JPH11169182A - コリネ型細菌内で蛋白質を効率よく培地中へ分泌させる変異型分泌装置遺伝子 - Google Patents

コリネ型細菌内で蛋白質を効率よく培地中へ分泌させる変異型分泌装置遺伝子

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JPH11169182A
JPH11169182A JP9361768A JP36176897A JPH11169182A JP H11169182 A JPH11169182 A JP H11169182A JP 9361768 A JP9361768 A JP 9361768A JP 36176897 A JP36176897 A JP 36176897A JP H11169182 A JPH11169182 A JP H11169182A
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dna
protein
amino acid
plasmid
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JP9361768A
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Miki Kobayashi
幹 小林
Yoko Asai
陽子 浅井
Hideaki Yugawa
英明 湯川
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コリネ型細菌由来の、所定の蛋白質を培地中
へ効率よく分泌させるために必要な変異型分泌装置を構
成する蛋白質をコードするDNAを提供する。 【解決手段】 配列番号2のアミノ酸配列における44
位のアミノ酸残基に相当するアミノ酸残基がフェニルア
ラニン残基である配列番号2のアミノ酸配列に相当する
アミノ酸配列を有する蛋白質をコードするDNAであっ
て、前記蛋白質を含んで構成される分泌装置は、コリネ
型細菌内で、所定の蛋白質を、配列番号13のアミノ酸
配列を有する蛋白質を含んで構成される分泌装置よりも
効率よく分泌させるDNA。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コリネ型細菌にお
いて、蛋白質の分泌を効率よく行わせる変異型分泌装置
を構成する蛋白質をコードする遺伝子DNAに関する。
本発明の変異型分泌装置遺伝子を保有するコリネ型細菌
においては、工業的レベルにおいて所定の蛋白質を効率
よく培地中へ分泌生産させることが可能である。
【0002】
【従来の技術】コリネ型細菌による蛋白質の分泌につい
ては今日まであまり研究が進んでいない。Coryne
bacterium glutamicumによるDN
aseの分泌[米国特許第4965197号明細書]及
びCorynebacterium glutamic
umの細胞壁蛋白質であるPS1・PS2の分泌[国際
公開第WO93/03158号]に関する研究が報告さ
れているにすぎない。また、コリネ型細菌由来の分泌装
置(トランスロケーションマシナリー)を構成する主要
因子についても、SecY[特開平6−169780号
公報]、SecE[特開平6−277073号公報]及
びSecA[特開平7−107981号公報]をコード
する遺伝子を各々単離したという報告があるのみであ
り、系統的な研究は行われていない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】これらの野生型の分泌
装置を構成する主要因子を用いて分泌蛋白質の分泌量を
増加させる試みは十分ではなく、工業的レベルで必要と
考えられている、野生型の装置を用いた場合の少なくと
も2〜3倍、望ましくは4倍以上の分泌量は達成されて
いない。
【0004】本発明は、工業的レベルにおいて、所定の
蛋白質を培地中へ効率よく分泌させるために必要な変異
型分泌装置をコードするコリネ型細菌由来のDNAの提
供を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく、鋭意研究を重ねた結果、コリネ型細菌内
で、所定の蛋白質を培地中へ効率よく分泌させるために
必要な変異型分泌装置をコードする遺伝子DNAを見い
出し、本発明を完成するに至った。
【0006】かくして本発明によれば、配列番号2のア
ミノ酸配列における44位のアミノ酸残基に相当するア
ミノ酸残基がフェニルアラニン残基である配列番号2の
アミノ酸配列に相当するアミノ酸配列を有する蛋白質を
コードするDNAであって、前記蛋白質を含んで構成さ
れる分泌装置は、コリネ型細菌内で、所定の蛋白質を、
配列番号13のアミノ酸配列を有する蛋白質を含んで構
成される分泌装置よりも効率よく分泌させるDNA(以
下、本発明DNAともいう)、該DNAを導入した組換
えプラスミド、及び、該プラスミドを保有するコリネ型
細菌が提供される。
【0007】本発明DNAは、好ましくは、配列番号2
のアミノ酸配列をコードする。具体的には、配列番号1
の塩基配列を有するDNAが挙げられる。コリネ型細菌
は、好ましくは、ブレビバクテリウム・フラバム(Brevi
bacterium flavum)MJ−233である。
【0008】組み換えプラスミドは、さらに、コリネ型
細菌内で複製増殖機能を司る遺伝子を含むDNAを含む
ことが好ましい。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明についてさらに詳細
に説明する。本発明DNAは、コリネ型細菌内で生産さ
れた所定の蛋白質を菌体外(例えば培地中)へ効率よく
分泌生産させるために必要な分泌装置を構成する蛋白質
をコードするものであって、コリネ型細菌の染色体上、
もしくは染色体外に存在させることによって使用するも
のである。すなわち、本発明DNAは、染色体上、もし
くは染色体外に存在し、分泌蛋白質前駆体のN末端配列
を認識し、該分泌蛋白質を培地中に分泌生産させる分泌
装置を構成する蛋白質の遺伝子を意味するものである。
【0010】本発明DNAがコードする蛋白質を含んで
構成される変異型分泌装置は、蛋白質の分泌装置を構成
する蛋白質群をコードする遺伝子DNA群の一つである
secE遺伝子DNAがコードする蛋白質の代わりに本
発明DNAがコードする蛋白質を含むものと考えられ
る。
【0011】本発明DNAは、コリネ型細菌から、se
cE遺伝子DNAを含むDNA断片(以下、これを「A
断片」と略称することがある)を調製し、これに改変を
加えることにより得ることができる。
【0012】A断片は、コリネ型細菌由来の染色体上か
らクローニングすることができ、その供給源となるコリ
ネ型細菌としては、例えば、ブレビバクテリウム・フラ
バム(Brevibacterium flavum) MJ−233(FER
M BP−1498)、ブレビバクテリウム・アンモニ
アゲネス(Brevibacterium ammoniagenes)、ATCC
6871、同ATCC13745、同ATCC1374
6、ブレビバクテリウム・デバリカタム(Brevibacteri
um devaricatum)ATCC14020、ブレビバクテリ
ウム・ラクトファーメンタム(Brevibacterium lactofe
rmentum)ATCC13869、コリネバクテリウム・
グルタミカム(Corynebacterium glutamicum)ATCC
31831等を用いることができる。
【0013】これらの供給源微生物からA断片を調製す
るための基本操作の一例を述べれば次のとおりである。
A断片は、上記コリネ型細菌、例えば、ブレビバクテリ
ウム・フラバム(Brevibacterium flavum)MJ−23
3(FERM BP−1497)株の染色体上に存在
し、染色体上にコードされる蛋白質遺伝子を単離する通
常の方法、すなわち、大腸菌変異株を用いた相補、ある
いは相同性領域のアミノ酸配列を基にデザインしたオリ
ゴDNAプローブを用いたハイブリダイゼーション法に
より分離・取得することができる。
【0014】目的遺伝子を含む断片を単離し、単離した
断片の塩基配列を決定することにより、全遺伝子断片を
確認することができる。上記のA断片は、天然のコリネ
型細菌染色体DNAから分離されたもののみならず、塩
基配列が決定された後であれば、通常用いられるDNA
合成装置、例えば、アプライド・バイオシステムズ(App
lied Biosystems)社製394DNA/RNAシンセサイ
ザーを用いて合成されたものであってもよい。
【0015】上記のようにして得られたA断片は、配列
番号2に示すアミノ酸配列における44位のアミノ酸残
基に相当するアミノ酸残基がフェニルアラニン残基とな
るように改変される。この改変は、部位特異的突然変異
などの公知の方法によって塩基配列にヌクレオチドの置
換、欠失、挿入などの変異を導入することによって生じ
させることができる。
【0016】なお、本発明DNAは、その塩基配列が決
定された後においては通常用いられるDNA合成装置を
用いて合成することも可能である。本発明DNAがコー
ドする蛋白質は、配列番号2のアミノ酸配列に相当する
配列であって、配列番号2のアミノ酸配列における44
位のアミノ酸残基に相当するアミノ酸残基がフェニルア
ラニン残基であるアミノ酸配列を有するという特徴を有
し、コリネ型細菌内で、所定の蛋白質を、配列番号13
のアミノ酸配列を有する蛋白質を含んで構成される分泌
装置よりも効率よく分泌させる分泌装置を構成し、好ま
しくは、工業的レベルにおいて、所定の蛋白質を培地中
へ効率よく分泌させるために必要な変異型分泌装置を構
成するものである。従って、本発明DNAがコードする
蛋白質は、上記のような機能を実質的に損なうことがな
く、工業的レベルにおいて培地中に所定の蛋白質を分泌
生産可能ならしめるものであれば、配列番号2に示すア
ミノ酸配列の一部のアミノ酸残基が他のアミノ酸残基と
置換されていてもよく又は削除されていてもよく、或い
は新たにアミノ酸残基が挿入されていてもよく、さらに
アミノ酸残基の一部が転位されているものであってもよ
く、これらの誘導体をコードするDNAのいずれもが、
配列番号2のアミノ酸配列に相当する配列をコードする
ものとして本発明DNAに包含されるものである。
【0017】特には、配列番号2に示すアミノ酸配列と
80%以上、さらに好ましくは90%以上の相同性を有
するものが好ましい。また、蛋白質の構造の一部を、自
然又は人工の突然変異によって上記機能を実質的に変え
ずに変化させることも可能である。すなわち、本発明D
NAのコードする蛋白質は、配列番号2に示すアミノ酸
配列を有する蛋白質の同種変異型に相当する構造を有す
る蛋白質も包含する。また、通常の変異誘発法により変
異を導入し、通常のスクリーニング法により分泌量を指
標として選択を行うことにより得られ得る同等の配列も
包含する。
【0018】本発明DNAの機能発現及び本発明DNA
がコードする蛋白質を含んで構成される分泌装置の分泌
の効率は、例えば後記実施例2に示すようにして、培地
中に分泌される分泌蛋白質の活性等を測定することによ
り確認及び評価することができる。
【0019】使用する分泌蛋白質としては、例えば、ア
ミラーゼが挙げられ、アミラーゼ遺伝子をコリネ型細菌
染色体上、またはコリネ型細菌内で複製可能なプラスミ
ドに挿入し、アミラーゼ活性を指標にしてその変異型分
泌装置の分泌能を判定することができる。また、アミラ
ーゼにとどまらず、プロテアーゼ、セルラーゼ、キシラ
ナーゼ、プルラナーゼ、等、通常菌体外に分泌されるも
のはいずれも同様に使用することができる。なお、分泌
される所定の蛋白質は、その分泌に分泌装置が関与して
いる限り、特に制限はなく、これらの測定が容易な酵素
蛋白質に限定されるものではない。
【0020】本発明DNAの具体例としては、配列番号
1に示す塩基配列が挙げられる。本発明DNAを導入し
た組換えプラスミドは、通常に使用されるプラスミドに
本発明DNAを常法に従って導入することによって得る
ことができる。例えば、特開平6−270073号公報
に、secE遺伝子DNAを含むDNA断片について記
載されているのと同様にして、本発明DNAを適当なプ
ラスミド、例えばコリネ型細菌内でプラスミドの複製増
殖機能を司る遺伝子を少なくとも含むプラスミドベクタ
ーに導入することにより、コリネ型細菌内で、変異型分
泌装置を構成する蛋白質を高発現することが可能な組換
えプラスミドを得ることができる。
【0021】上記組換えプラスミドを保有するコリネ型
細菌は、上記組換えプラスミドにより常法に従ってコリ
ネ型細菌を形質転換することによって得ることができ
る。例えば、特開平6−270073号公報に、組換え
プラスミドを保有するコリネ型細菌について記載されて
いるのと同様にして得ることができる。
【0022】
【実施例】以上に本発明を説明してきたが、下記の実施
例によりさらに具体的に説明する。 調製例1 評価用プラスミドの作製 (A)シャトルベクターの構築 米国特許第5185262号明細書記載のプラスミドp
CRY31より、コリネ型細菌内でのプラスミドの安定
化に必要な領域をPCR法により増幅させ、pBlue
scriptIISK+(TOYOBO社製)のEco
RI,XhoIサイトにクローニングした。
【0023】プラスミドpCRY31内に存在する、コ
リネ型細菌内でのプラスミドの安定化に必要な領域の配
列は決定されており、この配列をもとに、下記の1対の
プライマーを、アプライド・バイオシステムズ(Applie
d Biosystems)社製394DNA/RNAシンセサイザ
ー(synthesizer)を用いて合成した。
【0024】(a-1)5'-TTT CTC GAG CGC ATT ACC TCC
TTG CTA CTG-3'(配列番号3) (b-1)5'-TTT GAA TTC GAT ATC AAG CTT GCA CAT CAA-
3'(配列番号4) (配列中、Aはアデニン、Gはグアニン、Cはシトシ
ン、Tはチミンを示す。)
【0025】PCRは、パーキンエルマーシータス社製
のDNAサーマルサイクラーを用い、反応試薬としてレ
コンビナント・タックDNA・ポリメラーゼ・タカラ・
タック(Recombinant TaqDNA Polymerase TaKaRa Taq)
(宝酒造製)を用いて下記の条件で行った。 反応液: (10×)PCR緩衝液 10μl 1.25mM dNTP混合液 16μl 鋳型DNA 10μl(DNA 含有量 1μM以下) 上記記載のa-1及びb-1プライマー 各々1μl(最終濃度0.25μM) レコンビナント・タックDNA・ポリメラーゼ 0.5μl(2.5 Unit) 滅菌蒸留水 61.5μl 以上を混合し、この100μlの反応液をPCRにかけ
た。 PCRサイクル: デナチュレーション過程:94℃ 60秒 アニーリング過程 :52℃ 60秒 エクステンション過程 :72℃ 120秒 以上を1サイクルとし、25サイクル行った。
【0026】上記で生成した反応液10μlを0.8%
アガロースゲルによる電気泳動に付したところ、約1.
1kbのDNA断片が検出できた。上記で増幅産物を確
認できた反応液10μlおよびプラスミドpBlues
criptIISK+溶液1μlに各々制限酵素Eco
RIおよびXhoIを加え、各溶液中のDNAを完全に
切断し、次いで、70℃で10分処理することにより制
限酵素を失活させた後、両者を混合し、T4 DNAリガ
ーゼ(10×)緩衝液 1μl、T4 DNAリガーゼ1
unitの各成分を添加し、滅菌蒸留水で10μlにし
て、15℃で3時間反応させ、結合させた。
【0027】得られたプラスミド混液を用い、塩化カル
シウム法〔Journal of MolecularBiology、53、15
9(1970)〕によりエシェリヒア・コリJM109
(宝酒造製)を形質転換し、アンピシリン 50mgを
含む培地〔トリプトン 10g、イーストエキストラク
ト 5g、NaCl 5g及び寒天 16gを蒸留水1
Lに溶解〕に塗抹した。
【0028】この培地上の生育株を常法により液体培養
し、培養液よりプラスミドDNAを抽出し、該プラスミ
ドを制限酵素により切断し、挿入断片を確認した。この
結果、プラスミドpBluescriptIISK+の
長さ3.0kbのDNA断片に加え、長さ1.1kbの
挿入DNA断片が認められた。本プラスミドをpBSp
arと命名した。
【0029】次に、米国特許第5185262号明細書
記載のプラスミドpCRY31より、コリネ型細菌内で
のプラスミドの複製に必要な領域をPCR法により増幅
させ、上記プラスミドpBSparのXhoI,Kpn
Iサイトにクローニングし、シャトルベクターを作製し
た。
【0030】プラスミドpCRY31内に存在する、コ
リネ型細菌内でのプラスミドの複製に必要な領域の配列
は決定されており、この配列をもとに、下記の1対のプ
ライマーを、アプライド・バイオシステムズ(Applied
Biosystems)社製394 DNA/RNAシンセサイザ
ー(synthesizer )を用いて合成した。
【0031】(a-2)5'-TTT GGT ACC GAC TTA GAT AAA
GGT CTA-3'(配列番号5) (b-2)5'-TTT CTC GAG TGC TGG TAA AAC AAC TTT-3'
(配列番号6) (配列中、Aはアデニン、Gはグアニン、Cはシトシ
ン、Tはチミンを示す。)
【0032】PCRは、パーキンエルマーシータス社製
のDNAサーマルサイクラーを用い、反応試薬としてレ
コンビナント・タックDNA・ポリメラーゼ・タカラ・
タック(Recombinant TaqDNA Polymerase TaKaRa Taq)
(宝酒造製)を用いて下記の条件で行った。 反応液: (10×)PCR緩衝液 10μl 1.25mM dNTP混合液 16μl 鋳型DNA 10μl(DNA 含有量 1μM以下) 上記記載のa-2及びb-2プライマー 各々1μl(最終濃度0.25μM) レコンビナント・タックDNA・ポリメラーゼ 0.5μl(2.5 Unit) 滅菌蒸留水 61.5μl 以上を混合し、この100μlの反応液をPCRにかけ
た。 PCRサイクル: デナチュレーション過程:94℃ 60秒 アニーリング過程 :52℃ 60秒 エクステンション過程 :72℃ 120秒 以上を1サイクルとし、25サイクル行った。
【0033】上記で生成した反応液10μlを0.8%
アガロースゲルによる電気泳動に付したところ、約1.
8kbのDNA断片が検出できた。上記で増幅産物を確
認できた反応液10μlおよびプラスミドpBSpar
溶液1μlに各々制限酵素XhoIおよびKpnIを加
え、各液中の核酸を完全に切断し、次いで、70℃で1
0分処理することにより制限酵素を失活させた後、両者
を混合し、T4 DNAリガーゼ(10×)緩衝液 1μ
l、T4 DNAリガーゼ1unitの各成分を添加し、
滅菌蒸留水で10μlにして、15℃で3時間反応さ
せ、結合させた。
【0034】得られたプラスミド混液を用い、塩化カル
シウム法〔Journal of MolecularBiology、53、15
9(1970)〕によりエシェリヒア・コリJM109
(宝酒造製)を形質転換し、アンピシリン 50mgを
含む培地〔トリプトン 10g、イーストエキストラク
ト 5g、NaCl 5g及び寒天 16gを蒸留水1
1に溶解〕に塗抹した。
【0035】この培地上の生育株を常法により液体培養
し、培養液よりプラスミドDNAを抽出し、該プラスミ
ドを制限酵素により切断し、挿入断片を確認した。この
結果、プラスミドpBSparの長さ4.1kbのDN
A断片に加え、長さ1.8kbの挿入DNA断片が認め
られた。本プラスミドをpBSpar−repと命名し
た。
【0036】上記で作製したプラスミドpBSpar−
rep溶液1μl、pHSG298(宝酒造社製)溶液
1μlに各々制限酵素KpnIおよびEcoRIを加
え、各溶液中のDNAを完全に切断し、次いで、70℃
で10分処理することにより制限酵素を失活させた後、
両者を混合し、T4 DNAリガーゼ(10×)緩衝液1
μl、T4 DNAリガーゼ1unitの各成分を添加
し、滅菌蒸留水で10μlにして、15℃で3時間反応
させ、結合させた。
【0037】得られたプラスミド混液を用い、塩化カル
シウム法〔Journal of MolecularBiology、53、15
9(1970)〕によりエシェリヒア・コリJM109
(宝酒造製)を形質転換し、カナマイシン 50mgを
含む培地〔トリプトン 10g、イーストエキストラク
ト 5g、NaCl 5g及び寒天 16gを蒸留水1
1に溶解〕に塗抹した。
【0038】この培地上の生育株を常法により液体培養
し、培養液よりプラスミドDNAを抽出し、該プラスミ
ドを制限酵素により切断し、挿入断片を確認した。この
結果、プラスミドpHSG298の長さ2.6kbのD
NA断片に加え、長さ2.9kbの挿入DNA断片が認
められた。本プラスミドをpHSG298par−re
pと命名した。
【0039】(B)tacプロモーターの挿入 プラスミドpTrc99Aを鋳型としたPCR法によ
り、tacプロモーター断片を増幅させるべく、下記の
1対のプライマーを、アプライド・バイオシステムズ
(Applied Biosystems)社製394 DNA/RNAシ
ンセサイザー(synthesizer)を用いて合成した。
【0040】(a-3)5'-TTT GGT ACC GAT AGC TTA CTC
CCC ATC CCC-3'(配列番号7) (b-3)5'-TTT GGA TCC CAA CAT ATG AAC ACC TCC TTT
TTA TCC GCT CACAAT TCC ACA CAT-3'(配列番号8) (配列中、Aはアデニン、Gはグアニン、Cはシトシ
ン、Tはチミンを示す。)
【0041】PCRは、パーキンエルマーシータス社製
のDNAサーマルサイクラーを用い、反応試薬としてレ
コンビナント・タックDNA・ポリメラーゼ・タカラ・
タック(Recombinant TaqDNA Polymerase TaKaRa Taq)
(宝酒造製)を用いて下記の条件で行った。 反応液: (10×)PCR緩衝液 10μl 1.25mM dNTP混合液 16μl 鋳型DNA 10μl(DNA 含有量 1μM以下) 上記記載のa-3及びb-3プライマー 各々1μl(最終濃度0.25μM) レコンビナント・タックDNA・ポリメラーゼ 0.5μl(2.5 Unit) 滅菌蒸留水 61.5μl 以上を混合し、この100μlの反応液をPCRにかけ
た。 PCRサイクル: デナチュレーション過程:94℃ 60秒 アニーリング過程 :52℃ 60秒 エクステンション過程 :72℃ 120秒 以上を1サイクルとし、25サイクル行った。
【0042】上記で生成した反応液10μlを3%アガ
ロースゲルによる電気泳動に付したところ、約100b
pのDNA断片が検出できた。上記で増幅産物を確認で
きた反応液10μlおよび上記(A)で作製したプラス
ミドpHSG298par−repの溶液5μlに各々
制限酵素BamHIおよびKpnIを加え、各溶液中の
DNAを完全に切断し、次いで、70℃で10分処理す
ることにより制限酵素を失活させた後、両者を混合し、
T4 DNAリガーゼ(10×)緩衝液 1μl、T4 D
NAリガーゼ1unitの各成分を添加し、滅菌蒸留水
で10μlにして、15℃で3時間反応させ、結合させ
た。
【0043】得られたプラスミド混液を用い、塩化カル
シウム法〔Journal of MolecularBiology、53、15
9(1970)〕によりエシェリヒア・コリJM109
(宝酒造製)を形質転換し、カナマイシン 50mgを
含む培地〔トリプトン 10g、イーストエキストラク
ト 5g、NaCl 5g及び寒天 16gを蒸留水1
1に溶解〕に塗抹した。
【0044】この培地上の生育株を常法により液体培養
し、培養液よりプラスミドDNAを抽出し、該プラスミ
ドを制限酵素により切断し、挿入断片を確認した。この
結果、上記(A)作製のプラスミドの長さ5.5kbの
DNA断片に加え、長さ0.1kbの挿入DNA断片が
認められた。このプラスミドをpHSG298tacと
命名した。
【0045】(C)アミラーゼ遺伝子の挿入 Bacillus amylorequefacien
sのアミラーゼ遺伝子の配列は決定されており[Journa
l of Biological Chemistry, 258, 1007-1013(198
3)]、この遺伝子部分をPCR法により増幅させ、上記
(B)で作製のプラスミドpHSG298tacに挿入
し、評価用プラスミドを作製した。
【0046】下記の1対のプライマーを、アプライド・
バイオシステムズ(Applied Biosystems)社製394
DNA/RNAシンセサイザー(synthesizer)を用い
て合成した。
【0047】(a-4)5'-TTT CAT ATG ATT CAA AAA CGA
AAG-3'(配列番号9) (b-4)5'-TTT GGA TCC TTA TTT CTG AAC ATA-3'(配列
番号10) (配列中、Aはアデニン、Gはグアニン、Cはシトシ
ン、Tはチミンを示す。)
【0048】PCRは、パーキンエルマーシータス社製
のDNAサーマルサイクラーを用い、反応試薬としてレ
コンビナント・タックDNA・ポリメラーゼ・タカラ・
タック(Recombinant TaqDNA Polymerase TaKaRa Taq)
(宝酒造製)を用いて下記の条件で行った。 反応液: (10×)PCR緩衝液 10μl 1.25mM dNTP混合液 16μl 鋳型DNA 10μl(DNA 含有量 1μM以下) 上記記載のa-4及びb-4プライマー 各々1μl(最終濃度0.25μM) レコンビナント・タックDNA・ポリメラーゼ 0.5μl(2.5 Unit) 滅菌蒸留水 61.5μl 以上を混合し、この100μlの反応液をPCRにかけ
た。 PCRサイクル: デナチュレーション過程:94℃ 60秒 アニーリング過程 :52℃ 60秒 エクステンション過程 :72℃ 120秒 以上を1サイクルとし、25サイクル行った。
【0049】上記で生成した反応液10μlを0.8%
アガロースゲルによる電気泳動に付したところ、約1.
3kbのDNA断片が検出できた。上記で増幅産物を確
認できた反応液10μlおよび上記(B)で作製したプ
ラスミドの溶液5μlに各々制限酵素NdeIおよびB
amHIを加え、各溶液中のDNAを完全に切断し、次
いで、70℃で10分処理することにより制限酵素を失
活させた後、両者を混合し、T4 DNAリガーゼ(10
×)緩衝液 1μl、T4 DNAリガーゼ1unitの
各成分を添加し、滅菌蒸留水で10μlにして、15℃
で3時間反応させ、結合させた。
【0050】得られたプラスミド混液を用い、塩化カル
シウム法〔Journal of MolecularBiology、53、15
9(1970)〕によりエシェリヒア・コリJM109
(宝酒造製)を形質転換し、カナマイシン 50mgを
含む培地〔トリプトン 10g、イーストエキストラク
ト 5g、NaCl 5g及び寒天 16gを蒸留水1
1に溶解〕に塗抹した。
【0051】この培地上の生育株を常法により液体培養
し、培養液よりプラスミドDNAを抽出し、該プラスミ
ドを制限酵素により切断し、挿入断片を確認した。この
結果、上記(B)作製のプラスミドの長さ5.6kbの
DNA断片に加え、長さ1.3kbの挿入DNA断片が
認められた。
【0052】このプラスミドをpSec1と命名した。
【0053】実施例1 コリネ型細菌由来分泌装置を構
成する蛋白質の遺伝子DNA断片の改変 (A)コリネ型細菌由来分泌装置を構成する蛋白質の遺
伝子DNA断片の単離 特開平6−169780号公報、特開平6−27707
3号公報、特開平7−107981号公報記載の方法に
従って、コリネ型細菌由来の分泌装置を構成する主要因
子SecY,SecE,SecAをコードする遺伝子を
各々単離した。
【0054】(B)コリネ型細菌由来分泌装置を構成す
る蛋白質の遺伝子DNA断片の改変 前記(A)で調製したSecEをコードする遺伝子を含
むプラスミドpUC118−secEを鋳型としてPC
Rを行うことにより、secE遺伝子断片を増幅させ
た。このときTaqポリメラーゼのフィデリティーを下
げるために、Mnイオンを反応液中に存在させ、変異を
ランダムに導入した断片を増幅させた。
【0055】下記の1対のプライマーを、アプライド・
バイオシステムズ(Applied Biosystems)社製394
DNA/RNAシンセサイザー(synthesizer)を用い
て合成した。
【0056】(a-5)5'-TTT GGA TCC ATG GGA GAA GTC
CGT AAG -3'(配列番号11) (b-5)5'-TTT CCT GCA GGC TAC GGA GTC AGA ATC TT -
3'(配列番号12) (配列中、Aはアデニン、Gはグアニン、Cはシトシ
ン、Tはチミン、を示す。)
【0057】PCRは、パーキンエルマーシータス社製
のDNAサーマルサイクラーを用い、反応試薬としてレ
コンビナント・タックDNA・ポリメラーゼ・タカラ・
タック(Recombinant TaqDNA Polymerase TaKaRa Taq)
(宝酒造製)を用いて下記の条件で行った。 反応液: (10×)PCR緩衝液 10μl 1.25mM dNTP混合液 16μl 鋳型DNA 10μl(DNA 含有量 1μM以下) 上記記載のa-5及びb-5プライマー 各々1μl(最終濃度0.25μM) 100mM MnCl2 0.5μl レコンビナント・タックDNA・ポリメラーゼ 0.5μl(2.5 Unit) 滅菌蒸留水 59.5μl 以上を混合し、この100μlの反応液をPCRにかけ
た。 PCRサイクル: デナチュレーション過程:94℃ 60秒 アニーリング過程 :52℃ 60秒 エクステンション過程 :72℃ 120秒 以上を1サイクルとし、25サイクル行った。
【0058】上記で生成した反応液10μlを3%アガ
ロースゲルによる電気泳動に付したところ、約150b
のDNA断片が検出できた。上記で増幅産物を確認でき
た反応液10μlおよび上記実施例1(C)で作製した
プラスミドpSec1の溶液5μlに各々制限酵素Ba
mHIおよびSseIを加え、各溶液中のDNAを完全
に切断し、次いで、70℃で10分処理することにより
制限酵素を失活させた後、両者を混合し、T4 DNAリ
ガーゼ(10×)緩衝液 1μl、T4 DNAリガーゼ
1unitの各成分を添加し、滅菌蒸留水で10μlに
して、15℃で3時間反応させ、結合させた。
【0059】一方、通常のPCRの条件にて野生型のs
ecE遺伝子を増幅させ、同様にして、プラスミドpS
ec1のBamHI、SseIサイトに挿入した。
【0060】(C)分泌能を増加させる変異の同定 実施例1(B)で作製した変異の導入されたsecE遺
伝子、および野生型のsecE遺伝子を含むライゲーシ
ョン液を米国特許第5185262号明細書記載の方法
に従って、ブレビバクテリウム・フラバムMJ−233
(FERM BP−1498)に導入した。
【0061】本菌体溶液を、コーンスターチを1%、カ
ナマイシンを50μg/l含有するLB培地にまき、形
成するハローのサイズの大きいものをピックアップし
た。このコロニーと、野生型のsecE遺伝子を用いて
形質転換したコロニーより、常法に従い、プラスミドを
抽出し、該プラスミドを制限酵素により切断し、挿入断
片を確認した。この結果、上記調製例1(C)で作製さ
れたプラスミドの長さ6.9kbのDNA断片に加え、
長さ150bの挿入DNA断片が認められた。
【0062】変異型のsecE遺伝子の挿入されたプラ
スミドをpSec1Emt、野生型のsecE遺伝子の
挿入されたプラスミドをpSec1Ewtと各々命名し
た。本プラスミドに挿入された変異型secE遺伝子の
DNA塩基配列を決定した。決定された塩基配列及びそ
れから推定されるアミノ酸配列を下記配列表配列番号1
に示す。また、アミノ酸配列のみを配列番号2に示す。
その結果、野生型secE蛋白質の44番目のアミノ酸
ValがPheに変化していることが判明した。なお、
野生型secE蛋白質のアミノ酸配列を配列番号13に
示す。
【0063】実施例2 変異型分泌装置の評価 pSec1Emt、pSEC1Ewtプラスミドを米国
特許第5185262号明細書記載の方法に従って、ブ
レビバクテリウム・フラバムMJ−233(FERM
BP−1498)に導入した。
【0064】形質転換されたブレビバクテリウム・フラ
バムMJ−233菌体を、白金耳にて10mlの半合成
培地A培地〔組成:尿素 2g、(NH42SO4
g、K2HPO4 0. 5g、KH2PO4 0.5g、M
gSO4 0.5g、FeSO4・7H2O 6mg、M
nSO4・4〜6H2O 6mg、酵母エキス 2. 5
g、カザミノ酸 5g、ビオチン 200μg、塩酸チ
アミン 200μg、及び、グルコース 20gを蒸留
水 1lに溶解した〕に植菌し、30〜33℃で12〜
16時間振とう培養(前培養)した。次にA培地100
mlに前培養液を2%植菌し、31℃で5時間振とうし
た後集菌し、アミラーゼ活性測定用培養液とした。
【0065】アミラーゼ活性の測定は市販のアミラーゼ
活性測定キット[アミラーゼ B−テストワコー(和光
純薬社製)]添付のプロトコールに従って行った。アミ
ラーゼ活性測定の結果、pSec1Ewtを導入した菌
体に比較して、pSec1Emtを導入した菌体の培養
上清中の活性は約5倍に上昇しており、配列番号1記載
の塩基配列からなるA断片の活性が著しく高いことを確
認した。
【0066】
【発明の効果】コリネ型細菌由来の、所定の蛋白質を培
地中へ効率よく分泌させるために必要な変異型分泌装置
を構成する蛋白質をコードするDNAが提供され、所定
の蛋白質を培地中へ効率よく分泌生産させる系の構築、
製造法の確立が可能となった。
【0067】
【配列表】
配列番号:1 配列の長さ:153 配列の型:核酸 鎖の数:二本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:Genomic DNA 起源 生物名:ブレビバクテリウム フラバム(Brevibacteriu
m flavum) 株名:MJ233 配列の特徴 特徴を表す記号:peptide 存在位置:1..150 特徴を決定した方法:E 配列 GTG GGA GAA GTC CGT AAG GTT ATT TGG CCT ACT GCG CGC CAG ATG GTC 48 Val Gly Glu Val Arg Lys Val Ile Trp Pro Thr Ala Arg Gln Met Val 1 5 10 15 ACG TAC ACC CTT GTG GTT TTG GGA TTT TTG ATT GTT TTG ACC GCT TTG 96 Thr Tyr Thr Leu Val Val Leu Gly Phe Leu Ile Val Leu Thr Ala Leu 20 25 30 GTG TCT GGT GTG GAT TTC CTA GCT GGT CTT GGA TTT GAG AAG ATT CTG 144 Val Ser Gly Val Asp Phe Leu Ala Gly Leu Gly Phe Glu Lys Ile Leu 35 40 45 ACT CCG TAG 153 Thr Pro 50
【0068】配列番号:2 配列の長さ:50 配列の型:アミノ酸 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド 配列 Val Gly Glu Val Arg Lys Val Ile Trp Pro Thr Ala Arg Gln Met Val 1 5 10 15 Thr Tyr Thr Leu Val Val Leu Gly Phe Leu Ile Val Leu Thr Ala Leu 20 25 30 Val Ser Gly Val Asp Phe Leu Ala Gly Leu Gly Phe Glu Lys Ile Leu 35 40 45 Thr Pro 50
【0069】配列番号:3 配列の長さ:30 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:その他 合成DNA 配列 TTTCTCGAGC GCATTACCTC CTTGCTACTG 30
【0070】配列番号:4 配列の長さ:30 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:その他 合成DNA 配列 TTTGAATTCG ATATCAAGCT TGCACATCAA 30
【0071】配列番号:5 配列の長さ:27 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:その他 合成DNA 配列 TTTGGTACCG ACTTAGATAA AGGTCTA 27
【0072】配列番号:6 配列の長さ:27 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:その他 合成DNA 配列 TTTCTCGAGT GCTGGTAAAA CAACTTT 27
【0073】配列番号:7 配列の長さ:30 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:その他 合成DNA 配列 TTTGGTACCG ATAGCTTACT CCCCATCCCC 30
【0074】配列番号:8 配列の長さ:54 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:その他 合成DNA 配列 TTTGGATCCC AACATATGAA CACCTCCTTT TTATCCGCTC ACAATTCCAC ACAT 54
【0075】配列番号:9 配列の長さ:24 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:その他 合成DNA 配列 TTTCATATGA TTCAAAAACG AAAG 24
【0076】配列番号:10 配列の長さ:24 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:その他 合成DNA 配列 TTTGGATCCT TATTTCTGAA CATA 24
【0077】配列番号:11 配列の長さ:27 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:その他 合成DNA 配列 TTTGGATCCA TGGGAGAAGT CCGTAAG 27
【0078】配列番号:12 配列の長さ:29 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:その他 合成DNA 配列 TTTCCTGCAG GCTACGGAGT CAGAATCTT 29
【0079】配列番号:13 配列の長さ:50 配列の型:アミノ酸 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド 配列 Val Gly Glu Val Arg Lys Val Ile Trp Pro Thr Ala Arg Gln Met Val 1 5 10 15 Thr Tyr Thr Leu Val Val Leu Gly Phe Leu Ile Val Leu Thr Ala Leu 20 25 30 Val Ser Gly Val Asp Phe Leu Ala Gly Leu Gly Val Glu Lys Ile Leu 35 40 45 Thr Pro 50
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI (C12N 1/21 C12R 1:19) (C12N 1/21 C12R 1:13) (C12P 21/02 C12R 1:19)

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 配列番号2のアミノ酸配列における44
    位のアミノ酸残基に相当するアミノ酸残基がフェニルア
    ラニン残基である配列番号2のアミノ酸配列に相当する
    アミノ酸配列を有する蛋白質をコードするDNAであっ
    て、前記蛋白質を含んで構成される分泌装置は、コリネ
    型細菌内で、所定の蛋白質を、配列番号13のアミノ酸
    配列を有する蛋白質を含んで構成される分泌装置よりも
    効率よく分泌させるDNA。
  2. 【請求項2】 配列番号2のアミノ酸配列をコードす
    る、請求項1に記載のDNA。
  3. 【請求項3】 コリネ型細菌がブレビバクテリウム・フ
    ラバム(Brevibacterium flavum)MJ−233である請
    求項1又は2記載のDNA。
  4. 【請求項4】 配列番号1の塩基配列を有する、請求項
    1〜3のいずれかに記載のDNA。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載のDNA
    を導入した、組換えプラスミド。
  6. 【請求項6】 請求項1〜4のいずれかに記載のDNA
    およびコリネ型細菌内で複製増殖機能を司る遺伝子を含
    むDNAを含む、請求項5に記載の組換えプラスミド。
  7. 【請求項7】 請求項5又は6に記載の組換えプラスミ
    ドを保有するコリネ型細菌。
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