JP2001112489A - コリネフォルム細菌を使用するd−パントテン酸の発酵的製法 - Google Patents

コリネフォルム細菌を使用するd−パントテン酸の発酵的製法

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JP2001112489A
JP2001112489A JP2000270569A JP2000270569A JP2001112489A JP 2001112489 A JP2001112489 A JP 2001112489A JP 2000270569 A JP2000270569 A JP 2000270569A JP 2000270569 A JP2000270569 A JP 2000270569A JP 2001112489 A JP2001112489 A JP 2001112489A
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plasmid
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ドゥーシュ ニコレ
Georg Dr Thierbach
ティーアバッハ ゲオルク
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Institut fuer Innovationstransfer an der Universitaet Bielefeld GmbH
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コリネフォルム細菌を用いてパントテン酸を
発酵的に製造するための改良された方法の作成。 【解決手段】 コリネフォルム細菌を使用するD−パン
トテン酸の発酵的製法において、ピルビン酸カルボキシ
ラーゼ(EC番号6.4.1.1.)をコードするヌクレオ
チド配列(pyc−遺伝子)を強化し、特に過剰発現す
る細菌を使用することにより解決する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は少なくともpyc−
遺伝子が強化されている、コリネフォルム細菌の使用下
に、D−パントテン酸を発酵的に製造する方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】パントテン酸は化粧品、医薬品、ヒト食
品および動物飼料に適用される商業上重要なビタミンで
ある。
【0003】パントテン酸は化学的合成によりまたは好
適な培養液中で好適な微生物を発酵させるバイオテクノ
ロジーにより製造することができる。化学的合成におい
てはDL−パントラクトンは重要な中間物質である。こ
の物質はホルムアルデヒド、イソブチルアルデヒドおよ
びシアニドから多工程法により製造される。その後の工
程においてこのラセミ混合物を分離し、D−パントラク
トンをβ−アラニンと縮合させ、こうして所望のD−パ
ントテン酸を獲得する。
【0004】微生物による発酵的な製造の利点は、L−
パントテン酸不含の所望の立体異性体D−型の直接的な
形成にある。
【0005】種々の細菌、例えばエシェリキア・コリ
(Escherichia coli)アルスロバクター・ウレアファシ
エンス(Arthrobacter ureafaciens)、コリネバクテリ
ウム・エリスロゲネス(Corynebacterium erythrogene
s)、ブレビバクテリウム・アンモニアゲネス(Breviba
cterium ammoniagenes)および酵母、例えばデバロマイ
セス・カステリイ(Debaromyces castellii)は、EP
−A−0493060中に示すように、グルコース、D
L−パントイン酸およびβ−アラニンを含有する培養液
中でD−パントテン酸を生産することができる。EP−
A−0493060は更に、エシェリキア・コリにおい
てプラスミドpFV3およびpFV5上に含有されてい
る、エシェリキア・コリからのパントテン酸−生合成遺
伝子を、グルコース、DL−パントイン酸およびβ−ア
ラニンを含有する培養液中で増幅することにより、D−
パントテン酸の形成が改良されることを記載している。
【0006】EP−A−0590857およびUS−特
許5518906号明細書は、エシェリキア・コリ株I
FO3547から誘導された突然変異体、例えば種々の
代謝拮抗物質、例えばサリチル酸、α−ケト酪酸、β−
ヒドロキシアスパラギン酸、O−メチルトレオニンおよ
びα−ケトイソ吉草酸に対する耐性を有する、FV57
14、FV525、FV814、FV521、FV22
1、FV6051およびFV5069を記載している。
これらはグルコースを含有する培養液中でパントイン酸
を生産し、かつグルコース−およびβ−アラニン−含有
培養液中でD−パントテン酸を生産する。更に、EP−
A−0590857およびUS−特許5518906号
明細書中には、プラスミドpFV31上に含有されてい
るパントテン酸−生合成遺伝子の増幅により、前記菌株
中でグルコース含有培養液においてはD−パントイン酸
の生産が、グルコースおよびβ−アラニンを含有する培
養液においてはD−パントテン酸の生産が改良されるこ
とが記載されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題はコリネ
フォルム細菌を用いてパントテン酸を発酵的に製造する
ための改良された方法を作成することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】ビタミンであるパントテ
ン酸は化粧品、医薬品、ヒト食品および動物飼料に適用
される商業上重要な製品である。パントテン酸を製造す
るための改良された方法を作成することへの普遍的な興
味が存在する。
【0009】以下にD−パントテン酸またはパントテン
酸またはパントテネートと記載する際には、遊離の酸だ
けを意味するのではなく、例えばカルシウム塩、ナトリ
ウム塩、アンモニウム塩またはカリウム塩のようなD−
パントテン酸の塩をも意味する。
【0010】本発明の課題は、酵素であるピルビン酸カ
ルボキシラーゼ(EC番号6.4.1.1.)をコードする
ヌクレオチド配列(pyc−遺伝子)が強化され、特に
過剰発現される、コリネフォルム細菌の使用下にD−パ
ントテン酸を発酵的に製造するための方法に関する。
【0011】使用する菌株は場合によりpyc−遺伝子
の強化の前に、すでにD−パントテン酸を生産する。
【0012】有利な実施形は請求項中に記載されてい
る。
【0013】“強化”の概念とは、本願明細書におい
て、例えば1種または複数の遺伝子のコピー数を高める
か、強いプロモータを使用するか又は高い活性を有する
相当する酵素をコードする遺伝子を使用することによ
り、及び場合によりこれらの手法を組み合わせることに
より、微生物中で相当するDNAによりコードされる1
種以上の酵素の細胞内活性を高めることを意味する。
【0014】本発明の対象である微生物は、グルコー
ス、サッカロース、ラクトース、フルクトース、マルト
ース、糖蜜、デンプン、セルロースから又はグリセリン
とエタノールとから、D−パントテン酸を製造できる。
これはコリネフォルム細菌であり、特にコリネバクテリ
ウム属のものである。コリネバクテリウム属においては
特にコリネバクテリウム・グルタミクム(Corynebacter
ium glutamicum)の種が挙げられ、これはこの専門分野
においてそのL−アミノ酸を産生する能力が公知であ
る。
【0015】コリネバクテリウム属、特にコリネバクテ
リウム・グルタミクム種の好適な菌株は例えば公知の野
生型株の、コリネバクテリウム・グルタミクム ATC
C13032、コリネバクテリウム・アセトグルタミク
ム(Corynebacterium acetoglutamicum) ATCC1
5806、コリネバクテリウム・アセトアシドフィラム
(Corynebacterium acetoacidophilum) ATCC13
870、コリネバクテリウム・テルモアミノゲネス(Co
rynebacterium thermoaminogenes) FERM BP−
1539、ブレビバクテリウム・フラブム(Brevibacte
rium flavum) ATCC14067、ブレビバクテリ
ウム・ラクトフェルメンツム(Brevibacterium lactofe
rmentum) ATCC13869およびブレビバクテリ
ウム・ジバリカツム(Brevibacterium divaricatum)
ATCC14020、およびこれらから製造された、D
−パントテン酸生産性突然変異体である。
【0016】コリネフォルム細菌がピルビン酸カルボキ
シラーゼ(EC番号6.4.1.1.)をコードするpyc
−遺伝子の過剰発現により、改良された方法でパントテ
ン酸を生産することが見いだされた。
【0017】pyc−遺伝子はピルビン酸のオキサル酢
酸へのカルボキシル化を触媒する酵素であるピルビン酸
カルボキシラーゼ(EC番号6.4.1.1.)をコードす
る。pyc−遺伝子のヌクレオチド配列はDE−A−1
9831609中で開示されており、同様にコファス等
(Koffas et al. : Applied Microbiology and Biotech
nology 50, 346-352 (1998))およびペータース・ウェ
ンディッシュ等(Peters-Wendisch et al. : Microbiol
ogy 144, 915-927 (1998))により記載されている。こ
のpyc−遺伝子はNCBI(National Center for Bi
otechnology Information, Bethesda, MD, USA)のヌク
レオチド配列データ−バンクにおいて登録番号Y095
48で一般的に入手可能である。記載したテキスト位置
に記載されたpyc−遺伝子を本発明においては使用す
ることができる。更に、遺伝学的コードの縮重でまたは
機能中立センス突然変異により生じる、pyc−遺伝子
の対立遺伝子を使用することができる。
【0018】強化(例えば、過剰発現)を達成するため
に、例えば相当する遺伝子のコピー数を上昇させるか、
または構造遺伝子の上流に存在するプロモータ領域およ
び制御領域またはリボソーム結合位を突然変異させる。
同様にして、構造遺伝子の上流に組み込まれる、発現カ
セットに作用する。誘発可能なプロモータにより、発酵
的パントテン酸形成の経過における発現を上昇させるこ
とも更に可能である。m−RNAの生存期間を延長させ
るための処置により、同様に発現は改良される。更に、
酵素タンパク質の分解の阻止により同様に酵素活性は強
化される。この際、遺伝子または遺伝子構造体は異なる
コピー数でプラスミド中に存在するか、または染色体中
に組み込まれて増幅される。更に、選択的に該当する遺
伝子の過剰発現は培地組成および培養法の変更により達
成することができる。
【0019】このための方法の教示は、当業者には特に
Martin et al.(Bio/Technology 5,137-146(1987)), Gue
rrero et al. (Gene 138, 35-41(1994)), Tsuthiya and
Morinaga(Bio/Technology 6, 428-430(1988)), Eikman
ns et al.(Gene 102, 93-98(1991)),ヨーロッパ特許明
細書EPS 0472869,米国特許4601893, Schwarzer und Pue
hler (Bio/Technology 9, 84-87(1991)), Reinscheid e
t al. (Applied and Environmental Microbiology 60,
126-132(1994)), LaBarre et al. (Journal ofBacterio
logy 175, 1001-1007(1993)), 特許出願 WO96/1524
6, Malumberes et al. (Gene 134, 15-24 (1993)), 特
開平10-229891, Jensen und Hammer (Biotechnology an
d Bioengineering 58, 191-195(1998))および遺伝学及
び分子生物学の公知の教書に見ることができる。
【0020】ピルビン酸カルボキシラーゼを過剰発現す
る際に用いるプラスミドの例は、DE−A−19831
609中に開示されており、出発ベクターpVWEx1
に起因するプラスミドpVWEx1pcyである。プラ
スミドpVWEx1は構成分として特にプラスミドpB
L1の配列、tac−プロモータおよびlacIq−対
立遺伝子を含有する。コリネバクテリウム・グルタミク
ム中で複製可能な他のプラスミドベクター、例えば、p
EKEx1(Eikmanns te al., Gene 102 : 93-98 (199
1))またはpZ8−1(ヨーロッパ特許第037588
9号明細書)も、同様にして使用することができる。
【0021】更に、ピルビン酸カルボキシラーゼをコー
ドする遺伝子と共に、パントテン酸−生合成経路のまた
はケトイソ吉草酸−生合成経路の酵素をコードするその
他の遺伝子、例えば ・アスパラギン酸デカルボキシラーゼをコードするpa
nD−遺伝子(Dusch etal., Applied and Environment
al Microbiology 65, 1530-1539 (1999))または ・ケトパントテン酸ヒドロキシメチルトランスフェラー
ゼをコードするpanB−遺伝子(Sahm et al., Appli
ed and Environmental Microbiology 65, 1973-1979 (1
999))または ・パントテン酸シンテターゼをコードするpanC−遺
伝子(Sahm et al., Applied and Environmental Micro
biology, 65, 1973-1979 (1999))または ・ジヒドロキシ酸デヒドラターゼをコードするilvD
−遺伝子、1種以上を強化、特に過剰発現することがパ
ントテン酸の生産のために有利である。
【0022】更に、パントテン酸の生産のために、ピル
ビン酸カルボキシラーゼの過剰発現と共に、不所望な副
反応を遮断することも有利である(ナカヤマ:“Breedi
ng of Amino Acid Producing Microorganisms”, in: O
verproduction of MicrobialProducts, Krumphanzl, Si
kyta,Vanek (eds.) , Academic Press, London, UK,198
2)。
【0023】本発明により製造した微生物は連続的また
は不連続的に、バッチ法(Satzkultivierung)又はフィ
ードバッチ法(fed batch; Zulaufverfahren)又は繰り
返しフィードバッチ法(repeated fed batch;repetitiv
es Zulaufverfahren)でパントテン酸−産生の目的で培
養することができる。公知の培養法に関する概要はChmi
el (Bioprozesstechnik 1. Einfuehrung in die Biover
fahrenstechnik (Gustav Fischer Verlag, Stuttgart,
1991))の教書又はStorhas (Bioreaktoren undperiphere
Einrichtungen (Vieweg Verlag, Braunschweig/Wiesba
den, 1994))の教書に記載されている。
【0024】使用すべき培地は適当な方法でそれぞれの
微生物の要求を満たさなければならない。多様な微生物
の培地の記載は、ハンドブック"Manual of Methods for
General Bacteriology", American Society for Bacte
riology (Washington D.C.,USA, 1981)になされてい
る。炭素源として、糖及び炭水化物、例えばグルコー
ス、サッカロース、ラクトース、フルクトース、マルト
ース、糖蜜、デンプン及びセルロース、油及び脂肪、例
えば大豆油、ヒマワリ油、落花生油及びココナッツ脂
肪、脂肪酸、例えばパルミチン酸、ステアリン酸及びリ
ノール酸、アルコール、例えばグリセリン及びエタノー
ル及び有機酸、例えば酢酸が使用される。この材料は単
独で又は混合物として使用することができる。窒素源と
して、有機窒素含有化合物、例えばペプトン、酵母抽出
物、肉抽出物、麦芽抽出物、トウモロコシ膨潤水、ダイ
ズ粉及び尿素又は無機化合物、例えば硫酸アンモニウ
ム、塩化アンモニウム、リン酸アンモニウム、炭酸アン
モニウム及び硝酸アンモニウムが使用される。この窒素
源は単独で又は混合物として使用することができる。リ
ン源として、リン酸二水素カリウム又はリン酸水素二カ
リウム又は相応するナトリウム含有塩を使用することが
できる。この培地は、さらに成長に必要な金属塩、例え
ば硫酸マグネシウム又は硫酸鉄を含有しなければならな
い。最後に、必須の成長物質、例えばアミノ酸及びビタ
ミンを前記の物質に対して付加的に使用することができ
る。この培養基に更にパントテン酸生産をより上昇する
ためにパントテン酸の前駆体、例えばアスパルテート、
β−アラニン、ケトイソバレレート、ケトパントイン酸
またはパントイン酸及び場合によりこれらの塩を添加す
ることができる。前記の添加物質は培養へ1回のバッチ
の形で添加するか、又は適当な手法で培養の間に供給す
ることができる。
【0025】培地のpH−コントロールのために、塩基
性化合物、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、
アンモニア、又は酸性化合物、例えばリン酸又は硫酸が
適当な手法で使用される。泡形成を制御するために、消
泡剤、例えば脂肪酸ポリグリコールエステルを使用する
ことができる。プラスミドの安定を維持するために、培
地に適当な選択作用をする物質、例えば抗生物質を添加
することができる。好気性条件を維持するために、酸素
又は酸素含有ガス混合物、例えば空気を培地中へ導入す
る。培地の温度は通常20℃〜45℃、有利に25℃〜
40℃である。パントテン酸の最大量が生成されるまで
培養は継続される。この目的は通常10時間〜160時
間の間に達成される。
【0026】生成されたパントテン酸の濃度は、公知の
方法(Velisek; Chromatographic Science 60, 515-560
(1992))で測定することができる。
【0027】次の微生物をブタペスト条約に従ってDSMZ
(Deutsche Sammlung fuer Mikrorganismen und Zellku
lturen, Braunschweig, Deutschland)に1999年7月
1日付で寄託した:DSM12893としてコリネバク
テリウム・グルタミクム DG52−5/pVWEx1
pyc。
【0028】
【実施例】次に、実施例につき本願をより詳細に説明す
る。
【0029】この目的のためには、Deutsche Sammlung
fuer Mikrorganismen und Zellkulturen(Braunschwei
g, Deutschland在)にDSM12455としてブタペス
ト条約により寄託された、イソロイシン要求性菌株AT
CC13032ΔilvAを用いて実施した。
【0030】実施例1 菌株ATCC13032ΔilvA/pVWEx1py
cの製造 コリネバクテリウム・グルタミクム菌株ATCC130
32ΔilvA中にプラスミドpVWEx1pyc(D
E−A−19831609)をエレクトロポレーション
し(Tauch et al., 1994, FEMS Microbiological Lette
rs, 123: 343-347)、かつLB−寒天培地(Lennox, 19
55, Virology, 1: 190-206)+カナマイシン25μg/
ml上で選択することにより、菌株ATCC13032
ΔilvA/pVWEx1pycを獲得する。
【0031】実施例2 パントテン酸の製造 コリネバクテリウム・グルタミクム菌株ATCC130
32ΔilvAおよびATCC13032ΔilvA/
pVWEx1pycによるパントテネートの形成をカナ
マイシン25μg/mlおよびイソロイシン25μg/
mlを補充された培地CGXII(Keilhauer et al.,
1993, Journal of Bacteriology, 175:5595-5603; 表
4)中で試験した。この培地を以降C・グルタミクム−
テスト培地と称する。新たに配合したC・グルタミクム
−テスト培地各50mlを同じ培地の16時間経過の予
培地から、培養懸濁液の光学密度(OD580)がインキ
ュベーション開始時に0.1となるように接種した。3
0℃および175rpmで24時間のインキュベーショ
ンの後、培地の光学密度(OD580)を測定し、かつ引
き続き細胞を5000gで10分間遠心分離することに
より除去し、上澄みを滅菌濾過した。
【0032】光学密度を測定するためには、ファルマシ
ア社(Firma Pharmacia: Freiburg,Deutschland)のN
ovaspecIIフォトメータを測定波長580nm
で使用した。
【0033】培養上澄み中のD−パントテネートの定量
は、ディフコ社(DIFCO MANUAL, 10th Edition, 1100-1
102; Michigan, USA)のハンドブックの記載に従って、
ラクトバシラス・プランタルム(Lactobacillus planta
rum)ATCC8014を用いて行われた。検定のため
にはシグマ社(Firma Sigma: Deisenhofen, Deutschlan
d)のパントテネートのヘミカルシウム塩を使用した。
【0034】菌株ATCC13032ΔilvAおよび
ATCC13032ΔilvA/pVWEx1pycに
よるパントテネート生産の結果を表1にまとめた。
【0035】
【表1】
【0036】実施例3 プラスミドpXT−panDの製造 3.1 E.コリ−C.グルタミクム−シャトルベクタ
ーpEC−XT99Aの製造 E.コリ−C.グルタミクム−シャトル発現ベクターp
EC−XT99Aの構成のための出発ベクターとして、
E.コリ−発現ベクターpTRC99A(Amann et al.
1988, Gene 69: 301-315)を使用した。BspHI−
制限切断(RocheDiagnostics GmbH, Mannheim, Deutsch
land, 製品名 BspHI, 製品番号1467123)および引き続
きクレノウ処理(Amersham Pharmacia Biotech, Freibu
rg, Deutschland, 製品名 Klenow Fragment of DNA Pol
ymerase I, 製品番号27-0928-01;Sambrook et al., 198
9, Molecular Cloning: A laboratory Manual, Cold Sp
ring Harbor による方法)を実施した後、アンピシリン
耐性遺伝子(bla)をC.グルタミクムプラスミドp
AG1のテトラサイクリン耐性遺伝子(ジーンバンク、
登録番号AF121000)と交換した。このためには耐性遺伝
子を有する領域をAluI−フラグメント(Amersham P
harmacia Biotech, Freiburg, Deutschland, 製品名 Al
uI, 製品番号27-0884-01)として線状化E.コリ−発現
ベクターpTRC99A中でクローン化した。ライゲー
ションをサンブルーク等(Sambrooket al., 1989, Mole
cular Cloning: A laboratory Manual, Cold Spring Ha
rbor)により記載されたように実施し、この際DNA−
混合物をT4−リガーゼ(Amersham Pharmacia Biotec
h, Freiburg, Deutschland, 製品名 T4-DNA-Ligase,製
品番号27-0870-04)と共に一夜インキュベートした。引
き続き、このライゲーション混合物をE.コリ−株DH
5αmcr(Grant, 1990, Proceedings of the Nation
al Academy of Sciences USA, 87: 4645-4649)中にエ
レクトロポレーションした(Tauch et al. 1994, FEMS
Microbiology Letters, 123: 343-7)。この構成された
E.コリ−発現ベクターをpXT99Aと命名した。
【0037】コリネバクテリウム・グルタミクムからの
最小レプリコンのクローニングのためのベースとしてプ
ラスミドpGA1(Sonnen et al. 1991, Gene, 107: 6
9-74)を使用した。ベクターpGA1のBalI/Ps
tI−制限切断(Promega GmbH, Mannheim, Deutschlan
d, 製品名 BalI, 製品番号R6691; Amersham Pharmacia
Biotech, Freiburg, Deutschland, 製品名 PstI, 製品
番号27-0967-01)により、大きさ3484bpのフラグ
メントをSmaIおよびPstI(Amersham Pharmacia
Biotech, Freiburg, Deutschland, 製品名 SmaI, 製品
番号27-0942-02, 製品名 PstI, 製品番号27-0976-01)
で断片化したベクターpK18mob2(Tauch et a
l., 1998, Archives of Microbiology 169: 303-312)
中でクローン化することができた。BamHI/Xho
I−制限切断(Amersham PharmaciaBiotech, Freiburg,
Deutschland, 製品名 BamHI, 製品番号27-086803,
製品名 XhoI, 製品番号27-0950-01)および引き続きク
レノウ処理(Amersham Pharmacia Biotech, Freiburg,
Deutschland, 製品名 Klenow Fragment of DNA Polymer
ase I, 製品番号27-0928-01; Sambrook et al., 1989,
Molecular Cloning:A laboratory Manual, Cold Spring
Harbor による方法)を用いて、839bpの大きさの
フラグメントを欠失させた。T4−リガーゼ(Amersham
Pharmacia Biotech, Freiburg, Deutschland, 製品名
T4-DNA-Ligase, 製品番号27-0870-04)で再ライゲーシ
ョンした構造体から、C.グルタミクム最小レプリコン
を2645bpの大きさのフラグメントとしてE.コリ
−発現ベクターpXT99A中でクローン化することが
できた。このためには、最小レプリコンを有する構造体
のDNAを制限酵素KpnI(Amersham Pharmacia Bio
tech, Freiburg, Deutschland, 製品名 KpnI, 製品
番号27-0908-01)およびPstI(Amersham Pharmacia
Biotech, Freiburg, Deutschland, 製品名 PstI,
製品番号27-0886-03)で切断し、引き続きクレノウポリ
メラーゼ(Amersham Pharmacia Biotech,Freiburg, Deu
tschland, 製品名 Klenow Fragment of DNA Polymerase
I, 製品番号27-0928-01)を用いて、3′−5′−エキ
ソヌクレアーゼ処理(Sambrook et al., 1989, Molecul
ar Cloning: A laboratory Manual, Cold Spring Harbo
r)を実施する。
【0038】並行する配合物中でE.コリ−発現ベクタ
ーpXT99Aを制限酵素RsrII(Roche Diagnost
ics, Mannheim, Deutschland, 製品名 RsrII, 製
品番号129258)で切断し、クレノウ−ポリメラーゼ(Am
ersham Pharmacia Biotech,Freiburg, Deutschland, Kl
enow Fragment of DNA Polymerase I, 製品番号27-0928
-01)でライゲーションのために準備した。最小レプリ
コンとベクター構造体pXT99Aとのライゲーション
はサンブルーク等(Sambrook et al., 1989, Molecular
Cloning: A laboratory Manual, Cold Spring Harbo
r)により記載されたように実施し、この際DNA−混
合物をT4−リガーゼ(Amersham Pharmacia Biotech,
Freiburg, Deutschland, 製品名 T4-DNA-Ligase, 製品
番号27-0870-04)と共に一夜インキュベートした。
【0039】このように構成されたE.コリ−C.グル
タミクム−シャトル−発現ベクターpEC−XT99A
をエレクトロポレーション(Liebl et al., 1989, FEMS
Microbiology Letters, 53: 299-303)により、C.グ
ルタミクムDSM5715中に形質転換した。形質転換
体の選択は脳−心臓浸出物ブイヨン18.5g/l、ソ
ルビトール0.5M、バクト−トリプトン5g/l、バ
クト−イースト−抽出物2.5g/l、NaCl5g/
lおよびバクト−寒天18g/lからなり、テトラサイ
クリン5mg/lを補充された、LBHIS寒天培地上
で行われた。インキュベーションは33℃で2日間行っ
た。
【0040】プラスミドDNAを形質転換体から常法で
単離し(Peters-Wendisch et al.,1998, Microbiology,
144, 915-927)、制限エンドヌクレアーゼHindI
IIで切断し、プラスミドをアガロースゲル−電気泳動
により検査した。
【0041】そのように得られたプラスミド構造体をp
EC−XT99Aと命名し、図1に示した。コリネバク
テリウム・グルタミクム株DSM5715中へのプラス
ミドpEC−XT99Aのエレクトロポレーションによ
り得られた菌株をDSM5715/pEC−XT99A
と命名し、ブタペスト条約に従ってDeutsche Sammlung
fuer Mikrorganismen und Zellkulturen (DSMZ, Brauns
chweig, Deutschland)にDSM12967として寄託し
た。
【0042】3.2 プラスミドpXT−panDの製
造 C.グルタミクムATCC13032のパントテネート
生合成遺伝子panDのヌクレオチド配列(Dusch et a
l., (Applied and Environmental Microbiology 65
(4), 1530-1539 (1999))およびDE19855313.7)から出
発し、PCR−プライマーを増幅したフラグメントがそ
の天然リボソーム−結合位を有する遺伝子を含有するよ
うに選択した。PCR−プライマーpanD−Cg1:
【0043】
【外1】
【0044】およびpanD−Cg2:
【0045】
【外2】
【0046】で増幅された405bpの大きさのフラグ
メントをベクターpCR(R)2.1(Original TA Clonin
g Kit, Invitrogene (Leek, Niederlande), 製品名 Ori
ginalTA Cloning(R)Kit, Cat. no. KNM2030-01)中に製
造者の記載に従ってライゲーションし、引き続きE.コ
リ株TOP10F′(Firma Invitrogenのカタログ“In
vitrogen 2000”, Groningen, Niederlande)中に形質
転換する。形質転換体に関する選択はアンピシリン10
0μg/mlおよびX−Gal(5−ブロモ−4−クロ
ロ−3−インドリル−β−D−ガラクトシド)40μg
/mlを有するLB−寒天プレート上で37℃で24時
間インキュベーションすることで行われた。
【0047】このように構成されたプラスミドpCR−
D2のDNAは形質転換体から常法により単離され、制
限エンドヌクレアーゼSacIおよびXbaIで消化さ
れ、かつ同様に切断されたベクターpEC−XT99A
中にライゲーションされた。panDコード領域中に存
在する第二のXbaI−切断位はE.コリ宿主Top1
0F′中でメチル化されて存在するので、この切断位は
切断されず、従って、この遺伝子は無傷で、側面に位置
するSacIおよびXbaIによりプラスミドpCR-
D2から切断される。ライゲーションの後、この配合物
を、菌株E.コリDH5αmcr中にエレクトロポレー
ションした。選択はカナマイシン50μg/mlを有す
るLB−寒天培地上で行った。このようにして得られた
形質転換体からプラスミドDNAを単離し、制限エンド
ヌクレアーゼSacIおよびXbaIで切断し、引き続
き、このフラグメントをアガロースゲル電気泳動により
検査した。このように構成されたプラスミドをpXT−
panDと命名し、図2中に示した。
【0048】実施例4 パントテン酸−生産性ATCC13032ΔilvA/
pVWEx1pyc、pXT−panDの製造 実施例3中に記載したプラスミドpXT−panDを
C.グルタミクム株ATCC13032ΔilvA/p
VWEx1pyc中にエレクトロポレーションした。テ
トラサイクリン10μg/mlおよびカナマイシン25
μg/mlを補充されたLB−寒天培地上で30℃で2
日間の選択後に、菌株ATCC13032ΔilvA/
pVWEx1pyc、pXT−panDが得られた。
【0049】実施例5 パントテン酸の製造 C.グルタミクム株ATCC13032ΔilvA/p
VWEx1pyc、pXT−panDおよびATCC1
3032ΔilvA/pXT−panDによるパントテ
ネートの製造を、テトラサイクリン10μg/ml、イ
ソロイシン2mMおよび菌株ATCC13032Δil
vA/pVWEx1pyc、pXT−panDの場合は
付加的にカナマイシン25μg/mlが補充されてい
る、培地CGXII(Keilhauer et al., 1993, Journa
l of Bacteriology, 175: 5595-5603; 表 2)中で試験
した。
【0050】この培地を、以降C.グルタミクムテスト
培地と命名する。新たに配合したC.グルタミクムテス
ト培地それぞれ50mlに同じ培地で16時間経過した
予培地を、培養懸濁液の光学密度(OD580)がインキ
ュベーション開始時に0.1であるように接種した。こ
の培地を30℃で130rpmで培養した。5時間のイ
ンキュベーションの後IPTG(イソプロピル β−D
−チオガラクトシド)を最終濃度が1mMとなるように
添加した。48時間のインキュベーションの後、培地の
光学密度(OD580)を測定し、かつ引き続き細胞を5
000gで10分間遠心分離することにより除去し、上
澄みを滅菌濾過した。
【0051】光学密度を測定するためには、ファルマシ
ア社(Firma Pharmacia: Freiburg,Deutschland)のN
ovaspecIIフォトメータを測定波長580nm
で使用した。
【0052】培養上澄み中のD−パントテネートの定量
は、ディフコ社(DIFCO MANUAL, 10th Edition, 1100-1
102; Michigan, USA)のハンドブックの記載に従って、
ラクトバシラス・プランタルム(Lactobacillus planta
rum)ATCC8014を用いて行われた。検定のため
にはシグマ社(Firma Sigma: Deisenhofen, Deutschlan
d)のパントテネートのヘミカルシウム塩を使用した。
【0053】結果を表3に示した。
【0054】
【表2】
【0055】
【表3】
【図面の簡単な説明】
【図1】プラスミドpEC−XT99Aの制限地図を示
す図。塩基対数の記載は、再現性の範囲において得られ
る概略値である。
【図2】プラスミドpXT−panDの制限地図を示す
図。塩基対数の記載は、再現性の範囲において得られる
概略値である。
【符号の説明】
使用した省略形および記号は以下の意味を示す: ′lacz lacZα遺伝子フラグメントの3′−末
端 lacIq lacリプレッサー遺伝子のlacIq対
立遺伝子 lacZ′ lacZα遺伝子フラグメントの5′−末
端 oriV 複製起点V panD アスパラギン酸デカルボキシラーゼ遺伝子 per コピー数を制御する遺伝子 Ptrc trcプロモータ rep C.グルタミクムの複製領域 T1 転写ターミネーターT1 T2 転写ターミネーターT2 Tet テトラサイクリン耐性遺伝子 BamHI 制限酵素BamHIの切断部位 DraI 制限酵素DraIの切断部位 EcoRI 制限酵素EcoRIの切断部位 EcoRV 制限酵素EcoRVの切断部位 HindIII 制限酵素HindIIIの切断部位 KpnI 制限酵素KpnIの切断部位 NdeI 制限酵素NdeIの切断部位 NotI 制限酵素NotIの切断部位 NruI 制限酵素NruIの切断部位 PstI 制限酵素PstIの切断部位 SacI 制限酵素SacIの切断部位 SalI 制限酵素SalIの切断部位 SmaI 制限酵素SmaIの切断部位 XbaI** メチル化された切断部位XbaI XbaI 制限酵素XbaIの切断部位
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) //(C12N 15/09 ZNA (C12N 1/21 C12R 1:15) C12R 1:15) (C12N 1/21 (C12P 13/02 C12R 1:15) C12R 1:15) (C12P 13/02 C12N 15/00 ZNAA C12R 1:15) C12R 1:15) (71)出願人 500417627 インスティトゥート フュア イノヴェイ ションズトランスファー アン デア ウ ニヴェルジテート ビーレフェルト ゲゼ ルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ドイツ連邦共和国 ビーレフェルト ウニ ヴェルジテーツシュトラーセ 25 (72)発明者 ニコレ ドゥーシュ ドイツ連邦共和国 ビーレフェルト アム ポッゲンポール 38 (72)発明者 ゲオルク ティーアバッハ ドイツ連邦共和国 ビーレフェルト グン ストシュトラーセ 21

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ピルビン酸カルボキシラーゼ(EC番号
    6.4.1.1.)をコードするヌクレオチド配列(pyc
    −遺伝子)が強化されている、特に過剰発現されてい
    る、細菌を使用することを特徴とする、コリネフォルム
    細菌の発酵によるD−パントテン酸の製法。
  2. 【請求項2】 D−パントテン酸の生合成経路の他の遺
    伝子が付加的に強化される細菌を使用する、請求項1記
    載の方法。
  3. 【請求項3】 D−パントテン酸の形成を減少させる代
    謝経路が少なくとも部分的に遮断されている細菌を使用
    する、請求項1記載の方法。
  4. 【請求項4】 プラスミドベクターで形質転換した菌株
    を使用し、かつこのプラスミドベクターがピルビン酸カ
    ルボキシラーゼをコードするヌクレオチド配列を有す
    る、請求項1から3までのいずれか1項記載の方法。
  5. 【請求項5】 プラスミドpVWEx1pycで形質転
    換した細菌を使用する、請求項4記載の方法。
  6. 【請求項6】 アスパラギン酸デカルボキシラーゼをコ
    ードするpanD−遺伝子を同時に強化する、請求項1
    記載の方法。
  7. 【請求項7】 ケトパントテン酸ヒドロキシメチルトラ
    ンスフェラーゼをコードするpanB−遺伝子を同時に
    強化する、請求項1記載の方法。
  8. 【請求項8】 パントテン酸シンテターゼをコードする
    panC−遺伝子を同時に強化する、請求項1記載の方
    法。
  9. 【請求項9】 ジヒドロキシ酸デヒドラターゼをコード
    するilvD−遺伝子を同時に強化する、請求項1記載
    の方法。
  10. 【請求項10】 すでにD−パントテン酸を生産するコ
    リネフォルム細菌中で前記遺伝子を強化する、請求項1
    から9までのいずれか1項記載の方法。
  11. 【請求項11】 次の工程: a)少なくともピルビン酸カルボキシラーゼをコードす
    る遺伝子がその中で強化される、D−パントテン酸を生
    産する細菌の発酵、 b)培地中または細菌の細胞中でのD−パントテン酸の
    富化、および c)生産したD−パントテン酸の単離、 を実施する、請求項1から10項までのいずれか1項記
    載のD−パントテン酸の発酵的製法。
  12. 【請求項12】 ピルビン酸カルボキシラーゼ(EC番
    号6.4.1.1.)をコードするヌクレオチド配列(py
    c−遺伝子)が強化されている、特に過剰発現されてい
    る、コリネフォルム細菌。
  13. 【請求項13】 DSMZ(ブラウンシュバイク在)に
    寄託番号DSM12893で寄託されたコリネバクテリ
    ウム・グルタミクムDG52−5/pVWEx1py
    c。
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