JP2001516584A - 乳酸生産のための酵母菌株 - Google Patents

乳酸生産のための酵母菌株

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JP2001516584A JP2000511873A JP2000511873A JP2001516584A JP 2001516584 A JP2001516584 A JP 2001516584A JP 2000511873 A JP2000511873 A JP 2000511873A JP 2000511873 A JP2000511873 A JP 2000511873A JP 2001516584 A JP2001516584 A JP 2001516584A
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バイ,マリナ
ウインクラー,アーロン・アドリアン
アルベルジーナ,リリア
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エイ・イー・スタリー・マニユフアクチヤリング・カンパニー
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Abstract

(57)【要約】 乳酸デヒドロゲナーゼ(LDH)をコードしている遺伝子の少なくとも1個のコピーにより形質転換され、そしてさらに、高い収率と生産性をもつ乳酸生産のために改変された酵母菌株が記述される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】
本発明は、乳酸デヒドロゲナーゼ(LDH)をコードしている遺伝子の少なく
とも1個のコピーにより形質転換され、そして高い収率と生産性をもつ乳酸生産
のためにさらに改変された酵母菌株に関する。
【0002】 発明の背景 乳酸およびその誘導体の応用は、多くの工業活動分野(すなわち、化学、化粧
品および薬学)、ならびに食品製造と使用の重要な範囲を包含する。さらにまた
、今日では、生分解性ポリマー材の合成のために直接使用されるそのような有機
酸の製造における関心が高まりつつある。
【0003】 乳酸は、化学合成によるか、または微生物を使用する炭水化物の発酵によって
製造することができる。後者の方法は、化学合成によって生成されるラセミ混合
物に対して、1種の異性体を独占的に生産する微生物が開発されたので、今や商
業的に好適である。もっとも重要な工業用微生物。例えば属ラクトバチルス( actobacillus )、バチルス(Bacillus)およびリゾープス
Rhizopus)は、L(+)−乳酸を生産する。また、D(−)−乳酸も
しくはL(+)−およびD(−)−乳酸の混合物の発酵による生産も知られてい
る。
【0004】 典型的な乳酸発酵においては、生産微生物の代謝活性に対する生産された乳酸
によって惹起される阻害効果が存在する。乳酸の存在に加えて、pH値を低下す
ることも、また細胞増殖と代謝活性を阻害する。結果として、一般に、乳酸生産
の程度が低下される。
【0005】 それ故、乳酸を中和し、そしてpH低下を防ぐためのCa(OH)2、CaC O3、NaOHもしくはNH4OHの添加は、遊離の乳酸蓄積のネガティブ効果に
対抗するための工業的工程における慣用の操作である。
【0006】 これらの工程は、pHを範囲約5〜7の一定値に維持することによって、乳酸
塩の生産を可能にする;これは、十分に乳酸のpKa、3.86以上である。
【0007】 主要な欠点は、発酵中の乳酸の中和に関係している。主として、遊離の乳酸を
その塩から再生し、そして中和する陽イオンの処理もしくは再利用するために、
付加的操作が必要になる;これは、費用のかかる工程である。もし、遊離の乳酸
が、低いpH値において増殖する微生物によって蓄積でき、それによって、乳酸
塩の生産を最小化することができれば、余分な操作と費用のすべてが排除できる
であろう。
【0008】 乳酸デヒドロゲナーゼ遺伝子を発現する組み換え酵母の使用によって、解糖の
流れを乳酸生産の方向へシフトさせることが提案された。
【0009】 フランス特許出願公開第692 591号(Institut Nation
ale la Recherche Agronomique)は、乳酸菌由来
の乳酸デヒドロゲナーゼをコードしている遺伝子であって、酵母においてその発
現を調節している配列の制御下にある該遺伝子の少なくとも1個のコピーを含有
する酵母菌株、特にサッカロミセス(Saccharomyces)菌株を開示
している。
【0010】 該菌株は、アルコールおよび乳酸発酵の両方を行うことができ、そしてこのい
わゆる「中間的(intermediate)」もしくは「均衡(balanc
ed)」発酵は、ビール醸造、ワイン醸造およびパン焼きのような領域において
利用することができるであろう。
【0011】 また、Porro et al.,(Biotechnol.Prog.11 ,294−298,1995)は、ウシ乳酸デヒドロゲナーゼをコードしている
遺伝子を用いるS.セレビシエ(S.cerevisiae)の形質転換を報告
した。
【0012】 しかしながら、エタノールの高い生産のために、前記両方法の乳酸生産におけ
る収率は、乳酸菌の使用によって得られる収率に匹敵するとは見なされなかった
。 過去の10年間において、S.セレビシエ以外の「非慣用酵母」が、異種タ
ンパク質の発現のための宿主としてかなり高い工業的関心を得た。例は、メタノ
ール資化性酵母、例えばハンゼヌラ・ポリモルファ(Hansenula po lymorpha )およびピヒア・パストリス(Pichia pastori )、ラクトース資化性酵母、例えばクルイベロミセス ラクチス(Kluyv eromyces lactis )である。炭素およびエネルギー源として広範
囲な基質の使用を可能にすることに加えて、他の議論は、「非慣用酵母」の工業
的使用のために提案された。一般的に言えば、バイオマスおよび生産物収量は、
これらの酵母のある種では、細胞環境の苛酷な条件によってもほとんど影響を受
けない。高濃度の糖耐性(すなわち、50〜80%w/vグルコース培地;トル
ラスポラ−異名チゴサッカロミセス−・デルブルッキイ(Torulaspor −syn.Zygosaccharomycesdelbruckii
、チゴサッカロミセス・ルキシイ(Zygosaccharomyces ro uxii )およびチゴサッカロミセス・バイリイ(Zygosaccharom yces bailii );Ok T and Hashinaga F.,J
ournal of General & Applied Microbio
logy 43(1):39−47,1997)、ならびに酸および乳酸耐性(
チゴサッカロミセス・ルキシイおよびチゴサッカロミセス・バイリイ;Hout
sma PC,et al.,Jof Food Protection 59
(12),1300−1304,1996)の「非慣用酵母」が利用しうる。既
に強調されたように、もし発酵法が、前記の1つ以上の「苛酷な条件」下で実施
されれば、下流処理の費用は、著しく削減することができるであろう。
【0013】 発明の概要 第1の実施態様によれば、本発明は、エタノール生産能を欠いているか、また
は低いエタノール生産能をもち、そして酵母において乳酸デヒドロゲナーゼ(L
DH)をコードしている遺伝子の発現を可能にするプロモーター配列に、機能的
に結合された該遺伝子の少なくとも1個のコピーにより形質転換された酵母菌株
を提供する。
【0014】 より具体的には、本発明は、低いピルビン酸デヒドロゲナーゼ活性と低いピル
ビン酸デカルボキシラーゼ活性をもち、そして酵母において乳酸デヒドロゲナー
ゼ(LDH)をコードしている遺伝子の発現を可能にするプロモーター配列に、
機能的に結合された該遺伝子の少なくとも1個のコピーにより形質転換された酵
母菌株を提供する。
【0015】 その他の実施態様によれば、本発明は、クルイベロミセス、トルラスポラおよ
びチゴサッカロミセスの種の酵母菌株であって、該酵母において遺伝子の発現を
可能にするプロモーター配列に、機能的に結合された乳酸デヒドロゲナーゼ(L
DH)をコードしている遺伝子の少なくとも1個のコピーにより形質転換された
酵母菌株を提供する。
【0016】 さらなる実施態様によれば、本発明は、また、異種LDH遺伝子により形質転
換され、そして乳酸輸送体を過剰発現する酵母細胞を提供する。
【0017】 他の実施態様は、酵母プロモーター配列に機能的に結合された乳酸デヒドロゲ
ナーゼをコードしているDNA配列を含有する発現ベクター、および炭素源を含
有する発酵培地において前記の代謝的に工作された酵母菌株を培養し、そして発
酵培地から乳酸を回収することによるDL−、D−もしくはL−乳酸の製造方法
である。
【0018】 さらにまた、本発明は、操作された発酵培地において該酵母菌株を培養し、そ
して発酵培地から乳酸を回収することによって、乳酸の炭素源における生産性(
g/l/hr)、生産量(g/l)および収率(g/g)を改良する方法を提供
する。
【0019】 発明の記述 乳酸が、属クルイベロミセス、サッカロミセス、トルラスポラおよびチゴサッ
カロミセスに属する代謝的に改変された酵母によって生産し得ることが見い出さ
れた。
【0020】 より具体的には、乳酸生産における非常に高い収率が、少なくともエタノール
発酵を乳酸発酵によって置換するように工作された酵母菌株によって得られるこ
とが見い出された。
【0021】 乳酸生産において、なおより高い収率(>80%g/g)は、エタノール発酵
とミトコンドリアによるピルビン酸の使用の両方を、乳酸発酵によって置換する
ように工作された酵母菌株によって得られるかも知れない。
【0022】 この目的のために、また、本発明は、例えば、1細胞当たりの増加されたLD
Hコピー数、またはLDH発現を制御するより強力なプロモーターの使用の結果
として、増強されたLDH活性をもつ形質転換酵母細胞を提供する。
【0023】 1細胞当たりの増加されたLDHコピー数は、乳酸デヒドロゲナーゼタンパク
質をコードしている核酸配列の少なくとも1個のコピー、好ましくは少なくとも
2個のコピー、より好ましくは4個のコピー、なおより好ましくは、該核酸配列
の10〜50個のコピーを意味する。
【0024】 乳酸のもっとも高い生産のためには、本発明により形質転換された酵母細胞は
、好ましくは、乳酸輸送体を過剰発現する。これは、乳酸輸送体のために必要な
遺伝子の1個以上のコピーにより酵母細胞を形質転換することによって得ること
ができる。
【0025】 本発明による菌株は、いくつかの方法によって、例えば、乳酸デヒドロゲナー
ゼ活性の発現を標的とする遺伝子工学技術、およびエタノールの生産に関与する
酵素活性、例えばピルビン酸デカルボキシラーゼとアルコールデヒドロゲナーゼ
活性の不活性化もしくは抑制、およびミトコンドリアによるピルビン酸の利用に
関与する酵素活性の不活性化もしくは抑制によって得ることができる。
【0026】 ピルビン酸デカルボキシラーゼは、アルコール経路における最初の段階を触媒
するので、ピルビン酸デカルボキシラーゼ(PDC)活性をもたないか実質的に
低い活性をもち、そして異種の乳酸デヒドロゲナーゼ遺伝子を発現する酵母菌株
が好適である。
【0027】 さらに、ピルビン酸デヒドロゲナーゼは、ミトコンドリアによるピルビン酸の
利用における最初の段階を触媒するので、ピルビン酸デヒドロゲナーゼ(PDH
)活性をもたないか実質的に低い活性をもち、そして異種の乳酸デヒドロゲナー
ゼ遺伝子を発現する酵母菌株が、また好適である。
【0028】 乳酸は、乳酸輸送体を介して培地中に分泌されるので、乳酸を生産し、そして
乳酸輸送体を過剰発現する細胞が、また好適である。
【0029】 酵母菌株におけるLDH遺伝子の発現は、遊離の酸が直接得られ、そして乳酸
塩の面倒な転化と回収が最小化されるような酸性pH値における乳酸の生産を可
能にする。本発明において、発酵培地のpHは、最初は4.5を超えていてもよ
いが、発酵の終了時には、pH4.5以下、好ましくは3以下まで低下するであ
ろう。
【0030】 いかなる種類の酵母菌株も、本発明により使用されてもよいが、クルイベロミ
セス、サッカロミセス、トルラスポラおよびチゴサッカロミセスの種が好適であ
る。何故なら、これらの菌株は、非常に低いpHにおいて、特にpH4.5以下
の範囲において増殖し、そして/または代謝できるからである;これらの菌株の
ための遺伝子工学法は、よく開発されている;そしてこれらの菌株は、食品関連
の応用における使用のために広く受け入れられている。
【0031】 乳酸の良好な収率は、さらに、「野生型」ピルビン酸デカルボキシラーゼおよ
び/またはピルビン酸デヒドロゲナーゼ活性をもつ乳酸デヒドロゲナーゼをコー
ドしている遺伝子により形質転換されたクルイベロミセス、トルラスポラおよび
チゴサッカロミセス菌株によって得ることができる。
【0032】 用語「低いピルビン酸デカルボキシラーゼ活性」は、細胞における減少された
酵素濃度、または酵素の低いか全くない比触媒活性、のいずれかを意味する。
【0033】 用語「低いピルビン酸デヒドロゲナーゼ活性」は、細胞における減少された酵
素濃度、または酵素の低いか全くない比触媒活性、のいずれかを意味する。
【0034】 本発明によれば、エタノール生産がゼロであるかそれに近いが、例えば、野生
型菌株の正常値よりも少なくとも60%低く、好ましくは少なくとも80%低く
、そしてなおより好ましくは少なくとも90%低く、低い生産が受け入れられる
菌株の使用が好適である。
【0035】 本発明によれば、ピルビン酸デカルボキシラーゼおよび/またはピルビン酸デ
ヒドロゲナーゼ活性が、ゼロであるかそれに近いが、例えば、野生型菌株の正常
値よりも少なくとも60%低く、好ましくは少なくとも80%低く、そしてさら
により好ましくは少なくとも90%低く、低い活性が認められる菌株の使用が好
適である。
【0036】 PDC活性をもたないK.ラクチスの例は、Mol.Microbiol. (1),27−36,1996において開示された。
【0037】 低いPDC活性をもつサッカロミセス菌株の例は、Acc.No.20002
7および200028を付してATCCから入手できる。調節PDC2遺伝子の
欠失の結果として低いPDC活性をもつサッカロミセス菌株のさらなる例が、H
ohmann S (1993)(Mol Gen Genet 241:65
7−666)において記述された。
【0038】 PDC活性をもたないサッカロミセス菌株の例は、Flikweert M.
T.らにより記述された(Yeast,12:247−257,1996)。S
.セレビシエにおける、PDC活性の低下は、構造遺伝子(PDC1,PDC5
,PDC6)の欠失もしくは調節遺伝子(PDC2)の欠失のいずれかによって
得ることができる。
【0039】 PDH活性をもたないクルイベロミセス菌株の例は、Zeemanらにより記
述された(Genes involved in pyruvate meta
bolism in K.lactis;Yeast,vol 13 Spec
ial Issue April 1997,Eighteenth Inte
rnational Conference on Yeast Geneti
cs and Molecular Biology,p143)。
【0040】 PDH活性をもたないサッカロミセス菌株の例は、Pronk JT.らによ
り記述された(Microbiology.140(Pt 3):601−10
,1994)。
【0041】 PDC遺伝子は、種々の酵母の属中で高度に保存されている(Bianchi et al.,Molecular Microbiology, 19(1
):27−36,1996;Lu P.et al.,Applied & E
nviromental Microbiology,64(1):94−7,
1998)。それ故、Lu Pら(前出)によって報告されたように、古典的分
子アプローチにしたがって、両トルラスポラおよびチゴサッカロミセス酵母種か
らピルビン酸デカルボキシラーゼ活性に必要な遺伝子を、同定し、クローン化し
、そして破壊することが可能であることは、容易に期待できる。さらに、Nev
eling Uら(1998,Journal of Bacteriolog
y,180(6):1540−8,1998)によって報告されたように、同じ
古典的アプローチにしたがって、トルラスポラおよびチゴサッカロミセスの両酵
母種においてPDH活性に必要な遺伝子を、単離し、クローン化し、そして破壊
することが可能であることは、また容易に期待できる。
【0042】 ピルビン酸デカルボキシラーゼ活性は、既知の方法、例えばUlbrich
J.,Methods in Enzymology,Vol.18,p.10
9−119,1970,Academic Press, New Yorkに
よって測定できる。
【0043】 ピルビン酸デヒドロゲナーゼ活性は、例えばNeveling U.ら(前出
)による既知の方法によって測定できる。
【0044】 適当な菌株は、野生型もしくは保存菌株の選択的突然変異および/または遺伝
子操作によって得ることができる。数百の変異株が、「高生産性スクリーン」ア
プローチによって選択できる。種々の解糖系流速を支持する栄養物質を使用する
ことによるピルビン酸デカルボキシラーゼ活性の調節(Biotechnol.
Prog.11,294−298,1995)は、満足されないことが証明され
た。
【0045】 本発明により酵母菌株におけるピルビン酸デカルボキシラーゼ活性および/ま
たはピルビン酸デヒドロゲナーゼ活性を低下もしくは消滅する好適な方法は、対
応する遺伝子もしくは遺伝子群の欠失にある。
【0046】 これらの欠失は、Bianchiら(Molecular Microbio
l.19(1),27−36,1996;Flikweert M.T.et
al.,Yeast,12:247−257,1996およびPronk JT
.et al.,Microbiology,140(Pt 3):601−1
0,1994)によって開示されたような既知の方法によって、選択マーカー、
例えばURA3マーカー、好ましくはサッカロミセス・セレビシエ由来のURA
3マーカーの手段による欠失もしくは挿入によって実施される。あるいはまた、
欠失、点変異および/またはフレーム・シフト変異が、機能性プロモーターおよ
びPDCおよび/またはPDH活性に必要な遺伝子中に導入できる。これらの技
術は、例えば、Nature,305,391−397,1983において開示
されている。これらの活性を低下する付加法は、PDCおよびPDHmRNAの
翻訳を阻害するための、遺伝子配列中の終止コドンの導入もしくはアンチセンス
mRNAの発現であってもよい。
【0047】 PDC遺伝子が、S.セレビシエのURA3遺伝子によって置換されたクルイ
ベロミセス・ラクチス菌株は、既に、Molecular Microbiol
ogy 19(1),27−36,1996において記述された。
【0048】 乳酸デヒドロゲナーゼをコードしている遺伝子は、いかなる種(例えば、ウシ
のような哺乳類もしくは細菌類)のものであってもよく、そしてそれは、L(+
)−LDHもしくはD(−)−LDHをコードしていてもよい。あるいはまた、
両タイプのLDH遺伝子が、同時に発現されてもよい。さらに、LDH DNA
配列をもついかなる天然もしくは合成変異体、野生型LDH遺伝子と高い同一性
をもついかなるDNA配列、正常なLDH活性を補足するいかなるDNA配列が
、使用されてもよい。
【0049】 輸送体遺伝子として、例えば、S.セレビシエの乳酸輸送体をコードしている
JEN1遺伝子が使用できる。
【0050】 酵母菌株の形質転換は、組み込みもしくは複製ベクター、直鎖状もしくはプラ
スミド状のいずれを用いても実施することができる。
【0051】 本発明の組み換え細胞は、外来DNAを細胞中に導入させるすべての方法(S
pencer Jf,et al.,Journal of Basic Mi
crobiology 28(5):321−333,1988)、例えば、形
質転換、エレクトロポレーション、接合、プロトプラスト融合もしくはすべての
他の既知技術によって得ることができる。形質転換に関して、種々の方法が記述
された:特に、それは、Ito H.ら(J.Bacteriol.,153:
163,1983)による酢酸リチウムおよびポリエチレングリコールの存在下
、またはDurrens P.ら(Curr.Genet.,18:7,199
0)によるエチレングリコールおよびジメチルスルホキシドの存在下で、全細胞
を処理することによって実施することができる。また別の方法は、欧州特許第3
61991号において記述されている。エレクトロポレーションは、Becke
r D.M.およびGuarente L.(Methods in Enzy
mology,194:18,1991)により実施することができる。
【0052】 非細菌性組み込みベクターの使用は、酵母菌体が、発酵法の終了時点で、保存
飼料として、または他の繁殖用、農業用もしくは食用目的に使用される場合には
好適であろう。
【0053】 本発明の特定の実施態様では、組み換えDNAは、自律もしくは組み込み複製
できる発現プラスミドの一部分である。
【0054】 特に、両S.セレビシエおよびK.ラクチスでは、自律複製ベクターは、選ば
れた宿主における自律複製配列を使用することによって得ることができる。特に
、酵母においては、それらは、プラスミド(2μ,pKD1など)もしくは染色
体配列(ARS)さえから得られる複製開始点であってもよい。
【0055】 組み込みベクターは、相同組み換えによりベクターの組み込みを可能にする、
宿主ゲノムのある領域における相同DNA配列を使用することによって得ること
ができる。
【0056】 遺伝子発現のための遺伝道具は、S.セレビシエに関して非常に良く開発され
ており、そしてRomanos,M.A.et al.,Yeast,8:42
3,1992に記述されている。遺伝道具は、また、組み換えタンパク質生産の
ための宿主細胞として酵母クルイベロミセスおよびトルラスポラ種の使用を可能
にするためにも開発されてきた(Spencer Jf,et al.,前出;
Reiser J.et al.,Advances in Biochemi
cal Engineering−Biotechnology.43,75−
102,1990)。K.ラクチスにおいて自律的に複製するベクターの若干の
例は、K.ラクチスの直鎖状プラスミドpKG1(de Lovencourt
L. et al.,J.Bacteriol.,154:737,1982
)に基づくか、または自己複製と正しい分離能をベクターに付与するK.ラクチ
スそれ自体の染色体配列(KARS)(Das S.,Hollenberg
C.P.,Curr.Genet.,6:123,1982)を含有しているか
いずれかであると報告されている。さらにまた、K.ドロソフィラルム(K.d rosophilarum )に固有の2μ−様プラスミド(プラスミドpKD1
−米国特許第5 166 070号)の認識が、組み換えタンパク質の生産のた
めの非常に有効な宿主/ベクター系を確立させた(欧州特許出願公開第361
991号)。組み換え体pKD1に基づくベクターは、適当な酵母および細菌マ
ーカーに融合された完全な元の配列を含有する。あるいはまた、pKD1の一部
を、共通のS.セレビシエ発現ベクターと組み合わせることができる(Roma
nos,M.A.et al.Yeast,8:423,1992)(Chen
et al.,Curr.Genet.,16:95,1989)。
【0057】 S.セレビシエ由来の2μプラスミドが、トルラスポラにおいて複製し、そし
て安定に維持されることが知られている。この酵母において、異種タンパク質の
発現は、同時形質転換操作、すなわち、S.セレビシエのための発現ベクターと
全2μプラスミドの同時存在によって得られた(Compagno C.et
al.,Mol.Microb.,3:1003−1010,1989)。分子
間および分子内組み換えの結果として、完全な2μ配列と異種遺伝子を担持して
いるハイブリッドプラスミドを単離することができる;そのようなプラスミドは
、原則的には、トルラスポラを直接形質転換することができる。
【0058】 さらに、S.セレビシエARS1配列に基づくエピソームプラスミドも記述さ
れているが、このプラスミドの安定性は非常に低い、Compagnoら(前出
)。
【0059】 近年、pTD1と名付けられた内因性の2μ−様プラスミドが、トルラスポラ
において単離された(Blaisonneau J.et al.,Plasm
id,38:202−209,1997);現在S.セレビシエのために利用で
きる遺伝道具は、新規プラスミドに転移することができ、かくしてトルラスポラ
酵母種に与えられる発現ベクターを得る。
【0060】 トルラスポラ酵母のための遺伝マーカーは、例えば、URA3(Watana
be Y.et al.,FEMS Microb.Letters,145:
415−420,1996),G418耐性(Compagno C.et a
l.,Mol.Microb.,3:1003−1010,1989)およびシ
クロヘキシミド耐性(Nakata K.et Okamura k.,Bio
sc.Biotechnol.Biochem.,60:1686−1689,
1996)を含む。
【0061】 チゴサッカロミセス種からの2μ−様プラスミドが知られており、そしてZ.
ルキシイ(pSR1)、Z.ビスポラス(Z.bisporus)(pSB3)
、Z.フェルメンタチ(Z.fermentati)(pSM1)およびZ.バ
イリイ(pSB2)において単離された(Spencer Jf.et al.
,前出)。
【0062】 プラスミドpSR1は、もっともよく知られている:それはS.セレビシエに
おいて複製されるが、2μARSは、Z.ルキシイにおいて認識されない(Ar
aki H.and Hoshima Y.,J.Mol.Biol.,207
:757−769,1989)。
【0063】 S.セレビシエARS1に基づくエピソームベクターは、Z.ルキシイのため
に記述されている(Araki et al.,Mol.Gen.Genet.
,238:120−128,1993)。
【0064】 チゴサッカロミセスのための選択マーカーは、G418を含有する培地におい
て増殖を可能にする遺伝子APT1である(Ogawa et al.,Agr
ic.Biol.Chem.,54:2521−2529,1990)。
【0065】 誘導的であれ構成的であれ、いかなる酵母プロモーターが、本発明により使用
されてもよい。今日まで、S.セレビシエにおけるタンパク質の発現に使用され
たプロモーターは、Romanosら(前出)によってよく記述されている。K
.ラクチスにおいて外来タンパク質発現に普通に使用されるプロモーターは、S
.セレビシエPGKおよびPHO5であるか(Romanosら、前出)、また
は相同プロモーター、例えばLAC4(van den Berg J.A.e
t al.,BioTechnology,8:135,1990)およびKl
PDC(米国特許第5 631 143号)である。K.ラクチスのピルビン酸
デカルボキシラーゼ遺伝子のプロモーター(KlPDC)が特に好適である。
【0066】 クルイベロミセス・ラクチス株の形質転換に特に有効である異種遺伝子発現の
ためのベクターは、米国特許第5 166 070号に記述されており、引用に
よって本明細書に組み入れられる。
【0067】 Molecular Microbiol.19(1),27−36,199
6に開示されている、好ましくはクルイベロミセス種からの、なおより好ましく
はクルイベロミセス・ラクチスからのピルビン酸デカルボキシラーゼ遺伝子プロ
モーターが、特に好適である。また、好ましくはサッカロミセス種、なおより好
ましくはサッカロミセス・セレビシエからのトリオースリン酸イソメラーゼおよ
びアルコールデヒドロゲナーゼプロモーターが好適である(Romanosら、
前出)。
【0068】 乳酸の生産のために、本発明の酵母菌株は、炭素源および他の必須栄養素を含
有する培地において培養され、そして乳酸が、pH7以下、好ましくはpH4.
5以下、なおより好ましくはpH3以下において回収される。培地のpHが低下
されるので、比較的少量の中和剤が必要である。乳酸塩の形成は、対応して減じ
られ、そして乳酸を回収するためには遊離酸の比例的に少ない再生が必要になる
。回収工程は、既知の方法のいずれを用いてもよい(T.B.Vickroy,
Volume3,Chaper38 of ”Comprehensive B
iotechnology,”(editor:M.MooYoung),Pe
rgamon,Oxford,1985)(R.Datta et al.,F
EMS Microbiology Reviews 16,221−231,
1995)。典型的には、乳酸を回収する前に、微生物が濾過もしくは遠心によ
って除去される。乳酸回収の既知の方法は、例えば、非混和性溶媒相への乳酸の
抽出、または乳酸もしくはそのエステルの蒸留を含む。炭素源に対するより高い
収率(乳酸g/消費グルコースg)およびより高い生産性(乳酸g/l/h)が
、Mg++およびZn++を欠くか、または該イオンの低い利用能をもつ培地におい
て増殖する酵母菌株、特にサッカロミセス菌株によって得られる。好ましくは、
培地は、Mg++5mM未満および/またはZn++0.02mM未満を含有するで
あろう。
【0069】 本発明は、乳酸の生産において次の利点を提供する: 1. 発酵が、pH4.5以下で実施される場合、慣用の方法と比較して、外来
の微生物による汚染の危険性が低い。さらに、発酵設備は単純化でき、そして発
酵制御が容易に行うことができる。 2. より少ない中和剤が、中和のために培地中に添加されるので、対応して、
乳酸塩を遊離乳酸へ転化するための鉱酸もしくは他の再生薬剤を使用する必要性
が低い。したがって、生産コストが低減できる。 3. より少ない中和剤が培地に添加されるので、培養液の粘度が低下される。
その結果、培養液は処理が容易である。 4. 本発明により分離された細胞は、新鮮な乳酸発酵のための種菌微生物とし
て再び利用できる。 5. 細胞は、本発明にしたがって、乳酸発酵中に連続的に分離され、そして回
収することができ、それ故、発酵が連続的に実施できる。 6. 組み換え酵母菌株は、エタノール生産能とピルビン酸デヒドロゲナーゼ活
性を欠くか、または両低いエタノール生産と低いピルビン酸デヒドロゲナーゼ活
性をもつので、乳酸の生産は、野生型のエタノール生産能と野生型のミトコンド
リアによるピルビン酸利用能の両方をもつ酵母菌株に比較して、より高い収率で
実施することができる。 7. クルイベロミセス、トルラスポラおよびチゴサッカロミセスの種に属する
代謝的に工作された非慣用酵母による乳酸の生産は、非慣用炭素源(すなわち、
若干の例を示せば、ガラクトース−ラクトース−スクロース−ラフィノース−マ
ルトース−セロビオース−アラビノース−キシロース)から、高糖濃度培地中で
細胞を増殖させ、そして高濃度の乳酸の存在下で細胞を増殖させて得ることがで
きる。
【0070】
【発明の詳細な記述】
定義 次の定義は、本発明の詳細な記述を理解する際、当業者を助けるために提供さ
れる。
【0071】 「増幅」は、所望の核酸分子のコピー数を増加することを指す。
【0072】 「コドン」は、特定のアミノ酸配列を指定する3個のヌクレオチド配列を指す
【0073】 「欠失」は、核酸配列から1個以上のヌクレオチドを除去する変異を指す。
【0074】 「DNAリガーゼ」は、2つの二本鎖DNA片を共有結合する酵素を指す。
【0075】 「エレクトロポレーション」は、宿主細胞を透過性にするよう短時間高電圧の
dc電荷を使用して、そこに染色体外DNAを取り込ませる、細胞中に外来DN
Aを導入する方法を指す。
【0076】 用語「内因性」は、生物体もしくは細胞内から生じる物質を指す。
【0077】 用語「エンドヌクレアーゼ」は、内部の位置において二本鎖DNAを加水分解
する酵素を指す。
【0078】 用語「発現」は、対応するmRNAを生産するための遺伝子の転写、および対
応する遺伝子産物、すなわちペプチド、ポリペプチドもしくはタンパク質を生産
するためのこのmRNAの翻訳を指す。
【0079】 用語「アンチセンスRNAの発現」は、遺伝子産物、例えばタンパク質をコー
ドしている第2のRNA分子にハイブリダイズできる第1のRNA分子を生産す
るためのDNAの転写を指す。RNA−RNAハイブリッドの形成は、遺伝子産
物を生産する第2のRNA分子の翻訳を阻害する。
【0080】 句「機能的に結合された」は、コーディングもしくは構造配列の転写が、プロ
モーターもしくはプロモーター領域によって命令できるような方向および距離に
おける、プロモーターもしくはプロモーター領域およびコーディングもしくは構
造配列を指す。
【0081】 用語「遺伝子」は、染色体DNA、プラスミドDNA、cDNA、合成DNA
、またはペプチド、ポリペプチド、タンパク質もしくはRNA分子をコードして
いる他のDNA、ならびに発現の制御に関与するコーディング配列に隣接してい
る領域を指す。
【0082】 用語「ゲノム」は、宿主細胞内の染色体およびプラスミドの両方を包含する。
したがって、宿主細胞中に導入された本発明のコーディングDNAは、染色体に
組み込まれていても、またプラスミドに局在されていてもよい。
【0083】 「異種DNA」は、受容細胞のDNAとは異なる起源からのDNAを指す。
【0084】 「相同DNA」は、受容細胞のDNAと同じ起源からのDNAを指す。
【0085】 「ハイブリダイゼーション」は、塩基対を介して相補的な鎖と結合する核酸鎖
の機能を指す。ハイブリダイゼーションは、2本の核酸鎖における相補的配列が
互いに結合する場合に起きる。
【0086】 「乳酸デヒドロゲナーゼ」(LDH)は、ピルビン酸およびNADHの、乳酸
およびNAD+への転化を触媒するタンパク質を指す。L(+)−LDHは、L (+)−乳酸を生成し;D(−)−LDHは、D(−)−乳酸を生成する。
【0087】 用語「乳酸輸送体」は、細胞の内側から外側への乳酸の輸送を可能にするタン
パク質を指す。
【0088】 「変異」は、核酸配列におけるすべての変化もしくは変更を指す。ある種のタ
イプは、ポイント、フレームシフトおよびスプライシングを含んで存在する。変
更は、特異的に(例えば部位特異的変異誘発)もしくはランダムに(例えば化学
薬剤により、修復マイナス細菌株を通過して)遂行されてもよい。
【0089】 核酸コード:A=アデノシン;C=シトシン;G=グアノシン;T=チミジン
;N=等モルのA,C,GおよびT;I=デオキシイノシン;K=等モルのGお
よびT;R=等モルのAおよびG;S=等モルのCおよびG;W=等モルのAお
よびT;Y=等モルのCおよびT. 「オープンリーディングフレーム(ORF)」は、ペプチド、ポリペプチドも
しくはタンパク質をコードしているDNAもしくはRNAの領域を指す。
【0090】 「ピルビン酸デカルボキシラーゼ」(PDC)は、ピルビン酸のアセトアルデ
ヒドへの転化を触媒するタンパク質を指す。
【0091】 「ピルビン酸デヒドロゲナーゼ」(PDH)は、ピルビン酸のアセチル−Co
Aへの転化を触媒するタンパク質複合体を指す。
【0092】 「プラスミド」は、環状の、染色体外の、自己複製するDNA片を指す。
【0093】 「点変異」は、核酸配列において単一ヌクレオチドの変更を指す。
【0094】 「ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)」は、1つの核酸配列の多数のコピーを作
成するための酵素的技術を指す。DNA配列のコピーは、2つのアンプリマー(
amplimer)間でDNAポリメラーゼを往復させることによって製造され
る。この増幅法の基礎は、変性し、次にアンプリマーを再アニールし、続いて伸
長して、側面を接するアンプリマー間に位置する領域に新しいDNA鎖を合成す
るための多周期の温度変化である。
【0095】 用語「プロモーター」もしくは「プロモーター領域」は、RNAポリメラーゼ
に対する認識部位を提供することによってメッセンジャーRNA(mRNA)の
生産を調節する要素および/または正しい部位における転写の開始に必須な他の
因子を指す。
【0096】 「組み換え細胞」もしくは「形質転換細胞」は、そのDNAが、外因性核酸分
子のその細胞への導入によって変えられた細胞を指す。
【0097】 用語「組み換えDNA構築物」は、1種以上のDNA配列が機能的作動方式に
おいて結合されたDNA分子を含む、ゲノム組み込みもしくは自律複製できる、
プラスミド、コスミド、ウイルス、自律的に複製する配列、ファージ、または直
鎖状もしくは環状一本鎖もしくは二本鎖DNAもしくはRNAヌクレオチド配列
を指す。そのような組み換えDNA構築物もしくはベクターは、DNA配列が、
翻訳され、したがって発現される機能的mRNAに転写されるような様式で、細
胞中に、5’調節配列もしくはプロモーター領域および選択される遺伝子産物の
ためのDNA配列を導入できる。組み換えDNA構築物もしくは組み換えベクタ
ーは、あるいはまた、興味ある特定のRNAの翻訳を阻害するために、アンチセ
ンスRNAを発現できるように構築されてもよい。
【0098】 「低い(酵素)活性」は、同種の野生型菌株から単離される測定酵素活性に較
べて、形質転換もしくは変異菌株から単離されるより低い測定酵素活性を指す。
低い酵素活性は、低い酵素濃度、酵素の低い比活性もしくはそれらの組み合わせ
の結果であろう。
【0099】 「修復マイナス」もしくは「修復欠失」菌株は、低いか、または除去されたD
NA修復経路をもつ生物体を指す。そのような菌株は、同種の野生型菌株の率に
較べて、増大される変異率を現す。修復マイナス菌株を通しての核酸配列の伝播
は、核酸配列を通したランダム変異の導入をもたらす。
【0100】 「制限酵素」は、二本鎖DNA中のヌクレオチドの特定のパリンドローム配列
を認識し、そして両鎖を切断する酵素を指す;また、制限エンドヌクレアーゼと
呼ばれる。切断は、典型的には、制限部位内で起きる。
【0101】 「選択性マーカー」は、その発現が、核酸配列を含有する細胞の同定を容易に
する表現型を与える核酸配列を指す。選択性マーカーは、毒性化学物質に対する
耐性(例えばアンピシリン耐性、カナマイシン耐性)を示すか、栄養欠乏(例え
ばウラシル、ヒスチジン、ロイシン)を補足するか、または肉眼的に区別しうる
特徴(例えば色彩変化、蛍光)を与えるものを含む。
【0102】 「転写」は、DNA鋳型からRNAコピー生産する方法を指す。
【0103】 「形質転換」は、外因性核酸配列(例えばベクター、プラスミド、組み換え核
酸分子)を、外因性核酸配列が染色体に組み込まれるか、または自律複製できる
細胞中に導入する方法を指す。
【0104】 「翻訳」は、メッセンジャーRNAからのタンパク質生産を指す。
【0105】 用語「収率」は、消費されたグルコース量(gr/l)で除した生産された乳
酸量(gr/l)を指す。
【0106】 酵素の「単位」は、酵素活性を指し、そして1分間当たりの総細胞タンパク質
1mg当たり変換された基質ミクロモル量を示す。
【0107】 「ベクター」は、核酸配列を宿主生物中に運搬するプラスミド、コスミド、バ
クテリオファージもしくはウイルスを指す。
【0108】 ウシ乳酸デヒドロゲナーゼ遺伝子(LDH−A)の部位特異的変異誘発 ウシ酵素LDH−A(EC1.1.1.27)のコーディング配列を完全な長
さのcDNAから単離するために、古典的な部位特異的変異誘発(J.Biol
.Chem.253:6551,1978,Meth.Enzymol.154
:329,1987)が遂行された。オリゴヌクレオチドによる部位特異的変異
誘発は、合成オリゴヌクレオチドと一本鎖DNA断片とのイン・ビトロのハイブ
リダイゼーションに基づき、このオリゴヌクレオチドは、変異誘発されるべきD
NA配列と一致する、中心のミスマッチ領域を除くDNA断片と相補的である。
【0109】 ATGコドン11bp前にXbaI制限酵素部位を導入するために、1743
bpウシLDHcDNAが、プラスミドpLDH12(Ishiguro et
al.,Gene,91 281−285,1991)から、EcoRIおよ
びHindIII制限酵素(New England Biolabs,Bev
erly,MA)による消化によってクローン化された。単離されたDNA断片
は、次いで、pALTER−1(Promega,cat#96210;lot
#48645,1996)発現ベクターに挿入された。
【0110】 そのようなベクターは、M13およびR408バクテリオファージ複製開始点
および抗生物質耐性の2つの遺伝子を含有する。これらの遺伝子の1つ、テトラ
サイクリン耐性は機能性である。他(すなわちアンピシリン耐性)は、不活性化
されていた。変異誘発反応の間に、変異鎖に対してアンピシリン耐性を回復する
オリゴヌクレオチドが提供される(oligoAMP;Promega,Mad
ison,WI Tab.1)。このオリゴヌクレオチドは、一本鎖DNA(s
sDNA)鋳型にアニーリングされる。同時に、変異原性オリゴヌクレオチド(
oligoLDH,Madison WI)は、同様にアニーリングされた。D
NA合成および連結反応に続いて、DNAが、E.コリ(E.coli)の修復
マイナス菌株(BMH71−18mutS;kit Promega)中に形質
転換される。選択は、LB+アンピシリンにおいて行われた(Molecula
r Cloning a laboratory manual,edited
by Sambrook et al.,Cold Spring Harb
or Laboratory Press)。JM109(kit Prome
ga)E.コリ菌株における形質転換の第2ラウンドが、変異および野生型プラ
スミドの適当な分離を確実にした。
【0111】
【表1】
【0112】 表1: 部位特異的変異誘発のために使用された合成オリゴヌクレオチドのヌ
クレオチド配列。oligoLDHにおける下線の配列は、変異誘発によって導
入されたXbaI制限部位を示す。
【0113】 使用された技術および材料(oligoLDH以外の)のさらなる詳細は、キ
ットのデータシートにおいて見い出すことができる。
【0114】 ウシLDHについて変異されたcDNAを含有する、得られたプラスミドは、
pVC1と命名された(図2)。
【0115】 ラクトバチルス・カゼイ、バチルス・メガテリウム(Bacillus me gaterium)およびバチルス・ステアロサーモフィルス(Bacillu s stearothermophylus)からの細菌乳酸デヒドロゲナーゼ 遺伝子(LDH)のPCR変異誘発 ラクトバチルス・カゼイLDH遺伝子(GTG)の元の開始(startin
g)コドン(GTG)(LDH配列は,the National Cente
r of Biotechnologyによって提供されるGenbank S
equence DatabaseのアクセスナンバーM76708において利
用できる −NCBI− ウェブ・サイト:http://www.ncbi.
nlm.nih.gov/)は、S.セレビシエによって正しく認識されない。
本発明者らは、プラスミドpST2およびLDH配列を、Hutkins Ro
bert(University of Nebraska,USA)から得た
。pST2は、pUC19ベクター(Boehringer Mannheim
GmbH,Mannheim、Germany,cat.885827)に基
づいており、そしてL.カゼイ686(Culture collection
of the University of Nebraska)から増幅さ
れたBamHI−SphI LDH−cDNA断片を含有する。
【0116】 普通の真核生物の最初のコドン(すなわち、ATG)により開始するコーディ
ング配列を得るために、LDH配列が、PCRを介して変異誘発された。
【0117】 LDH配列(GenBAnk Sequence Databaseのアクセ
スナンバーM76708、前出)の位置163におけるNcoI制限酵素部位の
導入は、元のGTGコドンのATGへの付随変化を与える。PCR反応(Mas
tercycler 5330,Eppendorf,Hamburg,Ger
many)は、pGEM7Z f(+)(Promega Corporati
on,Madison WI,USA,cat.P2251)ベクターに基づく
プラスミドpLC1から出発して遂行し、そしてL.カゼイの遺伝子(pST2
から切り取られた断片BamHI−SphI)を含有する。反応のプライマーと
して使用されたオリゴヌクレオチドの配列は表2に報告される。 増幅サイクル:94°;1’ (変性段階) 94°30” (変性段階) 56°30” 4回 (プライマーアニーリング段階) 68°3’ (伸長段階) 94°30” (変性段階) 60°30” 23回 (プライマーアニーリング段階) 68°3’ (伸長段階) 68°3’ (最終伸長段階) 反応の最後に、増幅され、そして変異された遺伝子に対応する単一バンドが単
離された。次いで、DNA断片は、平滑末端連結によりpMOSBlue(Am
ersham Life Science,Buckingamshire,E
ngland;cod.RPN5110)クローニングベクターのEcoRV部
位において挿入され、pLC3プラスミドが生じた。
【0118】 すべての他の変異誘発法が、同様に使用できる。
【0119】
【表2】
【0120】 表2: PCR増幅のために使用された合成オリゴヌクレオチドのヌクレオチ
ド配列。oligoATGにおける下線の配列は、変異誘発によって導入された
NcoI制限部位、および結果として得られたATG開始コドンを示す。
【0121】 また、本発明者らは、古典的なPCRアプローチにしたがって、細菌バチルス
・メガテリウムおよびバチルス・ステアロサーモフィルス(Biol.Chem
.Hoppe−Seyler,1987,368:1391)(Biol.Ch
em.Hoppe−Seyler,1987,368:1167)からのL(+
)LDH遺伝子(DNA配列は,また、the National Cente
r of Biotechnologyによって提供されるGenbank S
equence DatabaseのアクセスナンバーM22305およびM1
9396において利用できる −NCBI− ウェブ・サイト:http://
www.ncbi.nlm.nih.gov/)を、酵母S.セレビシエのため
の発現ベクター(すなわち、それぞれpBME2およびpBST2、下記参照)
中にクローン化した。
【0122】 KlPDCAプロモーターおよびウシLDHcDNAを含有するpEPL2複 製ベクターの構築 KlPDCAプロモーターおよびコーディング配列は、K.ラクチスのrag
6変異を相補するK.ラクチス・ゲノムライブラリークローン(Bianchi
et al.,Mol.Microbiol.,19:27−36,1996
)から4KbpHindIII断片としてサブクローン化された。プロモーター
領域が、ベクターpBleuscript II KS(Stratagene
,LaJolla,Ca#212205)のSalIおよびXbaI部位中に、
分子クローニング標準操作(Sambrook et al.,Molecul
ar Cloning,前出)を用いるT4 DNAリガーゼによりサブクロー
ン化された。pVC1ベクターから1675bpをもつXbaI−HindII
I断片として単離されたウシLDH配列は、ベクターpBleuscript
II KSの対応するクローニング部位においてクローン化された。GM82
E.コリ菌株(dam- dcm-)(ATCCもしくはCGSCコレクションか
ら得られる)は、それぞれpKSMD8/7およびpKSEXH/16(図3A
および3B)と呼ばれる2種の新ベクターにより形質転換された。
【0123】 それぞれpKSMD8/7およびpKSEXH/16からSalI−XbaI
断片として単離された、KlPDCAプロモーターおよびウシLDH配列は、S
alIエンドヌクレアーゼの存在下、室温で、T4 DNAリガーゼによりイン
・ビトロで連結されて、XbaI末端において連結された。連結反応産物は、p
E1ベクター(Bianchi M.et al.,Curr.Genet.1
2:185−192,1987;Chen X. J.et al.,Curr
.Genet.16:95−98,1989およびUS#5166070)のS
alIクローニング部位においてクローン化された。このプラスミドは、サッカ
ロミセス・セレビシエ遺伝マーカーURA3を含有するYIp5組み込みプラス
ミド、およびクルイベロミセス・ドロソフィラルムから単離されたpKD1プラ
スミド(US#5166070)に基づいている。プラスミドpE1は、S.セ
レビシエ2μ DNAに類似する機能的構成をもち、そしてクルイベロミセス・
ラクチス細胞(Chen X. J.et al.,前出)において安定な進行
で複製することができる。プラスミド上のURA3マーカーは、K.ラクチスu
raA1−1変異を相補(de Louvencourt et al.,J.
Bacteriol.154:737−742(1982))させ、したがって
、ウラシルを含まない選択培地における形質転換細胞の増殖を可能にする。
【0124】 得られたベクターは、pEPL2(図4)と呼ばれ、そしてE.コリDH5−
alfa菌株(Life Technologies Inc.,Gaithe
rburg,MA)を形質転換するために使用された。
【0125】 KlPDCAプロモーターおよび細菌LDH遺伝子を含有するpEPL4複製 ベクターの構築 pEPL2プラスミドに関して記述されたウシLDH遺伝子が、本文を通して
記述された古典的分子アプローチにしたがって、細菌ラクトバチルス・カゼイ遺
伝子(前記参照)からのLDH DNA配列と置き換えられて、プラスミドpE
PL4を得た。ウシもしくは細菌LDHを担持する形質転換K.ラクチス酵母細
胞は、類似の結果を与えた。
【0126】 KlPDCAプロモーターおよびウシLDHcDNAを含有するpLAZ10 複製ベクターの構築 ベクターpLAZ10は、KlPDC1プロモーターとウシLDHコーディン
グ配列を担持するpEPL2のSalI断片を、ベクターp3K31のユニーク
SalI部位中にクローニングすることによって得られた。ベクターp3K31
は、市販ベクターpUC19およびプラスミドpKD1のユニークSphI部位
に挿入されたベクターpKan707(Fleer et al.,Bio/t
chnology 9:968−974,1991)のG418耐性カセットか
らなる。
【0127】 pLC5,pLC7,pB1,pBM2,pBST2,pLC5−KanMX およびpJEN1組み込みベクターの構築 L.カゼイLDH遺伝子は、NcoI−SalI消化によってpLC3(前記
)から切り取られ、そしてpYX012もしくはpYX022組み込みベクター
(R&D System Europe Ltd,Abingdon,Engl
and)中に連結された。
【0128】 TPIプロモーターの制御下の細菌LDH遺伝子について変異されたDNAを
含有し、そして栄養素要求性マーカーURA3もしくはHIS3を担持する、得
られた2種のプラスミドは、pLC5(図5)およびpLC7とそれぞれ命名さ
れた。pB1、pBM2およびpBST2の構築では、本発明者らは、pLC5
の構築について記述されたものと類似のアプローチを使用した;しかしながら、
ウシLDH、B.メガテリウムLDHおよびB.ステアロサーモフィルスLDH
(Biol.Chem.Hoppe−Seyler,1987,368:139
1)(Biol.Chem.Hoppe−Seyler,1987,368:1
167)をそれぞれ使用した。最後に、プラスミドpFA6a−KanMX(W
ach et al.,Yeast,1994,10:1793−1808)が
、SacIとSmaIにより消化され、そして生じる断片が、同じ酵素で切断さ
れたpLC5中に連結されて、プラスミドpLC5−KanMXを生成した。こ
のプラスミドでは、LDH遺伝子は、TPIプロモーターの制御下にある。
【0129】 S.セレビシエの乳酸輸送体をコードしているJEN1(Davis E.S
.,Thesis,1994−Laboratory of Eukaryot
ic Gene Expression,Advanced Bioscien
ce Laboratories)(Davis,E.S.et al.,Pr
oc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.89(23),11169,
1992)(Andre,B.Yeast(11),1575,1995)のD
NA配列(DNA配列は,また、the National Center o
f Biotechnologyによって提供されるGenbank Sequ
ence DatabaseのアクセスナンバーU24155において利用でき
る −NCBI− ウェブ・サイト:http://www.ncbi.nlm
.nih.gov/)は、E.S.Davis(University of
Marryland,USA)から得られた。JEN1コーディング配列は、本
文を通して記述された古典的PCRアプローチによって増幅され、そしてプラス
ミドpYX022(前記)中にクローン化された。組み込みプラスミドでは、J
EN1過剰発現は、TPIプロモーターの制御下にある。
【0130】 ADH1プロモーターおよびウシLDHcDNAを含有するpLAT−ADH 複製ベクターの構築 第1に、pLDH−Kanプラスミドが、pFA6−KanMX4ベクター(
Wach et al.,Yeast 10:1793−1808(1994)
)のSmaI/EcoRV消化から誘導されたゲネチシン(G418)耐性を付
与するAPT1遺伝子を、pBluescript II KS(Promeg
a Corporation,Madison WI,USA,cat.212
208)クローニングベクターのEcoRV部位にクローニングして構築された
【0131】 第2に、ウシLDH遺伝子のコーディング領域が、前述のpVC1プラスミド
からのXbaI/HindIII断片をpVT102−Uベクター(Verne
t et al.Gene 52:225−233(1987))中にサブクロ
ーニングすることによって、S.セレビシエのADH1プロモーターとターミネ
ーター配列の制御下でクローン化された。
【0132】 最後に、全発現カセット(ADH1プロモーター−LDH遺伝子−ADH1タ
ーミネーター)が、SphI消化によって切り取られ、pLDH−Kanと連結
され、SphIで直鎖状にされて、pLAT−ADHベクター(図6)を得た。
【0133】 K.ラクチスPMI/C1菌株の単離 PM6−7A酵母菌株(MAT a,adeT−600,uraA1−1)(
Wesolowski et al.,Yeast 1992,8:711)に
おけるKlPDCA遺伝子の欠失が、菌株PMIを生じた。欠失は、S.セレビ
シエのURA3マーカーの挿入によって実施された。菌株PMIは、グルコース
含有培地で増殖する;PDC活性は検出されず、そして菌株はエタノールを生産
しない(Bianchi M.M.,et al.,(1996)、前出)。い
かなる検出しうるPDC活性ももたないS.セレビシエ細胞は、グルコース無機
質培地では増殖しない(Flikweert M.T.et al.Yeast
,12:247−257,1996)ということを強調することが重要である。
【0134】 PMI酵母細胞の定常期の培養からの1x107〜3x107細胞が、5−フル
オロオロチン酸を含有する合成培地上に平板塗布された。5−フルオロオロチン
酸含有培地における酵母細胞の増殖は、ウラシル合成において損傷された細胞の
選択を可能にする(McCusker and Davis,Yeast 7:
607−608(1991))。28℃で5日培養後、数株のura−変異株が
単離された。得られたこれらの変異株の1株は、PMI/C1と呼ばれ、組み込
み形質転換によって予め導入されたURA3遺伝子における変異を生じたが、そ
れは、URA3遺伝子を含有するプラスミド(Kep6ベクター;Chen e
t al.,J.Basic Microbiol.28:211−220(1
988))を用いる形質転換による相補試験から証明された。PMI/C1の遺
伝子型は、次のとおりである:MATa,adeT−600,uraA1−1,
pdcA::ura3。
【0135】 CENPK113△PDC1△PDC5△PDC6、CENPK113△PD C2およびGRF18U△PDC2菌株の単離 一般的戦略は、最初に、各PDC遺伝子(PDC1、PDC2、PDC5およ
びPDC6)の単一欠失変異株を作成することであった。遺伝子欠失は、Wac
hら(1994;Yeast 10、1793−1808)およびGuelde
nerら(1996;Nucleic acids Res.24,2519−
2524)によって記述されたショートフランキングホモロジー(SFH)PC
R法を用いて、対応するPDC遺伝子の座における相同性組み換えによりlox
P−KanSRD−loxPカセットの組み込みによって行われた。続いて、欠失 カセットは、欠失座におけるloxP部位の単一コピーをリーディング ビハイ
ンド(leading behind)するcre−リコンビナーゼを発現する
ことによって除かれた。pdc1 pdc5 pdc6三重欠失変異株は、続い
て、単一の一倍体欠失株を交雑することによって作成された。
【0136】 PCR反応は、ある種のシュワニオミセス・オクシデンタリス(Schwan niomyces occidentalis )遺伝子(機密)の調節配列(プ
ロモーター/ターミネーター)に融合されたカナマイシン耐性(E.コリ トラ
ンスポゾンTn903のオープンリーディングフレーム)の遺伝子を含有するD
NA鋳型において実施された。この選択カセットは、loxP配列(loxP−
KanSRD−loxP)によって両端において隣接されており、SRD(Sci entific Reseach and Development)によって
開発された。loxP−KanSRD−loxPカセットを増幅するために使用さ れるプライマーは、センスプライマーのDNA配列が、選択カセット配列の5’
末端と相同であるように、そしてプライマーが、ある種のサッカロミセス・セレ
ビシエPDC遺伝子の5’末端配列に対応する、その5’末端領域40ヌクレオ
チドにおける付加において存在するように、設計される。アンチセンスプライマ
ーは、類似の方法で構築され、それは、選択カセットの3’末端と相補的であり
、この場合、このプライマーは、ある種のサッカロミセス・セレビシエPDC遺
伝子の3’末端配列に対応する、また好ましくは40ヌクレオチドをその5’末
端領域において含有する。
【0137】 次の表は、SFH PCR法による対応するPDC遺伝子の遺伝子欠失のため
に使用されるプライマーを示す。下線の配列は、対応するPDC遺伝子と相同性
であり、そしてloxP−KanSRD−loxPカセットに相補的な配列は、太 字で存在する。
【0138】
【表3】
【0139】 PCR増幅された欠失カセットは、SRDによって開発された原栄養性二倍体
サッカロミセス・セレビシエ菌株CEN.PK112の形質転換のために使用さ
れた。
【0140】 CEN.PK112(Mata,alpha,URA3,URA3,HIS3
,HIS3,LEU2,LEU2,TRP1,TRP1,MAL2−8C,MA L2−8C,SUC2,SUC2) 形質転換株の選択のために、ゲネチシン(硫酸G−418,Life Tec
hnologies)が、最終濃度200mg/lにおいて添加された。四分子
分析後、続いて、G418耐性胞子が、診断的PCRによって解析されて、対応
するPDC遺伝子の正しい欠失を確認し、そして一倍体菌株の交配型を決定した
【0141】 3個のPDC遺伝子、PDC1,PDC5おいてPDC6について欠失された
菌株を得るために、一倍体欠失株が、続いて交雑された。2個の二重欠失株、p
dc1::KanSRD pdc6::KanSRDおよびpdc5::KanSRD pdc6::KanSRDを得るために、対応する一倍体株が交雑された。四分子 分析後、KanSRDマーカーに関して非親系二型(non−parental ditype)を示す胞子が、続いて、診断的PCRによって解析されて、両遺
伝子の正しい欠失を確認し、そして交配型を決定した。得られる二重欠失株が交
雑されて、三重欠失株を得た。四分子分析後、診断的PCRによって、3個のP
DC遺伝子について欠失された胞子が探された。
【0142】 破壊に成功した遺伝子からKanSRDマーカーを除去するために、一倍体欠失 株(単一、二重および三重変異株)が、cre−リコンビナーゼ・プラスミド、
pPK−ILV2SMR(SRDによって開発された)により形質転換された。プ ラスミドpPK−ILV2SMRは、GAL1プロモーター制御下のcre−リコ ンビナーゼ、および優性選択マーカーとして、プラスミドプラスミドpPK−I
LV2SMRにより形質転換された酵母細胞をスルホメツロンメチル(30mg/ l)の存在下で増殖可能にさせるILV2耐性遺伝子を含有する。続いて、Ka
SRDマーカーの正確な切除が、全酵母細胞に関して診断的PCRによって解析 された。プラスミドpPK−ILV2SMRを除去するために、酵母細胞は、培地 中スルホメツロンメチルなしで適当な時間培養され、続いて、スルホメツロンメ
チル感受性細胞が探索された。
【0143】 次の表は、得られた酵母菌株を示す。括弧内の数字は、対応する遺伝子の欠失
ヌクレオチド(ATG=1)を指す。ネガティブ数字の場合は、最初の数字は、
ATGの上流の欠失ヌクレオチドを意味し、そして第2の数字は、終始コドンの
下流の欠失ヌクレオチドを意味する。
【0144】
【表4】
【0145】 主として、本発明者らは、得られたデータを総括している表において、またC
ENPK113△PDC2およびCENPK113△PDC1△PDC5△PD
C6と名付けられる菌株CEN.PK112およびCEN.PK182を使用し
た。
【0146】 同様のアプローチを使用して、PDC2遺伝子に欠失を担持しているS.セレ
ビシエGRF18U株(Mat alpha,his3,leu2,ura3)
が構築された(GRF18U△PDC2;Mat alpha,his3,le
u2,ura3,pdc2::APT1)。本発明者らは、プラスミドpFA6
a−KanMX(Wach et al.前出)から単離された、組み込みのマ
ーカーとしてのG418耐性を付与するAPT1遺伝子を使用した;PDC1,
PDC5およびPDC6遺伝子において欠失を担持している菌株では、PDC活
性はゼロである。PDC2遺伝子に欠失を担持している菌株では、PDC活性は
野生型菌株で測定されるレベルの約20〜40%である。
【0147】 K.ラクチスBM3−12D[pLAZ10]の単離 二重欠失菌株Klpdc1△/Klpda1△は、菌株MW341−5/Kl
pdc1△(MATα,lac4−8,leu2,lysA1−1,uraA1
−1,Klpdc1::URA3;Bianchi et al.,1996,
Mol.Microbiol.,19(1)、27−36において既述のように
得られた;Destruelle et al.,提供)を、菌株CBS235
9/Klpda1△(MATa,URA3−48,Klpda1::Tn5BL
E)と交雑することによって得られた二倍体菌株の一倍体分離集団から選択され
た。ピルビン酸デヒドロゲナーゼ複合体E1−alphaサブユニット(EC.
1.2.4.1)(DNA配列は、Steensma H.Y.;Facult
y of Mathematics and Natural Science
s,Clusius Laboratory,Leiden,The Neth
erlandによって得られた−DNA配列は,また、the Nationa
l Center of Biotechnologyによって提供されるGe
nbank Sequence DatabaseのアクセスナンバーAF02
3920において利用できる −NCBI− ウェブ・サイト:http://
www.ncbi.nlm.nih.gov/)をコードしているPDA1遺伝
子の欠失は、酵母菌株CBS2359において、古典的PCRアプローチおよび
本文を通じて記された酵母形質転換にしたがって得られた。本発明者らは、組み
込みのマーカーとしてフレオマイシン耐性を付与するマーカーTn5Ble(G
atingnol et al.,Gene,91:35,1990)を使用し
た。
【0148】 BM1−3C(MATa,leu2,Klpdc1::URA3;Klpda
1::Tn5BLE)と呼ばれる二重欠失菌株は、フレオマイシン耐性/アンチ
マイシン感受性分離菌株として選択された。次いで、ベクターpLAZ10が、
遺伝的に、次のように二重欠失菌株に転移された。
【0149】 Klpdc1::URA3菌株のpLAZ10形質転換株PMI/8(MAT
a,adeT−600,uraA1−1,Klpdc1::URA3;Bian
chi et al.,Mol.Microbiol.,19:27−36,1
996)が、菌株MW109−8C(MATα,lysA1−1,trpA1−
1)と交雑された。得られる二倍体菌株の胞子形成後、菌株7C(MATα,a
deT−600,lysA1−1,Klpdc1::URA3,pLAZ10+ )と呼ばれるゲネチシン耐性/アンチマイシン感受性菌株が選択された。
【0150】 菌株BM1−3Cおよび菌株7Cが交雑され、そして得られた二倍体菌株の胞
子形成後、フレオマイシン耐性/ゲネチシン耐性の一倍体分離菌株が選択された
。すべての一倍体分離株はアンチマイシン感受性であった。原栄養株BM3−1
2D(Klpdc1::URA3;Klpda1::Tn5BLE、pLAZ1
+)が、さらなる実験のために選ばれた。
【0151】 ベクターpEPL2およびpEPL4を用いるクルイベロミセス酵母PM6− 7AおよびPMI/C1の形質転換 PM6−7AおよびPMI/C1細胞が、YPD培地において濃度0.5x1
8細胞/mlまで増殖され、収穫され、水中で1回、1Mソルビトール中で2 回洗浄され、そして1Mソルビトール中濃度2x109細胞/mlにおいて再懸 濁された。細胞は、pEPL2もしくはpEPL45〜10μgの存在下でエレ
クトロポレーション(7.5KV/cm,25μF,200Ω:GenePul
ser,Biorad,Hercules,Ca)された。URA+形質転換株 の選択は、ウラシルを含まない合成固形培地(0.7%w/v酵母窒素源、2w
/v%グルコース、200mg/lアデニン、2w/v%寒天)において実施さ
れた。
【0152】 ベクターpLAT−ADHを用いるトルラスポラ酵母の形質転換 CBS817細胞が、YPD培地において濃度6x107細胞/mlまで増殖 され、収穫され、水中で1回、1Mソルビトール中で2回洗浄され、そして1M
ソルビトール中濃度2x109細胞/mlにおいて再懸濁された。細胞は、pL AT−ADH 1μgの存在下でエレクトロポレーション(1.5kV,7.5
KV/cm,25μF,200Ω:GenePulser,Biorad,He
rcules,Ca)された。
【0153】 細胞は、YEPD 5ml、ソルビトール1Mを含有する滅菌微生物用チュー
ブにおいて一夜増殖された。G418r形質転換株の選択は、固形培地(2w/ v%グルコース、2w/v%ペプトン、1w/v%酵母エキス、2w/v%寒天
,200μg/ml G418(Gibco BRL,cat.11811−0
31))において実施された。
【0154】 ベクターpLAT−ADHを用いるチゴサッカロミセス酵母の形質転換 ATTC36947およびATTC60483細胞が、YPD培地において濃
度2x108細胞/mlまで増殖され、収穫され、そして0.1M酢酸リチウム 、10mMジチオトレイトール、10mMTris−HCl,pH7,5中濃度
4x108細胞/mlにおいて、室温で1時間再懸濁された。細胞は、水中で1 回、1Mソルビトール中で2回洗浄され、そして1Mソルビトール中濃度5x1
9細胞/mlにおいて再懸濁された。細胞は、pLAT−ADH 3μgの存 在下でエレクトロポレーション(1.5kV,7.5KV/cm,25μF,2
00Ω:GenePulser,Biorad,Hercules,Ca)され
た。
【0155】 細胞は、YEPD 5ml、ソルビトール1Mを含有する滅菌微生物用チュー
ブにおいて一夜増殖された。G418r形質転換株の選択は、固形培地(2w/ v%グルコース、2w/v%ペプトン、1w/v%酵母エキス、2w/v%寒天
,200μg/ml G418(Gibco BRL,cat.11811−0
31))において実施された。
【0156】 ベクターpLC5,pLC7,pB1,pBST2,pBME2,pLAT− ADH,pLC5−KanMXおよびpJEN1を用いるサッカロミセス酵母細 胞の形質転換 GRF18U(前記)、GRF18U△PDC2(前記)、GRF18U[p
LC5](Mat alpha,his3,leu2,ura3::TPI−L
DH)、CENPK113(Mat a;CBS8340)、CENPK−1(
Mat a,ura3)、CENPK113△PDC1△PDC5△PDC6(
前記)およびCENPK113△PDC2(前記)酵母細胞が、富栄養YPD完
全培地(2w/v%酵母エキス、1w/v%ペプトン、2w/v%グルコース)
において濃度2x107細胞/mlまで増殖され、0.1M酢酸リチウム、1m M EDTA、10mMTris−HCl,pH8中で1回洗浄され、そして0
.1M酢酸リチウム、1mM EDTA、10mMTris−HCl,pH8中
に濃度2x109細胞/mlにおいて再懸濁された。細胞懸濁液100μlは、 ベクター(すなわち、pLC5,pLC7,pB1,pBST2,pBME2,
pLC5−KanMX,pJEN1の場合には、栄養要求マーカーにおいて予め
直鎖化された)5〜10μgと5分インキュベートされた。PEG4000 2
80μlの添加後、細胞は、30℃で少なくとも45分間インキュベートされた
。DMSO43μlを添加し、そして懸濁液が42℃で5分間インキュベートさ
れた。細胞は、水で2回洗浄され、選択培地上に平板塗布された。CENPK−
1菌株(ura3)の単離のために、CENPK113細胞が、5−フルオロオ
ロチン酸を含有する培地(上記参照)で増殖された。
【0157】 単一形質転換細胞は、0.7%w/v酵母窒素源、2w/v%グルコース、2
w/v%寒天,プラス指標として適当な補充物質もしくはG418においてスコ
アーされた。G418R形質転換株の選択では、また細胞は、2w/v%グルコ ース、2w/v%ペプトン、1w/v%酵母エキス、2w/v%寒天,200μ
g/ml G418(Gibco BRL,cat.11811−031)にお
いてスコアーされた。
【0158】 形質転換株:補充物質 GRF18U[pLAT−ADH]:ウラシル200mg/l、ロイシン200
mg/l、ヒスチジン200mg/l、G418 200mg/l。 GRF18U[pB1]:ロイシン200mg/l、ヒスチジン200mg/l
。GRF18U[pLC5]:ロイシン200mg/l、ヒスチジン200mg
/l。 GRF18U[pLC5][pLC7]:ロイシン200mg/l。 GRF18U[pBME2]:ロイシン200mg/l、ヒスチジン200mg
/l。 GRF18U[pBST2]:ロイシン200mg/l、ヒスチジン200mg
/l。 GRF18U[pLC5][pJEN1]:ロイシン200mg/l。 GRF18U△PDC2[pLC5]:ロイシン200mg/l、ヒスチジン2
00mg/l。 CENPK−1[pLC5]:補充物質なし CENPK113[pLC5−KanMX]:G418 200mg/l。 CENPK113△PDC1△PDC5△PDC6[pLC5−KanMX]:
G418 200mg/l。 CENPK113△PDC2[pLC5−KanMX]:G418 200mg
/l。
【0159】
【表5】
【0160】 KL=K.ラクチスのプロモーター SC=S.セレビシエのプロモーター B.Ste.=バチルス・ステアロサーモフィルス pJEN1は、JEN1遺伝子の発現のために使用された。
【0161】 バッチ試験 クルイベロミセスPM6−7A[pEPL2]、PMI/C1[pEPL2] 、PM6−7A[pEPL4]およびPMI/C1[pEPL4]形質転換細胞 のバッチ解析 上記形質転換操作によって得られたクローンが、最小合成培地(1.3%w/
v酵母窒素源−aa(Difco,Detroit,MI)、アデニン200m
g/l、グルコース50g/l)における増殖のバッチ培養において試験された
。使用された培地は、200mMリン酸バッファーによりpH5.6に緩衝化さ
れるか、されないか両方であった。
【0162】 細胞は、同じ試験培地において前培養された。対数的に増殖している細胞が、
新鮮な培地100mlを含有するフラスコ(容量300ml)中に接種された。
フラスコは、振盪浴(Dubnoff,150rpm)中30℃で培養され、発
酵が規則的な時点でモニターされた。細胞数濃度は、細胞凝集物を避けるために
サンプルの音波処理(Sonicator Fisher 300,中間点、出
力35%、10秒)後、電気コールターカウンター(Coulter Coun
ter ZBI Counter Electronics Harpende
n,GB,Porro et al.,Res.Microbiol.(199
1)142,535−539)により測定された(図7および8、および表3)
【0163】 クルイベロミセスBM3−12D[pLAZ10]形質転換細胞のバッチ解析 上記操作によって得られたクローンが、最小合成培地(1.3%w/v酵母窒
素源−aa(Difco,Detroit,MI)、グルコース50g/l、エ
タノール20gr/l、G418 200mg/l)における増殖のバッチ培養
において試験された。使用された培地は、200mMリン酸バッファーによりp
H5.6に緩衝化された。
【0164】 細胞は、同じ試験培地において前培養された。対数的に増殖している細胞が、
新鮮な培地100mlを含有するフラスコ(容量300ml)中に接種された。
フラスコは、振盪浴(Dubnoff,150rpm)中30℃で培養され、発
酵が規則的間隔でモニターされた。細胞数濃度は、細胞凝集物を避けるためにサ
ンプルの音波処理(Sonicator Fisher 300,中間点、出力
35%、10秒)後、電気コールターカウンター(Coulter Count
er ZBI Counter Electronics Harpenden
,GB,Porro et al.,Res.Microbiol.(1991
)142,535−539)により測定された。最初、細胞はエタノールを使用
し、次いで、非常に高い収率でグルコースを乳酸に変換した(>0.75;乳酸
g/消費グルコースg)(表3)。
【0165】 トルラスポラCBS817[pLAT−ADH]形質転換細胞のバッチ解析 上記形質転換操作によって得られたクローンが、最小合成培地(1.3%w/v
酵母窒素源−aa(Difco,Detroit,MI)、グルコース20g/
l、G418 200mg/l)における増殖のバッチ培養において試験された
。使用された培地は、緩衝化されなかった。
【0166】 細胞は、同じ試験培地において前培養された。対数的に増殖している細胞が、
新鮮な培地100mlを含有するフラスコ(容量300ml)中に接種された。
フラスコは、振盪浴(Dubnoff,150rpm)中30℃で培養され、発
酵が規則的間隔でモニターされた。細胞数濃度は、細胞凝集物を避けるためにサ
ンプルの音波処理(Sonicator Fisher 300,中間点、出力
35%、10秒)後、電気コールターカウンター(Coulter Count
er ZBI Counter Electronics Harpenden
,GB,Porro et al.,Res.Microbiol.(1991
)142,535−539)により測定された。(図10および表3)。
【0167】 チゴサッカロミセスATCC36947[pLAT−ADH]およびATCC 60483[pLAT−ADH]形質転換細胞のバッチ解析 上記形質転換操作によって得られたクローンが、最小合成培地(1.3%w/
v酵母窒素源−aa(Difco,Detroit,MI)、グルコース50g
/l、G418 200mg/l)における増殖のバッチ培養において試験され
た。使用された培地は、緩衝化されなかった。
【0168】 細胞は、同じ試験培地において前培養された。対数的に増殖している細胞が、
新鮮な培地100mlを含有するフラスコ(容量300ml)中に接種された。
フラスコは、振盪浴(Dubnoff,150rpm)中30℃で培養され、発
酵が規則的間隔でモニターされた。細胞数濃度は、細胞凝集物を避けるためにサ
ンプルの音波処理(Sonicator Fisher 300,中間点、出力
35%、10秒)後、電気コールターカウンター(Coulter Count
er ZBI Counter Electronics Harpenden
,GB,Porro et al.,Res.Microbiol.(1991
)142,535−539)により測定された(図11および表3)。
【0169】 サッカロミセスGRF18U[pLAT−ADH]、GRF18U[pB1] 、GRF18U[pLC5]、GRF18U[pLC5][pLC7]、GRF 18U[pBM2]、GRF18U[pBST2]、CENPK−1[pLC5 ]形質転換細胞のバッチ解析 上記形質転換操作によって得られたクローンが、最小合成培地(1.3%w/
v酵母窒素源−aa(Difco,Detroit,MI)、グルコース50g
/lおよび適当な補充物質(上記参照))における増殖のバッチ培養において試
験された。使用された培地は、緩衝化されなかった。細胞は、同じ試験培地にお
いて前培養された。対数的に増殖している細胞が、新鮮な培地100mlを含有
するフラスコ(容量300ml)中に接種された。フラスコは、振盪浴(Dub
noff,150rpm)中30℃で培養され、発酵が規則的間隔でモニターさ
れた。細胞数濃度は、細胞凝集物を避けるためにサンプルの音波処理(Soni
cator Fisher 300,中間点、出力35%、10秒)後、電気コ
ールターカウンター(Coulter Counter ZBI Counte
r Electronics Harpenden,GB,Porro et
al.,Res.Microbiol.(1991)142,535−539)
により測定された(表3)。
【0170】 サッカロミセスGRF18U△PDC2[pLC5]、CENPK113[p LC5−KanMX]、CENPK113△PDC2[pLC5−KanMX] およびCENPK113△PDC1△PDC5△PDC6[pLC5−KanM X]形質転換細胞のバッチ解析−回転フラスコ− 上記操作によって得られたクローンが、富栄養培地(1.0%w/v酵母エキ
ス、2%w/vペプトン、グルコース100g/l)における増殖のバッチ培養
において試験された。培地は、緩衝化されなかった。
【0171】 細胞は、酵母エキス−ペプトン+エタノール(5g/l)培地において前培養
された。100mlが、回転フラスコ中に接種された(1.5 l作業容量;始
発pH=5.7)。回転フラスコは30℃で培養された、撹拌:55rpm。発
酵が規則的間隔でモニターされた(表A,B,Cおよび表3)。
【0172】 種々の形質転換株由来のLDH比活性は、5U/総細胞タンパク質mgより高
かった。
【0173】 LDH活性用量(dosage) ウシLDH 約108細胞が回収され、50mMリン酸バッファー、pH7. 5中で洗浄され、そして同じバッファーに懸濁された。細胞は、ガラスの微小ビ
ーズ(直径400μm、SIGMA,G−8772)の存在下の強い渦の5サイ
クルによって4℃において溶解された。細胞破片は、遠心(Eppendorf
,Hamburg,D 5415 C,13600 RCF,10分)によって
除去され、そしてタンパク質抽出液の濃度が、Mycro Assay,Bio
rad,Hercules,Ca(cat.500−0006)によって測定さ
れた。
【0174】 抽出液約0.2mgが、SIGMA(St.Louis,MO)キットDG1
340−UVを使用して、製造者の指示にしたがってLDH活性を試験された。
【0175】 細菌LDH 約108細胞が回収され、50mMリン酸バッファー、pH7. 5中で洗浄され、そして同じバッファーに懸濁された。細胞は、ガラスの微小ビ
ーズ(直径400μm、SIGMA,G−8772)の存在下の強い渦の5サイ
クルによって4℃において溶菌された。細胞破片は、遠心(Eppendorf
,Hamburg,D 5415 C,13600 RCF,10分)によって
除去され、そしてタンパク質抽出液の濃度が、Mycro Assay,Bio
rad,Hercules,Ca(cat.500−0006)によって測定さ
れた。
【0176】 細胞抽出液は、 12.8mM NADH0.01ml、 2mMフルクトース1,6−二リン酸0.1ml、 50mM酢酸バッファー(pH=5.6)0.74ml、 適当に希釈された細胞抽出液0.05mlおよび 100mMピルビン酸0.1ml: を用いて、LDH活性を試験された。
【0177】 LDH活性は、340nm、25℃において、総細胞抽出液1mg当たりの、
1分間に酸化されるNADHミクロモル数としてアッセイされた。
【0178】 増殖培地における代謝物用量 遠心によって細胞を除去した後得られた、増殖培地からのサンプルが、グルコ
ース、エタノール、L(+)−およびD(−)−乳酸の存在に関して、Boeh
ringer Mannheim,Mannheim DEからのキット(それ
ぞれ#.716251,176290および1112821)を用い、製造者の
指示にしたがって分析された。
【0179】 クルイベロミセスPM6−7A[pEPL2]およびPMI/C1[pEPL
2]形質転換酵母に関する実験バッチ試験は、図7A,7Bおよび図8A,8B
において示される。
【0180】 トルラスポラCBS817[pLAT−ADH]形質転換酵母に関する実験デ
ータは、図10に示される。
【0181】 チゴサッカロミセスATCC60483[pLAT−ADH]形質転換酵母に
関する実験データは、図11に示される。
【0182】 回転フラスコ中で増殖するサッカロミセスCENPK113[pLC5−Ka
nMX]、CENPK113△PDC2[pLC5−KanMX]およびCEN
PK113△PDC1△PDC5△PDC6[pLC5−KanMX]形質転換
酵母に関する実験データは、表A,B,Cにおいて示される。
【0183】
【表6】
【0184】
【表7】
【0185】
【表8】
【0186】 形質転換クルイベロミセス、トルラスポラ、チゴサッカロミセスおよびサッカ
ロミセス酵母から得られたすべての結果は、表3において総括され、そして比較
される。収率は、消費グルコース量(gr/l)によって除された生産乳酸量(
gr/l)である。遊離乳酸パーセントは、Henderson−Hassel
balchの式:pH=pKa+log[(乳酸%)/(遊離乳酸%)]から得 られ、この場合、乳酸のpKaは3.86である。
【0187】 表3Aと表3Bにおいて報告されたデータの比較により、異なる酵母の属にお
いて、グルコースにおいて、より高い収率をもつ乳酸生産は、LDHとPDC活
性の相対比率−細胞レベルにおいて−を変化することによって得ることができる
ことが、明らかに分かる。そのような結論は、次のような少なくとも2種の異な
るアプローチ: (1)PDC活性を低下させること(形質転換K.ラクチス宿主:PM6−7A
対PMI/C1からのデータを比較する;形質転換S.セレビシエ宿主:GRF
18U対GRF18U△PDC2、そしてCENPK113対CENPK113
△PDC2およびCENPK113△PDC1△PDC5△PDC6からのデー
タを比較する)、 (2)LDH遺伝子コピー数と、したがってLDH活性を増加すること(S.セ
レビシエ宿主:GRF18U[pLC5]対GRF18U[pLC5][pLC
7]からのデータを比較する;2つの菌株におけるLDH非相同の活性は、それ
ぞれ5〜6および7〜8U/総細胞タンパク質mg)、 によって得ることができる。
【0188】 さらに、より高い収率は、増殖培地の組成を操作することによって得ることが
できる。また、この場合には、低いエタノール生産が観察された(また表4参照
)。
【0189】
【表9】
【0190】
【表10】
【0191】
【表11】
【0192】 操作された無機質培地において増殖するサッカロミセスGRF18U[pLC 5][pLC7]に関する実験データ(表4) サッカロミセスGRF18U[pLC5][pLC7]形質転換細胞による乳
酸生産が、また、合成培地において細胞を増殖して実施された(D.Porro
et al.,Development of a pH controll
ed fed−batch system for budding yeas
t.Res.in Microbiol.,142,535−539,1991
)。使用された合成培地において、MgおよびZn塩源は、それぞれMgSO4 (5mM)およびZnSO4x7H2O(0.02mM)である。生産は、他の形
質転換サッカロミセス細胞のために前述されたような好気的バッチ培養(グルコ
ース濃度50gr/l)において試験された。両MgSO4およびZnSO4x7
2Oの欠落は、より高い収率とより高い乳酸生産性を生じた。事実、これらの 無機質は、エタノール生産に導く酵素活性のためのコファクターとして要求され
るであろう。データは表4に示される。
【0193】
【表12】
【0194】 注釈: 対照:完全合成培地(Res.in Microbiol.,142,535
−539,1991;別記) −Mg:MgSO4無添加以外は対照と同じ −Zn:ZnSO4x7H2O無添加以外は対照と同じ 全試験では、最終pH値は、3.0以下であり、したがって遊離乳酸%は、8
8%以上であった。
【0195】 JEN1遺伝子を過剰発現する酵母細胞による乳酸生産 より良好な乳酸生産とより低いエタノール生産は、乳酸輸送体をコードしてい
るJEN1遺伝子の過剰発現によって得られた。
【0196】 GRF18U[pLC5](すなわち、ネガティブコントロール)およびGR
F18U[pLC5][pJEN1]が、2%グルコース、0.67%YNBw
/vおよび補充物質(すなわち、それぞれ、ロイシン−ヒスチジン100mg/
lおよびロイシン100mg/l)を含有する培地において増殖された。
【0197】 細胞は、同じ試験培地において前培養された。対数的に増殖している細胞が、
新鮮な培地100mlを含有するフラスコ(容量300ml)中に接種された。
フラスコは、振盪浴(Dubnoff,150rpm)中30℃で培養され、発
酵が規則的間隔でモニターされた。細胞数濃度は、細胞凝集物を避けるためにサ
ンプルの音波処理(Sonicator Fisher 300,中間点、出力
35%、10秒)後、電気コールターカウンター(Coulter Count
er ZBI Counter Electronics Harpenden
,GB,Porro et al.,Res.Microbiol.(1991
)142,535−539)により測定された。
【0198】
【表13】
【0199】 連続乳酸生産 乳酸の連続的で安定な生産が、形質転換K.ラクチスPM6−7A[pEPL
2]、PMI/C1[pEPL2]および形質転換S.セレビシエGRF18U
[pLC5][pLC7]両菌株を用いる、古典的なケモスタット培養(新鮮培
地のバイオリアクターへの連続流入が、範囲0.01〜0.3hr-1の比増殖速
度を支持した)の手段によって2週以上にわたって得られた。
【0200】 フィード・バッチ試験 撹拌タンク発酵槽におけるPMI/C1[pEPL2]による乳酸生産 さらに、PMI/C1[pEPL2]による乳酸生産が、栄養培地(30g乾
物/L ライトコーンスチープウォーター、A.E.Staley Manuf
acturing Co.,Decatur,IL;10g/L Difco酵
母エキス、Difco、Detroit,MI;200mg/L アデニン、5
0g/L グルコース)8リッターを含有する14リッター撹拌タンク発酵槽に
おける培養によって試験された。発酵槽は、終始30℃に維持され、400rp
mで撹拌され、そして2リッター/minで通気された。消泡剤(Antifo
rm1520,Dow Corning Corp.,Midland,MI)
が、発泡を制御するために必要に応じて添加された。グルコースは、発酵培地に
おける残濃度約25〜50g/Lを維持するために必要に応じてフィードされた
。制御される場合、pHは、14.8M水酸化アンモニウム水溶液の自動添加に
よって維持された。酸性pHにおける乳酸生産は、次のように試験された:(1
)発酵pHが発酵を通じて4.5に制御された。(2)初期発酵pHが、14.
8M水酸化アンモニウム80mLが添加されるまで、4.0に制御された。次い
で、pH制御は中止された。(3)初期発酵pHが5.0であり、そして発酵中
、中和剤が添加されなかった。結果は表6に示される。経過時間は接種時間以降
測定された。濾過により細胞を除去した後得られた発酵からのサンプルは、YS
I Model2700 Select Biochemistry Anal
yzer(Yellow Springs Instrument Co.,I
nc.,Yellow Springs,OH)を用いて、グルコースおよびL
(+)−乳酸について分析された。ガスクロマトグラフィーによって測定された
エタノールは、いずれの発酵においても検出されなかった。収率および遊離乳酸
は、前記のように計算された。発酵のための種菌は、250mL容バッフル付き
エルレンマイヤーフラスコ中、最小合成培地(1.3%w/v酵母窒素源−aa
(Difco,Detroit,MI)、アデニン200mg/L,硫酸アンモ
ニウム5g/L、グルコース50g/L)50mLにおいて、PMI/C1[p
EPL2]を、培養振盪機(Model G−24,New Brunswic
k Scientific Co.,Inc.,Edison,NJ)において
30℃、300rpmで30時間前培養することによって調製された。
【0201】 同様な結果が、細菌LDH遺伝子を用いて得られた(プラスミドpEPL4;
データ未掲載)。
【0202】
【表14】
【0203】 撹拌タンク発酵槽におけるBM3−12D[pLAZ10]による乳酸生産 さらに、BM3−12D[pLAZ10]による乳酸生産が、栄養培地(6.
7gr/ YNB/酵母窒素源−Difco,Detroit,MI、グルコー
ス45g/L,2%w/vエタノール、G418 200mg/l)0.8リッ
ターを含有する1リッター撹拌タンク発酵槽における培養によって試験された。
発酵槽は、終始30℃に維持され、400rpmで撹拌され、そして0.8リッ
ター/minで通気された。消泡剤(Antiform1520,Dow Co
rning Corp.,Midland,MI)が、発泡を制御するために必
要に応じて添加された。形質転換細胞は、最初は、菌体生産のためにエタノール
を使用(増殖の最初の50時間)し、次いで、グルコースをL(+)−乳酸に変
換した。pHは、2MKOHの自動添加によって4.5に維持された。グルコー
スは、発酵培地における残濃度約35〜45g/Lを維持するために必要に応じ
てフィードされた。
【0204】 結果は図9および表7に示される(ケース1)。経過時間は接種時間以降測定
された。濾過により細胞を除去した後得られた発酵からのサンプルは、Porr
o et al.1995(前出)に記載のように標準酵素分析を用いて、グル
コース、エタノールおよびL(+)−乳酸について分析された。T=50hr後
、エタノールは、サンプル試験のいずれにおいても検出されなかった。収率およ
び遊離乳酸は、前記のように計算された。
【0205】 発酵のための種菌は、250mL容バッフル付きエルレンマイヤーフラスコ中
、最小合成培地(1.3%w/v酵母窒素源−aa(Difco,Detroi
t,MI)、2%w/vエタノール、G418 200mg/l)50mLにお
いて、BM3−12D[pLAZ10]を、培養振盪機(Model G−24
,New Brunswick Scientific Co.,Inc.,E
dison,NJ)において30℃、300rpmで40時間前培養することに
よって調製された。
【0206】 異なる実験(表7、ケース2)では、始発発酵pHは5.4であり、そして中
和剤は、発酵を通じて添加されなかった。
【0207】
【表15】
【0208】
【配列表】
【図面の簡単な説明】
【図1】 乳酸デヒドロゲナーゼ遺伝子のクローニングが、解糖の流れを乳酸生産の方向
へシフトする。 ピルビン酸分岐点における鍵の酵素反応は、次の酵素:(1):ピルビン酸デ
カルボキシラーゼ;(2):アルコールデヒドロゲナーゼ;(3):アセトアル
デヒドデヒドロゲナーゼ;(4):アセチル−CoAシンテターゼ;(5);サ
イトゾルからミトコンドリアへのアセチル−CoAシャトル;(6):ミトコン
ドリアからサイトゾルへのアセチル−CoAシャトル;(7):異種の乳酸デヒ
ドロゲナーゼ;(8):ピルビン酸デヒドロゲナーゼによって触媒される。補充
合成に関与する酵素反応は省略された。
【図2】 プラスミドpVC1の図。
【図3A】 プラスミドpKSMD8/7の図。
【図3B】 pKSEXH/16の図。
【図4】 プラスミドpEPL2の図。
【図5】 プラスミドpLC5の図。
【図6】 プラスミドpLAT−ADHの図。
【図7A】 Glu−YNBに基づく培地での増殖における形質転換クルイベロミセス・ラ
クチスPM6−7a[pEPL2]からのL(+)−乳酸生産。T=49におけ
る残グルコース濃度は検出されなかった。D(−)−乳酸の生産も、また検出さ
れなかった。LDH比活性は、全実験に沿って3U/総細胞タンパク質mgより
高かった。 同様な結果が、細菌L.カゼイ(L.casei)LDHを用いて得られた(
データ未掲載)。 (△)細胞/ml;(−)pH値;(○)エタノール生産、g/l;(■)L(
+)−乳酸生産、g/l。
【図7B】 Glu−YNBに基づく培地での増殖における形質転換クルイベロミセス・ラ
クチスPM6−7a[pEPL2]からのL(+)−乳酸生産。培地は、200
mMリン酸バッファーを用いて、時間T=0において緩衝化された(pH=5.
6)。このテキストバッチでは、pH値は、図7Aに示したテキストバッチにお
けるよりも、ずっと遅く低下する。T=49における残グルコース濃度は検出さ
れなかった。LDH比活性は、全実験に沿って3U/総細胞タンパク質mgより
高かった。 同様な結果が、細菌L.カゼイLDHを用いて得られた(データ未掲載)。 (△)細胞/ml;(−)pH値;(○)エタノール生産、g/l;(■)L(
+)−乳酸生産、g/l。
【図8A】 Glu−YNBに基づく培地での増殖における形質転換クルイベロミセス・ラ
クチスPM1/C1[pEPL2]からのL(+)−乳酸生産。T=60におけ
る残グルコース濃度は、12,01g/lであった。より長い培養時間は、菌体
およびL(+)−乳酸両方のより高い生産をもたらさなかった。LDH比活性は
、全実験に沿って3U/総細胞タンパク質mgより高かった。 同様な結果が、細菌L.カゼイ(L.casei)LDHを用いて得られた(
データ未掲載)。 (△)細胞/ml;(−)pH値;(○)エタノール生産、g/l;(■)L(
+)−乳酸生産、g/l。
【図8B】 Glu−YNBに基づく培地での増殖における形質転換クルイベロミセス・ラ
クチスPM1/C1[pEPL2]からのL(+)−乳酸生産。培地は、200
mMリン酸バッファーを用いて、時間T=0において緩衝化された(pH=5.
6)。このテキストバッチでは、pH値は、図8Aに示したテキストバッチにお
けるよりも、ずっと遅く低下する。T=87における残グルコース濃度はゼロで
あった。LDH比活性は、全実験に沿って3U/総細胞タンパク質mgより高か
った。 (△)細胞/ml;(−)pH値;(○)エタノール生産、g/l;(■)L(
+)−乳酸生産、g/l 同様な結果が、細菌L.カゼイLDHを用いて得られた(データ未掲載)。
【図9A】 撹拌タンクバイオリアクター(またテキスト参照)における形質転換クルイベ
ロミセスBM3−12D[pLAZ10]細胞からのL(+)−乳酸生産。 (△)細胞/ml;(−)pH値;(○)グルコース濃度、g/l;(■)L(
+)−乳酸生産、g/l。
【図9B】 撹拌タンクバイオリアクターにおける形質転換クルイベロミセスBM3−12
D[pLAZ10]細胞からのL(+)−乳酸収率。 グルコース対乳酸生産。収率(g/g)は85.46%であった。
【図10】 Glu−YNBに基づく培地での増殖における形質転換トルラスポラ(異名チ
ゴサッカロミセス)・デルブルッキイCBS817[pLAT−ADH]からの
L(+)−乳酸生産。T=130における残グルコース濃度は、3g/lであっ
た。より長い培養時間は、菌体およびL(+)−乳酸両方のより高い生産をもた
らさなかった。LDH比活性は、全実験に沿って0.5U/総細胞タンパク質m
gより高かった。 (△)細胞/ml;(−)pH値;(○)エタノール生産、g/l;(■)L(
+)−乳酸生産、g/l
【図11】 Glu−YNBに基づく培地での増殖における形質転換チゴサッカロミセス・
バイリイATCC60483[pLAT−ADH]からのL(+)−乳酸生産。
T=60における残グルコース濃度は、8g/lであった。より長い培養時間は
、菌体およびL(+)−乳酸両方のより高い生産をもたらさなかった。LDH比
活性は、全実験に沿って0.5U/総細胞タンパク質mgより高かった。同様な
結果が、異なる菌株を用いて得られた(ATCC36947,データ未掲載)。 (△)細胞/ml;(−)pH値;(○)エタノール生産、g/l;(■)L(
+)−乳酸生産、g/l。
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成12年3月10日(2000.3.10)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
請求項1エタノール生産能を欠いているか、または同じ菌株の野生型 酵母に較べて低いエタノール生産能をもち、そして酵母において乳酸デヒドロゲ ナーゼをコードしている遺伝子の発現を可能にするプロモーター配列に、機能的 に結合された該遺伝子の少なくとも1個のコピーにより形質転換されているが、 乳酸デヒドロゲナーゼをコードしている該遺伝子が、UASgal/TATAc ycl−およびウシ遺伝子のcDNA(LDH−A)の最初のATGコドン上流 の長い配列(0.15Kbp)からなるプロモーター配列には、機能的に結合さ れていない、酵母菌株。
請求項2酵母において乳酸デヒドロゲナーゼをコードしている遺伝子 の発現を可能にするプロモーター配列に、機能的に結合された該遺伝子の少なく とも1個のコピーにより形質転換されたサッカロミセス・セレビシエであって、 該酵母菌株が、乳酸デヒドロゲナーゼにより同様に形質転換された同じ菌株の野 生型酵母に較べてエタノール生産能を欠いているか、または低いエタノール生産 能をもち、そして該酵母菌株が、グルコース1g当たり乳酸0.347gに等し いか、またはそれを超える収量における乳酸生産能をもつサッカロミセス・セレ ビシエ。
請求項3酵母において乳酸デヒドロゲナーゼをコードしている遺伝子 の発現を可能にするプロモーター配列に、機能的に結合された該遺伝子の少なく とも1個のコピーにより形質転換された非慣用酵母菌株であって、該酵母菌株が 、乳酸デヒドロゲナーゼにより同様に形質転換された同じ菌株の野生型酵母に較 べてエタノール生産能を欠いているか、または低いエタノール生産能をもつ非慣 用酵母菌株。
【請求項】 同じ菌株の野生型酵母に較べて約60%未満であるエタノー
ル生産能をもつ、請求項1〜3記載の酵母菌株。
【請求項】 低いピルビン酸デカルボキシラーゼおよび/または低いピル
ビン酸デヒドロゲナーゼ活性、ならびに乳酸デヒドロゲナーゼタンパク質をコー
ドしている核酸配列の少なくとも1個のコピーをもつ、請求項1〜4記載の酵母
菌株。
【請求項】 低いピルビン酸デヒドロゲナーゼ活性をもつ、請求項記載
の酵母菌株。
【請求項】 低いピルビン酸デカルボキシラーゼ活性をもつ、請求項
載の酵母菌株。
【請求項】 両低いピルビン酸デヒドロゲナーゼ活性と低いピルビン酸デ
カルボキシラーゼ活性をもつ、請求項記載の酵母菌株。
【請求項】 ピルビン酸デカルボキシラーゼ、ピルビン酸デヒドロゲナー
ゼ、または両方をコードしている遺伝子もしくは遺伝子群が、選択マーカーによ
る欠失もしくは挿入によって破壊されている、請求項1〜8のいずれか1つに記
載の酵母菌株。
【請求項10】 選択マーカーがURA3マーカーである、請求項記載の
酵母菌株。
【請求項11】 選択マーカーが、サッカロミセス・セレビシエ由来のUR
A3マーカーである、請求項10記載の酵母菌株。
【請求項12】 選択マーカーが、毒性化合物に対する耐性をコードしてい
る優性マーカーである、請求項記載の酵母菌株。
【請求項13】 サッカロミセス、クルイベロミセス、トルラスポラおよび
チゴサッカロミセスの種から選ばれる、請求項1〜12のいずれか1つに記載の
酵母菌株。
【請求項14】 サッカロミセス・セレビシエの菌株である、請求項13
載の酵母菌株。
【請求項15】 クルイベロミセス・ラクチスの菌株である、請求項13
載の酵母菌株。
【請求項16】 トルラスポラ・デルブルッキイの菌株である、請求項13 記載の酵母菌株。
【請求項17】 チゴサッカロミセス・バイリイの菌株である、請求項13 記載の酵母菌株。
【請求項18】 クルイベロミセス、トルラスポラおよびチゴサッカロミセ
スの種から選ばれる酵母菌株であって、該酵母において乳酸デヒドロゲナーゼを
コードしている遺伝子の発現を可能にするプロモーター配列に、機能的に結合さ
れた該遺伝子の少なくとも1個のコピーにより形質転換された酵母菌株。
【請求項19】 ウシ乳酸デヒドロゲナーゼをコードしている遺伝子により
形質転換された、請求項1〜18のいずれか1つに記載の酵母菌株。
【請求項20】 細菌乳酸デヒドロゲナーゼをコードしている遺伝子により
形質転換された、請求項1〜18のいずれか1つに記載の酵母菌株。
【請求項21】 乳酸デヒドロゲナーゼをコードしている遺伝子が酵母ゲノ
ムに組み込まれる、請求項1〜20のいずれか1つに記載の酵母菌株。
【請求項22】 プロモーター配列および該プロモーター配列の制御下の乳
酸デヒドロゲナーゼをコードしているDNA配列を含有する発現ベクターによっ
て形質転換された、請求項1〜21のいずれか1つに記載の酵母菌株。
【請求項23】 プロモーター配列がピルビン酸デカルボキシラーゼ遺伝子
プロモーターである、請求項22記載の酵母菌株。
【請求項24】 プロモーター配列が、クルイベロミセス・ピルビン酸デカ
ルボキシラーゼ遺伝子プロモーターである、請求項23記載の酵母菌株。
【請求項25】 乳酸輸送体を過剰発現する、上記請求項のいずれか1つに
記載の酵母菌株。
【請求項26】 乳酸輸送体がJEN1である、請求項25記載の酵母菌株
【請求項27】 ピルビン酸デカルボキシラーゼ遺伝子プロモーターに機能
的に結合された乳酸デヒドロゲナーゼをコードしているDNA配列を含有するベ
クター。
【請求項28】 プロモーター配列が、クルイベロミセス・ピルビン酸デカ
ルボキシラーゼ遺伝子プロモーターである、請求項27記載のベクター。
【請求項29】 プロモーター配列が、クルイベロミセス・ラクチス・ピル
ビン酸デカルボキシラーゼ遺伝子プロモーターである、請求項28記載のベクタ
ー。
【請求項30】 炭素源を含有する発酵培地における請求項1〜26の組み
換え酵母菌株の増殖、および発酵培地からの乳酸の回収を含む、乳酸の製造方法
【請求項31】 炭素源が、グルコース、フルクトース、ガラクトース、ラ
クトース、スクロース、ラフィノース、マルトース、セロビオース、アラビノー
ス、キシロースの1種以上から選ばれる、請求項30記載の方法。
【請求項32】 発酵培地が、Mg++5mM未満および/またはZn++0.
02mM未満を含有する、請求項30もしくは31記載の乳酸の製造方法。
【請求項33】 発酵培地がpH7以下をもつ、請求項30〜32記載の方
法。
【請求項34】 pHが4.5以下である、請求項33記載の方法。
【請求項35】 pHが3以下である、請求項34記載の方法。
【請求項36】 D−もしくはL−乳酸または2種の混合物の製造のための
請求項30記載の方法。
───────────────────────────────────────────────────── 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) C12R 1:865) (C12N 1/19 (C12N 1/19 C12R 1:645) C12R 1:645) (C12P 7/56 (C12P 7/56 C12R 1:645) C12R 1:645) C12N 15/00 ZNAA (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM ,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM) ,AL,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG, BR,BY,CA,CH,CN,CU,CZ,DE,D K,EE,ES,FI,GB,GE,GH,GM,HR ,HU,ID,IL,IS,JP,KE,KG,KP, KR,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,L V,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI, SK,SL,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,U S,UZ,VN,YU,ZW (72)発明者 ランツイ,ビアンカ・マリア イタリア・アイ−20129ミラノ・ビアガス パレゴツツイ8 (72)発明者 フロンタリ,ラウラ イタリア・アイ−20129ミラノ・ビアガス パレゴツツイ8 (72)発明者 バイ,マリナ イタリア・アイ−20129ミラノ・ビアガス パレゴツツイ8 (72)発明者 ウインクラー,アーロン・アドリアン イタリア・アイ−20129ミラノ・ビアガス パレゴツツイ8 (72)発明者 アルベルジーナ,リリア イタリア・アイ−20129ミラノ・ビアガス パレゴツツイ8 Fターム(参考) 4B024 AA03 AA05 BA80 CA04 DA12 EA04 FA02 GA11 4B050 CC03 DD02 DD11 LL05 4B064 AD02 CA06 CA19 CC24 DA10 DA16 4B065 AA80X AB01 BA02 BB02 BB03 BB15 BB16 CA10 CA41 CA50

Claims (34)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エタノール生産能を欠いているか、または同じ菌株の野生型
    酵母に較べて低いエタノール生産能をもち、そして酵母において乳酸デヒドロゲ
    ナーゼをコードしている遺伝子の発現を可能にするプロモーター配列が機能的に
    結合した該遺伝子の少なくとも1個のコピーにより形質転換された酵母菌株。
  2. 【請求項2】 同じ菌株の野生型酵母に較べて約60%未満であるエタノー
    ル生産能をもつ、請求項1記載の酵母菌株。
  3. 【請求項3】 低いピルビン酸デカルボキシラーゼおよび/または低いピル
    ビン酸デヒドロゲナーゼ活性、ならびに乳酸デヒドロゲナーゼタンパク質をコー
    ドしている核酸配列の少なくとも1個のコピーをもつ、請求項1もしくは2記載
    の酵母菌株。
  4. 【請求項4】 低いピルビン酸デヒドロゲナーゼ活性をもつ、請求項3記載
    の酵母菌株。
  5. 【請求項5】 低いピルビン酸デカルボキシラーゼ活性をもつ、請求項3記
    載の酵母菌株。
  6. 【請求項6】 低いピルビン酸デヒドロゲナーゼ活性と低いピルビン酸デカ
    ルボキシラーゼ活性とももつ、請求項3記載の酵母菌株。
  7. 【請求項7】 ピルビン酸デカルボキシラーゼもしくはピルビン酸デヒドロ
    ゲナーゼ、または両方をコードしている遺伝子もしくは遺伝子群が、選択マーカ
    ーによる欠失もしくは挿入によって破壊されている、請求項1〜6のいずれか1
    つに記載の酵母菌株。
  8. 【請求項8】 選択マーカーがURA3マーカーである、請求項7記載の酵
    母菌株。
  9. 【請求項9】 選択マーカーが、サッカロミセス・セレビシエ由来のURA
    3マーカーである、請求項8記載の酵母菌株。
  10. 【請求項10】 選択マーカーが、毒性化合物に対する耐性をコードしてい
    る優性マーカーである、請求項7記載の酵母菌株。
  11. 【請求項11】 サッカロミセス、クルイベロミセス、トルラスポラおよび
    チゴサッカロミセスの種から選ばれる、請求項1〜10のいずれか1つに記載の
    酵母菌株。
  12. 【請求項12】 サッカロミセス・セレビシエの菌株である、請求項11記
    載の酵母菌株。
  13. 【請求項13】 クルイベロミセス・ラクチスの菌株である、請求項11記
    載の酵母菌株。
  14. 【請求項14】 トルラスポラ・デルブルッキイの菌株である、請求項11
    記載の酵母菌株。
  15. 【請求項15】 チゴサッカロミセス・バイリイの菌株である、請求項11
    記載の酵母菌株。
  16. 【請求項16】 クルイベロミセス、トルラスポラおよびチゴサッカロミセ
    スの種から選ばれる酵母菌株であって、該酵母において乳酸デヒドロゲナーゼを
    コードしている遺伝子の発現を可能にするプロモーター配列に、機能的に結合さ
    れた該遺伝子の少なくとも1個のコピーにより形質転換された酵母菌株。
  17. 【請求項17】 ウシ乳酸デヒドロゲナーゼをコードしている遺伝子により
    形質転換された、請求項1〜16のいずれか1つに記載の酵母菌株。
  18. 【請求項18】 細菌乳酸デヒドロゲナーゼをコードしている遺伝子により
    形質転換された、請求項1〜16のいずれか1つに記載の酵母菌株。
  19. 【請求項19】 乳酸デヒドロゲナーゼをコードしている遺伝子が酵母ゲノ
    ムに組み込まれる、請求項1〜17のいずれか1つに記載の酵母菌株。
  20. 【請求項20】 プロモーター配列および該プロモーター配列の制御下の乳
    酸デヒドロゲナーゼをコードしているDNA配列を含有する発現ベクターによっ
    て形質転換された、請求項1〜19のいずれか1つに記載の酵母菌株。
  21. 【請求項21】 プロモーター配列がピルビン酸デカルボキシラーゼ遺伝子
    プロモーターである、請求項20記載の酵母菌株。
  22. 【請求項22】 プロモーター配列が、クルイベロミセス・ピルビン酸デカ
    ルボキシラーゼ遺伝子プロモーターである、請求項21記載の酵母菌株。
  23. 【請求項23】 乳酸輸送体を過剰発現する、上記請求項のいずれか1つに
    記載の酵母菌株。
  24. 【請求項24】 乳酸輸送体がJEN1である、請求項23記載の酵母菌株
  25. 【請求項25】 ピルビン酸デカルボキシラーゼ遺伝子プロモーターに機能
    的に結合された乳酸デヒドロゲナーゼをコードしているDNA配列を含有するベ
    クター。
  26. 【請求項26】 プロモーター配列が、クルイベロミセス・ピルビン酸デカ
    ルボキシラーゼ遺伝子プロモーターである、請求項25記載のベクター。
  27. 【請求項27】 プロモーター配列が、クルイベロミセス・ラクチス・ピル
    ビン酸デカルボキシラーゼ遺伝子プロモーターである、請求項26記載のベクタ
    ー。
  28. 【請求項28】 炭素源を含有する発酵培地における請求項1〜24の組み
    換え酵母菌株の増殖、および発酵培地からの乳酸の回収を含む、乳酸の製造方法
  29. 【請求項29】 炭素源が、グルコース、フルクトース、ガラクトース、ラ
    クトース、スクロース、ラフィノース、マルトース、セロビオース、アラビノー
    ス、キシロースの1種以上から選ばれる、請求項28記載の方法。
  30. 【請求項30】 発酵培地が、Mg++5mM未満および/またはZn++0.
    02mM未満を含有する、請求項28もしくは29記載の乳酸の製造方法。
  31. 【請求項31】 発酵培地がpH7以下をもつ、請求項28〜30記載の方
    法。
  32. 【請求項32】 pHが4.5以下である、請求項31記載の方法。
  33. 【請求項33】 pHが3以下である、請求項32記載の方法。
  34. 【請求項34】 D−もしくはL−乳酸または2種の混合物の製造のための
    請求項28記載の方法。
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Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004104202A1 (ja) 2003-05-22 2004-12-02 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho D-乳酸脱水素酵素活性を有するタンパク質をコードするdna及びその利用
JP2006006271A (ja) * 2004-06-29 2006-01-12 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 乳酸生産酵母および乳酸生産方法
JP2006020602A (ja) * 2004-07-09 2006-01-26 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 乳酸生産方法
JP2006525029A (ja) * 2003-05-02 2006-11-09 ネイチャーワークス・エル・エル・シー 遺伝子組換え酵母及び遺伝子組換え酵母を用いた発酵方法
JP2008029329A (ja) * 2006-06-28 2008-02-14 Toray Ind Inc 酵母及びl−乳酸の製造方法
WO2008105175A1 (ja) * 2007-02-28 2008-09-04 Neo-Morgan Laboratory Incorporated 酵母の製造方法,酵母,及び乳酸の製造方法
JP2008283917A (ja) * 2007-05-18 2008-11-27 Toray Ind Inc 乳酸の製造方法
JP2009517045A (ja) * 2005-11-23 2009-04-30 ネイチャーワークス・エル・エル・シー L−又はd−ラクタート:フェリチトクロームc酸化還元酵素遺伝子が機能しない乳酸産生酵母
WO2009072593A1 (ja) 2007-12-07 2009-06-11 Toray Industries, Inc. 乳酸脱水素酵素発現カセット、形質転換酵母および乳酸の製造方法
WO2009131179A1 (ja) 2008-04-23 2009-10-29 トヨタ自動車株式会社 変異体酵母及びこれを用いた物質生産方法
EP2147976A2 (en) 2005-10-14 2010-01-27 Toray Industries, Inc. Yeast and method of producing L-lactic acid
US8039238B2 (en) 2002-03-11 2011-10-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method of controlling ethanol production and mass production of lactic acid and transformant therefor
WO2012147903A1 (ja) * 2011-04-28 2012-11-01 東レ株式会社 乳酸生産酵母変異株および乳酸の製造方法
JPWO2011021629A1 (ja) * 2009-08-21 2013-01-24 旭硝子株式会社 形質転換体およびその製造方法、ならびに乳酸の製造方法
JP2016521115A (ja) * 2014-05-09 2016-07-21 シージェイ チェイルジェダン コーポレイション 乳酸生産が向上した微生物及びこれを用いて乳酸を生産する方法
JP2018134108A (ja) * 2012-09-14 2018-08-30 ミリアント・コーポレイションMyriant Corporation 低pH条件下での発酵による有機酸の生産
JP2019513408A (ja) * 2016-04-18 2019-05-30 サイコニウム・ラクティック・アシッド・ゲーエムベーハー 乳酸産生法
JP2021520835A (ja) * 2018-04-17 2021-08-26 エスケー イノベーション カンパニー リミテッドSk Innovation Co.,Ltd. 有機酸耐性酵母由来新規プロモーター及びこれを用いた目的遺伝子の発現方法

Families Citing this family (74)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1294728B1 (it) * 1997-09-12 1999-04-12 Biopolo S C A R L Ceppi di lievito per la riproduzione di acido lattico
US20070031950A1 (en) * 1998-09-11 2007-02-08 Winkler Aaron A Production of D-lactic acid with yeast
WO2000071738A1 (en) 1999-05-21 2000-11-30 Cargill Dow Llc Methods and materials for the synthesis of organic products
AUPQ137699A0 (en) * 1999-07-02 1999-07-22 University Of New England, The Control of acidosis
US6268189B1 (en) 2000-03-24 2001-07-31 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture Fungal lactate dehydrogenase gene and constructs for the expression thereof
JP2002136293A (ja) * 2000-08-23 2002-05-14 Toray Ind Inc 微生物およびd−乳酸の製造方法
US7141410B2 (en) * 2000-11-22 2006-11-28 Natureworks Llc Methods and materials for the production of organic products in cells of Candida species
JP2003093060A (ja) * 2001-09-20 2003-04-02 Toyota Motor Corp 耐酸性微生物を用いた有機酸及びアルコールの製造方法
AU2002330401B2 (en) * 2001-09-20 2006-02-09 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Gene overexpression system
JP2003259878A (ja) * 2002-03-11 2003-09-16 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 乳酸脱水素酵素をコードするdnaおよびその利用
EP1513940A4 (en) * 2002-05-30 2006-10-25 Cargill Dow Llc METHOD AND MATERIALS FOR THE PRODUCTION OF MILKY ACID IN YEAST
GB0222185D0 (en) * 2002-09-24 2002-10-30 Forinnova As Use
WO2004065552A2 (en) * 2003-01-21 2004-08-05 Duke University Cell-based therapies for diabetes mellitus and other glucose intolerant states
US20050014692A1 (en) * 2003-01-21 2005-01-20 Newgard Christopher B. Lactate dehydrogenase as a novel target and reagent for diabetes therapy
JP4460876B2 (ja) * 2003-11-07 2010-05-12 株式会社豊田中央研究所 有機酸存在下におけるプロモーター及びその利用
US20050112737A1 (en) * 2003-11-20 2005-05-26 A. E. Staley Manufacturing Co. Lactic acid producing yeast
DK1756292T3 (da) 2004-03-31 2014-10-27 Cargill Inc Fremgangsmåde til at fermentere sukre indeholdende oligomeriske saccharider
US20060234360A1 (en) * 2005-04-13 2006-10-19 Paola Branduardi Ascorbic acid production from D-glucose in yeast
AU2006291566A1 (en) * 2005-06-02 2007-03-22 Cargill, Inc. Genetically modified yeast of the species issatchenkia orientalis and closely related species and fermentation processes using same
ES2401339T3 (es) 2005-08-10 2013-04-18 University Of Florida Research Foundation, Inc. Materiales y métodos para producción eficiente de ácido láctico
EP1929009A2 (en) * 2005-09-22 2008-06-11 Tate & Lyle Ingredients Americas, Inc. Improved strains for the production of organic acids
JP5443970B2 (ja) 2006-03-13 2014-03-19 カーギル インコーポレイテッド ジヒドロキシアセトンリン酸からグリセロールへの経路が破壊された酵母細胞
EP2407541A1 (en) 2006-12-07 2012-01-18 Massachusetts Institute of Technology Global transcription machinery engineering
EP2121949B1 (en) * 2006-12-21 2013-05-08 GEVO, Inc. Butanol production by metabolically engineered yeast
EP2158323A4 (en) * 2007-05-18 2011-06-22 Microbia Prec Engineering Inc PRODUCTION OF ORGANIC ACID BY PILZ CELLS
MX2010006679A (es) 2007-12-17 2010-11-30 Univ Amsterdam Reduccion de co2 inducida con luz para compuestos orgánicos que sirven como combustibles o como semiproductos industriales por un autotrofo que contiene un casete genico fermentador.
US8455239B2 (en) 2007-12-23 2013-06-04 Gevo, Inc. Yeast organism producing isobutanol at a high yield
DK2235193T3 (da) 2007-12-23 2016-02-29 Gevo Inc Gærorganisme, der producerer isobutanol med højt udbytte
MY153731A (en) 2007-12-27 2015-03-13 Gevo Inc Recovery of higher alcohols from dilute aqueous solutions
ES2407639T3 (es) * 2008-02-04 2013-06-13 Toray Industries, Inc. Procedimiento de producción de ácido láctico por fermentación continua
EP2706111A1 (en) 2008-03-03 2014-03-12 Joule Unlimited Technologies, Inc. Engineered CO2 fixing microorganisms producing carbon-based products of interest
US8048654B2 (en) 2010-06-09 2011-11-01 Joule Unlimited Technologies, Inc. Methods and compositions for the recombinant biosynthesis of fatty acids and esters
EP2128262A1 (en) * 2008-05-28 2009-12-02 Università Degli Studi Di Milano - Bicocca Improved yeast strains for organic acid production
US20110151528A1 (en) * 2008-06-30 2011-06-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Process for producing organic acid
EP2998402A1 (en) 2008-10-17 2016-03-23 Joule Unlimited Technologies, Inc. Ethanol production by microorganisms
EP2239333A1 (en) 2009-04-07 2010-10-13 Sanovations B.V. Processes for recovery of organic acids from aqueous solutions obtained from bio-organic materials
CN102625846B (zh) * 2009-04-30 2016-08-03 基因组股份公司 用于生产1,3-丁二醇的生物
WO2011011464A2 (en) * 2009-07-20 2011-01-27 Joule Unlimited, Inc. Constructs and methods for efficient transformation of micro-organisms for production of carbon-based products of interest
EP2719757A1 (en) 2009-09-04 2014-04-16 President and Fellows of Harvard College Production of secreted bioproducts from photosynthetic microbes
US9493793B2 (en) 2010-11-22 2016-11-15 Cargill, Incorporated Compositions and methods for increased ethanol titer from biomass
MX2013005654A (es) 2010-11-22 2013-07-17 Novozymes Inc Composiciones y metodos para la produccion de acido 3-hidroxipropionico.
WO2012103261A2 (en) 2011-01-25 2012-08-02 Finley Kenneth R Compositions and methods for succinate production
US9181563B2 (en) 2011-04-11 2015-11-10 Cargill, Incorporated Compositions and methods for increased ethanol production from biomass
CN102816706B (zh) * 2011-05-12 2013-08-21 江南大学 中国酱香型白酒生产中高产乙醇低产杂醇油的酵母cgmcc 4745的筛选与应用
FR2988733B1 (fr) * 2012-03-27 2016-02-05 Carbios Microorganisme recombinant
US9850507B2 (en) 2012-07-25 2017-12-26 Cargill, Incorporated Yeast cells having reductive TCA pathway from pyruvate to succinate and overexpressing an exogenous NAD(P)+ transhydrogenase enzyme
CA2891130A1 (en) 2012-11-30 2014-06-05 Novozymes, Inc. 3-hydroxypropionic acid production by recombinant yeasts
BR112015012946B1 (pt) 2012-12-10 2021-09-28 Cargill, Incorporated Processo de fermentação em lote para fermentar um hidrolisato de amido
US9222110B2 (en) 2012-12-17 2015-12-29 South Dakota Board Of Regents Microorganism and method for lactic acid production
JP2014150800A (ja) * 2013-02-05 2014-08-25 Samsung Electronics Co Ltd 乳酸トランスポーターを高レベルに発現させる乳酸生産微生物、及びそれを利用した乳酸生産方法
CN105431520A (zh) 2013-07-31 2016-03-23 诺维信公司 利用表达昆虫天冬氨酸1-脱羧酶的重组酵母的3-羟基丙酸生产
KR20150034867A (ko) * 2013-09-25 2015-04-06 삼성전자주식회사 세포질 내 피루베이트 풀이 강화된 효모 및 이를 이용한 피루베이트 기반 대사산물을 생산하는 방법
US9593350B2 (en) 2014-02-14 2017-03-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Lactate dehydrogenase mutant, polynucleotide coding for the mutant, yeast cell including the polynucleotide, method of preparing the mutant, and method of producing the lactate using the same
CA2947478C (en) 2014-05-16 2022-09-13 Carbios Process of recycling mixed pet plastic articles
KR102227975B1 (ko) * 2014-07-24 2021-03-15 삼성전자주식회사 방사선 감수성 보완 키나아제의 활성이 증가되도록 유전적으로 조작된, 내산성을 갖는 효모 세포 및 그를 이용하여 락테이트를 생산하는 방법
KR102245298B1 (ko) * 2014-09-05 2021-04-27 삼성전자주식회사 증가된 edc 활성을 갖고 락테이트 생산능을 갖는 유전적으로 조작된 효모 세포, 그를 제조하는 방법, 그를 제조하는 방법, 및 그를 사용하여 락테이트를 생산하는 방법
PL3209771T3 (pl) 2014-10-21 2021-05-31 Carbios Polipeptyd wykazujący działanie rozkładające poliester i jego zastosowania
EP3233995B1 (en) 2014-12-19 2023-08-09 Carbios Plastic compound and preparation process
EP3268469A1 (en) 2015-03-13 2018-01-17 Carbios New polypeptide having a polyester degrading activity and uses thereof
CN107429220A (zh) 2015-03-27 2017-12-01 嘉吉公司 经葡糖淀粉酶修饰的酵母菌株和用于产生生物产物的方法
CA2985231A1 (en) 2015-06-04 2016-12-08 Bioamber Inc. Biobased production of functionalized alpha-substituted acrylates and c4-dicarboxylates
JP6907132B2 (ja) 2015-06-12 2021-07-21 キャルビオスCarbios 生分解性ポリエステル組成物及びその使用
WO2016199966A1 (ko) 2015-06-12 2016-12-15 씨제이제일제당 주식회사 젖산 생산이 향상된 미생물 및 이를 이용하여 젖산을 생산하는 방법
WO2017024150A1 (en) 2015-08-05 2017-02-09 Cargill, Incorporated Xylose isomerase-modified yeast strains and methods for bioproduct production
AU2016361421B2 (en) 2015-11-24 2021-04-01 Cargill, Incorporated Genetically modified yeasts and fermentation processes using genetically modified yeasts
RU2758138C2 (ru) 2015-12-21 2021-10-26 Карбио Рекомбинантные клетки дрожжей, продуцирующие полимолочную кислоту, и их использования
MX2018014090A (es) 2016-05-19 2019-04-01 Carbios Un proceso para degradar productos de plastico.
BR112019002238A2 (pt) 2016-08-05 2019-05-14 Cargill, Incorporated polipeptídeo e célula manipulados, e, método de fermentação.
US11718820B2 (en) 2017-08-17 2023-08-08 Cargill, Incorporated Genetically modified haploid Issatchenkia orientalis
EP3752627A4 (en) * 2018-02-16 2021-12-22 PTT Global Chemical Public Company Limited MICROORGANISMS AND METHOD FOR PRODUCING LACTIC ACID
KR102140597B1 (ko) * 2018-04-17 2020-08-03 에스케이이노베이션 주식회사 에탄올 생산 경로가 억제된 내산성 효모 및 이를 이용한 젖산의 제조방법
KR20200040017A (ko) 2018-10-08 2020-04-17 에스케이이노베이션 주식회사 알코올 생성이 억제된 재조합 내산성 효모 및 이를 이용한 젖산의 제조방법
KR20210041903A (ko) 2019-10-08 2021-04-16 에스케이이노베이션 주식회사 락테이트 대사 및 알코올 생성이 억제된 재조합 내산성 효모 및 이를 이용한 젖산의 제조방법
KR20210158676A (ko) 2020-06-24 2021-12-31 에스케이이노베이션 주식회사 젖산 생산능이 증가된 재조합 내산성 효모

Family Cites Families (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2024565A (en) * 1931-10-29 1935-12-17 Standard Brands Inc Process for the production of lactic acid
JPH0740945B2 (ja) * 1987-04-15 1995-05-10 東レ株式会社 発酵法によるピルビン酸の製造法
US4885247A (en) * 1988-04-19 1989-12-05 Michigan Biotechnology Institute Recovery and purification of lactate salts from whole fermentation broth by electrodialysis
US5068418A (en) * 1989-05-08 1991-11-26 Uop Separation of lactic acid from fermentation broth with an anionic polymeric absorbent
US5464760A (en) * 1990-04-04 1995-11-07 University Of Chicago Fermentation and recovery process for lactic acid production
TW211560B (ja) * 1991-03-14 1993-08-21 Peilly Ind Inc
FR2692591B1 (fr) 1992-06-23 1995-06-09 Agronomique Inst Nat Rech Souches de levure exprimant le gene de la ldh lactique, et vecteurs utilisables pour l'obtention desdites souches.
FR2693463B1 (fr) 1992-07-08 1994-09-02 Rhone Poulenc Rorer Sa Promoteur de levure et son utilisation.
AT398982B (de) * 1993-02-18 1995-02-27 Vogelbusch Gmbh Verfahren zur abtrennung und reinigung von milchsäure
US6187951B1 (en) * 1993-06-29 2001-02-13 Cargill, Incorporated Lactic acid production, separation and/or recovery process
US5510526A (en) * 1993-06-29 1996-04-23 Cargill, Incorporated Lactic acid production, separation and/or recovery process
US6001255A (en) * 1993-07-12 1999-12-14 Eyal; Aharon Process for the production of water-soluble salts of carboxylic and amino acids
US5503750A (en) * 1993-10-04 1996-04-02 Russo, Jr.; Lawrence J. Membrane-based process for the recovery of lactic acid by fermentation of carbohydrate substrates containing sugars
US5573180A (en) * 1995-08-03 1996-11-12 Carrier Corporation Protective thermostat
DE19544233A1 (de) 1995-11-28 1997-06-05 Hoechst Ag Verfahren zur Nutzung des Hefe-ADH II-Promotorsystems zur biotechnologischen Produktion heterologer Proteine in hohen Ausbeuten
IL119389A (en) 1996-10-09 2001-10-31 Cargill Inc Process for the recovery of lactic acid by liquid-liquid extraction using a cation exchanger
US6160173A (en) * 1996-10-09 2000-12-12 Cargill Incorporated Process for the recovery of lactic acid esters and amides from aqueous solutions of lactic acid and/or salts thereof
CN1097635C (zh) * 1996-12-23 2003-01-01 拉克塔斯坎有限公司 乳酸的发酵生产和分离
BE1011197A3 (fr) * 1997-06-06 1999-06-01 Brussels Biotech En Abrege Bb Procede de purification d'acide lactique.
IL121207A (en) * 1997-06-30 2000-10-31 Staley Mfg Co A E Liquid-liquid extraction for the recovery of lactic acid with an amine solution in the presence of carbon dioxide
IT1294728B1 (it) * 1997-09-12 1999-04-12 Biopolo S C A R L Ceppi di lievito per la riproduzione di acido lattico
US6475759B1 (en) 1997-10-14 2002-11-05 Cargill, Inc. Low PH lactic acid fermentation
US6229046B1 (en) * 1997-10-14 2001-05-08 Cargill, Incorported Lactic acid processing methods arrangements and products
US6043072A (en) 1998-11-05 2000-03-28 Washington State University Research Foundation Nucleic acids encoding Taxus geranylgeranyl diphosphate synthase, and methods of use
WO2000071738A1 (en) 1999-05-21 2000-11-30 Cargill Dow Llc Methods and materials for the synthesis of organic products
US20020102672A1 (en) 1999-10-04 2002-08-01 Joseph Mizrahi Process for producing a purified lactic acid solution
FR2799754A1 (fr) * 1999-10-18 2001-04-20 Roquette Freres Procede de separation et de purification d'acide lactique a partir d'un milieu de fermentation
US6268189B1 (en) * 2000-03-24 2001-07-31 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture Fungal lactate dehydrogenase gene and constructs for the expression thereof
AU2002237676A1 (en) 2000-11-22 2002-06-03 Cargill Dow Polymers, Llc Methods and materials for the synthesis of organic products
US7141410B2 (en) 2000-11-22 2006-11-28 Natureworks Llc Methods and materials for the production of organic products in cells of Candida species
BR0212130B1 (pt) 2001-08-24 2011-01-11 método para a preparação de ácido láctico e de sulfato de cálcio.
ES2318016T3 (es) 2001-11-23 2009-05-01 Cargill, Inc. Metodo y materiales para la produccion de productos organicos en celulas de especies de candida.
US8039238B2 (en) 2002-03-11 2011-10-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method of controlling ethanol production and mass production of lactic acid and transformant therefor
JP2003259878A (ja) 2002-03-11 2003-09-16 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 乳酸脱水素酵素をコードするdnaおよびその利用
CN1316031C (zh) 2002-05-14 2007-05-16 普拉克生化公司 由淀粉的同时糖化和发酵生产乳酸或其盐的方法
EP1513940A4 (en) 2002-05-30 2006-10-25 Cargill Dow Llc METHOD AND MATERIALS FOR THE PRODUCTION OF MILKY ACID IN YEAST
BE1015060A3 (fr) 2002-08-06 2004-09-07 Brussels Biotech Nv Sa Procede de production de polylactide au depart d'une solution d'acide lactique ou d'un de ses derives.
EP1437415A1 (en) 2003-01-13 2004-07-14 PURAC Biochem BV Preparation of lactic acid from a pentose-containing substrate
US7405068B2 (en) 2003-05-02 2008-07-29 Tate & Lyle Ingredients Americas, Inc. Pyruvate producing yeast strain
EP1626979B1 (en) 2003-05-02 2012-06-06 Cargill, Incorporated Genetically modified yeast species and fermentation processes using genetically modified yeast
AU2004241394B2 (en) 2003-05-22 2008-05-22 Teijin Limited DNA coding for protein having D-lactic acid dehydrogenase activity and use thereof
JP4473219B2 (ja) 2003-09-30 2010-06-02 三井化学株式会社 D−乳酸生産用生体触媒
US20050112737A1 (en) 2003-11-20 2005-05-26 A. E. Staley Manufacturing Co. Lactic acid producing yeast
KR100517065B1 (ko) 2003-12-11 2005-09-26 씨제이 주식회사 고농도 고수율의 젖산을 생산하는 젖산균과 이를 이용한 젖산 생산방법
CN1926231B (zh) 2004-03-31 2011-02-16 三菱化学食品株式会社 生产l-乳酸的方法
DE602005014478D1 (de) 2004-06-17 2009-06-25 Purac Biochem Bv Verfahren zur herstellung von milchsäure oder lactat aus einem magnesiumlactat enthaltenden medium

Cited By (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8039238B2 (en) 2002-03-11 2011-10-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method of controlling ethanol production and mass production of lactic acid and transformant therefor
JP2006525029A (ja) * 2003-05-02 2006-11-09 ネイチャーワークス・エル・エル・シー 遺伝子組換え酵母及び遺伝子組換え酵母を用いた発酵方法
JP4711955B2 (ja) * 2003-05-02 2011-06-29 ネイチャーワークス・エル・エル・シー 遺伝子組換え酵母及び遺伝子組換え酵母を用いた発酵方法
WO2004104202A1 (ja) 2003-05-22 2004-12-02 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho D-乳酸脱水素酵素活性を有するタンパク質をコードするdna及びその利用
US7964382B2 (en) 2003-05-22 2011-06-21 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho DNA encoding a protein having D-lactate dehydrogenase activity and uses thereof
JP2006006271A (ja) * 2004-06-29 2006-01-12 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 乳酸生産酵母および乳酸生産方法
JP2006020602A (ja) * 2004-07-09 2006-01-26 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 乳酸生産方法
EP2147976A2 (en) 2005-10-14 2010-01-27 Toray Industries, Inc. Yeast and method of producing L-lactic acid
US8071357B2 (en) 2005-10-14 2011-12-06 Toray Industries, Inc. Yeast and method of producing L-lactic acid
JP2009517045A (ja) * 2005-11-23 2009-04-30 ネイチャーワークス・エル・エル・シー L−又はd−ラクタート:フェリチトクロームc酸化還元酵素遺伝子が機能しない乳酸産生酵母
JP2008029329A (ja) * 2006-06-28 2008-02-14 Toray Ind Inc 酵母及びl−乳酸の製造方法
WO2008105175A1 (ja) * 2007-02-28 2008-09-04 Neo-Morgan Laboratory Incorporated 酵母の製造方法,酵母,及び乳酸の製造方法
JP2008283917A (ja) * 2007-05-18 2008-11-27 Toray Ind Inc 乳酸の製造方法
US8859260B2 (en) 2007-12-07 2014-10-14 Toray Industries, Inc. Expression cassette for lactase dehydrogenase, transformed yeast and method of producing lactic acid
WO2009072593A1 (ja) 2007-12-07 2009-06-11 Toray Industries, Inc. 乳酸脱水素酵素発現カセット、形質転換酵母および乳酸の製造方法
US8741610B2 (en) 2008-04-23 2014-06-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Yeast mutant and substance production method using the same
JP2009261286A (ja) * 2008-04-23 2009-11-12 Toyota Motor Corp 変異体酵母及びこれを用いた物質生産方法
WO2009131179A1 (ja) 2008-04-23 2009-10-29 トヨタ自動車株式会社 変異体酵母及びこれを用いた物質生産方法
US9284561B2 (en) 2009-08-21 2016-03-15 Asahi Glass Company, Limited Transformant and process for production thereof, and process for production of lactic acid
JPWO2011021629A1 (ja) * 2009-08-21 2013-01-24 旭硝子株式会社 形質転換体およびその製造方法、ならびに乳酸の製造方法
JP5772594B2 (ja) * 2009-08-21 2015-09-02 旭硝子株式会社 形質転換体およびその製造方法、ならびに乳酸の製造方法
US9217165B2 (en) 2011-04-28 2015-12-22 Toray Industries, Inc. Mutant strain of lactic acid producing yeast and process for producing lactic acid
WO2012147903A1 (ja) * 2011-04-28 2012-11-01 東レ株式会社 乳酸生産酵母変異株および乳酸の製造方法
JP2018134108A (ja) * 2012-09-14 2018-08-30 ミリアント・コーポレイションMyriant Corporation 低pH条件下での発酵による有機酸の生産
JP2016521115A (ja) * 2014-05-09 2016-07-21 シージェイ チェイルジェダン コーポレイション 乳酸生産が向上した微生物及びこれを用いて乳酸を生産する方法
JP2019513408A (ja) * 2016-04-18 2019-05-30 サイコニウム・ラクティック・アシッド・ゲーエムベーハー 乳酸産生法
JP7034088B2 (ja) 2016-04-18 2022-03-11 サイコニウム・ラクティック・アシッド・ゲーエムベーハー 乳酸産生法
JP2021520835A (ja) * 2018-04-17 2021-08-26 エスケー イノベーション カンパニー リミテッドSk Innovation Co.,Ltd. 有機酸耐性酵母由来新規プロモーター及びこれを用いた目的遺伝子の発現方法
JP7304889B2 (ja) 2018-04-17 2023-07-07 エスケー イノベーション カンパニー リミテッド 有機酸耐性酵母由来新規プロモーター及びこれを用いた目的遺伝子の発現方法

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Publication number Publication date
US6429006B1 (en) 2002-08-06
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WO1999014335A1 (en) 1999-03-25
ES2252863T3 (es) 2006-05-16
AU9539298A (en) 1999-04-05
US20060148050A1 (en) 2006-07-06
EP1012298B1 (en) 2005-11-30

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