JP2002503473A - B2:b1アベルメクチンの比に関するストレプトミセス・アベルミティリス遺伝子 - Google Patents

B2:b1アベルメクチンの比に関するストレプトミセス・アベルミティリス遺伝子

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ジョネル シュトゥッツマン−エングウォール,キム
芳弘 加藤
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ファイザー・プロダクツ・インク
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、aveC遺伝子産物をコードするヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチド分子に関する。前記ポリヌクレオチド分子は、ストレプトミセス・アベルミティリスの発酵培養物において生成されるクラス2:1アベルメクチンの比又は量を変化させるのに用いることができる。また、本発明は、ベクター、宿主細胞、及び生成されるクラス2:1アベルメクチンの比又は量が変化するようにaveC遺伝子が突然変異又は不活性化されたストレプトミセス・アベルミティリスの突然変異株にも関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 1.発明の属する技術分野 本発明は、組成物及びアベルメクチンの製造方法(主に、動物の健康の分野)
に関する。より詳しくは、本発明は、AveC遺伝子産物をコードするヌクレオ
チド配列を含むポリヌクレオチド分子、組成物、及び前記ポリヌクレオチド分子
のスクリーニング方法に関する。なお、前記AveC遺伝子産物は、ストレプト
ミセス・アベルミティリス(Streptomyces avermitili
s)培養物の発酵によって生成されるクラス2:1アベルメクチンの比を調整す
るのに用いることができる。更に、本発明は、ベクター、形質転換宿主細胞、そ
して、生成されるクラス2:1アベルメクチンの比を調整するようにaveC遺
伝子を突然変異させたストレプトミセス・アベルミティリスの新規突然変異株に
関する。
【0002】 2.発明の背景 2.1.アベルメクチン ストレプトミセス種は、多様な種々の二次代謝物を生成する。前記二次代謝物
には、有効な駆虫(anthelmintic)及び殺虫(insectici
dal)活性を有する8種の関連する16員大環状ラクトンの一群を含むアベル
メクチンが含まれる。8種の異なる(但し、密接に関連する)化合物は、A1a
、A1b、A2a、A2b、B1a、B1b、B2a、及びB2bと称する。「
a」が付く一連の化合物は、C25位における置換基が(S)−sec−ブチル
基である天然アベルメクチンを意味し、「b」が付く一連の化合物は、C25位
における置換基がイソプロピル基である化合物を意味する。「A」及び「B」の
呼称は、C5位の置換基が、それぞれ、メトキシ基及びヒドロキシ基であるアベ
ルメクチンを意味する。数字の「1」は、C22,23位に二重結合を有するア
ベルメクチンを意味し、数字の「2」は、C22位に水素原子を有し、C23位
にヒドロキシ基を有するアベルメクチンを意味する。前記の関連するアベルメク
チンの中で、B1タイプのアベルメクチンが、最も有効な殺寄生生物(anti
parasitic)及び殺虫(pesticidal)活性を有することが認
められているので、最も商業的に望ましいアベルメクチンである。
【0003】 アベルメクチン及びストレプトミセス・アベルミティリス株の好気性発酵によ
るそれらの製造が、米国特許第4310519号及び第4429042号各明細
書に記載されている。天然アベルメクチンの生合成は、イソ酪酸及びS−(+)
−2−メチル酪酸のCoAチオエステル類似体から内因的に開始されると考えら
れている。
【0004】 無作為な突然変異誘発による菌株の向上と、外因的に供給される脂肪酸の使用
との両方を組み合わせることによって、アベルメクチン類似体の効果的な製造が
行なわれてきた。分枝鎖2−オキソ酸デヒドロゲナーゼが欠損しているストレプ
トミセス・アベルミティリスの突然変異体(bkd欠損突然変異体)は、脂肪酸
補充下で発酵した場合には、アベルメクチンのみを生成することができる。分枝
鎖デヒドロゲナーゼ活性が欠けている突然変異体(例えば、ストレプトミセス・
アベルミティリス,ATCC53567)のスクリーニング及び単離方法が、欧
州特許(EP)第276103号明細書に記載されている。外因的に供給される
脂肪酸の存在下で前記突然変異体を発酵させると、使用した脂肪酸に相当する4
種類のアベルメクチンのみが生成される。従って、ストレプトミセス・アベルミ
ティリス(ATCC53567)をS−(+)−2−メチル酪酸補充下で発酵さ
せると、天然アベルメクチンA1a、A2a、B1a、及びB2aが生成される
。また、イソ酪酸補充下で発酵させると、天然アベルメクチンA1b、A2b、
B1b、及びB2bが生成される。更に、シクロペンタンカルボン酸補充下で発
酵させると、4種の新規シクロペンチルアベルメクチンA1、A2、B1、及び
B2が生成される。
【0005】 もし、別の脂肪酸を補充した場合には、新規なアベルメクチンが生成される。
800に亘る潜在的前駆体をスクリーニングすることによって、60を超える別
の新規アベルメクチンが同定されている(Duttonら,1991,J.An
tibiot.44:357−365;及びBanksら,1994,Roy.
Soc.Chem.147:16−26)。更に、5−O−メチルトランスフェ
ラーゼ活性のないストレプトミセス・アベルミティリスの突然変異体は、本質的
に、B類似アベルメクチンのみを生成する。結果的に、分枝鎖2−オキソ酸デヒ
ドロゲナーゼ及び5−O−メチルトランスフェラーゼの両方を欠いているストレ
プトミセス・アベルミティリス突然変異体は、発酵の補充に使用した脂肪酸に相
当するBアベルメクチンのみを生成する。従って、前記の二重突然変異体にS−
(+)−2−メチル酪酸を補充すると、天然アベルメクチンB1a及びB2aの
みが生成されるが、イソ酪酸又はシクロペンタンカルボン酸を補充する場合には
、それぞれ、天然アベルメクチンB1b及びB2b、あるいは、新規のシクロペ
ンチルB1及びB2アベルメクチンが生成される。前記二重突然変異体にシクロ
ヘキサンカルボン酸を補充することは、商業的に重要な新規アベルメクチンであ
るシクロヘキシルアベルメクチンB1(ドラメクチン:doramectin)
を生成するのに好ましい方法である。このような二重突然変異体[例えば、スト
レプトミセス・アベルミティリス(ATCC53692)]の単離及び特徴が、
欧州特許第276103号明細書に記載されている。
【0006】 2.2.アベルメクチン生合成に関連する遺伝子 多くの場合において、二次代謝物の生成に関連する遺伝子及び特定の抗生物質
をコードする遺伝子が、染色体上で共に集まって発見されている。その例として
は、例えば、ストレプトミセスにおけるポリケチドシンターゼ遺伝子クラスター
(PKS)(Hopwood and Sherman,1990,Ann.R
ev.Genet.24:37−66を参照)を挙げることができる。従って、
生合成経路における遺伝子をクローニングするための一つの戦略は、薬剤耐性遺
伝子を単離し、次に、その特定の抗生物質の生合成に関する別の遺伝子に関して
、染色体の隣接領域を試験することであった。重要な代謝物の生合成に関連する
遺伝子のクローニングに関する別の戦略は、突然変異体の相補性であった。例え
ば、特定の代謝物を生成することのできる生物由来のDNAライブラリーの一部
を、生成しない突然変異体中に導入し、前記代謝物の生成に関して形質転換体ス
クリーニングする。更に、別のストレプトミセス種由来のプローブを用いてライ
ブラリーをハイブリダイゼーションすることが、生合成経路における遺伝子の同
定及びクローニングに用いられている。
【0007】 アベルメクチンの生合成に関連する遺伝子(ave遺伝子)は、別のストレプ
トミセスの二次代謝物(例えば、PKS)の生合成に必要な遺伝子のように、染
色体上においてクラスターとして発見される。アベルメクチンの生合成が妨害さ
れているストレプトミセス・アベルミティリス突然変異体を補完するためのベク
ターを用いて、多くのave遺伝子が、首尾よくクローニングされている。前記
遺伝子のクローニングは、米国特許第5252474号明細書中に記載されてい
る。更に、Ikedaら,1995,J.Antibiot.48:532−5
34には、C22,23脱水工程に関連する染色体領域(aveC)が、ストレ
プトミセス・アベルミティリスの4.82KbのBamHIフラグメント内にあ
ることを突き止めたこと、そして、単独成分B2aプロデューサーの生成を引き
起こすaveC遺伝子における突然変異が記載されている。有効な駆虫性化合物
であるイベルメクチンは、アベルメクチンB2aから化学的に生成することがで
きるので、アベルメクチンB2aの単独成分プロデューサーは、イベルメクチン
の商業生産に特に有用であると考えられる。 アベルメクチン生成の複雑さを最小化するaveC遺伝子内の突然変異(例え
ば、アベルメクチンのB2:B1比を減少させる突然変異)を同定することは、
商業的に重要なアベルメクチンの製造及び精製を単純化するであろう。
【0008】 3.発明の概要 本発明は、ストレプトミセス・アベルミティリスの完全aveC−ORF又は
その実体部分を含む、単離されたポリヌクレオチド分子であって、前記単離ポリ
ヌクレオチド分子が、ストレプトミセス・アベルミティリス染色体において、生
体内でaveC−ORFの下流に位置する次の完全ORFを欠失する、前記単離
ポリヌクレオチド分子を提供する。本発明による単離ポリヌクレオチド分子は、
好ましくは、プラスミドpSE186(ATCC209604)のストレプトミ
セス・アベルミティリスAveC遺伝子産物をコードする配列と同じであるか、
あるいは、図1(配列表の配列番号1)のaveC−ORF又はその実体部分の
ヌクレオチド配列と同じであるヌクレオチド配列を含む。
【0009】 更に、本発明は、プラスミドpSE186(ATCC209604)のストレ
プトミセス・アベルミティリスAveC遺伝子産物をコードする配列に対して、
あるいは、図1(配列表の配列番号1)に示すaveC−ORF又はその実体部
分のヌクレオチド配列に対して、相同なヌクレオチド配列を含む、ポリヌクレオ
チド分子を提供する。 更に、本発明は、プラスミドpSE186(ATCC209604)のAve
C遺伝子産物をコードする配列によりコードされるアミノ酸配列に対して、ある
いは、図1(配列表の配列番号2)のアミノ酸配列又はその実体部分に対して、
相同なアミノ酸配列を有するポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む
、ポリヌクレオチド分子を提供する。
【0010】 更に、本発明は、AveC相同遺伝子産物をコードするヌクレオチド配列を含
む、単離ポリヌクレオチド分子を提供する。好ましい態様では、前記単離ポリヌ
クレオチド分子が、ストレプトミセス・ヒグロスコピカス(hygroscop
icus)由来のAveC相同遺伝子産物(但し、前記相同遺伝子産物は、配列
表の配列番号4のアミノ酸配列又はその実体部分を含む)をコードするヌクレオ
チド配列を含む。好ましい態様では、ストレプトミセス・ヒグロスコピカスAv
eC相同遺伝子産物をコードする本発明の単離ポリヌクレオチド分子は、配列表
の配列番号3のヌクレオチド配列又はその実体部分を含む。
【0011】 更に、本発明は、配列表の配列番号3のストレプトミセス・ヒグロスコピカス
のヌクレオチド配列と相同なヌクレオチド配列を含む、ポリヌクレオチド分子を
提供する。更に、本発明は、配列表の配列番号4のアミノ酸配列を有するストレ
プトミセス・ヒグロスコピカスAveC相同遺伝子産物に相同なポリペプチドを
コードするヌクレオチド配列を含む、ポリヌクレオチド分子を提供する。 更に、本発明は、図1(配列表の配列番号1)又は配列表の配列番号3のヌク
レオチド配列を有するポリヌクレオチド分子に対して、あるいは、図1(配列表
の配列番号1)又は配列表の配列番号3のヌクレオチド配列に相補的なヌクレオ
チド配列を有するポリヌクレオチド分子に対してハイブリダイズする、オリゴヌ
クレオチドを提供する。
【0012】 更に、本発明は、ストレプトミセス・アベルミティリスのaveC−ORF又
はaveC相同ORFを含むポリヌクレオチド分子を含む、組換えクローニング
ベクター及び発現ベクターを提供する。前記ベクターは、本発明のポリヌクレオ
チドをクローニング又は発現するのに有用である。非限定的な態様では、本発明
は、ストレプトミセス・アベルミティリスのaveC遺伝子の完全ORFを含む
プラスミドpSE186(ATCC209604)を提供する。更に、本発明は
、本発明のポリヌクレオチド分子又は組換えベクターを含む形質転換宿主細胞、
及びそれらに由来する新規株又は細胞系を提供する。
【0013】 更に、本発明は、実質的に精製又は単離された、組換え発現aveC遺伝子産
物若しくはAveC相同遺伝子産物、又はそれらの実体部分、及びそれらの相同
体を提供する。更に、本発明は、組換え発現ベクター[但し、前記組換え発現ベ
クターは、AveC遺伝子産物又はAveC相同遺伝子産物をコードするヌクレ
オチド配列を有するポリヌクレオチド分子を含み、前記ポリヌクレオチド分子と
、宿主細胞中におけるポリヌクレオチド分子の発現を制御する調節要素1又はそ
れ以上とが、影響を及ぼす関係にある]で形質転換した宿主細胞を、組換えAv
eC遺伝子産物又はAveC相同遺伝子産物の生成を促す条件下で培養し、その
細胞培養物からAveC遺伝子産物又はAveC相同遺伝子産物を回収すること
を含む、組換えAveC遺伝子産物の製造方法を提供する。
【0014】 更に、本発明は、野生型aveC対立遺伝子が不活化されており、しかも、突
然変異1又はそれ以上を更に含むヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチド分子
が発現されるストレプトミセス・アベルミティリスATCC53692株の細胞
が、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現するストレプトミセス・アベ
ルミティリスATCC53692株の細胞によって生成されるアベルメクチンと
比較して、異なる比又は量のアベルメクチンを生成するような前記突然変異ヌク
レオチド配列を更に含むこと以外は、プラスミドpSE186(ATCC209
604)のストレプトミセス・アベルミティリスAveC遺伝子産物をコードす
る配列と、あるいは、図1(配列表の配列番号1)に記載のストレプトミセス・
アベルミティリスのaveC−ORFのヌクレオチド配列と同じヌクレオチド配
列を含む、ポリヌクレオチド分子を提供する。本発明によれば、前記ポリヌクレ
オチド分子は、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現する同じ株と比較
して、アベルメクチンの生成において検知可能な変化を示すストレプトミセス・
アベルミティリスの新規株を生成することに用いることができる。好ましい態様
では、前記ポリヌクレオチド分子は、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに
発現する同じ株と比較して、クラス2:1比が減少した状態でアベルメクチンを
生成するストレプトミセス・アベルミティリスの新規株を生成するのに有用であ
る。更に好ましい態様では、前記ポリヌクレオチド分子は、野生型aveC対立
遺伝子のみを代わりに発現する同じ株と比較して、増加したレベルでアベルメク
チンを生成するストレプトミセス・アベルミティリスの新規株を生成するのに有
用である。更に好ましい態様では、前記ポリヌクレオチド分子は、aveC遺伝
子が不活性化されているストレプトミセス・アベルミティリスの新規株を生成す
るのに有用である。
【0015】 更に、本発明は、アベルメクチンの生成比及び/又は量を変化させることので
きるストレプトミセス・アベルミティリスのAveC−ORFの突然変異を同定
する方法を提供する。好ましい態様では、本発明は、(a)天然のaveC対立
遺伝子が不活性化されており、しかも、突然変異したAveC遺伝子産物をコー
ドするヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチド分子が導入されて発現している
ストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞によって生成されるアベルメクチ
ンのクラス2:1比を決定し;(b)図1(配列表の配列番号1)のORFのヌ
クレオチド配列、あるいは、それに相同なヌクレオチド配列を有するaveC対
立遺伝子のみを代わりに発現すること以外は、工程(a)と同じストレプトミセ
ス・アベルミティリス株の細胞によって生成されるアベルメクチンのクラス2:
1比を決定し;そして、(c)工程(a)のストレプトミセス・アベルミティリ
ス細胞によって生成されるアベルメクチンのクラス2:1比と、工程(b)のス
トレプトミセス・アベルミティリス細胞によって生成されるアベルメクチンのク
ラス2:1比とを比較し;工程(a)のストレプトミセス・アベルミティリス細
胞によって生成されるアベルメクチンのクラス2:1比と、工程(b)のストレ
プトミセス・アベルミティリス細胞によって生成されるアベルメクチンのクラス
2:1比とが異なる場合に、アベルメクチンのクラス2:1比を変化させること
のできるaveC−ORFの突然変異を同定することを含む、生成されるアベル
メクチンのクラス2:1比を変化させることのできるaveC−ORFの突然変
異を同定する方法を提供する。
【0016】 更に、好ましい態様では、本発明は、(a)天然のaveC対立遺伝子が不活
性化されており、しかも、突然変異したAveC遺伝子産物をコードするヌクレ
オチド配列を含むか、あるいは、AveC遺伝子産物をコードするヌクレオチド
配列を含む遺伝子構築物を含むポリヌクレオチド分子が導入されて発現している
ストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞によって生成されるアベルメクチ
ンの量を決定し;(b)図1(配列表の配列番号1)のORFのヌクレオチド配
列、あるいは、それに相同なヌクレオチド配列を有するaveC対立遺伝子のみ
を代わりに発現すること以外は、工程(a)と同じストレプトミセス・アベルミ
ティリス株の細胞によって生成されるアベルメクチンの量を決定し;そして、(
c)工程(a)のストレプトミセス・アベルミティリス細胞によって生成される
アベルメクチンの量と、工程(b)のストレプトミセス・アベルミティリス細胞
によって生成されるアベルメクチンの量とを比較し;工程(a)のストレプトミ
セス・アベルミティリス細胞によって生成されるアベルメクチンの量と、工程(
b)のストレプトミセス・アベルミティリス細胞によって生成されるアベルメク
チンの量とが異なる場合に、アベルメクチンの量を変化させることのできるav
eC−ORF又は遺伝子構築物の突然変異を同定することを含む、生成されるア
ベルメクチンの量を変化させることのできるaveC−ORF又はaveC−O
RFを含む遺伝子構築物の突然変異を同定する方法を提供する。好ましい態様で
は、生成されるアベルメクチンの量は、突然変異によって増加する。
【0017】 更に、本発明は、アベルメクチン生成が変化したストレプトミセス・アベルミ
ティリスの新規株の製造に有用な組換えベクターを提供する。例えば、本発明は
、ストレプトミセス・アベルミティリス染色体のAveC遺伝子の部位を標的と
して、本発明の突然変異ヌクレオチド配列を含む任意のポリヌクレオチド分子を
、相同組換えによって、aveC−ORF又はその一部に挿入又は置換するのに
使用することのできるベクターを提供する。しかしながら、本発明によれば、本
発明と共に提供される本発明の突然変異ヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチ
ド分子は、ストレプトミセス・アベルミティリス染色体中のaveC遺伝子以外
の部分に挿入する場合や、あるいは、ストレプトミセス・アベルミティリス細胞
中でエピソーム的に維持される場合には、アベルメクチン生合成を調整する機能
を果たすこともできる。従って、本発明は、本発明の突然変異ヌクレオチド配列
を含むポリヌクレオチド分子を含むベクターも提供する。前記ベクターは、ポリ
ヌクレオチド分子を、ストレプトミセス・アベルミティリス染色体のaveC遺
伝子以外の位置に挿入するか、あるいは、エピソーム的に維持するのに用いるこ
とができる。好ましい態様では、本発明は、突然変異aveC対立遺伝子をスト
レプトミセス・アベルミティリス染色体中に挿入することにより、野生型ave
C対立遺伝子のみを代わりに発現する同じ株の細胞と比較して、クラス2:1比
が低いアベルメクチンを生成する細胞の新規株を製造するのに用いることができ
る遺伝子置換ベクターを提供する。
【0018】 更に、本発明は、突然変異したaveC対立遺伝子を発現し、しかも、野生型
aveC対立遺伝子のみを代わりに発現するストレプトミセス・アベルミティリ
スの同じ株の細胞と比較して、比及び/又は量が異なるアベルメクチンを生成す
る細胞を含むストレプトミセス・アベルミティリス新規株の製造方法を提供する
。好ましい態様では、本発明は、突然変異したaveC対立遺伝子を発現し、し
かも、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現するストレプトミセス・ア
ベルミティリスの同じ株の細胞と比較して、クラス2:1比が異なるアベルメク
チンを生成する細胞を含むストレプトミセス・アベルミティリス新規株の製造方
法であって、ストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞を、突然変異したa
veC対立遺伝子(但し、前記遺伝子は、野生型aveC対立遺伝子のみを代わ
りに発現する同じ株の細胞と比較して、突然変異した対立遺伝子を発現するスト
レプトミセス・アベルミティリス株の細胞によって生成されるアベルメクチンの
クラス2:1比を変化させる遺伝子産物をコードする)を担持するベクターによ
って形質転換し、そして、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現する株
の細胞により生成されるクラス2:1比と比較して、クラス2:1比が異なるア
ベルメクチンを生成する形質転換細胞を選択することを含む、前記製造方法を提
供する。好ましい態様では、前記の新規株の細胞中において、生成されるアベル
メクチンのクラス2:1割合が、減少する。
【0019】 より好ましい態様では、本発明は、異なる量のアベルメクチンを生成する細胞
を含むストレプトミセス・アベルミティリス新規株の製造方法であって、ストレ
プトミセス・アベルミティリス株の細胞を、突然変異したaveC対立遺伝子又
はaveC対立遺伝子を含む遺伝子構築物(但し、その発現の結果、突然変異し
たaveC対立遺伝子又は遺伝子構築物を発現するストレプトミセス・アベルミ
ティリス株の細胞によって生成されるアベルメクチンの量が、野生型aveC対
立遺伝子のみを代わりに発現する同じ株の細胞と比較して、変化する)を担持す
るベクターによって形質転換し、そして、野生型aveC対立遺伝子のみを代わ
りに発現する株の細胞により生成されるアベルメクチンの量と比較して、異なる
量のアベルメクチンを生成する形質転換細胞を選択することを含む、前記製造方
法を提供する。好ましい態様では、前記の新規株の細胞中において、生成される
アベルメクチンの量が、増加する。
【0020】 更に、好ましい態様では、本発明は、細胞が、不活性化されたaveC対立遺
伝子を含むストレプトミセス・アベルミティリス新規株の製造方法であって、野
生型aveC対立遺伝子を発現するストレプトミセス・アベルミティリス株の細
胞を、aveC対立遺伝子を不活性化させるベクターで形質転換し、そして、a
veC対立遺伝子が不活性化された形質転換細胞を選択することを含む、前記製
造方法を提供する。
【0021】 更に、本発明は、本発明の突然変異したヌクレオチド配列を含む任意のポリヌ
クレオチド分子又はベクターで形質転換された細胞を含む、ストレプトミセス・
アベルミティリスの新規株を提供する。好ましい態様では、本発明は、野生型a
veC対立遺伝子の代わりに、あるいは、それに加えて、突然変異したaveC
対立遺伝子を発現する細胞を含む、ストレプトミセス・アベルミティリスの新規
株(ここで、前記新規株の細胞は、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発
現する同じ株の細胞と比較して、クラス2:1比が異なるアベルメクチンを生成
する)を提供する。より好ましい態様では、新規株の細胞が、野生型aveC対
立遺伝子のみを代わりに発現する同じ株の細胞と比較して、クラス2:1比が減
少したアベルメクチンを生成する。前記新規株は、商業的に望ましいアベルメク
チン(例えば、ドラメクチン)の大規模生産に有用である。
【0022】 更に、好ましい態様では、本発明は、野生型aveC対立遺伝子の代わりに、
あるいは、それに加えて、突然変異したaveC対立遺伝子又はaveC対立遺
伝子を含む遺伝子構築物を発現する細胞[但し、前記遺伝子は、野生型aveC
対立遺伝子のみを代わりに発現する同じ株の細胞により生成されるアベルメクチ
ンの量と比較して、異なる量のアベルメクチンの生成(細胞による)を引き起こ
す]を含む、ストレプトミセス・アベルミティリスの新規株を提供する。好まし
い態様では、前記新規細胞は、増加した量のアベルメクチンを生成する。 より好ましい態様では、本発明は、aveC遺伝子が不活性化されている細胞
を含むストレプトミセス・アベルミティリスの新規株を提供する。前記の株は、
野生型株とは異なるアベルメクチン(前記株により生成される)のスペクトルと
、アベルメクチン生成に影響を与えるaveC遺伝子の標的突然変異誘発又はラ
ンダム突然変異誘発のいずれかを決定する本明細書に記載の相補性スクリーニン
グアッセイとの両方に有用である。
【0023】 更に、本発明は、ストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞(但し、前記
細胞は、突然変異したaveC対立遺伝子を発現することなく野生型aveC対
立遺伝子のみを代わりに発現する同じ株の細胞と比較して、突然変異したave
C対立遺伝子を発現するストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞によって
生成されるアベルメクチンのクラス2:1比を変化させる遺伝子産物をコードす
る突然変異したaveC対立遺伝子を発現する)を、その細胞によるアベルメク
チンの生成を許容又は誘発する条件下で、培養培地中で培養し、そして、培養物
からアベルメクチンを回収することを含む、アベルメクチンの製造方法を提供す
る。好ましい態様では、前記突然変異を発現する細胞によって生成されたアベル
メクチンのクラス2:1比が、減少する。この製造方法は、商業的に価値のある
アベルメクチン(例えば、ドラメクチン)の生成における効率の増加を提供する
【0024】 更に、本発明は、ストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞(但し、前記
細胞は、突然変異したaveC対立遺伝子又はaveC対立遺伝子を含む遺伝子
構築物を発現することなく野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現する同
じ株の細胞と比較して、突然変異したaveC対立遺伝子又は遺伝子構築物を発
現するストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞によって生成されるアベル
メクチン生成量の変化を引き起こす突然変異したaveC対立遺伝子又は遺伝子
構築物を発現する)を、その細胞によるアベルメクチンの生成を許容又は誘発す
る条件下で、培養培地中で培養し、そして、培養物からアベルメクチンを回収す
ることを含む、アベルメクチンの製造方法を提供する。好ましい態様では、前記
の突然変異又は遺伝子構築物を発現する細胞によって生成されるアベルメクチン
の量が、増加する。
【0025】 更に、本発明は、本発明の突然変異したaveC対立遺伝子を発現するストレ
プトミセス・アベルミティリス株によって生成されるアベルメクチン(ここで、
前記アベルメクチンは、突然変異したaveC対立遺伝子を発現することなく野
生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現するストレプトミセス・アベルミテ
ィリスの同じ株の細胞により生成されるアベルメクチンのクラス2:1比と比較
して、減少したクラス2:1比で生成される)の新規組成物を提供する。前記の
新規アベルメクチン組成物は、発酵培養液中で生成されたものとして存在するか
、あるいは、それらから回収されたものであることができるか、そして、それら
から部分的に又は実質的に精製したものであることができる。
【0026】 4.図面の簡単な説明 図1.ストレプトミセス・アベルミティリスaveC−ORFを含むDNA配
列(配列表の配列番号1)及び推定されるアミノ酸配列(配列表の配列番号2)
。 図2.ストレプトミセス・アベルミティリスのaveC遺伝子の完全ORFを
含むプラスミドベクターpSE186(ATCC209604)。 図3.ストレプトミセス・アベルミティリスのaveC−ORF中に挿入され
た、サッカロポリスポラ・エリスラエア(Saccharopolyspora erythraea)のermE遺伝子を含む遺伝子置換ベクターpSE18
6(ATCC209605)。 図4.ストレプトミセス・アベルミティリス由来のアベルメクチンポリケチド
シンターゼ遺伝子クラスターのBamHI制限地図、及び同定された5種の重複
コスミドクローン(すなわち、pSE65、pSE66、pSE67、pSE6
8、pSE69)。pSE118とpSE119との関係も示す。 図5.ストレプトミセス・アベルミティリス株により生成された発酵生成物の
HPLC分析。ピークの定量は、シクロヘキシルB1の標準量との比較により実
施した。シクロヘキシルB2の保持時間は、7.4〜7.7分間;シクロヘキシ
ルB1の保持時間は、11.9〜12.3分間。図5A.不活性aveC−OR
Fを有するストレプトミセス・アベルミティリスSE180−11株。図5B.
pSE186(ATCC209604)で形質転換されたストレプトミセス・ア
ベルミティリスSE180−11株。図5C.pSE187で形質転換されたス
トレプトミセス・アベルミティリスSE180−11株。図5D.pSE188
で形質転換されたストレプトミセス・アベルミティリスSE180−11株。 図6.ストレプトミセス・アベルミティリスのaveC−ORFでコードされ
る推定アミノ酸配列(SEC ID NO:2)と、ストレプトミセス・グリセ
オクロモゲネス(griseochromogenes)由来のaveC相同部
分的ORFでコードされる推定アミノ酸配列(配列表の配列番号5)と、ストレ
プトミセス・ヒグロスコピカス(hygroscopicus)由来のaveC
相同ORFでコードされる推定アミノ酸配列(配列表の配列番号4)との比較。
太字(bold)のバリン残基が、タンパク質の推定上のスタート部位である。
保存されている残基を、3種の全ての配列で相同であれば大文字で示し、3種の
配列の内、2つが相同であれば小文字で示す。アミノ酸配列は、約50%の配列
一致を含む。 図7.ストレプトミセス・アベルミティリスaveC−ORF中のBsaAI
/KpnI部位に挿入された、ストレプトミセス・ヒグロスコピカスaveC相
同遺伝子由来の564bpのBsaAI/KpnIフラグメントを含むハイブリ
ッドプラスミド構築物。
【0027】 5.発明の詳細な説明 本発明は、ストレプトミセス・アベルミティリス由来のAveC遺伝子産物を
コードするヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチド分子の同定及び特徴付け
、突然変異したAveC遺伝子産物を、アベルメクチン生成におけるそれらの効
果に関してスクリーニングするのに用いることのできるストレプトミセス・アベ
ルミティリスの新規株の構成、そして、或る突然変異したAveC遺伝子産物が
ストレプトミセス・アベルミティリスにより生成されるB1:B2アベルメクチ
ンの比を減少することができるという発見に関する。例えば、プラスミドpSE
186(ATCC209604)のストレプトミセス・アベルミティリスAve
C遺伝子産物をコードする配列と同じヌクレオチド配列か、あるいは、図1(配
列表の配列番号1)のORFのヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチド分子
に関して、そして、それから誘導される突然変異したヌクレオチド配列を有する
ポリヌクレオチド分子に関して、後出のセクションに本発明を記載している。し
かしながら、本発明に記載の前記原理は、別のポリヌクレオチド分子、例えば、
別のストレプトミセス種[例えば、ストレプトミセス・ヒグロスコピカス(hy
groscopicus)及びストレプトミセス・グリセオクロモゲネス(gr
iseochromogenes)など]由来のAveC相同遺伝子にも同様に
適用することができる。
【0028】 5.1.ストレプトミセス・アベルミティリスAveC遺伝子産物をコードする
ポリヌクレオチド分子 本発明は、ストレプトミセス・アベルミティリスの完全aveC−ORF又は
その実体部分を含む単離ポリヌクレオチド分子であって、前記単離ポリヌクレオ
チド分子が、ストレプトミセス・アベルミティリス染色体において、生体内でa
veC−ORFの下流に位置する次の完全ORFを欠失する、前記単離ポリヌク
レオチド分子を提供する。
【0029】 本発明の前記の単離ポリヌクレオチド分子は、好ましくは、プラスミドpSE
186(ATCC209604)のストレプトミセス・アベルミティリスAve
C遺伝子産物をコードする配列と同じであるか、あるいは、図1(配列表の配列
番号1)のORF又はその実体部分のヌクレオチド配列と同じであるヌクレオチ
ド配列を含む。本明細書において、ストレプトミセス・アベルミティリスAve
C遺伝子産物をコードするポリヌクレオチド配列を含む単離ポリヌクレオチド分
子の「実体部分」とは、図1(配列表の配列番号1)に示す完全aveC−OR
F配列の少なくとも約70%を含み、しかも、機能的に等価なAveC遺伝子産
物をコードする単離ポリヌクレオチド分子を意味する。これに関連して、「機能
的に等価な」AveC遺伝子産物は、ストレプトミセス・アベルミティリスAT
CC53692株(この株では、天然のaveC対立遺伝子が不活性化されてい
る)中で発現した場合に、野生型(ストレプトミセス・アベルミティリスATC
C53692株に天然の機能的aveC対立遺伝子)のみを代わりに発現するス
トレプトミセス・アベルミティリスATCC53692株によって生成されるア
ベルメクチンと実質的に同じ比及び量の生成を引き起こす遺伝子産物として規定
される。
【0030】 aveC−ORFのヌクレオチド配列に加えて、本発明の単離ポリヌクレオチ
ド分子は、更に、ストレプトミセス・アベルミティリスの生体内でaveC遺伝
子に天然に隣接しているヌクレオチド配列[例えば、図1(配列表の配列番号1
)に示す隣接ヌクレオチド配列]を含むことができる。
【0031】 本明細書において、用語「ポリヌクレオチド分子」、「ポリヌクレオチド配列
」、「コード配列」、「オープンリーディングフレーム」、及び「ORF」は、
一本鎖又は二本鎖のいずれかであることができるDNA及びRNA分子を意味す
ることを意図しており、そして、それらは、適当な調節要素の制御下に置かれた
場合に、適当な宿主細胞発現系において、AveC遺伝子産物に、あるいは、以
下に示すように、AveC相同遺伝子産物に、あるいは、AveC遺伝子産物又
はAveC相同遺伝子産物と相同なポリペプチドに、転写及び翻訳(DNA)又
は翻訳(RNA)されることができる。コード配列には、原核配列、cDNA配
列、ゲノムDNA配列、及び化学的に合成されたDNA及びRNA配列が含まれ
ることができるが、これらに限定されるものではない。
【0032】 図1(配列表の配列番号1)に示すヌクレオチド配列は、bp位置42、17
4、177、及び180に、4個の異なるGTGコドンを含む。後出のセクショ
ン9に記載されているように、aveC−ORF(図1;配列表の配列番号1)
の5’領域に複合的な欠失を構築することにより、それらのコドンのどれがav
eC−ORF中でタンパク質発現に関するスタート部位として機能することがで
きるかを規定した。bp42における第1のGTG位置の欠失は、AveC活性
を消失しなかった。bp位置174、177、及び180における全てのGTG
コドンと一緒の更なる欠失は、AveC活性を無くし、このことは、この領域が
タンパク質の発現に必要であることを示している。従って、本発明は、図1(配
列表の配列番号1)に示すbp174、177、又は180bpに位置する任意
のGTG部位において翻訳を開始する種々の長さのaveC−ORF、及びそれ
ぞれに対する相当するポリペプチドを含む。
【0033】 更に、本発明は、プラスミドpSE186(ATCC209604)のストレ
プトミセス・アベルミティリスAveC遺伝子産物をコードする配列に対して、
あるいは、図1(配列表の配列番号1)に示すaveC−ORF又はその実体部
分のヌクレオチド配列に対して、相同なヌクレオチド配列を有するポリヌクレオ
チド分子を提供する。用語「相同」とは、ストレプトミセス・アベルミティリス
AveC遺伝子産物をコードする配列と相同なポリヌクレオチド分子に関して使
用される場合には、以下のヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチド分子を意
味する: (a)プラスミドpSE186(ATCC209604)のストレプトミセス・
アベルミティリスAveC遺伝子産物をコードする配列と同じAveC遺伝子産
物をコードするか、あるいは、図1(配列表の配列番号1)に示すAveC−O
RFのヌクレオチド配列と同じAveC遺伝子産物をコードするが、遺伝子コー
ドの縮重によるヌクレオチド配列に対するサイレント変化1又はそれ以上を含む
ヌクレオチド配列;又は (b)プラスミドpSE186(ATCC209604)のAveC遺伝子産物
をコードする配列によってコードされるアミノ酸配列をコードするか、あるいは
、図1(配列表の配列番号2)に示すアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配
列を有するポリヌクレオチド分子の相補体に対して、適度なストリンジェントな
条件下でハイブリダイズ[すなわち、0.5M−NaHPO4、7%ドデシル硫 酸ナトリウム(SDS)、1mM−EDTA中で、65℃で、フィルター結合D
NAへハイブリダイゼーションし、そして、0.2×SSC/0.1%SDS中
で42℃で洗浄する][Ausubelら(eds.),1989,Curre
nt Protocols in Molecular Biology,Vo
l.I,Green Publishing Associates,Inc.
,及びJohn Wiley&Sons,Inc.,New York,p2.
10.3を参照のこと]し、しかも、先に規定した機能的等価AveC遺伝子産
物をコードするヌクレオチド配列。 好ましい態様では、相同ポリヌクレオチド分子は、プラスミドpSE186(
ATCC209604)のAveC遺伝子産物をコードするヌクレオチド配列の
相補体に対して、あるいは、図1(配列表の配列番号1)に示すヌクレオチド配
列又はその実体部分の相補体に対して、高ストリンジェントな条件下でハイブリ
ダイズ[すなわち、0.5M−NaHPO4、7%ドデシル硫酸ナトリウム(S DS)、1mM−EDTA中で、65℃で、フィルター結合DNAへハイブリダ
イゼーションし、そして、0.1×SSC/0.1%SDS中で68℃で洗浄す
る](Ausubelら,1989,前出)し、しかも、先に規定した機能的等
価AveC遺伝子産物をコードする。
【0034】 AveC遺伝子産物及びその潜在的機能的等価物の活性は、後出の実施例に記
載のように、発酵生成物をHPLC分析することによって決定することができる
。ストレプトミセス・アベルミティリスAveC遺伝子産物の機能的等価物をコ
ードするヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチド分子には、天然に現われる
か設計されたかどうかに関わらず、ストレプトミセス・アベルミティリスの別の
株に存在する天然に現われるAveC遺伝子、ストレプトミセスの別の種に存在
するAveC相同遺伝子、及び突然変異したaveC対立遺伝子が含まれる。
【0035】 更に、本発明は、プラスミドpSE186(ATCC209604)のAve
C遺伝子産物をコードする配列によってコードされるアミノ酸配列に対して、あ
るいは、図1(配列表の配列番号2)のアミノ酸配列又はその実体部分に対して
、相同なアミノ酸配列を有するポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含
むポリヌクレオチド分子を提供する。本明細書において、図1(配列表の配列番
号2)のアミノ酸配列の「実体部分」とは、図1(配列表の配列番号2)に示す
アミノ酸配列の少なくとも約70%を含み、しかも、先に規定した機能的等価A
veC遺伝子産物を構成するポリペプチドを意味する。
【0036】 本明細書において、ストレプトミセス・アベルミティリス由来のAveC遺伝
子産物のアミノ酸配列と相同なアミノ酸配列を意味する場合の用語「相同」は、
プラスミドpSE186(ATCC209604)のAveC遺伝子産物をコー
ドする配列によりコードされるか、あるいは、図1(配列表の配列番号2)のア
ミノ酸配列を有するが、その中のアミノ酸残基1又はそれ以上が、別のアミノ酸
残基で保存的に(conservatively)置換されている(前記の保存
的置換の結果、先に規定した機能的等価遺伝子産物が生じる)ポリペプチドを意
味する。保存的アミノ酸置換は、当業者に周知である。前記の置換を実施するた
めのルールとしては、「Dayhof,M.D.,1978,Nat.Biom
ed.Res.Found.,Washington,D.C.,Vol,5,
Sup.3」などに記載のものを挙げることができる。より具体的には、保存的
なアミノ酸置換は、側鎖の酸度、極性、又は嵩高さの関連するアミノ酸ファミリ
ー内で一般的に起こるものである。遺伝的にコードされたアミノ酸は、一般的に
、4種に分類される:(1)酸性=アスパラギン酸、グルタミン酸;(2)塩基
性=リシン、アルギニン、ヒスチジン;(3)非極性=アラニン、バリン、ロイ
シン、イソロイシン、プロリン、フェニルアラニン、メチオニン、トリプトファ
ン;及び(4)荷電されていない極性=グリシン、アスパラギン、グルタミン、
システイン、セリン、トレオニン、チロシン。また、フェニルアラニン、トリプ
トファン及びチロシンは、芳香族アミノ酸としてまとめて分類される。いずれか
の特定の基内における1又はそれ以上の置換[例えば、イソロイシン又はバリン
によるロイシンの置換、あるいは、グルタミン酸によるアスパラギン酸の置換、
あるいは、セリンによるトレオニンの置換、あるいは、構造的に関連するアミノ
酸残基(例えば、類似する酸度、極性、嵩高さ、又はそれらのいくつかの組合せ
における類似性を有するアミノ酸残基)による任意の別のアミノ酸残基の置換]
が、一般的に、ポリペプチドの機能において些細な効果を有するであろう。
【0037】 更に、本発明は、AveC相同遺伝子産物をコードするヌクレオチド配列を含
む、単離ポリヌクレオチド分子を提供する。本明細書において、「AveC相同
遺伝子産物」は、プラスミドpSE186(ATCC209604)のAveC
遺伝子産物をコードする配列によりコードされるアミノ酸配列、あるいは、図1
(配列表の配列番号2)に示すアミノ酸配列を含むストレプトミセス・アベルミ
ティリスのAveC遺伝子産物に対して、少なくとも約50%のアミノ酸配列同
一性を有する遺伝子産物として規定される。限定されない態様では、AveC相
同遺伝子産物が、ストレプトミセス・ヒグロスコピカス(欧州出願029842
3に記載;寄託FERM BP−1901)由来であり、配列表の配列番号4の
アミノ酸配列又はその実体部分を含む。配列表の配列番号4のアミノ酸配列の「
実体部分」は、配列表の配列番号4のアミノ酸配列の少なくとも約70%を含み
、機能的等価AveC相同体生成物を構成するポリペプチドを意味する。「機能
的等価」AveC相同遺伝子産物は、天然aveC相同対立遺伝子が不活性化さ
れているストレプトミセス・ヒグロスコピカス株FERM BP−1901中で
発現した場合に、野生型(ストレプトミセス・ヒグロスコピカス株FERM B
P−1901に天然の機能的aveC相同対立遺伝子)のみを代わりに発現する
ストレプトミセス・ヒグロスコピカス株FERM BP−1901によって生成
されるミルベマイシンと実質的に同じ比及び量の生成を引き起こす遺伝子産物と
して規定される。限定されない態様では、ストレプトミセス・ヒグロスコピカス
AveC相同遺伝子産物をコードする本発明の単離ポリヌクレオチド分子は、配
列表の配列番号3のヌクレオチド配列又はその実体部分を含む。これに関連して
、配列表の配列番号3のヌクレオチド配列を含む単離ヌクレオチド分子の「実体
部分」は、配列表の配列番号3のヌクレオチド配列の少なくとも70%を含み、
直前に規定した機能的等価AveC相同遺伝子産物をコードする単離ポリヌクレ
オチド分子を意味する。
【0038】 更に、本発明は、配列表の配列番号3のストレプトミセス・ヒグロスコピカス
のヌクレオチド配列に相同なヌクレオチド配列を含有するポリヌクレオチド分子
を提供する。用語「相同」は、配列表の配列番号3のストレプトミセス・ヒグロ
スコピカスAveC相同遺伝子産物をコードする配列に相同なヌクレオチド配列
を含むポリヌクレオチド分子を意味することに用いる場合には、以下のヌクレオ
チド配列を有するポリヌクレオチド分子を意味する: (a)配列表の配列番号3のヌクレオチド配列又はその実体部分と同じ遺伝子産
物をコードするが、遺伝子コードの縮重によるヌクレオチド配列に対するサイレ
ント変化1又はそれ以上を含むヌクレオチド配列;又は (b)配列表の配列番号4のアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列を有す
るポリヌクレオチド分子の相補体に対して、適度なストリンジェントな条件下で
ハイブリダイズ[すなわち、0.5M−NaHPO4、7%ドデシル硫酸ナトリ ウム(SDS)、1mM−EDTA中で、65℃で、フィルター結合DNAへハ
イブリダイゼーションし、そして、0.2×SSC/0.1%SDS中で42℃
で洗浄する](前出のAusubelら参照)し、しかも、先に規定した機能的
等価AveC相同遺伝子産物をコードするヌクレオチド配列。 好ましい態様では、相同ポリヌクレオチド分子が、配列表の配列番号3のAv
eC相同遺伝子産物をコードするヌクレオチド配列又はその実体部分の相補体に
対して、高ストリンジェントな条件下でハイブリダイズ[すなわち、0.5M−
NaHPO4、7%ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)、1mM−EDTA中で 、65℃で、フィルター結合DNAへハイブリダイゼーションし、そして、0.
1×SSC/0.1%SDS中で68℃で洗浄する](Ausubelら,19
89,前出)し、しかも、先に規定した機能的等価AveC相同遺伝子産物をコ
ードする。
【0039】 更に、本発明は、ストレプトミセス・ヒグロスコピカスAveC相同遺伝子産
物と相同なポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチド
分子を提供する。本明細書において、ストレプトミセス・ヒグロスコピカス由来
の配列表の配列番号4のAveC相同遺伝子産物と相同なポリペプチドを意味す
る場合の用語「相同」は、配列表の配列番号4のアミノ酸配列を有するが、その
中のアミノ酸残基1又はそれ以上が、別のアミノ酸残基で保存的に置換されてい
る(前記の保存的置換の結果、先に規定した機能的等価相同遺伝子産物が生じる
)ポリペプチドを意味する。
【0040】 更に、本発明は、図1(配列表の配列番号1)又は配列表の配列番号3のヌク
レオチド配列を有するポリヌクレオチド分子に対して、あるいは、図1(配列表
の配列番号1)又は配列表の配列番号3のヌクレオチド配列に相補的なヌクレオ
チド配列を有するポリヌクレオチド分子に対してハイブリダイズするオリゴヌク
レオチドを提供する。前記オリゴヌクレオチドは、長さが、少なくとも約10ヌ
クレオチド、好ましくは長さ約15〜約30ヌクレオチドであり、そして、高ス
トリンジェントな条件下で前記ポリヌクレオチド分子の1つとハイブリダイズ(
すなわち、6×SSC/0.5%ピロリン酸ナトリウム中で、〜14塩基オリゴ
に対して〜37℃で、〜17塩基オリゴに対して〜48℃で、〜20塩基オリゴ
に対して〜55℃で、そして、〜23塩基オリゴに対して〜60℃で洗浄する)
する。好ましい態様では、前記オリゴヌクレオチドは、前記ポリヌクレオチド分
子の一つの一部と相補的である。これらのオリゴヌクレオチドは、種々の目的、
例えば、遺伝子調節に有用なアンチセンス分子を、あるいは、aveC−又はa
veC相同体をコードするポリヌクレオチド分子の増幅におけるプライマーを、
コード又は作用させる目的に有用である。
【0041】 更なるaveC相同遺伝子は、本明細書に記載のポリヌクレオチド分子又はオ
リゴヌクレオチドを、公知の技術と関連させて使用することによって、ストレプ
トミセスの別の種又は株中で同定することができる。例えば、図1(配列表の配
列番号1)のストレプトミセス・アベルミティリスのヌクレオチド配列の一部、
又は配列表の配列番号3のストレプトミセス・ヒグロスコピカスのヌクレオチド
配列の一部を含むオリゴヌクレオチド分子を、検出可能に標識化し、そして、興
味ある生物由来のDNAから構成されるゲノムライブラリーをスクリーニングす
ることに使用することができる。ハイブリダイゼーション条件のストリンジェン
シーは、参考生物(本実施例では、ストレプトミセス・アベルミティリス又はス
トレプトミセス・ヒグロスコピカス)と興味ある生物との関係に基づいて選択す
る。種々のストリンジェンシー条件に対する要求は、当業者に周知であり、前記
条件は、ライブラリー及び標識配列を提供する特定の生物に従って、予想可能に
変化する。前記オリゴヌクレオチドは、長さが少なくとも約15ヌクレオチドで
あることが好ましく、例えば、後出の実施例に記載のものを挙げることができる
。相同遺伝子の増幅は、これらの及び別のオリゴヌクレオチドを使用し、標準的
技術[例えば、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)]を適用することによって実施
することができるが、当業界で公知の他の増幅技術(例えば、リガーゼ鎖反応)
も用いることができる。
【0042】 aveC相同ヌクレオチド配列を含むと確認されたクローンを、機能的Ave
C相同遺伝子産物をコードする能力に関して試験することができる。この目的の
ために、前記クローンを、配列分析して、適当なリーディングフレーム、並びに
開始及び終止信号を確認する。あるいは、又は更に、クローン化したDNA配列
を適当な発現ベクター(すなわち、挿入したタンパク質コード配列の転写及び翻
訳に必要な要素を含むベクター)中に挿入することができる。多様な宿主/ベク
ター系のいずれも、以下のとおりに用いることができ、以下に限定するものでは
ないが、細菌に関する系、例えば、プラスミド、バクテリオファージ、又はコス
ミド発現ベクターが含まれる。次に、潜在的なaveC相同体をコードする配列
を含む前記ベクターで形質転換された適当な宿主細胞を、例えば、後出のセクシ
ョン7に記載のとおりに、発酵生成物をHPLC分析する方法を用いて、Ave
C−タイプ活性に関して分析することができる。
【0043】 本明細書で開示するポリヌクレオチド分子の生成及び操作は、当業者の技術の
範囲内であり、例えば、Maniatisら,1989,Molecular
Cloning,A Laboratory Manual,Cold Spr
ing Harbor Laboratory Press,Cold Spr
ing Harbor,NY;Ausubelら,1989,Current
Protocols In Molecular Biology,Green
e Publishing Associates & Wiley Inte
rscience,NY;Sambrookら,1989,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,2d ed.,
Cold Spring Harbor Laboratory Press,
Cold Spring Harbor,NY;Innisら(eds),19
95,PCR Strategies,Academic Press,Inc
.,San Diego;及びErlich(ed),1992,PCR Te
chnology,Oxford University Press,New York(これらのすべては引用により、本明細書中に組込まれる)に記載の
組換え技術に従って実施することができる。AveC遺伝子産物又はAveC相
同遺伝子産物をコードするポリヌクレオチドクローンは、当業者に公知の任意の
方法(例えば、これに限定されないが、後出のセクション7に記載の方法)を用
いて同定することができる。ゲノムDNAライブラリーは、例えば、バクテリオ
ファージライブラリーに関しては、Benton and Davis,197
7,Science,196:180及びプラスミドライブラリーに関しては、
Grunstein and Hogness,1975,Proc.Natl
.Acad.Sci.USA,72:3961−3965に記載の技術を用いて
、aveC及びaveC相同体をコードする配列に関してスクリーニングするこ
とができる。aveC−ORFを含むことが知られているヌクレオチド配列を有
するポリヌクレオチド分子[例えば、プラスミドpSE186(ATCC209
604)又はプラスミドpSE119(後出のセクション7に記載)に存在する
]は、それらのスクリーニング実験においてプローブとして使用することができ
る。あるいは、精製されたAveC相同遺伝子産物のアミノ酸配列の一部又は全
体から推定されるヌクレオチド配列に相当するオリゴヌクレオチドプローブを合
成することができる。
【0044】 5.2.組換え系 5.2.1.クローニング及び発現ベクター 更に、本発明は、本発明のポリヌクレオチド分子(例えば、ストレプトミセス
・アベルミティリスのaveC−ORF又は任意のaveC相同体ORFを含む
)のクローニング又は発現に有用な、組換えクローニングベクター及び発現ベク
ターを供給する。非限定的な態様では、本発明は、ストレプトミセス・アベルミ
ティリスのaveC遺伝子の完全ORFを含むプラスミドpSE186(ATC
C 209604)を提供する。 ストレプトミセス・アベルミティリス由来のaveC−ORF、又はストレプ
トミセス・アベルミティリス由来のaveC−ORF若しくはその一部を含むポ
リヌクレオチド分子、又はストレプトミセス・アベルミティリスAveC遺伝子
産物に関する以下の全ての記載は、特に断わらない限り、aveC相同体及びA
veC相同遺伝子産物も意味する。
【0045】 多様な種々のベクター、例えば、ファージ、高コピー数のプラスミド、低コピ
ー数のプラスミド、及びE.coli−ストレプトミセスシャトルベクターなど
が、ストレプトミセスにおける特定の使用のために開発されて来ており、そして
、それらのいずれもが本発明の実施に使用することができる。また、多くの薬物
耐性遺伝子がストレプトミセスからクローン化されており、それらの遺伝子のい
くつかが選択マーカーとしてベクター中に組込まれている。ストレプトミセス中
で使用するための現行のベクターの例が、他の場所(Hutchinson,1
980,Applied Biochem.Biotech.16:169−1
90)に存在する。
【0046】 本発明の組換えベクター(特に発現ベクター)は、好ましくは、本発明のポリ
ヌクレオチド分子のためのコード配列が、ポリペプチドを生成するためのコード
配列の転写及び翻訳のために必要な調節要素1個以上と有効に関連して存在する
よう構成される。本明細書において、用語「調節要素」には、以下に限定するこ
となく、誘発性及び非誘発性プロモーター、エンハンサー、オペレーター、並び
他の要素をコードするヌクレオチド配列が含まれる。なお、前記の他の要素とは
、ポリヌクレオチドをコードする配列の発現を誘導及び/又は調節するのに使用
される当業者に公知の別の要素である。また、本明細書において、前記のコード
配列は、調節要素1以上と「有効に関連」しており、ここで、前記調節要素は、
前記コード配列の転写又はそのmRNAの翻訳、あるいはその両方を、有効に調
節及び許容する。
【0047】 本発明のポリヌクレオチド分子を含むように設計することができる典型的なプ
ラスミドベクターとしては、多くの別のものの中で、pCR−Blunt、pC
R2.1(Invitrogen)、pGEM3Zf(Promega)、及び
シャトルベクターpWHM3(Varaら,1989,J.Bact.171:
5872−5881)を挙げることができる。
【0048】 適当な調節要素と有効に関連する特定のコード配列を含む組換えベクターの構
築方法は、当業者に周知であり、それらを本発明の実施に用いることができる。
これらの方法としては、例えば、イン・ビトロ組換え技術、合成技術、及びイン
・ビボ遺伝的組換えを挙げることができる。例えば、Maniatisら,19
89(前出);Ausubelら,1989(前出);Sambrookら,1
989(前出);及びErlich,1992(前出)に記載の技術を参照され
たい。
【0049】 これらのベクターの調節要素は、強度(strength)及び特異性におい
て変化させることができる。用いる宿主/ベクター系によって、多くの適当な転
写及び翻訳要素の全てを使用することができる。細菌に関する転写調節領域又は
プロモーターの非限定的な例としては、β−galプロモーター、T7プロモー
ター、TACプロモーター、λレフト及びライトプロモーター、trp及びla
cプロモーター、trp−lac融合プロモーターを挙げることができ、ストレ
プトミセスに関してより具体的には、プロモーターermE、melC、及びt
ipAなどを挙げることができる。後出のセクション11に記載の特定の態様で
は、サッカロポリスポラ・エリスラエア(Saccharopolyspora erythraea)由来の強力な構成的ermEプロモーターに隣接してク
ローン化したAveC−ORFを含む発現ベクターを生成した。前記ベクターを
ストレプトミセス・アベルミティリス中に形質転換し、続いて発酵生成物をHP
LC分析したところ、代わりに野生型aveC対立遺伝子を発現する同じ株によ
って生成されるアベルメクチンと比較して、生成されたアベルメクチンの量が増
えていることが明らかになった。
【0050】 融合タンパク質発現ベクターを、AveC遺伝子産物−融合タンパク質を発現
するために使用することができる。精製された融合タンパク質は、AveC遺伝
子産物に対する抗血清を生じせしめるために、AveC遺伝子産物の生化学特性
を研究するために、種々の生化学活性を有するAveC融合タンパク質を構築す
るために、あるいは、発現されたAveC遺伝子産物の同定又は精製を助けるた
めに、使用することができる。可能な融合タンパク質発現ベクターとしては、以
下に限定されるものでなく、β−ガラクトシダーゼ及びtrpE融合体、マルト
ース結合タンパク質融合体、グルタチオン−S−トランスフェラーゼ融合体、及
びポリヒスチジン融合体(キャリヤー領域)をコードする配列が組込まれている
ベクターを含む。別の態様では、AveC遺伝子産物又はその一部を、ストレプ
トミセスの別の種又は株[例えば、ストレプトミセス・ヒグロスコピカス又はス
トレプトミセス・グリセオクロモゲネス(griseochromogenes
)]由来のAveC相同遺伝子産物又はその一部と融合させることができる。特
に好ましい態様が、後出のセクション12に記載されており、図7に記載されて
いる。キメラプラスミドは、ストレプトミセス・アベルミティリスAveC−O
RFの相同な564bp領域に換えて、ストレプトミセス・ヒグロスコピカスa
veC相同ORFの564bp領域を含むように構築した。前記ハイブリッドベ
クターは、ストレプトミセス・アベルミティリス細胞に形質転換し、そして、そ
れらの効果(例えば、生成されるアベルメクチンのクラス2:1比における効果
)に関して試験することができる。
【0051】 AveC融合タンパク質は、精製のために有用な領域を含むように構築するこ
とができる。例えば、AveC−マルトース−結合タンパク質融合体を、アミロ
ース樹脂を用いて精製することができ;AveC−グルタチオン−S−トランス
フェラーゼ融合タンパク質を、グルタチオン−アガロースビーズを用いて精製す
ることができ;そして、AveC−ポリヒスチジン融合体を、2価のニッケル樹
脂を用いて精製することができる。あるいは、担体タンパク質又はペプチドに対
する抗体を、融合タンパク質のアフィニティークロマトグラフィー精製に使用す
ることができる。例えば、モノクローナル抗体の標的エピトープをコードするヌ
クレオチド配列を、調節要素と有効に関連する発現ベクター中に構築し、そして
発現されるエピトープがAveCポリペプチドに融合するように位置決定するこ
とができる。例えば、親水性マーカーペプチドであるFLAGTMエピトープタグ
(International Biotechnologies,Inc.)
をコードするヌクレオチド配列は、標準技術により、相当する位置(例えば、A
veCポリペプチドのカルボキシル末端)で発現ベクター中に挿入することがで
きる。次に、発現したAveCポリペプチド−FLAGTMエピトープ融合生成物
を検出し、そして市販の抗−FLAGTM抗体を用いてアフィニティー精製するこ
とができる。
【0052】 また、AveC融合タンパク質をコードする発現ベクターは、特定のプロテア
ーゼ切断部位をコードするポリリンカー配列を含むよう構築することができ、そ
の結果、発現したAveCポリペプチドは、特定のプロテアーゼによる処理によ
り担持領域又は融合パートナーから開放されることができる。例えば、融合タン
パク質ベクターは、特には、トロンビン又はXa因子切断部位をコードするDN
A配列を含むことができる。 aveC−ORFの上流に(aveC−ORFとリーディングフレームとなる
ように)存在するシグナル配列は、公知の方法により、発現される遺伝子産物の
転送(トラフィキング)及び分泌を指図するために、発現ベクター中に構築する
ことができる。シグナル配列の非制限的な例としては、特には、α−因子、免疫
グロブリン、外層膜タンパク質、ペニシリナーゼ、及びT−細胞受容体由来のも
のを挙げることができる。
【0053】 本発明のクローニング又は発現ベクターにより形質転換又はトランスフェクト
された宿主細胞の選択を助けるために、ベクターを、更にレポーター遺伝子産物
又は他の選択マーカーのためのコード配列を含むように構築することができる。
そのようなコード配列は、前記の調節要素をコードする配列と有効に関連して存
在することが好ましい。本発明において有用なレポーター遺伝子は、当業界にお
いて周知であり、例えば、特には、緑色螢光タンパク質、ルシフェラーゼ、xy
lE、及びチロシナーゼをコードするものを挙げることができる。選択マーカー
をコードするヌクレオチド配列は、当業界において周知であり、抗生物質又は抗
−代謝物に対する耐性を付与する遺伝子産物をコードするか、あるいは、栄養要
求性必要条件を供給するものが含まれる。前記配列の例には、特には、エリスロ
マイシン、チオストレプトン、又はカナマイシンに対する耐性をコードするもの
が含まれる。
【0054】 5.2.2.宿主細胞の形質転換 更に、本発明は、本発明のポリヌクレオチド分子又は組換えベクターを含む形
質転換された宿主細胞、及びそれらから誘導される新規株又は細胞系を供給する
。本発明の実施において有用な宿主細胞は、好ましくは、ストレプトミセス細胞
であるが、但し、他の原核細胞又は真核細胞も使用することができる。典型的に
は、前記の形質転換された宿主細胞としては、以下に限定されずに、特には、微
生物、例えば、組換えバクテリオファージDNA、プラスミドDNA、若しくは
コスミドDNAベクターにより形質転換された細菌、又は組換えベクターで形質
転換された酵母が含まれる。
【0055】 本発明のポリヌクレオチド分子は、ストレプトミセス細胞において機能するよ
う意図されるが、しかしまた、例えば、クローニング又は発現目的のために、他
の細菌又は真核細胞中に形質転換されることができる。典型的には、E.col
iの株、例えば、DH5α株[American Type Culture
Collection(ATCC),Rockville,MD,USA(受託
番号31343)又は市場(Stratagene)から入手することができる
]を使用することができる。好ましい真核宿主細胞としては、酵母細胞を挙げる
ことができるが、哺乳類細胞又は昆虫細胞も効果的に使用することができる。
【0056】 本発明の組換え発現ベクターは、好ましくは、実質的に均質の細胞培養物の宿
主細胞1個以上を形質転換又はトランスフェクトする。発現ベクターは、一般的
に、公知技術(例えば、プロトプラスト形質転換、リン酸カルシウム沈殿、塩化
カルシウム処理、マイクロインジェクション、エレクトロポレーション、組換え
ウィルスとの接触によるトランスフェクション、リポソーム媒介トランスフェク
ション、DEAE−デキストラントランスフェクション、トランスダクション、
接合、又はマイクロプロジェクティル衝撃)に従って、宿主細胞中に導入する。
形質転換体の選択は、標準的手順、例えば、選択マーカー(例えば、前記のよう
に、組換えベクターと関連する耐抗生物質性)を発現する細胞に関する選択によ
り実施することができる。
【0057】 発現ベクターが宿主細胞中に導入されているならば、宿主細胞染色体における
又はエピソームにおける、aveCコード配列の組込み及び維持を、標準的技術
、例えば、サザンハイブリダイゼーション分析、制限酵素分析、PCR分析[逆
転写酵素PCR(rt−PCR)を含む]により、あるいは、予測される遺伝子
産物を検出する免疫学的アッセイにより確かめることができる。組換えaveC
コード配列を含む及び/又は発現する宿主細胞は、少なくとも4種の当業界で周
知の一般的アプローチのいずれかによって同定することができる:(i)DNA
−DNA,DNA−RNA、又はRNA−アンチセンスRNAハイブリダイゼー
ション;(ii)「マーカー」遺伝子機能の存在の検出;(iii) 宿主細胞におけ るaveC−特異的mRNA転写体の発現により測定されるような転写のレベル
の評価;及び(iv)例えば、イムノアッセイにより、又はAveC生物学的活性
(例えば、例えばストレプトミセス・アベルミティリス宿主細胞におけるAve
C活性を啓示する、アベルメクチン生産の特異的な割合及び量)の存在によって
測定される成熟ポリペプチド生成物の存在の検出。
【0058】 5.2.3.組換えAveC遺伝子産物の発現及び特徴付け aveCコード配列が適当な宿主細胞中に安定して導入されているならば、形
質転換された細胞宿主がクローン的に増殖され、そしてその得られる細胞は、a
veC遺伝子産物の最大生成の助けとなる条件下で増殖させることができる。前
記条件は、典型的には、細胞の高密度への増殖が含まれる。発現ベクターが誘発
性プロモーターを含む場合、適当な誘発条件、例えば、温度シフト、栄養物の消
耗、余計な誘発物質[例えば、炭水化物の類似体、例えばイソプロピル−β−D
−チオガラクトピラノシド(IPTG)]の添加、又は過剰代謝副生成物の蓄積
などが、発現を誘発する必要がある場合に使用される。
【0059】 発現されたAveC遺伝子産物が宿主細胞内に保持される場合、細胞を、収穫
及び溶解し、そしてその溶解物から、タンパク質分解を最少にするための当業界
で公知の抽出条件(例えば、4℃で、又はプロテアーゼ阻害剤の存在下で、ある
いはその両方)において、生成物を単離及び精製する。発現されたAveC遺伝
子産物が宿主細胞から分泌される場合、消耗された栄養培地を単純に収集し、そ
してそれから生成物を単離することができる。
【0060】 発現されたAveC遺伝子産物は、所望により、標準的方法、例えば、以下に
限定するものでないが、以下の方法(すなわち、硫酸アンモニウム沈殿、サイズ
分別、イオン交換クロマトグラフィー、HPLC、密度遠心分離、及びアフィニ
ティークロマトグラフィー)の任意の組み合わせを用いて、細胞溶解物又は培養
培地から単離又は実質的に精製することができる。発現されたAveC遺伝子産
物が生物学的活性を示す場合、適切なアッセイを用いることによって、調製物の
上昇する純度を、精製手順の各工程で観視することができる。発現されたAve
C遺伝子産物が生物学的活性を示すか示さないにかかわらず、例えば、サイズに
より、あるいは、さもなければAveCに対して特異的な抗体との反応性に基づ
いて、あるいは、融合タグの存在により検出することができる。
【0061】 従って、本発明は、プラスミドpSE186(ATCC209604)のAv
eC遺伝子産物をコードする配列によってコードされるアミノ酸配列を、あるい
は、図1(配列表の配列番号2)のアミノ酸配列又はその実体部分を含む組み換
え発現したストレプトミセス・アベルミティリスAveC遺伝子産物、及びその
相同体を提供する。 更に、本発明は、配列表の配列番号4のアミノ酸配列又はその実体部分を含む
組み換え発現したストレプトミセス・ヒグロスコピカスAveC相同遺伝子産物
及びその相同体を提供する。
【0062】 更に、本発明は、組換え発現ベクター[前記ベクターは、AveC遺伝子産物
をコードするヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチド分子を含み、前記ポリ
ヌクレオチド分子は、宿主細胞中における前記ポリヌクレオチド分子の発現を制
御する調節要素1種以上と有効な関係がある]で形質転換した宿主細胞を、組換
えAveC遺伝子産物の生成を促す条件下で培養し、そしてその細胞培養物から
AveC遺伝子産物を回収することを含む、AveC遺伝子産物の製造方法を提
供する。
【0063】 前記の組み替え発現ストレプトミセス・アベルミティリスAVEc遺伝子産物
は、種々の目的(例えば、AveC遺伝子生成機能を変化させ、それにより、ア
ベルメクチン生合成を調整する化合物をスクリーニングする目的、及びAveC
遺伝子産物に対する抗体を生じさせる目的)に有用である。
【0064】 充分な純度のAveC遺伝子産物が得られれば、それを、標準的方法(例えば
、SDS−PAGE、サイズ排除クロマトグラフィー、アミノ酸配列分析、アベ
ルメクチン生合成経路における適当な生成物の生成における生物学的活性など)
によって特徴付けることができる。例えば、AveC遺伝子産物のアミノ酸配列
を、標準的ペプチド配列決定技術を用いて決定することができる。更に、Ave
C遺伝子産物の疎水性及び親水性領域を同定するために、AveC遺伝子産物を
、親水性分析(例えば、Hopp and Woods,1981,Proc. Natl.Acad.Sci.USA 78:3824を参照されたい)、又
は類似ソフトウェアアルゴリズムを用いて特徴付けることができる。特定の二次
構造を想定するAveC遺伝子産物の領域を同定するために、構造分析を実施す
ることができる。AveC遺伝子産物とその基質との間の相互作用の部位をマッ
ピング及び研究するために、生物物理学的方法、例えばX線結晶学(Engst
rom,1974,Biochem.Exp.Biol.11:7−13)、コ
ンピューターモデリング(Fletterick and Zoller(ed
s),1986,Current Communications in Mo
lecular Biology,Cold Spring Harbor L
aboratory,Cold Spring Harbor,NY)、及び核
磁気共鳴(NMR)を使用することができる。それらの研究から得られる情報は
、より所望するアベルメクチン生成特徴を有するストレプトミセス・アベルミテ
ィリスの新菌株の開発を助けるために、AveCのORFにおける突然変異のた
めの新規部位を選択するために使用することができる。
【0065】 5.3.AveC突然変異体の構成及び使用 本発明は、突然変異1又はそれ以上を更に含む(そのため、野生型aveC対
立遺伝子が不活性化されており、しかも、突然変異したヌクレオチド配列を含む
ポリヌクレオチド分子が発現しているストレプトミセス・アベルミティリス株A
TCC53692の細胞が、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現する
ストレプトミセス・アベルミティリス株ATCC53692の細胞によって生成
されるものと異なる割合及び量でアベルメクチンを生成する)こと以外は、プラ
スミドpSE186(ATCC209604)のストレプトミセス・アベルミテ
ィリスのAveC遺伝子産物をコードする配列と、あるいは、図1(配列表の配
列番号1)に示すストレプトミセス・アベルミティリスのaveC−ORFのヌ
クレオチド配列と同じであるヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチド分子を提
供する。
【0066】 本発明によれば、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現する同じ株と
比較して、アベルメクチン生成における検出可能な変化を示すS.アベルメクチ
ンの新規株を製造するために、前記ポリヌクレオチド分子を用いることができる
。好ましい態様では、前記ポリヌクレオチド分子は、野生型aveC対立遺伝子
のみを代わりに発現する同じ株と比較して、減少したクラス2:1比でアベルメ
クチンを生成するS.アベルメクチンの新規株を製造することに有用である。更
に好ましい態様では、前記ポリヌクレオチド分子は、野生型aveC対立遺伝子
のみを代わりに発現する同じ株と比較して、増加したレベルでアベルメクチンを
生成するS.アベルメクチンの新規株を製造することに有用である。更に好まし
い態様では、前記ポリヌクレオチド分子は、aveC遺伝子が不活性化されてい
るストレプトミセス・アベルミティリスの新規株を製造することに有用である。
【0067】 aveCコード配列に対する突然変異には、AveC遺伝子産物にアミノ酸の
欠失、付加、又は置換を起こさせるか、あるいは、AveC遺伝子産物のトラン
ケーション(truncation)を引き起こし(又はそれらの任意の組み合
わせ)、しかも、所望の結果が得られる任意の突然変異が含まれる。例えば、本
発明は、プラスミドpSE186(ATCC209604)のAveC遺伝子産
物をコードする配列、又は図1(配列表の配列番号1)に示すストレプトミセス
・アベルミティリスのAveC−ORFのヌクレオチド配列を含むが、更に、A
veC遺伝子産物中の選択した位置において或るアミノ酸残基が別のアミノ酸残
基によって置換されることをコードする突然変異1又はそれ以上を含む、ポリヌ
クレオチド分子を提供する。後に例示するいくつかの非限定的な態様では、前記
置換を、55、138、139、又は230のアミノ酸位置、又はそれらのいく
つかの組み合わせにおいて実施することができる。
【0068】 aveCコード配列に対する突然変異は、種々公知の方法によって(例えば、
エラー傾向PCR又はカセット突然変異誘発を用いることによって)、実施する
ことができる。例えば、オリゴヌクレオチド演出(directed)突然変異
誘発を、明らかにされた方法(例えば、制限部位又は終始コドン1以上をAve
C−ORF配列中の特定の領域に導入する方法)で、aveC−ORF配列を変
化させることに用いることができる。例えば、米国特許5605793に記載の
方法(ランダムフラグメンテーション、突然変異誘発の繰り返しサイクル、及び
ヌクレオチドシャッフリングを含む)も、aveC突然変異をコードするヌクレ
オチド配列を有するポリヌクレオチドの大きなライブラリーを形成することに用
いることができる。
【0069】 標的突然変異は、有用であることができ、特に、AveC遺伝子産物における
保存されたアミノ酸残基1以上を変化させるためにそれらを役立たせる場合に有
用である。例えば、図6に示すように、AveC遺伝子産物の推定アミノ酸配列
と、ストレプトミセス・アベルミティリス(配列表の配列番号2)、ストレプト
ミセス・グリセオクロモゲネス(配列表の配列番号5)、及びストレプトミセス
・ヒグロスコピカス(配列表の配列番号4)由来のAveC相同遺伝子産物との
比較は、それらの種の間のアミノ酸残基の重要な保存の位置を明らかにする。こ
れらの保存されたアミノ酸残基1個以上において変化をもたらす標的突然変異誘
発は、アベルメクチン生成において所望の変化を示す新規変異株を製造すること
に特に有効であることができる。
【0070】 また、ランダム突然変異誘発も、有用であることができ、そして紫外線若しく
はX線、又は化学的突然変異誘発物質(例えば、N−メチル−N′−ニトロソグ
アニジン、エチルメタンスルホネート、亜硝酸、又は窒素マスタード)にストレ
プトミセス・アベルミティリスの細胞をさらすことによって実施することができ
る。例えば、突然変異誘発技術の参考用に、Ausubel,1989(前出)
を参照されたい。
【0071】 突然変異したポリヌクレオチド分子が生成したならば、それらをスクリーニン
グして、それらがストレプトミセス・アベルミティリスにおけるアベルメクチン
生合成を調整できるか否かを決定する。好ましい態様では、突然変異したヌクレ
オチド配列を有するポリヌクレオチド分子を、aveC遺伝子が不活性化するこ
とによりaveC陰性(aveC’)背景(aveC negative ba
ckground)を示すストレプトミセス・アベルミティリス株における補完
(complementing)によって試験する。非限定的な方法では、突然
変異したポリヌクレオチド分子を、調節要素1種以上と有効に関連する発現プラ
スミド(このプラスミドは、形質転換した細胞を選択可能な薬剤耐性遺伝子1種
以上も含むことが好ましい)中にスプライスさせる。次に、このベクターを、公
知技術を用いてaveC宿主細胞中に形質転換させ、そして形質転換した細胞を
、適当な発酵培地中で、アベルメクチン生成を許容又は誘発する条件下で、選択
及び培養する。次に、発酵生成物を、HPLCによって分析して、突然変異した
ポリヌクレオチド分子が宿主細胞を補完する能力を決定する。アベルメクチンの
B2:B1比を減少させることのできる突然変異したポリヌクレオチド分子を担
持するいくつかのベクター(例えば、pSE188、pSE199、及びpSE
231)を、後出のセクション8.3に例示する。
【0072】 本発明は、生成されるアベルメクチンの比及び/又は量を変えることのできる
ストレプトミセス・アベルミティリスのaveC−ORFにおける突然変異の同
定方法を提供する。好ましい態様では、本発明は、(a)天然のaveC対立遺
伝子が不活性化されており、しかも、突然変異したAveC遺伝子産物をコード
するヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチド分子が導入されて発現しているス
トレプトミセス・アベルミティリス株の細胞によって生成されるアベルメクチン
のクラス2:1比を決定し;(b)図1(配列表の配列番号1)のORFのヌク
レオチド配列、あるいは、それに相同なヌクレオチド配列を有するaveC対立
遺伝子のみを代わりに発現すること以外は、工程(a)と同じストレプトミセス
・アベルミティリス株の細胞によって生成されるアベルメクチンのクラス2:1
比を決定し;そして、(c)工程(a)のストレプトミセス・アベルミティリス
細胞によって生成されるアベルメクチンのクラス2:1比と、工程(b)のスト
レプトミセス・アベルミティリス細胞によって生成されるアベルメクチンのクラ
ス2:1比とを比較し;工程(a)のストレプトミセス・アベルミティリス細胞
によって生成されるアベルメクチンのクラス2:1比と、工程(b)のストレプ
トミセス・アベルミティリス細胞によって生成されるアベルメクチンのクラス2
:1比とが異なる場合に、アベルメクチンのクラス2:1比を変化させることの
できるaveC−ORFの突然変異を同定することを含む、生成されるアベルメ
クチンのクラス2:1比を変化させることのできるaveC−ORFの突然変異
を同定する方法を提供する。好ましい態様では、突然変異によってアベルメクチ
ンのクラス2:1比が減少する。
【0073】 更に好ましい態様では、本発明は、(a)天然のaveC対立遺伝子が不活性
化されており、しかも、突然変異したAveC遺伝子産物をコードするヌクレオ
チド配列を含むか、あるいは、AveC遺伝子産物をコードするヌクレオチド配
列を含む遺伝子構築物を含むポリヌクレオチド分子が導入されて発現しているス
トレプトミセス・アベルミティリス株の細胞によって生成されるアベルメクチン
の量を決定し;(b)図1(配列表の配列番号1)のORFのヌクレオチド配列
、あるいは、それに相同なヌクレオチド配列を有するaveC対立遺伝子のみを
代わりに発現すること以外は、工程(a)と同じストレプトミセス・アベルミテ
ィリス株の細胞によって生成されるアベルメクチンの量を決定し;そして、(c
)工程(a)のストレプトミセス・アベルミティリス細胞によって生成されるア
ベルメクチンの量と、工程(b)のストレプトミセス・アベルミティリス細胞に
よって生成されるアベルメクチンの量とを比較し;工程(a)のストレプトミセ
ス・アベルミティリス細胞によって生成されるアベルメクチンの量と、工程(b
)のストレプトミセス・アベルミティリス細胞によって生成されるアベルメクチ
ンの量とが異なる場合に、アベルメクチンの量を変化させることのできるave
C−ORF又は遺伝子構築物の突然変異を同定することを含む、生成されるアベ
ルメクチンの量を変化させることのできるaveC−ORF又はaveC−OR
Fを含む遺伝子構築物の突然変異を同定する方法を提供する。
【0074】 突然変異を同定するための前記の全ての方法は、発酵培養培地(好ましくは、
シクロヘキサンカルボン酸を補充した発酵培養培地)を用いることによって実施
するが、別の適当な脂肪酸前駆体(例えば、表1に挙げた脂肪酸前駆体)も用い
ることができる。
【0075】 所望の方向のアベルメクチン生成を調整する突然変異されたポリヌクレオチド
分子が同定されているならば、そのヌクレオチド配列における突然変異の位置を
決定することができる。例えば、突然変異したAveC遺伝子産物をコードする
ヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチド分子を、PCRによって単離し、そ
して公知の方法を用いてDNA配列分析を行うことができる。突然変異したav
eC対立遺伝子のDNA配列と、野生型aveC対立遺伝子のDNA配列とを比
較することによって、アベルメクチン生成における変化に関する突然変異反応性
を決定することができる。具体的であるが非限定的な本発明の態様では、55(
S55F)、138(S138T)、139(A139T)、若しくは230(
G230G)の任意の残基における単独のアミノ酸の置換、又は138(S13
8T)及び139(A139T)位置における二重置換のいずれかを含むストレ
プトミセス・アベルミティリスAveC遺伝子産物は、AveC遺伝子産物の機
能における変化を生じた。例えば、生成されるクラス2:1アベルメクチンの比
が変わった(後出のセクション8を参照されたい)。従って、55、138、1
39、又は230のアミノ酸残基1以上又はそれらの任意の組み合わせにおける
アミノ酸置換を含む突然変異したストレプトミセス・アベルミティリスAveC
遺伝子産物をコードするヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチド分子は、本
発明に含まれる。
【0076】 更に、本発明は、ストレプトミセス・アベルミティリスの新規株(その細胞は
、アベルメクチン生成を変化させる結果となる突然変異aveC対立遺伝子を含
む)を製造するための組成物を提供する。例えば、本発明は、本発明の突然変異
ヌクレオチド配列を含む全てのポリヌクレオチド分子を、ストレプトミセス・ア
ベルミティリス染色体のAveC遺伝子の部位に向かわせることにより、相同組
換えによるaveC−ORF又はその一部を挿入又は置換するのに使用すること
のできる組み換えベクターを提供する。しかしながら、本発明によれば、これと
共に提供された本発明の突然変異ヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチド分子
は、ストレプトミセス・アベルミティリス染色体中のaveC遺伝子以外の部位
に挿入された場合、あるいは、ストレプトミセス・アベルミティリス細胞中でエ
ピソーム的に維持された場合に、アベルメクチン生合成を調整するように機能す
ることもできる。従って、本発明は、本発明の突然変異ヌクレオチド配列を含む
ポリヌクレオチド分子を含むベクターも提供する。前記ベクターは、ストレプト
ミセス・アベルミティリス染色体中のaveC遺伝子以外の部位にポリヌクレオ
チド分子を挿入するために、あるいは、エピソーム的に維持するために用いるこ
とができる。
【0077】 好ましい態様では、本発明は、ストレプトミセス・アベルミティリスの株の細
胞中に突然変異したaveC対立遺伝子を挿入して、ストレプトミセス・アベル
ミティリスの新規株(その細胞は、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発
現する同じ株の細胞と比較して、異なるクラス2:1比でアベルメクチンを生成
する)を生成するのに用いることができる遺伝子置換ベクターを提供する。好ま
しい態様では、前記細胞によって生成されるアベルメクチンのクラス2:1比が
減少する。前記遺伝子置換ベクターは、これと共に提供される発現ベクター、例
えばpSE188、pSE199、及びpSE231(これらの発現ベクターは
、後出のセクション8.3中に例示されている)中に存在する突然変異したポリ
ヌクレオチド分子を用いて構築することができる。
【0078】 更に好ましい態様では、本発明は、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに
発現する同じ株の細胞と比較して、異なる量のアベルメクチンを生成する新規株
を生成するために、ストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞中に突然変異
したaveC対立遺伝子を挿入するのに用いることのできるベクターを提供する
。好ましい態様では、前記細胞によって生成されるアベルメクチンの量が増加す
る。具体的であるが非限定的な態様では、前記ベクターは、更に、当業者に公知
の強力なプロモーター、例えば、サッカロポリスポラ・エリスラエア(Sacc
haropolyspora erythraea)由来の強力な構成的erm
Eプロモーター(これは、aveC−ORFの上流に位置し、そしてaveC−
ORFと有効に関連している)を含む。前記ベクターは、プラスミドpSE18
9(後出の実施例11に記載)であることができるか、あるいは、プラスミドp
SE189の突然変異したaveC対立遺伝子を用いて構築することができる。
【0079】 更に好ましい態様では、本発明は、ストレプトミセス・アベルミティリスの野
生型株におけるaveC遺伝子を不活性化することに有用な遺伝子置換ベクター
を提供する。非限定的な態様では、前記遺伝子置換ベクターを、プラスミドpS
E180(ATCC209605)[これは、後出のセクション8.1で例示さ
れている(図3)]中に存在する突然変異したポリヌクレオチド分子を用いて構
築することができる。更に、本発明は、ストレプトミセス・アベルミティリス染
色体において、生体内でAveC遺伝子に天然に隣接するヌクレオチド配列[例
えば、図1(配列表の配列番号1)に示す隣接ヌクレオチド配列]からなるか、
あるいは、それを含むポリヌクレオチド分子を含む遺伝子置換ベクターを提供す
る。このベクターは、ストレプトミセス・アベルミティリスaveC−ORFを
欠失させることに用いることができる。
【0080】 更に、本発明は、突然変異したaveC対立遺伝子を発現し、しかも、野生型
aveC対立遺伝子のみを代わりに発現するストレプトミセス・アベルミティリ
スの同じ株と比較して異なる比及び/又は量でアベルメクチンを生成する細胞を
含む、ストレプトミセス・アベルミティリスの新規株の製造方法を提供する。好
ましい態様では、本発明は、突然変異したaveC対立遺伝子を発現し、しかも
、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現するストレプトミセス・アベル
ミティリスの同じ株の細胞と比較して、クラス2:1比が異なるアベルメクチン
を生成する細胞を含むストレプトミセス・アベルミティリス新規株の製造方法で
あって、ストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞を、突然変異したave
C対立遺伝子(但し、前記遺伝子は、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに
発現する同じ株の細胞と比較して、突然変異したaveC対立遺伝子を発現する
ストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞によって生成されるアベルメクチ
ンのクラス2:1比を変化させる遺伝子産物をコードする)を担持するベクター
によって形質転換し、そして、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現す
る株の細胞により生成されるクラス2:1比と比較して、クラス2:1比が異な
るアベルメクチンを生成する形質転換細胞を選択することを含む、前記製造方法
を提供する。好ましい態様では、アベルメクチンの変化したクラス2:1比が、
減少する。
【0081】 更に好ましい態様では、本発明は、異なる量のアベルメクチンを生成する細胞
を含むストレプトミセス・アベルミティリス新規株の製造方法であって、 ストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞を、突然変異したaveC対立遺
伝子又はaveC対立遺伝子を含む遺伝子構築物(但し、その発現の結果、突然
変異したaveC対立遺伝子又は遺伝子構築物を発現するストレプトミセス・ア
ベルミティリス株の細胞によって生成されるアベルメクチンの量が、野生型av
eC対立遺伝子のみを代わりに発現する同じ株の細胞と比較して、変化する)を
担持するベクターによって形質転換し、そして、野生型aveC対立遺伝子のみ
を代わりに発現する株の細胞により生成されるアベルメクチンの量と比較して、
異なる量のアベルメクチンを生成する形質転換細胞を選択することを含む、前記
製造方法を提供する。好ましい態様では、形質転換細胞において生成されるアベ
ルメクチンの量が、増加する。
【0082】 更に好ましい態様では、本発明は、野生型aveC対立遺伝子を発現するスト
レプトミセス・アベルミティリスの株の細胞を、aveC対立遺伝子を不活性化
するベクターで形質転換し、そしてaveC対立遺伝子が不活性化されている形
質転換細胞を選択することを含む、ストレプトミセス・アベルミティリスの新規
株(その細胞は、不活性化したaveC対立遺伝子を含む)の製造方法を提供す
る。好ましいが非限定的な態様では、ストレプトミセス・アベルミティリス株の
細胞を、突然変異によって、あるいは、異種遺伝子配列によるaveC対立遺伝
子の一部の置換によって不活性化されたaveC対立遺伝子を担持する遺伝子置
換ベクターで形質転換し、そして形質転換細胞(その細胞の天然aveC対立遺
伝子は、不活性化aveC対立遺伝子で置換されている)を選択する。aveC
対立遺伝子の不活性化は、発酵生成物のHPLC分析(後出)によって決定する
ことができる。後出のセクション8.1に記載の具体的であるが非限定的な態様
では、aveC−ORF中に、サッカロポリスポラ・エリスラエア(Sacch
aropolyspora erythraea)由来のermE遺伝子を挿入
することによって、aveC対立遺伝子を不活性化する。
【0083】 更に、本発明は、本発明のポリヌクレオチド分子又はベクターのいずれかで形
質転換された細胞を含むストレプトミセス・アベルミティリスの新規株を提供す
る。好ましい態様では、本発明は、野生型aveC対立遺伝子の代わりに、又は
野生型aveC対立遺伝子に加えて、突然変異したaveC対立遺伝子を発現す
る細胞を含むストレプトミセス・アベルミティリスの新規株(ここで、前記新規
株の細胞は、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現する同じ株の細胞に
よって生成されるアベルメクチンのクラス2:1比と比較して、異なるクラス2
:1比でアベルメクチンを生成する)を提供する。好ましい態様では、前記の新
規細胞によって生成される異なったクラス2:1比が、減少する。前記の新規株
は、商業的に望ましいアベルメクチン(例えば、ドラメクチン)の大規模生産に
有用である。
【0084】 本明細書に記載のスクリーニングアッセイの第1の目的は、ストレプトミセス
・アベルミティリス細胞中で発現することによって、生成されるアベルメクチン
のクラス2:1比を変化させる(特には、減少させる)aveC遺伝子の突然変
異した対立遺伝子を同定することにある。好ましい態様では、生成されるアベル
メクチンのクラス2:1比を減少させる突然変異したaveC対立遺伝子を発現
している本発明のストレプトミセス・アベルミティリスの新規株の細胞によって
生成されるB2:B1アベルメクチンの比は、1.6:1未満〜約0:1の間で
あり;より好ましい態様では、前記割合は、約1:1〜約0:1の間であり;そ
して最も好ましい態様では、前記割合は、約0.84:1〜約0:1である。後
出の具体的な態様では、本発明の新規細胞は、1.6:1未満の比で、シクロヘ
キシルB2:シクロヘキシルB1アベルメクチンを生成する。別の後出の具体的
な態様では、本発明の新規細胞は、約0.94:1の比で、シクロヘキシルB2
:シクロヘキシルB1アベルメクチンを生成する。更に別の後出の具体的な態様
では、本発明の新規細胞は、約0.88:1の割合で、シクロヘキシルB2:シ
クロヘキシルB1アベルメクチンを生成する。更に別の後出の具体的な態様では
、本発明の新規細胞は、約0.84:1の割合で、シクロヘキシル2:シクロヘ
キシルB1アベルメクチンを生成する。
【0085】 更に好ましい態様では、本発明は、野生型aveC対立遺伝子に代えて、ある
いは、野生型aveC対立遺伝子に加えて、突然変異したaveC対立遺伝子又
はaveC対立遺伝子を含む遺伝子構築物(これにより、野生型aveC対立遺
伝子のみを代わりに発現する同じ株の細胞と比較して、異なる量で、前記の新規
株の細胞がアベルメクチンを生成する)を発現する細胞を含む、ストレプトミセ
ス・アベルミティリスの新規菌株を提供する。好ましい態様では、前記の新規株
は、アベルメクチンを増加した量で生成する。非限定的な態様では、前記の遺伝
子構築物は、更に、強力なプロモーター(例えば、aveC−ORFの上流に位
置し、そしてaveC−ORFと有効に関連している、サッカロポリスポラ・エ
リスラエア由来の強力な構成的ermEプロモーター)を含む。
【0086】 更に好ましい態様では、本発明は、aveC遺伝子が不活性化されている細胞
を含有する、ストレプトミセス・アベルミティリスの新規株を提供する。前記株
は、野生型株とは異なるアベルメクチン(前記株により生成される)のスペクト
ルと、アベルメクチン生成に影響を与えるaveC遺伝子の標的突然変異誘発又
はランダム突然変異誘発のいずれかを決定する本明細書に記載の相補性スクリー
ニングアッセイとの両方に有用である。後出の具体的態様では、ストレプトミセ
ス・アベルミティリス宿主細胞を、不活性化aveC遺伝子を含有するように遺
伝子的に設計した。例えば、aveCコード領域中にermE耐性遺伝子を挿入
することによってストレプトミセス・アベルミティリスaveC遺伝子が不活性
化するように構築した遺伝子置換プラスミドpSE180(ATCC20960
5)(図3)を用いて、株SE180−11(後出の実施例に記載)を生成した
【0087】 更に、本発明は、本発明の任意の前記ポリヌクレオチド分子でコードされ、組
換え発現し、突然変異した、ストレプトミセス・アベルミティリスAveC遺伝
子産物、及びその製造方法を提供する。
【0088】 更に、本発明は、ストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞(但し、前記
細胞は、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現する同じ株の細胞と比較
して、突然変異したaveC対立遺伝子を発現するストレプトミセス・アベルミ
ティリス株の細胞によって生成されるアベルメクチンのクラス2:1比を変化さ
せる遺伝子産物をコードする突然変異したaveC対立遺伝子を発現する)を、
その細胞によるアベルメクチンの生成を許容又は誘発する条件下で、培養培地中
で培養し、そして、培養物からアベルメクチンを回収することを含む、アベルメ
クチンの製造方法を提供する。好ましい態様では、突然変異したaveC対立遺
伝子を発現する細胞により培養物中で生成されるアベルメクチンのクラス2:1
比が、減少する。この製造方法は、商業的に価値のあるアベルメクチン(例えば
、ドラメクチン)の生成における効率の増加を提供する。
【0089】 更に、本発明は、ストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞(但し、前記
細胞は、突然変異したaveC対立遺伝子又はaveC対立遺伝子を含む遺伝子
構築物を発現することなく野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現する同
じ株の細胞と比較して、突然変異したaveC対立遺伝子又は遺伝子構築物を発
現するストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞によって生成されるアベル
メクチン生成量の変化を引き起こす突然変異したaveC対立遺伝子又は遺伝子
構築物を発現する)を、その細胞によるアベルメクチンの生成を許容又は誘発す
る条件下で、培養培地中で培養し、そして、培養物からアベルメクチンを回収す
ることを含む、アベルメクチンの製造方法を提供する。好ましい態様では、突然
変異したaveC対立遺伝子又は遺伝子構築物を発現する細胞により培養物中で
生成されるアベルメクチンの量が、増加する。
【0090】 更に、本発明は、ストレプトミセス・アベルミティリス株(但し、前記株は、
野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現する同じ株の細胞と比較して、突
然変異したaveC対立遺伝子を発現するストレプトミセス・アベルミティリス
株の細胞によって生成されるアベルメクチンのクラス2:1比を減少させる遺伝
子産物をコードする突然変異したaveC対立遺伝子を発現する)により生成さ
れたアベルメクチンの新規組成物であって、前記新規組成物中の前記アベルメク
チンが、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現するストレプトミセス・
アベルミティリスの同じ株の細胞により生成されるアベルメクチンのクラス2:
1比と比較して、減少したクラス2:1比で生成される、前記組成物を提供する
。前記新規アベルメクチン組成物は、消耗された発酵培養液中で生成されたもの
として存在することができるか、あるいは、それらから収集することができる。
前記新規アベルメクチン組成物は、公知の生化学的精製技法(例えば、硫酸アン
モニウム沈殿、透析、サイズ分別、イオン交換クロマトグラフィー、HPLCな
ど)によって、培養液から部分的に又は実質的に精製することができる。
【0091】 5.4.アベルメクチンの使用 アベルメクチンは、駆虫剤(anthelmintic)、外部殺虫剤(ec
toparasiticide)、殺虫剤(insecticide)、及びダ
ニ駆虫剤(acaricide)としての特別な利用性を有する高活性の抗寄生
生物剤である。そして本発明の方法によって生成されるアベルメクチン化合物は
、それらの目的のすべてに有用である。例えば、本発明によって生成されるアベ
ルメクチンは、ヒトにおける種々の疾患又は状態を治療するために(特に、前記
の疾患又は状態が、当業界で公知の寄生生物感染により引き起こされる場合に)
有用である。例えば、Ikeda及びOmura,1997,Chem.Rev
.,97(7):2591−2609を参照されたい。より具体的には、本発明
に従って調製されるアベルメクチン化合物は、ヒト、家畜、ブタ、ヒツジ、家禽
、ウマ、又はウシに感染することができる内部寄生生物(例えば、寄生性線虫)
により引き起こされる種々の疾患及び状態の治療において効果的である。
【0092】 より具体的には、本発明に従って調製されたアベルメクチン化合物は、ヒトに
感染する線虫及び種々の動物種に感染する線虫に効果的である。前記線虫として
は、胃腸寄生生物[例えば、アンシロストマ(Ancylostoma)、ネカ
トール(Necator)、アスカリス(Ascaris)、ストロンギロイデ
ス(Strongyloides)、トリキネラ(Trichinella)、
カピラリア(Capillaria)、トリクリス(Trichuris)、エ
ンテロビウス(Enterobius)、ジロフィラリア(Dirofilar
ia)]、及び血液又は他の組織若しくは器官に見出される寄生生物[例えば、
フィラリア属の虫(filarial worm)、並びにストロンギロイデス
及びトリキネラの抽出腸状態]を含む。
【0093】 また、本発明に従って調製されたアベルメクチン化合物は、外部寄生生物感染
[例えば、特には、マダニ、ダニ、シラミ、ノミ、ハエ(blowfly)、刺
傷昆虫、あるいは、牛及び馬に影響することができる移動性双翅類幼虫により引
き起こされる、哺乳類及び鳥類の節足動物侵入]の治療においても有用である。
【0094】 また、本発明に従って調製されたアベルメクチン化合物は、屋内害虫(例えば
、特には、ゴキブリ、蛾、カーペットビートル、及びイエバエ)、並びに保存穀
物及び農作物を害する昆虫[例えば、クモダニ(spider mite)、ア
リマキ、イモムシ、及び直翅類(例えば、特にはバッタ)]に対する殺虫剤とし
ても有用である。
【0095】 本発明に従って調製されたアベルメクチン化合物により処理されることのでき
る動物には、ヒツジ、ウシ、ウマ、シカ、ヤギ、ブタ、鳥(家禽を含む)、並び
に犬及びネコが含まれる。
【0096】 本発明に従って調製されたアベルメクチン化合物は、意図された特定の使用、
治療される宿主動物の個々の種、及び関連する寄生生物又は昆虫に適切な製剤中
で投与される。殺寄生生物剤(parasiticide)としての使用のため
には、本発明に従って調製されたアベルメクチン化合物を、カプセル、ボーラス
、錠剤、又は液体飲剤の形で経口投与することもできるし、あるいは、ポア−オ
ン(pour−on)として、注射により、又は移植物として投与することもで
きる。前記製剤は、標準的獣医学的手法に従って、通常の方法で調製される。従
って、活性成分と微細に分割された適当な希釈剤又は担体とを混合し、更に、崩
壊剤及び/又は結合剤(例えば、スターチ、ラクトース、タルク、ステアリン酸
マグネシウムなど)を含むことによって、前記カプセル、ボーラス、又は錠剤を
調製することができる。飲用製剤は、分散又は湿潤剤などと共に、活性成分を水
溶液中に分散させることによって調製することができる。注射用製剤は、溶液を
血液と等張にするための他の物質(例えば、充分な塩及び/又はグルコース)を
含むことができる無菌溶液の形態で調製することができる。
【0097】 前記製剤は、患者、又は処理される宿主動物の種類、感染の重篤度及びタイプ
、並びに宿主の体重によって、活性化合物の重量に関して変化するであろう。一
般的に、経口投与のためには、1〜5日間に対する単独投与量又は分割投与量と
して、患者又は動物体重1kg当たり約0.001〜10mgの活性化合物の用
量が満足のいくものであろう。しかしながら、臨床学的症状に基づいて、例えば
医者又は獣医が決定するような、より高いか又はより低い投与量範囲が示される
場合が存在する。
【0098】 あるいは、本発明に従って調製されたアベルメクチン化合物を、動物飼料と組
み合わせて投与することができ、そしてこの目的のために、通常の動物用飼料と
共に混合するための、濃縮された飼料添加物又はプレミックスを調製することが
できる。
【0099】 殺虫剤としての使用、及び農業用害虫の処理用に、本発明に従って調製された
アベルメクチン化合物を、標準的農業手法に従って、噴霧、微粉末、及びエマル
ジョンなどとして適用することができる。
【0100】 6.実施例:ストレプトミセス・アベルミチリスの発酵及びB2:B1アベルメ
クチン分析 分枝鎖2−オキソ酸デヒドロゲナーゼ活性及び5−O−メチルトランスフェラ
ーゼ活性の両方を欠いている菌株は、発酵培地に脂肪酸が補充されていない場合
に、アベルメクチンを生産しない。本実施例は、かかる突然変異体において生合
成が種々の脂肪酸の存在下で開始される場合に、広範囲のB2:B1比のアベル
メクチンを得ることができることを証明するものである。
【0101】 6.1.材料及び方法 ストレプトミセス・アベルミチリスATCC53692を、スターチ(Sta
rch)[ナデックス(Nadex),レイン・ナショナル(Laing Na
tional)]20g;ファーマメディア(Pharmamedia)[トレ
ーダーズ・プロテイン(Trader’s Protein),テネシー州メン
フィス]15g;アルダミンpH(Ardamine pH)[イースト・プロ
ダクツ社(Yeast Products Inc.)]5g;炭酸カルシウム
1gからなる種培地中に調製した完全ブロスとして−70℃で保存した。最終容
量は、生水(tap water)で1リットルに調整し、pHは7.2に調整
し、そして培地を121℃で25分間オートクレーブ処理した。
【0102】 前記調製物の解凍した懸濁液2mLを、同じ培地50mLを含むフラスコに接
種するのに用いた。180rpmのロータリーシェーカーで28℃のインキュベ
ーションを48時間行った後、ブロス2mLを、スターチ80g;炭酸カルシウ
ム7g;ファーマメディア5g;リン酸水素二カリウム1g;硫酸マグネシウム
1g;グルタミン酸0.6g;硫酸第一鉄七水化物0.01g;硫酸亜鉛0.0
01g;硫酸第一マンガン0.001gからなる生産培地50mLを含むフラス
コに接種するのに用いた。最終容量は、生水で1リットルに調整し、pHは7.
2に調整し、そして培地を121℃で25分間オートクレーブ処理した。
【0103】 種々のカルボン酸基質(表1を参照)をメタノールに溶かし、最終濃度が0.
2g/Lとなるように接種の24時間後に発酵ブロスに添加した。この発酵ブロ
スを28℃で14日間インキュベートした後、ブロスを遠心処理(2,500r
pmで2分間)し、上澄み液を捨てた。この菌糸体ペレットをアセトン(15m
L)、次いでジクロロメタン(30mL)で抽出し、有機相を分離、濾過し、次
いで蒸発乾固した。この残渣をメタノール(1mL)中に取り、スキャンニング
・ダイオード−アレー検出器セットを備えたヒューレット−パッカード(Hew
lett−Packard)1090A液体クロマトグラフを用いたHPLCに
より240nmで分析した。使用したカラムは、40℃で保持したベックマン・
ウルトラスフフィアー(Beckman Ultrasphere)C−18、
5μm、4.6mmx25cmカラムであった。前記メタノール溶液25μLを
カラムに注入した。溶出は、80:20〜95:5のメタノール−水のリニアー
グラジエントを40分間にわたり0.85/mL minで実施した。2つの標
準濃度のシクロヘキシルB1を用いて検出器応答をキャリブレーションし、B2
及びB1アベルメクチンに対する曲線下の面積を測定した。
【0104】 6.2.結果 B2及びB1アベルメクチンについて観察されたHPLCのリテンションタイ
ム、及び2:1の比を表1に示す。
【0105】 《表1》 HPLCリテンション 比 タイム(min) 基質 B2 B1 B2:B1 4−テトラヒドロピランカルボン酸 8.1 14.5 0.25 イソ酪酸 10.8 18.9 0.5 3−フランカルボン酸 7.6 14.6 0.62 S−(+)−2−メチル酪酸 12.8 21.6 1.0 シクロヘキサンカルボン酸 16.9 26.0 1.6 3−チオフェンカルボン酸 8.8 16.0 1.8 シクロペンタンカルボン酸 14.2 23.0 2.0 3−トリフルオロメチル酪酸 10.9 18.8 3.9 2−メチルペンタン酸 14.5 24.9 4.2 シクロヘプタンカルボン酸 18.6 29.0 15.0
【0106】 表1に示したデータは、B2:B1アベルメクチンの生産量の比が非常に広範
囲であることを証明するものであり、このことは、供給した脂肪酸側鎖スタータ
ーユニットの性質に応じてクラス2の化合物からクラス1の化合物への脱水転換
(dehydrative conversion)の結果にかなりの差が生じ
ることを示している。このことは、AveCタンパク質に対する変性(alte
rations)から生じるB2:B1の比の変化が特定の基質に特異的である
ことができることを示している。従って、特定の基質を用いて得られるB2:B
1比に変化を示す突然変異体のスクリーニングは、当該基質の存在下に実施され
ることが必要である。下記の引き続きの実施例では、スクリーニング基質として
シクロヘキサンカルボン酸を用いている。しかしながら、この基質は単に可能性
を例示するために用いるに過ぎず、本発明の適用性を限定しようとするものでは
ない。
【0107】 7.実施例:aveC遺伝子の単離 本実施例は、AveC遺伝子産物をコードするストレプトミセス・アベルミチ
リス染色体の領域の単離及び特徴付けを述べるものである。以下に示すように、
aveC遺伝子は、生産されるシクロヘキシル−B2対シクロヘキシル−B1(
B2:B1)アベルメクチンの比を変えることができるものとして同定された。
【0108】 7.1.材料及び方法 7.1.1.DNA単離のためのストレプトミセスの増殖 ストレプトミセスの増殖を行うため、以下の方法に従った。ストレプトミセス
・アベルミチリスATCC31272の単一コロニー(単一コロニー単離物#2
)を、ディフコ・イースト・エキストラクト(Difco Yeast Ext
ract)5g;ディフコ・バクト−ペプトン(Difco Bacto−pe
ptone)5g;デキストロース2.5g;MOPS5g;ディフコ・バクト
・アガー(Difco Bacto agar)15gを含む1/2強度のYP
D−6上で単離した。最終容量は、dH2Oで1リットルに調整し、pHは7. 0に調整し、そして培地を121℃で25分間オートクレーブ処理した。
【0109】 前記培地で増殖した菌糸体を、25mmx150mmの試験管中のTSB培地
[1リットルのdH2O中、ディフコ・トリプティック・ソイ・ブロス(Dif co Tryptic Soy Broth)30g、121℃で25分間オー
トクレーブ処理]10mLに接種し、振とう(300rpm)しながら28℃で
48〜72時間保持した。
【0110】 7.1.2.ストレプトミセスからの染色体DNA単離 前記のように増殖させた菌糸体のアリコート(0.25mL又は0.5mL)
を1.5mLの微小遠沈管に入れ、12,000xgで60秒間の遠心処理によ
り細胞を濃縮した。この上澄みを捨て、細胞を、2mg/mLのリゾチームを含
むTSEバッファー[1.5Mショ糖20mL,1Mトリス−HCl(pH8.
0)2.5mL,1M EDTA(pH8.0)2.5mL,及びdH2O75 mL]0.25mL中に再懸濁させた。このサンプルを振とうしながら37℃で
20分間インキュベートし、オートゲン(AutoGen)540TM自動核酸単
離装置[インテグレイティド・セパレーション・システム(Integrate
d Separation System),マサッチューセッツ州ネイティッ
ク(Natick)]にかけ、そしてサイクル(Cycle)159(装置ソフ
トウェアー)を製造業者の取扱説明書に従って用いてゲノムDNAを分離した。
【0111】 これに代えて、菌糸体5mLを17mmx100mmの試験管に入れ、細胞を
3,000rpmで5分間の遠心処理によって濃縮し、その上澄みを除去した。
細胞をTSEバッファー1mL中に再懸濁させ、3,000rpmで5分間の遠
心処理によって濃縮し、その上澄みを除去した。細胞を、2mg/mLのリゾチ
ームを含むTSEバッファー1mL中に再懸濁させ、振とうしながら37℃で3
0〜60分間インキュベートした。インキュベーション後、10%ドデシル硫酸
ナトリウム(SDS)0.5mLを添加し、溶解(lysis)が完了するまで
細胞を37℃でインキュベートした。そのライセートを65℃で10分間インキ
ュベートし、室温まで冷却し、1.5mL容のエッペンドルフ(Eppendo
rf)管2本に分けて入れ、フェノール/クロロホルム[0.5Mトリス(pH
8.0)で予め平衡化した50%フェノール;50%クロロホルム]0.5mL
で1回(1x)抽出した。その水性相を取り出し、クロロホルム:イソアミルア
ルコール(24:1)で2〜5回(2〜5x)抽出した。1/10容量の3M酢
酸ナトリウム(pH4.8)を添加することによりDNAを沈殿させ、この混合
物を氷上で10分間インキュベートし、この混合物を5℃で15,000rpm
で10分間の遠心処理を行い、その上澄みを清潔な試験管に取り出し、そこに1
容量のイソプロパノールを添加した。次いで、その上澄みとイソプロパノールと
の混合物を、氷上で20分間インキュベートし、5℃で15,000rpmで2
0分間の遠心処理を行い、その上澄みを除去し、そしてDNAペレットを70%
エタノールで1回(1x)洗浄した。ペレットを乾燥させた後、DNAをTEバ
ッファー[10mMトリス,1mM EDTA(pH8.0)]中に再懸濁させ
た。
【0112】 7.1.3.ストレプトミセスからのプラスミドDNA単離 菌糸体のアリコート(1.0mL)を1.5mL容の微小遠沈管に入れ、12
,000xgで60秒間の遠心処理により細胞を濃縮した。この上澄みを捨て、
細胞を、10.3%ショ糖1.0mL中に再懸濁させ、12,000xgで60
秒間の遠心処理により濃縮し、その上澄みを捨てた。次いで、細胞を、2mg/
mLのリゾチームを含むTSEバッファー中に再懸濁させ、振とうしながら37
℃で20分間インキュベートし、オートゲン540TM自動核酸単離装置にかけた
。サイクル106(装置ソフトウェアー)を製造業者の取扱説明書に従って用い
てプラスミドDNAを分離した。
【0113】 これに代えて、菌糸体1.5mLを1.5mL容の微小遠沈管に入れ、12,
000xgで60秒間の遠心処理により細胞を濃縮した。この上澄みを捨て、細
胞を、10.3%ショ糖1.0mL中に再懸濁させ、12,000xgで60秒
間の遠心処理により濃縮し、その上澄みを捨てた。細胞を、2mg/mLのリゾ
チームを含むTSEバッファー0.5mL中に再懸濁させ、37℃で15〜30
分間インキュベートした。インキュベーション後、アルカリ性SDS(0.3N
−NaOH,2%SDS)0.25mLを添加し、細胞を、55℃で15〜30
分間、あるいは、溶液が透明になるまでインキュベートした。酢酸ナトリウム(
0.1mL,3M,pH4.8)をこのDNA溶液に添加し、次いで、氷上で1
0分間インキュベートした。このDNAサンプルを、5℃で14,000rpm
で10分間の遠心処理を行った。その上澄みを清潔な試験管に取り出し、そこに
フェノール:クロロホルム(50%フェノール:50%クロロホルム)0.2m
Lを添加し、穏やかに混合した。このDNA溶液を、5℃で14,000rpm
で10分間遠心処理し、その上層を清潔なエッペンドルフ管に取り出した。イソ
プロパノール(0.75mL)を添加し、この溶液を穏やかに混合し、次いで室
温で20分間インキュベートした。このDNA溶液を、5℃で14,000rp
mで15分間遠心処理し、その上澄みを除去し、DNAペレットを70%エタノ
ールで洗浄し、乾燥させ、TEバッファー中に再懸濁させた。
【0114】 7.1.4.大腸菌(E.coli)からのプラスミドDNA単離 形質転換した単一の大腸菌コロニーを、ルリア−ベルタニ(Luria−Be
rtani)(LB)培地[dH2O1リットル中、バクト−トリプトン(Ba cto−Tryptone)10g、バクト−イースト・エキストラクト(Ba
cto−Yeast extract)5g、及びNaCl10g(pH7.0
),121℃で25分間オートクレーブ処理,及び100μg/mLアンピシリ
ンを補充]5mLに接種した。この培養物を一晩インキュベートし、1mLアリ
コートを1.5mL容の微小遠沈管に入れた。この培養サンプルを、オートゲン
540TM自動核酸単離装置にかけ、サイクル3(装置ソフトウェアー)を製造業
者の取扱説明書に従って用いてプラスミドDNAを単離した。
【0115】 7.1.5.ストレプトミセス・アベルミチリスのプロトプラストの調製及び形
質転換 ストレプトミセス・アベルミチリスの単一のコロニーを、1/2強度のYPD
−6上で単離した。その菌糸体を、25mmx150mm試験管中のTSB培地
10mLに接種し、次いで、振とう(300rpm)しながら28℃で48時間
インキュベートした。菌糸体1mLをYEME培地50mLに接種した。YEM
E培地は、1リットル当たり、ディフコ・イースト・エキストラクト3g;ディ
フコ・バクト−ペプトン5g;ディフコ・モルト・エキストラクト(Difco Malt Extract)3g;シュークロース(Sucrose)300
gを含んでいる。121℃で25分間オートクレーブ処理した後、次の成分を添
加した:2.5M−MgCl2・6H2O(別途、121℃で25分間オートクレ
ーブ処理済み)2mL;及びグリシン(20%)(濾過滅菌済み)25mL。
【0116】 菌糸体を30℃で48〜72時間増殖させ、3,000rpmで20分間の遠
心処理により50mL容の遠沈管[ファルコン(Falcon)]に集めた。上
澄みを捨て、菌糸体をPバッファー中に再懸濁させた。Pバッファーは、ショ糖
205g;K2SO40.25g;MgCl2・6H2O2.02g;H2O600 mL;K2PO4(0.5%)10mL;微量元素溶液20mL;CaCl2・2 H2O(3.68%)100mL;及びMESバッファー(1.0M,pH6. 5)10mLを含んでいる(微量元素溶液は1リットル当たり、ZnCl240 mg;FeCl3・6H2O200mg;CuCl2・2H2O10mg;MnCl 2 ・4H2O10mg;Na247・10H2O10mg;(NH4)6Mo724 ・4H2O10mgを含んでいる)。pHは6.5に調整し、最終容量は1リッ トルに調整し、そして培地は0.45ミクロンフィルターで熱濾過した。
【0117】 菌糸体を3,000rpmで20分間でペレット化し、上澄みを捨て、菌糸体
を2mg/mLのリゾチームを含むPバッファー20mL中に再懸濁させた。こ
の菌糸体を、振とうしながら35℃で15分間インキュベートし、プロトプラス
ト形成の程度を顕微鏡で測定して調べた。プロトプラスト形成が完了した時、プ
ロトプラストを8,000rpmで10分間の遠心処理に付した。上澄みを除去
し、プロトプラストをPバッファー10mL中に再懸濁させた。プロトプラスト
を、8,000rpmで10分間遠心処理し、上澄みを除去し、プロトプラスト
をPバッファー2mL中に再懸濁させ、そして約1x109個のプロトプラスト を、2.0mL容の極低温用バイアル瓶[ナルジェン(Nalgene)]に分
配した。
【0118】 1x109個のプロトプラストを含むバイアル瓶を8,000rpmで10分 間遠心処理し、上澄みを除去し、プロトプラストをPバッファー0.1mL中に
再懸濁させた。2〜5μgの形質転換DNAをプロトプラストに添加し、その後
直ちにワーキングTバッファー0.5mLを添加した。Tバッファーベースは、
PEG−1000[シグマ(Sigma)]25g;ショ糖2.5g;H2O8 3mLを含んでいる。pHは1N−NaOH(濾過滅菌済み)を用いて8.8に
調整し、そしてTバッファーベースを濾過滅菌して4℃で保存した。使用当日に
調製したワーキングTバッファーは、Tバッファーベース8.3mL;K2PO4 (4mM)1.0mL;CaCl2・2H2O(5M)0.2mL;及びTES(
1M、pH8)0.5mLであった。ワーキングTバッファーの各成分は個々に
濾過滅菌した。
【0119】 プロトプラストにTバッファーを添加して20秒以内に、Pバッファー1.0
mLも添加し、そしてプロトプラストを8,000rpmで10分間遠心処理し
た。上澄みを捨て、プロトプラストをPバッファー0.1mL中に再懸濁させた
。次いで、プロトプラストをRM14培地で平板培養(plate)した。この
RM14培地は、ショ糖205g;K2SO40.25g;MgCl2・6H2O1
0.12g;グルコース10g;ディフコ・キャスアミノ・アシッズ(Difc
o Casamino Acids)0.1g;ディフコ・イースト・エキスト
ラクト5g;ディフコ・オートミール・アガー(Difco Oatmeal
Agar)3g;ディフコ・バクト・アガー(Difco Bacto Aga
r)22g;dH2O800mLを含んでいる。この溶液を121℃で25分間 オートクレーブ処理した。オートクレーブ処理後、以下の滅菌ストックを添加し
た:K2PO4(0.5%)10mL;CaCl2・2H2O(5M)5mL;L−
プロリン(20%)15mL;MESバッファー(1.0M,pH6.5)10
mL;微量元素溶液(前記に同じ)2mL;シクロヘキシミド・ストック(25
mg/mL)40mL;及び1N−NaOH2mL。RM14培地25mLをプ
レ−ト当たりに分取し、プレートを使用前24時間乾燥させた。
【0120】 プロトプラストを湿度95%、30℃で20〜24時間インキュベートした。
チオストレプトン耐性の形質転換体を選択するため、125μg/mLのチオス
トレプトンを含むオーバーレイバッファー1mLをRM14再生プレート上に均
一になるように広げた。オーバーレイバッファーは、100mL当たり、ショ糖
10.3g;微量元素溶液(前記に同じ)0.2mL;及びMES(1M,pH
6.5)1mLを含んでいる。このプロトプラストを、チオストレプトン耐性(
Thior)コロニーが見えてくるまで、湿度95%、30℃で7〜14日間イ ンキュベートした。
【0121】 7.1.6.ストレプトミセス・リビダンス(Streptomyces li
vidans)プロトプラストの形質転換 ストレプトミセス・リビダンスTK64[ジョン・インズ・インスティチュー
ト(John Innes Institute)、ノーリッジ(Norwic
h)、英国(U.K)により供給]を、ある場合に形質転換に用いた。ストレプ
トミセス・リビダンスの増殖、プロトプラスト形成、及び形質転換のための方法
及び構成は、Hopwoodら,1985年,Genetic Manipul
ation of Streptomyces、A Laboratory M
anual,John Innes Foundation、ノーリッジ,英国
に記載されており、その本に記載のように実施した。前記セクション7.1.3
に記載のように、プラスミドDNAをストレプトミセス・リビダンス形質転換体
から分離した。
【0122】 7.1.7.ストレプトミセス・アベルミチリス菌株の発酵分析 1/2強度のYPD−6で4〜7日間増殖させたストレプトミセス・アベルミ
チリスの菌糸体を、プレフォーム培地8mL及び2個の5mmガラスビーズを含
む1x6インチの試験管に接種した。プレフォーム培地は、可溶性デンプン[弱
く煮た(thin boiled)デンプン又はコソ(KOSO);ジャパン・
コーン・スターチ社(Japan Corn Starch Co.),名古屋
]20g/L;ファーマメディア15g/L;アルダミン(Ardamine)
pH5g/L[シャンプラン・インド.(Champlain Ind.)、ク
リフトン(Clifton)、ニュージャージー州(NJ)];CaCO32g /L;培地中の最終濃度50ppmの2−(+/−)−メチル酪酸、60ppm
のイソ酪酸、及び20ppmのイソ吉草酸を含有する2xbcfa(「bcfa
」とは、分枝鎖の脂肪酸をいう)を含んでいる。pHを7.2に調整し、培地を
121℃で25分間オートクレーブ処理した。
【0123】 試験管を17゜の角度にして215rpmにおいて29℃で3日間振とうした
。この種培養液の2mLアリコートを、生産培地25mLを含む300mL容の
アーレンマイヤー(Erlenmeyer)フラスコに接種した。この生産培地
は、デンプン[弱く煮たデンプンまたはコソ]160g/L;ニュトリソイ(N
utrisoy)[アーチャー・ダニエルズ・ミッドランド(Archar D
aniels Midland)、デカーチャー(Decatur)、イリノイ
州(IL)]10g/L;アルダミンpH10g/L;K2HPO42g/L;M
gSO4・4H2O2g/L;FeSO4・7H2O0.02g/L;MnCl20 .002g/L;ZnSO4・7H2O0.002g/L;CaCO314g/L ;2xbcfa(前記に同じ);及びシクロヘキサンカルボン酸(CHC)(p
H7.0の20%溶液として調製済み)800ppmを含んでいる。pHを6.
9に調整し、培地を121℃で25分間オートクレーブ処理した。
【0124】 接種後、フラスコを200rpmで振とうしながら29℃で12日間インキュ
ベートした。インキュベーション後、サンプル2mLをフラスコから取り出し、
メタノール8mLで希釈し、混合し、この混合物を1,250xgで10分間遠
心処理して破片をペレット化した。次いで、この上澄みを、ベックマン・ウルト
ラスフィアODSカラム(25cmx直径4.6mm)を用いて、流速0.75
mL/min及び240nm吸収による検出でHPLCによって分析した。移動
相は、86/8.9/5.1のメタノール/水/アセトニトリルであった。
【0125】 7.1.8.ストレプトミセス・アベルミチリスPKS遺伝子の単離 ストレプトミセス・アベルミチリス(ATCC31272,SC−2)染色体
DNAのコスミドライブラリーを調製し、サッカロポリスポラ・エリスレア(S
accharopolyspora erythraea)ポリケチドシンター
ゼ(PKS)遺伝子のフラグメントから調製したケトシンターゼ(KS)プロー
ブとハイブリッドした。コスミドライブラリーの調製の詳細な記述は、前記のサ
ムブルック(Sambrook)等,1989年に見いだすことができる。スト
レプトミセス染色体DNAライブラリーの調製の詳細な記述は、前記のホップウ
ッド等,1985年に示されている。ケトシンターゼ−ハイブリッド形成領域を
含むコスミドクローンは、[ドクター・ピー.リードレイ(Dr.P.Lead
lay),ケンブリッジ,英国から親切に供給された]pEX26由来の2.7
KbのNdeI/Eco47IIIフラグメントへのハイブリダイゼーションによ って同定した。約5ngのpEX26は、NdeI及びEco47IIIを用いて 消化した。この反応混合物を、0.8%シープラーク(SeaPlaque)G
TGアガロースゲル[FMCバイオプロダクツ(BioProducts),ロ
ックランド(Rockland),メイン州(ME)]にかけた。電気泳動の後
、ゲルから2.7KbのNdeI/Eco47IIIフラグメントを切り出し、フ ァースト・プロトコル(Fast Protocol)を用いたエピセンター・
テクノロジーズ(Epicentre Technologies)からのGE
Lアーゼ(GELaseTM)を用いてDNAをゲルから回収した。この2.7K
bのNdeI/Eco47IIIフラグメントに、BRLニック・トランスレーシ ョン・システム(Nick Translation System)[BRL
ライフ・テクノロジーズ社(BRL Life Technologies,I
nc.),ゲテルスバーグ(Gaithersburg),メリーランド州(M
D)]を用い製造業者の取扱説明書に従って、[α−32P]dCTP[デオキシ
シチジン5’−トリホスフェート,テトラ(トリエチルアンモニウム)塩,[α
32P]−][NEN−デュポン(NEN−Dupont),ボストン,マサチ
ューセッツ州]でラベル付与した。典型的な反応は、0.05mL容量で実施し
た。ストップバッファー5μL添加後、G−25セファデックス・クイック・ス
ピン(Sephadex Quick SpinTM)カラム[ベーリンガー・マ
ンハイム(Boehringer Mannheim)]を用い製造業者の取扱
説明書に従って、取り込まれなかったヌクレオチドからラベル付きのDNAを分
離した。
【0126】 約1,800個のコスミドクローンを、コロニーハイブリダイゼーションによ
ってスクリーニングした。サッカロポリスポラ・エリスレアKSプローブに強く
ハイブリダイズする10個のクローンを同定した。コスミドDNAを含有する大
腸菌コロニーをLB液体培地で増殖させ、そしてオートゲン540TM自動核酸単
離装置で、サイクル3(装置ソフトウェアー)を製造業者の取扱説明書に従って
用いて、各培養物からコスミドDNAを単離した。制限エンドヌクレアーゼマッ
ピング及びサザンブロットハイブリダイゼーション分析によって、5個のクロー
ンが部分的に重なり合う染色体領域を含んでいることが示された。5個のコスミ
ド(すなわち、pSE65、pSE66、pSE67、pSE68、pSE69
)のストレプトミセス・アベルミチリスのゲノムBamHI制限地図を、部分的
に重なり合うコスミド及びハイブリダイゼーションの分析によって作成した(図
4)。
【0127】 7.1.9.アベルメクチンB2:B1比を調節するDNAの同定及びaveC
−ORFの同定 以下の方法を用いて、pSE66コスミドクローンから得られたサブクローン
化フラグメントを、AveC突然変異体におけるアベルメクチンのB2:B1比
を調節する能力について試験した。pSE66(5μg)をSacI及びBam
HIで消化した。反応混合物を0.8%シープラーク(SeaplaqueTM
GTGアガロースゲル(FMCバイオプロダクツ)にかけ、電気泳動の後、ゲル
から2.9KbのSacI/BamHIフラグメントを切り出し、ファースト・
プロトコルを用いたGELアーゼ(GELaseTM)(エピセンター・テクノロ
ジーズ)を用いてDNAをゲルから回収した。約5μgのシャトルベクターpW
HM3[バラ(Vara)等,1989年,ジェイ.バクテリオル.(J.Ba
cteriol.)171:5872−5881]を、SacI及びBamHI
で消化した。約0.5μgの2.9Kbインサート及び0.5μgの消化された
pWHM3を一緒にして混合し、1単位のリガーゼ[ニューイングランド・バイ
オラブズ社(New England Biolabs,Inc.),ベバリー
(Beverly),マサチューセッツ州]と、総容量20μLにして、製造業
者の取扱説明書に従い、15℃で一晩インキュベートした。インキュベーション
後、5μLの連結混合物は70℃で10分間インキュベートし、室温まで冷却し
、製造業者の取扱説明書に従い、コンピテント大腸菌DH5α細胞(BRL)を
形質転換するのに用いた。プラスミドDNAをアンピシリン耐性の形質転換体か
ら分離し、制限分析によって2.9KbのSacI/BamHIインサートの存
在を確認した。このプラスミドは、pSE119として表示した。
【0128】 ストレプトミセス・アベルミチリス菌株1100−SC38(ファイザー自社
菌株)のプロトプラストを調製し、前記セクション7.1.5に記載のpSE1
19を用いて形質転換した。菌株1100−SC38は、シクロヘキサンカルボ
ン酸を補充した場合にアベルメクチンシクロヘキシル−B1型に比べ有意に多量
のアベルメクチンシクロヘキシル−B2型を生産する(約30:1のB2:B1
)突然変異体である。ストレプトミセス・アベルミチリスのプロトプラストを形
質転換するために用いたpSE119は、大腸菌株GM2163[ドクター・ビ
ー.ジェイ.バックマン(Dr.B.J.Bachmann),キュレーター(
Curator),イー.コリ・ジェネティック・ストック・センター(E.c
oli Genetic Stock Center),エール大学]、大腸菌
株DM1(BRL)、又はストレプトミセス・リビダンス菌株TK64から分離
したものである。菌株1100−SC38のチオストレプトン耐性の形質転換体
を単離し、発酵生産物のHPLC分析によって分析した。pSE119を含有す
るストレプトミセス・アベルミチリス菌株1100−SC38の形質転換体は、
約3.7:1の変化比のアベルメクチンシクロヘキシル−B2:シクロヘキシル
−B1を生産した(表2)。
【0129】 pSE119は、AveC突然変異体におけるアベルメクチンB2:B1の比
を調節できるということが確かめられた後、インサートDNAの配列を決定した
。約10μgのpSE119を、プラスミドDNA単離キット[キアジェン(Q
iagen),バレンシア(Valencia),カリフォルニア州(CA)]
を製造業者の取扱説明書に従って用いて分離し、ABI373A自動DNAシー
クェンサー(Automated DNA Sequencer)[パーキン・
エルマー(Perkin Elmer),フォスターシティ(Foster C
ity),カリフォルニア州]を用いて配列を決定した。配列データは、ジェネ
ティック・コンピューター・グループ・プログラムス(Genetic Com
puter Group programs)[GCG,マディソン(Madi
son),ウィスコンシン州(WI)]を用いてアセンブルし編集した。DNA
配列及びaveC−ORFは、図1(配列表の配列番号1)に示す。
【0130】 pSE118と表示する新規なプラスミドは、以下のように構築した。約5μ
gのpSE66をSphI及びBamHIを用いて消化した。この反応混合物を
0.8%シープラークGTGアガロースゲル(FMCバイオプロダクツ)にかけ
、2.8KbのSphI/BamHIフラグメントを電気泳動の後にゲルから切
り出し、ファースト・プロトコルを用いたGELアーゼ(GELaseTM)(エ
ピセンター・テクノロジーズ)を用いてDNAをゲルから回収した。約5μgの
シャトルベクターpWHM3を、SphI及びBamHIで消化した。約0.5
μgの2.8Kbインサート及び0.5μgの消化されたpWHM3を一緒にし
て混合し、1単位のリガーゼ(ニューイングランド・バイオラブス社)と、総容
量20μLにして、製造業者の取扱説明書に従い、15℃で一晩インキュベート
した。インキュベーション後、5μLの連結混合物は70℃で10分間インキュ
ベートし、室温まで冷却し、製造業者の取扱説明書に従い、コンピテント大腸菌
DH5α細胞を形質転換するのに用いた。プラスミドDNAをアンピシリン耐性
の形質転換体から単離し、制限分析によって2.8KbのSphI/BamHI
インサートの存在を確認した。このプラスミドは、pSE118として表示した
。pSE118及びpSE119中のインサートDNAは、約838個のヌクレ
オチドによって部分的に重なっている(図4)。
【0131】 ストレプトミセス・アベルミチリス菌株1100−SC38のプロトプラスト
を前記のpSE118で形質転換した。菌株1100−SC38のチオストレプ
トン耐性の形質転換体を単離し、発酵生産物のHPLC分析によって分析した。
pSE118を含有するストレプトミセス・アベルミチリス菌株1100−SC
38の形質転換体は、菌株1100−SC38と比較して、アベルメクチンシク
ロヘキシル−B2:アベルメクチンシクロヘキシル−B1の比における変化がな
かった(表2)。
【0132】 7.1.10.ストレプトミセス・アベルミチリス染色体DNA由来のaveC
遺伝子のPCR増幅 aveC−ORFを含有する〜1.2Kbのフラグメントを、先に得られたa
veCヌクレオチド配列に基づいて設計されたプライマーを用いてPCR増幅す
ることにより、ストレプトミセス・アベルミチリス染色体DNAから分離した。
PCRプライマーは、ジェノシス・バイオテクノロジーズ社(Genosys
Biotechnologies、Inc.),テキサス(Texas)から供
給を受けた。右向き(rightward)のプライマーは、5’−TCACG
AAACCGGACACAC−3’(配列表の配列番号6)であり、左向き(l
eftward)のプライマーは、5’−CATGATCGCTGAACCGA
G−3’(配列表の配列番号7)であった。PCR反応は、製造業者により供給
されたバッファー中ディープ・ベント(Deep VentTM)ポリメラーゼ(
ニューイングランド・バイオラブス社)を用い、300μMのdNTP、10%
グリセロール、200ビコモルの各プライマー、0.1μgの鋳型、及び2.5
単位の酵素の存在下に、最終容量100μで、パーキン−エルマー・シータス(
Perkin−Elmer Cetus)サーマルサイクラーを用いて実施した
。最初のサイクルの熱履歴は、95℃で5分間(変性工程)、60℃で2分間(
アニーリング工程)、及び72℃で2分間(伸長工程)であった。引き続きの2
4サイクルは、変性工程を45秒間に短縮し及びアニーリング工程を1分間に短
縮した以外は、同様の熱履歴であった。
【0133】 このPCR生成物を1%アガロースゲル中で電気泳動させ、〜1.2Kbの単
一のDNAバンドを検出した。このDNAをゲルから精製し、製造業者の取扱説
明書に従い、25ngの線状化された(linearized)ブラントのpC
R−ブラント(Blunt)ベクター[インビトロジェン(Invitroge
n)]と、1:10のベクター対インサートのモル比で連結した。この連結混合
物を用いて、製造業者の取扱説明書に従い、ワン・ショット(One Shot TM )コンピテント(Competent)大腸菌細胞(インビトロジェン)を形
質転換した。プラスミドDNAをアンピシリン耐性の形質転換体から単離し、〜
1.2Kbのインサートの存在を制限分析によって確認した。このプラスミドを
pSE179と表示した。
【0134】 pSE179由来のインサートDNAをBamHI/XbaIで消化して単離
し、電気泳動によって分離し、ゲルから精製し、そして同様にBamHI/Xb
aIで消化しておいたシャトルベクターpWHM3と、全DNA濃度1μgにお
いて、1:5のベクター対インサートのモル比で連結した。この連結混合物を用
いて、製造業者の取扱説明書に従い、コンピテント大腸菌DH5α細胞を形質転
換した。プラスミドDNAをアンピシリン耐性の形質転換体から単離し、〜1.
2Kbのインサートの存在を制限分析によって確認した。pSE186(図2,
ATCC209604)と表示したこのプラスミドを、大腸菌DM1中に形質転
換し、そしてプラスミドDNAをアンピシリン耐性の形質転換体から単離した。
【0135】 7.2.結果 pSE119由来の2.9KbのSacI/BamHIフラグメントは、スト
レプトミセス・アベルミチリス菌株1100−SC38中に形質転換された場合
、有意にB2:B1アベルメクチン生産の比を変化させることが確認された。ス
トレプトミセス・アベルミチリス菌株1100−SC38は、通常、約30:1
のB2:B1比を有しているが、2.9KbのSacI/BamHIフラグメン
トを含むベクターで形質転換された場合、B2:B1アベルメクチンの比が約3
.7:1まで減少した。形質転換体培養物の発酵後分析により、形質転換DNA
の存在が確認された。
【0136】 2.9KbのpSE119フラグメントの配列を決定し、〜0.9KbのOR
Fを同定した(図1)(配列表の配列番号1)。これは、予め他で突然変異処理
を受け、B2生産物のみを生産するPstI/SphIフラグメントを包含して
いる[イケダ(Ikeda)等,1995年,前記]。このORF又はその対応
する推定ポリペプチドの、既知のデータベース(GenEMBL,SWISS−
PROT)に照らした比較では、既知のDNA又はタンパク質配列との強い相同
性はいずれも示されなかった。
【0137】 表2は、種々のプラスミドにより形質転換されたストレプトミセス・アベルミ
チリス菌株1100−SC38の発酵分析を示す。
【0138】 《表2》 ストレプトミセス・アベルミチリス菌株 試験した形質 B2:B1比 (形質転換プラスミド) 転換体数 の平均 1100−SC38(なし) 9 30.66 1100−SC38(pWHM3) 21 31.3 1100−SC38(pSE119) 12 3.7 1100−SC38(pSE118) 12 30.41100−SC38(pSE185) 14 27.9
【0139】 8.実施例:ストレプトミセス・アベルミチリスAveC突然変異体の構築 本実施例では、前記の組成及び方法を用いた数種の異なるストレプトミセス・
アベルミチリスAveC突然変異体の構築を述べる。ストレプトミセスの遺伝子
に突然変異を導入するための技法の一般的な記載は、キーサー(Kieser)
及びホップウッド,1991年,Meth.Enzym.,204:430−4
58にある。一層詳細な記載は、アンザイ(Anzai)ら,1988年,J.
Antibiot.,XLI(2):226−233及びストゥツマン−エング
ウォール(Stutzman−Engwall)ら,1992年,J.Bact
eriol.,174(1):144−154により提供される。これらの参考
文献は、その全体を参考のため本明細書に引用する。
【0140】 8.1.ストレプトミセス・アベルミチリスaveC遺伝子の不活性化 不活性化されたaveC遺伝子を含有するAveC突然変異体を、以下に記載
のように、いくつかの方法を用いて構築した。
【0141】 最初の方法では、pSE119(前記セクション7.1.9に記載のプラスミ
ド)中のaveC遺伝子に内在する640bpのSphI/PstIフラグメン
トをサッカロポリスポラ・エリスレア由来の(エリスロマイシン耐性に対する)
ermE遺伝子と置き換えた。ermE遺伝子は、BglII及びEcoRIによ
る制限酵素消化、それに続く電気泳動によってpIJ4026[ジョン・インズ
・インスティチュート,ノーリッジ,英国により供給された;ビブ(Bibb)
等,1985年,Gene,41:357−368も参照]から単離し、そして
ゲルから精製した。〜1.7Kbのフラグメントを、BamHI及びEcoRI
で消化しておいたpGEM7Zf[プロメガ(Promega)]中に連結し、
この連結混合物を、製造業者の取扱説明書に従い、コンピテント大腸菌DH5α
細胞中に形質転換した。プラスミドDNAをアンピシリン耐性の形質転換体から
単離し、〜1.7Kbのインサートの存在を制限分析によって確認した。このプ
ラスミドをpSE27と表示した。
【0142】 pSE118(前記セクション7.1.9に記載)をSphI及びBamHI
で消化し、その消化産物を電気泳動して、〜2.8KbのSphI/BamHI
インサートをゲルから精製した。pSE119をPstI及びEcoRIで消化
し、その消化産物を電気泳動して、〜1.5KbのPstI/EcoRIインサ
ートをゲルから精製した。シャトルベクターpWHM3をBamHI及びEco
RIで消化した。pSE27をPstI及びSphIで消化し、その消化物を電
気泳動して、〜1.7KbのPstI/SphIインサートをゲルから精製した
。4つのフラグメント(すなわち、〜2.8Kb、〜1.5Kb、〜7.2Kb
、〜1.7Kb)すべてを、4通りの連結法により、一緒に連結した。この連結
混合物を、製造業者の取扱説明書に従い、コンピテント大腸菌DH5α細胞中に
形質転換した。プラスミドDNAをアンピシリン耐性の形質転換体から単離し、
正しいインサートの存在を制限分析によって確認した。このプラスミドをpSE
180(図3;ATCC209605)と表示した。
【0143】 pSE180をストレプトミセス・リビダンス菌株TK64中に形質転換し、
形質転換したコロニーをチオストレプトン及びエリスロマイシンに対する耐性に
より同定した。pSE180をストレプトミセス・リビダンスから単離し、スト
レプトミセス・アベルミチリスのプロトプラストを形質転換するのに用いた。4
つのチオストレプトン耐性のストレプトミセス・アベルミチリス形質転換体を同
定し、それらのプロトプラストを調製し、RM14培地上で非選択的条件下に平
板培養した。プロトプラストが再生した後、不活性化されたaveC遺伝子の染
色体組込み及び自由レプリコンの欠損を示す、エリスロマイシン耐性の存在及び
チオストレプトン耐性の不在について、単一のコロニーをスクリーニングした。
1つのErmrThios形質転換体を同定し、菌株SE180−11と表示した
。染色体DNAの全体を、菌株SE180−11から単離し、制限酵素BamH
I、HindIII、PstI、又はSphIを用いて消化し、0.8%アガロー スゲルで電気泳動することによって分離し、ナイロン製の膜に移し、ermEプ
ローブにハイブリダイズさせた。これらの分析により、ermE耐性遺伝子の染
色体組込み、及び640bpのPstI/SphIフラグメントの付随的欠失が
二重の交差事象により引き起こされたことが示された。菌株SE180−11の
発酵生産物のHPLC分析は、通常の(normal)アベルメクチンがもはや
生産されないということを示した(図5A)。
【0144】 aveC遺伝子を不活性化する第二の方法では、ストレプトミセス・アベルミ
チリス菌株SE180−11の染色体から、aveC遺伝子中に640bpのP
stI/SphI欠失を残して、1.7KbのermE遺伝子を取り出した。遺
伝子置き換えプラスミドを以下のように構築した。すなわち、pSE180をX
baIで部分的に消化し、〜11.4Kbのフラグメントをゲルから精製した。
この〜11.4Kbのバンドは、1.7KbのermE耐性遺伝子を欠いている
。次いで、このDNAを連結し、大腸菌DH5α細胞中に形質転換した。プラス
ミドDNAをアンピシリン耐性の形質転換体から単離し、正しいインサートの存
在を制限分析によって確認した。このpSE184と表示したプラスミドを大腸
菌DM1中に形質転換し、プラスミドDNAをアンピシリン耐性の形質転換体か
ら単離した。このプラスミドを用いて、ストレプトミセス・アベルミチリス菌株
SE180−11のプロトプラストを形質転換した。プロトプラストは、菌株S
E180−11のチオストレプトン耐性の形質転換体から調製し、RM14培地
上で単一のコロニーとして平板培養した。プロトプラストを再生した後、不活性
化されたaveC遺伝子の染色体組込み及びermE遺伝子を含有する自由レプ
リコンの欠損を示す、エリスロマイシン耐性及びチオストレプトン耐性の両方の
不在について、単一のコロニーをスクリーニングした。1つのErmsThios 形質転換体を同定し、SE184−1−13と表示した。SE184−1−13
の発酵分析によって、通常のアベルメクチンが生産されないこと及びSE184
−1−13がSE180−11と同じ発酵の特徴を有していることが示された。
【0145】 aveC遺伝子を不活性化する第三の方法では、PCRを用いてnt位471
のCの後ろに2個のGを付加してBspE1部位を作ることにより、染色体av
eC遺伝子中にフレームシフトを導入した。作られたBspE1部位の存在は、
遺伝子置き換え事象を検出するのに有効であった。PCRプライマーは、フレー
ムシフト突然変異をaveC遺伝子中に導入するように設計し、これは、ジェノ
シス・バイオテクノロジーズ社により供給された。右向きのプライマーは、5’
−GGTTCCGGATGCCGTTCTCG−3’(配列表の配列番号8)で
あり、左向きのプライマーは、5’−AACTCCGGTCGACTCCCCT
TC−3’(配列表の配列番号9)であった。PCR条件は、前記セクション7
.1.10に記載の通りであった。その666bpPCR産物をSphIで消化
し、それぞれ278bp及び388bpの2つのフラグメントを得た。388b
pのフラグメントをゲルから精製した。
【0146】 遺伝子置き換えプラスミドを以下のように構築した。すなわち、シャトルベク
ターpWHM3をEcoRI及びBamHIで消化した。pSE119をBam
HI及びSphIを用いて消化し、その消化産物を電気泳動し、〜840bpの
フラグメントをゲルから精製した。pSE119をEcoRI及びXmnIで消
化し、その消化産物を電気泳動によって分離し、〜1.7Kbのフラグメントを
ゲルから精製した。4つのフラグメント(すなわち、〜7.2Kb、〜840b
p、〜1.7Kb、及び388bp)すべてを、4通りの連結法で一緒に連結し
た。この連結混合物を、コンピテント大腸菌DH5α細胞中に形質転換した。プ
ラスミドDNAをアンピシリン耐性の形質転換体から単離し、正しいインサート
の存在を制限分析及びDNA配列分析によって確認した。このpSE185と表
示したプラスミドを大腸菌DM1中に形質転換し、アンピシリン耐性の形質転換
体からプラスミドDNAを単離した。このプラスミドを用いてストレプトミセス
・アベルミチリス菌株1100−SC38のプロトプラストを形質転換した。菌
株1100−SC38のチオストレプトン耐性の形質転換体を単離し、発酵生産
物のHPLC分析によって分析した。pSE185は、ストレプトミセス・アベ
ルミチリス菌株1100−SC38中に形質転換された場合、B2:B1アベル
メクチンの比を有意に変えなかった(表2)。
【0147】 pSE185を用いてストレプトミセス・アベルミチリスのプロトプラストを
形質転換し、染色体aveC遺伝子にフレームシフト突然変異を引き起こした。
チオストレプトン耐性の形質転換体からプロトスラストを調製し、RM14上で
単一のコロニーとして平板培養した。プロトプラストを再生した後、チオストレ
プトン耐性の不在について、単一のコロニーをスクリーニングした。チオストレ
プトン感受性コロニーから染色体DNAを単離し、染色体中に組込まれたフレー
ムシフト突然変異の存在についてPCRによりスクリーニングした。このPCR
プライマーは、aveCヌクレオチド配列に基づいて設計し、ジェノシス・バイ
オテクノロジーズ社(テキサス)により供給された。右向きのPCRプライマー
は、5’−GCAAGGATACGGGGACTAC−3’(配列表の配列番号
10)であり、左向きのプライマーは、5’−GAACCGACCGCCTGA
TAC−3’(配列表の配列番号11)であり、PCR条件は前記セクション7
.1.10に記載の通りであった。得られたPCR産物は543bpであり、B
spE1で消化した場合、不活性化されたaveC遺伝子の染色体組込み及び自
由レプリコンの欠損を示す、368bp、96bp、及び79bpの3つのフラ
グメントが観察された。
【0148】 aveC遺伝子中にフレームシフト突然変異を含有するストレプトミセス・ア
ベルミチリス突然変異体の発酵分析は、通常のアベルメクチンがもはや生産され
ないこと、及びこれらの突然変異体が菌株SE180−11及びSE184−1
−13と同じ発酵HPLCの特徴を有していることを示した。1つのThios 突然変異体を同定し、菌株SE185−5aと表示した。
【0149】 更に、nt位520をGからAに変え、この結果、位116でトリプトファン
(W)をコードするコドンを終止コドンに変える、aveC遺伝子における突然
変異を行った。この突然変異を持ったストレプトミセス・アベルミチリス菌株は
、通常のアベルメクチンを生産せず、そして菌株SE180−11、SE184
−1−13、及びSE185−5aと同じ発酵の特徴を有していた。
【0150】 さらに、(i)位256でアミノ酸をグリシン(G)からアスパラギン酸(D
)に変える、nt位970でのGからAへの変更、及び(ii)位275でアミノ
酸をチロシン(Y)からヒスチジン(H)に変える、nt位996でのTからC
への変更の両方を行うaveC遺伝子における突然変異を行った。これらの突然
変異(G256D/Y275H)を持ったストレプトミセス・アベルミチリス菌
株は、通常のアベルメクチンを生産せず、そして菌株SE180−11、SE1
84−1−13、及びSE185−5aと同じ発酵の特徴を有していた。
【0151】 ストレプトミセス・アベルミチリスのaveC不活性化突然変異体菌株SE1
80−11、SE184−1−13、SE185−5a、及び本明細書で記載し
た他の菌株は、aveC遺伝子中の他の突然変異の影響を評価するためのスクリ
ーニングツールを提供する。aveC遺伝子の野生型のコピーを含んでいるpS
E186を、大腸菌DM1中に形質転換し、プラスミドDNAをアンピシリン耐
性の形質転換体から単離した。このpSE186DNAを用いてストレプトミセ
ス・アベルミチリス菌株SE180−11のプロトプラストを形質転換した。菌
株SE180−11のチオストレプトン耐性の形質転換体を単離し、エリスロマ
イシン耐性の存在を確認し、ThiorErmr形質転換体を発酵生産物のHPL
C分析によって分析した。機能的なaveC遺伝子[イン・トランス(in t
rans)]の存在により、菌株SE180−11は通常のアベルメクチン生産
を回復することができた(図5B)。
【0152】 8.2.クラスB2:B1の比を変えるaveC遺伝子における突然変異の分析 前記のように、不活性なaveC遺伝子を含有するストレプトミセス・アベル
ミチリス菌株SE180−11は、機能的なaveC遺伝子(pSE186)を
含有するプラスミドを用いて形質転換することにより補完した。菌株SE180
−11も、下記のように、aveC遺伝子における他の突然変異を特徴付けるた
めに宿主菌株として用いた。
【0153】 染色体DNAを菌株1100−SC38から単離し、aveC遺伝子のPCR
増幅のための鋳型として用いた。1.2KbのORFを、aveCヌクレオチド
配列を基礎として設計したプライマーを用いたPCR増幅によって単離した。右
向きのプライマーは、配列表の配列番号6であり、左向きのプライマーは、配列
表の配列番号7であった(前記セクション7.1.10参照)。PCR及びサブ
クローニング条件は、セクション7.1.10に記載の通りであった。1.2K
bのORFのDNA配列分析は、nt位337をCからTに変えるaveC遺伝
子における突然変異であって、位55のアミノ酸をセリン(S)からフェニルア
ラニン(F)に変える突然変異を示している。S55F突然変異を含有するav
eC遺伝子をpWHM3中にサブクローニングしてpSE187と表示したプラ
スミドを形成し、これを用いてストレプトミセス・アベルミチリス菌株SE18
0−11のプロトプラストを形質転換した。菌株SE180−11のチオストレ
プトン耐性の形質転換体を単離し、エリスロマイシン耐性の存在を確認し、Th
iorErmr形質転換体を発酵生産物のHPLC分析によって分析した。アミノ
酸残基55(S55F)における変化をコードするaveC遺伝子の存在により
、菌株SE180−11は通常のアベルメクチン生産を回復することができた(
図5C)。しかしながら、そのシクロヘキシルB2:シクロヘキシルB1の比は
、約1.6:1のB2:B1の比を有する、pSE186を用いて形質転換した
菌株SE180−11と比較して、約26:1であり(表3)、このことは、単
一の突然変異(S55F)がシクロヘキシル−B1に対して生産されるシクロヘ
キシル−B2の量を調節していることを示している。
【0154】 nt位862をGからAに変える、aveC遺伝子における別の突然変異であ
って、位230のアミノ酸をグリシン(G)からアスパラギン酸(D)に変える
突然変異を同定した。この突然変異(G230D)を有するストレプトミセス・
アベルミチリス菌株は、約30:1のB2:B1比でアベルメクチンを生産する
【0155】 8.3.B2:B1比を低下させる突然変異 シクロヘキシル−B1に対して生産されるシクロヘキシル−B2の量を低下さ
せる数種の突然変異を、以下のように構築した。
【0156】 nt位588をGからAに変える、aveC遺伝子における突然変異であって
、位139のアミノ酸をアラニン(A)からスレオニン(T)に変える突然変異
を同定した。このA139T突然変異を含有するaveC遺伝子をpWHM3中
にサブクローニングしてpSE188と表示したプラスミドを形成し、これを用
いてストレプトミセス・アベルミチリス菌株SE180−11のプロトプラスト
を形質転換した。菌株SE180−11のチオストレプトン耐性の形質転換体を
単離し、エリスロマイシン耐性の存在を確認し、ThiorErmr形質転換体を
発酵生産物のHPLC分析によって分析した。アミノ酸残基139(A139T
)における変化をコードする、突然変異aveC遺伝子の存在により、菌株SE
180−11はアベルメクチン生産を回復することができた(図5D)。しかし
ながら、そのB2:B1の比は、約0.94:1であり、このことは、この突然
変異がシクロヘキシル−B1に対して生産されるシクロヘキシル−B2の量を低
下させることを示している。この結果は予期できないものであった。なぜならば
、刊行物に記載されている結果、並びに前記の突然変異の結果は、aveC遺伝
子の不活性化またはアベルメクチンのB1型に対するB2型の生産の増加を示し
ていたに過ぎないからである。
【0157】 A139T突然変異は、B2:B1の比をより有利なB1方向に変えたので、
アミノ酸位138でセリンの代わりにスレオニンをコードする突然変異が構築さ
れた。このように、pSE186をEcoRIで消化し、EcoRIで消化され
ているpGEM3Zf(プロメガ)中にクローニングした。このpSE186a
と表示したプラスミドをApaI及びKpnIで消化し、そのDNAフラグメン
トをアガロースゲルで分離し、そして〜3.8Kb及び〜0.4Kbの2つのフ
ラグメントをゲルから精製した。pSE186由来の〜1.2Kbのインサート
DNAをPCR鋳型として用いて、nt位585に単一の塩基変化を導入した。
このPCRプライマーは、nt位585に突然変異を導入するように設計し、ジ
ェノシス・バイオテクノロジーズ社(テキサス)により供給を受けた。右向きの
PCRプライマーは、5’−GGGGGCGGGCCCGGGTGCGGAGG
CGGAAATGCCCCTGGCGACG−3’(配列表の配列番号12)で
あり、左向きのPCRプライマーは、5’−GGAACCGACCGCCTGA
TACA−3’(配列表の配列番号13)であった。PCR反応は、アドバンテ
ージGCゲノムPCRキット(Advantage GC genomic P
CR kit)[クローンテック・ラボラトリーズ(Clonetech La
boratories),パロ・アルト(Palo Alto ),カリフォル
ニア州]を用いて、製造業者によって供給されたバッファー中、200μMのd
NTPs、200ピコモルの各プライマー、50ngの鋳型DNA、1.0Mの
GC−メルト(GC−Melt)及び1ユニットのクレンタック・ポリメラーゼ
・ミックス(KlenTaq Polymerase Mix)の存在下に最終
容量50μLで実施した。最初のサイクルの熱履歴は、94℃で1分間であり、
それに続いて94℃で30秒間及び68℃で2分間の25サイクル、そして68
℃で3分間の1サイクルであった。295bpのPCR産物をApaI及びKp
nIを用いて消化して254bpフラグメントを放出させ、これを電気泳動によ
り分離しそしてゲルから精製した。3個のフラグメント(〜3.8Kb、〜0.
4Kb及び254bp)すべてを3通りの連結法で一緒に連結した。この連結混
合物を、コンピテント大腸菌DH5α細胞中に形質転換した。プラスミドDNA
をアンピシリン耐性の形質転換体から単離し、正しいインサートの存在を制限分
析によって確認した。このプラスミドをpSE198と表示した。
【0158】 pSE198をEcoRIで消化し、EcoRIで消化されているpWHM3
中にクローニングし、そして大腸菌DH5α細胞中に形質転換した。プラスミド
DNAをアンピシリン耐性の形質転換体から単離し、正しいインサートの存在を
制限分析及びDNA配列分析によって確認した。このプラスミドDNAを大腸菌
DM1中に形質転換し、プラスミドDNAをアンピシリン耐性の形質転換体から
単離し、そして正しいインサートの存在を制限分析によって確認した。このpS
E199と表示したプラスミドを用いて、ストレプトミセス・アベルミチリス菌
株SE180−11のプロトプラストを形質転換した。菌株SE180−11の
チオストレプトン耐性の形質転換体を単離し、エリスロマイシン耐性の存在を確
認し、そしてThiorErmr形質転換体を発酵生産物のHPLC分析によって
分析した。アミノ酸残基138(S138T)における変化をコードする、突然
変異aveC遺伝子の存在により、菌株SE180−11は通常のアベルメクチ
ン生産を回復することができた。しかしながら、そのB2:B1の比は、約0.
88:1であり、このことは、この突然変異がシクロヘキシル−B1に対して生
産されるシクロヘキシル−B2の量を低下させることを示している(表3)。こ
のB2:B1の比は、前記の、pSE188を用いた菌株SE180−11の形
質転換により形成されたA139T突然変異について観察された0.94:1の
比より低くさえある。
【0159】 アミノ酸位138及び139の両方にスレオニンを導入するように、別の突然
変異を構築した。pSE186由来の〜1.2KbのインサートDNAをPCR
鋳型として用いた。PCRプライマーは、nt位585及び588に突然変異を
導入するように設計し、ジェノシス・バイオテクノロジーズ社(テキサス)によ
り供給を受けた。右向きのPCRプライマーは、5’−GGGGGCGGGCC
CGGGTGCGGAGGCGGAAATGCCGCTGGCGACGACC−
3’(配列表の配列番号14)であり、左向きのPCRプライマーは、5’−G
GAACATCACGGCATTCACC−3’(配列表の配列番号15)であ
った。PCR反応は、本セクションにおいて直前に記載した条件を用いて実施し
た。449bpのPCR産物をApaI及びKpnIを用いて消化して254b
pのフラグメントを放出させ、これを電気泳動により分離しそしてゲルから精製
した。pSE186aをApaI及びKpnIを用いて消化し、そのDNAフラ
グメントをアガロースゲルで分離し、そして〜3.8Kb及び〜0.4Kbの2
つのフラグメントをゲルから精製した。3つのフラグメント(〜3.8Kb、〜
0.4Kb及び254bp)すべてを3通りの連結法で一緒に連結し、この連結
混合物をコンピテント大腸菌DH5α細胞中に形質転換した。プラスミドDNA
をアンピシリン耐性の形質転換体から単離し、正しいインサートの存在を制限分
析によって確認した。このプラスミドをpSE230と表示した。
【0160】 pSE230をEcoRIで消化し、EcoRIで消化されているpWHM3
中にクローニングし、そして大腸菌DH5α細胞中に形質転換した。プラスミド
DNAをアンピシリン耐性の形質転換体から単離し、正しいインサートの存在を
制限分析及びDNA配列分析によって確認した。このプラスミドDNAを大腸菌
DM1中に形質転換し、プラスミドDNAをアンピシリン耐性の形質転換体から
単離し、そして正しいインサートの存在を制限分析によって確認した。このプラ
スミドをpSE231と表示し、このプラスミドを用いて、ストレプトミセス・
アベルミチリス菌株SE180−11のプロトプラストを形質転換した。SE1
80−11のチオストレプトン耐性の形質転換体を単離し、エリスロマイシン耐
性の存在を確認し、そしてThiorErmr形質転換体を発酵によって分析した
。S138T/A139Tをコードする、二重に突然変異されたaveC遺伝子
の存在により、菌株SE180−11は通常のアベルメクチン生産を回復するこ
とができた。しかしながら、そのB2:B1の比は、約0.84:1であり、こ
のことは、この突然変異が、前記のpSE188またはpSE199を用いた菌
株SE180−11の形質転換によりもたらされた低下よりさらに、シクロヘキ
シル−B1に対して生産されるシクロヘキシル−B2の量を低下させることを示
している(表3)。
【0161】 《表3》 ストレプトミセス・ 試験した 相対的 相対的 B2:B1 アベルミチリス菌株 形質転 B2 B1 比平均 (形質転換プラスミド) 換体数 濃度 濃度 SE180−11(なし) 30 0 0 0 SE180−11(pWHM3) 30 0 0 0 SE180−11(pSE186) 26 222 140 1.59 SE180−11(pSE187) 12 283 11 26.3 SE180−11(pSE188) 24 193 206 0.94 SE180−11(pSE199) 18 155 171 0.88 SE180−11(pSE231) 6 259 309 0.84
【0162】 これらの結果は、クラス2のアベルメクチンに対してより商業的に望ましいク
ラス1の生産を増加させる結果をもたらす、aveC遺伝子における特異的な突
然変異を示す最初のものである。
【0163】 9.実施例:5’欠失突然変異体の構築 前記セクション5.1において説明したように、図1に示したストレプトミセ
ス・アベルミチリスのヌクレオチド配列(配列表の配列番号1)は、潜在的な開
始位置であるbp位42、174、177及び180において4つの異なるGT
Gコドンを含んでいる。本セクションは、aveC−ORF(図1;配列表の配
列番号1)の5’領域の複数の欠失の構成を説明し、これらのコドンのうちどれ
がタンパク質発現のためのaveC−ORFにおける開始位置として機能するこ
とができたかを規定するのに資するものである。
【0164】 5’末端において種々に欠失したaveC遺伝子のフラグメントを、PCR増
幅によりストレプトミセス・アベルミチリスの染色体DNAから単離した。PC
Rプライマーは、aveCのDNA配列に基づいて設計し、これは、ジェノシス
・バイオテクノロジーズ社により供給を受けた。右向きのプライマーは、5'− AACCCATCCGAGCCGCTC−3'(配列表の配列番号16)(D1 F1);5'−TCGGCCTGCCAACGAAC−3'(配列表の配列番号1
7)(D1F2);5'−CCAACGAACGTGTAGTAG−3'(配列表
の配列番号18)(D1F3);及び5'−TGCAGGCGTACGTGTT CAGC―3'(配列表の配列番号19)(D2F2);であった。左向きのプ ライマーは、5'−CATGATCGCTGAACCGA−3'(配列表の配列番
号20);5'−CATGATCGCTGAACCGAGGA−3'(配列表の配
列番号21);及び5'−AGGAGTGTGGTGCGTCTGGA―3'(配
配列表の配列番号22)であった。このPCR反応は前記セクション8.3に記
載の通りに実施した。
【0165】 このPCR産物を1%アガロースゲル中での電気泳動により分離し、〜1.0
Kbまたは〜1.1Kbの単一のDNAバンドを検出した。このPCR産物をゲ
ルから精製し、25ngの線状化されたpCR2.1ベクター(インビトロジェ
ン)と1:10モルのベクター対インサートの比で、製造業者の取扱説明書に従
って連結した。この連結混合物を用いて、製造業者の取扱説明書に従い、ワン・
ショット(One ShotTM)コンピテント(Competent)大腸菌細
胞(インビトロジェン)を形質転換した。プラスミドDNAをアンピシリン耐性
の形質転換体から単離し、インサートの存在を制限分析及びDNA配列分析によ
って確認した。これらのプラスミドをpSE190(プライマーD1F1を用い
て得られた)、pSE191(プライマーD1F2を用いて得られた)、pSE
192(プライマーD1F3を用いて得られた)、及びpSE193(プライマ
ーD2F2を用いて得られた)と表示した。
【0166】 これらのインサートDNAをそれぞれBamHI/XbaIで消化し、電気泳
動により分離し、ゲルから精製し、そして別々に、BamHI/XbaIで消化
されているシャトルベクターpWHM3と、1:5のベクター対インサートのモ
ル比で総DNA濃度1μgにして連結した。この連結混合物を用いてコンピテン
ト大腸菌DH5α細胞を形質転換した。プラスミドDNAをアンピシリン耐性の
形質転換体から分離し、インサートの存在を制限分析によって確認した。これら
のプラスミドは、pSE194(D1F1)、pSE195(D1F2)、pS
E196(D1F3)及びpSE197(D2F2)と表示し、それぞれを別々
に大腸菌菌株DM1中に形質転換し、プラスミドDNAをアンピシリン耐性の形
質転換体から単離し、正しいインサートの存在を制限分析によって確認した。こ
のDNAを用いてストレプトミセス・アベルミチリス菌株SE180−11のプ
ロトプラストを形質転換した。菌株SE180−11のチオストレプトン耐性の
形質転換体を単離し、エリスロマイシン耐性の存在を確認し、そしてThior Ermr形質転換体を発酵生産物のHPLC分析によって分析し、どのGTG部 位がaveC発現に必要であるかを特定した。この結果は、それぞれ位42にお
いてGTG部位を欠いているが位174、位177及び位180においてはすべ
てが3つのGTG部位を含んでいるpSE194、pSE195及びpSE19
6は、それぞれがSE180−11中に形質転換された場合に通常のアベルメク
チン生産を回復することができたので、位42のGTGコドンを、aveC発現
に影響を与えることなしに除去することができるということを示している。通常
のアベルメクチン生産は、菌株SE180−11を、4つのGTG部位のすべて
を欠いているpSE197で形質転換した場合には、回復がなかった(表4)。
【0167】 《表4》 ストレプトミセス・ 試験した 相対的 相対的 B2:B1 アベルミチリス菌株 形質転 B2 B1 比平均 (形質転換プラスミド) 換体数 濃度 濃度 SE180−11(なし) 6 0 0 0 SE180−11(pWHM3) 6 0 0 0 SE180−11(pSE186) 6 241 152 1.58 SE180−11(pSE194) 6 35 15 2.43 SE180−11(pSE195) 6 74 38 1.97 SE180−11(pSE196) 6 328 208 1.58 SE180−11(pSE197) 12 0 0 0
【0168】 10.実施例:ストレプトミセス・ヒグロスコピカス(S.hygroscop
icus)及びストレプトミセス・グリセオクロモゲネス(S.griseoc
hromogenes)由来のaveC相同体のクローニング 本発明は、他のアベルメクチンまたはミルベマイシン(milbemycin
)を生産するストレプトミセスの種由来のaveC相同遺伝子を同定しそしてク
ローニングすることを可能にするものである。例えば、ストレプトミセス・ヒグ
ロスコピカス(FERM BP−1901)のコスミドライブラリーを、前記ス
トレプトミセス・アベルミチリス由来の1.2KbのaveCプローブとハイブ
リダイズさせた。強くハイブリダイズしたいくつかのコスミドクローンを同定し
た。染色体DNAをこれらのコスミドから分離し、aveCプローブとハイブリ
ッドした4.9KbのKpnIフラグメントを同定した。このDNAの配列を決
定し、ストレプトミセス・アベルミチリスのaveC−ORFと有意な相同性を
持つORF(配列表の配列番号3)を同定した。ストレプトミセス・ヒグロスコ
ピカスのaveC相同ORFから推定されたアミノ酸配列(配列表の配列番号4
)を図6に示す。
【0169】 更に、ストレプトミセス・グリセオクロモゲネスのゲノムDNAのコスミドラ
イブラリーを、前記したストレプトミセス・アベルミチリス由来の1.2Kbの
aveCプローブとハイブリダイズした。強くハイブリダイズしたいくつかのコ
スミドクローンを同定した。染色体DNAをこれらのコスミドから分離し、av
eCプローブとハイブリダイズした5.4KbのPstIフラグメントを同定し
た。このDNAの配列を決定し、ストレプトミセス・アベルミチリスのaveC
−ORFと有意な相同性を持つaveC相同体の部分的ORFを同定した。推定
された部分的アミノ酸配列(配列表の配列番号5)を図6に示す。
【0170】 ストレプトミセス・ヒグロスコピカス及びストレプトミセス・グリセオクロモ
ゲネス由来のaveC相同体のDNA及びアミノ酸配列分析は、これらの領域が
、両方とも互いに対して及びストレプトミセス・アベルミチリスのaveC−O
RF及びAveC遺伝子産物に対して有意な相同性(アミノ酸レベルで〜50%
の配列一致)を共有していることを示している(図6)。
【0171】 11.実施例:ermEプロモーターの後にaveC遺伝子を用いたプラスミド
の構築 pSE186由来の1.2KbのaveC−ORFを、pWHM3のKpnI
/BamHI部位中にKpnI/BamHIフラグメントとしてインサートされ
た300bpのermEプロモーターを有するシャトルベクターpWHM3であ
るpSE34中にサブクローニングした[ウォード(Ward)ら,1986年
,Mol.Gen.Genet.,203:468−478参照]。pSE18
6をBamHI及びHindIIIで消化し、その消化産物を電気泳動により分離 し、そして1.2Kbフラグメントをアガロースゲルから分離し、BamHI及
びHindIIIで消化されているpSE34と連結した。この連結混合物を、製 造業者の取扱説明書に従い、コンピテント大腸菌DH5α細胞中に形質転換した
。プラスミドDNAをアンピシリン耐性の形質転換体から単離し、1.2Kbの
インサートの存在を制限分析によって確認した。このプラスミドは、pSE18
9と表示し、大腸菌DM1中に形質転換し、プラスミドDNAをアンピシリン耐
性の形質転換体から単離した。ストレプトミセス・アベルミチリス菌株1100
−SC38のプロトプラストをpSE189を用いて形質転換した。菌株110
0−SC38のチオストレプトン耐性の形質転換体を単離し、発酵生産物のHP
LC分析によって分析した。
【0172】 pSE189を含有するストレプトミセス・アベルミチリス菌株1100−S
C38の形質転換体は、生産されるアベルメクチン・シクロヘキシル−B2:ア
ベルメクチン・シクロヘキシル−B1の比(約3:1)において菌株1100−
SC38(約34:1)と比較して変化が生じ、アベルメクチンの総生産量が、
pSE119を用いて形質転換された菌株1100−SC38と比べ約2.4倍
増加した(表5)。
【0173】 pSE189を、同様に、野生型のストレプトミセス・アベルミチリス菌株の
プロトプラスト中に形質転換した。チオストレプトン耐性の形質転換体を単離し
、発酵生産物のHPLC分析によって分析した。pSE189を用いて形質転換
された野生型のストレプトミセス・アベルミチリスにより生産されたアベルメク
チン総量は、pSE119を用いて形質転換された野生型のストレプトミセス・
アベルミチリスに比べて約2.2倍増加した(表5)。
【0174】 《表5》 ストレプトミセス・ 試験した 相対値 相対値 相対値 B2:B1 アベルミチリス菌株 形質転 [B2] [B1] 合計アベル 比(形質転換プラスミド) 換体数 メクチン 平均 1100−SC38 6 155 4.8 176 33.9 1100−SC38 9 239 50.3 357 4.7 (pSE119) 1100−SC38 16 546 166 849 3.3 (pSE189) 野生型 6 59 42 113 1.41 野生型 6 248 151 481 1.64 (pSE119) 野生型 5 545 345 1071 1.58 (pSE189)
【0175】 12.実施例:ストレプトミセス・アベルミチリスのaveC−ORF及びスト
レプトミセス・ヒグロスコピカスのaveC相同体の両方に由来する配列を含ん
でいるキメラプラスミド ストレプトミセス・アベルミチリスのaveC−ORFの564bp相同性部
分をストレプトミセス・ヒグロスコピカスのaveC相同体の564bp部分に
置き換えて含んでいる、pSE350と表示したハイブリッドプラスミド(図7
)を、以下のように構築した。pSE350は、両方の配列中に保存されている
BsaAI制限部位(aveC位225)、及びストレプトミセス・アベルミチ
リスのaveC遺伝子中に存在するKpnI制限部位(aveC位810)を用
いて構築した。KpnI部位は、前記セクション7.1.10に記載のPCR条
件を用い、右向きのプライマー5’−CTTCAGGTGTACGTGTTCG
−3’(配列表の配列番号23)及び左向きのプライマー5’−GAACTGG
TACCAGTGCCC−3’(配列表の配列番号24)(ジェノシス・バイオ
テクノロジーズ社により供給された)を用いたPCRによって、ストレプトミセ
ス・ヒグロスコピカスのDNA中に導入した。このPCR産物をBsaAI及び
KpnIで消化し、そのフラグメントを1%アガロースゲル中の電気泳動により
分離し、そして564bpのBsaAI/KpnIフラグメントをゲルから分離
した。pSE179(前記セクション7.1.10に記載)をKpnI及びHi
ndIIIで消化し、そのフラグメントを1%アガロースゲル中の電気泳動により 分離し、そして〜4.5Kbのフラグメントをゲルから分離した。pSE179
をHindIII及びBsaAIで消化し、そのフラグメントを1%アガロースゲ ル中の電気泳動により分離し、そして〜0.2KbのBsaAI/HindIII フラグメントをゲルから分離した。ストレプトミセス・ヒグロスコピカス由来の
〜4.5KbのHindIII/KpnIフラグメント、〜0.2KbのBsaA I/HindIIIフラグメント及び564bpのBsaAI/KpnIフラグメ ントを3通りの連結法で一緒に連結し、この連結混合物をコンピテント大腸菌D
H5α細胞中に形質転換した。プラスミドDNAをアンピシリン耐性の形質転換
体から単離し、正しいインサートの存在をKpnI及びAvaIを用いた制限分
析によって確認した。このプラスミドをHindIII及びXbaIで消化して、 1.2Kbのインサートを放出させ、次いでこのインサートを、HindIII及 びXbaIで消化しておいたpWHM3と連結した。この連結混合物をコンピテ
ント大腸菌DH5α細胞中に形質転換し、プラスミドDNAをアンピシリン耐性
の形質転換体から単離し、正しいインサートの存在をHindIII及びAvaI を用いた制限分析によって確認した。このプラスミドDNAを大腸菌DM1中に
形質転換し、プラスミドDNAをアンピシリン耐性の形質転換体から分離し、正
しいインサートの存在を制限分析及びDNA配列分析によって確認した。このプ
ラスミドをpSE350と表示し、これを用いてストレプトミセス・アベルミチ
リス菌株SE180−11のプロトプラストを形質転換した。菌株SE180−
11のチオストレプトン耐性の形質転換体を単離し、エリスロマイシン耐性の存
在を確認し、そしてThiorErmr形質転換体を発酵生産物のHPLC分析に
よって分析した。その結果は、ストレプトミセス・アベルミチリス/ストレプト
ミセス・ヒグロスコピカスのハイブリッドプラスミドを含有する形質転換体は平
均で約109:1のB2:B1比を有していることを示している。
【0176】 《表6》 ストレプトミセス・ 試験した 相対的 相対的 B2:B1 アベルミチリス菌株 形質転 B2 B1 比平均 (形質転換プラスミド) 換体数 濃度 濃度 SE180−11(なし) 8 0 0 0 SE180−11(pWHM3) 8 0 0 0SE180−11(pSE350) 16 233 2 109
【0177】 生物学的材料の寄託 下記の生物学的材料を、米国、20852、メリーランド州、ロックビル(R
ockville)、パークローン・ドライブ(Parklawn Drive
)12301在のアメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション(Ameri
can Type Culture Collection)(ATCC)に、
1998年1月29日に寄託し、下記の受託番号を付与された。 プラスミド 受託番号 プラスミドpSE180 209605 プラスミドpSE186 209604
【0178】 前記したすべての特許、特許出願及び刊行物は、その全体を参考までに本明細
書に引用するものである。 本発明は、本明細書に記した特定の態様により発明の範囲を限定することを意
図するものではなく、これらの態様は本発明の個々の観点の単独の説明を意図し
て設けたものであり、機能的に等価な方法及び要素は本発明の範囲内にある。実
際、本明細書に示し記載した態様の他に、本発明の種々の態様があることは、本
明細書の記載内容及び添付の図面から当業者には明白なことであろう。かかる態
様が、請求の範囲内に包含されることは意図するところである。
【配列表】
【図面の簡単な説明】
【図1】 ストレプトミセス・アベルミティリスaveC−ORFを含むDNA配列(配
列表の配列番号1)及び推定されるアミノ酸配列(配列表の配列番号2)。
【図2】 ストレプトミセス・アベルミティリスのaveC遺伝子の完全ORFを含むプ
ラスミドベクターpSE186(ATCC209604)。
【図3】 ストレプトミセス・アベルミティリスのaveC−ORF中に挿入された、サ
ッカロポリスポラ・エリスラエア(Saccharopolyspora er
ythraea)のermE遺伝子を含む遺伝子置換ベクターpSE186(A
TCC209605)。
【図4】 ストレプトミセス・アベルミティリス由来のアベルメクチンポリケチドシンタ
ーゼ遺伝子クラスターのBamHI制限地図、及び同定された5種の重複コスミ
ドクローン(すなわち、pSE65、pSE66、pSE67、pSE68、p
SE69)。pSE118とpSE119との関係も示す。
【図5A】 ストレプトミセス・アベルミティリス株により生成された発酵生成物のHPL
C分析。ピークの定量は、シクロヘキシルB1の標準量との比較により実施した
。シクロヘキシルB2の保持時間は、7.4〜7.7分間;シクロヘキシルB1
の保持時間は、11.9〜12.3分間。不活性aveC−ORFを有するスト
レプトミセス・アベルミティリスSE180−11株。
【図5B】 ストレプトミセス・アベルミティリス株により生成された発酵生成物のHPL
C分析。ピークの定量は、シクロヘキシルB1の標準量との比較により実施した
。シクロヘキシルB2の保持時間は、7.4〜7.7分間;シクロヘキシルB1
の保持時間は、11.9〜12.3分間。pSE186(ATCC209604
)で形質転換されたストレプトミセス・アベルミティリスSE180−11株。
【図5C】 ストレプトミセス・アベルミティリス株により生成された発酵生成物のHPL
C分析。ピークの定量は、シクロヘキシルB1の標準量との比較により実施した
。シクロヘキシルB2の保持時間は、7.4〜7.7分間;シクロヘキシルB1
の保持時間は、11.9〜12.3分間。pSE187で形質転換されたストレ
プトミセス・アベルミティリスSE180−11株。
【図5D】 ストレプトミセス・アベルミティリス株により生成された発酵生成物のHPL
C分析。ピークの定量は、シクロヘキシルB1の標準量との比較により実施した
。シクロヘキシルB2の保持時間は、7.4〜7.7分間;シクロヘキシルB1
の保持時間は、11.9〜12.3分間。pSE188で形質転換されたストレ
プトミセス・アベルミティリスSE180−11株。
【図6】 ストレプトミセス・アベルミティリスのaveC−ORFでコードされる推定
アミノ酸配列(SEC ID NO:2)と、ストレプトミセス・グリセオクロ
モゲネス(griseochromogenes)由来のaveC相同部分的O
RFでコードされる推定アミノ酸配列(配列表の配列番号5)と、ストレプトミ
セス・ヒグロスコピカス(hygroscopicus)由来のaveC相同O
RFでコードされる推定アミノ酸配列(配列表の配列番号4)との比較。太字(
bold)のバリン残基が、タンパク質の推定上のスタート部位である。保存さ
れている残基を、3種の全ての配列で相同であれば大文字で示し、3種の配列の
内、2つが相同であれば小文字で示す。アミノ酸配列は、約50%の配列一致を
含む。
【図7】 ストレプトミセス・アベルミティリスaveC−ORF中のBsaAl/Kp
nl部位に挿入された、ストレプトミセス・ヒグロスコピカスaveC相同遺伝
子由来の564bpのBsaAl/Kpnlフラグメントを含むハイブリッドプ
ラスミド構築物。
【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4月27日(2000.4.27)
【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】 ストレプトミセス・アベルミティリスの生体内でAve
C遺伝子に天然に隣接するヌクレオチド配列を更に含む、請求項に記載の単離
ポリヌクレオチド分子。
【請求項トレプトミセス・アベルミティリスAveC遺伝子産
物をコードする図1(配列表の配列番号1)に示すaveC−ORF又はその実
体部分のヌクレオチド配列に対して、相同なヌクレオチド配列を含む、単離ポリ
ヌクレオチド分子。
【請求項】 配列表の配列番号3のヌクレオチド配列又はその実体部
分、あるいは、配列表の配列番号3のヌクレオチド配列と相同なヌクレオチド配
列を含む、単離ポリヌクレオチド分子。
【請求項】 図1(配列表の配列番号1)又は配列表の配列番号3の
ヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチド分子に対して、あるいは、図1(配
列表の配列番号1)又は配列表の配列番号3のヌクレオチド配列に相補的なヌク
レオチド配列を有するポリヌクレオチド分子に対して、高度にストリンジェント
な条件下でハイブリダイズする、オリゴヌクレオチド分子。
【請求項】 図1(配列表の配列番号1)又は配列表の配列番号3の
ヌクレオチド配列に対して、あるいは、図1(配列表の配列番号1)又は配列表
の配列番号3のヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列を有するポリヌク
レオチド分子に対して、相補的である、請求項に記載のオリゴヌクレオチド分
子。
【請求項1(配列表の配列番号1)のaveC−ORF又はそ
の実体部分のヌクレオチド配列;及び ストレプトミセス・アベルミティリスAveC遺伝子産物をコードする図1(配
列表の配列番号1)のaveC−ORF又はその実体部分のヌクレオチド配列に
対して、相同であるヌクレオチド配 らなる群から選んだヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチド分子を含む、組
換えベクター。
【請求項】 調節要素1又はそれ以上をコードするヌクレオチド配列
を更に含み、そして、前記の調節要素をコードするヌクレオチド配列と、請求項 に記載のベクターのポリヌクレオチド分子のヌクレオチド配列とが、影響を及
ぼす関係にある、請求項に記載の組換えベクター。
【請求項】 選択マーカーをコードするヌクレオチド配列を更に含む
、請求項に記載の組換えベクター。
【請求項10】 プラスミドpSE186(ATCC209604)で
ある、請求項に記載の組換えベクター。
【請求項11】 請求項に記載の組換えベクターを含む、宿主細胞。
【請求項12】 ストレプトミセス・アベルミティリスである、請求項 11 に記載の宿主細胞。
【請求項13】 配列表の配列番号3のヌクレオチド配列又はその実体
部分;配列表の配列番号3のヌクレオチド配列と相同なヌクレオチド配列;及び
配列表の配列番号4のアミノ酸配列を有するポリペプチドをコードするヌクレオ
チド配列からなる群から選択したヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチド分子
を含む、組換えベクター。
【請求項14】 調節要素1又はそれ以上をコードするヌクレオチド配
列を更に含み、そして、前記の調節要素をコードするヌクレオチド配列と、請求
13に記載のベクターのポリヌクレオチド分子のヌクレオチド配列とが、影響
を及ぼす関係にある、請求項13に記載の組換えベクター。
【請求項15】 選択マーカーをコードするヌクレオチド配列を更に含
む、請求項14に記載の組換えベクター。
【請求項16】 請求項15に記載の組換えベクターを含む、宿主細胞
【請求項17】 ストレプトミセス・ヒグロスコピカスである、請求項 16 に記載の宿主細胞。
【請求項18】 プラスミドpSE186(ATCC209604)の
ストレプトミセス・アベルミティリスAveC遺伝子産物をコードするヌクレオ
チド配列によってコードされるアミノ酸配列、あるいは、配列表の配列番号2の
アミノ酸配列又はその実体部分を有する、単離されたストレプトミセス・アベル
ミティリスAveC遺伝子産物、又はその相同ポリペプチド。
【請求項19】 配列表の配列番号4のアミノ酸配列を有する、単離さ れた ストレプトミセス・ヒグロスコピカスAveC相同遺伝子産物。
【請求項20】 組換え発現ベクター[但し、前記組換え発現ベクター
、配列表の配列番号2のアミノ酸配列又はその実体部分をコードするヌクレオ
チド配列を有するポリヌクレオチド分子を含み、前記ポリヌクレオチド分子と、
宿主細胞中におけるポリヌクレオチド分子の発現を制御する調節要素1又はそれ
以上とが、影響を及ぼす関係にある]で形質転換した宿主細胞を、組換えAve
C遺伝子産物の生成を促す条件下で培養し、その細胞培養物からAveC遺伝子
産物を回収することを含む、組換えAveC遺伝子産物の製造方法。
【請求項21】 組換え発現ベクター[但し、前記組換え発現ベクター
は、配列表の配列番号4のアミノ酸配列又はその実体部分をコードするヌクレオ
チド配列を有するポリヌクレオチド分子を含み、前記ポリヌクレオチド分子と、
宿主細胞中におけるポリヌクレオチド分子の発現を制御する調節要素1又はそれ
以上とが、影響を及ぼす関係にある]で形質転換した宿主細胞を、組換えAve
C相同遺伝子産物の生成を促す条件下で培養し、その細胞培養物からAveC相
同遺伝子産物を回収することを含む、組換えAveC相同遺伝子産物の製造方法
【請求項22】 野生型aveC対立遺伝子が不活化されており、しか
も、突然変異1又はそれ以上を更に含むヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチ
ド分子が発現されるストレプトミセス・アベルミティリスATCC53692株
の細胞が、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現するストレプトミセス
・アベルミティリスATCC53692株の細胞によって生成されるアベルメク
チンと比較して、シクロヘキサンカルボン酸の存在下で発酵した場合にシクロヘ キシルB2:シクロヘキシルB1が減少した アベルメクチンを生成するような前
記突然変異ヌクレオチド配列を更に含むこと以外は、プラスミドpSE186(
ATCC209604)のストレプトミセス・アベルミティリスAveC遺伝子
産物をコードする配列と、あるいは、図1(配列表の配列番号1)に記載のスト
レプトミセス・アベルミティリスのaveC−ORFのヌクレオチド配列と、あ るいは、その縮重変異体と 同じヌクレオチド配列を含む、ポリヌクレオチド分子
【請求項23】 シクロヘキシルB2:シクロヘキシルB1の減少した
比が、1.6:1未満である、請求項22に記載のポリヌクレオチド分子。
【請求項24】 シクロヘキシルB2:シクロヘキシルB1の減少した
比が、約0.94:1である、請求項23に記載のポリヌクレオチド分子。
【請求項25】 図1(配列表の配列番号1)のストレプトミセス・ア
ベルミティリスaveC−ORFに対する突然変異が、AveC遺伝子産物の残
基139におけるアラニンからトレオニンへのアミノ酸置換をコードする、請求
24に記載のポリヌクレオチド分子。
【請求項26】 シクロヘキシルB2:シクロヘキシルB1の減少した
比が、約0.88:1である、請求項23に記載のポリヌクレオチド分子。
【請求項27】 図1(配列表の配列番号1)のストレプトミセス・ア
ベルミティリスaveC−ORFに対する突然変異が、AveC遺伝子産物の残
基138におけるセリンからトレオニンへのアミノ酸置換をコードする、請求項 26 に記載のポリヌクレオチド分子。
【請求項28】 シクロヘキシルB2:シクロヘキシルB1の減少した
比が、約0.84:1である、請求項23に記載のポリヌクレオチド分子。
【請求項29】 図1(配列表の配列番号1)のストレプトミセス・ア
ベルミティリスaveC−ORFに対する突然変異が、AveC遺伝子産物の残
基138におけるセリンからトレオニンへの第1のアミノ酸置換と、AveC遺
伝子産物の残基139におけるアラニンからトレオニンへの第2のアミノ酸置換
とをコードする、請求項28に記載のポリヌクレオチド分子。
【請求項30】 図1(配列表の配列番号1)のストレプトミセス・ア
ベルミティリスaveC−ORFと影響を及ぼす関係にある強力なプロモーター
を含む、ポリヌクレオチド分子。
【請求項31】 強力なプロモーターが、サッカロポリスポラ・エリス
ラエア由来のermEプロモーターである、請求項30に記載のポリヌクレオチ
ド分子。
【請求項32】 AveC遺伝子産物をコードする図1(配列表の配列 番号1)のORFをコードする ヌクレオチド配列中への外来性ヌクレオチド配列
の挿入によって不活性化された前記ヌクレオチド配列を含む、ポリヌクレオチド
分子。
【請求項33】 図1(配列表の配列番号1)のaveC−ORFから
640bpのPstI/SphIフラグメントを欠失することによって不活性化
したaveC対立遺伝子を含む、ポリヌクレオチド分子。
【請求項34図1(配列表の配列番号1)のaveC対立遺伝子中
にフレームシフト突然変異を導入することによって不活化されたaveC対立遺
伝子を含む、ポリヌクレオチド分子。
【請求項35】 図1(配列表の配列番号1)のaveC−ORFのヌ
クレオチド位置471におけるCヌクレオチドの後に、Gヌクレオチド2個を加
えることによってフレームシフト突然変異が導入された、請求項34に記載のポ
リヌクレオチド分子。
【請求項36図1(配列表の配列番号1)のaveC−ORFによ りコードされる ストレプトミセス・アベルミティリスAveC遺伝子産物のアミ
ノ酸116をコードするヌクレオチド位置に、終止コドンを導入することによっ
て不活性化されたaveC対立遺伝子を含む、ポリヌクレオチド分子。
【請求項37】 AveC遺伝子産物のアミノ酸位置256においてグ
リシンをアスパラギン酸に変える第1の突然変異と、AveC遺伝子産物の25
7位置においてチロシンをヒスチジンに変える第2の突然変異とを導入すること
によって不活性化させたaveC対立遺伝子を含む、ポリヌクレオチド分子。
【請求項38】 ストレプトミセス・アベルミティリス染色体において
、生体内でAveC−ORFに天然に隣接するヌクレオチド配列を含むポリヌク
レオチド分子を含む、遺伝子置換ベクター。
【請求項39】 請求項22〜37のいずれか一項に記載のポリヌクレ
オチド分子を含む、組換えベクター。
【請求項40】 請求項32に記載のポリヌクレオチド分子を含み、p
SE180(ATCC209605)である、組換えベクター。
【請求項41】 請求項39に記載の組換えベクターを含む、宿主スト
レプトミセス細胞。
【請求項42】 (a)天然のaveC対立遺伝子が不活性化されてお
り、しかも、突然変異したAveC遺伝子産物をコードするヌクレオチド配列を
含むポリヌクレオチド分子が導入されて発現しているストレプトミセス・アベル
ミティリス株の細胞によって生成されるアベルメクチンのクラス2:1比を決定
し; (b)図1(配列表の配列番号1)のORFのヌクレオチド配列、あるいは、そ
れに相同なヌクレオチド配列を有するaveC対立遺伝子のみを代わりに発現す
ること以外は、工程(a)と同じストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞
によって生成されるアベルメクチンのクラス2:1比を決定し;そして、 (c)工程(a)のストレプトミセス・アベルミティリス細胞によって生成され
るアベルメクチンのクラス2:1比と、工程(b)のストレプトミセス・アベル
ミティリス細胞によって生成されるアベルメクチンのクラス2:1比とを比較し
;工程(a)のストレプトミセス・アベルミティリス細胞によって生成されるア
ベルメクチンのクラス2:1比が、工程(b)のストレプトミセス・アベルミテ
ィリス細胞によって生成されるアベルメクチンのクラス2:1比より低い場合に
、アベルメクチンのクラス2:1比を減少させることのできるaveC−ORF
の突然変異を同定する ことを含む、生成されるアベルメクチンのクラス2:1比を減少させることので
きるaveC−ORFの突然変異を同定する方法。
【請求項43】 突然変異したaveC対立遺伝子を発現し、しかも
、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現するストレプトミセス・アベル
ミティリスの同じ株の細胞と比較して、クラス2:1比が減少したアベルメクチ
ンを生成する細胞を含むストレプトミセス・アベルミティリス新規株の製造方法
であって、 ストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞を、突然変異したaveC対立遺
伝子(但し、前記遺伝子は、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現する
同じ株の細胞と比較して、突然変異したaveC対立遺伝子を発現するストレプ
トミセス・アベルミティリス株の細胞によって生成されるアベルメクチンのクラ
ス2:1比を減少させる遺伝子産物をコードする)を担持するベクターによって
形質転換し、そして、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現する株の細
胞により生成されるクラス2:1比と比較して、クラス2:1比が減少したアベ
ルメクチンを生成する形質転換細胞を選択することを含む、前記製造方法。
【請求項44】 細胞が、不活性化されたaveC対立遺伝子を含むス
トレプトミセス・アベルミティリス新規株の製造方法であって、 ストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞を、aveC対立遺伝子を不活性
化させるベクターで形質転換し、そして、aveC対立遺伝子が不活性化された
形質転換細胞を選択することを含む、前記製造方法。
【請求項45】 ベクターがpSE180(ATCC209605)で
ある、請求項44に記載の方法。
【請求項46】 突然変異したaveC対立遺伝子[但し、前記遺伝子
は、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現する同じ株の細胞と比較して
減少したクラス2:1比のアベルメクチンの生成(細胞による)を引き起こす
]を発現する細胞を含む、ストレプトミセス・アベルミティリス株。
【請求項47】 細胞が、1.6:1未満の比でシクロヘキシルB2:
シクロヘキシルB1アベルメクチンを生成する、請求項46に記載の株。
【請求項48】 細胞が、約0.94:1の比でシクロヘキシルB2:
シクロヘキシルB1アベルメクチンを生成する、請求項46に記載の株。
【請求項49】 細胞が、約0.88:1の比でシクロヘキシルB2:
シクロヘキシルB1アベルメクチンを生成する、請求項46に記載の株。
【請求項50】 細胞が、約0.84:1の比でシクロヘキシルB2:
シクロヘキシルB1アベルメクチンを生成する、請求項46に記載の株。
【請求項51】 aveC遺伝子が不活性化された細胞を含む、ストレ
プトミセス・アベルミティリス株。
【請求項52】 ストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞(但し
、前記細胞は、突然変異したaveC対立遺伝子を発現することなく野生型av
eC対立遺伝子のみを代わりに発現する同じ株の細胞と比較して、突然変異した
aveC対立遺伝子を発現するストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞に
よって生成されるアベルメクチンのクラス2:1比を減少させる遺伝子産物をコ
ードする突然変異したaveC対立遺伝子を発現する)を、その細胞によるアベ
ルメクチンの生成を許容又は誘発する条件下で、培養培地中で培養し、そして、
培養物からアベルメクチンを回収することを含む、アベルメクチンの製造方法。
【請求項53】 ストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞(但し
、前記細胞は、突然変異したaveC対立遺伝子を発現することなく野生型av
eC対立遺伝子のみを代わりに発現する同じ株の細胞と比較して、突然変異した
aveC対立遺伝子を発現するストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞に
よって生成されるアベルメクチンのクラス2:1比を減少させる遺伝子産物をコ
ードする突然変異したaveC対立遺伝子を発現する)により生成されたアベル
メクチンの組成物であって、 前記アベルメクチンが、突然変異したaveC対立遺伝子を発現することなく野
生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現するストレプトミセス・アベルミテ
ィリスの同じ株の細胞により生成されるアベルメクチンのクラス2:1比と比較
して、減少したクラス2:1比で生成される、前記組成物。
───────────────────────────────────────────────────── 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) C12Q 1/527 (C12N 1/21 //(C12N 1/21 C12R 1:465) C12R 1:465) 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,GD,GE,GH,GM ,HR,HU,ID,IL,IS,JP,KE,KG, KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,L U,LV,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO ,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG, SI,SK,SL,TJ,TM,TR,TT,UA,U G,US,UZ,VN,YU,ZW (72)発明者 マッカーサー,ハーミッシュ アラスター アーヴィン アメリカ合衆国 06335 コネチカット州 ゲイルズ・フェリー市 フィーザント・ ラン・ドライブ 19 Fターム(参考) 4B024 AA01 AA10 BA80 CA01 DA08 FA02 GA11 GA19 GA25 4B050 CC03 DD02 LL01 4B063 QA17 QQ06 QS10 QX01 4B064 AF53 CA04 CA19 CB29 CC24 CD18 DA01 DA12 4B065 AA50X AA50Y AB01 AC14 BA01 BA16 CA22 CA27 CA34 CA43 CA44

Claims (71)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ストレプトミセス・アベルミティリスの完全aveC−OR
    F又はその実体部分を含む、単離ポリヌクレオチド分子であって、 前記単離ポリヌクレオチド分子が、ストレプトミセス・アベルミティリス染色体
    において、生体内でaveC−ORFの下流に位置する次の完全ORFを欠失す
    る、前記単離ポリヌクレオチド分子。
  2. 【請求項2】 プラスミドpSE186(ATCC209604)のストレ
    プトミセス・アベルミティリスAveC遺伝子産物をコードする配列と同じであ
    るか、あるいは、図1(配列表の配列番号1)のaveC−ORF又はその実体
    部分のヌクレオチド配列と同じであるヌクレオチド配列を含む、請求項1に記載
    の単離ポリヌクレオチド分子。
  3. 【請求項3】 ストレプトミセス・アベルミティリスの生体内でAveC遺
    伝子に天然に隣接するヌクレオチド配列を更に含む、請求項2に記載の単離ポリ
    ヌクレオチド分子。
  4. 【請求項4】 プラスミドpSE186(ATCC209604)のストレ
    プトミセス・アベルミティリスAveC遺伝子産物をコードする配列に対して、
    あるいは、図1(配列表の配列番号1)に示すaveC−ORF又はその実体部
    分のヌクレオチド配列に対して、相同なヌクレオチド配列を含む、単離ポリヌク
    レオチド分子。
  5. 【請求項5】 プラスミドpSE186(ATCC209604)のAve
    C遺伝子産物をコードする配列によりコードされるアミノ酸配列に対して、ある
    いは、図1(配列表の配列番号2)のアミノ酸配列又はその実体部分に対して、
    相同なアミノ酸配列を有するポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む
    、単離ポリヌクレオチド分子。
  6. 【請求項6】 配列表の配列番号3のヌクレオチド配列又はその実体部分、
    あるいは、配列表の配列番号3のヌクレオチド配列と相同なヌクレオチド配列を
    含む、単離ポリヌクレオチド分子。
  7. 【請求項7】 配列表の配列番号4のアミノ酸配列と相同なポリペプチドを
    コードするヌクレオチド配列を含む、単離ポリヌクレオチド分子。
  8. 【請求項8】 図1(配列表の配列番号1)又は配列表の配列番号3のヌク
    レオチド配列を有するポリヌクレオチド分子に対して、あるいは、図1(配列表
    の配列番号1)又は配列表の配列番号3のヌクレオチド配列に相補的なヌクレオ
    チド配列を有するポリヌクレオチド分子に対して、高度にストリンジェントな条
    件下でハイブリダイズする、オリゴヌクレオチド分子。
  9. 【請求項9】 図1(配列表の配列番号1)又は配列表の配列番号3のヌク
    レオチド配列に対して、あるいは、図1(配列表の配列番号1)又は配列表の配
    列番号3のヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列を有するポリヌクレオ
    チド分子に対して、相補的である、請求項8に記載のオリゴヌクレオチド分子。
  10. 【請求項10】 (a)プラスミドpSE186(ATCC209604)
    のストレプトミセス・アベルミティリスAveC遺伝子産物をコードする配列と
    同じであるか、あるいは、図1(配列表の配列番号1)のaveC−ORF又は
    その実体部分のヌクレオチド配列と同じであるヌクレオチド配列; (b)プラスミドpSE186(ATCC209604)のストレプトミセス・
    アベルミティリスAveC遺伝子産物をコードする配列に対して、あるいは、図
    1(配列表の配列番号1)のaveC−ORF又はその実体部分のヌクレオチド
    配列に対して、相同であるヌクレオチド配列;及び (c)プラスミドpSE186(ATCC209604)のAveC遺伝子産物
    をコードする配列によりコードされるアミノ酸配列に対して、あるいは、図1(
    配列表の配列番号2)のアミノ酸配列又はその実体部分に対して、相同なアミノ
    酸配列を有するポリペプチドをコードする、ヌクレオチド配列 からなる群から選んだヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチド分子を含む、組
    換えベクター。
  11. 【請求項11】 調節要素1又はそれ以上をコードするヌクレオチド配列を
    更に含み、そして、前記の調節要素をコードするヌクレオチド配列と、請求項1
    0に記載のヌクレオチド配列とが、影響を及ぼす関係にある、請求項10に記載
    の組換えベクター。
  12. 【請求項12】 選択マーカーをコードするヌクレオチド配列を更に含む、
    請求項11に記載の組換えベクター。
  13. 【請求項13】 プラスミドpSE186(ATCC209604)である
    、請求項12に記載の組換えベクター。
  14. 【請求項14】 請求項12に記載の組換えベクターを含む、宿主細胞。
  15. 【請求項15】 ストレプトミセス・アベルミティリスである、請求項14
    に記載の宿主細胞。
  16. 【請求項16】 配列表の配列番号3のヌクレオチド配列又はその実体部分
    ;配列表の配列番号3のヌクレオチド配列と相同なヌクレオチド配列;及び配列
    表の配列番号4のアミノ酸配列と相同なポリペプチドをコードするヌクレオチド
    配列からなる群から選択したヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチド分子を含
    む、組換えベクター。
  17. 【請求項17】 調節要素1又はそれ以上をコードするヌクレオチド配列を
    更に含み、そして、前記の調節要素をコードするヌクレオチド配列と、請求項1
    6に記載のヌクレオチド配列とが、影響を及ぼす関係にある、請求項16に記載
    の組換えベクター。
  18. 【請求項18】 選択マーカーをコードするヌクレオチド配列を更に含む、
    請求項17に記載の組換えベクター。
  19. 【請求項19】 請求項18に記載の組換えベクターを含む、宿主細胞。
  20. 【請求項20】 ストレプトミセス・ヒグロスコピカスである、請求項19
    に記載の宿主細胞。
  21. 【請求項21】 プラスミドpSE186(ATCC209604)のスト
    レプトミセス・アベルミティリスAveC遺伝子産物をコードするヌクレオチド
    配列によってコードされるアミノ酸配列、あるいは、配列表の配列番号2のアミ
    ノ酸配列又はその実体部分を有する、組換え発現ストレプトミセス・アベルミテ
    ィリスAveC遺伝子産物、又はその相同ポリペプチド。
  22. 【請求項22】 配列表の配列番号4のアミノ酸配列を有する、組換え発現
    ストレプトミセス・ヒグロスコピカスAveC相同遺伝子産物、又はその相同ポ
    リペプチド。
  23. 【請求項23】 組換え発現ベクター[但し、前記組換え発現ベクターは、
    プラスミドpSE186(ATCC209604)のストレプトミセス・アベル
    ミティリスAveC遺伝子産物をコードするヌクレオチド配列によってコードさ
    れるアミノ酸配列をコードするか、あるいは、配列表の配列番号2のアミノ酸配
    列又はその実体部分をコードするヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチド分
    子を含み、前記ポリヌクレオチド分子と、宿主細胞中におけるポリヌクレオチド
    分子の発現を制御する調節要素1又はそれ以上とが、影響を及ぼす関係にある]
    で形質転換した宿主細胞を、組換えAveC遺伝子産物の生成を促す条件下で培
    養し、その細胞培養物からAveC遺伝子産物を回収することを含む、組換えA
    veC遺伝子産物の製造方法。
  24. 【請求項24】 組換え発現ベクター[但し、前記組換え発現ベクターは、
    配列表の配列番号4のアミノ酸配列又はその実体部分をコードするヌクレオチド
    配列を有するポリヌクレオチド分子を含み、前記ポリヌクレオチド分子と、宿主
    細胞中におけるポリヌクレオチド分子の発現を制御する調節要素1又はそれ以上
    とが、影響を及ぼす関係にある]で形質転換した宿主細胞を、組換えAveC相
    同遺伝子産物の生成を促す条件下で培養し、その細胞培養物からAveC相同遺
    伝子産物を回収することを含む、組換えAveC相同遺伝子産物の製造方法。
  25. 【請求項25】 野生型aveC対立遺伝子が不活化されており、しかも、
    突然変異1又はそれ以上を更に含むヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチド分
    子が発現されるストレプトミセス・アベルミティリスATCC53692株の細
    胞が、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現するストレプトミセス・ア
    ベルミティリスATCC53692株の細胞によって生成されるアベルメクチン
    と比較して、異なる比又は量のアベルメクチンを生成するような前記突然変異ヌ
    クレオチド配列を更に含むこと以外は、プラスミドpSE186(ATCC20
    9604)のストレプトミセス・アベルミティリスAveC遺伝子産物をコード
    する配列と、あるいは、図1(配列表の配列番号1)に記載のストレプトミセス
    ・アベルミティリスのaveC−ORFのヌクレオチド配列と同じヌクレオチド
    配列を含む、ポリヌクレオチド分子。
  26. 【請求項26】 アベルメクチン生成を調整することにより、野生型ave
    C対立遺伝子が不活化されており、しかも、請求項25に記載のポリヌクレオチ
    ド分子が発現されるストレプトミセス・アベルミティリスATCC53692株
    の細胞が、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現するストレプトミセス
    ・アベルミティリスATCC53692株の細胞と比較して、クラス2:1比が
    減少した状態でアベルメクチンを生成する、請求項25に記載のポリヌクレオチ
    ド分子。
  27. 【請求項27】 クラス2:1アベルメクチンが、シクロヘキシルB2:シ
    クロヘキシルB1アベルメクチンである、請求項26に記載のポリヌクレオチド
    分子。
  28. 【請求項28】 シクロヘキシルB2:シクロヘキシルB1の減少した比が
    、1.6:1未満である、請求項27に記載のポリヌクレオチド分子。
  29. 【請求項29】 シクロヘキシルB2:シクロヘキシルB1の減少した比が
    、約0.94:1である、請求項28に記載のポリヌクレオチド分子。
  30. 【請求項30】 図1(配列表の配列番号1)のストレプトミセス・アベル
    ミティリスaveC−ORFに対する突然変異が、AveC遺伝子産物の残基1
    39におけるアラニンからトレオニンへのアミノ酸置換をコードする、請求項2
    9に記載のポリヌクレオチド分子。
  31. 【請求項31】 シクロヘキシルB2:シクロヘキシルB1の減少した比が
    、約0.88:1である、請求項28に記載のポリヌクレオチド分子。
  32. 【請求項32】 図1(配列表の配列番号1)のストレプトミセス・アベル
    ミティリスaveC−ORFに対する突然変異が、AveC遺伝子産物の残基1
    38におけるセリンからトレオニンへのアミノ酸置換をコードする、請求項31
    に記載のポリヌクレオチド分子。
  33. 【請求項33】 シクロヘキシルB2:シクロヘキシルB1の減少した比が
    、約0.84:1である、請求項28に記載のポリヌクレオチド分子。
  34. 【請求項34】 図1(配列表の配列番号1)のストレプトミセス・アベル
    ミティリスaveC−ORFに対する突然変異が、AveC遺伝子産物の残基1
    38におけるセリンからトレオニンへの第1のアミノ酸置換と、AveC遺伝子
    産物の残基139におけるアラニンからトレオニンへの第2のアミノ酸置換とを
    コードする、請求項33に記載のポリヌクレオチド分子。
  35. 【請求項35】 図1(配列表の配列番号1)のストレプトミセス・アベル
    ミティリスaveC−ORFに対する突然変異が、AveC遺伝子産物の残基5
    5におけるセリンからフェニルアラニンへのアミノ酸置換をコードする、請求項
    25に記載のポリヌクレオチド分子。
  36. 【請求項36】 図1(配列表の配列番号1)のストレプトミセス・アベル
    ミティリスaveC−ORFに対する突然変異が、AveC遺伝子産物の残基2
    30におけるグリシンからアスパラギン酸へのアミノ酸置換をコードする、請求
    項25に記載のポリヌクレオチド分子。
  37. 【請求項37】 図1(配列表の配列番号1)のストレプトミセス・アベル
    ミティリスaveC−ORFと影響を及ぼす関係にある強力なプロモーターを含
    む、ポリヌクレオチド分子。
  38. 【請求項38】 強力なプロモーターが、サッカロポリスポラ・エリスラエ
    ア由来のermEプロモーターである、請求項37に記載のポリヌクレオチド分
    子。
  39. 【請求項39】 AveC遺伝子産物をコードするヌクレオチド配列中への
    外来性ヌクレオチド配列の挿入によって不活性化された前記ヌクレオチド配列を
    含む、ポリヌクレオチド分子。
  40. 【請求項40】 図1(配列表の配列番号1)のaveC−ORFから64
    0bpのPstI/SphIフラグメントを欠失することによって不活性化した
    aveC対立遺伝子を含む、請求項25に記載のポリヌクレオチド分子。
  41. 【請求項41】 aveC対立遺伝子中にフレームシフト突然変異を導入す
    ることによって不活化されたaveC対立遺伝子を含む、請求項25に記載のポ
    リヌクレオチド分子。
  42. 【請求項42】 図1(配列表の配列番号1)のaveC−ORFのヌクレ
    オチド位置471におけるCヌクレオチドの後に、Gヌクレオチド2個を加える
    ことによってフレームシフト突然変異が導入された、請求項41に記載のポリヌ
    クレオチド分子。
  43. 【請求項43】 ストレプトミセス・アベルミティリスAveC遺伝子産物
    のアミノ酸116をコードするヌクレオチド位置に、終止コドンを導入すること
    によって不活性化されたaveC対立遺伝子を含む、請求項25に記載のポリヌ
    クレオチド分子。
  44. 【請求項44】 AveC遺伝子産物のアミノ酸位置256においてグリシ
    ンをアスパラギン酸に変える第1の突然変異と、AveC遺伝子産物の257位
    置においてチロシンをヒスチジンに変える第2の突然変異とを導入することによ
    って不活性化させたaveC対立遺伝子を含む、請求項25に記載のポリヌクレ
    オチド分子。
  45. 【請求項45】 ストレプトミセス・アベルミティリス染色体において、生
    体内でAveC−ORFに天然に隣接するヌクレオチド配列を含むポリヌクレオ
    チド分子を含む、遺伝子置換ベクター。
  46. 【請求項46】 請求項25〜44のいずれか一項に記載のポリヌクレオチ
    ド分子を含む、組換えベクター。
  47. 【請求項47】 請求項39に記載のポリヌクレオチド分子を含み、pSE
    180(ATCC209605)である、組換えベクター。
  48. 【請求項48】 請求項46に記載の組換えベクターを含む、宿主ストレプ
    トミセス細胞。
  49. 【請求項49】 (a)天然のaveC対立遺伝子が不活性化されており、
    しかも、突然変異したAveC遺伝子産物をコードするヌクレオチド配列を含む
    ポリヌクレオチド分子が導入されて発現しているストレプトミセス・アベルミテ
    ィリス株の細胞によって生成されるアベルメクチンのクラス2:1比を決定し;
    (b)図1(配列表の配列番号1)のORFのヌクレオチド配列、あるいは、そ
    れに相同なヌクレオチド配列を有するaveC対立遺伝子のみを代わりに発現す
    ること以外は、工程(a)と同じストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞
    によって生成されるアベルメクチンのクラス2:1比を決定し;そして、 (c)工程(a)のストレプトミセス・アベルミティリス細胞によって生成され
    るアベルメクチンのクラス2:1比と、工程(b)のストレプトミセス・アベル
    ミティリス細胞によって生成されるアベルメクチンのクラス2:1比とを比較し
    ;工程(a)のストレプトミセス・アベルミティリス細胞によって生成されるア
    ベルメクチンのクラス2:1比と、工程(b)のストレプトミセス・アベルミテ
    ィリス細胞によって生成されるアベルメクチンのクラス2:1比とが異なる場合
    に、アベルメクチンのクラス2:1比を変化させることのできるaveC−OR
    Fの突然変異を同定する ことを含む、生成されるアベルメクチンのクラス2:1比を変化させることので
    きるaveC−ORFの突然変異を同定する方法。
  50. 【請求項50】 アベルメクチンのクラス2:1比が、突然変異によって減
    少する、請求項49に記載の方法。
  51. 【請求項51】 (a)天然のaveC対立遺伝子が不活性化されており、
    しかも、突然変異したAveC遺伝子産物をコードするヌクレオチド配列を含む
    か、あるいは、AveC遺伝子産物をコードするヌクレオチド配列を含む遺伝子
    構築物を含むポリヌクレオチド分子が導入されて発現しているストレプトミセス
    ・アベルミティリス株の細胞によって生成されるアベルメクチンの量を決定し;
    (b)図1(配列表の配列番号1)のORFのヌクレオチド配列、あるいは、そ
    れに相同なヌクレオチド配列を有するaveC対立遺伝子のみを代わりに発現す
    ること以外は、工程(a)と同じストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞
    によって生成されるアベルメクチンの量を決定し;そして、 (c)工程(a)のストレプトミセス・アベルミティリス細胞によって生成され
    るアベルメクチンの量と、工程(b)のストレプトミセス・アベルミティリス細
    胞によって生成されるアベルメクチンの量とを比較し;工程(a)のストレプト
    ミセス・アベルミティリス細胞によって生成されるアベルメクチンの量と、工程
    (b)のストレプトミセス・アベルミティリス細胞によって生成されるアベルメ
    クチンの量とが異なる場合に、アベルメクチンの量を変化させることのできるa
    veC−ORF又は遺伝子構築物の突然変異を同定する ことを含む、生成されるアベルメクチンの量を変化させることのできるaveC
    −ORF又はaveC−ORFを含む遺伝子構築物の突然変異を同定する方法。
  52. 【請求項52】 生成されるアベルメクチンの量が、突然変異によって増加
    する、請求項51に記載の方法。
  53. 【請求項53】 突然変異したaveC対立遺伝子を発現し、しかも、野生
    型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現するストレプトミセス・アベルミティ
    リスの同じ株の細胞と比較して、クラス2:1比が異なるアベルメクチンを生成
    する細胞を含むストレプトミセス・アベルミティリス新規株の製造方法であって
    、 ストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞を、突然変異したaveC対立遺
    伝子(但し、前記遺伝子は、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現する
    同じ株の細胞と比較して、突然変異したaveC対立遺伝子を発現するストレプ
    トミセス・アベルミティリス株の細胞によって生成されるアベルメクチンのクラ
    ス2:1比を変化させる遺伝子産物をコードする)を担持するベクターによって
    形質転換し、そして、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現する株の細
    胞により生成されるクラス2:1比と比較して、クラス2:1比が異なるアベル
    メクチンを生成する形質転換細胞を選択することを含む、前記製造方法。
  54. 【請求項54】 アベルメクチンのクラス2:1比が、突然変異によって減
    少する、請求項53に記載の方法。
  55. 【請求項55】 異なる量のアベルメクチンを生成する細胞を含むストレプ
    トミセス・アベルミティリス新規株の製造方法であって、 ストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞を、突然変異したaveC対立遺
    伝子又はaveC対立遺伝子を含む遺伝子構築物(但し、その発現の結果、突然
    変異したaveC対立遺伝子又は遺伝子構築物を発現するストレプトミセス・ア
    ベルミティリス株の細胞によって生成されるアベルメクチンの量が、野生型av
    eC対立遺伝子のみを代わりに発現する同じ株の細胞と比較して、変化する)を
    担持するベクターによって形質転換し、そして、野生型aveC対立遺伝子のみ
    を代わりに発現する株の細胞により生成されるアベルメクチンの量と比較して、
    異なる量のアベルメクチンを生成する形質転換細胞を選択することを含む、前記
    製造方法。
  56. 【請求項56】 アベルメクチンの製造量が、突然変異によって増加する、
    請求項55に記載の方法。
  57. 【請求項57】 細胞が、不活性化されたaveC対立遺伝子を含むストレ
    プトミセス・アベルミティリス新規株の製造方法であって、 ストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞を、aveC対立遺伝子を不活性
    化させるベクターで形質転換し、そして、aveC対立遺伝子が不活性化された
    形質転換細胞を選択することを含む、前記製造方法。
  58. 【請求項58】 ベクターがpSE180(ATCC209605)である
    、請求項57に記載の方法。
  59. 【請求項59】 突然変異したaveC対立遺伝子[但し、前記遺伝子は、
    野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現する同じ株の細胞と比較して、異
    なるクラス2:1比のアベルメクチンの生成(細胞による)を引き起こす]を発
    現する細胞を含む、ストレプトミセス・アベルミティリス株。
  60. 【請求項60】 アベルメクチンのクラス2:1比が、突然変異によって減
    少する、請求項59に記載の菌株。
  61. 【請求項61】 細胞が、1.6:1未満の比でシクロヘキシルB2:シク
    ロヘキシルB1アベルメクチンを生成する、請求項60に記載の株。
  62. 【請求項62】 細胞が、約0.94:1の比でシクロヘキシルB2:シク
    ロヘキシルB1アベルメクチンを生成する、請求項61に記載の株。
  63. 【請求項63】 細胞が、約0.88:1の比でシクロヘキシルB2:シク
    ロヘキシルB1アベルメクチンを生成する、請求項61に記載の株。
  64. 【請求項64】 細胞が、約0.84:1の比でシクロヘキシルB2:シク
    ロヘキシルB1アベルメクチンを生成する、請求項61に記載の株。
  65. 【請求項65】 突然変異したaveC対立遺伝子又は遺伝子構築物(但し
    、前記遺伝子又は遺伝子構築物は、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発
    現する同じ株の細胞と比較して、細胞によるアベルメクチン生成量の増加を引き
    起こす)を発現する細胞を含む、ストレプトミセス・アベルミティリス株。
  66. 【請求項66】 aveC遺伝子が不活性化された細胞を含む、ストレプト
    ミセス・アベルミティリス株。
  67. 【請求項67】 ストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞(但し、前
    記細胞は、突然変異したaveC対立遺伝子を発現することなく野生型aveC
    対立遺伝子のみを代わりに発現する同じ株の細胞と比較して、突然変異したav
    eC対立遺伝子を発現するストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞によっ
    て生成されるアベルメクチンのクラス2:1比を変化させる遺伝子産物をコード
    する突然変異したaveC対立遺伝子を発現する)を、その細胞によるアベルメ
    クチンの生成を許容又は誘発する条件下で、培養培地中で培養し、そして、培養
    物からアベルメクチンを回収することを含む、アベルメクチンの製造方法。
  68. 【請求項68】 クラス2:1比が、突然変異によって減少する、請求項6
    7に記載の方法。
  69. 【請求項69】 ストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞(但し、前
    記細胞は、突然変異したaveC対立遺伝子又はaveC対立遺伝子を含む遺伝
    子構築物を発現することなく野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現する
    同じ株の細胞と比較して、突然変異したaveC対立遺伝子又は遺伝子構築物を
    発現するストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞によって生成されるアベ
    ルメクチン生成量の変化を引き起こす突然変異したaveC対立遺伝子又は遺伝
    子構築物を発現する)を、その細胞によるアベルメクチンの生成を許容又は誘発
    する条件下で、培養培地中で培養し、そして、培養物からアベルメクチンを回収
    することを含む、アベルメクチンの製造方法。
  70. 【請求項70】 アベルメクチンの生成量が、突然変異したaveC対立遺
    伝子又は遺伝子構築物の発現によって増加する、請求項69に記載の方法。
  71. 【請求項71】 ストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞(但し、前
    記細胞は、突然変異したaveC対立遺伝子を発現することなく野生型aveC
    対立遺伝子のみを代わりに発現する同じ株の細胞と比較して、突然変異したav
    eC対立遺伝子を発現するストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞によっ
    て生成されるアベルメクチンのクラス2:1比を減少させる遺伝子産物をコード
    する突然変異したaveC対立遺伝子を発現する)により生成されたアベルメク
    チンの組成物であって、 前記アベルメクチンが、突然変異したaveC対立遺伝子を発現することなく野
    生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現するストレプトミセス・アベルミテ
    ィリスの同じ株の細胞により生成されるアベルメクチンのクラス2:1比と比較
    して、減少したクラス2:1比で生成される、前記組成物。
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