JP2004173685A - Method for production of target substance by fermentation - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a useful substance such as an L-amino acid by a fermentation process using Escherichia genus bacteria, capable of increasing production efficiency or production speed. <P>SOLUTION: This method for production of the target substance by utilizing microorganisms comprises cultivation of the Escherichia genus bacteria in a medium, accumulating the target substance in the medium or the bacterial cells and collecting the target substance, wherein a strain in which FIS (factor for inversion stimulation) protein does not normally function in the cell due to disruption of fis gene on the chromosome, is used for the Escherichia genus bacteria. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

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

エシェリヒア・コリの染色体DNAは、複数のDNA結合タンパクによってヌクレオイドと呼ばれるヌクレオソーム様構造に折りたたまれている。このようなタンパクをヌクレオイド構成タンパクと呼ぶ。   The chromosomal DNA of Escherichia coli is folded by a plurality of DNA binding proteins into a nucleosome-like structure called a nucleoid. Such a protein is called a nucleoid constituent protein.

主要なヌクレオイド構成タンパクの一つであるFIS(factor for inversion stimulation)は、エシェリヒア・コリ染色体の73.4分の位置に存在するfis遺伝子にコードされる。FISの発現は増殖期に誘導され、定常期には抑えられる。エシェリヒア・コリ野生株のfis遺伝子を破壊することによって、表現形として、非常に栄養豊富な培地、つまり元々生育速度の大きい条件下では生育速度は低下するが、元々の生育速度が大きくない場合では生育速度は変化しないことが報告されている(非特許文献1)。物質を製造するような条件における菌の生育速度は後者に相当する。またFISは、複数の遺伝子の発現を正または負に制御するグローバルな転写制御因子であり、これまでにトランスファーRNAやリボソームRNAに加え(非特許文献2)、代謝に関与する遺伝子等の発現を制御していることが報告されている(非特許文献3)。   FIS (factor for inversion stimulation), which is one of the major nucleoid constituent proteins, is encoded by the fis gene located at 73.4 minutes on the Escherichia coli chromosome. FIS expression is induced during the growth phase and is suppressed during the stationary phase. Disruption of the fis gene of a wild strain of Escherichia coli results in a phenotypically slow growth rate in a very nutrient-rich medium, i.e. under conditions of high growth rate, but not in the case of a low growth rate. It has been reported that the growth rate does not change (Non-Patent Document 1). The growth rate of the fungus under the conditions for producing the substance corresponds to the latter. FIS is a global transcriptional regulator that positively or negatively regulates the expression of a plurality of genes. In addition to transfer RNA and ribosomal RNA (Non-Patent Document 2), FIS has been used to regulate the expression of genes involved in metabolism. It is reported that it is controlled (Non-Patent Document 3).

FISと同様に増殖期に誘導され、複数の遺伝子の発現を正または負に制御することが知られているヌクレオイド構成タンパクとしてH−NSが挙げられる(非特許文献4)。H−NSはエシェリヒア・コリ染色体の27.8分の位置に存在するhns遺伝子にコードされる。   H-NS is known as a nucleoid-constituting protein that is induced in the growth phase similarly to FIS and is known to positively or negatively regulate the expression of a plurality of genes (Non-Patent Document 4). H-NS is encoded by the hns gene located at 27.8 minutes on the Escherichia coli chromosome.

その他の主要なヌクレオイド構成タンパクとして、例えばHU、DPS等が挙げられる。HUは、HUα、HUβのヘテロ二量体からなり、それぞれエシェリヒア・コリ染色体の90.5分、9.7分の位置に存在するhupA、hupB遺伝子にコードされ(非特許文献5)、その発現は増殖期、定常期ともに見られる。DPSはエシェリヒア・コリ染色体の18.3分の位置に存在するdps遺伝子にコードされ、その発現は増殖期には抑制されており、定常期に発現が誘導される(非特許文献6)。   Other major nucleoid-constituting proteins include, for example, HU and DPS. HU is composed of HUα and HUβ heterodimers, and is encoded by the hupA and hupB genes located at 90.5 minutes and 9.7 minutes, respectively, on the Escherichia coli chromosome (Non-patent Document 5). It is seen both in the stationary phase. DPS is encoded by the dps gene located at 18.3 minutes on the Escherichia coli chromosome, and its expression is suppressed during the growth phase and is induced during the stationary phase (Non-patent Document 6).

これまでに、fis遺伝子、hns遺伝子、hupAB遺伝子、dps遺伝子といったヌクレオイド構成タンパクをコードする遺伝子の発現調節を行うことによる物質生産の向上に関する報告はなされていない。
Nilsson et al., The Journal of Biological Chemistry, Vol.269, 9460-9465, 1994 Nilsson et al., The EMBO Journal, Vol.9, 727-734, 1990 Xu et al., Journal of Bacteriology, Vol.177, 938-947, 1995 Hulton et al., Cell, Vol.63, 631-642, 1990 Wada et al., Journal of Molecular Biology, Vol.204, 581-591, 1988 Almion et al.,Genes and Development, Vol.6, 2646-2654, 1992
Until now, there has been no report on the improvement of substance production by controlling the expression of genes encoding nucleoid constituent proteins such as the fis gene, the hns gene, the hapAB gene, and the dps gene.
Nilsson et al., The Journal of Biological Chemistry, Vol. 269, 9460-9465, 1994 Nilsson et al., The EMBO Journal, Vol. 9, 727-734, 1990 Xu et al., Journal of Bacteriology, Vol.177, 938-947, 1995 Hulton et al., Cell, Vol. 63, 631-642, 1990. Wada et al., Journal of Molecular Biology, Vol. 204, 581-591, 1988 Almion et al., Genes and Development, Vol. 6, 2646-2654, 1992

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

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を行い、エシェリヒア属細菌に普遍的に存在するヌクレオイド構成タンパクをコードする遺伝子を改変することで、エシェリヒア属細菌による物質生産を改善させ得ることを見出した。具体的には、エシェリヒア属細菌においてfis遺伝子を破壊することにより、目的物質の生産能が改善されることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、以下のとおりである。
The present inventors have conducted intensive studies to solve the above problems, and by modifying a gene encoding a nucleoid constituent protein that is universally present in Escherichia bacteria, it is possible to improve substance production by Escherichia bacteria. Was found. Specifically, they found that disrupting the fis gene in a bacterium belonging to the genus Escherichia improves the ability to produce the target substance, and completed the present invention.
That is, the present invention is as follows.

(1)エシェリヒア属細菌を培地に培養し、該培地又は菌体中に目的物質を生成蓄積させ、該目的物質を採取する、エシェリヒア属細菌を利用した目的物質の製造法において、前記エシェリヒア属細菌は該目的物質を生産する能力を有し、細胞内でFISタンパク質が正常に機能しないことを特徴とする目的物質の製造法。
(2)前記エシェリヒア属細菌は、染色体上のfis遺伝子が破壊されたことにより、FISタンパク質が正常に機能しないことを特徴とする(1)の方法。
(3)前記エシェリヒア属細菌はエシェリヒア・コリである(1)又は(2)の方法。
(4)前記目的物質がL−アミノ酸又はタンパク質である(1)〜(3)のいずれかの方法。
(5)L−アミノ酸がアスバラギン酸族のアミノ酸である(4)の方法。
(6)アスパラギン酸族のアミノ酸が、L−リジン、L−スレオニン、又はL−メチオニンである(5)に記載の方法。
(7)前記アミノ酸がL−リジンである(6)に記載の方法。
(1) A method for producing a target substance using a bacterium belonging to the genus Escherichia, wherein the bacterium belonging to the genus Escherichia is cultured in a medium, the target substance is produced and accumulated in the medium or the cells, and the target substance is collected. Is a method for producing a target substance, which has the ability to produce the target substance, and wherein the FIS protein does not function normally in cells.
(2) The method according to (1), wherein the Escherichia bacterium has a FIS protein that does not function normally due to disruption of the fis gene on the chromosome.
(3) The method according to (1) or (2), wherein the Escherichia bacterium is Escherichia coli.
(4) The method according to any one of (1) to (3), wherein the target substance is an L-amino acid or a protein.
(5) The method according to (4), wherein the L-amino acid is an amino acid belonging to the aspartic acid family.
(6) The method according to (5), wherein the aspartic acid amino acid is L-lysine, L-threonine, or L-methionine.
(7) The method according to (6), wherein the amino acid is L-lysine.

本発明により、エシェリヒア属細菌を用いてL−アミノ酸等の有用物質を生産する際に、生産速度又は生産効率を向上させることができる。   According to the present invention, the production rate or production efficiency can be improved when producing useful substances such as L-amino acids using Escherichia bacteria.

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

「目的物質を生産する能力」とは、本発明に用いるエシェリヒア属細菌を培地に培養したときに、目的物質を細胞又は培地から回収できる程度に生産する能力をいう。好ましくは、エシェリヒア属細菌の野生株又は非改変株よりも、多量の目的物質を生産する能力をいう。   The “ability to produce a target substance” refers to the ability to produce a target substance to the extent that it can be recovered from cells or medium when the bacterium belonging to the genus Escherichia used in the present invention is cultured in the medium. Preferably, it refers to the ability to produce a larger amount of a target substance than a wild-type or unmodified strain of a bacterium belonging to the genus Escherichia.

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

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

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

後記実施例においては、エシェリヒア・コリのL−リジン生産菌として、WC196株を用いた。本菌株は、エシェリヒア・コリK-12由来のW3110株にAEC耐性を付与することによって育種されたものである。同株は、エシェリヒア・コリAJ13069株と命名され、平成6年12月6日付で工業技術院生命工学工業技術研究所(現 独立行政法人 産業技術総合研究所 特許生物寄託センター、〒305-8566 日本国茨城県つくば市東1丁目1番地1 中央第6)に受託番号FERM P-14690として寄託され、平成7年9月29日にブダペスト条約に基づく国際寄託に移管され、受託番号FERM BP-5252が付与されている(WO96/17930号国際公開パンフレット参照)。   In Examples described later, strain WC196 was used as an L-lysine-producing bacterium of Escherichia coli. This strain was bred by imparting AEC resistance to the W3110 strain derived from Escherichia coli K-12. The strain was named Escherichia coli AJ13069 strain, and dated December 6, 1994, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (now the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Patent Organism Depositary, 305-8566 Japan). Deposit No. FERM P-14690 at 1-1-1, Higashi 1-chome, Tsukuba, Ibaraki Pref., Japan, deposited under accession number FERM P-14690, transferred to an international deposit under the Budapest Treaty on September 29, 1995, and deposited under accession number FERM BP-5252. (See WO 96/17930, International Publication Pamphlet).

L−スレオニン生産性のエシェリヒア属細菌としては、エシェリヒア・コリ VKPM B-3996(RIA 1867)(米国特許第5,175,107号参照)、MG442株(Gusyatiner et
al., Genetika(in Russian), 14, 947-956 (1978)参照)等が挙げられる。
Examples of L-threonine-producing Escherichia bacteria include Escherichia coli VKPM B-3996 (RIA 1867) (see US Pat. No. 5,175,107) and MG442 strain (Gusyatiner et al.).
al., Genetika (in Russian), 14, 947-956 (1978)).

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

L−グルタミン酸生産性のエシェリヒア属細菌としては、AJ12624株(FERM BP-3853)(フランス特許出願公開第2,680,178号参照)、L−バリン耐性株、例えば、エシェリヒア・コリB11、エシェリヒア・コリK-12(ATCC10798)、エシェリヒア・コリB(ATCC11303)、エシェリヒア・コリW(ATCC9637)が挙げられる。   Examples of L-glutamic acid-producing bacteria belonging to the genus Escherichia include AJ12624 strain (FERM BP-3853) (see French Patent Application Publication No. 2,680,178) and L-valine-resistant strains such as Escherichia coli B11 and Escherichia coli K-12. (ATCC10798), Escherichia coli B (ATCC11303) and Escherichia coli W (ATCC9637).

L−ロイシン生産性のエシェリヒア属細菌としては、β−2−チエニルアラニン耐性を有する菌株、β−2−チエニルアラニン耐性及びβ−ヒドロキシロイシン耐性を有する菌株(以上、特公昭62-34397号公報)、4−アザロイシン耐性又は5,5,5−トリフルオロロイシン耐性を有する菌株(特開平8-70879号公報)が挙げられる。具体的には、AJ11478株(FERM P-5274)(特公昭 62-34397号参照)が挙げられる。   Examples of L-leucine-producing Escherichia bacteria include β-2-thienylalanine-resistant strains, β-2-thienylalanine-resistant and β-hydroxyleucine-resistant strains (Japanese Patent Publication No. 62-34397). , 4-azaleucine resistance or 5,5,5-trifluoroleucine resistance (JP-A-8-70879). A specific example is AJ11478 strain (FERM P-5274) (see Japanese Patent Publication No. 62-34397).

L−イソロイシン生産性のエシェリヒア属細菌としては、エシェリヒア・コリKX141(VKPM B-4781)(欧州特許出願公開第519,113号参照)が挙げられる。
L−バリン生産性のエシェリヒア属細菌としては、エシェリヒア・コリ VL1970(VKPM B-4411)(欧州特許出願公開第519,113号参照)が挙げられる。
L−フェニルアラニン生産菌としては、エシェリヒア・コリ AJ12604(FERM BP-3579)(欧州特許出願公開第 488,424号参照)が挙げられる。
Examples of L-isoleucine-producing Escherichia bacteria include Escherichia coli KX141 (VKPM B-4781) (see European Patent Application Publication No. 519,113).
Examples of L-valine-producing Escherichia bacteria include Escherichia coli VL1970 (VKPM B-4411) (see European Patent Application Publication No. 519,113).
Examples of L-phenylalanine producing bacteria include Escherichia coli AJ12604 (FERM BP-3579) (see European Patent Application Publication No. 488,424).

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

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

L−バリン生産菌においては、導入される遺伝子としては、例えばilvGMEDAオペロン、好ましくはスレオニンデアミナーゼ活性を発現せず、アテニュエーションが解除されたilvGMEDAオペロンが挙げられる(特開平8-47397号公報参照)。   In the L-valine-producing bacterium, examples of the gene to be introduced include, for example, the ilvGMEDA operon, preferably the ilvGMEDA operon in which the threonine deaminase activity is not expressed and the attenuation is released (see JP-A-8-47397). ).

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

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

また、本発明が適用されるタンパク質としては、遺伝子工学的手法によって産生され得るタンパク質であれば特に制限されないが、具体的には酸性フォスファターゼ、GFP(Green Fluorescent Protein)等が挙げられる。   The protein to which the present invention is applied is not particularly limited as long as it can be produced by a genetic engineering technique, and specific examples include acid phosphatase, GFP (Green Fluorescent Protein), and the like.

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

上記のような目的物質産生能を有するエシェリヒア属細菌の育種において、エシェリヒア属細菌に遺伝子を導入、増強するには、エシェリヒア属細菌細胞内で自律複製可能なベクターに遺伝子を連結して組換えDNAを作製し、それでエシェリヒア・コリを形質転換する方法がある。その他にトランスダクション、トランスポゾン(Berg,D.E.and Berg,C.M., Bio/Technol.1,417,(1983))、Muファージ、(特開平2-109985号)または相同組換え(Experiments in Molecular Genetics,Cold Spring Harbor Lab.(1972))を用いた方法で宿主染色体に目的遺伝子を組み込むこともできる。   In breeding a bacterium belonging to the genus Escherichia having the ability to produce the target substance as described above, a gene is introduced into the bacterium belonging to the genus Escherichia. And transforming Escherichia coli therewith. In addition, transduction, transposon (Berg, DE and Berg, CM, Bio / Technol. 1, 417, (1983)), Mu phage, (Japanese Patent Laid-Open No. 2-109985) or homologous recombination ( Experiments in Molecular Genetics, Cold Spring Harbor Lab. (1972)) can integrate the target gene into the host chromosome.

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

配列番号21及び22に、エシェリヒア・コリのfis遺伝子の塩基配列(GenBank accession AE000405の塩基配列の塩基番号1067-1363の配列)及びFISタンパク質のアミノ酸配列の一例を示す。   SEQ ID NOS: 21 and 22 show an example of the nucleotide sequence of the fis gene of Escherichia coli (the sequence of nucleotide numbers 1067-1363 of the nucleotide sequence of GenBank accession AE000405) and the amino acid sequence of the FIS protein.

本発明においては、「FISタンパク質」とは、配列番号22に示すアミノ酸配列を有するエシェリヒア・コリのFISタンパク質の他、同タンパク質のホモログであってもよい。また、破壊されるfis遺伝子は、配列番号21に示す塩基配列を有するエシェリヒア・コリのfis遺伝子の他、同遺伝子のホモログであってもよい。例えば、fis遺伝子のホモログとしては、配列番号21に記載の塩基配列又はその一部を有するプローブとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつ、FISタンパク質の機能を有するタンパク質をコードする遺伝子が挙げられる。ここでいう「ストリンジェントな条件」とは、いわゆる特異的なハイブリッドが形成され、非特異的なハイブリッドが形成されない条件をいう。この条件を明確に数値化することは困難であるが、一例を示せば、相同性が高いDNA同士、例えば50%以上、好ましくは70%以上、より好ましくは90%以上の相同性を有するDNA同士がハイブリダイズし、それより相同性が低いDNA同士がハイブリダイズしない条件、あるいは通常のサザンハイブリダイゼーションの洗いの条件である60℃、1×SSC,0.1%SDS、好ましくは、0.1×SSC、0.1%SDSに相当する塩濃度でハイブリダイズする条件が挙げられる。   In the present invention, the “FIS protein” may be an Escherichia coli FIS protein having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 22, or a homolog of the protein. The disrupted fis gene may be a homolog of the Escherichia coli fis gene having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 21, in addition to the fis gene. For example, examples of the homolog of the fis gene include a gene that hybridizes with a probe having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 21 or a part thereof under stringent conditions and encodes a protein having a function of the FIS protein. Can be The term "stringent conditions" used herein refers to conditions under which a so-called specific hybrid is formed and a non-specific hybrid is not formed. Although it is difficult to quantify these conditions clearly, as an example, DNAs with high homology, for example, DNAs having homology of 50% or more, preferably 70% or more, more preferably 90% or more DNA hybridizes with each other, and DNAs with lower homology do not hybridize with each other, or at 60 ° C., 1 × SSC, 0.1% SDS, which is the usual washing condition for Southern hybridization. Conditions for hybridization at a salt concentration corresponding to 1 × SSC and 0.1% SDS are exemplified.

プローブとして、配列番号21の塩基配列の一部の配列を用いることもできる。そのよ
うなプローブは、配列番号21の塩基配列に基づいて作製したオリゴヌクレオチドをプライマーとし、配列番号21の塩基配列を含むDNA断片を鋳型とするPCRによって作製することができる。プローブとして、300bp程度の長さのDNA断片を用いる場合には、ハイブリダイゼーションの洗いの条件は、50℃、2×SSC、0.1%SDSが挙げられる。
A part of the base sequence of SEQ ID NO: 21 can also be used as a probe. Such a probe can be prepared by PCR using an oligonucleotide prepared based on the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 21 as a primer and a DNA fragment containing the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 21 as a template. When a DNA fragment having a length of about 300 bp is used as a probe, the washing conditions for hybridization include 50 ° C., 2 × SSC, and 0.1% SDS.

尚、以下で説明する遺伝子破壊に用いるfis遺伝子としては、対象とするエシェリヒア属細菌の染色体上のfis遺伝子と同じ遺伝子を用いることが好ましいが、細胞内で相同組換えが可能な程度の相同性を有する遺伝子を用いることもできる。   As the fis gene used for the gene disruption described below, it is preferable to use the same gene as the fis gene on the chromosome of the target bacterium of the genus Escherichia. Can also be used.

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

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

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

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

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

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

また、機能を有するFISタンパク質が産生されないようになった変異株は、エシェリヒア属細菌を紫外線照射またはN−メチル−N'−ニトロ−N−ニトロソグアニジン(NTG)もしくは亜硝酸等の通常変異処理に用いられている変異剤によって処理することによって、取得することができる。   In addition, a mutant strain in which a functional FIS protein is not produced can be subjected to ultraviolet irradiation or a normal mutation treatment such as N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine (NTG) or nitrous acid to a bacterium belonging to the genus Escherichia. It can be obtained by treating with the mutagen used.

上記のようにして得られる、目的物質生産能を有し、かつ、細胞内でFISタンパク質が正常に機能しないエシェリヒア属細菌を培地に培養し、該培地又は菌体中に目的物質を生成蓄積させ、該目的物質を採取することにより、目的物質を製造することができる。本発明においては、上記の性質を有するエシェリヒア属細菌を用いることにより、目的物質の生産速度又は生産効率を向上させることができる。これは、fis遺伝子に関するエシェリヒア属細菌野生株は、培養時にfis遺伝子が発現し、FISタンパク質が転写調節する遺伝子群(既知及び未知遺伝子を含む)の発現が促進もしくは抑制されるのに対し、正常なFISタンパク質が正常に機能しない株では、前記遺伝子群の発現が制御されないためであると推定される。   The Escherichia bacterium having the target substance-producing ability and having the FIS protein not functioning normally in the cells obtained as described above is cultured in a medium, and the target substance is produced and accumulated in the medium or the cells. By collecting the target substance, the target substance can be produced. In the present invention, by using a bacterium belonging to the genus Escherichia having the above properties, the production rate or production efficiency of the target substance can be improved. This is because the wild-type strain of the genus Escherichia concerning the fis gene expresses the fis gene during culture and promotes or suppresses the expression of a group of genes (including known and unknown genes) whose transcription is regulated by the FIS protein. It is presumed that in a strain in which the FIS protein does not function normally, the expression of the genes is not regulated.

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

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

窒素源としては、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム、リン酸アンモニウム等の無機アンモニウム塩、大豆加水分解物などの有機窒素、アンモニアガス、アンモニア水等を用いることができる。   Examples of the nitrogen source include inorganic ammonium salts such as ammonium sulfate, ammonium chloride, and ammonium phosphate; organic nitrogen such as soybean hydrolysate; ammonia gas; and aqueous ammonia.

有機微量栄養源としては、エシェリヒア属細菌の性質に応じてビタミンB1、L−ホモセリン、L−チロシンなどの要求物質または酵母エキス等を適量含有させることが望ましい。これらの他に、必要に応じて、リン酸カリウム、硫酸マグネシウム、鉄イオン、マンガンイオン等が少量添加される。 As organic trace nutrients, it is desirable to add required substances such as vitamin B 1 , L-homoserine, L-tyrosine, yeast extract and the like in an appropriate amount depending on the properties of the bacteria belonging to the genus Escherichia. In addition to these, small amounts of potassium phosphate, magnesium sulfate, iron ions, manganese ions, and the like are added as needed.

培養は、使用する菌株に応じて従来より用いられてきた周知の条件で行ってかまわない。例えば、好気的条件下で12〜120時間培養を実施するのがよく、培養温度は25℃〜45℃に、培養中pHは5〜8に制御する。尚、pH調整には無機あるいは有機の酸性あるいはアルカリ性物質、更にアンモニアガス等を使用することができる。   The cultivation may be performed under well-known conditions conventionally used depending on the strain to be used. For example, culturing is preferably performed under aerobic conditions for 12 to 120 hours, and the culturing temperature is controlled at 25 ° C to 45 ° C, and the pH is controlled at 5 to 8 during the culturing. For pH adjustment, an inorganic or organic acidic or alkaline substance, furthermore, ammonia gas or the like can be used.

培養終了後の培地又は菌体からの目的物質の採取は、本願発明において特別な方法が必要とされることはない。すなわち、目的物質の採取は、従来より周知となっているイオン交換樹脂法、沈澱法その他の方法を、目的物質の種類に応じて組み合わせることにより実施できる。また、菌体中に蓄積した目的物質の採取は、菌体を物理的又は酵素的に破壊し、目的物質に応じて菌体抽出液又は膜画分から採取することができる。尚、目的物質によっては、目的物質を菌体中に存在したままの状態で、微生物触媒等として利用することもできる。   No special method is required in the present invention for collecting the target substance from the medium or the cells after the completion of the culture. That is, the target substance can be collected by combining conventionally known ion exchange resin methods, precipitation methods and other methods according to the type of the target substance. The target substance accumulated in the cells can be collected by physically or enzymatically destroying the cells and collecting from the cell extract or the membrane fraction depending on the target substance. It should be noted that, depending on the target substance, the target substance can be used as a microbial catalyst or the like in a state where it is present in the cells.

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

<実施例1>エシェリヒア・コリMG1655のヌクレオイド構成タンパクをコードする遺伝子の破壊と生育への効果
エシェリヒア・コリのヌクレオイド構成タンパクをコードする遺伝子の破壊は、クロスオーバーPCR(Link, A.J., Phillips, D., Church, G.M., J. Bacteriol., Vol.179. 6228-6237, 1997参照)によって行った。
<Example 1> Disruption of the gene encoding the nucleoid-constituting protein of Escherichia coli MG1655 and its effect on growth Destruction of the gene encoding the nucleoid-constituting protein of Escherichia coli was carried out by crossover PCR (Link, AJ, Phillips, D , Church, GM, J. Bacteriol., Vol. 179. 6228-6237, 1997).

(1)fis遺伝子の破壊
fis遺伝子のN末端のコード領域約20bp及びその上流域を含む約300bpの領域を増幅するプライマーとして配列番号1及び2に示すオリゴヌクレオチド(プライマー1、2)、fis遺伝子のC末端のコード領域約20bp及びその下流域を含む約300bpの領域を増幅するプライマーとして配列番号3及び4に示すオリゴヌクレオチド(プライマー3、4)を合成した。プライマー2と3は、相補的な共通の配列を一部に有しており、各々の増幅産物がこの部分で連結されるとfis遺伝子ORF内の一部が欠失するような設計となっている。
(1) Destruction of fis gene Oligonucleotides (primers 1 and 2) shown in SEQ ID NOs: 1 and 2 as primers to amplify a coding region of about 20 bp at the N-terminus of the fis gene and a region of about 300 bp including the upstream region, The oligonucleotides (primers 3 and 4) shown in SEQ ID NOs: 3 and 4 were synthesized as primers for amplifying a C-terminal coding region of about 20 bp and a region of about 300 bp including the downstream region. Primers 2 and 3 partially have a common sequence complementary to each other, and are designed such that when the respective amplification products are ligated at this portion, a part of the fis gene ORF is deleted. I have.

プライマー1、2、及びプライマー3、4の組み合わせで、常法により調製した野生株MG1655株のゲノムDNAを鋳型として一回目のPCR反応を行った。この際、プライマー1と2、及びプライマー4と3のモル比は、10:1にて行った。得られた一回目のPCR産物を鋳型として、プライマー1と4を用いて二回目のPCRを行った。二回目のPCRによって構築された欠失fis遺伝子を有するDNA断片を、Promega社製のクローニングベクターキットpGEMT-easyに、プロトコールに従ってクローニングし、組換えベクターpGEM-fisを得た。   The first PCR reaction was performed using a combination of the primers 1 and 2 and the primers 3 and 4 and using the genomic DNA of the wild-type MG1655 strain prepared by a conventional method as a template. At this time, the molar ratio of primers 1 and 2 and primers 4 and 3 was 10: 1. A second PCR was performed using the obtained first PCR product as a template and primers 1 and 4. A DNA fragment having a deleted fis gene constructed by the second PCR was cloned into a cloning vector kit pGEMT-easy manufactured by Promega according to the protocol to obtain a recombinant vector pGEM-fis.

pGEM-fisをEcoRIにより切断し、欠失型となったfis遺伝子を含むDNA断片を得た。この切断断片と、同酵素にて切断し精製した温度感受性プラスミドpMAN997(WO99/03988号国際公開パンフレット参照)とを、DNA ligation Kit Ver.2(宝酒造(株))を用いて連結した。尚、前記pMAN997は、pMAN031(J. Bacteriol., 162,1196 (1985))とpUC19(宝酒造(株))のそれぞれのVspI-HindIII断片を繋ぎ換えたものである。   The pGEM-fis was digested with EcoRI to obtain a DNA fragment containing the deleted fis gene. This cleaved fragment was ligated with a temperature-sensitive plasmid pMAN997 (see WO99 / 03988, International Publication Pamphlet) cut and purified by the same enzyme using DNA ligation Kit Ver.2 (Takara Shuzo Co., Ltd.). The above-mentioned pMAN997 is obtained by reconnecting the respective VspI-HindIII fragments of pMAN031 (J. Bacteriol., 162, 1196 (1985)) and pUC19 (Takara Shuzo).

上記の連結反応液で、エシェリヒア・コリJM109コンピテント細胞(宝酒造(株))を形質転換し、アンピシリン(明治製菓(株))を25 μg/ml含むLB寒天プレート(LB+アンピシリン)にまき、30℃で培養し、アンピシリン耐性コロニーを選択した。コロニーを25μg/mlのアンピシリンを含むLB培地で30℃にて試験管培養し、Wizard Plus Miniprep(Promega社)を用いて細胞からプラスミドを抽出した。それらのプラスミドをEcoRIで切断し、目的長断片を含むプラスミドを、fis破壊用プラスミドpMANΔfisとした。
pMANΔfisを用いて、エシェリヒア・コリMG1655を形質転換した。
Escherichia coli JM109 competent cells (Takara Shuzo Co., Ltd.) were transformed with the above ligation reaction solution, and spread on an LB agar plate (LB + ampicillin) containing 25 μg / ml of ampicillin (Meiji Seika Co., Ltd.). C., and ampicillin-resistant colonies were selected. The colony was cultured in an LB medium containing 25 μg / ml of ampicillin at 30 ° C. in a test tube, and the plasmid was extracted from the cells using Wizard Plus Miniprep (Promega). These plasmids were digested with EcoRI, and the plasmid containing the desired length fragment was designated as fis disruption plasmid pMANΔfis.
Escherichia coli MG1655 was transformed using pMANΔfis.

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

次に、選択したコロニーをLB+アンピシリンプレートに塗り広げ、30℃で培養した後、適当量の菌体をLB培地2mlに懸濁し、42℃で4〜5時間震とう培養した。10-5希釈した培養液をLBプレートにまき、得られたコロニーのうち数百コロニーをLBプレートとLB+アンピシリンプレートに植菌し、生育を確認することで、アンピシリン感受性又は耐性を確認した。アンピシリン感受性株は、染色体DNAから、pMANΔfisのベクター部分、及びもともと染色体DNA上に存在していた正常なfis遺伝子又は欠失型fis遺伝子が脱落している。アンピシリン感受性株の数株についてコロニーPCRを行い、目的どおりfis
遺伝子が欠失型に置換されている株を選択した。このようにして、エシェリヒア・コリのMG1655より、fis遺伝子破壊株MG1655Δfis株を取得した。
Next, the selected colonies were spread on an LB + ampicillin plate, cultured at 30 ° C., and then an appropriate amount of cells were suspended in 2 ml of LB medium and cultured at 42 ° C. for 4 to 5 hours with shaking. The culture solution diluted to 10 -5 was spread on an LB plate, and several hundred colonies among the obtained colonies were inoculated on an LB plate and an LB + ampicillin plate, and the growth was confirmed, thereby confirming the ampicillin sensitivity or resistance. In the ampicillin-sensitive strain, the vector portion of pMANΔfis and the normal fis gene or the deleted fis gene originally present on the chromosomal DNA are omitted from the chromosomal DNA. Colony PCR was performed on several ampicillin-sensitive strains, and fis
A strain in which the gene was replaced with the deletion type was selected. Thus, a fis gene-disrupted strain MG1655Δfis was obtained from MG1655 of Escherichia coli.

(2)hns遺伝子の破壊
(1)と同様の方法を用い、MG1655よりhns遺伝子破壊株を取得した。hns遺伝子のN末端のコード領域約40bp及びその上流域を含む約600bpの領域を増幅するプライマーとして配列番号5及び6に示すオリゴヌクレオチド(プライマー5、6)、hns遺伝子のC末端のコード領域約40bp及びその下流域を含む約600bpの領域を増幅するプライマーとして配列番号7及び8に示すオリゴヌクレオチド(プライマー7、8)を合成した。
(2) Disruption of hns gene Using the same method as in (1), an hns gene-disrupted strain was obtained from MG1655. Oligonucleotides shown in SEQ ID NOS: 5 and 6 (primers 5 and 6) as primers for amplifying a coding region of about 40 bp at the N-terminal of the hns gene and a region of about 600 bp including the upstream region thereof, and a coding region of the C-terminal of the hns gene Oligonucleotides (primers 7, 8) shown in SEQ ID NOs: 7 and 8 were synthesized as primers to amplify a region of about 600 bp including 40 bp and a downstream region thereof.

プライマー5、6、及びプライマー7、8の組み合わせで、常法により調製した野生株MG1655株のゲノムDNAを鋳型として一回目のPCR反応を行った。得られた一回目のPCR産物を鋳型として、プライマー5と8を用いて二回目のPCRを行った。二回目のPCRによって構築された欠失型hns遺伝子を有するDNA断片を得た。後の操作は(1)と同様に行い、hns遺伝子破壊株MG1655Δhnsを得た。   Using the combination of primers 5, 6 and 7, 8, a first PCR reaction was performed using the genomic DNA of wild-type MG1655 strain prepared by a conventional method as a template. Using the obtained first PCR product as a template, a second PCR was performed using primers 5 and 8. A DNA fragment having the deleted hns gene constructed by the second PCR was obtained. Subsequent operations were performed in the same manner as in (1) to obtain an hns gene-disrupted strain MG1655Δhns.

(3)dps遺伝子の破壊
(1)と同様の方法を用い、MG1655よりdps遺伝子破壊株を取得した。dps遺伝子のN末端のコード領域約20bp及びその上流域を含む約400bpの領域を増幅するプライマーとして配列番号9及び10に示すオリゴヌクレオチド(プライマー9、10)、dps遺伝子のC末端のコード領域約20bp及びその下流域を含む約300bpの領域を増幅するプライマーとして配列番号11及び12に示すオリゴヌクレオチド(プライマー11、12)を合成した。
(3) Disruption of dps gene Using the same method as in (1), a dps gene-disrupted strain was obtained from MG1655. Oligonucleotides shown in SEQ ID NOS: 9 and 10 (primers 9 and 10) as primers for amplifying a region of about 20 bp of the N-terminal coding region of the dps gene and a region of about 400 bp including the upstream region, and a coding region of the C-terminal of the dps gene Oligonucleotides (primers 11, 12) shown in SEQ ID NOs: 11 and 12 were synthesized as primers for amplifying a region of about 300 bp including 20 bp and a downstream region thereof.

プライマー9、10、及びプライマー11、12の組み合わせで、常法により調製した野生株MG1655株のゲノムDNAを鋳型として一回目のPCR反応を行った。得られた一回目のPCR産物を鋳型として、プライマー9と12を用いて二回目のPCRを行った。二回目のPCRによって構築された欠失型dps遺伝子を有するDNA断片を得た。後の操作は(1)と同様に行い、dps遺伝子破壊株MG1655Δdpsを得た。   Using the combination of primers 9, 10 and primers 11, 12, a first PCR reaction was performed using genomic DNA of the wild-type MG1655 strain prepared by a conventional method as a template. Using the obtained first PCR product as a template, a second PCR was performed using primers 9 and 12. A DNA fragment having the deleted dps gene constructed by the second PCR was obtained. The subsequent operation was performed in the same manner as in (1) to obtain a dps gene-disrupted strain MG1655Δdps.

(4)hupAB遺伝子の破壊
hupAとhupBはゲノム上で隣接していないため、別々に遺伝子破壊を行った。まず、hupA遺伝子の破壊を行った。hupA遺伝子のN末端のコード領域約20bp及びその上流域を含む約300bpの領域を増幅するプライマーとして配列番号13及び14に示すオリゴヌクレオチド(プライマー13、14)、hupA遺伝子のC末端のコード領域約20bp及びその下流域を含む約300bpの領域を増幅するプライマーとして配列番号15及び16に示すオリゴヌクレオチド(プライマー15、16)を合成した。
(4) Disruption of hupAB gene Since hapA and hopB are not adjacent on the genome, the genes were separately disrupted. First, the hupA gene was disrupted. Oligonucleotides shown in SEQ ID NOs: 13 and 14 (primers 13 and 14) as primers for amplifying the N-terminal coding region of the hapA gene of about 20 bp and the region of about 300 bp including the upstream region, Oligonucleotides (primers 15, 16) shown in SEQ ID NOS: 15 and 16 were synthesized as primers for amplifying a region of about 300 bp including 20 bp and a downstream region thereof.

プライマー13、14、及びプライマー15、16の組み合わせで、常法により調製した野生株MG1655株のゲノムDNAを鋳型として一回目のPCR反応を行った。得られた一回目のPCR産物を鋳型として、プライマー13と16を用いて二回目のPCRを行った。二回目のPCRによって構築された欠失型hupA遺伝子を有するDNA断片を得た。後の操作は(1)と同様に行い、hupA遺伝子破壊株MG1655ΔhupAを得た。   Using the combination of the primers 13, 14 and the primers 15, 16, a first PCR reaction was performed using the genomic DNA of the wild-type MG1655 strain prepared as a template as a template. A second PCR was carried out using the obtained first PCR product as a template and primers 13 and 16. A DNA fragment having the deleted hapA gene constructed by the second PCR was obtained. The subsequent operation was performed in the same manner as in (1) to obtain a hupA gene-disrupted strain MG1655ΔhupA.

次にhupA遺伝子破壊株MG1655ΔhupAより、hupB遺伝子破壊を行った。hupB遺伝子のN末端のコード領域約20bp及びその上流域を含む約300bpの領域を増幅するプライマーとして配列番号17及び18に示すオリゴヌクレオチド(プライマー17、18)、hupB遺伝子のC末端のコード領域約20bp及びその下流域を含む約300bpの領域を増幅するプライマーとして配列番号19及び20に示すオリゴヌクレオチド(プライマー19、20)を合成した。   Next, the hupB gene was disrupted from the hupA gene disruption strain MG1655ΔhupA. Oligonucleotides (primers 17, 18) shown in SEQ ID NOs: 17 and 18 as primers to amplify a region of about 20 bp including the N-terminal coding region of the hopB gene and a region of about 300 bp including the upstream region, Oligonucleotides (primers 19 and 20) shown in SEQ ID NOs: 19 and 20 were synthesized as primers for amplifying a region of about 300 bp including 20 bp and a downstream region thereof.

プライマー17、18、及びプライマー19、20の組み合わせで、常法により調製した野生株MG1655株のゲノムDNAを鋳型として一回目のPCR反応を行った。得られた一回目のPCR産物を鋳型として、プライマー17と20を用いて二回目のPCRを行った。二回目のPCRによって構築された欠失型hupB遺伝子を有するDNA断片を得た。後の操作は(1)と同様に行い、hupA遺伝子およびhupB遺伝子破壊株MG1655ΔhupABを得た。   Using the combination of primers 17, 18 and primers 19, 20, a first PCR reaction was performed using genomic DNA of the wild-type MG1655 strain prepared by a conventional method as a template. A second PCR was performed using the obtained first PCR product as a template and primers 17 and 20. A DNA fragment having the deleted hupB gene constructed by the second PCR was obtained. Subsequent operations were performed in the same manner as in (1) to obtain a hupA gene and a hupB gene disruption strain MG1655ΔhupAB.

(5)遺伝子破壊株の培養
fis遺伝子破壊株MG1655Δfis株、hns遺伝子破壊株MG1655Δhns株、hupAB遺伝子破壊株MG1655ΔhupAB株、dps遺伝子破壊株MG1655Δdpsと、その親株であるMG1655株を、20mM NH4Cl、2mM MgSO4、40mM NaHPO4、30mM KH2PO4、0.01mM CaCl2、0.01mM FeSO4、0.01mM MnSO4、5mM クエン酸、10mM グルコース、2mM チアミン塩酸塩、2.5g/L カザミノ酸(Difco社)、50mM MES-NaOH(pH6.8)を含む培地で、10 ml容L型試験管を用いて培養した。培養開始時の培養液量は5mlとし、回転速度70rpmで回転振とうし、37℃で培養を行った。培地、容器等は全てオートクレーブ滅菌を行った後に供した。
(5) Culture of gene-disrupted strain The fis gene-disrupted strain MG1655Δfis, the hns gene-disrupted strain MG1655Δhns, the hupAB gene-disrupted strain MG1655ΔhupAB, the dps gene-disrupted strain MG1655Δdps, and the parent MG1655 strain were 20 mM NH 4 Cl and 2 mM. MgSO 4 , 40 mM NaHPO 4 , 30 mM KH 2 PO 4 , 0.01 mM CaCl 2 , 0.01 mM FeSO 4 , 0.01 mM MnSO 4 , 5 mM citric acid, 10 mM glucose, 2 mM thiamine hydrochloride, 2.5 g / L casamino acid (Difco) And 50 mM MES-NaOH (pH 6.8) in a medium containing 10 ml L-shaped test tubes. The volume of the culture solution at the start of the culture was 5 ml, the culture was shaken at a rotation speed of 70 rpm and cultured at 37 ° C. All media, containers, etc. were provided after autoclaving.

培養液中の菌体濃度を経時的に測定した。菌体濃度はバイオフォトディテクター(アドバンテック社)を用いて660nmの濁度を測定することにより調べた。結果を図1に示す。   The bacterial cell concentration in the culture was measured over time. The cell concentration was determined by measuring the turbidity at 660 nm using a biophotodetector (Advantech). The results are shown in FIG.

その結果、dps遺伝子破壊株においては、対照株と同程度の生育であり、hns遺伝子破壊株およびhupAB遺伝子破壊株は生育が悪化することが認められた。一方、fis遺伝子破壊株は、生育が対照株に比較して向上することが認められた。そこで、fis遺伝子について発酵生産における破壊効果を検証した。   As a result, the growth rate of the dps gene-disrupted strain was comparable to that of the control strain, and it was confirmed that the growth of the hns gene-disrupted strain and the hupAB gene-disrupted strain deteriorated. On the other hand, it was recognized that the growth of the fis gene-disrupted strain was improved as compared with the control strain. Thus, the disruption effect of the fis gene on fermentation production was verified.

<実施例2>エシェリヒア・コリのfis遺伝子の破壊とL−リジン生産への効果
(1)fis遺伝子の破壊
実施例1と同様の方法で、エシェリヒア・コリWC196株より、fis遺伝子破壊株WC196Δfis株を取得した。WC196株は、AEC耐性のエシェリヒア・コリのL−リジン生産菌であり、プライベート番号AJ13069として、工業技術院生命工学工業技術研究所(現 独立行政法人 産業技術総合研究所 特許生物寄託センター、〒305-8566 日本国茨城県つくば市東1丁目1番地1 中央第6)に受託番号FERM P-14690として寄託され、平成7年9月29日にブダペスト条約に基づく国際寄託に移管され、受託番号FERM BP-5252が付与されている(WO96/17930号国際公開パンフレット参照)。実施例1で得られたfis破壊用プラスミドpMANΔfisを用いて、エシェリヒア・コリのL−リジン生産菌WC196を形質転換した。後の操作は実施例1と同様に行い、エシェリヒア・コリのL−リジン生産菌WC196より、fis遺伝子破壊株WC196Δfis株を取得した。
<Example 2> Disruption of fis gene in Escherichia coli and effect on L-lysine production (1) Disruption of fis gene In the same manner as in Example 1, a fis gene-disrupted strain WC196Δfis was obtained from Escherichia coli WC196. I got The WC196 strain is an AEC-resistant Escherichia coli L-lysine-producing bacterium, and has a private number AJ13069 as the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (now the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Patent Organism Depositary, -8566 Deposited with accession number FERM P-14690 at 1-1-1, Higashi 1-chome, Tsukuba, Ibaraki, Japan, transferred to an international deposit under the Budapest Treaty on September 29, 1995, and received accession number FERM BP -5252 (see WO96 / 17930, International Publication Pamphlet). The fis disruption plasmid pMANΔfis obtained in Example 1 was used to transform L-lysine-producing WC196 strain of Escherichia coli. The subsequent operation was performed in the same manner as in Example 1, and a fis gene-disrupted strain WC196Δfis strain was obtained from L-lysine-producing strain WC196 of Escherichia coli.

(2)fis遺伝子破壊株の培養
fis遺伝子破壊株WC196Δfis株とその親株であるWC196株を、20mM NH4Cl、2mM MgSO4、40mM NaHPO4、30mM KH2PO4、0.01mM CaCl2、0.01mM FeSO4、0.01mM MnSO4、5mM クエン酸、50mM グルコース、2mM チアミン塩酸塩、2.5g/L カザミノ酸(Difco社)、50mM MES-NaOH(pH6.8)を含む培地で、200 ml容三角フラスコを用いて培養した。培養開始時の培養液量は20 mlとし、回転速度144rpmで回転振とうし、37℃で培養を行った。培地、容器等は全てオートクレーブ滅菌を行った後に供した。
(2) Culture of fis gene-disrupted strain The fis gene-disrupted strain WC196Δfis strain and its parent strain, WC196 strain, were transformed into 20 mM NH 4 Cl, 2 mM MgSO 4 , 40 mM NaHPO 4 , 30 mM KH 2 PO 4 , 0.01 mM CaCl 2 , 0.01 mM. 200 ml Erlenmeyer flask containing a medium containing FeSO 4 , 0.01 mM MnSO 4 , 5 mM citric acid, 50 mM glucose, 2 mM thiamine hydrochloride, 2.5 g / L casamino acid (Difco), 50 mM MES-NaOH (pH 6.8) Was used for culturing. The culture volume at the start of the culture was 20 ml, and the culture was carried out at 37 ° C. by rotating and shaking at a rotational speed of 144 rpm. All media, containers, etc. were provided after autoclaving.

培養液中の菌体濃度、グルコース濃度、及びL−リジン蓄積を経時的に測定した。菌体濃度は適当倍率に水で希釈した培養液を用い、562nmの濁度を分光光度計(ベックマン社)で測定することにより調べた。グルコース濃度、及びL−リジン濃度は、遠心分離により除菌した培養液上清を適当倍率に水で希釈した後に、バイオテックアナライザー(サクラ精器)により測定した。結果を図2〜4に示す。また、培養8時間後のL−リジン蓄積
と残存グルコース濃度の値を示した。
The bacterial cell concentration, glucose concentration, and L-lysine accumulation in the culture solution were measured over time. The cell concentration was determined by measuring the turbidity at 562 nm with a spectrophotometer (Beckman) using a culture solution diluted with water at an appropriate magnification. Glucose concentration and L-lysine concentration were measured using a Biotech Analyzer (Sakura Seiki) after diluting the culture supernatant, which had been sterilized by centrifugation, with water at an appropriate magnification. The results are shown in FIGS. In addition, the values of L-lysine accumulation and residual glucose concentration after 8 hours of culture were shown.

(表1)
表1 fis破壊株の8時間後におけるL-リシ゛ン蓄積と残存ク゛ルコース濃度
────────────────────────────────
菌株 L−リジン蓄積 (mg/L) グルコース(g/L)
────────────────────────────────
WC196Δfis 205 6.20
WC1996 95 2.00
────────────────────────────────
(Table 1)
Table 1 L-Resin accumulation and residual glucose concentration 8 hours after fis disruption
Strain L-lysine accumulation (mg / L) Glucose (g / L)
────────────────────────────────
WC196Δfis 205 6.20
WC1996 95 2.00
────────────────────────────────

その結果、fis遺伝子破壊株は、生育(図2)、糖消費速度(図3)、L−リジン生産速度(図4)のいずれにおいても、対照株に比較して向上することが認められた。   As a result, it was confirmed that the fis gene-disrupted strain improved in growth (FIG. 2), sugar consumption rate (FIG. 3), and L-lysine production rate (FIG. 4) as compared to the control strain. .

<実施例3>エシェリヒア・コリのfis遺伝子破壊株へのL−リジン生産用プラスミドの導入とL−リジン生産への効果
(1)fis遺伝子破壊株へのL−リジン生産用プラスミドの導入
実施例2で得られたfis遺伝子破壊株WC196Δfis株、及びその親株であるWC196を、エシェリヒア属細菌由来の変異型ジヒドロジピコリン酸合成酵素遺伝子、変異型アスパルトキナーゼIII遺伝子、ジヒドロジピコリン酸レダクターゼ遺伝子およびブレビバクテリウム ラクトファーメンタム由来のジアミノピメリン酸デヒドロゲナーゼ遺伝子を含むプラスミドpCABD2(WO95/16042号)で形質転換し、WC196/pCABD2株、及び WC196Δfis/pCABD2株を得た。前記変異型ジヒドロジピコリン酸合成酵素遺伝子および変異型アスパルトキナーゼIII遺伝子はともにL−リジンによるフィードバック阻害を解除された変異を有する。
<Example 3> Introduction of L-lysine-producing plasmid into fis gene-disrupted strain of Escherichia coli and effect on L-lysine production (1) Introduction of L-lysine-producing plasmid into fis gene-disrupted strain The fis gene-disrupted strain WC196Δfis strain obtained in step 2 and its parent strain WC196 were transformed with a mutant dihydrodipicolinate synthase gene, a mutant aspartokinase III gene, a dihydrodipicolinate reductase gene and a Brevibacterium derived from a bacterium belonging to the genus Escherichia. Transformation was carried out with a plasmid pCABD2 (WO95 / 16042) containing a diaminopimelate dehydrogenase gene derived from U. lactofermentum to obtain strains WC196 / pCABD2 and WC196Δfis / pCABD2. Both the mutant dihydrodipicolinate synthase gene and the mutant aspartokinase III gene have mutations in which feedback inhibition by L-lysine has been released.

(2)fis遺伝子破壊株の培養
fis遺伝子破壊株WC196Δfis/pCABD2株と、野生型fis遺伝子保持株WC196/pCABD2株を、20mM NH4Cl、2mM MgSO4、40mM NaHPO4、30mM KH2PO4、0.01mM CaCl2、0.01mM FeSO4、0.01mM MnSO4、5mM クエン酸、50mM グルコース、2mM チアミン塩酸塩、2.5g/L カザミノ酸(Difco社)、50mM MES-NaOH(pH6.8)を含む培地で、200 ml容三角フラスコを用いて培養した。培養開始時の培養液量は20 mlとし、回転速度144rpmで回転振とうし、37℃で培養を行った。培地、容器等は全てオートクレーブ滅菌を行った後に供した。
(2) Culture of fis gene-disrupted strain The fis gene-disrupted strain WC196Δfis / pCABD2 strain and the wild-type fis gene-carrying strain WC196 / pCABD2 were transformed into 20 mM NH 4 Cl, 2 mM MgSO 4 , 40 mM NaHPO 4 , 30 mM KH 2 PO 4 , Medium containing 0.01 mM CaCl 2 , 0.01 mM FeSO 4 , 0.01 mM MnSO 4 , 5 mM citric acid, 50 mM glucose, 2 mM thiamine hydrochloride, 2.5 g / L casamino acid (Difco), 50 mM MES-NaOH (pH 6.8) And cultured in a 200 ml Erlenmeyer flask. The culture volume at the start of the culture was 20 ml, and the culture was carried out at 37 ° C. by rotating and shaking at a rotational speed of 144 rpm. All media, containers, etc. were provided after autoclaving.

培養液中の菌体濃度、グルコース濃度、及びL−リジン蓄積を経時的に測定した。菌体濃度は適当倍率に水で希釈した培養液を用い、562nmの濁度を分光光度計(ベックマン社)で測定することにより調べた。グルコース濃度、及びL−リジン濃度は、遠心分離により除菌した培養液上清を適当倍率に水で希釈した後に、バイオテックアナライザー(サクラ精器)により測定した。結果を図5〜7に示す。また、培養8時間後のL−リジン蓄積と残存グルコース濃度の値を示した。   The bacterial cell concentration, glucose concentration, and L-lysine accumulation in the culture solution were measured over time. The cell concentration was determined by measuring the turbidity at 562 nm with a spectrophotometer (Beckman) using a culture solution diluted with water at an appropriate magnification. Glucose concentration and L-lysine concentration were measured using a Biotech Analyzer (Sakura Seiki) after diluting the culture supernatant, which had been sterilized by centrifugation, with water at an appropriate magnification. The results are shown in FIGS. In addition, the values of L-lysine accumulation and residual glucose concentration after 8 hours of culture were shown.

(表2)
表2 fis破壊株の8時間後におけるL-リシ゛ン蓄積と残存ク゛ルコース濃度
────────────────────────────────
菌株 L−リジン蓄積 (g/L) グルコース(g/L)
────────────────────────────────
WC196/pCABD2 0.80 7.35
WC196Δfis/pCABD2 1.60 4.40
────────────────────────────────
(Table 2)
Table 2 L-Resin Accumulation and Residual Coolose Concentration 8 Hours After Fis Disruption
Strain L-lysine accumulation (g / L) Glucose (g / L)
────────────────────────────────
WC196 / pCABD2 0.80 7.35
WC196Δfis / pCABD2 1.60 4.40
────────────────────────────────

その結果、L−リジン生産用プラスミドを導入したfis遺伝子破壊株においても、生育(図5)、糖消費速度(図6)、L−リジン生産速度(図7)ともに、対照株に比較して向上することが認められた。   As a result, the growth (FIG. 5), the sugar consumption rate (FIG. 6), and the L-lysine production rate (FIG. 7) of the fis gene-disrupted strain into which the L-lysine-producing plasmid was introduced were also higher than those of the control strain. It was found to improve.

MG1655、MG1655Δfis、MG1655Δhns、MGΔdps、MGΔhupAB株の生育パターンを示す図。The figure which shows the growth pattern of MG1655, MG1655Δfis, MG1655Δhns, MGΔdps, MGΔhupAB strain. WC196、WC196Δfis株の生育パターンを示す図。The figure which shows the growth pattern of WC196 and the WC196Δfis strain. WC196、WC196Δfis株の糖消費パターンを示す図。The figure which shows the sugar consumption pattern of WC196 and the WC196Δfis strain. WC196、WC196Δfis株のリジン蓄積パターンを示す図。The figure which shows the lysine accumulation pattern of WC196 and WC196Δfis strain. WC196/pCABD2、WC196Δfis/pCABD2株の生育パターンを示す図。The figure which shows the growth pattern of WC196 / pCABD2 and WC196Δfis / pCABD2 strain. WC196/pCABD2、WC196Δfis/pCABD2株の糖消費パターンを示す図。The figure which shows the sugar consumption pattern of WC196 / pCABD2 and WC196Δfis / pCABD2 strain. WC196/pCABD2、WC196Δfis/pCABD2株のリジン蓄積パターンを示す図。The figure which shows the lysine accumulation pattern of WC196 / pCABD2 and WC196Δfis / pCABD2 strain.

Claims (7)

エシェリヒア属細菌を培地に培養し、該培地又は菌体中に目的物質を生成蓄積させ、該目的物質を採取する、エシェリヒア属細菌を利用した目的物質の製造法において、前記エシェリヒア属細菌は該目的物質を生産する能力を有し、かつ、細胞内でFISタンパク質が正常に機能しないことを特徴とする目的物質の製造法。 Escherichia bacterium is cultured in a medium, the target substance is produced and accumulated in the medium or the cells, and the target substance is collected.In the method for producing a target substance using the genus Escherichia, the bacterium belonging to the genus Escherichia is the target bacterium. A method for producing a target substance, which has the ability to produce the substance, and wherein the FIS protein does not function normally in cells. 前記エシェリヒア属細菌は、染色体上のfis遺伝子が破壊されたことにより、細胞内でFISタンパク質が正常に機能しないことを特徴とする請求項1記載の方法。 The method according to claim 1, wherein in the Escherichia bacterium, the FIS protein does not function normally in the cell due to disruption of the fis gene on the chromosome. 前記エシェリヒア属細菌はエシェリヒア・コリである請求項1又は2に記載の方法。 3. The method according to claim 1, wherein the Escherichia bacterium is Escherichia coli. 前記目的物質がL−アミノ酸又はタンパク質である請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the target substance is an L-amino acid or a protein. L−アミノ酸がアスバラギン酸族のアミノ酸である請求項4記載の方法。 The method according to claim 4, wherein the L-amino acid is an amino acid belonging to the aspartic acid family. アスパラギン酸族のアミノ酸が、L−リジン、L−スレオニン、又はL−メチオニンである請求項5に記載の方法。 The method according to claim 5, wherein the amino acid of the aspartic acid family is L-lysine, L-threonine, or L-methionine. 前記アミノ酸がL−リジンである請求項6に記載の方法。 The method according to claim 6, wherein the amino acid is L-lysine.
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