JP2004298185A - New thermostable protein having phosphoglyceric acid dehydrogenase activity - Google Patents

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成紀 倉光
Ryoji Masui
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new thermostable protein having phosphoglyceric acid dehydrogenase activity. <P>SOLUTION: This protein comprising a specific amino acid sequence has the phosphoglyceric acid dehydrogenase activity. The protein is obtained by cloning a gene estimated to exhibit the thermostable phosphoglyceric acid dehydrogenase activity from a gene sequence of a Sulfolobustokodaii species 7 (JCM10545) which is one species of aerophilic thermoacidophilic crenarchaeon of hyperthermophilic archaebacteria, and then expressing the protein from the cloned product by using Escherichia coil. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ホスホグリセリン酸デヒドロゲナーゼ活性を有する新規耐熱性タンパク質に関する。本出願は、国の委託に係る成果の出願である。   The present invention relates to a novel thermostable protein having phosphoglycerate dehydrogenase activity. This application is an application for a result commissioned by the government.

ホスホグリセリン酸デヒドロゲナーゼ(EC1.1.1.95)は、別名D−3−ホスホグリセリン酸デヒドロゲナーゼと呼ばれ、NAD(+)の存在下に3−ホスホグリセリン酸に作用して、3−ホスホヒドロキシピルビン酸を生成する脱水素酵素である。一方、セリンは、コリン、グリシン、システインおよびトリプトファンなどの経済的に重要な化合物を含む広範囲の細胞性代謝物の生合成における主要な中間体である。セリン生合成経路は、広範囲な組織および微生物に一般的に見られ、3−ホスホ−D−グリセリン酸(PGA)から3−ホスホヒドロキシピルビン酸(PHA)を経て、3−ホスホ−L−セリンからL−セリンが生成される。ここで、3−ホスホ−D−グリセリン酸(PGA)から3−ホスホヒドロキシピルビン酸(PHA)への変換は、ホスホグリセリン酸デヒドロゲナーゼ(PGD)により行われる。また、3−ホスホヒドロキシピルビン酸(PHA)から3−ホスホ−L−セリンへの変換は、ホスホセリンアミノトランスフェラーゼにより行われ、さらに、3−ホスホ−L−セリンからL−セリンへの変換は、ホスホセリンホスファターゼにより行われる。PGDをコードする遺伝子は、大腸菌から既にクローン化され、配列決定され、PGDサブユニットのアミノ酸配列は推定されている(非特許文献1参照)。また、原核生物(特に、細菌)および酵母などの微生物のみならず、真核生物においてもホスホグリセリン酸デヒドロゲナーゼが生成することは公知である。このようなホスホグリセリン酸デヒドロゲナーゼは、セリンおよびセリン関連産物の生合成において有用であり工業的にも重要である。したがって、耐熱性のホスホグリセリン酸デヒドロゲナーゼは、その活用範囲は広いといえる。   Phosphoglycerate dehydrogenase (EC1.1.1.95), also called D-3-phosphoglycerate dehydrogenase, acts on 3-phosphoglycerate in the presence of NAD (+) to produce 3-phosphohydroxypyruvate. Is a dehydrogenase that produces Serine, on the other hand, is a major intermediate in the biosynthesis of a wide range of cellular metabolites including economically important compounds such as choline, glycine, cysteine and tryptophan. The serine biosynthetic pathway is commonly found in a wide range of tissues and microorganisms, from 3-phospho-D-glyceric acid (PGA) to 3-phosphohydroxypyruvic acid (PHA), and from 3-phospho-L-serine. L-serine is produced. Here, conversion of 3-phospho-D-glyceric acid (PGA) to 3-phosphohydroxypyruvic acid (PHA) is performed by phosphoglycerate dehydrogenase (PGD). The conversion of 3-phosphohydroxypyruvic acid (PHA) to 3-phospho-L-serine is performed by phosphoserine aminotransferase, and the conversion of 3-phospho-L-serine to L-serine is It is performed by phosphoserine phosphatase. The gene encoding PGD has already been cloned from E. coli and sequenced, and the amino acid sequence of the PGD subunit has been deduced (see Non-Patent Document 1). It is known that phosphoglycerate dehydrogenase is produced not only in microorganisms such as prokaryotes (particularly bacteria) and yeasts, but also in eukaryotes. Such phosphoglycerate dehydrogenase is useful in the biosynthesis of serine and serine-related products and is industrially important. Therefore, it can be said that thermostable phosphoglycerate dehydrogenase has a wide range of use.

他方、超好熱性古細菌(非特許文献2参照)についての研究があり、スルホロブス属細菌の1種であるスルホロブス・トコダイイ(Sulfolobus tokodaii)(JCM10545)(非特許文献3参照)は、その遺伝子が既に解析されている(非特許文献4参照)。したがって、この超好熱古細菌が、ホスホグリセリン酸デヒドロゲナーゼを産生するとすれば、それは優れた耐熱性を有すると予想される。
Tobey and Grant, J. Biol. Chem., 261:12179-12183 (1986) Advances in Protetin Chemistry, Volume 48, Enzymes and Proteins from Hyperthermophilic Microorganisms (M.Adams ed.), Academic Press (1996) Suzuki, T. et al., Extremophiles, 2002 Feb;6(1):39-44 Kawarabayashi,Y. et al., “Complete genome sequence of an aerobic thermoacidophilic crenarchaeon, Sulfolobus tokodaii strain7”, DNA Res. 8 (4), 123-140 (2001)
On the other hand, there is research on hyperthermophilic archaea (see Non-Patent Document 2), and the gene of Sulfolobus tokodaii (JCM10545) (see Non-Patent Document 3), which is a kind of bacteria belonging to the genus Sulfolobus , is disclosed. It has already been analyzed (see Non-Patent Document 4). Therefore, if this hyperthermophilic archaea produces phosphoglycerate dehydrogenase, it is expected to have excellent thermostability.
Tobey and Grant, J. Biol. Chem., 261: 12179-12183 (1986) Advances in Protetin Chemistry, Volume 48, Enzymes and Proteins from Hyperthermophilic Microorganisms (M. Adams ed.), Academic Press (1996) Suzuki, T. et al., Extremophiles, 2002 Feb; 6 (1): 39-44 Kawarabayashi, Y. et al., “Complete genome sequence of an aerobic thermoacidophilic crenarchaeon, Sulfolobus tokodaii strain7”, DNA Res. 8 (4), 123-140 (2001)

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、ホスホグリセリン酸デヒドロゲナーゼ活性を持つ新規耐熱性タンパク質の提供を、その目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a novel heat-resistant protein having phosphoglycerate dehydrogenase activity.

前記目的を達成するために、超好熱性古細菌であるスルホロブス・トコダイイ(Sulfolobus tokodaii)(JCM10545)のゲノム情報について調べたところ、この細菌が、ホスホグリセリン酸デヒドロゲナーゼを産生する可能性があることを突き止めた。この知見に基づき、さらに研究を重ねたところ、この細菌の遺伝子から、ホスホグリセリン酸デヒドロゲナーゼ活性を持つ新規タンパク質を発現させることに成功し、本発明に到達した。なお、スルホロブス・トコダイイ(Sulfolobus tokodaii)(JCM10545)は、理化学研究所生物基盤研究部微生物系統保存施設に保存されており、第三者の要求により分譲可能である。スルホロブス・トコダイイ(Sulfolobus tokodaii)(JCM10545)の生育温度は80℃であり、生育限界温度が87℃であるから、本発明のタンパク質は、80〜87℃の高温であっても活性がある。 To achieve the above object, the present inventors examined the genome information of the hyperthermophilic archaeon Sulfolobus tokodaii (JCM10545), and found that this bacterium may produce phosphoglycerate dehydrogenase. I found it. Based on this finding, further studies have led to the successful expression of a novel protein having phosphoglycerate dehydrogenase activity from this bacterial gene, and have reached the present invention. Sulfolobus tokodaii (JCM10545) is stored in the Microbial Strain Preservation Facility of the RIKEN Bio-Institute for Biological Research, and can be purchased at the request of a third party. Since the growth temperature of Sulfolobus tokodaii (JCM10545) is 80 ° C and the growth limit temperature is 87 ° C, the protein of the present invention is active even at a high temperature of 80 to 87 ° C.

すなわち、本発明のタンパク質は、下記の(a)または(b)のタンパク質である。
(a) 配列番号1のアミノ酸配列からなる耐熱性タンパク質。
(b) 配列番号1のアミノ酸配列において、1つ以上のアミノ酸残基が、欠失、置換、付加若しくは挿入されたアミノ酸配列からなり、ホスホグリセリン酸デヒドロゲナーゼ活性を有する耐熱性タンパク質。
That is, the protein of the present invention is the following protein (a) or (b).
(A) A thermostable protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1.
(B) A thermostable protein having an amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 in which one or more amino acid residues are deleted, substituted, added, or inserted, and having phosphoglycerate dehydrogenase activity.

以上のように、本発明により、ホスホグリセリン酸デヒドロゲナーゼ活性を有する新規耐熱性タンパク質が提供できる。   As described above, the present invention can provide a novel thermostable protein having phosphoglycerate dehydrogenase activity.

前記タンパク質のホスホグリセリン酸デヒドロゲナーゼ活性は、NAD(+)の存在下に3−ホスホグリセリン酸に作用して、3−ホスホヒドロキシピルビン酸を生成する機能である。前記NAD(+)は、NADHとなる。なお、本発明のタンパク質は、前記反応の逆反応を触媒してもよい。   The phosphoglycerate dehydrogenase activity of the protein is a function of acting on 3-phosphoglycerate in the presence of NAD (+) to generate 3-phosphohydroxypyruvate. The NAD (+) becomes NADH. The protein of the present invention may catalyze a reverse reaction of the above reaction.

前述のように、本発明の新規耐熱性タンパク質は、超好熱性古細菌由来であり、具体的には、スルホロブス・トコダイイ(Sulfolobus tokodaii) (JCM10545)由来である。但し、本発明のタンパク質は、この菌が産生するものに限定されず、遺伝子工学的手法により、他の生物が産生するものであってもよい。 As described above, the novel thermostable protein of the present invention is derived from hyperthermophilic archaebacteria, specifically, from Sulfolobus tokodaii (JCM10545). However, the protein of the present invention is not limited to the protein produced by this fungus, and may be produced by other organisms by genetic engineering techniques.

つぎに、本発明の発現ベクターは、前記本発明のタンパク質をコードするDNAまたは配列番号2に記載のDNAを含むベクターである。   Next, the expression vector of the present invention is a vector containing the DNA encoding the protein of the present invention or the DNA of SEQ ID NO: 2.

つぎに、本発明の形質転換体は、前記本発明のベクターにより形質転換された形質転換体である。なお、宿主は特に制限されず、例えば、大腸菌等がある。   Next, the transformant of the present invention is a transformant transformed with the vector of the present invention. The host is not particularly limited, and examples include Escherichia coli.

つぎに、本発明のタンパク質の製造方法は、前記本発明の形質転換体を培養する工程と、前記培養工程において発現した前記タンパク質を回収する工程とを含む製造方法である。   Next, the method for producing a protein of the present invention is a production method comprising a step of culturing the transformant of the present invention and a step of collecting the protein expressed in the culturing step.

つぎに、本発明の製造方法は、酵素反応により、NAD(+)の存在下、3−ホスホグリセリン酸から、3−ホスホヒドロキシピルビン酸を製造する方法であって、前記酵素として前記本発明のタンパク質を用い、温度75〜95℃の条件で前記酵素反応を行う製造方法である。前記NAD(+)は、NADHとなる。このように、前記本発明のタンパク質を用いれば、温度75〜95℃の高温領域で酵素反応を実施でき、この結果、ホスホグリセリン酸デヒドロゲナーゼの工業的な用途が広がる。また、本発明の製造方法は、セリンは、コリン、グリシン、システインおよびトリプトファンなどの経済的に重要な化合物の工業的製造に有用である。   Next, the production method of the present invention is a method for producing 3-phosphohydroxypyruvic acid from 3-phosphoglyceric acid in the presence of NAD (+) by an enzymatic reaction, wherein the enzyme of the present invention is used as the enzyme. This is a production method in which the enzyme reaction is carried out at a temperature of 75 to 95 ° C. using a protein. The NAD (+) becomes NADH. As described above, by using the protein of the present invention, an enzymatic reaction can be performed in a high temperature range of 75 to 95 ° C., and as a result, the industrial application of phosphoglycerate dehydrogenase is expanded. Further, the production method of the present invention is useful for industrial production of economically important compounds such as serine, such as choline, glycine, cysteine and tryptophan.

以下、本発明について、さらに詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

本発明者らは、海洋底から採取された超好熱性古細菌であって、好気性thermoacidophilic crenarchaeonの1種であるスルホロブス・トコダイイ(Sulfolobus tokodaii)種7(JCM10545)の遺伝子配列からシスタチオニン−γ−シンターゼ活性を示すと推定される遺伝子(配列番号2)をクローニングし、これを大腸菌を用いて発現させることにより、本発明の新規耐熱性タンパク質を得るに至った。遺伝子のクローニング方法は、後記した実施例1に記載した通り実施した。クローニングされた遺伝子の塩基配列は配列番号2に示す通りであり、また、その推定アミノ酸配列は配列番号1に示す通りである。なお、本発明の耐熱性タンパク質は、ホスホグリセリン酸デヒドロゲナーゼ活性を有していれば、配列番号1のアミノ酸配列において、一つ以上若しくは数個のアミノ酸残基が、欠質、置換、付加若しくは挿入されていてもよい。このアミノ酸配列における「アミノ酸の欠失、置換、付加若しくは挿入」は、当業者に公知の方法(例えば、突然変異誘発法)に従って実施することができる。 The present inventors have determined from the gene sequence of Sulfolobus tokodaii sp. 7 (JCM10545), a hyperthermophilic archaea collected from the ocean floor, which is one of aerobic thermoacidophilic crenarchaeons. The novel heat-resistant protein of the present invention was obtained by cloning a gene (SEQ ID NO: 2) presumed to exhibit synthase activity and expressing it using Escherichia coli. The method for cloning the gene was carried out as described in Example 1 below. The nucleotide sequence of the cloned gene is as shown in SEQ ID NO: 2, and its deduced amino acid sequence is as shown in SEQ ID NO: 1. In addition, if the heat-resistant protein of the present invention has phosphoglycerate dehydrogenase activity, one or more or several amino acid residues in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 are missing, substituted, added or inserted. It may be. The “deletion, substitution, addition or insertion of an amino acid” in the amino acid sequence can be performed according to a method known to those skilled in the art (for example, a mutagenesis method).

本発明のタンパク質は、前述の本発明のタンパク質の製造方法により製造可能であるが、これに限定されず、他の製造方法で製造されてもよい。例えば配列番号1に示すように、そのアミノ酸配列が決定されているタンパク質については、その配列を元に当業者に公知の手法、例えば、個々のアミノ酸を化学的に重合してタンパク質を合成する方法に従って調製することができる。   The protein of the present invention can be produced by the above-described method for producing a protein of the present invention, but is not limited thereto, and may be produced by another production method. For example, as shown in SEQ ID NO: 1, for a protein whose amino acid sequence has been determined, a method known to those skilled in the art based on the sequence, for example, a method of chemically polymerizing individual amino acids to synthesize a protein Can be prepared.

本発明のタンパク質をコードする遺伝子の一例としては、配列番号2に示す遺伝子がある。前記遺伝子は、例えば、後記する実施例2に示すように超好熱性古細菌スルホロブス・トコダイイ(Sulfolobus tokodaii)(JCM10545)のゲノムから、例えば配列番号2で示される塩基配列の一部をプライマーとして用いるPCR法あるいは該DNA断片をプローブとして用いるハイブリダイゼーション法により調製することができる。また、その塩基配列をもとに、当業者に公知である核酸化学合成法等に従って前記遺伝子を得ることもできるが、これらに限定されない。 An example of a gene encoding the protein of the present invention is the gene shown in SEQ ID NO: 2. The gene uses, for example, a part of the base sequence represented by SEQ ID NO: 2 from the genome of the hyperthermophilic archaeon Sulfolobus tokodaii (JCM10545) as shown in Example 2 described below as a primer. It can be prepared by a PCR method or a hybridization method using the DNA fragment as a probe. In addition, based on the nucleotide sequence, the gene can be obtained according to a nucleic acid chemical synthesis method known to those skilled in the art, but is not limited thereto.

本発明の発現ベクターは、前記遺伝子もしくは配列番号2のDNAを適当なベクターに挿入することによって得ることができる。本発明の遺伝子を挿入するためのベクターは、宿主中で複製可能なものであれば、特に制限されるものではなく、例えば、プラスミドDNA、ファージDNA、AcMNPVなどのバキュロウイルスなどが挙げられる。プラスミドDNAは、大腸菌やアグロバクテリウムからアルカリ抽出法またはその変法などにより調製することができる。また、市販プラスミドとして、例えばpET-11a(Novagen社製)あるいはバチルス属の宿主を用いて分泌型のプラスミドなどを用いてもよい。これらのプラスミドは、アンピシリン耐性遺伝子、カナマイシン耐性遺伝子、クロラムフェニコール耐性遺伝子などが含まれていてもよい。   The expression vector of the present invention can be obtained by inserting the gene or the DNA of SEQ ID NO: 2 into an appropriate vector. The vector into which the gene of the present invention is inserted is not particularly limited as long as it can be replicated in a host, and examples thereof include plasmid DNA, phage DNA, and baculovirus such as AcMNPV. Plasmid DNA can be prepared from Escherichia coli or Agrobacterium by an alkali extraction method or a modification thereof. As a commercially available plasmid, for example, pET-11a (manufactured by Novagen) or a secretory plasmid using a Bacillus host may be used. These plasmids may contain an ampicillin resistance gene, a kanamycin resistance gene, a chloramphenicol resistance gene, and the like.

ベクターへの遺伝子等の挿入は、例えば、精製された遺伝子の塩基配列を適当な制限酵素で切断し、適当なベクターDNAの制限酵素部位またはマルチクローニングサイトに挿入してベクターに連結する方法などを用いることができるが、これらに限定されない。また、本発明の遺伝子の機能が発揮されるように、本発明の発現ベクターには本発明の遺伝子のほか、プロモーター、ターミネーター、リボソーム結合配列などを組み込んでいてもよい。さらに、本発明の遺伝子も他のタンパク質のコードする配列を融合したものを挿入してもよい。   Insertion of a gene or the like into a vector includes, for example, a method in which the base sequence of a purified gene is cleaved with an appropriate restriction enzyme, inserted into an appropriate vector DNA at a restriction enzyme site or a multiple cloning site, and ligated to a vector. It can be used, but is not limited thereto. Further, in order to exert the function of the gene of the present invention, the expression vector of the present invention may incorporate a promoter, a terminator, a ribosome binding sequence, and the like in addition to the gene of the present invention. Furthermore, the gene of the present invention may be inserted with a fusion of a sequence encoded by another protein.

前記発現ベクターで宿主生物を形質転換すれば、本発明の形質転換体が得られる。宿主生物としては、本発明の遺伝子を発現できるものであれば、特に制限されるものではなく、例えば、大腸菌などの原核生物細胞などが挙げられるが、これらに限定されない。形質転換法としては、既に公知である塩化カルシウム法などを使用することができるが、これらの方法に限定されない。   By transforming a host organism with the expression vector, the transformant of the present invention can be obtained. The host organism is not particularly limited as long as it can express the gene of the present invention, and includes, for example, prokaryotic cells such as Escherichia coli, but is not limited thereto. As a transformation method, a known calcium chloride method or the like can be used, but is not limited to these methods.

本発明のタンパク質の製造方法は、前記形質転換体を培養する工程と、前記培養工程において発現した前記タンパク質を回収する工程とを含む製造方法である。前記培養する方法は、宿主細胞の培養に用いられる通常の方法に従って行われる。大腸菌等の微生物を宿主とした形質転換体を培養する培地としては、微生物が資化し得る炭素源、窒素源、無機塩類などを含有し、形質転換体の培養を効率的に行えるものであれば、天然培地、合成培地などのいずれを用いてもよい。本発明のタンパク質の回収は、特に制限されない。前記タンパク質が菌体内または細胞内に生産される場合には、菌体または細胞を破砕することによって前記タンパク質を回収する。また、本発明の前記タンパク質が菌体外または細胞外に生産される場合には、培養液をそのまま使用するか、遠心分離などにより菌体または細胞を除去した後、タンパク質の単離精製に用いられる一般的な生化学的方法、例えば、硫酸アンモニウム沈殿、ゲルクロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィーなどを単独でまたは適宜組み合わせて用いることにより、培養物中から本発明のタンパク質を単離精製することができる。なお、培養液をそのまま使用する場合、熱処理をすることにより、本発明のタンパク質以外のタンパク質が失活するので、実質上、本発明のタンパク質のみの酵素液として使用できる。   The method for producing a protein of the present invention includes a step of culturing the transformant and a step of collecting the protein expressed in the culturing step. The culturing method is performed according to a usual method used for culturing host cells. As a medium for culturing a transformant using a microorganism such as Escherichia coli as a host, a medium containing a carbon source, a nitrogen source, inorganic salts, and the like that can be used by the microorganism can be used as long as the transformant can be efficiently cultured. Any of natural media, synthetic media and the like may be used. The recovery of the protein of the present invention is not particularly limited. When the protein is produced in cells or cells, the cells are recovered by crushing the cells or cells. When the protein of the present invention is produced extracellularly or extracellularly, the culture solution may be used as it is, or after the bacterial cells or cells are removed by centrifugation or the like, used for protein isolation and purification. Isolation and purification of the protein of the present invention from the culture by using common biochemical methods, for example, ammonium sulfate precipitation, gel chromatography, ion exchange chromatography, affinity chromatography, etc., alone or in appropriate combination. can do. When the culture solution is used as it is, heat treatment deactivates proteins other than the protein of the present invention, so that it can be used substantially as an enzyme solution containing only the protein of the present invention.

以下に実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらにより限定されない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.

染色体DNAの調製
スルフォロブス・トコダイイ(Sulfolobus tokodaii(JCM10545))をL培地中で37℃にて一晩培養して集菌したものに、SSC溶液 (0.15M NaCl, 0.015M クエン酸ナトリウム)10mL、0.5M EDTA、100mg/ml ニワトリ卵白リゾチーム 0.1mLおよび10%非イオン性界面活性剤Brij-58を0.5mL加え、0℃で30分間放置した後、プロテイナーゼK(Merck社製)5mgを10%SDS 0.2mLに溶かした溶液を加え、37℃で2、3日間放置した。この溶液に水飽和フェノール、クロロホルム、イソアミルアルコールの混合溶液を加えて、37℃で1時間放置した後、水層を分取し、そこへエタノールを加えてDNAを沈殿濃縮した。このDNAの沈殿をTE溶液(10mM Tris-HCl(pH7.5)、1mM EDTA(pH8.0))10mLに溶解し、リボヌクレアーゼ0.25mL(最終濃度0.25mg/mL)を加えて、37℃で一晩放置した後、エタノールで沈殿させた。次いで、DNAをTE溶液5mLに溶解した後、260nmの吸光度より、DNA濃度を決定した(Clarke,L.& Carbon,J.(1979) Methods Enzymol.68,396-408参照)。
Preparation of chromosomal DNA Sulfolobus tokodaii (JCM10545) was cultured overnight in an L medium at 37 ° C. and collected, and 10 mL of an SSC solution (0.15 M NaCl, 0.015 M sodium citrate) was added. , 0.5 M EDTA, 100 mg / ml Chicken egg white lysozyme 0.1 mL and 10% nonionic surfactant Brij-58 were added in an amount of 0.5 mL, allowed to stand at 0 ° C. for 30 minutes, and then treated with Proteinase K (manufactured by Merck) 5 mg. Was dissolved in 0.2 mL of 10% SDS and left at 37 ° C. for a few days. A mixed solution of water-saturated phenol, chloroform and isoamyl alcohol was added to this solution, and the mixture was allowed to stand at 37 ° C. for 1 hour. The aqueous layer was separated, and ethanol was added thereto to precipitate and concentrate DNA. This DNA precipitate was dissolved in 10 mL of a TE solution (10 mM Tris-HCl (pH 7.5), 1 mM EDTA (pH 8.0)), and 0.25 mL of ribonuclease (final concentration 0.25 mg / mL) was added thereto. , And precipitated with ethanol. Next, the DNA was dissolved in 5 mL of a TE solution, and the DNA concentration was determined from the absorbance at 260 nm (see Clarke, L. & Carbon, J. (1979) Methods Enzymol. 68, 396-408).

発現プラスミドの構築と遺伝子発現
1.発現プラスミドの構築
耐熱性ホスホグリセリン酸デヒデドロゲナーゼ遺伝子の翻訳領域の前後に制限酵素NdeIおよびBamHI、NotIサイトを含むDNAを構築する目的で下記のDNAプライマーを合成し、このプライマーを用いたPCRで耐熱性ホスホグリセリン酸デヒデドロゲナーゼ遺伝子の翻訳領域の前後に制限酵素サイトを導入した。用いたDNAポリメラーゼはKOD Dash(東洋紡社製)であった。
Forward primer(配列番号3):5'-ATATCATATGGCTATCTATACCGTAAAGGCCTTAATAACA-3'
Reverse primer(配列番号4):5'-ATATGGATCCGCGGCCGCTTATTATATCATCCCTAACTCTTT-3'
Construction of expression plasmid and gene expression Construction of Expression Plasmid The following DNA primers were synthesized for the purpose of constructing DNA containing restriction enzymes NdeI, BamHI and NotI sites before and after the translation region of the thermostable phosphoglycerate dehydrogenase gene, and this primer was used. Restriction enzyme sites were introduced before and after the translation region of the thermostable phosphoglycerate dehydrogenase gene by PCR. The DNA polymerase used was KOD Dash (Toyobo).
Forward primer (SEQ ID NO: 3): 5'-ATATCATATGGCTATCTATACCGTAAAGGCCTTAATAACA-3 '
Reverse primer (SEQ ID NO: 4): 5'-ATATGGATCCGCGGCCGCTTATTATATCATCCCTAACTCTTT-3 '

PCR反応後、Ex Taq(宝酒造社製)を用いて増幅断片の3’末端側にデオキシアデノシンを付加した後、pGEM-T Easy Vector(Promega社製)と、T4リガーゼで15℃、30分間反応させ連結した。連結したDNAを大腸菌DH5αのコンピテントセルに導入し,形質転換体のコロニーを得た。得られた形質転換体をアンピシリンを含むLB培地(18mL)で24時間培養し、その培養液からプラスミドを改変アルカリSDS法で精製した。プラスミド中に期待される大きさのインサートが存在することを、図1に示すように、アガロース電気泳動で確認した。精製プラスミドのインサートの塩基配列は,BigDye Terminator kit(登録商標:Applied Biosystems社製)と、ABI PRISM 3700 DNA Analyzer(登録商標:Applied Biosystems社製)を用いて決定し、インサートの塩基配列が、耐熱性ホスホグリセリン酸デヒデドロゲナーゼ遺伝子の正しい配列であることを確認した。正しい配列を有するプラスミドの一部を制限酵素NdeIとBamHIで完全分解(37℃で2時間)した後、アガロース電気泳動により、耐熱性ホスホグリセリン酸デヒデドロゲナーゼの構造遺伝子を精製した。pET-11a(Novagen社製)を制限酵素NdeIとBamHIで切断・精製した後、上記の構造遺伝子とT4リガーゼで反応させ連結した。連結したDNAの一部を大腸菌DH5αのコンピテントセルに導入し、アンピシリンを含むLB寒天プレートに適量まき、37℃で一晩培養し、形質転換体のコロニーを得た。得られた形質転換体をアンピシリンを含むLB培地(18mL)で24時間培養し、その培養液から発現プラスミドを改変アルカリSDS法で精製した。   After the PCR reaction, deoxyadenosine was added to the 3 'end of the amplified fragment using Ex Taq (manufactured by Takara Shuzo), followed by reaction with pGEM-T Easy Vector (manufactured by Promega) and T4 ligase at 15 ° C. for 30 minutes. And connected. The ligated DNA was introduced into competent cells of Escherichia coli DH5α to obtain a transformant colony. The obtained transformant was cultured in an LB medium (18 mL) containing ampicillin for 24 hours, and the plasmid was purified from the culture by a modified alkaline SDS method. The presence of an insert of the expected size in the plasmid was confirmed by agarose electrophoresis, as shown in FIG. The nucleotide sequence of the insert of the purified plasmid was determined using a BigDye Terminator kit (registered trademark: manufactured by Applied Biosystems) and ABI PRISM 3700 DNA Analyzer (registered trademark: manufactured by Applied Biosystems). The correct sequence of the sex phosphoglycerate dehydrogenase gene was confirmed. After a part of the plasmid having the correct sequence was completely digested with the restriction enzymes NdeI and BamHI (at 37 ° C. for 2 hours), the structural gene of thermostable phosphoglycerate dehydrogenase was purified by agarose electrophoresis. After pET-11a (manufactured by Novagen) was cut and purified with restriction enzymes NdeI and BamHI, it was ligated by reacting with the above structural gene using T4 ligase. A part of the ligated DNA was introduced into competent cells of Escherichia coli DH5α, spread on an LB agar plate containing ampicillin in an appropriate amount, and cultured at 37 ° C. overnight to obtain a transformant colony. The obtained transformant was cultured in an LB medium (18 mL) containing ampicillin for 24 hours, and the expression plasmid was purified from the culture by a modified alkaline SDS method.

2.組換え遺伝子の発現
大腸菌 Rosetta-gami(DE3)(Novagen社製)のコンピテントセルを融解して、ファルコンチューブに0.1mL移した。その中に上記1.の精製発現プラスミドの溶液0.002mLを加え氷中に20分間放置した後、42℃でヒートショックを90秒間行い、氷中に1分間放置した後、クロラムフェニコールとアンピシリンを含むLB寒天プレートに適量まき、37℃で一晩培養し、形質転換体を得た。得られた形質転換体をアンピシリンを含むLB培地(5mL)で18時間培養し、耐熱性ホスホグリセリン酸デヒデドロゲナーゼ遺伝子を発現した。培養後、遠心分離(13,000G、10分)で集菌した。集菌した菌体に,破砕液(20mM Tris-HCl、100mM KCl、pH7.5)を0.2mL加え,超音波発生器で細胞を破砕し,その懸濁液を0.1mLずつ2本のサンプルチューブに分けた。一方のサンプルチューブは遠心分離(13,000G、10分)して上清と沈殿に分け,沈殿は破砕液 0.1mLで懸濁した。もう一方のサンプルチューブは,熱処理(70℃,10分)を施した後,遠心分離(13,000G、10分)して上清と沈殿に分け,沈殿は破砕液0.1mLで懸濁した。これらの試料の一部をSDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動(PAGE)で分析し,発現を確認できた。この結果を図2のSDS−PAGE写真に示す。
2. Expression of recombinant gene Competent cells of Escherichia coli Rosetta-gami (DE3) (Novagen) were thawed and transferred to a Falcon tube at 0.1 mL. Among them, 1. After adding 0.002 mL of the purified expression plasmid solution and leaving it on ice for 20 minutes, heat shock at 42 ° C. for 90 seconds, leaving it on ice for 1 minute, and then LB agar plate containing chloramphenicol and ampicillin , And cultured overnight at 37 ° C to obtain a transformant. The obtained transformant was cultured in an LB medium (5 mL) containing ampicillin for 18 hours to express a thermostable phosphoglycerate dehydrogenase gene. After the culture, the cells were collected by centrifugation (13,000 G, 10 minutes). 0.2 mL of a disrupted solution (20 mM Tris-HCl, 100 mM KCl, pH 7.5) was added to the collected cells, the cells were disrupted with an ultrasonic generator, and the suspension was added in two 0.1 mL portions. Divided into sample tubes. One sample tube was centrifuged (13,000 G, 10 minutes) to separate into a supernatant and a precipitate, and the precipitate was suspended in 0.1 mL of a crushed liquid. The other sample tube was subjected to a heat treatment (70 ° C., 10 minutes) and then centrifuged (13,000 G, 10 minutes) to separate into a supernatant and a precipitate, and the precipitate was suspended in 0.1 mL of a crushed liquid. . Some of these samples were analyzed by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE) to confirm the expression. The result is shown in the SDS-PAGE photograph of FIG.

耐熱性ホスホグリセリン酸デヒデドロゲナーゼの発現が見られた試料についてSDSポリアクリルアミドゲル電気泳動を行った後,エレクトロブロッティングによってPVDF膜に転写し,染色によって可視化された目的組換えタンパク質である耐熱性ホスホグリセリン酸デヒデドロゲナーゼのバンドを切り出し,プロテインシーケンサーModel492Procise(Applied Biosystems社製)を用いて、アミノ末端配列を解析した結果、配列番号5に示すように 6残基のアミノ末端配列が決定できた。配列番号5により、発現タンパク質が翻訳後プロセッシング受けて1番目のMetが脱落したことを確認し、配列番号5の2番目以降のアミノ末端配列がゲノム配列から予想されるアミノ末端配列と一致したことにより、発現タンパク質が耐熱性ホスホグリセリン酸デヒデドロゲナーゼであることが確認できた。この発現タンパク質は、313アミノ酸残基より構成されており、その推定分子量は34.7kDであり、図2の結果とほぼ一致した。   After performing SDS polyacrylamide gel electrophoresis on a sample in which the expression of thermostable phosphoglycerate dehydrogenase was observed, the sample was transferred to a PVDF membrane by electroblotting and visualized by staining. As a result of analyzing the amino-terminal sequence using a protein sequencer Model492Procise (manufactured by Applied Biosystems), the amino-terminal sequence of 6 residues was found as shown in SEQ ID NO: 5. I was able to decide. Based on SEQ ID NO: 5, it was confirmed that the expressed protein was subjected to post-translational processing and the first Met was dropped, and that the second and subsequent amino terminal sequences of SEQ ID NO: 5 matched the amino terminal sequences expected from the genomic sequence. As a result, it was confirmed that the expressed protein was thermostable phosphoglycerate dehydrogenase. This expressed protein was composed of 313 amino acid residues, and its estimated molecular weight was 34.7 kD, which was almost consistent with the result of FIG.

組換え大腸菌の大量培養
実施例2と同様にして調製したプラスミドDNA(pET−11aベクター) を用いて、大腸菌DH5α株を常法に従い形質転換した。形質転換された大腸菌DH5αからアルカリSDS法を用いてプラスミドDNAを抽出した。このプラスミドDNAを用いて、大腸菌ロゼッタ・ガミ(Rosetta-Gami)(DE3)株を形質転換した。プレート上に生えてきたコロニーを3白金耳量とり、5mLのLBL培地(1%ペプトン、0.5%酵母抽出液、0.5%NaCl、0.1%ラクトース、50μg/mLアンピシリン、40μg/mLクロラムフェニコール)に植菌して、培養開始直前まで約6時間、37℃で前培養した。この前培養液を全量、3Lの4×LBL培地(4%ペプトン、2%酵母抽出液、 2%NaCl、50μg/mLアンピシリン)に加え、高密度培養槽(ABLE社製)にて37℃、pH7.2、圧力0.02Paでコンピュータプログラム制御し、培養した。pHは、オートクレーブ済みの2M HCl(和光純薬社製)および2M NaOH(和光純薬社製)で調整した。集菌約21時間前にオートクレーブ済みの300mL発現誘導液(10%ラクトース、20%グリセロール)を加えた。大腸菌の生育度が定常期に入ったところ(培養開始44時間後)で大型遠心分離機(Beckman社製 AvantiHP-30I)を用い集菌した。回収した菌体は、−30℃で保存した。この時、菌体を少量、別に取り、150mM NaCl、20mM Tris−HCl(pH8)、5mM β-メルカプトエタノール(和光純薬社製)に溶解・懸濁し、超音波破砕装置(TOMY社製 UD-201)で破砕した。この溶液を2等分し、一方を9100G 、4℃で10分間、遠心分離し、上清と沈殿に分け、他方を75℃に設定した恒温槽(TAITEC社製DryThermounit DTU-1C)で10分間、加熱した後、9100G 、4℃で10分間、遠心分離し、上清と沈殿に分けた。これら4種の上清および沈殿(沈殿は、菌体破砕液にて再縣濁)に変性剤(62.5mM Tris−HCl(pH6.8)、10%グリセロール、2%SDS、2.4%β−メルカプトエタノール、0.005% ブロムフェノールブルー(和光純薬社製))を加え、95℃で5分間加熱し、変性させた。これらの変性させたタンパク質溶液を12.5%または15%(発現させるタンパク質の分子量により異なる)ポリアクリルアミドゲルに加え、SDS−PAGEにて電気泳動を行った。染色液(Quick-CBB、和光純薬社製)を用い、電気泳動後のゲルを染色・脱色し、目的タンパク質の発現を確認した。
Mass cultivation of recombinant Escherichia coli Using the plasmid DNA (pET-11a vector) prepared in the same manner as in Example 2, Escherichia coli DH5α strain was transformed according to a conventional method. Plasmid DNA was extracted from the transformed Escherichia coli DH5α using the alkaline SDS method. This plasmid DNA was used to transform Escherichia coli Rosetta-Gami (DE3) strain. Three loops of the colony growing on the plate were weighed and 5 mL of LBL medium (1% peptone, 0.5% yeast extract, 0.5% NaCl, 0.1% lactose, 50 μg / mL ampicillin, 40 μg / mL) (ml chloramphenicol) and precultured at 37 ° C. for about 6 hours until immediately before the start of culture. The total volume of the preculture was added to 3 L of 4 × LBL medium (4% peptone, 2% yeast extract, 2% NaCl, 50 μg / mL ampicillin), and the mixture was placed at 37 ° C. The cells were cultured under the control of a computer program at a pH of 7.2 and a pressure of 0.02 Pa. The pH was adjusted with autoclaved 2M HCl (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 2M NaOH (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). About 21 hours before the harvest, 300 mL of an autoclaved expression induction solution (10% lactose, 20% glycerol) was added. When the growth of Escherichia coli reached the stationary phase (44 hours after the start of culture), the cells were collected using a large centrifuge (AvantiHP-30I manufactured by Beckman). The collected cells were stored at −30 ° C. At this time, a small amount of the cells is separately taken, dissolved and suspended in 150 mM NaCl, 20 mM Tris-HCl (pH 8), 5 mM β-mercaptoethanol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). 201). This solution was divided into two equal parts, one was centrifuged at 9100 G at 4 ° C. for 10 minutes, separated into a supernatant and a precipitate, and the other was placed in a thermostat (TAITEC DryThermounit DTU-1C) set at 75 ° C. for 10 minutes. After heating, the mixture was centrifuged at 9100 G and 4 ° C. for 10 minutes to separate a supernatant and a precipitate. A denaturant (62.5 mM Tris-HCl (pH 6.8), 10% glycerol, 2% SDS, 2.4%) was added to these four kinds of supernatants and precipitates (the precipitates were resuspended in a cell lysate). β-mercaptoethanol, 0.005% bromophenol blue (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were added, and the mixture was denatured by heating at 95 ° C. for 5 minutes. These denatured protein solutions were added to 12.5% or 15% (depending on the molecular weight of the protein to be expressed) polyacrylamide gel, and subjected to electrophoresis by SDS-PAGE. Using a staining solution (Quick-CBB, manufactured by Wako Pure Chemical Industries), the gel after electrophoresis was stained and decolorized to confirm the expression of the target protein.

組換えタンパク質の精製
実施例3において、−30℃で保存してあった菌体を、150mM NaCl、20mM Tris−HCl(pH8)、5mM β−メルカプトエタノールに溶解・懸濁し、超音波破砕装置(TOMY社製 UD-201)で破砕し、75℃に設定した恒温槽(TAITEC社製、DryThermoUnit DTU-1C)で、10分間、加熱した後、すばやく冷却した。次に、この破砕菌体液を大型遠心分離機(Beckman社製 Avanti HP-30I)を用いて、100,000Gで1時間、遠心分離し、上清を回収した。
Purification of Recombinant Protein In Example 3, the cells stored at −30 ° C. were dissolved and suspended in 150 mM NaCl, 20 mM Tris-HCl (pH 8), and 5 mM β-mercaptoethanol. It was crushed in a TOMY UD-201), heated in a thermostat (TAITEC, DryThermoUnit DTU-1C) set at 75 ° C. for 10 minutes, and then quickly cooled. Next, the disrupted cell fluid was centrifuged at 100,000 G for 1 hour using a large centrifuge (Avanti HP-30I manufactured by Beckman), and the supernatant was collected.

次に、この上清をタンパク質精製装置(Amersham Biosciences社製、AKTA explorer)を用いて、0.6M 硫安、20mM Tris−HCl(pH8.0)、5mM β−メルカプトエタノールの緩衝溶液に置換した後、疎水交換カラム(Amersham Biosciences 社製, RESOURCETMPhe 6ml)に通した。0.6M→0の硫安濃度勾配で溶出させ、各画分をSDS-PAGEにて確認し、目的タンパク質の画分を回収した。 Next, the supernatant was replaced with a buffer solution of 0.6 M ammonium sulfate, 20 mM Tris-HCl (pH 8.0), and 5 mM β-mercaptoethanol using a protein purification device (AKTA explorer, manufactured by Amersham Biosciences). Then, the solution was passed through a hydrophobic exchange column (Amersham Biosciences, RESOURCE Phe 6 ml). The fraction was eluted with a 0.6M → 0 ammonium sulfate concentration gradient, each fraction was confirmed by SDS-PAGE, and the fraction of the target protein was collected.

次に、この回収した画分をタンパク質精製装置(Amersham Biosciences社製、AKTA explorer)を用いて、20mM MES(2-Morpholinoethanesulfonic acid)pH6.0、5mM β−メルカプトエタノールの緩衝溶液に置換した後、陽イオン交換カラム(東ソー社製 TSK-GEL Bioassist S)に通した。塩化ナトリウムで溶出を行い、溶出してきた各画分をSDS−PAGE電気泳動にて確認し、目的タンパク質の画分を回収した。   Next, the collected fraction was replaced with a buffer solution of 20 mM MES (2-Morpholinoethanesulfonic acid) pH 6.0 and 5 mM β-mercaptoethanol using a protein purification device (AKTA explorer, manufactured by Amersham Biosciences). The solution was passed through a cation exchange column (TSK-GEL Bioassist S manufactured by Tosoh Corporation). Elution was performed with sodium chloride, and each eluted fraction was confirmed by SDS-PAGE electrophoresis, and a fraction of the target protein was collected.

次に、回収した画分を10mM リン酸緩衝溶液(pH7.0)、0.5mM β−メルカプトエタノールの緩衝溶液に置換した後、遠心濃縮チューブ(ミリポア社製VIVASPIN10000)を用いて遠心分離して濃縮し、活性測定に供した。   Next, the collected fraction was replaced with a buffer solution of 10 mM phosphate buffer solution (pH 7.0) and 0.5 mM β-mercaptoethanol, and then centrifuged using a centrifugal concentration tube (VIVASPIN10000 manufactured by Millipore). It was concentrated and used for activity measurement.

活性測定
1.測定方法
10μMの実施例4において精製したタンパク質、15%のグリセロールを含む100mMのリン酸緩衝溶液(25℃におけるpH7.0)を用意し、下記の種々条件下、前記タンパク質溶液のCD(円偏光二色性)の測定を行った。測定には、日本分光社製J−720Wを用いた。なお、測定結果は、残基あたりの強度に補正してある。
Activity measurement Measurement Method A 10 mM phosphate buffer solution (pH 7.0 at 25 ° C.) containing 10% of the protein purified in Example 4 and 15% glycerol was prepared, and the CD (circularly polarized light) of the protein solution was prepared under the following various conditions. (Dichroism) was measured. J-720W manufactured by JASCO Corporation was used for the measurement. The measurement results are corrected to the intensity per residue.

2.スペクトル測定
前記反応溶液の25℃における200〜250nmのスペクトルと、前記反応溶液を95℃で10分間保持した後の200〜250nmのスペクトルの比較を行った。測定結果を、図3のグラフに示す。図示のとおり、スペクトルに差は見られず、25℃と95℃で10分間保持した後の実施例4の精製タンパク質の二次構造は、ほぼ同じであることが分かった。
2. Spectrum Measurement The spectrum of the reaction solution at 200C to 250nm at 25C and the spectrum of 200 to 250nm after the reaction solution was held at 95C for 10 minutes were compared. The measurement results are shown in the graph of FIG. As shown in the figure, no difference was observed in the spectrum, and it was found that the secondary structure of the purified protein of Example 4 after holding at 25 ° C. and 95 ° C. for 10 minutes was almost the same.

3.温度変化測定
前記反応溶液を、25℃から95℃まで1℃/分で温度変化させたときの222nmのスペクトルの変化を測定した。なお、ここで用いた222nmは、α−へリックス由来の吸収極値波長である。測定結果を、図4のグラフに示す。図示のとおり、25℃から95℃までの連続温度変化を見ても、実施例4の精製タンパク質の二次構造がほぼ保たれているのが分かった。
3. Temperature change measurement The change in the spectrum at 222 nm when the temperature of the reaction solution was changed from 25 ° C. to 95 ° C. at 1 ° C./min was measured. Note that 222 nm used here is an absorption extreme wavelength derived from α-helix. The measurement results are shown in the graph of FIG. As shown in the figure, the continuous temperature change from 25 ° C. to 95 ° C. showed that the secondary structure of the purified protein of Example 4 was almost maintained.

4.95℃における時間変化
前記反応溶液を、95℃で10分間保持した際の222nmのスペクトルの時間変化を測定した。測定結果を、図5のグラフに示す。図示のとおり、実施例4の精製タンパク質の二次構造が、95℃で10分間保たれていることが分かった。
4. Time change at 95 ° C. The time change of the 222 nm spectrum when the reaction solution was kept at 95 ° C. for 10 minutes was measured. The measurement results are shown in the graph of FIG. As shown in the figure, it was found that the secondary structure of the purified protein of Example 4 was kept at 95 ° C. for 10 minutes.

以上の結果より、実施例4の精製タンパク質が、95℃において安定であることが分かった。   From the above results, it was found that the purified protein of Example 4 was stable at 95 ° C.

以上のように、本発明により、ホスホグリセリン酸デヒドロゲナーゼ活性を有する新規耐熱性タンパク質が提供できる。本発明のタンパク質は、高温下で使用することが可能であり、工業的用途が広がると共に、基質濃度の増加、反応効率の向上、混入微生物の除去、保存期間および耐用期間の延長などの多くの利点がもたらされる。   As described above, the present invention can provide a novel thermostable protein having phosphoglycerate dehydrogenase activity. The protein of the present invention can be used at a high temperature, and can be used for many purposes such as increasing the substrate concentration, improving the reaction efficiency, removing contaminating microorganisms, extending the storage period and the service life, as well as expanding industrial applications. Benefits are brought.

図1は、本発明の一実施例における精製プラスミドのインサートDNAのPAGE写真である。FIG. 1 is a PAGE photograph of an insert DNA of a purified plasmid in one example of the present invention. 図2は、本発明の一実施例における組換えタンパク質のSDS-PAGE写真である。FIG. 2 is an SDS-PAGE photograph of the recombinant protein in one example of the present invention. 図3は、本発明の一実施例における精製タンパク質の25℃と95℃で10分間保持した後のスペクトル比較を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing a spectrum comparison of the purified protein in one example of the present invention after holding at 25 ° C. and 95 ° C. for 10 minutes. 図4は、本発明の一実施例における精製タンパク質を25℃から95℃まで温度変化させたときのスペクトルの変化を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing a change in spectrum when the temperature of the purified protein is changed from 25 ° C. to 95 ° C. in one example of the present invention. 図5は、本発明の一実施例における精製タンパク質を95℃で10分間保持した際のスペクトルの時間変化を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing a time change of a spectrum when the purified protein in one example of the present invention is kept at 95 ° C. for 10 minutes.

配列番号1:耐熱性ホスホグリセリン酸デヒデドロゲナーゼのアミノ酸配列
配列番号2:耐熱性ホスホグリセリン酸デヒデドロゲナーゼの塩基配列
配列番号3:耐熱性ホスホグリセリン酸デヒデドロゲナーゼの構造遺伝子の末端に制限酵素部位NdeIおよびBamHI、NotIを導入するための順方向プライマーを示す。
配列番号4:耐熱性ホスホグリセリン酸デヒデドロゲナーゼの構造遺伝子の末端に制限酵素部位NdeIおよびBamHI、NotIを導入するための逆方向プライマーを示す。
配列番号5:N末端アミノ酸配列
SEQ ID NO: 1: Amino acid sequence of thermostable phosphoglycerate dehydrogenase SEQ ID NO: 2: Nucleotide sequence of thermostable phosphoglycerate dehydrogenase SEQ ID NO: 3: Structure of thermostable phosphoglycerate dehydrogenase The forward primer for introducing restriction enzyme sites NdeI, BamHI, and NotI into the end of the gene is shown.
SEQ ID NO: 4: shows a reverse primer for introducing restriction enzyme sites NdeI, BamHI, and NotI into the end of the structural gene of thermostable phosphoglycerate dehydrogenase.
SEQ ID NO: 5: N-terminal amino acid sequence

Claims (8)

下記の(a)または(b)の耐熱性タンパク質。
(a) 配列番号1のアミノ酸配列からなる耐熱性タンパク質。
(b) 配列番号1のアミノ酸配列において、1つ以上のアミノ酸残基が、欠失、置換、付加若しくは挿入されたアミノ酸配列からなり、ホスホグリセリン酸デヒドロゲナーゼ活性を有する耐熱性タンパク質。
The following heat-resistant protein of (a) or (b).
(A) A thermostable protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1.
(B) A thermostable protein having an amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 in which one or more amino acid residues are deleted, substituted, added, or inserted, and having phosphoglycerate dehydrogenase activity.
前記ホスホグリセリン酸デヒドロゲナーゼ活性が、NAD(+)の存在下に3−ホスホグリセリン酸に作用して、3−ホスホヒドロキシピルビン酸を生成する機能である請求項1記載のタンパク質。 The protein according to claim 1, wherein the phosphoglycerate dehydrogenase activity is a function of acting on 3-phosphoglycerate in the presence of NAD (+) to generate 3-phosphohydroxypyruvate. 超好熱性古細菌由来である請求項1または2記載のタンパク質。 3. The protein according to claim 1, which is derived from a hyperthermophilic archaeon. 超好熱性古細菌が、スルホロブス・トコダイイ(Sulfolobus tokodaii) (JCM10545)である請求項3記載のタンパク質。 The protein according to claim 3, wherein the hyperthermophilic archae is Sulfolobus tokodaii (JCM10545). 請求項1から4のいずれかに記載のタンパク質をコードするDNAまたは配列番号2に記載のDNAを含むベクター。 A vector comprising the DNA encoding the protein according to any one of claims 1 to 4 or the DNA according to SEQ ID NO: 2. 請求項5記載のベクターにより形質転換された形質転換体。 A transformant transformed by the vector according to claim 5. 請求項1から4のいずれかに記載のタンパク質の製造方法であって、請求項6記載の形質転換体を培養する工程と、前記培養工程において発現した前記タンパク質を回収する工程とを含む製造方法。 A method for producing the protein according to any one of claims 1 to 4, comprising a step of culturing the transformant according to claim 6, and a step of collecting the protein expressed in the culturing step. . 酵素反応により、NAD(+)の存在下、3−ホスホグリセリン酸から、3−ホスホヒドロキシピルビン酸を製造する方法であって、前記酵素として請求項1から4のいずれかに記載のタンパク質を用い、温度75〜95℃の条件で前記酵素反応を行う製造方法。
A method for producing 3-phosphohydroxypyruvic acid from 3-phosphoglycerate in the presence of NAD (+) by an enzyme reaction, wherein the protein according to any one of claims 1 to 4 is used as the enzyme. A production method in which the enzyme reaction is carried out at a temperature of 75 to 95 ° C.
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