JP2007089538A - Method for producing new escherichia coli and tauropine dehydrogenase - Google Patents

Method for producing new escherichia coli and tauropine dehydrogenase Download PDF

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信弘 菅野
Eizo Nagahisa
英三 長久
Katsuhiko Yokoyama
雄彦 横山
Minoru Sato
實 佐藤
Tomohiro Kimura
朋寛 木村
Toshiyasu Yamaguchi
敏康 山口
Toshiki Nakano
俊樹 中野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new gene recombinant Escherichia coli containing a recombinant vector plasmid gene incorporated with a gene encoding tauropine dehydrogenase, and a method for producing the tauropine dehydrogenase by using the Escherichia coli. <P>SOLUTION: This new Escherichia coli accepted as FERM AP-20609 has the recombinant vector plasmid gene obtained by processing a tauropine dehydrogenase gene derived from Arabella iricolor, inserting the gene into a plasmid without inhibiting the function of tauropine dehydrogenase production ability and contains the tauropine dehydrogenase gene consisting of a specific sequence. By culturing the Escherichia coli, the tauropine dehydrogenase is collected from an obtained cultured material and purified. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、タウロピンデヒドロゲナーゼをコードする遺伝子を組込んだ組換えベクタープラスミド遺伝子を含む新規な遺伝子組換え大腸菌及びこの大腸菌を用いたタウロピンデヒドロゲナーゼの製法に関する。   The present invention relates to a novel recombinant E. coli containing a recombinant vector plasmid gene into which a gene encoding tauropine dehydrogenase has been incorporated, and a method for producing tauropine dehydrogenase using this E. coli.

タウロピンは、海産無脊椎動物から得られるイミノ酸であり、タウリンとピルビン酸からタウロピンデヒドロゲナーゼの作用により生体内で生成されている。タウリンは、日本薬局方に掲載されている医薬品であり、その効果としては、
(1) 血圧降下作用、(2) 総コレステロール値の低下、善玉コレステロール値の増加、
(3) 肝臓病の予防及び治療、(4) 心不全の治療、(5) 気管支喘息に有効、などが挙げられる。タウリンを多く含有する食品としては、カキ、ハマグリ、シジミ、タコ、イカ、アサリ等が挙げられる。
Tauropine is an imino acid obtained from marine invertebrates, and is produced in vivo from taurine and pyruvic acid by the action of tauropine dehydrogenase. Taurine is a drug listed in the Japanese Pharmacopoeia.
(1) Blood pressure lowering action, (2) Decrease in total cholesterol level, increase in good cholesterol level,
(3) Prevention and treatment of liver disease, (4) Treatment of heart failure, (5) Effective for bronchial asthma. Examples of foods rich in taurine include oysters, clams, swordfish, octopus, squid, clams and the like.

タウロピンは、ピルビン酸と他のアミノ酸又はタウリンがアミノ基を共有する形で結合したオピン類に属する。オピンとしては、タウロピンの他、アルギニンと結合したオクトピン、グリシンと結合したストロンビン、アラニンと結合したアラノピン、β−アラニンと結合したβ−アラノピンが知られている。これらは海産無脊椎動物の嫌気的呼吸の産物であると推測されている。非特許文献1には、セグロイソメのタウロピンデヒドロゲナーゼの全塩基配列が記載されている。
Marine Biotechnology 6,493-502(2004)
Tauropine belongs to the opines in which pyruvic acid and other amino acids or taurine are bound in a form sharing an amino group. In addition to tauropine, octopine bound to arginine, thrombin bound to glycine, alanopine bound to alanine, and β-alanopine bound to β-alanine are known as opine. These are speculated to be products of anaerobic respiration of marine invertebrates. Non-patent document 1 describes the entire base sequence of tauropine dehydrogenase of segroisomers.
Marine Biotechnology 6,493-502 (2004)

タウリンは上記の通り、海産無脊椎動物に多く含まれる健康機能性物質であるが、その定量にあたってはアミノ酸分析計で測定している現状であり、簡便な方法がない。更に、タウロピンデヒドロゲナーゼの調製には、天然物より蛋白質を抽出、精製する方法があるが、この方法では大量の天然物を必要とし、抽出、精製中に活性を失いがちであり、効率的に大量に抽出することが困難であった。
そこで、本発明者らはタウロピンデヒドロゲナーゼをコードする遺伝子を大腸菌のプラスミドに組込むことを試みた。組込むにあたり、pTV118Nベクター(タカラバイオ社製)を用いたため、遺伝子を多少改変する必要が生じた。
As described above, taurine is a health functional substance that is abundant in marine invertebrates. However, it is currently measured with an amino acid analyzer for quantification, and there is no simple method. In addition, tauropine dehydrogenase is prepared by extracting and purifying proteins from natural products. However, this method requires a large amount of natural products and tends to lose its activity during extraction and purification. It was difficult to extract in large quantities.
Therefore, the present inventors tried to incorporate a gene encoding tauropine dehydrogenase into an Escherichia coli plasmid. Since pTV118N vector (manufactured by Takara Bio Inc.) was used for integration, it was necessary to slightly modify the gene.

又、大腸菌等の宿主内で外来蛋白質を大量に生産する場合には、分子シャペロンなどによる翻訳産物の折りたたみが正常に機能しないため、外来蛋白質の不活性体の塊、いわゆる封入体が形成されることが多い。封入体は目的物の三次元構造が変化したものであり、目的物本来の活性に悪影響が現れる。したがって、このような封入体が形成されない製造方法が求められる。   In addition, when a large amount of foreign protein is produced in a host such as E. coli, the translational product folding by a molecular chaperone does not function normally, so an inactive mass of the foreign protein, a so-called inclusion body is formed. There are many cases. The inclusion body is a change in the three-dimensional structure of the target object, and adversely affects the original activity of the target object. Therefore, a manufacturing method in which such an enclosure is not formed is required.

本発明の構成は、FERM AP−20609として受領された新規大腸菌であり、セグロイソメ(Arabella iricolor ) 由来のタウロピンデヒドロゲナーゼ遺伝子を加工し、タウロピンデヒドロゲナーゼ生成能を阻害することなく、プラスミドに挿入した組換えベクタープラスミド遺伝子を有する大腸菌であり、この大腸菌は配列表1に記載するタウロピンデヒドロゲナーゼ遺伝子を含有する。また、セグロイソメ(Arabella iricolor ) 由来のタウロピンデヒドロゲナーゼ遺伝子を、pTV118Nベクター(タカラバイオ社製)に組込んで、大腸菌JM109に挿入した遺伝子組換え大腸菌であり、この大腸菌を培養し、得られた培養物からタウロピンデヒドロゲナーゼを採取して、精製することを特徴とする。 The composition of the present invention is a novel Escherichia coli received as FERM AP-20609, which is a combination of a tauropine dehydrogenase gene derived from Arabella iricolor and inserted into a plasmid without inhibiting the ability to produce tauropine dehydrogenase. E. coli having a replacement vector plasmid gene, which contains the tauropine dehydrogenase gene described in Sequence Listing 1. Moreover, it is a genetically modified Escherichia coli in which a Tauropine dehydrogenase gene derived from Arabella iricolor is incorporated into pTV118N vector (Takara Bio Inc.) and inserted into Escherichia coli JM109. Tauropine dehydrogenase is collected from the product and purified.

本発明は、タウリンとピルビン酸からタウロピンを合成する酵素であるタウロピンデヒドロゲナーゼ、すなわち環形動物のセグロイソメ(Arabella iricolor ) のタウロピンデヒドロゲナーゼ(以下、Air tadhとする)を大量に製造できる技術である。Air tadhをコードしたアミノ酸配列を維持した状態で、pTV118Nベクター(タカラバイオ社製)に組込むことにより、Air tadhを大量に製造する技術を完成した。このAir tadhを用いると生体成分中のタウリン或いはピルビン酸を簡単に測定することができる。すなわち、タウリンとピルビン酸のみが特異的にタウロピンになるため、これを定量することは容易である。この大腸菌はFERM AP−20609として受領してある。 The present invention is a technique capable of producing a large amount of tauropine dehydrogenase, which is an enzyme that synthesizes tauropine from taurine and pyruvate, that is, tauropine dehydrogenase (hereinafter referred to as “Air tadh” ) of a ring-shaped animal, Arabella iricolor . A technique for producing a large amount of Air tadh was completed by incorporating it into pTV118N vector (Takara Bio Inc.) while maintaining the amino acid sequence encoding Air tadh. When this Air tadh is used, taurine or pyruvic acid in a biological component can be easily measured. That is, since only taurine and pyruvic acid specifically become tauropine, it is easy to quantify this. This E. coli is received as FERM AP-20609.

本発明により、タウロピンデヒドロゲナーゼを大量に製造することが可能になった。タウリンは種々の生物活性を有する健康機能性物質であり、タウロピンデヒドロゲナーゼを使用することによりタウリンを簡易な方法で定量することができる。
更に、タウロピンは天然物ではその量が微量であったため、その生理活性が充分に研究されていなかったが、本発明によりその有効性を究明できる可能性がある。
According to the present invention, tauropine dehydrogenase can be produced in large quantities. Taurine is a health functional substance having various biological activities, and taurine can be quantified by a simple method by using tauropine dehydrogenase.
Furthermore, since the amount of tauropine in natural products is very small, its physiological activity has not been sufficiently studied. However, the effectiveness of the present invention may be investigated by the present invention.

タウロピンデヒドロゲナーゼを使用するタウリンの定量方法は以下の通りである。タウリン、ピルビン酸、本発明のAir tadh、補酵素NADHを0.1〜0.5Mのリン酸緩衝液に溶解する。補酵素NADHは340nmの紫外部を吸光する。Air tadhによるタウリンとピルビン酸の反応により補酵素NADHは酸化されてNADとなり、340nmの吸光度が低下する。この低下の程度を測定してタウリン又はピルビン酸の含有量に換算することができる。これはタウリンとピルビン酸のみに特徴的な反応であるため、煩瑣な前処理や長時間を要するアミノ酸分析計による従来の測定法を顕著に改良する。   A method for quantifying taurine using tauropine dehydrogenase is as follows. Taurine, pyruvic acid, Air tadh of the present invention, and coenzyme NADH are dissolved in 0.1-0.5 M phosphate buffer. Coenzyme NADH absorbs the ultraviolet region at 340 nm. The coenzyme NADH is oxidized to NAD by the reaction between taurine and pyruvate by Air tadh, and the absorbance at 340 nm decreases. The degree of this decrease can be measured and converted to the content of taurine or pyruvic acid. Since this reaction is characteristic only to taurine and pyruvic acid, it significantly improves the conventional measurement method using an amino acid analyzer that requires cumbersome pretreatment and a long time.

本発明は、環形動物のセグロイソメ(Arabella iricolor ) のAir tadhをコードする遺伝子を、適切な制限酵素で切断した発現用ベクター中に連結することによって調製する。
組換えプラスミドに挿入した実際の遺伝子配列は配列表に示す通りである。配列表における1番目から44番目迄及び1245番目から最後迄は本発明の発現ベクターの部分である。
本発明における組換えベクタープラスミド遺伝子としては、プラスミド、コスミド、人工染色体又はファージ等が挙げられる。更に、本発明における組換えベクタープラスミド遺伝子は、本発明の遺伝子で形質転換された大腸菌を選択できるような1以上の選択マーカーを含むもであってもよい。このような選択マーカーの例として、カナマイシン、アンピシリン、テトラサイクリン、クロラムフェニコール等の構成物質が挙げられる。
The present invention is prepared by ligating the gene encoding Air tadh of the annelid Arabella iricolor into an expression vector cleaved with an appropriate restriction enzyme.
The actual gene sequence inserted into the recombinant plasmid is as shown in the sequence listing. The first to 44th and 1245th to last in the sequence listing are part of the expression vector of the present invention.
Examples of the recombinant vector plasmid gene in the present invention include plasmids, cosmids, artificial chromosomes or phages. Furthermore, the recombinant vector plasmid gene in the present invention may contain one or more selectable markers capable of selecting E. coli transformed with the gene of the present invention. Examples of such selection markers include constituents such as kanamycin, ampicillin, tetracycline, chloramphenicol and the like.

本発明において、組換えベクターは、本発明の遺伝子を発現させるプロモーター又は他の制御配列が本発明の遺伝子に連結されていることが好ましい。他の制御配列としては、例えば、細菌発現用のリボゾーム結合部位、転写終止配列、上流制御領域、エンハンサー、オペレーターである。このようなプロモーター又は他の制御配列は、本発明の遺伝子を発現させるものであれば特に制限されることなく、当該分野において既知のものが使用できる。具体的には、T7プロモーター、Tacプロモーター等が挙げられる。組換えベクターは、上記制御配列に加えて、蛋白質の発現を調節できる調節配列を含むことが好ましい。   In the present invention, the recombinant vector preferably has a promoter or other control sequence for expressing the gene of the present invention linked to the gene of the present invention. Examples of other control sequences include a ribosome binding site for bacterial expression, a transcription termination sequence, an upstream control region, an enhancer, and an operator. Such a promoter or other regulatory sequence is not particularly limited as long as it can express the gene of the present invention, and those known in the art can be used. Specific examples include T7 promoter, Tac promoter and the like. The recombinant vector preferably contains a regulatory sequence capable of regulating protein expression in addition to the above regulatory sequence.

Air tadh遺伝子が挿入されたプラスミドの調製方法としては、周知の方法を利用することができる。本発明の遺伝子は通常知られている方法により合成することができる。ベクターに組込むため、適切な制限酵素の切断部位を両末端に配置させて、プライマーを用いてPCR法により増幅することが好ましい。PCR反応の条件は、当業者が適宜決定することができるが、98℃で30秒間の変成、57℃で15秒間のアニーリング、74℃で30秒間の重合を1サイクルとして30サイクル反応させ、増幅された遺伝子を得ることができる。   As a method for preparing a plasmid into which the Air tadh gene has been inserted, a known method can be used. The gene of the present invention can be synthesized by a generally known method. In order to incorporate into a vector, it is preferable to amplify by PCR method using primers with appropriate restriction enzyme cleavage sites located at both ends. The conditions of the PCR reaction can be appropriately determined by those skilled in the art, but amplification is carried out by reacting for 30 cycles with one cycle of denaturation at 98 ° C for 30 seconds, annealing at 57 ° C for 15 seconds, and polymerization at 74 ° C for 30 seconds Gene can be obtained.

本発明の遺伝子を含むDNA断片を組換えベクターに挿入するためには、上記のベクターに適切な制限酵素を作用させる。制限酵素としては、挿入されるDNA断片とライゲーションし得るものであれば、いずれも用いられる。制限酵素による消化反応の反応温度、反応時間等の条件は選択した酵素に応じて設定することができる。また、これらのベクターを必要とあればボイル法、アルカリSDS法などの精製手段により精製し、更に、エタノール沈殿法、ポリエチレングリコール沈殿法などの濃縮手段により濃縮することができる。
前記処理工程において、挿入DNA断片とベクターを消化するための制限酵素の組合わせは、この技術分野でのそれ自体公知の組合わせを適宜使用することができる。
In order to insert a DNA fragment containing the gene of the present invention into a recombinant vector, an appropriate restriction enzyme is allowed to act on the above vector. Any restriction enzyme can be used as long as it can be ligated with the inserted DNA fragment. Conditions such as the reaction temperature and reaction time of the digestion reaction with the restriction enzyme can be set according to the selected enzyme. If necessary, these vectors can be purified by a purification means such as a boil method or an alkaline SDS method, and further concentrated by a concentration means such as an ethanol precipitation method or a polyethylene glycol precipitation method.
In the treatment step, the combination of the insert DNA fragment and the restriction enzyme for digesting the vector can be appropriately selected from combinations known per se in this technical field.

次いで、増幅された本発明の遺伝子と前記ベクターを混合し、これにリガーゼを作用させて組換えベクタープラスミド遺伝子を得ることができる。リガーゼとしては、T4DNAリガーゼ、大腸菌由来DNAリガーゼを挙げることができる。
次いで、本発明の遺伝子を発現させるため、得られた遺伝子を含む組換えベクタープラスミド遺伝子を用いてコンピテントセルを形質転換させる。本発明におけるコンピテントセルとしては、形質転換効率の高いものであれば使用することができる。例えば、大腸菌JM109コンピテントセルは形質転換効率も高く、好ましく使用できる。本発明の遺伝子を含む組換えベクタープラスミド遺伝子によるコンピテントセルの形質転換は、通常用いられるケミカルコンピテントセル法、エレクトレポレーション法等を用いることができる。
Subsequently, the amplified gene of the present invention and the vector can be mixed, and a ligase can be allowed to act thereon to obtain a recombinant vector plasmid gene. Examples of the ligase include T4 DNA ligase and Escherichia coli-derived DNA ligase.
Subsequently, in order to express the gene of the present invention, a competent cell is transformed with the recombinant vector plasmid gene containing the obtained gene. As the competent cell in the present invention, any cell having high transformation efficiency can be used. For example, E. coli JM109 competent cells have high transformation efficiency and can be preferably used. For transformation of competent cells with a recombinant vector plasmid gene containing the gene of the present invention, a commonly used chemical competent cell method, electreporation method or the like can be used.

本発明の遺伝子により形質転換した大腸菌は、そのベクタープラスミド遺伝子が有するマーカー遺伝子により、アンピシリン、カナマイシン等の抗生物質を含むLB培地寒天プレート上でコロニーを形成するので選択が容易である。しかし、クローニングされた大腸菌が、本発明遺伝子により形質転換されているか否かを確認するため、一部を用いてPCR法によるインサートの増幅確認、又はシーケンサーを用いたダイデオキシ法による配列解析を行うことが好ましい。   E. coli transformed with the gene of the present invention can be easily selected because colonies are formed on LB medium agar plates containing antibiotics such as ampicillin and kanamycin by the marker gene of the vector plasmid gene. However, in order to confirm whether or not the cloned E. coli has been transformed with the gene of the present invention, a part thereof is used to confirm the amplification of the insert by the PCR method or the sequence analysis by the dideoxy method using a sequencer. It is preferable.

上記方法で得られる本発明により形質転換された大腸菌は、適切な培地で培養し、組換えベクタープラスミド遺伝子を大量に得ることができる。培地としては、通常用いられるLB液体培地、M9培地等を用いることができる。又、周知の方法を用いて組換えベクタープラスミド遺伝子を回収することができる。中でも、プラスミド回収キット、例えばWizard(Promega社製)を用いて規定の条件で組換えベクタープラスミド遺伝子を得ることができる。   Escherichia coli transformed by the present invention obtained by the above method can be cultured in an appropriate medium to obtain a large amount of recombinant vector plasmid genes. As the medium, a commonly used LB liquid medium, M9 medium, or the like can be used. In addition, the recombinant vector plasmid gene can be recovered using a known method. Among them, a recombinant vector plasmid gene can be obtained under defined conditions using a plasmid recovery kit such as Wizard (manufactured by Promega).

形質転換体である大腸菌の培地形態は、大腸菌の栄養生理的性質を考慮して培養条件を選択すればよく、多くの場合は液体培地で行う。工業的にはジャーファーメンター等による通気撹拌培養を行うのが有利である。
培地の栄養源としては、大腸菌の培養に通常用いられているものであれば広く使用することができる。炭素源としては資化可能な炭素化合物であり、グリセリン等のポリオール、ピルビン酸、コハク酸もしくはクエン酸等の有機酸類を使用することができる。窒素源も利用可能な窒素化合物であり、ペプトン、肉エキス、カゼイン加水分解物、大豆粕アルカリ抽出物、アンモニア若しくはアンモニウム塩等を使用することができる。その他、リン酸塩、炭酸塩、硫酸塩、マグネシウム、カルシウム、カリウム、鉄、マンガン、亜鉛等の塩類、特定のアミノ酸、特定のビタミン、消泡剤等も必要に応じて使用できる。又、イソプロピル−β−D−チオガラクトピラノシド等の蛋白質発現誘導剤を必要に応じて培地に添加することが好ましい。
The culture form of Escherichia coli, which is a transformant, may be selected in consideration of the nutritional physiological properties of Escherichia coli. Industrially, it is advantageous to perform aeration and agitation culture using a jar fermenter or the like.
As a nutrient source for the medium, any medium commonly used for culturing Escherichia coli can be widely used. The carbon source is an assimilable carbon compound, and polyols such as glycerin and organic acids such as pyruvic acid, succinic acid or citric acid can be used. Nitrogen compounds that can also be used as a nitrogen source include peptone, meat extract, casein hydrolyzate, soybean koji alkaline extract, ammonia or ammonium salt. In addition, phosphates, carbonates, sulfates, magnesium, calcium, potassium, iron, manganese, zinc and other salts, specific amino acids, specific vitamins, antifoaming agents and the like can be used as necessary. Moreover, it is preferable to add protein expression inducers, such as isopropyl- (beta) -D-thiogalactopyranoside, to a culture medium as needed.

培養時間は条件によって異なるが、細胞の増殖が定常に達した時点で細胞回収を行うのが好ましい。通常37℃、1.5〜3.0時間培養、IPTG添加37℃、20時間程度の培養である。   Although the culturing time varies depending on the conditions, it is preferable to recover the cells when the cell growth reaches a steady state. Usually, the culture is performed at 37 ° C. for 1.5 to 3.0 hours and at 37 ° C. for about 20 hours with IPTG addition.

培養物中のAir tadhを回収する方法としては、得られた培養物からろ過、遠心分離等の手段により菌体を採取する。次いで、この菌体を機械的方法、リゾチーム等の酵素を用いた酵素的方法、界面活性剤を用いた化学的処理により破壊して採取することができる。必要に応じて、EDTA等のキレート剤、界面活性剤等を添加してAir tadhを可溶化し、水溶液として採取することもできる。   As a method for recovering Air tadh in the culture, the cells are collected from the obtained culture by means such as filtration and centrifugation. Then, the cells can be destroyed and collected by a mechanical method, an enzymatic method using an enzyme such as lysozyme, or a chemical treatment using a surfactant. If necessary, a chelating agent such as EDTA, a surfactant, or the like may be added to solubilize Air tadh and collected as an aqueous solution.

かくして得られた粗酵素液からAir tadhを更に精製するには、通常の蛋白質精製法を用いることができる。具体的には、硫安分画法、有機溶媒沈殿法、イオン交換体等による吸着処理法、イオン交換クロマトグラフィー、ゲルろ過クロマトグラフィー、アフィニティクロマトグラフィー、電気泳動法等の処理を単独又は組合わせて用いることができる。   In order to further purify Air tadh from the crude enzyme solution thus obtained, an ordinary protein purification method can be used. Specifically, ammonium sulfate fractionation method, organic solvent precipitation method, adsorption treatment method using ion exchanger, ion exchange chromatography, gel filtration chromatography, affinity chromatography, electrophoresis method, etc. are used alone or in combination. Can be used.

発現用ベクターの作成
Air tadh遺伝子は配列決定用ベクターZeroBlunt TOPO(商品名、Invitrogen社製)に組込まれている。
NcoI切断部位を1か所除去するため、配列表2に記載するPCRプライマー、Air m1F と、配列表3に記載するPCRプライマー、Air m1R を合成した。
Air tadh遺伝子の組込まれたプラスミドを、テンプレートとしてPCRを行った。上記プライマーには制限酵素Cla 1切断部位を含ませており、PCR産物の両端をCla 1で切断後セルフライゲーションを行うことで、アミノ酸配列は変化せず、NcoI切断部位が1か所除去された。
この際のPCR反応は、94℃で2分間インキュベートした後、サイクル(94℃で15秒間、50℃で30秒間、68℃で4分30秒間)で30回インキュベートし、最後に40℃でインキュベートした。
Preparation of expression vector The Air tadh gene is incorporated into a sequencing vector ZeroBlunt TOPO (trade name, manufactured by Invitrogen).
In order to remove one NcoI cleavage site, a PCR primer described in Sequence Listing 2, Air m1F, and a PCR primer described in Sequence Listing 3, Air m1R were synthesized.
PCR was performed using a plasmid in which the Air tadh gene was incorporated as a template. The above-mentioned primer contains a restriction enzyme Cla 1 cleavage site. By cleaving both ends of the PCR product with Cla 1 and performing self-ligation, the amino acid sequence was not changed and one NcoI cleavage site was removed. .
In this case, the PCR reaction was incubated at 94 ° C. for 2 minutes, then incubated 30 times in a cycle (94 ° C. for 15 seconds, 50 ° C. for 30 seconds, 68 ° C. for 4 minutes 30 seconds), and finally incubated at 40 ° C. did.

上記配列の本発明の遺伝子、すなわち、Air tadh遺伝子を組換えベクターに組込むために、配列表4に記載する制限酵素、AirNcoIを合成し追加した。
変異型Air tadh遺伝子をテンプレートとしてPCRを行った。上記AirNcoIプライマーには制限酵素NcoI切断部位を含ませており、テンプレートのプラスミドにはEcoR I切断部位があり、PCR産物を制限酵素NcoI及びEcoR Iで切断することにより、変異型Air tadh遺伝子は二つの部分に切断される。二つの中の長い方の断片は両端にNcoI切断部位を持ち、短い方の断片は片方にNcoI、もう片方にEcoR I切断部位を持つ。NcoI及びEcoR Iで切断した組換えベクター(pTV118N、タカラバイオ社製)にまず短い方の断片を連結し、NcoIで再切断した後、長い方の断片を連結して発現用ベクターを完成させた。
この際のPCR反応は、94℃で2分間インキュベートした後、サイクル(94℃で15秒間、50℃で30秒間、68℃で1分15秒間)で30回インキュベートし、最後に4℃でインキュベートした。
In order to incorporate the gene of the present invention having the above sequence, that is, the Air tadh gene, into the recombinant vector, a restriction enzyme, AirNcoI described in Sequence Listing 4 was synthesized and added.
PCR was performed using the mutant Air tadh gene as a template. The AirNcoI primer contains a restriction enzyme NcoI cleavage site, and the template plasmid has an EcoRI cleavage site. By cleaving the PCR product with restriction enzymes NcoI and EcoRI, the mutant Air tadh gene is Cut into two parts. The longer fragment of the two has NcoI cleavage sites at both ends, and the shorter fragment has NcoI on one side and EcoRI cleavage site on the other. First, the shorter fragment was ligated to a recombinant vector (pTV118N, manufactured by Takara Bio Inc.) cleaved with NcoI and EcoRI. After recutting with NcoI, the longer fragment was ligated to complete the expression vector. .
In this case, the PCR reaction was incubated at 94 ° C. for 2 minutes, then incubated 30 times in a cycle (94 ° C. for 15 seconds, 50 ° C. for 30 seconds, 68 ° C. for 1 minute 15 seconds), and finally incubated at 4 ° C. did.

上記PCR産物、及びNcoI、EcoR Iで切断したPCRを通常知られている電気泳動法により解析した結果、変異型Air tadh遺伝子に相当する断片が存在すること及び二つに切断された変異型Air tadhに相当する断片を確認した。   As a result of analyzing the PCR product and PCR cleaved with NcoI and EcoRI by a commonly known electrophoresis method, the presence of a fragment corresponding to the mutated Air tadh gene and the cleaved mutated Air A fragment corresponding to tadh was confirmed.

変異型大腸菌の作成
上記変異型Air tadh遺伝子を大腸菌に発現させるために、pTV118Nベクターにサブクローニングした。
上記で得られた変異型Air tadh遺伝子を組込んだpTV118Nベクターで大腸菌JM109を形質転換した。その後、LB培地に塗布し37℃で1晩インキュベートした。
上記において形成されたコロニーを任意に採取し、LB液体培地で1晩培養し、プラスミドを回収した。プラスミドをテンプレートとしてPCRを行い、目的の断片が正しく挿入されていることを確認した。
Preparation of mutant Escherichia coli The mutant Air tadh gene was subcloned into the pTV118N vector for expression in Escherichia coli.
E. coli JM109 was transformed with the pTV118N vector into which the mutant Air tadh gene obtained above was incorporated. Then, it apply | coated to LB culture medium and incubated overnight at 37 degreeC.
The colonies formed above were arbitrarily picked and cultured overnight in LB liquid medium to recover the plasmid. PCR was performed using the plasmid as a template, and it was confirmed that the target fragment was correctly inserted.

タウロピンデヒドロゲナーゼの製造
ここで構築された組換え大腸菌をpTVAirJM109と称し、これを以下の方法により培養し、組換え蛋白質、すなわちタウロピンデヒドロゲナーゼを得た。
2×YT培地(50μg/mlアンピシリンを含む)で前培養を行う。前培養液50μlを5mlの2×YT(アンピシリンを含む)培地に接種し、37℃で3時間培養した。これに5μlの1M IPTGを加えて37℃、一晩誘導する。遠心分離(12000rpm、4℃)により集菌した。超音波によりリン酸緩衝液中で細胞を破壊し、遠心分離(15000rpm、4℃)で上清を回収した。これを精製することにより本発明酵素を得ることができた。
Production of Tauropine Dehydrogenase The recombinant Escherichia coli constructed here was called pTVAirJM109, which was cultured by the following method to obtain a recombinant protein, ie, tauropine dehydrogenase.
Pre-culture is performed in 2 × YT medium (containing 50 μg / ml ampicillin). 50 μl of the preculture was inoculated into 5 ml of 2 × YT (containing ampicillin) medium and cultured at 37 ° C. for 3 hours. To this is added 5 μl of 1M IPTG and induced overnight at 37 ° C. Bacteria were collected by centrifugation (12000 rpm, 4 ° C.). Cells were disrupted in a phosphate buffer solution by ultrasound, and the supernatant was collected by centrifugation (15000 rpm, 4 ° C.). The enzyme of the present invention could be obtained by purifying this.

タウリンの定量
0.25Mリン酸ナトリウム緩衝液(pH7.2) 2ml
1.4mM NADH 0.5ml
0.08M ピルビン酸(pH7.2) 0.1ml
0.4M タウリン(pH7.2) 0.1ml
酵素(Air tadh) 0.3ml
上記処方の測定液を用い、30℃でインキュベート、340nmの吸光度を測定した。 別に、試料の生イカ10gを磨り潰し、精製水40mlを加え5分間90℃以上に加熱した。冷却後、精製水を加えて50mlとした。この検体の上清0.1mlを上記処方のタウリンに代えて測定液を調製し、30℃でインキュベートし、340nmの吸光度を測定した。この吸光度より試料のタウリン含有量は750mg/100gであった。
Quantitative determination of taurine 0.25M sodium phosphate buffer (pH 7.2) 2ml
1.4 mM NADH 0.5 ml
0.08M Pyruvate (pH 7.2) 0.1ml
0.4M Taurine (pH 7.2) 0.1ml
0.3 ml of enzyme (Air tadh)
Using the measurement solution of the above-mentioned formulation, it was incubated at 30 ° C., and the absorbance at 340 nm was measured. Separately, 10 g of raw squid was ground and 40 ml of purified water was added and heated to 90 ° C. or higher for 5 minutes. After cooling, purified water was added to make 50 ml. A measuring solution was prepared by replacing 0.1 ml of the supernatant of this specimen with taurine having the above formulation, and incubated at 30 ° C., and the absorbance at 340 nm was measured. From this absorbance, the taurine content of the sample was 750 mg / 100 g.

上記試料のタウリン含有量を従来方法で測定した。すなわち、磨り潰した試料から高分子化合物を予め除去し、次いでイオン交換樹脂カラムを用いたアミノ酸分析計で各種アミノ酸を分離しながら測定したところ、タウリン含有量は780mg/100gであった。 以上の結果より、本発明により得られるタウロピンデヒドロゲナーゼを用いることによりタウリンの迅速簡易、且つ正確な測定値を得ることができる。又、タウリンの量を一定にすれば、ピルビン酸の定量も容易である。
更に、タウロピンは希少な物質であるため、その薬理作用が未だ解明されていない。今後、タウロピンデヒドロゲナーゼを用いてタウロピンの製造が容易になり、タウロピンの有用な薬理効果が解明されることが期待される。
The taurine content of the sample was measured by a conventional method. That is, when the polymer compound was previously removed from the ground sample and then measured with an amino acid analyzer using an ion exchange resin column while separating various amino acids, the taurine content was 780 mg / 100 g. From the above results, the taurine dehydrogenase obtained by the present invention can be used to obtain a quick and simple and accurate measurement value of taurine. In addition, if the amount of taurine is kept constant, determination of pyruvic acid is easy.
Furthermore, since tauropine is a rare substance, its pharmacological action has not yet been elucidated. In the future, it is expected that tauropine will be easily produced using tauropine dehydrogenase, and that the useful pharmacological effects of tauropine will be elucidated.

Claims (5)

FERM AP−20609として受領された、新規大腸菌。 New E. coli received as FERM AP-20609. セグロイソメ(Arabella iricolor ) 由来のタウロピンデヒドロゲナーゼ遺伝子を加工して、タウロピンデヒドロゲナーゼ生成能を阻害することなく、プラスミドに挿入した組換えベクタープラスミド遺伝子を有する大腸菌。 Escherichia coli having a recombinant vector plasmid gene inserted into a plasmid without inhibiting the ability to produce tauropine dehydrogenase by processing a tauropine dehydrogenase gene derived from aragro iricolor . 配列表1に記載するタウロピンデヒドロゲナーゼ遺伝子を含有する大腸菌。 E. coli containing the tauropine dehydrogenase gene described in Sequence Listing 1. セグロイソメ(Arabella iricolor ) 由来のタウロピンデヒドロゲナーゼ遺伝子を、pTV118Nベクター(タカラバイオ社製)に組込んで、大腸菌JM109に挿入した遺伝子組換え大腸菌。 A genetically engineered Escherichia coli in which a Tauropine dehydrogenase gene derived from Arabella iricolor is inserted into pTV118N vector (Takara Bio) and inserted into Escherichia coli JM109. 請求項1ないし請求項4に記載する大腸菌を培養し、得られた培養物からタウロピンデヒドロゲナーゼを採取、精製することを特徴とするタウロピンデヒドロゲナーゼの製法。
A method for producing tauropine dehydrogenase, comprising culturing Escherichia coli according to any one of claims 1 to 4 and collecting and purifying tauropine dehydrogenase from the obtained culture.
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