JPH01225483A - Recombinant plasmid - Google Patents

Recombinant plasmid

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JPH01225483A
JPH01225483A JP63049867A JP4986788A JPH01225483A JP H01225483 A JPH01225483 A JP H01225483A JP 63049867 A JP63049867 A JP 63049867A JP 4986788 A JP4986788 A JP 4986788A JP H01225483 A JPH01225483 A JP H01225483A
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JP
Japan
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gene
plasmid
fragment
chromosome
nitrogen
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Application number
JP63049867A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Uozumi
魚住 武司
Hidemi Kin
英美 金
Haruhiko Masaki
春彦 正木
Teruhiko Beppu
別府 輝彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KH Neochem Co Ltd
Original Assignee
Kyowa Hakko Kogyo Co Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/195Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from bacteria
    • C07K14/24Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from bacteria from Enterobacteriaceae (F), e.g. Citrobacter, Serratia, Proteus, Providencia, Morganella, Yersinia
    • C07K14/26Klebsiella (G)

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Abstract

PURPOSE:To obtain a microorganism in Klebsiella in which nifL gene is deficient and a promoter is integrated in the upper area of the nifA gene, thus having high nitrogen-fixing ability even in the presence of ammonia. CONSTITUTION:The nifAL operon originating from K. oxytoca, which has been cloned on the plasmid is processed to deactivate nifL gene. At the same time, a recombinant plasmid in which a specific promoter is integrated in the upper area of the nifA gene is introduced into a microorganism having nitrogen- fixing ability to replace with the homologous gene on the chromosome to obtain a microorganism in which the nifL gene on the chromosome is deficient and a specific promoter is integrated in the upper area of the nifA gene on the chromosome. The microorganism is used to develop the nifA gene on the chromosome structurally whereby the inhibition of nitrogen fixation in the presence of ammonia is markedly reduced.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、植物の窒素固定に役立つ微生物ならびに、該
微生物の造成に利用可能な組換え体プラスミドに関する
。従って本発明は、農業分野において有用である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a microorganism useful for nitrogen fixation in plants and a recombinant plasmid that can be used to construct the microorganism. Therefore, the present invention is useful in the agricultural field.

従来技術 植物における窒素固定能の強化についての研究は広く行
われており、遺伝子レベルでの研究も多い。
BACKGROUND OF THE INVENTION Research on enhancing nitrogen fixation ability in plants has been widely conducted, and many studies have been conducted at the genetic level.

窒素固定遺伝子(以下nif遺伝子という)はクレブシ
ェラ(Klebsiella)属に属する微生物、とく
にクレブシェラ・二二−モニエ(K、 pneumon
iae)での研究が進んでいる。第1図にに、 pne
umoniaeのnif遺伝子の構造を模式的に示す。
Nitrogen fixation genes (hereinafter referred to as nif genes) are used in microorganisms belonging to the genus Klebsiella, especially K.
Research on iae) is progressing. In Figure 1, pne
The structure of the nif gene of Umoniae is schematically shown.

17個のnif遺伝子群は全長的23 K b (Ki
l。
The 17 nif genes have a full-length 23 K b (Ki
l.

base pairs)  より成り、n1fK、Dか
らは、ニトロゲナーゼ前駆体が生じる。n i f Q
、 B、 V。
base pair), and a nitrogenase precursor is generated from n1fK and D. nif Q
, B, V.

NおよびEはFaMo補足因子の生成に関与している。N and E are involved in the production of FaMo cofactors.

n1fHはニトロゲナーゼ・レダクターゼ前駆体をコー
ドし、n i f ’vlは同前駆体の活性化に必要で
ある。n1fFは電子伝達体としてのフラボトキシンを
コードし、n1fJはフラボトキシンレダクターゼをコ
ードしている。第1図の中の黒丸および白丸は、プロモ
ーターを表し、それについた矢印はそれぞれのオペロン
からの転写(mRNAの生成)の方向を表している。n
ifAとLの産物は、他のすべてのnif遺伝子のプロ
モーター(黒丸)の発現を調節しており、nifA産物
は活性化因子(activator)として働くが、0
2存在下あるいはアンモニア等のN源が十分に存在する
ときには、ni fL産物がリプレッサとして働く。こ
れは、無駄を防ぐための極めて合目的な調節である。ニ
トロゲナーゼは酸素によってすみやかに失活するので、
02存在下でニトロゲナーゼ系を合成するという無駄を
行わないようになっている。また固定化されたN源が存
在するときには、N、の固定を止めて、エネルギーの無
駄を防ぐようになっている。
n1fH encodes the nitrogenase reductase precursor, and nif'vl is required for its activation. n1fF encodes flavotoxin as an electron carrier, and n1fJ encodes flavotoxin reductase. The black and white circles in FIG. 1 represent promoters, and the arrows attached to them represent the direction of transcription (mRNA production) from each operon. n
The products of ifA and L regulate the expression of the promoters (black circles) of all other nif genes, and the nifA product acts as an activator, but 0
In the presence of 2 or when a sufficient N source such as ammonia is present, the nifL product acts as a repressor. This is a very sensible adjustment to prevent waste. Since nitrogenase is quickly inactivated by oxygen,
This eliminates the waste of synthesizing the nitrogenase system in the presence of 02. Furthermore, when a fixed N source exists, the fixation of N is stopped to prevent wasted energy.

nifLAオペロン自体は、第2図のような、さらに高
次の窒素代謝系全体の制御機構による調節を受けている
。すなわち、アンモニアをアミノ酸へ取り込む酵素とし
て重要なグルタミンシンセターゼ遺伝子(glnA)と
同一のオペロンを形成しているntrB、C遺伝子があ
り、ntrc産物とntrB産物とが共同してnifL
Aオペロンの他、アルギニン、ヒスチジンなどNに富ん
だアミノ酸を吸収資化するための能動輸送に関する遺伝
子(argTr、 dhuA)などの発現を調節してい
る。細胞内のN源が十分な条件では、ntrBCの産物
はこれらの窒素代謝系の遺伝子群に対してリプレッサと
して働き、N源の欠乏した条件では、アクチベータとな
る。このように空中窒素固定のためのnif遺伝子系は
、ntrBCとnifLAによって、2段階に厳重に発
現が調節されているが、これは、窒素固定反応に、多大
のエネルギーを必要とすることの反映であり、特にに源
が不足したとき以外は窒素固定系が発現しないようにな
っている。
The nifLA operon itself is regulated by a higher order control mechanism of the entire nitrogen metabolic system as shown in FIG. That is, there are ntrB and C genes that form the same operon as the glutamine synthetase gene (glnA), which is important as an enzyme that incorporates ammonia into amino acids, and the ntrc and ntrB products cooperate to form nifL.
In addition to the A operon, it regulates the expression of genes related to active transport (argTr, dhuA) for absorbing and assimilating N-rich amino acids such as arginine and histidine. Under conditions where an intracellular N source is sufficient, ntrBC products act as repressors for these genes of the nitrogen metabolic system, and under conditions where an N source is deficient, they act as activators. In this way, the expression of the nif gene system for aerial nitrogen fixation is strictly regulated in two stages by ntrBC and nifLA, and this reflects the fact that the nitrogen fixation reaction requires a large amount of energy. Therefore, the nitrogen fixation system does not develop unless there is a particular shortage of nitrogen sources.

このように窒素固定系を含めた窒素代謝系の遺伝子群は
共通の制御を受けているが、そのためには、プロモータ
ーの側にも何らかの共通構造が存在するはずである。す
でにに、 pneumoniaeのn1fH,’n1f
Dをはじめとして各種のnif遺伝子の塩基配列が発表
されつつあるが、特に、K、 pneumoniaeの
すべてのnifオペロンのプロモータ一部分については
、配列が決定されており、その構造を比較してみると、
転写開始部位の上流−24部位にCTGGCAC,−1
2部位にTTGCAのコンセンサス配列(はぼ共通の配
列)がある。さらにこれらの配列はglnA、dhuA
In this way, the genes of the nitrogen metabolic system, including the nitrogen fixation system, are under common control, and for this to happen, some common structure must exist on the promoter side. Already, pneumoniae's n1fH,'n1f
Nucleotide sequences of various nif genes, including D, are being published, but in particular, the sequences of the promoter portions of all nif operons of K. pneumoniae have been determined, and a comparison of their structures shows that
CTGGCAC, -1 at the -24 site upstream of the transcription start site
There is a TTGCA consensus sequence (common sequence) at two sites. Furthermore, these sequences are glnA, dhuA
.

argTrなど窒素代謝系の遺伝子のプロモーターにも
共通しているが、大腸菌の通常のプロモーターの−35
と−10の部位に存在するコンセンサス配列とは全く異
なっている。なお、第2図のntrA遺伝子はnifL
Aをはじめ、その他の窒素代謝系プロモーターの発現に
共通して必要であり、窒素代謝系遺伝子の共通のプロモ
ーターを認識するための、RNAポリメラーゼのσ因子
をコードしている。
It is also common to the promoters of nitrogen metabolic system genes such as argTr, but -35 of the normal E. coli promoter
The consensus sequence present at the and -10 positions is completely different. Note that the ntrA gene in Figure 2 is nifL.
It encodes the σ factor of RNA polymerase, which is commonly required for the expression of A and other nitrogen metabolic system promoters, and is used to recognize the common promoter of nitrogen metabolic system genes.

非マメ科植物の根圏にassociate (副生)し
て窒素固定する細菌群が最近注目されている。イネ。
Bacteria that associate with the rhizosphere of non-leguminous plants and fix nitrogen have recently attracted attention. Rice.

トウモロコシ、コムギ、イネ科牧草などの根圏のアゾス
ピリルム(Azospiril lum)、  タレブ
シエラ(Klebsiella)、  エンテロバクタ
−([1nterobacter)などである。日本で
もイネの根圏の微生物による窒素固定能が注目され、そ
の能力はイネの品質によって著しく異なることが報告さ
れている。その根圏からはタレブシエラ・オキシト力(
Klebsiellaoxytoca) N G 13
 、アゾスピリルム・リポフェルム(Azospiri
llum lipoferum)  COC8などの窒
素固定菌が単離されている。
These include Azospirillum, Klebsiella, and Enterobacter in the rhizosphere of corn, wheat, grasses, etc. In Japan, the ability of microorganisms to fix nitrogen in the rhizosphere of rice has attracted attention, and it has been reported that this ability varies markedly depending on the quality of the rice. From its rhizosphere, Talebsiella oxytophora (
Klebsiellaoxytoca) N G 13
, Azospiri
Nitrogen-fixing bacteria such as L. llum lipoferum) COC8 have been isolated.

本発明者らはイネ根圏の窒素固定菌に、 oxytoc
aNG13のnif遺伝子をに、 pneumonia
eのn1fKDHをプローブとして検出し、その全ni
f遺伝子群(ni f Q−J、  23Kb)を大腸
菌中でクローン化し、大腸菌中で窒素固定活性を発現さ
せることによって、大腸菌を無窒素培地で生育させるこ
とに成功したく第3図参照) (Agric、Biol
The present inventors introduced oxytoc into nitrogen-fixing bacteria in the rice rhizosphere.
The nif gene of aNG13 was used to induce pneumonia.
n1fKDH of e was detected as a probe, and all of its ni
By cloning the f gene group (ni f Q-J, 23 Kb) in E. coli and expressing nitrogen-fixing activity in E. coli, we would like to succeed in growing E. coli in a nitrogen-free medium (see Figure 3). Agric, Biol
.

Chem、 49.1469 (1985) )。Chem, 49.1469 (1985)).

この遺伝子群を制限酵素切断によって解析した結果、そ
の遺伝子の構造は第1図のに、 pneumoniae
のものと大体おなしであるが、いくつかの制限酵素切断
部位が異なっており、両図のnif遺伝子群の塩基配列
の相同性は96%程度と推定された。
As a result of analyzing this gene group by restriction enzyme digestion, the gene structure was shown in Figure 1.
Although it is roughly the same as the one shown in the figure, some restriction enzyme cleavage sites are different, and the homology between the base sequences of the nif gene group in both figures was estimated to be about 96%.

に、 oxytocaの全nif遺伝子を多コピープラ
スミドp、BR322上に乗せた複合プラスミドp N
 OW25を持つ大腸菌のニトロゲナーゼ活性(アセチ
レン還元能)は、K、oxytoca NG l 3の
約10分の1程度であり、nif遺伝子のコピー数を増
やすだけでは、窒素固定活性は向上しなかった。これは
、大腸菌体内の生理的状態が、複雑な窒素固定系の遺伝
子群の発現のために必ずしも最適ではないことによると
考えられる。また、窒素固定反応のためには多大のエネ
ルギーを必要とするので、エネルギー供給の面が律速に
なっている可能性もある。
In addition, a multicopy plasmid p carrying all nif genes of oxytoca, and a composite plasmid pN carrying BR322.
The nitrogenase activity (acetylene reducing ability) of E. coli having OW25 was about one-tenth that of K, oxytoca NG l 3, and nitrogen fixation activity was not improved simply by increasing the copy number of the nif gene. This is thought to be because the physiological conditions within E. coli are not necessarily optimal for the expression of the complex nitrogen fixation system genes. Furthermore, since nitrogen fixation reactions require a large amount of energy, energy supply may be the rate limiting factor.

根圏菌の窒素固定能を改良するもう一つの方法は、ni
fA遺伝子を切り出して、構成的なプロモーターにつな
いで発現させることである。これによってアンモニアに
よるリフツッ7ヨンが解除されて、アンモニア存在下で
もKN固定が発現するはずである。本発明者らはに、o
xytoca NG 13のnifA遺伝子をpACY
C184のテトラサイクリン抵抗性遺伝子プロモーター
に連結してpNOW?Aを作成した。これを各種の菌に
導入し、K、oxytoca  NG 13  (pN
OW? A) 、 K。
Another way to improve the nitrogen fixing ability of rhizosphere bacteria is to use ni
This involves cutting out the fA gene, connecting it to a constitutive promoter, and expressing it. This should release the ammonia-induced rift and cause KN fixation to occur even in the presence of ammonia. The inventors o
xytoca NG 13 nifA gene to pACY
pNOW? is linked to the C184 tetracycline resistance gene promoter. I created A. This was introduced into various bacteria, and K, oxytoca NG 13 (pN
OW? A), K.

pneumoniae  UNF714  (pNOW
7A)およびε、coli KO60(pNOW25.
 pNOW?A)の窒素固定活性を測定したところ、ア
ンモニア存在下においては、アンモニア不存在下に比べ
て1〜20%程度の窒素固定能を示した〔日本農芸化学
会昭和59年度大会講演IH−10(1984)、 A
gric。
pneumoniae UNF714 (pNOW
7A) and ε, coli KO60 (pNOW25.
pNOW? When the nitrogen fixing activity of A) was measured, it showed that in the presence of ammonia, the nitrogen fixing ability was about 1 to 20% higher than that in the absence of ammonia [Japan Agricultural Chemistry Society 1981 Conference Lecture IH-10 ( 1984), A.
gric.

8io1. Che+++、、  50.1539〜1
544.  (1986)]。
8io1. Che+++,, 50.1539~1
544. (1986)].

pNOW?Aを持たない場合には、アンモニア存在下で
は窒素固定活性は完全に抑制されるので、ni fA遺
伝子の構成的な発現の効果は確かに認められたが、窒素
固定活性の発現は十分ではなかった。この系においては
、いずれも染色体上にnifL遺伝子が存在しているの
で、アンモニア存在下における阻害効果があられれたも
のと考えられる。
pNOW? In the absence of A, nitrogen fixation activity is completely suppressed in the presence of ammonia, so although the effect of constitutive expression of the ni fA gene was certainly observed, the expression of nitrogen fixation activity was not sufficient. Ta. In this system, since the nifL gene is present on the chromosome, it is thought that the inhibitory effect was exerted in the presence of ammonia.

Klebsiella oxytoca  NG 13
のnifLAオペロンのヌクレオチド配列については、
本発明者らによってMat、Gen、Genet、  
(1986) 205 : 253−259に開示され
ている。
Klebsiella oxytoca NG 13
For the nucleotide sequence of the nifLA operon,
Mat, Gen, Genet,
(1986) 205:253-259.

発明が解決しようとする課題 根圏菌の窒素固定能を改良する方法の開発が望まれてい
る。前述のごと(K、oxytocaに活性化遺伝子n
ifAを構成的に発現する多コピープラスミドを導入す
ると窒素固定能がある程度強化されるが、実際は、アン
モニア存在下における阻害作用があり、アンモニア存在
下では窒素固定化能力は約20%に減ってしまう。
Problems to be Solved by the Invention It is desired to develop a method for improving the nitrogen fixing ability of rhizosphere bacteria. As mentioned above (K, activated gene n in oxytoca
Introduction of a multicopy plasmid that constitutively expresses ifA enhances nitrogen fixation ability to some extent, but in reality, it has an inhibitory effect in the presence of ammonia, and the nitrogen fixation ability is reduced to about 20% in the presence of ammonia. .

課題を解決するための手段 本発明によれば、プラスミド上にクローン化したに、 
oxytoca由来のnifLAオペロンを加工してn
ifL遺伝子を失活させるとともに、nifA遺伝子の
上流に特定のプロモーターを組み込んだ組換え体プラス
ミドを、K、 oxytocaに属し、窒素固定能を有
する微生物に導入して、染色体上の相同遺伝子と組み換
えることによって染色体上のnifL遺伝子を欠損させ
、かつ染色体のnifA遺伝子の上流に特定のプロモー
ターを組み込んだ微生物が提供される。この微生物を用
いれば、染色体上のnifA遺伝子を構成的に発現させ
ることにより、アンモニア存在下における窒素固定能の
阻害を著しく減少させることができる。
Means for Solving the Problems According to the present invention, cloned onto a plasmid,
oxytoca-derived nifLA operon was engineered to produce n
The ifL gene is inactivated and a recombinant plasmid with a specific promoter incorporated upstream of the nifA gene is introduced into a microorganism that belongs to K. oxytoca and has nitrogen fixation ability, and is recombined with the homologous gene on the chromosome. This provides a microorganism in which the nifL gene on the chromosome is deleted and a specific promoter is incorporated upstream of the nifA gene on the chromosome. Using this microorganism, inhibition of nitrogen fixation ability in the presence of ammonia can be significantly reduced by constitutively expressing the nifA gene on the chromosome.

このように、染色体上の窒素固定遺伝子を改造した微生
物に、さらにnifA遺伝子上流に構成的プロモーター
を組み込んだ組換え体プラスミドを導入することにより
、アンモニア存在下においても窒素固定能を完全に発現
させることができる微生物を得ることができることを見
出し本発明を完成するに至った。
In this way, by introducing a recombinant plasmid containing a constitutive promoter upstream of the nifA gene into a microorganism that has modified the nitrogen-fixing gene on its chromosome, it is possible to fully express nitrogen-fixing ability even in the presence of ammonia. The present inventors have discovered that it is possible to obtain microorganisms that can produce the desired results, leading to the completion of the present invention.

以下本発明の詳細な説明する。The present invention will be explained in detail below.

本発明は、マーカーで欠損させたni fL遺伝子、n
ifA遺伝子およびnifA遺伝子の上流に組み込んだ
プロモーターとを含む組換え体プラスミドを提供する。
The present invention provides the nifL gene deleted with a marker, n
A recombinant plasmid containing the ifA gene and a promoter integrated upstream of the nifA gene is provided.

本発明の組換え体プラスミドは、クレブシェラ真に属し
、窒素固定能を有する微生物に導入して、染色体上の相
同遺伝子と組み換えることによって、染色体上のnif
L遺伝子を欠損させた微生物を得ることができる。この
微生物は、染色体上のnifA遺伝子を構成的に発現さ
せることができ、アンモニア存在下における窒素固定能
の阻害が著しく軽減される。
The recombinant plasmid of the present invention is introduced into a microorganism that belongs to Klebsiella species and has nitrogen-fixing ability, and by recombining with a homologous gene on the chromosome,
A microorganism lacking the L gene can be obtained. This microorganism can constitutively express the nifA gene on its chromosome, and inhibition of nitrogen fixation ability in the presence of ammonia is significantly reduced.

本発明の組換え体プラスミドの具体的−例としては、プ
ラスミドpNOY9cmと名づけだプラスミドがあげら
れる。
A specific example of the recombinant plasmid of the present invention is a plasmid named plasmid pNOY9cm.

pNOY9cmは、下記のとおり構築される(第4図参
照)。
pNOY9cm is constructed as follows (see Figure 4).

(1)プラスミドpNoys−Te tの構築プラスミ
ドpBR322を制限酵素、 E3afIおよび5Sp
lで消化し、アガロース電気泳動法により約1.6 K
 bのDNA断片(以下断片aという)を回収する。
(1) Construction of plasmid pNoys-Tet Plasmid pBR322 was digested with restriction enzymes, E3afI and 5Sp.
1.6 K by agarose electrophoresis.
Collect the DNA fragment b (hereinafter referred to as fragment a).

一方プラスミドpNOY8を制限酵素C1aIで切断し
、アガロース電気泳動法により約8.0KbのDNA断
片を回収する。S1ヌクレアーゼを用いてこのD N 
A断片の末端を平滑化する。
On the other hand, plasmid pNOY8 is cut with restriction enzyme C1aI, and a DNA fragment of about 8.0 Kb is recovered by agarose electrophoresis. This DN using S1 nuclease
Blunt the ends of the A fragment.

フェノールおよびエーテルによる抽出およびエタノール
による沈殿で回収した沈殿にアルカリフォスファターゼ
を作用させ、アガロース電気泳動法により、平滑末端の
リン酸を除去した約8、QKbのDNA断片(以下断片
すという)を回収する。
The precipitate recovered by extraction with phenol and ether and precipitation with ethanol is treated with alkaline phosphatase, and a DNA fragment of about 8, QKb (hereinafter referred to as fragment) from which blunt-end phosphates have been removed is recovered by agarose electrophoresis. .

断片aおよび断片すをT41Jガーゼを用いて結合させ
、結合物を用いて大腸菌JM105を形質転換し、形質
転換体から約9.6 K bのプラスミドpNOY8−
Te tを得る。
Fragment a and fragment A were ligated using T41J gauze, the ligated product was used to transform Escherichia coli JM105, and a plasmid pNOY8- of approximately 9.6 Kb was obtained from the transformant.
Get Te t.

(2)プラスミドpNOY9の構築 プラスミドpNOY8を制限酵素PvuIIで切断し、
アガロース電気泳動法により約L 6 K bのDNA
断片を回収する。このDNA断片とリン酸化した)(i
ndI[Iリンカ−とをT4リガーゼを用いて結合させ
、結合物にKpn IとHindllJを加え消化反応
を行い、アガロース電気泳動法により、約620bpの
DNA断片(断片1)を回収する。
(2) Construction of plasmid pNOY9 Plasmid pNOY8 was cut with restriction enzyme PvuII,
Approximately L 6 Kb of DNA was determined by agarose electrophoresis.
Collect the fragments. phosphorylated with this DNA fragment) (i
ndI [I linker is ligated using T4 ligase, Kpn I and HindllJ are added to the ligated product, a digestion reaction is performed, and a DNA fragment of approximately 620 bp (fragment 1) is recovered by agarose electrophoresis.

一方、pNOY8−Te tをKpn IとNcoIで
消化し、アガロース電気泳動法により約800bpのD
 N A断片と約8.8 K bのDNA断片(断片2
)を得る。約800bpのDNA断片はさらにpvu[
で切断し、アガロース電気泳動法により176bl)の
DNA断片(断片3)を回収する。
On the other hand, pNOY8-Tet was digested with Kpn I and Nco I, and approximately 800 bp of D
NA fragment and approximately 8.8 Kb DNA fragment (fragment 2
). The approximately 800 bp DNA fragment is further pvu[
A 176 bl) DNA fragment (fragment 3) is recovered by agarose electrophoresis.

さらにプラスミドpYEJOO1をHind■および5
spIにより消化し、アガロース電気泳動法により約3
00bp (計算上は276bp)のDNA断片(断片
4)を回収する。
Additionally, plasmids pYEJOO1 were transformed into Hind■ and 5
Digested with spI and analyzed by agarose electrophoresis to approximately 3
A DNA fragment (fragment 4) of 00 bp (calculated 276 bp) is recovered.

上記で得られる4つのDNA断片をT4リガーゼを用い
て結合し、結合物を用いて大腸菌JMI O5を形質転
換させ、形質転換体から常法に従ってプラスミドpNO
Y9を回収する。
The four DNA fragments obtained above were ligated using T4 ligase, the ligated product was used to transform Escherichia coli JMI O5, and the plasmid pNO was extracted from the transformant according to a standard method.
Collect Y9.

(3)プラスミド1)NOV9C+nの構築プラスミド
pNOY9を制限酵素Sca Iで切断後、アルカリフ
ォスファターゼを用いて末端のリン酸を除去し、アガロ
ース電気泳動法により約9.9 K bのDNA断片を
回収する。
(3) Plasmid 1) Construction of NOV9C+n After cutting plasmid pNOY9 with restriction enzyme Sca I, remove the terminal phosphate using alkaline phosphatase, and collect a DNA fragment of about 9.9 Kb by agarose electrophoresis. .

一方ブラスミドpBR328を制限!i!Hha工で切
断し、フェノールで蛋白を失活させ、前述と同様にエタ
ノールによる沈殿を行う。この沈殿にdATP、dCT
P、dGTP、dTTPおよびT4DNAポリメラーゼ
を作用させ、DNA末端を平滑末端にする。この平滑化
したDNA断片と上記で得られるDNA断片とをT4リ
ガーゼにより結合させ、この結合物を用いて大腸菌JM
I 05を形質転換し、形質転換体から約11.35K
bのプラスミドpNOY9cmを得る。
On the other hand, limit plasmid pBR328! i! The protein is cleaved with HHA, the protein is inactivated with phenol, and the protein is precipitated with ethanol in the same manner as described above. This precipitate contains dATP and dCT.
P, dGTP, dTTP and T4 DNA polymerase are applied to make the DNA ends blunt. This blunted DNA fragment and the DNA fragment obtained above were ligated using T4 ligase, and the ligated product was used to infect E. coli JM.
About 11.35K was transformed from the transformant.
Obtain the plasmid pNOY9cm of b.

本発明は、また上記組換え体プラスミドを導入した微生
物を提供する。
The present invention also provides a microorganism into which the above recombinant plasmid has been introduced.

微生物としては、組換え体プラスミドのnif遺伝子が
アンモニアの存在下で効率的に発現できるものならいか
なるものも用いることができる。具体的に好適な菌株と
しては、Klebsiellaoxytoca NG 
13があげられる。Klebsiel 1aoxyto
ca NG 13および上記組換え体プラスミドを用い
てKlebsiella oxytoca NG 13
を形質転換して得られる形質転換株に、oxytoca
 Rl 6はそれぞれ微工研にFERM  BP−17
40および1741として昭和63年2月17日付で寄
託しである。
Any microorganism can be used as long as the nif gene of the recombinant plasmid can be expressed efficiently in the presence of ammonia. A specifically preferred strain is Klebsiellaoxytoca NG
13 can be given. Klebsiel 1aoxyto
Klebsiella oxytoca NG 13 using Klebsiella oxytoca NG 13 and the above recombinant plasmid.
The transformed strain obtained by transforming oxytoca
Rl 6 is FERM BP-17 to FIKEN respectively.
40 and 1741 on February 17, 1988.

本発明の組換え体微生物にさらに、nifA遺伝子のみ
を組み込んだプラスミドを導入することにより、アンモ
ニア存在下における窒素固定能の阻害をほとんど回避す
ることができる。
By further introducing a plasmid incorporating only the nifA gene into the recombinant microorganism of the present invention, inhibition of nitrogen fixation ability in the presence of ammonia can be largely avoided.

nifA遺伝子を組み込んだプラスミドとしては、微生
物中でnifA遺伝子が発現できるものならいかなるプ
ラスミドも用いることができる。具体的−例としては、
プラスミドpNOA102があげられる。プラスミドp
NOA102は第5図に示した制限地図により特定され
るもので、下記の方法により製造される。
As the plasmid incorporating the nifA gene, any plasmid that can express the nifA gene in microorganisms can be used. Specific - for example,
Examples include plasmid pNOA102. plasmid p
NOA 102 is specified by the restriction map shown in FIG. 5, and is manufactured by the method described below.

プラスミドpNOA lを制限酵素Tthlll■で切
断し、前述と同様にしてS1ヌクレアーゼで末端を平滑
化して、アガロース電気泳動法により約1.8 K b
のDNA断片(断片イ)を回収する。
The plasmid pNOA1 was cut with the restriction enzyme Tthllll, the ends were blunted with S1 nuclease in the same manner as above, and the size was reduced to about 1.8 K b by agarose electrophoresis.
Collect the DNA fragment (fragment A).

一方、プラスミドpBR328を制限酵素PvuI[、
EcoRVで切断し、アルカリフォスファターゼで末端
のリン酸を除去し、アガロース電気泳動法により約3.
3 K bのDNA断片(断片口)を回収する。
On the other hand, plasmid pBR328 was transformed with restriction enzyme PvuI [,
It was cleaved with EcoRV, the terminal phosphate was removed with alkaline phosphatase, and about 3.
A 3 Kb DNA fragment (fragment opening) is recovered.

両断片をT4リガーゼで結合する。結合物を用いて大腸
菌JMI 05を形質転換し、形質転換株から約5.2
 K bのプラスミドpNOA101を回収する。
Both fragments are ligated with T4 ligase. The conjugate was used to transform E. coli JMI 05, and approximately 5.2
K b plasmid pNOA101 is recovered.

プラスミドpNOA101を制限酵素Sca工で切断し
、アガロース電気泳動法により約5、2 K bのDN
A断片を回収する。pBR328を制限酵素HhaIで
切断し、アガロース電気泳動法で約1.6 K bのD
NA断片を回収する。
Plasmid pNOA101 was cut with the restriction enzyme Sca, and a DNA of approximately 5.2 Kb was obtained by agarose electrophoresis.
Collect A fragment. pBR328 was cut with the restriction enzyme HhaI, and a D of approximately 1.6 K b was obtained by agarose electrophoresis.
Collect NA fragments.

両DNA断片をT4リガーゼを用いて結合させ、結合物
を用いて大腸菌JM105を形質転換させ形質転換株か
らプラスミドpNOA102を回収する。
Both DNA fragments are ligated using T4 ligase, E. coli JM105 is transformed using the ligated product, and plasmid pNOA102 is recovered from the transformed strain.

K、oxytoca R16ヘのプラスミドp’NOA
 102の導入; Ca Cj’ 2による形質転換法(Norgard、
 14. V、。
K, plasmid p'NOA to oxytoca R16
Introduction of 102; Transformation method with Ca Cj'2 (Norgard,
14. V.

Keem、 K、、Monahan、 Jj、Gene
 3.279 (1978) )により得られたに、o
xytoca R16(pNOA102)はFERM 
 BP−1742として昭和63年2月17日付で微工
研に寄託しである。
Keem, K., Monahan, J.J., Gene
3.279 (1978)), o
xytoca R16 (pNOA102) is FERM
It was deposited as BP-1742 at the Institute of Fine Technology on February 17, 1988.

上記組換え技法にあける反応の条件は、−船釣に下記の
とおりである。
The reaction conditions for the above recombinant technique are as follows.

DNAの制限酵素による消化反応は通常0.1〜20■
のDNAを2〜200mM(好ましくは10〜40mM
)のTr i 5−HCl (pH6,0〜9.5好ま
しくはp H7,0〜8.0)、0〜200mMのNa
Cl、2〜20mM (好ましくは5〜10mM)のM
 g C12を含む反応液中で、制限酵素0.1〜10
0単位(好ましくは1μgのDNAに対して1〜3単位
)を用い、20〜70℃(至適温度は用いる制限酵素に
より異なる)において、15分間〜24時間行う。
The digestion reaction of DNA with restriction enzymes is usually 0.1 to 20
of DNA at 2-200mM (preferably 10-40mM
) of Tri 5-HCl (pH 6,0-9.5 preferably pH 7,0-8.0), 0-200mM Na
Cl, M of 2-20mM (preferably 5-10mM)
g Restriction enzyme 0.1-10 in the reaction solution containing C12
The reaction is carried out using 0 units (preferably 1 to 3 units per 1 μg of DNA) at 20 to 70°C (the optimum temperature varies depending on the restriction enzyme used) for 15 minutes to 24 hours.

反応の停止は、通常55〜75℃で、5〜30分間加熱
することによるが、フェノールまたはジエチルピロカー
ボネートなどの試薬により制限酵素を失活させる方法も
用いることができる。
The reaction is usually stopped by heating at 55 to 75° C. for 5 to 30 minutes, but a method of inactivating the restriction enzyme with a reagent such as phenol or diethylpyrocarbonate can also be used.

制限酵素消化によって生じたDNA断片の精製は、低融
点アガロースゲル電気泳動法(LGT法)〔エル・ライ
スラング−(L、Wieslander):アナリティ
カル・バイオケミストリイ(^nalytical B
iochemistry) 98.305 (1979
))やポリアクリルアミドゲル電気泳動法〔エイ・エム
・マキサム(A、 M、 Maxam)ら:プロシーデ
ィング・オブ・ザ・ナショナル・アカデミイ・オブ・サ
イエンx (Proc、 Natl、 Acad、 S
ci、)。
Purification of DNA fragments generated by restriction enzyme digestion was performed using low melting point agarose gel electrophoresis (LGT method) [L, Wieslander: analytical biochemistry (^analytical B
iochemistry) 98.305 (1979
)) and polyacrylamide gel electrophoresis [A, M, Maxam et al.: Proceedings of the National Academy of Sciences x (Proc, Natl, Acad, S
ci,).

USA 74.560 (1977)Eなどによって行
う。
USA 74.560 (1977) E, etc.

DNA断片の結合反応は、2〜200mM(好ましくは
10〜40mM)のTr i 5−HCI(pH6,1
〜9.5、好ましくはpH7,0〜8.0)。
The DNA fragment binding reaction is carried out using 2 to 200 mM (preferably 10 to 40 mM) Tri 5-HCI (pH 6,1
~9.5, preferably pH 7.0-8.0).

2〜20mM(好ましくは5〜10mM)のMgC1x
、0.1〜10mM (好ましくは0.5〜2.0mM
)のATP、I 〜50mM (好ましくは5〜lom
M)のジチオスレイトールを含む反応液中で、T4DN
Aリガーゼ0.3〜10単位を用い、1〜37℃(好ま
しくは3〜20℃)で15分間〜72時間(好ましくは
2〜20時間)行う。
2-20mM (preferably 5-10mM) MgClx
, 0.1-10mM (preferably 0.5-2.0mM
) of ATP, I ~50mM (preferably 5~lom
M) in the reaction solution containing dithiothreitol, T4DN
Using 0.3 to 10 units of A ligase, the reaction is carried out at 1 to 37°C (preferably 3 to 20°C) for 15 minutes to 72 hours (preferably 2 to 20 hours).

なお、消化反応、結合反応の条件はここに記載された以
外でも、市販の場合、供給者が示す条件に従って行うこ
とができる。
Note that the conditions for the digestion reaction and binding reaction may be other than those described here, and in the case of commercially available products, they can be carried out according to the conditions indicated by the supplier.

結合反応によって生じた組換え体プラスミドDNAは、
必要によりlJorgardらの形質転換法(Gene
、  3.279 (1978))によって、大腸菌ま
たはKlebsiella oxytocaに導入する
The recombinant plasmid DNA produced by the ligation reaction is
If necessary, the transformation method of Jorgard et al. (Gene
, 3.279 (1978)) into E. coli or Klebsiella oxytoca.

組換え体プラスミドDNAを持つ大腸菌から該DNAの
単離は、ハンフレイズ(Humphreys)らの方法
(Biochim、 Biophys、 Acta、 
383.457(1975) 3あるいはバーンボイム
らの方法〔エイチ・シー・バーンボイム(HoC,Bi
rnboim)  ら:ヌクレイック・アシッド・リサ
ーチ(NucleicAcids Res、)ユ、 1
513 (1979) 〕などを用いて行う。
Isolation of recombinant plasmid DNA from Escherichia coli can be carried out using the method of Humphreys et al. (Biochim, Biophys, Acta,
383.457 (1975) 3 or Birnboim et al.'s method [HoC, Bi
rnboim) et al.: Nucleic Acids Res, 1
513 (1979)].

プラスミドDNAを1〜10種類の制限酵素で消化後ア
ガロースゲル電気泳動あるいはポリアクリルアミドゲル
電気泳動により切断部位を調べる。さらにDNAの塩基
配列を決定する必要があるときはM13ファージベクタ
ーを用いるサンガー(Sanger)  らの方法〔プ
ロシーディング・オブ・ヂ・ナショナル・アカデミイ・
オブ・サイエンス(Proc、 Natl、 Acad
、Sci、)。
After digesting plasmid DNA with 1 to 10 types of restriction enzymes, the cleavage site is examined by agarose gel electrophoresis or polyacrylamide gel electrophoresis. Furthermore, when it is necessary to determine the base sequence of DNA, the method of Sanger et al. [Proceedings of the National Academy of Sciences] using M13 phage vector is used.
of Science (Proc, Natl, Acad)
, Sci.).

74、5463〜5467 (1977) 〕によって
決定する。
74, 5463-5467 (1977)].

本発明における窒素固定活性はアセチレン還元による方
法(Uozumi et al、、 Agric、Bi
ol。
The nitrogen fixation activity in the present invention is determined by a method using acetylene reduction (Uozumi et al., Agric, Bi
ol.

Chem、 50.1539〜1544 (1986)
 〕により行う。
Chem, 50.1539-1544 (1986)
].

以下本発明の実施例を示す。Examples of the present invention will be shown below.

実施例1゜ プ5スミ)’pNOY8−Te tcDIIiニブラス
ミドpBR322の2■と制限酵素Bal■ (全酒造
社製、1009A)10単位とを204のBal I緩
衝液(組成:20mM  Tris’  −HCl、7
mM MgC(lx、7mM  2−メルカプトエタノ
ール、pH8,5)に入れ、37℃で1時間反応させた
。さらに制限酵素5spi  にッポンジーン、311
−01102)10単位と20薦のSsp I緩衝液(
組成:100mMNaC1,10mM  Tris−H
Cl、  10mMM g Cj! 2. 10 mM
  2−メルカブトエタ/ −ル。
Example 1)'pNOY8-TetcDIIi 2■ of Nibrasmid pBR322 and 10 units of restriction enzyme Bal■ (manufactured by Zenshuzo Co., Ltd., 1009A) were mixed with 204 Bal I buffer (composition: 20mM Tris'-HCl, 7
The mixture was placed in mM MgC (lx, 7mM 2-mercaptoethanol, pH 8,5) and reacted at 37°C for 1 hour. Furthermore, restriction enzyme 5spi Nippon Gene, 311
-01102) 10 units and 20 units of Ssp I buffer (
Composition: 100mM NaCl, 10mM Tris-H
Cl, 10mM g Cj! 2. 10mM
2-Mercabutoeta/-r.

p H7,5)とを加え、37℃で1時間反応させた後
、反応液からアガロース電気泳動法(Sharp et
at、バイオケミストリイ(Bioche+n1str
y旦: 3055(1973) )により約1.6 K
 bのDNA断片(Chen。
After reacting at 37°C for 1 hour, the reaction solution was subjected to agarose electrophoresis (Sharp et al.
at, Biochemistry (Bioche+n1str)
Approximately 1.6 K by ydan: 3055 (1973)
DNA fragment of b (Chen.

C,W、et al、、 Anal、Biochem、
、 101 : 339 (1980))Iggを回収
した。これを断片(a)という。
C,W,et al,, Anal,Biochem,
, 101: 339 (1980)). This is called fragment (a).

一方ブラスミドpNOY8 [Mo1.Gen、Gen
et、。
On the other hand, plasmid pNOY8 [Mo1. Gen, Gen
etc.

205、253−259(1986))の20■と制限
酵素C1aI (全酒造社製、1034A)50単位と
を504のC1aI緩衝液(組成:10mM  Tri
s−HCI、7mM MgCj!z、50mM NaC
j!。
504 C1aI buffer (composition: 10mM Tri
s-HCI, 7mM MgCj! z, 50mM NaC
j! .

p H8,0)に入れ、37℃で1時間反応させた後、
反応液からアガロース電気泳動法により約8. OK 
bのDNA断片約10■を回収した。このDNA断片に
81ヌクレアーゼ(全酒造社製、241OA)15単位
と31ヌクレアーゼ緩衝液(組成:30mM酢酸ナトリ
ウム、100mM  NaC1,1mM Z n S 
04.  pH4,6)を加え100μf2にし、22
℃で2時間反応させ、末端を平滑化した。
pH 8,0) and reacted at 37°C for 1 hour,
Approximately 8. OK
Approximately 10 μg of DNA fragment b was recovered. To this DNA fragment, 15 units of 81 nuclease (manufactured by Zenshuzo Co., Ltd., 241OA) and 31 nuclease buffer (composition: 30mM sodium acetate, 100mM NaCl, 1mM ZnS) were added.
04. pH 4,6) to make it 100 μf2, 22
The ends were blunted by reacting at ℃ for 2 hours.

この反応液に同容量のフェノール(Molecular
Cloning、  Co1d  Spring  H
arbor  Laboratory  (1982)
Add the same volume of phenol (Molecular) to this reaction solution.
Cloning, Co1d Spring H
Arbor Laboratory (1982)
.

p、 43gに記載の方法に従い調製〕を加え、室温で
2〜3分間振盪して蛋白を失活させた。遠心分離(15
,00Orpm、  5分間)シテ水層ヲ取す除キ、残
存するフェノールをエーテルで抽出したのち、2.5倍
容量のエタノールと終濃度300mMの酢酸ナトリウム
を加え、エタノール沈殿させたく以下エタノール沈殿法
という)。沈殿を204のIM  Tris−HCI 
 (pH9)に溶かした後、アルカリフォスファターゼ
(全酒造社製、211OA)2単位を加え、65℃で4
0分間反応させた後、アガロース電気泳動を行い、平滑
末端のリン酸を除去した約3.Q K bのDNA断片
5■を回収した。これを断片(ロ)という。
[prepared according to the method described in p. 43g] was added and shaken at room temperature for 2 to 3 minutes to inactivate the protein. Centrifugation (15
After removing the aqueous layer and extracting the remaining phenol with ether, add 2.5 times the volume of ethanol and sodium acetate with a final concentration of 300 mM to precipitate the mixture with ethanol.The following ethanol precipitation method is used. ). Precipitate with 204 IM Tris-HCI
(pH 9), add 2 units of alkaline phosphatase (manufactured by Zenshuzo Co., Ltd., 211OA), and heat at 65°C for 4 hours.
After reacting for 0 minutes, agarose electrophoresis was performed to remove blunt-end phosphates. Five DNA fragments of Q K b were recovered. This is called a fragment (b).

断片(a) 0.5 ttg、断片(b)0.5Agお
よびT4リガーゼ(全酒造社製、211OA)1単位を
40gのりガーゼ緩衝液〔組成: 0.66M Tr 
i s−HCI(pH7,6)、50mM  Mg(1
2,50m、Mジチオスレイトール、’  10mM 
 ATP:Iに入れ4℃で16時間反応させた。
Fragment (a) 0.5 ttg, fragment (b) 0.5Ag and 1 unit of T4 ligase (manufactured by Zenshuzo Co., Ltd., 211OA) in 40g of glue gauze buffer [composition: 0.66M Tr
i s-HCI (pH 7,6), 50mM Mg (1
2,50m, M dithiothreitol, '10mM
The mixture was added to ATP:I and reacted at 4°C for 16 hours.

コノ反応液を用いて、大腸菌J M 105 (Ame
rsham社製)を形質転換(Norgard、 MJ
、、 et al、、 Gene3、279 (197
8)) L、形質転換体からバーンボイム(Birnb
oim)  らの方法(Nucleic Ac1ds 
Res、 7: 1513 (1979) )に従って
プラスミドpNOY8−”ratを得た。
Escherichia coli JM 105 (Ame
rsham) was transformed (Norgard, MJ
,, et al,, Gene3, 279 (197
8)) Birnboim (Birnb) from L, transformant
oim) et al.'s method (Nucleic Ac1ds
Res, 7: 1513 (1979)) plasmid pNOY8-''rat was obtained.

実施例2゜ プラスミドpNOY9Cmの構築: プラスミFpNOY8(71)10ggと制限酵素Pv
u■(全酒造社製、1076A)10単位とを304の
PvuII緩衝液(組成:100mMTris−HC(
1,7mM MgC1x、60mM NaC1゜7mM
  2−メルカプトエタノール、pH7,5)に入れ3
7℃で2時間反応させた後、反応液からアガロース電気
泳動法により約1.6 K bのDNA断片5Rを回収
した。これにリン酸化Hind■リンカ−(12mar
、  New England Biolabs社IM
Example 2 Construction of plasmid pNOY9Cm: 10 gg of plasmid FpNOY8 (71) and restriction enzyme Pv
u■ (manufactured by Zenshuzo Co., Ltd., 1076A) 10 units and 304 PvuII buffer (composition: 100mM Tris-HC (
1,7mM MgC1x, 60mM NaC1゜7mM
2-Mercaptoethanol, pH 7,5)
After reacting at 7°C for 2 hours, DNA fragment 5R of about 1.6 Kb was recovered from the reaction solution by agarose electrophoresis. This is followed by a phosphorylated Hind linker (12mar
, New England Biolabs IM
.

#1098)  lx、 ATP  10mM、  リ
ガーゼ緩衝液40μQおよびT4’Jガーゼ2単泣を加
え、4℃で16時間反応させた後、65℃で15分間加
熱して酵素を失活させた。この反応液にKpnI (全
酒造社製、1068)2単位を加え、37℃で1時間反
応させた。これに終濃度50mMのNaCj!およびH
indIII  2単位を加えて、37℃で1時間反応
させた後アガロース電気泳動を行い、約620bpのD
NA断片1埒を回収した。
#1098) lx, 10 mM ATP, 40 μQ of ligase buffer, and T4'J gauze 2 were added, and the mixture was reacted at 4°C for 16 hours, and then heated at 65°C for 15 minutes to inactivate the enzyme. Two units of KpnI (manufactured by Zenshuzo Co., Ltd., 1068) were added to this reaction solution, and the mixture was reacted at 37° C. for 1 hour. Add to this NaCj at a final concentration of 50mM! and H
After adding 2 units of indIII and reacting at 37°C for 1 hour, agarose electrophoresis was performed, and approximately 620 bp of D
One piece of NA fragment was recovered.

これを断片1という。This is called fragment 1.

プラスミドpNOY8−Tet  5gとKpn I5
ML位とを20dのKpn I緩衝液(6mMTris
−HCj2.6mM  Mg(J!x、6mM2−メル
カプトエタノール、pH7,5)に加え、37℃で1時
間反応した。これにNcol(を酒造社製、1160A
)5単位を加え37℃で1時間反応を行い、アガロース
電気泳動を行って、約800bpのDNA断片約2■と
約8.8 K bのDNA断片(断片2)約2Itgと
を回収した。約800bpの断片1xrとPvuI[1
単位とをPvu[緩衝液20111に入れ、37℃で1
時間反応させ、アガロース電気泳動法で176bl)の
DNA断片を回収した。これを断片3という。
Plasmid pNOY8-Tet 5g and Kpn I5
ML and 20 d of Kpn I buffer (6mM Tris
-HCj was added to 2.6mM Mg (J!x, 6mM 2-mercaptoethanol, pH 7,5) and reacted at 37°C for 1 hour. Add Ncol (manufactured by Shuzo Co., Ltd., 1160A
), 5 units were added, the reaction was carried out at 37° C. for 1 hour, and agarose electrophoresis was performed to recover about 2 μ of a DNA fragment of about 800 bp and about 2 Itg of a DNA fragment of about 8.8 Kb (fragment 2). About 800 bp fragment 1xr and PvuI[1
units and Pvu [buffer 20111, at 37°C for 1
The reaction mixture was allowed to react for several hours, and 176 bl) of DNA fragments were collected by agarose electrophoresis. This is called fragment 3.

プラスミドpYEJOO1(ファルマシア・ファイン・
ケミカル社製、ロットNα27−4928−01)5J
tg、HindI[[5単位および5sp15単位を4
0Jdlの5spI緩衡液に入れ、37℃で1時間反応
させ、アガロース電気泳動法により約300bpのDN
A断片約3■を回収した。これを断片4という。
Plasmid pYEJOO1 (Pharmacia Fine
Manufactured by Chemical Co., Lot Nα27-4928-01) 5J
tg, HindI[[5 units and 5sp15 units to 4
0Jdl of 5spI buffer solution, reacted at 37°C for 1 hour, and analyzed approximately 300bp DNA by agarose electrophoresis.
Approximately 3 cm of A fragment was recovered. This is called fragment 4.

断片1.断片2.断片3.断片4をそれぞれ約0.5■
およびTlガーゼ2単位をリガーゼ緩衝液404に入れ
、4℃で16時間反応させた。反応液を用い、常法(N
orgard et al、、 Gene  3゜27
9 (1978))に従って大腸菌JMI 05(Am
ersham社製)を形質転換し、形質転換株から常法
(Birnboimet al、、 Nucleic 
Ac1ds Res、、 7 : 1513 (197
9) )に従ってプラスミドを回収した。このプラスミ
ドをpNOY9という。
Fragment 1. Fragment 2. Fragment 3. Approximately 0.5■ each of fragments 4
and 2 units of Tl gauze were placed in ligase buffer 404 and reacted at 4°C for 16 hours. Using the reaction solution, the conventional method (N
Orgard et al., Gene 3゜27
9 (1978)) according to Escherichia coli JMI 05 (Am
ersham), and the transformed strain was transformed using a conventional method (Birnboimetal, Nucleic).
Ac1ds Res, 7: 1513 (197
9) The plasmid was recovered according to ). This plasmid is called pNOY9.

プラスミドpNOY902埒とS c a I (Bo
ehringer!、Iannheim社製、#775
258)2単位とを20頭の5cal緩衡液(組成:6
mMTriS−HCI、150mM NaC1,6mM
 MgCl、。
Plasmid pNOY902 and Sca I (Bo
ehringer! , manufactured by Iannheim, #775
258) 2 units and 5 cal buffer solution (composition: 6
mMTriS-HCI, 150mM NaCl, 6mM
MgCl,.

6mM  2−メルカプトエタノール、  p H7,
5>に入れ37℃で2時間反応させ、反応液からアガロ
ース電気泳動法により約9.9Kb(7)DNA断片約
1gを得た。
6mM 2-mercaptoethanol, pH 7,
5> and reacted at 37° C. for 2 hours, and about 1 g of about 9.9 Kb (7) DNA fragment was obtained from the reaction solution by agarose electrophoresis.

この断片を実施例1と同様にして処理し、末端のリン酸
を除去した約9.9 K bのDNA断片をアガロース
電気泳動法により回収した。これを断片(I)という。
This fragment was treated in the same manner as in Example 1, and a DNA fragment of about 9.9 Kb from which the terminal phosphate was removed was recovered by agarose electrophoresis. This is called fragment (I).

プラスミドpBR328(全酒造社製、#3050)2
ttgと制限酵素Hh a I  (Nippon G
ene社製、#319−00162)2単位とを20屑
のHha■緩衝液(組成:5QmM  Tris−HC
j!。
Plasmid pBR328 (manufactured by Zenshuzo Co., Ltd., #3050) 2
ttg and restriction enzyme Hh a I (Nippon G
ene, #319-00162) and 20 scraps of Hha buffer (composition: 5QmM Tris-HC).
j! .

5mM  MgCl2.7mM  2−1ルカブトエタ
ノール、pH7,9)に入れ、37℃で1時間反応させ
、反応液に同容量のフェノールを加え、室温で3分間振
盪して蛋白を失活させた。遠心分離(15,OOOrp
m、 5分間)して水層を取り除き、残存するフェノー
ルをエーテルで抽出したのち、2.5倍容量のエタノー
ルと終濃度300mMの酢酸ナトリウムを加え、エタノ
ール沈殿させた。沈殿を204のTE緩衝液(Tr i
 5−HCI  10mM、EDTA  1mM、pH
7,5)に溶かし、終濃度0.1mMのdATP、dc
TP、dGTPおよびdTT、Pならびに2単位のT4
DNAポリメラーゼおよび同緩衝液(33mM  Tr
 i s −酢酸(pH7,9)、66mM酢酸カリウ
ム、10mM  酢酸マグネシウム、0.5mM  ジ
チオスレイトール、pH7,91を加え、37℃で15
分間反応させ、末端を平滑化した。さらに70℃で5分
間加熱してT4DNAポリメラーゼを失活させた。この
反応液にATP  IQmMを含むリガーゼ緩衝液40
A12と断片(I)の約1■と1単位のTlガーゼとを
加え4℃で16時間反応させた。
5mM MgCl2.7mM 2-1 lkabutoethanol, pH 7,9) and reacted at 37°C for 1 hour, the same volume of phenol was added to the reaction solution, and the protein was inactivated by shaking at room temperature for 3 minutes. Centrifugation (15,OOOrp
After removing the aqueous layer and extracting the remaining phenol with ether, 2.5 times the volume of ethanol and sodium acetate at a final concentration of 300 mM were added to perform ethanol precipitation. The precipitate was dissolved in 204 TE buffer (Tri
5-HCI 10mM, EDTA 1mM, pH
7,5), dATP, dc at a final concentration of 0.1mM.
TP, dGTP and dTT, P and 2 units of T4
DNA polymerase and the same buffer (33mM Tr
Add i s -acetic acid (pH 7,9), 66 mM potassium acetate, 10 mM magnesium acetate, 0.5 mM dithiothreitol, pH 7,91, and incubate at 37°C for 15 minutes.
The ends were blunted by reacting for a minute. The mixture was further heated at 70° C. for 5 minutes to inactivate T4 DNA polymerase. Ligase buffer containing ATP IQmM was added to this reaction solution.
About 1 inch of A12 and fragment (I) and 1 unit of Tl gauze were added and reacted at 4°C for 16 hours.

この反応液を用い常法に従って大腸菌JMI 05を形
質転換し、常法に従ってプラスミドを回収した。このプ
ラスミドをpNOY9cm という。
Using this reaction solution, E. coli JMI 05 was transformed according to a conventional method, and the plasmid was recovered according to a conventional method. This plasmid is called pNOY9cm.

実施例3゜ プラスミドpNOY102の構築; プラスミドpNOA 1  (Mol、 Gen、 G
enet、  1986205  :253〜259)
  2■と制限酵素TthlllI(宝酒造社製、 1
090)  2単位とを204のTth1111緩衡液
(組成:20mM  Tris−HCC10mM Mg
C1*、50mM NaCCIQmM  2−メルカプ
トエタノール、  p H7,5)に入れ、65℃で1
時間反応させ、反応液からアガロース電気泳動法により
約1.8 K bのDNA断片約1尾を回収した。この
DNA断片に81ヌクレア一ゼ1単位と31ヌクレアー
ゼ緩衡液を加え100Il!lにし、22℃で2時間反
応させ、末端を平滑した。この反応液からアガロース電
気泳動により約1.8KbのDNA断片約0.5■を回
収した。
Example 3 Construction of plasmid pNOY102; Plasmid pNOA 1 (Mol, Gen, G
enet, 1986205:253-259)
2■ and restriction enzyme TthllI (manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd., 1
090) 2 units and 204 Tth1111 buffer (composition: 20mM Tris-HCC10mM Mg
C1*, 50mM NaCCIQmM 2-mercaptoethanol, pH 7,5) at 65°C.
The reaction mixture was allowed to react for several hours, and about one DNA fragment of about 1.8 Kb was recovered from the reaction solution by agarose electrophoresis. Add 1 unit of 81 nuclease and 31 nuclease buffer to this DNA fragment to yield 100 Il! 1 and reacted at 22°C for 2 hours to make the ends blunt. About 0.5 μ of a DNA fragment of about 1.8 Kb was recovered from this reaction solution by agarose electrophoresis.

これを断片(イ)という。This is called fragment (a).

プラスミドpBR328の2河とpvuII (宝酒造
社製、1076)2単位を20mのPvuI[緩衝液(
10mM  Tr i 5−HCj!、7mMMgC1
x、60mM  NaC1,7mM  2−メルカプト
エタノール、pH7,5>に入れ、37℃で1時間反応
させた。反応液からアガロース電気泳動法により約4.
9 K bの断片約1■を回収した。
Two units of plasmid pBR328 and two units of pvuII (manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd., 1076) were added to 20m of PvuI [buffer (
10mM Tri5-HCj! , 7mM MgC1
x, 60mM NaCl, 7mM 2-mercaptoethanol, pH 7.5> and reacted at 37°C for 1 hour. Approximately 4.0% of the reaction solution was analyzed by agarose electrophoresis.
Approximately 1 μ of a 9 K b fragment was recovered.

このDNA断片とEcoRV (宝酒造社製。This DNA fragment and EcoRV (manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd.).

1042)1単位とを、20dのEcoRVll衡液(
10mM Tr i 5−HCl、 7mM MgCl
2゜150mM  NaC1,7mM  2−ytシル
カトエタノール、pH7,5>に入れ、37℃で1時間
反応させた。この反応液にLM  Tris−HCj2
(pH9)の緩衝液2.54とアルカリ・フォスファタ
ーゼ1単位を加え、37℃で400分間反応せ、アガロ
ース電気泳動を行い、平滑末端のリン酸を除去した約3
.3 K bのDNA断片約0.5■を回収した。これ
を断片(ロ)という。
1042) and 1 unit in a 20d EcoRVll equilibrium solution (
10mM Tri5-HCl, 7mM MgCl
The mixture was placed in 150mM NaCl, 7mM 2-yt silcatoethanol, pH 7.5, and reacted at 37°C for 1 hour. LM Tris-HCj2 was added to this reaction solution.
(pH 9) buffer 2.54 and 1 unit of alkaline phosphatase were added, reacted at 37°C for 400 minutes, and subjected to agarose electrophoresis to remove blunt-end phosphates.
.. Approximately 0.5 μ of a 3 Kb DNA fragment was recovered. This is called a fragment (b).

断片(イ)0.5■、断片(ロ)0.5鱈、ATPIQ
mMおよびT4’Jガーゼ1単位を40ρのリガーゼ緩
衝液に入れ、4℃で16時間反応させた。
Fragment (A) 0.5■, Fragment (B) 0.5 Cod, ATPIQ
One unit of mM and T4'J gauze was placed in 40ρ ligase buffer and reacted at 4°C for 16 hours.

この反応液を用い常法に従って大腸菌JM105を形質
転換し、常法に従ってプラスミドを回収した。このプラ
スミドをpNOAlolという。
E. coli JM105 was transformed using this reaction solution according to a conventional method, and the plasmid was recovered according to a conventional method. This plasmid is called pNOAlol.

プラスミドpNOA101の1■と制限酵素5caI 
 1単位とを20ρのSca I緩衝液に入れ、37℃
で2時間反応させて、アガロース電気泳動法により約5
.2 K bのDNA断片約0.5■を回収した。
1■ of plasmid pNOA101 and restriction enzyme 5caI
1 unit in 20ρ Sca I buffer at 37°C.
After 2 hours of reaction, approximately 5
.. Approximately 0.5 μ of a 2 Kb DNA fragment was recovered.

一方pBR328の2J1gと制限酵素HhaI2単位
とを20m(7)Hhal緩衝液に入れ、37℃で1時
間反応させ、反応液からアガロース電気泳動法により約
1.6 K bのDNA断片1■を回収した。
On the other hand, 2J1g of pBR328 and 2 units of restriction enzyme HhaI were added to 20m(7)Hhal buffer, reacted for 1 hour at 37°C, and 1■ DNA fragment of about 1.6 Kb was collected from the reaction solution by agarose electrophoresis. did.

pNOA101由来の断片約0.5■、pBR328由
来の断片1g、ATP  10mMおよびT4リガーゼ
1単位を20mのりガーゼ緩衝液に入れ、4℃で16時
間反応させた。この反応液を用いて常法に従って大腸菌
JMI O5を形質転換させ、常法に従ってプラスミド
を回収した。このプラスミドをpNOA102という。
Approximately 0.5 μm of the fragment derived from pNOA101, 1 g of the fragment derived from pBR328, 10 mM of ATP, and 1 unit of T4 ligase were added to 20 m glue gauze buffer and reacted at 4° C. for 16 hours. Using this reaction solution, E. coli JMI O5 was transformed according to a conventional method, and the plasmid was recovered according to a conventional method. This plasmid is called pNOA102.

・ 実施例4゜ pNOY9c+nを用いたに、oxytoca NG 
13の形質転換および組換株の取得: クレブシエラ・オキシトカ(Klebsiella o
xytoca)NG13株をL−broth (バクト
ドリブトン10g。
・Example 4゜oxytoca NG using pNOY9c+n
Transformation of 13 and acquisition of recombinant strains: Klebsiella oxytoca (Klebsiella o
xytoca) NG13 strain into L-broth (10 g of Bactodributon).

バクトイ−ストエキストラクト5g、NaCji!5g
、グルコースIg、 R20ll2)  10mlで3
7℃で1夜前培養し、そのQ、1mlをあらかじめ温め
たL −broth  10mlに接種し、37℃で振
盪培養した。2時間後ODSSG= 0.25となった
ときに、氷冷し、4℃、 3.50 Orpm、 10
分間の遠心分離を行い集菌した。洗浄緩衝液(0,1M
NaC1,5mM  MgCJ!z、5mM Tr i
 5−HCCpH7,6)を5ml加えて懸濁し、4℃
で3.50 Orpm 5分間の遠心分離を行い、集菌
した。この洗浄操作をもう一度繰返した。沈殿に0℃の
CaC1x溶液(5mM  Tr i 5−HCj!。
Bakto yeast extract 5g, NaCji! 5g
, Glucose Ig, R20ll2) 3 in 10ml
Pre-cultured at 7°C overnight, 1 ml of Q was inoculated into 10 ml of pre-warmed L-broth, and cultured with shaking at 37°C. After 2 hours, when ODSSG = 0.25, cool on ice, 4°C, 3.50 Orpm, 10
Bacteria were collected by centrifugation for 1 minute. Washing buffer (0,1M
NaCl, 5mM MgCJ! z, 5mM Tri
Add 5 ml of 5-HCC pH 7,6) and suspend at 4°C.
Centrifugation was performed at 3.50 Orpm for 5 minutes to collect bacteria. This washing operation was repeated once more. Precipitate with 0°C CaClx solution (5mM Tri 5-HCj!).

100mM CaC1z、250mM KCl、5mM
 MgC1x、pH7,6)4mlを如えて懸濁し、0
℃に1時間静置した。3.50 Orpmで5公開遠心
分離を行い、沈殿を同上のCaCβ2溶液2004に懸
濁した。
100mM CaC1z, 250mM KCl, 5mM
Suspend in 4 ml of MgC1x, pH 7,6) and
It was left standing at ℃ for 1 hour. Centrifugation was performed at 3.50 Orpm for 5 hours, and the precipitate was suspended in the same CaCβ2 solution 2004.

これに、TE緩衝液で希釈したプラスミドりNOY9C
m DNA約1■を加えて0℃に1時間静置し、ときど
き攪拌した。42℃、2分間熱刺激を行い、0℃、5分
間静置し、DNAを取り込ませた。さらにL−brot
hを1ml入れ、37℃で90分間培養した。これをク
ロラムフェニコール25g/mlを含んだL−brot
h寒天平板培地に塗布し、37℃で培養した。
To this, plasmid diluted with TE buffer or NOY9C
Approximately 1 inch of DNA was added, and the mixture was allowed to stand at 0°C for 1 hour, with occasional stirring. Heat stimulation was performed at 42°C for 2 minutes, and the mixture was allowed to stand at 0°C for 5 minutes to incorporate DNA. Furthermore, L-brot
1 ml of h was added and cultured at 37°C for 90 minutes. Add this to L-brot containing 25g/ml of chloramphenicol.
h agar plate medium and cultured at 37°C.

得られた形質転換株を5mlのLB=培地(バクトドリ
ブトン1%、バクトイ−ストエキス0.5%。
The obtained transformed strain was added to 5 ml of LB medium (1% Bactodributon, 0.5% Bacto yeast extract).

NaC1O,5%、pH7,2)を用いイノキニラムサ
イズ2%、37℃、8〜15時間の継代培養を8回行っ
た。これに750μg / m 1のエチジウム・ブロ
マイドを加え、同温度で15時間培養し、プラスミドを
除去した。
Subculturing was performed 8 times at 37° C. for 8 to 15 hours using Inokinilum size 2% (NaClO, 5%, pH 7.2). Ethidium bromide at 750 μg/m1 was added to this and cultured at the same temperature for 15 hours to remove the plasmid.

培養液を、テトラサイクリンlO■/+++lを含む寒
天プレート(組成:LB培地、寒天1.3%)に撒き、
出現するコロニーを、pNOY9cmと染色体上のn 
i f LAとの相同性による組換えを起こした株とし
て選択した。(第6図の■または■)上記のコロニーが
出現したテトラサイクリン10■/m lを含む寒天プ
レートを、テトラサイクリン10 JLg/ml オヨ
ヒクロラムフエニコール25μg /m lを含む寒天
プレート(組成:LB培地+寒天1.3%)にレプリカ
を行い、テトラサイクリン耐性およびクロラムフェニコ
ール感受性(Tc’ Cm’)の株を選択した。この株
は染色体上にTl i f L−ACのマーカーを有す
る組換え株であり、R16という。
Spread the culture solution on an agar plate (composition: LB medium, agar 1.3%) containing tetracycline lO■/+++l,
The colonies that appear are divided into pNOY9cm and n on the chromosome.
It was selected as a strain that had undergone recombination due to homology with if LA. (■ or ■ in Figure 6) The agar plate containing 10 JLg/ml of tetracycline on which the above colonies appeared was transferred to the agar plate containing 10 JLg/ml of tetracycline and 25 μg/ml of oyohychloramphenicol (composition: LB Replicas were performed on culture medium + agar 1.3%), and tetracycline-resistant and chloramphenicol-sensitive (Tc'Cm') strains were selected. This strain is a recombinant strain that has a Tl if L-AC marker on its chromosome and is called R16.

第6図は、K、oxytoca NG 13染色体への
プラスミドpNOY9cmの導入および得られたに、o
xytoca R16の染色体の導入部位の構造を示す
Figure 6 shows the introduction of plasmid pNOY9cm into the K. oxytoca NG 13 chromosome and the resulting o
The structure of the chromosome introduction site of xytoca R16 is shown.

実施例5゜ 組換え株R16のサザン・ハイブリダイゼーションによ
る確認: に、oxytoca NG 13株右よびR16株を5
mlのし一ブロス(組成:バクトトリプトン10g、バ
クトイ−ストエキストラクト5g、NaCA  5g。
Example 5 Confirmation of recombinant strain R16 by Southern hybridization: 5 oxytoca NG 13 strains and R16 strain
ml Noshiichi broth (composition: Bactotryptone 10g, Bacto yeast extract 5g, NaCA 5g.

グルコースIg、p)(7,2)を用い37℃で8時間
培養し、培養液1mlを100mlのし一グロスに接種
し、37℃で8時間培養した。集菌後、菌体を25%シ
ュクロースを含む50mM  Tris−HCl (p
H8,0)10mlに懸濁し、リゾチーム10■を加え
、37℃で30分間放置し、溶菌させた。
Glucose Ig, p) (7,2) was used to culture at 37°C for 8 hours, 1 ml of the culture solution was inoculated into 100 ml of Shiichigross, and cultured at 37°C for 8 hours. After bacterial collection, the bacterial cells were added to 50 mM Tris-HCl (p
The suspension was suspended in 10 ml of H8,0), 10 μl of lysozyme was added, and the mixture was left at 37° C. for 30 minutes to lyse the bacteria.

溶菌液に終濃度1%のドデシル硫酸ナトリウム(SDS
)を加え、さらにフェノールを同容量加え、よく混ぜて
60℃で1時間放置し、遠心分離(10,00Orpm
、 30分間)にかけて上清を得た。
Add sodium dodecyl sulfate (SDS) to the lysis solution at a final concentration of 1%.
), then added the same volume of phenol, mixed well, left at 60°C for 1 hour, and centrifuged (10,00 rpm).
, 30 minutes) to obtain the supernatant.

上清に同容量の冷エタノールを加え、発生する染色体D
NAをガラスiでまき取り、2mlのTEI衡液に溶か
した。溶液にRNasaI 50河/m】。
Add the same volume of cold ethanol to the supernatant and generate chromosome D.
NA was taken up with a glass i and dissolved in 2 ml of TEI equilibrium solution. RNasa I in solution 50/m].

RN a s e T11 (bcg/+nlを加え3
7℃で60分間放置し、フェノール21T11を加えて
攪拌して蛋白を失活させた。この液を遠心分離(12,
000rpm。
RN a s e T11 (add bcg/+nl 3
The mixture was left at 7°C for 60 minutes, and phenol 21T11 was added and stirred to inactivate the protein. This liquid is centrifuged (12,
000rpm.

20分間)にかけ、水層を除き、残存するフェノール層
をエーテルで抽出した。かくして染色体DNAの沈殿が
それぞれ約2504得られた。
The aqueous layer was removed, and the remaining phenol layer was extracted with ether. Approximately 2504 chromosomal DNA precipitates were thus obtained each.

NG13およびR16の染色体DNA各1■。1 piece each of NG13 and R16 chromosomal DNA.

プラスミドp N OY 8およびpNOY9cm各5
0ngのそれぞれと制限酵素Smal  1単位および
Pvul  1単位のそれぞれとを204のSma 1
緩衝液(組成10mM  Tris−H(J!。
5 each of plasmids pNOY8 and pNOY9cm
0 ng of each and 1 unit of each of the restriction enzymes Smal and 1 unit of Pvul were added to 204 Sma 1 units.
Buffer (composition 10mM Tris-H (J!.

7mM  Mg(J!z、20mM K(1,7mM2
−メルカプトエタノール、pH8,0)およびPvu 
I緩衝液(組成:10mM  Tris’H(J!、7
mM MgC1z、150mM KC#。
7mM Mg(J!z, 20mM K(1,7mM2
-Mercaptoethanol, pH 8,0) and Pvu
I buffer (composition: 10mM Tris'H (J!, 7
mM MgC1z, 150mM KC#.

7mM2−メルカプトエタノール、pH8,0)に加え
37℃で5時間反応させ、65℃、10分間加熱処理し
て、反応液をアガロース水平ゲル電気泳動にかけ、アル
カリゲル変性(0,5MNaOH−1,5M  N1a
C1)を行った後ニトロセルロースフィルターに移して
減圧下80℃、2時間でDNA断片をフィルター上に固
定した。
7mM 2-mercaptoethanol, pH 8,0), reacted at 37°C for 5 hours, heated at 65°C for 10 minutes, subjected the reaction solution to agarose horizontal gel electrophoresis, and denatured with alkaline gel (0,5M NaOH-1,5M N1a
After performing C1), the DNA fragments were transferred to a nitrocellulose filter and fixed on the filter at 80° C. for 2 hours under reduced pressure.

一方、pNOY8の5■とSmaI  5単位およびP
vuI  5単位とを用い上記と同様に消化し、アガロ
−ゲル電気泳動にかけて3.3 K bと750bpの
DNA断片を回収した。このようにして得られたSma
 l断片(3,3Kb)25ngとPvu l断片(7
50bp)25ngとをl(andomPrimed 
 DNA  labelling  K i t  (
Amersham cat。
On the other hand, 5 units of pNOY8 and 5 units of SmaI and P
The DNA fragment was digested in the same manner as above using 5 units of vuI, and subjected to agaro gel electrophoresis to recover a DNA fragment of 3.3 Kb and 750 bp. Sma obtained in this way
25ng of Pvu l fragment (3,3Kb) and Pvu l fragment (7
50bp) 25ng and l(andomPrimed
DNA labeling kit (
Amersham cat.

Nα1004760)を用いて32pで標識し、プロー
ブDNAとした。
The probe DNA was labeled with 32p using Nα1004760).

50%ホルムアミド、5XSSC(組成:水20 Om
j中、Na(J’  8.77g、Na5−クエン酸4
.41g)、および0.1%SDSを含む液6Tl11
にプローブDNA (30,000CI)m以上)を加
え、100℃、5分間処理し、上述のニトロセルロース
フィルターと42℃で15時間ハイブリダイゼーション
を行い、2XSSCと0.1%SDS溶液とでフィルタ
ーを洗った後オートラジオグラフィーにかけた。
50% formamide, 5XSSC (composition: water 20 Om
In j, Na (J' 8.77g, Na5-citric acid 4
.. 41g) and a solution containing 0.1% SDS 6Tl11
Probe DNA (more than 30,000 CI) was added to the solution, treated at 100°C for 5 minutes, hybridized with the above-mentioned nitrocellulose filter at 42°C for 15 hours, and filtered with 2XSSC and 0.1% SDS solution. After washing, it was subjected to autoradiography.

この結果、Pvu l断片(0,75Kb)が野生株N
G13では0.75Kbの位置に検出され、組換え株R
16では約1゜05Kbの位置に検出された。このこと
は、nifAの構成的発現のための合成プロモーター(
0,3Kb)がPvuI断片に挿入されたことを示して
いる(第7図参照)。
As a result, the Pvul fragment (0.75 Kb) was found in the wild type N
In G13, it was detected at a position of 0.75 Kb, and in the recombinant strain R
16, it was detected at a position of approximately 1°05 Kb. This suggests that the synthetic promoter for constitutive expression of nifA (
0.3 Kb) was inserted into the PvuI fragment (see Figure 7).

また、Sma l断片が野生株NG13では3.3Kb
の位置に、組換え株R16では5.2 K bの位置に
検出され、このことは、染色体上のnifLへのTc’
遺伝子(1,6Kb)の挿入と、nifA上流への合成
プロモーター(0,3Kb)の挿入が起こったことを示
している(第8図参照)。
In addition, the Sma I fragment is 3.3 Kb in wild strain NG13.
In the recombinant strain R16, it was detected at a position of 5.2 Kb, indicating that Tc' to nifL on the chromosome
This shows that insertion of a gene (1.6 Kb) and insertion of a synthetic promoter (0.3 Kb) upstream of nifA occurred (see Figure 8).

これらのことより、組換え株R16は、染色体上のni
 fL遺伝子中にTc’遺伝子が挿入されてnifL−
のマーカーを有し、またnifA遺伝子の上流に合成プ
ロモーターが挿入されてn i f ACのマーカーを
有することが確認された。
From these facts, recombinant strain R16 has ni on the chromosome.
The Tc' gene is inserted into the fL gene, resulting in nifL-
It was also confirmed that a synthetic promoter was inserted upstream of the nifA gene and that it had a nif AC marker.

実施例6゜ 組換え株R16のアセチレン還元能による窒素固定活性
の測定: NG13株、R16株、R16株にpNOA102を導
入した株およびに、pneumoniae UNF 7
14をL−ブロス5+nlで37℃、8時間培養を行っ
た。
Example 6 Measurement of nitrogen fixation activity based on acetylene reducing ability of recombinant strain R16: NG13 strain, R16 strain, a strain in which pNOA102 was introduced into R16 strain, and Pneumoniae UNF 7
No. 14 was cultured in 5+nl of L-broth at 37°C for 8 hours.

培養液200dを終濃度0,2%(NH4)2SO。200 d of culture solution was added to a final concentration of 0.2% (NH4)2SO.

を含む5mlの無窒素培地(MgSO40,1g。5 ml of nitrogen-free medium containing (MgSO40, 1 g.

NaMOOaj 2H2025mg、FasOn7Hz
025mg、 グルコース20g、に2HP0.12.
06g、KHzP○*3.4g、蒸留水If、pH7,
0)に加え、ブチルゴム栓で密閉し、30℃で8時間培
養した。集菌して、無窒素培地5mlまたは0.2%(
NH4)2SOaを含む無窒素培地5mlに懸濁し、ブ
チルゴム栓で密閉し、その気相をアルゴン85%とアセ
チレン15%との混合気体で置換した。30℃で20時
間振盪(60rpm)培養し、生成したエチレンをガス
クロマトグラフィ (Shimadzugas chr
omatography GC−9A、 Porapa
k T3Q〜100 p、2128G columm)
で測定した。
NaMOOaj 2H2025mg, FasOn7Hz
025mg, glucose 20g, 2HP 0.12.
06g, KHzP○*3.4g, distilled water If, pH 7,
0), the cells were sealed with butyl rubber stoppers, and cultured at 30°C for 8 hours. Collect bacteria and add 5 ml of nitrogen-free medium or 0.2% (
The suspension was suspended in 5 ml of nitrogen-free medium containing NH4)2SOa, sealed with a butyl rubber stopper, and the gas phase was replaced with a mixed gas of 85% argon and 15% acetylene. The culture was incubated at 30°C with shaking (60 rpm) for 20 hours, and the produced ethylene was analyzed by gas chromatography (Shimadzugas Chr.
omatography GC-9A, Porapa
k T3Q~100p, 2128G column)
It was measured with

その結果を第1表に示す。The results are shown in Table 1.

第1表Table 1

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、K、pneumoniaeの窒素固定遺伝子
群の構造と機能を示す。 第2図は、に、 pneumoniaeの窒素固定遺伝
子発現の高次制御を示す。 第3図は、K、 oxytocaの全nif遺伝子群の
クローン化を示す。 第4図は、プラスミドpNOY9Cmの構築工程を示す
。 第5図は、プラスミドpNOA102の構築工程を示す
。 第6図は、K、oxytoca NG 13の染色体へ
のプラスミドpNOY9cmの導入およびに、 oxy
tocaR16の染色体のnlfLA部分の構造を示す
。 第7図は、組換え体R16の染色体上のnifAの構成
的発現のために合成プロモーターが挿入されたことを確
認するサザン・ハイブリダイゼー、ジョンの結果を示す
。図中1は、pBR328−Taql、2はNG13染
色体−PvuI、3はpNOY8−Pvu ■、4はR
16染色体−PvuI。 5はpNOY9cm −Pvu Iを示す。 第8図は、組換体R16の染色体上のnifLへのTC
r遺伝子の挿入とnifA上流への合成プロモーターの
挿入をmLlするサザン・ハイブリダイゼーションの結
果を示す。図中1は、λ−3tyl、2はNG13染色
体−3mal、3はpNOY8−3rna [4はR1
6染色体−3ma I、5はI)NOY9Cm −3m
a Iを示す。 特許出願人 魚  住  武  司 (102)協和醗酵工業株式会社
FIG. 1 shows the structure and function of the nitrogen fixation gene group of K. pneumoniae. FIG. 2 shows the higher order regulation of nitrogen fixation gene expression in P. pneumoniae. Figure 3 shows the cloning of the entire nif gene group of K. oxytoca. FIG. 4 shows the construction steps of plasmid pNOY9Cm. FIG. 5 shows the construction steps of plasmid pNOA102. Figure 6 shows the introduction of plasmid pNOY9cm into the chromosome of K. oxytoca NG 13 and
The structure of the nlfLA portion of the chromosome of tocaR16 is shown. FIG. 7 shows the results of Southern hybridization, John, confirming that a synthetic promoter was inserted for constitutive expression of nifA on the chromosome of recombinant R16. In the figure, 1 is pBR328-Taql, 2 is NG13 chromosome-PvuI, 3 is pNOY8-Pvu, and 4 is R
Chromosome 16-PvuI. 5 indicates pNOY9cm-Pvu I. Figure 8 shows TC to nifL on the chromosome of recombinant R16.
The results of Southern hybridization involving the insertion of the r gene and the insertion of a synthetic promoter upstream of nifA are shown. In the figure, 1 is λ-3tyl, 2 is NG13 chromosome-3mal, 3 is pNOY8-3rna [4 is R1
Chromosome 6-3ma I, 5 is I) NOY9Cm-3m
a Indicates I. Patent applicant Tsukasa Uozumi (102) Kyowa Hakko Kogyo Co., Ltd.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)マーカーで欠損させたnifL遺伝子、nifA
遺伝子およびnifA遺伝子の上流に組み込んだプロモ
ーターとを含む組換え体プラスミド。
(1) nifL gene deleted with marker, nifA
A recombinant plasmid containing the gene and a promoter integrated upstream of the nifA gene.
(2)組換え体プラスミドpNOY9Cm。(2) Recombinant plasmid pNOY9Cm. (3)クレブシエラ属に属し、窒素固定能を有し、染色
体上のnifL遺伝子が欠損し、nifA遺伝子の上流
にプロモーターが組み込まれ、かつアンモニア存在下に
おける窒素固定能の阻害が軽減した微生物。
(3) A microorganism that belongs to the genus Klebsiella, has the ability to fix nitrogen, has the nifL gene on its chromosome deleted, has a promoter integrated upstream of the nifA gene, and has reduced inhibition of the ability to fix nitrogen in the presence of ammonia.
(4)クレブシエラ・オキシトカR16。(4) Klebsiella oxytoca R16. (5)nifA遺伝子上流に構成的プロモーターを組み
込んだ組換え体プラスミドをさらに含むことを特徴とす
る請求項3の微生物。
(5) The microorganism according to claim 3, further comprising a recombinant plasmid incorporating a constitutive promoter upstream of the nifA gene.
(6)クレブシエラ・オキシトカR16(pNOA10
2)。
(6) Klebsiella oxytoca R16 (pNOA10
2).
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