JP2007135602A - L−グルタミン酸の製造法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】界面活性剤に対する耐性を付与するタンパク質(DTSRタンパク質)の温度感受性変異体をコードするDNAを保持し、野生型DTSRタンパク質を保持せず、L−グルタミン酸生産能を有するコリネ型細菌を、液体培地で培養し、培地中にL−グルタミン酸を生成蓄積させ、L−グルタミン酸を該培地から採取することを含む、L−グルタミン酸の製造方法であって、前記コリネ型細菌の生育至適温度で培養を開始し、培養の途中で培養温度を33〜40℃に上昇させることを特徴とする前記製造方法。
【選択図】 なし
Description
を有するDTSR蛋白をコードする新規な変異型dtsR遺伝子を取得することに成功し、本発明を完成するに至った。
(A)配列番号2に記載のアミノ酸配列、または配列番号2記載のアミノ酸配列の139番目のLeu残基がProを除く他のアミノ酸残基に変化した配列を有し、温度感受性DTSR活性を有するタンパク質。
(B)配列番号2記載のアミノ酸配列、または配列番号2記載のアミノ酸配列の139番目のLeu残基がProを除く他のアミノ酸残基に変化した配列において、さらに、139番目のアミノ酸残基以外の位置における1若しくは数個のアミノ酸残基の置換、欠失、挿入、付加、又は逆位を含むアミノ酸配列を有し、かつ、温度感受性DTSR活性を有するタンパク質。
(a)配列番号1に記載の塩基配列のうち、塩基番号359〜1987からなる塩基配列を含むDNA。
(b)配列番号1に記載の塩基配列のうち、塩基番号359〜1987からなる塩基配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAであって、かつ、温度感受性DTSR活性を有するタンパク質をコードするDNA。
現在コリネバクテリウム属細菌として統合されたブレビバクテリウム属細菌(Int. J. Syst. Bacteriol., 41, 255 (1981))を含み、またコリネバクテリウム属細菌と非常に近縁なブレビバクテリウム属細菌及びミクロバテリウム属細菌を含む。
本発明の遺伝子は、野生型コリネ型細菌由来のdtsR遺伝子を含む組換えDNAを変異剤処理し、これをコリネ型細菌に属する界面活性剤感受性変異株に導入し、組換えDNAが導入されていない変異株が生育できない濃度の界面活性剤を含む培地において、31.5℃では生育するが、これよりも高い温度、例えば35℃では生育しない株を選択し、得られた株より前記組換えDNAを回収することによって得られる。
(2)pHM 1519 特開昭58−77895号公報参照
(3)pAJ 655 特開昭58−192900号公報参照
(4)pAJ 611 同 上
(5)pAJ 1844 同 上
(6)pCG 1 特開昭57−134500号公報参照
(7)pCG 2 特開昭58−35197号公報参照
(8)pCG 4 特開昭57−183799号公報参照
(9)pCG 11 同 上
G.A. and Young, F.E., Gene, 1, 153 (1977))がある。あるいは、バチルス・ズブチリス、放線菌類及び酵母について知られているような、DNA受容菌の細胞を、組換えDNAを容易に取り込むプロトプラストまたはスフェロプラストの状態にして組換えDNAをDNA受容菌に導入する方法(Chang, S. and Choen, S.N., Molec. Gen. Genet., 168, 111 (1979); Bibb, M.J., Ward, J.M. and Hopwood, O.A., Nature, 274, 398 (1978); Hinnen, A., Hicks, J.B. and Fink, G.R., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 75, 1929 (1978))も応用できる。本発明の実施例で用いた形質転換の方法は、電気パルス法(特開平2−207791号公報参照)である。
以上のようにして、dtsR遺伝子を取得することができる。
遺伝子がコードする変異型DTSRタンパク質のアミノ酸配列を配列番号2に示す。尚、ブレビバクテリウム・ラクトファーメンタム ATCC13869株由来の野生型DTSRタンパク質は、配列番号2に示すアミノ酸配列において139番目のアミノ酸残基がPro残基であるアミノ酸配列を有する。また、ブレビバクテリウム・ラクトファーメンタム ATCC13869株の野生型dtsR遺伝子は、配列番号1において774番目の塩基がCである塩基配列を有する。
置換、欠失、挿入、付加、又は逆位を含むDTSRタンパク質をコードするDNAは、部位特異的変異法によって、特定の部位のアミノ酸残基が置換、欠失、挿入、付加又は逆位を起こすように塩基配列を改変することによって得られる。
を開始し、培養の途中で33〜40℃、好ましくは37℃付近に温度を上昇させることによりさらに良好な結果が得られる。すなわち、生育至適温度付近にて菌を十分増殖させた後、培養途中で温度を上昇させることにより、ビオチン作用抑制物質を添加することなく、L−グルタミン酸の生産が開始され、培養液中にL−グルタミン酸が著量、生成蓄積される。
フルクトキナーゼ(PFK、特開昭63−102692号)、アナプレロティック経路のホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ(PEPC、特開昭60−87788号、特開昭62−55089号)、TCA回路のクエン酸合成酵素(CS、特開昭62−201585号、特開昭63−119688号)、アコニット酸ヒドラターゼ(ACO、特開昭62−294086号)、イソクエン酸デヒドロゲナーゼ(ICDH、特開昭62−166890号、特開昭63−214189号)、アミノ化反応を触媒するグルタミン酸デヒドロゲナーゼ(GDH、特開昭61−268185号)等の遺伝子がある。
ブレビバクテリウム・ラクトファーメンタム ATCC13869をT−Y培地(Bacto−trypton(Difco)1%、Bacto−yeast extract(Difco)0.5%、NaCl0.5%(pH7.2))100mlに接種し、温度31.5℃で8時間培養し、培養物を得た。この培養物を3,000r.p.m.で15分間、遠心分離処理し湿潤菌体0.5gを得た後、該菌体から斎藤、三浦の方法(Biochem. Biophys. Acta., 72, 619 (1963))により染色体DNAを得た。次いで、この染色体DNA 60μg 及び制限酵素 Sau3AI、3ユニットを10mMトリス−塩酸緩衝液(50mM NaCl、10mM MgSO4及び1mM ジチオスレイトール含有(pH 7.4))におのおの混合し、温度37℃で30分間反応させた。反応終了液を常法により、フェノール抽出処理し、エタノール沈澱処理してSau3AIで消化されたブレビバクテリウム・ラクトファーメンタム ATCC13869の染色体DNA断片 50μg を得た。
ATCC13869の遺伝子ライブラリーの作製
エシェリヒア・コリとコリネバクテリウム属細菌の双方の菌体内で自律複製可能なプラスミドベクターDNA(pSAC4)20μg 及び制限酵素BamHI200ユニットを50mMトリス−塩酸緩衝液(100mM NaCl及び10mM硫酸マグネシウム含有(pH7.4))に混合し、温度37℃で2時間反応させて消化液を得、該液を常法によりフェノール抽出及びエタノール沈澱処理した。この後、プラスミドベクター由来のDNAフラグメントが再結合することを防止するため、Molecular Cloning 2nd edition(J.Sambrook, E.F.Fritsch and T.Maniatis, Cold Spring Harbor Laboratory Press, p1.56 (1989))の方法で バクテリアルアルカリホスファターゼ(Bacterial Alkaline Phosphatase)処理により、DNA断片の脱リン酸化を行い、常法によりフェノール抽出処理し、更にエタノール沈澱処理を行った。
ネシウム、10mMジチオスレイトール及び10mM ATPを含有する66mMトリス−塩酸緩衝液(pH7.5)に添加し、温度16℃で16時間反応し、DNAを連結させた。次いで該DNA混合物で、常法によりエシェリヒア・コリ DH5を形質転換し、これを170μg/mlのクロラムフェニコールを含むL寒天培地上にまき、約20,000個のコロニーを得、遺伝子ライブラリーとした。
上記で述べた約20,000個のコロニーより、組換えDNAの回収を行なった。回収の方法は上記に示した斎藤、三浦の方法に従った。
pDTR6プラスミドを、文献 Shortle, D. and Nathans, D., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 75, 270(1978)に記載の方法に従い、試験管内でヒドロキシルアミン処理し、これをAJ11060に上記の電気パルス法を用いて導入した。形質転換体約20000株をM−CM2G寒天培地に25℃にて30時間培養しコロニーを形成させた。これを30mg/lの界面活性剤を含む同プレート培地に2枚ずつレプリカし31.5℃および35℃において20時間培養した。その後、31.5℃では生育するが35℃では生育しなかった株を1株取得した。この1株から常法によりプラスミドを抽出し、pDTR−117を取得した。
上記で得られたpDTR−117をエシェリヒア・コリ JM109に導入した。得られたエシェリヒア・コリJM109/pDTR−117をトリプトン1%、酵母エキス0.5%及びNaCl 0.5%からなる培地20mlに温度37℃で24時間前培養し、得られた培養液20mlを上記と同じ組成の培地1lに接種し、温度37℃で3時間培養したのち、0.2gのクロラムフェニコールを添加し、更に同一温度で20時間培養を行い、培養液を得た。次いで、この培養液を3,000r.p.m.で10分間遠心処理して湿潤菌体2gを得、これを20mlの25%ショ糖を含有する350mMトリス−塩酸緩衝液(pH8.0)に懸濁したのち、更にこれにリゾチーム(シグマ社製)10mg、0.25M
EDTA溶液(pH8.0)8ml及び20%ドデシル硫酸ナトリウム溶液8mlを各々添加し、温度60℃で30分間保温処理し、溶菌液を得た。この溶菌液に、5M NaCl溶液13mlを添加し、温度4℃で16時間処理した後、15,000r.p.m.で30分間遠心分離した。得られた上清液を、常法によりフェノール抽出処理及びエタノール沈澱処理を行いDNAを沈澱させた。
緩衝液(pH7.5)6mlに溶解し、さらにこれに塩化セシウム6g及びエチジウムブロマイド(19mg/ml)0.2mlを添加し、39,000r.p.m.で42時間超遠心分離機を用いて平衡密度勾配遠心分離処理を行い、DNAを単離した。又更に、n−ブタノールを使用してエチジウムブロマイドを除去した後、1mM EDTAを含有する10mMトリス−塩酸緩衝液(pH7.5)に対して透析を行い純化された組換えDNA pDTR−117を約500μgを得た。
Sangerの方法に従って行った。決定された塩基配列およびそれから推定されるアミノ酸配列を配列表配列番号1に示す。アミノ酸配列は配列番号2にも示す。
変異型dtsR遺伝子置換株は特開平5−7491号に示される温度感受性プラスミドを用いた相同組換え法により取得した。具体的には上記のpDTR−117をXbaI及びKpnIにより消化してdtsR遺伝子を含む断片を取得し、pHSG398(宝酒造(株)製)をXbaIおよびKpnI切断処理したものと、上記の方法で結合させ、pHSGX−K−117を取得した。
上記項目<6>で取得したNo.117株、並びに、WO96/06180号国際公開
パンフレットに記載のNo.11株、No.77株及びNo.21株について、WO96/06180号国際公開パンフレットに記載の実施例2と同様にしてL−グルタミン酸の生産性を評価した。具体的には、以下の様に評価を行った。
Claims (3)
- 下記(A)又は(B)に示すタンパク質をコードするDNAを保持し、野生型DTSRタンパク質を保持せず、L−グルタミン酸生産能を有するコリネ型細菌を、液体培地で培養し、培地中にL−グルタミン酸を生成蓄積させ、L−グルタミン酸を該培地から採取することを含む、L−グルタミン酸の製造方法であって、前記コリネ型細菌の生育至適温度で培養を開始し、培養の途中で培養温度を33〜40℃に上昇させることを特徴とする前記製造方法。
(A)配列番号2に記載のアミノ酸配列、または配列番号2記載のアミノ酸配列の139番目のLeu残基がProを除く他のアミノ酸残基に変化した配列を有し、温度感受性DTSR活性を有するタンパク質。
(B)配列番号2記載のアミノ酸配列、または配列番号2記載のアミノ酸配列の139番目のLeu残基がProを除く他のアミノ酸残基に変化した配列において、139番目のアミノ酸残基以外の位置における1若しくは数個のアミノ酸残基の置換、欠失、挿入、付加、又は逆位を含むアミノ酸配列を有し、かつ、温度感受性DTSR活性を有するタンパク質。 - 前記DNAが、下記(a)又は(b)に示すDNAである請求項1記載の製造方法。
(a)配列番号1に記載の塩基配列のうち、塩基番号359〜1987からなる塩基配列を含むDNA。
(b)配列番号1に記載の塩基配列のうち、塩基番号359〜1987からなる塩基配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAであって、かつ、温度感受性DTSR活性を有するタンパク質をコードするDNA。 - 前記DNAが、配列番号2に記載のアミノ酸配列を有するタンパク質をコードする請求項1記載の製造方法。
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