JP2003259861A - プリンヌクレオシドおよびヌクレオチドの製造方法 - Google Patents
プリンヌクレオシドおよびヌクレオチドの製造方法Info
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Abstract
シド生産性を高めること。 【解決手段】 ポリミキシンBおよび/またはコリスチ
ンによる生育阻害に対する耐性を有し、かつプリンヌク
レオシド生産能を有するバチルス属細菌を培地で培養
し、生成、蓄積したプリンヌクレオシドを該培地から採
取することにより、プリンヌクレオシドを製造する。
Description
トシン、グアノシンのようなプリンヌクレオシドを製造
するための発酵方法、ならびに同方法に使用する新規微
生物に関する。プリンヌクレオシドは、5’−イノシン
酸、5’−キサンチル酸および5’−グアニル酸のよう
な相当するヌクレオチドの合成のための原料として使用
される。
求株、またはこれらの株にプリンアナログ、サルファ
剤、メチオニンアナログおよび抗葉酸剤のような種々の
薬剤に対する耐性が付与した株を用いた発酵法により工
業的に生産されてきた。ヌクレオシド生産株として、バ
チルス属に属する菌株(特許文献1〜9)、またはブレ
ビバクテリア属に属する菌株(特許文献10〜12、非
特許文献1)、またはエシェリヒア属に属する菌株(特
許文献13)等が利用され得る。
を、変異を誘発する線量の電離放射線(紫外線、X線、
γ線)の照射、または化学薬剤(硝酸ナトリウム、硫酸
ジエチル、N−メチル−N’−ニトロ−N−ニトロソグ
アニジン)に曝し、その後、適切な選択培地を用いるこ
とで所望の菌株を選択することによってなされてきた。
剤および抗生物質)の下に微生物細胞を曝すような種々
の処理、あるいは定常期への移行により、RNAおよび
DNAの崩壊を誘発し、その後核酸誘導体が排出され得
ることはよく知られている(非特許文献2〜4)。今日
では、細胞膜を介した代謝産物の透過は、通常は、多か
れ少なかれ特定の排出輸送タンパク質により媒介される
ことが一般に知られている(非特許文献5〜7)。UV
またはX線照射したエシェリヒア・コリ細胞は、遊離塩
基、リボース配糖体、モノヌクレオシドおよびATPを
排出することがかなり以前に示されていた(非特許文献
8)。これらの排出は、DNA断片またはペプチドは検
出されなかったことから、細胞溶解の結果として生じた
ものではない。
年)
ット
rine nucleotides by fermentation. In:Progress in I
ndustrial Microbiology, Vol. 18. Ed. D.J.D. Hocken
hull. J.&A. Churchill Ltd. London
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Biophys., 67, 333-340
ド生産株によるヌクレオシド生産能を高めること、及び
その株を用いたイノシン、キサントシンおよびグアノシ
ン等のプリンヌクレオシドの製造方法、ならびに5’−
イノシン酸、5’−キサンチル酸および5’−グアニル
酸等のプリンヌクレオチドの製造方法を提供することを
課題とする。
造および/または機能に影響を及ぼす幾つかの変異が、
ストレス状態を模倣して、特定の輸送体の活性増大を誘
導し、その結果、培地中のプリンヌクレオシド、好まし
くはイノシンおよびキサントシンのような核酸誘導体の
蓄積を増大させ得ると推測した。そのために、本発明者
は、バチルス属に属し、ポリミキシンBおよびコリスチ
ン等のペプチド抗生物質に対する耐性を付与する新規な
変異を有する微生物が、かなり多い量のプリンヌクレオ
シドを生成し、培地中に蓄積し得ることを見出した。こ
れまで、プリンヌクレオシドの生産能が、プリンヌクレ
オシド生産菌にこのような性質を付与することで向上す
るということは知られていなかった。そして、この知見
に基づいて研究を続け、本発明を達成するに至った。
プリンヌクレオシド生産能を有する細菌を提供する。特
に、本発明は、ポリミキシンBおよびコリスチン等のペ
プチド抗生物質に対する耐性を付与する変異によりプリ
ンヌクレオシド生産能が向上した細菌を提供する。
し、プリンヌクレオシドを生成して培地に蓄積させ、同
培地からプリンヌクレオシドを採取することとを特徴と
する発酵によりプリンヌクレオシドを製造する方法を提
供する。
養し、生成、蓄積したヌクレオシドをリン酸化し、生
成、蓄積したプリンヌクレオチドを採取ことを特徴とす
る5’−イノシン酸、5’−キサンチル酸および5’−
グアニル酸等のプリンヌクレオチドの製造方法を提供す
る。
し、生成蓄積したキサントシンをリン酸化し、生成、蓄
積した5’−キサンチル酸をアミノ化し、生成、蓄積し
た5’−グアニル酸を採取することを特徴とする5’−
グアニル酸の製造方法を提供する。
生育阻害に対する耐性を有し、かつプリンヌクレオシド
生産能を有するバチルス属細菌。 (2)バチルス・ズブチリスに属する(1)に記載の細
菌。 (3)バチルス・アミロリケファシエンスに属する
(1)に記載の細菌。 (4)前記プリンヌクレオシドはイノシンである(1)
〜(3)のいずれかに記載の細菌。 (5)前記プリンヌクレオシドはキサントシンである
(1)〜(3)のいずれかに記載の細菌。 (6)前記プリンヌクレオシドはグアノシンである
(1)〜(3)のいずれかに記載の細菌。 (7)(1)〜(6)のいずれかに記載の細菌を培地で
培養し、プリンヌクレオシドを生成して培地中に蓄積さ
せ、同培地からプリンヌクレオシドを採取することを特
徴とするプリンヌクレオシドの製造方法。 (8)前記プリンヌクレオシドはイノシンである(7)
に記載の方法。 (9)前記プリンヌクレオシドはキサントシンである
(7)に記載の方法。 (10)前記プリンヌクレオシドはグアノシンである
(7)に記載の方法。 (11)(1)〜(6)のいずれかに記載の細菌を培地
で培養し、生成、蓄積したヌクレオシドをリン酸化し、
生成、蓄積したプリンヌクレオチドを採取することを特
徴とするプリンヌクレオチドの製造方法。 (12)前記プリンヌクレオチドは5’−イノシン酸で
ある(11)に記載の方法。 (13)前記プリンヌクレオチドは5’−キサンチル酸
である(11)に記載の方法。 (14)前記プリンヌクレオチドは5’−グアニル酸で
ある請求項(11)に記載の方法。 (15)(5)に記載の細菌を培地で培養し、生成蓄積
したキサントシンをリン酸化し、生成、蓄積した5’−
キサンチル酸をアミノ化し、そして生成蓄積した5’−
グアニル酸を採取することを特徴とする5’−グアニル
酸の製造方法。
る細菌に、特定の耐性を付与することにより得ることが
できる。あるいは、本発明の細菌は、特定の耐性を有す
る細菌に、プリンヌクレオシド生産能を付与することに
よっても得ることができる。
ンによる生育阻害に対する耐性を有する微生物」という
用語は、親株としての細菌株に由来し、ポリミキシンB
および/またはコリスチン等のペプチド抗生物質を含有
する培地中で生育できるように、遺伝的に改変された微
生物を意味する。
mg/l以上の濃度のポリミキシンB、または、5mg
/l以上、好ましくは10mg/l以上のコリスチンを
含有する寒天培地上で、34℃で培養したときに、3〜
5日以内にコロニーを形成することができる細菌は、こ
れらのペプチド抗生物質に耐性である。前記寒天培地と
しては、Lブロス寒天培地が挙げられる。すでに述べた
性質に加えて、本発明の細菌は、本発明の範囲を逸脱す
ることなく、種々の栄養要求性、薬剤耐性、薬剤感受
性、および薬剤依存性のような他の特定の性質を有して
もよい。
てポリミキシンBおよびコリスチン(ポリミキシンF)
は、いわゆる「ペプチド抗生物質」と呼ばれる化合物の
部類に属する。それらは、細胞膜の構造および機能に影
響を及ぼし、ストレス状態を模倣する。ペプチド抗生物
質は、グラム陰性菌に対して有効な化合物である(Vaar
a, Microbiol. Rev., 56, 395-411, 1992)。本発明者
は、ポリミキシンは、バチルス属に属するグラム陽性菌
の生育をも阻害し得ることを見出した。バチルス属細菌
で見出された、ポリミキシン耐性を付与するような変異
は、細胞膜に影響を及ぼしてストレス状態を模倣するこ
とにより、プリンヌクレオシド排出輸送体を誘導する可
能性がある。
ていわゆる「交差耐性」を有してもよい。これは、ペプ
チド抗生物質の1つに対して耐性を有する細菌が、別の
ペプチド抗生物質に対しても耐性を示し得ることを意味
する(実施例参照)。複数のペプチド抗生物質は、同一
の作用メカニズムを持つことが示唆されている。例え
ば、ポリミキシンBおよびグラミシジンSは、いずれも
これらの抗生物質により高分子合成が阻害される条件下
で、緊縮応答を調節するヌクレオチドであるグアノシン
四リン酸(ppGpp)の蓄積を誘導することが示されてい
る(Cortay J.C. and Cozzone A.J., Biochim. Biophy
s. Acta, 1983, 755(3), 467-473)。
生産能」という用語は、プリンヌクレオシドを生成して
培地中に蓄積する能力を意味する。「細菌がプリンヌク
レオシド生産能を有する」という用語は、液体培地で培
養中に、有意な量のプリンヌクレオシドを生成して培地
中に蓄積させる能力を細菌が有することを意味する。通
常、これは、実施例に記載する条件下で、50mg/l
以上のプリンヌクレオシドを、より好ましくは0.5g
/l以上のプリンヌクレオシドを蓄積する能力を意味す
る(以下参照)。
ド」という用語は、イノシン、キサントシン、グアノシ
ン及びこれらの混合物を含む。
外線照射、X線照射、放射線照射、および変異誘発化学
物質による処理のような従来の変異誘発法により変異誘
発を行い、続いてレプリカ法のような従来法による選択
をすることによって得ることができる。好ましい変異誘
発物質は、N−ニトロ−N’−メチル−N−ニトロソグ
アニジン(以下、NTGと称する)である。
有するバチルス属に属する既知の菌株を、変異株を得る
ために上記のいずれかの処理をし、続いて、その変異が
ペプチド抗生物質に対する耐性に関して本発明の要件を
満たし、そして本発明に適切に使用できるかどうかにつ
いて、試験を行う。さらに、得られた菌株を栄養培地中
で培養し、親株よりも高い収率でプリンヌクレオシドを
生産する能力を有する株を選択して、本発明に使用す
る。
く知られている遺伝子組換え技術によっても得ることが
できる。
な選択または遺伝子組換え技術により、1つの菌株中で
組み合わせてもよい。
して、バチルス・ズブチリス(B. subtilis)、バチル
ス・アミロリケファシエンス(B. amiloliquefaciens)
等が挙げられる。本発明の実施に使用される菌株の代表
例として、バチルス・ズブチリスKMBS16polR1-1(VKPM
B-8245)、バチルス・アミロリケファシエンスColR7-1
05(VKPM B-8246)がある。本発明によりプリンヌクレ
オシドを生産する際に使用される細菌は、ペプチド抗生
物質に対する耐性、および高収率でプリンヌクレオシド
を生産する能力以外は、親株と同じ細菌学的性質を有し
ていてもよい。バチルス・ズブチリスKMBS16polR1-1お
よびバチルス・アミロリケファシエンスColR7-105
は、、2002年1月29日に、the Russian National
Collection ofIndustrial Microorganisms(VKPM)(Ru
ssia, 113545 Moscow, 1st Dorozhny proezd, 1)に、そ
れぞれ受託番号VKPM B-8245、VKPM B-8246のもとで寄託
され、2003年1月6日に原寄託からブダペスト条約
に基づく国際寄託に移管されている。
親株として、バチルス・ズブチリスAJ12707(FERM P-12
951)(特開昭61-13876号)、バチルス・ズブチリスAJ3
772(FERM P-2555)(特開昭62-014794号)、バチルス
・プミルス(Bacillus pumilus)NA-1102(FERM BP-28
9)、バチルス・ズブチリスNA-6011(FERM BP-291)お
よびバチルス・ズブチリスNA-6012(FERM BP-292)(米
国特許第4,701,413号)、バチルス・プミルス
Gottheil No.3218(ATCC No.21005)(米国特許第3,61
6,206号)、バチルス・アミロリケファシエンスAS115-7
(VKPM B-6134)(ロシア特許第2003678号)等のバチル
ス属に属するイノシン生産株が使用できる。また、バチ
ルス・ズブチリスKMBS16株を使用してもよい。この株
は、プリンリプレッサーをコードするpurR遺伝子
(purR::spc)、スクシニルAMPシンターゼをコード
するpurA遺伝子(purA::erm)、およびプリンヌク
レオシドホスホリラーゼをコードするdeoD遺伝子
(deoD::kan)に変異が導入された、既知のバチルス・
ズブチリス168trpC2株の誘導体である。
ンヌクレオシドを生成して培地中に蓄積させ、該プリン
ヌクレオシドを培地から採取する、プリンヌクレオシド
の製造方法を包含する。
培養、液体培地からのプリンヌクレオシドの採取および
精製は、細菌を用いた発酵によりプリンヌクレオシドを
製造する従来法と同様にして行うことができる。
源、窒素源、無機イオン、および必要に応じて他の有機
成分を含有する限り、合成培地であっても天然培地であ
ってもよい。炭素源としては、グルコース、ラクトー
ス、ガラクトース、フルクトース、アラビノース、マル
トース、キシロース、トレハロース、リボース、および
デンプンの加水分解産物等の糖類、グリセロール、マン
ニトールおよびソルビトール等のアルコール、グルコン
酸、フマル酸、クエン酸およびコハク酸等の有機酸等を
使用することができる。窒素源としては、硫酸アンモニ
ウム、塩化アンモニウムおよびリン酸アンモニウム等の
無機アンモニウム塩、ダイズ加水分解産物等の有機窒
素、アンモニアガス、アンモニア水溶液等を使用するこ
とができる。また、ビタミンB1等のビタミン、アデニ
ンおよびRNA等の核酸、または酵母抽出物等の必須物
質を、極微量有機栄養分として適切な量で含有すること
が望ましい。これら以外に、必要であれば、少量のリン
酸カルシウム、硫酸マグネシウム、鉄イオン、マンガン
イオン等を添加してもよい。
6〜72時間実施され、培養温度は、30〜45℃の範
囲に、pHは、5〜8の範囲に制御される。pHは、無
機もしくは有機の酸性またはアルカリ性物質、及びアン
モニアガスにより調節され得る。
は、イオン交換樹脂法および沈殿法のような従来の技法
のいずれか、またはそれらの任意の組合せにより、行う
ことができる。
蓄積したヌクレオシドをリン酸化し、生成、蓄積したプ
リンヌクレオチドを採取する、プリンヌクレオチドの製
造方法を包含する。具体的には、本発明の方法は、本発
明の細菌を培地で培養し、生成、蓄積したイノシンをリ
ン酸化し、生成、蓄積した5’−イノシン酸を採取す
る、5’−イノシン酸の製造方法を包含する。さらに、
本発明の方法は、本発明の細菌を培地で培養し、生成、
蓄積したキサントシンをリン酸化し、生成、蓄積した
5’−キサンチル酸を採取する、5’−キサンチル酸の
製造方法を包含する。
ンヌクレオシドの採取および精製等は、プリンヌクレオ
シドを微生物を用いて生産する従来の発酵法と同様にし
て行うことができる。さらに、本発明においては、生
成、蓄積したプリンヌクレオシドのリン酸化、および生
成、蓄積したプリンヌクレオチドの採取は、プリンヌク
レオシドからプリンヌクレオチドを生産する従来の発酵
法に類似した様式で実施されてもよい。
ホスファターゼ、ヌクレオシドキナーゼまたはヌクレオ
シドホスホトランスフェラーゼを用いて酵素的に、ある
いはPOCl3等のようなリン酸化剤を用いて化学的に
行うことができる。ヌクレオシドへのピロリン酸塩のリ
ン酸基のC−5’位選択的転移を触媒することが可能な
ホスファターゼ(Mihara et al, Phosphorylation of n
ucleosides by the mutated acid phosphatase from Mo
rganella morganii, Appl. Environ. Microbiol. 2000,
66:2811-2816)、またはポリリン酸(塩)、フェニルリ
ン酸(塩)もしくはカルバミルリン酸(塩)をリン酸ド
ナーとして利用する酸性ホスファターゼ(WO 96/37603A
1)等を使用してもよい。また、ホスファターゼの一例
として、基質としてp−ニトロフェニルリン酸塩(Mits
ugi, K., et al, Agric. Biol. Chem. 1964, 28, 586-6
00)、無機リン酸塩(特開昭42−1186号)または
アセルリン酸塩(特開昭61−41555号)を利用し
てヌクレオシドのC−2’、3’または5’位へのリン
酸基の転移を触媒することが可能なホスファターゼ等を
使用してもよい。ヌクレオチドキナーゼの例としては、
エシェリヒア・コリ由来のグアノシン/イノシンキナー
ゼ(Mori et al., Cloning of a guanosine-inosine kin
ase gene of Escherichia coli and characterization
of the purified gene product. J. Bacteriol. 1995.
177:4921-4926;WO 91/08286)等を使用してもよい。ヌ
クレオシドホスホトランスフェラーゼの例として、Hamm
er-Jespersen, K. (Nucleoside catabolism, p203-258.
In A Munch-Petesen (ed.),Metabolism of nucleotid
es, nucleosides, and nucleobases in microorganism.
1980, Academic Press, New York)により記載されて
いるヌクレオシドホスホトランスフェラーゼ等を使用し
てもよい。ヌクレオシドの化学的リン酸化は、POCl
3のようなリン酸化剤(Yoshikawa et al, Studies of p
hosphorylation.III. Selective phosphorylation of u
nprotected nucleosides, Bull. Chem. Soc. Jpn. 196
9, 42:3505-3508)等を用いて行うことができる。
培地で培養し、生成、蓄積したキサントシンをリン酸化
し、生成、蓄積した5’−キサンチル酸をアミノ化し、
そして生成、蓄積した5’−グアニル酸を採取する、
5’−グアニル酸の製造方法を包含する。本発明におい
ては、前記細菌のような細菌の培地での培養、生成、蓄
積したキサントシンのリン酸化、生成、蓄積した5’−
キサンチル酸のアミノ化、および生成、蓄積した5’−
グアニル酸の採取は、5’−キサンチル酸から5’−グ
アニル酸を生産する従来の発酵法と同様にして行うこと
ができる。
ば、エシェリヒア・コリ由来のGMPシンテターゼを用
いて酵素的に行うことができる(Fujio et al. High le
vel ofexpression of XMP aminase in Escherichia col
i and its application for the industrial productio
n of 5'-guanylic acid. Biosci. Biotech. Biochem.19
97, 61:840-845、欧州特許第0251489B1号)。
は、プリンヌクレオチド生合成のための遺伝子発現が高
められるように改変してもよい。
説明する。
MBS16株の構築purR、purA、およびdeo
D遺伝子中に挿入−欠失変異を有する変異株であるバチ
ルス・ズブチリスのイノシン生産菌KMBS16株を、
バチルス・ズブチリス168 Marburg株から得
た。
変異株の構築 バチルス・ズブチリス168 Marburgの染色体
DNAを鋳型として、また遺伝子データバンクのDNA
配列情報に従って合成したオリゴヌクレオチドプライマ
ーNo.1(配列番号1)およびNo.2(配列番号
2)を用いて、94℃で30秒、55℃で1分、72℃
で1分の30サイクルでPCRを行った(Gene Amp PCR
System Model 9600, Perkin Elmer)。プライマーN
o.1(28mer)は、バチルス・ズブチリスpurR
遺伝子(M. Weng, P.L. Nagy, and H.Zalkin. Identifi
cation of the Bacillus subtilis pur operon repress
or. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1995, 92:7455-745
9)の開始コドン上流の246番目〜228番目のヌク
レオチド由来の配列、および、5’末端に付加したHi
ndIII部位を含む9mer配列から構成される。プラ
イマーNo.2(28mer)は、PstI部位を含む9m
er配列を5’末端に融合したpurR遺伝子の終止コド
ンの下流の57〜75のヌクレオチド由来の配列であ
る。HindIIIおよびPstIで消化したPCR増
幅断片(0.9kb)を、pHSG389(TaKaRa, Jap
an)の両方の制限酵素部位の間に挿入して、pHSG3
98BSPRを創製した。増幅されたpurR遺伝子の
内部配列であるEcoRV−HincII断片0.3k
bをpHSG398BSPRから除去し、続いて、pD
G1726(Bacillus Genetic Stock Center, Ohio)
から切り出したエンテロコッカス・フェカリス(Entero
coccus faecalis)のスペクチノマイシン耐性遺伝子
(1.2kb)で置き換えた。
R::spcを、Dubunau and Davidoff-Abelsonの方法
(Dubnau, D., and R. Davidoff-Abelson. Fate of tra
nsforming DNA following uptake by competent Bacill
us subtilis. J. Mol. Biol.1971, 56:209-221)により
調製したバチルス・ズブチリス168 Marburg
のコンピテントセルの形質転換に使用した。スペクチノ
マイシン耐性コロニーから個々に染色体DNAを調製
し、続いて上述のPCRにより、ダブルクロスオーバー
変異株をスクリーニングした。purR欠損変異株(p
urR::spc)であると確認されたコロニーの1つ
をKMBS4と命名した。 2)バチルス・ズブチリスのpurA欠損変異株の構築 バチルス・ズブチリス168 Marburgの染色体
DNAを鋳型として、また遺伝子データバンクのDNA
配列情報に従って合成したオリゴヌクレオチドプライマ
ーNo.3(配列番号3)およびNo.4(配列番号
4)を用いて、94℃で30秒、55℃で1分、72℃
で2分の30サイクルでPCRを行った(Gene Amp PCR
System Model 9600, Perkin Elmer)。プライマーN
o.3(29mer)は、バチルス・ズブチリスpurA
遺伝子の開始コドンの上流の137番目〜118番目の
ヌクレオチド由来の配列(P. Mantsala and H, Zaliki
n. Cloning and sequence of Bacillus subtilis purA
and gua A, involved in the conversion of IMP to AM
P and GMP. J, Bacteriol. 1992, 174: 1883-1890)、
および5’末端に付加したSalI部位を含む追加の9
mer配列から構成される。プライマーNo.4(29me
r)は、5’末端でSphI部位を含む追加の9mer配列
を融合したpurA遺伝子の終止コドンの下流の51〜
70のヌクレオチド由来の配列である。SalIおよび
SphIで消化したPCR増幅断片(1.5kb)を、
pSTV28(TaKaRa Japan)の両制限酵素部位の間に挿
入した。得られたプラスミドpSTV28BSPAをM
luIおよびBglIIで消化し、増幅purA遺伝子の
内部配列0.4kbを除去して、クレノウ酵素で平滑末
端化し、続いて、pDG646(Bacillus Genetic Sto
ck Center, Ohio)から切り出したスタフィロコッカス
・アウレウス(Staphylococcus aureus)のエリスロマ
イシン耐性遺伝子(1.6kb)の平滑末端化した断片
に連結した。
A::ermを、上述のようにDubunau and Davidoff-A
belsonの方法により調製された、KMBS4のコンピテ
ントセルの形質転換に使用した。エリスロマイシン耐性
コロニーから個々に染色体DNAを調製し、続いて上述
のPCRにより、ダブルクロスオーバー変異株をスクリ
ーニングした。purA欠損変異株(purR::sp
c purA::erm)であると確認されたコロニー
の1つをKMBS13と命名した。予想通り、KMBS
13の細胞は、アデニン栄養要求株であった。
変異株の構築 バチルス・ズブチリス由来のdeoD遺伝子の5’末端
およびその上流領域を増幅するために、遺伝子データバ
ンクのDNA配列情報に従って合成したオリゴヌクレオ
チドプライマーNo.5(配列番号5)およびNo.6
(配列番号6)を用いて、94℃で30秒、55℃で1
分、72℃で1分の30サイクルでPCRを行った(Ge
ne Amp PCR System Model 9600, Perkin Elmer)。プラ
イマーNo.5(29mer)は、deoD遺伝子の開始
コドンの上流の310番目〜291番目のヌクレオチド
由来の配列、および5’末端に付加したEcoRI部位
を含む追加の9mer配列から構成される。プライマーN
o.6(29mer)は、5’末端にBamHI部位を含
む追加の9mer配列を融合したdeoD遺伝子の開始コ
ドンの下流の39〜57のヌクレオチド由来の配列であ
る。EcoRIおよびBamHIで消化したPCR増幅
断片(0.4kb)を、pSTV28(TaKaRaJapan)の
両制限酵素部位の間に挿入して、pSTV28DONを
創製した。
領域を増幅するために、遺伝子データバンクのDNA配
列情報に従って合成したオリゴヌクレオチドプライマー
No.7(配列番号7)およびNo.8(配列番号8)
を用いて、94℃で30秒、55℃で1分、72℃で1
分の30サイクルでPCRを行った(Gene Amp PCR Sys
tem Model 9600, Perkin Elmer)。プライマーNo.7
(29mer)は、deoD遺伝子の終止コドンの下流の
321番目〜302番目のヌクレオチド由来の配列、お
よび5’末端に付加したHindIII部位を含む9me
r配列から構成される。プライマーNo.8(29mer)
は、5’末端にBamHI部位を含む追加の9mer配列
を融合したdeoD遺伝子の終止コドンの上流の24番
目〜42番目のヌクレオチド由来の配列である。Hin
dIIIおよびBamHIで消化したPCR増幅断片
(0.4kb)を、pSTV28DONの両制限酵素部
位の間に挿入して、pSTV28DONCを創出した。
ptococcus faecalis)のカナマイシン耐性遺伝子を増幅
するために、鋳型としてpDG783のプラスミドDN
A(Bacillus Genetic Stock Center, Ohio)を、また遺
伝子データバンクのDNA配列情報に従って合成したオ
リゴヌクレオチドプライマーNo.9(配列番号9)お
よびNo.10(配列番号10)を用いて、94℃で3
0秒、55℃で1分、72℃で2分の30サイクルでP
CRを行った(Gene Amp PCR System Model 9600, Perk
in Elmer)。プライマーNo.9(33mer)は、カナ
マイシン耐性遺伝子の開始コドンの上流の513番目〜
490番目のヌクレオチド由来の配列、および5’末端
に付加したBamHI部位を含む追加の9mer配列から
構成される。プライマーNo.10(33mer)は、
5’末端にBamHI部位を含む追加の9mer配列を融
合したカナマイシン耐性遺伝子の終止コドンの下流の1
17〜140のヌクレオチド由来の配列である。Bam
HIで消化したPCR増幅断片(1.5kb)を、pS
TV28DONCの唯一のBamHI部位に挿入した。
得られたプラスミドpSTV28deoD::kan
を、上述のようにDubunau and Davidoff-Abelsonの方法
により調製した、KMBS13のコンピテントセルの形
質転換に使用した。カナマイシン耐性コロニーから個々
に染色体DNAを調製し、続いてプライマーNo.5お
よびNo.7を用いた上述のPCRにより、ダブルクロ
スオーバー変異株をスクリーニングした。deoD欠損
変異株(purR::spc::erm deoD::
kan)であると確認されたコロニーの1つをKMBS
16と命名した。
ポリミキシン耐性変異株の選択および評価 バチルス・ズブチリスKMBS16株の細胞(〜1
08)を、15、20、30または40mg/lのポリ
ミキシンB硫酸塩(Sigma, USA)を含有するLブロス寒
天培地(トリプトン−10g/l、酵母抽出物−5g/
l、NaCl−0.5g/l、グルコース−2g/l、
pH7、寒天20g/l)に植菌した。これらのプレー
トを34℃にて5日間インキュベートした。出現した自
然変異株のコロニーから、バチルス・ズブチリスKMB
S16polR1−1株(VKPMB−8245)を選
択した。
リスチンに対する耐性(相対生育度)を、以下の手法に
より評価した。段階的な濃度のポリミキシンまたはコリ
スチンを添加することにより調製したLブロス5mlを
入れた試験管に、あらかじめLブロス中で18時間振と
うしながら生育させた試験株を約106細胞/mlとな
るように接種し、37℃で24時間振とう培養を行っ
た。得られた培地を水で適当に希釈して、希釈物の54
0nmでの吸光度を測定して、生育度(ポリミキシンの
場合にはPOD540、またコリスチンの場合にはCOD
540)を調べた。抗生物質を含まないLブロスでの同一
株の生育度(OD540)を100とした。ポリミキシン
含有培地またはコリスチン含有培地における相対生育度
は、それぞれ(POD540)/(OD540)×100、ま
たは(COD540)/(OD540)×100として算出す
ることができる。結果を表1に示す。
されたバチルス・ズブチリスKMBS16polR1−
1株は、コリスチンにも耐性であることがわかる。
R1−1株および親株であるバチルス・ズブチリスKM
BS16株を、それぞれLブロス中で34℃で18時
間、通気しながら培養した。次に、得られた培養物0.
3mlを、20×200mm試験管中の発酵培地3ml
に接種し、ロータリーシェーカーを用いて34℃で72
時間培養した。
る。CaCO3は、180度で2時間、乾熱滅菌する。
pHを7.0に調整する。
PLCにより測定した。培地試料(500μl)を、1
5,000rpmで5分間遠心分離し、上清をH2Oで
100倍希釈して、HPLCにより分析した。
u(Phenomenex, USA)。 緩衝液:2% C2H5OH;0.8%(v/v)トリエ
チルアミン;0.55%(v/v)酢酸(氷酢酸);p
H4.5。 温度:30℃。 流速:0.3ml/分。 検出:UV250nm。 保持時間(分): キサントシン 13.7 イノシン 9.6 ヒポキサンチン 5.2 グアノシン 11.4 アデノシン 28.2
KMBS16polR1−1株は、親株よりも多くイノ
シンを蓄積した。
シン生産株のコリスチン耐性変異株の選択および評価 バチルス・アミロリケファシエンスAS115−7株の
細胞(〜108)を、10、15、20、30または4
0mg/lのコリスチン硫酸塩(Sigma, USA)を含有す
る実施例1と同様のLブロス寒天培地に植菌した。これ
らのプレートを、34℃で5日間インキュベートした。
出現した自然変異株のコロニーから、バチルス・アミロ
リケファシエンスColR7−105株(VKPM B
−8246)を選択した。
性(相対生育度)を、実施例1に記載の方法により評価
した。結果を表3に示す。
として得られたバチルス・アミロリケファシエンスCo
lR7−105株は、ポリミキシンBに対してより耐性
である。
R7−105株および親株であるバチルス・アミロリケ
ファシエンスAS115−7株を、それぞれLブロス中
で、34℃で18時間培養した。次に、得られた培養物
0.3mlを、20×200mm試験管に入れた、L−
トリプトファンの代わりに40μg/mlのL−ヒスチ
ジンおよび40μg/mlのL−チロシンを含有する実
施例1の発酵培地3mlに接種し、ロータリーシェーカ
ーを用いて34℃で72時間培養した。培養後、培地中
に蓄積したイノシン量を、上記のようにしてHPLCに
より測定した。結果を表4に示す。
B.アミロリケファシエンスColR7−105株は、
親株よりも多くイノシンを蓄積した。
によるイノシンおよびキサントシン等のプリンヌクレオ
シドの生産性を向上させることができる。また、本発明
によれば、5’−イノシン酸、5’−キサンチル酸およ
び5’−グアニル酸等のプリンヌクレオチドを効率よく
製造することができる。
Claims (15)
- 【請求項1】 ポリミキシンBおよび/またはコリスチ
ンによる生育阻害に対する耐性を有し、かつプリンヌク
レオシド生産能を有するバチルス属細菌。 - 【請求項2】 バチルス・ズブチリスに属する請求項1
に記載の細菌。 - 【請求項3】 バチルス・アミロリケファシエンスに属
する請求項1に記載の細菌。 - 【請求項4】 前記プリンヌクレオシドはイノシンであ
る請求項1〜3のいずれか一項に記載の細菌。 - 【請求項5】 前記プリンヌクレオシドはキサントシン
である請求項1〜3のいずれか一項に記載の細菌。 - 【請求項6】 前記プリンヌクレオシドはグアノシンで
ある請求項1〜3のいずれか一項に記載の細菌。 - 【請求項7】 請求項1〜6のいずれか一項に記載の細
菌を培地で培養し、プリンヌクレオシドを生成して培地
中に蓄積させ、同培地からプリンヌクレオシドを採取す
ることを特徴とするプリンヌクレオシドの製造方法。 - 【請求項8】 前記プリンヌクレオシドはイノシンであ
る請求項7に記載の方法。 - 【請求項9】 前記プリンヌクレオシドはキサントシン
である請求項7に記載の方法。 - 【請求項10】 前記プリンヌクレオシドはグアノシン
である請求項7に記載の方法。 - 【請求項11】 請求項1〜6のいずれか一項に記載の
細菌を培地で培養し、生成、蓄積したヌクレオシドをリ
ン酸化し、生成、蓄積したプリンヌクレオチドを採取す
ることを特徴とするプリンヌクレオチドの製造方法。 - 【請求項12】 前記プリンヌクレオチドは5’−イノ
シン酸である請求項11に記載の方法。 - 【請求項13】 前記プリンヌクレオチドは5’−キサ
ンチル酸である請求項11に記載の方法。 - 【請求項14】 前記プリンヌクレオチドは5’−グア
ニル酸である請求項11に記載の方法。 - 【請求項15】 請求項5に記載の細菌を培地で培養
し、生成蓄積したキサントシンをリン酸化し、生成、蓄
積した5’−キサンチル酸をアミノ化し、そして生成蓄
積した5’−グアニル酸を採取することを特徴とする
5’−グアニル酸の製造方法。
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