JP4471402B2 - 非調節スレオニンデヒドラターゼを用いて組換え微生物によるl−イソロイシンの生成方法 - Google Patents
非調節スレオニンデヒドラターゼを用いて組換え微生物によるl−イソロイシンの生成方法 Download PDFInfo
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Description
アミノ酸L-イソロイシンは、ヒト及び動物にとって必須である。これはダイエットに係る食料品中に及び医療目的の種々の栄養食品の成分としてすでに使用されている。更にL-イソロイシンは添加物として又は試剤として医薬及び化学工業で使用される。
L-イソロイシンの生成に関して、このアミノ酸発酵培地中に分泌する微生物を使用する。その際L-イソロイシンの生成は図1に記載されたバイオ合成法によって行われる。図1に例示されている様に、L-イソロイシンのバイオ合成で鍵酵素、すなわちアスパルトキナーゼ、ホモセリンデヒドロゲナーゼ及びスレオニンデヒドラターゼがある。アスパルトキナーゼ及びホモセリンデヒドロゲナーゼの活性は、同様にL-イソロイシンのバイオ合成の範囲内で生成されるアミノ酸L-スレオニンによってフィードバック阻害される。一方L-イソロイシン合成に対して特定の鍵酵素スレオニンデヒドラターゼは、バイオ合成工程の最終生成物L-イソロイシンによってフィードバック阻害される。
L-イソロイシン生成の増加のために、L-イソロイシン-産生の突然変異体――これは野性型に比して繰り返しL-イソロイシンを産生する――が過去に於て何度も調べられている。
この様な突然変異体の産生のために主に生体内で突然変異生成を行う、すなわち突然変異原を全ゲノム上に作用させる。アミノ酸同族体に耐性である点でこの様な突然変異微生物が選択され、その上述の鍵酵素はフィードバック阻害をもはや受けない。
したがってたとえばα-アミノブチラート又はイソロイシンヒドロキサマートに対して耐性である突然変異が米国特許第4329427号明細書に記載されている。それによれば微生物は増加されたL-イソロイシンを産生するが、どの酵素がフィードバック阻害されないか不明瞭である。
米国特許第4,442,208号及び第4,601,983号明細書中に、生体内での突然変異生成後――正確に定義されていない――DNA-フラグメントを単離することができ、α-アミノヒドロキシバレリアン酸に対する耐性を促進することが開示されている。コリネバクテリウム(Corynebacterium)-又はブレビバクテリウム(Brevibacterium)-株にこのフラグメントを感染させた後、これは増加されたL-イソロイシンを産生する。
過剰合成によって更にフィードバック調節された鍵酵素は繰り返しL-イソロイシンを生成することができるという方法も記載されている(たとえばドイツ特許出願公開第3942947号公報、ヨーロッパ特許公開第0137348号公報参照)。
全体としてL-イソロイシン生成の従来すべての方法に於ては、突然変異がむしろ偶発的にフィードバック阻害をもはや受けない非調節鍵酵素を生じ、そのためにアミノ酸合成を増加することが共通することである。
本発明の課題は、限定された突然変異によってL-イソロイシンバイオ合成の鍵酵素――スレオニンデヒドラターゼ――を、フィードバック阻害がL-イソロイシンによってもはや行われない様に適切に変化させることによってL-イソロイシンの微生物による生成方法をもたらすことである。
本発明に於て主となる課題は、1種又はそれ以上の塩基を、試験管内に存在するスレオニンデヒドラターゼ遺伝子中で酵素のアロステリックドメインをコードする遺伝子領域中で突然変異することによって次の様に交換することで解決される。すなわち酵素のアロステリックドメインのアミノ酸配列中のアミノ酸少なくとも1個を、酵素がL-イソロイシンによってもはやフィードバック阻害されない様に別のアミノ酸に代えることである。ここで“試験管内に存在する遺伝子”なる表現は、スレオニンデヒドラターゼ遺伝子が突然変異生成前にクローン化、すなわち単離され、ベクター中に組み込まれることを意味する。塩基交換による突然変異生成の実施は、公知の方法に従って、たとえばIto等の方法(Gene 102(1991)60−70)に従って行われる。スレオニン又はL-イソロイシンを産生する宿主細胞中でこの様に突然変異したスレオニンデヒドラターゼ遺伝子の形質転換後、これが繰り返しL-イソロイシンを生じる。
原則的にクローン化された又は試験管内に存在するスレオニンデヒドラターゼ遺伝子は任意のバクテリアから由来する。コリネバクテリウムグルタミクム(glutamicum)が“古典的な”アミノ酸産生物に属しているので、遺伝子はこの微生物から、特にATCC13032株から導かれる。このコリネバクテリウムグルタミクム-株からのスレオニンデヒドラターゼ遺伝子のDNA-配列はすでに公知である(Mockel等、J.Bacteriol.174(1992)8065−8072)。酵素のアロステリックドメインをコードする遺伝子領域中で塩基交換後、たとえば表1ないし3に示したDNA-配列が得られる。表中、酵素のアロステリックドメインをコードする遺伝子領域は下線が引かれ、塩基交換の位置は更に下線によって目立たせた。
突然変異生成の実施の後に、試験管内で突然変異した遺伝子をプラスミド中に組み込む。このプラスミド中でスレオニンデヒドラターゼ遺伝子の発現が誘発される。プラスミドとしてたとえばpVC19又はpKK223−3(Amman等、Gene 25,167)が適する。適するプラスミド中に突然変異した遺伝子を組み込んだ後、これを適当な菌株に形質転換する。
突然変異したスレオニンデヒドラターゼ遺伝子を有するプラスミドも実際上含有する様なクローンを得るために、所望の形質転換細胞をアミノ酸同族体の耐性に関して通常の方法に従って単離する。この際同族体としてはたとえばβ-メチルノルロイシン、イソロイシンヒドロキサマート又はヒドロキシイソロイシンが挙げられる。
しかし、改変されたスレオニンデヒドラターゼ遺伝子を微生物中で形質転換し、そのアセトヒドロキシ酸合成-活性がL-バリンによって阻害されることによって簡単かつ適切な単離は達成される。形質転換細胞として、たとえば大腸菌K12-株、好ましくは株JM109又はDH5が適する。次いで形質転換細胞を固形培地上に取り、この培地はスレオニンデヒドラターゼを阻害するL-イソロイシンを、アセトヒドロキシ酸合成によるケトブチラートの物質代謝を阻害するL-バリン(Umbarger:Escherichia Coli and Salmonella typhimuroum,1(1987)352-367)を含有する。培地に更にスレオニンデヒドラターゼ遺伝子の誘発のための物質及びデヒドラターゼに対する基質としてのL-スレオニンを添加するのが好ましい。スレオニンデヒドラターゼ遺伝子の誘発のための物質としてはIPTG(イソプロピル-β-D-チオガラクトピラノサイド)を使用するのが好ましい。その結果として改変されたスレオニンデヒドラターゼ遺伝子にベクター中でIPTG-誘発可能なプロモーターが連結される。非調節スレオニンデヒドラターゼを含有するこの様なクローンはL-スレオニンを阻害することなくケトブチラートに変換する。アセトヒドロキシ酸合成によるケトブチラートの別の変換は添加されるL-バリンによって阻害されるので、ケトブチラートが蓄積する。このことは非調節スレオニンデヒドラターゼを含有するクローンがケトブチラートの公知の毒性によって(LaRossa及びSchloss,J.Biol.Chem.259(1984)8753-8757)より一層悪い増殖を行うという事実を有する。より一層悪い増殖とはより小さいクローンの形成、より半透明のコロニー又は亀裂のあるコロニー辺縁を有するコロニーの形成として現われる。これらのコロニーは容易に採集され、したがって非調節デヒドラターゼを有するクローンを容易に単離することができる。
この単離法は、クローン化されたスレオニンデヒドラターゼ遺伝子を含有する形質転換細胞に於ても当然使用することができる。上記遺伝子は、対応する酵素がもはやフィードバック阻害を受けない様に塩基交換と異なる突然変異法によって変化されている。
上記課題を解決するための本発明による別の方法は、コリネバクテリウムグルタミクムから得られる試験管内に存在するスレオニンデヒドラターゼの遺伝子中で、酵素のアロステリックドメインをコードする遺伝子領域の外側で塩基交換することによって、酵素のアミノ酸配列の位置257のアミノ酸アラニンをアミノ酸グリシン(表4)に又は酵素のアミノ酸配列の位置199のアミノ酸メチオニンをアミノ酸バリンに(表5)置き換えることにある。それによってスレオニン又はL-イソロイシンを産生する宿主細胞中でこの様に突然変異したスレオニンデヒドラターゼ遺伝子の形質転換後、これが繰り返しL-イソロイシンを生じる。
本発明の課題を解決するためのまた別の方法は、コリネバクテリウムグルタミクムから得られるスレオニンデヒドラターゼ遺伝子中で、酵素のアロステリックドメインをコードする遺伝子領域の外側で塩基交換することによって酵素のアミノ酸配列の位置278のアミノ酸ヒスチジンをアミノ酸アルギニンに及び酵素のアロステリックドメインをコードする遺伝子領域の内側で酵素のアミノ酸配列の位置351のアミノ酸ロイシンをアミノ酸セリンに置き換える(表6)ことにある。それによってスレオニン又はL-イソロイシンを産生する宿主細胞中でこの様に突然変異したスレオニンデヒドラターゼ遺伝子の形質転換後、これが繰り返しL-イソロイシンを生じる。
突然変異したスレオニンデヒドラターゼ遺伝子の形質転換に対する宿主細胞として又は産生株としてコリネバクテリウムグルタミクム及び特に寄託されたDSM-株8890が適する。形質転換細胞として、たとえばDSMでナンバー8889及び8891の寄託株が得られる。この株は増加したL-イソロイシンを発酵培地中に分泌する。産生株又は形質転換に対する宿主細胞として、まだL-イソロイシンによって調節された野性型-スレオニンデヒドラターゼをもはや合成しないものを使用するのも有益である。その結果として細胞中で非調節されたスレオニンデヒドラーゼがL-スレオニンの変換を触媒するにほかならない。
実施例:
1.もはやフィードバック阻害を受けない、突然変異した酵素の生成
1.1 所望の酵素の選択
公知プラスミドpBM1/Exo8――これはコリネバクテリウムグルタミクムの野生型の調節されたスレオニンデヒドラターゼをコードする(Mockel等、J Bacteriol 174(1992)8065-8072)――を、公知方法(Sambrook等、Molecular Cloning,A Laboratory Handbook,1989,Cold Spring Harbour Laboratory Press)に従って単離する。次いで制限酵素EcoR1で消化し、1573塩基対サイズ、スレオニンデヒドラターゼ遺伝子を含有するフラグメントを単離する。このフラグメントを公知のベクターpUC19のEcoR1切断部位(Vieira及びMessing,Gene 19(1976)259-268)中に連結し、それによってプラスミドpBM20が得られる(図2)。これ中でC.グルタミクムからのスレオニンデヒドラターゼ遺伝子――これはそれ自体大腸菌中で発現しない(Cordes等、Gene 112(1992)113-116)――がスタンダード-レーバー株大腸菌JM109中でイソプロピル-D-チオガラクトピラノサイドによって誘発されうる原ベクターpUC19のlacZプロモターのコントロール下に存在する。
スレオニンデヒドラターゼのアロステリックドメイン中に指示されていない突然変異を伝達するために、公知方法の別々の処理で2つのDNA-プライマーを合成する:
5’-プライマー:CGCAGCTGACTTCCATGGGGCAAGA
3’-プライマー:CCAGTGCCAAGCTTGCATGC
5’-プライマーは、スレオニンデヒドラターゼ遺伝子中でNcol-切断部位(下線)に類似する。3’-プライマーは出発ベクターpUC19のマルチプル-クローニング部位のHindIII認識部位(下線)に類似する。
2つのプライマーを用いて、ポリメラーゼ-鎖反応を実施する(Tindall及びKunkel,Biochemistry 27(1988)6008-6013)。この際Tagポリメラーゼの非特異性反応(Leung等、Technique 1(1989)11-15)によって、突然変異を含有する新しいDNA-フラグメントが生じる。反応混合物は、最終容量100μl中に20μl 5’−プライマー(25μg/ml)、20μl3’-プライマー(25μg/ml)、1ng鋳型(pBM20)、100μM ATP、100μM dNTP Mix,10μl Taq 10×緩衝液(100mMトリス、15mM MgCl2、500mM KCl、ゼラチン1mg/ml、pH8.3)、0.5U Taqポリメラーゼ(5U/μl)、0.5mM MnCl2を含有する。反応条件として、時間遅延ファイル(Time Delay File)94℃(3分)、熱循環ファイル(Thermo Cycle File)94℃(1分)、55℃(2分)、72℃(3分)、浸透ファイル(Soak File)4℃、セグメントエクステンション10秒を30循環数で調製する。反応の後、DNA-フラグメントを精製し、(Sambrook等、Molecular Cloning,A Laboratory Handbook,1989,Cold Spring Harbour Laboratory Press)、NcoI及びHindIIIで消化し、pBM20で連結し、これから前もって対応する743塩基対NcoI−HindIII-フラグメントを切断する。このフラグメントは原株-スレオニンデヒトラターゼのアロステリッドメインをコードする。
この試験間内で生成された連結生成物――これは変異したスレオニンデヒドラターゼ遺伝子も含有する――を用いて大腸菌JM109を公知方法に従って形質転換し(Hanahan,Techniques for Transformation of E.Coli(1985)DNA cloning、第1巻、第109−136頁、IRL Press Oxford)、次いで約10000のプラスミドを含有するクローンがLuria-Bertani培地(Lennox,Virology 1(1955)190-206)、――これはアンピシリン50μg/mlを含有する――上に得られる。もはやフィードバック阻害しないスレオニンデヒドラターゼをコードするクローンを同定するために、Luria-Bertani培地を調製する。この培地は更にスレオニンデヒドラターゼの基質として40mM L-スレオニン、並びにスレオニンデヒドラターゼ遺伝子のlacZ条件つき発現を誘発するために1mMイソプロピル-β-D-チオガラクトピラノサイドを含有する。知られている様に、Luria-Bertani培地は大腸菌中でアセトヒドロキシ酸合成活性の阻害に十分なL-バリンをすでに含有する(Umbarger,Biosynthesis of branched-Chainamino acids(1987)Escherichia coli and Salmonella typhimurium Vol 1,第352-367頁、American Society for Microbiology,ワシントンDC)これによってここに示した方法で可能な限り高いα-ケトブチラートの蓄積が得られる。スレオニン及びイソプロピル-β-D-チオガラクトピラノサイドを含有するLuria-Bertani培地と共に、イソプロピル-β-D-チオガラクトピラノシド不含の同一培地を調製する。そこでスレオニンデヒドラターゼの誘発は行われない。次いで大腸菌JM109のクローン――これは試験すべきpBM20誘導体を含有する――をこのプレート上に常法で塗布し、24時間37℃でインキュベートする。その後、イソプロピル-β-D-チオガラクトピラノサイドを含有する培地上で60の変則的に増殖したコロニーを同定する。これはより僅か増殖、又はより淡色のコロニー又は亀裂のあるコロニー辺縁の点で優れているが、イソプロピル-β-D-チオガラクトピラノサイド不含コントロール培地上で正常に増殖する。このクローンは個々に同一の反復テスト(Nachtest)に付し、最後に最も際立った増殖遅れのクローンのうちの6つはこれらを含有するスレオニンデヒドラターゼの調節を確認するための生化学テストに付す。
1.2 酵素の阻害の確認
大腸菌JM109の得られた組換えクローン6つを、LB液体培地100ml――これは更に50μgアンピシリン/mlを含有する――中に植菌し、37℃でインキュベートする。光学密度(OD600nm)を追跡し、OD0.5の達成と同時にイソプロピル-β-D-チオガラクトピラノサイドを最終濃度OD0.5で添加する。もう1時間37℃でインキュベーションした後、細胞を遠心分離によって集め、緩衝液pH7.0(0.1Mリン酸カリウム、0.5mM L-イソロイシン、0.2mMリン酸ピリドキサール)で1回洗滌し、同一緩衝液中に取り、Branson-Sonifier W250中で超音波処理して(3分、20%の間隔で拍動、出力2)分解する。細胞破片を分離するために、ホモジナートを10分間13000UpM及び4℃でSigma冷却遠心分離機中で遠心分離し、その後生じた澄明上澄液(粗抽出物)をスレオニンデヒドラターゼ活性及び−調節の測定のための酵素テストに使用する。
酵素テストは0.1Mリン酸カリウム(pH8.2)0.8ml、1mMピリドオキザルホスフアート、40mM L-スレオニン及び粗抽出物の最終容量で行われる。混合物を30℃でインキュベートし、試料200μlを0〜30分後に取り出す。スレオニンデヒドラターゼ反応を、夫々試剤1mlの添加によって終了する。これは水100ml中にセミカルバシド1gと酢酸ナトリウム0.9gを有する。30℃で15分のインキュベーション後、水3mlを加え、吸光を254nmでツァイス(Zeiss)スペクトルフォトメーターPM6で測定する。コントロール及び0〜1.5μmolケトブチラートの標準値を同様に処理し、検量線から具体的に酵素テストで生じるスレオニンデヒドラターゼにより得られるケトブチラート量を算出する。平行して同一の試みを実施するが、これはスレオニンデヒドラターゼの阻害に関する試験のために5mM L-イソロイシンを含有する。この測定と無関係に、(Bradford,Anal Biochem 72(1976(248-254)に記載されている様に粗抽出物のたん白質含有量を測定する。得られた比活性及び阻害の度合は、表7から明らかである。
表7:突然変異したスレオニンデヒドラターゼ及びその阻害可能性をL-イソロイシンによって確認
突然変異した酵素38及び14は、夫々L-イソロイシンによるアロステリック阻害がないことを明らかに示す。突然変異31の酵素は、L-イソロイシンの存在下でまだ30%残存活性を示し、これに対して野性型の酵素はこの条件下でほんの15%残存活性を有するにすぎない。
1.3 酵素の突然変異種類の確認
生成された酵素中で突然変異を測定するために、スレオニンデヒドラターゼをコードするプラスミドを大腸菌JM109クローンから標準法に従って単離する。スレオニンデヒドラターゼ遺伝子の突然変異領域の配列は、Sanger等によるジデスオキシヌクレオチド-終結法(Sanger等、Proceedings of the National Academy of Sciences,米国(1977)5463-5467)によって行われる。プライマーとして蛍光標識された配列特異的ヌクレオチドをファルマシア(Pharmacia)の対応する確実な指示に従って生成する(Pharmacia,Uppsala、スウェーデン)。このプライマーを100mM酢酸トリメチルアミンpH7.0中で5−30%アセトニトリルの勾配を有する高圧液体クロマトグラフィーによって及びPharmacia SuperPacRPep-S,.5μmによって精製する。プライマーを標準-配列化反応中で使用し、A.L.F.Sequencer(Pharmacia,Uppsala,スウェーデン)で蛍光検出による反応生成物の電気泳動の間及び自動的に検出し、生じる配列を記録する。
配列化に使用されるプライマー。塩基の位置は、Mockel等、J Bacteriol 174(1992)8065-8072による図3の配列に関連する。
塩基957−958:5’蛍光-d(GGTCAGGGCACCGTGGCTGCTG)-3-
塩基1172−1191:5’蛍光-d(GGAGACTGTTGATCCCTTTG)-3-
塩基1381−1400:5’蛍光-d(CCTTTGCACCTGGTTCTGTC)-3-
塩基1586−1607:5’蛍光-d(CCTCAAGCGCAACAACCGTGAG)-3-
これによって確認された個々のスレオニンデヒドラターゼ遺伝子配列を公知の野性型遺伝子(Mockel等、J Bacteriol 174(1992)8065-8072)と比較する。生化学的に確認されたスレオニンデヒドラターゼ遺伝子の個々の塩基交換を表8に示す。改変されたコドンを対応するアミノ酸中に普遍的な遺伝子暗号を用いて翻訳し、これを用いて確認されたアミノ酸交換――これはスレオニンデヒドラターゼの変化された調節を生じる――を同様に表8に示す。全領域にわたって非調節の表現型――これは突然変異に使用される――が得られる。突然変異体14中に二重突然変異があり、これは酵素中で数種のアミノ酸交換が所望の非調節表現型を生じうることも示す。
2.非調節酵素によるイソロイシン分離の確認
得られた対立遺伝子を大腸菌/C.グルタミクムシャトルベクター中で再クローン化し、これをC.グルタミクムのスレオニン生成物中で発現することができる。
これに先ず大腸菌/C.グルタミクムシャトルベクターpKWOを公知のクローン化法(Sambrook等、Molecular Cloning,A Laboratory Handbook,1989,Cold Spring Harbour Laboratory Press)に従って製造する。生じるベクターを図3に示す。大きさ9.5kbであり、(i)C.グルタクムレプリコンpGA2(Sonnen,Molekulargenetische Charakterisierung von Phagen-Beziehungenbei coryneformen Aminosaure-Produzenten,Dissertation,Technische Hochschule Darmstadt,1991)――これはC.グルタミクム中に低いコピー数しか生じない――、(ii)pOU71から大腸菌レプリコン(Larsen等、Gene 28(1984)45-54)――これは30℃で1個のコピー/細胞を生じるが、42℃で1000個までのコピー/細胞を生じる――、(iii)pHY163からテトラサイクリン耐性(Ishiwa及びShibahara,Jpn J Genet 60(1985)485-498)及び(iv)pBTI-1からcos-部位(ベーリンガー・マンハイム)を含有する。iIvA対立遺伝子14.16及び18並びに野性型対立遺伝子を1.1で製造されたpBM20誘導体からEcoRI-フラグメントとして単離し、EcoRIで収縮されたベクターpKWOを連結し、pKWOiIvA、pKWOiIvA14、pKWOiIvA16、及びpKWOilvA38を生じる。このプラスミドを用いてエレクトロポレーション(liebl等,FEMS Microbiol Lett 65(1985)299-304)によってスレオニン産生MH20−22B:pSUR5−DR1(Reinscheid et al.,Appl Evn Microbiol形質転換細胞として(1994)、in press)を形質転換する。MH20−22Bは、微生物に関するドイツ寄託機関にナンバーDSM6870で寄託されている。更にMH20−22B:pSUR5−DR1(DSM8890)及びMH20−22B:pSUR5−DR1 pKWOilvA16はDSM8889である。これらの菌株を最小培地CGXII中で文献(Keilhauer等、J Bacteriol 175(1993)5595-5603)に記載されている様に培養し、72時間のインキュベーション後培養培地中に蓄積されたアミノ酸を測定する。表9からL-イソロイシン生成の明らかな増加が突然変異対立遺伝子によって生じる。
他の実験で、野性型対立遺伝子及び突然変異体38を高いコピーペンデル(Pendel)ベクターpECM3(A.Schater,Diplomarbeit,1991,Bielefeld大学)中に組み込む。フラグメントを更に1.1で製造されたpBM20誘導体からEcoRI-フラグメントとして単離し、EcoRIで収縮されたベクターに連結し、pECM3ilvA及びpECM3ilvA38を生じる。このプラスミドを用いてエレクトロポレーション(Liebl et al.,FEMS Microbiol Lett 65(1985)299-304)によってスレニオン産生MH20−22B::pSUR5−DR1(Reinscheid et al.,Appl Env Microbiol(1994),in press)を形質転換する。MH20−22Bは、微生物に関するドイツ寄託機関にナンバーDSM6870で寄託されている。更にMH20−22B::pSUR5−DR一(DSM8890)及びMH20−22B::pSUR5−DR1 pECM3ilvA38(DSM8891)である。これらの菌株をMH20−22B-最小培地中で文献(Schrumpf et al.Appl Microbiol Biotechnol 37(1992)566-571)に記載されている様に培養し、72時間のインキュベーション後培養培地中に蓄積されたアミノ酸を測定する。表10からL-イソロイシン生成の明らかな増加が夫々の突然変異対立遺伝子によって生じる。
Claims (14)
- L−イソロイシンの微生物による生成方法において、コリネバクテリウム グルタミクムから得られるインビトロで存在するスレオニンデヒドラターゼの遺伝子中で、上記酵素のアミノ酸配列の位置319のアミノ酸アラニンから上記酵素のアミノ酸配列の位置436のアミノ酸スレオニンまでのアロステリックドメインをコードする遺伝子領域の内側で塩基交換することによって、上記酵素のアミノ酸配列の位置323のバリンをアラニンで置換するか(突然変異体38)、又は位置377のアスパラギン酸をグリシンで置換し(突然変異体16)、この様に突然変異したスレオニンデヒドラターゼ遺伝子により、スレオニン又はL−イソロイシンを産生する宿主細胞を形質転換して形質転換体を得、この得られた形質転換体を培養することによりL−イソロイシンを生成する、上記生成方法。
- L−イソロイシンの微生物による生成方法において、コリネバクテリウム グルタミクムから得られるスレオニンデヒドラターゼのインビトロで存在する遺伝子中で、上記酵素のアミノ酸配列の位置319のアミノ酸アラニンから上記酵素のアミノ酸配列の位置436のアミノ酸スレオニンまでのアロステリックドメインをコードする遺伝子領域の外側で塩基交換することによって、上記酵素のアミノ酸配列の位置278のヒスチジンをアルギニンで置換し、及び上記アロステリックドメインをコードする遺伝子領域の内側で位置351のロイシンをセリンで置換し(突然変異体14)、この様に突然変異したスレオニンデヒドラターゼ遺伝子により、スレオニン又はL−イソロイシンを産生する宿主細胞を形質転換して形質転換体を得、この得られた形質転換体を培養することによりL−イソロイシンを生成する、上記生成方法。
- 突然変異したスレオニンデヒドラターゼ遺伝子の形質転換に対する宿主細胞が、コリネバクテリウム グルタミクムである、請求項1又は2記載の方法。
- スレオニンデヒドラターゼ酵素のアミノ酸配列の位置319のアミノ酸アラニンから上記酵素のアミノ酸配列の位置436のアミノ酸スレオニンまでのアロステリックドメインをコードする遺伝子領域を有するスレオニンデヒドラターゼ遺伝子において、この遺伝子が、位置323のバリンをアラニンで置換しているか、又は位置377のアスパラギン酸をグリシンで置換しているか、又は位置383のフェニルアラニンをシステインで置換したコリネバクテリウム グルタミクムに由来するスレオニンデヒドラターゼをコードする、上記スレオニンデヒドラターゼ遺伝子。
- スレオニンデヒドラターゼ酵素のアミノ酸配列の位置319のアミノ酸アラニンから上記酵素のアミノ酸配列の位置436のアミノ酸スレオニンまでのアロステリックドメインをコードする遺伝子領域を有するスレオニンデヒドラターゼ遺伝子において、この遺伝子が、位置257のアラニンをグリシンで置換しているか、又は位置199のメチオニンをバリンで置換しているか、又は位置278のヒスチジンをアルギニンで、及び位置351のロイシンをセリンで置換したコリネバクテリウム グルタミクムに由来するスレオニンデヒドラターゼをコードする、上記スレオニンデヒドラターゼ遺伝子。
- 請求項4又は5記載のスレオニンデヒドラターゼ遺伝子を有するベクター。
- 遺伝子に前もって連結された、IPTGによって誘発されるプロモーターを有する、請求項6記載のベクター
- 請求項4又は5記載のスレオニンデヒドラターゼ遺伝子を有する、形質転換された細胞。
- 請求項6記載のベクターを有する、形質転換された細胞。
- 請求項7記載のベクターを有する、形質転換された細胞。
- L−バリンによって阻害可能なアセトヒドロキシ酸合成酵素−活性を有する、請求項9又は10記載の形質転換された細胞。
- 大腸菌K12である、請求項11記載の形質転換された細胞。
- コリネバクテリウム グルタミクムである、請求項8又は9記載の形質転換された細胞。
- 野性型−スレオニンデヒドラターゼをもはや合成しない、請求項8、9又は13記載の形質転換された細胞。
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