JP2006246701A - Acetic acid bacterium having enhanced enzyme activity of central metabolic system and method for producing vinegar using the acetic acid bacterium - Google Patents

Acetic acid bacterium having enhanced enzyme activity of central metabolic system and method for producing vinegar using the acetic acid bacterium Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an acetic acid bacterium having improved growth ability in the presence of acetic acid by utilizing a protein having functions to improve acetic acid tolerance at a practical level, to provide a new method for breeding by which the growth ability of the acetic acid bacterium in the presence of the acetic acid can be improved and to further provide a means for producing vinegar or acetic acid at a high concentration by using the acetic acid bacterium. <P>SOLUTION: The acetic acid bacterium having the improved growth ability in the presence of the acetic acid is characterized in that the one or two or more enzyme activities selected from 13 species of central metabolic system enzyme groups are enhanced. A method for breeding the acetic acid bacterium and the method for producing the vinegar using the acetic acid bacterium are provided. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、微生物に由来する中央代謝系の酵素および関連する酵素タンパク質をコードする遺伝子を過剰発現させた微生物、特にグルコンアセトバクター属(Gluconacetobacter)及びアセトバクター属(Acetobacter)に属する酢酸菌、及びこれらの微生物を用いて食酢を効率良く製造する方法に関する。   The present invention relates to a microorganism overexpressing a gene encoding a central metabolic enzyme derived from a microorganism and a related enzyme protein, particularly an acetic acid bacterium belonging to the genus Gluconacetobacter and Acetobacter, and The present invention relates to a method for efficiently producing vinegar using these microorganisms.

酢酸菌は食酢製造に広く利用されている微生物であり、特にアセトバクター属及びグルコンアセトバクター属に属する酢酸菌が工業的な酢酸発酵に利用されている。
酢酸発酵では、培地中のエタノールが酢酸菌によって酸化されて酢酸に変換され、その結果、酢酸が培地中に蓄積することになるが、酢酸は酢酸菌にとっても阻害的であり、酢酸の蓄積量が増大して培地中の酢酸濃度が高くなるにつれて酢酸菌の増殖能力や発酵能力は次第に低下する。
Acetic acid bacteria are microorganisms widely used for vinegar production, and particularly acetic acid bacteria belonging to the genus Acetobacter and Glucon acetobacter are used for industrial acetic acid fermentation.
In acetic acid fermentation, ethanol in the medium is oxidized by acetic acid bacteria and converted to acetic acid. As a result, acetic acid accumulates in the medium, but acetic acid is also inhibitory to acetic acid bacteria. As the concentration of acetic acid increases and the concentration of acetic acid in the medium increases, the growth ability and fermentation ability of acetic acid bacteria gradually decrease.

そのため、酢酸発酵においては、より高い酢酸濃度でも増殖能力や発酵能力が低下しない、酢酸菌を開発することが求められており、その一手段として、酢酸耐性に関与する遺伝子(酢酸耐性遺伝子)をクローニングし、その酢酸耐性遺伝子を用いて酢酸菌を育種、改良することが試みられている。   Therefore, in acetic acid fermentation, it is required to develop acetic acid bacteria that do not decrease the growth ability and fermentation ability even at higher acetic acid concentrations. As one means, a gene involved in acetic acid resistance (acetic acid resistance gene) is required. Attempts have been made to clone and breed and improve acetic acid bacteria using the acetic acid resistance gene.

これまでの酢酸菌の酢酸耐性遺伝子に関する知見としては、アセトバクター属の酢酸菌の酢酸耐性を変異させて酢酸感受性にした株を元の耐性に回復させることのできる相補遺伝子として、クラスターを形成する3つの遺伝子(aarA、aarB、aarC)がクローニングされていた(例えば、非特許文献1参照)。   As for the knowledge about the acetic acid resistance gene of acetic acid bacteria so far, a cluster is formed as a complementary gene that can restore acetic acid sensitivity by mutating the acetic acid resistance of acetic acid bacteria of Acetobacter genus. Three genes (aarA, aarB, aarC) have been cloned (see, for example, Non-Patent Document 1).

このうち、aarA遺伝子はクエン酸合成酵素をコードする遺伝子であり、また、aarC遺伝子は酢酸の資化に関係する酵素をコードする遺伝子であると推定されたが、aarB遺伝子については機能が不明であった(例えば、非特許文献2参照)。   Of these, the aarA gene is a gene encoding citrate synthase, and the aarC gene was presumed to be an enzyme encoding an enzyme related to acetate utilization, but the function of the aarB gene is unknown. (For example, refer nonpatent literature 2).

これらの3つの酢酸耐性遺伝子を含む遺伝子断片をマルチコピープラスミドにクローニングし、グルコンアセトバクター・キシリヌスIFO3288(Gluconacetobacter xylinus IFO3288)株に形質転換して得られた形質転換株は、酢酸耐性の向上レベルが僅かでしかなく、また実際の酢酸発酵での能力の向上の有無については不明であった(例えば、特許文献3参照)。   A transformed strain obtained by cloning a gene fragment containing these three acetate-resistant genes into a multicopy plasmid and transforming it into a Gluconacetobacter xylinus IFO3288 strain has an improved level of acetate resistance. Whether or not the actual performance of acetic acid fermentation is improved is not clear (see, for example, Patent Document 3).

一方、酢酸菌からクローニングされた膜結合型アルデヒド脱水素酵素(ALDH)をコードする遺伝子を酢酸菌に導入することによって、酢酸発酵において最終到達酢酸濃度の向上が認められた例が開示されている(例えば、特許文献2参照)。しかし、ALDHはアセトアルデヒドを酸化する機能を有する酵素であって酢酸耐性に直接関係する酵素ではないことから、ALDHをコードする遺伝子が真に酢酸耐性遺伝子であるとは断定できないものであった。   On the other hand, an example has been disclosed in which the final acetic acid concentration has been improved in acetic acid fermentation by introducing a gene encoding membrane-bound aldehyde dehydrogenase (ALDH) cloned from acetic acid bacteria into acetic acid bacteria. (For example, refer to Patent Document 2). However, since ALDH is an enzyme having a function of oxidizing acetaldehyde and not directly related to acetic acid resistance, it cannot be determined that the gene encoding ALDH is truly an acetic acid resistance gene.

上記以外に酢酸耐性を向上させる遺伝子として、アコニターゼ遺伝子(特許文献3参照)が知られている。この遺伝子を過剰発現させることにより酢酸菌の酢酸耐性が向上することが見出されているが、十分な酢酸耐性を付与することには成功していない。
このような実情から、酢酸耐性を実用レベルで向上させうる機能を有するタンパク質をコードする新規な遺伝子を取得し、また取得した遺伝子を用いて、より高い発酵能を有する酢酸菌を育種することが望まれていた。
In addition to the above, an aconitase gene (see Patent Document 3) is known as a gene that improves acetic acid resistance. Overexpression of this gene has been found to improve the acetic acid resistance of acetic acid bacteria, but has not succeeded in imparting sufficient acetic acid resistance.
From such a situation, it is possible to obtain a novel gene encoding a protein having a function capable of improving acetic acid resistance at a practical level, and to breed an acetic acid bacterium having a higher fermentative ability using the obtained gene. It was desired.

特開昭60−9488号公報Japanese Patent Laid-Open No. 60-9488 特開平2−2364号公報JP-A-2-2364 特開2003−289867号公報JP 2003-289867 A 「ジャーナル・オブ・バクテリオロジー(Journal of Bacteriology)」,172巻,p.2096−2104,1990年“Journal of Bacteriology”, 172, p. 2096-2104, 1990 「ジャーナル・オブ・ファーメンテイション・アンド・バイオエンジニアリング(Journal of Fermentation and Bioengineering)」,76巻,p.270−275,1993年“Journal of Fermentation and Bioengineering”, vol. 76, p. 270-275, 1993

以上のように、酢酸耐性を遺伝子レベルで解明し、高い酢酸耐性を有する実用酢酸菌の開発に成功した例は報告されていない。
従って、本発明は、酢酸耐性を実用レベルで向上させうる機能を有するタンパク質を利用して、酢酸存在下での生育能が改善された酢酸菌、及び酢酸菌の酢酸存在下での生育能を改善させることのできる新規な育種方法を提供すること、さらに酢酸存在下での生育の向上した酢酸菌を用いることにより、食酢を効率良く製造できると共に、高濃度の酢酸を製造することができる手段を提供することを目的とするものである。
As described above, there have been no reports of successful development of practical acetic acid bacteria having high acetic acid resistance by elucidating acetic acid resistance at the gene level.
Therefore, the present invention utilizes a protein having a function capable of improving acetic acid resistance at a practical level, and has improved the ability to grow in the presence of acetic acid, and the ability of acetic acid bacteria to grow in the presence of acetic acid. By providing a new breeding method that can be improved, and by using an acetic acid bacterium that has been improved in the presence of acetic acid, vinegar can be produced efficiently and means that can produce acetic acid at a high concentration Is intended to provide.

本発明者は、上記目的を達成すべく、従来とは別の観点で、酢酸菌の酢酸耐性を向上させる手段を検討することとした。その過程で、本発明者は、これまでほとんど検討されていなかったATP生成およびそれに関係する代謝系に着目した。
酢酸発酵時におけるATPの生成は、エタノール酸化を主反応とするものであるため、酢酸耐性に関与する酵素として、従来はアルコールデヒドロゲナーゼ(ADH)やアルデヒドデヒドロゲナーゼ(ALDH)、グルコースデヒドロゲナーゼ(GDH)などの膜に局在するピロロキノリンキノン(PQQ)依存性の脱水素酵素やPQQの酸化還元系が重要とされ、それ以外については、ほとんど着目されていなかった。
本発明者は、酢酸発酵の進行につれてエタノール酸化が十分に進行している場合でも、酢酸濃度が上昇すると生育や発酵が抑制されることに着目して、エタノール酸化以外によるATP生成系が重要であると考えた。
In order to achieve the above object, the present inventor decided to examine means for improving acetic acid resistance of acetic acid bacteria from a viewpoint different from the conventional one. In the process, the present inventors paid attention to ATP production and a metabolic system related thereto, which have been hardly studied so far.
Since the production of ATP during acetic acid fermentation is based on ethanol oxidation, enzymes such as alcohol dehydrogenase (ADH), aldehyde dehydrogenase (ALDH), and glucose dehydrogenase (GDH) have been conventionally used as enzymes involved in acetic acid resistance. The pyrroloquinoline quinone (PQQ) -dependent dehydrogenase localized in the membrane and the redox system of PQQ are important, and little attention has been paid to the rest.
The inventor of the present invention pays attention to the fact that growth and fermentation are suppressed when the concentration of acetic acid is increased even when ethanol oxidation is sufficiently advanced as acetic acid fermentation proceeds, and an ATP generation system other than ethanol oxidation is important. I thought it was.

酢酸菌において、ATP生成は、ユビキノール・オキシダーゼによる補酵素の酸化還元反応にともなって生成するプロトン勾配の発生とリンクしてATPaseの作用による反応によるものとされている。ユビキノール・オキシダーゼへの還元力の供給は、PQQ以外にも、NAD関与およびFAD関与の反応が知られているが、これらの重要性については、従来知られていなかった。
そこで、本発明者は、酢酸菌の代謝経路の中で、NADの還元反応に関わる酵素として、解糖系、ペントースリン酸経路、エントナードードルフ経路、TCA回路などの中央代謝系に着目した。
In acetic acid bacteria, ATP production is attributed to the reaction by the action of ATPase linked to the generation of a proton gradient generated by the redox reaction of the coenzyme by ubiquinol oxidase. In addition to PQQ, the supply of reducing power to ubiquinol oxidase is known to involve reactions involving NAD and FAD, but the importance of these has not been known.
Therefore, the present inventor paid attention to a central metabolic system such as a glycolysis system, a pentose phosphate pathway, an Entner-Dordorf pathway, and a TCA circuit as an enzyme involved in the reduction reaction of NAD in the metabolic pathway of acetic acid bacteria.

この解糖系やペントースリン酸経路、エントナードードルフ経路、TCA回路などの中央代謝系によって生成したNADHをNADに再生し、電子をユビキノール・オキシダーゼに伝達するNADH脱水素酵素、特に電子伝達と同時に自身がプロトン勾配を生成する能力を有しているI型のNADH脱水素酵素複合体に着目した。
さらに、上記中央代謝系のうちFADの還元反応に関わる酵素として、コハク酸脱水素酵素や乳酸脱水素酵素、マレートキノン脱水素酵素などのFADを補酵素とする脱水素酵素にも着目した。
そして、酢酸菌のATP生成に関わるこれらの中央代謝系関連の酵素活性を測定し、酢酸発酵時と非発酵時とで比較すると共に、酢酸発酵の進行に伴う変化を観察したところ、特定の酵素活性が酢酸発酵時、特に酢酸発酵の進行に伴って顕著に低下することをはじめて見出した。
NADH produced by the central metabolic system such as glycolysis, pentose phosphate pathway, Entner-Dodorf pathway, and TCA cycle is regenerated to NAD, and NADH dehydrogenase that transmits electrons to ubiquinol oxidase, especially simultaneously with electron transfer We focused on the type I NADH dehydrogenase complex, which itself has the ability to generate a proton gradient.
Furthermore, as an enzyme involved in the reduction reaction of FAD in the central metabolic system, attention was also paid to dehydrogenases having FAD as a coenzyme, such as succinate dehydrogenase, lactate dehydrogenase, and malatequinone dehydrogenase.
Then, the enzyme activities related to the central metabolic system related to ATP production of acetic acid bacteria were measured, compared with those during acetic acid fermentation and those during non-fermentation, and changes in acetic acid fermentation were observed. It has been found for the first time that the activity decreases markedly during acetic acid fermentation, especially with the progress of acetic acid fermentation.

これらの知見に基づき、酢酸菌の酢酸耐性、すなわち、酢酸存在下での増殖や酢酸発酵能を改善するためには、酢酸発酵時に低下する酵素の活性を強化することが重要であるとの結論に達した。
そして、酢酸発酵時に活性の低下が観察された各酵素の活性を示すタンパク質をコードする新規な遺伝子を、酢酸菌からのクローニングにより見出した。そして、該遺伝子を、プラスミドベクターに連結して酢酸菌に形質転換してコピー数を増幅させ、酢酸を含有する培地での生育を元株との間で比較した。その結果、コピー数を増幅させた形質転換株においては、酵素活性が上昇し、これに伴い、高濃度の酢酸を含む培地での生育が改善されることを見出した。さらに、該形質転換株を使用してアルコールを含有する培地で培養することにより、酢酸の生成速度や蓄積できる酢酸濃度が高まったことから、酢酸耐性が向上し、食酢の効率よい生産能を有しかつ高濃度の酢酸を生産することができる新規な酢酸菌を育種できたことを見出した。
本発明は、係る知見に基くものである。
Based on these findings, it is concluded that in order to improve the acetic acid tolerance of acetic acid bacteria, that is, the growth in the presence of acetic acid and the ability to ferment acetic acid, it is important to enhance the activity of the enzyme that decreases during acetic acid fermentation. Reached.
And the novel gene which codes the protein which shows the activity of each enzyme in which the fall of activity was observed at the time of acetic acid fermentation was discovered by the cloning from acetic acid bacteria. Then, the gene was linked to a plasmid vector, transformed into acetic acid bacteria to amplify the copy number, and the growth in a medium containing acetic acid was compared with the original strain. As a result, it was found that in the transformed strain with the amplified copy number, the enzyme activity increased, and the growth in a medium containing a high concentration of acetic acid was improved accordingly. Furthermore, by culturing in a medium containing alcohol using the transformed strain, the acetic acid production rate and acetic acid concentration that can be accumulated increased, so that acetic acid resistance was improved, and vinegar had an efficient production capacity. In addition, it was found that a novel acetic acid bacterium capable of producing a high concentration of acetic acid could be bred.
The present invention is based on such knowledge.

すなわち、本発明は、下記の(1)〜(17)を提供するものである。
(1)NAD依存性イソクエン酸脱水素酵素、スクシニルCoA合成酵素、フマレートヒドラターゼ、マレートキノンオキシドレダクターゼ、NAD依存性リンゴ酸脱水素酵素(脱炭酸)、FAD依存性乳酸脱水素酵素、NADH脱水素酵素、グリセルアルデヒド−3−リン酸脱水素酵素、エノラーゼ、グルコース−6−リン酸脱水素酵素、6−ホスホグルコノラクトナーゼ、6−ホスホグルコネート脱水素酵素、及びホスホグルコネートデヒドラターゼからなる中央代謝系酵素群から選ばれる1又は2以上の酵素活性が増強されてなることを特徴とする酢酸存在下での生育能の向上した酢酸菌。
That is, the present invention provides the following (1) to (17).
(1) NAD-dependent isocitrate dehydrogenase, succinyl CoA synthase, fumarate hydratase, malate quinone oxidoreductase, NAD-dependent malate dehydrogenase (decarboxylation), FAD-dependent lactate dehydrogenase, NADH Dehydrogenase, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, enolase, glucose-6-phosphate dehydrogenase, 6-phosphogluconolactonase, 6-phosphogluconate dehydrogenase, and phosphogluconate dehydratase An acetic acid bacterium having improved growth ability in the presence of acetic acid, wherein one or more enzyme activities selected from the group of central metabolic enzymes consisting of

(2)NAD依存性イソクエン酸脱水素酵素、スクシニルCoA合成酵素、フマレートヒドラターゼ、マレートキノンオキシドレダクターゼ、NAD依存性リンゴ酸脱水素酵素(脱炭酸)、FAD依存性乳酸脱水素酵素、NADH脱水素酵素、グリセルアルデヒド−3−リン酸脱水素酵素、エノラーゼ、グルコース−6−リン酸脱水素酵素、6−ホスホグルコノラクトナーゼ、6−ホスホグルコネート脱水素酵素、及びホスホグルコネートデヒドラターゼからなる中央代謝系酵素群から選ばれる1又は2以上の酵素活性を示すタンパク質をコードする遺伝子を細胞に導入して発現させることによって酵素活性を増強することを特徴とする(1)記載の酢酸存在下での生育能の向上した酢酸菌の育種方法。 (2) NAD-dependent isocitrate dehydrogenase, succinyl CoA synthase, fumarate hydratase, malate quinone oxidoreductase, NAD-dependent malate dehydrogenase (decarboxylation), FAD-dependent lactate dehydrogenase, NADH Dehydrogenase, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, enolase, glucose-6-phosphate dehydrogenase, 6-phosphogluconolactonase, 6-phosphogluconate dehydrogenase, and phosphogluconate dehydratase (1) The acetic acid according to (1), wherein the enzyme activity is enhanced by introducing into a cell and expressing a gene encoding a protein exhibiting one or more enzyme activities selected from the group of central metabolic enzymes consisting of A method for breeding acetic acid bacteria with improved viability in the presence.

(3)NAD依存性イソクエン酸脱水素酵素をコードする遺伝子が、下記の(a)又は(b)に示すDNAであることを特徴とする(2)に記載の酢酸菌の育種方法。
(a)配列表の配列番号1に記載の塩基配列のうち、塩基番号84〜1112からなるDNA。
(b)配列表の配列番号1に記載の塩基配列のうち、塩基番号84〜1112からなる塩基配列からなるDNA又は該DNAの一部と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAであって、かつ、NAD依存性イソクエン酸脱水素酵素活性を示すタンパク質をコードするDNA。
(3) The method for breeding acetic acid bacteria according to (2), wherein the gene encoding the NAD-dependent isocitrate dehydrogenase is the DNA shown in the following (a) or (b):
(A) DNA consisting of base numbers 84 to 1112 among the base sequences set forth in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing.
(B) Among the nucleotide sequences set forth in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing, DNA comprising a nucleotide sequence consisting of nucleotide numbers 84 to 1112 or DNA comprising a nucleotide sequence complementary to a part of the DNA under stringent conditions DNA comprising a base sequence that hybridizes with DNA and encoding a protein exhibiting NAD-dependent isocitrate dehydrogenase activity.

(4)スクシニルCoA合成酵素をコードする遺伝子が、下記の(a)又は(b)に示すDNAであることを特徴とする(2)に記載の酢酸菌の育種方法。
(a)配列表の配列番号3に記載の塩基配列のうち、塩基番号130〜2218からなるDNA。
(b)配列表の配列番号3に記載の塩基配列のうち、塩基番号130〜2218からなる塩基配列からなるDNA又は該DNAの一部と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAであって、かつ、スクシニルCoA合成酵素活性を示すタンパク質をコードするDNA。
(4) The method for breeding acetic acid bacteria according to (2), wherein the gene encoding succinyl-CoA synthase is the DNA shown in the following (a) or (b):
(A) DNA consisting of base numbers 130 to 2218 among the base sequences set forth in SEQ ID NO: 3 in the sequence listing.
(B) Among the nucleotide sequences set forth in SEQ ID NO: 3 in the sequence listing, DNA having a nucleotide sequence consisting of nucleotide numbers 130 to 2218 or DNA having a nucleotide sequence complementary to a part of the DNA and stringent conditions A DNA comprising a base sequence that hybridizes with a DNA encoding a protein exhibiting succinyl-CoA synthetase activity.

(5)フマレートヒドラターゼをコードする遺伝子が、下記の(a)、(b)、(c)又は(d)に示すDNAであることを特徴とする(2)に記載の酢酸菌の育種方法。
(a)配列表の配列番号6に記載の塩基配列のうち、塩基番号23〜1819からなるDNA。
(b)配列表の配列番号6に記載の塩基配列のうち、塩基番号23〜1819からなる塩基配列からなるDNA又は該DNAの一部と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAであって、かつ、フマレートヒドラターゼ活性を示すタンパク質をコードするDNA。
(c)配列表の配列番号8に記載の塩基配列のうち、塩基番号85〜1458からなるDNA。
(d)配列表の配列番号8に記載の塩基配列のうち、塩基番号85〜1458からなる塩基配列からなるDNA又は該DNAの一部と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAであって、かつ、フマレートヒドラターゼ活性を示すタンパク質をコードするDNA。
(5) Breeding of acetic acid bacteria according to (2), wherein the gene encoding fumarate hydratase is the DNA shown in the following (a), (b), (c) or (d) Method.
(A) DNA consisting of base numbers 23 to 1819 among the base sequences set forth in SEQ ID NO: 6 in the sequence listing.
(B) Among the nucleotide sequences set forth in SEQ ID NO: 6 in the sequence listing, DNA having a nucleotide sequence consisting of nucleotide numbers 23 to 1819 or DNA having a nucleotide sequence complementary to a part of the DNA under stringent conditions DNA comprising a base sequence that hybridizes with DNA and encoding a protein exhibiting fumarate hydratase activity.
(C) DNA consisting of base numbers 85 to 1458 among the base sequences set forth in SEQ ID NO: 8 in the sequence listing.
(D) Among the nucleotide sequences set forth in SEQ ID NO: 8 in the sequence listing, DNA having a nucleotide sequence consisting of nucleotide numbers 85 to 1458 or DNA having a nucleotide sequence complementary to a part of the DNA and stringent conditions DNA comprising a base sequence that hybridizes with DNA and encoding a protein exhibiting fumarate hydratase activity.

(6)マレートキノンオキシドレダクターゼをコードする遺伝子が、下記の(a)又は(b)に示すDNAであることを特徴とする(2)に記載の酢酸菌の育種方法。
(a)配列表の配列番号10に記載の塩基配列のうち、塩基番号182〜1678からなるDNA。
(b)配列表の配列番号10に記載の塩基配列のうち、塩基番号182〜1678からなる塩基配列からなるDNA又は該DNAの一部と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAであって、かつ、マレートキノンオキシドレダクターゼ活性を示すタンパク質をコードするDNA。
(6) The method for breeding acetic acid bacteria according to (2), wherein the gene encoding malate quinone oxidoreductase is the DNA shown in the following (a) or (b):
(A) DNA consisting of base numbers 182 to 1678 among the base sequences set forth in SEQ ID NO: 10 in the sequence listing.
(B) Among the nucleotide sequences set forth in SEQ ID NO: 10 in the sequence listing, DNA comprising a nucleotide sequence consisting of nucleotide numbers 182-1678 or DNA comprising a nucleotide sequence complementary to a part of the DNA under stringent conditions DNA comprising a base sequence that hybridizes with DNA and encoding a protein exhibiting malate quinone oxidoreductase activity.

(7)NAD依存性リンゴ酸脱水素酵素(脱炭酸)をコードする遺伝子が、下記の(a)又は(b)に示すDNAであることを特徴とする(2)に記載の酢酸菌の育種方法。
(a)配列表の配列番号12に記載の塩基配列のうち、塩基番号89〜1891からなるDNA。
(b)配列表の配列番号12に記載の塩基配列のうち、塩基番号89〜1891からなる塩基配列からなるDNA又は該DNAの一部と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAであって、かつ、NAD依存性リンゴ酸脱水素酵素(脱炭酸)活性を示すタンパク質をコードするDNA。
(7) Breeding of acetic acid bacteria according to (2), wherein the gene encoding NAD-dependent malate dehydrogenase (decarboxylation) is the DNA shown in (a) or (b) below Method.
(A) DNA consisting of base numbers 89 to 1891 among the base sequences set forth in SEQ ID NO: 12 in the sequence listing.
(B) Among the nucleotide sequences set forth in SEQ ID NO: 12 of the Sequence Listing, DNA having a nucleotide sequence consisting of nucleotide numbers 89 to 1891 or DNA having a nucleotide sequence complementary to a part of the DNA and stringent conditions A DNA comprising a base sequence that hybridizes with a DNA encoding a protein exhibiting NAD-dependent malate dehydrogenase (decarboxylation) activity.

(8)FAD依存性乳酸脱水素酵素をコードする遺伝子が、下記の(a)又は(b)に示すDNAであることを特徴とする(2)に記載の酢酸菌の育種方法。
(a)配列表の配列番号14に記載の塩基配列のうち、塩基番号46〜1779からなるDNA。
(b)配列表の配列番号14に記載の塩基配列のうち、塩基番号46〜1779からなる塩基配列からなるDNA又は該DNAの一部と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAであって、かつ、FAD依存性乳酸脱水素酵素活性を示すタンパク質をコードするDNA。
(8) The method for breeding acetic acid bacteria according to (2), wherein the gene encoding the FAD-dependent lactate dehydrogenase is the DNA shown in the following (a) or (b):
(A) DNA consisting of base numbers 46 to 1779 among the base sequences set forth in SEQ ID NO: 14 in the sequence listing.
(B) Among the nucleotide sequences set forth in SEQ ID NO: 14 in the sequence listing, DNA having a nucleotide sequence consisting of nucleotide numbers 46 to 1779 or DNA having a nucleotide sequence complementary to a part of the DNA and stringent conditions DNA comprising a base sequence that hybridizes with DNA and encoding a protein exhibiting FAD-dependent lactate dehydrogenase activity.

(9)NADH脱水素酵素をコードする遺伝子が、下記の(a)又は(b)に示すNADH脱水素酵素複合体のサブユニットnuoMをコードするDNAであることを特徴とする請求項2に記載の酢酸菌の育種方法。
DNAであることを特徴とする(2)に記載の酢酸菌の育種方法。
(a)配列表の配列番号16に記載の塩基配列のうち、塩基番号186〜1727からなるDNA。
(b)配列表の配列番号16に記載の塩基配列のうち、塩基番号186〜1727からなるDNA又は該DNAの一部と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAであって、かつ、NADH脱水素酵素活性を示すタンパク質をコードするDNA。
(9) The gene encoding NADH dehydrogenase is DNA encoding the subunit nuM of the NADH dehydrogenase complex shown in the following (a) or (b): Breeding method of acetic acid bacteria.
The method for breeding acetic acid bacteria according to (2), which is DNA.
(A) DNA consisting of base numbers 186 to 1727 among the base sequences set forth in SEQ ID NO: 16 in the sequence listing.
(B) Among the nucleotide sequences set forth in SEQ ID NO: 16 in the sequence listing, it hybridizes under stringent conditions with DNA consisting of nucleotide numbers 186 to 1727 or with DNA complementary to a part of the DNA. DNA comprising a base sequence and encoding a protein exhibiting NADH dehydrogenase activity.

(10)グリセルアルデヒド−3−リン酸脱水素酵素をコードする遺伝子が、下記の(a)又は(b)に示すDNAであることを特徴とする(2)に記載の酢酸菌の育種方法。
(a)配列表の配列番号18記載の塩基配列のうち、塩基番号91〜1113からなるDNA。
(b)配列表の配列番号18に記載の塩基配列のうち、塩基番号91〜1113からなる塩基配列からなるDNA又は該DNAの一部と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAであって、かつ、グリセルアルデヒド−3−リン酸脱水素酵素活性を示すタンパク質をコードするDNA。
(10) The method for breeding acetic acid bacteria according to (2), wherein the gene encoding glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase is the DNA shown in (a) or (b) below: .
(A) DNA consisting of base numbers 91 to 1113 among the base sequences set forth in SEQ ID NO: 18 in the sequence listing.
(B) Among the nucleotide sequences set forth in SEQ ID NO: 18 in the sequence listing, DNA having a nucleotide sequence consisting of nucleotide numbers 91 to 1113 or DNA having a nucleotide sequence complementary to a part of the DNA and stringent conditions A DNA comprising a base sequence that hybridizes with a DNA encoding a protein exhibiting glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase activity.

(11)エノラーゼをコードする遺伝子が、下記の(a)又は(b)に示すDNAであることを特徴とする(2)に記載の酢酸菌の育種方法。
(a)配列表の配列番号20に記載の塩基配列のうち、塩基番号68〜1393からなるDNA。
(b)配列表の配列番号20に記載の塩基配列のうち、塩基番号68〜1393からなる塩基配列からなるDNA又は該DNAの一部と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAであって、かつ、エノラーゼ活性を示すタンパク質をコードするDNA。
(11) The method for breeding acetic acid bacteria according to (2), wherein the gene encoding enolase is the DNA shown in the following (a) or (b):
(A) DNA consisting of base numbers 68 to 1393 among the base sequences set forth in SEQ ID NO: 20 in the sequence listing.
(B) Among the nucleotide sequences set forth in SEQ ID NO: 20 in the sequence listing, DNA having a nucleotide sequence consisting of nucleotide numbers 68 to 1393 or DNA having a nucleotide sequence complementary to a part of the DNA and stringent conditions DNA comprising a base sequence that hybridizes with DNA and encoding a protein exhibiting enolase activity.

(12)グルコース−6−リン酸脱水素酵素をコードする遺伝子が、下記の(a)又は(b)に示すDNAであることを特徴とする(2)に記載の酢酸菌の育種方法。
(a)配列表の配列番号22に記載の塩基配列のうち、塩基番号71〜1600からなるDNA。
(b)配列表の配列番号22に記載の塩基配列のうち、塩基番号71〜1600からなる塩基配列からなるDNA又は該DNAの一部と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAであって、かつ、グルコース−6−リン酸脱水素酵素活性を示すタンパク質をコードするDNA。
(12) The method for breeding acetic acid bacteria according to (2), wherein the gene encoding glucose-6-phosphate dehydrogenase is the DNA shown in the following (a) or (b):
(A) DNA consisting of base numbers 71 to 1600 in the base sequence set forth in SEQ ID NO: 22 in the sequence listing.
(B) Among the nucleotide sequences set forth in SEQ ID NO: 22 in the sequence listing, DNA having a nucleotide sequence consisting of nucleotide numbers 71 to 1600 or DNA having a nucleotide sequence complementary to a part of the DNA and stringent conditions DNA comprising a base sequence that hybridizes with DNA and encoding a protein exhibiting glucose-6-phosphate dehydrogenase activity.

(13)6−ホスホグルコノラクトナーゼをコードする遺伝子が、下記の(a)又は(b)に示すDNAであることを特徴とする(2)に記載の酢酸菌の育種方法。
(a)配列表の配列番号24に記載の塩基配列のうち、塩基番号61〜873からなるDNA。
(b)配列表の配列番号24に記載の塩基配列のうち、塩基番号61〜873からなる塩基配列からなるDNA又は該DNAの一部と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAであって、かつ、6−ホスホグルコノラクトナーゼ活性を示すタンパク質をコードするDNA。
(13) The method for breeding acetic acid bacteria according to (2), wherein the gene encoding 6-phosphogluconolactonase is the DNA shown in the following (a) or (b):
(A) DNA consisting of base numbers 61 to 873 among the base sequences set forth in SEQ ID NO: 24 in the sequence listing.
(B) Among the nucleotide sequences set forth in SEQ ID NO: 24 in the sequence listing, DNA having a nucleotide sequence consisting of nucleotide numbers 61 to 873 or DNA having a nucleotide sequence complementary to a part of the DNA and stringent conditions A DNA comprising a base sequence that hybridizes with a DNA encoding a protein exhibiting 6-phosphogluconolactonase activity.

(14)6−ホスホグルコネート脱水素酵素をコードする遺伝子が、下記の(a)又は(b)に示すDNAであることを特徴とする(2)に記載の酢酸菌の育種方法。
(a)配列表の配列番号26に記載の塩基配列のうち、塩基番号72〜1070からなるDNA。
(b)配列表の配列番号26に記載の塩基配列のうち、塩基番号72〜1070からなる塩基配列からなるDNA又は該DNAの一部と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAであって、かつ、ホスホグルコネート脱水素酵素活性を示すタンパク質をコードするDNA。
(14) The method for breeding acetic acid bacteria according to (2), wherein the gene encoding 6-phosphogluconate dehydrogenase is the DNA shown in the following (a) or (b):
(A) DNA consisting of base numbers 72 to 1070 among the base sequences set forth in SEQ ID NO: 26 in the sequence listing.
(B) Among the nucleotide sequences set forth in SEQ ID NO: 26 of the Sequence Listing, DNA having a nucleotide sequence consisting of nucleotide numbers 72 to 1070 or DNA having a nucleotide sequence complementary to a part of the DNA and stringent conditions DNA comprising a base sequence that hybridizes with DNA and encoding a protein exhibiting phosphogluconate dehydrogenase activity.

(15)ホスホグルコネートデヒドラターゼをコードする遺伝子が、下記の(a)又は(b)に示すDNAであることを特徴とする(2)に記載の酢酸菌の育種方法。
(a)配列表の配列番号28に記載の塩基配列のうち、塩基番号78〜1916からなるDNA。
(b)配列表の配列番号28に記載の塩基配列のうち、塩基番号78〜1916からなる塩基配列からなるDNA又は該DNAの一部と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAであって、かつ、ホスホグルコネートデヒドラターゼ活性を示すタンパク質をコードするDNA。
(15) The method for breeding acetic acid bacteria according to (2), wherein the gene encoding phosphogluconate dehydratase is the DNA shown in the following (a) or (b):
(A) DNA consisting of base numbers 78 to 1916 among the base sequences set forth in SEQ ID NO: 28 in the sequence listing.
(B) Among the nucleotide sequences set forth in SEQ ID NO: 28 of the Sequence Listing, DNA having a nucleotide sequence consisting of nucleotide numbers 78 to 1916 or DNA having a nucleotide sequence complementary to a part of the DNA and stringent conditions DNA comprising a base sequence that hybridizes with DNA and encoding a protein exhibiting phosphogluconate dehydratase activity.

(16)酢酸菌が、グルコンアセトバクター属、又はアセトバクター属に属することを特徴とする(1)に記載の酢酸存在下での生育能の向上した酢酸菌。
(17)(1)に記載の酢酸存在下での生育能の向上した酢酸菌を、アルコールを含有する培地で培養して該培地中に酢酸を生成蓄積せしめることを特徴とする食酢の製造方法。
(16) The acetic acid bacterium having improved growth ability in the presence of acetic acid according to (1), wherein the acetic acid bacterium belongs to the genus Glucon acetobacter or genus Acetobacter.
(17) A method for producing vinegar, characterized in that the acetic acid bacteria having improved growth ability in the presence of acetic acid according to (1) are cultured in a medium containing alcohol and acetic acid is produced and accumulated in the medium. .

本発明によれば、酢酸菌に対して、酢酸存在下での生育能を高めることができる。そして、酢酸に対する耐性が顕著に向上する。その結果、培地中での酢酸発酵速度の向上や高濃度の酢酸を効率良く食酢を製造することができる。
本発明によれば、酢酸存在下での生育能が顕著に改善された酢酸菌が提供され、また、該酢酸菌を効率良く育種するための方法が提供される。この酢酸存在下での生育の向上した酢酸菌は、食酢の効率的な製造や高濃度の酢酸の製造に利用することができ、有用である。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the growth ability in the presence of acetic acid can be improved with respect to acetic acid bacteria. And the tolerance with respect to an acetic acid improves notably. As a result, it is possible to improve the rate of acetic acid fermentation in the medium and produce vinegar efficiently with a high concentration of acetic acid.
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the acetic acid bacterium in which the growth ability in the presence of acetic acid was remarkably improved is provided, and a method for efficiently breeding the acetic acid bacterium is provided. The acetic acid bacteria having improved growth in the presence of acetic acid can be used for the efficient production of vinegar and the production of acetic acid at a high concentration, and is useful.

以下、本発明を詳細に説明する。
(1)酢酸存在下での生育能の向上した酢酸菌
本発明の酢酸存在下での生育能の向上した酢酸菌は、中央代謝系酵素群から選ばれる1又は2以上の酵素活性が増強されてなることを特徴とする。
本発明において、中央代謝系酵素群は、解糖系、ペントースリン酸経路、エントナー・ドードルフ経路、TCA回路などを意味し、具体的には、NAD依存性イソクエン酸脱水素酵素、スクシニルCoA合成酵素、フマレートヒドラターゼ、マレートキノンオキシドレダクターゼ、NAD依存性リンゴ酸脱水素酵素(脱炭酸)、FAD依存性乳酸脱水素酵素、NADH脱水素酵素、グリセルアルデヒド−3−リン酸脱水素酵素、エノラーゼ、グルコース−6−リン酸脱水素酵素、6−ホスホグルコノラクトナーゼ、6−ホスホグルコネート脱水素酵素、及びホスホグルコネートデヒドラターゼからなるものである。
ここで、酵素活性が増強されるとは、中央代謝系酵素群から選ばれる1又は2以上の酵素活性が、親株(元株)の酢酸菌の同じ酵素の活性を超えることを意味し、1.2倍以上を示すことを意味する。酵素活性を増強するための具体的な手段については、下記の(2)にて詳述する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
(1) Acetic acid bacterium having improved growth ability in the presence of acetic acid The acetic acid bacterium having improved growth ability in the presence of acetic acid according to the present invention has enhanced one or more enzyme activities selected from the group of central metabolic enzymes. It is characterized by.
In the present invention, a central metabolic enzyme group means a glycolytic system, a pentose phosphate pathway, an Entner-Dordorf pathway, a TCA cycle, and the like. Fumarate hydratase, malate quinone oxidoreductase, NAD-dependent malate dehydrogenase (decarboxylation), FAD-dependent lactate dehydrogenase, NADH dehydrogenase, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, enolase , Glucose-6-phosphate dehydrogenase, 6-phosphogluconolactonase, 6-phosphogluconate dehydrogenase, and phosphogluconate dehydratase.
Here, “enhanced enzyme activity” means that one or more enzyme activities selected from the group of central metabolic enzymes exceeds the activity of the same enzyme of the acetic acid bacteria of the parent strain (former strain). . Means more than 2 times. Specific means for enhancing the enzyme activity will be described in detail in (2) below.

酢酸菌におけるこれらの中央代謝系酵素群の酵素活性は、例えば以下の方法で測定することができる。
まず、酢酸菌(元株)を、YPG培地(グルコース3%、酵母エキス0.5%、ポリペプトン0.2%、pH6.5)あるいはYPGE培地(グルコース3%、酵母エキス0.5%、ポリペプトン0.2%、エタノール2%、pH6.5。エタノール濃度は、培養中2%になるように制御)に植菌する。対数増殖後期の菌体あるいは定常期の菌体を使用して、調製した粗酵素液を測定対象とする。
ここで、酢酸菌としては、グルコンアセトバクター属又はアセトバクター属に属する酢酸菌を挙げることができ、具体例については、(2)において後述する通りである。中でも、グルコンアセトバクター・キシリヌス IFO3288株を用いることが好ましい。
The enzyme activity of these central metabolic enzymes in acetic acid bacteria can be measured, for example, by the following method.
First, acetic acid bacteria (former strain) is added to YPG medium (glucose 3%, yeast extract 0.5%, polypeptone 0.2%, pH 6.5) or YPGE medium (glucose 3%, yeast extract 0.5%, polypeptone). 0.2%, ethanol 2%, pH 6.5, ethanol concentration is controlled to 2% during culture). The crude enzyme solution prepared using the cells in the late logarithmic growth phase or the cells in the stationary phase is used as the measurement target.
Here, examples of acetic acid bacteria include acetic acid bacteria belonging to the genus Glucon acetobacter or genus Acetobacter, and specific examples are as described later in (2). Among them, it is preferable to use Glucon Acetobacter xylinus IFO3288 strain.

粗酵素液としては、培養液を遠心分離して集菌し、得られた沈殿物を50mM リン酸カリウム緩衝液(pH7.5)にけん濁・洗浄し、フレンチプレス(20,000psi)で2回処理した後、未破砕細胞を遠心分離で除去して調製した上澄を使用することができる。ただし、マレートキノンオキシドレダクターゼ及びNADH脱水素酵素については、上記細胞破砕液を超遠心分離(70000rpm、1時間)して得られた沈殿画分を粗酵素液として使用する。
酵素活性の測定方法は、各酵素ごとに、例えば以下のような条件で行うことができる。
The crude enzyme solution was collected by centrifuging the culture solution, suspended in 50 mM potassium phosphate buffer (pH 7.5) and washed, and then 2% with a French press (20,000 psi). After the treatment, the supernatant prepared by removing undisrupted cells by centrifugation can be used. However, for malate quinone oxidoreductase and NADH dehydrogenase, the precipitate fraction obtained by ultracentrifugation (70,000 rpm, 1 hour) of the cell lysate is used as a crude enzyme solution.
The enzyme activity can be measured for each enzyme, for example, under the following conditions.

NAD依存性イソクエン酸脱水素酵素は、EC:1.1.1.41として分類されている酵素を指し、その酵素活性は、NADPのかわりにNADを使用した以外は、「メソッズ・イン・エンザイモロジー(Methods in Enzymology)13巻、p.30−p.33、1969年」に記載の方法に準じて測定できる。   NAD-dependent isocitrate dehydrogenase refers to an enzyme classified as EC: 1.1.1.41, and the enzyme activity is “Methods in Enza, except that NAD is used instead of NADP. It can be measured according to the method described in “Imology (Methods in Enzymology) Vol. 13, p. 30-p. 33, 1969”.

スクシニルCoA合成酵素は、EC:6.2.1.5として分類されている酵素を指し、その酵素活性は、GTPをATPに変更し、NADH溶液の濃度を1.6mMに変更する以外は「メソッズ・イン・エンザイモロジー(Methods in Enzymology)13巻、p.62−p.69、1969年」に記載の方法に準じて測定できる。   Succinyl-CoA synthase refers to an enzyme classified as EC: 6.2.1.5, and its enzyme activity is “GTP is changed to ATP, except that the NADH solution concentration is changed to 1.6 mM”. It can be measured according to the method described in “Methods in Enzymology”, Volume 13, p.62-p.69, 1969 ”.

フマレートヒドラターゼは、EC:4.2.1.2として分類されている酵素を指し、その酵素活性は、「メソッズ・イン・エンザイモロジー(Methods in Enzymology) 13巻、p.91−p.99、1969年」に記載の方法に準じて測定できる。   Fumarate hydratase refers to an enzyme classified as EC: 4.2.1.2, whose enzymatic activity is “Methods in Enzymology, Vol. 13, p. 91-p. .99, 1969 ".

マレートキノンオキシドレダクターゼ(マレートキノン脱水素酵素)は、EC:1.1.99.16として分類されている酵素を指し、その酵素活性は、「ヨーロピアン・ジャーナル・オブ・バイオケミストリー(Eur.J.Biochem.)254巻、p.395−p.403、1998年」に記載の方法に準じて測定できる。   Malate quinone oxidoreductase (malate quinone dehydrogenase) refers to an enzyme classified as EC: 1.1.9.16, whose enzyme activity is described in “European Journal of Biochemistry (Eur.J. Biochem.) 254, p.395-p.403, 1998 ”.

NAD依存性リンゴ酸脱水素酵素(脱炭酸)は、EC:1.1.1.38として分類されている酵素を指し、その酵素活性は、「バイオケミカル・ジャーナル(Biochemcal Journal)97巻、p.284−p.297、1965年」に記載の方法に準じて測定できる。   NAD-dependent malate dehydrogenase (decarboxylation) refers to an enzyme classified as EC: 1.1.1.38, whose enzyme activity is described in “Biochemical Journal 97, p. .284-p.297, 1965 ".

FAD依存性乳酸脱水素酵素は、EC:1.1.1.28として分類されている酵素を指し、その酵素活性は、「バイオサイエンス・バイオテクノロジー・バイオケミストリー(Biosci.Biotechnol.Biochem.)68巻、p.516−p.522、2004年」に記載の方法に準じて測定できる。   FAD-dependent lactate dehydrogenase refers to an enzyme classified as EC: 1.1.1.28, whose enzyme activity is “Biosci. Biotechnol. Biochem.” 68 Volume, p.516-p.522, 2004 ”can be measured.

NADH脱水素酵素は、EC:1.6.5.3として分類されている酵素を指し、NADH脱水素酵素複合体としてサブユニットnuoMなどを含んでいる。その酵素活性は、「バイオケミストリー(Biochemistry)26巻、p.7732−p.7737、1987年」に記載の方法に準じて測定できる。   NADH dehydrogenase refers to an enzyme classified as EC: 1.6.5.3, and includes subunits nuroM and the like as NADH dehydrogenase complexes. The enzyme activity can be measured according to the method described in “Biochemistry Vol. 26, p. 7732-p. 7737, 1987”.

グリセルアルデヒド−3−リン酸脱水素酵素は、EC:1.2.1.12として分類されている酵素を指し、その酵素活性は、「メソッズ・イン・エンザイモロジー(Methods in Enzymology)41巻、p.264−p.273、1975年」に記載の方法に準じて測定できる。   Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase refers to an enzyme classified as EC: 1.2.1.12. The enzyme activity is “Methods in Enzymology 41”. Volume, p.264-p.273, 1975 "can be measured.

エノラーゼは、EC:4.2.1.11として分類されている酵素を指し、その酵素活性は、「メソッズ・イン・エンザイモロジー(Methods in Enzymology)9巻、p.670−p.679、1966年」に記載の方法に準じて測定できる。   Enolase refers to an enzyme classified as EC: 4.2.1.11, whose enzyme activity is “Methods in Enzymology, Vol. 9, p. 670-p. It can be measured according to the method described in “1966”.

グルコース−6−リン酸脱水素酵素は、EC:1.1.1.49として分類されている酵素を指し、その酵素活性は、「バイオサイエンス・バイオテクノロジー・アンド・バイオケミストリー(Bioscience,Biotechnology and Biochemistry)」,67巻,12号,p.2648−2651,2003年」に記載の方法に準じて測定できる。   Glucose-6-phosphate dehydrogenase refers to an enzyme classified as EC: 1.1.1.149, whose enzyme activity is described in “Bioscience, Biotechnology and Biochemistry and Biochemistry”. Biochemistry) ", Vol. 67, No. 12, p. 2648-2651, 2003 ".

6−ホスホグルコノラクトナーゼは、EC:3.1.1.31として分類されている酵素を指し、その酵素活性は、「プロシーディングス・ナチュラル・アカデミー・サイエンス USA(Proc.Natl.Acad.Sci.USA)」,82巻,11号,p.3876−3878,1985年」に記載の方法に準じて測定できる。   6-phosphogluconolactonase refers to an enzyme classified as EC: 3.1.1.31, and its enzymatic activity is determined according to “Procedures Natural Academy Science USA (Proc. Natl. Acad. Sci. USA) ", Volume 82, No. 11, p. 3876-3878, 1985 ".

6−ホスホグルコネート脱水素酵素は、EC:1.1.1.44として分類されている酵素を指し、その酵素活性は、「バイオサイエンス・バイオテクノロジイー・アンド・バイオケミストリー(Bioscience,Biotechnology and Biochemistry)」,67巻,12号,p.2648−2651,2003年」に記載の方法に準じて測定できる。   6-phosphogluconate dehydrogenase refers to an enzyme classified as EC: 1.1.1.14, whose enzyme activity is described in “Bioscience, Biotechnology and Biochemistry”. Biochemistry) ", Vol. 67, No. 12, p. 2648-2651, 2003 ".

ホスホグルコネートデヒドラターゼは、EC:4.2.1.12として分類されている酵素を指し、その酵素活性は、エントナー・ドードルフ経路全体の活性として「ジャーナル・オブ・バイオテクノロジー(Journal of Biotecnology),105巻,p.11−31,2003年」に記載の方法に準じて測定できる。   Phosphogluconate dehydratase refers to an enzyme that has been classified as EC: 4.2.1.12, whose enzymatic activity is referred to as the activity of the entire Entner-Dordorf pathway as described in “Journal of Biotechnology, 105, p.11-31, 2003 ".

本発明の酢酸菌は、上述したような中央代謝系酵素群から選ばれる1又は2以上の酵素活性が増強されてなることにより、酢酸存在下での生育能が向上したものとなっている。すなわち、元株の場合は酢酸存在下では生育が阻害され増殖が伸び悩むが、本発明の酢酸菌は、酢酸存在下でも生育が阻害されず、増殖を続けることができる。
ここで、酢酸存在下での生育能が向上したことについては、例えば、元株の酢酸菌と酵素活性が増強されてなる酢酸菌とを、酢酸、エタノール、及び耐性遺伝子に対応する抗生物質(アンピシリンなど)を含むYPG培地にて25〜35℃で培養を行い、培地における生育(増殖度合い)を660nmにおける吸光度を測定して比較することにより確認することができる。酢酸存在下での生育向上とは元株より短時間で吸光度が0.1以上となることを意味する。
The acetic acid bacterium of the present invention has enhanced viability in the presence of acetic acid by enhancing one or more enzyme activities selected from the group of central metabolic enzymes as described above. That is, in the case of the original strain, growth is inhibited and growth is difficult to grow in the presence of acetic acid, but the acetic acid bacterium of the present invention can continue to grow without being inhibited even in the presence of acetic acid.
Here, with regard to the improvement of the growth ability in the presence of acetic acid, for example, the acetic acid bacterium of the original strain and the acetic acid bacterium with enhanced enzyme activity are combined with acetic acid, ethanol, and antibiotics corresponding to resistance genes ( Culturing is performed at 25 to 35 ° C. in a YPG medium containing ampicillin and the like, and growth (growth degree) in the medium can be confirmed by measuring and comparing the absorbance at 660 nm. Growth improvement in the presence of acetic acid means that the absorbance becomes 0.1 or more in a shorter time than the original strain.

このような本発明の酢酸菌としては、以下の14種類の酢酸菌を挙げることができる。NAD依存性イソクエン酸脱水素酵素の酵素活性が増強されてなるである。
これらの本発明の酢酸菌は、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(日本国茨城県つくば市東1丁目1番地1中央第6)に2005年2月2日又は2月22日付けで寄託されており、その寄託番号は、グルコンアセトバクター・キシリヌス IFO3288/pICDがFERM ABP−10254、グルコンアセトバクター・キシリヌス IFO3288/pSUCがFERM ABP−10257、グルコンアセトバクター・キシリヌス IFO3288/pFUMAがFERM ABP−10251、グルコンアセトバクター・キシリヌス IFO3288/pFUMCがFERM ABP−10252、グルコンアセトバクター・キシリヌス IFO3288/pMQOがFERM ABP−10219、グルコンアセトバクター・キシリヌス IFO3288/pMALがFERM ABP−10218、グルコンアセトバクター・キシリヌス IFO3288/pLDHがFERM ABP−10217、グルコンアセトバクター・キシリヌス IFO3288/pNDHがFERM ABP−10255、グルコンアセトバクター・キシリヌス IFO3288/pGLDがFERM ABP−10253、グルコンアセトバクター・キシリヌス IFO3288/pENOがFERM ABP−10211、グルコンアセトバクター・キシリヌス IFO3288/pG6PがFERM ABP−10215、グルコンアセトバクター・キシリヌス IFO3288/pPGLがFERM ABP−10223、グルコンアセトバクター・キシリヌス IFO3288/pPGDがFERM ABP−10221、グルコンアセトバクター・キシリヌス IFO3288/pPGHがFERM ABP−10256である。
Examples of such acetic acid bacteria of the present invention include the following 14 types of acetic acid bacteria. The enzyme activity of NAD-dependent isocitrate dehydrogenase is enhanced.
These acetic acid bacteria of the present invention were obtained from the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology patent biological deposit center (February 1st, 1st, 1st, 1st, 6th, 1st, Tsukuba, Ibaraki, Japan) on February 2, 2005 or February 22, 2005. The deposit numbers are: Glucon Acetobacter xylinus IFO3288 / pICD for FERM ABP-10254, Glucon Acetobacter xylinus IFO3288 / pSUC for FERM ABP-10257, Glucon Acetobacter xylinus IFO3288 / ERFUP -10251, Glucon Acetobacter xylinus IFO3288 / pFUMC is FERM ABP-10252, Glucon Acetobacter xylinus IFO3288 / pMQO is FERM ABP-10219, Glucon acetobac -Xylinus IFO3288 / pMAL is FERM ABP-10218, Glucon Acetobacter xylinus IFO3288 / pLDH is FERM ABP-10217, Glucon Acetobacter xylinus IFO3288 / pNDH is FERM ABP-10255, Glucon Acetobacter LD / 88F ABP-10253, Glucon Acetobacter xylinus IFO3288 / pENO is FERM ABP-10221, Glucon Acetobacter xylinus IFO3288 / pG6P is FERM ABP-10215, Glucon Acetobacter xylinus IFO3288 / pPGL is FER102 AB Concon Xylinus IFO3288 / pPGD FERM ABP-10221, Gluconacetobacter-Kishirinusu IFO3288 / pPGH is FERM ABP-10256.

(2)本発明の育種方法
本発明の育種方法は、上記(1)で説明した酢酸存在下での生育能の向上した酢酸菌の育種方法であり、上記(1)で挙げた特定の中央代謝系酵素群から選ばれる1又は2以上の酵素活性を示すタンパク質をコードする遺伝子を細胞に導入して発現させることによって酵素活性を増強することを特徴とする。
中央代謝系酵素群から選ばれる1又は2以上の酵素活性を示すタンパク質をコードする遺伝子とは、具体的には、以下の(A)〜(M)に示す13種類の遺伝子を意味する。
(2) Breeding method of the present invention The breeding method of the present invention is a method for breeding acetic acid bacteria having improved growth ability in the presence of acetic acid described in (1) above, and the specific center mentioned in (1) above. The enzyme activity is enhanced by introducing into a cell and expressing a gene encoding a protein showing one or more enzyme activities selected from the group of metabolic enzymes.
Specifically, the gene encoding a protein having one or more enzyme activities selected from the group of central metabolic enzymes means the 13 types of genes shown in the following (A) to (M).

(A)NAD依存性イソクエン酸脱水素酵素をコードする遺伝子
NAD依存性イソクエン酸脱水素酵素をコードする遺伝子としては、NAD依存性イソクエン脱水素酵素活性を示すタンパク質をコードする遺伝子であれば、酢酸菌やシュワネラ・オネイデンシス(Shewanella oneidensis)由来の遺伝子を用いることができる。尚、シュワネラ・オネイデンシス(Shewanella oneidensis)のS01538遺伝子は、NCBIデータベースにGI number 24347300として遺伝子の塩基配列及びコードするタンパク質のアミノ酸配列が公開されている。
このうち、特に、酢酸菌(アセトバクター・アルトアセチゲネス MH−24株)由来のNAD依存性イソクエン酸脱水素酵素をコードする遺伝子、つまり、配列表の配列番号2記載のアミノ酸配列を有するタンパク質をコードするDNA、具体的には、(a)配列表の配列番号1に記載の塩基配列のうち、塩基番号84〜1112からなるDNAが好ましい。
(A) Gene encoding NAD-dependent isocitrate dehydrogenase As a gene encoding NAD-dependent isocitrate dehydrogenase, acetic acid can be used as long as it encodes a protein showing NAD-dependent isocitrate dehydrogenase activity. A gene derived from a fungus or Shewanella oneidensis can be used. As for the S01538 gene of Shewanella oneidensis, the nucleotide sequence of the gene and the amino acid sequence of the encoded protein are disclosed in the NCBI database as GI number 24347300.
Among these, in particular, a gene encoding an NAD-dependent isocitrate dehydrogenase derived from acetic acid bacteria (Acetobacter altoacetigenes MH-24), that is, a protein having an amino acid sequence described in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing. The DNA to be encoded, specifically, the DNA consisting of base numbers 84 to 1112 among the base sequences set forth in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing (a) is preferable.

また、配列表の配列番号2記載のアミノ酸配列を有するタンパク質の本来のNAD依存性イソクエン酸脱水素酵素活性が損なわれない限り、1又は複数の位置で1又は数個のアミノ酸が置換、欠失又は付加されたタンパク質をコードするDNA、具体的には、(b)配列表の配列番号1に記載の塩基配列のうち、塩基番号84〜1112からなる塩基配列からなるDNA又は該DNAの一部と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAであって、かつ、NAD依存性イソクエン酸脱水素酵素活性を示すタンパク質をコードするDNAであっても良い。
ここでいうストリンジェントな条件とは、いわゆる特異的なハイブリッドが形成され、非特異的なハイブリッドが形成されない条件をいう。この条件を明確に数値化することは困難であるが、一例を示せば、相同性が高い核酸同士、例えば70%以上の相同性を有するDNA同士がハイブリダイズし、それより相同性が低い核酸同士がハイブリダイズしない条件、あるいは通常のハイブリダイゼーションの洗浄条件、例えば1×SSCで0.1%SDSに相当する塩濃度で60℃で洗浄が行われる条件などが挙げられる。
Moreover, unless the original NAD-dependent isocitrate dehydrogenase activity of the protein having the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing is impaired, one or several amino acids are substituted or deleted at one or more positions. Or a DNA encoding the added protein, specifically, (b) a DNA consisting of a base sequence consisting of base numbers 84 to 1112 or a part of the DNA among the base sequences set forth in SEQ ID NO: 1 of the sequence listing A DNA comprising a base sequence that hybridizes under stringent conditions with a DNA consisting of a complementary base sequence and a DNA encoding a protein exhibiting NAD-dependent isocitrate dehydrogenase activity good.
The stringent condition referred to here is a condition in which a so-called specific hybrid is formed and a non-specific hybrid is not formed. Although it is difficult to quantify these conditions clearly, for example, nucleic acids with high homology, for example, DNAs having homology of 70% or more hybridize and nucleic acids with lower homology than that. Examples include conditions that do not hybridize with each other, or normal hybridization washing conditions, such as conditions in which washing is performed at 60 ° C. with a salt concentration corresponding to 0.1% SDS with 1 × SSC.

配列表の配列番号2に記載のアミノ酸配列は、S01538遺伝子のコードするタンパク質とアミノ酸配列で52%の相同性を示す。   The amino acid sequence described in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing shows 52% homology with the protein encoded by the S01538 gene in terms of amino acid sequence.

(B)スクシニルCoA合成酵素をコードする遺伝子
スクシニルCoA合成酵素をコードする遺伝子としては、スクシニルCoA合成酵素活性を示すタンパク質をコードする遺伝子であれば、酢酸菌や大腸菌由来の遺伝子を用いることができる。尚、大腸菌のsucCsucDオペロンを構成するsucC遺伝子及びsucD遺伝子の塩基配列及び該遺伝子がコードするタンパク質のアミノ酸配列は、NCBIデータベースに公開されており、各遺伝子のGI numberは、sucC遺伝子がGI number 16128703であり、sucD遺伝子がGI number 16128704である。
このうち特に、酢酸菌(アセトバクター・アルトアセチゲネス MH−24株)由来のスクシニルCoA合成酵素をコードする遺伝子、つまり、配列表の配列番号4記載のアミノ酸配列を有するタンパク質及び配列番号5記載のアミノ酸配列を有するタンパク質をコードするDNA、具体的には、(a)配列表の配列番号3に記載の塩基配列のうち、塩基番号130〜2218からなるDNAが好ましい。また、配列表の配列番号4記載のアミノ酸配列及び配列番号6記載のアミノ酸配列を有するタンパク質の本来のスクシニルCoA合成酵素活性が損なわれない限り、1又は複数の位置で1又は数個のアミノ酸が置換、欠失又は付加されたタンパク質をコードするDNA、具体的には、(b)配列表の配列番号3に記載の塩基配列のうち、塩基番号130〜2218からなる塩基配列からなるDNA又は該DNAの一部と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAであって、かつ、スクシニルCoA合成酵素活性を示すタンパク質をコードするDNAであっても良い。ストリンジェントな条件については、(A)において述べたのと同様である。
(B) Gene encoding succinyl-CoA synthetase As a gene encoding succinyl-CoA synthetase, genes derived from acetic acid bacteria or Escherichia coli can be used as long as they encode proteins showing succinyl-CoA synthetase activity. . The nucleotide sequence of the sucC gene and the sucD gene constituting the sucCsucD operon of Escherichia coli and the amino acid sequence of the protein encoded by the gene are published in the NCBI database. And the sucD gene is GI number 16128704.
Among these, in particular, a gene encoding a succinyl CoA synthase derived from an acetic acid bacterium (Acetobacter altoacetylenes MH-24), that is, a protein having an amino acid sequence described in SEQ ID NO: 4 in the sequence listing and a protein described in SEQ ID NO: 5 A DNA encoding a protein having an amino acid sequence, specifically, a DNA consisting of base numbers 130 to 2218 among the base sequences described in SEQ ID NO: 3 in the sequence listing (a) is preferable. Moreover, as long as the original succinyl CoA synthase activity of the protein having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4 and the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6 is not impaired, one or several amino acids are present at one or more positions. DNA encoding a substituted, deleted or added protein, specifically, (b) DNA consisting of a base sequence consisting of base numbers 130 to 2218 among the base sequences set forth in SEQ ID NO: 3 of the sequence listing, A DNA comprising a base sequence that hybridizes under stringent conditions with a DNA comprising a base sequence complementary to a part of the DNA, and a DNA encoding a protein exhibiting succinyl-CoA synthase activity good. The stringent conditions are the same as described in (A).

上記(a)又は(b)に示すDNAは、SucC遺伝子とSucD遺伝子とのオペロンをなすものであり、SucC部分は配列番号3記載の塩基配列のうち塩基番号130〜1341部分に対応し、SucD部分は、同塩基配列のうち塩基番号1346〜2218部分に対応する。
配列表の配列番号4記載のアミノ酸配列は、上記sucCsucDオペロンのsucC遺伝子のコードするたんぱく質とアミノ酸配列で53%の相同性を示す。
また、配列表の配列番号5記載のアミノ酸配列は、上記オペロンのsucD遺伝子のコードするたんぱく質とアミノ酸配列で64%の相同性を示す。
The DNA shown in the above (a) or (b) forms an operon of the SucC gene and the SucD gene, and the SucC portion corresponds to the base number 130 to 1341 portion of the base sequence described in SEQ ID NO: 3, The portion corresponds to the base numbers 1346 to 2218 in the base sequence.
The amino acid sequence described in SEQ ID NO: 4 in the sequence listing shows 53% homology with the protein encoded by the sucC gene of the sucCsucD operon.
The amino acid sequence described in SEQ ID NO: 5 in the sequence listing shows 64% homology in amino acid sequence with the protein encoded by the sucD gene of the operon.

(C)フマレートヒドラターゼをコードする遺伝子
フマレートヒドラターゼをコードする遺伝子としては、フマレートヒドラターゼ活性を示すタンパク質をコードする遺伝子であれば遺伝子であれば、酢酸菌や大腸菌由来の遺伝子を用いることができる。尚、大腸菌のfumA遺伝子の塩基配列及び該遺伝子がコードするタンパク質のアミノ酸配列は、NCBIデータベースに、GI number 16129570として公開されており、大腸菌のfumC遺伝子の塩基配列及び該遺伝子がコードするタンパク質のアミノ酸配列は、NCBIデータベースに、GI number 16129569として公開されている。
このうち特に、酢酸菌(アセトバクター・アルトアセチゲネス MH−24株)由来のフマレートヒドラターゼをコードする遺伝子、つまり、配列表の配列番号7記載のアミノ酸配列を有するタンパク質をコードするDNA、具体的には、(a)配列表の配列番号6に記載の塩基配列のうち、塩基番号23〜1819からなるDNAが好ましい。また、配列表の配列番号7記載のアミノ酸配列を有するタンパク質の本来のフマレートヒドラターゼ活性が損なわれない限り、1又は複数の位置で1又は数個のアミノ酸が置換、欠失又は付加されたタンパク質をコードするDNA、具体的には、(b)配列表の配列番号6に記載の塩基配列のうち、塩基番号23〜1819からなる塩基配列からなるDNA又は該DNAの一部と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAであって、かつ、フマレートヒドラターゼ活性を示すタンパク質をコードするDNAであっても良い。ストリンジェントな条件については、(A)において述べたのと同様である。
(C) Gene encoding fumarate hydratase The gene encoding fumarate hydratase is a gene encoding a protein exhibiting fumarate hydratase activity. Can be used. The base sequence of the E. coli fumA gene and the amino acid sequence of the protein encoded by the gene have been published as GI number 16129570 in the NCBI database. The base sequence of the E. coli fumC gene and the amino acid of the protein encoded by the gene The sequence is published as GI number 16129959 in the NCBI database.
Among these, in particular, a DNA encoding a fumarate hydratase derived from acetic acid bacteria (Acetobacter altoacetigenes MH-24), that is, a DNA encoding a protein having an amino acid sequence described in SEQ ID NO: 7 in the sequence listing, Specifically, DNA consisting of base numbers 23 to 1819 is preferable among the base sequences set forth in SEQ ID NO: 6 in the sequence listing (a). In addition, one or several amino acids were substituted, deleted or added at one or a plurality of positions as long as the original fumarate hydratase activity of the protein having the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 7 in the sequence listing was not impaired. DNA encoding a protein, specifically, (b) of the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 6 in the sequence listing, complementary to DNA consisting of the nucleotide sequence consisting of nucleotide numbers 23 to 1819 or a part of the DNA It may be a DNA comprising a base sequence that hybridizes with a DNA comprising a base sequence under stringent conditions and a DNA encoding a protein exhibiting fumarate hydratase activity. The stringent conditions are the same as described in (A).

同様に、配列番号9記載のアミノ酸配列を有するタンパク質をコードするDNA、具体的には、(c)配列表の配列番号8に記載の塩基配列のうち、塩基番号85〜1458からなるDNAが好ましい。また、配列表の配列番号9記載のアミノ酸配列を有するタンパク質の本来のフマレートヒドラターゼ活性が損なわれない限り、1又は複数の位置で1又は数個のアミノ酸が置換、欠失又は付加されたタンパク質をコードするDNA、具体的には、(d)配列表の配列番号8に記載の塩基配列のうち、塩基番号85〜1458からなる塩基配列からなるDNA又は該DNAの一部と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAであって、かつ、フマレートヒドラターゼ活性を示すタンパク質をコードするDNAであっても良い。ストリンジェントな条件については、(A)において述べたのと同様である。   Similarly, a DNA encoding a protein having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 9, specifically, (c) a DNA consisting of base numbers 85 to 1458 among the base sequences set forth in SEQ ID NO: 8 in the sequence listing is preferable. . In addition, one or several amino acids were substituted, deleted or added at one or a plurality of positions as long as the original fumarate hydratase activity of the protein having the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 9 in the sequence listing was not impaired. DNA encoding a protein, specifically, (d) of the base sequence set forth in SEQ ID NO: 8 in the sequence listing, is complementary to DNA consisting of a base sequence consisting of base numbers 85 to 1458 or a part of the DNA It may be a DNA containing a base sequence that hybridizes with a DNA comprising a base sequence under stringent conditions and a DNA encoding a protein exhibiting fumarate hydratase activity. The stringent conditions are the same as described in (A).

配列表の配列番号7記載のアミノ酸配列は、fumA遺伝子のコードするたんぱく質とアミノ酸配列で63%の相同性を示す。また、配列表の配列番号9記載のアミノ酸配列は、酢酸菌由来のfumC遺伝子のコードするたんぱく質とアミノ酸配列で55%の相同性を示す。   The amino acid sequence described in SEQ ID NO: 7 in the sequence listing shows 63% homology with the protein encoded by the fumA gene. Further, the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 9 in the sequence listing shows 55% homology with the protein encoded by the acetic acid bacteria-derived fumC gene.

(D)マレートキノンオキシドレダクターゼをコードする遺伝子
マレートキノンオキシドレダクターゼをコードする遺伝子としては、マレートキノンオキシドレダクターゼ活性を示すタンパク質をコードする遺伝子であれば、酢酸菌や大腸菌由来の遺伝子を用いることができる。尚、大腸菌のyojH遺伝子の塩基配列及び該遺伝子がコードするタンパク質のアミノ酸配列は、NCBIデータベースに、GI number 16130147として公開されている。
このうち特に、酢酸菌(アセトバクター・アルトアセチゲネス MH−24株)由来のマレートキノンオキシドレダクターゼをコードする遺伝子、つまり、配列表の配列番号11記載のアミノ酸配列を有するタンパク質をコードするDNA、具体的には、(a)配列表の配列番号10に記載の塩基配列のうち、塩基番号182〜1678からなるDNAが好ましい。
(D) Gene encoding malate quinone oxidoreductase As a gene encoding malate quinone oxidoreductase, genes derived from acetic acid bacteria and Escherichia coli are used as long as they encode a protein exhibiting malate quinone oxidoreductase activity. be able to. The base sequence of the yojH gene of Escherichia coli and the amino acid sequence of the protein encoded by the gene are disclosed as GI number 16130147 in the NCBI database.
Among these, in particular, a gene encoding a malate quinone oxidoreductase derived from an acetic acid bacterium (Acetobacter altoacetylenes MH-24 strain), that is, a DNA encoding a protein having an amino acid sequence described in SEQ ID NO: 11 in the Sequence Listing, Specifically, DNA consisting of base numbers 182-1678 is preferred among the base sequences set forth in SEQ ID NO: 10 in the sequence listing (a).

また、配列表の配列番号11記載のアミノ酸配列を有するタンパク質の本来のマレートキノンオキシドレダクターゼ活性が損なわれない限り、1又は複数の位置で1又は数個のアミノ酸が置換、欠失又は付加されたタンパク質をコードするDNA、具体的には、(b)配列表の配列番号10に記載の塩基配列のうち、塩基番号182〜1678からなる塩基配列からなるDNA又は該DNAの一部と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAであって、かつ、マレートキノンオキシドレダクターゼ活性を示すタンパク質をコードするDNAであっても良い。ストリンジェントな条件については、(A)において述べたのと同様である。   In addition, one or several amino acids are substituted, deleted or added at one or a plurality of positions as long as the original malate quinone oxidoreductase activity of the protein having the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 11 in the sequence listing is not impaired. DNA encoding a protein, specifically, (b) of the base sequence set forth in SEQ ID NO: 10 of the sequence listing, complementary to DNA consisting of the base sequence consisting of base numbers 182-1678 or a part of the DNA It may be a DNA containing a base sequence that hybridizes with a DNA comprising a simple base sequence under stringent conditions, and a DNA encoding a protein exhibiting malate quinone oxidoreductase activity. The stringent conditions are the same as described in (A).

配列表の配列番号11に記載のアミノ酸配列は、yojH遺伝子とコードするタンパク質とアミノ酸配列で59%の相同性を示す。   The amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 11 in the Sequence Listing shows 59% homology with the protein encoding the yojH gene and the amino acid sequence.

(E)NAD依存性リンゴ酸脱水素酵素(脱炭酸)をコードする遺伝子
NAD依存性リンゴ酸脱水素酵素(脱炭酸)をコードする遺伝子としては、NAD依存性リンゴ酸脱水素酵素(脱炭酸)活性を示すタンパク質をコードする遺伝子であれば、酢酸菌や大腸菌由来の遺伝子を用いることができる。尚、大腸菌のsfcA遺伝子の塩基配列及び該遺伝子がコードするタンパク質のアミノ酸配列は、NCBIデータベースに、GI number 16129438として公開されている。
このうち特に、酢酸菌(アセトバクター・アルトアセチゲネス MH−24株)由来のNAD依存性リンゴ酸脱水素酵素(脱炭酸)をコードする遺伝子、つまり、配列表の配列番号13記載のアミノ酸配列を有するタンパク質をコードするDNA、具体的には、(a)配列表の配列番号12に記載の塩基配列のうち、塩基番号89〜1891からなるDNAが好ましい。
(E) Gene encoding NAD-dependent malate dehydrogenase (decarboxylation) As a gene encoding NAD-dependent malate dehydrogenase (decarboxylation), NAD-dependent malate dehydrogenase (decarboxylation) A gene derived from acetic acid bacteria or Escherichia coli can be used as long as it is a gene encoding a protein exhibiting activity. The nucleotide sequence of the sfcA gene of Escherichia coli and the amino acid sequence of the protein encoded by the gene are disclosed as GI number 16129438 in the NCBI database.
Among these, in particular, a gene encoding an NAD-dependent malate dehydrogenase (decarboxylation) derived from acetic acid bacteria (Acetobacter altoacetylenes MH-24 strain), that is, the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 13 in the sequence listing A DNA encoding a protein having a specific sequence, specifically, a DNA consisting of base numbers 89 to 1891 among (a) the base sequence set forth in SEQ ID NO: 12 in the sequence listing is preferable.

また、配列表の配列番号13記載のアミノ酸配列を有するタンパク質の本来のNAD依存性リンゴ酸脱水素酵素(脱炭酸)活性が損なわれない限り、1又は複数の位置で1又は数個のアミノ酸が置換、欠失又は付加されたタンパク質をコードするDNA、具体的には、(b)配列表の配列番号12に記載の塩基配列のうち、塩基番号89〜1891からなる塩基配列からなるDNA又は該DNAの一部と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAであって、かつ、NAD依存性リンゴ酸脱水素酵素(脱炭酸)活性を示すタンパク質をコードするDNAであっても良い。ストリンジェントな条件については、(A)において述べたのと同様である。   In addition, as long as the original NAD-dependent malate dehydrogenase (decarboxylation) activity of the protein having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 13 in the sequence listing is not impaired, one or several amino acids are present at one or more positions. DNA encoding a substituted, deleted or added protein, specifically, (b) DNA consisting of a base sequence consisting of base numbers 89 to 1891 among base sequences set forth in SEQ ID NO: 12 of the sequence listing, A DNA comprising a base sequence that hybridizes under stringent conditions with a DNA comprising a base sequence complementary to a part of the DNA, and that exhibits NAD-dependent malate dehydrogenase (decarboxylation) activity It may be DNA encoding The stringent conditions are the same as described in (A).

配列表の配列番号13に記載のアミノ酸配列は、sfcA遺伝子とコードするタンパク質とアミノ酸配列で44%の相同性を示すと共に、NAD依存性リンゴ酸脱水素酵素(脱炭酸)において共通に保存されているモチーフPfam00390ともscore728.2の高い相同性を有している。   The amino acid sequence described in SEQ ID NO: 13 in the sequence listing shows 44% homology with the protein encoding the sfcA gene in amino acid sequence and is commonly conserved in NAD-dependent malate dehydrogenase (decarboxylation). The motif Pfam00390 also has a high homology of score 728.2.

(F)FAD依存性乳酸脱水素酵素をコードする遺伝子
FAD依存性乳酸脱水素酵素をコードする遺伝子としては、FAD依存性乳酸脱水素酵素活性を示すタンパク質をコードする遺伝子であれば、酢酸菌や大腸菌由来の遺伝子を用いることができる。尚、大腸菌のdld遺伝子の塩基配列及び該遺伝子がコードするタンパク質のアミノ酸配列は、NCBIデータベースに、GI number 16130071として公開されている。
このうち特に、酢酸菌(アセトバクター・アルトアセチゲネス MH−24株)由来のFAD依存性乳酸脱水素酵素をコードする遺伝子、つまり、配列表の配列番号15記載のアミノ酸配列を有するタンパク質をコードするDNA、具体的には、(a)配列表の配列番号14に記載の塩基配列のうち、塩基番号46〜1779からなるDNAが好ましい。
(F) Gene encoding FAD-dependent lactate dehydrogenase As a gene encoding FAD-dependent lactate dehydrogenase, any gene that encodes a protein exhibiting FAD-dependent lactate dehydrogenase activity may be acetic acid bacteria or A gene derived from E. coli can be used. The base sequence of the dld gene of E. coli and the amino acid sequence of the protein encoded by the gene are disclosed as GI number 16130071 in the NCBI database.
Among these, in particular, it encodes a gene encoding an FAD-dependent lactate dehydrogenase derived from acetic acid bacteria (Acetobacter altoacetigenes MH-24), that is, a protein having the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 15 in the sequence listing. DNA, specifically, (a) Of the base sequences set forth in SEQ ID NO: 14 in the sequence listing, DNA consisting of base numbers 46 to 1779 is preferred.

また、配列表の配列番号15記載のアミノ酸配列を有するタンパク質の本来のFAD依存性乳酸脱水素酵素活性が損なわれない限り、1又は複数の位置で1又は数個のアミノ酸が置換、欠失又は付加されたタンパク質をコードするDNA、具体的には、(b)配列表の配列番号14に記載の塩基配列のうち、塩基番号46〜1779からなる塩基配列からなるDNA又は該DNAの一部と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAであって、かつ、FAD依存性乳酸脱水素酵素活性を示すタンパク質をコードするDNAであっても良い。ストリンジェントな条件については、(A)において述べたのと同様である。   In addition, as long as the original FAD-dependent lactate dehydrogenase activity of the protein having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 15 in the sequence listing is not impaired, 1 or several amino acids are substituted, deleted, or deleted at one or a plurality of positions. DNA encoding the added protein, specifically, among (b) the base sequence set forth in SEQ ID NO: 14 of the sequence listing, DNA consisting of the base sequence consisting of base numbers 46 to 1779, or a part of the DNA It may be a DNA containing a base sequence that hybridizes with a DNA comprising a complementary base sequence under stringent conditions, and a DNA encoding a protein exhibiting FAD-dependent lactate dehydrogenase activity. The stringent conditions are the same as described in (A).

配列表の配列番号15に記載のアミノ酸配列は、dld遺伝子とコードするタンパク質とアミノ酸配列で58%の相同性を示す。   The amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 15 in the sequence listing shows 58% homology in amino acid sequence with the protein encoding the dld gene.

(G)NADH脱水素酵素をコードする遺伝子
NADH脱水素酵素をコードする遺伝子としては、NADH脱水素酵素活性を示すタンパク質をコードする遺伝子であれば特に限定はなく、酢酸菌や大腸菌由来の遺伝子を用いることができる。また、NADH脱水素酵素複合体をコードする全ての遺伝子を用いてもよいが、サブユニットの1つ又は2つ以上の遺伝子を用いることもできる。尚、大腸菌のnuoオペロン中のnuoM遺伝子の塩基配列及び該遺伝子がコードするタンパク質のアミノ酸配列は、NCBIデータベースに、GI number 16130212として公開されている。
このうち特に、酢酸菌(グルコンアセトバクター・キシリヌス IFO3288株)由来のNADH脱水素酵素複合体のサブユニットnuoMをコードする遺伝子(nuoM遺伝子)、つまり、配列表の配列番号17記載のアミノ酸配列を有するタンパク質をコードするDNA、具体的には、(a)配列表の配列番号16に記載の塩基配列のうち、塩基番号186〜1727からなるDNAが好ましい。
(G) Gene encoding NADH dehydrogenase The gene encoding NADH dehydrogenase is not particularly limited as long as it is a gene encoding a protein exhibiting NADH dehydrogenase activity. Can be used. In addition, all genes encoding NADH dehydrogenase complex may be used, but one or more genes of subunits can also be used. The nucleotide sequence of the nuM gene in the nuo operon of Escherichia coli and the amino acid sequence of the protein encoded by the gene are disclosed as GI number 16130212 in the NCBI database.
Among them, in particular, it has a gene (nuoM gene) encoding the subunit nuM of the NADH dehydrogenase complex derived from acetic acid bacteria (Gluconacetobacter xylinus IFO3288 strain), that is, the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 17 in the Sequence Listing. A DNA encoding a protein, specifically, a DNA comprising base numbers 186 to 1727 among the base sequences set forth in SEQ ID NO: 16 in the (a) Sequence Listing is preferable.

また、配列表の配列番号17記載のアミノ酸配列を有するタンパク質の本来のNADH脱水素酵素活性が損なわれない限り、1又は複数の位置で1又は数個のアミノ酸が置換、欠失又は付加されたタンパク質をコードするDNA、具体的には、(b)配列表の配列番号16に記載の塩基配列のうち、塩基番号186〜1727からなるDNA又は該DNAの一部と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAであって、かつ、NADH脱水素酵素活性を示すタンパク質をコードするDNAであっても良い。ストリンジェントな条件については、(A)において述べたのと同様である。   In addition, one or several amino acids were substituted, deleted or added at one or a plurality of positions as long as the original NADH dehydrogenase activity of the protein having the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 17 in the sequence listing was not impaired. DNA encoding a protein, specifically, (b) out of the base sequence set forth in SEQ ID NO: 16 of the sequence listing, consisting of DNA consisting of base numbers 186 to 1727 or a base sequence complementary to part of the DNA It may be DNA containing a base sequence that hybridizes with DNA under stringent conditions, and may encode a protein that exhibits NADH dehydrogenase activity. The stringent conditions are the same as described in (A).

配列表の配列番号17に記載のアミノ酸配列は、nuoM遺伝子をコードするタンパク質とアミノ酸配列で36%の相同性を示す。   The amino acid sequence described in SEQ ID NO: 17 in the sequence listing shows 36% homology with the protein encoding the nuM gene in amino acid sequence.

(H)グリセルアルデヒド−3−リン酸脱水素酵素をコードする遺伝子
グリセルアルデヒド−3−リン酸脱水素酵素をコードする遺伝子としては、グリセルアルデヒド−3−リン酸脱水素酵素活性を示すタンパク質をコードする遺伝子であれば、酢酸菌や大腸菌由来の遺伝子を用いることができる。尚、大腸菌のgapA遺伝子の塩基配列及び該遺伝子がコードするタンパク質のアミノ酸配列は、NCBIデータベースに、GI number 16129733として公開されている。
このうち特に、酢酸菌(アセトバクター・アルトアセチゲネス MH−24株)由来のグリセルアルデヒド−3−リン酸脱水素酵素をコードする遺伝子、つまり、配列表の配列番号19記載のアミノ酸配列を有するタンパク質をコードするDNA、具体的には、(a)配列表の配列番号18記載の塩基配列のうち、塩基番号91〜1113からなるDNAが好ましい。
(H) Gene encoding glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase The gene encoding glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase exhibits glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase activity. As long as it is a gene encoding a protein, a gene derived from acetic acid bacteria or Escherichia coli can be used. The base sequence of the E. coli gapA gene and the amino acid sequence of the protein encoded by the gene are disclosed as GI number 16129733 in the NCBI database.
Among these, in particular, it has a gene encoding glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase derived from acetic acid bacteria (Acetobacter altoacetylenes MH-24 strain), that is, the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 19 in the Sequence Listing. A DNA encoding a protein, specifically, a DNA consisting of base numbers 91 to 1113 among the base sequences described in SEQ ID NO: 18 in the sequence table (a) is preferable.

また、配列表の配列番号19記載のアミノ酸配列を有するタンパク質の本来のグリセルアルデヒド−3−リン酸脱水素酵素活性が損なわれない限り、1又は複数の位置で1又は数個のアミノ酸が置換、欠失又は付加されたタンパク質をコードするDNA、具体的には、(b)配列表の配列番号18に記載の塩基配列のうち、塩基番号91〜1113からなる塩基配列からなるDNA又は該DNAの一部と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAであって、かつ、グリセルアルデヒド−3−リン酸脱水素酵素活性を示すタンパク質をコードするDNAであっても良い。ストリンジェントな条件については、(A)において述べたのと同様である。   Further, as long as the original glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase activity of the protein having the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 19 in the sequence listing is not impaired, one or several amino acids are substituted at one or a plurality of positions. DNA encoding a deleted or added protein, specifically, (b) DNA consisting of a base sequence consisting of base numbers 91 to 1113 among the base sequences set forth in SEQ ID NO: 18 of the sequence listing or the DNA A DNA comprising a base sequence that hybridizes under stringent conditions with a DNA comprising a base sequence complementary to a part of the protein, and encoding a protein exhibiting glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase activity It may also be DNA. The stringent conditions are the same as described in (A).

配列表の配列番号19に記載のアミノ酸配列は、gapA遺伝子をコードするタンパク質とアミノ酸配列で48%の相同性を示すと共に、グリセルアルデヒド−3−リン酸脱水素酵素において共通に保存されているモチーフPfam00044ともscore630.2の高い相同性を有している。   The amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 19 in the sequence listing shows 48% homology with the protein encoding the gapA gene in amino acid sequence and is commonly conserved in glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase. The motif Pfam00044 also has a high homology of score630.2.

(I)エノラーゼをコードする遺伝子
エノラーゼをコードする遺伝子としては、エノラーゼ活性を示すタンパク質をコードする遺伝子であれば、酢酸菌や大腸菌由来の遺伝子を用いることができる。尚、大腸菌のeno遺伝子の塩基配列及びコードするタンパク質のアミノ酸配列は、NCBIデータベースに、GI number 16130686として公開されている。
このうち特に、酢酸菌(アセトバクター・アルトアセチゲネス MH−24株)由来のエノラーゼをコードする遺伝子、つまり、配列表の配列番号21記載のアミノ酸配列を有するタンパク質をコードするDNA、具体的には、(a)配列表の配列番号20に記載の塩基配列のうち、塩基番号68〜1393からなるDNAが好ましい。
(I) Gene Encoding Enolase As a gene encoding enolase, a gene derived from acetic acid bacteria or Escherichia coli can be used as long as it encodes a protein exhibiting enolase activity. The nucleotide sequence of the E. coli eno gene and the amino acid sequence of the encoded protein are disclosed as GI number 16130686 in the NCBI database.
Among these, in particular, a DNA encoding an enolase derived from an acetic acid bacterium (Acetobacter altoacetigenes MH-24 strain), that is, a DNA encoding a protein having the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 21 in the Sequence Listing, specifically (A) Of the base sequences set forth in SEQ ID NO: 20 in the sequence listing, DNA consisting of base numbers 68 to 1393 is preferred.

また、配列表の配列番号2記載のアミノ酸配列を有するタンパク質の本来のエノラーゼ活性が損なわれない限り、1又は複数の位置で1又は数個のアミノ酸が置換、欠失又は付加されたタンパク質をコードするDNA、具体的には、(b)配列表の配列番号20に記載の塩基配列のうち、塩基番号68〜1393からなる塩基配列からなるDNA又は該DNAの一部と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAであって、かつ、エノラーゼ活性を示すタンパク質をコードするDNAであっても良い。ストリンジェントな条件については、(A)において述べたのと同様である。   In addition, it encodes a protein in which one or several amino acids are substituted, deleted or added at one or a plurality of positions as long as the original enolase activity of the protein having the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing is not impaired Specifically, from (b) DNA consisting of a base sequence consisting of base numbers 68 to 1393 among base sequences set forth in SEQ ID NO: 20 of the sequence listing or a base sequence complementary to a part of the DNA DNA that includes a base sequence that hybridizes with a DNA under stringent conditions, and that encodes a protein exhibiting enolase activity. The stringent conditions are the same as described in (A).

配列表の配列番号21に記載のアミノ酸配列は、eno遺伝子をコードするタンパク質とアミノ酸配列で52%の相同性を示すと共に、エノラーゼにおいて共通に保存されているモチーフPfam00113ともscore678.2の高い相同性を有している。   The amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 21 in the sequence listing shows 52% homology in amino acid sequence with the protein encoding the eno gene, and also has a high homology of score 678.2 with the motif Pfam00113 commonly conserved in enolase have.

(J)グルコース−6−リン酸脱水素酵素をコードする遺伝子
グルコース−6−リン酸脱水素酵素をコードする遺伝子としては、グルコース−6−リン酸脱水素酵素活性を示すタンパク質をコードする遺伝子であれば、酢酸菌や大腸菌由来の遺伝子を用いることができる。尚、大腸菌のzwf遺伝子の塩基配列及び該遺伝子のコードするタンパク質のアミノ酸配列は、NCBIデータベースに、GI number 16129805として公開されている。
このうち特に、酢酸菌(アセトバクター・アルトアセチゲネス MH−24株)由来のグルコース−6−リン酸脱水素酵素をコードする遺伝子、つまり、配列表の配列番号23記載のアミノ酸配列を有するタンパク質をコードするDNA、具体的には、(a)配列表の配列番号22に記載の塩基配列のうち、塩基番号71〜1600からなるDNAが好ましい。
(J) Gene encoding glucose-6-phosphate dehydrogenase The gene encoding glucose-6-phosphate dehydrogenase is a gene encoding a protein exhibiting glucose-6-phosphate dehydrogenase activity. If there are, genes derived from acetic acid bacteria or E. coli can be used. The base sequence of the zwf gene of Escherichia coli and the amino acid sequence of the protein encoded by the gene are published as GI number 16129805 in the NCBI database.
Among these, in particular, a gene encoding glucose-6-phosphate dehydrogenase derived from acetic acid bacteria (Acetobacter altoacetigenes MH-24), that is, a protein having an amino acid sequence described in SEQ ID NO: 23 in the sequence listing The DNA to be encoded, specifically, the DNA consisting of base numbers 71 to 1600 in the base sequence set forth in SEQ ID NO: 22 in the sequence table (a) is preferable.

また、配列表の配列番号23記載のアミノ酸配列を有するタンパク質の本来のグルコース−6−リン酸脱水素酵素活性が損なわれない限り、1又は複数の位置で1又は数個のアミノ酸が置換、欠失又は付加されたタンパク質をコードするDNA、具体的には、(b)配列表の配列番号22に記載の塩基配列のうち、塩基番号71〜1600からなる塩基配列からなるDNA又は該DNAの一部と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAであって、かつ、グルコース−6−リン酸脱水素酵素活性を示すタンパク質をコードするDNAであっても良い。ストリンジェントな条件については、(A)において述べたのと同様である。   Further, unless the original glucose-6-phosphate dehydrogenase activity of the protein having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 23 in the sequence listing is impaired, one or several amino acids are substituted or missing at one or more positions. DNA encoding the lost or added protein, specifically, (b) DNA consisting of a base sequence consisting of base numbers 71 to 1600 of the base sequence set forth in SEQ ID NO: 22 of the sequence listing or one of the DNAs A DNA comprising a base sequence that hybridizes under stringent conditions with a DNA comprising a base sequence complementary to the DNA and encoding a protein exhibiting glucose-6-phosphate dehydrogenase activity. May be. The stringent conditions are the same as described in (A).

配列表の配列番号23に記載のアミノ酸配列は、zwf遺伝子をコードするタンパク質とアミノ酸配列で39%の相同性を示す。   The amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 23 in the sequence listing shows 39% homology with the protein encoding the zwf gene in amino acid sequence.

(K)6−ホスホグルコノラクトナーゼをコードする遺伝子
6−ホスホグルコノラクトナーゼをコードする遺伝子としては、6−ホスホグルコノラクトナーゼ活性を示すタンパク質をコードする遺伝子であれば、酢酸菌やメソリゾビウム・ロチ(Mesorhizobium loti)由来の遺伝子を用いることができる。尚、メソリゾビウム・ロチ(Mesorhizobium loti)のml16514遺伝子の塩基配列及び該遺伝子がコードするタンパク質のアミノ酸配列は、NCBIデータベースに、GI number 13475444として公開されている。
このうち特に、酢酸菌(アセトバクター・アルトアセチゲネス MH−24株)由来の6−ホスホグルコノラクトナーゼをコードする遺伝子、つまり、配列表の配列番号25記載のアミノ酸配列を有するタンパク質をコードするDNA、具体的には、(a)配列表の配列番号24に記載の塩基配列のうち、塩基番号61〜873からなるDNAが好ましい。
(K) Gene encoding 6-phosphogluconolactonase As a gene encoding 6-phosphogluconolactonase, if it is a gene encoding a protein showing 6-phosphogluconolactonase activity, acetic acid bacteria or A gene derived from Mesohizobium loti can be used. The base sequence of the Mesorhizobium loti ml16514 gene and the amino acid sequence of the protein encoded by the gene are disclosed in the NCBI database as GI number 13475444.
Among these, in particular, it encodes a gene encoding 6-phosphogluconolactonase derived from acetic acid bacteria (Acetobacter altoacetigenes MH-24), that is, a protein having the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 25 in the Sequence Listing. DNA, specifically, (a) Of the base sequence set forth in SEQ ID NO: 24 in the sequence listing, DNA consisting of base numbers 61 to 873 is preferred.

また、配列表の配列番号25記載のアミノ酸配列を有するタンパク質の本来の6−ホスホグルコノラクトナーゼ活性が損なわれない限り、1又は複数の位置で1又は数個のアミノ酸が置換、欠失又は付加されたタンパク質をコードするDNA、具体的には、(b)配列表の配列番号24に記載の塩基配列のうち、塩基番号61〜873からなる塩基配列からなるDNA又は該DNAの一部と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAであって、かつ、6−ホスホグルコノラクトナーゼ活性を示すタンパク質をコードするDNAであっても良い。ストリンジェントな条件については、(A)において述べたのと同様である。   Moreover, as long as the original 6-phosphogluconolactonase activity of the protein having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 25 in the sequence listing is not impaired, one or several amino acids are substituted, deleted or deleted at one or a plurality of positions. DNA encoding the added protein, specifically, among (b) the base sequence set forth in SEQ ID NO: 24 of the sequence listing, DNA consisting of the base sequence consisting of base numbers 61 to 873, or a part of the DNA It may be a DNA containing a base sequence that hybridizes under stringent conditions with a DNA comprising a complementary base sequence, and may be a DNA encoding a protein exhibiting 6-phosphogluconolactonase activity. The stringent conditions are the same as described in (A).

配列表の配列番号25に記載のアミノ酸配列は、ml16514遺伝子をコードするタンパク質とアミノ酸配列で32%の相同性を示す。   The amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 25 in the sequence listing shows 32% homology with the protein encoding the ml16514 gene in amino acid sequence.

(L)6−ホスホグルコネート脱水素酵素をコードする遺伝子
6−ホスホグルコネート脱水素酵素をコードする遺伝子としては、6−ホスホグルコネート脱水素酵素を有するタンパク質をコードする遺伝子であれば、酢酸菌や大腸菌由来の遺伝子を用いることができる。尚、大腸菌のgnd遺伝子の塩基配列及び該遺伝子がコードするタンパク質のアミノ酸配列は、NCBIデータベースに、GI number 16129970として公開されている。
このうち特に、酢酸菌(アセトバクター・アルトアセチゲネス MH−24株)由来の6−ホスホグルコネート脱水素酵素をコードする遺伝子、つまり、配列表の配列番号27記載のアミノ酸配列を有するタンパク質をコードするDNA、具体的には、(a)配列表の配列番号26に記載の塩基配列のうち、塩基番号72〜1070からなるDNAが好ましい。
(L) Gene encoding 6-phosphogluconate dehydrogenase The gene encoding 6-phosphogluconate dehydrogenase is acetic acid as long as it is a gene encoding a protein having 6-phosphogluconate dehydrogenase. A gene derived from a fungus or E. coli can be used. The base sequence of the gnd gene of Escherichia coli and the amino acid sequence of the protein encoded by the gene are disclosed in the NCBI database as GI number 16129970.
Among these, in particular, a gene encoding 6-phosphogluconate dehydrogenase derived from acetic acid bacteria (Acetobacter altoacetylenes MH-24 strain), that is, a protein having the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 27 in the sequence listing is encoded. More specifically, (a) Of the base sequences set forth in SEQ ID NO: 26 in the sequence listing, DNA consisting of base numbers 72 to 1070 is preferable.

また、配列表の配列番号27記載のアミノ酸配列を有するタンパク質の本来の6−ホスホグルコネート脱水素酵素活性が損なわれない限り、1又は複数の位置で1又は数個のアミノ酸が置換、欠失又は付加されたタンパク質をコードするDNA、具体的には、(b)配列表の配列番号26に記載の塩基配列のうち、塩基番号72〜1070からなる塩基配列からなるDNA又は該DNAの一部と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAであって、かつ、ホスホグルコネート脱水素酵素活性を示すタンパク質をコードするDNAであっても良い。ストリンジェントな条件については、(A)において述べたのと同様である。   Further, as long as the original 6-phosphogluconate dehydrogenase activity of the protein having the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 27 in the sequence listing is not impaired, one or several amino acids are substituted or deleted at one or a plurality of positions. Or a DNA encoding the added protein, specifically, (b) a DNA consisting of a base sequence consisting of base numbers 72 to 1070 or a part of the DNA among the base sequences set forth in SEQ ID NO: 26 of the sequence listing It may be a DNA comprising a base sequence that hybridizes under stringent conditions with a DNA comprising a base sequence that is complementary to the DNA, and a DNA that encodes a protein exhibiting phosphogluconate dehydrogenase activity. The stringent conditions are the same as described in (A).

配列表の配列番号27に記載のアミノ酸配列は、gnd遺伝子をコードするタンパク質とアミノ酸配列で35%の相同性を示す。   The amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 27 in the sequence listing shows 35% homology with the protein encoding the gnd gene in amino acid sequence.

(M)ホスホグルコネートデヒドラターゼをコードする遺伝子
ホスホグルコネートデヒドラターゼをコードする遺伝子としては、ホスホグルネートヒドラターゼ活性を示すタンパク質をコードする遺伝子であれば、酢酸菌や大腸菌由来の遺伝子を用いることができる。尚、大腸菌のedd遺伝子の塩基配列及び該遺伝子がコードするタンパク質のアミノ酸配列は、NCBIデータベースに、GI number 16129804として公開されている。
このうち特に、酢酸菌(アセトバクター・アルトアセチゲネス MH−24株)由来のホスホグルコネートデヒドラターゼをコードする遺伝子、つまり、配列表の配列番号29記載のアミノ酸配列を有するタンパク質をコードするDNA、具体的には、(a)配列表の配列番号28に記載の塩基配列のうち、塩基番号78〜1916からなるDNAが好ましい。
(M) Gene encoding phosphogluconate dehydratase As a gene encoding phosphogluconate dehydratase, a gene derived from acetic acid bacteria or Escherichia coli may be used as long as it is a gene encoding a protein exhibiting phosphogluconate hydratase activity. it can. The base sequence of the edd gene of Escherichia coli and the amino acid sequence of the protein encoded by the gene are disclosed as GI number 16129804 in the NCBI database.
Among these, in particular, a DNA encoding a phosphogluconate dehydratase derived from an acetic acid bacterium (Acetobacter altoacetylenes MH-24 strain), that is, a DNA encoding a protein having an amino acid sequence described in SEQ ID NO: 29 in the sequence listing, Specifically, DNA consisting of base numbers 78 to 1916 among the base sequences set forth in SEQ ID NO: 28 in the sequence listing is preferable.

また、配列表の配列番号29記載のアミノ酸配列を有するタンパク質の本来のホスホグルコネートデヒドラターゼ活性が損なわれない限り、1又は複数の位置で1又は数個のアミノ酸が置換、欠失又は付加されたタンパク質をコードするDNA、具体的には、(b)配列表の配列番号28に記載の塩基配列のうち、塩基番号78〜1916からなる塩基配列からなるDNA又は該DNAの一部と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAであって、かつ、ホスホグルコネートデヒドラターゼ活性を示すタンパク質をコードするDNAであっても良い。ストリンジェントな条件については、(A)において述べたのと同様である。   In addition, one or several amino acids were substituted, deleted or added at one or more positions as long as the original phosphogluconate dehydratase activity of the protein having the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 29 in the sequence listing was not impaired. DNA encoding a protein, specifically, (b) of the base sequence set forth in SEQ ID NO: 28 in the sequence listing, complementary to DNA consisting of the base sequence consisting of base numbers 78 to 1916 or a part of the DNA It may be a DNA comprising a base sequence that hybridizes with a DNA comprising a base sequence under stringent conditions and a DNA encoding a protein exhibiting phosphogluconate dehydratase activity. The stringent conditions are the same as described in (A).

配列表の配列番号29に記載のアミノ酸配列は、edd遺伝子をコードするタンパク質とアミノ酸配列で58%の相同性を示す。   The amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 29 in the sequence listing shows 58% homology with the protein encoding the edd gene in amino acid sequence.

上記(A)〜(M)に挙げた各中央代謝系酵素群から選ばれた各酵素活性を示すタンパク質をコードする遺伝子の入手方法については、特に限定されないが、上記したように、大腸菌、シュワネラ・オネイデンシス(Shewanella oneidensis)、メソリゾビウム・ロチ(Mesorhizobium loti)、酢酸菌などの微生物においては、各酵素遺伝子の塩基配列が明らかであることから、該配列から設計したプライマーやプローブを利用してこれらの微生物のゲノムDNAから入手することができる。
例えば、各遺伝子を構成するDNAの塩基配列に基づいて合成したオリゴヌクレオチドをプライマーとして用い、酢酸菌(例えば、アセトバクター・アルトアセチゲネスMH−24(Acetobacter altoacetigenes MH-24)株やグルコンアセトバクター・キシリヌス IFO3288(Gluconacetobacter xylinus IFO3288))、大腸菌(例えば、大腸菌K−12株)、シュワネラ・オネイデンシス(Shewanella oneidensis)(例えば、MR−1株(ATCC700550))、メソリゾビウム・ロチ(Mesorhizobium loti)(例えば、MAFF303099(独立行政法人農業生物資源研究所から分譲可能))などのゲノムDNA、好ましくは酢酸菌(特にアセトバクター・アルトアセチゲネスMH−24(Acetobacter altoacetigenes MH-24)株やグルコンアセトバクター・キシリヌス IFO3288(Gluconacetobacter xylinus IFO3288))のDNAを鋳型として用いるポリメラーゼ・チェーン・リアクション(PCR反応)(トレンズ・オブ・ジェネティックス(Trends Genet.)5巻,185頁,1989年)によって得ることができる。PCR反応は、アプライドバイオシステムズ社(Applied Biosystems)製のサーマルサイクラーGeneAmp2400などを用い、TaqDNAポリメラーゼ(宝酒造社製)やKOD−Plus−(東洋紡績社製)を使用して、定法に従って行なうことができる。
The method for obtaining a gene encoding a protein exhibiting each enzyme activity selected from each of the central metabolic enzyme groups listed in the above (A) to (M) is not particularly limited, but as described above, Escherichia coli and Schwanella・ In microorganisms such as Shewanella oneidensis, Mesorhizobium loti, and acetic acid bacteria, the base sequence of each enzyme gene is clear, so these primers and probes designed from the sequence are used. It can be obtained from the genomic DNA of microorganisms.
For example, an oligonucleotide synthesized based on the base sequence of DNA constituting each gene is used as a primer, and acetic acid bacteria (for example, Acetobacter altoacetigenes MH-24 strain, Xyrinus IFO3288 (Gluconacetobacter xylinus IFO3288)), E. coli (eg, E. coli K-12 strain), Shewanella oneidensis (eg, MR-1 strain (ATCC 700550)), Mesorhizobium loti 30 (eg, MAsorhizobium loti 30) (Available from the National Institute of Agrobiological Sciences)), preferably acetic acid bacteria (especially Acetobacter altoacetigenes MH-24) and Gluconacetobacter xylinus IF 3288 (Gluconacetobacter xylinus IFO3288)) of DNA polymerase chain reaction (PCR reaction) (Trends Of Genetics (Trends Genet.) Using as template 5 vol, 185 pp, it can be obtained by 1989). The PCR reaction can be performed according to a conventional method using TaqDNA polymerase (Takara Shuzo) or KOD-Plus- (Toyobo) using a thermal cycler GeneAmp2400 manufactured by Applied Biosystems. .

また、上記塩基配列に基づいて合成したオリゴヌクレオチドをプローブとして用い、ゲノムDNAライブラリーを用いるハイブリダイゼーションによっても得ることができる。オリゴヌクレオチドの合成は、例えば、市販されている種々のDNA合成機を用いて定法に従って合成できる。
一方、上述のような天然の微生物に由来するものではなく、各遺伝子を構成するDNAの塩基配列を自動合成機などで化学的に合成したものを用いることもできる。
It can also be obtained by hybridization using a genomic DNA library using an oligonucleotide synthesized based on the above base sequence as a probe. Oligonucleotides can be synthesized according to a conventional method using, for example, various commercially available DNA synthesizers.
On the other hand, it is not derived from the above-mentioned natural microorganisms, but can also be obtained by chemically synthesizing the base sequence of DNA constituting each gene with an automatic synthesizer or the like.

また、各酵素活性を示すタンパク質と実質的に同一のタンパク質をコードする遺伝子は、コードされるタンパク質の本来の酵素活性が損なわれない限り、1又は複数の位置で1又は数個のアミノ酸が置換、欠失又は付加されたタンパク質をコードするDNA、すなわち、本来のDNA又は該DNAの一部と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAであって、かつ本来の酵素活性を示すタンパク質をコードするDNAであっても良いとしたが、このような実質的に同一のタンパク質をコードするDNAは、例えば部位特異的変異法によって、特定の部位のアミノ酸が欠失、置換又は付加されるように塩基配列を改変することによっても取得され得る。また、上記のような改変されたDNAは、従来知られている突然変異処理によっても取得することができる。   In addition, a gene encoding a protein that is substantially the same as a protein exhibiting each enzyme activity is substituted with one or several amino acids at one or more positions as long as the original enzyme activity of the encoded protein is not impaired. A DNA encoding a deleted or added protein, that is, a DNA comprising a base sequence that hybridizes under stringent conditions with the original DNA or a DNA comprising a base sequence complementary to a part of the DNA. In addition, DNA encoding a protein exhibiting the original enzyme activity may be used. However, DNA encoding such a substantially identical protein may be detected at a specific site by, for example, site-directed mutagenesis. It can also be obtained by modifying the base sequence so that amino acids are deleted, substituted or added. The modified DNA as described above can also be obtained by a conventionally known mutation treatment.

更に、タンパク質のアミノ酸配列およびそれをコードする塩基配列は、一般的に、種間、株間、変異体、変種間でわずかに異なることが知られている。従って、各酵素活性を示すタンパク質を酢酸菌全般、中でもグルコンアセトバクター属やアセトバクター属の種、株、変異体、変種から得ることができる場合は、上記のような各酵素活性を示すタンパク質と実質的に同一のタンパク質をコードするDNAは、グルコンアセトバクター属やアセトバクター属に属する酢酸菌、又は変異処理したグルコンアセトバクター属やアセトバクター属に属する酢酸菌、これらの自然変異株若しくは変種から単離され得る。   Furthermore, it is known that the amino acid sequence of a protein and the base sequence encoding it generally differ slightly between species, strains, mutants, and variants. Therefore, if the protein showing each enzyme activity can be obtained from all acetic acid bacteria, in particular, Gluconacetobacter or Acetobacter species, strains, mutants, and variants, DNA encoding substantially the same protein can be obtained from acetic acid bacteria belonging to the genus Gluconacetobacter or genus Acetobacter, or from mutated gluconacetobacter genus or acetic acid bacteria belonging to the genus Acetobacter, natural mutants or variants thereof. Can be isolated.

酵素活性の増強株の取得は、例えば、上記遺伝子を酢酸菌の細胞に導入してアナログ耐性変異株を取得する方法、上記遺伝子の酢酸菌細胞内のコピー数を増幅する方法によることができる。また、上記遺伝子の構造遺伝子を含むDNA断片を酢酸菌中で効率よく機能するプロモーター配列に連結して得られる組換えDNAを用いて、酢酸菌を形質転換する方法によって、酵素活性を増強することもできる。   Acquisition of a strain with enhanced enzyme activity can be achieved, for example, by introducing the above gene into a cell of acetic acid bacteria to obtain an analog-resistant mutant strain, or by a method of amplifying the copy number of the above gene in an acetic acid cell. In addition, the enzyme activity is enhanced by a method of transforming acetic acid bacteria using a recombinant DNA obtained by ligating a DNA fragment containing the structural gene of the above gene to a promoter sequence that functions efficiently in acetic acid bacteria. You can also.

上記遺伝子の細胞内コピー数増幅は、上記遺伝子を保持するマルチコピーベクターをアセトバクター属細菌の細胞に導入することによって行なうことができる。すなわち、上記遺伝子を保持するプラスミド、トランスポゾン等の組換えベクターを、酢酸菌、すなわち、グルコンアセトバクター属やアセトバクター属に属する酢酸菌の細胞に導入することによって行なうことができる。
プラスミドとしては、pUF106(例えば、「セルロース(Cellulose)、p.153−158(1989年)参照」、pMV24(例えば、「アプライド・アンド・エンバイロマンタル・マイクロバイオロジー(Appl.Environ.Microbiol.)」、55巻、p.171−176(1989年)参照)、pGI18(例えば、本願明細書参照)、pTA5001(A)、pTA5001(B)(例えば、特開昭60−9488号公報参照)などが挙げられ、染色体組み込み型ベクターであるpMVL1(例えば、「アグリカルチュラル・アンド・バイオロジカル・ケミストリー(Agric.Biol.Chem.)」、52巻、p.3125−3129(1988年)参照)も挙げられる。また、トランスポゾンとしては、MuやIS1452などが挙げられる。
尚、細胞内で増幅させる遺伝子は、上記したような中央代謝系酵素群から選ばれる1又は2以上の酵素活性を示すタンパク質をコードする遺伝子であれば、特に起源は問わないが、酢酸菌由来の遺伝子の方が酢酸菌での発現が容易であり、特に好ましい。
Intracellular copy number amplification of the gene can be performed by introducing a multicopy vector carrying the gene into a cell of an Acetobacter bacterium. That is, it can be carried out by introducing a recombinant vector such as a plasmid or transposon holding the above gene into an acetic acid bacterium, that is, a cell of an acetic acid bacterium belonging to the genus Gluconacetobacter or Acetobacter.
Examples of plasmids include pUF106 (see, for example, “Cellulose, p. 153-158 (1989)”), pMV24 (see, for example, “Appl. Environ. Microbiol.”). 55, p.171-176 (1989)), pGI18 (see, for example, the present specification), pTA5001 (A), pTA5001 (B) (see, for example, JP-A-60-9488), and the like. PMVL1 (see, for example, "Agric. Biol. Chem.", 52, p. 3125-3129 (1988)). In addition, examples of transposons include Mu and IS1452.
The gene to be amplified in the cell is not particularly limited as long as it is a gene encoding a protein exhibiting one or more enzyme activities selected from the group of central metabolic enzymes as described above. These genes are particularly preferred because they are easier to express in acetic acid bacteria.

グルコンアセトバクター属やアセトバクター属の酢酸菌への遺伝子の導入は、塩化カルシュウム法(アグリカルチュラル・アンド・バイオロジカル・ケミストリー(Agric.Biol.Chem.)49巻,p.2091,1985年)やエレクトロポレーション法(バイオサイエンス・バイオテクノロジー・アンド・バイオケミストリー(Biosci.Biotech.Biochem.)、58巻、974頁、1994年)等によって行なうことができる。   The introduction of genes into gluconoacetobacter or acetic acid bacteria of the genus Acetobacter can be carried out by the calcium chloride method (Agricultural and Biological Chemistry 49, p.2091, 1985), The electroporation method (Biosci. Biotech. Biochem., 58, 974, 1994) can be used.

マルチコピーベクターに遺伝子を挿入するには、まず、精製されたDNAを適当な制限酵素で切断し、適当なベクターDNAの制限酵素部位又はマルチクローニングサイトに挿入してベクターに連結する方法などが採用される。
ここで、マルチコピーベクターに遺伝子を挿入する場合には、その遺伝子の機能が発揮されるような条件を選択することが必要である。そこで、マルチコピーベクターに遺伝子を挿入して組換えベクターを得る際には、プロモーター及び遺伝子のほか、所望によりエンハンサーなどのシスエレメント、スプライシングシグナル、ポリA付加シグナル、選択マーカー、リボソーム結合配列(SD配列)などを連結することができる。
なお、選択マーカーとしては、例えばジヒドロ葉酸還元酵素遺伝子、カナマイシン耐性遺伝子、テトラサイクリン耐性遺伝子、アンピシリン耐性遺伝子、ネオマイシン耐性遺伝子等が挙げられる。
In order to insert a gene into a multicopy vector, first, the purified DNA is cleaved with an appropriate restriction enzyme, inserted into a restriction enzyme site of the appropriate vector DNA or a multicloning site, and then connected to the vector. Is done.
Here, when a gene is inserted into a multi-copy vector, it is necessary to select conditions under which the function of the gene is exhibited. Therefore, when a gene is inserted into a multicopy vector to obtain a recombinant vector, in addition to a promoter and a gene, a cis element such as an enhancer, a splicing signal, a poly A addition signal, a selection marker, a ribosome binding sequence (SD) Array) and the like.
Examples of the selection marker include a dihydrofolate reductase gene, a kanamycin resistance gene, a tetracycline resistance gene, an ampicillin resistance gene, and a neomycin resistance gene.

また、染色体DNA上の酵素遺伝子のプロモーター配列を、アセトバクター属やグルコンアセトバクター属の酢酸菌中で効率よく機能する他のプロモーター配列に置き換えるには、相同組換え用のベクターを構築し、該ベクターを用いて微生物の染色体に相同組換えを起こすようにすればよい。そのようなプロモーター配列としては、例えば、大腸菌のプラスミドpBR322(タカラバイオ社製)のアンピシリン耐性遺伝子、プラスミドpHSG298(タカラバイオ社製)のカナマイシン耐性遺伝子、プラスミドpHSG396(タカラバイオ社製)のクロラムフェニコール耐性遺伝子、β−ガラクトシダーゼ遺伝子などの各遺伝子のプロモーターなど、酢酸菌以外の微生物由来のプロモーター配列が挙げられる。相同組換えを行うためのベクターの構築に関しては当業者に周知である。このようにして微生物における内因性の酵素遺伝子を強力なプロモーターの制御下に配置することによって、該酵素遺伝子からのコピー数が増幅され、発現が増強される。   In addition, in order to replace the promoter sequence of the enzyme gene on the chromosomal DNA with another promoter sequence that functions efficiently in acetic acid bacteria of the genus Acetobacter or Gluconacetobacter, construct a vector for homologous recombination, A vector may be used to cause homologous recombination in the chromosome of the microorganism. Examples of such promoter sequences include ampicillin resistance gene of plasmid pBR322 (manufactured by Takara Bio Inc.) of Escherichia coli, kanamycin resistance gene of plasmid pHSG298 (manufactured by Takara Bio Inc.), and chlorampheny of plasmid pHSG396 (manufactured by Takara Bio Inc.). Examples include promoter sequences derived from microorganisms other than acetic acid bacteria such as promoters of genes such as call resistance gene and β-galactosidase gene. The construction of a vector for homologous recombination is well known to those skilled in the art. Thus, by placing an endogenous enzyme gene in a microorganism under the control of a strong promoter, the copy number from the enzyme gene is amplified and expression is enhanced.

ここで、遺伝子の導入対象となる酢酸菌としては、グルコンアセトバクター属又はアセトバクター属に属する酢酸菌を挙げることができる。
グルコンアセトバクター属(Gluconacetobacter)に属する酢酸菌としては、例えば、グルコンアセトバクター・キシリヌス(Gluconacetobacter xylinus)、グルコンアセトバクター・ヨーロパエウス(Gluconacetobacter europaeus)、グルコンアセトバクター・ジアゾトロフィカス(Gluconacetobacter diazotrophicus)、グルコンアセトバクター・エンタニイ(Gluconacetobacter entanii)が挙げられ、具体的には、グルコンアセトバクター・キシリヌス IFO3288(Gluconacetobacter xylinus IFO3288)、グルコンアセトバクター・ヨーロパエウスDSM6160(Gluconacetobacter europaeus DSM6160)株、グルコンアセトバクター・ジアゾトロフィカスATCC49037(Gluconacetobacter diazotrophicus ATCC49037)株、グルコンアセトバクター・エンタニイ(Gluconacetobacter entanii)としてはアセトバクター・アルトアセチゲネスMH−24(Acetobacter altoacetigenes MH-24)株(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(日本国茨城県つくば市東1丁目1番地1中央第6)に1984年2月23日付(原寄託)で受託番号FERM BP−491として寄託)を用いることができる。
Here, examples of acetic acid bacteria to which genes are introduced include gluconoacetobacter or acetic acid bacteria belonging to the genus Acetobacter.
Examples of acetic acid bacteria belonging to the genus Gluconacetobacter include, for example, Gluconacetobacter xylinus, Gluconacetobacter europaeus, Gluconacetobacter diazotrocus, Gluconacetobacter diazotrocus Examples include Gluconacetobacter entanii, and specifically, Gluconacetobacter xylinus IFO3288, Gluconacetobacter europaeus DSM6160 (Gluconacetobacter europaeus DSM6160), Gluconacetobacter europaeus DSM6160 Gluconacetobacter diazotrophicus ATCC49037), Gluconacetobacter entanii February 1984 in Acetobacter altoacetigenes MH-24 (AIST Observatory, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Patent Biological Deposit Center (1st, 1st, 1st East, 1-chome Tsukuba, Ibaraki, Japan)) On the 23rd (original deposit), the deposit number FERM BP-491 can be used.

アセトバクター属(Acetobacter)に属する酢酸菌として、具体的にはアセトバクター・アセチ(Acetobacter aceti)が挙げられ、具体的には、アセトバクター・アセチNo.1023(Acetobacter aceti No.1023)株(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(日本国茨城県つくば市東1丁目1番地1中央第6)に1983年6月27日付(原寄託)で受託番号FERM BP−2287として寄託)、グルコンアセトバクター・キシリヌスIFO3288(Gluconacetobacter xylinus IFO3288)株、アセトバクター・アセチIFO3283(Acetobacter aceti IFO3283)株などを用いることができる。   Specific examples of the acetic acid bacteria belonging to the genus Acetobacter include Acetobacter aceti, and specifically, Acetobacter aceti. 1023 (Acetobacter aceti No. 1023) (incorporated administrative agency, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Patent Biological Deposit Center (1st, 1st, 1st, 1st East, Tsukuba City, Ibaraki, Japan) dated June 27, 1983 (original deposit) Accession number FERM BP-2287), Gluconacetobacter xylinus IFO3288 strain, Acetobacter aceti IFO3283 strain, etc. can be used.

上記のようにして、該遺伝子のコピー数が増幅されたことにより酢酸耐性が選択的に増強された酢酸菌を効率良く育種することができる。酢酸耐性が増強されたことの確認については、前記(1)において述べたとおりである。   As described above, acetic acid bacteria whose acetic acid resistance is selectively enhanced by amplifying the copy number of the gene can be bred efficiently. The confirmation that the acetic acid resistance has been enhanced is as described in the above (1).

(3)本発明の食酢の製造方法
本発明の食酢の製造方法は、前記(1)で述べたような本発明の酢酸存在下での生育能の向上した酢酸菌を、アルコールを含有する培地で培養して該培地中に酢酸を生成蓄積せしめることを特徴とする。
(3) Production method of vinegar according to the present invention The production method of vinegar according to the present invention is a medium containing alcohol containing the acetic acid bacteria having improved growth ability in the presence of acetic acid as described in (1) above. And acetic acid is produced and accumulated in the medium.

本発明の製造方法における酢酸菌のアルコールを含有する培地における培養は、いわゆる酢酸発酵が可能な条件で行なえば良く、具体的には、従来の酢酸菌の発酵法による食酢の製造法と同様にして行なえば良い。
アルコールを含有する培地としては、酢酸発酵に使用する培地であれば良く、エタノールなどのアルコール成分の他、炭素源、窒素源、無機物等を含有し、必要があれば使用菌株が生育に要求する栄養源を適当量含有するものを用いることができる。培地は、合成培地でも天然培地でも良い。炭素源としては、グルコースやシュークロースをはじめとする各種炭水化物、各種有機酸が挙げられる。窒素源としては、ペプトン、発酵菌体分解物などの天然窒素源を用いることができる。
The culture in the medium containing alcohol of acetic acid bacteria in the production method of the present invention may be carried out under conditions that allow so-called acetic acid fermentation, and specifically, in the same manner as in the conventional vinegar production method by fermentation of acetic acid bacteria. Just do it.
As a medium containing alcohol, any medium used for acetic acid fermentation may be used. In addition to alcohol components such as ethanol, it contains a carbon source, a nitrogen source, an inorganic substance, etc., and if necessary, the strain used requires growth. What contains a suitable amount of nutrients can be used. The medium may be a synthetic medium or a natural medium. Examples of the carbon source include various carbohydrates including glucose and sucrose, and various organic acids. As the nitrogen source, natural nitrogen sources such as peptone and fermented bacterial cell decomposition products can be used.

また、培養条件は、静置培養法、振盪培養法、通気攪拌培養法等の好気的条件下で行ない、培養温度は25〜35℃、通常30℃とする。培地のpHは、通常は2.5〜7の範囲であり、2.7〜6.5の範囲が好ましく、各種酸、各種塩基、緩衝液等によって調製することができる。通常1〜21日間培養することによって、培地中に高濃度の酢酸が蓄積する。
このような本発明の食酢の製造方法により、高酸度の食酢を効率よく製造することができる。
The culture conditions are aerobic conditions such as stationary culture, shaking culture, and aeration and agitation culture, and the culture temperature is 25 to 35 ° C, usually 30 ° C. The pH of the medium is usually in the range of 2.5-7, preferably in the range of 2.7-6.5, and can be prepared with various acids, various bases, buffers and the like. Usually, by culturing for 1 to 21 days, a high concentration of acetic acid accumulates in the medium.
By such a method for producing vinegar according to the present invention, vinegar having a high acidity can be produced efficiently.

以下に、本発明を実施例により具体的に説明する。
(製造例1)大腸菌−酢酸菌シャトルベクターpGI18の作成
酢酸菌−大腸菌シャトルベクターpGI18は、アセトバクター・アルトアセチゲネスMH−24(Acetobacter altoacetigenes MH-24)株(FERM BP−491)由来の約3.1kbのプラスミドpGI1とpUC18とから作製した。
すなわち、アセトバクター・アルトアセチゲネスMH−24(Acetobacter altoacetigenes MH-24)株(FERM BP−491)の培養液より、菌体を集菌し、水酸化ナトリウムやドデシル硫酸ナトリウムを用いて溶菌後、フェノール処理し、更にエタノールによりプラスミドDNAを精製した。
Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples.
(Production Example 1) Preparation of E. coli-acetic acid shuttle vector pGI18 The acetic acid bacteria-E. Coli shuttle vector pGI18 is about 3 derived from Acetobacter altoacetigenes MH-24 strain (FERM BP-491). .1 kb plasmids pGI1 and pUC18.
That is, cells were collected from the culture solution of Acetobacter altoacetigenes MH-24 (FERM BP-491), lysed using sodium hydroxide or sodium dodecyl sulfate, After treatment with phenol, plasmid DNA was purified with ethanol.

得られたプラスミドは、HincIIで3ヶ所、また、SfiIで1ヶ所の認識部位を有する環状二本鎖DNAプラスミドであり、プラスミド全体の長さは約31000塩基対(bp)であった。また、EcoRI、SacI、KpnI、SmaI、BamHI、XbaI、SalI、PstI、SphI、HindIIIの認識部位は有していなかった。
このプラスミドをpGI1と命名し、ベクターpGI18の作製に用いた。
上記で得られたプラスミドpGI1を、KOD−Plus−(東洋紡績社製)を用いてPCR法によって増幅し、AatIIで切断した。この断片をpUC18の制限酵素AatII切断部位に挿入し、プラスミドpGI18を作製した(図1)。
PCR法は具体的には次のようにして実施した。即ち、鋳型としてプラスミドpGI1を用い、プライマーとして制限酵素AatII認識部位を有するプライマーA(配列番号30)及びプライマーB(配列番号31)を用い、下記のPCR条件にて、PCRを実施した。
すなわち、PCR法は、94℃ 30秒、60℃ 30秒、68℃ 3分を1サイクルとして、30サイクル実施した。
The obtained plasmid was a circular double-stranded DNA plasmid having three recognition sites for HincII and one for SfiI, and the total length of the plasmid was about 31000 base pairs (bp). Moreover, it did not have recognition sites for EcoRI, SacI, KpnI, SmaI, BamHI, XbaI, SalI, PstI, SphI and HindIII.
This plasmid was named pGI1 and was used to construct the vector pGI18.
The plasmid pGI1 obtained above was amplified by PCR using KOD-Plus- (manufactured by Toyobo Co., Ltd.) and cleaved with AatII. This fragment was inserted into the restriction enzyme AatII cleavage site of pUC18 to prepare plasmid pGI18 (FIG. 1).
Specifically, the PCR method was performed as follows. That is, PCR was performed under the following PCR conditions using plasmid pGI1 as a template and primers A (SEQ ID NO: 30) having a restriction enzyme AatII recognition site and primer B (SEQ ID NO: 31) as primers.
That is, the PCR method was carried out for 30 cycles, with 94 ° C. for 30 seconds, 60 ° C. for 30 seconds, and 68 ° C. for 3 minutes as one cycle.

図1に示すように、得られたプラスミドpGI18はpUC18及びpGI1のいずれも含有していて、全体の長さは約5800塩基対(5.8kbp)であった。
このプラスミドpGI18の塩基配列を配列表の配列番号32に示した。
As shown in FIG. 1, the obtained plasmid pGI18 contained both pUC18 and pGI1, and the total length was about 5800 base pairs (5.8 kbp).
The base sequence of this plasmid pGI18 is shown in SEQ ID NO: 32 in the sequence listing.

(実施例1)グルコンアセトバクター・エンタニイ(Gluconacetobacter entanii)由来のNAD依存性イソクエン酸脱水素酵素遺伝子で形質転換したグルコンアセトバクター・キシリヌス(Gluconacetobacter xylinus)の酢酸存在下での生育の向上
(1)NAD依存性イソクエン脱水素酵素遺伝子のクローニング
グルコンアセトバクター・エンタニイ(Gluconacetobacter entanii)の1株であるアセトバクター・アルトアセトゲネスMH−24(Acetobacter altoacetigenes MH-24)株(FERM BP−491)を、6%酢酸と4%エタノールを添加したYPG培地(3%グルコース、0.5%酵母エキス、0.2%ポリペプトン含有)中で、30℃にて240〜336時間振盪培養を行なった。
培養終了後、培養液を遠心分離(7,500×g、10分)し、菌体を得た。
(Example 1) Improvement of growth in the presence of acetic acid of Gluconacetobacter xylinus transformed with a NAD-dependent isocitrate dehydrogenase gene derived from Gluconacetobacter entanii (1) Cloning of NAD-Dependent Isoquine Dehydrogenase Gene Acetobacter altoacetigenes MH-24 (FERM BP-491), a strain of Gluconacetobacter entanii, 6 In YPG medium (containing 3% glucose, 0.5% yeast extract and 0.2% polypeptone) supplemented with% acetic acid and 4% ethanol, shaking culture was performed at 30 ° C. for 240 to 336 hours.
After completion of the culture, the culture solution was centrifuged (7,500 × g, 10 minutes) to obtain bacterial cells.

得られた菌体より、特開昭60−9489号公報に開示された方法により、染色体DNAを調製した。
すなわち、該菌体をTE緩衝液で洗浄後、TES緩衝液を加えて菌体を懸濁し、リゾチーム液を加えて静置し、EDTA液を加えて37℃で20分間反応させた。反応後、ラウリル硫酸ナトリウムを加え、37℃で20分間静置したのち、食塩水を加え、0℃で一夜静置した。次いで、遠心分離を行ない、上清を得た。この上清にポリエチレングリコール6000を加え、4℃で一夜静置した後、遠心分離を行ない、DNAを含む沈殿物を得た。
Chromosomal DNA was prepared from the obtained cells by the method disclosed in JP-A-60-9489.
That is, after washing the cells with TE buffer, the TES buffer solution was added to suspend the cells, lysozyme solution was added and allowed to stand, and EDTA solution was added and reacted at 37 ° C. for 20 minutes. After the reaction, sodium lauryl sulfate was added and the mixture was allowed to stand at 37 ° C. for 20 minutes. Next, centrifugation was performed to obtain a supernatant. Polyethylene glycol 6000 was added to the supernatant and allowed to stand overnight at 4 ° C., followed by centrifugation to obtain a precipitate containing DNA.

上記のようにして得られた染色体DNAを鋳型として、また、プライマーとして、プライマー1(配列表の配列番号33記載の塩基配列参照)およびプライマー2(配列表の配列番号34記載の塩基配列参照)を用いて、PCR法により、NAD依存性イソクエン酸脱水素酵素をコードする遺伝子を含むDNA断片を得た。PCR法は、94℃ 30秒、60℃ 30秒、68℃ 2分を1サイクルとして、30サイクル実施した。
その結果、配列表の配列番号1記載の塩基配列からなるDNA断片を得た。この配列番号1記載の塩基配列は、塩基番号84〜1112部分にNAD依存性イソクエン酸脱水素酵素遺伝子のORF(配列番号2記載のアミノ酸配列に対応)を含む。
このDNA断片を酢酸菌−大腸菌シャトルベクターpGI18の制限酵素SmaI切断部位にライゲーションにより挿入したDNAを調製した。
Using the chromosomal DNA obtained as described above as a template and as a primer, primer 1 (see the nucleotide sequence described in SEQ ID NO: 33 in the Sequence Listing) and primer 2 (see the nucleotide sequence described in SEQ ID NO: 34 in the Sequence Listing) Was used to obtain a DNA fragment containing a gene encoding NAD-dependent isocitrate dehydrogenase by PCR. The PCR method was performed 30 cycles, with 94 ° C. for 30 seconds, 60 ° C. for 30 seconds, and 68 ° C. for 2 minutes as one cycle.
As a result, a DNA fragment consisting of the base sequence described in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing was obtained. This base sequence described in SEQ ID NO: 1 contains the ORF of the NAD-dependent isocitrate dehydrogenase gene (corresponding to the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 2) in the base numbers 84 to 1112 portion.
A DNA was prepared by inserting this DNA fragment into the restriction enzyme SmaI cleavage site of the acetic acid bacteria-E. Coli shuttle vector pGI18 by ligation.

このようにして調製したDNAを大腸菌(Escherichia coli)JM109株にエレクトロポレーション法(バイオサイエンス・バイオテクノロジー・アンド・バイオケミストリー(Biosci.Biotech.Biochem.),58巻,974頁,1994年参照)によって形質転換した。形質転換株は100μg/mlのアンピシリンを添加したLB寒天培地で選択した。上記選択培地で生育したアンピシリン耐性の形質転換株について、定法によりプラスミドを抽出して解析し、pUC18由来のlacプロモーターの下流にlacプロモーターと同じ転写方向にDNA断片が挿入されたプラスミドpICDを保持しているクローンを選択し、配列表1に記載の塩基配列からなるDNAを保持していることを確認した。得られた形質転換株から、定法により、プラスミドDNAを調製してpICDを得た。   The DNA thus prepared was electroporated into Escherichia coli JM109 strain (see Biosci. Biotech. Biochem., 58, 974, 1994). Was transformed by. Transformants were selected on LB agar medium supplemented with 100 μg / ml ampicillin. The ampicillin resistant transformant grown on the above selective medium is extracted and analyzed by a conventional method, and a plasmid pICD in which a DNA fragment is inserted downstream of the pUC18-derived lac promoter in the same transcription direction as the lac promoter is retained. Clones were selected, and it was confirmed that the DNA having the base sequence described in Sequence Listing 1 was retained. Plasmid DNA was prepared from the resulting transformant by a conventional method to obtain pICD.

(2)酢酸菌形質転換株の取得
このようにして得たpICDを用いて、グルコンアセトバクター・キシリヌス(Gluconacetobacter xylinus)IFO3288をエレクトロポレーション法(「プロシーディング・オブ・ナショナル・アカデミー・オブ・サイエンス・オブ・USA(Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.)、87巻、p.8130−8134(1990年)参照)」によって形質転換した。形質転換株は100μg/mlのアンピシリン及び2%の酢酸を添加したYPG培地で選択した。
選択培地上で生育したアンピシリン耐性の形質転換株は、定法によりプラスミドを抽出して解析し、pICDを保有していることが確認された。
得られた形質転換株グルコンアセトバクター・キシリヌス(Gluconacetobacter xylinus)IFO3288/pICD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(日本国茨城県つくば市東1丁目1番地中央第6)に2005年2月22日付けで寄託されており、その寄託番号は、FERM ABP−10254である。
(2) Acquisition of transformant strain of acetic acid bacteria Using the pICD thus obtained, Gluconacetobacter xylinus IFO3288 was electroporated ("Proceeding of National Academy of Sciences"). Of USA (see Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Vol. 87, p. 8130-8134 (1990)) ”. Transformants were selected on YPG medium supplemented with 100 μg / ml ampicillin and 2% acetic acid.
The ampicillin resistant transformant grown on the selective medium was analyzed by extracting the plasmid by a conventional method and confirmed to have pICD.
The resulting transformant, Gluconacetobacter xylinus IFO3288 / pICD strain, was established in 2005 by the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Patent Biological Depositary Center (1st, 1st, Higashi 1-chome, Tsukuba, Japan). It has been deposited on February 22, and its deposit number is FERM ABP-10254.

pICDの形質転換株とベクターpGI18のみを保有する元株をYPG培地で2日間培養し、得られた菌体の細胞破砕液のNAD依存性イソクエン酸脱水素酵素の活性を、NADPの代わりにNADを使用した以外は「メソッズ・イン・エンザイモロジー((Methods in Enzymology),13巻,p.30−p.33、1969年)」に記載の方法に準じて測定した。その結果を表1に示した。   The transformed strain of pICD and the original strain carrying only the vector pGI18 were cultured in YPG medium for 2 days, and the NAD-dependent isocitrate dehydrogenase activity of the resulting cell lysate was measured using NAD instead of NADP. The method was measured according to the method described in “Methods in Enzymology (Volume 13, p.30-p.33, 1969)”. The results are shown in Table 1.

Figure 2006246701
Figure 2006246701

表1に示すように、形質転換株のNAD依存性イソクエン酸脱水素酵素の活性は、元株のそれに比べて高かったことから、酢酸菌のNAD依存性イソクエン酸脱水素酵素遺伝子を酢酸菌に導入して発現させることによって該酵素活性が増強されることが明らかとなった。
また、上記のようにして得られたプラスミドpICDを保有するアンピシリン耐性の形質転換株について、酢酸を添加したYPG培地での生育を、シャトルベクターpGI18のみを導入した元株と比較した。
具体的には、酢酸3%、エタノール3%、アンピシリン100μg/mlを含む100mlのYPG培地にて、30℃で振盪培養(150rpm)を行ない、形質転換株と元株の酢酸添加培地での生育を660nmにおける吸光度を測定することで比較した。
各菌株の結果を表2に示す。
As shown in Table 1, the NAD-dependent isocitrate dehydrogenase activity of the transformed strain was higher than that of the original strain. It was revealed that the enzyme activity was enhanced by introduction and expression.
In addition, the ampicillin-resistant transformant harboring the plasmid pICD obtained as described above was compared with the original strain into which only the shuttle vector pGI18 was introduced in the growth in YPG medium supplemented with acetic acid.
Specifically, shaking culture (150 rpm) is performed at 30 ° C. in 100 ml of YPG medium containing 3% acetic acid, 3% ethanol, and 100 μg / ml ampicillin, and the transformed strain and the original strain are grown in an acetic acid-added medium. Were compared by measuring the absorbance at 660 nm.
The results of each strain are shown in Table 2.

Figure 2006246701
Figure 2006246701

表2から明らかなように、3%酢酸を添加した培地において、形質転換株は旺盛に増殖したのに対し、元株はほとんど増殖しなかった。
このことから、NAD依存性イソクエン酸脱水素酵素活性を増強させた酢酸菌は、酢酸存在下で高い生育能を示し、生育促進機能が発揮されていることが確認できた。
As is clear from Table 2, the transformed strain grew vigorously in the medium supplemented with 3% acetic acid, whereas the original strain hardly grew.
From this, it was confirmed that the acetic acid bacteria having enhanced NAD-dependent isocitrate dehydrogenase activity showed high growth ability in the presence of acetic acid and exhibited a growth promoting function.

(実施例2)グルコンアセトバクター・エンタニイ(Gluconacetobacter entanii)由来のスクシニルCoA合成酵素遺伝子で形質転換したグルコンアセトバクター・キシリヌス(Gluconacetobacter xylinus)の酢酸存在下での生育の向上
(1)スクシニルCoA合成酵素遺伝子のクローニング
実施例1に記載したのと同様な方法で調製したグルコンアセトバクター・エンタニイ(Gluconacetobacter entanii)の1株であるアセトバクター・アルトアセトゲネスMH−24(Acetobacter altoacetigenes MH-24)株(FERM BP−491)の染色体DNAを鋳型として、また、プライマーとして、プライマー3(配列表の配列番号35記載の塩基配列参照)およびプライマー4(配列表の配列番号36記載の塩基配列参照)を用いて、実施例1と同様な条件でPCR法を実施して、スクシニルCoA合成酵素をコードする遺伝子を含むDNA断片を得た。
その結果、配列表の配列番号3記載の塩基配列からなるDNA断片を得た。この配列番号3記載の塩基配列は、塩基番号130〜1341部分及び塩基番号1346〜2218部分にスクシニルCoA合成酵素遺伝子の2つのORF(それぞれsucC部分(配列番号4記載のアミノ酸配列に対応)及びsucD部分(配列番号5記載のアミノ酸配列に対応))を含む。
このDNA断片を酢酸菌−大腸菌シャトルベクターpGI18の制限酵素SmaI切断部位にライゲーションにより挿入したDNAを調製した。
(Example 2) Improvement of growth in the presence of acetic acid of Gluconacetobacter xylinus transformed with a succinyl CoA synthase gene derived from Gluconacetobacter entanii (1) Succinyl CoA synthase Gene Cloning Acetobacter altoacetigenes MH-24 (FERM) strain, which is a strain of Gluconacetobacter entanii prepared by the same method as described in Example 1 BP-491) as a template and as a primer, using primer 3 (see the nucleotide sequence described in SEQ ID NO: 35 of the Sequence Listing) and primer 4 (refer to the nucleotide sequence described in SEQ ID NO: 36 of the Sequence Listing). The PCR method was performed under the same conditions as in Example 1. Thus, a DNA fragment containing a gene encoding succinyl CoA synthase was obtained.
As a result, a DNA fragment consisting of the base sequence described in SEQ ID NO: 3 in the sequence listing was obtained. The base sequence described in SEQ ID NO: 3 is composed of two ORFs of the succinyl CoA synthase gene (corresponding to the sucC portion (corresponding to the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 4)) and sucD in the base numbers 130 to 1341 and 1346 to 2218, respectively. Part (corresponding to the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 5)).
A DNA was prepared by inserting this DNA fragment into the restriction enzyme SmaI cleavage site of the acetic acid bacteria-E. Coli shuttle vector pGI18 by ligation.

このようにして調製したDNAを実施例1と同様な方法で大腸菌(Escherichia coli)JM109株に形質転換し、pUC18由来のlacプロモーターの下流にlacプロモーターと同じ転写方向にDNA断片が挿入されたプラスミドpSUCを保有する形質転換株を得、得られた形質転換株から、定法により、プラスミドDNAを調製してpSUCを得た。   Plasmid prepared by transforming the thus prepared DNA into Escherichia coli JM109 strain in the same manner as in Example 1, and inserting a DNA fragment in the same transcription direction as the lac promoter downstream of the lac promoter derived from pUC18 A transformant having pSUC was obtained, and plasmid DNA was prepared from the resulting transformant by a conventional method to obtain pSUC.

(2)酢酸菌形質転換株の取得
このようにして得たpSUCを用いて、グルコンアセトバクター・キシリヌス(Gluconacetobacter xylinus)IFO3288を実施例1と同様な方法で形質転換し、形質転換株を取得した。
得られた形質転換株グルコンアセトバクター・キシリヌス(Gluconacetobacter xylinus)IFO3288/pSUC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(日本国茨城県つくば市東1丁目1番地中央第6)に2005年2月22日付けで寄託されており、その寄託番号は、FERM ABP−10257である。
(2) Acquired Acetic Acid Bacteria Transformant Using the pSUC thus obtained, Gluconacetobacter xylinus IFO3288 was transformed in the same manner as in Example 1 to obtain a transformant. .
The resulting transformant, Gluconacetobacter xylinus IFO3288 / pSUC strain, was established in 2005 by the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Patent Biological Depositary Center (1st, 1st East, 1-chome, Tsukuba, Ibaraki, Japan). It has been deposited on February 22, and its deposit number is FERM ABP-10257.

pSUCの形質転換株とベクターpGI18のみを保有する元株をYPG培地で2日間培養し、得られた菌体の細胞破砕液のスクシニルCoA合成酵素活性を、GTPをATPに変更すると共にNADH溶液の濃度を1.6mMに変更した以外は「メソッズ・イン・エンザイモロジー(Methods in Enzymology)13巻、p.62−p.69、1969年」に記載の方法に準じて測定した。その結果を表3に示した。   The transformed strain of pSUC and the original strain having only the vector pGI18 were cultured in YPG medium for 2 days. The succinyl-CoA synthase activity of the resulting cell disruption solution was changed from GTP to ATP and the NADH solution The measurement was carried out according to the method described in “Methods in Enzymology, Vol. 13, p. 62-p. 69, 1969” except that the concentration was changed to 1.6 mM. The results are shown in Table 3.

Figure 2006246701
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表3に示すように、形質転換株のスクシニルCoA合成酵素の活性は、元株のそれに比べて高かったことから、酢酸菌のスクシニルCoA合成酵素遺伝子を酢酸菌に導入して発現させることによって該酵素活性が増強されることが明らかとなった。
また、上記のようにして得られたプラスミドpSUCを保有するアンピシリン耐性の形質転換株について、実施例1と同様な方法で酢酸を添加したYPG培地での生育をOD660nmで測定して、シャトルベクターpGI18のみを導入した元株と比較した。
各菌株の結果を表4に示す。
As shown in Table 3, since the activity of the succinyl CoA synthase of the transformed strain was higher than that of the original strain, the succinyl CoA synthase gene of acetic acid bacteria was introduced into the acetic acid bacteria and expressed. It was revealed that the enzyme activity was enhanced.
In addition, the ampicillin resistant transformant having the plasmid pSUC obtained as described above was measured for growth in a YPG medium supplemented with acetic acid at OD660 nm in the same manner as in Example 1, and the shuttle vector pGI18. Compared to the original strain that only introduced.
The results for each strain are shown in Table 4.

Figure 2006246701
Figure 2006246701

その結果、表4に示すように、3%酢酸を添加した培地において、形質転換株は旺盛に増殖したのに対し、元株はほとんど増殖しなかった。
このことから、スクシニルCoA合成酵素活性を増強させた酢酸菌は、酢酸存在下で高い生育能を示し、生育促進機能が発揮されていることが確認できた。
As a result, as shown in Table 4, the transformed strain grew vigorously in the medium supplemented with 3% acetic acid, while the original strain hardly grew.
From this, it was confirmed that the acetic acid bacteria having enhanced succinyl-CoA synthase activity showed high growth ability in the presence of acetic acid and exhibited a growth promoting function.

(実施例3)グルコンアセトバクター・エンタニイ(Gluconacetobacter entanii)由来のフマレートヒドラターゼ遺伝子で形質転換したグルコンアセトバクター・キシリヌス(Gluconacetobacter xylinus)の酢酸存在下での生育の向上
(1)フマレートヒドラターゼ遺伝子のクローニング
実施例1に記載したのと同様な方法で調製したグルコンアセトバクター・エンタニイ(Gluconacetobacter entanii)の1株であるアセトバクター・アルトアセトゲネスMH−24(Acetobacter altoacetigenes MH-24)株(FERM BP−491)の染色体DNAを鋳型として、また、プライマーとして、プライマー5(配列表の配列番号37記載の塩基配列参照)およびプライマー6(配列表の配列番号38記載の塩基配列参照)を用いて、実施例1と同様な条件でPCR法を実施して、フマレートヒドラターゼをコードする遺伝子を含むDNA断片を得た。
その結果、配列表の配列番号6記載の塩基配列からなるDNA断片を得た。この配列番号6記載の塩基配列は、塩基番号23〜1819部分にフマレートヒドラターゼA遺伝子のORF(配列番号7記載のアミノ酸配列に対応)を含む。
このDNA断片を酢酸菌−大腸菌シャトルベクターpGI18の制限酵素SmaI切断部位にライゲーションにより挿入してDNAを調製した。
(Example 3) Improvement of growth in the presence of acetic acid of Gluconacetobacter xylinus transformed with a fumarate hydratase gene derived from Gluconacetobacter entanii (1) Fumarate hydratase Gene Cloning Acetobacter altoacetigenes MH-24 (FERM) strain, which is a strain of Gluconacetobacter entanii prepared by the same method as described in Example 1 BP-491) as a template, and as a primer, using primer 5 (see the nucleotide sequence described in SEQ ID NO: 37 in the Sequence Listing) and primer 6 (refer to the nucleotide sequence described in SEQ ID NO: 38 in the Sequence Listing). The PCR method was performed under the same conditions as in Example 1, A DNA fragment containing a gene encoding fumarate hydratase was obtained.
As a result, a DNA fragment consisting of the base sequence described in SEQ ID NO: 6 in the sequence listing was obtained. This base sequence described in SEQ ID NO: 6 contains the ORF of the fumarate hydratase A gene (corresponding to the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 7) at base numbers 23 to 1819.
This DNA fragment was inserted into the restriction enzyme SmaI cleavage site of the acetic acid bacteria-E. Coli shuttle vector pGI18 by ligation to prepare DNA.

このようにして調製したDNAを実施例1と同様な方法で大腸菌(Escherichia coli)JM109株に形質転換し、pUC18由来のlacプロモーターの下流にlacプロモーターと同じ転写方向にDNA断片が挿入されたプラスミドpFUMAを保有する形質転換株を得、得られた形質転換株から定法によりプラスミドDNAを調製してpFUMAを得た。   Plasmid prepared by transforming the thus prepared DNA into Escherichia coli JM109 strain in the same manner as in Example 1, and inserting a DNA fragment in the same transcription direction as the lac promoter downstream of the lac promoter derived from pUC18 A transformant having pFUMA was obtained, and plasmid DNA was prepared from the resulting transformant by a conventional method to obtain pFUMA.

一方、アセトバクター・アルトアセトゲネスMH−24の染色体DNAを鋳型として、また、プライマーとして、プライマー7(配列表の配列番号39記載の塩基配列参照)およびプライマー8(配列表の配列番号40記載の塩基配列参照)を用いて、実施例1と同様な条件でPCR法を実施して、フマレートヒドラターゼをコードする遺伝子を含むDNA断片を得た。
その結果、配列表の配列番号8記載の塩基配列からなるDNA断片を得た。この配列番号8記載の塩基配列は、塩基番号85〜1458部分にフマレートヒドラターゼC遺伝子のORF(配列番号9記載のアミノ酸配列に対応)を含む。
得られたDNA断片を酢酸菌−大腸菌シャトルベクターpGI18の制限酵素SmaI切断部位にライゲーションにより挿入したDNAを調製した。
On the other hand, with the chromosomal DNA of Acetobacter altoacegenes MH-24 as a template and as a primer, primer 7 (see the nucleotide sequence described in SEQ ID NO: 39 in the Sequence Listing) and primer 8 (described in SEQ ID NO: 40 in the Sequence Listing) PCR was carried out under the same conditions as in Example 1 to obtain a DNA fragment containing a gene encoding fumarate hydratase.
As a result, a DNA fragment consisting of the base sequence described in SEQ ID NO: 8 in the sequence listing was obtained. This base sequence described in SEQ ID NO: 8 contains the ORF (corresponding to the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 9) of the fumarate hydratase C gene at base numbers 85 to 1458.
A DNA was prepared by inserting the resulting DNA fragment into the restriction enzyme SmaI cleavage site of the acetic acid bacteria-E. Coli shuttle vector pGI18 by ligation.

このようにして調製したDNAを実施例1と同様な方法で大腸菌(Escherichia coli)JM109株に形質転換し、pUC18由来のlacプロモーターの下流にlacプロモーターと同じ転写方向にDNA断片が挿入されたプラスミドpFUMCを保有する形質転換株を得、得られた形質転換株から定法によりプラスミドDNAを調製してpFUMCを得た。   Plasmid prepared by transforming the thus prepared DNA into Escherichia coli JM109 strain in the same manner as in Example 1, and inserting a DNA fragment in the same transcription direction as the lac promoter downstream of the lac promoter derived from pUC18 A transformant harboring pFUMC was obtained, and plasmid DNA was prepared from the obtained transformant by a conventional method to obtain pFUMC.

(2)酢酸菌形質転換株の取得
このようにして得たpFUMAおよびpFUMCを用いてグルコンアセトバクター・キシリヌス(Gluconacetobacter xylinus)IFO3288を実施例1と同様な方法で形質転換し、形質転換株を取得した。
得られた形質転換株グルコンアセトバクター・キシリヌス(Gluconacetobacter xylinus)IFO3288/pFUMA株および形質転換株JM109/pFUMC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(日本国茨城県つくば市東1丁目1番地中央第6)に2005年2月22日付けで寄託されており、それぞれの寄託番号は、FERM ABP−10251およびFERM ABP−10252である。
(2) Acquisition of acetic acid bacteria transformed strain Gluconacetobacter xylinus IFO3288 was transformed in the same manner as in Example 1 using the thus obtained pFUMA and pFUMC to obtain a transformed strain. did.
The obtained transformant Gluconacetobacter xylinus IFO3288 / pFUMA strain and transformant JM109 / pFUMC strain are the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) No. 1 center 6) was deposited on February 22, 2005, and the respective deposit numbers are FERM ABP-10251 and FERM ABP-10252.

pFUMAの形質転換株およびpFUMCの形質転換株と、ベクターpGI18のみを保有する元株を、YPG培地で2日間培養し、得られた菌体の細胞破砕液のフマレートヒドラターゼ活性を、「メソッズ・イン・エンザイモロジー(Methods in Enzymology) 13巻、p.91−p.99、1969年」に記載の方法に準じて測定した。その結果を表5に示した。   The transformed strain of pFUMA, the transformed strain of pFUMC, and the original strain having only the vector pGI18 were cultured in YPG medium for 2 days, and the fumarate hydratase activity of the cell lysate of the obtained bacterial cells was determined as “Methods”. -In-enzymology (Methods in Enzymology) Vol. 13, p. 91-p. 99, 1969 "was measured. The results are shown in Table 5.

Figure 2006246701
Figure 2006246701

表5に示すように、各形質転換株のフマレートヒドラターゼ活性は、元株のそれに比べて高かったことから、酢酸菌のフマレートヒドラターゼ遺伝子を酢酸菌に導入して発現させることによって該酵素活性が増強されることが明らかとなった。
また、上記のようにして得られたプラスミドpFUMAを保有するアンピシリン耐性の形質転換株およびプラスミドpFUMCを保有するアンピシリン耐性の形質転換株のそれぞれについて、実施例1と同様な方法で酢酸を添加したYPG培地での生育をOD660nmで測定して、シャトルベクターpGI18のみを導入した元株と比較した。
各菌株の結果を表6に示す。
As shown in Table 5, since the fumarate hydratase activity of each transformed strain was higher than that of the original strain, the fumarate hydratase gene of acetic acid bacteria was introduced into acetic acid bacteria and expressed. It was revealed that the enzyme activity was enhanced.
In addition, for each of the ampicillin resistant transformant carrying the plasmid pFUMA and the ampicillin resistant transformant carrying the plasmid pFUMC obtained as described above, acetic acid was added in the same manner as in Example 1. Growth in the medium was measured at OD 660 nm and compared with the original strain into which only the shuttle vector pGI18 was introduced.
The results of each strain are shown in Table 6.

Figure 2006246701
Figure 2006246701

その結果、表6に示すように、3%酢酸を添加した培地において、形質転換株は旺盛に増殖したのに対し、元株はほとんど増殖しなかった。
このことから、フマレートヒドラターゼ遺伝子を増強させた酢酸菌は、酢酸存在下で高い生育能を示し、生育促進機能が発揮されていることが確認できた。
As a result, as shown in Table 6, the transformed strain grew vigorously in the medium supplemented with 3% acetic acid, whereas the original strain hardly grew.
From this, it was confirmed that the acetic acid bacteria having enhanced fumarate hydratase gene showed high growth ability in the presence of acetic acid and exhibited a growth promoting function.

(実施例4)グルコンアセトバクター・エンタニイ(Gluconacetobacter entanii)由来のマレートキノンオキシドレダクターゼ遺伝子で形質転換したグルコンアセトバクター・キシリヌス(Gluconacetobacter xylinus)の酢酸存在下での生育の向上
(1)マレートキノンオキシドレダクターゼ(脱水素酵素)遺伝子のクローニング
実施例1に記載したのと同様な方法で調製したグルコンアセトバクター・エンタニイ(Gluconacetobacter entanii)の1株であるアセトバクター・アルトアセトゲネスMH−24(Acetobacter altoacetigenes MH-24)株(FERM BP−491)の染色体DNAを鋳型として、また、プライマーとして、プライマー9(配列表の配列番号41記載の塩基配列参照)およびプライマー10(配列表の配列番号42記載の塩基配列参照)を用いて、実施例1と同様な条件でPCR法を実施して、マレートキノン脱水素酵素をコードする遺伝子を含むDNA断片を得た。
その結果、配列表の配列番号10記載の塩基配列からなるDNA断片を得た。この配列番号10記載の塩基配列は、塩基番号182〜1678部分にマレートキノンオキシドレダクターゼ遺伝子のORF(配列番号11記載のアミノ酸配列に対応)を含む。
このDNA断片を酢酸菌−大腸菌シャトルベクターpGI18の制限酵素SmaI切断部位にライゲーションにより挿入したDNAを調製した。
(Example 4) Improvement of growth in the presence of acetic acid of Gluconacetobacter xylinus transformed with a malate quinone oxidoreductase gene derived from Gluconacetobacter entanii (1) Malate quinone Cloning of the Oxidoreductase (Dehydrogenase) Gene Acetobacter altoacetigenes MH-24 (Acetobacter altoacetigenes), a strain of Gluconacetobacter entanii prepared by a method similar to that described in Example 1 MH-24) strain (FERM BP-491) as a template and as a primer, primer 9 (see the nucleotide sequence described in SEQ ID NO: 41 of the sequence listing) and primer 10 (described in SEQ ID NO: 42 of the sequence listing) (See base sequence) A PCR method was performed under the same conditions as in Example 1 to obtain a DNA fragment containing a gene encoding malate quinone dehydrogenase.
As a result, a DNA fragment consisting of the base sequence described in SEQ ID NO: 10 in the sequence listing was obtained. This base sequence described in SEQ ID NO: 10 contains the ORF of the malate quinone oxidoreductase gene (corresponding to the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 11) in the base numbers 182 to 1678.
A DNA was prepared by inserting this DNA fragment into the restriction enzyme SmaI cleavage site of the acetic acid bacteria-E. Coli shuttle vector pGI18 by ligation.

このようにして調製したDNAを実施例1と同様な方法で大腸菌(Escherichia coli)JM109株に形質転換し、pUC18由来のlacプロモーターの下流にlacプロモーターと同じ転写方向にDNA断片が挿入されたプラスミドpMQOを保有する形質転換株を得、得られた形質転換株から定法によりプラスミドDNAを調製してpMQOを得た。   Plasmid prepared by transforming the thus prepared DNA into Escherichia coli JM109 strain in the same manner as in Example 1, and inserting a DNA fragment in the same transcription direction as the lac promoter downstream of the lac promoter derived from pUC18 A transformant having pMQO was obtained, and plasmid DNA was prepared from the resulting transformant by a conventional method to obtain pMQO.

(2)酢酸菌形質転換株の取得
このようにして得たpMQOを用いてグルコンアセトバクター・キシリヌス(Gluconacetobacter xylinus)IFO3288を実施例1と同様な方法で形質転換し、形質転換株を取得した。
得られた形質転換株グルコンアセトバクター・キシリヌス(Gluconacetobacter xylinus)IFO3288/pMQO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(日本国茨城県つくば市東1丁目1番地中央第6)に2005年2月2日付けで寄託されており、その寄託番号は、FERM ABP−10219である。
(2) Acquisition of transformant strain of acetic acid bacteria Using the pMQO thus obtained, Gluconacetobacter xylinus IFO3288 was transformed in the same manner as in Example 1 to obtain a transformant.
The resulting transformant, Gluconacetobacter xylinus IFO3288 / pMQO strain, was established in 2005 by the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Patent Biological Depositary Center (1st, 1st, 1st East, Tsukuba City, Ibaraki Prefecture, Japan). Deposited as of February 2nd, the deposit number is FERM ABP-10219.

pMQOの形質転換株とベクターpGI18のみを保有する元株を、YPG培地で2日間培養し、得られた菌体の細胞破砕液のマレートキノンオキシドレダクターゼ活性を、「ヨーロピアン・ジャーナル・オブ・バイオケミストリー(Eur.J.Biochem.)254巻、p.395−p.403、1998年」に記載の方法に準じて測定した。その結果を表7に示した。   The transformed strain of pMQO and the original strain having only the vector pGI18 were cultured in YPG medium for 2 days, and the malate quinone oxidoreductase activity of the resulting cell lysate was determined according to “European Journal of Biotechnology”. Chemistry (Eur. J. Biochem.) 254, p.395-p.403, 1998 ”. The results are shown in Table 7.

Figure 2006246701
Figure 2006246701

表7に示すように、各形質転換株のマレートキノンオキシドレダクターゼ活性は、元株のそれに比べて高かったことから、酢酸菌のマレートキノンオキシドレダクターゼ遺伝子を酢酸菌に導入して発現させることによって該酵素活性が増強されることが明らかとなった。
また、上記のようにして得られたプラスミドpMQOを保有するアンピシリン耐性の形質転換株について、実施例1と同様な方法で酢酸を添加したYPG培地での生育をOD660nmで測定して、シャトルベクターpGI18のみを導入した元株と比較した。
各菌株の結果を表8に示す。
As shown in Table 7, since the malate quinone oxidoreductase activity of each transformed strain was higher than that of the original strain, the malate quinone oxidoreductase gene of acetic acid bacteria was introduced into the acetic acid bacteria and expressed. It has been clarified that the enzyme activity is enhanced.
In addition, the ampicillin resistant transformant carrying the plasmid pMQO obtained as described above was measured for growth in an YPG medium supplemented with acetic acid by the same method as in Example 1 at OD660 nm, and the shuttle vector pGI18. Compared to the original strain that only introduced.
The results of each strain are shown in Table 8.

Figure 2006246701
Figure 2006246701

その結果、表8に示すように、3%酢酸を添加した培地で、形質転換株は旺盛に増殖したのに対して、元株はほとんど増殖しなかった。
このことから、マレートキノンオキシドレダクターゼ遺伝子を増強させた酢酸菌は、酢酸存在下で高い生育能を示し、生育促進機能が発揮されていることが確認できた。
As a result, as shown in Table 8, the transformed strain grew vigorously in the medium supplemented with 3% acetic acid, whereas the original strain hardly grew.
From this, it was confirmed that the acetic acid bacteria with enhanced malate quinone oxidoreductase gene showed high growth ability in the presence of acetic acid and exhibited a growth promoting function.

(実施例5)グルコンアセトバクター・エンタニイ(Gluconacetobacter entanii)由来のNAD依存性リンゴ酸脱水素酵素(脱炭酸)遺伝子で形質転換したグルコンアセトバクター・キシリヌス(Gluconacetobacter xylinus)の酢酸存在下での生育の向上
(1)NAD依存性リンゴ酸脱水素酵素(脱炭酸)遺伝子のクローニング
実施例1に記載したのと同様な方法で調製したグルコンアセトバクター・エンタニイ(Gluconacetobacter entanii)の1株であるアセトバクター・アルトアセトゲネスMH−24(Acetobacter altoacetigenes MH-24)株(FERM BP−491)の染色体DNAを鋳型として、また、プライマーとして、プライマー11(配列表の配列番号43記載の塩基配列参照)およびプライマー12(配列表の配列番号44記載の塩基配列参照)を用いて、実施例1と同様な条件でPCR法を実施して、NAD依存性リンゴ酸脱水素酵素(脱炭酸)をコードする遺伝子を含むDNA断片を得た。
その結果、配列表の配列番号12記載の塩基配列からなるDNA断片を得た。この配列番号12記載の塩基配列は、塩基番号89〜1891部分に大腸菌のNAD依存性リンゴ酸脱水素酵素(脱炭酸)遺伝子をコードするsfcAと44%の相同性を有すると共に、NAD依存性リンゴ酸脱水素酵素(脱炭酸)において共通に保存されているモチーフPfam00390ともscore728.2の高い相同性を有していた。このことから配列番号12記載の塩基配列は、塩基番号89〜1891部分にNAD依存性リンゴ酸脱水素酵素(脱炭酸)遺伝子のORF(配列番号13記載のアミノ酸配列に対応)を含むことが確認できた。
このDNA断片を酢酸菌−大腸菌シャトルベクターpGI18の制限酵素SmaI切断部位にライゲーションにより挿入したDNAを調製した。
(Example 5) Growth of Gluconacetobacter xylinus in the presence of acetic acid transformed with a NAD-dependent malate dehydrogenase (decarboxylation) gene derived from Gluconacetobacter entanii Improvement (1) Cloning of NAD-dependent malate dehydrogenase (decarboxylation) gene Acetobacter enthalii, a strain of Gluconacetobacter entanii, prepared in the same manner as described in Example 1 Using the chromosomal DNA of Altoacetogenes MH-24 (Acetobacter altoacetigenes MH-24) strain (FERM BP-491) as a template and as a primer, primer 11 (see the nucleotide sequence described in SEQ ID NO: 43 in the sequence listing) and primer 12 (See the nucleotide sequence described in SEQ ID NO: 44 in the sequence listing) PCR was carried out under the same conditions as in Example 1 to obtain a DNA fragment containing a gene encoding NAD-dependent malate dehydrogenase (decarboxylation).
As a result, a DNA fragment consisting of the base sequence described in SEQ ID NO: 12 in the sequence listing was obtained. The nucleotide sequence described in SEQ ID NO: 12 has 44% homology with sfcA encoding the NAD-dependent malate dehydrogenase (decarboxylation) gene of Escherichia coli at the base numbers 89 to 1891, and also has a NAD-dependent apple. The motif Pfam00390, which is commonly conserved in acid dehydrogenase (decarboxylation), also had a high homology of score 728.2. From this, it was confirmed that the base sequence described in SEQ ID NO: 12 contains the ORF of the NAD-dependent malate dehydrogenase (decarboxylation) gene (corresponding to the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 13) in the base numbers 89 to 1891. did it.
A DNA was prepared by inserting this DNA fragment into the restriction enzyme SmaI cleavage site of the acetic acid bacteria-E. Coli shuttle vector pGI18 by ligation.

このようにして調製したDNAを実施例1と同様な方法で大腸菌(Escherichia coli)JM109株に形質転換し、pUC18由来のlacプロモーターの下流にlacプロモーターと同じ転写方向にDNA断片が挿入されたプラスミドpMALを保有する形質転換株を得、得られた形質転換株から定法によりプラスミドDNAを調製してpMALを得た。   Plasmid prepared by transforming the thus prepared DNA into Escherichia coli JM109 strain in the same manner as in Example 1, and inserting a DNA fragment in the same transcription direction as the lac promoter downstream of the lac promoter derived from pUC18 A transformant having pMAL was obtained, and plasmid DNA was prepared from the obtained transformant by a conventional method to obtain pMAL.

(2)酢酸菌形質転換株の取得
このようにして得たpMALを用いてグルコンアセトバクター・キシリヌス(Gluconacetobacter xylinus)IFO3288を実施例1と同様な方法で形質転換し、形質転換株を取得した。
得られた形質転換株グルコンアセトバクター・キシリヌス(Gluconacetobacter xylinus)IFO3288/pMAL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(日本国茨城県つくば市東1丁目1番地中央第6)に2005年2月2日付けで寄託されており、その寄託番号は、FERM ABP−10218である。
(2) Acquired Acetic Acid Bacteria Transformant Using the pMAL thus obtained, Gluconacetobacter xylinus IFO3288 was transformed in the same manner as in Example 1 to obtain a transformant.
The resulting transformant, Gluconacetobacter xylinus IFO3288 / pMAL strain, was established in 2005 by the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Patent Biological Depositary Center (1st, 1st, Higashi 1-chome, Tsukuba, Japan). Deposited as of February 2nd, the deposit number is FERM ABP-10218.

また、上記のようにして得られたプラスミドpMALを保有するアンピシリン耐性の形質転換株について、実施例1と同様な方法で酢酸を添加したYPG培地での生育をOD660nmで測定して、シャトルベクターpGI18のみを導入した元株と比較した。
各菌株の結果を表9に示す。
In addition, the ampicillin-resistant transformant harboring the plasmid pMAL obtained as described above was measured for growth in a YPG medium supplemented with acetic acid by the same method as in Example 1 at OD660 nm, and the shuttle vector pGI18. Compared to the original strain that only introduced.
The results for each strain are shown in Table 9.

Figure 2006246701
Figure 2006246701

その結果、表9に示すように、3%酢酸を添加した培地で、形質転換株は旺盛に増殖したのに対して、元株はほとんど増殖しなかった。
このことから、NAD依存性リンゴ酸脱水素酵素(脱炭酸)遺伝子を増強させた酢酸菌は、酢酸存在下で高い生育能を示し、生育促進機能が発揮されていることが確認できた。
As a result, as shown in Table 9, the transformed strain grew vigorously on the medium supplemented with 3% acetic acid, whereas the original strain hardly grew.
From this, it was confirmed that the acetic acid bacteria having enhanced NAD-dependent malate dehydrogenase (decarboxylation) gene showed high growth ability in the presence of acetic acid and exhibited a growth promoting function.

(実施例6)グルコンアセトバクター・エンタニイ(Gluconacetobacter entanii)由来のFAD依存性乳酸脱水素酵素遺伝子で形質転換したグルコンアセトバクター・キシリヌス(Gluconacetobacter xylinus)の酢酸存在下での生育の向上
(1)FAD依存性乳酸脱水素酵素遺伝子のクローニング
実施例1に記載したのと同様な方法で調製したグルコンアセトバクター・エンタニイ(Gluconacetobacter entanii)の1株であるアセトバクター・アルトアセトゲネスMH−24(Acetobacter altoacetigenes MH-24)株(FERM BP−491)の染色体DNAを鋳型として、また、プライマーとして、プライマー13(配列表の配列番号45記載の塩基配列参照)およびプライマー14(配列表の配列番号46記載の塩基配列参照)を用いて、実施例1と同様な条件でPCR法を実施して、FAD依存性乳酸脱水素酵素をコードする遺伝子を含むDNA断片を得た。
その結果、配列表の配列番号14記載の塩基配列からなるDNA断片を得た。この配列番号14記載の塩基配列は、塩基番号46〜1779部分にFAD依存性乳酸脱水素酵素遺伝子のORF(配列番号15記載のアミノ酸配列に対応)を含む。
得られたDNA断片を酢酸菌−大腸菌シャトルベクターpGI18の制限酵素SmaI切断部位にライゲーションにより挿入したDNAを調製した。
(Example 6) Improvement of growth in the presence of acetic acid of Gluconacetobacter xylinus transformed with a FAD-dependent lactate dehydrogenase gene derived from Gluconacetobacter entanii (1) FAD Cloning of Dependent Lactate Dehydrogenase Gene Acetobacter altoacetigenes MH-24 (Acetobacter altoacetigenes MH), a strain of Gluconacetobacter entanii prepared by the same method as described in Example 1 -24) Using the chromosomal DNA of the strain (FERM BP-491) as a template and as a primer, primer 13 (see the nucleotide sequence described in SEQ ID NO: 45 in the sequence listing) and primer 14 (bases described in SEQ ID NO: 46 in the sequence listing) PCR method) under the same conditions as in Example 1 To obtain a DNA fragment containing a gene encoding a FAD-dependent lactate dehydrogenase.
As a result, a DNA fragment consisting of the base sequence described in SEQ ID NO: 14 in the sequence listing was obtained. This base sequence described in SEQ ID NO: 14 contains the ORF of the FAD-dependent lactate dehydrogenase gene (corresponding to the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 15) in the base numbers 46-1779 part.
A DNA was prepared by inserting the resulting DNA fragment into the restriction enzyme SmaI cleavage site of the acetic acid bacteria-E. Coli shuttle vector pGI18 by ligation.

このようにして調製したDNAを実施例1と同様な方法で大腸菌(Escherichia coli)JM109株に形質転換し、pUC18由来のlacプロモーターの下流にlacプロモーターと同じ転写方向にDNA断片が挿入されたプラスミドpLDHを保有する形質転換株を得、得られた形質転換株から定法によりプラスミドDNAを調製してpLDHを得た。   Plasmid prepared by transforming the thus prepared DNA into Escherichia coli JM109 strain in the same manner as in Example 1, and inserting a DNA fragment in the same transcription direction as the lac promoter downstream of the lac promoter derived from pUC18 A transformant having pLDH was obtained, and plasmid DNA was prepared from the resulting transformant by a conventional method to obtain pLDH.

(2)酢酸菌形質転換株の取得
このようにして得たpLDHを用いて、グルコンアセトバクター・キシリヌス(Gluconacetobacter xylinus)IFO3288を実施例1と同様な方法で形質転換し、形質転換株を取得した。
得られた形質転換株グルコンアセトバクター・キシリヌス(Gluconacetobacter xylinus)IFO3288/pLDH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(日本国茨城県つくば市東1丁目1番地中央第6)に2005年2月2日付けで寄託されており、その寄託番号は、FERM ABP−10217である。
(2) Acquisition of acetic acid bacteria transformed strain Using pLDH thus obtained, Gluconacetobacter xylinus IFO3288 was transformed in the same manner as in Example 1 to obtain a transformed strain. .
The resulting transformant, Gluconacetobacter xylinus IFO3288 / pLDH strain, was established in 2005 by the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Patent Biological Depositary Center (1st, 1st, East 1-chome, Tsukuba, Ibaraki, Japan). Deposited as of February 2nd, the deposit number is FERM ABP-10217.

pLDHの形質転換株とベクターpGI18のみを保有する元株をYPG培地で2日間培養し、得られた菌体の細胞破砕液のFAD依存性乳酸脱水素酵素活性は、「バイオサイエンス・バイオテクノロジー・バイオケミストリー(Biosci.Biotechnol.Biochem.)68巻、p.516−p.522、2004年」に記載の方法に準じて測定した。その結果を表10に示した。   The transformed strain of pLDH and the original strain having only the vector pGI18 were cultured in YPG medium for 2 days, and the FAD-dependent lactate dehydrogenase activity of the cell disruption solution of the obtained bacterial cell was determined as “Bioscience / Biotechnology. Biochemistry (Biosci. Biotechnol. Biochem. 68), p.516-p.522, 2004 ”was measured. The results are shown in Table 10.

Figure 2006246701
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表10に示すように、各形質転換株のFAD依存性乳酸脱水素酵素活性は、元株のそれに比べて高かったことから、酢酸菌のFAD依存性乳酸脱水素酵素遺伝子を酢酸菌に導入して発現させることによって該酵素活性が増強されることが明らかとなった。
上記のようにして得られたプラスミドpLDHを保有するアンピシリン耐性の形質転換株について、実施例1と同様な方法で酢酸を添加したYPG培地での生育をOD660nmで測定して、シャトルベクターpGI18のみを導入した元株と比較した。
各菌株の結果を表11に示す。
As shown in Table 10, the FAD-dependent lactate dehydrogenase activity of each transformed strain was higher than that of the original strain. It has been clarified that the enzyme activity is enhanced by expression.
For the ampicillin resistant transformant harboring the plasmid pLDH obtained as described above, growth in YPG medium supplemented with acetic acid was measured at OD660 nm in the same manner as in Example 1, and only the shuttle vector pGI18 was obtained. Compared with the original stock introduced.
The results for each strain are shown in Table 11.

Figure 2006246701
Figure 2006246701

その結果、表11に示すように、3%酢酸を添加した培地で、形質転換株は旺盛に増殖したのに対して、元株はほとんど増殖しなかった。
このことから、FAD依存性乳酸脱水素酵素遺伝子を増強させた酢酸菌は、酢酸存在下で高い生育能を示し、生育促進機能が発揮されていることが確認できた。
As a result, as shown in Table 11, the transformed strain grew vigorously on the medium supplemented with 3% acetic acid, whereas the original strain hardly grew.
From this, it was confirmed that the acetic acid bacteria in which the FAD-dependent lactate dehydrogenase gene was enhanced showed high growth ability in the presence of acetic acid and exhibited a growth promoting function.

(実施例7)グルコンアセトバクター・キシリヌス(Gluconacetobacter xylinus)由来のNADH脱水素酵素複合体のサブユニットnuoMをコードする遺伝子で形質転換したグルコンアセトバクター・キシリヌス(Gluconacetobacter xylinus)の酢酸存在下での生育の向上
(1)NADH脱水素酵素複合体のサブユニットnuoMをコードする遺伝子のクローニング
グルコンアセトバクター・キシリナス(Gluconacetobacter xylinus)IFO3288株をYPG培地(3%グルコース、0.5%酵母エキス、0.2%ポリペプトン含有)中で、30℃にて24時間振盪培養を行ない、該菌株を用いた他は実施例1に記載したのと同様な方法で、調製した染色体DNAを鋳型として、また、プライマーとして、プライマー15(配列表の配列番号47記載の塩基配列参照)およびプライマー16(配列表の配列番号48記載の塩基配列参照)を用いて、実施例1と同様な条件でPCR法を実施して、NADH脱水素酵素複合体のサブユニットnuoMをコードする遺伝子を含むDNA断片を得た。
その結果、配列表の配列番号16記載の塩基配列からなるDNA断片を得た。この配列番号16記載の塩基配列は、塩基番号186〜1727部分にNADH脱水素酵素複合体のサブユニットnuoM遺伝子のORF(配列番号17記載のアミノ酸配列に対応)を含む。
得られたDNA断片を酢酸菌−大腸菌シャトルベクターpGI18の制限酵素SmaI切断部位にライゲーションにより挿入したDNAを調製した。
(Example 7) Growth of Gluconacetobacter xylinus in the presence of acetic acid transformed with a gene encoding subunit nuM of NADH dehydrogenase complex derived from Gluconacetobacter xylinus (1) Cloning of a gene encoding the subunit nuM of the NADH dehydrogenase complex Gluconacetobacter xylinus IFO3288 strain was transformed into YPG medium (3% glucose, 0.5% yeast extract, 0.2 In the same manner as described in Example 1 except that the bacterial strain was cultured at 30 ° C. for 24 hours in the same manner as described in Example 1, except that the prepared chromosomal DNA was used as a template and a primer. , Primer 15 (base sequence described in SEQ ID NO: 47 in the sequence listing) PCR) is carried out under the same conditions as in Example 1 using primer 16 and the primer 16 (see the nucleotide sequence described in SEQ ID NO: 48 in the sequence listing) to encode the subunit NUM of the NADH dehydrogenase complex. A DNA fragment containing the gene was obtained.
As a result, a DNA fragment consisting of the base sequence described in SEQ ID NO: 16 in the sequence listing was obtained. This base sequence described in SEQ ID NO: 16 contains the ORF of the subunit nuM gene of the NADH dehydrogenase complex (corresponding to the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 17) in the base numbers 186 to 1727.
A DNA was prepared by inserting the resulting DNA fragment into the restriction enzyme SmaI cleavage site of the acetic acid bacteria-E. Coli shuttle vector pGI18 by ligation.

このようにして調製したDNAを実施例1と同様な方法で大腸菌(Escherichia coli)JM109株に形質転換し、pUC18由来のlacプロモーターの下流にlacプロモーターと同じ転写方向にDNA断片が挿入されたプラスミドpNDHを保有する形質転換株を得、得られた形質転換株から定法によりプラスミドDNAを調製してpNDHを得た。   Plasmid prepared by transforming the thus prepared DNA into Escherichia coli JM109 strain in the same manner as in Example 1, and inserting a DNA fragment in the same transcription direction as the lac promoter downstream of the lac promoter derived from pUC18 A transformant carrying pNDH was obtained, and plasmid DNA was prepared from the obtained transformant by a conventional method to obtain pNDH.

(2)酢酸菌形質転換株の取得
このようにして得たpNDHを用いて、グルコンアセトバクター・キシリヌス(Gluconacetobacter xylinus)IFO3288を実施例1と同様な方法で形質転換し、形質転換株を取得した。
得られた形質転換株グルコンアセトバクター・キシリヌス(Gluconacetobacter xylinus)IFO3288/pNDH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(日本国茨城県つくば市東1丁目1番地中央第6)に2005年2月22日付けで寄託されており、その寄託番号は、FERM ABP−10255である。
(2) Acquisition of acetic acid bacteria transformed strain Using pNDH thus obtained, Gluconacetobacter xylinus IFO3288 was transformed in the same manner as in Example 1 to obtain a transformed strain. .
The obtained transformant, Gluconacetobacter xylinus IFO3288 / pNDH strain, was established in 2005 by the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Patent Biological Depositary Center (1st, 1st, 1st East, Tsukuba City, Ibaraki Prefecture, Japan). It has been deposited on February 22, and its deposit number is FERM ABP-10255.

pNDHの形質転換株とベクターpGI18のみを保有する元株をYPG培地で2日間培養し、得られた菌体の細胞破砕液のNADH脱水素酵素活性は、「バイオケミストリー(Biochemistry)26巻、p.7732−p.7737、1987年」に記載の方法に準じて測定した。その結果を表12に示した。   The transformed strain of pNDH and the original strain having only the vector pGI18 were cultured in YPG medium for 2 days, and the NADH dehydrogenase activity of the cell disruption solution of the obtained bacterial cell was “Biochemistry 26, p. .7732-p.7373, 1987 ”. The results are shown in Table 12.

Figure 2006246701
Figure 2006246701

表12に示すように、各形質転換株のNADH脱水素酵素活性は、元株のそれに比べて高かったことから、酢酸菌のNADH脱水素酵素遺伝子を酢酸菌に導入して発現させることによって該酵素活性が増強されることが明らかとなった。
上記のようにして得られたプラスミドpNDHを保有するアンピシリン耐性の形質転換株について、実施例1と同様な方法で酢酸を添加したYPG培地での生育をOD660nmで測定して、シャトルベクターpGI18のみを導入した元株と比較した。
各菌株の結果を表13に示す。
As shown in Table 12, since the NADH dehydrogenase activity of each transformed strain was higher than that of the original strain, the NADH dehydrogenase gene of acetic acid bacteria was introduced into the acetic acid bacteria and expressed. It was revealed that the enzyme activity was enhanced.
For the ampicillin resistant transformant harboring the plasmid pNDH obtained as described above, growth in YPG medium supplemented with acetic acid was measured at OD660 nm in the same manner as in Example 1, and only the shuttle vector pGI18 was obtained. Compared with the original stock introduced.
The results for each strain are shown in Table 13.

Figure 2006246701
Figure 2006246701

その結果、表13に示すように、3%酢酸を添加した培地で、形質転換株は旺盛に増殖したのに対して、元株はほとんど増殖しなかった。
このことから、NADH脱水素酵素遺伝子を増強させた酢酸菌は、酢酸存在下で高い生育能を示し、生育促進機能が発揮されていることが確認できた。
As a result, as shown in Table 13, the transformed strain grew vigorously in the medium supplemented with 3% acetic acid, whereas the original strain hardly grew.
From this, it was confirmed that the acetic acid bacteria with enhanced NADH dehydrogenase gene showed high growth ability in the presence of acetic acid and exhibited a growth promoting function.

(実施例8)グルコンアセトバクター・エンタニイ(Gluconacetobacter entanii)由来のグリセルアルデヒド−3−リン酸脱水素酵素で形質転換したグルコンアセトバクター・キシリヌス(Gluconacetobacter xylinus)の酢酸存在下での生育の向上
(1)グリセルアルデヒド−3−リン酸脱水素酵素遺伝子のクローニング
実施例1に記載したのと同様な方法で調製したグルコンアセトバクター・エンタニイ(Gluconacetobacter entanii)の1株であるアセトバクター・アルトアセトゲネスMH−24(Acetobacter altoacetigenes MH-24)株(FERM BP−491)の染色体DNAを鋳型として、また、プライマーとして、プライマー17(配列表の配列番号49記載の塩基配列参照)およびプライマー18(配列表の配列番号50記載の塩基配列参照)を用いて、実施例1と同様な条件でPCR法を実施して、グリセルアルデヒド−3−リン酸脱水素酵素をコードする遺伝子を含むDNA断片を得た。
その結果、配列表の配列番号18記載の塩基配列からなるDNA断片を得た。この配列番号18記載の塩基配列は、塩基番号91〜1113部分に大腸菌のグリセルアルデヒド−3−リン酸脱水素酵素遺伝子をコードするgapAと48%の相同性を有すると共に、グリセルアルデヒド−3−リン酸脱水素酵素において共通に保存されているモチーフPfam00044ともscore630.2の高い相同性を有していた。このことから配列番号18記載の塩基配列は、塩基番号91〜1113部分にグリセルアルデヒドー3−リン酸脱水素酵素遺伝子のORF(配列番号19記載のアミノ酸配列に対応)を含むことが確認できた。
得られたDNA断片を酢酸菌−大腸菌シャトルベクターpGI18の制限酵素SmaI切断部位にライゲーションにより挿入したDNAを調製した。
(Example 8) Improvement of growth in the presence of acetic acid of Gluconacetobacter xylinus transformed with glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase derived from Gluconacetobacter entanii (Gluconacetobacter xylinus) 1) Cloning of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase gene Acetobacter altoacetogenes, a strain of Gluconacetobacter entanii prepared by the same method as described in Example 1 Using chromosomal DNA of MH-24 (Acetobacter altoacetigenes MH-24) strain (FERM BP-491) as a template and as primers, primer 17 (see the nucleotide sequence described in SEQ ID NO: 49 in the sequence listing) and primer 18 (sequence listing) Example 1) using the base sequence described in SEQ ID NO: 50 PCR was carried out under the same conditions as above to obtain a DNA fragment containing a gene encoding glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase.
As a result, a DNA fragment consisting of the base sequence described in SEQ ID NO: 18 in the sequence listing was obtained. The base sequence described in SEQ ID NO: 18 has 48% homology with gapA encoding glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase gene of Escherichia coli at bases 91 to 1113, and glyceraldehyde-3 -The motif Pfam0444, which is commonly conserved in phosphate dehydrogenase, also had a high homology of score630.2. From this, it can be confirmed that the base sequence described in SEQ ID NO: 18 contains the ORF of the glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase gene (corresponding to the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 19) in the base numbers 91 to 1113. It was.
A DNA was prepared by inserting the resulting DNA fragment into the restriction enzyme SmaI cleavage site of the acetic acid bacteria-E. Coli shuttle vector pGI18 by ligation.

このようにして調製したDNAを実施例1と同様な方法で大腸菌(Escherichia coli)JM109株に形質転換し、pUC18由来のlacプロモーターの下流にlacプロモーターと同じ転写方向にDNA断片が挿入されたプラスミドpGLDを保有する形質転換株を得、得られた形質転換株から定法によりプラスミドDNAを調製してpGLDを得た。   Plasmid prepared by transforming the thus prepared DNA into Escherichia coli JM109 strain in the same manner as in Example 1, and inserting a DNA fragment in the same transcription direction as the lac promoter downstream of the lac promoter derived from pUC18 A transformant having pGLD was obtained, and plasmid DNA was prepared from the resulting transformant by a conventional method to obtain pGLD.

(2)酢酸菌形質転換株の取得
このようにして得たpGLDを用いてグルコンアセトバクター・キシリヌス(Gluconacetobacter xylinus)IFO3288を実施例1と同様な方法で形質転換し、形質転換株を取得した。
得られた形質転換株グルコンアセトバクター・キシリヌス(Gluconacetobacter xylinus)IFO3288/pGLD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(日本国茨城県つくば市東1丁目1番地中央第6)に2005年2月22日付けで寄託されており、その寄託番号は、FERM ABP−10253である。
(2) Acquired Acetic Acid Bacteria Transformant Using the thus obtained pGLD, Gluconacetobacter xylinus IFO3288 was transformed in the same manner as in Example 1 to obtain a transformant.
The obtained transformant, Gluconacetobacter xylinus IFO3288 / pGLD strain, was established in 2005 by the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Patent Biological Depositary Center (1st, 1st, East 1-chome, Tsukuba, Ibaraki, Japan). Deposited as of February 22nd, the deposit number is FERM ABP-10253.

上記のようにして得られたプラスミドpGLDを保有するアンピシリン耐性の形質転換株について、実施例1と同様な方法で酢酸を添加したYPG培地での生育をOD660nmで測定して、シャトルベクターpGI18のみを導入した元株と比較した。
各菌株の結果を表14に示す。
For the ampicillin resistant transformant harboring the plasmid pGLD obtained as described above, growth in YPG medium supplemented with acetic acid was measured at OD660 nm in the same manner as in Example 1, and only the shuttle vector pGI18 was obtained. Compared with the original stock introduced.
The results for each strain are shown in Table 14.

Figure 2006246701
Figure 2006246701

その結果、表14に示すように、3%酢酸を添加した培地で、形質転換株は旺盛に増殖したのに対して、元株はほとんど増殖しなかった。
このことから、グリセルアルデヒド−3−リン酸脱水素酵素遺伝子を増強させた酢酸菌は、酢酸存在下で高い生育能を示し、生育促進機能が発揮されていることが確認できた。
As a result, as shown in Table 14, the transformed strain grew vigorously in the medium supplemented with 3% acetic acid, whereas the original strain hardly grew.
From this, it was confirmed that the acetic acid bacteria having enhanced glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase gene showed high growth ability in the presence of acetic acid and exhibited a growth promoting function.

(実施例9)グルコンアセトバクター・エンタニイ(Gluconacetobacter entanii)由来のエノラーゼ遺伝子で形質転換したグルコンアセトバクター・キシリヌス(Gluconacetobacter xylinus)の酢酸存在下での生育の向上
(1)エノラーゼ遺伝子のクローニング
実施例1に記載したのと同様な方法で調製したグルコンアセトバクター・エンタニイ(Gluconacetobacter entanii)の1株であるアセトバクター・アルトアセトゲネスMH−24(Acetobacter altoacetigenes MH-24)株(FERM BP−491)の染色体DNAを鋳型として、また、プライマーとして、プライマー19(配列表の配列番号51記載の塩基配列参照)およびプライマー20(配列表の配列番号52記載の塩基配列参照)を用いて、実施例1と同様な条件でPCR法を実施して、エノラーゼをコードする遺伝子を含むDNA断片を得た。
その結果、配列表の配列番号20記載の塩基配列からなるDNA断片を得た。この配列番号20記載の塩基配列は、塩基番号68〜1393部分に大腸菌のenoと52%の騒相同性を有し、エノラーゼにおいて共通に保存されているモチーフPfam00113ともscore678.2の高い相同性を有していた。このことから配列番号20記載の塩基配列は、塩基番号68〜1393部分にエノラーゼ遺伝子のORF(配列番号21記載のアミノ酸配列に対応)を含むことが確認できた。
このDNA断片を酢酸菌−大腸菌シャトルベクターpGI18の制限酵素SmaI切断部位にライゲーションにより挿入したDNAを調製した。
(Example 9) Improvement of growth in the presence of acetic acid of Gluconacetobacter xylinus transformed with an enolase gene derived from Gluconacetobacter entanii (1) Cloning of enolase gene Example 1 Chromosome of Acetobacter altoacetigenes MH-24 (FERM BP-491), which is a strain of Gluconacetobacter entanii, prepared by the same method as described in 1) Similar to Example 1 using primer 19 (refer to the nucleotide sequence described in SEQ ID NO: 51 of the Sequence Listing) and primer 20 (refer to the nucleotide sequence described in SEQ ID NO: 52 of the Sequence Listing) using DNA as a template and primer. The PCR method under mild conditions to encode enolase A DNA fragment containing the gene was obtained.
As a result, a DNA fragment consisting of the base sequence described in SEQ ID NO: 20 in the sequence listing was obtained. The base sequence described in SEQ ID NO: 20 has 52% homology with E. coli eno at the base numbers 68 to 1393, and also has a high homology of score 678.2 with the motif Pfam00113 commonly conserved in enolase. Had. From this, it was confirmed that the base sequence described in SEQ ID NO: 20 contains the enolase gene ORF (corresponding to the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 21) in the base numbers 68 to 1393.
A DNA was prepared by inserting this DNA fragment into the restriction enzyme SmaI cleavage site of the acetic acid bacteria-E. Coli shuttle vector pGI18 by ligation.

このようにして調製したDNAを実施例1と同様な方法で大腸菌(Escherichia coli)JM109株に形質転換し、pUC18由来のlacプロモーターの下流にlacプロモーターと同じ転写方向にDNA断片が挿入されたプラスミドpENOを保有する形質転換株を得、得られた形質転換株から定法によりプラスミドDNAを調製してpENOを得た。   Plasmid prepared by transforming the thus prepared DNA into Escherichia coli JM109 strain in the same manner as in Example 1, and inserting a DNA fragment in the same transcription direction as the lac promoter downstream of the lac promoter derived from pUC18 A transformant carrying pENO was obtained, and plasmid DNA was prepared from the obtained transformant by a conventional method to obtain pENO.

(2)酢酸菌形質転換株の取得
このようにして得たpENOを用いて、グルコンアセトバクター・キシリヌス(Gluconacetobacter xylinus)IFO3288を実施例1と同様な方法で形質転換し、形質転換株を取得した。
得られた形質転換株グルコンアセトバクター・キシリヌス(Gluconacetobacter xylinus)IFO3288/pENO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(日本国茨城県つくば市東1丁目1番地中央第6)に2005年2月2日付けで寄託されており、その寄託番号は、FERM ABP−10211である。
(2) Acquisition of acetic acid bacteria transformed strain Using pENO thus obtained, Gluconacetobacter xylinus IFO3288 was transformed in the same manner as in Example 1 to obtain a transformed strain. .
The resulting transformant, Gluconacetobacter xylinus IFO3288 / pENO strain, was established in 2005 by the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Patent Biological Depositary Center (1st, 1st, Higashi 1-chome, Tsukuba, Japan). Deposited as of February 2nd, the deposit number is FERM ABP-10211.

上記のようにして得られたプラスミドpENOを保有するアンピシリン耐性の形質転換株について、実施例1と同様な方法で酢酸を添加したYPG培地での生育をOD660nmで測定して、シャトルベクターpGI18のみを導入した元株と比較した。
各菌株の結果を表15に示す。
For the ampicillin resistant transformant harboring the plasmid pENO obtained as described above, growth in a YPG medium supplemented with acetic acid was measured at OD660 nm in the same manner as in Example 1, and only the shuttle vector pGI18 was obtained. Compared with the original stock introduced.
The results for each strain are shown in Table 15.

Figure 2006246701
Figure 2006246701

その結果、表15に示すように、3%酢酸を添加した培地で、形質転換株は旺盛に増殖したのに対して、元株はほとんど増殖しなかった。
このことから、エノラーゼ遺伝子を増強させた酢酸菌は、酢酸存在下で高い生育能を示し、生育促進機能が発揮されていることが確認できた。
As a result, as shown in Table 15, the transformed strain grew vigorously in the medium supplemented with 3% acetic acid, whereas the original strain hardly grew.
From this, it was confirmed that the acetic acid bacteria with enhanced enolase gene showed high growth ability in the presence of acetic acid and exhibited a growth promoting function.

(実施例10)グルコンアセトバクター・エンタニイ(Gluconacetobacter entanii)由来のグルコース−6−リン酸脱水素酵素遺伝子で形質転換したグルコンアセトバクター・キシリヌス(Gluconacetobacter xylinus)の酢酸存在下での生育の向上
(1)グルコース−6−リン酸脱水素酵素遺伝子のクローニング
実施例1に記載したのと同様な方法で調製したグルコンアセトバクター・エンタニイ(Gluconacetobacter entanii)の1株であるアセトバクター・アルトアセトゲネスMH−24(Acetobacter altoacetigenes MH-24)株(FERM BP−491)の染色体DNAを鋳型として、また、プライマーとして、プライマー21(配列表の配列番号53記載の塩基配列参照)およびプライマー22(配列表の配列番号54記載の塩基配列参照)を用いて、実施例1と同様な条件でPCR法を実施して、グルコース−6−リン酸脱水素酵素をコードする遺伝子を含むDNA断片を得た。
その結果、配列表の配列番号22記載の塩基配列からなるDNA断片を得た。この配列番号22記載の塩基配列は、塩基番号71〜1600部分にグルコース−6−リン酸脱水素酵素遺伝子のORF(配列番号23記載のアミノ酸配列に対応)を含む。
得られたDNA断片を酢酸菌−大腸菌シャトルベクターpGI18の制限酵素SmaI切断部位にライゲーションにより挿入したDNAを調製した。
(Example 10) Improvement of growth of Gluconacetobacter xylinus transformed with glucose-6-phosphate dehydrogenase gene derived from Gluconacetobacter entanii in the presence of acetic acid (1 ) Cloning of glucose-6-phosphate dehydrogenase gene Acetobacter altoacetogenes MH-24, a strain of Gluconacetobacter entanii prepared by the same method as described in Example 1 Using the chromosomal DNA of (Acetobacter altoacetigenes MH-24) strain (FERM BP-491) as a template and as a primer, primer 21 (see the nucleotide sequence described in SEQ ID NO: 53 in the sequence listing) and primer 22 (SEQ ID NO: in the sequence listing) 54), and the same as in Example 1 The PCR method was carried out under conditions to obtain a DNA fragment containing a gene encoding glucose-6-phosphate dehydrogenase.
As a result, a DNA fragment consisting of the base sequence described in SEQ ID NO: 22 in the sequence listing was obtained. The base sequence described in SEQ ID NO: 22 contains the glucose-6-phosphate dehydrogenase gene ORF (corresponding to the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 23) at bases 71 to 1600.
A DNA was prepared by inserting the resulting DNA fragment into the restriction enzyme SmaI cleavage site of the acetic acid bacteria-E. Coli shuttle vector pGI18 by ligation.

このようにして調製したDNAを実施例1と同様な方法で大腸菌(Escherichia coli)JM109株に形質転換し、pUC18由来のlacプロモーターの下流にlacプロモーターと同じ転写方向にDNA断片が挿入されたプラスミドpG6Pを保有する形質転換株を得、得られた形質転換株から定法によりプラスミドDNAを調製してpG6Pを得た。   Plasmid prepared by transforming the thus prepared DNA into Escherichia coli JM109 strain in the same manner as in Example 1, and inserting a DNA fragment in the same transcription direction as the lac promoter downstream of the lac promoter derived from pUC18 A transformant having pG6P was obtained, and plasmid DNA was prepared from the obtained transformant by a conventional method to obtain pG6P.

(2)酢酸菌形質転換株の取得
このようにして得たpG6Pを用いてグルコンアセトバクター・キシリヌス(Gluconacetobacter xylinus)IFO3288を実施例1と同様な方法で形質転換し、形質転換株を取得した。
得られた形質転換株グルコンアセトバクター・キシリヌス(Gluconacetobacter xylinus)IFO3288/pG6P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(日本国茨城県つくば市東1丁目1番地中央第6)に2005年2月2日付けで寄託されており、その寄託番号は、FERM ABP−10215である。
(2) Acquisition of Acetic Acid Bacteria Transformant Using the thus obtained pG6P, Gluconacetobacter xylinus IFO3288 was transformed in the same manner as in Example 1 to obtain a transformant.
The resulting transformant, Gluconacetobacter xylinus IFO3288 / pG6P, was established in 2005 at the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Patent Biological Deposit Center (1st, 1st, 1st East, Tsukuba City, Ibaraki Prefecture, Japan). Deposited as of February 2nd, the deposit number is FERM ABP-10215.

pG6Pの形質転換株とベクターpGI18のみを保有する元株をYPG培地で2日間培養し、得られた菌体の細胞破砕液のグルコース−6−リン酸脱水素酵素活性は、「バイオサイエンス・バイオテクノロジー・アンド・バイオケミストリー(Bioscience, Biotechnology and Biochemistry)」,67巻,12号,p.2648−2651,2003年」に記載の方法に準じて測定した。
その結果を表16に示した。
The transformed strain of pG6P and the original strain having only the vector pGI18 were cultured in YPG medium for 2 days. Technology and Biochemistry ”, Vol. 67, No. 12, p. 2648-2651, 2003 ".
The results are shown in Table 16.

Figure 2006246701
Figure 2006246701

表16に示すように、各形質転換株のグルコース−6−リン酸脱水素酵素活性は、元株のそれに比べて高かったことから、酢酸菌のグルコース−6−リン酸脱水素酵素遺伝子を酢酸菌に導入して発現させることによって該酵素活性が増強されることが明らかとなった。
上記のようにして得られたプラスミドpG6Pを保有するアンピシリン耐性の形質転換株について、実施例1と同様な方法で酢酸を添加したYPG培地での生育をOD660nmで測定して、シャトルベクターpGI18のみを導入した元株と比較した。
各菌株の結果を表17に示す。
As shown in Table 16, the glucose-6-phosphate dehydrogenase activity of each transformed strain was higher than that of the original strain. It has been clarified that the enzyme activity is enhanced by introducing it into a fungus and expressing it.
For the ampicillin resistant transformant harboring the plasmid pG6P obtained as described above, growth in YPG medium supplemented with acetic acid was measured at OD660 nm in the same manner as in Example 1, and only the shuttle vector pGI18 was obtained. Compared to the original stock introduced.
The results for each strain are shown in Table 17.

Figure 2006246701
Figure 2006246701

その結果、表17に示すように、3%酢酸を添加した培地で、形質転換株は旺盛に増殖したのに対して、元株はほとんど増殖しなかった。
このことから、グルコース−6−リン酸脱水素酵素遺伝子を増強させた酢酸菌は、酢酸存在下で高い生育能を示し、生育促進機能が発揮されていることが確認できた。
As a result, as shown in Table 17, the transformed strain grew vigorously on the medium supplemented with 3% acetic acid, whereas the original strain hardly grew.
From this, it was confirmed that the acetic acid bacteria with enhanced glucose-6-phosphate dehydrogenase gene showed high growth ability in the presence of acetic acid and exhibited a growth promoting function.

(実施例11)グルコンアセトバクター・エンタニイ(Gluconacetobacter entanii)由来の6−ホスホグルコノラクトナーゼ遺伝子で形質転換したグルコンアセトバクター・キシリヌス(Gluconacetobacter xylinus)の酢酸存在下での生育の向上
(1)6−ホスホグルコノラクトナーゼ遺伝子のクローニング
実施例1に記載したのと同様な方法で調製したグルコンアセトバクター・エンタニイ(Gluconacetobacter entanii)の1株であるアセトバクター・アルトアセトゲネスMH−24(Acetobacter altoacetigenes MH-24)株(FERM BP−491)の染色体DNAを鋳型として、また、プライマーとして、プライマー23(配列表の配列番号55記載の塩基配列参照)およびプライマー24(配列表の配列番号56記載の塩基配列参照)を用いて、実施例1と同様な条件でPCR法を実施して、6−ホスホグルコノラクトナーゼをコードする遺伝子を含むDNA断片を得た。
その結果、配列表の配列番号24記載の塩基配列からなるDNA断片を得た。この配列番号24記載の塩基配列は、塩基番号61〜873部分にメソリゾビウム・ロチ(Mesorizobium loti)のmll16514と32%の相同性を有していた。このことから、配列番号24記載の塩基配列は、塩基番号61〜873部分に6−ホスホグルコノラクトナーゼ遺伝子のORF(配列番号25記載のアミノ酸配列に対応)を含むことを確認した。
得られたDNA断片を酢酸菌−大腸菌シャトルベクターpGI18の制限酵素SmaI切断部位にライゲーションにより挿入したDNAを調製した。
(Example 11) Improvement of growth in the presence of acetic acid of Gluconacetobacter xylinus transformed with 6-phosphogluconolactonase gene derived from Gluconacetobacter entanii (1) 6 -Cloning of the phosphogluconolactonase gene Acetobacter altoacetigenes MH-24 (Acetobacter altoacetigenes MH), a strain of Gluconacetobacter entanii prepared in the same manner as described in Example 1 -24) Using the chromosomal DNA of the strain (FERM BP-491) as a template and as a primer, primer 23 (see the nucleotide sequence described in SEQ ID NO: 55 in the sequence listing) and primer 24 (base listed in SEQ ID NO: 56 in the sequence listing) The same conditions as in Example 1) PCR was carried out to obtain a DNA fragment containing the gene encoding 6-phosphogluconolactonase.
As a result, a DNA fragment consisting of the base sequence described in SEQ ID NO: 24 in the sequence listing was obtained. The base sequence described in SEQ ID NO: 24 had 32% homology with mll 16514 of Mesozobium loti at base 61-873 parts. From this, it was confirmed that the base sequence described in SEQ ID NO: 24 contains the ORF of the 6-phosphogluconolactonase gene (corresponding to the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 25) in the base numbers 61 to 873 portion.
A DNA was prepared by inserting the resulting DNA fragment into the restriction enzyme SmaI cleavage site of the acetic acid bacteria-E. Coli shuttle vector pGI18 by ligation.

このようにして調製したDNAを実施例1と同様な方法で大腸菌(Escherichia coli)JM109株に形質転換し、pUC18由来のlacプロモーターの下流にlacプロモーターと同じ転写方向にDNA断片が挿入されたプラスミドpPGLを保有する形質転換株を得、得られた形質転換株から定法によりプラスミドDNAを調製してpPGLを得た。   Plasmid prepared by transforming the thus prepared DNA into Escherichia coli JM109 strain in the same manner as in Example 1, and inserting a DNA fragment in the same transcription direction as the lac promoter downstream of the lac promoter derived from pUC18 A transformant carrying pPGL was obtained, and plasmid DNA was prepared from the resulting transformant by a conventional method to obtain pPGL.

(2)酢酸菌形質転換株の取得
このようにして得たpPGLを用いてグルコンアセトバクター・キシリヌス(Gluconacetobacter xylinus)IFO3288を実施例1と同様な方法で形質転換し、形質転換株を取得した。
得られた形質転換株グルコンアセトバクター・キシリヌス(Gluconacetobacter xylinus)IFO3288/pPGL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(日本国茨城県つくば市東1丁目1番地中央第6)に2005年2月2日付けで寄託されており、その寄託番号は、FERM ABP−10223である。
(2) Acquired Acetic Acid Bacteria Transformant Using the thus obtained pPGL, Gluconacetobacter xylinus IFO3288 was transformed in the same manner as in Example 1 to obtain a transformant.
The resulting transformant, Gluconacetobacter xylinus IFO3288 / pPGL strain, was established in 2005 by the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Patent Biological Depositary Center (1st, 1st East, 1-chome, Tsukuba, Ibaraki, Japan). Deposited on February 2nd, the deposit number is FERM ABP-10223.

上記のようにして得られたプラスミドpPGLを保有するアンピシリン耐性の形質転換株について、実施例1と同様な方法で酢酸を添加したYPG培地での生育をOD660nmで測定して、シャトルベクターpGI18のみを導入した元株と比較した。
各菌株の結果を表18に示す。
For the ampicillin resistant transformant harboring the plasmid pPGL obtained as described above, growth in a YPG medium supplemented with acetic acid was measured at OD660 nm in the same manner as in Example 1, and only the shuttle vector pGI18 was obtained. Compared to the original stock introduced.
The results for each strain are shown in Table 18.

Figure 2006246701
Figure 2006246701

その結果、表18に示すように、3%酢酸を添加した培地で、形質転換株は旺盛に増殖したのに対して、元株はほとんど増殖しなかった。
このことから、6−ホスホグルコノラクトナーゼ遺伝子を増強させた酢酸菌は、酢酸存在下で高い生育能を示し、生育促進機能が発揮されていることが確認できた。
As a result, as shown in Table 18, the transformed strain grew vigorously on the medium supplemented with 3% acetic acid, whereas the original strain hardly grew.
From this, it was confirmed that the acetic acid bacteria with enhanced 6-phosphogluconolactonase gene showed high growth ability in the presence of acetic acid and exhibited a growth promoting function.

(実施例12)グルコンアセトバクター・エンタニイ(Gluconacetobacter entanii)由来の6−ホスホグルコネート脱水素酵素遺伝子で形質転換したグルコンアセトバクター・キシリヌス(Gluconacetobacter xylinus)の酢酸存在下での生育の向上
(1)6−ホスホグルコネート脱水素酵素遺伝子のクローニング
実施例1に記載したのと同様な方法で調製したグルコンアセトバクター・エンタニイ(Gluconacetobacter entanii)の1株であるアセトバクター・アルトアセトゲネスMH−24(Acetobacter altoacetigenes MH-24)株(FERM BP−491)の染色体DNAを鋳型として、また、プライマーとして、プライマー25(配列表の配列番号57記載の塩基配列参照)およびプライマー26(配列表の配列番号58記載の塩基配列参照)を用いて、実施例1と同様な条件でPCR法を実施して、ホスホグルコネート脱水素酵素をコードする遺伝子を含むDNA断片を得た。
その結果、配列表の配列番号26記載の塩基配列からなるDNA断片を得た。この配列番号26記載の塩基配列は、塩基番号72〜1070部分にホスホグルコネート脱水素酵素遺伝子のORF(配列番号27記載のアミノ酸配列に対応)を含む。
得られたDNA断片を酢酸菌−大腸菌シャトルベクターpGI18の制限酵素SmaI切断部位にライゲーションにより挿入したDNAを調製した。
(Example 12) Improvement of growth of Gluconacetobacter xylinus transformed with 6-phosphogluconate dehydrogenase gene derived from Gluconacetobacter entanii in the presence of acetic acid (1) 6 Cloning of Phosphogluconate Dehydrogenase Gene Acetobacter altoacetogenes MH-24 (Acetobacter), a strain of Gluconacetobacter entanii prepared by the same method as described in Example 1 altoacetigenes MH-24) strain (FERM BP-491) as a template and as a primer, primer 25 (see the nucleotide sequence described in SEQ ID NO: 57 of the sequence listing) and primer 26 (described in SEQ ID NO: 58 of the sequence listing) The same as in Example 1). A PCR method was performed under conditions to obtain a DNA fragment containing a gene encoding phosphogluconate dehydrogenase.
As a result, a DNA fragment consisting of the base sequence described in SEQ ID NO: 26 in the sequence listing was obtained. This base sequence described in SEQ ID NO: 26 contains the ORF of the phosphogluconate dehydrogenase gene (corresponding to the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 27) at the base numbers 72 to 1070.
A DNA was prepared by inserting the resulting DNA fragment into the restriction enzyme SmaI cleavage site of the acetic acid bacteria-E. Coli shuttle vector pGI18 by ligation.

このようにして調製したDNAを実施例1と同様な方法で大腸菌(Escherichia coli)JM109株に形質転換し、pUC18由来のlacプロモーターの下流にlacプロモーターと同じ転写方向にDNA断片が挿入されたプラスミドpPGDを保有する形質転換株を得、得られた形質転換株から定法によりプラスミドDNAを調製してpPGDを得た。   Plasmid prepared by transforming the thus prepared DNA into Escherichia coli JM109 strain in the same manner as in Example 1, and inserting a DNA fragment in the same transcription direction as the lac promoter downstream of the lac promoter derived from pUC18 A transformant having pPGD was obtained, and plasmid DNA was prepared from the obtained transformant by a conventional method to obtain pPGD.

(2)酢酸菌形質転換株の取得
このようにして得たpPGDを用いてグルコンアセトバクター・キシリヌス(Gluconacetobacter xylinus)IFO3288を実施例1と同様な方法で形質転換し、形質転換株を取得した。
得られた形質転換株グルコンアセトバクター・キシリヌス(Gluconacetobacter xylinus)IFO3288/pPGD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(日本国茨城県つくば市東1丁目1番地中央第6)に2005年2月2日付けで寄託されており、その寄託番号は、FERM ABP−10221である。
(2) Acquisition of transformant strain of acetic acid bacteria Using the thus obtained pPGD, Gluconacetobacter xylinus IFO3288 was transformed in the same manner as in Example 1 to obtain a transformant.
The resulting transformant, Gluconacetobacter xylinus IFO3288 / pPGD strain, was established in 2005 by the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Patent Biological Depositary Center (1st, 1st, East 1-chome, Tsukuba, Ibaraki, Japan). Deposited as of February 2nd, the deposit number is FERM ABP-10221.

pPGDの形質転換株とベクターpGI18のみを保有する元株をYPG培地で2日間培養し、得られた菌体の細胞破砕液の6−ホスホグルコネート脱水素酵素活性は、「バイオサイエンス・バイオテクノロジイー・アンド・バイオケミストリー(Bioscience,Biotechnology and Biochemistry)」,67巻,12号,p.2648−2651,2003年」に記載の方法に準じて測定した。その結果を表19に示した。   The transformed strain of pPGD and the original strain having only the vector pGI18 were cultured in YPG medium for 2 days, and the 6-phosphogluconate dehydrogenase activity of the resulting cell disruption solution of the cells was determined as “Bioscience / Biotechnology. E. and Biochemistry (Bioscience, Biotechnology and Biochemistry), Vol. 67, No. 12, p. 2648-2651, 2003 ". The results are shown in Table 19.

Figure 2006246701
Figure 2006246701

表19に示すように、各形質転換株の6−ホスホグルコネート脱水素酵素活性は、元株のそれに比べて高かったことから、酢酸菌の6−ホスホグルコネート脱水素酵素遺伝子を酢酸菌に導入して発現させることによって該酵素活性が増強されることが明らかとなった。
上記のようにして得られたプラスミドpPGDを保有するアンピシリン耐性の形質転換株について、実施例1と同様な方法で酢酸を添加したYPG培地での生育をOD660nmで測定して、シャトルベクターpGI18のみを導入した元株と比較した。
各菌株の結果を表20に示す。
As shown in Table 19, the 6-phosphogluconate dehydrogenase activity of each transformed strain was higher than that of the original strain. It was revealed that the enzyme activity was enhanced by introduction and expression.
For the ampicillin resistant transformant harboring the plasmid pPGD obtained as described above, growth in a YPG medium supplemented with acetic acid was measured at OD660 nm in the same manner as in Example 1, and only the shuttle vector pGI18 was obtained. Compared with the original stock introduced.
The results for each strain are shown in Table 20.

Figure 2006246701
Figure 2006246701

その結果、表20に示すように、3%酢酸を添加した培地で、形質転換株は旺盛に増殖したのに対して、元株はほとんど増殖しなかった。
このことから、6−ホスホグルコネート脱水素酵素遺伝子を増強させた酢酸菌は、酢酸存在下で高い生育能を示し、生育促進機能が発揮されていることが確認できた。
As a result, as shown in Table 20, the transformed strain grew vigorously in the medium supplemented with 3% acetic acid, whereas the original strain hardly grew.
From this, it was confirmed that the acetic acid bacteria having enhanced 6-phosphogluconate dehydrogenase gene showed high growth ability in the presence of acetic acid and exhibited a growth promoting function.

(実施例13)グルコンアセトバクター・エンタニイ(Gluconacetobacter entanii)由来のホスホグルコネートデヒドラターゼ遺伝子で形質転換したグルコンアセトバクター・キシリヌス(Gluconacetobacter xylinus)の酢酸存在下での生育の向上
(1)ホスホグルコネートデヒドラターゼ遺伝子のクローニング
実施例1に記載したのと同様な方法で調製したグルコンアセトバクター・エンタニイ(Gluconacetobacter entanii)の1株であるアセトバクター・アルトアセトゲネスMH−24(Acetobacter altoacetigenes MH-24)株(FERM BP−491)の染色体DNAを鋳型として、また、プライマーとして、プライマー27(配列表の配列番号59記載の塩基配列参照)およびプライマー28(配列表の配列番号60記載の塩基配列参照)を用いて、実施例1と同様な条件でPCR法を実施して、ホスホグルコネートデヒドラターゼをコードする遺伝子を含むDNA断片を得た。
その結果、配列表の配列番号28記載の塩基配列からなるDNA断片を得た。この配列番号28記載の塩基配列は、塩基番号78〜1916部分にホスホグルコネートデヒドラターゼ遺伝子のORF(配列番号29記載のアミノ酸配列に対応)を含む。
このDNA断片を酢酸菌−大腸菌シャトルベクターpGI18の制限酵素SmaI切断部位にライゲーションにより挿入したDNAを調製した。
(Example 13) Improvement of growth in the presence of acetic acid of Gluconacetobacter xylinus transformed with a phosphogluconate dehydratase gene derived from Gluconacetobacter entanii (1) Phosphogluconate dehydratase Gene Cloning Acetobacter altoacetigenes MH-24 (FERM) strain, which is a strain of Gluconacetobacter entanii prepared in the same manner as described in Example 1 BP-491) as a template, and as a primer, using primer 27 (see the nucleotide sequence described in SEQ ID NO: 59 of the Sequence Listing) and primer 28 (refer to the nucleotide sequence described in SEQ ID NO: 60 of the Sequence Listing). , Similar to Example 1 A PCR method was performed under conditions to obtain a DNA fragment containing a gene encoding phosphogluconate dehydratase.
As a result, a DNA fragment consisting of the base sequence described in SEQ ID NO: 28 in the sequence listing was obtained. The base sequence described in SEQ ID NO: 28 contains the ORF of the phosphogluconate dehydratase gene (corresponding to the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 29) in the base numbers 78 to 1916.
A DNA was prepared by inserting this DNA fragment into the restriction enzyme SmaI cleavage site of the acetic acid bacteria-E. Coli shuttle vector pGI18 by ligation.

このようにして調製したDNAを実施例1と同様な方法で大腸菌(Escherichia coli)JM109株に形質転換し、pUC18由来のlacプロモーターの下流にlacプロモーターと同じ転写方向にDNA断片が挿入されたプラスミドpPGHを保有する形質転換株を得、得られた形質転換株から定法によりプラスミドDNAを調製してpPGHを得た。   Plasmid prepared by transforming the thus prepared DNA into Escherichia coli JM109 strain in the same manner as in Example 1, and inserting a DNA fragment in the same transcription direction as the lac promoter downstream of the lac promoter derived from pUC18 A transformant having pPGH was obtained, and plasmid DNA was prepared from the resulting transformant by a conventional method to obtain pPGH.

(2)酢酸菌形質転換株の取得
このようにして得たPGHを用いてグルコンアセトバクター・キシリヌス(Gluconacetobacter xylinus)IFO3288を実施例1と同様な方法で形質転換し、形質転換株を取得した。
得られた形質転換株グルコンアセトバクター・キシリヌス(Gluconacetobacter xylinus)IFO3288/pPGH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(日本国茨城県つくば市東1丁目1番地中央第6)に2005年2月22日付けで寄託されており、その寄託番号は、FERM ABP−10256である。
(2) Acquisition of Acetic Acid Bacteria Transformed Strain Gluconacetobacter xylinus IFO3288 was transformed with the PGH thus obtained in the same manner as in Example 1 to obtain a transformed strain.
The resulting transformant, Gluconacetobacter xylinus IFO3288 / pPGH strain, was established in 2005 by the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Patent Biological Depositary Center (1st, 1st, Higashi 1-chome, Tsukuba, Japan). It has been deposited on February 22, and its deposit number is FERM ABP-10256.

pPGHの形質転換株とベクターpGI18のみを保有する元株をYPG培地で2日間培養し、得られた菌体の細胞破砕液のホスホグルコネートデヒドラターゼ活性は、「ジャーナル・オブ・バイオテクノロジー(Journal of Biotecnology)」,105巻,p.11−31,2003年」に記載の方法に準じて測定した。その結果を表21に示した。   The transformed strain of pPGH and the original strain having only the vector pGI18 were cultured in YPG medium for 2 days, and the phosphogluconate dehydratase activity of the resulting cell lysate was determined according to “Journal of Biotechnology (Journal of Biotechnology). Biotechnology), 105, p. 11-31, 2003 ". The results are shown in Table 21.

Figure 2006246701
Figure 2006246701

表21に示すように、各形質転換株のホスホグルコネートデヒドラターゼ活性は、元株のそれに比べて高かったことから、酢酸菌のホスホグルコネートデヒドラターゼ遺伝子を酢酸菌に導入して発現させることによって該酵素活性が増強されることが明らかとなった。
上記のようにして得られたプラスミドpPGHを保有するアンピシリン耐性の形質転換株について、実施例1と同様な方法で酢酸を添加したYPG培地での生育をOD660nmで測定して、シャトルベクターpGI18のみを導入した元株と比較した。
各菌株の結果を表22に示す。
As shown in Table 21, since the phosphogluconate dehydratase activity of each transformed strain was higher than that of the original strain, the phosphogluconate dehydratase gene of acetic acid bacteria was introduced into the acetic acid bacteria and expressed. It was revealed that the enzyme activity was enhanced.
For the ampicillin resistant transformant harboring the plasmid pPGH obtained as described above, growth in YPG medium supplemented with acetic acid was measured at OD660 nm in the same manner as in Example 1, and only the shuttle vector pGI18 was obtained. Compared with the original stock introduced.
The results for each strain are shown in Table 22.

Figure 2006246701
Figure 2006246701

その結果、表22に示すように、3%酢酸を添加した培地で、形質転換株は旺盛に増殖したのに対して、元株はほとんど増殖しなかった。
このことから、ホスホグルコネートヒドラターゼ遺伝子を増強させた酢酸菌は、酢酸存在下で高い生育能を示し、生育促進機能が発揮されていることが確認できた。
As a result, as shown in Table 22, the transformed strain grew vigorously on the medium supplemented with 3% acetic acid, whereas the original strain hardly grew.
From this, it was confirmed that the acetic acid bacteria with enhanced phosphogluconate hydratase gene showed high growth ability in the presence of acetic acid and exhibited a growth promoting function.

(実施例14)グルコンアセトバクター・キシリナス(Gluconacetobacter xylinus)由来のNADH脱水素酵素複合体のサブユニットnuoMをコードする遺伝子で形質転換したグルコンアセトバクター・キシリヌス(Gluconacetobacter xylinus)の酢酸発酵試験
実施例7で得られたプラスミドpNDHを保有するアンピシリン耐性を有するグルコンアセトバクター・キシリヌス(Gluconacetobacter xylinus)IFO3288の形質転換株について、製造例1のプラスミドベクターpGI18のみを有するグルコンアセトバクター・キシリヌス(Gluconacetobacter xylinus)IFO3288(元株)と酢酸発酵能を比較した。
具体的には、5Lのミニジャー(三ツワ理化学工業社製;KMJ−5A)を用いて、酢酸4.9%、エタノール2%、グルコース1.25%、酵母エキス0.125%、ポリペプトン0.05%、アンピシリン100μg/mlを含む1.7Lの培地にて、30℃、500rpm、0.3vvmの通気攪拌培養を行った。発酵中は培地中のエタノール濃度を2%に制御した。
発酵成績を表23にまとめた。
Example 14 Acetic Acid Fermentation Test of Gluconacetobacter xylinus Gluconacetobacter xylinus Gluconacetobacter xylinus Transformed with Gene Encoding Subunit nuM of NADH Dehydrogenase Complex Example 7 As for the transformed strain of Gluconacetobacter xylinus IFO3288 having ampicillin resistance and having the plasmid pNDH obtained in (1), Gluconacetobacter xylinus IFO3288 (Gluconacetobacter xylinus) having only the plasmid vector pGI18 of Production Example 1 The original strain was compared with the acetic acid fermentability.
Specifically, using a 5 liter mini jar (manufactured by Mitsuwa Chemical Co., Ltd .; KMJ-5A), acetic acid 4.9%, ethanol 2%, glucose 1.25%, yeast extract 0.125%, polypeptone 0. Aeration and agitation culture at 30 ° C., 500 rpm, and 0.3 vvm were performed in 1.7 L of a medium containing 05% ampicillin 100 μg / ml. During fermentation, the ethanol concentration in the medium was controlled to 2%.
The fermentation results are summarized in Table 23.

Figure 2006246701
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表23から明らかなように、元株と形質転換株において、生育の指標であるOD660nm最高値から比増殖速度を割り出して比較すると、形質転換株は元株よりも1.22倍早く増殖していた。このことから、形質転換株は、元株と比較して、酢酸存在下で生育能が向上していることが分かった。
また、平均生産速度は、元株と比較して約4.4%早く、発酵時間の短縮が可能であることも明らかとなった。
更に、最終的に到達した酸度(最終到達酸度)は、元株の11.41%に対して、11.91%と上昇していたことから、形質転換株は、高酸度の食酢の製造に利用可能であることが明らかとなった。
As is apparent from Table 23, when the specific growth rate was calculated from the maximum value of OD660 nm, which is the growth index, in the original strain and the transformed strain, the transformed strain grew 1.22 times faster than the original strain. It was. From this, it was found that the transformed strain had improved growth ability in the presence of acetic acid as compared with the original strain.
In addition, the average production rate was about 4.4% faster than that of the original strain, and it became clear that the fermentation time could be shortened.
Furthermore, since the finally reached acidity (final reached acidity) increased to 11.91% with respect to 11.41% of the original strain, the transformed strain was used to produce vinegar with high acidity. It became clear that it was available.

本発明によれば、酢酸菌に対して、酢酸存在下での生育能を高めることができる。そして、酢酸に対する耐性が顕著に向上する。その結果、培地中での酢酸発酵速度の向上や高濃度の酢酸を効率良く食酢を製造することができる。
本発明によれば、酢酸存在下での生育能が顕著に改善された酢酸菌が提供され、また、該酢酸菌を効率良く育種するための方法が提供される。この酢酸存在下での生育の向上した酢酸菌は、食酢の効率的な製造や高濃度の酢酸の製造に利用することができ、有用である。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the growth ability in the presence of acetic acid can be improved with respect to acetic acid bacteria. And the tolerance with respect to an acetic acid improves notably. As a result, it is possible to improve the rate of acetic acid fermentation in the medium and produce vinegar efficiently with a high concentration of acetic acid.
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the acetic acid bacterium in which the growth ability in the presence of acetic acid was remarkably improved is provided, and a method for efficiently breeding the acetic acid bacterium is provided. The acetic acid bacteria having improved growth in the presence of acetic acid can be used for the efficient production of vinegar and the production of acetic acid at a high concentration, and is useful.

グルコンアセトバクター・エンタニイ(アセトバクター・アルトアセチゲネス)由来のプラスミドpGI1の制限酵素地図を示した図である。It is the figure which showed the restriction enzyme map of plasmid pGI1 derived from Glucon Acetobacter enterii (Acetobacter altoacetigenes). pGI18の構築図及び制限酵素地図を示した図である。It is the figure which showed the construction figure and restriction enzyme map of pGI18. 実施例3におけるPCR法のプライマーの位置を示した図である。FIG. 4 shows the positions of primers for PCR in Example 3.

符号の説明Explanation of symbols

図1中、「Sfi I」及び「Hinc II」は、制限酵素認識部位(括弧内の数値は各認識部位の配列番号)を示す。また、括弧内の数字は、bp単位で示した塩基番号を示す。更に、中央の「pGI1」はプラスミド名を、「3080bp」はプラスミドの総塩基数を示す。
図2中、「Aat II」及び「Sfi I」は、制限酵素認識部位を示す。また、MCSはマルチクローニングサイトを、Amprは、アンピシリン耐性遺伝子部位を、括弧内の数字は、bp単位で示した塩基番号を示す。更に、中央の「pUC18」、「pGI1」及び「pGI18」はプラスミド名を、「2.7kbp」、「3.1kbp」及び「5.8kbp」は、プラスミドの総塩基数を示す。
図3中、Primer1及びPrimer2は、それぞれプライマー1及びプライマー2を示し、「Sfi I」及び「Aat II」は、制限酵素認識部位を示す。
In FIG. 1, “Sfi I” and “Hinc II” indicate restriction enzyme recognition sites (the numbers in parentheses are the sequence numbers of the respective recognition sites). The numbers in parentheses indicate the base numbers shown in bp units. Furthermore, “pGI1” in the center indicates the name of the plasmid, and “3080 bp” indicates the total number of bases of the plasmid.
In FIG. 2, “Aat II” and “Sfi I” indicate restriction enzyme recognition sites. MCS is a multicloning site, Ampr is an ampicillin resistance gene site, and the numbers in parentheses are base numbers in bp units. Furthermore, “pUC18”, “pGI1” and “pGI18” in the center indicate plasmid names, and “2.7 kbp”, “3.1 kbp” and “5.8 kbp” indicate the total number of bases of the plasmid.
In FIG. 3, Primer 1 and Primer 2 indicate primer 1 and primer 2, respectively, and “Sfi I” and “Aat II” indicate restriction enzyme recognition sites.

Claims (17)

NAD依存性イソクエン酸脱水素酵素、スクシニルCoA合成酵素、フマレートヒドラターゼ、マレートキノンオキシドレダクターゼ、NAD依存性リンゴ酸脱水素酵素(脱炭酸)、FAD依存性乳酸脱水素酵素、NADH脱水素酵素、グリセルアルデヒド−3−リン酸脱水素酵素、エノラーゼ、グルコース−6−リン酸脱水素酵素、6−ホスホグルコノラクトナーゼ、6−ホスホグルコネート脱水素酵素、及びホスホグルコネートデヒドラターゼからなる中央代謝系酵素群から選ばれる1又は2以上の酵素活性が増強されてなることを特徴とする酢酸存在下での生育能の向上した酢酸菌。   NAD-dependent isocitrate dehydrogenase, succinyl CoA synthase, fumarate hydratase, malate quinone oxidoreductase, NAD-dependent malate dehydrogenase (decarboxylation), FAD-dependent lactate dehydrogenase, NADH dehydrogenase , Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, enolase, glucose-6-phosphate dehydrogenase, 6-phosphogluconolactonase, 6-phosphogluconate dehydrogenase, and phosphogluconate dehydratase An acetic acid bacterium having improved growth ability in the presence of acetic acid, wherein one or two or more enzyme activities selected from a group of metabolic enzymes are enhanced. NAD依存性イソクエン酸脱水素酵素、スクシニルCoA合成酵素、フマレートヒドラターゼ、マレートキノンオキシドレダクターゼ、NAD依存性リンゴ酸脱水素酵素(脱炭酸)、FAD依存性乳酸脱水素酵素、NADH脱水素酵素、グリセルアルデヒド−3−リン酸脱水素酵素、エノラーゼ、グルコース−6−リン酸脱水素酵素、6−ホスホグルコノラクトナーゼ、6−ホスホグルコネート脱水素酵素、及びホスホグルコネートデヒドラターゼからなる中央代謝系酵素群から選ばれる1又は2以上の酵素活性を示すタンパク質をコードする遺伝子を細胞に導入して発現させることによって酵素活性を増強することを特徴とする請求項1記載の酢酸存在下での生育能の向上した酢酸菌の育種方法。   NAD-dependent isocitrate dehydrogenase, succinyl CoA synthase, fumarate hydratase, malate quinone oxidoreductase, NAD-dependent malate dehydrogenase (decarboxylation), FAD-dependent lactate dehydrogenase, NADH dehydrogenase , Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, enolase, glucose-6-phosphate dehydrogenase, 6-phosphogluconolactonase, 6-phosphogluconate dehydrogenase, and phosphogluconate dehydratase 2. In the presence of acetic acid according to claim 1, wherein the enzyme activity is enhanced by introducing into a cell and expressing a gene encoding a protein exhibiting one or more enzyme activities selected from a group of metabolic enzymes. Breeding method of acetic acid bacteria with improved growth ability. NAD依存性イソクエン酸脱水素酵素をコードする遺伝子が、下記の(a)又は(b)に示すDNAであることを特徴とする請求項2に記載の酢酸菌の育種方法。
(a)配列表の配列番号1に記載の塩基配列のうち、塩基番号84〜1112からなるDNA。
(b)配列表の配列番号1に記載の塩基配列のうち、塩基番号84〜1112からなる塩基配列からなるDNA又は該DNAの一部と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAであって、かつ、NAD依存性イソクエン酸脱水素酵素活性を示すタンパク質をコードするDNA。
The method for breeding acetic acid bacteria according to claim 2, wherein the gene encoding the NAD-dependent isocitrate dehydrogenase is the DNA shown in (a) or (b) below.
(A) DNA consisting of base numbers 84 to 1112 among the base sequences set forth in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing.
(B) Among the nucleotide sequences set forth in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing, DNA comprising a nucleotide sequence consisting of nucleotide numbers 84 to 1112 or DNA comprising a nucleotide sequence complementary to a part of the DNA under stringent conditions DNA comprising a base sequence that hybridizes with DNA and encoding a protein exhibiting NAD-dependent isocitrate dehydrogenase activity.
スクシニルCoA合成酵素をコードする遺伝子が、下記の(a)又は(b)に示すDNAであることを特徴とする請求項2に記載の酢酸菌の育種方法。
(a)配列表の配列番号3に記載の塩基配列のうち、塩基番号130〜2218からなるDNA。
(b)配列表の配列番号3に記載の塩基配列のうち、塩基番号130〜2218からなる塩基配列からなるDNA又は該DNAの一部と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAであって、かつ、スクシニルCoA合成酵素活性を示すタンパク質をコードするDNA。
The method for breeding acetic acid bacteria according to claim 2, wherein the gene encoding succinyl CoA synthase is the DNA shown in (a) or (b) below.
(A) DNA consisting of base numbers 130 to 2218 among the base sequences set forth in SEQ ID NO: 3 in the sequence listing.
(B) Among the nucleotide sequences set forth in SEQ ID NO: 3 in the sequence listing, DNA having a nucleotide sequence consisting of nucleotide numbers 130 to 2218 or DNA having a nucleotide sequence complementary to a part of the DNA and stringent conditions A DNA comprising a base sequence that hybridizes with a DNA encoding a protein exhibiting succinyl-CoA synthetase activity.
フマレートヒドラターゼをコードする遺伝子が、下記の(a)、(b)、(c)又は(d)に示すDNAであることを特徴とする請求項2に記載の酢酸菌の育種方法。
(a)配列表の配列番号6に記載の塩基配列のうち、塩基番号23〜1819からなるDNA。
(b)配列表の配列番号6に記載の塩基配列のうち、塩基番号23〜1819からなる塩基配列からなるDNA又は該DNAの一部と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAであって、かつ、フマレートヒドラターゼ活性を示すタンパク質をコードするDNA。
(c)配列表の配列番号8に記載の塩基配列のうち、塩基番号85〜1458からなるDNA。
(d)配列表の配列番号8に記載の塩基配列のうち、塩基番号85〜1458からなる塩基配列からなるDNA又は該DNAの一部と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAであって、かつ、フマレートヒドラターゼ活性を示すタンパク質をコードするDNA。
The method for breeding acetic acid bacteria according to claim 2, wherein the gene encoding fumarate hydratase is the DNA shown in (a), (b), (c) or (d) below.
(A) DNA consisting of base numbers 23 to 1819 among the base sequences set forth in SEQ ID NO: 6 in the sequence listing.
(B) Among the nucleotide sequences set forth in SEQ ID NO: 6 in the sequence listing, DNA having a nucleotide sequence consisting of nucleotide numbers 23 to 1819 or DNA having a nucleotide sequence complementary to a part of the DNA under stringent conditions DNA comprising a base sequence that hybridizes with DNA and encoding a protein exhibiting fumarate hydratase activity.
(C) DNA consisting of base numbers 85 to 1458 among the base sequences set forth in SEQ ID NO: 8 in the sequence listing.
(D) Among the nucleotide sequences set forth in SEQ ID NO: 8 in the sequence listing, DNA having a nucleotide sequence consisting of nucleotide numbers 85 to 1458 or DNA having a nucleotide sequence complementary to a part of the DNA and stringent conditions DNA comprising a base sequence that hybridizes with DNA and encoding a protein exhibiting fumarate hydratase activity.
マレートキノンオキシドレダクターゼをコードする遺伝子が、下記の(a)又は(b)に示すDNAであることを特徴とする請求項2に記載の酢酸菌の育種方法。
(a)配列表の配列番号10に記載の塩基配列のうち、塩基番号182〜1678からなるDNA。
(b)配列表の配列番号10に記載の塩基配列のうち、塩基番号182〜1678からなる塩基配列からなるDNA又は該DNAの一部と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAであって、かつ、マレートキノンオキシドレダクターゼ活性を示すタンパク質をコードするDNA。
The method for breeding acetic acid bacteria according to claim 2, wherein the gene encoding malate quinone oxidoreductase is DNA shown in (a) or (b) below.
(A) DNA consisting of base numbers 182 to 1678 among the base sequences set forth in SEQ ID NO: 10 in the sequence listing.
(B) Among the nucleotide sequences set forth in SEQ ID NO: 10 in the sequence listing, DNA comprising a nucleotide sequence consisting of nucleotide numbers 182-1678 or DNA comprising a nucleotide sequence complementary to a part of the DNA under stringent conditions DNA comprising a base sequence that hybridizes with DNA and encoding a protein exhibiting malate quinone oxidoreductase activity.
NAD依存性リンゴ酸脱水素酵素(脱炭酸)をコードする遺伝子が、下記の(a)又は(b)に示すDNAであることを特徴とする請求項2に記載の酢酸菌の育種方法。
(a)配列表の配列番号12に記載の塩基配列のうち、塩基番号89〜1891からなるDNA。
(b)配列表の配列番号12に記載の塩基配列のうち、塩基番号89〜1891からなる塩基配列からなるDNA又は該DNAの一部と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAであって、かつ、NAD依存性リンゴ酸脱水素酵素(脱炭酸)活性を示すタンパク質をコードするDNA。
The method for breeding acetic acid bacteria according to claim 2, wherein the gene encoding NAD-dependent malate dehydrogenase (decarboxylation) is the DNA shown in (a) or (b) below.
(A) DNA consisting of base numbers 89 to 1891 among the base sequences set forth in SEQ ID NO: 12 in the sequence listing.
(B) Among the nucleotide sequences set forth in SEQ ID NO: 12 of the Sequence Listing, DNA having a nucleotide sequence consisting of nucleotide numbers 89 to 1891 or DNA having a nucleotide sequence complementary to a part of the DNA and stringent conditions A DNA comprising a base sequence that hybridizes with a DNA encoding a protein exhibiting NAD-dependent malate dehydrogenase (decarboxylation) activity.
FAD依存性乳酸脱水素酵素をコードする遺伝子が、下記の(a)又は(b)に示すDNAであることを特徴とする請求項2に記載の酢酸菌の育種方法。
(a)配列表の配列番号14に記載の塩基配列のうち、塩基番号46〜1779からなるDNA。
(b)配列表の配列番号14に記載の塩基配列のうち、塩基番号46〜1779からなる塩基配列からなるDNA又は該DNAの一部と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAであって、かつ、FAD依存性乳酸脱水素酵素活性を示すタンパク質をコードするDNA。
The method for breeding acetic acid bacteria according to claim 2, wherein the gene encoding the FAD-dependent lactate dehydrogenase is the DNA shown in (a) or (b) below.
(A) DNA consisting of base numbers 46 to 1779 among the base sequences set forth in SEQ ID NO: 14 in the sequence listing.
(B) Among the nucleotide sequences set forth in SEQ ID NO: 14 in the sequence listing, DNA having a nucleotide sequence consisting of nucleotide numbers 46 to 1779 or DNA having a nucleotide sequence complementary to a part of the DNA and stringent conditions DNA comprising a base sequence that hybridizes with DNA and encoding a protein exhibiting FAD-dependent lactate dehydrogenase activity.
NADH脱水素酵素をコードする遺伝子が、下記の(a)又は(b)に示すNADH脱水素酵素複合体のサブユニットnuoMをコードするDNAであることを特徴とする請求項2に記載の酢酸菌の育種方法。
(a)配列表の配列番号16に記載の塩基配列のうち、塩基番号186〜1727からなるDNA。
(b)配列表の配列番号16に記載の塩基配列のうち、塩基番号186〜1727からなるDNA又は該DNAの一部と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAであって、かつ、NADH脱水素酵素活性を示すタンパク質をコードするDNA。
3. The acetic acid bacterium according to claim 2, wherein the gene encoding NADH dehydrogenase is a DNA encoding the subunit nuM of the NADH dehydrogenase complex shown in the following (a) or (b): Breeding method.
(A) DNA consisting of base numbers 186 to 1727 among the base sequences set forth in SEQ ID NO: 16 in the sequence listing.
(B) Among the nucleotide sequences set forth in SEQ ID NO: 16 in the sequence listing, it hybridizes under stringent conditions with DNA consisting of nucleotide numbers 186 to 1727 or with DNA complementary to a part of the DNA. DNA comprising a base sequence and encoding a protein exhibiting NADH dehydrogenase activity.
グリセルアルデヒド−3−リン酸脱水素酵素をコードする遺伝子が、下記の(a)又は(b)に示すDNAであることを特徴とする請求項2に記載の酢酸菌の育種方法。
(a)配列表の配列番号18記載の塩基配列のうち、塩基番号91〜1113からなるDNA。
(b)配列表の配列番号18に記載の塩基配列のうち、塩基番号91〜1113からなる塩基配列からなるDNA又は該DNAの一部と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAであって、かつ、グリセルアルデヒド−3−リン酸脱水素酵素活性を示すタンパク質をコードするDNA。
The method for breeding acetic acid bacteria according to claim 2, wherein the gene encoding glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase is the DNA shown in (a) or (b) below.
(A) DNA consisting of base numbers 91 to 1113 among the base sequences set forth in SEQ ID NO: 18 in the sequence listing.
(B) Among the nucleotide sequences set forth in SEQ ID NO: 18 in the sequence listing, DNA having a nucleotide sequence consisting of nucleotide numbers 91 to 1113 or DNA having a nucleotide sequence complementary to a part of the DNA and stringent conditions A DNA comprising a base sequence that hybridizes with a DNA encoding a protein exhibiting glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase activity.
エノラーゼをコードする遺伝子が、下記の(a)又は(b)に示すDNAであることを特徴とする請求項2に記載の酢酸菌の育種方法。
(a)配列表の配列番号20に記載の塩基配列のうち、塩基番号68〜1393からなるDNA。
(b)配列表の配列番号20に記載の塩基配列のうち、塩基番号68〜1393からなる塩基配列からなるDNA又は該DNAの一部と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAであって、かつ、エノラーゼ活性を示すタンパク質をコードするDNA。
The method for breeding acetic acid bacteria according to claim 2, wherein the gene encoding enolase is the DNA shown in (a) or (b) below.
(A) DNA consisting of base numbers 68 to 1393 among the base sequences set forth in SEQ ID NO: 20 in the sequence listing.
(B) Among the nucleotide sequences set forth in SEQ ID NO: 20 in the sequence listing, DNA having a nucleotide sequence consisting of nucleotide numbers 68 to 1393 or DNA having a nucleotide sequence complementary to a part of the DNA and stringent conditions DNA comprising a base sequence that hybridizes with DNA and encoding a protein exhibiting enolase activity.
グルコース−6−リン酸脱水素酵素をコードする遺伝子が、下記の(a)又は(b)に示すDNAであることを特徴とする請求項2に記載の酢酸菌の育種方法。
(a)配列表の配列番号22に記載の塩基配列のうち、塩基番号71〜1600からなるDNA。
(b)配列表の配列番号22に記載の塩基配列のうち、塩基番号71〜1600からなる塩基配列からなるDNA又は該DNAの一部と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAであって、かつ、グルコース−6−リン酸脱水素酵素活性を示すタンパク質をコードするDNA。
The method for breeding acetic acid bacteria according to claim 2, wherein the gene encoding glucose-6-phosphate dehydrogenase is the DNA shown in (a) or (b) below.
(A) DNA consisting of base numbers 71 to 1600 in the base sequence set forth in SEQ ID NO: 22 in the sequence listing.
(B) Among the nucleotide sequences set forth in SEQ ID NO: 22 in the sequence listing, DNA having a nucleotide sequence consisting of nucleotide numbers 71 to 1600 or DNA having a nucleotide sequence complementary to a part of the DNA and stringent conditions DNA comprising a base sequence that hybridizes with DNA and encoding a protein exhibiting glucose-6-phosphate dehydrogenase activity.
6−ホスホグルコノラクトナーゼをコードする遺伝子が、下記の(a)又は(b)に示すDNAであることを特徴とする請求項2に記載の酢酸菌の育種方法。
(a)配列表の配列番号24に記載の塩基配列のうち、塩基番号61〜873からなるDNA。
(b)配列表の配列番号24に記載の塩基配列のうち、塩基番号61〜873からなる塩基配列からなるDNA又は該DNAの一部と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAであって、かつ、6−ホスホグルコノラクトナーゼ活性を示すタンパク質をコードするDNA。
The method for breeding acetic acid bacteria according to claim 2, wherein the gene encoding 6-phosphogluconolactonase is the DNA shown in the following (a) or (b).
(A) DNA consisting of base numbers 61 to 873 among the base sequences set forth in SEQ ID NO: 24 in the sequence listing.
(B) Among the nucleotide sequences set forth in SEQ ID NO: 24 in the sequence listing, DNA having a nucleotide sequence consisting of nucleotide numbers 61 to 873 or DNA having a nucleotide sequence complementary to a part of the DNA and stringent conditions A DNA comprising a base sequence that hybridizes with a DNA encoding a protein exhibiting 6-phosphogluconolactonase activity.
6−ホスホグルコネート脱水素酵素をコードする遺伝子が、下記の(a)又は(b)に示すDNAであることを特徴とする請求項2に記載の酢酸菌の育種方法。
(a)配列表の配列番号26に記載の塩基配列のうち、塩基番号72〜1070からなるDNA。
(b)配列表の配列番号26に記載の塩基配列のうち、塩基番号72〜1070からなる塩基配列からなるDNA又は該DNAの一部と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAであって、かつ、ホスホグルコネート脱水素酵素活性を示すタンパク質をコードするDNA。
The method for breeding acetic acid bacteria according to claim 2, wherein the gene encoding 6-phosphogluconate dehydrogenase is the DNA shown in (a) or (b) below.
(A) DNA consisting of base numbers 72 to 1070 among the base sequences set forth in SEQ ID NO: 26 in the sequence listing.
(B) Among the nucleotide sequences set forth in SEQ ID NO: 26 of the Sequence Listing, DNA having a nucleotide sequence consisting of nucleotide numbers 72 to 1070 or DNA having a nucleotide sequence complementary to a part of the DNA and stringent conditions DNA comprising a base sequence that hybridizes with DNA and encoding a protein exhibiting phosphogluconate dehydrogenase activity.
ホスホグルコネートデヒドラターゼをコードする遺伝子が、下記の(a)又は(b)に示すDNAであることを特徴とする請求項2に記載の酢酸菌の育種方法。
(a)配列表の配列番号28に記載の塩基配列のうち、塩基番号78〜1916からなるDNA。
(b)配列表の配列番号28に記載の塩基配列のうち、塩基番号78〜1916からなる塩基配列からなるDNA又は該DNAの一部と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAであって、かつ、ホスホグルコネートデヒドラターゼ活性を示すタンパク質をコードするDNA。
The method for breeding acetic acid bacteria according to claim 2, wherein the gene encoding phosphogluconate dehydratase is the DNA shown in (a) or (b) below.
(A) DNA consisting of base numbers 78 to 1916 among the base sequences set forth in SEQ ID NO: 28 in the sequence listing.
(B) Among the nucleotide sequences set forth in SEQ ID NO: 28 of the Sequence Listing, DNA having a nucleotide sequence consisting of nucleotide numbers 78 to 1916 or DNA having a nucleotide sequence complementary to a part of the DNA and stringent conditions DNA comprising a base sequence that hybridizes with DNA and encoding a protein exhibiting phosphogluconate dehydratase activity.
酢酸菌が、グルコンアセトバクター属、又はアセトバクター属に属することを特徴とする請求項1に記載の酢酸存在下での生育能の向上した酢酸菌。   The acetic acid bacterium having improved growth ability in the presence of acetic acid according to claim 1, wherein the acetic acid bacterium belongs to the genus Glucon acetobacter or genus Acetobacter. 請求項1に記載の酢酸存在下での生育能の向上した酢酸菌を、アルコールを含有する培地で培養して該培地中に酢酸を生成蓄積せしめることを特徴とする食酢の製造方法。   A method for producing vinegar comprising culturing the acetic acid bacterium having improved growth ability in the presence of acetic acid according to claim 1 in a medium containing alcohol to produce and accumulate acetic acid in the medium.
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