JP2002306191A - Method for producing object material by fermentation process - Google Patents

Method for producing object material by fermentation process

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JP2002306191A
JP2002306191A JP2001389378A JP2001389378A JP2002306191A JP 2002306191 A JP2002306191 A JP 2002306191A JP 2001389378 A JP2001389378 A JP 2001389378A JP 2001389378 A JP2001389378 A JP 2001389378A JP 2002306191 A JP2002306191 A JP 2002306191A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing an object material by a fermentation process, capable of increasing production efficiency or production speed, when the useful material, such as an L-amino acid, a protein, and nucleic acids, is produced by the fermentation process for which Escherichia bacteria are used. SOLUTION: This method for producing the object material by the fermentation process comprises culturing the Escherichia bacteria in a culture medium, making the object material formed and accumulated in the culture medium or the bacteria cell bodies, and collecting the object material, wherein a strain of which the RMF protein does not normally function in the cell due to disruption of rmf gene on the chromosome is, for example, used as the Escherichia bacteria.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、発酵工業に関し、
詳しくは微生物を利用した発酵法によりL−アミノ酸等
の目的物質を効率よく製造する方法に関する。
The present invention relates to the fermentation industry,
Specifically, the present invention relates to a method for efficiently producing a target substance such as an L-amino acid by a fermentation method utilizing a microorganism.

【0002】[0002]

【従来の技術】エシェリヒア・コリは、増殖期から定常
期に移行する際にタンパク翻訳活性が低下する。この現
象は、細胞内リボゾームの2量体化に起因するものと考
えられており、リボゾーム2量体化に関与するタンパク
質として、55アミノ酸残基からなる分子量6.5kDaの小型
のタンパク質であるRMFタンパク質が見出されている(W
ada et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Vol.87, 26
57-2661, 1990)。
2. Description of the Related Art Escherichia coli has a reduced protein translation activity during a transition from a growth phase to a stationary phase. This phenomenon is thought to be due to intracellular ribosome dimerization. As a protein involved in ribosome dimerization, RMF protein, a small protein consisting of 55 amino acid residues and having a molecular weight of 6.5 kDa, is considered. Is found (W
ada et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Vol. 87, 26
57-2661, 1990).

【0003】RMFタンパク質をコードするrmf遺伝子は、
エシェリヒア・コリ染色体の21.8分の位置に存在するこ
とが確認された。rmf遺伝子の発現は、細胞が高速度で
増殖している対数増殖期には抑制されており、定常期へ
移行する際や、低増殖速度のときにその発現が誘導され
ること、及び、本遺伝子の発現制御は、定常期特異的な
遺伝子発現を司ることが知られているσS因子によるも
のではないことが明らかとなっている(Yamagishi et.a
l., The EMBO Journal., Vol.12, 625-630, 1993)。ま
た、rmf遺伝子を破壊することによって、表現形として
リボソーム2量体が定常期においても観察されなくなる
こと、及び、定常期の生存率が低下することが、これま
でに報告されている(Yamagishi et al., The EMBO Jou
rnal, Vol.12, 625-630, 1993)。さらに、本遺伝子を
過剰発現させた株は、生育不能となることが報告されて
おり(Wada et al., Biochem. Biophys. Res. Comm., V
ol.214, 410-417, 1995)、本遺伝子がエシェリヒア・
コリの増殖や定常期の生存に関与する因子であることが
強く示唆されている。
[0003] The rmf gene encoding the RMF protein is
It was confirmed that the gene was located at 21.8 minutes on the Escherichia coli chromosome. The expression of the rmf gene is suppressed during the logarithmic growth phase in which cells are growing at a high rate, and its expression is induced at the time of transition to the stationary phase or at a low growth rate. It has been revealed that the regulation of gene expression is not due to the σS factor, which is known to control stationary phase-specific gene expression (Yamagishi et.a.
l., The EMBO Journal., Vol. 12, 625-630, 1993). It has also been reported that disruption of the rmf gene results in the absence of ribosome dimers as a phenotype even in the stationary phase and a decrease in the survival rate in the stationary phase (Yamagishi et al.). al., The EMBO Jou
rnal, Vol. 12, 625-630, 1993). Furthermore, it has been reported that a strain overexpressing this gene becomes nonviable (Wada et al., Biochem. Biophys. Res. Comm., V
ol. 214, 410-417, 1995).
It has been strongly suggested that it is a factor involved in E. coli growth and stationary phase survival.

【0004】しかしながら、rmf遺伝子に関して、低増
殖速度の条件下における生育の向上や、物質生産性の向
上に関する報告はこれまでのところ存在しない。
[0004] However, there has been no report on improvement of the rmf gene under low growth rate conditions or improvement of substance productivity.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、エシェリヒ
ア属細菌を用いて発酵法により有用物質を生産するに際
し、生産効率又は生産速度を向上させることを課題とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to improve the production efficiency or production rate when producing a useful substance by fermentation using a bacterium belonging to the genus Escherichia.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するために鋭意研究を行った結果、定常期に発現さ
れる普遍的な因子を見出し、その遺伝子を改変すること
で、エシェリヒア属細菌による物質生産を改善させ得る
ことを見出した。すなわち、DNAアレイ法(H.Tao, C. B
ausch, C. Richmond, F. R. Blattner, T. Conway (199
9) Journal ofBacteriology, 181, 6425-6440)による
遺伝子発現解析技術を効果的に用いることにより、エシ
ェリヒア・コリにおいて定常期に著しい発現の上昇が認
められる遺伝子として、rmf遺伝子を同定した。そし
て、rmf遺伝子を破壊することによって、定常期の生育
が向上し、目的物質の生産能が改善されることを見出
し、本発明を完成するに至った。すなわち本発明は、以
下のとおりである。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, have found a universal factor expressed in the stationary phase, and by modifying its gene, Escherichia It has been found that substance production by genus bacteria can be improved. That is, the DNA array method (H. Tao, C. B.
ausch, C. Richmond, FR Blattner, T. Conway (199
9) The rmf gene was identified as a gene in Escherichia coli which showed a marked increase in expression in the stationary phase by effectively using the gene expression analysis technology of the Journal of Bacteriology, 181, 6425-6440). Then, it was found that by disrupting the rmf gene, growth in the stationary phase was improved, and the ability to produce the target substance was improved, thereby completing the present invention. That is, the present invention is as follows.

【0007】(1)エシェリヒア属細菌を培地に培養
し、該培地又は菌体中に目的物質を生成蓄積させ、該目
的物質を採取する、微生物を利用した目的物質の製造法
において、前記エシェリヒア属細菌は細胞内でRMFタ
ンパク質が正常に機能しないことを特徴とする目的物質
の製造法。 (2)前記エシェリヒア属細菌は、染色体上のrmf遺
伝子が破壊されたことにより、RMFタンパク質が正常
に機能しないことを特徴とする(1)の方法。 (3)前記エシェリヒア属細菌はエシェリヒア・コリで
ある(1)又は(2)の方法。 (4)前記目的物質がL−アミノ酸又はタンパク質であ
る(1)〜(3)のいずれかの方法。 (5)L−アミノ酸がL−リジンである(4)の方法。
(1) A method for producing a target substance using a microorganism, comprising culturing a bacterium belonging to the genus Escherichia in a medium, producing and accumulating the target substance in the medium or the cells, and collecting the target substance. A method for producing a target substance, wherein the RMF protein does not function normally in cells of bacteria. (2) The method according to (1), wherein in the bacterium belonging to the genus Escherichia, the RMF protein does not function normally due to disruption of the rmf gene on the chromosome. (3) The method according to (1) or (2), wherein the Escherichia bacterium is Escherichia coli. (4) The method according to any one of (1) to (3), wherein the target substance is an L-amino acid or a protein. (5) The method according to (4), wherein the L-amino acid is L-lysine.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に用いるエシェリヒア属細菌としては、エシェリ
ヒア属に属する微生物であって、目的物質を生産する能
力を有するものであれば、特に制限されない。具体的に
は、例えばナイトハルトらの著書(Neidhardt, F.C. et
al., Escherichia coli and Salmonella Typhimurium,
American Society for Microbiology,Washington D.
C., 1208, table 1)に挙げられるものが利用できる。
さらに具体的には、エシェリヒア・コリが挙げられる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The bacterium belonging to the genus Escherichia used in the present invention is not particularly limited as long as it is a microorganism belonging to the genus Escherichia and has the ability to produce the target substance. Specifically, for example, a book by Neidhardt, FC et al.
al., Escherichia coli and Salmonella Typhimurium,
American Society for Microbiology, Washington D.
C., 1208, table 1) can be used.
More specifically, Escherichia coli is mentioned.

【0009】本発明により製造される目的物質として
は、エシェリヒア属細菌によって生産され得るものであ
れば特に制限されない。例えば、L−リジン、L−スレ
オニン、L−ホモセリン、L−グルタミン酸、L−ロイ
シン、L−イソロイシン、L−バリン、L−フェニルア
ラニン等の種々のL−アミノ酸、タンパク質(ペプチド
を含む)、グアニン、イノシン、グアニル酸、イノシン
酸等の核酸類、ビタミン類、抗生物質、成長因子、生理
活性物質など、従来よりエシェリヒア属細菌により生産
されてきたものが挙げられる。また、今までエシェリヒ
ア属細菌によって生産されていないものであっても、本
発明を適用することができる。
The target substance produced by the present invention is not particularly limited as long as it can be produced by a bacterium belonging to the genus Escherichia. For example, various L-amino acids such as L-lysine, L-threonine, L-homoserine, L-glutamic acid, L-leucine, L-isoleucine, L-valine and L-phenylalanine, proteins (including peptides), guanine, Examples thereof include those conventionally produced by Escherichia bacteria, such as nucleic acids such as inosine, guanylic acid, and inosinic acid, vitamins, antibiotics, growth factors, and physiologically active substances. In addition, the present invention can be applied to those that have not been produced by Escherichia bacteria.

【0010】L−リジン生産性のエシェリヒア属細菌と
しては、L−リジンアナログに耐性を有する変異株が例
示できる。このL−リジンアナログは、エシェリヒア属
細菌の増殖を阻害するようなものであるが、その抑制は
L−リジンが培地中に共存すれば、全体的または部分的
に解除されるようなものである。例えば、オキサリジ
ン、リジンハイドロキサメート、S−(2−アミノエチ
ル)−L−システイン(AEC)、γ−メチルリジン、
α−クロロカプロラクタム等がある。これらのリジンア
ナログに耐性を有する変異株は、通常の人工変異操作を
エシェリヒア属の微生物に施すことにより得られる。L
−リジン製造に用いる菌株として、具体的には、エシェ
リヒア・コリAJ11442(FERM BP-1543、NRRL B-12185;
特開昭56-18596号及び米国特許第4346170号参照)、エ
シェリヒア・コリ VL611が挙げられる。これらの微生物
のアスパルトキナーゼは、L−リジンによるフィードバ
ック阻害が解除されている。
[0010] Examples of L-lysine-producing Escherichia bacteria include mutants having resistance to L-lysine analogs. This L-lysine analog is such that it inhibits the growth of Escherichia bacteria, but its inhibition is such that if L-lysine coexists in the medium, it is totally or partially released. . For example, oxalidine, lysine hydroxamate, S- (2-aminoethyl) -L-cysteine (AEC), γ-methyllysine,
α-chlorocaprolactam and the like. Mutants having resistance to these lysine analogs can be obtained by subjecting a microorganism of the genus Escherichia to ordinary artificial mutation procedures. L
-As a strain used for lysine production, specifically, Escherichia coli AJ11442 (FERM BP-1543, NRRL B-12185;
JP-A-56-18596 and U.S. Pat. No. 4,346,170), and Escherichia coli VL611. Aspartokinase of these microorganisms is released from feedback inhibition by L-lysine.

【0011】その他にも、たとえば後述のL−スレオニ
ン生産菌が挙げられる。L−スレオニン生産菌も、一般
的にはそのアスパルトキナーゼのL−リジンによる阻害
が解除されているからである。
Other examples include the L-threonine-producing bacteria described below. This is because the inhibition of aspartokinase by L-lysine is generally released also from L-threonine-producing bacteria.

【0012】後記実施例においては、エシェリヒア・コ
リのL−リジン生産菌として、WC196株を用いた。本菌
株は、エシェリヒア・コリK-12由来のW3110株にAEC
耐性を付与することによって育種されたものである。同
株は、エシェリヒア・コリAJ13069株と命名され、平成
6年12月6日付で工業技術院生命工学工業技術研究所
(現 独立行政法人 産業技術総合研究所 特許生物寄託
センター、〒305-8566 日本国茨城県つくば市東1丁目
1番地1 中央第6)に受託番号FERM P-14690として寄
託され、平成7年9月29日にブダペスト条約に基づく国
際寄託に移管され、受託番号FERM BP-5252が付与されて
いる(WO96/17930号国際公開パンフレット参照)。
In the examples described below, strain WC196 was used as an L-lysine-producing bacterium of Escherichia coli. This strain is an AEC strain of Escherichia coli K-12 derived from W3110.
It was bred by imparting resistance. The strain was named Escherichia coli AJ13069 strain, and on December 6, 1994, the Institute of Biotechnology and Industrial Technology (now the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Patent Organism Depositary, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Japan), 305-8566 Japan Deposit No. FERM P-14690 at 1-1-1, Higashi 1-chome, Tsukuba, Ibaraki Pref., Japan, deposited under accession number FERM P-14690, transferred to an international deposit under the Budapest Treaty on September 29, 1995, and deposited under accession number FERM BP-5252. (See WO96 / 17930, International Publication Pamphlet).

【0013】L−スレオニン生産性のエシェリヒア属細
菌としては、エシェリヒア・コリ VKPM B-3996(RIA 186
7)(米国特許第5,175,107号参照)、MG442株(Gusyatine
r etal., Genetika(in Russian), 14, 947-956 (1978)
参照)等が挙げられる。
Examples of L-threonine-producing Escherichia bacteria include Escherichia coli VKPM B-3996 (RIA 186).
7) (see US Pat. No. 5,175,107), MG442 strain (Gusyatine
r etal., Genetika (in Russian), 14, 947-956 (1978)
Reference).

【0014】L−ホモセリン生産性のエシェリヒア属細
菌としては、C600株(Appleyard R.K., Genetics, 39,
440-452 (1954)参照)のLeu+復帰変異株であるNZ10株が
挙げられる。
As the L-homoserine-producing Escherichia bacterium, strain C600 (Appleyard RK, Genetics, 39,
440-452 (1954)) and the NZ10 strain which is a Leu + revertant.

【0015】L−グルタミン酸生産性のエシェリヒア属
細菌としては、AJ12624株(FERM BP-3853)(フランス
特許出願公開第2,680,178号参照)、L−バリン耐性
株、例えば、エシェリヒア・コリB11、エシェリヒア・
コリK-12(ATCC10798)、エシェリヒア・コリB(ATCC11
303)、エシェリヒア・コリW(ATCC9637)が挙げられ
る。
Examples of L-glutamic acid-producing bacteria belonging to the genus Escherichia include AJ12624 strain (FERM BP-3853) (see French Patent Application Publication No. 2,680,178) and L-valine-resistant strains such as Escherichia coli B11 and Escherichia coli.
Coli K-12 (ATCC10798), Escherichia coli B (ATCC11
303) and Escherichia coli W (ATCC 9637).

【0016】L−ロイシン生産性のエシェリヒア属細菌
としては、β−2−チエニルアラニン耐性を有する菌
株、β−2−チエニルアラニン耐性及びβ−ヒドロキシ
ロイシン耐性を有する菌株(以上、特公昭62-34397号公
報)、4−アザロイシン耐性又は5,5,5−トリフル
オロロイシン耐性を有する菌株(特開平8-70879号公
報)が挙げられる。具体的には、AJ11478株(FERM P-52
74)(特公昭 62-34397号参照)が挙げられる。
Examples of L-leucine-producing bacteria belonging to the genus Escherichia include strains having β-2-thienylalanine resistance, strains having β-2-thienylalanine resistance and β-hydroxyleucine resistance (these are JP-B-62-34397). JP-A-8-70879) and strains having 4-azaleucine resistance or 5,5,5-trifluoroleucine resistance. Specifically, AJ11478 strain (FERM P-52
74) (see JP-B-62-34397).

【0017】L−イソロイシン生産性のエシェリヒア属
細菌としては、エシェリヒア・コリKX141(VKPM B-478
1)(欧州特許出願公開第519,113号参照)が挙げられ
る。L−バリン生産性のエシェリヒア属細菌としては、
エシェリヒア・コリ VL1970(VKPM B-4411)(欧州特許
出願公開第519,113号参照)が挙げられる。L−フェニ
ルアラニン生産菌としては、エシェリヒア・コリ AJ126
04(FERM BP-3579)(欧州特許出願公開第 488,424号参
照)が挙げられる。
Examples of L-isoleucine-producing Escherichia bacteria include Escherichia coli KX141 (VKPM B-478).
1) (see EP-A-519,113). Examples of L-valine-producing Escherichia bacteria include:
Escherichia coli VL1970 (VKPM B-4411) (see EP-A-519,113). L-phenylalanine producing bacteria include Escherichia coli AJ126.
04 (FERM BP-3579) (see EP-A-488,424).

【0018】また、L−アミノ酸生産能を有するエシェ
リヒア属細菌は、L−アミノ酸の生合成に関与する遺伝
情報を担うDNAを遺伝子組換え技術により導入、増強
することによっても、育種することができる。例えば、
L−リジン生産菌においては、導入される遺伝子は、ホ
スホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ、アスパルト
キナーゼ、ジヒドロジピコリン酸合成酵素、ジヒドロジ
ピコリン酸レダクターゼ、スクシニルジアミノピメリン
酸トランスアミナーゼ、スクシニルジアミノピメリン酸
デアシラーゼ等、L−リジンの生合成経路上の酵素をコ
ードする遺伝子である。ホスホエノールピルビン酸カル
ボキシラーゼ、又はアスパルトキナーゼ及びジヒドロジ
ピコリン酸合成酵素のようにL−アスパラギン酸、又は
L−リジンによるフィードバック阻害を受ける酵素遺伝
子の場合には、かかる阻害が解除された酵素をコードす
る変異型遺伝子を用いることが望ましい。
The bacterium belonging to the genus Escherichia having the ability to produce L-amino acids can also be bred by introducing and enhancing DNA carrying genetic information relating to the biosynthesis of L-amino acids by genetic recombination techniques. . For example,
In L-lysine-producing bacteria, the introduced gene is phosphoenolpyruvate carboxylase, aspartokinase, dihydrodipicolinate synthase, dihydrodipicolinate reductase, succinyldiaminopimelate transaminase, succinyldiaminopimelate deacylase, and the like. It is a gene encoding an enzyme on the biosynthetic pathway of L-lysine. In the case of an enzyme gene that is subject to feedback inhibition by L-aspartic acid or L-lysine, such as phosphoenolpyruvate carboxylase or aspartokinase and dihydrodipicolinate synthase, it encodes the enzyme whose inhibition has been released. It is desirable to use a mutant gene.

【0019】また、L−グルタミン酸生産菌において
は、導入される遺伝子としては、グルタミン酸デヒドロ
ゲナーゼ、グルタミンシンテターゼ、グルタミン酸シン
ターゼ、イソクエン酸デヒドロゲナーゼ、アコニット酸
ヒドラターゼ、クエン酸シンターゼ、ホスホエノールピ
ルビン酸カルボキシラーゼ、ピルビン酸デヒドロゲナー
ゼ、ピルビン酸キナーゼ、ホスホエノールピルビン酸シ
ンターゼ、エノラーゼ、ホスホグリセロムターゼ、ホス
ホグリセリン酸キナーゼ、グリセルアルデヒド−3−リ
ン酸デヒドロゲナーゼ、トリオースリン酸イソメラー
ゼ、フルトースビスリン酸アルドラーゼ、ホスホフルク
トキナーゼ、グルコースリン酸イソメラーゼ等がある。
In the L-glutamic acid producing bacterium, the introduced genes include glutamate dehydrogenase, glutamine synthetase, glutamate synthase, isocitrate dehydrogenase, aconitate hydratase, citrate synthase, phosphoenolpyruvate carboxylase, pyruvate dehydrogenase. , Pyruvate kinase, phosphoenolpyruvate synthase, enolase, phosphoglyceromutase, phosphoglycerate kinase, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, triosephosphate isomerase, fructosebisphosphate aldolase, phosphofructokinase, glucose phosphate And isomerase.

【0020】L−バリン生産菌においては、導入される
遺伝子としては、例えばilvGMEDAオペロン、好
ましくはスレオニンデアミナーゼ活性を発現せず、アテ
ニュエーションが解除されたilvGMEDAオペロン
が挙げられる(特開平8-47397号公報参照)。
In the L-valine-producing bacterium, examples of the gene to be introduced include, for example, the ilvGMEDA operon, preferably the ilvGMEDA operon which does not express threonine deaminase activity and has been attenuated (Japanese Patent Laid-Open No. 8-47397). Reference).

【0021】さらに、目的とするL−アミノ酸の生合成
経路から分岐して他の化合物を生成する反応を触媒する
酵素の活性が低下または欠損していてもよい。例えば、
L−リジンの生合成経路から分岐してL−リジン以外の
化合物を生成する反応を触媒する酵素としては、ホモセ
リンデヒドロゲナーゼがある(WO95/23864号国際公開パ
ンフレット参照)。また、L−グルタミン酸の生合成経
路から分岐してL−グルタミン酸以外の化合物を生成す
る反応を触媒する酵素としては、αケトグルタール酸デ
ヒドロゲナーゼ、イソクエン酸リアーゼ、リン酸アセチ
ルトランスフェラーゼ、酢酸キナーゼ、アセトヒドロキ
シ酸シンターゼ、アセト乳酸シンターゼ、ギ酸アセチル
トランスフェラーゼ、乳酸デヒドロゲナーゼ、グルタミ
ン酸デカルボキシラーゼ、1−ピロリンデヒドロゲナー
ゼ等がある。
Further, the activity of an enzyme that catalyzes a reaction that diverges from the target L-amino acid biosynthetic pathway to produce another compound may be reduced or lacking. For example,
As an enzyme that catalyzes a reaction that produces a compound other than L-lysine by branching off from the L-lysine biosynthetic pathway, there is homoserine dehydrogenase (see WO95 / 23864). Examples of enzymes that catalyze a reaction that produces a compound other than L-glutamic acid by branching from the L-glutamic acid biosynthetic pathway include α-ketoglutarate dehydrogenase, isocitrate lyase, phosphate acetyltransferase, acetate kinase, and acetohydroxy acid. Synthase, acetolactate synthase, formate acetyltransferase, lactate dehydrogenase, glutamate decarboxylase, 1-pyrroline dehydrogenase and the like.

【0022】また、核酸類を産生する能力を有するエシ
ェリヒア属細菌は、例えば、WO99/03988号国際公開パン
フレットに詳しい。より具体的には、同パンフレット記
載のエシェリヒア・コリFADRaddG-8-3::KQ株(purFKQ,p
urA−,deoD−,purR−,add−,gsk−)が挙げられる。同
株は、イノシン及びグアノシンを生産する能力を有して
いる。この株は、326位のリジン残基がグルタミン残基
に置換され、AMP及びGMPによるフィードバック阻害が解
除されたPRPPアミドトランスフェラーゼをコードす
る変異型purFを保持し、サクシニル−AMPシンターゼ
遺伝子(purA)、プリンヌクレオシド・フォスフォリラ
ーゼ遺伝子(deoD)、プリン・リプレッサー遺伝子(pu
rR)、アデノシン・デアミナーゼ遺伝子(add)、イノ
シン−グアノシン・キナーゼ遺伝子(gsk)が破壊され
ている。同株には、プライベート・ナンバーAJ13334が
付与され、1997年6月24日付けで通産省工業技術院生命
工学工業技術研究所(現 独立行政法人 産業技術総合研
究所 特許生物寄託センター、〒305-8566 日本国茨城県
つくば市東1丁目1番地1 中央第6)に、ブタペスト
条約に基づいて国際寄託され、受託番号として、FERM B
P-5993が付与されている。
Further, the bacterium belonging to the genus Escherichia having the ability to produce nucleic acids is described in detail, for example, in WO99 / 03988 International Publication Pamphlet. More specifically, the Escherichia coli FADRaddG-8-3 :: KQ strain (purFKQ, p
urA-, deoD-, purR-, add-, gsk-). The strain has the ability to produce inosine and guanosine. This strain has a mutant purF encoding a PRPP amide transferase in which the lysine residue at position 326 has been replaced with a glutamine residue and the feedback inhibition by AMP and GMP has been released, and the succinyl-AMP synthase gene (purA); Purine nucleoside phosphorylase gene (deoD), purine repressor gene (pu
rR), the adenosine deaminase gene (add) and the inosine-guanosine kinase gene (gsk) have been disrupted. The stock was granted a private number, AJ13334, and dated June 24, 1997, Ministry of International Trade and Industry, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Biotechnology and Industrial Technology Research Institute (now the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Patent Organism Depositary, 305-8566 It has been internationally deposited in accordance with the Budapest Treaty at 1-1, Higashi 1-1, Tsukuba, Ibaraki, Japan, based on the Budapest Treaty.
P-5993 has been granted.

【0023】また、本発明が適用されるタンパク質とし
ては、遺伝子工学的手法によって産生され得るタンパク
質であれば特に制限されないが、具体的には酸性フォス
ファターゼが挙げられる。酸性フォスファターゼを産生
するエシェリヒア属細菌としては、後述するモルガネラ
・モルガニ NCIMB 10466由来の酸性フォスファターゼ遺
伝子を含むプラスミドpMPI501もしくはpMPI505(特開平
9-37785号公報、米国特許第6,010,851号)、又は前記遺
伝子において92位のグリシン残基がアスパラギン酸残基
に、171位のイソロイシン残基がスレオニン残基にそれ
ぞれ置換された変異型酸性フォスファターゼをコードす
る遺伝子を含むプラスミドpMPI700(Applied and Envir
onmental Microbiology, July 2000, p.2811‐2816 Vo
l. 66,No. 7)等を保持するエシェリヒア属細菌が挙げ
られる。また、エシェリヒア・ブラッタエ JCM1650、プ
ロビデンシア・スチュアルティ ATCC29851、エンテロバ
クター・アエロゲネス IFO12010、クレブシエラ・プラ
ンティコラ IFO14939及びセラチア・フィカリア IAM135
40等の微生物に由来する酸性フォスファターゼをコード
する遺伝子を保持するエシェリヒア属細菌(特開平9-37
785号公報、米国特許第6,010,851号)も、好適に使用す
ることができる。
The protein to which the present invention is applied is not particularly limited as long as it can be produced by genetic engineering techniques, and specific examples include acid phosphatase. Examples of the bacterium belonging to the genus Escherichia producing acid phosphatase include a plasmid pMPI501 or pMPI505 containing an acid phosphatase gene derived from Morganella morgani NCIMB 10466 described later (Japanese Patent Application Laid-Open No.
No. 6,010,851), or a mutant acid phosphatase in which the glycine residue at position 92 is replaced by an aspartic acid residue and the isoleucine residue at position 171 is replaced by a threonine residue in the gene. Plasmid pMPI700 (Applied and Envir
onmental Microbiology, July 2000, p.2811-2816 Vo
l. 66, No. 7), and the like. Also, Escherichia Brattae JCM1650, Providencia Stuarty ATCC29851, Enterobacter aerogenes IFO12010, Klebsiella Planticola IFO14939 and Serratia Ficaria IAM135
Bacteria belonging to the genus Escherichia carrying a gene encoding acid phosphatase derived from microorganisms such as 40 (Japanese Patent Laid-Open No. 9-37)
No. 785, US Pat. No. 6,010,851) can also be suitably used.

【0024】その他、他のL−アミノ酸、タンパク質
(ペプチドを含む)、核酸類、又はビタミン類、抗生物
質、成長因子、生理活性物質等の有用物質を産生する能
力を有するエシェリヒア属細菌であっても、本発明に用
いることができる。
In addition, a bacterium belonging to the genus Escherichia having the ability to produce other L-amino acids, proteins (including peptides), nucleic acids, or useful substances such as vitamins, antibiotics, growth factors, and physiologically active substances. Can also be used in the present invention.

【0025】上記のような目的物質産生能を有するエシ
ェリヒア属細菌の育種において、エシェリヒア属細菌に
遺伝子を導入、増強するには、エシェリヒア属細菌細胞
内で自律複製可能なベクターに遺伝子を連結して組換え
DNAを作製し、それでエシェリヒア・コリを形質転換
する方法がある。その他にトランスダクション、トラン
スポゾン(Berg,D.E.and Berg,C.M., Bio/Techno
l.1,417,(1983))、Muファージ、(特開平2-10998
5号)または相同組換え(Experiments in Molecular Ge
netics,Cold Spring Harbor Lab.(1972))を用いた方
法で宿主染色体に目的遺伝子を組み込むこともできる。
In the breeding of a bacterium belonging to the genus Escherichia having the ability to produce a target substance as described above, a gene can be introduced into the bacterium belonging to the genus Escherichia by linking the gene to a vector capable of autonomous replication in the bacterium belonging to the genus Escherichia. There is a method of producing a recombinant DNA and transforming Escherichia coli therewith. In addition, transduction, transposon (Berg, DE and Berg, CM, Bio / Techno)
l. 1,417, (1983)), Mu phage, (JP-A-2-10998)
No. 5) or homologous recombination (Experiments in Molecular Ge
netics, Cold Spring Harbor Lab. (1972)), the target gene can also be integrated into the host chromosome.

【0026】本発明に用いるエシェリヒア属細菌は、上
記のような目的物質を産生する能力を有し、かつ、細胞
内でRMFタンパク質が正常に機能しない細菌である。
「RMFタンパク質が正常に機能しない」とは、rmf
遺伝子の転写又は翻訳が妨げられ、同遺伝子産物である
RMFタンパク質が産生されないか、あるいは産生が低
下した状態であってもよいし、産生されるRMFタンパ
ク質に変異が起こり、RMFタンパク質の本来の機能が
低下又は消失した状態であってもよい。RMFタンパク
質が正常に機能しないエシェリヒア属細菌として、典型
的には、染色体上のrmf遺伝子が遺伝子組換え技術に
より破壊された遺伝子破壊株、及び、染色体上のrmf
遺伝子の発現調節配列又はコード領域に変異が生じたこ
とにより、機能を有するRMFタンパク質が産生されな
いようになった変異株が挙げられる。
The bacterium belonging to the genus Escherichia used in the present invention is a bacterium having the ability to produce the above-mentioned target substance and in which the RMF protein does not function normally in cells.
"RMF protein does not function normally" means that rmf
The transcription or translation of the gene may be hindered, and the RMF protein, the product of the gene, may not be produced or may be in a reduced production state, or the produced RMF protein may be mutated, and the original function of the RMF protein May be reduced or eliminated. As a bacterium belonging to the genus Escherichia in which the RMF protein does not function normally, typically, a gene-disrupted strain in which the rmf gene on the chromosome is disrupted by genetic recombination technology, and an rmf on the chromosome
Mutants in which a functional RMF protein is not produced due to a mutation in a gene expression regulatory sequence or a coding region are included.

【0027】以下に、染色体上のrmf遺伝子を遺伝子
組換え技術により破壊する方法の一例を説明する。rm
f遺伝子の一部を欠失し、正常に機能するRMFを産生
しないように改変したrmf遺伝子(欠失型rmf遺伝
子)を含むDNAでエシェリヒア属細菌を形質転換し、
欠失型rmf遺伝子と染色体上のrmf遺伝子との間で
組換えを起こさせることにより、染色体上のrmf遺伝
子を破壊することができる。このような相同組換えによ
る遺伝子破壊は既に確立しており、直鎖DNAを用いる
方法や温度感受性複製制御領域を含むプラスミドを用い
る方法などがあるが、温度感受性複製制御領域を含むプ
ラスミドを用いる方法が確実性の点から好ましい。
Hereinafter, an example of a method for destroying the rmf gene on a chromosome by a gene recombination technique will be described. rm
transforming a bacterium belonging to the genus Escherichia with a DNA containing an rmf gene (deleted rmf gene) modified so as not to produce a normally functioning RMF by deleting a part of the f gene;
By causing recombination between the deletion type rmf gene and the rmf gene on the chromosome, the rmf gene on the chromosome can be destroyed. Such gene disruption by homologous recombination has already been established, and there are a method using linear DNA, a method using a plasmid containing a temperature-sensitive replication control region, and the like, and a method using a plasmid containing a temperature-sensitive replication control region. Is preferred from the viewpoint of certainty.

【0028】欠失型rmf遺伝子を、宿主染色体上のr
mf遺伝子と置換するには以下のようにすればよい。す
なわち、温度感受性複製制御領域と変異型rmf遺伝子
とアンピリン等の薬剤に耐性を示すマーカー遺伝子とを
挿入して組換えDNAを調製し、この組換えDNAでエ
シェリヒア属細菌を形質転換し、温度感受性複製制御領
域が機能しない温度で形質転換株を培養し、続いてこれ
を薬剤を含む培地で培養することにより、組換えDNA
が染色体DNAに組み込まれた形質転換株が得られる。
The deleted rmf gene is inserted into the host chromosome by r
The following procedure may be used to replace the mf gene. That is, a recombinant DNA is prepared by inserting a temperature-sensitive replication control region, a mutant rmf gene, and a marker gene exhibiting resistance to a drug such as ampilin, and the recombinant DNA is used to transform Escherichia bacteria. By culturing the transformant at a temperature at which the replication control region does not function, and subsequently culturing it in a medium containing a drug, the recombinant DNA
Is obtained in the chromosomal DNA.

【0029】こうして染色体に組換えDNAが組み込ま
れた株は、染色体上にもともと存在するrmf遺伝子配
列との組換えを起こし、染色体rmf遺伝子と欠失型r
mf遺伝子との融合遺伝子2個が組換えDNAの他の部
分(ベクター部分、温度感受性複製制御領域及び薬剤耐
性マーカー)を挟んだ状態で染色体に挿入されている。
したがって、この状態では正常なrmf遺伝子が優性で
あるので、形質転換株は正常なRMFタンパク質を発現
する。
The strain in which the recombinant DNA has been integrated into the chromosome thus undergoes recombination with the rmf gene sequence originally present on the chromosome, and the chromosome rmf gene and the deletion r
Two fusion genes with the mf gene are inserted into the chromosome with the other part of the recombinant DNA (vector part, temperature-sensitive replication control region and drug resistance marker) interposed therebetween.
Therefore, in this state, the normal rmf gene is dominant and the transformed strain expresses normal RMF protein.

【0030】次に、染色体DNA上に欠失型rmf遺伝
子のみを残すために、2個のrmf遺伝子の組換えによ
り1コピーのrmf遺伝子を、ベクター部分(温度感受
性複製制御領域及び薬剤耐性マーカーを含む)とともに
染色体DNAから脱落させる。その際、正常なrmf遺
伝子が染色体DNA上に残され、欠失型rmf遺伝子が
切り出される場合と、反対に欠失型rmf遺伝子が染色
体DNA上に残され、正常なrmf遺伝子が切り出され
る場合がある。いずれの場合も、温度感受性複製制御領
域が機能する温度で培養すれば、切り出されたDNAは
プラスミド状で細胞内に保持される。一方、温度感受性
複製制御領域が機能しない温度で培養すると、欠失型r
mf遺伝子が染色体DNA上に残された場合は、正常な
rmf遺伝子を含むプラスミドが細胞から脱落する。し
たがって、コロニーPCR等により細胞中のrmf遺伝子
の構造を確認することによって、染色体DNA上に欠失
型rmf遺伝子を保持し、正常なrmf遺伝子が細胞か
ら脱落した株を得ることができる。
Next, in order to leave only the deleted rmf gene on the chromosomal DNA, one copy of the rmf gene was recombined by recombination of the two rmf genes, and the vector portion (the temperature-sensitive replication control region and the drug resistance marker were replaced with each other). Along with chromosomal DNA. At that time, the normal rmf gene is left on the chromosomal DNA and the deleted rmf gene is cut out, and conversely, the deleted rmf gene is left on the chromosomal DNA and the normal rmf gene is cut out. is there. In any case, if the cells are cultured at a temperature at which the temperature-sensitive replication control region functions, the excised DNA is retained in the cells in the form of a plasmid. On the other hand, when cultured at a temperature at which the temperature-sensitive replication control region does not function, the deletion type r
If the mf gene remains on the chromosomal DNA, the plasmid containing the normal rmf gene will fall out of the cell. Therefore, by confirming the structure of the rmf gene in the cell by colony PCR or the like, a strain in which the deleted rmf gene is retained on the chromosomal DNA and the normal rmf gene has dropped out of the cell can be obtained.

【0031】エシェリヒア属細菌細胞内で機能する温度
感受性複製制御領域を有するプラスミドとしては、後記
実施例で用いたpMAN997(WO99/03988号国際公開パンフ
レット参照)が挙げられる。
Examples of a plasmid having a temperature-sensitive replication control region that functions in a bacterium belonging to the genus Escherichia include pMAN997 (see WO99 / 03988, International Publication Pamphlet) used in Examples described later.

【0032】DNAの切断及び連結、形質転換、形質転
換株からの組換えDNAの抽出、及びPCR等の一般的
な遺伝子組換えに用いられる技術は、当業者によく知ら
れた書籍、例えばモレキュラー・クローニング(Sambro
ok, J., Fritsch, E.F., Maniatis,T., Molecular Clon
ing, Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989))
等に詳述されている。
Techniques used for general gene recombination such as DNA cleavage and ligation, transformation, extraction of recombinant DNA from transformed strains, and PCR are well known to those skilled in the art, for example, molecular techniques.・ Cloning (Sambro
ok, J., Fritsch, EF, Maniatis, T., Molecular Clon
ing, Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989))
And the like.

【0033】また、機能を有するRMFタンパク質が産
生されないようになった変異株は、エシェリヒア属細菌
を紫外線照射またはN−メチル−N'−ニトロ−N−ニトロ
ソグアニジン(NTG)もしくは亜硝酸等の通常変異処理
に用いられている変異剤によって処理することによっ
て、取得することができる。
In addition, mutants in which a functional RMF protein is no longer produced can be obtained by irradiating a bacterium belonging to the genus Escherichia with ultraviolet light or by using a normal cell such as N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine (NTG) or nitrite. It can be obtained by treating with a mutagen used in the mutation treatment.

【0034】上記のようにして得られる、目的物質生産
能を有し、かつ、細胞内でRMFタンパク質が正常に機
能しないエシェリヒア属細菌を培地に培養し、該培地又
は菌体中に目的物質を生成蓄積させ、該目的物質を採取
することにより、目的物質を製造することができる。本
発明においては、上記の性質を有するエシェリヒア属細
菌を用いることにより、目的物質の生産速度又は生産効
率を向上させることができる。これは、rmf遺伝子に
関するエシェリヒア属細菌野生株は、培養の定常期にr
mf遺伝子が発現し、タンパク翻訳活性が低下するのに
対し、正常なRMFタンパク質が正常に機能しない株で
は、タンパク翻訳活性の低下が防止又は低減されるため
であると推定される。
The bacterium belonging to the genus Escherichia, which has the ability to produce the target substance and in which the RMF protein does not function normally in the cells, obtained as described above, is cultured in a medium, and the target substance is added to the medium or the cells. The target substance can be produced by producing and accumulating the target substance and collecting the target substance. In the present invention, the production rate or production efficiency of the target substance can be improved by using a bacterium belonging to the genus Escherichia having the above properties. This indicates that the wild type strain of the genus Escherichia for the rmf gene
This is presumed to be because the mf gene is expressed and the protein translation activity is reduced, whereas the strain in which the normal RMF protein does not function normally prevents or reduces the protein translation activity.

【0035】本発明においてエシェリヒア属細菌の培養
に使用する培地は、使用する菌株又は目的物質の種類に
応じて、従来より用いられてきた周知の培地を用いてか
まわない。つまり、炭素源、窒素源、無機イオン及び必
要に応じその他の有機成分を含有する通常の培地であ
る。本発明を実施するための特別な培地は特に必要とさ
れない。
In the present invention, the medium used for culturing the bacterium belonging to the genus Escherichia may be a conventionally known medium, depending on the strain used or the kind of the target substance. That is, it is a normal medium containing a carbon source, a nitrogen source, inorganic ions and other organic components as required. A special medium for carrying out the present invention is not particularly required.

【0036】炭素源としては、グルコース、ラクトー
ス、ガラクトース、フラクトースやでんぷんの加水分解
物などの糖類、グリセロールやソルビトールなどのアル
コール類、フマール酸、クエン酸、コハク酸等の有機酸
類等を用いることができる。
As the carbon source, sugars such as glucose, lactose, galactose, hydrolysates of fructose and starch, alcohols such as glycerol and sorbitol, and organic acids such as fumaric acid, citric acid and succinic acid can be used. it can.

【0037】窒素源としては、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等の無機アンモニウ
ム塩、大豆加水分解物などの有機窒素、アンモニアガ
ス、アンモニア水等を用いることができる。
As the nitrogen source, inorganic ammonium salts such as ammonium sulfate, ammonium chloride and ammonium phosphate, organic nitrogen such as soybean hydrolysate, ammonia gas, aqueous ammonia and the like can be used.

【0038】有機微量栄養源としては、ビタミンB1
L−ホモセリン、L−チロシンなどの要求物質または酵
母エキス等を適量含有させることが望ましい。これらの
他に、必要に応じて、リン酸カリウム、硫酸マグネシウ
ム、鉄イオン、マンガンイオン等が少量添加される。
[0038] Organic trace nutrients include vitamin B 1 ,
Desirable substances such as L-homoserine and L-tyrosine or yeast extract are desirably contained in appropriate amounts. In addition to these, small amounts of potassium phosphate, magnesium sulfate, iron ions, manganese ions, and the like are added as necessary.

【0039】培養は、使用する菌株に応じて従来より用
いられてきた周知の条件で行ってかまわない。例えば、
好気的条件下で16〜120時間培養を実施するのがよ
く、培養温度は25℃〜45℃に、培養中pHは5〜8
に制御する。尚、pH調整には無機あるいは有機の酸性
あるいはアルカリ性物質、更にアンモニアガス等を使用
することができる。
The cultivation may be performed under well-known conditions conventionally used depending on the strain to be used. For example,
The cultivation is preferably performed under aerobic conditions for 16 to 120 hours, the culturing temperature is 25 ° C to 45 ° C, and the pH during culturing is 5 to 8 hours.
To control. For pH adjustment, an inorganic or organic acidic or alkaline substance, and ammonia gas or the like can be used.

【0040】培養終了後の培地又は菌体からの目的物質
の採取は、本願発明において特別な方法が必要とされる
ことはない。すなわち、目的物質の採取は、従来より周
知となっているイオン交換樹脂法、沈澱法その他の方法
を、目的物質の種類に応じて組み合わせることにより実
施できる。また、菌体中に蓄積した目的物質の採取は、
菌体を物理的又は酵素的に破壊し、目的物質に応じて菌
体抽出液又は膜画分から採取することができる。尚、目
的物質によっては、目的物質を菌体中に存在したままの
状態で、微生物触媒等として利用することもできる。
The collection of the target substance from the medium or the cells after the completion of the culture does not require any special method in the present invention. That is, the target substance can be collected by combining conventionally known ion exchange resin methods, precipitation methods, and other methods according to the type of the target substance. In addition, collection of the target substance accumulated in the cells
The cells can be physically or enzymatically destroyed and collected from a cell extract or a membrane fraction depending on the target substance. It should be noted that, depending on the target substance, the target substance can be used as a microbial catalyst or the like in a state where it is present in the cells.

【0041】[0041]

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに具体的に
説明する。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.

【0042】[0042]

【実施例1】エシェリヒア・コリ菌体からの全RNAの抽
出とDNAマクロアレイによる解析 エシェリヒア・コリ野生株W3110株を、1L容小型ジャー
ファーメンターを用いて、MS培地(グルコース20g/
L、KH2PO4 1g/L、MgSO4 1g/L、酵母エキス2g/L、(NH3)2
SO4)16g/Lを含む培地300ml中で、37℃で培養した。培
養は、150ml/分の流量で通気を行い、溶存酸素濃度が5%
以上になる様に攪拌数を制御しながら行った。また、培
地のpHは6.8で一定になるようにアンモニア水をフィー
ドすることにより調整し、培地のグルコースが枯渇した
後は、グルコース500g/L溶液を培養液中のグルコース濃
度が0.1〜10 g/Lの範囲になるようにフィードした。
Example 1 Extraction of Total RNA from Escherichia coli Cells and Analysis by DNA Macroarray Escherichia coli wild-type strain W3110 was isolated from MS culture medium (glucose 20 g / g) using a 1 L small jar fermenter.
L, KH 2 PO 4 1 g / L, MgSO 4 1 g / L, yeast extract 2 g / L, (NH 3 ) 2
(SO 4 ) The cells were cultured at 37 ° C. in 300 ml of a medium containing 16 g / L. The culture is aerated at a flow rate of 150 ml / min, and the dissolved oxygen concentration is 5%.
The stirring was performed while controlling the number of stirring as described above. Further, the pH of the medium was adjusted by feeding ammonia water so as to be constant at 6.8, and after the glucose in the medium was depleted, the glucose concentration in the culture solution was adjusted to 0.1 to 10 g / L with a glucose 500 g / L solution. Feed was made to be in the range of L.

【0043】一方、W3110株を、E-100培地(20 mM NH4C
l、2 mM MgSO4、40 mM NaHPO4、30mM KH2PO4、0.01 mM
CaCl2、0.01 mM FeSO4、0.01 mM MnSO4、5 mM クエン
酸、50 mMグルコース、2 mMチアミン塩酸塩、2.5g/L
カザミノ酸(Difco社製)、250mM MES-NaOH(pH6.8))
を含む培地50mlを入れた500ml容坂口フラスコを用い
て、37℃、120 rpmで往復振とう培養した。
On the other hand, the W3110 strain was transformed into an E-100 medium (20 mM NH 4 C
l, 2 mM MgSO 4, 40 mM NaHPO 4, 30mM KH 2 PO 4, 0.01 mM
CaCl 2, 0.01 mM FeSO 4, 0.01 mM MnSO 4, 5 mM citric acid, 50 mM glucose, 2 mM thiamine hydrochloride, 2.5 g / L
Casamino acid (manufactured by Difco), 250 mM MES-NaOH (pH6.8)
Was reciprocally shaken at 37 ° C. and 120 rpm using a 500 ml Sakaguchi flask containing 50 ml of a medium containing

【0044】エシェリヒア・コリ菌体から全RNAを抽出
するため、増殖曲線が対数増殖期、及び定常期に、ジャ
ーファーメンターからは約1ml、フラスコからは約10ml
の培養液を、それぞれサンプリングした。サンプリング
した培養液は直ちに氷上にて冷却した後、冷却遠心機に
て10,000g、2分間遠心分離を行い、培養液上清を除去
した。回収した菌体から、QIAGEN社のRNeasy kitを用
い、添付のプロトコールによって全RNAを回収した。得
られた全RNAは、アガロースゲル電気泳動にて、分解さ
れることなく回収されていることを確認し、260nmの吸
光度を測定することにより、RNA濃度を定量した。得ら
れた全RNAは、-80℃にて密閉保存し、DNAマクロアレイ
を用いた遺伝子発現解析に供した。
In order to extract total RNA from Escherichia coli cells, the growth curves were about 1 ml from the jar fermenter and about 10 ml from the flask during the logarithmic and stationary phases.
Were sampled, respectively. The sampled culture solution was immediately cooled on ice, and then centrifuged at 10,000 g for 2 minutes using a cooling centrifuge to remove the culture supernatant. Total RNA was recovered from the collected cells using the RNeasy kit of QIAGEN according to the attached protocol. The obtained total RNA was confirmed to be recovered without degradation by agarose gel electrophoresis, and the RNA concentration was quantified by measuring the absorbance at 260 nm. The obtained total RNA was sealed and stored at -80 ° C, and subjected to gene expression analysis using a DNA macroarray.

【0045】得られた20μgの全RNAを鋳型とし、dATP、
dGTP、及びdTTPを各1mM、及び9.25MBqの[α-32P]dCTPを
基質として用い、Promega社のReverse Transcription K
itを用いて逆転写反応を行い、対数増殖期及び定常期の
ラベルされたcDNAを得た。
Using 20 μg of the obtained total RNA as a template, dATP,
Using 1 mM each of dGTP and dTTP and 9.25 MBq of [α- 32 P] dCTP as a substrate, Reverse Transcription K of Promega was used.
Reverse transcription reaction was performed using it to obtain labeled cDNAs in logarithmic growth phase and stationary phase.

【0046】得られたcDNAをプローブとして、Sigma-Ge
nosys社のPanorama E. coli Gene Arraysマクロアレイ
メンブレンを用いて、プロトコールに従ってハイブリダ
イゼーションを行った。ハイブリダイゼーション終了
後、メンブレンを洗浄した。洗浄後のメンブレンを密閉
し、富士フィルム社製イメージングプレートに48時間、
密着させ、感光させた。感光させたイメージングプレー
トを、富士フィルム社製フルオロイメージングアナライ
ザーFLA-3000Gにより読み取った。得られた読取り画像
を、DNAアレイ画像解析システムAIS(イメージングリサ
ーチ社製)を用いて、各スポットの濃度を定量し、発現
比率として換算することで、対数増殖期及び定常期の遺
伝子発現プロファイルのデータを取得した。
Using the obtained cDNA as a probe, Sigma-Ge
Hybridization was performed using a Nosys Panorama E. coli Gene Arrays macroarray membrane according to the protocol. After completion of the hybridization, the membrane was washed. The membrane after washing is sealed and placed on an imaging plate manufactured by Fuji Film Co., for 48 hours.
It was brought into close contact and exposed. The exposed imaging plate was read by a fluoro imaging analyzer FLA-3000G manufactured by Fuji Film Co., Ltd. The obtained read image was quantified using a DNA array image analysis system AIS (manufactured by Imaging Research), and the concentration of each spot was quantified and converted as an expression ratio. Data obtained.

【0047】得られたDNAアレイデータより、対数増殖
期には発現レベルが低いが、定常期には発現レベルが上
昇するような遺伝子群を、エシェリヒア・コリ全遺伝子
の中から選択した。対数増殖期の発現比率に対する定常
期の発現比率の比を、ジャーファーメンター及びフラス
コ培養から得られたそれぞれについて算出した。それぞ
れの培養における発現比率の増加割合を掛け合せた値が
高いものから上位20個を抽出した。この中で、機能既知
の遺伝子の中でその数値の最も高いものとしてrmf遺伝
子を抽出した。増殖速度とrmf遺伝子の発現比率の変化
を表1に示した。ジャーファーメンター及びフラスコ培
養いずれにおいても、定常期に著しい発現の上昇が認め
られる遺伝子であることが明らかとなった。
From the obtained DNA array data, a group of genes whose expression level was low in the logarithmic growth phase but increased in the stationary phase was selected from all Escherichia coli genes. The ratio of the expression ratio in the stationary phase to the expression ratio in the logarithmic growth phase was calculated for each obtained from the jar fermenter and the flask culture. The top 20 were extracted from those with higher values obtained by multiplying the increase ratio of the expression ratio in each culture. Among them, the rmf gene was extracted as the one with the highest numerical value among genes with known functions. Table 1 shows changes in the growth rate and the expression ratio of the rmf gene. In both the jar fermenter and the flask culture, it was revealed that the gene showed a marked increase in expression in the stationary phase.

【0048】[0048]

【表1】 表1 各培養条件、培養フェーズにおける増殖速度と rmf遺伝子発現量の関係 ──────────────────────────── 培地 培養器 培養時間 比増殖率 rmf発現比 * hr 1/hr ──────────────────────────── MS ジャー 1.5 0.32 1.000 MS ジャー 9 0.02 11.068 E-100 フラスコ 4 0.75 1.063 E-100 フラスコ 24 -0.019 47.711 ──────────────────────────── *:ジャー培養1.5hrの値を1としたときの相対値Table 1 Relationship between growth rate and rmf gene expression level in each culture condition and culture phase. Medium Incubator Incubation time Specific growth rate rmf expression ratio * hr 1 / hr ──────────────────────────── MS jar 1.5 0.32 1.000 MS Jar 9 0.02 11.068 E-100 flask 4 0.75 1.063 E-100 flask 24 -0.019 47.711 ──────────────────────────── *: Jar Relative value when the value of 1.5 hours of culture is 1

【0049】[0049]

【実施例2】エシェリヒア・コリのrmf遺伝子の破壊と
L−リジン生産への効果 エシェリヒア・コリのrmf遺伝子の破壊は、クロスオー
バーPCR(Link, A.J.,Phillips, D., Church, G.M., J.
Bacteriol., Vol.179. 6228-6237, 1997参照)によっ
て行った。
[Example 2] Disruption of the rmf gene of Escherichia coli and its effect on L-lysine production Disruption of the rmf gene of Escherichia coli was carried out by crossover PCR (Link, AJ, Phillips, D., Church, GM, J. Am.
Bacteriol., Vol. 179. 6228-6237, 1997).

【0050】rmf遺伝子のN末端のコード領域約600bp及
びその上流域を含む約1kbpの領域を増幅するプライマー
として配列番号1及び2に示すオリゴヌクレオチド(プ
ライマー1、2)、rmf遺伝子のC末端のコード領域約60
0bp及びその下流域を含む約1kbpの領域を増幅するプラ
イマーとして配列番号3及び4に示すオリゴヌクレオチ
ド(プライマー3、4)を合成した。プライマー2と3
は、相補的な共通の配列を一部に有しており、増幅産物
がこの部分で連結されるとrmf遺伝子ORF内の一部が欠損
するような設計となっている。
Oligonucleotides (primers 1 and 2) shown in SEQ ID NOs: 1 and 2 as primers for amplifying a coding region of about 600 bp at the N-terminal of the rmf gene and a region of about 1 kbp including the upstream region thereof, Code area about 60
Oligonucleotides (primers 3, 4) shown in SEQ ID NOs: 3 and 4 were synthesized as primers for amplifying a region of about 1 kbp including 0 bp and a downstream region thereof. Primers 2 and 3
Is designed so that a part of the rmf gene ORF is deleted when an amplification product is ligated at this part.

【0051】プライマー1、2、及びプライマー3、4
の組み合わせで、常法により調製した野生株W3110株の
ゲノムDNAを鋳型として一回目のPCR反応を行った。この
際、プライマー1と2、及びプライマー4と3のモル比
は、10:1にて行った。得られた一回目のPCR産物を鋳型
として、プライマー1と4を用いて二回目のPCRを行っ
た。二回目のPCRによって構築された欠損型rmf遺伝子を
有するDNA断片を、Promega社製のクローニングベクター
キットpGEMT-easyに、プロトコールに従ってクローニン
グし、組換えベクターpGEM-Rを得た。
Primers 1 and 2 and primers 3 and 4
The first PCR reaction was performed using the combination of genomic DNA of wild-type strain W3110 prepared by a conventional method as a template. At this time, the molar ratio of primers 1 and 2 and primers 4 and 3 was 10: 1. A second PCR was performed using the obtained first PCR product as a template and primers 1 and 4. The DNA fragment having the defective rmf gene constructed by the second PCR was cloned into a cloning vector kit pGEMT-easy manufactured by Promega according to the protocol to obtain a recombinant vector pGEM-R.

【0052】pGEMdRをEcoRIにより切断し、欠損型とな
ったrmf遺伝子を含むDNA断片を得た。この切断断片と、
同酵素にて切断し精製した温度感受性プラスミドpMAN99
7(WO99/03988号国際公開パンフレット参照)とを、DNA
ligation Kit Ver.2(宝酒造(株))を用いて連結し
た。尚、前記pMAN997は、pMAN031(J. Bacteriol., 162,
1196 (1985))とpUC19(宝酒造(株))のそれぞれのVspI-
HindIII断片を繋ぎ換えたものである。
The pGEMdR was digested with EcoRI to obtain a defective DNA fragment containing the rmf gene. This fragment and
Temperature-sensitive plasmid pMAN99 cut and purified with the same enzyme
7 (see WO99 / 03988, International Publication Pamphlet)
Ligation Kit Ver.2 (Takara Shuzo Co., Ltd.) was used for ligation. Incidentally, the pMAN997, pMAN031 (J. Bacteriol., 162,
1196 (1985)) and pUC19 (Takara Shuzo Co., Ltd.)
HindIII fragment was reconnected.

【0053】上記の連結反応液で、エシェリヒア・コリ
JM109コンピテント細胞(宝酒造(株))を形質転換し、
アンピシリン(明治製菓(株))を25 μg/ml含むLB寒天
プレート(LB+アンピシリン)にまき、30℃で培養し、
アンピシリン耐性コロニーを選択した。コロニーを25μ
g/mlのアンピシリンを含むLB培地で30℃にて試験管培養
し、Wizard Plus Miniprep(Promega社)を用いて細胞
からプラスミドを抽出した。それらのプラスミドをEcoR
Iで切断し、目的長断片を含むプラスミドを、rmf破壊用
プラスミドpMANΔrmfとした。pMANΔrmfを用いて、エシ
ェリヒア・コリWC196株を形質転換した。WC196株は、AE
C耐性のエシェリヒア・コリのL−リジン生産菌であ
り、プライベート番号AJ13069として、工業技術院生命
工学工業技術研究所(現 独立行政法人 産業技術総合研
究所 特許生物寄託センター、〒305-8566 日本国茨城県
つくば市東1丁目1番地1 中央第6)に受託番号FERM
P-14690として寄託され、平成7年9月29日にブダペ
スト条約に基づく国際寄託に移管され、受託番号FERM B
P-5252が付与されている(WO96/17930号国際公開パンフ
レット参照)。
In the above ligation reaction solution, Escherichia coli
Transform JM109 competent cells (Takara Shuzo Co., Ltd.)
Spread ampicillin (Meiji Seika Co., Ltd.) on an LB agar plate (LB + ampicillin) containing 25 μg / ml, culture at 30 ° C,
Ampicillin resistant colonies were selected. 25μ colony
Test tubes were cultured in an LB medium containing g / ml ampicillin at 30 ° C., and plasmids were extracted from the cells using Wizard Plus Miniprep (Promega). EcoR
After digestion with I, the plasmid containing the target length fragment was designated as plasmid pMANΔrmf for rmf disruption. Escherichia coli WC196 strain was transformed using pMANΔrmf. WC196 shares AE
A C-resistant Escherichia coli L-lysine-producing bacterium, designated as Private Number AJ13069 by the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology Accession number FERM at 1-1, Higashi 1-1, Tsukuba City, Ibaraki Pref.
Deposited as P-14690 and transferred to an international deposit under the Budapest Treaty on September 29, 1995, with accession number FERM B
P-5252 (see WO96 / 17930, International Publication Pamphlet).

【0054】形質転換株をLB+アンピシリンプレートで
30℃で培養し、アンピシリン耐性のコロニーを選択し
た。選択したコロニーを30℃で一晩液体培養した後、10
-3希釈してLB+アンピシリンプレートにまき、42℃でア
ンピシリン耐性コロニーを選択した。この段階では、pM
ANΔrmfは染色体DNAに組み込まれている。
Transformants were plated on LB + ampicillin plates
The cells were cultured at 30 ° C., and ampicillin-resistant colonies were selected. After liquid culture of the selected colonies at 30 ° C overnight, 10
-3 was diluted and spread on an LB + ampicillin plate, and ampicillin-resistant colonies were selected at 42 ° C. At this stage, pM
ANΔrmf is integrated into the chromosomal DNA.

【0055】次に、選択したコロニーをLB+アンピシリ
ンプレートに塗り広げ、30℃で培養した後、適当量の菌
体をLB培地2mlに懸濁し、42℃で4〜5時間震とう培養
した。10-5希釈した培養液をLBプレートにまき、得られ
たコロニーのうち数百コロニーをLBプレートとLB+アン
ピシリンプレートに植菌し、生育を確認することで、ア
ンピシリン感受性又は耐性を確認した。アンピシリン感
受性株は、染色体DNAから、pMANΔrmfのベクター部
分、及びもともと染色体DNA上に存在していた正常な
rmf遺伝子又は欠失型rmf遺伝子が脱落している。アンピ
シリン感受性株の数株についてコロニーPCRを行い、目
的どおりrmf遺伝子が欠失型に置換されている株を選択
した。このようにして、エシェリヒア・コリのL−リジ
ン生産菌WC196より、rmf遺伝子破壊株WC196Δrmf株を取
得した。
Next, the selected colonies were spread on an LB + ampicillin plate and cultured at 30 ° C. After that, an appropriate amount of the cells was suspended in 2 ml of LB medium and cultured at 42 ° C. with shaking for 4 to 5 hours. The culture solution diluted to 10 -5 was spread on an LB plate, and several hundred colonies among the obtained colonies were inoculated on an LB plate and an LB + ampicillin plate, and the growth was confirmed to confirm the sensitivity or resistance to ampicillin. Ampicillin-sensitive strains are derived from chromosomal DNA by the vector portion of pMANΔrmf and normal
The rmf gene or the deleted rmf gene is missing. Colony PCR was performed on several ampicillin-sensitive strains, and strains in which the rmf gene had been replaced with a deletion type as desired were selected. Thus, the rmf gene-disrupted strain WC196Δrmf was obtained from the L-lysine producing bacterium WC196 of Escherichia coli.

【0056】rmf遺伝子破壊株WC196Δrmf株と、その親
株であるWC196株を、20mM NH4Cl、2mM MgSO4、40mM NaH
PO4、30mM KH2PO4、0.01mM CaCl2、0.01mM FeSO4、0.01
mM MnSO4、5mM クエン酸、50mM グルコース、2mM チア
ミン塩酸塩、2.5g/L カザミノ酸(Difco社)、250mM MES-
NaOH(pH6.8)を含む培地で、200 ml容バッフルつき三
角フラスコを用いて培養した。培養開始時の培養液量は
20 mlとし、回転速度144rpmで回転振とうし、37℃で培
養を行った。培地、容器等は全てオートクレーブ滅菌を
行った後に供した。
The rmf gene-disrupted strain WC196Δrmf and its parent strain WC196 were subjected to 20 mM NH 4 Cl, 2 mM MgSO 4 , 40 mM NaH
PO 4 , 30 mM KH 2 PO 4 , 0.01 mM CaCl 2 , 0.01 mM FeSO 4 , 0.01
mM MnSO 4 , 5 mM citric acid, 50 mM glucose, 2 mM thiamine hydrochloride, 2.5 g / L casamino acid (Difco), 250 mM MES-
The cells were cultured in a medium containing NaOH (pH 6.8) using an Erlenmeyer flask with a 200-ml baffle. The culture volume at the start of culture is
The volume was adjusted to 20 ml, the mixture was shaken at a rotation speed of 144 rpm, and culture was performed at 37 ° C. All media, containers, etc. were provided after autoclaving.

【0057】培養液中の菌体濃度、グルコース濃度、及
びL−リジン蓄積を経時的に測定した。菌体濃度は適当
倍率に水で希釈した培養液を用い、600nmの濁度を分光
光度計(ベックマン社)で測定することにより調べた。
グルコース濃度、及びL−リジン濃度は、遠心分離によ
り除菌した培養液上清を適当倍率に水で希釈した後に、
バイオテックアナライザー(サクラ精器)により測定し
た。結果を図1〜3に示す。また、培養17時間後の後の
L−リジン蓄積と残糖の値を示した。
The cell concentration, glucose concentration, and L-lysine accumulation in the culture solution were measured over time. The cell concentration was determined by using a culture solution diluted with water at an appropriate magnification and measuring turbidity at 600 nm with a spectrophotometer (Beckman).
Glucose concentration, and L-lysine concentration, after diluting the culture supernatant removed by centrifugation with water at an appropriate magnification,
It was measured by Biotech Analyzer (Sakura Seiki). The results are shown in FIGS. In addition, the values of L-lysine accumulation and residual sugar after 17 hours of culture were shown.

【0058】その結果、rmf遺伝子破壊株は、生育(図
1)、糖消費速度(図2)、L−リジン生産速度(図
3)のいずれにおいても、対照株に比較して向上するこ
とが認められた
As a result, the rmf gene-disrupted strain was found to have improved growth (FIG. 1), sugar consumption rate (FIG. 2), and L-lysine production rate (FIG. 3) as compared to the control strain. Admitted

【0059】[0059]

【表2】 表2 WC196Δrmf株のL−リジン生産 ────────────────────────────── 菌株 実験 培養時間 L-リジン蓄積 残糖 hr (塩酸塩換算) mg/L g/L ────────────────────────────── WC196 1 17 89 3.4 2 17 90 3.7 ────────────────────────────── WC196Δrmf 1 17 170 1.4 2 17 159 1.5 ──────────────────────────────Table 2 L-Lysine production of WC196Δrmf strain ────────────────────────────── Strain Experiment Culture time L-Lysine Accumulated residual sugar hr (converted to hydrochloride) mg / L g / L ────────────────────────────── WC196 1 17 89 3.4 2 17 90 3.7 ────────────────────────────── WC196Δrmf 1 17 170 1.4 2 17 159 1.5 ─────── ───────────────────────

【0060】[0060]

【実施例3】 エシェリヒア・コリのrmf遺伝子の破壊と
タンパク質生産への効果 (1)rmf遺伝子破壊株への酸性フォスファターゼ過剰
発現プラスミドの導入と発現
Example 3 Disruption of rmf Gene of Escherichia coli and Effect on Protein Production (1) Introduction and Expression of Acid Phosphatase Overexpression Plasmid into rmf Gene-Disrupted Strain

【0061】実施例2で得られたrmf遺伝子破壊株WC196
Δrmf株、及びその親株であるWC196を、変異型酸性フォ
スファターゼ遺伝子を含むプラスミドpMPI700で形質転
換し、WC196/pMPI700株、及び WC196Δrmf/pMPI700株を
得た。前記変異型酸性フォスファターゼは、ヌクレオシ
ド−5’−燐酸エステル生成活性(燐酸転移活性)を維
持したまま、5’−ヌクレオチダーゼ活性(燐酸エステ
ル加水分解活性)が低下した変異酵素であり、92位の
グリシン残基がアスパラギン酸残基に、171位のイソ
ロイシン残基がスレオニン残基にそれぞれ置換されてい
る。pMPI700は、以下のようにして得られたプラスミド
である(Applied and Environmental Microbiology, Ju
ly 2000, p.2811‐2816 Vol. 66, No. 7)。
The rmf gene disrupted strain WC196 obtained in Example 2
The Δrmf strain and its parent strain, WC196, were transformed with the plasmid pMPI700 containing the mutant acid phosphatase gene to obtain the WC196 / pMPI700 strain and the WC196Δrmf / pMPI700 strain. The mutant acid phosphatase is a mutant enzyme having reduced 5′-nucleotidase activity (phosphoester hydrolysis activity) while maintaining nucleoside-5′-phosphate ester formation activity (phosphotransferase activity). The glycine residue is substituted with an aspartic acid residue, and the isoleucine residue at position 171 is substituted with a threonine residue. pMPI700 is a plasmid obtained as follows (Applied and Environmental Microbiology, Ju
ly 2000, p.2811-2816 Vol. 66, No. 7).

【0062】モルガネラ・モルガニ NCIMB 10466由来の
酸性フォスファターゼ遺伝子を含むプラスミドpMPI501
(特開平9-37785号公報、米国特許第6,010,851号)を鋳
型として、エラープローンPCRにより同遺伝子にランダ
ム変異を導入した。変異が導入された酸性フォスファタ
ーゼ遺伝子断片(EcoRI-HindIII)をpUC18に導入し、得
られた組換えプラスミドでE. coli JM109を形質転換し
た。形質転換体から、E. coli (pMPI501)と同等のリン
酸転移活性を有し、5’−ヌクレオチダーゼ活性が低下
した形質転換体が1株得られ、JM109 (pMPI600)と名付
けた。この株が保持するプラスミドpMPI600を用いて、
同様にして再度ランダム変異導入を行い、プラスミドpM
PI700を得た。
Plasmid pMPI501 containing acid phosphatase gene from Morganella morgani NCIMB 10466
(JP-A-9-37785, US Pat. No. 6,010,851) as a template, a random mutation was introduced into the gene by error-prone PCR. The acid phosphatase gene fragment (EcoRI-HindIII) into which the mutation was introduced was introduced into pUC18, and E. coli JM109 was transformed with the obtained recombinant plasmid. One transformant was obtained from the transformant, which had the same transphosphorylation activity as E. coli (pMPI501) and had reduced 5'-nucleotidase activity, and was named JM109 (pMPI600). Using the plasmid pMPI600 carried by this strain,
In the same manner, random mutagenesis was performed again, and plasmid pM
I got PI700.

【0063】pMPI501が含む酸性フォスファターゼ遺伝
子断片をさらにサブクローニングにより短縮したDNA
断片を含むプラスミドpMPI505をエシェリヒア・コリJM1
09に保持させた株はAJ13143と命名され、この株は、ブ
タペスト条約に基づく国際寄託機関である日本国茨城県
に所在の通商産業省工業技術院生命工学工業技術研究所
(現 独立行政法人 産業技術総合研究所 特許生物寄託
センター、〒305-8566日本国茨城県つくば市東1丁目1
番地1 中央第6)に1996年2月23日付で既に寄託され
ており、その受託番号FERM BP-5422が付与されている。
pMPI501に代えてpMPI505を用いても、pMPI700と同様の
プラスミドを取得することができる。
DNA obtained by further shortening the acid phosphatase gene fragment contained in pMPI501 by subcloning
Plasmid pMPI505 containing the fragment was transferred to Escherichia coli JM1.
The strain retained in 09 was named AJ13143, and this strain is an international depositary organization based on the Budapest Treaty, and is located in Ibaraki, Japan. National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Patent Organism Depositary, 1-1-1 Higashi, Tsukuba, Ibaraki, Japan 305-8566 Japan
It has already been deposited at Address No. 1 Central No. 6) on February 23, 1996, and is assigned the accession number FERM BP-5422.
A plasmid similar to pMPI700 can be obtained by using pMPI505 instead of pMPI501.

【0064】WC196/pMPI700株、及び WC196Δrmf/pMPI7
00株を、アンピシリン100μg/mlを含むLB培地にて500mL
容坂口フラスコを用いて培養した。培養開始時の培養液
量は50mLとし、回転速度120rpmで往復振とうし、37℃で
培養を行った。培地、容器等は全てオートクレーブ滅菌
を行った後に供した。このとき、培養液中の菌体濃度を
測定した。菌体濃度は適当倍率に水で希釈した培養液を
用い、600nmの濁度を分光光度計(ベックマン社)で測定
した。また、経時的に菌体を含む培養液を採取し、遠心
分離により集菌した後に、100mMリン酸緩衝液(pH7.0)に
懸濁し、20分間の超音波破砕を行い、再度遠心分離を行
い上清を粗酵素液としてタンパク質濃度、酸性フォスフ
ァターゼ酵素活性測定に供した。粗酵素液中のタンパク
質濃度はブラッドフォード法により測定した。
WC196 / pMPI700 strain and WC196Δrmf / pMPI7
00 strain, 500 mL in LB medium containing 100 μg / ml ampicillin
Culture was performed using a Nosakaguchi flask. The culture volume at the start of the culture was 50 mL, and the culture was performed at 37 ° C. by reciprocal shaking at a rotation speed of 120 rpm. All media, containers, etc. were provided after autoclaving. At this time, the cell concentration in the culture solution was measured. The bacterial cell concentration was measured using a culture solution diluted with water at an appropriate magnification, and the turbidity at 600 nm was measured with a spectrophotometer (Beckman). In addition, a culture solution containing bacterial cells is collected over time, collected by centrifugation, suspended in 100 mM phosphate buffer (pH 7.0), sonicated for 20 minutes, and centrifuged again. The supernatant was used as a crude enzyme solution and subjected to measurement of protein concentration and acid phosphatase enzyme activity. The protein concentration in the crude enzyme solution was measured by the Bradford method.

【0065】酵素活性は、次のようにして測定した。10
0mM MES/KOH緩衝液(pH6.0)中にて、基質として10mM
p−ニトロフェニルリン酸を用い、30℃で酵素反応を
行った。粗酵素液を添加後、1分後に2規定のKOHを反
応液量の1/5量添加して反応を停止し、遠心分離した後
に上清中に生成したp−ニトロフェノールリン酸を定量
した。生成p−ニトロフェノールリン酸の定量は、分光
光度計(ベックマン社)で410nmの吸光度を測定すること
により行った。また、p−ニトロフェノールリン酸のモ
ル吸光係数は17.52 mM-1・cm-1として、酵素活性の計算
を行った。結果を表3に示す。また、培養中の各菌株の
生育(OD600)を、図4に示す。その結果、rmf遺伝子破
壊株は、生育、比活性、培養液あたりの全活性のいずれ
においても対照株に比較して向上することが認められた
(表3)。
The enzyme activity was measured as follows. Ten
10 mM as substrate in 0 mM MES / KOH buffer (pH 6.0)
An enzymatic reaction was performed at 30 ° C. using p-nitrophenyl phosphate. One minute after the addition of the crude enzyme solution, the reaction was stopped by adding 2N KOH to 1/5 of the reaction solution, and after centrifugation, p-nitrophenol phosphate produced in the supernatant was quantified. . The quantification of the generated p-nitrophenol phosphate was performed by measuring the absorbance at 410 nm with a spectrophotometer (Beckman). The enzymatic activity was calculated on the assumption that the molar extinction coefficient of p-nitrophenol phosphate was 17.52 mM -1 · cm -1 . Table 3 shows the results. FIG. 4 shows the growth (OD 600 ) of each strain during culture. As a result, it was confirmed that the rmf gene-disrupted strain had improved growth, specific activity, and total activity per culture solution as compared to the control strain (Table 3).

【0066】[0066]

【表3】 表3 粗酵素液の酸性フォスファターゼ活性 ────────────────────────────── 菌株 培養時間 比活性 全活性 hr /mgタンハ゜ク質 U/ml ────────────────────────────── WC196 6 0.071 0.019 WC196Δrmf 6 0.045 0.054 WC196/pMPI700 6 2.02 0.569 WC196Δrmf/pMPI700 6 4.08 1.190 ──────────────────────────────[Table 3] Table 3 Acid phosphatase activity of crude enzyme solution ────────────────────────────── Bacteria culture time Specific activity Total activity hr / mg protein U / ml────────────────────────────── WC196 6 0.071 0.019 WC196Δrmf 6 0.045 0.054 WC196 / pMPI700 6 2.02 0.569 WC196Δrmf / pMPI700 6 4.08 1.190 ──────────────────────────────

【0067】更に、上記粗酵素液を15% ポリアクリルア
ミドゲルにてSDSゲル電気泳動を行い、サイプロオレン
ジ(バイオラッド社)にて染色し、染色したゲルイメー
ジを富士フィルム社製フルオロイメージングアナライザ
ーFLA-3000Gにより読取り、得られた読取り画像を画像
解析ソフトウエアImageGaugeを用いて各スポットの濃度
を定量することにより、目的とする酵素タンパク質の発
現の確認、並びに発現量の比較を行った。その結果、目
的とするバンドが検出され、その濃度は比活性をよく反
映するものであった(図5)。
Further, the crude enzyme solution was subjected to SDS gel electrophoresis on a 15% polyacrylamide gel and stained with Cypro Orange (Bio-Rad), and the stained gel image was analyzed using a fluoro-imaging analyzer FLA manufactured by Fuji Film Co., Ltd. -3000G was read, and the obtained read image was quantified for the concentration of each spot using image analysis software ImageGauge to confirm the expression of the target enzyme protein and to compare the expression levels. As a result, the target band was detected, and its concentration reflected the specific activity well (FIG. 5).

【0068】[0068]

【発明の効果】本発明により、エシェリヒア属細菌を用
いてL−アミノ酸、タンパク質、核酸系物質等の有用物
質を生産する際に、生産速度又は生産効率を向上させる
ことができる。
According to the present invention, the production rate or production efficiency can be improved when producing useful substances such as L-amino acids, proteins, nucleic acids and the like using bacteria belonging to the genus Escherichia.

【0069】[0069]

【配列表】[Sequence list]

SEQUENCE LISTING <110> Ajinomoto Co., Inc. <120> 発酵法による目的物質の製造法 <130> P-9421 <140> <141> 2001-12-21 <150> JP 2000-390758 <151> 2000-12-22 <160> 4 <170> PatentIn version 3.0 SEQUENCE LISTING <110> Ajinomoto Co., Inc. <120> Production of the target substance by fermentation <130> P-9421 <140> <141> 2001-12-21 <150> JP 2000-390758 <151> 2000 -12-22 <160> 4 <170> PatentIn version 3.0

【0070】<210> 1 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: primer f
or PCR <400> 1 gaacaggcaa ccagtacgct tt
<210> 1 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220><223> Description of Artificial Sequence: primer f
or PCR <400> 1 gaacaggcaa ccagtacgct tt

【0071】<210> 2 <211> 42 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: primer f
or PCR <400> 2 cccatccact aaacaccgtc agttgatgtg cccgttccag gc
<210> 2 <211> 42 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220><223> Description of Artificial Sequence: primer f
or PCR <400> 2 cccatccact aaacaccgtc agttgatgtg cccgttccag gc

【0072】<210> 3 <211> 29 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: primer f
or PCR <400> 3 tgacggtgtt tagtggatgg gcaaaggtca caatggctg
<210> 3 <211> 29 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220><223> Description of Artificial Sequence: primer f
or PCR <400> 3 tgacggtgtt tagtggatgg gcaaaggtca caatggctg

【0073】<210> 4 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: primer f
or PCR <400> 4 tacagtgaag ttgatggaga tagt
<210> 4 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220><223> Description of Artificial Sequence: primer f
or PCR <400> 4 tacagtgaag ttgatggaga tagt

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 WC196Δrmf株の生育パターンを示す図。2コ
ロニーずつ、各実験区ごとn=3で実施した結果を示
す。エラーバーは標準誤差を示す。(以下の図でも同
様)
FIG. 1 is a view showing a growth pattern of a WC196Δrmf strain. The results obtained by performing 2 colonies for each experimental group at n = 3 are shown. Error bars indicate standard error. (The same applies to the following figures)

【図2】 WC196Δrmf株の糖消費パターンを示す図。FIG. 2 shows the sugar consumption pattern of the WC196Δrmf strain.

【図3】 WC196Δrmf株のリジン蓄積パターンを示す
図。
FIG. 3 shows the lysine accumulation pattern of the WC196Δrmf strain.

【図4】 WC196Δrmf株に酸性フォスファターゼ遺伝子
を導入したWC196Δrmf/pMPI700株及び対照株の生育を示
す図。
FIG. 4 is a diagram showing the growth of a WC196Δrmf / pMPI700 strain and a control strain in which an acid phosphatase gene has been introduced into the WC196Δrmf strain.

【図5】 WC196Δrmf/pMPI700株及び対照株の粗酵素液
のSDSポリアクリルアミドゲル電気泳動で観察された酸
性フォスファターゼのバンドの染色強度を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing the staining intensity of the acid phosphatase band observed by SDS polyacrylamide gel electrophoresis of the crude enzyme solutions of the WC196Δrmf / pMPI700 strain and the control strain.

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 1:19) (72)発明者 杉本 慎一 神奈川県川崎市川崎区鈴木町1−1味の素 株式会社発酵技術研究所内 Fターム(参考) 4B024 AA03 BA72 CA04 CA06 DA06 EA04 GA11 HA01 4B050 CC03 DD02 LL05 4B064 AE25 CA02 CA19 CC24 DA16Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification FI FI Theme Court II (Reference) C12R 1:19) (72) Inventor Shinichi Sugimoto 1-1 Suzukicho, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture Ajinomoto Co., Ltd. F term (reference) 4B024 AA03 BA72 CA04 CA06 DA06 EA04 GA11 HA01 4B050 CC03 DD02 LL05 4B064 AE25 CA02 CA19 CC24 DA16

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 エシェリヒア属細菌を培地に培養し、該
培地又は菌体中に目的物質を生成蓄積させ、該目的物質
を採取する、微生物を利用した目的物質の製造法におい
て、前記エシェリヒア属細菌は細胞内でRMFタンパク
質が正常に機能しないことを特徴とする目的物質の製造
法。
1. A method for producing a target substance using a microorganism, wherein the bacterium belonging to the genus Escherichia is cultured in a medium, the target substance is produced and accumulated in the medium or the cells, and the target substance is collected. Is a method for producing a target substance, wherein the RMF protein does not function normally in cells.
【請求項2】 前記エシェリヒア属細菌は、染色体上の
rmf遺伝子が破壊されたことにより、細胞内でRMF
タンパク質が正常に機能しないことを特徴とする請求項
1記載の方法。
2. The bacterium belonging to the genus Escherichia has an RMF in a cell due to disruption of an rmf gene on a chromosome.
2. The method according to claim 1, wherein the protein does not function normally.
【請求項3】 前記エシェリヒア属細菌はエシェリヒア
・コリである請求項1又は2に記載の方法。
3. The method according to claim 1, wherein the Escherichia bacterium is Escherichia coli.
【請求項4】 前記目的物質がL−アミノ酸又はタンパ
ク質である請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
4. The method according to claim 1, wherein the target substance is an L-amino acid or a protein.
【請求項5】 L−アミノ酸がL−リジンである請求項
4記載の方法。
5. The method according to claim 4, wherein the L-amino acid is L-lysine.
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