JP2005269982A - Method for producing labeled r-mevalonic acid - Google Patents

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Hiroshi Kawade
洋 川出
Haruyuki Yamashita
治之 山下
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Adeka Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for mass-producing a labeled R-mevalonic acid relatively easily at low cost. <P>SOLUTION: This method comprises taking a labeling compound into mevalonic acid-productive bacteria to accumulate the objective labeled R-mevalonic acid in the resultant cultured product. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、標識されたR−メバロン酸(以下、標識R-メバロン酸とも言う)の製造方法に関する。本発明の製造方法で得られる標識されたR-メバロン酸は、主に医薬・化粧品・食品分野等で有用なテルペノイドが、どのような生合成経路により合成及び代謝されるかを解明するための研究用試薬として有用であり、さらに、標識された各種化合物の合成原料としても有用である。   The present invention relates to a method for producing labeled R-mevalonic acid (hereinafter also referred to as labeled R-mevalonic acid). The labeled R-mevalonic acid obtained by the production method of the present invention is used to elucidate what biosynthetic pathways are used to synthesize and metabolize terpenoids that are useful mainly in the fields of medicine, cosmetics and food. It is useful as a research reagent and also as a raw material for synthesizing various labeled compounds.

メバロン酸は、重要な生理活性物質群であり多くの生命維持に必須のテルペノイドと呼ばれる物質群の生合成中間体であり、例えば、哺乳類などの動物やカビ・酵母等の真菌類ではステロイドなどのテルペノイドの生合成中間体である。メバロン酸は、天然型のR-メバロン酸及び非天然型であるS-メバロン酸が知られている。メバロン酸の製造においては、多くの場合、発酵法では天然型が得られ、化学合成方法では天然型と非天然型との等量混合物であるラセミ体が得られる。また、メバロン酸は、無水状態では容易に脱水して分子内エステル化(ラクトン化)しメバロノラクトンとなるが、メバロノラクトンは、水溶液ないしアルカリ水溶液中で容易に水と反応してメバロン酸ないしメバロン酸塩となる。   Mevalonic acid is an important bioactive substance group and a biosynthetic intermediate of a group of substances called terpenoids essential for life support. For example, in animals such as mammals and fungi such as mold and yeast, It is a biosynthetic intermediate for terpenoids. As mevalonic acid, natural R-mevalonic acid and non-natural S-mevalonic acid are known. In the production of mevalonic acid, in many cases, a natural form is obtained by the fermentation method, and a racemate which is an equal mixture of a natural form and a non-natural form is obtained by the chemical synthesis method. In the anhydrous state, mevalonic acid is easily dehydrated and intramolecularly esterified (lactonized) to give mevalonolactone, but mevalonolactone can easily react with water in aqueous solution or alkaline aqueous solution to react with mevalonic acid or mevalonic acid salt. It becomes.

メバロン酸の発酵生産方法に関しては、サッカロマイコプシス・フィブリゲラ(Saccharomycopsis fibuligera)を用いる方法(特許文献1参照)、培地成分としてカゼイン由来のペプトン及びコーン スティープ リカーを用いる方法(特許文献2参照)、ML-236Bに耐性を有するサッカロマイコプシス・フィブリゲラ(Saccharomycopsis fibuligera)を用いる方法(特許文献3参照)等が知られている。   Regarding the fermentative production method of mevalonic acid, a method using Saccharomycopsis fibuligera (see Patent Document 1), a method using casein-derived peptone and corn steep liquor as a medium component (see Patent Document 2), A method using Saccharomycopsis fibuligera having resistance to ML-236B (see Patent Document 3) is known.

テルペノイドは、炭素数5のイソプレン単位を基本骨格に持つ一群の有機化合物の総称であり、イソペンテニルピロリン酸(IPP)の重合によって生合成される。(C5H8)nの不飽和炭化水素以外に、それらの酸化還元生成物(アルコール、ケトン、酸等)、炭素の脱離した化合物等が、多くの植物及び動物体内に見出されている。テルペノイドは、炭素数により、ヘミテルペン(C5)、モノテルペン(C10)、セスキテルペン(C15)、ジテルペン(C20)、セスタテルペン(C25)、トリテルペン(C30)、テトラテルペン(C40、カロチノイド)及びその他のポリテルペンに分類することができる。テルペノイドには、アブシジン酸、幼若ホルモン、ジベレリン、フォルスコリン、ホルボール等、生理活性を示す化合物も多い。また、構造の一部にイソプレン構造を有する複合テルペンとして、クロロフィル、ビタミンK、ユビキノン、tRNA等があり、これらも有用な生理活性を示す。   Terpenoids are a general term for a group of organic compounds having a 5 carbon isoprene unit as a basic skeleton, and are biosynthesized by polymerization of isopentenyl pyrophosphate (IPP). In addition to (C5H8) n unsaturated hydrocarbons, their redox products (alcohols, ketones, acids, etc.), carbon-depleted compounds, and the like have been found in many plants and animals. Terpenoids can be hemiterpenes (C5), monoterpenes (C10), sesquiterpenes (C15), diterpenes (C20), sesterterpenes (C25), triterpenes (C30), tetraterpenes (C40, carotenoids) and other terpenoids. Can be classified as polyterpenes. Many terpenoids have physiological activity such as abscisic acid, juvenile hormone, gibberellin, forskolin, phorbol and the like. Moreover, as a complex terpene having an isoprene structure as a part of the structure, there are chlorophyll, vitamin K, ubiquinone, tRNA and the like, and these also show useful physiological activities.

例えば、テルペノイド化合物の一種であるユビキノンは、電子伝達系の必須成分として、生体内で重要な機能を果たしており、心疾患に効果のある医薬品として使用されているほか、健康食品としての需要が増大している。また、ビタミンKは、血液凝固系に関与する重要なビタミンであり、止血剤として利用されているほか、最近では骨代謝への関与が示唆され、骨粗鬆症治療への応用が期待されており、フィロキノンとメナキノンは医薬品として許可されている。また、ユビキノンやビタミンK類には、船体や橋脚等の建造物への貝類の付着阻害作用があり、貝類付着防止塗料への応用が期待される。さらに、カロチノイドには抗酸化作用があり、β−カロチン、アスタキサンチン、クリプトキサンチン等、がん予防や免疫賦活活性を有するものとして期待されているものもある。   For example, ubiquinone, a kind of terpenoid compound, plays an important role in the body as an essential component of the electron transport system, and is used as a drug effective for heart disease. doing. Vitamin K is an important vitamin involved in the blood clotting system and is used as a hemostatic agent. Recently, it has been suggested to be involved in bone metabolism and is expected to be applied to osteoporosis treatment. And menaquinone are allowed as pharmaceuticals. In addition, ubiquinone and vitamin K have an inhibitory effect on the adhesion of shellfish to structures such as hulls and bridge piers, and are expected to be applied to shellfish adhesion prevention paints. Furthermore, carotenoids have an antioxidant action, and some are expected to have cancer prevention and immunostimulatory activities, such as β-carotene, astaxanthin, and cryptoxanthin.

このように、テルペノイドには生体にとって有用な物質が含まれているが、これらの化合物は全て、基本骨格単位であるイソペンテニルピロリン酸(IPP)を経由して生合成されることが知られている。   Thus, terpenoids contain substances useful for living organisms, but all these compounds are known to be biosynthesized via the basic skeleton unit isopentenyl pyrophosphate (IPP). Yes.

そして、テルペノイド化合物の基本骨格であるIPPは、動物や酵母等の真核生物では、アセチルCoAからメバロン酸を経由して生合成されることが証明されている。   IPP, which is the basic skeleton of terpenoid compounds, has been proven to be biosynthesized from acetyl-CoA via mevalonic acid in eukaryotes such as animals and yeasts.

最近の研究から、生物には、全く異なる2種類のテルペノイド生合成経路が存在することが明らかとなった。すなわち、メバロン酸経路および非メバロン酸経路である。   Recent studies have revealed that there are two completely different terpenoid biosynthetic pathways in living organisms. That is, the mevalonate pathway and the non-mevalonate pathway.

メバロン酸経路は、既に説明したように動物や酵母などの真核生物に存在し、3-ヒドロキシ-3-メチルグルタリルCoA (以下HMG CoAと略記する)還元酵素が律速酵素であると考えられている(非特許文献1参照)。この観点から、酵母において、HMG CoA還元酵素を高発現させて細胞内のメバロン酸レベルを上げることにより、カロチノイドの生産性を向上させる試みがなされている(非特許文献2参照)。   As already explained, the mevalonate pathway exists in eukaryotes such as animals and yeast, and 3-hydroxy-3-methylglutaryl CoA (hereinafter abbreviated as HMG CoA) reductase is considered to be the rate-limiting enzyme. (See Non-Patent Document 1). From this point of view, attempts have been made to improve carotenoid productivity by increasing the level of intracellular mevalonate by highly expressing HMG CoA reductase in yeast (see Non-Patent Document 2).

放線菌Streptomyces sp. CL190株(非特許文献7参照)は、メバロン酸経由でIPPを合成していることが分っており(非特許文献8及び9参照)、放線菌Streptomyces sp. CL190株から、メバロン酸経路上の一つの反応を触媒する酵素であるHMG CoA還元酵素をコードする遺伝子(hmgr)(非特許文献10参照)、およびメバロン酸経路に関与する全ての酵素、すなわちホスホメバロン酸キナーゼ、ジホスホメバロン酸デカルボキシラーゼ、メバロン酸キナーゼ、イソペンテニル 2-リン酸イソメラーゼ、HMG CoA還元酵素、HMG CoA合成酵素、全てを含む遺伝子クラスターがクローニングされている(特許文献4、非特許文献11及び非特許文献12参照)。   Streptomyces sp. CL190 strain (see Non-Patent Document 7) is known to synthesize IPP via mevalonic acid (see Non-Patent Documents 8 and 9). A gene (hmgr) encoding HMG CoA reductase, an enzyme that catalyzes one reaction on the mevalonate pathway (see Non-Patent Document 10), and all enzymes involved in the mevalonate pathway, namely phosphomevalonate kinase, Diphosphomevalonate decarboxylase, mevalonate kinase, isopentenyl 2-phosphate isomerase, HMG CoA reductase, HMG CoA synthetase, and gene cluster including all have been cloned (Patent Document 4, Non-Patent Document 11 and Non-Patent Document) 12).

一方、大腸菌などの多くの原核生物では、非メバロン酸経路、すなわちピルビン酸及びグリセルアルデヒド-3-リン酸が縮合して生じる1-デオキシ-D-キシルロース 5-リン酸(DXP)が還元及び異性化を受けて生成する2-C-メチル-D-エリスロース 4-リン酸(MEP)を経由してIPPが生合成されるMEP経路が発見されており(非特許文献3参照)、13Cラベル化基質を使った実験から、1-デオキシ-D-エリスリトール 4-リン酸を経由してIPPへと転換されることが証明されている(非特許文献4及び5参照)。特に、大腸菌では、IPPは非メバロン酸経路でのみ合成されることが実証されている(非特許文献6、11及び非特許文献12参照)。 On the other hand, in many prokaryotes such as E. coli, 1-deoxy-D-xylulose 5-phosphate (DXP) produced by condensation of non-mevalonic acid pathway, that is, pyruvic acid and glyceraldehyde-3-phosphate is reduced and reduced. MEP pathway IPP via 2-C-methyl -D- erythrose 4-phosphate (MEP) for generating undergoing isomerization is biosynthesized are discovered (see non-Patent Document 3), 13 An experiment using a C-labeled substrate proves that it is converted to IPP via 1-deoxy-D-erythritol 4-phosphate (see Non-Patent Documents 4 and 5). In particular, in E. coli, it has been demonstrated that IPP is synthesized only by the non-mevalonate pathway (see Non-Patent Documents 6 and 11 and Non-Patent Document 12).

さらに、植物では、細胞質ではメバロン酸経路が、葉緑体等の色素体ではMEP経路が、テルペノイドの生合成に作用していることが知られている(非特許文献16参照)。また、放線菌は、一般には、MEP経路により必要なテルペノイドを生産するが、特殊な放線菌は、2次代謝産物生産のために、さらに別途メバロン酸経路を持っていることが報告されている(非特許文献17参照)。これらの両方の経路を持つ生物においてテルペノイドがどのように生合成されるかは、量的及び質的に不明な点が多い。この点を解明することは、生理活性物質の利用の可能性を広げるということから、非常に重要な研究対象の一つとなっている。かかる研究においては、研究用試薬として、標識されたメバロン酸を使用することが有用である。   Furthermore, in plants, it is known that the mevalonate pathway in cytoplasm and the MEP pathway in plastids such as chloroplasts act on terpenoid biosynthesis (see Non-Patent Document 16). Actinomycetes generally produce the necessary terpenoids by the MEP pathway, but special actinomycetes have been reported to have a separate mevalonate pathway for secondary metabolite production. (Refer nonpatent literature 17). How the terpenoids are biosynthesized in organisms with both of these pathways is largely unclear in terms of quantity and quality. Clarifying this point is one of the very important research subjects because it expands the possibility of using physiologically active substances. In such studies, it is useful to use labeled mevalonic acid as a research reagent.

また、R-メバロン酸を利用する生物が、メバロン酸を取り込み、メバロン酸キナーゼ及びホスホメバロン酸キナーゼ両酵素の作用により5-ピロリン酸化し、ジホスホメバロン酸デカルボキシラーゼにより脱炭酸し、テルペノイドの基本骨格であるイソペンテニルピロリン酸 (IPP) を生成することを利用して、R-メバロン酸を利用する生物に、標識されたメバロン酸を取り込ませ、メバロン酸経路から標識されたテルペノイドを生産させることも可能である。標識されたテルペノイドは、テルペノイドがどのような経路により代謝されるかを解明するために有用である。   In addition, organisms that use R-mevalonate take up mevalonate, convert it to 5-pyrophosphate by the action of both mevalonate kinase and phosphomevalonate kinase, decarboxylate with diphosphomevalonate decarboxylase, and are the basic skeleton of terpenoids Using the production of isopentenyl pyrophosphate (IPP), it is possible to cause R-mevalonic acid-based organisms to incorporate labeled mevalonic acid and produce labeled terpenoids from the mevalonic acid pathway. is there. Labeled terpenoids are useful for elucidating the pathway by which terpenoids are metabolized.

標識したメバロン酸については合成品が入手可能である。標識したメバロン酸の合成品は、標識されていないメバロン酸の合成品と同様に、ほとんどの場合、天然型であるR-メバロン酸と非天然型であるS-メバロン酸との等量混合物(ラセミ体)である。一般に、S-メバロン酸は、生物に利用されず、微生物やカルス、培養細胞の系では培養液中に残存するとされている。また、S-メバロン酸は、ヒトを含む哺乳類等に経口投与した場合は、そのまま排泄されると考えられる。しかし、S-メバロン酸の生理作用についてはほとんど情報が得られておらず、何等かの有害な生理作用が存在する可能性もある。   Synthetic products are available for labeled mevalonic acid. Synthetic products of labeled mevalonic acid, as well as synthetic products of unlabeled mevalonic acid, are almost always a mixture of equal amounts of natural R-mevalonic acid and non-natural S-mevalonic acid ( Racemic). In general, S-mevalonic acid is not used by living organisms, and remains in the culture solution in a microorganism, callus, or cultured cell system. S-mevalonic acid is considered to be excreted as it is when it is orally administered to mammals including humans. However, little information is available on the physiological effects of S-mevalonic acid, and there may be some harmful physiological effects.

標識されたメバロン酸又はメバロノラクトンの化学合成法に関しては、メバロン酸又はメバロノラクトンの化学合成に使用する原料として、標識された原料(以下、標識化合物とも言う)を使用する方法が報告されている。   Regarding the chemical synthesis method of labeled mevalonic acid or mevalonolactone, a method of using a labeled raw material (hereinafter also referred to as a labeled compound) as a raw material used for chemical synthesis of mevalonic acid or mevalonolactone has been reported.

メバロン酸又はメバロノラクトンの化学合成に使用する原料として、標識された原料を使用する方法としては、ジメトキシフェニルラクトンおよびトリメチルフォスフォアセテートを出発物質とする合成法(非特許文献13参照)等が知られているが、その他の一般的なメバロン酸/メバロノラクトンの化学合成法により、標識されたメバロン酸を合成することも容易に類推できる。但し、これらの化学合成法で得られるメバロン酸は、ラセミ体である。   As a method of using a labeled raw material as a raw material used for chemical synthesis of mevalonic acid or mevalonolactone, a synthesis method using dimethoxyphenyl lactone and trimethyl phosphoacetate as starting materials (see Non-Patent Document 13) is known. However, it can be easily analogized to synthesize labeled mevalonic acid by other common mevalonic acid / mevalonolactone chemical synthesis methods. However, mevalonic acid obtained by these chemical synthesis methods is racemic.

テルペノイドの生合成及び代謝についての検討に際し、標識されたメバロン酸のラセミ体を用いた場合、ラセミ体中の天然型のR-メバロン酸の含量が最大50%と考えられるばかりでなく、生理作用の明らかでない非天然型の異性体(S-メバロン酸)による予想不能な生理作用が影響している可能性もあることから、誤った結果が得られるおそれがある。そのため、ラセミ体を用いるのは好ましくないのは当然である。また、医薬品分野で光学活性物質を使用する場合には、安全性と生理作用の両面から、光学異性体を含まない状態で利用することが求められ、産業上どうしてもラセミ体で利用したい場合には、光学異性体である天然型及び非天然型の両方について安全性及び生理作用を明確にすることが求められる。これらのことから明らかなように、テルペノイドの生合成及び代謝を検討するために標識されたメバロン酸を使用する場合は、可能な限り天然型の光学異性体含量が高い標識されたメバロン酸を用いることが好ましい。   When using a labeled mevalonic acid racemate in the study of biosynthesis and metabolism of terpenoids, not only the content of natural R-mevalonic acid in the racemate is considered to be up to 50% but also physiological effects. Since there is a possibility that an unpredictable physiological action by an unnatural isomer (S-mevalonic acid), which is not obvious, may be affected, there is a possibility that an erroneous result is obtained. Therefore, it is natural that it is not preferable to use a racemate. In addition, when using optically active substances in the pharmaceutical field, it is required to use them in a state that does not contain optical isomers from both safety and physiological functions. Therefore, it is required to clarify the safety and physiological action of both natural and non-natural forms that are optical isomers. As is clear from these results, when using labeled mevalonic acid to investigate the biosynthesis and metabolism of terpenoids, use labeled mevalonic acid with the highest possible content of the natural isomer as much as possible. It is preferable.

以上の理由により、標識されたR-メバロン酸が求められていたが、これまで標識されたR-メバロン酸はほとんど提供されていなかった。R-[2-14C]メバロノラクトンがアマシャムバイオサイエンス(株)から提供されているが、非常に高価であり、しかも、放射性同位体であることから、使用するためには封じ込めのための設備及び技術が必要であった。 For the reasons described above, labeled R-mevalonic acid has been sought. However, until now, labeled R-mevalonic acid has hardly been provided. R- [2- 14 C] mevalonolactone is provided by Amersham Biosciences, but it is very expensive and is a radioisotope, so it must be equipped with containment equipment and Technology was needed.

また、光学活性な天然型のR-メバロノラクトンやR-メバロン酸を化学合成する方法として、ジアセトン-D-グルコース-3-ウロースをテンプレートとして使用する方法(非特許文献14参照)、シャープレス不斉エポキシ化を利用する方法が報告(非特許文献15参照)されているが、これらの方法においては、高度な技術を必要とし、しかも高価であるため、安価で且つ比較的容易に大量生産可能な方法が望まれていた。このことから、これらの方法を、標識されたR-メバロン酸の製造に応用することは現実的ではない。   In addition, as a method for chemically synthesizing optically active natural R-mevalonolactone and R-mevalonic acid, a method using diacetone-D-glucose-3-urose as a template (see Non-Patent Document 14), Sharpless asymmetry Although methods using epoxidation have been reported (see Non-Patent Document 15), these methods require advanced techniques and are expensive, so they are inexpensive and can be mass-produced relatively easily. A method was desired. For this reason, it is not practical to apply these methods to the production of labeled R-mevalonic acid.

特開昭63−216487号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-216487 特開平2−215389号公報JP-A-2-215389 特開平3−210174号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-210174 特開2001−161370号公報JP 2001-161370 A Mol. Biol. Cell, 5, 655 (1994)Mol. Biol. Cell, 5, 655 (1994) 三沢ら、カロチノイド研究談話会講演要旨集 (1997)Misawa et al., Proceedings of the Carotenoid Research Conference (1997) Biochem. J, 295, 517 (1993)Biochem. J, 295, 517 (1993) Tetrahedron Lett. 38, 4769 (1997)Tetrahedron Lett. 38, 4769 (1997) Tetrahedron Lett. 39, 4509 (1998)Tetrahedron Lett. 39, 4509 (1998) Rohmer, M. In Comprehensive Natural Products Chemistry, Vol. 2: Isoprenoids Including Carotenoids and Steroids; Barton, D. Nakanishi, K. Eds. Elsevier: Amsterdam, 1999; pp. 45-67Rohmer, M. In Comprehensive Natural Products Chemistry, Vol. 2: Isoprenoids Including Carotenoids and Steroids; Barton, D. Nakanishi, K. Eds. Elsevier: Amsterdam, 1999; pp. 45-67 J. Antibiot. 43: 444 (1990)J. Antibiot. 43: 444 (1990) Tetrahedron Lett. 31: 6025 (1990)Tetrahedron Lett. 31: 6025 (1990) Tetrahedron Lett. 37: 7979 (1996)Tetrahedron Lett. 37: 7979 (1996) J. Bacteriol. 181: 1256 (1999)J. Bacteriol. 181: 1256 (1999) J. Bacteriol. 182: 4153 (2000)J. Bacteriol. 182: 4153 (2000) Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 98: 932(2001)Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 98: 932 (2001) Journal of the American Chemical Society (1998), 120 (22), 5427-5433Journal of the American Chemical Society (1998), 120 (22), 5427-5433 Journal of the Chemical Society, Perkin Transactions 1: Organic and Bio-Organic Chemistry (1997), (6), 891-895Journal of the Chemical Society, Perkin Transactions 1: Organic and Bio-Organic Chemistry (1997), (6), 891-895 Tetrahedron (2003), 59(32), 6035-6038Tetrahedron (2003), 59 (32), 6035-6038 J. Biol. Chem., 277, 45188 - 45194, 2002J. Biol. Chem., 277, 45188-45194, 2002 Biosci. Biotechnol. Biochem., 65(7), 1627-1635, 2001Biosci. Biotechnol. Biochem., 65 (7), 1627-1635, 2001

従って、本発明の目的は、安価で且つ比較的容易に、標識されたR-メバロン酸を大量に製造する方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing a large amount of labeled R-mevalonic acid at a low cost and relatively easily.

尚、本出願人は、メバロン酸を利用しない原核生物を用いてメバロン酸の生合成に必要な遺伝子を組み込むことにより、効率的にR-メバロン酸を発酵生産する方法を開発し、特許出願している(特願2002−357214号、特願2003−31138号)。   The applicant has developed and patented a method for efficiently fermenting and producing R-mevalonic acid by incorporating a gene required for biosynthesis of mevalonic acid using a prokaryotic organism that does not use mevalonic acid. (Japanese Patent Application Nos. 2002-357214 and 2003-31138).

本発明者等は、鋭意検討を重ねた結果、メバロン酸生産菌に標識された化合物を取り込ませながら、R-メバロン酸を生産させることにより、上記目的を達成し得ることを見出し、本発明に至った。   As a result of intensive studies, the present inventors have found that the above object can be achieved by producing R-mevalonic acid while incorporating a labeled compound into a mevalonic acid-producing bacterium. It came.

即ち、本発明(請求項1記載の発明)は、メバロン酸生産菌に標識化合物を取り込ませ、培養物中に標識されたR-メバロン酸を蓄積させることを特徴とする標識R-メバロン酸の製造方法を提供するものである。   That is, the present invention (invention according to claim 1) is a method for producing a labeled R-mevalonic acid characterized in that a labeled compound is incorporated into a mevalonic acid-producing bacterium and the labeled R-mevalonic acid is accumulated in the culture. A manufacturing method is provided.

また、本発明(請求項2記載の発明)は、メバロン酸生産菌に標識化合物を取り込ませるに際し、メバロン酸生産菌を、菌体増殖用の培地成分を用いて1次培養した後、この1次培養物から、標識されていないR-メバロン酸を含む培養液画分を除去して菌体画分を調製し、次いで、該菌体画分を、標識化合物を含む培地成分を用いて2次培養することにより、2次培養物中に標識R-メバロン酸を蓄積させることを特徴とする請求項1記載の標識R-メバロン酸の製造方法を提供するものである。   Further, the present invention (invention of claim 2) is a method in which a mevalonate-producing bacterium is first cultured using a medium component for cell growth when the labeled compound is incorporated into the mevalonate-producing bacterium. From the subsequent culture, a culture solution fraction containing unlabeled R-mevalonic acid is removed to prepare a bacterial cell fraction, and then the bacterial cell fraction is added to a medium component containing a labeled compound with 2 components. 2. The method for producing labeled R-mevalonic acid according to claim 1, wherein the labeled R-mevalonic acid is accumulated in the secondary culture by subculturing.

また、本発明(請求項3記載の発明)は、上記メバロン酸生産菌が、サッカロマイコプシス・フィブリゲラ(Saccharomycopsis fibuligera)に属する菌株又はこれらの変異株である、請求項1又は2記載の標識R-メバロン酸の製造方法を提供するものである。   The present invention (the invention according to claim 3) is the label according to claim 1 or 2, wherein the mevalonic acid-producing bacterium is a strain belonging to Saccharomycopsis fibuligera or a mutant thereof. A method for producing R-mevalonic acid is provided.

また、本発明(請求項4記載の発明)は、上記メバロン酸生産菌が、サッカロマイコプシス・フィブリゲラ(Saccharomycopsis fibuligera)ADK 8107株 (FERM BP-2320) 又はサッカロマイコプシス・フィブリゲラ(Saccharomycopsis fibuligera)ADK 8108株 (FERM BP-2321) 又はこれらの変異株である、請求項1〜3のいずれか1項記載の標識R-メバロン酸の製造方法を提供するものである。   Further, according to the present invention (the invention described in claim 4), the mevalonic acid-producing bacterium is Saccharomycopsis fibuligera ADK 8107 strain (FERM BP-2320) or Saccharomycopsis fibuligera (Saccharomycopsis fibuligera). The present invention provides a method for producing labeled R-mevalonic acid according to any one of claims 1 to 3, which is ADK 8108 strain (FERM BP-2321) or a mutant strain thereof.

また、本発明(請求項5記載の発明)は、上記メバロン酸生産菌が、メバロン酸経路を有しない放線菌に対して、3-ハイドロキシ-3-メチルグルタリルコエンザイムA合成酵素遺伝子及び3-ハイドロキシ-3-メチルグルタリルコエンザイムA還元酵素遺伝子、をコードするDNAを形質転換した菌株又はこれらの変異株である、請求項1又は2記載の標識R-メバロン酸の製造方法を提供するものである。   Further, the present invention (invention according to claim 5) is characterized in that the mevalonic acid-producing bacterium has a 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A synthase gene and 3- The method for producing labeled R-mevalonic acid according to claim 1 or 2, which is a strain transformed with a DNA encoding hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reductase gene or a mutant thereof. is there.

また、本発明(請求項6記載の発明)は、上記標識化合物が、2H(D)、3H(T)、13C、14C、17O及び18Oからなる群から選ばれた1種又は2種以上の同位体を含む化合物であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項記載の標識R-メバロン酸の製造方法を提供するものである。 In the present invention (the invention according to claim 6), the labeling compound is selected from the group consisting of 2 H (D), 3 H (T), 13 C, 14 C, 17 O and 18 O. The method for producing labeled R-mevalonic acid according to any one of claims 1 to 5, which is a compound containing a species or two or more isotopes.

また、本発明(請求項7記載の発明)は、上記標識化合物が、酢酸、グリセロール、グルコース、グルコース6-リン酸、フルクトース6-リン酸、フルクトース1,6-ビスリン酸、ジヒドロキシアセトンリン酸、グリセルアルデヒド3-リン酸、1,3-ビスホスホグリセリン酸、3-ホスホグリセリン酸、2-ホスホグリセリン酸、ホスホエノールピルビン酸、フルクトース、フルクトース1-リン酸、ピルビン酸、炭素数4〜22の脂肪酸、該脂肪酸の誘導体であるモノグリセリド、ジグリセリド及びトリグリセリド、並びにリン脂質からなる群から選ばれた1種又は2種以上の化合物であることを特徴とする、請求項1〜6いずれか1項記載の標識R-メバロン酸の製造方法を提供するものである。   The present invention (invention according to claim 7) is characterized in that the labeling compound is acetic acid, glycerol, glucose, glucose 6-phosphate, fructose 6-phosphate, fructose 1,6-bisphosphate, dihydroxyacetone phosphate, Glyceraldehyde 3-phosphate, 1,3-bisphosphoglyceric acid, 3-phosphoglyceric acid, 2-phosphoglyceric acid, phosphoenolpyruvate, fructose, fructose 1-phosphate, pyruvic acid, 4 to 22 carbon atoms The fatty acid according to any one of claims 1 to 6, wherein the fatty acid is one or more compounds selected from the group consisting of monoglycerides, diglycerides and triglycerides which are derivatives of the fatty acids, and phospholipids. A method for producing the labeled R-mevalonic acid described herein is provided.

本発明によれば、安価で且つ比較的容易に、標識されたR-メバロン酸を大量に製造する方法を提供することができる。この方法で得られた標識されたR-メバロン酸は、医薬・化粧品・食品分野等に有用なテルペノイドが、どのような生合成経路により合成及び代謝されるかを解明するための研究用試薬として有用であり、標識された各種化合物の合成原料としても有用である。   According to the present invention, it is possible to provide a method for producing a large amount of labeled R-mevalonic acid inexpensively and relatively easily. The labeled R-mevalonic acid obtained by this method is used as a research reagent to elucidate the biosynthetic pathways of terpenoids that are useful in the fields of medicine, cosmetics, food, etc. It is useful and is also useful as a raw material for synthesizing various labeled compounds.

以下、本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明の標識されたR-メバロン酸の製造方法においては、メバロン酸生産菌及び標識化合物を使用することが必須要件である。なお、R-メバロン酸は酸型とラクトン型の二通りの構造を示すが、両型は相互に変換することが公知であり、本明細書では特に断らない限り、両型をR-メバロン酸と言う。   In the method for producing labeled R-mevalonic acid of the present invention, it is essential to use a mevalonic acid-producing bacterium and a labeled compound. Although R-mevalonic acid shows two types of structures, acid type and lactone type, both types are known to convert to each other, and unless otherwise specified in this specification, both types are referred to as R-mevalonic acid. Say.

上記メバロン酸生産菌としては、R-メバロン酸の生産菌であれば、どのような菌株でも使用可能であり、例えば、特開昭63−216487号公報や特開平3−210174号公報に記載の生産菌が使用可能である。上記メバロン酸生産菌としてR-メバロン酸の生産性が高い菌株を用いることが、生産効率がよいため安価に製造可能であり、標識原料である標識化合物のR-メバロン酸への取込みが高くなるため好ましい。このため、好ましくは真核生物である酵母に属するサッカロマイコプシス・フィブリゲラ(Saccharomycopsis fibuligera)、さらに好ましくはサッカロマイコプシス・フィブリゲラ(Saccharomycopsis fibuligera) ADK 8107株 (FERM BP-2320) 又はサッカロマイコプシス・フィブリゲラ(Saccharomycopsis fibuligera)ADK 8108株 (FERM BP-2321)を用いる。また、これらのR-メバロン酸生産菌の生産性を向上させた変異株を用いることも好ましい。   Any strain can be used as the above-mentioned mevalonic acid-producing bacterium as long as it is an R-mevalonic acid-producing bacterium. For example, as described in JP-A-63-216487 and JP-A-3-210174 Production bacteria can be used. Use of a strain having high productivity of R-mevalonic acid as the above-mentioned mevalonic acid-producing bacterium can be produced at low cost because of its high production efficiency, and the incorporation of the labeled compound as a labeling raw material into R-mevalonic acid is increased. Therefore, it is preferable. For this reason, Saccharomycopsis fibuligera (Saccharomycopsis fibuligera) belonging to yeast, which is preferably a eukaryote, more preferably Saccharomycopsis fibuligera (Saccharomycopsis fibuligera) ADK 8107 strain (FERM BP-2320) or Saccharomyco Use Saccharomycopsis fibuligera ADK 8108 strain (FERM BP-2321). It is also preferable to use a mutant strain with improved productivity of these R-mevalonic acid-producing bacteria.

また、上記メバロン酸生産菌として、菌体の取り扱いが容易で培養日数が短いという特徴がある原核生物である放線菌等を用いた下記の形質転換体1及び形質転換体2を用いることも好ましい。下記段落〔0036〕〜〔0052〕において、形質転換体1について説明し、下記段落〔0053〕〜〔0076〕において、形質転換体2について説明する。尚、形質転換体1は、特願2002−357214号明細書に記載されているものであり、形質転換体2は特願2003−31138号明細書に記載されているものである。   Moreover, it is also preferable to use the following transformant 1 and transformant 2 using actinomycetes, which are prokaryotes characterized by easy handling of the cells and short culture days, as the mevalonic acid-producing bacterium. . In the following paragraphs [0036] to [0052], the transformant 1 will be described, and in the following paragraphs [0053] to [0076], the transformant 2 will be described. The transformant 1 is described in Japanese Patent Application No. 2002-357214, and the transformant 2 is described in Japanese Patent Application No. 2003-31138.

先ず、形質転換体1について説明する。
形質転換体1は、メバロン酸経路を有しない放線菌等の宿主に対して、3-ハイドロキシ-3-メチルグルタリルコエンザイムA合成酵素遺伝子及び3-ハイドロキシ-3-メチルグルタリルコエンザイムA還元酵素遺伝子の2種類を形質転換したものである。
First, the transformant 1 will be described.
Transformant 1 is a 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A synthase gene and a 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reductase gene against hosts such as actinomycetes that do not have a mevalonate pathway. The two types are transformed.

形質転換に使用するHMG CoA合成酵素遺伝子は、実質的にHMG CoA合成酵素蛋白質、即ちアセトアセチルCoAとアセチルCoAとからHMG CoAを生成する反応を触媒する活性を持つ酵素蛋白質をコードするDNA配列であればよい。また、酵素反応にNADPH等の補助因子を必要としてもしなくても構わない。   The HMG CoA synthase gene used for transformation is a DNA sequence that substantially encodes an HMG CoA synthase protein, that is, an enzyme protein that has the activity of catalyzing the reaction of producing acetoacetyl CoA and acetyl CoA to produce HMG CoA. I just need it. In addition, a cofactor such as NADPH may or may not be required for the enzyme reaction.

また、形質転換に使用するHMG CoA還元酵素遺伝子は、実質的にHMG CoA還元酵素蛋白質、即ちHMG CoAからメバロン酸を生成する反応を触媒する活性を持つ酵素蛋白質をコードするDNA配列であればよい。また、酵素反応にNADPH等の補助因子を必要としてもしなくても構わない。   Further, the HMG CoA reductase gene used for transformation may be a DNA sequence that substantially encodes an HMG CoA reductase protein, that is, an enzyme protein having an activity of catalyzing a reaction for producing mevalonic acid from HMG CoA. . In addition, a cofactor such as NADPH may or may not be required for the enzyme reaction.

上記HMG CoA合成酵素遺伝子及び上記HMG CoA還元酵素遺伝子は、いずれも、メバロン酸経路を持つ生物に由来するものであればよく、放線菌等の微生物由来のもの、動物細胞由来のもの、植物細胞由来のもの等が挙げられるが、放線菌由来のものが好ましく、放線菌Streptomyces sp. CL190株由来のものが特に好ましい。   The HMG CoA synthase gene and the HMG CoA reductase gene are all derived from an organism having a mevalonate pathway, and those derived from microorganisms such as actinomycetes, those derived from animal cells, plant cells Among them, those derived from actinomycetes are preferable, and those derived from Streptomyces sp. CL190 strain are particularly preferable.

また、上記HMG CoA合成酵素遺伝子及び上記HMG CoA還元酵素遺伝子は、宿主である放線菌等の細胞中で酵素遺伝子から産生される酵素蛋白質の発現効率が高いものが好ましい。また、発現した酵素蛋白質が、高い触媒機能を発現できるように、上記HMG CoA合成酵素遺伝子及び上記HMG CoA還元酵素遺伝子と、宿主との組合せを選択するのが好ましい。これらの点から、宿主としてメバロン酸経路を持たない微生物を用いる場合は、微生物由来、特に放線菌由来のHMG CoA合成酵素遺伝子及びHMG CoA還元酵素遺伝子が好ましい。宿主としてメバロン酸経路を持たない放線菌を用いる場合は、放線菌由来のHMG CoA合成酵素遺伝子及びHMG CoA還元酵素遺伝子が好ましい。   Further, the HMG CoA synthase gene and the HMG CoA reductase gene are preferably those having high expression efficiency of enzyme protein produced from the enzyme gene in cells such as actinomycetes as a host. In addition, it is preferable to select a combination of the HMG CoA synthase gene and the HMG CoA reductase gene and a host so that the expressed enzyme protein can express a high catalytic function. From these points, when a microorganism having no mevalonate pathway is used as a host, HMG CoA synthase genes and HMG CoA reductase genes derived from microorganisms, particularly actinomycetes, are preferable. When actinomycetes that do not have a mevalonate pathway are used as a host, HMG CoA synthase genes and HMG CoA reductase genes derived from actinomycetes are preferable.

これらの2種類の酵素遺伝子を含むDNA断片を宿主細胞中で発現させるためには、まず目的とする該DNA断片を制限酵素あるいはDNA分解酵素で該酵素遺伝子を含む適当な長さのDNA断片とした後、発現ベクター中においてプロモーターの下流に挿入し、次いで上記DNAを挿入した発現ベクターを、発現ベクターに適合した宿主細胞中に導入する。   In order to express a DNA fragment containing these two types of enzyme genes in a host cell, first, the target DNA fragment is converted into a DNA fragment of an appropriate length containing the enzyme gene with a restriction enzyme or a DNA degrading enzyme. Thereafter, the expression vector is inserted downstream of the promoter in the expression vector, and then the expression vector into which the DNA has been inserted is introduced into a host cell suitable for the expression vector.

使用する宿主は、非メバロン酸経路を利用している(メバロン酸経路を有しない)生物であればよく、メバロン酸経路を有しない生物としては、グラム陽性菌である、Alicyclobacillus属、Corynebacterium属、Brevibacterium属、Mycobacterium属、Bacillus属、Clostridium属、Deinococcus属、多くのStreptomyces属、グラム陰性菌である、Escherichia属、Salmonella属、Agrobacterium属、Azotobacter属、Methylobacterium属、Pseudomonas属、Rhodopseudomonas属、Zymomonas属、光合成グラム陰性細菌である、Chromatium属、Rhodospirillum属、藍藻である、Anabaena属、Anacystis属、Phormidium属、Synnecoccus属、緑藻である、Chlorella属、Scenedesmun属等に属する生物が挙げられる。   The host to be used may be any organism that uses the non-mevalonate pathway (without the mevalonate pathway), and examples of organisms that do not have the mevalonate pathway include Gram-positive bacteria such as Alicyclobacillus, Corynebacterium, Brevibacterium, Mycobacterium, Bacillus, Clostridium, Deinococcus, many Streptomyces, Gram-negative bacteria, Escherichia, Salmonella, Agrobacterium, Azotobacter, Methylobacterium, Pseudomonas, Rhodopseudomonas, Zymomonas, Examples include organisms belonging to the genus Chromatium, Rhodospirillum, cyanobacteria, Anabaena, Anacystis, Phormidium, Synnecoccus, green algae, Chlorella, Scenedesmun, etc., which are photosynthetic gram-negative bacteria.

ちなみに、メバロン酸経路を利用している(メバロン酸経路を有している)生物としては、動物、真菌、酵母、グラム陽性菌である、Actinoplanes属、 Lactobacillus属、Mycoplasma属、Staphylococcu属、Enterococcus属、Streptococcus属、一部のStreptomyces属、グラム陰性菌である、Chloropseudomonas属、Flavobacterium属、Myxococcus属、Nannocystis属、Borrelia属、古細菌である、Archaeoglobus属、Methanobacterium属、Methanococcus属、Pyrococcus属、Cardarella属、Halobacterium属、 Sulfolobus属等が知られている。   By the way, organisms using the mevalonate pathway (having the mevalonate pathway) include animals, fungi, yeasts, Gram-positive bacteria, Actinoplanes genus, Lactobacillus genus, Mycoplasma genus, Staphylococcu genus, Enterococcus genus Streptococcus, some Streptomyces, Gram-negative bacteria, Chloropseudomonas, Flavobacterium, Myxococcus, Nannocystis, Borrelia, Archaea , Halobacterium genus, Sulfolobus genus and the like are known.

また、一部のStreptomyces属は、メバロン酸経路及び非メバロン酸の両方を利用していることが知られている。   Some Streptomyces genera are known to utilize both the mevalonate pathway and non-mevalonate.

使用する宿主としては、上述したメバロン酸経路を有しない生物の中でも、微生物、特に放線菌が好ましく、該放線菌としては、Streptomyces lividans、Streptomyces chromofuscus、Streptomyces exfoliatus、Streptomyces argenteorus等が挙げられるが、Streptomyces lividansが特に好ましい。   Among the organisms that do not have the mevalonate pathway described above, microorganisms, particularly actinomycetes, are preferable as the host to be used, and examples of the actinomycetes include Streptomyces lividans, Streptomyces chromofuscus, Streptomyces exfoliatus, Streptomyces argenteorus, and the like. lividans is particularly preferred.

また、上記発現ベクターとしては、上記宿主の細胞において自立複製可能ないしは染色体中への組込みが可能で、目的とするDNAを転写できる位置にプロモーターを含有しているものが用いられる。細菌等の微生物の細胞を宿主細胞として用いる場合は、上記DNAを発現させるための発現ベクターは、該微生物の細胞中で自立複製可能であると同時に、プロモーター、リボソーム結合配列、上記DNA及び転写終結配列より構成された組換えベクターであることが好ましい。プロモーターを制御する遺伝子が含まれていてもよい。   In addition, as the expression vector, a vector which can replicate autonomously in the host cell or can be integrated into a chromosome and contains a promoter at a position where the target DNA can be transcribed is used. When a microorganism cell such as a bacterium is used as a host cell, the expression vector for expressing the DNA is capable of autonomous replication in the microorganism cell, and at the same time, a promoter, a ribosome binding sequence, the DNA and the transcription termination. A recombinant vector composed of sequences is preferred. A gene that controls the promoter may also be included.

上記発現ベクターとしては、例えば、pBTrp2、pBTac1、pBTac2(いずれもベーリンガーマンハイム社より市販)、pKK233-2(Pharmacia社製)、pSE280(Invitrogen社製)、pGEMEX-1(Promega社製)、pQE-8(QIAGEN社製)、pQE-30(QIAGEN社製)、pKYP10(特開昭58-110600号公報)、pKYP200〔Agricultural Biological Chemistry, 48, 669 (1984)〕、pLSA1〔Agric. Biol. Chem., 53, 277 (1989)〕、pGEL1〔Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 82, 4306 (1985)〕、pBluescriptII SK+、pBluescriptII SK(-)(Stratagene社製)、pTrS30(FERM BP-5407)、pTrS32(FERM BP-5408)、pGEX(Pharmacia社製)、pET-3(Novagen社製)、pTerm2(US4686191、US4939094、US5160735)、pSupex、pUB110、pTP5、pC194、pUC18〔gene, 33, 103 (1985)〕、pUC19〔Gene, 33, 103 (1985)〕、pSTV28(宝酒造社製)、pSTV29(宝酒造社製)、pUC118(宝酒造社製)、pPA1(特開昭63-233798号公報)、pEG400〔J. Bacteriol., 172, 2392(1990)〕、pQE-30(QIAGEN社製)等が挙げられる。 Examples of the expression vector include pBTrp2, pBTac1, pBTac2 (all available from Boehringer Mannheim), pKK233-2 (Pharmacia), pSE280 (Invitrogen), pGEMEX-1 (Promega), pQE- 8 (manufactured by QIAGEN), pQE-30 (manufactured by QIAGEN), pKYP10 (Japanese Patent Laid-Open No. 58-110600), pKYP200 [Agricultural Biological Chemistry, 48 , 669 (1984)], pLSA1 [Agric. Biol. Chem. , 53 , 277 (1989)], pGEL1 [Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 82 , 4306 (1985)], pBluescriptII SK +, pBluescriptII SK (-) (Stratagene), pTrS30 (FERM BP-5407) , PTrS32 (FERM BP-5408), pGEX (Pharmacia), pET-3 (Novagen), pTerm2 (US4686191, US4939094, US5160735), pSupex, pUB110, pTP5, pC194, pUC18 (gene, 33 , 103 ( 1985)], pUC19 [Gene, 33 , 103 (1985)], pSTV28 (Takara Shuzo), pSTV29 (Takara Shuzo), pUC118 (Takara Shuzo), pPA1 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-233798), pEG400 [J. Bacteriol., 172 , 2392 (1990)], pQE-30 (QI AGEN) and the like.

上記プロモーターとしては、宿主細胞中で発現できるものであればいかなるものでもよく、例えば、trpプロモーター(Ptrp)、lacプロモーター(Plac)、PLプロモーター、PRプロモーター、PSEプロモーター等の、大腸菌やファージ等に由来するプロモーター、SPO1プロモーター、SPO2プロモーター、penPプロモーター等が挙げられる。また、Ptrpを2つ直列させたプロモーター(Ptrpx2)、tacプロモーター、letIプロモーター、lacT7プロモーターのように、人為的に設計改変されたプロモーター等も用いることができる。 As the promoter, so long as it can be expressed in a host cell may be any, for example, trp promoter (P trp), lac promoter (P lac), P L promoter, P R promoter and P SE promoter, Examples include promoters derived from E. coli and phages, SPO1 promoter, SPO2 promoter, penP promoter and the like. In addition, artificially designed and modified promoters such as a promoter in which two P trp are connected in series (P trp x2), tac promoter, letI promoter, and lacT7 promoter can also be used.

上記リボソーム結合配列としては、宿主細胞中で発現できるものであればいかなるものでもよいが、シャイン−ダルガノ(Shine-Dalgarno)配列と開始コドンとの間を適当な距離(例えば6〜18塩基)に調節したプラスミドを用いることが好ましい。   The ribosome binding sequence may be any sequence that can be expressed in the host cell, but at an appropriate distance (eg, 6 to 18 bases) between the Shine-Dalgarno sequence and the start codon. It is preferred to use a regulated plasmid.

形質転換においてプラスミドベクターを用いるのが好ましく、該プラスミドベクターとしては、大腸菌とのシャトルベクターが特に好ましい。   In the transformation, a plasmid vector is preferably used, and the plasmid vector is particularly preferably a shuttle vector with E. coli.

上記組換えベクター等の発現ベクターの導入方法としては、上記宿主の細胞へDNAを導入する方法であればいずれも用いることができ、例えば、カルシウムイオンを用いる方法〔Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 69, 2110 (1972)〕、プロトプラスト法(特開昭63-2483942号公報)、又はGene, 17, 107 (1982)やMolecular & General Genetics, 168, 111 (1979)に記載の方法等が挙げられる。 As a method for introducing an expression vector such as the above-described recombinant vector, any method can be used as long as it is a method for introducing DNA into the host cell. For example, a method using calcium ions [Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 69 , 2110 (1972)], the protoplast method (Japanese Patent Laid-Open No. 63-2483942), or the methods described in Gene, 17 , 107 (1982), Molecular & General Genetics, 168 , 111 (1979), etc. Can be mentioned.

形質転換体1は、以上のように詳述したようにして得ることができるが、形質転換体1としては、放線菌ストレプトマイセス リビダンス 34-1株、34-7株又は35-6株を用いることもできる。これらの菌株は、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に、微生物の表示が、寄託者が付した識別のための表示「Streptomyces lividans 34-1」、受託番号「FERM P-19120」;寄託者が付した識別のための表示「Streptomyces lividans 34-7」、受託番号「FERM P-19121」;寄託者が付した識別のための表示「Streptomyces lividans 35-6」、受託番号「FERM P-19122」としてそれぞれ寄託されている。   The transformant 1 can be obtained as described in detail above. As the transformant 1, the actinomycetes Streptomyces lividans 34-1 strain, 34-7 strain or 35-6 strain can be obtained. It can also be used. These strains will be displayed at the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology Patent Organism Depositary, with the indication of microorganisms, “Streptomyces lividans 34-1” for identification and the accession number “FERM P-19120”. The identification sign “Streptomyces lividans 34-7” given by the depositor, the deposit number “FERM P-19121”; the identification label given by the depositor “Streptomyces lividans 35-6”, the deposit number “FERM” P-19122 "has been deposited.

次に、形質転換体2について説明する。
形質転換体2は、メバロン酸経路を有しない放線菌に対して、アセトアセチルCoA合成酵素遺伝子、3-ハイドロキシ-3-メチルグルタリルコエンザイムA合成酵素遺伝子及び3-ハイドロキシ-3-メチルグルタリルコエンザイムA還元酵素遺伝子の3種類をコードするDNAを形質転換したものである。
Next, the transformant 2 will be described.
Transformant 2 is effective against actinomycetes that do not have the mevalonate pathway, acetoacetyl CoA synthase gene, 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A synthase gene and 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme. A DNA encoding three types of A reductase genes is transformed.

以下に、アセトアセチルCoA合成酵素蛋白質をコードするDNAの取得について詳述する。
取得されるアセトアセチルCoA合成酵素蛋白質をコードするDNAはアセトアセチルCoA合成酵素遺伝子を含むものであればよく、アセトアセチルCoA合成酵素遺伝子は、実質的にアセトアセチルCoA合成酵素、即ち2分子のアセチルCoAからアセトアセチル CoAを生成する反応を触媒する活性をもつ酵素蛋白質をコードするDNA配列であればよい。また、酵素反応にNADPH等の補助因子を必要としてもしなくても構わない。
Hereinafter, acquisition of DNA encoding acetoacetyl CoA synthase protein will be described in detail.
The DNA encoding the obtained acetoacetyl-CoA synthase protein may be any DNA as long as it contains an acetoacetyl-CoA synthase gene. The acetoacetyl-CoA synthase gene is substantially acetoacetyl-CoA synthase, that is, two molecules of acetyl. Any DNA sequence may be used as long as it encodes an enzyme protein having an activity of catalyzing a reaction for producing acetoacetyl CoA from CoA. In addition, a cofactor such as NADPH may or may not be required for the enzyme reaction.

アセトアセチルCoA合成酵素蛋白質をコードするDNAの取得方法としては、具体的には以下の方法等をあげることができる。
アセトアセチルCoA合成酵素遺伝子は既にいくつか報告されているため、本発明では、これらの遺伝子を使用しても構わないが、放線菌、特に放線菌ストレプトマイセス sp. CL190株からアセトアセチルCoA合成酵素遺伝子を取得するのが好ましい。例えば、アセトアセチルCoA合成酵素遺伝子のクローニングを行い、放線菌ストレプトマイセス sp. CL190株から、新規なアセトアセチルCoA合成酵素遺伝子を取得し、配列番号1の塩基配列を有するDNAを得ることができる。以下に、放線菌ストレプトマイセス sp. CL190株を例示しながら、アセトアセチルCoA合成酵素蛋白質をコードするDNAの取得方法を具体的に説明する。
Specific examples of a method for obtaining DNA encoding an acetoacetyl-CoA synthetase protein include the following methods.
Since several acetoacetyl-CoA synthase genes have already been reported, these genes may be used in the present invention. However, acetoacetyl-CoA synthesis from actinomycetes, particularly Streptomyces sp. It is preferable to obtain an enzyme gene. For example, by cloning an acetoacetyl CoA synthase gene and obtaining a novel acetoacetyl CoA synthase gene from Streptomyces sp. CL190 strain, DNA having the base sequence of SEQ ID NO: 1 can be obtained. . Hereinafter, a method for obtaining a DNA encoding an acetoacetyl-CoA synthase protein will be specifically described with reference to Streptomyces sp. CL190 strain as an example.

放線菌ストレプトマイセス sp. CL190株を、適当な培地、例えば、グルコース2%、可溶性でんぷん2.5%、大豆粉1.5%、ドライイースト0.2%、及び炭酸カルシウム0.4%を含有するKG培地(pH 6.2)で、適当な温度(例えば30℃)で数日間培養する。培養後、得られた培養液より遠心分離により菌体を取得し、菌体より常法(モレキュラークローニング 第二版)に従い染色体DNAを単離精製する。   Streptomyces sp. CL190 strain is added to a suitable medium such as 2% glucose, 2.5% soluble starch, 1.5% soy flour, 0.2% dry yeast, and 0.4% calcium carbonate. Incubate for several days at an appropriate temperature (for example, 30 ° C.) with the contained KG medium (pH 6.2). After culturing, microbial cells are obtained from the obtained culture solution by centrifugation, and chromosomal DNA is isolated and purified from the microbial cells according to a conventional method (molecular cloning second edition).

PCR法により配列番号1の塩基配列を有するDNAを取得するためには、放線菌ストレプトマイセス sp. CL190株の染色体DNAを鋳型として使用し、既知のアセトアセチルCoA合成酵素の遺伝情報から設計した1対のプライマーDNAを使用して、TaKaRa LA-PCR(登録商標) Kit Ver.2(宝酒造社製)又はExpand(登録商標) High-Fidelity PCR System(ベーリンガー・マンハイム社製)等を用い、DNAThermal Cycler(パーキンエルマージャパン社製)等でPCRを行う。なお、後のクローニング操作を容易にするために、プライマーには適当な制限酵素部位を付加させておくことが好ましい。   In order to obtain DNA having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 by PCR, chromosomal DNA of Streptomyces sp. CL190 strain was used as a template and designed from the genetic information of known acetoacetyl-CoA synthase Using a pair of primer DNAs, DNA Thermal using TaKaRa LA-PCR (registered trademark) Kit Ver.2 (Takara Shuzo) or Expand (registered trademark) High-Fidelity PCR System (Boehringer Mannheim) Perform PCR with Cycler (manufactured by PerkinElmer Japan). In order to facilitate subsequent cloning operations, it is preferable to add an appropriate restriction enzyme site to the primer.

PCRの条件としては、例えば、94℃で30秒間(変性)、55℃で30秒〜1分間(アニーリング)、72℃で2分間(伸長)からなる反応工程を1サイクルとして、例えば30サイクル行った後、72℃で7分間反応させる条件をあげることができる。次いで、増幅されたDNA断片を、大腸菌で増幅可能な適切なベクター中にクローニングすることができる。クローニングは、常法、例えば、モレキュラークローニング 第二版、Current Protocols in Molecular Biology, Supplement 1〜38, John Wiley & Sons (1987-1997)(以下、カレント・プロトコールズ・イン・モレキュラー・バイオロジーと略す)、DNA Cloning 1: Core Techniques, A Practical Approach, Second Edition, Oxford University Press (1995)等に記載された方法、あるいは市販のキット、例えばSuperScript Plasmid System for cDNASynthesis and Plasmid Cloning(ライフ・テクノロジーズ社製)やZAP-cDNA Synthesis Kit〔ストラタジーン(Staratagene)社製〕を用いて行うことが出来る。   As PCR conditions, for example, a reaction step consisting of 94 ° C. for 30 seconds (denaturation), 55 ° C. for 30 seconds to 1 minute (annealing), and 72 ° C. for 2 minutes (extension) is performed for 30 cycles, for example. Thereafter, the reaction conditions can be raised at 72 ° C. for 7 minutes. The amplified DNA fragment can then be cloned into an appropriate vector that can be amplified in E. coli. Cloning is performed by a conventional method, for example, Molecular Cloning, Second Edition, Current Protocols in Molecular Biology, Supplement 1-38, John Wiley & Sons (1987-1997) (hereinafter abbreviated as Current Protocols in Molecular Biology). ), DNA Cloning 1: Core Techniques, A Practical Approach, Second Edition, Oxford University Press (1995), or a commercially available kit such as SuperScript Plasmid System for cDNA Synthesis and Plasmid Cloning (manufactured by Life Technologies) Or ZAP-cDNA Synthesis Kit (manufactured by Stratagene).

クローニングベクターとしては、大腸菌K12株中で自律複製できるものであれば、ファージベクター、プラスミドベクター等いずれでも使用できる、大腸菌の発現用ベクターをクローニングベクターとして用いてもよい。具体的には、ZAP Express〔ストラタジーン社製、Strategies, 5, 58 (1992)〕、pBluescript II SK(+)〔Nucleic Acids Research,17, 9494 (1989)〕、Lambda ZAP II(ストラタジーン社製)、λgt10、λgt11〔DNA Cloning, A Practical Approach, 1, 49 (1985)〕、λTriplEx(クローンテック社製)、λExCell(ファルマシア社製)、pT7T318U(ファルマシア社製)、pcD2〔H.Okayama and P.Berg;Mol. Cell. Biol., 3, 280 (1983)〕、pMW218(和光純薬社製)、pUC118(宝酒造社製)、pEG400〔J. Bac.,172, 2392 (1990)〕、pQE-30(QIAGEN社製)等をあげることができる。 As a cloning vector, any expression vector of E. coli may be used as a cloning vector as long as it can autonomously replicate in E. coli K12. Specifically, ZAP Express (Stratagene, Strategies, 5 , 58 (1992)), pBluescript II SK (+) [Nucleic Acids Research, 17 , 9494 (1989)], Lambda ZAP II (Stratagene) ), Λgt10, λgt11 [DNA Cloning, A Practical Approach, 1 , 49 (1985)], λTriplEx (Clontech), λExCell (Pharmacia), pT7T318U (Pharmacia), pcD2 (H. Okayama and P Berg; Mol. Cell. Biol., 3 , 280 (1983)], pMW218 (Wako Pure Chemical Industries), pUC118 (Takara Shuzo), pEG400 [J. Bac., 172 , 2392 (1990)], pQE -30 (manufactured by QIAGEN).

得られた形質転換株より、目的とするDNAを含有したプラスミドを、常法、例えば、モレキュラークローニング 第二版、Current Protocols in Molecular Biology, Supplement 1〜38, John Wiley & Sons (1987-1997)、DNA Cloning 1: Core Techniques, A Practical Approach, Second Edition, Oxford University Press (1995)等に記載された方法により取得することができる。上記方法により、配列番号1の塩基配列を有するDNAを取得することができる。   From the obtained transformant, a plasmid containing the target DNA is prepared by a conventional method, for example, Molecular Cloning, Second Edition, Current Protocols in Molecular Biology, Supplement 1-38, John Wiley & Sons (1987-1997), DNA Cloning 1: Core Techniques, A Practical Approach, Second Edition, Oxford University Press (1995). By the above method, DNA having the base sequence of SEQ ID NO: 1 can be obtained.

また、配列番号1の塩基配列において1〜数個の塩基配列が欠失、置換、付加及び/又は挿入されている塩基配列であって、アセトアセチルCoA合成酵素を機能させるために必要な配列をすべてコードする塩基配列、又は配列番号1の塩基配列とストリンジェントな条件でハイブリダイズすることができる塩基配列であって、アセトアセチルCoA合成酵素を機能させるのに必要な配列をすべてコードする塩基配列を有するDNAであれば、形質転換体の作製に用いることができる。   In addition, in the base sequence of SEQ ID NO: 1, one to several base sequences are deleted, substituted, added and / or inserted, and a sequence necessary for functioning acetoacetyl-CoA synthase A base sequence encoding all or a base sequence that can hybridize with the base sequence of SEQ ID NO: 1 under stringent conditions and that encodes all sequences necessary for the function of acetoacetyl-CoA synthase If it has DNA which has, it can be used for preparation of a transformant.

次に、アセトアセチルCoA合成酵素蛋白質をコードする上記DNA、並びに天然型のR-メバロン酸の生合成に関与するHMG CoA合成酵素蛋白質及びHMG CoA還元酵素蛋白質それぞれをコードするDNAの計3種のDNAを有する形質転換体の作製について詳述する。   Next, a total of three kinds of DNAs encoding the acetoacetyl CoA synthase protein and the DNAs encoding the HMG CoA synthase protein and the HMG CoA reductase protein involved in the biosynthesis of natural R-mevalonate, respectively. The production of a transformant having DNA will be described in detail.

形質転換体2では、天然型のR-メバロン酸の生合成に関与する酵素蛋白質をコードするDNAとして、アセトアセチルCoA合成酵素遺伝子、HMG CoA合成酵素遺伝子及びHMG CoA還元酵素遺伝子の3種類の遺伝子を形質転換することが必須である。   In transformant 2, three types of genes encoding an enzyme protein involved in the biosynthesis of natural R-mevalonic acid are acetoacetyl CoA synthase gene, HMG CoA synthase gene, and HMG CoA reductase gene. It is essential to transform

アセトアセチルCoA合成酵素遺伝子は、実質的にアセトアセチルCoA合成酵素、即ち2分子のアセチルCoAからアセトアセチル CoAを生成する反応を触媒する活性をもつ酵素蛋白質をコードするDNA配列であればよい。また、酵素反応にNADPH等の補助因子を必要としてもしなくても構わない。   The acetoacetyl CoA synthase gene may be a DNA sequence that substantially encodes an acetoacetyl CoA synthase, that is, an enzyme protein having an activity of catalyzing a reaction for generating acetoacetyl CoA from two molecules of acetyl CoA. In addition, a cofactor such as NADPH may or may not be required for the enzyme reaction.

HMG CoA合成酵素遺伝子は、実質的にHMG CoA合成酵素、即ちアセトアセチルCoAとアセチルCoAからHMG CoAを生成する反応を触媒する活性をもつ酵素蛋白質をコードするDNA配列であればよい。また、酵素反応にNADPH等の補助因子を必要としてもしなくても構わない。   The HMG CoA synthase gene may be a DNA sequence that substantially encodes an HMG CoA synthase, that is, an enzyme protein having an activity of catalyzing the reaction of generating HMG CoA from acetoacetyl CoA and acetyl CoA. In addition, a cofactor such as NADPH may or may not be required for the enzyme reaction.

また、HMG CoA還元酵素遺伝子は、実質的にHMG CoA還元酵素、即ちHMG CoAからメバロン酸を生成する反応を触媒する活性をもつ酵素蛋白質をコードするDNA配列であればよい。また、酵素反応にNADPH等の補助因子を必要としてもしなくても構わない。   The HMG CoA reductase gene may be a DNA sequence that substantially encodes an HMG CoA reductase, that is, an enzyme protein having an activity of catalyzing a reaction for producing mevalonic acid from HMG CoA. In addition, a cofactor such as NADPH may or may not be required for the enzyme reaction.

上記アセトアセチルCoA合成酵素遺伝子、上記HMG CoA合成酵素遺伝子及び上記HMG CoA還元酵素遺伝子は、いずれも、メバロン酸経路を持つ生物に由来するものであればよく、放線菌等の微生物由来のもの、動物細胞由来のもの、植物細胞由来のもの等が挙げられるが、これらの中でも放線菌由来のものが好ましく、放線菌ストレプトマイセス sp. CL190株由来のものが特に好ましい。   The acetoacetyl CoA synthase gene, the HMG CoA synthase gene, and the HMG CoA reductase gene are all derived from an organism having a mevalonate pathway, and those derived from microorganisms such as actinomycetes, Examples include those derived from animal cells and those derived from plant cells. Among these, those derived from actinomycetes are preferred, and those derived from Streptomyces sp. CL190 are particularly preferred.

上記アセトアセチルCoA合成酵素遺伝子、上記HMG CoA合成酵素遺伝子及び上記HMG CoA還元酵素遺伝子は、いかなる生物由来であっても構わないが、宿主である放線菌の細胞中で酵素遺伝子から産生される酵素蛋白質の発現効率が高いことが好ましい。また、発現した酵素蛋白質が高い触媒機能を発現できる細胞との組合せが好ましい。これらの点から、宿主としてメバロン酸経路を持たない放線菌を用いる本発明のメバロン酸の製造方法においては、放線菌由来の酵素遺伝子を用いるのが好ましく、放線菌ストレプトマイセス sp. CL190由来の酵素遺伝子がさらに好ましい。とりわけ、アセトアセチルCoA合成酵素遺伝子、HMG CoA合成酵素遺伝子及びHMG CoA還元酵素遺伝子の3種類すべてが、放線菌由来、特に放線菌ストレプトマイセス sp. CL190由来であることが好ましい。また、アセトアセチルCoA合成酵素遺伝子の形質転換に用いるDNAの好ましい一例としては、配列番号1の塩基配列を有するDNAがあげられる。   The acetoacetyl CoA synthase gene, the HMG CoA synthase gene, and the HMG CoA reductase gene may be derived from any organism, but are enzymes produced from the enzyme gene in cells of actinomycetes that are hosts. It is preferable that the protein expression efficiency is high. Moreover, the combination with the cell in which the expressed enzyme protein can express a high catalytic function is preferable. From these points, in the method for producing mevalonic acid of the present invention using actinomycetes having no mevalonate pathway as a host, it is preferable to use an enzyme gene derived from actinomycetes, derived from Streptomyces sp. CL190. Enzyme genes are more preferred. In particular, it is preferable that all three types of acetoacetyl CoA synthase gene, HMG CoA synthase gene and HMG CoA reductase gene are derived from actinomycetes, particularly from Streptomyces sp. CL190. A preferred example of DNA used for transformation of the acetoacetyl CoA synthase gene is DNA having the base sequence of SEQ ID NO: 1.

得られた3種類の酵素遺伝子を含むDNA断片を放線菌細胞中で発現させるために、まず、目的とする該DNA断片を制限酵素あるいはDNA分解酵素で該遺伝子を含む適当な長さのDNA断片とした後、発現ベクター中においてプロモーターの下流に挿入する。次いで、上記DNAを挿入した発現ベクターを、発現ベクターに適合した放線菌細胞中に導入することにより、上記の3種類のDNAを有する形質転換体が得られる。   In order to express the obtained DNA fragment containing the three types of enzyme genes in actinomycetes cells, first, the DNA fragment of interest having a suitable length containing the gene with restriction enzymes or DNA degrading enzymes Then, it is inserted downstream of the promoter in the expression vector. Next, the transformant having the above three types of DNA is obtained by introducing the expression vector into which the DNA has been inserted into actinomycetes cells suitable for the expression vector.

本発明のメバロン酸の製造方法においては、宿主としてメバロン酸経路を有しない放線菌を使用する。該放線菌としては、Streptomyces lividans、Streptomyces chromofuscus、Streptomyces exfoliatus、Streptomyces argenteorusが好ましく、これらの中でもStreptomyces lividansが特に好ましい。   In the method for producing mevalonic acid of the present invention, actinomycetes having no mevalonic acid pathway are used as a host. As the actinomycetes, Streptomyces lividans, Streptomyces chromofuscus, Streptomyces exfoliatus, and Streptomyces argenteorus are preferable, and among these, Streptomyces lividans is particularly preferable.

上記発現ベクターとしては、宿主である放線菌の細胞において自立複製可能ないしは染色体中への組込みが可能で、上記目的とするDNAを転写できる位置にプロモーターを含有しているものが用いられる。上記DNAを発現させるための発現ベクターは、該放線菌中で自立複製可能であると同時に、プロモーター、リボソーム結合配列、上記DNA及び転写終結配列より構成された組換えベクターであることが好ましい。プロモーターを制御する遺伝子が含まれていてもよい。   As the expression vector, a vector that can replicate autonomously in a host actinomycete cell or can be integrated into a chromosome and contains a promoter at a position where the target DNA can be transcribed is used. The expression vector for expressing the DNA is preferably a recombinant vector that is capable of autonomous replication in the actinomycetes and is composed of a promoter, a ribosome binding sequence, the DNA and a transcription termination sequence. A gene that controls the promoter may also be included.

上記発現ベクターとしては、例えば、pBTrp2、pBTac1、pBTac2(いずれもベーリンガーマンハイム社より市販)、pKK233-2(Pharmacia社製)、pSE280(Invitrogen社製)、pGEMEX-1(Promega社製)、pQE-8(QIAGEN社製)、pQE-30(QIAGEN社製)、pKYP10(特開昭58-110600号公報)、pKYP200〔Agricultural Biological Chemistry, 48, 669 (1984)〕、pLSA1〔Agric. Biol. Chem., 53, 277 (1989)〕、pGEL1〔Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 82, 4306 (1985)〕、pBluescriptII SK+、pBluescriptII SK(-)(Stratagene社製)、pTrS30(FERMBP-5407)、pTrS32(FERM BP-5408)、pGEX(Pharmacia社製)、pET-3(Novagen社製)、pTerm2(US4686191、US4939094、US5160735)、pSupex、pUB110、pTP5、pC194、pUC18〔gene, 33, 103 (1985)〕、pUC19〔Gene, 33, 103 (1985)〕、pSTV28(宝酒造社製)、pSTV29(宝酒造社製)、pUC118(宝酒造社製)、pPA1(特開昭63-233798号公報)、pEG400〔J. Bacteriol., 172, 2392(1990)〕、pQE-30(QIAGEN社製)等を例示することができる。 Examples of the expression vector include pBTrp2, pBTac1, pBTac2 (all available from Boehringer Mannheim), pKK233-2 (Pharmacia), pSE280 (Invitrogen), pGEMEX-1 (Promega), pQE- 8 (manufactured by QIAGEN), pQE-30 (manufactured by QIAGEN), pKYP10 (Japanese Patent Laid-Open No. 58-110600), pKYP200 [Agricultural Biological Chemistry, 48 , 669 (1984)], pLSA1 [Agric. Biol. Chem. , 53 , 277 (1989)], pGEL1 [Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 82 , 4306 (1985)], pBluescriptII SK +, pBluescriptII SK (-) (Stratagene), pTrS30 (FERMBP-5407), pTrS32 (FERM BP-5408), pGEX (Pharmacia), pET-3 (Novagen), pTerm2 (US4686191, US4939094, US5160735), pSupex, pUB110, pTP5, pC194, pUC18 (gene, 33 , 103 (1985) )], PUC19 [Gene, 33 , 103 (1985)], pSTV28 (Takara Shuzo), pSTV29 (Takara Shuzo), pUC118 (Takara Shuzo), pPA1 (Japanese Patent Laid-Open No. 63-233798), pEG400 [ J. Bacteriol., 172 , 2392 (1990)], pQE-30 (QIA GEN) and the like.

上記プロモーターとしては、宿主である放線菌の細胞中で発現できるものであればいかなるものでもよい。例えば、trpプロモーター(Ptrp)、lacプロモーター(Plac)、PLプロモーター、PRプロモーター、PSEプロモーター等の、大腸菌やファージ等に由来するプロモーター、SPO1プロモーター、SPO2プロモーター、penPプロモーター等をあげることができる。また、Ptrpを2つ直列させたプロモーター(Ptrpx2)、tacプロモーター、letIプロモーター、lacT7プロモーターのように、人為的に設計改変されたプロモーター等も用いることができる。 Any promoter can be used as long as it can be expressed in cells of actinomycetes as a host. For example, trp promoter (P trp), cited lac promoter (P lac), P L promoter, P R promoter and P SE promoter, promoters derived from Escherichia coli or phage, such as, SPO1 promoter, SPO2 promoter, the penP promoter and the like be able to. In addition, artificially designed and modified promoters such as a promoter in which two P trp are connected in series (P trp x2), tac promoter, letI promoter, and lacT7 promoter can also be used.

上記リボソーム結合配列としては、宿主である放線菌の細胞中で発現できるものであればいかなるものでもよいが、シャイン−ダルガノ(Shine-Dalgarno)配列と開始コドンとの間を適当な距離(例えば6〜18塩基)に調節したプラスミドを用いることが好ましい。   The ribosome binding sequence may be any sequence as long as it can be expressed in the cells of actinomycetes as a host, but an appropriate distance (for example, 6) between the Shine-Dalgarno sequence and the start codon. It is preferable to use a plasmid adjusted to ˜18 bases).

形質転換においては、プラスミドベクターを用いるのが好ましく、該プラスミドベクターとしては、大腸菌とのシャトルベクターが特に好ましい。   In the transformation, it is preferable to use a plasmid vector, and as the plasmid vector, a shuttle vector with Escherichia coli is particularly preferable.

上記組換えベクター等の発現ベクターの導入方法としては、宿主である放線菌の細胞へDNAを導入する方法であればいずれも用いることができ、例えば、カルシウムイオンを用いる方法〔Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 69, 2110 (1972)〕、プロトプラスト法(特開昭63-2483942号公報)、又はGene, 17, 107 (1982)やMolecular & General Genetics, 168, 111 (1979)に記載の方法等をあげることができる。 As a method for introducing an expression vector such as the above-described recombinant vector, any method can be used as long as it is a method for introducing DNA into cells of actinomycetes as a host. For example, a method using calcium ions [Proc. Natl. Acad Sci. USA, 69 , 2110 (1972)], the protoplast method (JP 63-2483942 A), or Gene, 17 , 107 (1982) or Molecular & General Genetics, 168 , 111 (1979). The method etc. can be given.

本発明の標識R-メバロン酸の製造方法においては、R-メバロン酸生産菌を、標識原料である標識された化合物(標識化合物)を取り込ませながら培養すればよい。該標識化合物は、R-メバロン酸の生産菌が利用可能な標識原料であれば、いかなる化合物でもよい。培養開始時の培養液に含まれる炭素、水素及び酸素のうちの1〜3種を含む化合物が、実質的に全て標識化合物であれば、培養後の全ての菌体成分及び代謝成分を標識することが可能である。培養後の培養液中におけるR-メバロン酸の標識率(標識されたR-メバロン酸の全メバロン酸に対する比率)は、原料に用いた標識化合物の標識率(標識された化合物の全化合物に対する割合)に限りなく等しくなるため、標識化合物の標識率を実質的に100%とすれば、R-メバロン酸の標識率を実質的に100%とすることが可能である。しかし、この方法は、高価であるばかりでなく、菌体やR-メバロン酸以外の不要な化合物まで標識されることから、放射性の標識化合物を取り込ませた場合、放射性同位体で標識された菌体等の廃棄物が大量に生成し、環境負荷や処理費が高価になる等のデメリットがある。そのため、標識化合物の標識率は、経済性と高ラベル化率の必要性等から、目的に応じて選択すればよい。   In the method for producing labeled R-mevalonic acid of the present invention, the R-mevalonic acid-producing bacterium may be cultured while incorporating a labeled compound (labeled compound) as a labeling raw material. The labeling compound may be any compound as long as it is a labeling raw material that can be used by R-mevalonic acid-producing bacteria. If the compound containing 1 to 3 of carbon, hydrogen, and oxygen contained in the culture medium at the start of culture is substantially all a labeled compound, it will label all cell components and metabolic components after culture. It is possible. The labeling rate of R-mevalonic acid (ratio of labeled R-mevalonic acid to total mevalonic acid) in the culture broth after culturing is the labeling rate of the labeled compound used as a raw material (ratio of labeled compound to all compounds) Since the labeling rate of the labeling compound is substantially 100%, the labeling rate of R-mevalonic acid can be substantially 100%. However, this method is not only expensive, but also labels unnecessary compounds other than bacterial cells and R-mevalonic acid, so when radioactively labeled compounds are incorporated, bacteria labeled with radioactive isotopes There is a demerit such that a large amount of waste such as body is generated, and the environmental load and processing cost become high. Therefore, the labeling rate of the labeling compound may be selected according to the purpose from the necessity of economical efficiency and high labeling rate.

標識に使用する核種はメバロン酸を構成する炭素、水素及び酸素のいずれか1種でも、2種あるいは3種でも良い。使用目的に応じてダブル標識体やトリプル標識体を調製してもよい。また、放射性同位体で標識された化合物を使用しても、安定同位体で標識された化合物を使用してもよく、また、放射性同位体と安定同位体の両方で標識された化合物を調製してもよい。標識に使用する核種は、安定性が良いことから、2H(D、デューテリウム)、3H(T、トリチウム)、13C、14C、17O及び18Oからなる群から選択される一種以上が好ましいが、その他の同位体でもよい。但し、安定同位体の場合は、使用制限がほとんどなく産業上の利用が容易であるのに対し、放射性同位体の場合は、厳密に管理することが必要であるためコスト高になる傾向にある。従来、検出感度は、放射活性を測定する放射性同位体の方が、安定同位体に比べてはるかに高いとされてきたが、最近の質量分析装置や核磁気共鳴装置等の発達により、安定同位体の検出感度及び分解能が共に改良され、安全性を含めて安定同位体の産業価値が高まっている。 The nuclide used for labeling may be any one of carbon, hydrogen and oxygen constituting mevalonic acid, or two or three of them. A double-labeled body or a triple-labeled body may be prepared according to the purpose of use. In addition, a compound labeled with a radioisotope or a compound labeled with a stable isotope may be used, and a compound labeled with both a radioisotope and a stable isotope is prepared. May be. The nuclide used for labeling is a kind selected from the group consisting of 2 H (D, deuterium), 3 H (T, tritium), 13 C, 14 C, 17 O and 18 O because of its stability. The above is preferable, but other isotopes may be used. However, in the case of stable isotopes, there are almost no restrictions on the use and the industrial use is easy, whereas in the case of radioactive isotopes, it is necessary to strictly manage them, so the cost tends to increase. . Conventionally, the detection sensitivity of radioisotopes for measuring radioactivity has been far higher than that of stable isotopes. However, with the recent development of mass spectrometers and nuclear magnetic resonance instruments, stable isotopes are used. Both the detection sensitivity and resolution of the body are improved, and the industrial value of stable isotopes including safety is increasing.

本発明の製造方法においては、上記の標識化合物をメバロン酸生産菌に取り込ませ、培養物中に標識されたR-メバロン酸を蓄積させる。メバロン酸の生合成は、アセチルCoAの供給段階及びアセチルCoAからのメバロン酸の生成段階の2段階に分けて考えることができる。   In the production method of the present invention, the labeled compound is incorporated into a mevalonic acid-producing bacterium, and the labeled R-mevalonic acid is accumulated in the culture. The biosynthesis of mevalonic acid can be considered in two stages: an acetyl CoA supply stage and a mevalonic acid production stage from acetyl CoA.

メバロン酸の生合成の前半であるアセチルCoAの供給段階において、アセチルCoAの供給は、主に解糖系と脂肪酸のβ酸化の2経路である。解糖系においては、グルコース、澱粉、果糖、ショ糖等からピルビン酸に至った後、ピルビン酸が脱炭酸することによりアセチルCoAが生成する。脂肪酸のβ酸化においては、脂肪酸の酸化末端から酢酸単位で炭素骨格が切断されアセチルCoAが生成する。   In the supply stage of acetyl-CoA, which is the first half of mevalonic acid biosynthesis, the supply of acetyl-CoA mainly consists of two pathways: glycolysis and β-oxidation of fatty acids. In the glycolysis system, after reaching pyruvic acid from glucose, starch, fructose, sucrose, etc., acetyl-CoA is produced by decarboxylation of pyruvic acid. In β-oxidation of fatty acids, the carbon skeleton is cleaved in units of acetic acid from the oxidation end of fatty acids to produce acetyl CoA.

メバロン酸の生合成の後半では、アセチルCoA 2分子からアセトアセチルCoA合成酵素の作用でアセトアセチルCoAが生成した後、アセトアセチルCoA及びアセチルCoAからHMG CoA合成酵素の作用でHMG CoAが生成し、続いてHMG CoA からHMG CoA還元酵素の作用でメバロン酸が生成する。   In the second half of the biosynthesis of mevalonic acid, acetoacetyl CoA was produced from acetyl CoA 2 molecules by the action of acetoacetyl CoA synthase, and then HMG CoA was produced from acetoacetyl CoA and acetyl CoA by the action of HMG CoA synthase. Subsequently, mevalonic acid is produced from HMG CoA by the action of HMG CoA reductase.

本発明で使用するメバロン酸生産菌に取り込ませる標識化合物としては、メバロン酸の生合成に関係する物質であればいかなるものでもよいが、上記で説明した解糖系又はβ酸化系に直接導入可能な物質が、メバロン酸への取込みがよいため好ましく、これらの化合物の中でも、標識体が安価で入手容易な化合物がさらに好ましい。   The labeling compound to be incorporated into the mevalonic acid-producing bacterium used in the present invention may be any substance that is related to mevalonic acid biosynthesis, but can be directly introduced into the glycolysis system or β-oxidation system described above. Such a substance is preferable because it can be easily taken into mevalonic acid, and among these compounds, compounds that are inexpensive and easily available are more preferable.

解糖系に直接導入可能な物質の好ましい例としては、酢酸、グリセロール、グルコース、グルコース6-リン酸、フルクトース6-リン酸、フルクトース1,6-ビスリン酸、ジヒドロキシアセトンリン酸、グリセルアルデヒド3-リン酸、1,3-ビスホスホグリセリン酸、3-ホスホグリセリン酸、2-ホスホグリセリン酸、ホスホエノールピルビン酸、フルクトース、フルクトース1-リン酸、ピルビン酸が挙げられ、これらの中でも、グリセロール、酢酸、グルコース、フルクトースが特に好ましい。   Preferred examples of substances that can be directly introduced into the glycolysis include acetic acid, glycerol, glucose, glucose 6-phosphate, fructose 6-phosphate, fructose 1,6-bisphosphate, dihydroxyacetone phosphate, glyceraldehyde 3 -Phosphoric acid, 1,3-bisphosphoglyceric acid, 3-phosphoglyceric acid, 2-phosphoglyceric acid, phosphoenolpyruvate, fructose, fructose 1-phosphate, pyruvate, among these, glycerol, Acetic acid, glucose and fructose are particularly preferred.

β酸化に直接導入可能な物質の好ましい例としては、炭素数4〜22の各種脂肪酸、これらの脂肪酸の誘導体であるモノグリセリド、ジグリセリド及びトリグリセリド、各種リン脂質等が挙げられる。   Preferable examples of substances that can be directly introduced into β-oxidation include various fatty acids having 4 to 22 carbon atoms, monoglycerides, diglycerides and triglycerides that are derivatives of these fatty acids, and various phospholipids.

尚、酢酸等の有機酸及びグルコース6-リン酸等のリン酸エステルは、酸性物質であるため、そのまま添加すると培養液が酸性となる一方で、ナトリウム塩等の塩として添加すると、菌体によるこれらの化合物の吸収により、ナトリウム等のアルカリが培養液に残存し、培養液が塩基性となる傾向にある。このため、これらの酸性物質を使用する場合は、培養中の培養液のpHを厳密にコントロールする必要が発生し、管理要因が増えて手間とコストが増大する場合がある。また、原料として使用する標識化合物は、安価で安定な化合物が好ましい。   In addition, since organic acids such as acetic acid and phosphate esters such as glucose 6-phosphate are acidic substances, the culture solution becomes acidic when added as it is, whereas when added as a salt such as sodium salt, it depends on the cells. By absorption of these compounds, alkalis such as sodium remain in the culture solution, and the culture solution tends to become basic. For this reason, when these acidic substances are used, it is necessary to strictly control the pH of the culture medium during culture, which may increase management factors and increase labor and cost. The labeling compound used as a raw material is preferably an inexpensive and stable compound.

本発明の製造方法においては、これらの標識された化合物を1種又は2種以上含有する培養液を用いてメバロン酸生産菌を培養し、公知の方法によりメバロン酸発酵を行うことにより、メバロン酸生産菌に標識化合物を取り込ませ、培養物中に標識されたR-メバロン酸を蓄積させる。培養液中の標識化合物の濃度は、好ましくは0.1〜10重量%である。   In the production method of the present invention, mevalonic acid is cultured by culturing mevalonic acid-producing bacteria using a culture solution containing one or more of these labeled compounds, and mevalonic acid fermentation is performed by a known method. The labeling compound is incorporated into the producing bacteria, and the labeled R-mevalonic acid is accumulated in the culture. The concentration of the labeled compound in the culture solution is preferably 0.1 to 10% by weight.

培養液へ標識された化合物を添加する時期は、R-メバロン酸生産菌を使用してメバロン酸発酵を行った際に、培養液中のR-メバロン酸生産菌に標識された化合物を取り込ませることが可能であれば、培養前の培養液に添加しても良いし、培養の途中で培養液に添加してもよい。培養の途中で添加する場合は、R-メバロン酸生産菌によるメバロン酸の生合成速度が高いときに、メバロン酸の生合成中間体の標識体を添加することが、得られるR-メバロン酸の標識率を高めることができるため好ましい。しかし、培養の途中で標識化合物を添加する方法は、標識化合物を添加する前にメバロン酸生産菌により生合成されたR-メバロン酸と、標識化合物を添加した後に生合成された標識されたR-メバロン酸とが混合してしまうため、得られる標識されたR-メバロン酸の標識率は低下する。   When the labeled compound is added to the culture solution, when the R-mevalonate-producing bacterium is used to perform the mevalonic acid fermentation, the labeled compound is incorporated into the R-mevalonate-producing bacterium in the culture solution. If possible, it may be added to the culture solution before culturing, or may be added to the culture solution during the culturing. When added during culture, when the biosynthesis rate of mevalonic acid by the R-mevalonic acid-producing bacterium is high, it is possible to add a label for the intermediate of mevalonic acid biosynthesis to obtain R-mevalonic acid. This is preferable because the labeling rate can be increased. However, the method of adding a labeling compound in the middle of culturing includes R-mevalonic acid biosynthesized by a mevalonic acid-producing bacterium before adding the labeling compound and labeled R biosynthesized after adding the labeling compound. Since -mevalonic acid is mixed, the labeling rate of the obtained labeled R-mevalonic acid is lowered.

本発明で使用する培地は、R-メバロン酸生産菌が資化し得る炭素源、窒素源、無機塩類等を含有し、メバロン酸生産菌の培養を効率的に行える培地であれば、天然培地、合成培地のいずれでもよい。   The medium used in the present invention contains a carbon source that can be assimilated by R-mevalonic acid-producing bacteria, a nitrogen source, inorganic salts, etc., and any medium that can efficiently culture mevalonic acid-producing bacteria, Any synthetic medium may be used.

炭素源としては、R-メバロン酸生産菌が資化し得るものであればよく、グルコース、フルクトース、スクロース、これらを含有する糖蜜、デンプンあるいはデンプン加水分解物等の炭水化物、酢酸、プロピオン酸等の有機酸、エタノール、プロパノール等のアルコール類を用いることができる。   Any carbon source may be used as long as it can be assimilated by R-mevalonic acid-producing bacteria. Glucose, fructose, sucrose, molasses containing these, carbohydrates such as starch or starch hydrolysate, organic substances such as acetic acid and propionic acid Alcohols such as acid, ethanol and propanol can be used.

窒素源としては、アンモニア、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、等の各種無機酸や有機酸のアンモニウム塩、その他含窒素化合物、並びに、ペプトン、肉エキス、酵母エキス、コーン・スティープ・リカー、カゼイン加水分解物、大豆粕及び大豆粕加水分解物、各種発酵菌体及びその消化物等を用いることができる。   Nitrogen sources include ammonium salts of various inorganic and organic acids such as ammonia, ammonium chloride, ammonium sulfate, ammonium acetate, and ammonium phosphate, other nitrogen-containing compounds, peptone, meat extract, yeast extract, corn steep, Liquor, casein hydrolyzate, soybean meal and soybean meal hydrolyzate, various fermented bacterial cells and digested products thereof, and the like can be used.

無機物としては、リン酸第一カリウム、リン酸第二カリウム、リン酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化ナトリウム、硫酸第一鉄、硫酸マンガン、硫酸銅、炭酸カルシウム等を用いることができる。   Examples of inorganic substances that can be used include monopotassium phosphate, dipotassium phosphate, magnesium phosphate, magnesium sulfate, sodium chloride, ferrous sulfate, manganese sulfate, copper sulfate, and calcium carbonate.

培養は、振盪培養又は深部通気攪拌培養等の好気的条件下で行うのが好ましい。培養温度は15〜40℃がよく、培養時間は、通常16時間〜14日間である。培養中、pHは、3.0〜9.0に保持するのが好ましい。pHの調整は、無機あるいは有機の酸、アルカリ溶液、尿素、炭酸カルシウム、アンモニア等を用いて行うことができる。   The culture is preferably performed under aerobic conditions such as shaking culture or deep aeration stirring culture. The culture temperature is preferably 15 to 40 ° C., and the culture time is usually 16 hours to 14 days. During the culture, the pH is preferably maintained at 3.0 to 9.0. The pH can be adjusted using an inorganic or organic acid, an alkaline solution, urea, calcium carbonate, ammonia or the like.

また、培養中、必要に応じて、アンピシリンやテトラサイクリン、チオストレプトン等の抗生物質を、培地に添加してもよい。   Moreover, you may add antibiotics, such as an ampicillin, tetracycline, and thiostrepton, to a culture medium during culture | cultivation as needed.

一般に標識化合物は高価なことが多いことから、得られる標識R-メバロン酸への取込み効率が高い方法が、経済的に有利である。また、標識されたR-メバロン酸の全メバロン酸に対する比率(標識率)が高いほど、検出感度が高いことから利用価値が高く好ましい。また、メバロン酸生産能の高い菌体を使用することが、生産効率の観点から好ましい。本発明者等はこれらの点について検討した結果、メバロン酸生産菌に標識化合物を取り込ませるに際し、メバロン酸生産菌を、菌体増殖用の培地成分を用いて1次培養した後、この1次培養物から、標識されていないR-メバロン酸を含む培養液画分を除去して菌体画分を調製し、次いで、該菌体画分を、標識化合物を含む培地成分を用いて2次培養することにより、2次培養物中に標識R-メバロン酸を蓄積させることにより、経済性も高く、高い標識率のR-メバロン酸を調製できることを見いだした。   In general, since a labeled compound is often expensive, a method with high incorporation efficiency into the obtained labeled R-mevalonic acid is economically advantageous. In addition, the higher the ratio of the labeled R-mevalonic acid to the total mevalonic acid (labeling rate), the higher the detection sensitivity and the higher the utility value. Moreover, it is preferable from a viewpoint of production efficiency to use a microbial cell with high mevalonic acid production ability. As a result of studying these points, the inventors of the present invention first cultivated mevalonic acid-producing bacteria using medium components for cell growth, and then incorporated the labeled compound into mevalonic acid-producing bacteria. A culture broth fraction containing unlabeled R-mevalonic acid is removed from the culture to prepare a bacterial cell fraction, and then the bacterial cell fraction is subjected to secondary treatment using a medium component containing a labeled compound. It was found that, by culturing, labeled R-mevalonic acid was accumulated in the secondary culture, whereby it was possible to prepare R-mevalonic acid with high economic efficiency and high labeling rate.

1次培養で使用する培地成分は、メバロン酸生産菌が高いメバロン酸発酵能を示す培地であれば、前述した培地等いかなるものでも良く、例えば、窒素源や無機塩類を含有する培地を用いることができる。該窒素源としては、酵母エキス、ペプトン、コーン・スティープ・リカー等及びこれらの組合せが挙げられ、該無機塩類としては、リン酸1カリウム等のリン酸塩、硫酸マグネシウム等及びこれらの組合せが挙げられる。1次培養において、培養温度、培養時間、pH等の条件は、前述と同様の条件を採用することができる。また、メバロン酸生産菌が真核生物であるサッカロマイコプシス・フィブリゲラ(Saccharomycopsis fibuligera)の場合、特開平2−215389号公報に記載の方法等で培養することができる。1次培養において充分に菌体濃度が上がりメバロン酸発酵能が高まった時点で、遠心分離ないしろ過により、1次培養物から培養液及び培養液中の標識されていないR-メバロン酸を除いた後、菌体を集めてリン酸緩衝液等で菌体を充分に洗浄し、2次培養に供する。1次培養で調製した菌体を、標識化合物を含む2次培養用の培地成分に混合し、好気的に培養を継続して、標識された化合物から標識されたR-メバロン酸を生成させる。2次培養における培養温度等の条件も、前述と同様の条件を採用することができる。また、1次培養の具体的な培養時間を決定する方法としては、あらかじめメバロン酸生産菌にメバロン酸発酵を行なわせ、生成するメバロン酸濃度をモニターした経時データを参考にする方法が好ましい。それにより、メバロン酸生産速度が最大となる直前の菌体を得ることで、メバロン酸生産能の高い菌体が得られる。   The medium component used in the primary culture may be any medium such as those described above as long as the mevalonate-producing bacterium has a high mevalonate fermentation ability. For example, a medium containing a nitrogen source or inorganic salts is used. Can do. Examples of the nitrogen source include yeast extract, peptone, corn steep liquor, and combinations thereof, and examples of the inorganic salts include phosphates such as monopotassium phosphate, magnesium sulfate, and combinations thereof. It is done. In the primary culture, the same conditions as described above can be adopted as conditions such as culture temperature, culture time, and pH. In the case of Saccharomycopsis fibuligera whose mevalonic acid-producing bacterium is a eukaryote, it can be cultured by the method described in JP-A-2-215389. When the bacterial cell concentration was sufficiently increased in primary culture and the mevalonic acid fermentability increased, the culture solution and unlabeled R-mevalonic acid in the culture solution were removed from the primary culture by centrifugation or filtration. Thereafter, the cells are collected, washed thoroughly with a phosphate buffer or the like, and subjected to secondary culture. The bacterial cells prepared in the primary culture are mixed with the medium components for secondary culture containing the labeled compound, and the culture is continued aerobically to produce labeled R-mevalonic acid from the labeled compound. . Conditions such as the culture temperature in the secondary culture can be the same as described above. Further, as a method for determining the specific culture time of the primary culture, a method in which mevalonic acid-producing bacteria are preliminarily subjected to mevalonic acid fermentation and the time-lapse data obtained by monitoring the concentration of mevalonic acid to be generated is preferable. Thereby, a microbial cell with high mevalonic acid production ability is obtained by obtaining the microbial cell immediately before the mevalonic acid production rate becomes the maximum.

2次培養に使用する培地成分は、例えば、リン酸塩、マグネシウム塩等の無機塩類、標識R-メバロン酸の原料となる標識化合物、メバロン酸発酵において菌体が必要とする最低限のアミノ酸等を含有する窒素源、及び、必要に応じて、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸(NADPH)、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド (NADH)、コエンザイムA(CoA)、アデノシン3-リン酸(ATP)、チアミンピロリン酸(TPP)、フラビンモノヌクレオチド(FADH2)及びリポ酸からなる群から選択される0〜7種の補助成分を必要量(0〜100mM)添加した成分で構成することができる。 Medium components used for secondary culture include, for example, inorganic salts such as phosphates and magnesium salts, labeled compounds used as raw materials for labeled R-mevalonic acid, and the minimum amino acids required by the cells in mevalonic acid fermentation A nitrogen source containing nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH), nicotinamide adenine dinucleotide (NADH), coenzyme A (CoA), adenosine 3-phosphate (ATP), thiamine pyrroline acid (TPP), can be composed of a flavin mononucleotide (FADH 2) and the required amount of 0-7 kinds of auxiliary components selected from the group consisting of lipoic acid (0 to 100 mM) added ingredients.

また、あらかじめメバロン酸生産能の高い菌体を保存しておいて、それを使用することも可能であるが、菌体は保存により活性が低下するため、前記したように1次培養した直後に、2次培養する方法が好ましい。もちろん、活性が落ちない条件で保存した菌体であれば、1次培養を行なわなくてもかまわない。   In addition, it is possible to store cells having high mevalonic acid-producing ability in advance and use them. However, since the activity of the cells decreases due to storage, immediately after the primary culture as described above. A secondary culture method is preferred. Of course, the primary culture may be omitted if the cells are stored under the condition that the activity does not decrease.

また、培養後の培養物から標識R-メバロン酸を単離精製するには、通常のメバロン酸ないしメバロン酸の分子内エステルであるメバロノラクトンの単離精製方法、すなわち、菌体分離、抽出、蒸留、クロマトグラフィ、再結晶等を適宜組み合わせることにより得ることが出来る。   In addition, in order to isolate and purify labeled R-mevalonic acid from the culture after culturing, the usual isolation and purification methods of mevalonolactone, which is an intramolecular ester of mevalonic acid or mevalonic acid, that is, cell separation, extraction, distillation , Chromatography, recrystallization and the like can be obtained by appropriately combining them.

標識R-メバロン酸は、分子量が小さい(例えば13C6H12O4の質量数は154)ことから、多くの場合メバロン酸生産菌の細胞膜を透過できるため培養ろ液中に蓄積し、菌体中で検出されるメバロン酸は比較的僅かである。このため、培養ろ液を得るために菌体を遠心分離やろ過を用いて除去することが好ましい。ただし、形質転換体の細胞内にR-メバロン酸が蓄積する場合は菌体もしくは菌体を含めた培養ろ液から抽出してもよい。 Since labeled R-mevalonic acid has a low molecular weight (for example, the mass number of 13 C 6 H 12 O 4 is 154), in many cases, it can permeate the cell membrane of mevalonic acid-producing bacteria and accumulates in the culture filtrate. There is relatively little mevalonic acid detected in the body. For this reason, in order to obtain a culture filtrate, it is preferable to remove a microbial cell using centrifugation or filtration. However, when R-mevalonic acid accumulates in the cells of the transformant, it may be extracted from cells or culture filtrate containing cells.

標識されたR-メバロン酸の抽出は、通常の酸性有機物の抽出方法に従って行うことが出来る。すなわち、培養物を有機酸ないし無機酸を用いてpH1.0〜4.0とした後、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、酢酸ブチル、アセトン等の有機溶媒を用いて抽出できる。また、必要に応じて、培養物に塩化ナトリウム等の電解質を溶解させてもよい。さらに、抽出液(有機溶媒相)中に含有する水分を減らす必要があれば、無水硫酸ナトリウム等で脱水してもよい。得られた抽出液から蒸留や減圧下で抽出溶媒を留去することにより、標識されたメバロノラクトンを含有する抽出物を得ることが出来る。ただし、メバロン酸は有機溶媒で抽出すると容易に分子内エステル化(ラクトン化、メバロノラクトン)する。メバロノラクトンをメバロン酸として使用したい場合は、メバロノラクトンと等モル量の水酸化ナトリウム等のアルカリを用いて中和することが出来る。   The extraction of the labeled R-mevalonic acid can be performed according to a normal extraction method for acidic organic substances. That is, the culture can be extracted with an organic solvent such as ethyl acetate, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, butyl acetate and acetone after the culture is adjusted to pH 1.0 to 4.0 using an organic acid or an inorganic acid. Moreover, you may dissolve electrolytes, such as sodium chloride, in a culture as needed. Furthermore, if it is necessary to reduce the moisture contained in the extract (organic solvent phase), it may be dehydrated with anhydrous sodium sulfate or the like. An extract containing labeled mevalonolactone can be obtained by distilling the extraction solvent from the obtained extract under distillation or under reduced pressure. However, mevalonic acid is easily esterified intramolecularly (lactonization, mevalonolactone) when extracted with an organic solvent. When it is desired to use mevalonolactone as mevalonic acid, it can be neutralized with an alkali such as sodium hydroxide in an equimolar amount with mevalonolactone.

標識されたメバロノラクトンを含有する抽出物は、シリカゲルクロマト等のカラムクロマトグラフィーに吸着させ、ヘキサン/酢酸エチル等の溶媒を用いて溶出することで精製することが可能である。また、蒸留により直接メバロノラクトンを精製することも可能である。また、適当な溶媒を用いることにより結晶化することも可能である。   The extract containing labeled mevalonolactone can be purified by adsorbing to a column chromatography such as silica gel chromatography and eluting with a solvent such as hexane / ethyl acetate. It is also possible to purify mevalonolactone directly by distillation. It is also possible to crystallize by using an appropriate solvent.

以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。尚、以下の実施例及び比較例において、「%」は、特に断らない限り「重量%」である。   Examples of the present invention are shown below, but the present invention is not limited to these Examples. In the following Examples and Comparative Examples, “%” is “% by weight” unless otherwise specified.

〔実施例1−1〕メバロン酸生産菌サッカロマイコプシス・フィブリゲラ(S. fibuligera )ADK8107株 (FERM BP-2320)の培養及び菌体の調製 (1次培養)
YM寒天培地に保管しているS. fibuligera ADK8107株 (FERM BP-2320)を、以下の組成の滅菌済み培養液50 mlに1白金耳接種し、回転式培養機を用いて26℃、200rpmで4日間前培養した。前培養後の培養液から2mlをとり、前培養と同じ組成の培養液50 mlに接種し、前培養と同じ条件で4日間培養を行った。得られた培養液を20℃、3500 rpmで15分間遠心分離し、デカンテーションで上清を除いた後、リン酸カリウム緩衝液(pH 6.5)20mlを加えて、菌体を良く懸濁し、再び同様の条件で遠心分離を行い、上清を除いた(菌体洗浄工程)。菌体の洗浄は2回繰り返した。
<培養液組成>
ポリペプトン: 0.5%
イーストエキス: 0.25%
MgSO4・7H2O: 0.05%
KH2PO4: 0.10%
アデカノールLG−294: 0.05%
D-グルコース: 10.0%
水(pH無調整): 残部
[Example 1-1] Cultivation of mevalonic acid-producing bacterium Saccharomycopsis fibrigera (S. fibuligera) ADK8107 strain (FERM BP-2320) and cell preparation (primary culture)
S. fibuligera ADK8107 strain (FERM BP-2320) stored in YM agar medium is inoculated into one platinum loop in 50 ml of sterilized culture solution having the following composition, and is used at 26 ° C and 200 rpm using a rotary incubator. Pre-cultured for 4 days. 2 ml was taken from the culture solution after the preculture, inoculated into 50 ml of the culture solution having the same composition as the preculture, and cultured for 4 days under the same conditions as the preculture. The obtained culture solution is centrifuged at 20 ° C. and 3500 rpm for 15 minutes, the supernatant is removed by decantation, 20 ml of potassium phosphate buffer (pH 6.5) is added, the cells are well suspended, and again Centrifugation was performed under the same conditions, and the supernatant was removed (bacterial cell washing step). The washing of the cells was repeated twice.
<Composition of culture solution>
Polypeptone: 0.5%
Yeast extract: 0.25%
MgSO 4 · 7H 2 O: 0.05%
KH 2 PO 4 : 0.10%
Adecanol LG-294: 0.05%
D-glucose: 10.0%
Water (no pH adjustment): the rest

〔実施例1−2〕メバロン酸生産菌サッカロマイコプシス・フィブリゲラ(S. fibuligera)ADK8107株 (FERM BP-2320)の菌体による標識されたR-メバロン酸の生成 (2次培養)
実施例1−1で使用した培養液組成からグルコースを除き、各成分の濃度を2倍にした培養液(グルコースなし)を10ml用意した。次に、D-グルコース-U-13C6 (クロレラ工業株式会社,Lot No.3052,[13C]: 98.2 atom%) 1gを水10mlに溶解し、0.45μmのフィルターでろ過した後、上記培養液に混合して標識化合物含有培養液を得た。得られた標識化合物含有培養液20mlと実施例1−1で調製した菌体とを混合し、14日間培養を行った。培養後の培養液を遠心分離(3500rpm、10分)し、上清(培養ろ液)18mlを得た。この培養ろ液について、以下の方法により分析を行ったところ、メバロン酸濃度は0.91mg/mlであった。
[Example 1-2] Production of labeled R-mevalonic acid by cells of S. fibuligera ADK8107 strain (FERM BP-2320) producing mevalonic acid (secondary culture)
Glucose was removed from the culture solution composition used in Example 1-1, and 10 ml of a culture solution (no glucose) in which the concentration of each component was doubled was prepared. Next, 1 g of D-glucose-U- 13 C 6 (Chlorella Kogyo Co., Ltd., Lot No. 3052, [ 13 C]: 98.2 atom%) was dissolved in 10 ml of water and filtered through a 0.45 μm filter. It mixed with the said culture solution and obtained the labeled compound containing culture solution. The obtained labeled compound-containing culture solution (20 ml) and the bacterial cells prepared in Example 1-1 were mixed and cultured for 14 days. The culture solution after the culture was centrifuged (3500 rpm, 10 minutes) to obtain 18 ml of a supernatant (culture filtrate). When this culture filtrate was analyzed by the following method, the mevalonic acid concentration was 0.91 mg / ml.

<分析方法>
培養ろ液1 mlにリン酸2滴、無水硫酸ナトリウム1 g、酢酸エチル2mlを添加し30秒間撹拌した後、3500 rpmで10分間遠心分離し、分離した酢酸エチル層を別の試験管にとる。残った水層に再び酢酸エチル2mlを添加し30秒間撹拌した後、3500 rpmで10分間遠心分離する。さらにこの操作を再度行い、計約6mlの抽出液を得る。この抽出液を遠心エバポレーターで乾固させて抽出物を得た後、抽出物をイソプロパノール0.1 mlに溶解し、以下に示す分析条件でHPLCを用いて分析を行う。
(分析条件)
カラム:ヌクレオジル5N(CH3)2 (ドイツ、M. ナーゲル社製)、サイズ直径4.6 mm×長さ250 mm、40℃
移動層:N-ヘキサン/イソプロパノール=9/1、流速2.0 ml/分
検出:示差屈折計 (昭和電工(株)製、SE-61型)、注入量 0.005 ml
<Analysis method>
Add 2 drops of phosphoric acid, 1 g of anhydrous sodium sulfate and 2 ml of ethyl acetate to 1 ml of the culture filtrate, stir for 30 seconds, then centrifuge at 3500 rpm for 10 minutes, and take the separated ethyl acetate layer in a separate test tube . Add 2 ml of ethyl acetate again to the remaining aqueous layer, stir for 30 seconds, and then centrifuge at 3500 rpm for 10 minutes. Further, this operation is performed again to obtain a total of about 6 ml of extract. After this extract is dried by a centrifugal evaporator to obtain an extract, the extract is dissolved in 0.1 ml of isopropanol and analyzed using HPLC under the analysis conditions shown below.
(Analysis conditions)
Column: Nucleosyl 5N (CH3) 2 (M. Nagel, Germany), size diameter 4.6 mm x length 250 mm, 40 ° C
Moving bed: N-hexane / isopropanol = 9/1, flow rate 2.0 ml / min Detection: differential refractometer (manufactured by Showa Denko KK, SE-61 type), injection amount 0.005 ml

〔実施例1−3〕標識されたR-メバロノラクトンの精製
実施例1−2で得られた培養ろ液を10 %リン酸を用いてpH 2.0とした後、メチルエチルケトンを36 ml添加し、交流分配により抽出を行った。水層に再度メチルエチルケトンを36 ml添加し再度交流分配を行い、計3回水層の抽出を行った。その後、水層に食塩4gを添加し撹拌した。そこに酢酸エチルを36ml添加して交流抽出を行い、計3回水層の抽出を行った。得られた3回分のメチルエチルケトン層(108ml)と酢酸エチル層(108ml)を合わせ、ロータリーエバポレーターで乾固し標識された油状の粗メバロノラクトン96mgを得た。
得られた粗メバロノラクトンを蛍光剤を含有しない分析用シリカゲルプレートで展開(展開溶媒:ヘキサン/酢酸エチル=1/9)した後、メバロノラクトン画分を掻き取り、掻き取ったシリカゲルからメバロノラクトンをアセトンで抽出した。この抽出液からアセトンを除き乾固し、標識された精製メバロノラクトン11.9 mgを得た。
得られた精製メバロノラクトンをGC-MSで質量分析したところ、分子イオン(M+)である136を検出した。また、プロトンをデカップリングした13C-NMR(JEOL JMN-AL400 FT-NRM System)を測定したところ、以下の表1に示す炭素間のカップリングを示すスペクトルを得た。
[Example 1-3] Purification of labeled R-mevalonolactone After the culture filtrate obtained in Example 1-2 was adjusted to pH 2.0 with 10% phosphoric acid, 36 ml of methyl ethyl ketone was added, and AC distribution was performed. The extraction was performed by 36 ml of methyl ethyl ketone was again added to the aqueous layer, and AC distribution was performed again, and the aqueous layer was extracted three times in total. Thereafter, 4 g of sodium chloride was added to the aqueous layer and stirred. 36 ml of ethyl acetate was added thereto for AC extraction, and the aqueous layer was extracted 3 times in total. The three methyl ethyl ketone layers (108 ml) and the ethyl acetate layer (108 ml) obtained were combined and dried on a rotary evaporator to obtain 96 mg of labeled crude crude mevalonolactone.
The obtained crude mevalonolactone was developed on an analytical silica gel plate containing no fluorescent agent (developing solvent: hexane / ethyl acetate = 1/9), then the mevalonolactone fraction was scraped off, and mevalonolactone was extracted from the scraped silica gel with acetone. did. Acetone was removed from the extract and dried to obtain 11.9 mg of labeled purified mevalonolactone.
When the obtained purified mevalonolactone was subjected to mass spectrometry by GC-MS, 136 which was a molecular ion (M + ) was detected. Further, when 13 C-NMR (JEOL JMN-AL400 FT-NRM System) in which protons were decoupled was measured, a spectrum showing coupling between carbons shown in Table 1 below was obtained.

Figure 2005269982
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また、本品は旋光度測定により左旋性を示したことから、天然型であるR-メバロノラクトンであることを確認した。
以上より、本品は全ての炭素原子が13Cで標識率されたR-メバロノラクトンであることが明らかである。
In addition, since this product showed levorotation by optical rotation measurement, it was confirmed that it was a natural type R-mevalonolactone.
From the above, it is clear that this product is R-mevalonolactone with all carbon atoms labeled with 13 C.

〔実施例2〕メバロン酸生産菌サッカロマイコプシス・フィブリゲラ(S. fibuligera)ADK8108株 (FERM BP-2321)による標識されたR-メバロン酸発酵
実施例1−1、1−2で使用したメバロン酸生産菌S. fibuligera ADK8107株 (FERM BP-2320)をメバロン酸生産菌S. fibuligera ADK8108株 (FERM BP-2321)に変更する以外は、実施例1−1〜1−3と同様に実施し、標識された精製メバロノラクトン 11.2 mgを得た。得られたR-メバロノラクトンをGC-MSで質量分析したところ、分子イオン(M+)である136を検出し、全ての炭素原子が13Cで標識されたR-メバロノラクトンであることを確認した。
[Example 2] Labeled R-mevalonate fermentation by mevalonate-producing bacterium S. fibuligera ADK8108 strain (FERM BP-2321) Mevalon used in Examples 1-1 and 1-2 The same procedure as in Examples 1-1 to 1-3 was performed except that the acid-producing bacterium S. fibuligera ADK8107 strain (FERM BP-2320) was changed to the mevalonic acid-producing bacterium S. fibuligera ADK8108 strain (FERM BP-2321). Thus, 11.2 mg of labeled purified mevalonolactone was obtained. When the obtained R-mevalonolactone was subjected to mass spectrometry by GC-MS, 136 as a molecular ion (M + ) was detected, and it was confirmed that all carbon atoms were R-mevalonolactone labeled with 13 C.

〔比較例1〕
実施例1−2で用いたD-グルコース-U-13C6の代わりに、D-グルコースを使用する以外は実施例1−1〜1−3と同様に行い、精製メバロノラクトンを得た。このメバロノラクトンをGC-MSにより質量分析したところ、分子イオン(M+)である130を検出した。また、プロトンをデカップリングした13C-NMRを測定したところ、全くカップリングを示さないスペクトルを得た(表2)。また、旋光度は左旋性を示した。以上より、本品は標識されていない天然型であるR-メバロノラクトンであることが明らかである。
[Comparative Example 1]
Purified mevalonolactone was obtained in the same manner as in Examples 1-1 to 1-3 except that D-glucose was used instead of D-glucose-U- 13 C 6 used in Example 1-2. Mass analysis of this mevalonolactone by GC-MS detected 130, which is a molecular ion (M + ). Further, when 13 C-NMR obtained by decoupling protons was measured, a spectrum showing no coupling was obtained (Table 2). The optical rotation showed levorotatory. From the above, it is clear that this product is an unlabeled natural R-mevalonolactone.

Figure 2005269982
Figure 2005269982

〔実施例3〕メバロン酸生産菌ストレプトマイセス・リビダンス(Streptomyces lividans)35AS-3株による標識されたR-メバロン酸発酵
下記段落〔0113〕〜〔0158〕に従って得た形質転換株Streptomyces lividans 35AS-3株(尚、該菌株は特願2003−31138号明細書に記載されているものである)を、チオストレプトン5μg/mlを含むSK-II液体培地 (可溶性でんぷん2%、グルコース0.5%、酵母エキス0.5%、BactoTM Peptone 0.3%、肉エキス0.3%、KH2PO4 0.02%、MgSO4 0.006%) 10 mlに1白金耳植菌し、振とう培養器で30℃、120 rpmで2日間培養を行った。得られた培養液を各1 mlずつ、チオストレプトン5μg/mlを含むKG液体培地 (グルコース2%、可溶性でんぷん2.5%、大豆粉1.5%、ドライイースト0.2%、炭酸カルシウム0.4%、pH 6.2) 50 mlを入れたバッフル付き三角フラスコに分注し、さらに2日間培養を継続した。得られた培養液を3500 rpmで10分遠心分離を行い、菌体約2.5 mlを得た。得られた菌体を、リン酸カリウム緩衝液(pH 6.5)20mlを加えて菌体を良く懸濁し、再び同様の条件で遠心分離を行い、上清を除いた(菌体洗浄工程)。菌体の洗浄は2回繰り返した。
得られた菌体を、チオストレプトン5μg/ml、イーストエキス0.1%、KH2PO4 0.02%、MgSO4 0.006%及びD-グルコース-U-13C6 5%を含有する培地20mlを用いて、振とう培養器で30℃、120 rpmで7日間培養した。
培養終了後、この培養液から、実施例1−3と同様の方法でメバロノラクトンを精製し、全ての炭素原子が13Cで標識されたR-メバロノラクトンであることを確認した。
[Example 3] Labeled R-mevalonic acid fermentation by mevalonic acid-producing bacterium Streptomyces lividans 35AS-3 strain Transformed strain Streptomyces lividans 35AS- obtained according to the following paragraphs [0113] to [0158] Three strains (which are described in Japanese Patent Application No. 2003-31138) were added to SK-II liquid medium (2% soluble starch, 0.5% glucose) containing thiostrepton 5 μg / ml. %, Yeast extract 0.5%, Bacto Peptone 0.3%, meat extract 0.3%, KH 2 PO 4 0.02%, MgSO 4 0.006%) The cells were cultured for 2 days at 30 ° C. and 120 rpm in a shaking incubator. KG liquid medium (5% glucose, 2.5% soluble starch, 1.5% soy flour, 0.2% dry yeast, calcium carbonate, 1 ml each of the obtained culture solution containing 5 μg / ml thiostrepton 0.4%, pH 6.2) The solution was dispensed into baffled Erlenmeyer flasks containing 50 ml, and the culture was further continued for 2 days. The obtained culture solution was centrifuged at 3500 rpm for 10 minutes to obtain about 2.5 ml of bacterial cells. To the obtained cells, 20 ml of potassium phosphate buffer (pH 6.5) was added to suspend the cells well, and centrifuged again under the same conditions to remove the supernatant (bacterial cell washing step). The washing of the cells was repeated twice.
Medium containing thiostrepton 5 μg / ml, yeast extract 0.1%, KH 2 PO 4 0.02%, MgSO 4 0.006% and D-glucose-U- 13 C 6 5% Using 20 ml, the cells were cultured for 7 days at 30 ° C. and 120 rpm in a shaking incubator.
After completion of the culture, mevalonolactone was purified from this culture solution in the same manner as in Example 1-3, and it was confirmed that all carbon atoms were R-mevalonolactone labeled with 13 C.

以下に説明する形質転換株Streptomyces lividans 35AS-3株の作成における遺伝子組換え実験は、特に言及しない限り、モレキュラークローニング 第二版に記載の方法(以下、常法と呼ぶ)を用いて行った。
(1)放線菌ストレプトマイセス sp. CL190株からのアセトアセチルCoA合成酵素遺伝子のクローニング
Streptomyces sp. CL190株を1白金耳、100mlのKG液体培地(グルコース2%、可溶性でんぷん2.5%、大豆粉1.5%、ドライイースト0.2%、炭酸カルシウム0.4%、pH 6.2)に植菌し、30℃で3日間培養した。
該菌体より、常法に従い染色体DNAを単離・精製した。
The gene recombination experiment in the preparation of the transformed strain Streptomyces lividans 35AS-3 described below was carried out using the method described in Molecular Cloning 2nd edition (hereinafter referred to as a conventional method) unless otherwise specified.
(1) Cloning of acetoacetyl-CoA synthase gene from Streptomyces sp. CL190
Streptomyces sp. CL190 strain 1 platinum loop, 100 ml KG liquid medium (glucose 2%, soluble starch 2.5%, soy flour 1.5%, dry yeast 0.2%, calcium carbonate 0.4%, pH 6.2 ) And cultured at 30 ° C. for 3 days.
Chromosomal DNA was isolated and purified from the cells according to a conventional method.

配列番号2の塩基配列と配列番号3の塩基配列との組合せを有するセンスプライマー及びアンチセンスプライマーを、DNA合成機を用いて合成した。尚、配列番号2の塩基配列において、4番目の塩基から9番目の塩基までの部位「gaattcc」はEcoRI切断部位を示し、sはg又はcを、hはa、c又はtを、rはa又はgを示す。配列番号3の塩基配列において、4番目の塩基から9番目の塩基までの部位「aagctt」はHindIII切断部位を示し、sはg又はcを、vはa、c又はgを示す。
染色体DNAを鋳型として、これらプライマーと、TaKaRa LA-PCR(登録商標) Kit Ver.2(宝酒造社製)、Expand(登録商標) High-Fidelity PCR System(ロシュ社製)又はTaq DNA polymerase(Promega社製)を用い、DNA増幅装置 (MJ Research社製)でPCRを行った。
PCRは、95℃で30秒間、55℃で1分間、72℃で2分間からなる反応工程を1サイクルとして、30サイクル行った後、72℃で10分間反応させる条件で行った。
PCR終了後、該反応液をアガロースゲル電気泳動し、約800bpのDNA断片を取得した。
A sense primer and an antisense primer having a combination of the base sequence of SEQ ID NO: 2 and the base sequence of SEQ ID NO: 3 were synthesized using a DNA synthesizer. In the base sequence of SEQ ID NO: 2, the site “gaattcc” from the 4th base to the 9th base indicates an EcoRI cleavage site, s is g or c, h is a, c or t, and r is a or g is shown. In the base sequence of SEQ ID NO: 3, the site “aagctt” from the 4th base to the 9th base indicates a HindIII cleavage site, s indicates g or c, and v indicates a, c or g.
Using chromosomal DNA as a template, these primers and TaKaRa LA-PCR (registered trademark) Kit Ver.2 (Takara Shuzo), Expand (registered trademark) High-Fidelity PCR System (Roche) or Taq DNA polymerase (Promega) PCR was performed using a DNA amplification apparatus (manufactured by MJ Research).
PCR was performed under the conditions of 30 cycles at 95 ° C. for 30 seconds, 55 ° C. for 1 minute, and 72 ° C. for 2 minutes, followed by 30 cycles followed by reaction at 72 ° C. for 10 minutes.
After completion of PCR, the reaction solution was subjected to agarose gel electrophoresis to obtain a DNA fragment of about 800 bp.

上記で取得したDNA断片をpGEM-T Easyベクター(Promega社製)と混合した後、エタノール沈殿を行い、得られたDNA沈殿物を5μlの蒸留水に溶解し、ライゲーション反応を行うことにより組換え体DNAを取得した。
該組換え体DNAを用い、E. coli(東洋紡より購入)DH5α株を常法に従って形質転換後、該形質転換体をアンピシリン50μg/mlを含むLB寒天培地に塗布し、37℃で一晩培養した。
生育してきたアンピシリン耐性の形質転換体のコロニー数個について、アンピシリン50μg/mlを含むLB液体培地5mlで37℃にて16時間振盪培養した。
The DNA fragment obtained above was mixed with pGEM-T Easy vector (Promega), ethanol precipitation was performed, the resulting DNA precipitate was dissolved in 5 μl of distilled water, and ligation reaction was performed for recombination. Body DNA was obtained.
Using this recombinant DNA, E. coli (purchased from Toyobo) DH5α strain was transformed according to a conventional method, and then the transformant was applied to an LB agar medium containing 50 μg / ml of ampicillin and cultured at 37 ° C. overnight. did.
Several colonies of ampicillin resistant transformants that had grown were cultured with shaking at 37 ° C. for 16 hours in 5 ml of LB liquid medium containing 50 μg / ml of ampicillin.

得られた培養液を遠心分離することにより菌体を取得した。
該菌体より常法に従ってプラスミドを単離した。
該方法により単離したプラスミドの塩基配列を決定することにより、目的のアセトアセチルCoA合成酵素遺伝子の一部分を含むDNA断片が挿入されているプラスミドであることを確認し、本プラスミドをpAAS-PCR1と命名した。
The cells were obtained by centrifuging the obtained culture solution.
A plasmid was isolated from the cells according to a conventional method.
By determining the base sequence of the plasmid isolated by this method, it was confirmed that the plasmid was inserted with a DNA fragment containing a part of the target acetoacetyl-CoA synthase gene, and this plasmid was designated as pAAS-PCR1. Named.

pAAS-PCR1をEcoRIとHindIII消化後、制限酵素処理DNA断片をアガロースゲル電気泳動し、約0.8kbのDNA断片を取得した。本断片をプローブに用い、常法により、Streptomyces sp. CL190株染色体DNAとのサザンハイブリダイゼーションを行った結果、約3.0 kbのBamHI断片とハイブリダイズした。   After digesting pAAS-PCR1 with EcoRI and HindIII, the restriction enzyme-treated DNA fragment was subjected to agarose gel electrophoresis to obtain a DNA fragment of about 0.8 kb. Using this fragment as a probe, Southern hybridization with Streptomyces sp. Strain CL190 chromosomal DNA was carried out by a conventional method. As a result, the fragment hybridized with a BamHI fragment of about 3.0 kb.

Streptomyces sp. CL190株染色体DNAをBamHI消化後、制限酵素処理DNA断片をアガロースゲル電気泳動し、約3.0kbのDNA断片を取得した。
上記で取得された約3.0kbのBamHI処理DNA断片を、BamHI処理pUC118(寶酒造より購入)断片と混合した後、エタノール沈殿を行い、得られたDNA沈殿物を5μlの蒸留水に溶解し、ライゲーション反応を行うことにより組換え体DNAを取得した。
After digesting Streptomyces sp. CL190 strain chromosomal DNA with BamHI, the restriction enzyme-treated DNA fragment was subjected to agarose gel electrophoresis to obtain a DNA fragment of about 3.0 kb.
The approximately 3.0 kb BamHI-treated DNA fragment obtained above was mixed with the BamHI-treated pUC118 (purchased from Sakai Shuzo) fragment, followed by ethanol precipitation. The resulting DNA precipitate was dissolved in 5 μl of distilled water and ligated. Recombinant DNA was obtained by carrying out the reaction.

該組換え体DNAを用い、E. coli(東洋紡より購入)DH5α株を常法に従って形質転換後、該形質転換体をアンピシリン50μg/mlを含むLB寒天培地に塗布し、37℃で一晩培養した。
生育してきたアンピシリン耐性の形質転換体のコロニーを、常法によりナイロンメンブレンフィルターに移植し、上記pAAS-PCR1をEcoRIとHindIII消化後、アガロースゲル電気泳動により精製した約0.8kbのアセトアセチルCoA合成酵素遺伝子の一部分を含むDNA断片をプローブに用いて、常法によりコロニー・ハイブリダイゼーションを行った。
該方法により同定した、アセトアセチルCoA合成酵素遺伝子を含むDNA断片が挿入されたpUC118を保持する形質転換体のコロニーをアンピシリン50μg/mlを含むLB液体培地5mlで37℃にて16時間振盪培養した。
Using this recombinant DNA, E. coli (purchased from Toyobo) DH5α strain was transformed according to a conventional method, and then the transformant was applied to an LB agar medium containing 50 μg / ml of ampicillin and cultured at 37 ° C. overnight. did.
The colony of the grown ampicillin resistant transformant was transplanted to a nylon membrane filter by a conventional method, the above pAAS-PCR1 was digested with EcoRI and HindIII, and then purified by agarose gel electrophoresis, about 0.8 kb acetoacetyl-CoA synthase Colony hybridization was performed by a conventional method using a DNA fragment containing a part of the gene as a probe.
A colony of a transformant harboring pUC118 into which a DNA fragment containing an acetoacetyl CoA synthase gene was identified, was cultured with shaking in 5 ml of LB liquid medium containing 50 μg / ml of ampicillin at 37 ° C. for 16 hours. .

培養液を遠心分離することにより菌体を取得した。
該菌体より常法に従ってプラスミドを単離した。
該方法により単離したプラスミドを各種制限酵素で切断して構造を調べ、塩基配列を決定することにより、目的のDNA断片が挿入されているプラスミドであることを確認した。
配列番号1記載の塩基配列2949 bpを有するDNAをpAAS2と命名した。
The cells were obtained by centrifuging the culture solution.
A plasmid was isolated from the cells according to a conventional method.
The plasmid isolated by this method was cleaved with various restriction enzymes, the structure was examined, and the nucleotide sequence was determined to confirm that the plasmid had the target DNA fragment inserted.
The DNA having the base sequence 2949 bp described in SEQ ID NO: 1 was named pAAS2.

(2)Streptomyces sp. CL190株由来のHMG CoA 合成酵素遺伝子及びHMG CoA還元酵素遺伝子、並びにこれらの遺伝子の上流域の塩基配列を含むStreptomyces属の形質転換用プラスミドpSEMV34の構築
1-1) 大腸菌と放線菌で複製可能なシャトルベクターpSE101の構築:
pUC19(宝酒造)を制限酵素AatIIで消化後、BglIIリンカー(宝酒造)をライゲーションし、AatIIサイトをBglIIサイトに変えたプラスミドベクターpUC19Bを作成した。
pUC19Bを、制限酵素BglII及びKpnIで消化後、アガロースゲル電気泳動を行い、BglII-KpnI処理pUC19B断片を取得した。
放線菌用ベクターpIJ702 (John Innes Institute)を、制限酵素BglII及びKpnIで消化後、アガロースゲル電気泳動を行い、BglII-KpnI処理pIJ702断片を取得した。
(2) Construction of HMG CoA synthase gene and HMG CoA reductase gene derived from Streptomyces sp. CL190 strain, and plasmid pSEMV34 for transformation of Streptomyces genus containing the upstream base sequence of these genes
1-1) Construction of shuttle vector pSE101 that can replicate in E. coli and actinomycetes:
After digesting pUC19 (Takara Shuzo) with the restriction enzyme AatII, a BglII linker (Takara Shuzo) was ligated to create a plasmid vector pUC19B in which the AatII site was changed to the BglII site.
After digesting pUC19B with restriction enzymes BglII and KpnI, agarose gel electrophoresis was performed to obtain a BglII-KpnI-treated pUC19B fragment.
Actinomycetes vector pIJ702 (John Innes Institute) was digested with restriction enzymes BglII and KpnI and then subjected to agarose gel electrophoresis to obtain a BglII-KpnI-treated pIJ702 fragment.

上記で取得されたBglII-KpnI処理pUC19B断片とBglII-KpnI処理pIJ702断片とを混合した後、エタノール沈殿を行い、得られたDNA沈殿物を5μlの蒸留水に溶解し、ライゲーション反応を行うことにより組換え体DNAを取得した。
該組換え体DNAを用い、E. coli(東洋紡より購入)DH5α株を常法に従って形質転換後、該形質転換体をアンピシリン50μg/mlを含むLB寒天培地に塗布し、37℃で一晩培養した。
生育してきたアンピシリン耐性の形質転換体のコロニー数個について、アンピシリン50μg/mlを含むLB液体培地5mlで37℃にて16時間振盪培養した。
By mixing the BglII-KpnI-treated pUC19B fragment obtained above and the BglII-KpnI-treated pIJ702 fragment, ethanol precipitation was performed, and the resulting DNA precipitate was dissolved in 5 μl of distilled water, followed by ligation reaction. Recombinant DNA was obtained.
Using this recombinant DNA, E. coli (purchased from Toyobo) DH5α strain was transformed according to a conventional method, and then the transformant was applied to an LB agar medium containing 50 μg / ml of ampicillin and cultured at 37 ° C. overnight. did.
Several colonies of ampicillin resistant transformants that had grown were cultured with shaking at 37 ° C. for 16 hours in 5 ml of LB liquid medium containing 50 μg / ml of ampicillin.

得られた培養液を遠心分離することにより菌体を取得した。
該菌体より常法に従ってプラスミドを単離した。
該方法により単離したプラスミドを各種制限酵素で切断して構造を調べ、目的のDNA断片が挿入されているプラスミドであることを確認した。
得られたプラスミドは、大腸菌と放線菌の両方で複製可能なシャトルベクターであり、pSE101と命名した。
The cells were obtained by centrifuging the obtained culture solution.
A plasmid was isolated from the cells according to a conventional method.
The plasmid isolated by this method was cleaved with various restriction enzymes and the structure was examined to confirm that the plasmid had the target DNA fragment inserted therein.
The resulting plasmid was a shuttle vector that could replicate in both E. coli and actinomycetes and was named pSE101.

1-2) Streptomyces sp. CL190株由来のメバロン酸経路遺伝子クラスター及び該クラスターの上流のプロモーター領域を含むpUMV33の構築:
特開2001-161370号公報記載のpUMV19は、Streptomyces sp. CL190株由来のメバロン酸経路遺伝子クラスターを含むプラスミドであり、HMG CoA 合成酵素遺伝子及びHMG CoA還元酵素遺伝子を含む(PCT/JP00/08620、放線菌由来のメバロン酸経路に関与する酵素の遺伝子)。pUMV19にクローニングされている6798 bpからなるDNA断片の塩基配列を配列番号4に記す。
1-2) Construction of pUMV33 containing Streptomyces sp. CL190 strain-derived mevalonate pathway gene cluster and promoter region upstream of the cluster:
PUMV19 described in JP-A-2001-161370 is a plasmid containing a mevalonate pathway gene cluster derived from Streptomyces sp. Strain CL190, and contains an HMG CoA synthase gene and an HMG CoA reductase gene (PCT / JP00 / 08620, Genes of enzymes involved in the mevalonate pathway derived from actinomycetes). The base sequence of a DNA fragment consisting of 6798 bp cloned in pUMV19 is shown in SEQ ID NO: 4.

Streptomyces sp. CL190株を1白金耳、100mlのKG液体培地(グルコース2%、可溶性でんぷん2.5%、大豆粉1.5%、ドライイースト0.2%、炭酸カルシウム0.4%、pH 6.2)に植菌し、30℃で3日間培養した。
該菌体より、常法に従い染色体DNAを単離・精製した。
Streptomyces sp. CL190 strain 1 platinum loop, 100 ml KG liquid medium (glucose 2%, soluble starch 2.5%, soy flour 1.5%, dry yeast 0.2%, calcium carbonate 0.4%, pH 6.2 ) And cultured at 30 ° C. for 3 days.
Chromosomal DNA was isolated and purified from the cells according to a conventional method.

配列番号5の塩基配列と配列番号6の塩基配列との組合せを有するセンスプライマー及びアンチセンスプライマーを、DNA合成機を用いて合成した。
染色体DNAを鋳型として、これらプライマーと、TaKaRa LA-PC R (登録商標) Kit Ver.2(宝酒造社製)、Expand(登録商標) High-Fidelity PCR System(ロシュ社製)又はTaq DNA polymerase(Promega社製)を用い、DNA増幅装置 (MJ Research社製)でPCRを行った。
PCRは、95℃で30秒間、60℃で1分間、72℃で2分間からなる反応工程を1サイクルとして、30サイクル行った後、72℃で10分間反応させる条件で行った。
A sense primer and an antisense primer having a combination of the base sequence of SEQ ID NO: 5 and the base sequence of SEQ ID NO: 6 were synthesized using a DNA synthesizer.
Using chromosomal DNA as a template, these primers and TaKaRa LA-PC® (registered trademark) Kit Ver.2 (Takara Shuzo), Expand (registered trademark) High-Fidelity PCR System (Roche) or Taq DNA polymerase (Promega) PCR was performed using a DNA amplification apparatus (manufactured by MJ Research).
PCR was performed under the conditions of 30 cycles at 95 ° C. for 30 seconds, 60 ° C. for 1 minute, and 72 ° C. for 2 minutes, followed by 30 cycles followed by reaction at 72 ° C. for 10 minutes.

PCR終了後、該反応液をアガロースゲル電気泳動し、約2.3kbのEcoRIサイトを両端に持つDNA断片を取得した。
上記で取得したDNA断片をpGEM-T Easyベクター(Promega社製)と混合した後、エタノール沈殿を行い、得られたDNA沈殿物を5μlの蒸留水に溶解し、ライゲーション反応を行うことにより組換え体DNAを取得した。
該組換え体DNAを用い、E. coli(東洋紡より購入)DH5α株を常法に従って形質転換後、該形質転換体をアンピシリン50μg/mlを含むLB寒天培地に塗布し、37℃で一晩培養した。
生育してきたアンピシリン耐性の形質転換体のコロニー数個について、アンピシリン50μg/mlを含むLB液体培地5mlで37℃16時間振盪培養した。
After completion of PCR, the reaction solution was subjected to agarose gel electrophoresis to obtain a DNA fragment having an EcoRI site of about 2.3 kb at both ends.
The DNA fragment obtained above was mixed with pGEM-T Easy vector (Promega), ethanol precipitation was performed, the resulting DNA precipitate was dissolved in 5 μl of distilled water, and ligation reaction was performed for recombination. Body DNA was obtained.
Using this recombinant DNA, E. coli (purchased from Toyobo) DH5α strain was transformed according to a conventional method, and then the transformant was applied to an LB agar medium containing 50 μg / ml of ampicillin and cultured at 37 ° C. overnight. did.
Several colonies of ampicillin-resistant transformants that had grown were subjected to shaking culture at 37 ° C. for 16 hours in 5 ml of LB liquid medium containing 50 μg / ml of ampicillin.

得られた培養液を遠心分離することにより菌体を取得した。
該菌体より常法に従ってプラスミドを単離した。
該方法により単離したプラスミドを各種制限酵素で切断して構造を調べ、塩基配列を決定することにより、目的のDNA断片が挿入されているプラスミドであることを確認した。
配列番号7記載の塩基配列2370 bpを有するDNAをpCL33016と命名した。
The cells were obtained by centrifuging the obtained culture solution.
A plasmid was isolated from the cells according to a conventional method.
The plasmid isolated by this method was cleaved with various restriction enzymes, the structure was examined, and the nucleotide sequence was determined to confirm that the plasmid had the target DNA fragment inserted.
The DNA having the base sequence of 2370 bp described in SEQ ID NO: 7 was named pCL33016.

pCL33016をEcoRI消化後、制限酵素処理DNA断片をアガロースゲル電気泳動し、約2.3 kbのEcoRI処理DNA断片を取得した。
pUMV19を、制限酵素EcoRIで消化後、アガロースゲル電気泳動を行い、EcoRI処理pUMV19断片を取得した。
After digesting pCL33016 with EcoRI, the restriction enzyme-treated DNA fragment was subjected to agarose gel electrophoresis to obtain an about 2.3 kb EcoRI-treated DNA fragment.
After digesting pUMV19 with the restriction enzyme EcoRI, agarose gel electrophoresis was performed to obtain an EcoRI-treated pUMV19 fragment.

上記で取得された約2.3 kbのEcoRI処理DNA断片をEcoRI処理pUMV19断片と混合した後、エタノール沈殿を行い、得られたDNA沈殿物を5μlの蒸留水に溶解し、ライゲーション反応を行うことにより組換え体DNAを取得した。
該組換え体DNAを用い、E. coli(東洋紡より購入)DH5α株を常法に従って形質転換後、該形質転換体をアンピシリン50μg/mlを含むLB寒天培地に塗布し、37℃で一晩培養した。
生育してきたアンピシリン耐性の形質転換体のコロニー数個について、アンピシリン50μg/mlを含むLB液体培地5mlで37℃16時間振盪培養した。
The about 2.3 kb EcoRI-treated DNA fragment obtained above was mixed with the EcoRI-treated pUMV19 fragment, and then ethanol precipitation was performed. The resulting DNA precipitate was dissolved in 5 μl of distilled water and subjected to a ligation reaction. Recombinant DNA was obtained.
Using this recombinant DNA, E. coli (purchased from Toyobo) DH5α strain was transformed according to a conventional method, and then the transformant was applied to an LB agar medium containing 50 μg / ml of ampicillin and cultured at 37 ° C. overnight. did.
Several colonies of ampicillin-resistant transformants that had grown were subjected to shaking culture at 37 ° C. for 16 hours in 5 ml of LB liquid medium containing 50 μg / ml of ampicillin.

得られた培養液を遠心分離することにより菌体を取得した。
該菌体より常法に従ってプラスミドを単離した。
該方法により単離したプラスミドを各種制限酵素で切断して構造を調べ、塩基配列を決定することにより、目的のDNA断片が挿入されているプラスミドであることを確認した。
配列番号8記載の塩基配列8719 bpを有するDNAをpUMV33と命名した。
The cells were obtained by centrifuging the obtained culture solution.
A plasmid was isolated from the cells according to a conventional method.
The plasmid isolated by this method was cleaved with various restriction enzymes, the structure was examined, and the nucleotide sequence was determined to confirm that the plasmid had the target DNA fragment inserted.
The DNA having the base sequence 8719 bp described in SEQ ID NO: 8 was named pUMV33.

1-3) Streptomyces sp. CL190株由来のHMG CoA還元酵素遺伝子、HMG CoA合成酵素遺伝子及び異なる塩基長のプロモーター領域を含むpUMV34とpUMV35の構築:
pUMV33を制限酵素Aor51HIで完全消化後、引き続き、制限酵素SnaBIで部分消化し、約7.5 kbと約6.4 kbのDNAを回収した。得られたDNA断片それぞれを5μlの蒸留水に溶解し、それぞれセルフライゲーション反応を行うことにより組換え体DNAを取得した。
1-3) Construction of pUMV34 and pUMV35 containing HMG CoA reductase gene, HMG CoA synthase gene derived from Streptomyces sp. Strain CL190 and promoter regions of different base lengths:
pUMV33 was completely digested with the restriction enzyme Aor51HI and then partially digested with the restriction enzyme SnaBI to recover about 7.5 kb and about 6.4 kb of DNA. Recombinant DNA was obtained by dissolving each of the obtained DNA fragments in 5 μl of distilled water and performing self-ligation reaction.

それぞれの該組換え体DNAを用い、E. coli(東洋紡より購入)DH5α株を常法に従って形質転換後、該形質転換体をアンピシリン50μg/mlを含むLB寒天培地に塗布し、37℃で一晩培養した。
生育してきたそれぞれのアンピシリン耐性の形質転換体のコロニー数個ずつについて、アンピシリン50μg/mlを含むLB液体培地5mlで37℃にて16時間振盪培養した。
Using each of the recombinant DNAs, E. coli (purchased from Toyobo) DH5α strain was transformed according to a conventional method, and then the transformant was applied to an LB agar medium containing 50 μg / ml of ampicillin. Cultured overnight.
Several colonies of each ampicillin-resistant transformant that had grown were cultured with shaking in 5 ml of LB liquid medium containing 50 μg / ml of ampicillin at 37 ° C. for 16 hours.

得られた培養液を遠心分離することにより菌体を取得した。
該菌体より常法に従ってプラスミドを単離した。
該方法により単離したプラスミドを各種制限酵素で切断して構造を調べ、塩基配列を決定することにより、目的のDNA断片が挿入されているプラスミドであることを確認した。
配列番号9記載の塩基配列を有するDNAをpUMV34と命名した。
配列番号10記載の塩基配列を有するDNAをpUMV35と命名した。
The cells were obtained by centrifuging the obtained culture solution.
A plasmid was isolated from the cells according to a conventional method.
The plasmid isolated by this method was cleaved with various restriction enzymes, the structure was examined, and the nucleotide sequence was determined to confirm that the plasmid had the target DNA fragment inserted.
The DNA having the base sequence shown in SEQ ID NO: 9 was named pUMV34.
The DNA having the base sequence shown in SEQ ID NO: 10 was named pUMV35.

1-4) pBMV34の構築(両端に制限酵素サイトを付与するためブルースクリプトへのベクター交換):
pUMV34を制限酵素EcoRIとHindIIIで消化後、制限酵素処理DNA断片をアガロースゲル電気泳動し、約3.2 kbのEcoRI-HindIII処理pUMV34を取得した。
pBluescript II SK(+)(Stratagene社製)を、制限酵素EcoRIとHindIIIで消化後、アガロースゲル電気泳動を行い、EcoRI-HindIII処理pBluescript II SK(+)断片を取得した。
1-4) Construction of pBMV34 (vector exchange to blue script to give restriction enzyme sites at both ends):
After digesting pUMV34 with restriction enzymes EcoRI and HindIII, the restriction enzyme-treated DNA fragment was subjected to agarose gel electrophoresis to obtain about 3.2 kb EcoRI-HindIII-treated pUMV34.
pBluescript II SK (+) (Stratagene) was digested with restriction enzymes EcoRI and HindIII and then subjected to agarose gel electrophoresis to obtain an EcoRI-HindIII-treated pBluescript II SK (+) fragment.

上記で取得された約3.2 kbのEcoRI-HindIII処理pUMV34をEcoRI-HindIII処理pBluescript II SK(+)と混合した後、エタノール沈殿を行い、得られたDNA沈殿物を5μlの蒸留水に溶解し、ライゲーション反応を行うことにより組換え体DNAを取得した。
該組換え体DNAを用い、E. coli(東洋紡より購入)DH5α株を常法に従って形質転換後、該形質転換体をアンピシリン50μg/mlを含むLB寒天培地に塗布し、37℃で一晩培養した。
生育してきたアンピシリン耐性の形質転換体のコロニー数個について、アンピシリン50μg/mlを含むLB液体培地5mlで37℃にて16時間振盪培養した。
About 3.2 kb EcoRI-HindIII-treated pUMV34 obtained above was mixed with EcoRI-HindIII-treated pBluescript II SK (+), followed by ethanol precipitation, and the resulting DNA precipitate was dissolved in 5 μl of distilled water. Recombinant DNA was obtained by performing a ligation reaction.
Using this recombinant DNA, E. coli (purchased from Toyobo) DH5α strain was transformed according to a conventional method, and the transformant was applied to an LB agar medium containing 50 μg / ml of ampicillin and cultured at 37 ° C. overnight. did.
Several colonies of ampicillin resistant transformants that had grown were cultured with shaking at 37 ° C. for 16 hours in 5 ml of LB liquid medium containing 50 μg / ml of ampicillin.

得られた培養液を遠心分離することにより菌体を取得した。
該菌体より常法に従ってプラスミドを単離した。
該方法により単離したプラスミドを各種制限酵素で切断して構造を調べ、目的のDNA断片が挿入されているプラスミドであることを確認した。
得られたプラスミドをpBMV34と命名した。
The cells were obtained by centrifuging the obtained culture solution.
A plasmid was isolated from the cells according to a conventional method.
The plasmid isolated by this method was cleaved with various restriction enzymes and the structure was examined to confirm that the plasmid had the target DNA fragment inserted therein.
The resulting plasmid was named pBMV34.

1-5) 放線菌発現プラスミドpSEMV34 (プロモーター領域0.8 kbを含む)の構築:
pBMV34を制限酵素XbaIとHindIIIで消化後、制限酵素処理DNA断片をアガロースゲル電気泳動し、約3.2 kbのXbaI-HindIII処理pBMV34を取得した。
pSE101を、制限酵素XbaIとHindIIIで消化後、アガロースゲル電気泳動を行い、XbaI-HindIII処理pSE101断片を取得した。
1-5) Construction of actinomycete expression plasmid pSEMV34 (including promoter region 0.8 kb):
After digesting pBMV34 with restriction enzymes XbaI and HindIII, the restriction enzyme-treated DNA fragment was subjected to agarose gel electrophoresis to obtain about 3.2 kb of XbaI-HindIII-treated pBMV34.
After digesting pSE101 with restriction enzymes XbaI and HindIII, agarose gel electrophoresis was performed to obtain an XbaI-HindIII-treated pSE101 fragment.

上記で取得された約3.2 kbのXbaI-HindIII処理pBMV34をXbaI-HindIII処理pSE101と混合した後、エタノール沈殿を行い、得られたDNA沈殿物を5μlの蒸留水に溶解し、ライゲーション反応を行うことにより組換え体DNAを取得した。
該組換え体DNAを用い、E. coli(東洋紡より購入)DH5α株を常法に従って形質転換後、該形質転換体をアンピシリン50μg/mlを含むLB寒天培地に塗布し、37℃で一晩培養した。
生育してきたアンピシリン耐性の形質転換体のコロニー数個について、アンピシリン50μg/mlを含むLB液体培地5mlで37℃にて16時間振盪培養した。
After mixing the approximately 3.2 kb XbaI-HindIII-treated pBMV34 obtained above with XbaI-HindIII-treated pSE101, ethanol precipitation is performed, and the resulting DNA precipitate is dissolved in 5 μl of distilled water to perform a ligation reaction. The recombinant DNA was obtained.
Using this recombinant DNA, E. coli (purchased from Toyobo) DH5α strain was transformed according to a conventional method, and then the transformant was applied to an LB agar medium containing 50 μg / ml of ampicillin and cultured at 37 ° C. overnight. did.
Several colonies of ampicillin resistant transformants that had grown were cultured with shaking at 37 ° C. for 16 hours in 5 ml of LB liquid medium containing 50 μg / ml of ampicillin.

得られた培養液を遠心分離することにより菌体を取得した。
該菌体より常法に従ってプラスミドを単離した。
該方法により単離したプラスミドを各種制限酵素で切断して構造を調べ、目的のDNA断片が挿入されているプラスミドであることを確認した。
得られたプラスミドをpSEMV34と命名した。
The cells were obtained by centrifuging the obtained culture solution.
A plasmid was isolated from the cells according to a conventional method.
The plasmid isolated by this method was cleaved with various restriction enzymes and the structure was examined to confirm that the plasmid had the target DNA fragment inserted therein.
The resulting plasmid was named pSEMV34.

(3)プラスミドpSEMV34 による放線菌Streptomyces lividans TK23株の形質転換
プラスミドpSEMV34 による、放線菌S. lividans TK23株の形質転換は、Practical Streptomyces Genetics (ISBN 0-7084-0623-8、Tobias Kieser他、the John Innes Foundation社)に記載の方法を用いて行った。
(3) Transformation of Actinomyces Streptomyces lividans TK23 strain with plasmid pSEMV34 Transformation of Actinomyces S. lividans TK23 strain with plasmid pSEMV34 was performed using Practical Streptomyces Genetics (ISBN 0-7084-0623-8, Tobias Kieser et al., The John Innes Foundation).

得られた形質転換体のコロニー数個について、チオストレプトン5μg/mlを含む10mlのSK-II液体培地(可溶性でんぷん2%、グルコース0.5%、酵母エキス0.5%、BactoTM Peptone 0.3%、肉エキス0.3%、KH2PO4 0.02%、MgSO4 0.006%)で30℃、3日間振盪培養した。
得られた培養液を遠心分離することにより菌体を取得した。
該菌体より常法に従ってプラスミドを単離した。
該方法により単離したプラスミドを各種制限酵素で切断して構造を調べ、目的のDNA断片が挿入されているプラスミドであることを確認した。
上記で得られたS. lividans TK23株の形質転換体の一株をS. lividans 34-1株と命名した。この菌株は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に、受託番号「FERM P−19120」として寄託されている。
About several colonies of the obtained transformants, 10 ml of SK-II liquid medium containing 2 μg / ml thiostrepton (soluble starch 2%, glucose 0.5%, yeast extract 0.5%, Bacto Peptone 0 3%, meat extract 0.3%, KH 2 PO 4 0.02%, MgSO 4 0.006%) at 30 ° C. for 3 days.
The cells were obtained by centrifuging the obtained culture solution.
A plasmid was isolated from the cells according to a conventional method.
The plasmid isolated by this method was cleaved with various restriction enzymes and the structure was examined to confirm that the plasmid had the target DNA fragment inserted therein.
One strain of the transformant of S. lividans TK23 obtained above was named S. lividans 34-1 strain. This strain is deposited at the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology Patent Biological Deposit Center under the deposit number “FERM P-19120”.

(4)Streptomyces sp. CL190株由来のHMG CoA 合成酵素遺伝子及びHMG CoA還元酵素遺伝子、及び、これらの遺伝子の上流域の塩基配列を含むStreptomyces属の形質転換用プラスミドベクター(pSEMV35)の構築
3-1) pBMV35の構築(両端に制限酵素サイトを付与するためブルースクリプトへのベクター交換):
pUMV35を制限酵素EcoRIとHindIIIで消化後、制限酵素処理DNA断片をアガロースゲル電気泳動し、約4.3 kbのEcoRI-HindIII処理pUMV35を取得した。
pBluescript II SK(+)(Stratagene社製)を、制限酵素EcoRIとHindIIIで消化後、アガロースゲル電気泳動を行い、EcoRI-HindIII処理pBluescript II SK(+)断片を取得した。
(4) Construction of Streptomyces sp. CL190-derived HMG CoA synthase gene and HMG CoA reductase gene and a plasmid vector for transformation of Streptomyces genus (pSEMV35) containing the base sequence of the upstream region of these genes
3-1) Construction of pBMV35 (vector exchange to blue script to give restriction enzyme sites at both ends):
After digesting pUMV35 with restriction enzymes EcoRI and HindIII, the restriction enzyme-treated DNA fragment was subjected to agarose gel electrophoresis to obtain about 4.3 kb EcoRI-HindIII-treated pUMV35.
pBluescript II SK (+) (Stratagene) was digested with restriction enzymes EcoRI and HindIII and then subjected to agarose gel electrophoresis to obtain an EcoRI-HindIII-treated pBluescript II SK (+) fragment.

上記で取得された約4.3 kbのEcoRI-HindIII処理pUMV35をEcoRI-HindIII処理pBluescript II SK(+)と混合した後、エタノール沈殿を行い、得られたDNA沈殿物を5μlの蒸留水に溶解し、ライゲーション反応を行うことにより組換え体DNAを取得した。
該組換え体DNAを用い、E. coli(東洋紡より購入)DH5α株を常法に従って形質転換後、該形質転換体をアンピシリン50μg/mlを含むLB寒天培地に塗布し、37℃で一晩培養した。
生育してきたアンピシリン耐性の形質転換体のコロニー数個について、アンピシリン50μg/mlを含むLB液体培地5mlで37℃にて16時間振盪培養した。
About 4.3 kb EcoRI-HindIII-treated pUMV35 obtained above was mixed with EcoRI-HindIII-treated pBluescript II SK (+), followed by ethanol precipitation, and the resulting DNA precipitate was dissolved in 5 μl of distilled water. Recombinant DNA was obtained by performing a ligation reaction.
Using this recombinant DNA, E. coli (purchased from Toyobo) DH5α strain was transformed according to a conventional method, and then the transformant was applied to an LB agar medium containing 50 μg / ml of ampicillin and cultured at 37 ° C. overnight. did.
Several colonies of ampicillin resistant transformants that had grown were cultured with shaking at 37 ° C. for 16 hours in 5 ml of LB liquid medium containing 50 μg / ml of ampicillin.

得られた培養液を遠心分離することにより菌体を取得した。
該菌体より常法に従ってプラスミドを単離した。
該方法により単離したプラスミドを各種制限酵素で切断して構造を調べ、目的のDNA断片が挿入されているプラスミドであることを確認した。
得られたプラスミドをpBMV35と命名した。
The cells were obtained by centrifuging the obtained culture solution.
A plasmid was isolated from the cells according to a conventional method.
The plasmid isolated by this method was cleaved with various restriction enzymes and the structure was examined to confirm that the plasmid had the target DNA fragment inserted therein.
The resulting plasmid was named pBMV35.

3-2) 放線菌発現プラスミドpSEMV35の構築 (プロモーター領域1.9 kbを含む):
pBMV35をE制限酵素XbaIとHindIIIで消化後、制限酵素処理DNA断片をアガロースゲル電気泳動し、約4.3 kbのXbaI-HindIII処理pBMV35を取得した。
pSE101を、制限酵素XbaIとHindIIIで消化後、アガロースゲル電気泳動を行い、XbaI-HindIII処理pSE101断片を取得した。
3-2) Construction of actinomycete expression plasmid pSEMV35 (including promoter region 1.9 kb):
After digesting pBMV35 with E restriction enzymes XbaI and HindIII, the restriction enzyme-treated DNA fragment was subjected to agarose gel electrophoresis to obtain about 4.3 kb of XbaI-HindIII-treated pBMV35.
After digesting pSE101 with restriction enzymes XbaI and HindIII, agarose gel electrophoresis was performed to obtain an XbaI-HindIII-treated pSE101 fragment.

上記で取得された約4.3 kbのXbaI-HindIII処理pBMV35をXbaI-HindIII処理pSE101と混合した後、エタノール沈殿を行い、得られたDNA沈殿物を5μlの蒸留水に溶解し、ライゲーション反応を行うことにより組換え体DNAを取得した。
該組換え体DNAを用い、E. coli(東洋紡より購入)DH5α株を常法に従って形質転換後、該形質転換体をアンピシリン50μg/mlを含むLB寒天培地に塗布し、37℃で一晩培養した。
生育してきたアンピシリン耐性の形質転換体のコロニー数個について、アンピシリン50μg/mlを含むLB液体培地5mlで37℃にて16時間振盪培養した。
After mixing the approximately 4.3 kb XbaI-HindIII-treated pBMV35 obtained above with XbaI-HindIII-treated pSE101, ethanol precipitation is performed, and the resulting DNA precipitate is dissolved in 5 μl of distilled water to perform a ligation reaction. The recombinant DNA was obtained.
Using this recombinant DNA, E. coli (purchased from Toyobo) DH5α strain was transformed according to a conventional method, and then the transformant was applied to an LB agar medium containing 50 μg / ml of ampicillin and cultured at 37 ° C. overnight. did.
Several colonies of ampicillin resistant transformants that had grown were cultured with shaking at 37 ° C. for 16 hours in 5 ml of LB liquid medium containing 50 μg / ml of ampicillin.

得られた培養液を遠心分離することにより菌体を取得した。
該菌体より常法に従ってプラスミドを単離した。
該方法により単離したプラスミドを各種制限酵素で切断して構造を調べ、目的のDNA断片が挿入されているプラスミドであることを確認した。
得られたプラスミドをpSEMV35と命名した。
The cells were obtained by centrifuging the obtained culture solution.
A plasmid was isolated from the cells according to a conventional method.
The plasmid isolated by this method was cleaved with various restriction enzymes and the structure was examined to confirm that the plasmid had the target DNA fragment inserted therein.
The resulting plasmid was named pSEMV35.

(5)プラスミドベクター pSEMV35 による放線菌S. lividans TK23株の形質転換
プラスミドpSEMV35 による、放線菌S. lividans TK23株の形質転換は、Practical Streptomyces Genetics (ISBN 0-7084-0623-8、Tobias Kieser他、the John Innes Foundation社) に記載の方法を用いて行った。
(5) Transformation of Actinomyces S. lividans TK23 strain with plasmid vector pSEMV35 Transformation of Actinomyces S. lividans TK23 strain with plasmid pSEMV35 was performed using Practical Streptomyces Genetics (ISBN 0-7084-0623-8, Tobias Kieser et al., The John Innes Foundation).

得られた形質転換体のコロニー数個について、チオストレプトン5μg/mlを含む10mlのSK-II液体培地で30℃、3日間振盪培養した。
得られた培養液を遠心分離することにより菌体を取得した。
該菌体より常法に従ってプラスミドを単離した。
該方法により単離したプラスミドを各種制限酵素で切断して構造を調べ、目的のDNA断片が挿入されているプラスミドであることを確認した。
上記で得られたS. lividans TK23株の形質転換体の一株をS. lividans 35-6株と命名した。この菌株は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に、受託番号「FERM P−19122」として寄託されている。
Several colonies of the obtained transformants were cultured with shaking in 10 ml of SK-II liquid medium containing 5 μg / ml of thiostrepton at 30 ° C. for 3 days.
The cells were obtained by centrifuging the obtained culture solution.
A plasmid was isolated from the cells according to a conventional method.
The plasmid isolated by this method was cleaved with various restriction enzymes and the structure was examined to confirm that the plasmid had the target DNA fragment inserted therein.
One of the transformants of the S. lividans TK23 strain obtained above was named S. lividans 35-6 strain. This strain is deposited at the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology Patent Biological Deposit Center under the deposit number “FERM P-19122”.

(6)Streptomyces sp. CL190株由来のアセトアセチルCoA合成酵素遺伝子、HMG CoA 合成酵素遺伝子及びHMG CoA還元酵素遺伝子、及び、これらの遺伝子の上流域の塩基配列を含むStreptomyces属の形質転換用プラスミドpSEMV34ASの構築と、pSEMV34ASによる放線菌S. lividans TK23株の形質転換
配列番号11の塩基配列と配列番号12の塩基配列との組合せを有するセンスプライマー及びアンチセンスプライマーを、DNA合成機を用いて合成した。尚、配列番号11の塩基配列において、5番目の塩基から10番目の塩基までの部位「tctaga」は、Xba I切断部位を示し、配列番号12の塩基配列において、4番目の塩基から9番目の塩基までの部位「gaattc」は、EcoRI切断部位を示す。
前記(1)で取得したpAAS2を鋳型として、これらプライマーと、TaKaRa LA-PCR(登録商標) Kit Ver.2(宝酒造社製)、Expand(登録商標) High-Fidelity PCR System(ロシュ社製)又はTaq DNA polymerase(Promega社製)を用い、DNA増幅装置 (MJ Research社製)でPCRを行った。
PCRは、95℃で30秒間、 60℃で1分間、72℃で2分間からなる反応工程を1サイクルとして、30サイクル行った後、72℃で10分間反応させる条件で行った。
PCR終了後、該反応液をアガロースゲル電気泳動し、約1.3bpのXbaIサイトとEcoRIサイトを両端に持つDNA断片を取得した。
(6) Streptomyces sp. Strain CL190-derived acetoacetyl-CoA synthase gene, HMG CoA synthase gene and HMG CoA reductase gene, and a plasmid pSEMV34AS for transformation of the Streptomyces genus containing the base sequence upstream of these genes And transformation of Actinomyces S. lividans TK23 strain with pSEMV34AS A sense primer and an antisense primer having a combination of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 11 and the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 12 were synthesized using a DNA synthesizer . In the base sequence of SEQ ID NO: 11, the site from the 5th base to the 10th base “tctaga” indicates the Xba I cleavage site, and in the base sequence of SEQ ID NO: 12, the 4th base to the 9th base The site “gaattc” up to the base indicates the EcoRI cleavage site.
Using pAAS2 obtained in (1) above as a template, these primers and TaKaRa LA-PCR (registered trademark) Kit Ver. 2 (Takara Shuzo), Expand (registered trademark) High-Fidelity PCR System (Roche) or PCR was performed using Taq DNA polymerase (Promega) with a DNA amplification device (MJ Research).
PCR was performed under the conditions of 30 cycles at 95 ° C. for 30 seconds, 60 ° C. for 1 minute, and 72 ° C. for 2 minutes, followed by 30 cycles followed by reaction at 72 ° C. for 10 minutes.
After completion of PCR, the reaction solution was subjected to agarose gel electrophoresis to obtain a DNA fragment having an XbaI site and an EcoRI site of about 1.3 bp at both ends.

上記で取得したDNA断片を、XbaIとEcoRIで切断した pUC118ベクター(寶酒造社製)と混合した後、エタノール沈殿を行い、得られたDNA沈殿物を5μlの蒸留水に溶解し、ライゲーション反応を行うことにより組換え体DNAを取得した。
該組換え体DNAを用い、E. coli(東洋紡より購入)DH5α株を常法に従って形質転換後、該形質転換体をアンピシリン50μg/mlを含むLB寒天培地に塗布し、37℃で一晩培養した。
生育してきたアンピシリン耐性の形質転換体のコロニー数個について、アンピシリン50μg/mlを含むLB液体培地5mlで37℃にて16時間振盪培養した。
The DNA fragment obtained above is mixed with pUC118 vector (manufactured by Sakai Shuzo Co., Ltd.) cleaved with XbaI and EcoRI, followed by ethanol precipitation, and the resulting DNA precipitate is dissolved in 5 μl of distilled water to perform a ligation reaction. As a result, recombinant DNA was obtained.
Using this recombinant DNA, E. coli (purchased from Toyobo) DH5α strain was transformed according to a conventional method, and then the transformant was applied to an LB agar medium containing 50 μg / ml of ampicillin and cultured at 37 ° C. overnight. did.
Several colonies of ampicillin resistant transformants that had grown were cultured with shaking at 37 ° C. for 16 hours in 5 ml of LB liquid medium containing 50 μg / ml of ampicillin.

得られた培養液を遠心分離することにより菌体を取得した。
該菌体より常法に従ってプラスミドを単離した。
該方法により単離したプラスミドの塩基配列を決定することにより、目的のアセトアセチルCoA合成酵素遺伝子を含むDNA断片が挿入されているプラスミドであることを確認した。
配列番号13の塩基配列1308 bpを有するDNAをpAAS3と命名した。
The cells were obtained by centrifuging the obtained culture solution.
A plasmid was isolated from the cells according to a conventional method.
By determining the base sequence of the plasmid isolated by this method, it was confirmed that the plasmid was inserted with a DNA fragment containing the target acetoacetyl-CoA synthase gene.
The DNA having the nucleotide sequence of 1308 bp of SEQ ID NO: 13 was named pAAS3.

(7)Streptomyces sp. CL190株由来のアセトアセチルCoA合成酵素遺伝子、HMG CoA 合成酵素遺伝子及びHMG CoA還元酵素遺伝子、並びにこれらの遺伝子の上流域の塩基配列を含むStreptomyces属の形質転換用プラスミドpSEMV35ASの構築と、pSEMV35ASによる放線菌S. lividans TK23株の形質転換
前記(5)で取得したpAAS3をXbaIとEcoRI消化後、制限酵素処理DNA断片をアガロースゲル電気泳動し、約1.3kbのDNA断片を取得した。
前記(4)で構築したpSEMV35を、制限酵素XbaIとEcoRIで消化後、アガロースゲル電気泳動を行い、XbaIとEcoRI処理しDNA断片を取得した。
上記で取得した1.3kb及びpSEMV35由来の2つのDNA断片を混合した後、エタノール沈殿を行い、得られたDNA沈殿物を5μlの蒸留水に溶解し、ライゲーション反応を行うことにより組換え体DNAを取得した。
(7) Streptomyces sp. CL190-derived acetoacetyl-CoA synthase gene, HMG CoA synthase gene and HMG CoA reductase gene, and the plasmid pSEMV35AS for transformation of Streptomyces genus containing the base sequence of the upstream region of these genes Construction and transformation of Actinomyces S. lividans TK23 strain with pSEMV35AS After digesting pAAS3 obtained in (5) above with XbaI and EcoRI, the restriction enzyme-treated DNA fragment was subjected to agarose gel electrophoresis to obtain a DNA fragment of about 1.3 kb did.
The pSEMV35 constructed in the above (4) was digested with restriction enzymes XbaI and EcoRI, and then subjected to agarose gel electrophoresis and treated with XbaI and EcoRI to obtain DNA fragments.
Two DNA fragments derived from 1.3 kb and pSEMV35 obtained above were mixed, followed by ethanol precipitation. The obtained DNA precipitate was dissolved in 5 μl of distilled water, and ligation reaction was performed to obtain recombinant DNA. I got it.

該組換え体DNAを用い、E. coli(東洋紡より購入)DH5α株を常法に従って形質転換後、該形質転換体をアンピシリン50μg/mlを含むLB寒天培地に塗布し、37℃で一晩培養した。
生育してきたアンピシリン耐性の形質転換体のコロニー数個について、アンピシリン50μg/mlを含むLB液体培地5mlで37℃16時間振盪培養した。
Using this recombinant DNA, E. coli (purchased from Toyobo) DH5α strain was transformed according to a conventional method, and then the transformant was applied to an LB agar medium containing 50 μg / ml of ampicillin and cultured at 37 ° C. overnight. did.
Several colonies of ampicillin-resistant transformants that had grown were subjected to shaking culture at 37 ° C. for 16 hours in 5 ml of LB liquid medium containing 50 μg / ml of ampicillin.

得られた培養液を遠心分離することにより菌体を取得した。
該菌体より常法に従ってプラスミドを単離した。
該方法により単離したプラスミドを各種制限酵素で切断して構造を調べ、目的のDNA断片が挿入されているプラスミドであることを確認した。
得られたプラスミドをpSEMV35ASと命名した。
The cells were obtained by centrifuging the obtained culture solution.
A plasmid was isolated from the cells according to a conventional method.
The plasmid isolated by this method was cleaved with various restriction enzymes and the structure was examined to confirm that the plasmid had the target DNA fragment inserted therein.
The resulting plasmid was named pSEMV35AS.

プラスミドpSEMV35ASによる、放線菌S. lividans TK23株の形質転換は、Practical Streptomyces Genetics (ISBN 0-7084-0623-8、Tobias Kieser他、the John Innes Foundation社) に記載の方法を用いて行った。
得られた形質転換体のコロニー数個について、チオストレプトン5μg/mlを含む10mlのSK-II液体培地で30℃、3日間振盪培養した。
Transformation of Actinomyces S. lividans TK23 strain with plasmid pSEMV35AS was performed using the method described in Practical Streptomyces Genetics (ISBN 0-7084-0623-8, Tobias Kieser et al., The John Innes Foundation).
Several colonies of the obtained transformants were cultured with shaking in 10 ml of SK-II liquid medium containing 5 μg / ml of thiostrepton at 30 ° C. for 3 days.

得られた培養液を遠心分離することにより菌体を取得した。
該菌体より常法に従ってプラスミドを単離した。
該方法により単離したプラスミドを各種制限酵素で切断して構造を調べ、目的のDNA断片が挿入されているプラスミドであることを確認した。
上記で得られたS. lividans TK23株の形質転換体のうちの1株をS. lividans 35AS-3株と命名した。
The cells were obtained by centrifuging the obtained culture solution.
A plasmid was isolated from the cells according to a conventional method.
The plasmid isolated by this method was cleaved with various restriction enzymes and the structure was examined to confirm that the plasmid had the target DNA fragment inserted therein.
One of the transformants of S. lividans TK23 obtained above was named S. lividans 35AS-3.

〔実施例4、5〕13Cで標識された酢酸及びグリセロールからメバロン酸への取込み
実施例1−2で使用した、D-グルコース-U-13C6の代わりに、酢酸-U-13C2(実施例4)又はグリセロール-U-13C3(実施例5)を使用する以外は、実施例1−1〜1−3と同様にして、精製メバロノラクトンを得た。これらのメバロノラクトンをGC-MSにより質量分析したところ、分子イオン(M+)である136を検出し、実施例4及び実施例5で得られたメバロノラクトンはいずれも、全ての炭素原子が13Cで標識されたR-メバロノラクトンであることを確認した。
[Examples 4 and 5] Uptake of 13 C-labeled acetic acid and glycerol into mevalonic acid Instead of D-glucose-U- 13 C 6 used in Example 1-2, acetic acid-U- 13 C Purified mevalonolactone was obtained in the same manner as in Examples 1-1 to 1-3 except that 2 (Example 4) or glycerol-U- 13 C 3 (Example 5) was used. Mass analysis of these mevalonolactones by GC-MS detected 136, which is a molecular ion (M + ), and all of the mevalonolactones obtained in Examples 4 and 5 were 13 C. It was confirmed that it was labeled R-mevalonolactone.

〔実施例6〕Dで標識された酢酸からメバロン酸への取込み
実施例4で使用した、酢酸-U-13C2の代わりに、CD3COOHを使用する以外は、実施例4と同様に行い、精製メバロノラクトンを得た。このメバロノラクトンをGC-MSにより質量分析したところ、分子イオン(M+)は137を検出した。得られたメバロノラクトンは2位のメチレン水素、3-メチル基の水素、及び4位のメチレン水素の7か所がDで標識されたR-メバロノラクトンであることを確認した。
[Example 6] Incorporation of acetic acid labeled with D into mevalonic acid As in Example 4, except that CD 3 COOH was used instead of acetic acid-U- 13 C 2 used in Example 4. And purified mevalonolactone was obtained. When this mevalonolactone was subjected to mass spectrometry by GC-MS, 137 was detected as the molecular ion (M + ). The obtained mevalonolactone was confirmed to be R-mevalonolactone labeled with D at 7 positions of the 2-position methylene hydrogen, the 3-methyl group hydrogen, and the 4-position methylene hydrogen.

〔実施例7〕13Cで標識されたD-グルコースからメバロン酸への取込み
ポテト・シュークロース寒天培地に保管しているS. fibuligera ADK8107株 (FERM BP-2320)を、D-グルコースをD-グルコース-U-13C6に変更する以外は実施例1−1で用いた培養液と同様の組成の滅菌済み培養液20 mlに1白金耳接種し、回転式培養機を用いて26℃、200rpmで7日間培養を行った。得られた培養液から、実施例1−3と同様にしてR-メバロノラクトンを精製した。得られたR-メバロノラクトンをGC-MSで質量分析したところ、分子イオン(M+)である136を検出し、全ての炭素原子が13Cで標識されたR-メバロノラクトンであることを確認した。
[Example 7] Uptake of 13 C-labeled D-glucose into mevalonic acid S. fibuligera strain ADK8107 (FERM BP-2320) stored in potato sucrose agar medium, D-glucose as D-glucose Except for changing to glucose-U- 13 C 6 , 1 platinum ear was inoculated into 20 ml of a sterilized culture solution having the same composition as the culture solution used in Example 1-1, and 26 ° C using a rotary incubator. Culture was performed at 200 rpm for 7 days. R-mevalonolactone was purified from the obtained culture solution in the same manner as in Example 1-3. When the obtained R-mevalonolactone was subjected to mass spectrometry by GC-MS, 136 as a molecular ion (M + ) was detected, and it was confirmed that all carbon atoms were R-mevalonolactone labeled with 13 C.

Claims (7)

メバロン酸生産菌に標識化合物を取り込ませ、培養物中に標識されたR-メバロン酸を蓄積させることを特徴とする標識R-メバロン酸の製造方法。   A method for producing labeled R-mevalonic acid, comprising incorporating a labeled compound into a mevalonic acid-producing bacterium and accumulating the labeled R-mevalonic acid in a culture. メバロン酸生産菌に標識化合物を取り込ませるに際し、メバロン酸生産菌を、菌体増殖用の培地成分を用いて1次培養した後、この1次培養物から、標識されていないR-メバロン酸を含む培養液画分を除去して菌体画分を調製し、次いで、該菌体画分を、標識化合物を含む培地成分を用いて2次培養することにより、2次培養物中に標識R-メバロン酸を蓄積させることを特徴とする請求項1記載の標識R-メバロン酸の製造方法。   When incorporating a labeled compound into a mevalonic acid-producing bacterium, the mevalonic acid-producing bacterium is first cultured using the culture medium components for cell growth, and then unlabeled R-mevalonic acid is removed from the primary culture. The culture broth fraction is removed to prepare a bacterial cell fraction, and then the bacterial cell fraction is subjected to secondary culture using a medium component containing a labeled compound to thereby label R in the secondary culture. The method for producing labeled R-mevalonic acid according to claim 1, characterized in that -mevalonic acid is accumulated. 上記メバロン酸生産菌が、サッカロマイコプシス・フィブリゲラ(Saccharomycopsis fibuligera)に属する菌株又はこれらの変異株である請求項1又は2記載の標識R-メバロン酸の製造方法。   The method for producing labeled R-mevalonic acid according to claim 1 or 2, wherein the mevalonic acid-producing bacterium is a strain belonging to Saccharomycopsis fibuligera or a mutant thereof. 上記メバロン酸生産菌が、サッカロマイコプシス・フィブリゲラ(Saccharomycopsis fibuligera)ADK 8107株 (FERM BP-2320) 又はサッカロマイコプシス・フィブリゲラ(Saccharomycopsis fibuligera)ADK 8108株 (FERM BP-2321) 又はこれらの変異株である請求項1〜3のいずれか1項記載の標識R-メバロン酸の製造方法。   The mevalonic acid-producing bacterium is Saccharomycopsis fibuligera ADK 8107 (FERM BP-2320), or Saccharomycopsis fibuligera ADK 8108 (FERM BP-2321) or a mutation thereof The method for producing labeled R-mevalonic acid according to any one of claims 1 to 3, which is a strain. 上記メバロン酸生産菌が、メバロン酸経路を有しない放線菌に対して、3-ハイドロキシ-3-メチルグルタリルコエンザイムA合成酵素遺伝子及び3-ハイドロキシ-3-メチルグルタリルコエンザイムA還元酵素遺伝子をコードするDNAを形質転換した菌株又はこれらの変異株である請求項1又は2記載の標識R-メバロン酸の製造方法。   The mevalonate-producing bacterium encodes 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A synthase gene and 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reductase gene against actinomycetes without mevalonate pathway The method for producing labeled R-mevalonic acid according to claim 1 or 2, which is a strain transformed with DNA to be transformed or a mutant thereof. 上記標識化合物が、2H(D)、3H(T)、13C、14C、17O及び18Oからなる群から選ばれた1種又は2種以上の同位体を含む化合物であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項記載の標識R-メバロン酸の製造方法。 The labeled compound is a compound containing one or more isotopes selected from the group consisting of 2 H (D), 3 H (T), 13 C, 14 C, 17 O and 18 O. The method for producing labeled R-mevalonic acid according to any one of claims 1 to 5, wherein: 上記標識化合物が、酢酸、グリセロール、グルコース、グルコース6-リン酸、フルクトース6-リン酸、フルクトース1,6-ビスリン酸、ジヒドロキシアセトンリン酸、グリセルアルデヒド3-リン酸、1,3-ビスホスホグリセリン酸、3-ホスホグリセリン酸、2-ホスホグリセリン酸、ホスホエノールピルビン酸、フルクトース、フルクトース1-リン酸、ピルビン酸、炭素数4〜22の脂肪酸、該脂肪酸の誘導体であるモノグリセリド、ジグリセリド及びトリグリセリド、並びにリン脂質からなる群から選ばれた1種又は2種以上の化合物であることを特徴とする請求項1〜6いずれか1項記載の標識R-メバロン酸の製造方法。   The labeled compound is acetic acid, glycerol, glucose, glucose 6-phosphate, fructose 6-phosphate, fructose 1,6-bisphosphate, dihydroxyacetone phosphate, glyceraldehyde 3-phosphate, 1,3-bisphospho Glyceric acid, 3-phosphoglyceric acid, 2-phosphoglyceric acid, phosphoenolpyruvate, fructose, fructose 1-phosphate, pyruvate, fatty acids having 4 to 22 carbon atoms, monoglycerides, diglycerides and triglycerides which are derivatives of these fatty acids And a method for producing labeled R-mevalonic acid according to any one of claims 1 to 6, wherein the compound is one or more compounds selected from the group consisting of phospholipids.
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