype of C m R, K m R.
  • X h 0 I site is in the K m R gene, selection is possible by-called insertional inactivation (phenomenon ⁇ of the phenotype et disturbed by insertion of the DNA fragment).
  • Transformation using the above DA mixture is carried out by using a protoplast of the genus Corynebacterium and Brevibacterium sp. 86492 and JP-A-57-1866489).
  • the drug used for selection may be a drug against a resistance gene other than the resistance gene which is inserted and inactivated among the drug resistance genes coded on the plasmid to be used.
  • the transformed strain is a DA-free system and has a concentration at which the recipient protoplasts cannot return to normal cells and proliferate [normally, Tc O.4-1.6 Aig / ml, Cm2.5-5 / ig / ml, K ml 00-800 ⁇ g / mU Sm 100-400 ⁇ g "/ mU Spec 200-1000-The colonies formed on a hypertonic agar medium containing 1,000 mg / m Separate, or once pit, selectively revert to normal cells on a regeneration medium, collect the cells, and collect the suspension at a concentration that does not allow growth of normal recipient cells (usually c 0.5-4 ⁇ g / ml, Cm2-15 ug / ml, Km2-25 g / ml, Sm5-5 Qjug / ml, Spec 50-500 zg / nil) in growth to colonies -. is obtained by separating the T c R, in
  • the plasmid DNA obtained by the transformant thus obtained was disclosed by the present inventors in Japanese Patent Laid-Open Nos. 57-134500 and 57-1866489.
  • the plasmids isolated from the transformed strain are pCE51, CE52 and pCE53.
  • Japanese Patent Application Laid-Open Nos. Sho 57-13445-00, 57-183, 939 and 58-35197, JP-A-58-35197 describe the collection of plasmid from strains containing plasmid. What is necessary is just to carry out according to the method of description.
  • the preparation of a recombinant of the DNA fragment containing the gene and the vector-DNA can be carried out by making use of the well-known in vitro recombinant DNA technique.
  • recombinants are produced by the ligase reaction.
  • the gene of interest is once transformed into the host system of another microorganism, such as Escherichia coli, and then transformed
  • a recombinant with a vector of the genus Lynebacterium or Brevibacterium is produced in a test tube, and then a species of the genus Corynebacterium or Brevibacterium is transformed and transformed in the same manner as described above.
  • Recombinants can be obtained by selective isolation of the transformants.
  • any strain belonging to the genus Corynebacterium or the genus Brevibacterium and having the ability to take up DNA may be used.
  • the following strains can be mentioned.
  • Protoplast formation is carried out by growing the microorganism under conditions that are sensitive to the cell wall lysing enzyme lysozyme, and lysing the cultured cells in a hypertonic solution to lyse and remove the cell wall.
  • Various cell wall synthesis inhibitors are used to transform microorganisms into lysozyme-sensitive cells.
  • microbial cells can be made lysozyme sensitive by adding a concentration of penicillin that does not or half-suppress growth during the logarithmic growth phase of the microbial culture and then grows for several more generations.
  • the medium to be used at this time may be any medium in which microorganisms can be grown.
  • nutrient medium NB (20 g of powdered bouillon, 5 g of yeast extract in 1 ⁇ of pure water, and ⁇ Adjusted medium, the same applies hereinafter) or semi-synthetic medium SS ⁇
  • the medium is inoculated with the microorganism and cultured with shaking.
  • the culture is further continued, and when the OD increases to 0.3 to 0.5, the cells are collected and washed with SSM medium.
  • the cells were then to include appropriate hypertonic medium, for example, PFM medium (SSM 2 BaiNozomi Shakueki sucrose 0.4 M in the M g C ⁇ 2 * 6 H 2 0 0.0 1 M, adjusted to p H 7.0 to 8.5 , hereinafter the same) or RCG medium [glucose 5 g, Kazi emissions hydrolyzate 5 g, yeast extract 2.5 g, K a HP 04 3.5 g, K ⁇ 2 ⁇ 0 4 1.5 g, ⁇ g C £ 2 ⁇ 6 ⁇ 2 0 0.4 1 g, F e S 04 ⁇ 7 ⁇ 2 0 1 0 mg, ⁇ ⁇ S 0 4 ⁇ 4 ⁇ 6
  • the protoplasts thus prepared have a colony-forming ability (regeneration ability) on a suitable hypertonic agar medium.
  • the agar medium may be a nutrient medium, a semi-synthetic medium, or a synthetic medium supplemented with several amino acids.
  • RCGP agar medium RCGP medium supplemented with 1.4% agar, PH 7.2
  • Culture is preferably performed at 25 to 35 t :.
  • the number of culture days required for the appearance of regenerated colonies varies depending on the strain, but it is 10 to 14 days before the bacteria can be picked.
  • Profile DOO plus DOO playback species in RCGP medium varies depending cultured middle Penicillium Li emissions addition concentration and re Zochimu treatment concentration, lysozyme treatment subjected ⁇ normal cells per 0 - 2 ⁇ : 1 0 one 4 Efficiency. '
  • Incorporation of recombinant DNA into protoplasts involves mixing protoplasts and recombinant DNA in a hypertonic solution in which cells can maintain the protoplast state.
  • a hypertonic solution in which cells can maintain the protoplast state.
  • renglycol PEG, average molecular weight: 1,540 to 6,000
  • pV'A polyvinyl alcohol
  • divalent metal ion- Done divalent metal ion- Done.
  • a stabilizer capable of achieving a hypertonic condition any of those generally used for maintaining protoplasts of microorganisms may be used, and for example, sodium sucrose / sodium succinate can be used.
  • PEG and PVA can be used. concentration range 5% to 60% each at a final concentration, 1 a 2 0%.
  • divalent metal cation Ion is the final concentration 1 to 100 m, for example C a ++, M g ++, M n + +, B a ++, etc.
  • S r + + can be effective alone or in combination.
  • temperature of the treatment is suitably 0-2 5.
  • the regeneration of protoplasts transformed with the recombinant DA was performed in the same manner as the regeneration of the protoplasts described above, using a hypertonic agar medium containing sodium sodium succinate and polyvinylpyrrolidone (for example, This is done by applying protoplasts on a (RCGP medium) and culturing at a temperature at which normal cells can grow, generally 25 to 35. Transformants are provided
  • WIPO It can be obtained by selecting the trait that the creature derived from DNA imparts to the fungus. This selection based on the characteristic trait acquisition may be performed simultaneously with regeneration on a hypertonic agar medium, or may be performed once non-selectively and then collected on a normal hypotonic agar medium after collecting regenerating normal cells. Is also good.
  • the transformation is performed by directly treating the cells grown and cultured without direct treatment with penicillin in the above step (i). May be performed in the same manner as in the above steps (1) to (3).
  • Transformants in the case of using a lysozyme-sensitive microorganism can be obtained by frequent regeneration bacteria per 0- 2 to 1 0 4. ,
  • transformant obtained by the present invention include the following.
  • the transformed strain can express the trait of the introduced recombinant DNA by culturing it in a usual nutrient medium. If the recombinant DNA has properties derived from the gene DNA or vector DNA, the medium may be supplemented with the drug in accordance with the properties.
  • Amino acids can be produced by culturing the thus obtained transformant by a culture method used for producing amino acids by a conventional fermentation method. That is, the transformant is cultured in a normal medium containing a carbon source, a nitrogen source, an inorganic substance, an amino acid, vitamin, etc. under aerobic conditions while controlling the temperature, pH, etc. If this is done, the amino acid will be produced and accumulated in the culture, and it will be collected.
  • Carbon sources include various carbohydrates such as glucose, glycerol, fructose, sucrose, maltose, mannose, starch, starch hydrolysate, molasses, polyalcohol, pyruvic acid, fumaric acid, Various organic acids such as lactate and acetic acid can be used. Further, depending on the assimilation of bacteria, hydrocarbons, alcohols, etc. may be used. In particular, molasses is preferably used.
  • Nitrogen sources include various inorganic and organic ammonium salts, such as ammonium or ammonium chloride, ammonium sulfate, ammonium carbonate, and ammonium acetate, or urea and other nitrogen-containing substances such as pt-on, NZ-amine. , Meat extract, yeast extract, corn ⁇ steep liquor, casein hydrolyzate, fish meal or its digest,
  • lithium hydrogen phosphate lithium hydrogen phosphate, lithium hydrogen phosphate, ammonium sulfate, ammonium chloride, magnesium sulfate, sodium chloride, ferrous sulfate, manganese sulfate and calcium carbonate.
  • the sources of vitamins and amino acids required for the growth of the microorganism need not be particularly added if they are supplied to the medium in accordance with the other medium components as described above.
  • Cultivation is performed under aerobic conditions such as shaking culture or aeration and stirring culture.
  • the culture temperature is generally preferably from 20 to 40. It is desirable to maintain the pH of the medium during culturing near neutrality.
  • the cultivation period is usually 1 to 5 days, and a significant amount of amino acid accumulates in the medium.
  • the cells After completion of the culture, the cells are removed, and the amino acid is recovered from the culture solution by a known method such as activated carbon treatment or ion exchange resin treatment.
  • the so-called glutamate-producing bacteria having a high glutamate-producing ability have various bacterial names due to their industrial importance despite having the same major microbiological properties.
  • these bacterial groups are the same bacterial species because the amino acid composition of the cell wall and the base composition of DNA are uniform.
  • Corynebacter ium hercul is 33 39282
  • FIG. 1 shows the restriction enzyme cleavage pattern of pGH2.
  • Fig. 2 shows the restriction map of pE thr 1 and the process of its preparation.
  • Bg ⁇ H / BamHI indicated by a dashed line is a linking site at the same bonded end generated by cleavage of both restriction enzymes.
  • the restriction enzymes used for restriction map construction were PstI, EcoRI and Xhol.
  • the molecular weight of the plasmid is given in kilobases (Kb).
  • FIG. 3 shows the restriction enzyme cleavage pattern of plasmid pEaroF-1.
  • FIG. 4 shows a restriction enzyme cleavage pattern of plasmid pKm1ar0F1.
  • FIG. 5 shows a process for preparing pEarg1.
  • restriction enzymes used for the restriction map were PstI, BamHI and Sa1I.
  • Chromosome DNA of -6910, FERBP-4553 was prepared by the following method.
  • the seed culture was inoculated into 400 ml of a semi-synthetic medium SSM, and cultured at 30 with shaking. NB medium was used for seed culture.
  • the absorbance (0D) at 600 nm was measured with a Tokyo photoelectric colorimeter, and when the absorbance reached 0D0.2, penicillin G was added so that the concentration of the culture solution was 0.5 units / ml.
  • the cells are collected from the culture solution, and the cells are collected in a TES buffer [0.03 M Tris (hydroxymethyl) aminotin-HC ⁇ (hereinafter abbreviated as Tris), 0.005 MEDTA, 0.05 MN a C ⁇ : pH 8.0, the same applies hereafter) and then with lysozyme solution (12.5% sucrose, 0.1 M Na C ⁇ , 0.05 M tris, 0.8 mg / ml lysozyme: pH 8.0, the same applies hereinafter).
  • Tris Tris (hydroxymethyl) aminotin-HC ⁇
  • lysozyme solution (12.5% sucrose, 0.1 M Na C ⁇ , 0.05 M tris, 0.8 mg / ml lysozyme: pH 8.0, the same applies hereinafter).
  • the suspension was suspended in 10 ml and reacted at 37 for 4 hours.
  • the macromolecular chromosomal DNA was isolated from the collected cells according to the method of Saito e
  • pCG11 used as a vector plasmid is derived from the strain derived from C. glutamicum glutamicum L-22, LA103, which carries pCG11 of LA103, LAl'03 / pCGll (ATCC From 390 22) as follows.
  • the cells were shake-cultured in 400 ml NB medium at 30 and grown to QD of about 0.7.
  • the cells were collected, washed with TES buffer, suspended in 1'0 ml of lysozyme solution, and reacted with 37 for 2 hours.
  • To the reaction solution sequentially add 5 MNaC £ 2.4 ml, 0.5 MEDTA (pH 8.5) 0.6 ml, and a solution consisting of 4% sodium lauryl sulfate and 0.7 MNaC ⁇ ⁇ 4.4 ml, and mix gently. Then left in ice water for 15 hours.
  • the whole lysate was transferred to a centrifuge tube and centrifuged at 4,400 ⁇ g for 60 minutes at 4 to collect the supernatant.
  • 10% by weight of polyethylene glycol (pEG) 6,000 manufactured by Hanoi Chemicals
  • the pellet was collected by centrifugation at 1,500 X-for 10 minutes.
  • the pellet was gently re-dissolved by adding 5 ml of TES buffer, and then 2.0 ml of 1.5 mg / ml ethidium bromide was added.
  • Cesium chloride was added thereto, and the mixture was gently dissolved to adjust the density to 1.580.
  • T4 ligase buffer I tris 200 mm MM g C £ 266 m, dithiothrate 1 OO mM, pM 7.6, and so on
  • ATP solution 40 ⁇ T 4 ligase (Takara Shuzo Co., Ltd., 1 unit /; «, the same applies hereinafter)
  • Q Add 3 £ and water 120 1 ⁇ £, and add at 12 ° C for 16 hours Reacted.
  • the T4 ligase reaction mixture was used for transformation of colinobacterium glutamicum LH33 strain (histidine-requiring, lysozyme-sensitive).
  • Transformation was performed using LH33 strain protoplasts.
  • the seed culture of the LH33 strain was inoculated into NB medium and cultured at 30 with shaking. When the cells reach 0 D 0.6-the cells are collected and the cells are made up to about 10 3 cells / ml in a solution (pH 7.6) containing 1 rag / ml lysozyme in RCGP medium. Suspended, After transfer to an L-shaped test tube, the mixture was gently shaken at 30 for 5 hours to produce a protoplast.
  • RCGP medium PH7.2
  • centrifuge 2500 xg for 5 minutes to remove the supernatant, and transfer the precipitated protoplasts to 1 ml of RCGP medium.
  • 0.2 ml of the suspension is spread on an RCGP agar medium containing 400 ⁇ g / ral of spectinomycin (RCGP medium containing 1.4% agar, pH 7. 2). Cultured at 0 for 7 days.
  • Spectinomycin-resistant colonies grown on the selection plate were scraped, physiologically washed twice by centrifugation with saline, and then the minimum agar medium M1 containing 100 g / ml of spectinomycin (glucose 10 g, NH 4 H 2 P 04 1 g, KC £ 0.2 g, Mg SO 4 * 7 H 2 O 0.2 g, F e S 04 ⁇ 7 H 2 0 10 nig, M n SO 4 * 4 ⁇ 6 H 2 O 0. 2 rag Z n S 04 - 7 H 2 0 0. 9 mg, C u S 0 4 - 5 H 2 0 0.
  • OMPI Isolated DNA fragments generated by single digestion with various restriction enzymes and double digestion with two types of restriction enzymes were analyzed by agarose gel electrophoresis, and the restriction enzyme cleavage mode of this plasmid DNA was identified.
  • This plasmid was named pPH8.
  • pPH8 had a structure in which a DNA fragment of about 10.6 Kb was inserted into the Bg ⁇ II cleavage site of pCGll.
  • H33 strain (the parent strain of LH33 strain (histidine-requiring, lysozyme resistant): FERMP-690, FERMBP-452) was re-transformed using PPH8 DNA. All of the transformants selected as cutinomycin-resistant strains did not require histidine. From these facts, it is clear that the genes involved in histidine biosynthesis of the histidine-producing strain C156 have been cloned.
  • Cloning of a gene that contributes to histidine biosynthesis can also be performed using H33 strain as a host strain from the beginning.
  • H33 strain As a host strain from the beginning.
  • Corynebacterium glutamicum LA — 103 strain was transformed with pPH8 DNA and resistant to the same drug on CGP agar medium containing 400 ⁇ g / ml of spectinomycin. Transformants were selected. The resulting transformant was resistant on a minimal medium containing 3 mg / ml of 2-thiazolalanine. After purification, plasmid isolation structural analysis was performed in the same manner as described above, and it was confirmed that the plasmid had the same structure as pPH8.
  • Corynebacterium glutamicum LA103 / pCG11 (ATCC 39022) and LA103 / DPH8 (ATCC39281)
  • Each of the above bacteria cultured on NB agar medium for 30 nights was a platinum loop, and each platinum loop was supplemented with 200 g / tnl of arginine and methionine in 5 ml of a production medium P 5 [molasses 12% (as sugar), KH 2 P 04 Q.2%, K 2 ⁇ ⁇ 04 0. l%, g S 0 4 7 7 ⁇ 2 0 0.0 5%, NaC 0.25%, ( ⁇ ⁇ 4 ) 2 S 0 4 2.3%, urea 0.2%, C a C 0 3 2%, ⁇ ⁇ 7.4 ( adjusted with ammonia) was inoculated into the same applies hereinafter].
  • Each ovule was grown in an SSM medium, and when OD660nm reached 0.2, penicillin G was added at 0.3 unit / ml. Continue culturing. ⁇ Collect cells when D660 increases to 0.6, and add 1 mg / ml
  • I Protoplasts were formed in the same manner as described above in an RCGF medium containing a team. Transformation was performed using pPH8 according to the above method, and the transformed strain was selected as colonies growing on an RCGP agar medium containing 400 g / nil of spectinomycin. ⁇
  • Blasmid DNA was prepared from the cultured cells of the purified spectinomycin-resistant transformant as described in JP-A-57-18739 and JP-A-57-134500. However, it was not confirmed from the restriction enzyme cleavage mode that these had the same structure as pPH8. From the above, Plasmid p PH8, a derivative of Plasmid p CG11, is derived from colinobacterium ⁇ Herculis, Brevinobacterium frambum and Brevipac 'terrier. It can be replicated even in the rat rat phase, and the plasmid pCG11 is widely used in bacteria of these species.
  • L-histidine production tests with these strains were performed as follows.
  • AAAAAA AAAAAA
  • Escherichia coli K1-2 strain 3 ⁇ 4 Strain A was used to prepare recombinant plasmids containing the genes involved in histidine biosynthesis. -Assignment of triazole-3-alanine-resistant mutation and production of L-histidine by colinobacterium glutamicum harboring the mutagenic plasmid:
  • the high molecular weight chromosomal DNA of Escherichia coli is extracted from histidine in the presence of wild-type E. coli K12 substrain ATCC 23740, and the funino-sole extraction method of Smith [Smith, MG: Methods in Enzymology 12 Part A., 545 (1967)].
  • PCE53 which is used as a vector plasmid, was obtained from the culture of Escherichia coli 212 substrain MM294 / PCE53 carrying the plasmid [An, G. et al., J Bacter iol., 140, 400 (1979)]. M M294 / pCE53 is created by the following process.
  • the plasmid DNA was isolated from the cultured cells of LA103 / pCE53 by the above method, and the Escherichia coli 12 substrain MM2994 [Miiller- Hill, B. et al_., In Protein
  • Competent cells of the MM294 strain were prepared according to the method of Dajert et al. [Dagert, M. et al., Gene 623 (1979)].
  • the genuine glutam glutamine LA103 / CE53 was constructed as follows.
  • the BglH digestion product of plasmid'pCGl and the Bam.HI partial digestion product of PGA22 were ligated using T4 ligase (Takara Shuzo).
  • the ligation was used to transform C. glutamicum strain LA103 according to the methods described in JP-A-57-186492 and JP-A-57-186489. Kanamycin resistant transformants were selected on RCGP agar medium containing 100 zg / ml kanamycin.
  • Plasmid DNA was isolated from one strain of the drug-resistant transformant, and its structure was analyzed by restriction enzyme digestion. The plasmid is located at the BamHI cleavage site near the gene that regulates PGA22 kanamycin resistance.
  • the competent cells of JC411 were prepared according to the method of Dajart et al. [Dagert, M. et al., Gene_6_, 23 (19779)]. That is, L-br0th [a medium containing 10 g of Bacterial tryptone, 5 g of yeast extract, and 5 g of sodium chloride in water 1 (hereinafter referred to as B)] (H7.2) 50
  • B Bacterial tryptone
  • H7.2 sodium chloride in water 1
  • the JC411 strain was inoculated into ml, and cultured with shaking at 37 until mid-log phase. The culture was cooled in ice water for 10 minutes and then collected by centrifugation. The cells were resuspended in 20 ml of cooled 0.1 M calcium chloride and placed at 0 ° C for 20 minutes.
  • the cells were resuspended in 0.5 ml of 0.1 M cold calcium chloride and left at 0 for 18 hours.
  • a agar medium supplemented with kanamycin ml of [Na 2 HPQ 4 8g, KH 2 P0 4 2 g, (NH4) 2 S0 4 lg, MgS0 4 - comprises 7H 2 Q O.
  • lg, Saiami down hydrochloride 4 ral the blanking dough sugar 1 0 g and agar 1 6 g of water 1 was adjusted to p H 7.2 Medium (the same applies hereinafter)], and cultured at 37 for 3 days.
  • 0MP1 Blasmid DA was isolated from the cultured cells of the transformed strain by the same method as described above. Analysis of the isolated plasmid DNA by restriction enzyme digestion and agarose gel electrophoresis revealed that there was only one Pst I DNA fragment of approximately 4.8 Kb at p £ 53. It was found that it had a structure inserted at the 3: 1: 1 cleavage site. This plasmid was named pEG7.
  • Combination cells were prepared from the JC411 strain in the same manner as described above, and transformed with PEG7 DNA. All the transformants grown on NB nutrient agar containing 25 / g / ml of kanamycin were not required to be histidine. It is clear that there is activity to complement the deletion mutation 0
  • P. coli 7 glutamicum LH73 strain (histidine-requiring, lysozyme-sensitive) was transformed with PEG7 plasmid DNA. Transformation was performed in the same manner as in Example 1 (2) using a protoplast of the LH73 strain. RC with Kanamai Shin 20 / ml
  • Plasmid was isolated from the cultured cells according to the method described in Example 1 (1).
  • the isolated mixed plasmid was used to retransform C. glutamicum LH73 strain. Plasmid was isolated from one of the obtained force nisin resistant transformants that had acquired the TRA resistance trait.
  • the plasmid had the same restriction enzyme cutting mode as pEG7. This plasmid was named pEG7tl80.
  • OMPI The plasmid was named pCSt180.
  • L A103 / pCStl80 strain has been deposited with the Institute of Microbial Industry of the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology as Kolnebacterium glutamicum K49FERM—BF464.
  • OMPI Chromosomal DNA and preparation of plasmid pCE53: The chromosomal DNA of Brevibacterium flavum ATCC 1067 was prepared by the following method.
  • a seed culture was inoculated into 40 O ml semi-synthetic medium SSM, and the mixture was fed at 30 with a shaking tower. NB medium was used for seed culture.
  • the absorbance (0D) at 660 nm was measured with a Tokyo photoelectric colorimeter. When the absorbance reached 0D0.2, the concentration of penicillin G in the culture was adjusted to 0.5 units / nil. Was added. The culture was further continued and grown until the OD reached about 0.6.
  • PCE53 used as a pegter was isolated from the cultured cells of the strain strain Corynepacterium glutamicum L-22 by the following method.
  • the cells were shake-cultured in 400 ml NB medium at 30: and grown until the OD reached about 0.7.
  • the cells were collected, washed with a TES buffer, suspended in 10 ml of a lysozyme solution, and reacted at 37 for 2 hours.
  • 2.4 ml of 5 MNaC and 0.4 ml of 0.5 MEDTA (pH 8.5), 0.64% solution of sodium lauryl sulfate and 0.7 MNaC & were added to the reaction solution. Mix gently and place in ice water for 15 hours.
  • OMPI was adjusted to 1.580. This solution was ultracentrifuged at 105, OOOx g, 18'C for 48 hours. The circular DNA covalently closed by this density gradient centrifugation was found as a dense band below in the centrifuge tube under UV irradiation. PCE53 DNA was isolated by removing the band fraction from the side of the centrifuge tube with a syringe.
  • pCE53 is the same as the plasmid pCGl (Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-134500) of colinatum glutamicum, previously filed by the present inventors.
  • p Bm HI which has only one site on CG1
  • Bam HI which is two sites on PGA22
  • the restriction sites are linked by using the same cohesive end of both restriction enzymes.
  • PCE53 has a selectable marker such as a kanamycin resistance gene derived from pGA22, and the cleavage site for the restriction enzyme Sa1I is in one place.
  • LA105 anthranilic acid synthase deficient mutant derived from a strain of Corynebacterium glutamicum L—22 was used as the recipient bacterium to be transformed.
  • Anthranilic acid-requiring mutants cannot be grown on M1 agar medium due to conventional mutagenesis, but can be grown on M1 agar medium supplemented with anthranilic acid (equivalent to 0 ⁇ 8 / ml). Obtained by choosing.
  • Preparation and transformation of LA105 protoplasts were performed using LA105 cells grown in a growth medium NB containing 100 g / ml of anthranilic acid. The procedure was as follows.
  • a seed culture of the LA105 strain was inoculated into an NB medium and cultured at 30 with shaking. At 0 D 0.6, the cells are collected, and the cells are adjusted to about 10 3 cells / mL in a solution (pH 7. &.) Containing 1 mg / inl lysozyme in RCGP medium. The cells were suspended, transferred to an L-shaped test tube, and subjected to gentle shaking reaction at 30 for 5 hours to produce protorust.
  • RCGP medium After suspending in 1 ml of RCGP medium, add 0.2 ml to RCGP agar medium containing 300 mg / ml of kanamycin (RCGP medium containing 1% agar, pH 7.2). The cells were smeared and cultured at 30 for 7 days.
  • Plasmid DNA was isolated from the cultured cells of these transformants in the same manner as described above.
  • the plasmid pTrp2-3 obtained from one of the transformed strains was analyzed by agarose gel electrophoresis after digestion with various restriction enzymes, and as a result, it was found that pCE53 was the only Sa11 cleavage site of pCE53. It was found that the plasmid was a plasmid into which a S a1 IDA fragment of about 7.1 Kb was inserted.
  • the LA105 strain was re-transformed using PT rp 2-3 in the same manner, and was transformed on RCGP agar medium containing tritophan 100 ig / nil and kanamycin 400 ⁇ g / ml. Growing colonies' at the same time became anthranilic acid auxotrophs, and they possessed the same plasmids as PT r ⁇ 2-3 as determined by the Sa1I cleavage mode.
  • strains harboring PTrp2-3 have been deposited with the American American Type-Calcia- • Collection as Corynebacterium glutamicum K20 and ATCC39035.
  • PCE52 is a plasmid pCGl of corynebacterium-glutamic acid for which a patent application was previously filed by the present inventors (JP-A-57-134500).
  • OMFI And PGA22 [E. coli] (see An. G. et aj, J. Bacteriol. 140, 400 (1979)). Specifically, the B g ⁇ ⁇ cleavage site, which has only one locus on pCGl, and the BamHI cleavage site, which has two locus on pGA22, are within the tetracycline-resistant gene. It was ligated to the BamHI cleavage site by using the same cohesive end of both restriction enzymes. PCE52 has a selective ability such as a kanamycin resistance gene derived from PGA22, and has a single cleavage site for the restriction enzyme SalI.
  • PCE52 was isolated from the cultured cells of the strain C. glutamicum L-.22 harboring pCE52 by the following method.
  • the cells were shake-cultured at 400 in 400 ml NB medium and grown to 0D of about 0.7.
  • the cells were collected, washed with a TES buffer, suspended in 10 ml of a lysozyme solution, and reacted at 37: 2 for 2 hours.
  • To the reaction solution sequentially add 2,4 ml of 5 MNaC, 0.6 ml of 0.5 MEDTA (pH 8.5), 4.4 ml of a solution consisting of 4% sodium lauryl sulfate and 0.7 MNaC £, and mix gently. Then left in ice water for 15 hours.
  • the whole lysate was transferred to a centrifuge tube, and centrifuged at 69,400 ⁇ g at 4 for 60 minutes to collect a supernatant.
  • 10% by weight of polyethylene glycol (pEG) 6,000 manufactured by Hanui Chemicals
  • the pellet was collected by centrifugation at 1,500 X g for 10 minutes.
  • Gently re-dissolve the pellet by adding 5 ml of TES buffer, dissolve, add 2.0 ml of 1.5 mg / ml ethidium bromide, add cesium chloride to this, and gently dissolve to reduce the density to 1.580. I adjusted to.
  • LA-105 strains and 141--1 strains were treated in the same manner.o
  • LA-105 / ⁇ 2-3 K20, ATCC39035) 0.3 4
  • Chromosome DNA of A. coli glutamicum ATC C1332 was prepared by the following method. '' A chromosomal DNA was prepared in the same manner as in Example 3 (1), except that the corynebacterium glutamicum ATCC 13 0 32 was used in place of the Brevibacterium flavum ATCC 14067. Was prepared.
  • a ligase reaction mixture was prepared in the same manner as in Example 3 (2) except that 3 g of pCE52 plasmid DNA prepared in Example 3 (4) and 9 g of chromosomal DNA prepared above were used. Obtained. ⁇
  • Plasmid DNA was isolated from cultured cells of these transformants in the same manner as described above. Plasmid pTrp9-1 obtained from one of the transformants was analyzed by agarose gel electrophoresis after digestion with various restriction enzymes.
  • the plasmid was found to have about 7.3 Kb of the Sa1 IDA fragment inserted into the sole Sail cleavage site of pCE52.
  • Example 3 After the treated cells were centrifugally washed twice with 50 mM Tris-maleic acid buffer (PH 6.0), the washed cells were treated with kanamycin 1 The cells were cultured in an NB medium containing 0 g / ml at 30 t for 16 hours, and plasmid DNA was isolated in the same manner as in Example 3.
  • the LA-105 strain was transformed in the same manner as in Example 3.
  • Transformant selections include 0.5-mg / ml of 4-methyltryptophan or 0.5-rag / ml of 6-fluorotryptophan alone or together with 20 / ml of kanamycin Performed on RCGP agar medium. From the colonies that appeared, colonies capable of growing on M1 agar medium containing 0.5 rag / ml of the corresponding tryptophan analog and NB agar medium containing 10 g / ml of kanamycin were selected.
  • the transformant thus obtained had a plasmid containing a gene encoding a tris-tophan-insensitive antslanic acid;
  • One such plasmid, pTrpl3-2 encodes 50% inhibitory anthranilate synthase with a tryptophan concentration of 0.25 mM and encoded by pTrp9-1.
  • the tryptophan sensitivity was about 40-fold.
  • the strain was cultivated in a MB liquid medium with shaking at 30 for 16 hours, and 0.5 ml of the bacterial solution was inoculated into a test tube containing 5 ml of the production medium P, and cultured at 30 with shaking for 96 hours. After the cultivation, the culture filtrate was subjected to paper mouth chromatography, and after the ninhydrone was developed, the amount of L-tritophan fin was measured by colorimetric quantification.
  • LAR-1 ⁇ and LAR-1 / pTrp9-1 were similarly treated.
  • LAR-l / pTrp9-1 was prepared in the same manner as described above by transforming the LAR-1 strain with pTrp9-1.
  • Corynebacterium ⁇ Glutamicum K38 closimidate mitase and preformate dehydratase genes are cloned in corynebacterium glutamicum and purified by phenylalanine. Production:
  • Corynebacterium ⁇ Glutamicum K38, FERMP The chromosome PNA of 7087 was prepared by the following method. ,. '
  • the seed culture was inoculated into 400 ml of semi-synthetic medium SSM, and cultured with shaking at 30: NB medium was used for seed culture.
  • the absorbance (0D) at 660 nm was measured using a Tokyo photoelectric colorimeter, and when the concentration reached 0.2, penicillin G was added to a concentration of 0.5 units / ml in the culture solution. . Further cultivation was continued, and the cells were grown until the OD reached about 0.6.
  • PCG11 used as a vector was isolated by the method of Example 1.
  • This ligase reaction mixture was subjected to transformation.
  • C. glutamicum L- 15 ATCC 318 34 was used as a recipient bacterium for transformation.
  • the seed culture of L-15 strain was inoculated into NB medium and shake-cultured at 30 ' ⁇ . 0 D cells were collected at a point reached 0.6, were suspended the cells so that the liquid (p H 7.6) to about 1 0 9 cells / ml containing 1 rag / ml lysozyme in RCGP medium, L-type test
  • the mixture was transferred to a tube and gently shaken at 30 for 5 hours to form a protoplast.
  • RCGP medium pH 7.2
  • RCGP medium pH 7.2
  • the mixture was centrifuged at 2,500 X g for 5 minutes to remove the supernatant, and the precipitated protoplasts were suspended in 1 ml of RCGP medium.
  • 0.2 ml was spread on an RCGP agar medium containing 200 g / ml of zucchinomycin, and cultured at 30 for 7 days.
  • transformation was carried out in the same manner as described above, using the phenylanilan and tyrosine auxotrophs of coli bacterium glutamicum deficient in colistem tolase and prephene-todehydratase as recipient cells.
  • a transformant which was resistant to spectinomycin and became non-requiring phenylalanine and tyrosine was selected.
  • Plasmid DNA was isolated from the cultured cells of these transformants in the same manner as described above.
  • the plasmid pCS-CM2 obtained from one of the transformed strains was analyzed by agarose gel electrophoresis after digestion with various restriction enzymes, and as a result, approximately 9.
  • the 4 Kb Bam HIDA fragment was found to be the inserted plasmid.
  • the pCS-CM1 and pCS-CM2 obtained as described above are identical plasmids based on the cleavage patterns of various restriction enzymes such as EcoRI, Sab £ I, and Hind ⁇ described below. It turned out to be de.
  • CM1 and pCS-CM2 phenylalanine and tyrosine auxotrophs of corynebacterium glutamicum were transformed in the same manner, and phenylanilane and tyrosine were converted to 100 respectively.
  • the phenylanilan-producing C. glutamicum K38 strain (FERMP-807, FERBP-454) was transformed with pCS-CM2.
  • the resulting transformant has been deposited with the Microelectronics Research Institute as Corynebacterium glutamicutn 39, FERMP-708 (FERMBP-449).
  • L-phenylalanine production test was carried out as follows using a PCS-C2 holding strain, K. glutamicum K39.
  • the strain was cultured in NB liquid medium with shaking for 30:16 hours, and 0.5 ml of the bacterial solution was inoculated into a test tube containing 5 ml of production medium P4 and cultured with shaking at 30 t for 96 hours. .
  • the culture filtrate was subjected to paper-mouth chromatography, and after ninhydrin was developed, the amount of L-phenylalanine produced was measured by colorimetric quantification.
  • Corynebacterium glutamicum K38 was similarly treated.
  • Cloning was performed in a host vector system of E. coli.
  • PG A22 used as a vector was prepared from this plasmid in accordance with the method of Anne et al. ( ⁇ , G. et al: J. Bacteriol., 140, 400 (1977)), who prepared this plasmid.
  • the chromosomal DNA that is isolated from the cultured cells of the Escherichia coli 112 sub-strain and becomes 10 donor D ⁇ is obtained from the cultured cells of the E. coli K-12 strain Hfr strain (ATCC23740).
  • a method for extracting phenol [Smith,. G .: Methods, in Bnzymology, 12, part A, 545 (1967)].
  • Hind reaction solution containing 4 g of PGA22 plasmid DNA (10 mM Tris, 7 mM MgC £ 2 , 60 mM NaC, PH 7.5, and the same below) 0.4 to 60 ⁇
  • the unit of Hind IE (16 units / " ⁇ ⁇ ) was added, and the reaction was performed at 37 for 30 minutes, followed by heating at 65 for 10 minutes to stop the reaction.
  • Hindm cleavage sites a sample digested with Hind IE under the same conditions was analyzed by agarose gel electrophoresis, and it was confirmed that the sample was cut into one fragment.
  • L medium supplemented with diaminopimelic acid to 100 g / ml (10 g of bacteritriton, 5 g of yeast extract, 1 g of glucose and 1 g of sodium chloride).
  • Medium containing 5 g of water in water 1 and adjusted to pH 7.2) 5 Onii GT-3 strain was inoculated, and the absorbance (0D) at 66.0 nm of the Tokyo Photoelectric Colorimeter was 0.5.
  • the culture was cooled in ice water for 10 minutes, and then collected by centrifugation The cells were resuspended in 20 ml of cooled 0.1 M calcium chloride and placed at 0 for 2 minutes.
  • the cells were re-centrifuged, suspended in 0.5 ml of 0.1 M calcium chloride, and left for 18 hours at 0.
  • the ligase reaction mixture 2 was added to the calcium chloride-treated bacterial solution 400 ⁇ ⁇ . 0 / was added and mixed, left for 10 minutes at 0, and then heated for 5 minutes at 37. Then, 9 ml of L medium was added, and the cells were cultured with shaking at 37 for 2 hours.
  • M9 minimal agar medium containing 12.5 g / ml of kanamycin (glucose 2 g, NH 2 C ⁇ lg, Na 2 HP04 6 g, KH 2 P 0 4 3 g, Mg S 0 4 ⁇ 7 H 2 ⁇ 0.1 g, Ca C £ 2 ⁇ 2 H 2 0 15 mg, Siamide hydrochloride 4 rag and agar agar 15 g
  • the medium was adjusted to pH 7.2, the same as in the following, and applied to the same culture. The only colony that emerged was the drug ampicillin 25 «g, a selective marker of PGA 22. / ml, 25 g / ml chloramphenicol or 25 g / ml kanamycin was confirmed to grow on the agar medium.
  • Plasmid DNA was isolated from the cultured cells of this transformant by the same method as that for isolating PGA22.
  • This plasmid DA was analyzed by restriction enzyme digestion and agarose gel electrophoresis, and as a result, it had the structure shown as PGH 2 in FIG.
  • the NA fragment inserted into pGA22 is a DNA fragment containing the E. coli opin that has already been cloned [Cossart, P. et al: Molec. Gen, Genet., 175, 39].
  • Transformation was carried out using a protoplast of colinobacterium glutamicum LA201 strain (homoselin ⁇ oral auxin strain). Seed culture of C. glutamicum / glutamicum LA201 strain was inoculated into NB medium and cultured with shaking at 30 :. When the cells reach 0 D 0.6, the cells are collected at the-point, and the cells are added to a solution containing 1 rag / ml lysozyme in RCGP medium (pH 7.6). It was suspended to approximately 10 3 cells / ml, and pro Topurasu preparative reduction to 5 hours gentle shaking reaction at 3 0 transferred to L-type test tube.
  • 0.5 ml of this protoplast bacterial solution was placed in a small test tube, centrifuged at 2,500 X g for 5 minutes, resuspended in 1 ml of TSMC buffer, washed by centrifugation, and resuspended in 0.1 ml of TSMC buffer. .
  • To this bacterial solution was added 100 parts of a 1: 1 mixture of a 2: 1 concentration of TSC buffer and the above ligase reaction DNA mixture, and the mixture was mixed.Then, a solution containing 20% PEG 6,000 in TSMC buffer 0.8 ml was added and mixed.
  • the kanamycin-resistant transformant grown on the front of the agar medium was scraped, centrifuged and washed with physiological saline, and then re-coated on a minimal agar medium M1 supplemented with leucine 50 g / ml. For 3 days. Appearing kanamycin 2 0 iig / nil and scan Bae Kuchinomai thin LOO ig / ml 4 0 0 3 strains chosen t optionally strains were obtained which can grow on NB agar medium containing MLN B medium from the colonies After the cells were collected, the plasmid was isolated from the cultured cells by centrifugation using a gradient of density of sodium chloride as described in Example 1. From 40 to 55 g of plasmid DNA was obtained from each strain.
  • PEThr1 was introduced by transforming the protoplasts of kolinenocterium glutamicum K40 and brevinocterium flavum A—TCC146. ⁇ ) ⁇ 40 (FERM ⁇ -7160, FBRM BP-4555) and Brevibatate ⁇ lambum A T'C C14067 in NB medium at 30 After culturing with shaking for 6 hours, 0.1 ml of the seed culture was inoculated into an L-shaped test tube containing 10 ml of SSM medium, and cultivated with shaking at 30: in a mono-type monoculture tank. When 0 D became 0.15, penicillin G was added so that the concentration became 0.5 units / ml.
  • OMPI One-to-one mixed solution of 1 DNA solution (100: 1) was added and mixed. Transformation was performed via PEG 6.0000 in the same manner as in Example 1. Sin was spread on an RCGP agar medium containing 400 "g / ml and cultured for 10 days at 30. From among the colonies that appeared, Spectinomycin 10 O ⁇ g / ml and Rikimaishin 20 A strain capable of growing on NB agar medium containing ig / ml was obtained.
  • a transformant that has become resistant to both spectinomycin and kanamycin simultaneously is shake-cultured in 40 Oml SSM medium.When the 0D reaches 0.15, penicillin G is adjusted to 0.5 units / ml. Was further added, and the OD was further cultured until the 0D reached 0.65. Plasmid was isolated from the collected cells by a method similar to the method for isolating pCG11 in Example 1. As a result of analyzing these plasmids by restriction enzyme digestion and agarose gel electrophoresis, it was found that some of the plasmids had the same structure as pEthr1, which is characterized by various restriction enzyme cleavage modes. Such a transformed strain is known to be Corynebacterium dartamicum K41 (FERM-P711, FERM 'BP-456), Brevibacterium * Flavum K42 (FER-BP3). 5 5).
  • Chromosome DNA of E. coli JA194 strain (Proc. Natl. Acad. Sci., 94, 487-491 (1977)) was prepared by the following method.
  • a seed culture was inoculated into 400 ml of LB (pH 7.0, the same applies hereinafter), cultured with shaking at 37 :, and grown until late in the irradiation period.
  • the cells were collected from the culture solution, and the macromolecular chromosomal DNA was isolated from the collected cells according to the method of Saito et al.
  • PBR322 used as a vector was isolated from the culture of its holding strain, Escherichia coli JA194, by the following method.
  • OMPI 1 ml of ethidium / methylene chloride / ml concentration was added, and the mixture was made up to exactly 7.5 ml with TE buffer.
  • CsC ⁇ 7.875 g was added and completely dissolved, followed by centrifugation at 105, OOOx g, 20 t, and 40 hours.
  • the plasmid band detected under UV irradiation was removed with a syringe, and ethidium bromide was extracted three times with isopropanol containing 15% (V / V) TE buffer. It was dialyzed overnight against TE buffer and the dialysate was used as plasmid DNA.
  • Restriction enzyme containing 3 g of PBR32 2 plasmid DNA prepared above Hind E (restriction containing 5 units of Eco RI and Hind each in the reaction mixture 100 / ⁇ and 2 g of chromosomal DNA 5 units of Eco RI and Hind ⁇ are added to the enzyme Hind reaction solution 100 ⁇ ⁇ ; IB, the reaction was stopped at 37 for '60 minutes and then heated at 6.5 for 10 minutes. After mixing both reaction solutions, add T 4 ligase buffer H 40 ⁇ ,, ATP (5 mM) 0 ⁇ £, T 4 ligase 0.
  • the ligase reaction mixture was flooded for transformation.
  • Colonies grown on M9 plate medium were applied to LB plate medium containing ampicillin • 100 g / ml and tetracycline at 20 ⁇ g / ml, respectively. Colonies that grew in the medium and did not grow in the medium containing tetracycline were selected.
  • Plasmid DNA was isolated from a transformant grown on an M9 plate medium and transformed with ampicillin resistance and tetracycline sensitivity in the same manner as described above. After digesting the plasmid pEar0F1 obtained from one of the transformed strains with various restriction enzymes, and analyzing by agarose-gel electrophoresis, the larger EcoRI-HindHI of PBR322 was analyzed. The section was found to be a plasmid into which about 4.2 Kb of BcoR I-Hindi! Digested DNA fragment had been introduced.
  • Escherichia coli AB3248 and Escherichia coli AT2273 were transformed in the same manner as described above, and both of them were histidine, proline, anoreginin and a. It grew on M9 medium containing solonsin and norin, and at the same time became ampicillin resistant, and they were found to have the same plasmid as pEaro FI.
  • pCE51 is the plasmid pCG1 (JP-A-57-134500) of C. glutamicum and the plasmid pGA'22 of Escherichia coli, for which the present inventors previously filed a patent. n, G. et al: J. Bacterid.) 140, 400 (1979)]. Specifically, the B g £ ⁇ cleavage site, which has only one place on p C • G 1, and the Bam HI fragment containing the kanamycin resistance gene of pGA22, using the same cohesive end of both restriction enzymes, It is a concatenation.
  • This ligase reaction mixture was subjected to transformation.
  • Escherichia coli AB3248 strain was used as a recipient bacterium for transformation. Transformation was carried out in the same manner as described above to obtain colonies growing on an M9 plate medium containing histidine, proline, arginine, isotamine, and balin. From the obtained colonies, colonies growing on an LB plate medium containing 20 ⁇ g / ml of kanamycin were selected.
  • the Kanamycin-resistant transformant grown on an M9 plate medium containing histidine, proline, arginine, isoleucine, and vallin thus obtained, was prepared in the same manner as described above. Smid DNA was isolated.
  • the plasmid pKm1aroFl obtained from the .1 transformed strain was digested with various enzymes. As a result of analysis by S-gel electrophoresis, a plasmid in which a H inc ⁇ -cleaved DNA fragment containing ar0F.tyr A of pEaroFl of about 3.8 Kb was inserted into one of the H inc ⁇ It turned out to be de.
  • the plasmid pKm1ar0F1 obtained as described above has cleavage patterns of various restriction enzymes as shown in FIG.
  • the AB322 strain carrying pKm1aroF1 was grown to late logarithmic growth in LB medium containing kanamycin 208 / nil.
  • the cells were washed twice with 50 mM Tris * maleic acid buffer (pH 6.0) by centrifugation twice, and then N-methyl-N'-nitro-N-nitrosguanidine was added.
  • the cells were treated for 30 minutes at room temperature in 50 mM Tris * maleic acid buffer (pH 6.0) containing 0 ⁇ g / ml. Wash the treated cells twice with 50 mM Tris-maleic acid buffer (pH 6.0) and wash the washed cells with kanamycin.
  • the cells were cultured in LB medium containing 20 ⁇ g / ml at 30 t: for 16 hours, and plasmid DNA was isolated in the same manner as described above.
  • Escherichia coli AB3248 was transformed in the same manner as described above. Transformants were selected on M9 plate medium containing histidine, proline, arginine, isoleucine and balin at 0.25 mg / ml and 50 g / ml each. . From the emerged colonies, 0.29 mg / ml of tyrosine, 50 mg / ml of histidine, proline, arginine, isoleucine and valin each containing M9 plate medium and kanamycin 2 / ml Colonies that can grow on LB plate medium containing E. coli were selected.
  • the colony thus obtained was also used as a tyrosine analog, 3—T-minothyrosine (3AT) (manufactured by Sigma) at 0.2 mg / ml and with histidine, proline, and alginine. Isoloisin and nodulin were able to grow on M9 plate medium containing 50 g '/ ml each and were found to be 3AT resistant. 'Plasmids obtained from the transformants thus obtained can confer bacterium resistance to bacilli.
  • 3AT 3—T-minothyrosine
  • Escherichia coli AB 3248 strain having one such plasmid, pK mlaro F-m-18 can be obtained by combining tyrosine 1 mg / ml or 3AT 0.5 rag / ml with 50 «g / ml. It can grow on M9 plate medium containing ml of histidine, proline, arginine, isolysine and balin.
  • a semi-synthetic medium SSM containing 50 ig / ml of phenylalanine was inoculated with a seed culture of colinobacterium glutamicum K43 (FERMP-716, FERMBP-457). And shake culture at 30 ° C. NB medium was used for seed culture.
  • the absorbance ( ⁇ D) at 660 nm was measured with a Tokyo photoelectric colorimeter.
  • OMPI IPO Benicillin G was added to a concentration of about 1 ml / ml. Further cultivation was continued and the cells were grown to 0D of about 0.6 '.
  • the transformant having pKm1aroF1 and pKm1aroF1-m-18 obtained as described above was subjected to Corynebacterium glutamicum K44, F ⁇ ⁇ ⁇ -7163 (F ⁇ R ⁇ 4-458 8) 'and Corynebacterium glutamicum ⁇ 45, F ⁇ R ⁇ -7164 (FERM ⁇ ⁇ -460), respectively.
  • pLC20-10 was obtained from the culture of Escherichia coli 1-12 substrains harboring it by the method of An et al. [An, G. et al .: J. Bacteriol., 140,
  • PLC 20 10 Reaction buffer for Pst I ⁇ Bam HI restriction enzyme containing 5 ig plasmid DNA [15 mM Tris, 10 mM MM g C £ 2 ,
  • Transformants were performed using Escherichia coli K-12 substrain CH754 [requiring methionine, tryptophan and arginine (argH, deficient mutation of argininosuccinase)].
  • the CH754 competent cells were prepared by the method of Dajart et al. [Dagert, M. et al: Gene 6_23 (19779)]. That is, 50 mUc of the L medium: CH754 strain was inoculated, and cultured at 37 using a Tokyo photoelectric colorimeter until the absorbance (0D) at 660 nm became 0.5. The culture was chilled in ice water for 10 minutes or centrifuged.
  • the cells were resuspended in chilled 0.1 M calcium chloride (20 ml ') and placed at 0-20 minutes. The cells were re-centrifuged, suspended in 0.5 ml of 0.1 M chloride, and placed at 0 for 18 hours. The ligase reaction mixture 50 was added to 150 ⁇ l of the bacterial solution treated with chlorosulfuric acid, mixed, left at 0 for 10 minutes, and then heated at 37 for 5 minutes. Next, 2 rol of L medium was added, and the cells were cultured with shaking at 37 ° C for 2 hours.
  • Plasmid DNA was isolated from the cultured cells of the resulting transformant by the same method as used for isolating pLC20-10. This plasmid DNA was analyzed by restriction enzyme digestion and agarose gel electrophoresis.As shown in Fig. 5, the plasmid DNA contained a PstI-BamHI fragment containing PLC20-10 arginine biosynthesis genes. It had a structure linked to a PstI-BamHI fragment containing the kanamycin resistance gene of pCE53. This Rasmid was named PE arg1.
  • the plasmid DNA was used to transform C. glutamicum LA291 (arginine auxotrophy).
  • Corynebacterium glutamicum LA291 is an arginine requirement derived from a lysozyme-sensitive mutation ⁇ L1-15 ⁇ derived from ATCC 31833, which is a common arginine requirement.
  • Arginine succinate synthetase (argG gene product of Escherichia coli), since it does not respond to growth even with sidrulin, a precursor of arginine in the arginine biosynthesis pathway, which is a precursor of arginine in the arginine biosynthesis pathway.
  • argininosuccinase corresponds to the argH gene product of Escherichia coli.
  • Seed culture of C. glutamicum * glutamicum LA291 was inoculated into NB medium and cultured at 30 with shaking. Cells were collected they become OD 0.6, were suspended the cells so that the liquid (p H 7.6) to about 1 0 3 cells / ml containing 1 rag / ml lysozyme in RCGP medium, L-type test tube The mixture was then transferred to a protoplast by gentle shaking at 30 for 5 hours.
  • Plasmid DNA was isolated from the cultured cells of the transformant by the same method as that used to isolate PCE53, and analyzed by restriction enzyme digestion and agarose gel electrophoresis. It was found that it had the same structure as pEarg1 specified in.
  • This protoplast was transformed to introduce pEar1.
  • Corynebacterium glutamicum ATCC 13302, corynebacterium *, kyurilis ATCC 13868, and Brevibacterium / Flavum ATCC 14467 in NB medium After shaking culture at 30 for 16 hours, inoculate 0.1 ml of the seed culture into an L-shaped test tube containing 10 3 11 M culture medium, and place in a mono-type culture tank for 30 hours. And cultured with shaking.
  • Plasmid was isolated from the collected cells by a method similar to the method for isolating pC ⁇ 53 in Example 3. These plasmids were digested with restriction enzymes and analyzed by agarose gel electrophoresis. As a result, it was found that some of the plasmids had the same structure as PEarg1 ', which is characterized by various restriction enzyme cleavage modes.
  • Such poorly transformed strains are K. glutamicum K46 (FERBP-356), C. bacterium-Hakuriri K47 (FERMBP-366), and Brevibacterium um. ⁇ Flambum K48 (FERMBP-357).

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Description

明 細 書 ア ミ ノ 酸 の 製 造 法
技 術 分 野
本発明は遺伝子の新規形質発現方法により了ミ ノ酸を製造 る方法 に関する。 さらに詳細には本発明はァミ ノ酸の生合成に闋与する遺伝 子を会む D N A断片とベクター D N Aとの組換え体 D N Aを用いコ リ ネバクテ リ ゥ厶属またはブレビバクテ リ ゥム属に属する微生物から選 ばれる琮主菌株を形質転換して得られる形質転換株を培地に培養し、 培養^ ：アミ ノ酸を生成蓄積せしめ、 該培養物からアミ ノ酸を採取 するこ ご特徵とするァミ ノ酸の製造法に関する。
背 景 技 術
発酵法によるァミ ノ酸の直接製造法としては、 コ リネバクテ リ ウム 属， ブレビバクテリ ウム属， セ ラチア属などの細菌の野生株、 栄養要 求生株またはァミ ノ酸アナ口グ耐性株などの突然変異株を用いる方法 が知られている。
たとえ ·'、 ヒスチジンアナログ耐性株を用いるヒスチジンの生産
(特公 -8596) , ト リブトフ ァ ンアナログ耐性株を用いる ト リブト ファ ンの生産（ 特公昭 47-4505，特公昭 51 - 19037) , イ ソロイ シンアナ ログ耐性株を用いるィ ソロイ シンの生産（ 特公昭 47-38995, 特公昭 51 -6237,特公昭 54-32070)， フ エ二ルァラ ニンアナ口グ耐性株を用いるフ ェニルァラニンの生産（ 特公昭 56-10035)， フ 二ルァラ二ン要求生， チロシン耐性株などを用いるチロシンの生産 〔日本農芸化学会誌^ (1)
R79〜R87 (1976) 〕 ， L —アルギニンアナログ耐性株などを用いるァ ルギニンの生産 〔Agr. B i ol. Chem.， 36, 1675〜1684 (1972) ， 特公 昭 54-37235， 特公昭 57 - 150381 〕 などが知られている。
発 明 の 開 示
本発明者らはコ リネバクテ リ ゥ厶属あるいはブレビバクテリ ウ厶属
O PI の細菌を用いるァミノ酸生産法において、 従来のァミノ酸生産性変異 の付与による育種とは全く異なる組換え D N A技法によるアミノ酸の 生産方法についで研究を行った。
本発明者らは先にコ リネバクテリゥム属またはブレビバクテリゥム 属に属する微生物中で自律複製し、 選択可能な表現型と適当なクロー ニング部位を有するプラスミ ドベクターを造成する一方、 効率の高い 形質転換系を開発し特許出願を行った （特開昭 57-183799， 同 5 7 - 186492, 同 57-186489)。 また本発明者らは該プラスミ ドベクターに既 に知られているィ ンビ ト口における組換え体 D N A技法 （Methods i n Bnzymo l ogy, り 8, Recomfa inart DNA, ed i ted b Ray Wu, Academ i c Press 1979 , USP 4, 237， 224)を用い、 グルタ ミ ン酸、 リジンなどのァ ミノ酸の生合成に関与する外来性遺伝子を含む D N A断片を連結し、 開発した形質転換系を用いてコ リネバタテリゥム · グルタ ミクム L - 2 2·株またはその誘導株を形質転換したところ、 該外来性遺伝子が該 宿主中で形質を発現され、 該ァミノ酸の生産増大に利用することがで きることを見出し特許出願を行つた （特開昭 58- 126789)。
さらに研究の結果、 ヒスチジン， ト リプトフ ァ ン， フ ヱニルァラ二 ン、 イ ソロイ シン， チロ シンおよびアルギニンに闋しても同様の方法 によって得られた菌株が著量にこれらァミノ酸を培地に蓄積できるこ とを見出し本発明を完成するに至った。
コ リネバクテリゥ厶属またはブレビバクテリゥ厶属に属する微生物 を宿主として用い、 これに該宿主に対して外来性であるところの目的 遺伝子またはべクタ一を舍む組換え体 D N Aを導入しで該目的遺伝子 の形質を発現させァミノ酸の生産性を向上させた例は今まで全く知ら れていない。
以下本発明を詳細に説明する。
本発明はァミノ酸生成に闋与する遺伝子を含む D N A断片とベクタ — D N Aとの組換え体 D N Aを用いるコ リネバタテリゥム属またはブ
O PI レビバクテ リ ゥ厶属に属する微生物から選ばれる宿主菌株を形質転換 して得られる形質転換株を培地に培養し、 ァミ ノ酸を製造する方法を 提烘する。
本発明に係るアミ ノ酸としてはヒスチジン， ト リプト ファ ン， フエ 二ルァラニン， イ ソロイ シン， チロ シンおよびアルギニンがあげられ な o
本発明に用いる遺伝子を含む D N A断片としては、 真核生物， 原核 生物， ウィルス ， ノ クテ リオファージまたはプラス ミ ドに由来し本発 明ァミ ノ酸の生成に闋与する遺伝子を含む D N A断片があげられる。 原核生物に由来する遺伝子としては細菌とく にエッ シェ リ ヒァ属， コ リネバクテ リ ウ厶属， ブレビバクテ リ ウム属、 ミ クロバクテ リ ウム属， バチルス属， スタフイ ロコ ッカス属， ス ト レプトコ ッカス属， .または セラチア属に属する細菌の菌株に由来する遺伝子で、 本発明のァミ ノ 酸の生合成ならびにその生合成に関与する代謝系に係る遺伝子が好適' にあげられる。 とく に ^適な遺伝子源としては、 上記細菌から誘導し たアミ ノ酸生産性株， アミ ノ酸アナログ耐性株などが用いられる。 該 アミ ノ酸アナ口グ耐性は、 クローン化後プラス ミ ド上にて付与するこ ともできる。
ヒスチジン生合成に闋与する遺伝子の供給源の例としては、 コ リネ バタテ リ ゥム ♦ グルタ ミ クム C 1 5 6株およびエツ シヱ リ ヒア · コ リ K12株 ATCC23740 の染色体 D N Aがあげられる。 （： 1 5 6株は1， 2 4 - ト リ ァゾール - 3 -ァラニン耐性でヒスチジン生産能を有し、 ェ 業技術院微生物工業技術研究所に F E RM P-6910 (寄託日昭和 5 8年 2月 8 曰） 〔これは昭和 5 9年 1月 1 9 日付で F ERM BP- 4 5 3に移管され た〕 寄託されている。
ト リブト ファ ン生合成に関与する遺伝子の供給源の例としては、 ブ レビバクテ リ ゥ厶 · フラブム ATCC 14067 の染色体 D N A (アンスラニ ル酸合成酵素遺伝子） ， コ リネバタテ リ ゥム · グルタ ミ クム ATCC 13032
O PI
/IPO の染色体 D N A (アンスラニル酸合成薛素遺伝子） などがあげられる。 フエ二ルァラニンの生合成に闋与する代謝系に係る遺伝子としては、 コ リス ミ ン酸ミ ユタ一ゼおよびプレフヱン酸デヒ ドラターゼの遺伝子 があげられる。 さらにそのような遺伝子にフヱニルァラニン， チロ シ ンま はそれらのアナ口グに封する耐性、 たとえばパラフルォロフヱ 二ルァラニン （ P F P ) 耐性を付与したものも用いることができる。 そのような遺伝子の供給源としては、 コ リネバクテリ ゥム · グルタ ミ クム K 3 8 ( P F P耐性） があげられる。
イ ソ口イ シンの生合成に闋与する遺伝子の供給源の例としては、 ァ スパラギン酸からスレオニンに到るスレオニン生合成に係る酵素の遺 伝子を含む D N A断片があげられる。
ァスパラギン酸からスレオニンに到るスレオニン生合成に係る酵素 としては、 ァスノヽ。ルトキナーゼ， ァスノヽ。ラギン酸セミ アルデヒ ドデヒ ドロゲナーゼ、 ホモセ リ ンデヒ ドロゲナーゼ、 ホモセリ ンキナーゼぉ よびスレオニンシンターゼがある。 〔Agr. Biol. Chem.， 38, 993 (1974)] 。
スレオニン生合成に係る酵素の遺伝子の具体例に好適な一例として は、 大腸菌 K一 1 2のスレオニン · オペロ ンの D N Aを含む組換え体 プラス ミ ド p E t h r lがあげられる。
本癸明のチロシン生合成に係る遺伝子の供給源としては、 大腸菌 J A 1 9 4株 〔Proc. Natl. Acad. Sci. , 74, 487 〜491(1977) 〕 が具 体的な例として用いられる。
なお、 微生物における芳番族ァミ ノ酸の生合成経路ならびにその調 節様式については、 大腸菌， 枯草菌， コ リネバクテ リ ゥム属ゃブレビ バクテ リ ゥム属などのグルタ ミ ン酸生産菌などにおいて詳細に研究さ れている 〔農芸化学会誌 ^£(1)， R79 〜R87， （1976)および Ann. Rev.
Biochemistry 47, 533 (1978) 参照〕 。 本発明におけるチロシン生合 成に係る遺伝子としては、 これら芳香族アミノ酸の生合成に直接、 間 OMPI
- WIPO 接に関与する酵素のうち少なく とも 1つの酵素の遺伝情報を担う D N A断片を用いる.。 とく に生合成系上の調節部位とされる 3 -デォキシ 一 D— ァラ ビノ —ヘプッ ロ ソ ン酸 7 — ホスフ ェー ト （ 3-deoxy- D- arabino-heptulosonate-7-phosphate ； 以下 D A H Pという ) 合成酵 素 （以下 D A H P a s eという ） ， コ リ ス ミ ン酸ミ ユターゼ （以下 C M a s eという ） ， プレフ エネー ト ♦ デヒ ドロゲナーゼ （以下 P D G a s eという ） ， プレラ ロ シ ン * ァ ミ ノ ト ラ ンスフ ェ ラ ーゼなどの 酵素の遺伝情 を担う D N Aが好適である。 さらに、 これら遺伝子で フ ィ ードバック阻害が外されているもの （元来無い場合も含む） 、 レ プレショ ンが外されているものも用いることができる。
L -アルギニン生合成に係わる酵素としては、 N -ァセチルダルタ ミ ン酸シンタ ーゼ， N— ァセチルグルタモキナーゼ， N— ァセチノレグ ルタ ミ ン酸- τ ー セ ミ アルデヒ ドデヒ ドロゲナーゼ， N -ァセチル^ レニチ ン 一 3— ァ ミ ノ ト ラ ンスフ ヱ ラ ーゼ， ァセチノレオノレ二.チ ンテ5 "ァ セチ ラ ーゼ， N— ァセチルグルタ ミ ン酸— ァセチルオル二チ ンァセチ ノレ ト ラ ンスフ ェ ラ ーゼ， オル二チ ンカノレノ モイ ソレ ト ラ ンス フ ヱ ラ ーゼ， アルギノ コハク酸シンセタ ーゼ， アルギニノ サク シナーゼがある 〔Agr. Biol. Chem. , 43, 1899〜1903 (1979) 〕 。
本発明におけるアルギニン生合成に係る酵素の遺伝子としては、 こ れら酵素のうち少なく とも一つの酵素の遺伝情報を担う D Ν Αがあげ られる。
本発明で用いるアルギニン生合成に係わる遺伝子を含む D Aの具 体的に好適な例として、 大腸菌 ― 1 2株の染色体地図上、 9 0分近 傍に収束して位置するァセチルオルニチンデァセチラーゼ （ a r g E ) Nー ァセチルグノレタ ミ ン酸— r —セ ミ アルデヒ ドデヒ ドロゲロナーゼ ( a r g C ) 、 N— ァセチルグルタモキナーぜ ( a r g B ) およびァ ルギニノサク シナーゼ （ a r g H ) を含む遺伝子群 〔Glansdorff， N. ： Genetics, 51, 167 ( 1965) 〕 があげられる。 実施例において
OMPI
WIPO は大腸菌 K - 1 2秣のこのアルギニン生合成遺伝子群の D Aを含む 組換え体プラスミ ド p E a r g 1を用いた。
P E a r g 1は大腸菌の遺伝子組換え系を用いて p L C 2 0 - 1 0 と p C E 5 3の組換え体として取得できる。 p L C 2 0 — 1 0は大腸 菌 K - 1 2株のジーンバンク中から得られ、 上記アルギニン生合成遺 伝子群を有することが知られている 〔Clarke， et al. ： Cell, 9 , 91， (1976)] c
本発明に用いるぺクターとしては、 宿主菌細胞内で自律増殖できる ものでなくてはならない。 具体例としては本発明者らがコ リネバクテ リゥム属に属する微生物から採取した、 また採取したものから誘導し て造成した P C G 1 (特開昭 57- 134500)， p C G 2 (特開昭 58- 35197),
P C G 4 (特開昭 57- 183799)， PCB51, PCB52 (特開昭 58-126789)，
P C E 53 (特開昭 58-25398)， p C E 5 4 , p C G 1 1 , p C B 100
(特開昭 58- ί05999)などが'あげられる。
これらプラスミ ドを保有する菌株はそれぞれ下記の寄託番号で工業 技術院微生物工業技術研究所ならびに米国ァメ リカ ン · タイプ ·カル チヤ一 ' コ レク ショ ンに寄託されている。
プラス ミ ド F E R - Ρ A T C C
P C G 1 5 8 6 5 3 1 8 0 8
P C G 2 5 9 5 4 3 1 8 3 2
P C G 4 5 9 3 9 3 1 8 3 0
P C E 54 - 3 9 0 1 9
P C G 11 - 3 9 0 2 2
P C B 101 - 3 9 0 2 0
P C B 5 1 , 5 2， 5 3， 5 4は上記プラス ドから以下の とく 誘導できる。
たとえば、 p C E 5 1は次のように作成することが出来る。
まず、 p C G lをその保有菌コ リネバクテリウム · ダルタ ミクム
O PI 2 2 5 — 5 7株（ FERM- P 5 8 6 5 , A T C C 3 1 8 0 8 ) の培養菌 体から前記の特許出願明細書 （特開昭 5 7 - 1 3 4 5 0 0 ) に開示し た方法で、 p G A 2 2をその保有大腸菌の培養菌体から通常用いられ る方法 〔An， G. et al.， J. Bacteriol., 140 , 400, (1979)] で濃 縮単離する。 プラス ミ ド p C G 1を制限酵素 B g 1 Πで直鎖状化し、 これに P G A 2 2を制限酵素 B a m H Iで消化して得たカナマイ シン 耐性 （ K m R ) 遺伝子を舍む方の断片を、 両者の同一接着末端を利用 して連結する。 この D N A混成物からの p C E 5 1の選択は P G A 2 2に由来する K m R のみを有するコ リネバクテリ ゥム属あるいはブレ ビバクテ リ ゥム属菌種の形質転換株を分離し、 これら形質転換株の保 有するプラス ミ ドを解析することによって達成される。 p C E 5 1は 大きさ約 6 K bのプラス ミ ドで、 制限部位として H i n c H , H i n d m , S m a I , X h o I , E c o R Iなどを有し、 K mR の表現型を 与 る。
P C E 5 2および P C E 5 3は次のようにして作成することができ る。 まず、 p C G 1をその保有菌コ リネバクテリ ゥム · グルタ ミ クム 2 2 5 — 5 7株 （ F E R M - P 5 8 6 5 , A T C C 3 1 8 0 8 ) の培 養菌体から前記の特許出願明細書に開示した方法で、 p G A22をその 保有大腸菌の培養菌体から通常用いられる方法で濃縮単離する。 ブラ ス ミ ド p C G 1上に 1個所ある B g 1 Π切断部位と p G A 2 2上に 2 個所ある B a m H I切断部位の一方の切断部位のみを両制限酵素 B gl Π， B a m Η Iでそれぞれ消化して直鎖状化した後、 プラス ミ ド分子 の両端に単鎖として突き出た同一接着末端で両 D N A分子が連結した 和合分子を生成させるために T 4フ ァ -ジ D N A リガ -ゼを作用させ る。 この D N A混成物中からの両プラス ミ ド分子の和合連結した組換 え体プラス ミ ドの取得は、 一旦、 p G A 2 2に由来する薬剤耐性で選 択されるコ リネバクテ リ ゥ厶属あるいはブレビパクテ リ ウム属菌種の 形質転換株を分離し、 これら形質転換株の保有するプラス ミ ドを解析 することによって達成される。
p C E 5 2および P C E 5 3は大きさ約 1 0.9 K bのプラス ミ ドで、 制限部位として E c o R I , S a l I ， S m a I , X h o lなどを 有し、 p C E 5 2はクロラムフエニコ —ル耐性 （ C m R ) ， K m R の 表現型を、 p C E 5 3はテ ト ラサイク ！； ン耐性 （ T c R ) ， C m R ， K mR の表現型を与える。 X h 0 I部位は K m R 遺伝子にあり、 いわ ゆる挿入不活化 （ D N A断片の挿入により当該表現型の凳現が妨げら れる現象） による選択も可能である。
上記 D A混合物による形質転換は、 本発明者らが先に特許出願し たコ リネバクテリ ゥム属およびブレビバクテ.リ ウム属菌種のプロ トプ ラス トを使用する形質転換 （特開昭 5 7 - 1 8 6 4 9 2および特開昭 5 7 - 1 8 6 4 8 9 ) により実施することができる。 選択に用いる薬 剤は用いるプラス ミ ド上にコ - ドされている薬剤耐性遺伝子のうち、 挿入不活化され.る耐性 ¾伝子を除いた他の耐性遺伝子に対する薬剤を 使用すればよい。 形質転換株は D A無添加系で受容菌プロ トプラス トが正常細胞へ復帰増殖できない濃度の薬剤 〔通常、 T c O.4 - 1.6 Ai g /ml， C m 2.5 - 5 /i g /ml, K m l 0 0 - 8 0 0 ^ g /mU S m 100 - 4 0 0 ^ g" / mU S p e c 2 0 0 - 1, 000 M g / m を舍 む高張寒天培地上で形成されるコロニ -を分離するか、 あるいは、 一 旦穽選択的に再生培地上で正常細胞に復帰増殖させた後にかき集め、 この懸濁液を受容菌正常細胞が生育できない濃度の薬剤 （通常 c 0.5 - 4 ί g / ml , C m 2 - 1 5 u g / ml , K m 2 - 2 5 g /ml， S m 5 - 5 Q ju g / ml , S p e c 5 0 — 5 0 0 z g /nil) を含む寒天 培地上で生育するコロニ -を分離することによって得られる。 T c R ， C m R , K m R により選択された形質転換株の中には、 p G A 2 2由 来の他の薬剤耐性形質をも同時に獲得しているものがある。
こう して得られる形質転換株の保有するプラス ミ ド D N Aは、 本発 明者らが特開昭 5 7 - 1 3 4 5 0 0および特開昭 5 7 - 1 8 6 4 8 9 に開示した方法で培養菌体から単離精製でき、 さちに各種制限酵素で 消化して生成する断片をァガロ -スゲル電気泳動で解析する常法によ り構造を知ることができる。 形質転換株から分離されたプラス ミ ドが p C E 5 1 , C E 5 2 , p C E 5 3である。
プラス ミ ド保有菌株からのプラス ミ ドの採取は、 たとえば特開昭 57 — 1 3 4 5 -0 0 , 同 5 7 — 1 8 3 7 9 9および特開昭 58— 3 5 1 9 7 に記載の方法に従って行えばよい。 遺伝子を含む D N A断片とぺク タ - D N Aとの組換え体の作成は、 公知の試験管内組換え D N A技法 を駆使することにより実施できる。
試験管内 D N A組換えは、 通常、 目的の遺伝子を含む供与体 D N A の切断と結合 （ リガ-ゼ反応） により行われる （特開昭 5 8 - 126789, U S P 4, 237, 22 参照） 。
リガ-ゼ反応により目的の組換え体以外に他の組換え体も生成する が、 目的の組換え体を取得する'には'この D N A混成液を用いてコ リネ バクテ リ ゥム属またはブレビバクテ リ ム属菌種を直接形質転換し、 目的の遺伝子の遺伝情報に由来する遺伝子形質を付与された形質転換 株を選択分離し、 その培養菌体から抽出単離することによって達成で きる。 コ リネバクテ リ ゥム属またはブレビバクテ リ ウム属菌種を直接 形質転換しないで例えば大腸菌のような他の微生物の宿主ぺク夕 -系 にて目的の遺伝子を一旦ク口 - ン化し、 しかる後にコ リネバクテリ ウ ム属またはブレビバクテ リ ゥム属菌種のベクタ -との組換え体を試験 管内で作製してからコ リネバクテ リ ゥム属またはブレビバクテ リ ウム 属菌種を形質転換し前記と同様に形質転換株を選択分離しても組換え 体を取得できる。
宿主大腸菌で遺伝子をクロ - ン化する方法は例えば Methods in Enzymology, 6 8巻， Ray u(Ed) Academic Press New York ( 1979年) に記載されている。
また組換え体製造のためには下記文献の記載が広く応用できる。 S. N. Cohen, et_ al, U. S. Patent 4, 237, 224, 遺伝子操作実験法 〔高木康敬編著， 講談社サイ ェンティ フィ ッ ク （ 1980) 〕 、 Methods in Bnzymology 68， Recombinant DNA ， edited by Ray Wu， Academic Press 1979，特開昭 5 8 — 1 2 6 7 8 9。
本発明の宿主微生物としては、 コ リネバクテリゥム属またはブレビ バクテリウム属に属し D N A取り込み能を有する菌株ならばいかなる 菌株を用いてもよい。 好適には次の菌株があげられる。
寄 託 審 号
FERM-P ATCC コ リ不ノ クテ ゥム グルタ ミ クム 13032 コ リ ネ ノヾクテ ゥム グルタ ミ クム L - 1 5 5946 31834 π ひネ.ノヾクテ ゥム グルタ ミ クム L A - 105
3 リ ネ ノ クテ ゥム グルタ ミ クム K 3 8 7087
コ リネパ 'クテ ゥ厶 グルタ ミ クム · K 4.3 7162
コ リネパクテ ゥ厶 ノヽ 一キュ リス 13868 コ リネパ'クテ ゥム ハ ーキユリス L -103 5947 31866 コ リネパクテ ゥ厶 ァセ トァシ ドフイ ラ厶 13870 コ リ ネノヾクテ ゥ厶 リ リ ウム 15990 ブレビパ'クテ ゥ厶 ディバリ カツム 14020 ブレビバクテ ゥム ディ バ リ カ ツム L-204 5948 31867 ブレビパ'クテ ゥ厶 ラク ト フアーメ ンタム 13869 ブレビパクテ ゥム ラク ト フ アーノ ンタム L- 312 5949 31868 ブレビパ'クテ ゥム フ ラノ 厶 14067 ブレビノ クテ ゥム イマ リオフィ ラム 14068 ブレビノ クテ ゥム チォゲンタ リス 19240 宿主微生物の組換え体 D N Aによる形質転換は 1 ) 培養細胞からの プロ トプラス トの調製、 2 ) プロ トプラス トの組換え体 D N Aによる 形質転換処理、 3 ) プロ トプラス トの正常細胞への復帰再生と形質転
ΟΜΡΙ 換株の選択、 からなる工程にて行われる。 具体的方法の例を以下に彔 す。
1 ) 培養細胞からのプロ トプラス トの調製
プロ トプラス ト形成は、 微生物を細胞壁溶解酵素リゾチームに感 受性にする条件下で増殖させ、 この培養細胞を高張液中でリゾチー ム作用させ細胞壁を溶解除去することによつて行われる。 微生物を リゾチーム感受性型細胞にするには各種細胞壁合成阻害剤が用いら れる。 例えば、 微生物培養の対数増殖期の中途で成育を抑制しない かあるいは半抑制する濃度のぺニシリ ンを添加し、 さらに数世代増 殖させることによって微生物細胞をリゾチーム感受性にすることが できる。
このと.き使用する培地は微生物が増殖できる培地であればよく、 例えば栄養培地 N B (粉末ブイ ヨ ン 2 0 g、 酵母エキス 5 gを純水 1 ·Τに含み、 ρ Η了.2に調整した培地， 以下同じ） あるいは半合成 培地 S S Μ 〔グルコース 1 0 g、 N H 4 C 4 g、 尿素 2 g、 酵母 エキス l g、 K H 2 P 04 l g、 K 2 Η Ρ 04 3 g、 U g C β 2 · 6 H 2 0 0. 4 g、 F e S 04 * 7 H 2 0 1 0 mg, M n S 04 - 4〜 6 Η·2 0 0. 2 mg、 Z n S 04 · 7 H 2 0 0. 9 mg、 C u S 04 • 5 H 2 0 0. 4 mg, N a 2 B 4 07 · 1 0 H 2 0 0. 0 9 mg、
( N H 4 ) 6 M o 7 024 ♦ 4 H 2 0 0. 0 4 mg、 ピオチン 3 0 〃 g、 サイ了ミ ン塩酸塩 1 mgを水 1 ίに含み、 ρ Η 7. 2に調整した培地、 以下同じ〕 などが用いられる。
この培地に微生物を接種し、 振盪培養する。
比色計によって 6 6 0 n mにおける吸光度 （ 0 D ) を測定し対数 増殖期の初期 （ 0 D = 0. 1〜0. 4 ) に培養液中 0. 1〜2. 0単位/ ml の濃度になるようにぺニシリ ン Gなどのべ二シリ ン類を添加する。
培養をさらに続けて、 0 Dが 0. 3〜0. 5に増加したところで細胞を 集菌し S S M培地で洗浄する。
. . 次いで細胞を適当な高張培地、 例えば P F M培地 （ S S M 2倍希 釈液中にショ糖 0.4 M、 M g C ^ 2 * 6 H 2 0 0.0 1 Mを含み、 p H 7.0〜8.5に調整した培地、 以下同じ） あるいは R C G培地 〔グルコース 5 g、 カゼィ ン加水分解物 5 g、 酵母エキス 2.5 g、 K a H P 04 3.5 g、 K Η2 Ρ 04 1.5 g、 Μ g C £ 2 · 6 Η 2 0 0.4 1 g、 F e S 04 · 7 Η 2 0 1 0 mg、 Μ η S 04 · 4〜6
Η 2 0 2 mg、 Ζ η S 04 · 7 Η 2 0 0.9 rag、 C u S 04 · 5 Η20 0.4 mg、 Ν a 2 Β 4 07 · 1 0 Η 2 0 0.0 9 rag、 （ Ν Η 4 ) 6 Μ ο 7 024 * 4 Η 2 0 0.0 4 mg、 ピオチン 3 0 z g、 サイ ァミ ン 塩酸塩 2 mg、 コハク酸ニナ ト リ ウム 1 3 5 gを水 1 に含み、 p H 7.0〜8.5に調整した培地、 以下同じ〕 もしく は R C G培地にポリ ビニ.ルピロ リ ドン 3 %を添加した培地 （ R C G P培地、 以下同じ） に再懸篛する。 この細胞懸濁液に最終濃度 0.2〜 1 O mg/mlとなる ようにリゾチームを加え 3 0〜 3 7でで反応させる。 プロ トプラス ト化は反応時間が進むにつれて進行し、 その経過は光学顕微鏡で観 察できる。 顕微鏡下でほとんどの細胞がプロ トプラス ト化されるに 要する時間は、 細胞培養時の添加ぺニシリ ンの濃度および用いる ひ ゾチームの濃度によって変わるが、 前記条件にて 3〜 2 4時間であ 生成したプロ トプラス トは低張条件で破裂死するので、 プロ トプ ラス トの形成度は低張条件で生残する正常細胞の残存度で間接的に 知ることができる。 通常、 正常細胞はリゾチーム処理洪試正常細胞 の約 1 0— 4の残存度に抑えることができる
このようにして調製したプロ トプラス トは適当な高張寒天培地で コローニ形成能 （再生能） を有する。 この寒天培地としては栄養培 地、 半合成培地あるいは数種類のァミ ノ酸を補充した合成培地に
0.3〜0.8 Mコハク酸ニナ ト リ ゥムおよび 0.5〜 6 %ポ リ ビニルビ 口 リ ドン （分子量 10， 000あるいは 40， 000 ) を含有せしめたものが好
O PI 適に用いられる。 通常、 半合成 R C G P寒天培地 〔 R C G P培地に 1. 4 %の寒天を添加した培地、 P H 7. 2〕 を用いることができる。 培養は 2 5〜 3 5 t:で行うのが好ましい。 再生コロニーの出現が認 められるのに要する培養日数は菌株により差があるが、 釣菌できる までの大きさになるのは 1 0〜 1 4 日である。 R C G P培地でのプ ロ ト プラ ス トの再生は菌種、 培養中途ぺニシ リ ン添加濃度およびリ ゾチーム処理濃度によって異なるが、 リゾチーム処理供試正常細胞 あたり 1 0 — 2〜： 1 0 一4 の効率である。 '
2 ) プロ ト プラス トの組換え体 D Aによる形質転換
プロ トプラス トへの組換え体 D N Aの取り込みは細胞がプロ トプ ラ ス ト状態を保持できる高張液中でプロ トプラス トと組換え体 D N Aとを混合し、 これに D N A取り込み媒介作用のあるポ リエチ レン グリ コール （ P E G、 平均分子量 1， 540 〜6， 000 ) あるいはポ リ ビ ニルアルコ ール （ p V'A、 重合度 500〜 1, 500)と二価金属陽ィォン - を加え処理することによって行われる。 高張 件を"^える安定化剤 としては、 微生物のプロ トプラス トの保持に一般に使われるもので よく、 例えばショ糖ゃコハク酸ニナ ト リ ウムを用いることができる。 P E Gおよび P V Aの使用可能な濃度範囲は最終濃度で各々 5〜60 %、 1〜 2 0 %である。 二価金属陽ィォンは最終濃度 1〜100 m の、 例えば C a ++， M g ++ , M n + + , B a ++， S r + +などが効果的 で単独あるいは併用することができる。 処理の温度は 0〜 2 5 が 好適である。
) プロ ト プラ ス トの正常細胞への復帰再生と形質転換株の選択
組換え体 D Aで形質転換処理したプロ トプラ ス トの再生は、 前 記のプロ トプラス トの再生と同様に、 コハク酸ニナ ト リ ウ厶とポ リ ビニルピロ リ ドンを含有する高張寒天培地 （例えば R C G P培地） 上にプロ トプラ ス トを塗布し、 正常細胞が生育できる温度、 一般に 2 5〜 3 5でで培養することによって行われる。 形質転換株は供与
WIPO D N Aに由来する遺怯子が菌に付与する形質について選択すること によって取得できる。 この特徵的形質獲得に基づく選択は、 高張寒 天培地上で再生と同時に行ってもよく、 あるいは一旦非選択的に再 生させてから再生正常細胞を集め普通の低張寒天培地上で行っても よい。
本発明における具体的に好適な宿主菌株として示したリゾチーム 感受性菌株を用いる場合には形質転換は上記工程ひ)におけるぺニシ リ ン処理を行わずに単に培養増殖させた細胞を直接リゾチーム処理 する以外は上記工程 (1)〜(3)と同様に行えばよい。 リゾチーム感受性 微生物を用いる場合の形質転換株は再生菌あたり 1 0—2〜 1 0— 4の 高頻度で得られる。 ，
本発明で得られる形質転換株の具体例としては下記のものがあげ られる。
ヒスチジン生産菌株
コ リ ネバクテ リ ウム · ダルタ ミ クム K32， ATCC39281
コ リ ネパクテ リ ゥム · ハーキユ リ ス K33， ATCC39282
ブレビバクテ リ ゥム · フラバム K34， ATCC39283
ブレビバクテ リ ウム . ラク ト ファーメ ンタム K35, ATCC39284 コ リ ネパクテ リ ゥム * グルタ ミ クム K49, FERM BP-464 ト リプト フ ァ ン生産菌株
コ リ ネバクテ リ ゥ厶 · グルタ ミ クム K20， ATCC39035
コ リネバクテ リ ゥム · グルタ ミ クム K31， ATCC39280
コ リネバクテ リ ゥム · グルタ ミ クム Κ37, ATCC39285
フ エ二ルァラ 二ン生産菌株
コ リネバクテ リ ウム · グルタ ミ クム K39， FERM P - 7088
イ ソ口イ シン生産菌秣
コ リ ネバク—テ リ ウム · グルタ ミ クム K41， FERM P-7161
ブレビバクテ リ ウム · フラブム K42， FERM BP-355 一 OMPI チロ シン生産菌株
コ リネバクテ リ ゥム · グルタ ミ クム K44， FBRM P-7163
コ リネバクテ リ ゥム · グルタ ミ クム 45, FBRM P-7164
了ルギニン生産菌株
コ リネバクテ リ ゥム · グルタ ミ クム K46， FBRM BP - 356
コ リネバクテ リ ゥム · ハーキュ リス K47, FBRM BP— 367
ブレビバクテ リ ウ厶 · フラブ厶 K48， FBRM BP-357
形質転換株は通常の栄養培地に培養することにより導入した組換え 体 D N Aの形質を発現させることができる。 組換え体 D Aに遺伝子 D N Aまたはベクター D N A由来の性質が付与されている場合は、 そ の性質にあわせて培地に薬剤を補給するときもある。
かく して得られた形質転換株を、 従来醱酵法によるァミ ノ酸製造に 用いられる培養方法により培養することによって、 ァミ ノ酸を製造す る 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、 p Hなどを調節しつつ培養を行えば、 培養物中にァミ ノ酸が生成 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， シユー 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 どの種々の炭水化物， 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。 更に菌の資化性によって、 炭化水素， アルコール類なども用いうる。 と く に廃糖蜜は好適に用い られる。
窒素源としてはァンモニァあるいは塩化ァンモウ厶 ， 硫酸ァンモニ ゥ厶， 炭酸アンモニゥム， 酢酸アンモニゥムなどの各種無機および有 機ァンモニゥム塩類あるいは尿素および他の窒素舍有物質たと.えばぺ プト ン， N Z -ァミ ン， 肉エキス， 酵母エキス ， コーン ♦ スチープ ' リカー， カゼィ ン加水分解物， フィ ッ シュ ミ ールあるいはその消化物、
O PI WIPO 脱脂大豆粕あるいはその消化物， 蛹加水分解物などの窒素性有機物な ど種々のものが使用可能である。
さらに無機物としては、 辚酸第一水素力 リ ウム， 燐酸第二水素力 リ ゥ厶， 硫酸アンモニゥム， 塩化アンモウ厶， 硫酸マグネシウム， 塩化 ナ ト リ ゥム， 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， ァミ ノ酸源などは、 前記したような他の培地成分に従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 2 0〜4 0 が好適である。 培養中の培地の p H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 地中に著量のァミ ノ酸が蓄積する。
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ァミ ノ酸が回収-される。
グルタ ミ'ン酸高生産能を有するいわゆるグルタ ミ ン酸生産菌は、 主 な菌学的性質を同じぐしているにもかかわらず、 産業上の重要性から 各研究者により、 種々の菌名が付されており属名までもコ リネバクテ リ ゥム属あるいはブレビバクテリ ウム属などさまざまである。 しかし ながら、 これらの菌群は、 細胞壁のアミ ノ酸構成や D N Aの塩基組成 が画一的であることから、 同一の菌種であることが指摘されていた。 さらに、 最近、 これらの菌種間には、 7 0〜 8 0 %以上の D N Aの相 同性があることが明らかにされ、 非常に近縁な微生物であることが明 白である C omatsu, Y. ： Repor t of t he Fermentat i on Resear ch I nst i tute, Na 55， 1 (1980) ， および， Suzuk i, K.， Kaneko, T.， and omagata, K. ： I nt. J. yst. Bacter i o l . , 31， 131 (1981)参照〕 。 上記の事実を踏まえれば、 本発明の有用性はグルタ ミ ン酸生産菌全 般にそのまま適用できることが容易に類推される。 組換え体 D N Aが これら菌種において安定に保持され、 発現されるためには D N Aの相
O PI
寶0 同性等宿主菌の性質における若干の相違は問題でなく、 これら菌種が 当該プラス ミ ドの自律複製と導入遺伝子の発現を可能ならしめる機能 を有していればよい。 しかるに、 これらの菌種がこ両機能を共有して いることは、 本発明者らが、 先に特許出願 （特開昭 57 - 183799)したコ リネバクテ リ ゥ厶 · グルタ ミ クム 2 2 5 — 2 5 0から分離され、 ス ト レプ ト マイ シンおよび/またはスぺクチノ マイ シン耐性遺伝子を有す るプラス ミ ド p C G 4がコ リ ネバクテ リ ゥ厶属およびブレビパクテ リ ゥム辱菌種等、 グ レタ ミ ン酸生産菌内で同じく複製でき、 また、 その 耐性遺伝子が発現される （特開昭 57- 186492)ことからあきらかである。 また本願のヒスチジンの製造において示すごと く、 コ リネバクテ リ ウ ム · グルタ ミ クムで発現する遺伝子がコ リネバクテ リ ゥム属、 ブレビ バクテリ ゥム属などの宿主菌において広く発現することが明らか ぁ る。 従って、 本発明を適用し得る宿主菌と しては、 コ リネバクテ リ ウ ム · グルタ ミ クムに限.らず、 コ リネバタテ リ ゥム属およびブレビバク テリ ゥム属菌種を含むグルタ ミ ン酸生産菌全てが包括される。
本明細書記載の菌株の国際寄託蕃号および寄託曰および移管曰は下 記のとおりである。
FBRM P 寄託曰
ATCC ( BP ) (移管曰） 年 月 日 し orynebacter ium glutamicum L-15 31834 1981. 3. 9
( ) Corynebacter i um hercul is し - 103 31866 1981. . 3
( ) Brevibacter ium d i var icatum L-204 31867 1981. . 3
( ) Brevibacterium lactof ermentum し -312 31868 1981. 4. 3
( ) Corynebacter ium glutamicum LA103/pCB54 39019 1981.12.11
LA103/PCB101 39020
〃 LA103/pBthrl 39021
LA103/PCG11 39022
〃 K17 39032 1981.12.21
〃 K18 39033 PERM P 寄託曰
ATCC ( BP ) (移管曰） 年 月 B
〃 K19 39034 1981.12.21
20 39035 〃 31 39280 1983· 28
Corynebacter ium glutam icum K32 39281 〃
Corynebacter ium hercul is 33 39282
Brevifaacter ium f luvum K34 39283
Brevibacter ium lactof ermentum K35 39284
Corynebacter ium glutam icum K37 39285 1983. 1.31
36 6908 1983. 2. 8
( 451) (1984. 1.19)
〃 H33 6909 1983. 2. 8
( 52) (1984. 1.19) C156 6910 1983. 2. 8
( 53) (1984. 1.19)
〃 38 7087 1983. 5.19
( 54) (1984. 1.19)
Corynebacterium glutamicum 39 7088 1983. 5.19
( 459) (1984. 1.21) 40 7160 1983. 7.21
( 55) (1984. 1.19)
// K41 7161 1983. 7.21
( 456) (1984. 1.19) K43 7162 1983. 7.21
( 57) (1984. 1.19) 44 7163 1983. 7.21
( 58) (1984. 1.19)
〃 45 7164 1983. 7.21
( 460) (1984. 1.21)
Brevibacterium f luvum K42 (355) 1983. 9.12 Corynebacter ium glutam icum 46 (356) 1983. 9.12 Brevibacterium f luvum 48 (357) 1983. 9.12 Corynebacterium hercul is 47 (367) 1983. 9.21 Corynebacter ium glutamicum 49 (464) 1984. 1.25 図面の簡単な説明
第 1図は p G H 2の制限酵素切断パタ一ンを示す。
第 2図は p E t h r 1の制限酵素切断地図とそれの作製工程を示す, 破線で示した B g ^ H / B a m H I は両制限酵素切断で生じる同一接 着末端での連結部位である。 制限酵素切断地図作製に用いた制限酵素 は P s t I ， E c o R Iおよび X h o lである。 プラス ミ ドの分子量 はキロベースぺャ一 （ K b ) で表示されている。
第 3図は、 プラス ミ ド p E a r o F - 1の制限酵素切断パターンを 示す。
第 4図は、 プラス ミ ド p K m 1 a r 0 F 1の制限酵素切断パタ一ン を示す。
第 3， 4図中、 横の矢印は遺伝子の転写される方向を示してある。 第 5図は、 p E a r g 1の作製工程を示す。
制限酵素切断地図作製に用いた制限酵素は、 P s t I ， B a m H I および S a 1 Iである。
実施例 1.
コ リネノ'クテ リ ゥム ·· 、'ルタ ミ クム C 1 5 6铢の L - ヒスチシジン 生合成に闋与する遺伝子のク口ーン化および該遺伝子の発現を利用し たコ リ ネノ クテ リ ゥム ♦ グルタ ミ クム， コ リ ネノ クテ リ ゥム · ノヽーキ ュ リ ス ， ブレビバクテ リ ウ厶 · フ ラブ厶およびブレビバクテ リ ウム · ラ ク ト フ アーノ ンタムによる L一ヒスチジンの生産 ：
(1) コ リ ネバクテ リ ゥ厶 · グルタ ミ クム C 1 5 6株の染色体 D N Aと プラス ミ ド p C G 1 1の調製 ：
1.2, 4 - ト リ ァゾール - 3 - ァラニン耐性で-ヒスチジン生産能を 有するコ リ ネバクテ リ ウム · グルタ ミ クム C 1 5 6 ( F E R M P
- 6 9 1 0 , F E R B P - 4 5 3 ) の染色体 D N Aを以下の方 法で調製した。
4 0 0 ml半合成培地 S S Mに種培養を接種して 3 0でで振盪培養 した。 種培養は N B培地を用いた。 東京光電比色計で 6 0 0 n mに おける吸光度 （ 0 D ) を測定し、 0 D 0.2になった時点で培養液中 0.5単位/ mlの濃度となるようにぺニシリ ン Gを添加した。 さらに
O PI 培養を継続し◦ D約 0.6になるまで生育させた。
培養液から菌体を集菌し、 T E S緩衝液 〔0.0 3 M ト リス （ ヒ ド ロキメ チル） ァミ ノ メ タ ン一 H C ^ (以下ト リスと略す） 、 0.0 0 5 M E D T A , 0.0 5 M N a C ^ : p H8.0 , 以下同じ〕 で洗浄 後、 リゾチーム液 （ 12.5 %ショ糖， 0.1 M N a C ^ , 0.0 5 M ト リス、 0.8 mg / mlリゾチーム ： p H 8.0， 以下同じ） で 1 0 ml に懸濁し、 3 7 で 4時間反応させた。 集菌した菌体から斎藤らの 方法 〔Saito，H.et al: Biochim. Biophys. Acta, 72 619 (1963 ) 〕 に従って高分子染色体 D N Aを単離した。
一方、 ベクタープラスミ ドとして用いる p C G 1 1は、 コ リネバ クテリウム · グルタ ミ クム L— 2 2株の誘導株 L A 1 0 3の p C G 1 1保有株 L A l '0 3 / p C G l l ( A T C C 3 9 0 2 2 ) から次 のようにして単離した。
• 4 0 0 mlN B培地で 3 0でで振盪培養し Q D約 0.7に'なるまで生 育させた。 菌体を集菌し、 T E S緩衝液で洗浄後、 リゾチーム液 1'0 mlに懸濁し、 3 7でで 2時間反応させた。 反応液に 5 M N a C £ 2.4 ml, 0.5 M E D T A ( p H 8.5 ) 0· 6 ml， 4 %ラウ リル硫酸 ナト リウムと 0.7 M N a C ·δからなる溶液 4.4 mlを順次添加し、 穏やかに混和してから氷水中に 1 5時間置いた。
溶菌物全体を遠心管に移し 4でで 6 0分間 69， 400 X gの遠心分離 にかけ上澄液を回収した。 これに重量百分率 1 0 %栢当のポリエチ レングリコール （ p E G ) 6, 0 0 0 (半井化学薬品社製） を加え、 静かに混和して溶解後、 氷水中に置いた。 1 0時間後 1, 5 0 0 X - で 1 0分間遠心分離してペレッ トを回収した。 T E S緩衝液 5mlを 加えてぺレッ トを静かに再溶解してから 1.5 mg/mlェチジゥムブロ マイ ド 2.0mlを添加し、 これに塩化セシウムを加えて静かに溶解し 密度を 1.58 0に合わせた。 この溶液を 105， 000 X g， 1 8 で 4 8時間超遠心分離にかけた。 この密度勾配遠心により共有結合で閉 _ O PI , じられる環状の D N.Aは紫外線照射下に遠心チューブ中下方の密度 の高いバン ドとして見出された。 このバン ド画分を注射器で遠心チ ューブの側面から抜きとることによって P C G I 1 D N Aが分離さ れた。 ついで分画液を等容量のイ ソプロ ピルアルコール液 〔容量百 分率 9 0 %イ ソプロ ピルアルコール， 1 0 % T E S緩衝液 （この混 液中に飽和溶解量の塩化セシウムを含む） 、 以下同じ〕 で 5回処理 してェチジゥ厶ブ口マイ ドを抽出除去し、 しかる後に T E S緩衝液 に対して透析した。 かく して p C G 1 1 プラス ミ ド D N Aを得た。 (2) コ リ ネバクテ リ ゥム ' グルタ ミ クム C 1 5 6株のヒスチジン生合 成に関与する遺伝子のクローン化 ：
上記で調製した P C G 1 1 プラス ミ ド D N A 3 gおよび上記染 色体 D N A 9 ^ gを含む制限酵素 B g & Π用反応液 〔 1 0 m M ト リ ス （ p H 7. 5 ) , 7 m M M g C £ 2 , 6 0 m M N a C , 7 m M 2 ，メ ルカプトエタノ ール， 以下同じ〕 2 0 0 必に 1 0単位の B g ^ Π (宝酒造社製， 以下特記しない限り、 制限酵素は宝酒造社 製である） を添加し、 3 7 で 6 0分間反応後、. 6 5 でで 1 0分間 加温して反応を停止させた。 この混合消化物に T 4 リガーゼ用緩衝 液 I ( ト リ ス 2 0 0 m M M g C £ 2 6 6 m , ジチオス レイ ト 一 ル l O O m M , p M 7. 6 , 以下同じ） 4 0 ， 5 m M. A T P溶 液 4 0 〃 T 4 リガーゼ （宝酒造社製， 1単位/ ; « ， 以下同じ） Q. 3 £および水 1 2 0 ί £を加え、 1 2 °Cで 1 6時間反応させた。
T 4 リガーゼ反応液混合物をコ リネバクテ リ ウム · グルタ ミ ク厶 L H 3 3株 （ ヒスチジン要求性， リゾチーム感受性） の形質転換に o
形質転換は L H 3 3株のプロ トプラス トを用いて行った。 L H 33 株の種培養を N B培地に植菌し 3 0 でで振盪培養した。 0 D 0. 6 に - なった時点で集蘭し、 該細胞を R C G P培地に 1 rag/mlのリゾチー ムを含む液 （ p H 7. 6 ) に約 1 0 3 細胞/ mlとなるように懸濁し、 L型試験管に移して 3 0でで 5時間緩やかに振盪反応してプロ トプ ラス トイ匕した。
このプロ トプラスト懸濁液 0. 5 mlを小試験管にとり 2. 5 0 0 x g で 5分間遠心分離し、 T S M C緩衝液 （ 1 0 m M塩化マグネシゥム， 3 0 m M塩化カルシウム， 5 0 m M ト リス， 4 0 0 m Mショ糖， p H 7. 5 , 以下同じ） 1 mlに再懸濁して遠心洗浄後、 T S M C緩衝 液 0. 1 mlに再懸濁した。 この懸濁液に 2倍濃度の T S M C緩衝液と 上記 ')ガーゼ反応 D N A混合物の 1対 1混合液 1 0 0 ^ ^を加えて 混和し、 次いで T S M C緩衝液中に 2 0 % P E G 6, 0 0 0を含む液 0. 8 mlを添加して混合した。 3分後、 R C G P培地 （PH7. 2 ) 2 ml を添加し、 2. 5 0 0 X gで 5分間遠心分離にかけて上澄み液を除去 し、 沈降したプロ トプ.ラス トを 1 mlの R C G P培地に懸濁してから 0. 2 mlをスぺクチノマイシン 4 0 0 〃 g / ralを含む R C G P寒天培 地 （ R C G P培地に 1. 4 %寒天を含む培地， p H 7. '2 ) に塗抹し、 3 0でで 7日間培養した。
選択プレート上に生育したスぺクチノマイ 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、 スぺクチノマイシン 1 0 0 g / mlを含む最小寒天培地 M 1 〔グルコース 1 0 g， N H 4 H 2 P 04 1 g , K C £ 0. 2 g， M g S O 4 * 7 H 2 O 0. 2 g , F e S 04 ♦ 7 H 2 0 1 0 nig , M n S O 4 * 4〜 6 H 2 O 0. 2 rag Z n S 04 - 7 H 2 0 0. 9 mg , C u S 04 - 5 H 2 0 0. 4 mg , N a 2 B 4 O 7 * 1 0 H 2 O 0. 0 9 mg , ( N H 4 ) 6 M o 7 0 24 • 4 H 2 0 0. 0 4 rag， ピオチン 5 0 z g , p —ァ ミ ノ安息香酸 2. 5 rag , サイ了 ミ ン塩酸塩 1 mg， 寒天 1 6 gを 1 ·2中に含む ρ Η 7. 2 に調整した培地， 以下同じ〕 に塗布して 3 0でで 2日間培養し、 ス ぺクチノマイ シン耐性でかつヒスチジン非要求性となった形質転換 株を選択した。 形質転換株の 1株から上記第 1項記載のェチジゥム ブロマイ ド · セシウムク ロライ ド密度勾配遠心によりプラス ミ ドを
OMPI 単離した。 各種制限酵素による単独消化および 2種類の制限酵素に よる二重消化で生成する D N A断片をァガロースゲル電気泳動で解 析しこのプラス ミ ド D N Aの制限酵素切断様式を同定した。 このプ ラス ミ ドを p P H 8 と命名した。 p P H 8は p C G l lの B g ^ II 切断部位に約 1 0. 6 K bの D N A断片が挿入された構造であった。
さらに P P H 8 D N Aを用いて H 3 3株 〔L H 3 3株の親株 （ ヒ スチジン要求性， リ ゾチーム耐性） ： F E R M P — 6 9 0 9 ， F E R M B P — 4 5 2 ) を再形質転換したところスぺクチノ マイ シン耐性株として選択される形質転換体のすべてがヒスチジン非要 求铨となっていた。 これらのことより、 ヒスチジン生産菌 C 1 5 6 株のヒスチジン生合成に関与する遺伝がク口 - ン化されていること が明白である。
ヒスチジン生合成に闋与する遺伝子のク 口 -ニングは最初か'ら H 3 3株を宿主菌株として用いて行うこともできる。 · (3) p P H 8 ½·保有するコ リネバクテ リ ゥ厶 · グルタ ミ クム菌株によ る L - ヒスチジンの生産 ：
コ リ ネバクテ リ ウ厶 · グルタ ミ クム L A — 1 0 3株を p P H 8 D N Aで形質転換し、 スぺクチノ マイ シン 4 0 0 〃 g /mlを含む C G P寒天培地上で同薬剤耐性.の形質転換株を選択した。 得られ た形質転換株は 3 mg/mlの 2 -チアゾールァラニンを含む最小培地 上で耐性を示した。 純化後、 上記と同様にプラス ミ ド単離構造解析 を行って、 p P H 8 と同じ構造のプラス ミ ドであることを確認した。
p P H 8保有株コ リネバタテ リ ゥ厶 · グルタ ミ クム L A 1 0 3 ん p P H 8は米国ァメ リ カ ン * タイ プ · カルチヤ - ' コ レク ショ ンに し orynebacter i um glutamicum K 32 , A T C C 3 9 2 8 1 と して 寄託されている。 ·
コ リ ネバクテ リ ウム · グルタ ミ クム L A 1 0 3 / p C G 1 1 ( ATCC 39022 ) および同 L A 1 0 3 / D P H 8 ( A T C C 39281 )
_ OMPI の L -ヒスチジン生産試験を以下のとおり行った。
N B寒天培地上で 3 0 一晩培養した上記の菌をそれぞれ 1白金 耳ずつ 2 0 0 g /tnlのアルギニンおよびメチォニンを補った 5 ml の生産培地 P 5 〔糖蜜 1 2 % (糖として） 、 K H2 P 04 Q.2 % , K 2 Η Ρ 04 0. l % , g S 04 · 7 Η2 0 0.0 5 %， NaC 0.2 5 % , ( Ν Η4)2 S 04 2.3 % , 尿素 0.2 % , C a C 03 2 % , ρ Η 7.4 (アンモニアで調整） ， 以下同じ〕 に植菌した。
3 0。Cで 7 5時間培養後、 培地中の L -ヒスチジン生成量をスル ファニル酸 （ポ - リ - ） 試薬を用いる比色法 〔 H. Pauly, Hoppe- Seylers; Z. Physiolo. Chem. , 4 2 ， 5 0 8 ( 1 9 0 4 ) ， 同 94 2 8 4 ( 1 9 1 5 ) 3 によって定量した。 結果を第 1表に示す。
第 1 表 菌. .株. ，. - L一 ヒスチジン （mg/ml)
L A 1 0 3 / p C G 1 1 0
L A 1 0 3 / p P H 8 ( K 3 2 ) 2.6
(4) p P H 8を保有するコ リネバクテリ ゥム ' ノヽ —キユ リス， ブレビ バクテ リ ゥ厶 · フラブムおよびブレビバタテ リ ゥ厶 · ラク ト ファ ー メ ンタ厶による L -ヒスチジンの生産：
コ リ ネバタ リ ウム · ノ、ーキユ リ ス A T C C 1 3 8 6 8 ， ブレビハ クテ リ ゥム * フラブム A T C C 1 4 0 6 7およびブレビパクテ リ ウ ム * ラ ク ト フア ーメ ンタム A T C C 1 3 8 6 9にプラス ミ ド p P H 8を保有せしめるために、 各菌株を受容菌として形質転換株を行つ ノ 0
各菌珠を S S M培地で増殖させ、 0 D 6 6 0 nmが 0.2になったと きにぺニシリ ン Gを 0.3単位/ mlとなるように添加した。 培養を続 け、 ◦ D 6 6 0が 0.6まで増加したところで集菌し、 1 mg/mlリゾ
' 〇M?I チ -ムを含む R C G F培地中で上記の記載と同様にプロ トプラス ト 形成させた。 p P H 8を用い、 上記の方法に従い形 転換を行い、 形質転換株をスぺクチノ マイ シン 4 0 0 g /nilを含む R C G P寒 天培地上で生育するコ ロニ -として選択した。 ―
純化したスぺクチノマイ シ ン耐性形質転換株の培養菌体よりブラ ス ミ ド D N Aを特開昭 5 7 - 1 8 3 7 9 9 ， 同 5 7 - 1 3 4 5 0 0 の記載に従って調整し、 これらが p P H 8と同じ構造を有すること が制限酵素切断様式より確認ざれた。 以上のことから、 プラス ミ ド p C G 1 1の誘導体であるプラス ミ ド p P H 8はコ リネバクテ リ ウ ム ♦ ハ ーキュ リ ス ， ブレビノ ク テ リ ゥム · フ ラ ブ厶およびブレビパ' クテ リ ゥ厶 · ラタ ト ファ -メ ンタム中でも複製可能であり、 プラス ミ ド p C G 1 1が広く これら菌種の細菌で使用可能であることがわ カヽっプ^。
' P H 8保有株であるコ リネパクテ リ ゥム · ハ—キュ リズ K 3 3 , ブレビバクテ リ ゥム ♦ フラブム K- 3 4 ， およびブレビバクテ リ ゥム • ラク ト フ ァ — メ ンタ ム K 3 5はそれぞれ米国ァメ リカ ン · タイ プ ， カルチャ ー · コ レク シ ョ ンに A T C C 3 9 2 8 2 , 3 9 2 8 3 および 3 9 2 8 4として寄託されている。
これら菌株による L -ヒスチジン生産試験を次のように行った。 N B寒天培地上で 3 0 晩培養させた p P H 8保有株およびそ れらの親株をそれぞれ 1白金耳ずつ 5 mlの生産培地 P 5に植菌した。 3 0 で 7 5時間振盪培養後、 培地中の L -ヒスチジン生産量を ポ - リ -法によって比色定量した。 結果を第 2表に示す。 AAAAAA
τττττ
株 L— ヒスチジン
( mg/ ml )
C C 13868 0
C C 13868 / p P H 8 ( K33, ATCC39282) 2.4
C C 14067 0
C C 14067 / p P H 8 ( 34, ATCC39283) 3.0
C C 13869 0
T C C 13869 / p P H 8 ( 35, ATCC39284) 2.0 以上より、 コ リネバクテリ ゥ厶 . グルタ ミ ク厶由来のヒスチジン 生合成に闋与する遺伝子がコ リネバクテ リ ゥム · グルタ ミ クム以外 にコ リネノ クテ リ ゥ厶 · ノヽ 一キユ リ ス， .ブレビノ クテ リ ゥ厶 · フラ ブ , ブレビバクテ リ ウ厶 ♦ ラク ト ファ ―メ ンタムの諸菌種におい て発現し、 ヒスチジンの生産に寄与していることが明らかであつた。 実施例 2. '
大腸菌 K 1-2株 ¾株 Aで（： 2 3 7 '4 0のし— ヒスチジン生合成に 関与する遺伝子を含む組換え体プラス ミ ドの作製、 同プラス ミ ドへの 1 , 2 , 4 - ト リァゾ-ル- 3 -ァラニン耐性突然変異の付与ならび に該突然変異誘起プラス ミ ドを ♦保有しめたコ リネバクテ リ ウ厶 · グ ルタ ミ クムによる L - ヒスチジンの生産 ：
(1) 大腸菌 1 2株亜株 A T C C 2 3 7 4 0の染色体 D N Aとプラ ス ミ ド P C E 5 3の調整：
大腸菌の高分子染色体 D N Aはヒスチジンに闋して野性型の大腸 菌 K 1 2株亜株 ATCC 2 3 7 4 0の培養菌体からス ミ スのフニノ - ゾレ抽出法 [Smith, M. G. ： Methods in Enzymology 1 2 PartA. , 545(1967)] に従い単離した。
ベクタープラス ミ ドとして用いる p C E 5 3は同プラス ミ ドを保 有する大腸菌 Κ 1 2株亜株 M M 294/P C E 53の培養菌体からアンら の方法 〔 An, G. et al.， ： J. Bacter iol. , 140, 400 (1979) 〕 に 従い単錐した。 M M 2 9 4 / p C E 5 3は次のような工程で造成し
O Pl_ ?o" た。 コ リ ネノ クテ リ ゥ厶 . グルタ ミ クム L A 1 0 3 / p C E 5 3の 培養菌体から前記の方法でブラス ミ ド D N Aを単離し、 大腸菌 1 2株亜株 M M 2 9 4 [Miiller-Hill, B. et al_. , in Protein
Ligand Interactions, eds. Sund, H. and Blauer, G. p211 (1975) 〕 の形質転換に供した。 M M 2 9 4株のコ ンピテ ン ト · セルはダジェ ルト らの方法 〔 Dagert, M. et al. , Gene 6 23 (1979)] に従つ て調製した。 カナマイ シン 2 5 g / mlを含む L寒天培地 （バク ト ト リ プ ト ン 1 0 g , 酵母エキス 5 g， 塩化ナ ト リ ウム 5 g， ブドウ 糖 1 gおよび寒天 1 & gを水 1 £に含み、 p H7.2 に調整した培地） 上に生育したカナマイ シン耐性形質転換体の 1株を単集落分離した 後、 同株の培養菌体からプラス ミ ド D N Aを上のアンらの方法に従 つて単離した。 ブラス ミ ド D N Aの構造を制限酵素切断様式から解 析し、 もとの P C E 5 3と同一構造を有していることを確認した。
コ リ ネバクテ リ ゥム · グルタ 'ミ クム L A 1 0 3 / C E 5 3は次 のようにして造成した。 プラス ミ ド' p C G lの B g l H切断産物と P G A 2 2の B a m.H I部分切断産物を T 4 リガーゼ （宝酒造社顰） を用いて連結せしめた。 同連結物を用いてコ リネバクテ リ ゥム · グ ルタ ミ クム L A 1 0 3株を特開昭 57- 186492および 57- 186489記載 の方法に従って形質転換した。 カナマイ シン耐性形質転換体は 100 z g /mlのカナマイ シンを含む RCGP 寒天培地上で選択した。
同薬剤耐性の形質転換体の一株からプラス ミ ド D N Aを単離し、 制限酵素切断により構造を解析した。 同プラス ミ ドは P G A 2 2の カナマイ シン耐性を規定する遺伝子近傍の B a m H I切断部位に
P C G 1が揷入された構造を有していた。 本プラス ミ ドを p C E53, P C E 5 3を含んだ形質転換体を L A 1 0 3 / P C E 5 3と命名し
o
(2) 大腸菌 A T C C 2 3 7 4 0のヒスチジン生合成に関与する遺伝子
のクローン化 ：
Ο ΡΙ 前項で記載した方法に従って調製した P C E 5 3プラスミ ド D N A 3 gおよび大腸菌染色体 D N A 9 gを含む制限酵素 P s t I 用反応液 〔 2 0 m M ト リス （ p H 7.5 ) 、 1 0 mM M g C £ 2 ,
5 0 mM (MA) 2 -S04, 0.0 1 %ゥシ血清アルブミ ン以下同じ〕 200
^に 1 0単位の P s t Iを添加し、 3 7 "Cで 6 0分間反応せしめ た後、 6 5でで 1 0分間加温して反応を停止させた。 この混合消化 物に T 4 リガーゼ用緩衝液 1 4 0 ^、 5 mM A T P溶液 40〃 £、 T 4 リガーゼ 0.3 ^および水 1 2 0 j " を加え、 1 2でで 1 6時 間反応させた。 T 4 リガーゼ反応混合物を大腸菌 K 1 2株亜株 J C 4 1 1 〔hisG， leuB, argG, metB ： Clark et al. , Mole Gen.
Genet. 105^_ 1 (1969) 〕 の形質転換に供した。
J C 4 1 1のコ ンビテン ト · セルはダジヱルト らの方法 〔 Dagert, M. et al.， ： Gene _6_, 2 3 ( 1 9 7 9 ) ] に従って調製し.た。 即ち、 L — b r 0 t h 〔バク ト.ト リプト ン 10 g、 酵母エキス 5· gお- よび塩化ナ ト リウム 5 gを水 1 に含む培地 （以下し Bという） 〕 ( H 7.2 ) 5 0 mlに J C 4 1 1株を植菌し、 対数期中期まで 37で で振盪培養した。 培養液を氷水中で 1 0分間冷却してから遠心集菌 した。 冷却した 0. 1 M塩化カルシウム 2 0 mlに菌体を再懸濁し、 0 でに 2 0分藺置いた。 再び遠心集菌した後、 0. 1 M冷塩化カルシゥ ム 0.5 mlに再懸濁し、 0でで 1 8時間置いた。 塩化カルシウム処理 した菌液 1 5 0；« ^前記リガーゼ反応混合物 5 0 £を加え、 0 1 0分間放置後、 3 7でで 3分間加温した。 L培地 2 mlを加え 3 7 :で 2時間振盪培養した。 生理食塩水で 2回遠心洗浄後、 各 5 0 g / mlのロイ シン， 了ルギニン， メ チォニンおよび 2 / mlの カナマイ シンを添加した A寒天培地 〔Na2HPQ4 8g , KH2P04 2 g , (NH4)2S04 lg, MgS04- 7H2Q O. lg, サイアミ ン塩酸塩 4 ral， ブ ドウ糖 1 0 gおよび寒天 1 6 gを水 1 に含み、 p H 7.2に調整し た培地 （以下同じ） 〕 に塗布し、 3 7でで 3日間培養した。 出現し
0MP1 た形質転換株の培養菌体から前項と同様の方法によってブラス ミ ド D Aを単離した。 単離したプラ ス ミ ド D N Aを制限酵素切断とァ ガロースゲル電気泳動法により解析した結果約 4.8 K bの Pst I D N A断片が p £ 5 3の唯 1カ所の？ 3 1： 1切断部位に挿入した構 造を有していることがわかった。 このプラス ミ ドを p E G 7と命名 した。
J C 4 1 1株から前記と同様の方法によりコ ン ビテ ン ト · セルを 調製し P E G 7 D N Aを用いて形質転換した。 カナマイ シン 25 / g /mlを舍む N B栄養寒天培地上に生育した形質転換株は全てヒスチ ジン非要求性となっていたことから、 P E G 7プラス ミ ドには J C 4 1 1株の h i s G欠損変異を相補する活性が存在することが明白 でめ 0
(3) プラス ミ ド p E G 7のコ リネノ クテ リ ゥム · グルタ ミ クムへの導 入 ： .
P E G 7プラス ミ ド D N Aを用いてコ リネバクテ リ ゥ厶 · グルタ ミ ク ム L H 7 3株 （ ヒスチジン要求性、 リ ゾチーム感受性） を形質 転換した。 形質転換は L H 7 3株のプロ トプラス トを用いて実施例 1 (2)と同様の方法で行った。 カナマイ シン 2 0 / mlを含む RC
GP寒天培地上に生育したカナマイ シ ン耐性形質転換体から調製した プラス ミ ドは p E G 7と同じ構造を有していることが制限酵素切断 様式から確認された。 またカナマイ シン形質転換体は全てヒスチジ ン非要求性となっていた。 これらのことから大腸菌由来のヒスチジ ン生合成に関与する遺伝子がコ リネバクテ リ ゥム · グルタ ミ クムに おいても発現することが明白である。
(4) プラ ス ミ ド p E G 7へのヒスチジンアナログ 1， 2， 4- ト リ ァゾ ール - 3 -ァラニン耐性突然変異の付与 ：
前項で造成した P E G 7を保有するコ リネバクテ リ ウム · グルタ ミ クム LH73/PBG7 株を常法によりニ ト ロソグァニジンで変異誘起し、 一 O PI / WIPO 1 rag /mlの 1， 2， .4— ト リ ァゾールー 3 -ァラニン （以下で R Aと 略す） を含む最小寒天培地 M 1 に塗布した。 3 0でで 5 日間培養後、 出現したコ ロニーをかき集め、 生理食塩水に懸濁した。 この菌液を カナマイ シン 2 5 g / mlを含む栄養培地 N Bに約 1 0 7 細胞/ ml となるように植菌し、 3 0でで 1晩振盪培養した。 培養菌体から実 施例 1 (1)項記載の方法に従ってプラス ミ ドを単離した。 単離した混 合プラス ミ ドを用いてコ リネバクテリ ウ厶 · グルタ ミ ク厶 L H73株 を再形質転換した。 得られた力ナイ シン耐性形質転換体のうち T R Aに対する耐性形質を獲得した 1株からプラス ミ ドを単離した。 同 プラス ミ ドは p E G 7 と同一の制限酵素切靳様式を有していた。 こ プラス ミ ドを p E G 7 t l 8 0 と命名した。
(5) .p E G 7 t l 8 0の 4.8 K b P s t l. D N A断片のサブクロー ニング ：
T R A耐性突然変異が大腸菌染色体に由来する 4..8 K b P s t I D N A断片上にあることをさらに確認するために同 D N A断片の サブクロ一二ングを行った。 それぞれ の p E G 7 t l 8 0お よび p C G l 1 D N Aを P s t Iで切断した後、 T 4 リガーゼを用 いて連結した。 D N A連結物を用いてコ リネバクテ リ ウム · グルタ ミ クム L A 1 0 3株を実施例 1 (2)項記載と同様な方法によって形質 転換した。 得られたスぺクチノ マイ シン耐性形質転換体を 1 rag /ml T R Aおよび各 5 0 g / mlのアルギニン， メチォニンを舍む A寒 天培地、 2 5 g / mlのカナマイ シンを含む N B寒天培地ならびに 100 μ g / mlのスぺクチノマイ シンを含む N B寒天培地に順次塗布 した。 3 0でで 5 日間培養後スぺクチノマイ シンおよび T R Aに耐 性でカナマイ シンに感受性を示した 1株を選び、 純化後、 培養菌钵 からプラス ミ ドを単離した。 同プラス ミ ドの制限酵素切断様式から、 このプラス ミ ドは p C G l lの P s t l切断部位に 4.8 K bの P s t I D M A断片が挿入している構造を有していることがわかった。
OMPI 同プラス ミ ドを p C S t 1 8 0 と命名した。
p C S t 1 8 0 D N Aを用いて L H 7 3株を再形質転換したとこ ろ、 得られたスぺクチノ マイ シ ン耐性形質転換株は全てヒスチジ ン 非要求性であった。 さらにアルギニン， メチォニンをそれぞれ 200 μ g / ml補った生産培地 P 5を用いてコ リネバクテリ ウム ♦ グルタ ミ ク 厶 L A 1 0 3 / P E G 7 , L A 1 0 3 / p E G 7 t l 8 0 , L A 1 0 3 / P.C G 1 1 ( A T C C 3 9 0 2 2 ) および L A 1 0 3 / p C S t 1 8 0株（K - 49)の L - ヒスチジン'生産試験を行った。 3 0 7 5時間培養後、 培地中に蓄積した L - ヒスチジンを実施例 1 (3)項に示した方法で比色定量した。 結果を第 3表に示す。
第 3 表 株 L 一 ヒスチジン （ mg/ml ) し A 1 0 3 / p E G 7 0
L A 1 0 3 /· - E G 7 t 1- 8 0 1. 8
L A 1 0 3 / p C G 1 1 0
L A 1 0 3 / p C S t 1 8 0 · '2. 0 これらのことから大腸菌染色体由来のヒスチジン生合成に関与す る遺伝子を舍む 4. 8 Kb P s t I D N A断片上に T A耐性突然変 異が存在し、 同 D A断片上の遺伝子発現によりコ リ ネバクテ リ ゥ ム · グルタ ミ クムを用いて L - ヒスチジンが生産されることが示さ. れた。
L A 1 0 3 / p C S t l 8 0株は工業技術院微生物工業研究所に コ リネバクテ リ ゥム · グルタ ミ クム K 4 9 F E R M — B F 4 6 4 と して寄託されている。
実施例 3 .
ブレビノ ク テ リ ゥ厶 · フ ラバム A T C C 1 0 6 7のア ンス ラニル 酸合成酵素遺伝子のコ リ ネバクテ リ ゥ厶 · グルタ ミ クムでのク ローン 化と ト リプト ファ ンの生産 ：
OMPI (1) 染色体 D N Aとブラスミ ド p C E 5 3の調製法： ブレビバクテ リ ゥム · フラバム A T C C 1 0 6 7の染色体 D N Aを以下の方法で調製した。
4 0 O ml半合成培地 S S Mに種培養を接種して 3 0でで振盪塔養 した。 種培養は N B培地を用いた。 東京光電比色計で 6 6 0 n mに おける吸光度 （ 0 D ) を測定し、 0 D 0. 2になった時点で培養液中 0. 5単位/ nilの濃度となるようにぺニシリ ン Gを添加した。 さらに 培養を継続し 0 D約 0. 6になるまで生育させた。
培養液から菌体を集菌し、 T E S緩衝液で洗浄後、 リゾチーム液 ( 2 5 %ショ糖、 0. 1 M N a C . 0. 0 5 M ト リ ス、 0.8 mg/nil リゾチーム ： p H 8. 0、 以下同じ） で 1 0 mUこ懸濁し 3 7 で 4時 反応させた。 集菌した菌体から斉藤らの方法に従って高分子染色 体 D N Aを単離した。
ぺグターとして用いる p C E 5 3は次の方法でその保有株コ リネ パクテリウム ·グルタ ミタム L-- 2 2株の培養菌体から単離した。
4 0 0 mlN B培地で 3 0 :で振盪培養し 0 D約 0. 7になるまで生 育させた。 菌体を集菌し、 T E S緩衝液で洗浄後、 リゾチーム液 10 mlに懸濁し、 3 7でで 2時間反応させた。 反応液に 5 M N a C 2.4 ml、 0. 5 M E D T A ( p H 8. 5 ) 0. 6 4 % ラウ リル硫酸 ナ ト リ ウムと 0. 7 M N a C &からなる溶液 4.4 mlを順次添加し、 穏やかに混和してから氷水中に 1 5時間置いた。
溶菌物全体を遠心管に移し 4でで 6 0分間 69， 400x gの遠心分離 にかけ上澄液を回収した。 これに重量百分率 1 0 %相当のポリェチ レンダリコール （ P E G ) 6. 0 0 0 (半井化学薬品社製） を加え静 かに混和して溶解後、 氷水中に置いた。 1 0時間後 1, 5 0 0 X gで 1 0分間遠心分離してペレツ トを回収した。 £ 3緩衝液5 (111を加 えてペレツ トを静かに再溶解してから 1. 5 mg/ mlェチジゥムブロマ ィ ド 2. 0 mlを添加し、 これに^化セシウムを加え静かに溶解し密度
OMPI を 1.5 8 0に合わせた。 この溶液を 105， OOOx g、 18'Cで 4 8時間 超遠心分離にかけた。 この密度勾配遠心により共有結合で閉じられ た環状の D N Aは紫外線照射下に遠心チューブ中下方の密度の高い バンドとして見出された。 このバン ド画分を注射器で遠心チューブ の側面から抜きとることによって P C E 5 3 D N Aが分離された。
次いで分画液を等容量のィ ソプロ ピルアルコール液 〔容量百分率
9 0 %イ ソプロ ピルアルコール、 1 0 % T E S緩衝液 （ この混液中 に飽和溶解量の塩化セシウムを含む） 〕 で 5回処理してェチジゥム プロマイ ドを抽出除去し， しかる後に T E S緩衝液に対して透析した , p C E 5 3は本発明者らが先に特許出願したコ リネバクテ リ ゥム • グルタ ミ クムのプラス ミ ド p C G l (特開昭 5 7 - 1 3 4 5 0 0 ) と大腸菌のプラス ミ ド P G A 2 2 CAn, G. et al： J. Bacteriol.140, 400 (1979)参照〕 を和合連結せしめたプラス ミ ドである。 詳しく は ·· p C G 1上に 1力所しかない B g ^ Π切断部位と P G A 2 2上に 2 力所ある B a m H I切断部位のうちテ ト ラサイ ク リ ン耐性遺伝子内 でない B a m H I切断部位とで、 両制限酵素同一接着末端を利用し て連結したものである。 P C E 5 3は p G A 2 2由来のカナマイ シ ン耐性遺伝子などの選択マーカーを有し、 制限酵素 S a 1 I に対す る切断部位は 1力所である。
(2) ア ンス ラ ニル酸合成酵素遺伝子のク ロ ー ン化 ：
上記で調製した P C E 5 3プラス ミ ド D N A 3 " gおよび染色体 D N A 9 i gを含む制限酵素 S a i l反応液 2 0 0 に 1 0単位 の S a 1 Iを添加し、 3 7 °Cで 6分間反応後、 6 5 °Cで 1 0分間加 温して反応を停止させた。 この混合消化物に T 4 リガーゼ用緩衝液 H ( ト リ ス 6 6 0 m M、 g C 2 6 6 m M : ジチオス レィ ト ール
1 0 0 m Μ ρ Η 7· 6、 以下同じ） 4 0 、 A T P ( 5 m M ) 40 ^ 、 T 4 リガーゼ 0.4 ·βおよび H20 1 2 0 £を加え.、 1 2 でで 1 6時間反応させた。
OMFI
/Λ WIPO 、 ノ (3) 組換え体プラスミ ドの形質転換：
このリガーゼ反応混合物を形質転換に洪した。 形質転換する受容 菌としてコ リネバクテ リ ゥ厶 · グルタ ミ クム L — 2 2株から誘導さ れたアンス ラ ニル酸要求性変異株 L A 1 0 5 (アンス ラニル酸合成 酵素欠損変異株） を用いた。 アンス ラニル酸要求性変異株は、 常法 の変異処理により、 M 1寒天培地上で生育できず、 アンスラニル酸 ( 0 ^ 8 / ml相当） を補った M 1寒天培地上で生育できる菌を選 択することによって取得された。 L A 1 0 5株のプロ トプラス トの 調製および形質転換は、 生育培地 N Bに 1 0 0 g / ml相当のァン スラニル酸を捕った培地に生育した L A 1 0 5の菌体を使用して以 下のとおりに行った。
L A 1 0 5株の種培養を N B培地に植菌し 3 0でで振盪培養した。 0 D 0.6になった時点で集菌し、 該細胞を R C G P培地に 1 mg/inl のリゾチ -ムを舍む液 （ p H 7. & .) に約 1 0 3 細胞/ mLとなるよう に懸濁し、 L型試験管に移して 3 0でで 5時間緩やかに振盪反応し てプロ ト ス ラ ス ト化した。
このプロ ト ス ラスト懸篛液 0. 5 mlを小試験管にとり 2. 5 0 0 x g で 5分間遠心分離し、 T S M C緩衝液 1 mlに再懸濁して遠心洗浄後、 T S M C緩衝液 0. 1 mlに再懸濁した。 この懸濁液に 2倍濃度の T S M C緩衝液と上記リガ-ゼ反応 D N A混合物の 1対 1混合液 1 0 0 μ を加えて混和し、 次いで T S M C緩衝液中に 20% P E G 6, 000 を含む液 0.8 mlを添加して混合した。 3分後、 1? 〇 0 ?培地 （ 11 7. 2 ) 2 mlを添加し、 2. 5 0 0 X gで 5分間遠心分雜にかけて上澄 み液を除去し、 沈降したプロ トプラス トを 1 mlの R C G P培地に懸 蜀してから 0. 2 mlをカナマイ シン 3 0 0 〃 g / mlを含む R C G P寒 天培地 （ R C G P培地に 1. %寒天を含む培地， p H 7. 2 ) に塗抹 し、 3 0でで 7日間培養した。
選択プレ- ト上に生育したカナマイシン耐性コロニ-をかき集め、
O FI 生理食塩水を用いて 2回遠心洗浄後、 カナマイ シン を 会む最小寒天培地 M 1に塗希して 3 0 °Cで 2 日間培養し、 カナマイ シン耐性でかつア ンスラニル酸穽要求性となった形質 fe換株を選択 しプ ν·* 0
これらの形質転換株を培養菌体から前記と同様にプラス ミ ド D N Aを単離した。 形質転換株の一株から得られたプラス ミ ド p T r p 2 - 3を各種制限酵素消化後ァガロ -スゲル電気泳動で解析した結 果、 p C E 5 3の唯一の S a 1 1切断部位に約 7.1 K bの S a 1 I D A切断片が挿入されたプラス ミ ドであることがわかった。
P T r p 2 - 3を用い、 同様な方法で L A 1 0 5株を再形質転換 したところ、 ト リブトフ ァ ン 1 0 0 i g /nilおよびカナマイ シ ン 400 μ g / mlを含む R C G P寒天培地上で生育するコロニ -は、 '同時に アンス ラ ニル酸非要求性となり、 それらは、 S a 1 Iの切断様式で 判定される P T r ρ 2 - 3と同一のプラス ミ ドを保有していた。
以上の結果は、 クロ - ン化された約 7.1 K bの S a l l D N A切 断片にはブレビバクテ リ ゥ厶 · フラブム A T C C 1 4 0 6 7のアン ス ラ ニル酸合成酸素をコ― ドする遺伝子が存在し、 それがコ リ ネバ クテリ ウム · グルタ ミ クム L A 1 0 5株中で発現していることを示
P T r p 2 - 3保有菌株は米国ァメ リカ ン · タ イ プ - カルチヤ - • コ レク シ ョ ンに Corynebacterium glutamicum K 2 0 ， A T C C 3 9 0 3 5と して寄託されている。
(4) 形質転換株による ト リブト フ ァ ンの生産 ：
プラ ス ミ ド p C E 5 2を用いて上記と同様の処理を行い、 ブレビ ノ ク テ リ ゥ厶 ♦ フ ラバム A T C C 1 4 0 6 7のアンス ラ ニル酸合成 酵素をコ - ドする遺伝子を有するブラス ミ ド p T r p 4 - 3を得た。
P C E 5 2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 p C G l (特開昭 5 7 - 1 3 4 5 0 0 )
OMFI と大腸菌のプラス ミ ド P G A 2 2 〔 An. G. et aj, ： J. Bacteriol. 140, 400 (1979) 参照〕 を和合違結せしめたプラス ミ ドである。 詳 しく は ： p C G l上に 1力所しかない B g ^ Π切断部位と p G A 2 2 上に 2力所ある B a m H I切断部位のうちテ ト ラサイ ク リ ン耐性遺 伝子内の B a m H I切靳部位とで、 両制限酵素の同一接着末端を利 用してし連結したものである。 P C E 5 2は P G A 2 2由来のカナ マイ シン耐性遺伝子などの選択マ -力 -を有し、 制限酵素 Sal Iに 対する切断部位は 1力所である。
p C E 5 2保有株コ リネバクテリ ゥム · グルタ ミ クム L— .2 2株 の培養菌体から次の方法で P C E 5 2を単離した。
4 0 0 mlN B培地で 3 0でで振盪培養し 0 D約 0.7になるまで生 育させた。 菌体を集菌し、 T E S緩衝液で浼浄後、 リゾチ -ム液 10 mlに懸濁し、 3 7 :で 2時間反応させた。 反応液に 5 M N a C 2, 4 ml, 0.5 M E D T A ( p H 8.5 ) 0.6 ml, 4 %ラウ リル硫酸 ナ ト リ ウムと 0.7 M N a C £からなる溶液 4.4 mlを順次添加し、 緩やかに混和してから氷水中に 1 5時間置いた。
溶菌物全体を遠心管に移し 4でで 6 0分間 69,400 x gの遠心分 離にかけ上澄液を回収した。 これに重量百分率 1 0 %相当のポリェ チレングリ コ -ル （ p E G ) 6, 0 0 0 (半井化学薬品社製） を加え、 静かに混和して溶解後， 氷水中に置いた。 1 0時間後 1, 5 0 0 X g で 1 0分間遠心分離してペレッ トを回収した。 T E S緩衝液 5 mlを 加えてぺレッ トを静かに再溶.解してから 1.5 mg/mlェチジゥムブロ マイ ド 2.0 mlを添加し、 これに塩化セシウムを加えて静かに溶解し 密度を 1.5 8 0に合わせた。 この溶液を 105，000 x g， 18でで 4 8 時間超遠心分離にかけた。 この密度勾配遠心により共有結合で閉じ られた環状の υ Ν Αは紫外線照射することによって遠心チュ―ブ中 下方の密度の高いバンドとして見出された。 このバンドを注射器で 遠心チュ―ブの側面から抜きとることによって p C E 5 2 D N Aが
Ο ΡΙ 分離された。 次いで分画液を等容量のィ ソプロ ピルアルコ -ル液 〔容量百分率 9 0 %ィ ソプロ ピルアルコ -ル， 1 0 % T E S緩衝液 ( この混液中に飽和溶解量の塩化セ シウムを含む） 〕 で 5回処理し てェチジゥムブ口マイ ドを抽出除去し、 しかる後に T E S緩衝液に 対して透析した。
上記と同様に ト リプト ファ ン生産性のコ リネバクテ リ ゥム · グル タ ミ ク ム L A R - 1株 （ F E R M P - 6 9 0 8 , F E R M B P - 4 5 1 ) を p T r p 4 - 3で形質転換した。 得られた形質転換株 は米国ァメ リ カ ン * タ イ プ ' カルチ ャ ー ' コ レク シ ョ ンに Coryne— bacterium glutamicumK 3 1 , A T C C 3 9 2 8 0 として寄託され ている。
p T r p 2 - 3保有株コ リネバクテ リ ゥム · グルタ ミ クム K 2.0 , 丁（： 3 9 0.3 5ぉょび 丁 4 - 3保有株同 K 3 1 A T C C 3 9 2 8 0 による L - ト リプト フ ァ ン生産試験を下記のとおり行つ 菌株を N B液体培地中で 3 0 °C ， 1 6時間振盪培養した菌液 0. 5 mlを 5 mlの生産培地 P 4 〔廃糖蜜 1 0 0 g / ， （ N H.4) 2 S 〇 4 2 Q g / £ , K H 2 P 04 Q. 5 g / £ , K 2 H P 0 4 0. 5 g / & , M g S 04 · 7 H 2 0 0. 2 5 g / , C a C 03 2 0 g / i , p H 7. 2 , 以下同じ〕 の入った試験管に植菌し、 3 0でで 9 6時間振盪培養した。 培養後、 培養濾液をべ -パ-クロマ トグラ フ ィ -にかけ、 ニ ン ヒ ド リ ン発色後、 比色定量して、 L - ト リプト フ ァ ンの生成量を測定した。
対照として、 L A - 1 0 5株ぉょび1 4 1¾ - 1株を同様に処理し し o
結果を第 4表に示す。
CMFI
. vIPO ^ 4 珠 L— ト リプト フ ァ ン （mg/ral)
L A - 1 0 5
LA-105/ΡΤΓΡ 2-3 ( K20, ATCC39035 ) 0.3 4
L A R - 1 0.4 8
LAR-1 /ΡΤΓΡ 4-3 ( 3L ATCC39280 ) 1.1 2 実施例 4
コ リネバクテ リ ゥム · グルタ ミ クム A T C C 1 3 0 3 2のア ンスラ ニル酸合成酵素遺伝子のコ リネバクテ リ ゥム · グルタ ミ クムでのクロ 一 ン化と ト リ トラァ ンの生産 ：
(1) 染色体 D N Aの調製法 ：
コ リネバクテ リ ゥム · グルタ ミ クム A T C C 1 3 0 3 2の染色体 D N Aを以下の方法で調製した。 ' ブレビバクテ リ ゥム · フラブム A T C C 1 4 0 6 7に替えて、 コ リネバクテ リ ゥム · グルタ ミ クム A T C C 1 3 0 3 2を用いる以外 は実施例 3 (1)と同様に行って、 染色体 D N Aを調製した。
(2) アンスラニル酸合成酵素遺伝子のク口 -ン化 ：
実施例 3 (4)で調製した p C E 5 2プラス ミ ド D N A 3 gおよび 上記で調製した染色体 D N A 9 gを用いる以外は実施例 3 (2)と同 様に行ってリガ-ゼ反応混合物を得た。 ―
(3) 組換え体プラス ミ ドの形質転換 ：
上記で得られたリガ-ゼ反応混合物を用い、 実施例 3 (3)と同様に 行って形質転換株を得た。
これらの形質転換株の培養菌体から前記と同様にプラス ミ ド D N Aを単離した。 形質転換株の一株から得られたプラス ミ ド p T r p 9 - 1を各種制限酵素消化後ァガロ -スゲル電気泳動で解析した結
R£A 果、 p C E 5 2の唯一の S a i l切断部位に約 7. 3 K bの S a 1 I D A切断片が挿入されたプラス ミ ドであることがわかった。
p T r p 9 - 1を用い、 同様な方法で L A 1 0 5株を再形質転換 したところ、 ト リプトフ ァ ン 1 0 0 g / mlおよび力ナマイ シン 400 μ g /1111を含む1？ C G P寒天培地上で生育するコロニ -は、 同時に ア ンスラ二ル酸非要求性となり、 それらは、 S a 1 I の切断様式で 判定される p T r p 9 - 1 と同一のブラス ミ ドを保有していた。
以上の結果は、 クロ - ン化された約 7. 3 K bの S a 1 I D N A切 断片にはコ リネバクテ リ ゥム ， グルタ ミ クム A T C C 1 3 0 3 2の アンス ラニル酸合成酵素をコ - ドする遺伝子が存在し、 それがコ リ ネバクテ リ ゥム · グルタ ミ クム L A 1 0 5株中で発現していること を示す。
(4) p T r p 9 - 1保有株からの ト リブト フ ア ンアナ口グ耐性ブラス ミ ド p T r p i 3 — 2の取得 ： * " p T r p 9 - 1を保有する L A - L 0 5株を、 カナマイ シン 1 0 μ g / mlを含む N B培地で対数増殖の後期まで増殖させた。 菌体を 5 0 m M ト リス · マレイ ン酸緩衝液 （ p H 6. 0 ) で 2回遠心洗浄後、 N — メ チルー N ' 一二 ト ロ — N — ニ ト ロ ソ グァ二ジン 4 0 0 M g / mlを舍む 5 0 m M ト リス * マレイ ン酸緩衝液 （ p H 6. 0 ) 中で、 室 温で 3 0分間処理した。 処理菌体を 5 0 mMト リス · マレイ ン酸緩衝 液 （ P H 6. 0 ) で 2回遠心洗浄後、 洗浄菌体をカナマイ シ ン 1 0 g /mlを含む N B培地中、 3 0 tで 1 6時間培養し、 実施例 3 と同様 の方法でプラス ミ ド D N Aを単離した。
単離したプラス ミ ドを用い、 L A - 1 0 5株を実施例 3 と同様の 方法で形質転換した。 形質転換株の選択は、 4 -メ チルト リプトフ ア ン 0. 5 mg / mlあるいは 6 — フルォロ ト リプト フ ア ン 0. 5 rag/mlを 客々単独、 あるいはカナマイ シン 2 0 / mlを同時に含む RCGP 寒天培地上で行った。 出現したコロニーから、 各々对応する ト リプトフアンアナログ 0.5 rag /mlを含む M 1寒天培地およびカナマイシン 1 0 g /mlを 含む N B寒天培地上で生育できるコロニーを選択した。
このようにして得た形質転換株は、 ト リブトファン非感受性のァ ンスラニ^;'酸合成酵素をコードする遺伝子を持つプラス ミ ドを有し ていた。 このようなプラス ミ ドの一つ p T r pl3— 2がコー ドする アンス ラニル酸合成酵素の 5 0 %阻害ト リプト フ ァ ン濃度は 0.25 m Mで、 p T r p 9 - 1のコードするアンスラニル酸合成藓素の 50 %阻害ト リプト ファン濃度 0.0 0 6 m Mと比較して約 40倍ト リプ ト ファン菲感受性であった。
実施例 3と同様にしてコ リネバクテリ ゥム · グルタ ミ クム L A R - 1を p T r p 1 3— 2で形質転換した。 得られた形質転換株は米 国ァメ リカ ン - タイプ · カルチャー · コ レク ショ ンに Corynebacteriura glutamicura 37, ATCC39285として寄託されている。
(5) 形質転換株による ト リプトファ ンの生産：
P T r p 1 3 - 2保有株コ リネバクテリ ゥム · グルタ ミ クム K37, ATCC 39285 による L - ト リプトファ ン生産試験を下記のとおり行 っ プ o
菌株を M B液体培地中で 3 0で， 1 6時間振盪培養した菌液 0.5 mlを 5 mlの生産培地 P の入った試験管に植菌し、 3 0でで 9 6時 間振盪培養した。 培養後、 培養瀘液をペーパーク口マ トグラフィ ー にかけ、 ニンヒ ド ン発色後、 比色定量して、 L— ト リブトフ ァ ン の生成量を測定した。
对照として、 L A R - 1铢と L A R— 1 / p T r p 9 - 1株を同 様に処理した。 L A R— l / p T r p 9— 1は、 p T r p 9 — 1で L A R - 1株を形質転換して上記と同様に作製した。
結果を第 5表に示す。
OMPI 株 L - ト リ プ ト フ ア ン （mg/tnl)
L A - 1 0.4
L A R - l / p T r p 9 - l 0.7
L A R - l / p T r p l 3 - 2 1.2 実施例 5.
コ リネバクテ リ ゥ厶 ♦ グルタ ミ ク厶 K 3 8のコ リス ミ ン酸ミ ユタ一 ゼおよびプレフヱ ン酸デヒ ドラターゼ遺伝子のコ リ ネバクテ リ ゥム · グルタ ミ クムでのク ローン化とフヱニルァラニンの生産 ：
(1) 染色体 D Ν Αとプラス ミ ド p C G 1 1の調製法 ：
コ リ ネバクテ リ ウム ♦ グルタ ミ クム K 3 8 , F E R M P— 7087 の染色体 P N Aを以下の方法で調製した。 ， . '
4 0 0 ml半合成培地 S S Mに種培養を接種して 3 0 :で振盪培養 した。 種培養は N B培地を用いた。 東京光電比色計で 6 6 0 n mに おける吸光度 （ 0 D ) を測定し、 ◦ D 0.2になった時点で培養液中 0.5単位/ mlの濃度となるようにぺニシ リ ン Gを添加した。 さ らに 培養を継続し 0 D約 0.6になるまで生育させた。
培養液から菌体を集菌し、 T E S緩衝液で洗浄後、 リゾチーム液 ( 2 5 % シ ョ糖， 0.1 M N a C ^， 0.0 5 M ト リ ス ， 0.8mg/ mlリゾチーム ： p H 8.0以下同じ） で 1 0 mlに懸濁し 3 7でで 4時 間反応させた。 集菌した菌体から斎藤らの方法に従って高分子染色 体 D N Aを単離した。
べクタ一として用いる p C G 1 1は実施例 1の方法で単離した。
(2) パラ フルオロ フヱ二ルァラニン （ P P ) 耐性形質を支配する遺 伝子のク ローン化 ：
上記で調製した P C G 1 1プラス ミ ド D N A 3 /i gを含む制限酵 素 B g ^ H反応液 £に 5単位の B g ^ Πを、 また染色体 D N " A 9 gを含む制限酵素 B a m H I反応液 〔10m M ト リ ス， 7 m M M g C £ 2 ， 100 m M N a C , 2 m Mメ ルカプト エタノ ール P ◦.0 1 %ゥシ血清アルブミ ン， p H 8.0 (以下同じ） 〕 1 0 0 ^ に 5単位の B a m H Iを加え， それぞれ 3 7でで 6 0分間反応後 65 でで 1 0分間加温して反応を停止させた。 雨反応液を混合後、 この 混合物に T 4 リガーゼ用緩衝液 II 40 y« H , A T P ( 5 m M ) 40 i 、 T 4 リガーゼ 0.4 ^および H20 1 2 0 ^を加え， 1 2でで 1 6時間反応させた。
(3) 組換えプラス ミ ドの形質転換：
このリガーゼ反応混合物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 ウ厶 · グルタ ミ クム L - 1 5 A T C C 3 1 8 3 4を用いた。 L - 1 5株の種培養を N B培地に植菌し 3 0 'で振盪培養し^。 0 D 0.6になった 点で集菌し、 該細胞 を R C G P培地に 1 rag /mlのリゾチームを含む液 （ p H 7.6 ) 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 3 0 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 0.5 mlを小試験管にとり 2.5 0 0 x g で 5分間遠 分離し、 T S M C緩衝液 1 mlに再懸蜀して遠心洗浄後、 T S M C緩衝液 0. 1 mlに再懸濁した。 この懸濁液に 2倍濃度の T S M C緩衝液と上記リガーゼ反応 D N A混合物の 1対 1混合液 100 i を加えて混和し、 次いで T S M C緩衝液中に 2 0 % P E G 6, 0 0 0 を含む液 0.8 mlを添加して混合した。 3分後、 R C G P培地 （ p H 7.2 ) 2 mlを添加し、 2.5 0 0 X gで 5分間遠心分離にかけて上澄 み液を除去し、 沈降したプロ トプラス トを 1 mlの R C G P培地に懸 濁してから 0.2 mlをズぺクチノマイ シン 2 0 0 g / mlを含む R C G P寒天培地に塗抹し、 3 0でで 7 日間培養した。
選択プレー ト上に生育したスぺクチノ マイ シン耐性コロニーをか
O PI き集め、 生理食塩水を用いて 2回遠心洗浄後、 スぺクチノ マイ シン 1 0 0 μ g /mlおよび P F P 0. 5 nig / mlを含む最小寒天培地 M 1 に 塗布して 3 0 で 2 日間培養し、 スぺクチノ マイ シン耐性でかつパ ラフルオロフェニルァラニン耐性となった形質転換株を選択した。 これらの形質転換株の培養菌体から前記と同様にプラス ミ ド D N Aを単離した。 形質転換株の一株から得られたプラス ミ ド p C S - C M 1を各種制限酵素消化後ァガロースゲル電気泳動で解析した結 ' 果、 p C G 1 1の唯一の B g i Π切断部位に約 9. 4 K bの B amH I D N A切断片が挿入されたプラス ミ ドであることがわかった。
次に、 コ リ スメ ― ト厶タ —ゼ， プレフヱネ - トデヒ ドラタ ―ゼを 欠損したコ リ ネバクテ リ ゥ厶 · グルタ ミ クムのフヱニルァラニン， チロシン要求株を受容菌として前記と同様に形質転換を行い、 スぺ クチノ マイ シン耐性でかつ、 フ ヱニルァラ ニン， チロシン非要求性 ' となった形質転換株を選択した。
これらの形質転換株の培養菌体から前記と同様にプラス ミ ド D N A を単離した。 形質転換株の 1株から得られたプラス ミ ド p C S - C M 2を各種制限酵素消化後ァガロ -スゲル電気泳動で解析した結果、 P C G 1 1の唯一の B g & Ιί切断部位に約 9. 4 K bの B a m H I D A切断片が挿入されたブラス ミ ドであることがわかった。
以上の様にして得られた p C S — C M 1 ， p C S — C M 2は、 下 記の E c o R I ， S a £ I , H i n d ΠΙなどの各種制限酵素の切断 パターンから、 同一のプラス ミ ドであることが判明した。
BamH I Hindn Bco I Sal I BamH I
Figure imgf000045_0001
R£A1T
OMPI p C S - C 1 , p C S - C M 2を用い、 同様な方法でコ リネバ クテ リ ゥム · グルタ ミ クムのフエ二ルァラニン， チロシン要求珠を 形質転換したところ、 フヱニルァラニン， チロシンを各々 1 0 0 μ g / mlおよびスぺクチノマイ シン 2 0 0 ju g / mlを含む R C G P 寒天培地上で生育するコロニーは、 同時にフエ二ルァラニン， チロ シン穽要求性かつ、 P F P耐性となり、 それらは各々 p C S - CM1, P C S - C M 2と同一のプラス ミ ドを保有していた。
以上の結果は、 P C S— C M 1 , p C S - C M 2にクローン化さ れた約 9.4 K bの BatnHI D N A切断片には、 コ リネバクテリ ウム • グルタ ミ クム K 3 8のコ リスメ ー ト厶ターゼ， プレフヱネー トデ ヒ ドラターゼ遺伝子が存在し、 さらにこの D N A断片によって、 コ リ ネバクテ リ ゥム · グルタ ミ クムにノ、。ラフルオロフェニルァラニン 耐性が付与され ことを示している。
(4) 形質転換株に'よるフエ二ルァラ ンの生産：
上記と同様にして、 フヱニルァラ二ン生産性のコ リネバクテリ ゥ. ム · グルタ ミ クム K 3 8株 （ F E R M P - 7 0 8 7 , F E R B P - 4 5 4 ) を p C S - C M 2で形質転換した。 得られた形質転 換株は、 微ェ研に Corynebacterium glutamicutn 39, F E R M P - 7 0 8 8 ( F E R M B P— 4 5 9 ) として寄託されている。
P C S - C 2保有株， コ リネバクテリ ゥム · グルタ ミ クム K 3 9 による. L -フヱニルァラ二ンの生産試験を下記のとおり行った。 菌株を N B液体培地中で 3 0 ：， 1 6時間振盪培養した菌液 0.5 mlを 5 mlの生産培地 P 4の入った試験管に植菌し、 3 0 tで 9 6時 間振盪培養した。 培養後、 培養濾液をペーパーク口マ トグラフィ ー にかけ、 ニンヒ ド リ ン発色後、 比色定量して、 L -フヱニルァラ二 ンの生成量を測定した。
对照として、 コ リネバクテリ ウム · グルタ ミ-クム K 3 8株を同様 に処理した。
一 OMPI 結果を-第 6表に示す。
6
L - フヱ二ルァラニン 株 ( rag / m 1 ) コ リネバクテ リ ゥム • グルタ ミ ク厶 K 3 8 6.0
コ リネバクテ リ ゥム • ク レタ ミ クム K 3 9 9.6 実施例 6.
(1) 大腸菌ス レオニン · オペ口ン舍有 D N A断片のクローン化 ：
クローン化は大腸菌の宿主べクタ一系にて実施した。 ベクターと して使用した P G A22は本プラス ミ ドを作製したアンらの方法 〔Απ， G. et al ： J. Bacteriol. , 140， 400 ( 1 9 7 9 ) ] に従い、 本 プラス ミ ドを保有する大腸菌 Κ一 1 2株亜株の培養菌体から単離し 1ζ0 供与体 D Ν Αとなる染色体 D N Aは大腸菌 K - 1 2株 H f r株 ( ATCC23740)の培養菌体から、 ス ミ スのフ ノ ール抽出法 〔Smith， . G. ： Methods, in Bnzymology, 12, partA, 5 4 5 (1967) 〕 こ 従って単離した。
P G A 2 2プラス ミ ド D N A 4 gを含む制限酵素 H i n d m反 応液 （ 1 0 m M ト リス ， 7 m M M g C £ 2 , 60m M N a C , P H 7.5, 以下同じ） 6 0 ^に 0.4単位の H i n d IE ( 1 6単位 / " ·Τ) を添加し、 3 7でで 3 0分間反応後、 6 5でで 1 0分間加 温して反応を停止した。 p G A 2 2には 2個所の H i n d m切断部 位があるが、 同一条件で H i n d IE消化した試料をァガロースゲル 電気泳動で調べた結果、 一断片に切断されていることが確認された。 別に染色体 D N A 8 ί gを含む制限酵素 H i n d EI反応液 140 & に 4単位の H i n d mを添加し、 3 7 で 6 0分間反応後、 6 5 で 1 0分間加温して反応を停止させた。 両反応消化物を混合し、 T 4 リガーゼ緩衝液 Π 40^ ^ , Α Τ Ρ ( 5 ΓΠ ) 4 0 ^ ^ , Τ 4
Ο ΡΙ リガーゼ β £および H20 1 2 Q μ &を加え、 1 2 :で 1 6時間 反応させた。 この反応混合物を T E S緩衝液で飽和したフ エノ ール 4 0 0 ； " ^で 2回抽出し、 T E S緩衝液に对して透析してフ エノ ー ルを除去した。 - この リ ガーゼ反応混合物を大腸菌 K - 12株亜株 G T - 3 〔J. Bac- teriol. , 1 1 7 , 1 3 3 ( 1 9 7 4 ) 〕 ( 3種類のァスバルトキ ナーゼを欠損した変異株， ホモセ リ ンおよびジアミ ノ ピメ リ ン酸要 求性） の形質転換に供した。 G T - 3のコ ンビテ ン トセルはダジヱ ル ト らの方法 〔Dagert， M. et a^. ： Gene 23 (1979) 〕 で調製 した。 即ち、 100 g / mlとなるようにジァミ ノ ピメ リ ン酸を補つ た L培地 （バク ト ト リべ ト ン 1 0 g ， 酵母エキス 5 g， ブドウ糖 1 gおよび塩化ナ ト リ ウム 5 gを水 1 に含み、 p H 7. 2に調整した 培地） 5 O nii G T - 3株を植菌し、 東京光電比色計で 6 6 .0 n m における吸光度 （ 0 D ) が 0.5 になるまで 3 7 で培養した。 培養 液を氷水中で 1 0分間冷却してから遠心集菌した。 菌体を冷却した 0. 1 M塩化カルシウム 2 0 mlに再懸蜀し、 0でに 2 分間置いた。 菌体を再遠心し、 0. 1 M塩化カルシウム 0. 5 mlに懸蜀し、 0でで 1 8時間置いた。 塩化カルシウ ム処理した菌液 4 0 0 ^ ^に前記リ ガーゼ反応混合物 2 0 0 / を添加混合し、 0でに 1 0分間置いて から 3 7でで 5分間加温した。 次いで L培地 9 mlを添加し、 3 7で で 2時間振盪培養した。
生理食塩水で 2回遠心洗浄後、 1 2. 5 g /ml相当のカナマイ シ ンを添加した M 9最小寒天培地 （ブドウ糖 2 g、 N H 2 C ^ l g、 N a 2 H P 04 6 g、 K H 2 P 04 3 g、 M g S 04 ♦ 7 H 2 〇 0. 1 g、 C a C £ 2 ♦ 2 H 2 0 1 5 mg、 サイアミ ィ塩酸塩 4 ragお よび寒天 1 5 gを水 1 に含み、 p H7.2 に調整した培地、 以下同 じ） に塗布し、 3 7 で 3 曰培養した。 出現した、 ただ 1つのコロ ニーは P G A 2 2の選択マーカ一である薬剤ァンピシ リ ン 2 5 « g /ml、 ク ロ ラムフヱニコール 2 5 ^ g /mlあるいはカナマイ シン 25 g /mlを含む寒天培地上でも生育することが確認された。
この形質転換株の培養菌体から前記の P G A 2 2を単離したのと 同一の方法によりプラス ミ ド D N Aを単離した。 このプラス ミ ド D Aを制限酵素消化とァガロースゲル電気泳動で解析した結果、 第 1図に P G H 2 として示した構造を有していた。 p G A 2 2に挿入 された N A断片は、 既にクローン化された大腸菌オペ口 ン含有 D N A断片 〔Cossart, P. et al ： Molec. Gen, Genet. , 175 ， 39
( 1979) 参照〕 と同一の制限酵素切断部位を有していることから p G H 2がス レオニンオペ口 ンを舍有することが確認された。
(2) p C G l l と p G H 2の試験管内組換え
実施例 1 と同様にして得た p C G l 1 プラス ミ ド D N A 2 // gを 含む制限酵素 B g 2 Π反応緩衝液 1 0 0 ^に 2単位の B g ^ Π ( 6単位/ ) を添加し， 37でで ·6 0分間反 させた。 別に p G Η 2プラス ミ ド D N A 2 gを含む制限酵素 BamH I反応緩衝液 100 « ^に 2単位の BamH I ( 6単位/；" ^ ) を添加し， 3 7 :で 6 0分 間反応させた。 両消化物を 6 5 でで 1 0分間加温した後、 混合し、 T 4 リガーゼ緩衝液 II 40 、 A T P ( 5 m M ) 4 0 〃 ^、 T 4 リガーゼ 0. 2 M £および H20 120 iを加え、 1 2でで 1 &時間反 応させた。 この混合物を T E S緩衝液で飽和したフエノ ール 4 0 0 /■gで 2回抽出し、 T E S緩衝液に対して透析してフエノ ールを l¾kふしん。
(3) p E t h r 1の取得
形質転換はコ リ ネバクテ リ ウム · グルタ ミ クム L A 2 0 1株 （ホ モセ リ ン ♦ 口イ シン要求株） のプロ トプラス トを用いて行った。 コ リネバクテ リ ゥ厶 · グルタ ミ クム L A 2 0 1株の種培養を N B培地 に植菌し、 3 0 :で振盪培養した。 0 D 0. 6になった時-点で集菌し、 該細胞を R C G P培地に 1 rag /mlのリゾチームを含む液 （ p H 7. 6 ) に約 103細胞/ mlとなるように懸濁し、 L型試験管に移して 3 0で で 5時間穏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 ト菌液 0.5mlを小試験管にとり、 2.5 0 0 X g で 5分間遠心分離し、 T S M C緩衝液 1 mlに再懸濁して遠心洗浄後， T S M C緩衝液 0.1 mlに再懸濁した。 この菌液に 2倍濃度の T S C緩衝液と上記リガーゼ反応 D N A混合物の 1対 1混合液 100 £ を加えて混和し、 次いで T S M C緩衝液中に 2 0 % P E G 6, 0 0 0 を含む液 0.8mlを添加して混合した。 3分後、 R CGP培地 （ p H 7.2 ) 2 nilを添加し、 2, 5 0 0 X gで 5分間遠心分離にかけて上澄 み液を除去し、 沈降したプロ トプラス トを 1 mlの R C G P培地に懸 濁してから 3 0でで 2時間穏やかに振盪した。 ついで、 このプロ ト プラス ト懸篛液の 0.1mlをカナマイ シン 40 0 g / mlを含む R C GP寒天培地に塗抹し、 3 0でで 6曰間培養した。
寒天培地上前面に生育したカナマイ シン耐性形質転換株をかき集 め、 生理食塩水で遠心洗浄後、 ロイ シン 5 0 g / mlを補充した最 少寒天培地 M 1上に再塗布して 3 0 で 3日間培養した。 出現した コロニーの中からカナマイ シン 2 0 iig /nilおよびスぺクチノマイ シン LOO i g / mlを含む N B寒天培地上で生育できる株が得られた t 任意に選んだ 3株を 4 0 0 mlN B培地で 0 D約 0.8になるまで生 育させ、 集菌後、 その培養細胞から実施例 1記載のェチジゥムブ口 マィ ドーセシゥ厶クロライ ド密度勾配遠心により、 プラス ミ ドを単 離した。 いずれの株からも 4 0〜 5 5 gのプラス ミ ド D N Aが取 得された。
これらのプラス ミ ド D N Aを制限酵素消化とァガロースゲル電気 泳動で解析し、 分子量と制限酵素 P s t I ， E c o R I、 および X h o Iの切断点を同定した。 一株から得られたブラスミ ドを
P E t h r 1と命名し、 その構造を第 2図に示した。 p E t h r 1 は P C G 11に p G H 2のスレオニンオペ口ンを舍む B a m H I切断
O PI ■ 片を結合した構造を有することが判明した。 残りの 2株中、 1株は p E t h r 1 と同一プラス ミ ドを保有しているが、 他の一株は p E t h r 1 とは p G H 2のス レオニンオペロ ン含有 B a m H I切 断片の結合向きが逆向きに挿入されているプラス ミ ドを保有してい これらのプラス ミ ド D N Aを用いてコ リネバクテ リ ゥム · グルタ ミ クム L A 2 0 1株を前記と同様に再形質転換した結果、 ホモセ リ ン穽要求性株が高頻度 （再生した生菌あた b約 1 0 "3) で得られ、 それらは全てカナマシィ ンとスぺクチノ マイ シン耐性形質を獲得し ており、 各種制限切断様式で特徵付けられる供与プラス ミ ドと同一 のプラス ミ ドを保有していた。 .
(4) p E t h r 1保有株による L -イ ソロイ シンの生産
コ リ ネノ クテ リ ゥ厶 · グルタ ミ クム K 4 0とブレビノ クテ リ ウム • フラブ厶 A— T C C 1 4 0 6マのプロ トプラス トを形質転換して p E t h r 1を導入した。 コ リ バクテ ι)ゥム Κ·4 0 ( FERM Ρ - 7160， FBRM BP- 4 5 5 ) およびブレビバタテ リ ゥム · フラブム A T'C C 1 4 0 6 7を N B培地にて 3 0 で 1 6時間振盪培養し、 その種培 養 0.1 mlを 1 0 mlの SSM 培地の入った L字型試験管に接種し、 モノ 一型培養槽にて 3 0 :で振盪培養した。 0 Dが 0.1 5になった時点 で 0.5単位/ mlになるようにぺニシ リ ン Gを添加した。 さ らに培養 を続け、 0 D約 0.6になったところで細胞を集菌し、 R C G P培地 に 1 rag/mlのリゾチームを含む液 （ p H 7.6 ) 2mlに懸蜀し、 L字 型試験管に移して 3 0 °Cで 1 4時間穏やかに振盪してプロ トプラス ト化した。
このプロ トプラス ト菌液 1 mlを小試験管にとり 2, 5 0 0 x gで 1 5 分間遠心分離し、 沈澱物を T S C緩衝液 1 mlに再懸濁して遠心 ( 2.5 0 0 X g ) 洗浄後、 T S M C緩衝液の 0.1 mlを加えて再懸濁 した。 これに 2倍濃度の T S M C緩衝液と上記で単離した p E t h r
OMPI 1 D N A液の 1対 1混合液 1 0 0 ^を加えて混和し、 実施例 1 と 同様に P E G 6.0 0 0を介した形質転換を行い、 形質発現させた後、 0. lmlをスぺクチノマイ シン 400" g /mlを舍む R C G P寒天培地 に塗抹し、 3 0 で 1 0曰間培養した。 出現したコロニーの中から スぺクチノ マイ シン 1 0 O ^ g / mlおよび力ナマイ シン 2 0 i g / mlを含む N B寒天培地上で生育できる株が得られた。
スぺクチノ マイ シンとカナマイ シンとに同時に耐性になつた形質 転換株を 4 0 Oml S S M培地で振盪培養し、 0 Dが 0.1 5になつ たところで 0.5単位/ mlとなるようにぺニシリ ン Gを添加し、 さら に 0 Dが 0.6 5まで培養し、 集菌した菌体から実施例 1の p C G11 の単離法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 ドを制限酵素消化とァガロースゲル電気泳動で解析した結果、 各種 制限酵素切断様式で特徵付けられる p E t h r 1と同一の構造を有 するものがあることがわかった。 このような形質転換'株がコ リネバ クテ リ ゥム · ダルタ ミ クム K41 ( F E R M— P 7 1 6 1 , F E R M ' B P - 4 5 6 ) 、 ブレビバクテリウム * フラブム K 4 2 ( F E R - B P 3 5 5 ) である。
コ リネパ'クテリ ウ厶 · グルタ ミ クム K 4 0、 ブレビバ'クテ リ ゥム • フラブム A T C C 1 4 0 6 7およびそれらの p E t h r 1保有铢 の L -イ ソロイ シン生産試験を行った。 N B培地中で 3 0で、 1 6 時間振盪培養した種培養 0.5mlを生産培地 〔ブドウ糖 1 0 0 g、 ( N H 4)2 S 04 2 0 g , K Η 2 Ρ 04 0.5 g , Κ 2 Η Ρ 04 0.5 g , M g S 04 · 7 Η2 0 l g， F e S 04 * 7 H2 0 1 0 rag, Μ η S 04 ♦ 4〜6 Η2 0 1 0 rag， ビォチン 1 0 0 ju g， 炭酸力ルシゥム 3 0 gを水 1 iに含み、 p H 7.2に調整した培地〕 の入った試験管に接種し、 3 0 で 7 2時間振盪培養した。 培養後、 培養濾液をぺ -パ—クロマ トグラフィ —にかけ、 ニンヒ ド リ ン発色 後、 比色定量して L -イソロイシン生成量を測定した。 結果を第 Ί 表に示す,
7 乙一イ ソロイ シン 株 mg / m 1 ) コ リ ネバクテ リ ゥム グルタ ミ クム K 4 0 1.2
コ リ ネバクテ リ ゥム グルタ ミ クム K 4 1 2.7
ブレビバクテ リ ゥ厶 フラブム A T C C14067 0
ブレ ビノ クテ リ ゥム フラブム K 4 2 0.8 実施例 7. チロ シンの製造 ：
(1) 染色体 D N Aとプラス ミ ド D N Aの調製 ：
大腸菌 J A 1 9 4株 （Proc. Natl. Acad. Sci., 94, 487-491 (1977)〕 の染色体 D N Aを以下の方法で調製した。
4 0 0 mlの L B ( p H 7.0 , 以下同じ） に種培養を接種して、 37 :で振盪培養し、 射数後期まで生育させた。 培養液から菌体を集菌 し、 集菌した菌体から斎藤らの方法に従って高分子染色体 D N Aを 単離した。
ベクタ -として用いる p B R 3 2 2は、 次の方法でその保有株， 大腸菌 J A 1 9 4株の培養菌体から単離した。
アンピシ リ ン 1 0 0 g / mlを含む 4 0 0 mlL Bに種培養を接種 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、 田中らの方法 〔J. Bacteriol. 121_ 354-362 (1975) 〕 に従い溶菌した。 得られた溶菌液を、 28,000 rptn. 4でで 1時間遠 心し、 上清を採取した。 上清に、 1 / 5容の 5 0 % ( W / V ) ポ リ エチレングリ コ -ル （ P E G ) 6, 0 0 0水溶液を加え、 ゆるやかに 混合した後、 4でで一夜放置した。 生じた沈澱を、 4 ， 3.0 0 0 rpra, 5分間の遠心で集め、 5 mlの T E緩衝液 （ 1 0 m M ト 'リ ス， 1 m M E D T A ♦ N a 2 P H 7.5 , 以下同じ） に溶解し、 1.5ΐϋ£_
OMPI /ml濃度のェチジゥムブ口マイ ド 1 mlを加え、 さらに T E緩衝液で 正確に 7.5 mlとした。 この溶液に、 C s C ^ 7.8 7 5 gを加え、 完 全に溶解した後、 105, OOOx g , 2 0 t , 4 0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 T E緩衝液を舍むィ ソプロパノ -ルで、 ェチジゥム ブロマイ ドを 3回抽出した後、 4 で一夜 T E緩衝液に対して透析 し、 透析液をプラス ミ ド D N Aとして用いた。
(2) DAHPase, CMase, PD&aseをコ - ドする遺伝子を含む D N A断片の クロー ンィ匕：
上記で調製した P B R 3 2 2プラス ミ ド D N A 3 gを含む制限 酵素 H i n d E [反応液 1 0 0 / ^に各々 5単位の E c o R Iおよび H i n d mを、 また染色体 D N A 2 gを含む制限酵素 H i n d m 反応液 1 0 0〃 ^に各々 5単位の E c o R I ， H i n d ΙΠを;？ IBえ、 それぞれ 3 7 で' 6 0分間反応後 6.5でで 1 0分間加温して反応を 停止させた。 両反応液を混合後、 この混合物に T 4 リガ-ゼ用緩衝 液 H 40^ ϋ , A T P ( 5 m M ) 0 μ £ , T 4 リガ—ゼ 0.
および H 2 O 1 2 Q μ £を加え、 1 2 で 1 6時間反応させた。
このリガ-ゼ反応混合物を形質転換に洪した。 形質転換に供する 受容菌として、 D A H P a s eを欠損した大腸菌 A B 3 2 48株
[J. Bact. 93 237 -〜 244(1967)〕 あるいは t y r A遺伝子
(CMase)を欠損した大腸菌 A T 2273铢 ( J. Bact. 91 1494 ( 1966 ) 〕 を用いた。 種培養液を、. L Bに植菌し、 M.Dagertらの方法 〔Gene， 0_ 2 3〜 2 8 ( 1979 ) 〕 に従って、 コ ンビテン トな細胞を調製し コ ンビテン トな細胞 1 03 /mlを含む液 0.2 mlにリガ -ゼ反応混 合物 5 0 ^を加え、 氷冷下 1 0分間放置した。 次いで 3 7でで 5 分間熱処理した後、 L B 2 mlを加え、 3 7 で 9 0〜 1 2 0分間静 置した。 その後、 菌体を生理食塩水で 2回遠心洗浄後、 各々 50 g
O PI / m 1のヒスチジン， プロ リ ン， アルギニ ン， イ ソ ロイ シン， ノ リ ン を含む M 9平板培地 〔 N H 4 C ^ 1 g , N a 2 H P 04 6 g , K H 2 P 04 3 g , N a C ^ 5 g , M g S 04 · 7 H 2 0 0. l g , θ 3 θ £ 2 · 2 Η 2 0 0. 0 1 5 g ， グルコ ース 3 g ビタ ミ ン B , 4 mgを水 1 に含み、 p H 7· 0に調整した培地に寒天 1. 5 %を加えたもの、 J. Bact. 121 354 362 (1975)， 以下同じ〕 に塗布した。 M 9平板培地に生育したコロニ -を各々アン ピシリ ン •1 0 0 g /ml, テ ト ラサイ ク リ ン 2 0 〃 g / mlを含む L B平板培 地に塗布し、 アンピシリ' ン舍有培地で生育し、 テ ト ラサイ ク リ ン含 有培地で生育しないコロニ -を選択した。 このようにして選択した ヒスチジン， プロ リ ン， アルギニン， イ ソロイ シン， ノ リ ンを舍む
M 9平板培地で生育し、 アン ピシ リ ン耐性， テ ト ラサイ ク 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 D N Aを単離し た。 形質転換株の一株から得たブラス ミ ド p E a r 0 F 1を各種制 限酵素で消化後、 ァガ口 -スゲル電気泳動で解析した結果、 P B R 3 2 2の大きい方の EcoRI-HindHI切靳片に、 約 4. 2 K bの BcoR I - Hindi!切断 D N A断片が揮入されたブラス ミ ドであることが判明 し
得られた P E a r o F 1を用い、 前記と同様の方法で大腸菌 A B 3 2 4 8および大腸菌 A T 2 2 7 3の両株を形質転換したところ、 両者とも ヒスチジ ン ， プロ リ ン， ァノレギニン， イ ソ ロ ンシン ， ノ リ ンを含む M 9培地で生育し、 同時にアン ピシ リ ン耐性となり、 それ らは、 p E a r o F I と同一のプラス ミ ドを有していることが判明 し o
以上の結果は、 p E a r o F I にクロ - ン化された約 4. 2 K bの D N A断片上には、 D A H P a s e , C M a s e , P D G a s eを コ - ドする遺伝子が存在することを示している。
さらに、 P E a r 0 F 1 は、 第 3図に示す様な E c o R I
ΟΜΡΙ B a m H I , H i n d IEなどの各種制限酵素の切断点を有し、 G. Zurawski らの報告している 〔Proc. Natl. Acad. Sci. USA 75 4271(1978)) プラス ミ ド p K B 4 5 との比較より、 p E a r o F 1 に挿入されている約 4.2 K bの D N A断片上には、 大腸菌の aroF， t r y A , p h e A遺伝子が存在することが判明した。
(3) a r o F , t y r A遺伝子のサブクロ— ン化：
上記で調製したプラスミ ド p E a r o F l D N Aより、 a r o F , t r y A遺伝子部分の D N A断片を取得し、 大腸菌， コ リネバクテ リウム · グルタ ミクムの共用べクタ— p C E 5 1に連結した。
p C E 5 1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 p C G 1 (特開昭 57-134500)と大腸菌 のプラス ミ ド p G A'2 2 n, G. et al： J. Bacterid. ) 140, 400 (1979)参照〕 を和合連結せしめたプラスミ ドである。 詳しくは p C •G 1上に 1力所しかない B g £ Π切断部位と p G A 2 2のカナマイ シン耐性遺伝子を含む B a m H I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。
実際には、 本発明者らが先に特許出願した方法 （特開昭 5 8 - 1 0 5 9 9 9 ， 同 5 8 — 1 2 6 7 8 9 ) により作成することができ o
プラスミ ド p E a r o F l D N A 3 u gを含む制限酵素 H i n c I反応液 〔 1 0 m M T r i s - H C ^ ( p H 8.0 ) , 7 m M
M g C £ 2 , 6 0 m M N -a C :g〕 1 0 0 u £に 5単位の H i n c Eを加え、 3 7で、 6 0分間反応させた。 また、 p C E 5 1を保有 する大腸菌 J A 1 9 4楝より前記と同様にして調製したプラスミ ド P C E 5 1 D N A 3 gを舍む制限酵素 H i n c Π反応液 100〃 i に 0.3単位の H i n c Πを加え、 3 7でで 6 0分間反応させ、
P C E 5 1上に 2力所ある H i n c Π切断部位のうち、 1力所のみ で切断した。 反応後、 両反応液を混合後、 この混合物に T 4 リガ -
CM?I ゼ用緩衝液 Π iOM & , A T P ( 5 m ) 4 0 M i , T 4 リガーゼ 0.4 ^および Η 2 0 I 2 0 β 2を加え、 1 2 :で 1 6時間反 応させた。 反応後、 6 5 で 1 0分間加温して反応を停止させた。
このリガ-ゼ反応混合物を形質転換に供した。 形質転換に供する 受容菌として、 大腸菌 A B 3 2 4 8株を用いた。 前記と同様にして 形質転換を行い、 ヒスチジン， プロ リ ン， アルギニン， イ ソ 口イ シ ン， バリ ンを含む M 9平板培地で生育するコロニ -を得た。 得られ たコロニ -から、 カナマイ シ ン 2 0 μ g / mlを含有する L B平板培 地で生育するコロニ -を選択した。
このようにして得た、 ヒスチジン， プロ リ ン， アルギニン， イ ソ ロイ シ ン， バリ ンを舍む M 9平板培地で生育し、 カナマイ シ ン耐性 の形質転換株より、 前記と同様に、 プラ ス ミ ド D N Aを単離した。 形質転換株の.1株から得られたプラス ミ ド p K m l a r o F lを各 種制] ¾酵素で消化 、 了ガ。 -スゲル電気泳動で解析した結果、 p C E 5 1の一方の H i n c Π切断部位に、 約 3.8 K bの pEaroFl の a r 0 F . t y r Aを含む H i n c Π切断 D N A断片が挿入され たブラス ミ ドであることが判明した。
以上の様にして得られたプラス ミ ド p K m 1 a r 0 F 1 は、 第 4 図の様な各種制限酵素の切断パタ - ンを有する。
(4) p K m 1 a r o F 1保有株からのチロ シンおよびチロ シンアナ 口 グ耐性プラス ミ ド p K m l a r o F l — m — 1 8の取得 ：
p K m 1 a r o F 1を保有する A B 3 2 4 8株を、 カナマイ シ ン 2 0 8 / nilを含む L B培地で対数増殖の後期まで増殖させた。 菌 体を 5 0 m M ト リス * マレイ ン酸緩衝液 （ p H 6. 0 ) で 2回遠心洗 浄後、 N -メ チル - N ' —ニ ト ロ — N —ニ トロソグァ二ジン 4 0 0 β g /mlを舍む 5 0 m M ト リス * マレイ ン酸緩衝液 （ p H 6.0 ) 中 で、 室温で 3 0分間処理した。 処理菌体を 50 m M ト リス · マ レイ ン 酸緩衝液 （ p H 6.0 ) で 2回遠心洗浄後、 洗浄菌体をカナマイ シン 2 0 μ g / mlを含む L B培地中、 3 0 t:で 1 6時間培養し、 前記と 同様の方法でプラス ミ ド D N Aを単離した。
単離したプラス ミ ドを用い、 大腸菌 A B 3 2 4 8株を前記と同様 の方法で形質転換した。 形質転換株の選択は、 チ口シン 0. 2 5 mg/ ml、 各々 5 0 g / mlのヒスチジン， プロ リ ン， アルギニン， イ ソ ロイ シン ， バリ ンを含む M 9平板培地上で行った。 出現したコロニ —から、 チロ シンの 0. 2 5 mg / ml， ヒスチジン， プロ リ ン， アルギ ニン， イ ソロイ シン， バリ ン各々 5 0 gダ mlを含む M 9平板培地 およびカナマイ シン 2 / mlを含む L B平板培地上で生育でき るコロニ -を選択した。
このようにして得られたコロニ -は、 また同時にチロシンアナ口 グである 3 — Tミ ノ チロシン （ 3 A T ) ( Sigma 社製） 0. 2 mg/ml およびヒスチジン， プロ リ ン， アルギ ン， イ ソ ロ イ シン， ノヽ'リ ン - 各々 50 g'/mlを含む M 9平板培地上で生育でき、 3 A T耐性であ ることが判明した。 ' このようにして得た形質転換株から得たプラス ミ ドは、 細菌にチ 口シンまたはチロシンアナ口グ耐性を与えることができる。 このよ うなプラス ミ ドの 1つ p K m l a r o F - m - 1 8を有する大腸菌 A B 3 2 4 8株は、 チロシン 1 mg / mlあるいは 3 A T 0. 5 rag / mlと、 5 0 « g / mlのヒスチジン， プロ リ ン， アルギニン， イ ソ ロ イ シン， バリ ンを舍む M 9平板培地で生育が可能である。
(5) p K m l a r o F l , p K m l a r o F l — m — 1 8によるコ リ ネバクテ リ ゥ 厶 · グルタ ミ ク ム K 4 3 の形質転換 ：
5 0 i g /mlのフ エ二ルァラニンを含む半合成培地 S S Mにコ リ ネバクテ リ ゥム · グルタ ミ ク ム K 4 3 ( F E R M P - 7 1 6 2 , F E R M B P - 4 5 7 ) 種培養を接種して 3 0 でで振盪培養した。 種培養は N B培地を用いた。 東京光電比色計で 6 6 0 n mにおける 吸光度 （◦ D ) を測定し、 ◦ D 0. 2になった時点で培養液中 0. 5単
OMPI IPO 位 /mlの濃度となるようにべニシ リ ン Gを添加した。 さらに培養を 继続し 0 D約 0.6になるまで生育させた'。
0 D 0. 6になった時点で集菌し、 細胞を R C G F培地に 1 mg/ml のリゾチームを含む液 （ p H 7. 6 ) に約 1 0 3 細胞/ mlとなるよう に懸濁し、 L型試験管に移して 3 0 でで 5時間緩やかに振盪反応し てプロ ト プラス トィヒした。 このプロ ト プラ ス ト懸濁液 0. 5 mlを小試 験管にとり 2, 5 0 0 x gで 5分間遠心分離し、 T S M C緩衝液 1 ml に再懸濁して遠心洗浄後、 T S M C緩衝液 0. 1 mlに再懸濁した。 こ の懸濁液に 2倍濃度の T S M C緩衝液と上記プラ ス ミ ド D N Aの 1 対 1混合液 1 0 0 ·βを加えて混和し、 次いで T S M C緩衝液中 に 2 0 % P E G 6. 0 0 0を含む液 0. 8 mlを添加して混合した。 ブラ ス ミ ド D N A p K m l a r o F l ， p K m l a r o F l - m - 1 8 は、 これらを保有する大腸菌 A B 3 2 4 8株より上述の如く調製し た。 3分後、 ' R C G P培地 （ p H 7. 2 ) 2 mlを添'加し、 2: 5 0 0 x gで 5分間遠心分離にかけて上清を賒去し、 沈降したプロ トプラ ス トを l mlの R C G P培地に懸'蜀してから 0. 2 mlをカナマイ シン 2 0 0 μ g / mlを含む R C G P寒天培地に塗布し、 30°Cで 7 日間培養した。 このようにして、 選択プレー ト上に生育したカナマイ シン耐性コ口 ニーを得た。
(6) 形質転換株によるチロシンの生産 ：
上記のようにして得られた p K m 1 a r o F 1 ， p K m 1 a r o F 1 - m - 1 8を保有する形質転換株は、 微ェ研に Corynebacterium glutamicum K 4 4 , F Ε Μ Ρ - 7163 ( F Ε R Β Ρ - 4 5 8 ) ' および Corynebacterium glutamicum Κ 4 5 , F Ε R Ρ - 7164 ( F E R M Β Ρ - 4 6 0 ) としてそれぞれ寄託されている。
p K m 1 a r o F 1 , p K m l a r o F l - m - 1 8保有株 よ る L -チロシン生産試験を下記のとおり行った。
菌株を N B液体培地中で 3 0 ， 1 6時間振盪培養した菌液 0. 5 mlを 5 mlの生産培地 P 4に 0. 2 5 % N Zアミ ンを添加した培地の入 つた試験管に植菌し、 3 0 で 9 6時藺振盪培養した。
培養後、 培養液 1 mlに 6 N N a 0 H溶液を 5 0 ·2加え、 6 5 でで 5分間加熱し、 析出しているチロシンを完全に溶解させた後、 培養濾液をペーパークマ トグラフィ一にかけ、 ニンヒ ドリ ン発色後， 比色定量して、 L -チロシンの生成量を測定した。
対照として、 コ リネパクテリ ゥム - グルタ ミ クム Κ 4 3株を同様 に処理した。
結果を第 8表に示す。
第 8 表
Lーチロシン 铢 ( rag / ml ) コ リ ネバクテ リ ウム · グルタ ミ クム K 4 3 4.8
〃 Κ 4 4 5. 3
Κ 4 5 7. 7
実施例 8 . アルギニンの製造 ：
(1) P L C 2 0 - 1 0 と P C E 5 4の試験管内組換え ：
p L C 2 0 - 1 0はそれを保有する大腸菌 Κ - 1 2株亜株の培養 菌体からアンらの方法 〔An， G. et al. ： J. Bacteriol. , 1 4 0 ，
4 0 0 ( 1979) 〕 に従い単離した。 p C Ε 5 3は実施例 3の方法で 単離した。
P L C 2 0 — 1 0プラス ミ ド D N A 5 i gを含む制限酵素 P s t I · B a m H I用反応緩衝液 〔 1 5 m M ト リ ス， 10 m M M g C £ 2 ,
5 0 m M N a C £ ， 2 5 m M ( N H 4) 2 S 04， l m Mメ ルカプト エタノ ール， 0· 0 1 %ゥシ血清アルブミ ン， ρ Η 8. 0〕 3 0 £に 5単位の P s t l ( 5単位/ ; と 5単位の B a m H I ( 5単位
OMFI / ^•g ) を添加し、 3 3 :で 90分間反応させた。 p C E 5 3プラス ド D N A 5 " gについても同じ反応を行った。 両消化物を 6 5 でで 1 0分間加温した後混合し、 T 4 リガーゼ緩衝液 ]! I ^ μ i-, A T P ( 4 0 m M ) \ μ i , T 4 リガーゼ 0.3 ； " ^および H 2 0 3 0 ω ·δを加え、 4でで 1 2時間反応させた。
(2) p E a r g 1の取得 ：
形質転換株は大腸菌 K - 1 2株亜株 C H 7 5 4 〔メ チォニン， ト リ プト フ ア ンおよびアルギニン （ a r g H , アルギニノ サク シナー ゼの欠損変異） 要求性〕 を用いて行った。 C H 7 5 4のコ ンビテン ト ' セルはダジヱル ト らの方法 〔Dagert, M. et al ： Gene 6_ 23 ( 1 9 7 9 ) ] で調製した。 即ち、 L培地 5 0 mUc: C H 7 5 4株を 植菌し、 東京光電比色計で 6 6 0 n mにおける吸光度 （ 0 D ) が 0.5になるまで 3 7でで培養した。 培養液を氷水中で 1 0芬間冷却 してか 遠心した。 冷却した 0. 1 M塩化カルシウム.2 0 ml'に菌体を 再懸濁し、 0 に 2 0分間置いた。 菌体を再遠心し、 0. 1 M塩化力 ルシゥム 0. 5 mlに懸蜀し、 0 で 1 8時間置いた。 塩化力ルシゥ厶 処理した菌液 1 5 0 ^に前記リガーゼ反応混合物 5 0 を添加 混合し、 0 でに 1 0分間置いてから 3 7 でで 5分間加温した。 次い で L培地 2 rolを添加し、 3 7 °Cで 2時間振盪培養した。 生理食塩水 で 2回遠心洗浄後、 各 4 0 〃 g /mlのメ チォニンおよびト リプト フ ア ンならびに 2 5 〃 g / ml相当のカナマイ シンを添加した A寒天培 地に塗布し、 3 7 でで 3 日培養した。 出現した形質転換株の培養菌 体から、 前記の p L C 2 0 - 1 0を単離したのと同一の方法により プラス ミ ド D N Aを単離した。 このプラス ミ ド D N Aは制限酵素消 化とァガロースゲル電気泳動で解析した結果、 第 5図に示すように P L C 2 0 - 1 0のアルギニン生合 系遺伝子群を含む P s t I - B a m H I断片と p C E 5 3のカナマイ シン耐性遺伝子を含む P s t I - B a m H I断片とが結合した構造を有していた。 このプ ラス ミ ドを P E a r g 1と命名した。
このプラス ミ ド D N Aを用いて CH 7 5 4を前記と同様に再形質 転換した結果、 アルギニン非要求性株が高頻度で得られ。 それらは 全てカナマイ シン耐性形質を獲得していた。 またアルギニン生合成 経路上、 ァセチルォルニチンデァセチラーゼ （ a r g E ) を欠損し た大腸菌 K - 1 2株亜株 C S R 6 0 3を形質転換した場合もカナマ ィ シン耐铨獲得株は全てアルギニン穽要求性を示した。
またこのプラス ミ ド D N Aを用いてコ リネバクテリ ゥム · グルタ ミ クム L A 2 9 1 (アルギニン要求性） を形質転換した。 コ リネバ クテリ ウム · グルタ ミ クム L A 2 9 1はコ リネパクテリ ゥム · グル タ ミ クム A T C C 3 1 8 3 3由来のリゾチーム感受性変異姝 L一 15 铢から通常用いられる変異処理により誘導されたアルギニン要求性 の変異株であり、 アルギニン生合成経路上アルギニンの 2段階前の 前駆体であるシ ドルリ ン—でも生育応答しないことから、 その欠損変 異はアルギニノ コハク酸シンテターゼ （大腸菌の a r g G遺伝子産 物に対応） あるいはアルギニノ サク シナーゼ （大腸菌の a r g H遺 伝子産物に对応） の部位にあると推察されるものである。 コ リネバ クテリ ゥム * グルタ ミ クム L A 2 9 1株の種培養を N B培地に植菌 し、 3 0でで振盪培養した。 O D 0.6になった時点で集菌し、 該 細胞を R C G P培地に 1 rag /mlのリゾチームを含む液 （ p H 7.6 ) に約 1 03 細胞/ mlとなるように懸濁し、 L型試験管に移して 3 0 でで 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 ト菌液 0.5 mlを小試験管にとり、 2.5 0 0 x gで 5分間遠 心分離し、 T S M C緩衝液 1 mlに懸篛して遠心洗浄後、 T S M C緩 衝液 0.1 mlに再懸蜀した。 この菌液に 2倍濃度の T S M C緩衝液と p E a r g lプラス ミ ド A溶液との 1対 1混合液 1 0 0 " ^を 加えて混和し、 次いで T S C緩衝液中に 2 0 % P E G 6.0 0 0を 含む液 1.0 ralを添加して混合した。 3分後 2, 5 0 0 x gで 5分間遠
O PI 心分離にかけて上澄み液を除去し、 沈降したプロ トプラス トを 1 ml の R C G P培地 （ p H 7. 4 ) に懸濁してから 3 0 °Cで 2時間緩やか に振盪した。 ついでこのプロ トプラス ト懸濁液の 0. 3 mlをカナマイ シン 4 0 0 g / [111を舍む1¾ C G P寒天培地 （ R C G P培地に 1. 6 %寒天を含む培地、 PH7. 4 ) に塗布し、 3 0 "tで 6 日間培養した。 出現したカナマイ シン耐性形質転換株は全てアルギニン非要求性 を示した。
またこの形質転換株の培養菌体から前記の P C E 5 3を単離した のと同一の方法によりプラス ミ ド D N Aを単離し、 制限酵素消化と ァガロースゲル電気泳動で解析した結果、 各種制限酵素切断様式で 特徵付けられる p E a r g 1 と同一の構造を有するものであること がわかった。
(3) p E a r g 1保有秣による L -ア^ギニンの生産 ：
コ リネバクテ リ ゥム · グルタ ミ クム A T C C 1 3 0 3 2、 コ リネ バタテ リ ゥム · ノ、ーキユ リ ス A T C C 1 3 8 6 8、 およびブレビバ クテ リ ゥム · フラブ厶 A T C C 1 4 0 6 7のプロ トプラス トを形質 転換して p E a r 1を導入した。 コ リネバクテ リ ウム · グルタ ミ クム A T C C 1 3 0 3 2、 コ リ ネバクテ リ ウム * ノ、ーキユ リ ス A T C C 1 3 8 6 8、 およびブレビバクテ リ ウム ， フラブム A T C C 1 4 0 6 7をそれぞれ N B培地にて 3 0 で 1 6時間振盪培養し、 その種培養 0. 1 mlを 1 0 «11の 3 3 M培地の入った L字型試験管に接 種し、 モノ一型培養槽にて 3 0 でで振盪培養した。 ◦ Dが 0. 1 5 に なった時点で 0. 5単位/ mlになるようにぺニシリ ン Gを添加した。 さらに培養を続け、 0 D約 0. 6になったところで細胞を集菌し、 R C G P培地に 1 mg/mlのリゾチームを舍む液 （ p H 7. 6 ) 2 mlに 懸濁し、 L字型試験管に移して 3 0 で 1 4時間緩やかに振盪して プロ トプラス ト化した。 このプロ トプラス ト菌液 1 mlを小試験管に とり 2, 5 0 0 x gで 1 5分間遠心分離し、 沈澱物を T S M C緩衝液
O PI ？ 1 mlに懸濁して遠心 （ 2.5 0 0 x g ) 洗浄後、 T S M C緩衝液の 0.1 nilを加えて再懸濁した。 これに 2倍濃度の T S M C緩衝液と上記で 単離した p E a r g 1 D 液の 1対 1混合液 1 0 0 ^を加えて混 和し、 実施例 1 と同様に P E G 6, 0 0 0を介した形質転換を行い、 形質発現させた後、 0.3 mlをカナマイ シン 4 0 0 g / mlを含む R C-G P寒天培地に塗布し、 3 0 でで 1 0 日間培養した。
出現したカナマイ シン耐性形質転換株を 4 0 0 mlS S M培地で振 盪培養し、 0 Dが 0.15になったところで 0.5単位/ mlとなるように ぺニシリ ン Gを添加し、 さらに◦ Dが 0.6 5まで培養し、 集菌した 菌体から実施例 3の p C Ε 5 3の単離法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 ドを制限酵素消化し、 ァガロースゲ ル電気泳動で解析した結果、 各種制限酵素切断様式で特徵付けられ る P E a r g 1'と同一の構造を有するものがあることがわかった。 この.ような形貧転換株がコ リネバクテリ ウ厶 · グルタ ミ クム K 4 6 ( F E R B P - 3 5 6 ) ， コ リネバクテリ ゥム -ハーキユ リ K 4 7 ( F E R M B P - 3 6 7 ) ， およびブレビバクテリ ウ厶 · フラブム K 4 8 ( F E R M B P — 3 5 7 ) である。
コ リネバクテ リ ゥム · グルタ ミ クム A T C C 1 3 0 3 2 ， コ リネ ノ クテ リ ゥム · ハーキュ リ ス A T C C 1 3 8 6 8 , ブレビバクテ リ ゥ ム · フラブム A T C C 1 4 0 6 7およびそれらの p E a r g 1保 有株の L -アルギニン生産試験を行った。 N B培地中で 3 0で， 16 時間振盪培養した種培養 0.5 mlを生産培地 〔廃糖蜜 8 0 g (ダルコ —ス換算） ， （ N H 4)2 S 04 g , K H 2 Ρ 04 0.5 g ， Κ 2 Η Ρ 04 0.5 g , C a C 03 2 0 gを水 1 に含み、 p H 7.0に調整した培地〕 の入った試験管に接種し、 3 0 で 7 2時間 振盪培養した。 培養後、 培養濾液をペーパーク口マ トグラフィ一に かけ、 ニンヒ ド リ ン発色後比色定量して L -アルギニン生成量を測 レアこ o
OMPI 結果'を第 9表に示しす。
ブ Π Π Π Π
レリリリリ
ネネネネビ L — アルギニン
ノノノノノ
、 ( mg / m l ) 、、、， ， 株
ククククク
テテテテテ 0
Α A Aκ κリ Π πリリν7
ゥゥゥゥ Tゥ T T 44 1. 6
.ム厶ムム厶 C C C 76
C C C · · · · .
0
ハノググフ 111 ,
ルル 1一ラ 43 CO.
キキタブタ，00 o o 1. 8
ム ή ήo δ C 3、ヽヽ <.
クク 872リリ 0
ススム厶 ブレビバクテ リ ゥム フラブ厶 1. 0
K 4 8.
OMPI

Claims

請 求 の 範 囲
1. ァミ ノ酸の生合成に係わる酵素の遺伝子を含む D N A断片とべク タ — D N Aと-の組換え体 D N Aを保有せしめたコ リネバクテ リ ゥム 属またはブレビバクテ リ ゥム属に属する微生物を培地中に培養し、 培養物中にァミ ノ酸を生成蓄積せしめ、 該培養物からアミノ酸を採 取することを特徵とするアミ ノ酸の製造法。
2. アミ ノ酸がヒスチジン， ト リ プ ト フ ァ ン， フ ヱニルァラニン， イ ソ ロ イ シン， チロ シンまたはアルギニンである特許請求の範囲第
1項記載の製造法。
3. 該遺伝子を含む D N A断片が原核生物， 真核生物， バクテリオフ ァ ージ， ウ ィ ルスまたはプラスミ ドに由来することを特徵とする特 許請求の範囲第 2項記載の製造法。 ,
4. 該原核生物がェッ シエ リ ヒア属， コ リ ネバクテ リ ゥム属'， ブレビ ノ クテリ ウ厶属， ミ クロバクテ リ ウム属， パチルス属， スタフィズ コッカス属， ス ト レプトコッカス属またはセラチァ属に属する細菌 由来の遺伝子であることを特徵とする特許請求の範囲第 3項記載の 製造法。
5. 該細菌が、 ヒスチジンアナログ， ト リ プ ト フ ァ ンアナログ， フ エ 二ルァラ ニンまたはフ ヱニルァラ ニンアナ口グに耐性である特許請 求の範囲第 4項記載の製造法。
6. 該細菌が、 1， 2， 4 — ト ァゾール— 3 —ァラニン， 4 —メ チル ト リプトフ ァ ン， 5 — メ チルト リプトフ ァ ン， 6 — メ チルト リプト ファ ンまたはパラフルオ ロ フ ヱ二ルァラ二ンに耐性である特許請求 の範囲第 5項記載の製造法。
7. 該 D N A断片がアンス ラニル酸合成酵素遺伝子を含む特許請求の 範囲第 1項記載の製造法。
8. 該 D N A断片が微生物にト リブト フ ア ンアナ口グ耐性を与えるこ
OMPI WIPO とを特徵とする特許請求の範囲第 7項記載の製造法。
9. 該ト リブ ト フ ァ ンアナログが 4 —メ チル ト ひプ ト フ ア ン ， 5 -メ チル ト リプトフア ンおよび 6 -メ チルト リプト フア ンから選ばれる ことを特徵とする特許請求の範囲第 8項記載の製造法。
10. 該ア ンスラニル酸合成酵素の.ト リプトフアンならびに ト リプトフ ア ンアナ口グ阻害が解除されている特許請求の範囲第 7項記載の製 造法。
11. 該 D N A断片が 3 -デォキシ— 2 —ケ ト — D—ァラピノ —ヘプッ 口ソ ン酸 7 -ホスフヱー ト合成酵素、 コ リス ミ ン酸ミ ユターゼ、 プ レフヱ ン酸デヒ ドラターゼ， プレフヱネー トデヒ ドロゲナーゼまた はプレチ口シンアミ ノ ト ラ ンスフェ ラーゼの遺伝子を含む特許請求 の範囲第 1項記載の製造法。
12. 該 D N A断片が微生物にフヱニルァラニン， チロ シンまたはそれ らのアナ口グに耐性を与えることを特徵とする特許請求の範囲第 1
1項記載の製造法。 '
13. 該 D N A断片がァスパラギン酸からス レオニンに到るス レオニン 生合成に係る酵素の遺伝子を含む特許請求の範囲第 1項記載の製造 法。
14. 該 D N A断片が微生物にヒスチジンまたはヒスチジンのアナログ に耐性を与える D N A断片であることを特徴とする特許請求の範囲 第 1項記載の製造法。
15. 該ぺクタ -が、 コ リネバクテ リ ゥム属またはブレビバクテ リ ム属 属する微生物に由来するべクタ -ならびにその誘導体であること を特徴とする特許請求の範囲第 1項記載の製造法。
16. 該ぺクタ -が p C G l , p C G 2 , p C G 4 , p C G l l , p C E 5 1 ， p C E 5 2 , p C E 5 3 , p C E 5 4および p C B l O lか ら選ばれることを特徵とする特許請求の範囲第 1 6項記載の製造法。
17. 該微生物がコ リネバクテリ ゥム属またはブレビバクテ リ ゥム属に
OMPI
U 属する特許請求の範囲第 1項記載の製造法。
18. 該微生物がァミ ノ酸生産性を有することを特許とする特許請求の 範囲第 1 7項記載の製造法。
19. 該微生物がコ リネバクテリ ウム · グルタ ミ クム， コ リネバクテリ ゥム · ノ、 —キュ — リ ス， ブレビバタテ リ ゥム · フラブムおよびブレ ビバクテ リ ゥム · ラク トファ -メ ンタ厶からえらばれる特許請求の 範囲第 1 7項記載の製造法。
20. エッ シェ リ ヒァ属， コ リネバクテリ ゥム属またはブレビバタテリ ゥム属に属する微生物由来のァミ ノ酸生合成に闋与する遺伝子を舍 む D N A断片とべクタ — D N Aとの組換え体を舍むコ リネバクテリ ゥム属またはブレビバクテリ ゥム属に属する微生物。
21. 了ミ ノ酸がヒスチジンである許請求の範囲第 2 0項記載の微生物。
22. コ リ ネバクテ リ ゥム · グルタ ミ クム K 3 2 , A T C C 3 9 2 8 1 , コ リネバクテ リ ゥム · グルタ ミ クム K 4 9 F E R M B P— 464 ， コ リネバクテ リ ウム * ノ、—キユ リス K 3 3 ， A T C C 3 9 2 8 2 , ブレビバクテ リ ゥム · フラブ厶 3 4 , A T A C C 3 9 2 8 3 , ま たはブレビバクテ リ ウム · ラタ ト フア ーメ ンタム Κ 3 5 ， A T C C
3 9 2 8 4である特許請求の範囲第 2 1項記載の微生物。
23. ァミ ノ酸がト リプトファ ンである特許請求の範囲第 2 0項記載の 微生物。
24. コ リ ネバクテ リ ゥム · グルタ ミ クム K 2 0 ， A T C C 3 9 0 3 5 , コ リネバクテ リ ゥム · グルタ ミ クム Κ 3 1 ， A T C C 3 9 2 8 0ま たはコ リネバクテ リ ゥム · グルタ ミ ク厶 K 3 7 ， A T C C 3 9 2 8 5 である特許請求の範囲第 2 3項記載の微生物。
25. ァ ミ ノ酸がフエ二ルァラ二ンである特許請求の範囲第 2 0項記載 の微生物。
26. コ リ ネバクテ リ ウム · グルタ ミ クム K 3 9 ， F E R M P - 7088 である特許請求の範囲第 2 5項記載の微生物。
27. 了 ミ ノ酸がィ ソロイ シンである特許請求の範囲第 2 0項記載の微 生物。
28. コ リ ネバクテ リ ウム · グルタ ミ クム K 4 1 ， F E R M P - 7161 またはブレビバクテ リ ウム * フラブム K 4 2 ， F E R M B P —
3 5 5である特許請求の範囲第 2 7項記載の微生物。
29. 了ミ ノ酸がチ口 シンである特許請求の範囲第 2 0項記載の微生物。
30. コ リ ネバクテ リ ウ厶 · グルタ ミ クム K 4 4 ， F E R M P — 7163 またはコ リ ネバクテ リ ウム · グルタ ミ クム K 4 5 ， F E R M P - 7 1 6 4である特許請求の範囲第 2 9項記載の微生物。
31. アミ ノ酸がアルギニンである特許請求の範囲第 2 0項記載の微生 物。
32. コ リ ネパ:クテ リ ウ厶 · グルタ ミ クム K 4 6 ， F E R M B P - 356 またはブレビバクテ リ ウ厶 · フラブ厶 K 4 8 ， F E R M B P - 357 である特許請汆の範囲第 3 i項記載の微生物。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0197335A1 (en) * 1985-03-12 1986-10-15 Kyowa Hakko Kogyo Co., Ltd. Process for producing L-lysine
EP0137387A3 (en) * 1983-09-22 1987-01-21 Ajinomoto Co., Inc. Process for production of l-phenylalanine by fermentation

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59156292A (ja) * 1983-02-17 1984-09-05 Kyowa Hakko Kogyo Co Ltd トリプトフアンの製造法
JPS59196098A (ja) * 1983-04-23 1984-11-07 Ajinomoto Co Inc 発酵法によるｌ−トリプトフアンの製造法
JPH06102029B2 (ja) * 1984-07-31 1994-12-14 味の素株式会社 Ｌ−トリプトフアンの製造法
JPS6178378A (ja) * 1984-09-27 1986-04-21 Ajinomoto Co Inc 芳香族アミノ酸生合成遺伝子を含有する組換えｄｎａ及びそれを有するコリネ型細菌
EP0183175B1 (en) * 1984-11-20 1990-03-14 Ajinomoto Co., Inc. Coryneform bacteria carrying recombinant dna and a process for producing aromatic amino acids using said bacteria
JPH06102028B2 (ja) * 1985-10-04 1994-12-14 協和醗酵工業株式会社 アミノ酸の製造法
JPS62186795A (ja) * 1986-02-12 1987-08-15 Kyowa Hakko Kogyo Co Ltd アミノ酸の製造法
JPH0755155B2 (ja) * 1986-09-10 1995-06-14 協和醗酵工業株式会社 アミノ酸の製造法
JPH0728749B2 (ja) * 1986-09-22 1995-04-05 協和醗酵工業株式会社 Ｌ−アルギニンの製造法
JPS6394985A (ja) * 1986-10-09 1988-04-26 Kyowa Hakko Kogyo Co Ltd Ｌ−チロシンの製造法
JPS63105688A (ja) * 1986-10-21 1988-05-10 Kyowa Hakko Kogyo Co Ltd Ｌ−フエニルアラニンの製造法
JP2656300B2 (ja) * 1988-04-18 1997-09-24 協和醗酵工業株式会社 Ｌ−トリプトファンの製造法
DE68916872T2 (de) * 1988-07-27 1994-12-15 Mitsubishi Petrochemical Co DNA-Fragment, enthaltend ein Gen, das die stabilisierende Funktion eines Plasmids in einem Wirtsmikroorganismus codiert.
US5185262A (en) * 1988-07-27 1993-02-09 Mitsubishi Petrochemical Co., Ltd. DNA fragment containing gene which encodes the function of stabilizing plasmid in host microorganism
JP2967996B2 (ja) 1989-06-06 1999-10-25 協和醗酵工業株式会社 Ｌ―トリプトファンの製造法
KR0130196B1 (ko) * 1990-02-15 1998-04-03 도바 다다스 염기성 아미노산과 산성 아미노산의 동시 발효법
US5196326A (en) * 1990-02-15 1993-03-23 Ajinomoto Co., Inc. Method for concurrent fermentation of basic amino acid and acidic amino acid
SG84486A1 (en) * 1990-12-07 2001-11-20 Kanegafuchi Chemical Ind Process for production of d--g(a)-amino acids
WO1992010579A1 (fr) * 1990-12-07 1992-06-25 Kanegafuchi Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha PROCEDE DE PRODUCTION DE D-α-AMINOACIDES
SK283058B6 (sk) * 1993-10-28 2003-02-04 Ajinomoto Co., Inc. Spôsob produkcie cieľovej látky použitím mikroorganizmov
JP2000197490A (ja) * 1998-11-02 2000-07-18 Ajinomoto Co Inc Ｌ―アルギニンの製造法
DE19907567B4 (de) * 1999-02-22 2007-08-09 Forschungszentrum Jülich GmbH Verfahren zur mikrobiellen Herstellung von L-Valin
RU2250261C1 (ru) * 2003-09-30 2005-04-20 Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт Аджиномото-Генетика" (ЗАО АГРИ) ПРЕФЕНАТДЕГИДРАТАЗА-ХОРИЗМАТМУТАЗА И ФРАГМЕНТ ДНК, КОДИРУЮЩИЙ ПРЕФЕНАТДЕГИДРАТАЗУ-ХОРИЗМАТМУТАЗУ, ИЗ БАКТЕРИИ Methylophilus methylotrophus
US20070029252A1 (en) 2005-04-12 2007-02-08 Dunson James B Jr System and process for biomass treatment
EP1869194A2 (en) 2005-04-12 2007-12-26 E.I.Du pont de nemours and company Treatment of biomass to obtain a target chemical
US7781191B2 (en) 2005-04-12 2010-08-24 E. I. Du Pont De Nemours And Company Treatment of biomass to obtain a target chemical
US7700328B2 (en) 2006-06-07 2010-04-20 E.I. Du Pont De Nemours And Company Method for producing an L-tyrosine over-producing bacterial strain
US7819976B2 (en) 2007-08-22 2010-10-26 E. I. Du Pont De Nemours And Company Biomass treatment method
US7807419B2 (en) 2007-08-22 2010-10-05 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for concentrated biomass saccharification
US8445236B2 (en) 2007-08-22 2013-05-21 Alliance For Sustainable Energy Llc Biomass pretreatment
US8906235B2 (en) 2010-04-28 2014-12-09 E I Du Pont De Nemours And Company Process for liquid/solid separation of lignocellulosic biomass hydrolysate fermentation broth
US8721794B2 (en) 2010-04-28 2014-05-13 E I Du Pont De Nemours And Company Production of high solids syrup from lignocellulosic biomass hydrolysate fermentation broth
CN103146773B (zh) * 2013-03-08 2014-08-27 江南大学 一种增强大肠杆菌l-苯丙氨酸胞外分泌的方法
US20140273105A1 (en) 2013-03-12 2014-09-18 E I Du Pont De Nemours And Company Gradient pretreatment of lignocellulosic biomass
WO2014160262A1 (en) 2013-03-14 2014-10-02 Abengoa Bioenergy New Technologies, Llc Methods for converting cellulosic waste to bioproducts
US20150147786A1 (en) 2013-11-24 2015-05-28 E I Du Pont De Nemours And Company High force and high stress destructuring for starch biomass processing
WO2016007350A1 (en) 2014-07-09 2016-01-14 Danisco Us Inc. Preconditioning of lignocellulosic biomass
KR20170106685A (ko) * 2016-03-14 2017-09-22 씨제이제일제당 (주) Ｌ-히스티딘을 생산하는 코리네박테리움 글루타미컴 변이주 및 이를 이용한 ｌ-히스티딘의 생산방법

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56160997A (en) * 1980-05-16 1981-12-11 Ajinomoto Co Inc Preparation of l-lysine by fermenaition method
GB2076853B (en) * 1980-04-17 1983-12-21 Ajinomoto Kk L-glutamic acid producing microorganisms
JPS575693A (en) * 1980-06-13 1982-01-12 Ajinomoto Co Inc Production of l-arginine through fermentation process
JPS57186496A (en) * 1981-05-11 1982-11-16 Ajinomoto Co Inc Preparation of l-threonine by fermentation
JPS58893A (ja) * 1981-06-25 1983-01-06 Ajinomoto Co Inc 発酵法によるｌ−イソロイシンの製造法
GB2103617B (en) * 1981-08-10 1986-05-21 Kyowa Hakko Kogyo Kk Production of l-lysine by fermentation and new micro-organisms obtained by protoplast fusion
JPH0691827B2 (ja) * 1981-12-17 1994-11-16 協和醗酵工業株式会社 新規ベクタ−プラスミド
JPS58126789A (ja) * 1981-12-29 1983-07-28 Kyowa Hakko Kogyo Co Ltd レースレオニンの製造法
EP0093611B2 (en) * 1982-05-04 1995-03-22 Ajinomoto Co., Inc. Composite plasmid

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Patent Laid-Open No. 148295/1981 *
Patent Laid-Open No. 148296/1981 *
Patent Laid-Open No. 186492/1982 *
Patent Laid-Open No. 186496/1982 *
Patent Laid-Open No. 5693/1982 *
See also references of EP0136359A4 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0137387A3 (en) * 1983-09-22 1987-01-21 Ajinomoto Co., Inc. Process for production of l-phenylalanine by fermentation
EP0197335A1 (en) * 1985-03-12 1986-10-15 Kyowa Hakko Kogyo Co., Ltd. Process for producing L-lysine

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Publication number Publication date
DE3486232D1 (de) 1993-11-25
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DE3486188D1 (de) 1993-09-02
EP0136359A4 (en) 1987-03-03
EP0334391B1 (en) 1993-05-12
EP0332234A1 (en) 1989-09-13
DE3484378D1 (de) 1991-05-08
EP0334391A1 (en) 1989-09-27
AU2572184A (en) 1984-09-10
EP0136359B1 (en) 1991-04-03
EP0332234B1 (en) 1993-07-28

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