JP2007189969A - Blue pigment synthesis gene - Google Patents

Blue pigment synthesis gene Download PDF

Info

Publication number
JP2007189969A
JP2007189969A JP2006012459A JP2006012459A JP2007189969A JP 2007189969 A JP2007189969 A JP 2007189969A JP 2006012459 A JP2006012459 A JP 2006012459A JP 2006012459 A JP2006012459 A JP 2006012459A JP 2007189969 A JP2007189969 A JP 2007189969A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gene
protein
bpsa
indigoidine
dna
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006012459A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masanori Sugiyama
政則 杉山
Takanori Kumagai
孝則 熊谷
Yasuyuki Matoba
康幸 的場
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hiroshima University NUC
Original Assignee
Hiroshima University NUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hiroshima University NUC filed Critical Hiroshima University NUC
Priority to JP2006012459A priority Critical patent/JP2007189969A/en
Publication of JP2007189969A publication Critical patent/JP2007189969A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To search a gene specifically existing in a D-cycloserine producing Streptomyces lavendulae, to elucidate its function and to obtain a useful gene and its use. <P>SOLUTION: The protein is (a) a protein composed of an amino acid sequence of a specific sequence or (b) a protein composed of an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence of (a) the protein and which has indigoidine synthesis ability. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、D−サイクロセリン(DCS)生産性放線菌(Streptomyces lavendulae)に特異的に存在する青色素合成遺伝子及びそれを用いた青色素の製造方法に関する。 The present invention relates to a blue pigment synthesis gene specifically present in D-cycloserine (DCS) -producing actinomycetes ( Streptomyces lavendulae ) and a method for producing a blue pigment using the same.

植物の自然な発色については天然植物色素が貢献しているが、その主な物質としてクロロフィル類、カロチノイド系色素、アントシアニン系色素があげられる。青色の発色はアントシアニン系色素によるものであるが、その発色機構は複雑であり、現在も研究が進められている。   Natural plant pigments contribute to the natural color development of plants, but the main substances include chlorophylls, carotenoid pigments and anthocyanin pigments. Blue coloration is due to anthocyanin dyes, but the coloration mechanism is complex and research is ongoing.

また、生花店で販売されている植物において、マリンブルーに近い青色の花の品種は意外に少ない。バラでは古来より青いバラの作製が育種家の夢であるが、従来の育種技術では困難といわれており、近年、遺伝子工学を利用して青いバラの作成が研究されているが、未だ愛好家を満足させるものはない。   Moreover, in plants sold at florists, there are surprisingly few varieties of blue flowers close to marine blue. For roses, the creation of blue roses has been a dream of breeders since ancient times, but it has been said that conventional breeding techniques are difficult. In recent years, the creation of blue roses using genetic engineering has been studied. There is nothing to satisfy.

一方、ストレプトマイセス(Streptomyces)に属する放線菌は、実用抗生物質を始めとする二次代謝産物の多くを作ることから、工業的にも重要な微生物である。近年、ペプチド系抗生物質の多くが非リボソーム型ペプチド合成酵素(non-ribosomal peptide synthetase:NRPS)により生合成されることが知られるようになってきたが(非特許文献1)、放線菌に特異的に存在するNRPSには、未だその機能が見出されていないものが数多く存在すると考えられている。
Finking, R. et al.,(2004) Annu. Rev. Microbiol. 58, 453-488.
On the other hand, actinomycetes belonging to Streptomyces (Streptomyces), since making a lot of secondary metabolites, including the practical antibiotics, industrially also important microorganisms. In recent years, it has been known that many peptide antibiotics are biosynthesized by non-ribosomal peptide synthetase (NRPS) (Non-Patent Document 1), but specific to actinomycetes It is thought that there are many NRPSs that have not been found yet.
Finking, R. et al., (2004) Annu. Rev. Microbiol. 58, 453-488.

本発明は、放線菌に特異的に存在する遺伝子の探索及びその機能を解明し、有用な遺伝子及びその用途を提供することを目的とする。   It is an object of the present invention to provide a useful gene and its use by searching for a gene specifically present in actinomycetes and elucidating its function.

本発明者は、DCS生産性放線菌(S. lavendulae)に特異的に存在する遺伝子を探索したところ、非リボソーム型ペプチド合成酵素(NRPS)ファミリーには珍しい、単一モジュール型の非リボソーム型ペプチド合成酵素をコードする遺伝子が存在すること、さらに当該遺伝子は青色素インジゴイジン(indigoidine)合成遺伝子として機能し、青色素の製造に有用であることを見出した。 As a result of searching for a gene specifically present in DCS-producing actinomycetes ( S. lavendulae ), the present inventor found a single-module non-ribosomal peptide that is rare in the non-ribosomal peptide synthase (NRPS) family. It was found that a gene encoding a synthase exists, and that the gene functions as a blue pigment indigoidine synthesis gene and is useful for the production of a blue pigment.

すなわち、本発明は、以下の(1)〜(9)に係るものである。
(1)以下の(a)又は(b)のタンパク質:
(a)配列番号1に示すアミノ酸配列からなるタンパク質、
(b)(a)のアミノ酸配列において、1個若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなり、且つインジゴイジン合成能を有するタンパク質。
(2)(1)に記載のタンパク質をコードする遺伝子。
(3)以下の(a)又は(b)のDNAからなる遺伝子:
(a)配列番号2に示す塩基配列からなるDNA、
(b)(a)の塩基配列からなるDNAと相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジエントな条件下でハイブリダイズし、且つインジゴイジン合成能を有するタンパク質をコードするDNA。
(4)(2)又は(3)に記載のいずれかの遺伝子を含有する組換えベクター。
(5)(4)記載の組換えベクターを含む形質転換体。
(6)(5)記載の形質転換体を培養し、培養物から(1)記載のタンパク質を採取することを特徴とする(1)記載のタンパク質の製造方法。
(7)(2)又は(3)記載の遺伝子を導入した放線菌を培養し、培養物からインジゴイジンを採取することを特徴とするインジゴイジンの製造方法。
(8)(2)又は(3)記載の遺伝子及び4'−ホスホパンテテイニル(4'-phosphopantetheinyl)基転移酵素遺伝子を導入した宿主を培養し、培養物からインジゴイジンを採取することを特徴とするインジゴイジンの製造方法。
(9)L-グルタミンに、(1)記載のタンパク質及び4'−ホスホパンテテイニル基転移酵素を作用させることを特徴とするインジゴイジンの製造方法。
That is, the present invention relates to the following (1) to (9).
(1) The following protein (a) or (b):
(A) a protein comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1,
(B) A protein comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence of (a) and having the ability to synthesize indigoidine.
(2) A gene encoding the protein according to (1).
(3) Gene consisting of the following DNA (a) or (b):
(A) DNA comprising the base sequence shown in SEQ ID NO: 2,
(B) A DNA that hybridizes under stringent conditions with a DNA comprising a base sequence complementary to the DNA comprising the base sequence of (a) and encodes a protein having the ability to synthesize indigoidine.
(4) A recombinant vector containing any of the genes according to (2) or (3).
(5) A transformant comprising the recombinant vector according to (4).
(6) The method for producing a protein according to (1), wherein the transformant according to (5) is cultured, and the protein according to (1) is collected from the culture.
(7) A method for producing indigoidine characterized by culturing actinomycetes into which the gene according to (2) or (3) has been introduced and collecting indigoidine from the culture.
(8) culturing a host introduced with the gene according to (2) or (3) and a 4'-phosphopantetheinyl transferase gene, and collecting indigoidine from the culture A method for producing indigoidine.
(9) A method for producing indigoidine, characterized in that the protein according to (1) and 4′-phosphopantetheinyltransferase are allowed to act on L-glutamine.

本発明の遺伝子を用いることにより、大腸菌等を宿主として、青色素インジゴイジンを産生させることができる。また、本発明の遺伝子を、当該色素産生能を持たない植物、蚕等に導入することにより、インジゴイジンを産生するような形質転換体を得ることができ、これにより例えば青いバラやブルーシルクの創出が可能となる。
また、本発明のタンパク質を用いることにより、インビトロで、マリンブルーに近い色を呈するインジゴイジンを製造することができる。
By using the gene of the present invention, blue pigment indigoidine can be produced using Escherichia coli or the like as a host. In addition, by introducing the gene of the present invention into a plant or cocoon that does not have the pigment-producing ability, a transformant that produces indigoidine can be obtained. Creation becomes possible.
Furthermore, indigoidine having a color close to marine blue can be produced in vitro by using the protein of the present invention.

本発明の配列番号2に示す塩基配列からなる遺伝子は、後記実施例に示すように、DCS生産性S. lavendulae ATCC11924のゲノムからDCS非産生株であるS. lavendulae JCM4055のゲノムを差し引く、いわゆるゲノムサブトラクション (genome subtraction)法を用いることにより取得されたものである(実施例1)。そして、当該遺伝子は、DCS産生菌に特異的に存在するDNA断片中に存在する非リボソーム型ペプチド合成酵素(non-ribosomal peptide synthetase: NRPS)をコードするものであった。既知のNRPSは、ほとんど多重モジュール構造を取っているが、ここで得られた遺伝子産物(配列番号1に示すアミノ酸配列からなるタンパク質)は、NRPSタンパク質ファミリーには珍しい単一モジュール型であり、OX(オキシデーション)-ドメインが存在する(実施例1)。また、当該タンパク質は、Erwinia chrysanthemiにおいて、青色素インジゴイジンの合成に必須であると同定されているIndCとアミノ酸配列において57%の同一性を示していた。 The gene consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 2 of the present invention is a so-called genome obtained by subtracting the genome of S. lavendulae JCM4055, which is a non-DCS producing strain, from the genome of DCS-producing S. lavendulae ATCC11924 as shown in the Examples below. It was acquired by using the subtraction (genome subtraction) method (Example 1). The gene encodes a non-ribosomal peptide synthetase (NRPS) present in a DNA fragment specifically present in DCS-producing bacteria. Although the known NRPS has almost a multi-module structure, the gene product obtained here (protein consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1) is a single module type rare in the NRPS protein family. (Oxidation) -domain is present (Example 1). In addition, the protein showed 57% identity in amino acid sequence with IndC, which was identified in Erwinia chrysanthemi as essential for the synthesis of the blue pigment indigoidine.

そして、このNRPS遺伝子をS. lividans細胞に導入すると、その形質転換株は新たに青色素を産生するようになった。当該青色素は、可視部吸収スペクトル、IRスペクトル、1H-NMRスペクトル、EI-massスペクトル等により、その化学的性質と構造を解析した結果、その構造は以下に示すとおりであり、IndCにより産生されるインジゴイジン(1. Kuhn, R., et al., (1965) Arch. Mikrobiol. 51, 71-84、2. Mortimer, P. S., et al., (1966) Appl. Microbiol. 14, 870-872)と同一であった(実施例5)。 When this NRPS gene was introduced into S. lividans cells, the transformed strain newly produced a blue pigment. As a result of analyzing the chemical properties and structure of the blue dye by visible absorption spectrum, IR spectrum, 1 H-NMR spectrum, EI-mass spectrum, etc., the structure is as shown below and produced by IndC. Indigoidine (1. Kuhn, R., et al., (1965) Arch. Mikrobiol. 51, 71-84, 2. Mortimer, PS, et al., (1966) Appl. Microbiol. 14, 870- 872) (Example 5).

このことから、当該NRPS遺伝子は青色素インジゴイジン合成遺伝子として機能するものといえ、本NRPS遺伝子をbpsA (blue-pigment synthetase A)、本遺伝子によってコードされるタンパク質をBPSAと名付けた。 From this, it can be said that the NRPS gene functions as a blue pigment indigoidine synthesis gene, and this NRPS gene was named bpsA (blue-pigment synthetase A) and the protein encoded by this gene was named BPSA.

上記のS. lavendulae ATCC11924株は、インジゴイジン非生産性であるが、放線菌ホルモンに類似した物質であり、食品添加物として使用される香気成分であるγ-またはδ-ノナラクトンの添加により、インジゴイジン生産が誘導される。後記実施例に示すように、bpsA遺伝子と、さらに、その下流に存在する二つの遺伝子の転写がγ-ノナラクトンの添加により誘導される(実施例4)。 The above S. lavendulae ATCC11924 strain is non-indigoidin-producing, but is a substance similar to actinomycete hormone, and with the addition of γ- or δ-nonalactone, an aroma component used as a food additive, Idin production is induced. As shown in Examples described later, transcription of the bpsA gene and two genes downstream thereof are induced by the addition of γ-nonalactone (Example 4).

また、放線菌由来のこの青色素インジゴイジンを大腸菌で生産させる場合には、bpsA遺伝子のほか、BPSAを4'-ホスホパンテテイニル(4'-phosphopantetheinyl)化させる、 例えば、S. verticillus ATCC15003由来 4'-ホスホパンテテイニル基転移酵素 (PPTase) 遺伝子 (svpと命名)のような、4'-ホスホパンテテイニル基転移酵素遺伝子の共発現が不可欠であった(実施例6)。すなわち、大腸菌の中で生成したBPSAが翻訳後修飾により4'-ホスホパンテテイニル化されて初めて、インジゴイジンをつくる酵素として機能する。 In addition, when this blue pigment indigoidine derived from actinomycetes is produced in Escherichia coli, in addition to the bpsA gene, BPSA is converted to 4'-phosphopantetheinyl, for example, derived from S. verticillus ATCC15003 Co-expression of a 4′-phosphopantetheinyl transferase gene, such as the 4′-phosphopantetheinyl transferase (PPTase) gene (named svp ), was essential (Example 6). That is, BPSA produced in Escherichia coli functions as an enzyme that produces indigoidine only after 4'-phosphopantetheinylation by post-translational modification.

さらに、BPSAの基質はL-グルタミン(L-Gln)であり、および、試験管内(in vitro)において、L-GlnにBPSAおよびsvp遺伝子がつくるタンパク質(Svpと命名)を添加すると、試験管内でインジゴイジンが合成された。 Furthermore, the substrate of BPSA is L-glutamine (L-Gln), and when a protein (named Svp) made by BPSA and svp gene is added to L-Gln in vitro ( in vitro ), Indigoidine was synthesized.

以下に、本発明のタンパク質及び遺伝子について説明する。
尚、本明細書において遺伝子とは、2本鎖DNAのみならず、それを構成するセンス鎖およびアンチセンス鎖という各1本鎖DNAを包含する趣旨である。従って、本発明の遺伝子には、特に言及しない限り、2本鎖DNAおよびcDNAを含む1本鎖DNA(センス鎖)並びに該センス鎖と相補的な配列を有する1本鎖DNA(アンチセンス鎖)が含まれる。
Hereinafter, the protein and gene of the present invention will be described.
In the present specification, the term “gene” is intended to include not only double-stranded DNA but also single-stranded DNAs constituting the sense strand and the antisense strand. Therefore, unless otherwise specified, the gene of the present invention includes single-stranded DNA (sense strand) including double-stranded DNA and cDNA, and single-stranded DNA (antisense strand) having a sequence complementary to the sense strand. Is included.

本発明のタンパク質は、具体的には、配列番号1に示すアミノ酸配列からなるタンパク質(BPSA)として示されるが、特にこれらに限定されず、当該タンパク質の変異体、例えばアレル体、ホモログ、天然の変異体であって、配列番号1に示すアミノ酸配列と90%以上、好ましくは95%以上、より好ましくは98%以上、さらにより好ましくは99%以上の同一性を有するタンパク質や、配列番号1に示すアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなり、且つBPSAと同様のインジゴイジン合成能を有するタンパク質が包含される。   The protein of the present invention is specifically shown as a protein consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 (BPSA), but is not particularly limited thereto, and mutants of the protein such as alleles, homologs, natural A variant, which is a protein having 90% or more, preferably 95% or more, more preferably 98% or more, even more preferably 99% or more identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, The amino acid sequence shown includes a protein having an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added, and having the same ability to synthesize indigoidine as BPSA.

ここで、配列番号1に示すアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列とは、配列番号1のアミノ酸配列と等価のアミノ酸配列を意味し、1若しくは数個、好ましくは1〜10個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列を意味し、付加には、両末端への1〜数個のアミノ酸の付加が含まれる。   Here, in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, the amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added means an amino acid sequence equivalent to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1, This means an amino acid sequence in which 1 to 10, preferably 1 to 10 amino acids have been deleted, substituted or added, and addition includes addition of 1 to several amino acids at both ends.

本発明の遺伝子は、具体的には配列番号1に示すアミノ酸配列からなるタンパク質をコードする配列番号2に示す塩基配列からなるDNAとして示されるが、特にこれらに限定されず、上記した一定の改変を有するタンパク質をコードする塩基配列からなるDNAが包含される。また、配列番号2に示す塩基配列と、少なくとも90%以上、好ましくは95%以上、より好ましくは98%以上、更に好ましくは99%以上の同一性を有するDNAであって、且つBPSAと同様のインジゴイジン合成能を有するタンパク質をコードするDNAや、配列番号2に示す塩基配列と相補的な塩基配列からなるDNAにストリンジエントな条件下でハイブリダイズし、且つBPSAと同様のインジゴイジン合成能をするタンパク質をコードするDNAが挙げられる。   The gene of the present invention is specifically shown as DNA consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 2 that encodes the protein consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, but is not particularly limited to these, and certain modifications described above DNA comprising a base sequence encoding a protein having Further, it is DNA having at least 90% or more, preferably 95% or more, more preferably 98% or more, and further preferably 99% or more identity with the base sequence shown in SEQ ID NO: 2, and the same as BPSA Hybridizes under stringent conditions to DNA encoding a protein having indigoidine synthesis ability or a DNA having a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 2, and has the same indigoidine synthesis ability as BPSA DNA encoding a protein that performs

ここで「ストリンジエントな条件下」とは、例えば、Amersham Biosciences社製 AlkPhos Direct Labeling and detection system のハイブリダイゼーション溶液にプローブとともに65℃で8〜16時間恒温し、ハイブリダイズさせる条件が挙げられる。   Here, “under stringent conditions” includes, for example, conditions in which hybridization is performed at 65 ° C. for 8 to 16 hours with a probe in a hybridization solution of AlkPhos Direct Labeling and detection system manufactured by Amersham Biosciences.

上記改変のための人為的手段としては、部位特異的突然変異誘発法等の公知の手法を利用して調製することができる。例えば、部位特異的突然変異誘発法を利用した変異導入用キット(BD Bioscience社製Transformer Site-Directed Mutagenesis Kit)等を用いて変異を導入し調製することができる。   As an artificial means for the modification, it can be prepared using a known technique such as site-directed mutagenesis. For example, the mutation can be introduced and prepared using a mutation introduction kit (Transformer Site-Directed Mutagenesis Kit manufactured by BD Bioscience) using site-directed mutagenesis.

尚、アミノ酸配列又は塩基配列の同一性は、既知の配列分析ソフトウェア、例えば大学共同利用機関法人 情報・システム研究機構 国立遺伝学研究所 日本DNAデータバンクのBLASTプログラムを使用した測定(データベースに登録されているアミノ酸配列またはDNA塩基配列との比較)によって解析できる。   The identity of amino acid sequences or nucleotide sequences is measured using known sequence analysis software, for example, the BLAST program of the National Institute of Genetics, National Institute of Genetics, National Institute of Genetics, National Institute of Genetics (registered in the database). Comparison with the amino acid sequence or DNA base sequence).

本発明遺伝子は、本明細書により開示された本発明の遺伝子の配列情報に基づいて、一般的遺伝子工学的手法により容易に製造、取得することができる(続生化学実験講座「遺伝子研究法I、II、III」、日本生化学会編(1986)など)。
具体的には、本発明遺伝子が発現される微生物、例えばDCS生産性S. lavendulae ATCC11924より、常法に従ってゲノムDNAライブラリーを調製し、該ライブラリーから、本発明遺伝子に特有の適当なプローブ等を用いて所望クローンを選択することにより製造することができる。上記において、DCS生産性S. lavendulaeからの全RNAの分離、mRNAの分離および精製、ゲノムDNAの取得およびそのクローニングなどは、いずれも常法に従って行うことができる。
The gene of the present invention can be easily produced and obtained by a general genetic engineering technique based on the sequence information of the gene of the present invention disclosed in the present specification (Secondary Chemistry Experiment Course “Gene Research Method I”). , II, III ", edited by the Japanese Biochemical Society (1986)).
Specifically, a genomic DNA library is prepared according to a conventional method from a microorganism in which the gene of the present invention is expressed, for example, DCS productivity S. lavendulae ATCC11924, and an appropriate probe specific to the gene of the present invention is prepared from the library. The desired clone can be selected using In the above, separation of total RNA from DCS productivity S. lavendulae , separation and purification of mRNA, acquisition of genomic DNA, and cloning thereof can all be performed according to conventional methods.

本発明遺伝子をゲノムDNAライブラリーからスクリーニングする方法も、特に制限されず、通常の各種方法に従うことができる。具体的方法としては、例えば、目的の核酸配列に選択的に結合するプローブを用いたプラークハイブリダイゼーション法、コロニーハイブリダイゼーション法など、およびこれらの組合せを例示することができる。   The method for screening the gene of the present invention from a genomic DNA library is not particularly limited, and can be performed according to various usual methods. Specific examples of the method include a plaque hybridization method using a probe that selectively binds to a target nucleic acid sequence, a colony hybridization method, and a combination thereof.

上記方法において用いられるプローブとしては、本発明遺伝子の塩基配列に関する情報をもとにして化学合成されたDNAなどが一般的に使用できる。また、本発明DNAの塩基配列情報に基づき設定したセンス・プライマーおよびアンチセンス・プライマーを、スクリーニング用プローブとして用いることができる。
本発明遺伝子の取得に際しては、PCR法〔Science, 230, 1350 (1985)〕によるDNA/RNA増幅法が好適に利用できる。増幅させたDNA/RNA断片の単離精製は、前記の通り、常法に従うことができる。例えばゲル電気泳動法などによることができる。
上記方法に従い得られる本発明遺伝子は、常法、例えばジデオキシ法〔Proc. Natl. Acad. Sci., USA., 74, 5463 (1977)〕、マキサム−ギルバート法〔Methods in Enzymology, 65, 499 (1980)〕などに従って、その核酸配列を決定することができる。また、簡便には、市販のシークエンスキットなどを用いて、その核酸配列を決定することができる。
As the probe used in the above method, DNA chemically synthesized based on information on the base sequence of the gene of the present invention can be generally used. In addition, sense primers and antisense primers set based on the base sequence information of the DNA of the present invention can be used as screening probes.
In obtaining the gene of the present invention, a DNA / RNA amplification method by PCR [Science, 230, 1350 (1985)] can be preferably used. As described above, the amplified DNA / RNA fragment can be isolated and purified by a conventional method. For example, it can be performed by gel electrophoresis.
The gene of the present invention obtained according to the above method can be obtained by a conventional method such as the dideoxy method [Proc. Natl. Acad. Sci., USA., 74, 5463 (1977)], the Maxam-Gilbert method [Methods in Enzymology, 65, 499 ( 1980)] and the like, the nucleic acid sequence can be determined. For convenience, the nucleic acid sequence can be determined using a commercially available sequence kit or the like.

本発明のタンパク質は、本発明により提供される遺伝子の配列情報に基づいて、通常の遺伝子組換え技術に従って調製することができる。すなわち、所望のタンパク質をコードする遺伝子が宿主細胞中で発現できる組換えDNA(発現ベクター)を作成し、これを宿主細胞に導入して形質転換し、該形質転換体を培養し、次いで得られる培養物から回収することができる。   The protein of the present invention can be prepared according to a general gene recombination technique based on the sequence information of the gene provided by the present invention. That is, a recombinant DNA (expression vector) capable of expressing a gene encoding a desired protein in a host cell is prepared, introduced into the host cell, transformed, the transformant is cultured, and then obtained. It can be recovered from the culture.

上記において宿主としては、例えば大腸菌(Esherichia coli BL21(DE3))などの一般的に用いられるものが広く挙げられ、好適には原核生物細胞、特に大腸菌を用いるのが好ましい。原核生物細胞を宿主とする場合は、該宿主細胞中で複製可能なベクターを用いて、このベクター中に本発明遺伝子が発現できるように該遺伝子の上流にプロモーターおよびSD(シャイン・アンド・ダルガーノ)核酸配列、更に蛋白合成開始に必要な開始コドン(例えばATG)を付与した発現プラスミドを好適に利用できる。上記ベクターとしては、一般に大腸菌由来のプラスミド、例えばpBR322、pBR325、pUC12、pUC13などがよく用いられるが、これらに限定されず既知の各種のベクターを利用することができる。大腸菌を利用した発現系に利用される上記ベクターの市販品としては、例えばpET21、pET28(Novagen社)、pGEX−4T(Amersham Pharmacia Biotech社)、pQE-30, pQE-60(QIAGEN社製)などを例示できる。 The host in the above, for example, E. coli (Esherichia coli BL21 (DE3)) generally ones mentioned widely used, such as, preferably prokaryotic cells, preferably in particular using E. coli. When a prokaryotic cell is used as a host, a promoter and SD (Shin and Dalgarno) are used upstream of the gene so that the gene of the present invention can be expressed in the vector. An expression plasmid to which a nucleic acid sequence and an initiation codon necessary for initiation of protein synthesis (for example, ATG) are added can be suitably used. In general, plasmids derived from Escherichia coli, such as pBR322, pBR325, pUC12, and pUC13, are often used as the vector. However, the present invention is not limited to these, and various known vectors can be used. Examples of commercially available vectors used in the expression system using E. coli include pET21, pET28 (Novagen), pGEX-4T (Amersham Pharmacia Biotech), pQE-30, pQE-60 (QIAGEN), etc. Can be illustrated.

かくして得られたベクターを用いて宿主を形質転換するにはプロトプラスト法、コンピテントセル法、エレクトロポレーション法等を用いて行うことができる。得られた形質転換体は、資化しうる炭素源、窒素源、金属塩、ビタミン等を含む培地を用いて適当な条件下で培養すればよい。得られた培養液から一般的な方法によって、タンパク質の採取、精製を行うことができる。   To transform a host using the vector thus obtained, a protoplast method, a competent cell method, an electroporation method, or the like can be used. The obtained transformant may be cultured under suitable conditions using a medium containing an assimilating carbon source, nitrogen source, metal salt, vitamin and the like. Proteins can be collected and purified from the obtained culture broth by a general method.

次に、本発明の遺伝子を用いたインジゴイジンの製造方法について説明する。
(1)形質転換体を用いたインジゴイジンの製造
一般に、NRPSは4'−ホスホパンテテイニル基転移酵素によってホスホパンテテイニル化され、holo-formに変換されなければ活性を生じないことが知られている。本発明のタンパク質においてもインジゴイジンの産生には4'−ホスホパンテテイニル基転移酵素により、当該タンパク質がホスホパンテテイニル化される必要がある。
従って、宿主として、大腸菌(E. coli BL21(DE3))等の一般細菌を用いる場合には、本発明の遺伝子及び4'−ホスホパンテテイニル基転移酵素遺伝子を導入した宿主を培養し、培養物からインジゴイジンを採取することによりインジゴイジンを製造することができる。
Next, a method for producing indigoidine using the gene of the present invention will be described.
(1) Production of indigoidine using transformants Generally, NRPS is known to have no activity unless it is phosphopantetheinylated by 4'-phosphopantetheinyl transferase and converted to holo-form. It has been. Also in the protein of the present invention, indigoidine production requires that the protein is phosphopantetheinylated by 4′-phosphopantetheinyl transferase.
Therefore, as a host, in the case of using Escherichia coli (E. Coli BL21 (DE3) ) general bacteria such as the culturing genes and 4'phosphopantetheinyl sulfotransferase gene introduced host of the invention, the culture Indigoidine can be produced by collecting indigoidine from the product.

ここで、4'−ホスホパンテテイニル基転移酵素遺伝子としては、特に限定されるものではないが、例えば、生化学的機能が明らかなS. verticillus由来4'−ホスホパンテテイニル基転移酵素をコードするsvp遺伝子(配列番号4)、枯草菌Bacillus subtilis由来sfp遺伝子等が挙げられる。
共発現させるための手法としては、前記と同様公知の遺伝子工学的手法を用いることができる。例えば、本発明の遺伝子を挿入した発現ベクター(例えば、pET/bpsA)と、4'−ホスホパンテテイニル基転移酵素遺伝子を挿入した発現ベクター(例えば、pSTV/svp)を同時に、宿主に導入し、共発現している細胞を選抜する方法が挙げられる。
Here, the 4′-phosphopantetheinyl transferase gene is not particularly limited. For example, S. verticillus- derived 4′-phosphopantetheinyl transferase gene having a clear biochemical function is used. Examples include the svp gene (SEQ ID NO: 4) encoding, the sfp gene derived from Bacillus subtilis, and the like.
As a technique for co-expression, a known genetic engineering technique can be used as described above. For example, an expression vector (for example, pET / bpsA ) into which the gene of the present invention has been inserted and an expression vector (for example, pSTV / svp ) into which a 4′-phosphopantetheinyltransferase gene has been inserted are simultaneously introduced into the host. And a method of selecting co-expressing cells.

ここで、培養物とは、培養上清、あるいは培養細胞若しくは培養菌体又は培養細胞若しくは培養菌体の破砕物のいずれをも意味するものである。
また、培養方法は、上記のとおり、宿主細胞培養に用いられる通常の方法に従って行えばよい。
Here, the culture means any of culture supernatant, cultured cells or cultured cells, or disrupted cells of cultured cells or cultured cells.
Moreover, the culture method may be performed according to the usual method used for host cell culture as described above.

インジゴイジンの採取及び精製は、例えば以下のようにして行うことができる。
すなわち、5時間程度培養したS. lavendulaeの培養液に、γ-ノナラクトンを最終濃度約30μg/mlになるよう添加した後、さらに2〜3時間培養する。培地中に分泌された青色素と菌体を低速遠心により分離し、得られた遠心上清を更に高速遠心することで、青色素沈殿物を得る。この沈殿物を水およびメタノールで順次洗浄後、乾燥させることにより、粗精製青色素が得られる。これをジメチルスルホキシド等の有機溶媒に溶解後、0.2μm孔のメンブランフィルターに通すことで残存する菌体を除き、得られた濾液に対し、約5倍量の水を加えて青色素を析出させる。この溶液を高速遠心分離し、青色素沈殿物を得て、上記に示したように洗浄後、乾燥させることで精製インジゴイジンが得られる。
Indigoidine can be collected and purified, for example, as follows.
That is, after adding γ-nonalactone to a culture solution of S. lavendulae cultured for about 5 hours to a final concentration of about 30 μg / ml, the cells are further cultured for 2 to 3 hours. The blue pigment secreted into the medium and the cells are separated by low-speed centrifugation, and the resulting centrifugal supernatant is further centrifuged at a high speed to obtain a blue pigment precipitate. The precipitate is washed successively with water and methanol and then dried to obtain a crude purified blue pigment. This is dissolved in an organic solvent such as dimethyl sulfoxide, then passed through a 0.2 μm pore membrane filter to remove the remaining cells, and about 5 times the amount of water is added to the resulting filtrate to precipitate blue pigment. . This solution is centrifuged at a high speed to obtain a blue pigment precipitate, washed as described above, and dried to obtain purified indigoidin.

また、インジゴイジン合成能のない放線菌に、本発明の遺伝子を導入することでインジゴイジン合成能もつ形質転換放線菌を得ることができる。当該放線菌を液体培養し、その培養液からインジゴイジンを採取することによってもインジゴイジンを得ることができる。この場合、チオストレプトン(50 μg/ml)を含むYEME培地で、2-5日間、約28℃にて培養することで、培地中に青色素が生産される。   Moreover, the transformed actinomycetes having the ability to synthesize indigoidine can be obtained by introducing the gene of the present invention into the actinomycetes having no ability to synthesize indigoidine. Indigoidine can also be obtained by liquid culture of the actinomycetes and collecting indigoidine from the culture. In this case, a blue pigment is produced in the medium by culturing at about 28 ° C. for 2-5 days in a YEME medium containing thiostrepton (50 μg / ml).

(2)インビトロにおけるインジゴイジンの製造
L-グルタミンに、本発明のタンパク質及び4'−ホスホパンテテイニル基転移酵素を作用させることにより、インジゴイジンを製造することができる。
ここで、4'−ホスホパンテテイニル基転移酵素としては、例えば、前記S. verticillus由来の4'−ホスホパンテテイニル基転移酵素(配列番号3)等が挙げられる。
本反応は、本発明のタンパク質及び4'−ホスホパンテテイニル基転移酵素に見合ったpHにおいて実施すればよく、このpHは概ね6.0〜8.0、望ましくは7.0〜7.8の範囲である。
反応溶媒は、一般に水または水−有機溶媒混合物を使用することができる。
反応は、一般に25〜30℃、望ましくは28〜30℃で、基質としてのL-グルタミンを加えた後、2〜5分、好ましくは、2〜3分である。
インジゴイジンの採取及び精製は、例えば、反応液から、約15,000gで10分間程度の遠心操作を行い、その上清を除去して得られる沈殿物を必要に応じて水およびメタノールで洗浄し、且つ上記の遠心操作を繰り返すことにより行うことができる。
(2) Production of indigoidine in vitro Indigoidine can be produced by allowing L-glutamine to act on the protein of the present invention and 4′-phosphopantetheinyltransferase.
Examples of 4′-phosphopantetheinyl transferase include 4′-phosphopantetheinyl transferase (SEQ ID NO: 3) derived from S. verticillus .
This reaction may be carried out at a pH commensurate with the protein of the present invention and 4′-phosphopantetheinyl transferase, and this pH is generally in the range of 6.0 to 8.0, preferably 7.0 to 7.8.
As the reaction solvent, water or a water-organic solvent mixture can be generally used.
The reaction is generally 25-30 ° C., desirably 28-30 ° C., and 2 to 5 minutes, preferably 2-3 minutes after adding L-glutamine as a substrate.
Indigoidine is collected and purified, for example, by centrifugation from the reaction solution at about 15,000 g for about 10 minutes, and the precipitate obtained by removing the supernatant is washed with water and methanol as necessary. And it can carry out by repeating said centrifugation operation.

実施のための材料と方法
(1)材料(使用した菌株およびプラスミド、ならびに培養培地)
DCS生産菌として、S. lavendulae ATCC11924、 S. lavendulae ATCC25233、 S. lavendulae FRI-5を用いた。DCS非生産菌株として、S. coelicolor A3(2)、 S. lividans 66、 S. avermitilis K139、 およびS. lavendulae JCM4055を用いた。
Streptomyces属放線菌のプロトプラストを調製する場合には、0.5%グリシンを含むYEME培地を用いて28℃で培養した。青色素を作らせる場合や、その菌から全RNAを調製する場合にはB培地を用いた。
放線菌におけるクローニングベクターとしてはpIJ702(選択マーカーとしてメラニン色素産生遺伝子とチオストレプトン耐性遺伝子を有し、通常、目的遺伝子はメラニン色素合成遺伝子の中にある制限酵素部位に挿入させる。その結果として、メラニン色素を作らなくさせることで、目的遺伝子の挿入により選択マーカーが発黒色ではないコロニーを容易に選択できる)。
ゲノムDNAやプラスミドDNAは常法に従って精製した。目的タンパク質の発現にはベクターとして、pET-21a(+)およびpET-28a(+)が用いられ、その際の宿主として大腸菌BL21(DE3)を用いた。pACYC184の複製開始点を有するpSTV28ベクターは共発現用に用いた。タンパク質を高発現させることを目的とした場合、大腸菌はLB培地で18℃あるいは23℃で培養し、クローニングを目的とした場合、37℃で培養した。必要に応じてLB培地にはカナマイシン 30 μg/ml、アンピシリン100 μg/ml、クロラムフェニコール 34 μg/mlが添加された。
Materials and methods for implementation (1) Materials (strains and plasmids used and culture media)
As DCS-producing bacteria, S. lavendulae ATCC11924, S. lavendulae ATCC25233, and S. lavendulae FRI-5 were used. S. coelicolor A3 (2), S. lividans 66, S. avermitilis K139, and S. lavendulae JCM4055 were used as DCS non-producing strains.
When preparing protoplasts of Streptomyces genus actinomycetes, they were cultured at 28 ° C. using a YEME medium containing 0.5% glycine. B medium was used when making blue pigments or when preparing total RNA from the bacteria.
As a cloning vector in actinomycetes, pIJ702 (having a melanin pigment production gene and a thiostrepton resistance gene as selection markers, and the target gene is usually inserted into a restriction enzyme site in the melanin pigment synthesis gene. As a result, By making the melanin pigment not produced, colonies whose selection marker is not blackened can be easily selected by inserting the target gene).
Genomic DNA and plasmid DNA were purified according to a conventional method. For expression of the target protein, pET-21a (+) and pET-28a (+) were used as vectors, and Escherichia coli BL21 (DE3) was used as the host at that time. The pSTV28 vector with the pACYC184 origin of replication was used for co-expression. For the purpose of high protein expression, E. coli was cultured in LB medium at 18 ° C. or 23 ° C., and for cloning purposes, it was cultured at 37 ° C. As needed, kanamycin 30 μg / ml, ampicillin 100 μg / ml, and chloramphenicol 34 μg / ml were added to the LB medium.

(2)サザンハイブリダイゼーション
ハイボンドN+メンブランが用いられ、遺伝子の標識はアルフォス・ダイレクト・ラベリングおよびその検出システムを採用した。
(2) Southern hybridization A high bond N + membrane was used, and Alphos Direct Labeling and its detection system were used for gene labeling.

実施例1 DCS生産株特異的遺伝子のクローニング
DCS生産株S. lavendulae ATCC11924に特徴的な二次代謝物質の生合成遺伝子をクローニングするため、まず、DCS非生産株S. lavendulae JCM4055を対照株として用いたgenome subtraction法を用いてDCS生産株でのみ特異的に存在する遺伝子を含むDNA断片を取得した。
すなわち、PCR-select bacterial genome subtraction kit (クローンテック:Clontech社製)を用い、そのプロトコールに従って実施した。ただし、放線菌遺伝子のGC含量が高いことからハイブリダイゼーション温度は75℃とした。テスター株特異的DNA断片はpGEM-Tベクター(Promega社製)にサブクローニングし、大腸菌DH5α細胞に導入した。得られたコロニーのうち約120個の候補コロニーがランダムに選択された。各コロニーを液体培養し、それぞれの菌体からプラスミドを抽出した。テスターおよびドライバー株由来のゲノムDNAを制限酵素AluIで消化したものをプローブとし、テスター特異的DNA断片を含むプラスミドを選択した。得られたDNA断片の塩基配列を決定し、その情報をBLASTおよびFrame Plot解析した。
Example 1 Cloning of DCS production strain specific gene
In order to clone the biosynthetic genes of secondary metabolites characteristic of DCS producing strain S. lavendulae ATCC11924, first of all, in the DCS producing strain using the genome subtraction method using the non-DCS producing strain S. lavendulae JCM4055 as the control strain Only DNA fragments containing genes that are specifically present were obtained.
That is, PCR-select bacterial genome subtraction kit (Clontech: manufactured by Clontech) was used according to the protocol. However, since the GC content of the actinomycetes gene was high, the hybridization temperature was 75 ° C. The tester strain-specific DNA fragment was subcloned into a pGEM-T vector (Promega) and introduced into E. coli DH5α cells. Of the obtained colonies, about 120 candidate colonies were randomly selected. Each colony was liquid-cultured and a plasmid was extracted from each cell. A plasmid containing a tester-specific DNA fragment was selected using a probe obtained by digesting genomic DNA from a tester and driver strain with the restriction enzyme AluI. The base sequence of the obtained DNA fragment was determined, and the information was analyzed by BLAST and Frame Plot.

S. lavendulae ATCC11924に特異的に存在する遺伝子を含む6-kb DNA断片をクローニングするため、4つのクローンのうちの一つが選ばれ、これをプローブとしたサザン解析により、BamHIで消化したS. lavendulae由来の6-kb DNA断片を得た。それをアガロース電気泳動に掛け、抽出後、BamHIで消化したpUC19に挿入し、そのキメラプラスミドを大腸菌DH5αに導入した。コロニーハイブリダイゼーションにより得られたクローンは確かにS. lavendulae ATCC11924由来の遺伝子を保有することをサザン解析にて確かめた後、A49と命名し、その塩基配列を決定した。DNA塩基配列はABI Prism310および377の自動シークエンサーにて解読され、GENETYXにて遺伝情報の解析を行った。フレーム解析はFrame Plot、ホモロジーはDDBJのプログラムのひとつFASTX、ドメイン構造はDomain Databaseなどによって解析された。
この結果、4つのOpen Reading Flame (ORF)が存在した(図1)。相同性検索より、orfBの遺伝子産物はNRPSと予想され、また、Erwinia chrysanthemi において、青色素インジゴイジンの合成に必須であると同定されているIndCと57%の同一性を示した。さらに、Domain Database検索の結果、orfBによってコードされるNRPSはCondensation domainを持たず、また、Oxidation domainをもつsingle module type-NRPSであると予想された。このorfBを含むDNA断片を放線菌vector pIJ702に連結し、S. lividans 66に導入した。この形質転換体は青色素を生産したことから、この遺伝子をbpsA (blue pigment synthetase-encoding gene A)と命名した。
In order to clone a 6-kb DNA fragment containing a gene specifically present in S. lavendulae ATCC11924, one of the four clones was selected, and by Southern analysis using this as a probe, S. lavendulae was digested with BamHI. The derived 6-kb DNA fragment was obtained. It was subjected to agarose electrophoresis, extracted, inserted into pUC19 digested with BamHI, and the chimeric plasmid was introduced into E. coli DH5α. The clone obtained by colony hybridization was confirmed to have the gene derived from S. lavendulae ATCC11924 by Southern analysis, and was named A49, and its nucleotide sequence was determined. The DNA base sequence was decoded with an automatic sequencer of ABI Prism 310 and 377, and genetic information was analyzed with GENETYX. Frame analysis was analyzed by Frame Plot, homology was analyzed by FASTX, one of DDBJ programs, and domain structure was analyzed by Domain Database.
As a result, there were four Open Reading Flames (ORF) (Fig. 1). From the homology search, the gene product of orfB was predicted to be NRPS and showed 57% identity with IndC, which was identified in Erwinia chrysanthemi as essential for the synthesis of the blue pigment indigoidine. Furthermore, as a result of Domain Database search, it was predicted that the NRPS encoded by orfB does not have a condensation domain and is a single module type-NRPS with an oxidation domain. This DNA fragment containing orfB was ligated to actinomycetes vector pIJ702 and introduced into S. lividans 66. The transformants from that produced blue dye, named this gene bpsA (b lue p igment s ynthetase -encoding gene A).

実施例2 S. lividans 66でのbspAの発現
A49クローンをBamHIおよびKpnIで二重消化することによって、bspAを含む4.8-kb断片を得て、それをBglIIおよびKpnIで二重消化したpIJ702に挿入し、できたキメラプラスミドをpIJA49/bspAと命名した。一方、A49をBamHIおよびSphIで二重消化したものはorfCを含む2.6-kb断片であり、これをBglIIおよびSphIで二重消化したpIJ702に連結し、キメラプラスミドpIJA49/orfCと名付けた。それぞれのキメラプラスミドはS. lividanns 66のプロトプラストに導入し、R5培地にて再生させた。得られたコロニーはYEMEあるいはFB培地に接種し、28℃にて培養した。結果を図2に示す。
Example 2 Expression of bspA in S. lividans 66
By double digesting the A49 clone with BamHI and KpnI, a 4.8-kb fragment containing bspA was obtained and inserted into pIJ702 that was double digested with BglII and KpnI, and the resulting chimeric plasmid was named pIJA49 / bspA did. On the other hand, A49 double digested with BamHI and SphI was a 2.6-kb fragment containing orfC , which was ligated to pIJ702 double digested with BglII and SphI and named the chimeric plasmid pIJA49 / orfC . Each chimeric plasmid was introduced into a protoplast of S. lividanns 66 and regenerated in R5 medium. The obtained colonies were inoculated into YEME or FB medium and cultured at 28 ° C. The results are shown in FIG.

pIJA49/bpsAを導入したS. lividans 66は、FB寒天培地上(A)およびYEME液体培地中(B)で青色素を産生した。pIJA49/bpsAを構築する際、bpsAはpIJ702に含まれるチロシナーゼ遺伝子のプロモーターとは逆向きに挿入されていることから、bpsA遺伝子の上流には自身のプロモーターが存在すると考えられる。一方、pIJ49/orfCを導入したS. lividans 66は、FB寒天培地上(A)でアクチノロジンを産生した。S. lividans 66において、アクチノロジン生合成遺伝子は通常休眠状態にあることから判断すると、orfCは転写活性化因子として機能すると考えられる。 S. lividans 66 introduced with pIJA49 / bpsA produced blue pigment on FB agar medium (A) and in YEME liquid medium (B). When constructing pIJA49 / bpsA , bpsA is inserted in the opposite direction to the promoter of the tyrosinase gene contained in pIJ702, so it is considered that its own promoter exists upstream of the bpsA gene. On the other hand, S. lividans 66 introduced with pIJ49 / orfC produced actinorhodin on FB agar medium (A). In S. lividans 66, orfC is considered to function as a transcriptional activator, judging from the fact that the actinorhodin biosynthesis gene is normally dormant.

実施例3 他の放線菌におけるbpsAホモログの存在有無
他のDCS生産菌においてbpsAホモログが存在するかどうかを、PCR法にて確認するため、二つのオリゴヌクレオチドプライマー
bpsA-Ox-F1 (5'-GAGGGCCAGTACCGCTACGAGAAC-3') (配列番号5)と
bpsA-Ox-R1 (5'-ACGTCGATCTTGCCGTTGGCGGACA-3') (配列番号6)を設計した。
これらのプライマーを用いることによって、BPSAのOxドメインをコードする505 bpの遺伝子断片を特異的に増幅することができる。このため、他のDCS生産菌におけるbpsAホモログの存在有無を簡便に調べることができる。PCR実験は5 ngの染色体DNAを含む50 μlの反応液中にて行い、1サイクル目に熱変性 (98℃) 1分、 続いて、 熱変性 (96℃) 15秒、アニーリング (68℃) 15秒、伸長 (72℃) 30秒のサイクルを28サイクル繰り返し、増幅反応をおこなった。増幅したDNA断片は0.8%アガロースゲル中で電気泳動することによって確認した。結果を図3に示す。各レーンにおいては、以下の微生物の染色体DNAを鋳型として用いた。
Example 3 Presence / absence of bpsA homologues in other actinomycetes In order to confirm by PCR the presence of bpsA homologues in other DCS producing bacteria, two oligonucleotide primers
bpsA -Ox -F1 (5'-GAGGGCCAGTACCGCTACGAGAAC-3 ') (SEQ ID NO: 5) and
bpsA - Ox -R1 (5'-ACGTCGATCTTGCCGTTGGCGGACA-3 ') (SEQ ID NO: 6) was designed.
By using these primers, a 505 bp gene fragment encoding the Ox domain of BPSA can be specifically amplified. For this reason, the presence or absence of the bpsA homolog in other DCS-producing bacteria can be easily examined. PCR experiments were carried out in a 50 μl reaction containing 5 ng of chromosomal DNA, and heat denaturation (98 ° C) for 1 minute in the first cycle, followed by heat denaturation (96 ° C) for 15 seconds, annealing (68 ° C) The amplification reaction was carried out by repeating a cycle of 15 seconds and elongation (72 ° C.) 30 seconds 28 cycles. The amplified DNA fragment was confirmed by electrophoresis in 0.8% agarose gel. The results are shown in FIG. In each lane, chromosomal DNA of the following microorganism was used as a template.

レーン1:S. lavendulae ATCC11924(サイクロセリン生産菌)
レーン2:S. lavendulae ATCC25233(サイクロセリン生産菌)
レーン3:S. garyphalus (CSH5-12)(サイクロセリン生産菌)
レーン4:S. coelicolor A3(2)(サイクロセリン非生産菌)
レーン5:S. lividans 66(サイクロセリン非生産菌)
レーン6:S. avermitilis K139(サイクロセリン非生産菌)
レーン7:S. lavendulae JCM4055(サイクロセリン非生産菌)
レーン8:S. lavendulae FRI-5(サイクロセリン生産菌)
レーン9:陽性コントロール
Lane 1:. S lavendulae ATCC11924 (cycloserine-producing bacteria)
Lane 2: S. lavendulae ATCC25233 (cycloserine producing bacterium)
Lane 3: S. garyphalus (CSH5-12) (cycloserine-producing bacterium)
Lane 4: S. coelicolor A3 (2) (non-cycloserine producing bacteria)
Lane 5: S. lividans 66 (non-cycloserine producing bacteria)
Lane 6: S. avermitilis K139 (non-cycloserine producing bacteria)
Lane 7: S. lavendulae JCM4055 (non-cycloserine producing bacteria)
Lane 8: S. lavendulae FRI-5 (cycloserine-producing bacterium)
Lane 9: positive control

遺伝子の増幅は、他のサイクロセリン生産菌由来の染色体DNAを鋳型としてPCRを行なった場合に認められ、サイクロセリン非生産菌由来の染色体DNAを鋳型とした場合では認められなかった。このことから、他のサイクロセリン生産菌にはbpsAホモログが存在すると考えられる。 Gene amplification was observed when PCR was performed using chromosomal DNA derived from other cycloserine-producing bacteria as a template, and was not observed when chromosomal DNA derived from non-cycloserine-producing bacteria was used as a template. From this, it is considered that bpsA homolog exists in other cycloserine-producing bacteria.

実施例4 RNaseプロテクションアッセイ
S. lavendulae ATCC11924を培地B中にて、28℃で培養した。播種後、5時間後にγ-ノナラクトン(γ−NL)を添加し、その後1時間ごとに全RNAを抽出した。全RNAの抽出はマニュアルにしたがって行った(図4)。
Example 4 RNase Protection Assay
S. lavendulae ATCC11924 was cultured in medium B at 28 ° C. After seeding, γ-nonalactone (γ-NL) was added 5 hours later, and then total RNA was extracted every hour. Total RNA was extracted according to the manual (FIG. 4).

orfAbpsAの間の領域を含むリボプローブAは、以下のように合成した。まず、ふたつのオリゴヌクレオチドプライマーorfA-sense (5'-TCGAGAACGGATCTGTCACCCGGCTCCTGC-3')(配列番号7)とbpsA-antisense (5'-GTAGGCGACCGCGATCGCCTCGGGGTGTTC-3')(配列番号8)を用いて257 bpのDNA断片をPCR法にて増幅し、 pGEM-Tベクターに連結した。その後、 Ambion 社製MAXIscript in vitro transcription kitと[α-32P]UTPを用いて試験管内転写を行った。bpsAorfCの間の領域を含むリボプローブB (279 bp) 、および、 orfCorfDの間の領域を含むリボプローブC (305 bp) もリボプローブAと同様に合成した。ただし、リボプローブB合成のためには、 オリゴヌクレオチドプライマー bpsA-sense (5'-AGATTGACCGCGTTCTGACATACCTC-3')(配列番号9)とorfC-antisense (5'-CTTCTCGCCCCACAGCTCCCGGATGAGG-3')(配列番号10)を用い、リボプローブC合成のためには、 オリゴヌクレオチドプライマー orfC-sense (5'-AGCGGTTCGTGGTGGGCGCGGCCGTCTGAG-3')(配列番号11)と orfD-antisense (5'-CGTGCACCAGACCGGTGGTGATCAGGGTCTC-3')(配列番号12)を用いた。 Riboprobe A containing the region between orfA and bpsA was synthesized as follows. First, a 257 bp DNA fragment using two oligonucleotide primers orfA- sense (5'-TCGAGAACGGATCTGTCACCCGGCTCCTGC-3 ') (SEQ ID NO: 7) and bpsA- antisense (5'-GTAGGCGACCGCGATCGCCTCGGGGTGTTC-3') (SEQ ID NO: 8) Was amplified by PCR and ligated to the pGEM-T vector. Thereafter, in vitro transcription was performed using Ambion MAXIscript in vitro transcription kit and [α- 32 P] UTP. bpsA a riboprobe comprising the region between the orfC B (279 bp), and, riboprobes C (305 bp) including the region between the orfC and orfD were synthesized similarly to the riboprobe A. However, for the synthesis of riboprobe B, oligonucleotide primers bpsA- sense (5'-AGATTGACCGCGTTCTGACATACCTC-3 ') (SEQ ID NO: 9) and orfC- antisense (5'-CTTCTCGCCCCACAGCTCCCGGATGAGG-3') (SEQ ID NO: 10) are used. For the synthesis of Riboprobe C, oligonucleotide primers orfC- sense (5'-AGCGGTTCGTGGTGGGCGCGGCCGTCTGAG-3 ') (SEQ ID NO: 11) and orfD- antisense (5'-CGTGCACCAGACCGGTGGTGATCAGGGTCTC-3') (SEQ ID NO: 12) are used. Using.

抽出したRNAサンプル (5 μg) はAmbion社製RPA III RNase protection assay kitを用い、42℃にて一晩、 放射性同位体ラベルしたリボプローブ (4 × 104 cpm) とハイブリダイズさせた。その後、 RNase AとRNase T1の混合液で処理し、沈殿させた後、8 M尿素を含む5%ポリアクリルアミド中で電気泳動した。サイズマーカーは、φX174 DNAをHinfIで切断後脱リン酸化し、 T4ポリヌクレオリドキナーゼ (東洋紡) と[γ-32P]ATPを用いて5'末端をラベル化したものを用いた。ゲル中の放射活性は、 富士フィルム社製イメージングプレートおよびBAS-2000にて検出した。結果を図4に示す。
(A):プローブAによりプロテクションされたRNA
(B):プローブBによりプロテクションされたRNA
(C):プローブCによりプロテクションされたRNA
(D):RNaseプロテクションアッセイに用いた全RNAを1%ホルムアミドアガロースゲル電気泳動で検出したもの。これにより、用いた全RNA量は等しいことが分かる。
The extracted RNA sample (5 μg) was hybridized with a radioisotope-labeled riboprobe (4 × 10 4 cpm) overnight at 42 ° C. using an Ambion RPA III RNase protection assay kit. Then treated with a mixture of RNase A and RNase T 1, after precipitation, and electrophoresed in a 5% polyacrylamide containing 8 M urea. As the size marker, φX174 DNA was cleaved with HinfI, dephosphorylated, and labeled with 5 ′ end using T4 polynucleotide kinase (Toyobo) and [γ- 32 P] ATP. Radioactivity in the gel was detected with an imaging plate manufactured by Fuji Film Co., Ltd. and BAS-2000. The results are shown in FIG.
(A): RNA protected by probe A
(B): RNA protected by probe B
(C): RNA protected by probe C
(D): Total RNA used in RNase protection assay detected by 1% formamide agarose gel electrophoresis. This shows that the total RNA amount used is equal.

RNaseプロテクションアッセイの結果、bpsAorfCおよびorfDはg-NL添加による誘導がない場合、発現しないことが分かった。一方、これらの遺伝子はg-NLによる誘導後一時間後に発現し、その後、減衰した。したがって、bpsAorfCおよびorfDは、g-NLによりその発現が一過性に誘導されることが分かった。 As a result of the RNase protection assay, it was found that bpsA , orfC and orfD were not expressed in the absence of g-NL addition. On the other hand, these genes were expressed one hour after induction with g-NL and then attenuated. Therefore, bpsA , orfC and orfD were found to be transiently induced by g-NL.

実施例5 青色素の検出、精製、およびキャラクタリゼーション
S. lavendulae ATCC11924による所定時間後における青色素の生産は、培養液を遠心して得られた上清に、 等量の水を加えた後、590 nmの吸光度を測定することで検出した。青色素の精製は以下のように行った。S. lavendulae ATCC11924をメディウムB (2 L)にて培養し、 培養開始5時間後に誘導剤としてγ-NLを添加した。その2時間後に培養液を4,400 × gで10 分間遠心し、 菌体を除いた。得られた上清をさらに、 30,000 × gにて30 分間遠心し青色素の沈殿を得た。この沈殿を水、および メタノールで2回ずつ洗浄し、真空中で乾燥させた。この沈殿にジメチルスルホキシドを加え、 ソニケーションで溶解させた後、 アドバンテック社製DISMIC-13JPフィルターを用いて微小沈殿物を除いた。その後、 5倍量の水を加え、 再び 30,000 × gにて30 分間遠心し青色素の沈殿を得た。この沈殿を水で10回、 メタノールで2回ずつ洗浄し、 真空中で乾燥させることで 精製青色素 (11 mg) を得た。
Example 5 Blue Pigment Detection, Purification, and Characterization
Blue pigment production after a predetermined time by S. lavendulae ATCC11924 was detected by adding an equal amount of water to the supernatant obtained by centrifuging the culture solution and then measuring the absorbance at 590 nm. The blue pigment was purified as follows. S. lavendulae ATCC11924 was cultured in medium B (2 L), and γ-NL was added as an inducer 5 hours after the start of the culture. Two hours later, the culture was centrifuged at 4,400 × g for 10 minutes to remove the cells. The obtained supernatant was further centrifuged at 30,000 × g for 30 minutes to obtain a blue pigment precipitate. The precipitate was washed twice with water and methanol and dried in vacuo. Dimethyl sulfoxide was added to the precipitate and dissolved by sonication, and then the fine precipitate was removed using a DISMIC-13JP filter manufactured by Advantech. Thereafter, 5 times the amount of water was added, and the mixture was centrifuged again at 30,000 × g for 30 minutes to obtain a blue pigment precipitate. This precipitate was washed 10 times with water and twice with methanol, and dried in vacuo to obtain a purified blue pigment (11 mg).

吸光度分析のためのサンプル調整は、 精製した青色素を、 ジメチルスルホキシド (DMSO) 、 N-メチルピロリドン (NMP) 、 テトラヒドロフラン (THF) 、およびピリジンなどの各種溶媒に懸濁し、 ソニケーションで最大限溶解させた。その後、 15,000 × gにて5 分間遠心することで溶解していない粒子を取り除いた。可視部吸収スペクトルは、 日本分光社製V-550分光光度計で解析した。
EIマススペクトルは、 THFに溶解させた青色素を用い、 JEOL社製JMS-SX102Aスペクトロメーターで解析した。MALDI-TOF解析は、 ジメチルスルホキシドに溶解させた青色素を用い、 アプライドバイオシステムズ社製VoyagerTM RP-3で解析した。
For sample preparation for absorbance analysis, the purified blue dye is suspended in various solvents such as dimethyl sulfoxide (DMSO), N-methylpyrrolidone (NMP), tetrahydrofuran (THF), and pyridine and dissolved to the maximum by sonication. I let you. Thereafter, undissolved particles were removed by centrifugation at 15,000 × g for 5 minutes. The visible absorption spectrum was analyzed with a V-550 spectrophotometer manufactured by JASCO Corporation.
The EI mass spectrum was analyzed with a JMS-SX102A spectrometer manufactured by JEOL using a blue dye dissolved in THF. The MALDI-TOF analysis was performed using Voyager RP-3 manufactured by Applied Biosystems using a blue dye dissolved in dimethyl sulfoxide.

1H-NMR解析はJEOL社製JNM-LA500スペクトロメーターで解析した。内部標準としてテトラメチルシラン、 溶媒として重水素化されたDMSOを用いた。
IRスペクトルは、ヨウ化カリウム法で測定し、波数として3443, 3328, 3288, 3196, 3064, 2959, 2924, 2869, 2839, 2364, 1688, 1639, 1596, 1579, 1454, 1371, 1323, 1250, 1118, 1060, 1037, 956, 885, 824, 779, 752, 718, 689, 661, 634の周波数のところに吸収が観測された。
1 H-NMR analysis was performed with a JEOL JNM-LA500 spectrometer. Tetramethylsilane was used as an internal standard, and deuterated DMSO was used as a solvent.
The IR spectrum was measured by the potassium iodide method, and wave numbers 3443, 3328, 3288, 3196, 3064, 2959, 2924, 2869, 2839, 2364, 1688, 1639, 1596, 1579, 1454, 1371, 1323, 1250, Absorption was observed at frequencies of 1118, 1060, 1037, 956, 885, 824, 779, 752, 718, 689, 661, 634.

結果を図5にまとめて示す。
EI-mass分析においては、m/z = 248.0にピークが存在し、これは推定される青色素(インジゴイジン)の構造の分子式から計算した値と一致した。
1H-NMRスペクトル解析においては、11.30 ppm (s; NH)、8.18 ppm (s; CH)、および6.46 (s; NH2)のシグナルが得られた。
以上より、青色素は、インジゴイジンであると判断された。
The results are summarized in FIG.
In the EI-mass analysis, a peak was present at m / z = 248.0, which agreed with the value calculated from the molecular formula of the structure of the presumed blue pigment (indigoidin).
In 1 H-NMR spectrum analysis, signals of 11.30 ppm (s; NH), 8.18 ppm (s; CH), and 6.46 (s; NH 2 ) were obtained.
From the above, the blue pigment was determined to be indigoidine.

実施例6 S. verticillus由来ホスホパンテテイニル基転移酵素をコードするsvp遺伝子とbpsA遺伝子の大腸菌における共発現
bpsA遺伝子は、プライマーとして5'リン酸化した5'-CATATGACTCTTCAGGAGACCAGCGTGCTC-3'(配列番号13)(下線部はNdeIサイトを示す)、および 5'-AAGCTTCTCGCCGAGCAGGTAG CGGATGTG-3'(配列番号14)(下線部はHindIIIサイトを示す) を用い、東洋紡社製KOD-plusポリメラーゼを用いてPCR法にて増幅させた。増幅遺伝子をアガロースゲルより抽出・精製し、 pUC19のSmaIサイトに連結し、キメラプラスミドpUC/bpsAを得た。挿入されたbpsA遺伝子の塩基配列を確認した後、pUC/bpsAをNdeIおよびHindIIIにて二重消化し、 pET-28a(+)の同サイトに組み込みキメラプラスミドpET/bpsAを得た。このベクターから発現したBPSAはNおよびC末端にポリヒスチジンタグを持つ。
Example 6 Coexpression of svp gene and bpsA gene encoding phosphopantetheinyl transferase derived from S. verticillus in Escherichia coli
The bpsA gene is 5′- CATATG ACTCTTCAGGAGACCAGCGTGCTC-3 ′ (SEQ ID NO: 13) (underlined indicates NdeI site), and 5′- AAGCTT CTCGCCGAGCAGGTAG CGGATGTG-3 ′ (SEQ ID NO: 14) The underlined portion indicates a HindIII site) and was amplified by PCR using KOD-plus polymerase manufactured by Toyobo. The amplified gene was extracted and purified from an agarose gel and ligated to the SmaI site of pUC19 to obtain a chimeric plasmid pUC / bpsA . After confirming the nucleotide sequence of the inserted bpsA gene, pUC / bpsA was double-digested with NdeI and HindIII and incorporated into the same site of pET-28a (+) to obtain a chimeric plasmid pET / bpsA . BPSA expressed from this vector has polyhistidine tags at the N and C terminus.

S. verticillus由来ホスホパンテテイニル基転移酵素 (PPTase) をコードするsvp遺伝子は プライマーとして5'リン酸化した5'-CATATGATCGCCGCCCTCCTGCCCTCCTG-3'(配列番号15)(下線部はNdeIサイトを示す) および5'-CTCGAGCGGGACGGCGGTCCGGTCGTCCGC-3'(配列番号16)(下線部はXhoIサイトを示す) を鋳型DNAとしてS. verticillus染色体を用いて増幅した。この増幅断片をpUC19のSmaIサイトに連結し、キメラプラスミドpUC/svpを得た。挿入されたsvp遺伝子の塩基配列を確認した後、pUC/svpをNdeIおよびXhoIにて二重消化し、pET-21a(+)の同サイトに組み込み、キメラプラスミドpET/svpを得た。このベクターから発現したSvpはC末端にポリヒスチジンタグを持つ。pET/svpのうち、 ベクター由来のT7プロモーターおよびその下流に連結されたsvp遺伝子を含む2.2 kbのDNA断片を、SphIおよびPvuIで二重消化することにより切り出し、pSTV28の同サイトに連結することで、キメラプラスミドpSTV/svpを得た。
pET/bpsAおよびpSTV/svpを同時に大腸菌BL21(DE3) 株に導入し、BPSAおよびSvpの共発現株を得た。大量発現させたときの両タンパク質の溶解性を考慮し、発現実験は18℃にて行った。18℃で48時間培養した結果を、図6に示す。
The svp gene encoding phosphopantetheinyltransferase (PPTase) derived from S. verticillus was 5′- CATATG ATCGCCGCCCCCCTGCCCTCCTG-3 ′ (SEQ ID NO: 15) (SEQ ID NO: 15) (underlined indicates NdeI site) and 5'- CTCGAG CGGGACGGCGGTCCGGTCGTCCGC-3 '(SEQ ID NO: 16) (underlined indicates the XhoI site) was used as a template DNA and amplified using the S. verticillus chromosome. This amplified fragment was ligated to the SmaI site of pUC19 to obtain a chimeric plasmid pUC / svp . After confirming the nucleotide sequence of the inserted svp gene, pUC / svp was double-digested with NdeI and XhoI and incorporated into the same site of pET-21a (+) to obtain a chimeric plasmid pET / svp . Svp expressed from this vector has a polyhistidine tag at the C-terminus. By cutting out a 2.2 kb DNA fragment containing the vector-derived T7 promoter and the svp gene linked downstream from pET / svp by double digestion with SphI and PvuI, and ligating it to the same site of pSTV28. A chimeric plasmid pSTV / svp was obtained.
pET / bpsA and pSTV / svp were simultaneously introduced into E. coli BL21 (DE3) strain to obtain a BPSA and Svp co-expression strain. Considering the solubility of both proteins when expressed in large quantities, expression experiments were performed at 18 ° C. The results of culturing at 18 ° C. for 48 hours are shown in FIG.

pET/bpsAおよびpSTV/svpを同時に導入した大腸菌は青色素を産生したが、pET/bpsAのみを導入した大腸菌は青色素を産生しなかった。このことから、大腸菌が保有する自身のPPTaseはBPSAをホロ型に変換できないと考えられ、また、SvpはBPSAをホロ型に変換し、ホロ型BPSAが青色素合成を触媒すると考えられた。 Escherichia coli into which pET / bpsA and pSTV / svp were simultaneously introduced produced blue pigment, whereas Escherichia coli into which only pET / bpsA was introduced did not produce blue pigment. From this, it is considered that the own PPTase possessed by Escherichia coli cannot convert BPSA to a holo type, and Svp converts BPSA to a holo type, and holo type BPSA catalyzes blue pigment synthesis.

実施例7 大腸菌におけるBPSAおよびBPSAΔTEの大量発現と精製
TE-ドメインを欠損したBPSAΔTE (アミノ酸番号1-1014) を生産させるため、 全長型bpsAの場合と同様に、pET-28a(+)を用いて bpsAΔTE発現用ベクターpET/bpsAΔTEを構築した。PCRプライマーは、bpsA増幅に用いた5'リン酸化センスプライマーと、5'リン酸化アンチセンスプライマー 5'-AAGCTTCTGGGCGACCTCGCGCTCCAG-3' (配列番号17)を使用した (下線部はHindIIIサイトを示す) 。BPSAΔTEタンパク質は、N末端およびC末端ヒスチジンタグ付きタンパク質として生産された。
Example 7 Large-scale expression and purification of BPSA and BPSAΔTE in E. coli
In order to produce BPSAΔTE (amino acid number 1-1014) lacking the TE-domain, a bpsA ΔTE expression vector pET / bpsA ΔTE was constructed using pET-28a (+) as in the case of full-length bpsA . The PCR primer used was the 5 ′ phosphorylated sense primer used for bpsA amplification and the 5 ′ phosphorylated antisense primer 5′- AAGCTT CTGGGCGACCTCGCGCTCCAG-3 ′ (SEQ ID NO: 17) (underlined indicates HindIII site). BPSAΔTE protein was produced as an N-terminal and C-terminal histidine tagged protein.

pET/bpsAあるいはpET/bpsAΔTEを保有する大腸菌BL21(DE3)株を、カナマイシンを含むLB培地2.5リットルにて18℃で培養した。発現したタンパク質の溶解性を考慮して、培養はイソプロピル-β-D-ガラクトピラノシド(IPTG)による誘導なしで30時間行った。細胞は遠心により集め、結合緩衝液 [20 mMトリス-塩酸 (pH 7.9)、500 mM塩化ナトリウム、5 mMイミダゾール] に懸濁した。懸濁以降、全ての過程は4℃にて行った。超音波により細胞を破砕し、27, 000 × g、20分間の遠心により細胞残骸物を除いた。その結果得られた上清を、予め結合緩衝液にて平衡化したHis-Bind resinカラム (1 × 10 cm、Novagen) に添加し、カラムを洗浄緩衝液 I [20 mMトリス-塩酸 (pH 7.9)、 500 mM塩化ナトリウム、30 mMイミダゾール] を用いて洗浄した。溶出は、30 mMから500 mMのイミダゾール直線濃度勾配により行った。BPSAあるいはBPSAΔTEを含む画分を集め、1 mMのエチレンジアミン四酢酸を含む結合緩衝液に対して透析し (2回) 、続いて結合緩衝液に対して透析を行った (2回)。透析した溶液を再びHis-Bind resinカラムに添加し、カラムを洗浄緩衝液II [20 mMトリス-塩酸 (pH 7.9)、500 mM塩化ナトリウム、60 mMイミダゾール] を用いて洗浄した。溶出は、60 mMから1000 mMのイミダゾール直線濃度勾配により行った。この段階で、ドデシル硫酸ナトリウム-ポリアクリルアミドゲル電気泳動から判断すると、 BPSAおよびBPSAΔTEはほぼ単一タンパク質として精製された(図7)。Ox-ドメインを保有するEpoB(Chen, H.W., O'Conner, S., Cane, D.E., and Walsh, C.T. (2001). Epothilone biosynthesis: assembly of the methylthiazolylcarboxy starter unit on the EpoB subunit. Chem. Biol. 8, 899-912.)と同様に、精製したBPSAおよびBPSAΔTEは、フラビンモノヌクレオチドを含むため黄色を呈していた。使用するまで、精製したタンパク質は50%グリセロールの存在下-20℃で保存した。 E. coli BL21 (DE3) strain carrying pET / bpsA or pET / bpsAΔTE was cultured at 18 ° C. in 2.5 liters of LB medium containing kanamycin. In view of the solubility of the expressed protein, the culture was performed for 30 hours without induction by isopropyl-β-D-galactopyranoside (IPTG). The cells were collected by centrifugation and suspended in binding buffer [20 mM Tris-HCl (pH 7.9), 500 mM sodium chloride, 5 mM imidazole]. All processes after suspension were performed at 4 ° C. Cells were disrupted by ultrasonic waves, and cell debris was removed by centrifugation at 27,000 × g for 20 minutes. The resulting supernatant was added to a His-Bind resin column (1 × 10 cm, Novagen) previously equilibrated with a binding buffer, and the column was washed with Washing Buffer I [20 mM Tris-HCl (pH 7.9). ), 500 mM sodium chloride, 30 mM imidazole]. Elution was performed with a linear imidazole concentration gradient from 30 mM to 500 mM. Fractions containing BPSA or BPSAΔTE were collected and dialyzed against a binding buffer containing 1 mM ethylenediaminetetraacetic acid (twice), followed by dialysis against the binding buffer (twice). The dialyzed solution was again added to the His-Bind resin column, and the column was washed with Wash Buffer II [20 mM Tris-HCl (pH 7.9), 500 mM sodium chloride, 60 mM imidazole]. Elution was performed with a linear imidazole concentration gradient from 60 mM to 1000 mM. At this stage, BPSA and BPSAΔTE were purified as almost a single protein as judged from sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (FIG. 7). EpoB with Ox-domain (Chen, HW, O'Conner, S., Cane, DE, and Walsh, CT (2001). Epothilone biosynthesis: assembly of the methylthiazolylcarboxy starter unit on the EpoB subunit. Chem. Biol. 8 , 899-912.), Purified BPSA and BPSAΔTE had a yellow color because they contained flavin mononucleotide. The purified protein was stored at −20 ° C. in the presence of 50% glycerol until use.

実施例8 大腸菌におけるSvpの大量発現と精製
pET/svpを保有する大腸菌BL21(DE3)株を、アンピシリンを含むLB培地3リットルにて23℃で培養した。Svpの溶解性を考慮して、培養はIPTGによる誘導なしで24時間行った。細胞は遠心により集めた。細胞を結合緩衝液に懸濁した後は 全ての過程を4℃にて行った。超音波により細胞を破砕し、27, 000 × g、20分間の遠心により細胞残骸物を除いた。その結果得られた上清を、予め結合緩衝液にて平衡化したHis-Bind resinカラム (1 × 10 cm) に添加した。洗浄緩衝液IIによりカラムを洗浄した後、溶出は60 mMから500 mMのイミダゾール直線濃度勾配により行った。これらの過程を通して、Svpはほぼ単一タンパク質として精製された(図7)。使用するまで、精製したSvpタンパク質は50%グリセロールの存在下、-20℃で保存した。
Example 8 Large-scale expression and purification of Svp in E. coli
E. coli BL21 (DE3) strain carrying pET / svp was cultured at 23 ° C. in 3 liters of LB medium containing ampicillin. Considering the solubility of Svp, the culture was performed for 24 hours without induction by IPTG. Cells were collected by centrifugation. After suspending the cells in binding buffer, all steps were performed at 4 ° C. Cells were disrupted by ultrasonic waves, and cell debris was removed by centrifugation at 27,000 × g for 20 minutes. The resulting supernatant was added to a His-Bind resin column (1 × 10 cm) previously equilibrated with a binding buffer. After washing the column with wash buffer II, elution was performed with a linear gradient of imidazole from 60 mM to 500 mM. Through these processes, Svp was purified almost as a single protein (FIG. 7). The purified Svp protein was stored at −20 ° C. in the presence of 50% glycerol until use.

実施例9 試験管内おける青色素の合成
Svpを用いてBPSAを4'-ホスホパンテテイニル化するため、50 mMリン酸ナトリウム緩衝液 (pH 7.8) を用いて調製した660 nM BPSA、810 nM Svp、0.1 mM補酵素Aおよび1 mM塩化マグネシウムを含む溶液 (1.4 ml) を、30℃で10分間インキュベートした。青色素の合成は200 μlの10 mMアデノシン三リン酸溶液 (最終濃度1 mM) および400 μlの5 mM L-アミノ酸溶液 (最終濃度1 mM) を加えることにより開始した。試験管内における青色素の合成は、590 nmの吸収を測定することによりモニターした(図8)。合成された青色素の分子量は、上記で述べたように, MALDI-TOFにより分析された。
Example 9 Synthesis of blue pigment in a test tube
660 nM BPSA, 810 nM Svp, 0.1 mM coenzyme A and 1 mM chloride prepared using 50 mM sodium phosphate buffer (pH 7.8) for 4'-phosphopantetheinylation of BPSA using Svp A solution containing magnesium (1.4 ml) was incubated at 30 ° C. for 10 minutes. Blue dye synthesis was initiated by adding 200 μl of 10 mM adenosine triphosphate solution (final concentration 1 mM) and 400 μl of 5 mM L-amino acid solution (final concentration 1 mM). The synthesis of the blue pigment in the test tube was monitored by measuring the absorption at 590 nm (FIG. 8). The molecular weight of the synthesized blue dye was analyzed by MALDI-TOF as described above.

Svpで4'-ホスホパンテテイニル化したBPSAを用いたとき、L-グルタミンを基質とした場合にのみ青色素の合成が認められた。また、Svpで4'-ホスホパンテテイニル化していないBPSAを用いたときでは、L-グルタミンを基質とした場合でも青色素の合成が認められなかった。このことから、4'-ホスホパンテテイニル化されたホロ型BPSAが、L-グルタミンを唯一の基質として青色素を合成すると考えられる。   When BPSA 4'-phosphopantetheinylated with Svp was used, blue pigment synthesis was observed only when L-glutamine was used as a substrate. In addition, when BPSA that was not 4′-phosphopantetheinylated with Svp was used, synthesis of blue pigment was not observed even when L-glutamine was used as a substrate. This suggests that 4'-phosphopantetheinylated holo-type BPSA synthesizes a blue pigment using L-glutamine as the only substrate.

実施例10 アデノシン三リン酸/ピロリン酸-交換アッセイ
アデノシン三リン酸/ピロリン酸交換反応を用いて、BPSAのアデニル化ドメインの活性を測定した。
アミノ酸に依存したアデノシン三リン酸/ピロリン酸-交換アッセイは、基本的に過去に述べられた方法 (Du, L., Chen, M., Zhang, Y., and Shen, B. (2003). BimIII and BlmIV nonribosomal peptide synthetase-catalyzed biosynthesis of the bleomycin bithiazole moiety involving both in cis and in trans aminoacylation. Biochemistry 42, 9731-9740.) により行った。反応溶液 (100 μl) は, 300 nMヒスチジンタグ付きタンパク質、5 mMアデノシン三リン酸、1.72 μM [32P]ピロリン酸 (1 μCi, 60 Ci/mmol;PerkinElmer Life Siences) 、1 mMピロリン酸、1 mM塩化マグネシウム、0.1 mMエチレンジアミン四酢酸、0.5 mMアミノ酸および20 mMトリス-塩酸 (pH 7.8) を含んでいる。この溶液を30℃で20分間インキュベートした後、0.25 M過塩素酸、1.6%活性炭および0.1 Mピロリン酸四ナトリウムを含む溶液0.9 mlを加えることで、反応を停止させた。遠心により活性炭を集め、1 mlの水で2回洗浄し、0.5 mlの水に懸濁した。液体シンチレーション (ACSII、Amersham Biosciences) を加えた後、活性炭に結合した放射活性を液体シンチレーションカウンターにより測定した。なお、アミノ酸を含まない反応溶液をコントロールとして使用した。BPSAおよびBPSAΔTEの速度論的パラメーターを決定する場合、様々な濃度のL-グルタミンを用いて、反応は6分間行った。[32P]ピロリン酸の比活性を用いて、活性炭に結合した放射活性を反応速度に変換した。結果を図9に示す。図は、L-グルタミンに対する活性を100%とし、他のアミノ酸に対する活性はその相対活性として示している。
図9から、BPSAの基質はL-グルタミンであると考えられる。
Example 10 Adenosine Triphosphate / Pyrophosphate-Exchange Assay The activity of the adenylation domain of BPSA was measured using an adenosine triphosphate / pyrophosphate exchange reaction.
The amino acid-dependent adenosine triphosphate / pyrophosphate-exchange assay is basically a previously described method (Du, L., Chen, M., Zhang, Y., and Shen, B. (2003). BimIII and BlmIV nonribosomal peptide synthetase-catalyzed biosynthesis of the bleomycin bithiazole moiety involving both in cis and in trans aminoacylation. Biochemistry 42, 9731-9740.) The reaction solution (100 μl) consists of 300 nM histidine-tagged protein, 5 mM adenosine triphosphate, 1.72 μM [ 32 P] pyrophosphate (1 μCi, 60 Ci / mmol; PerkinElmer Life Siences), 1 mM pyrophosphate, 1 Contains mM magnesium chloride, 0.1 mM ethylenediaminetetraacetic acid, 0.5 mM amino acid and 20 mM Tris-HCl (pH 7.8). After incubating the solution at 30 ° C. for 20 minutes, the reaction was stopped by adding 0.9 ml of a solution containing 0.25 M perchloric acid, 1.6% activated carbon and 0.1 M tetrasodium pyrophosphate. Activated carbon was collected by centrifugation, washed twice with 1 ml of water, and suspended in 0.5 ml of water. After liquid scintillation (ACSII, Amersham Biosciences) was added, the radioactivity bound to the activated carbon was measured with a liquid scintillation counter. A reaction solution containing no amino acid was used as a control. When determining the kinetic parameters of BPSA and BPSAΔTE, the reaction was run for 6 minutes with varying concentrations of L-glutamine. Using the specific activity of [ 32 P] pyrophosphate, the radioactivity bound to the activated carbon was converted to a reaction rate. The results are shown in FIG. The figure shows the activity against L-glutamine as 100% and the activity against other amino acids as its relative activity.
From FIG. 9, it is considered that the substrate of BPSA is L-glutamine.

実施例11 ピロリン酸放出アッセイ
BPSAアデニル化ドメインのL-グルタミンに対する活性を、ピロリン酸放出アッセイにより測定した。
A-ドメインによるピロリン酸放出速度は、EnzCheck Pyrophosphatase Assay Kit (Molecular Probe) を用いて、グアノシンアナログであるMesGを利用した連続分光学的手法により測定した。反応溶液は、20 mMトリス-塩酸 (pH 7.8) 、1 mM塩化マグネシウム、0.1 mMエチレンジアミン四酢酸、0.2 mM MesG、0.2 Uプリンヌクレオシドホスホリラーゼ、0.2 U無機ピロホスファターゼ、5 mMアデノシン三リン酸、3 mM L-グルタミン、100 nM Svp、0.5 mM補酵素Aおよび100 nMのBPSAを含んでいる。BPSAをアポ体からホロ体へ変換する場合、予め、L-グルタミンとアデノシン三リン酸を含まない溶液にて、100 nMのBPSAを100 nMのSvpとともに30℃で30分間インキュベートした。この場合、 反応は3 mMのL-グルタミンおよび5 mMのアデノシン三リン酸を加えることにより開始し、その後360 nmの吸収を10秒ごとに6分間測定した。得られたスペクトルにおける0秒から100秒までの勾配は、標準ピロリン酸を用いて作成した標準曲線と相関した(図10)。
図10において、ひし形はホロ酵素、四角はアポ酵素を用いて得られたデータを示す。0秒から100秒における勾配を利用することにより、ホロBPSAの回転速度は107/分、アポBPSAの回転速度は76/分と算出された。
Example 11 Pyrophosphate Release Assay
The activity of the BPSA adenylation domain against L-glutamine was measured by a pyrophosphate release assay.
The rate of pyrophosphate release by the A-domain was measured by a continuous spectroscopic method using MesG, which is a guanosine analog, using the EnzCheck Pyrophosphatase Assay Kit (Molecular Probe). The reaction solution is 20 mM Tris-HCl (pH 7.8), 1 mM magnesium chloride, 0.1 mM ethylenediaminetetraacetic acid, 0.2 mM MesG, 0.2 U purine nucleoside phosphorylase, 0.2 U inorganic pyrophosphatase, 5 mM adenosine triphosphate, 3 mM Contains L-glutamine, 100 nM Svp, 0.5 mM coenzyme A and 100 nM BPSA. When converting BPSA from apo form to holo form, 100 nM BPSA was previously incubated with 100 nM Svp at 30 ° C. for 30 minutes in a solution not containing L-glutamine and adenosine triphosphate. In this case, the reaction was started by adding 3 mM L-glutamine and 5 mM adenosine triphosphate, and then absorption at 360 nm was measured every 10 seconds for 6 minutes. The slope from 0 to 100 seconds in the resulting spectrum correlated with a standard curve generated using standard pyrophosphate (FIG. 10).
In FIG. 10, diamonds indicate data obtained using a holoenzyme, and squares indicate data obtained using an apoenzyme. By using the gradient from 0 to 100 seconds, the rotation speed of holo BPSA was calculated to be 107 / min, and the rotation speed of apo BPSA was calculated to be 76 / min.

回転速度は、アポ型をホロ型へ変換することで若干上昇した。これは、ホロ型BPSAにおいては、Aドメインにより活性化されたL-グルタミンが、速やかにTドメインへ移行するためであると考えられる。   The rotational speed increased slightly by converting the apo type into the holo type. This is considered to be because L-glutamine activated by the A domain quickly migrates to the T domain in holo-type BPSA.

実施例12 BPSAΔTE T-ドメインへの[14C] L-グルタミンのアミノアシル化アッセイ
精製SvpによりT-ドメインをホスホパンテテイニル化したホロBPSAおよびホロBPSAΔTE、あるいは、Svpにより活性化しないそれぞれのアポ酵素を用いて、14C標識L-グルタミンのT-ドメインへの結合を調べた。
BPSAΔTEのT-ドメインへの[14C] L-グルタミンの結合は、オートラジオグラフィーにより調べた。100 μlの反応溶液は、20 mMトリス-塩酸 (pH 7.8) 、1 mM塩化マグネシウム、 0.1 mMエチレンジアミン四酢酸、3 mMアデノシン三リン酸、 10 mM [14C] L-グルタミン (0.2 μCi, 210 mCi/mmol; Moravek Biochemicals)、 300 nM Svp、0.5 mM補酵素Aおよび300 nMのBPSAあるいはBPSAΔTEを含んでいるが、予め[14C] L-グルタミンを含まない溶液を30℃にて30分間インキュベートすることにより、[14C] L-グルタミンを加えて反応を開始する前にそれらタンパク質のT-ドメインをホスホパンテテイニル化した。[14C] L-グルタミンを加えた後、様々な時間経過後、2%ウシ血清アルブミンを含む10%氷冷トリクロロ酢酸を0.8 ml加えることにより、反応を停止させた。沈殿したタンパク質を集め、10%氷冷トリクロロ酢酸およびアセトンで洗浄した後、その放射活性を測定した。オートラジオグラフィーを行う場合、[14C] L-グルタミンを加えてから15分後に反応を停止させ、タンパク質の沈殿を10%ドデシル硫酸ナトリウム-ポリアクリルアミドゲル電気泳動に供した。電気泳動後、乾燥させたゲルをイメージングプレートに曝露し、BAS-2000装置を用いて視覚化した(図11)。
Example 12 Aminoacylation assay of [ 14 C] L-glutamine to BPSAΔTE T-domain Holo BPSA and holo BPSAΔTE in which T-domain is phosphopantetheinylated by purified Svp, or each apoenzyme not activated by Svp Was used to examine the binding of 14 C-labeled L-glutamine to the T-domain.
[ 14 C] L-glutamine binding to the T-domain of BPSAΔTE was examined by autoradiography. 100 μl of the reaction solution consisted of 20 mM Tris-HCl (pH 7.8), 1 mM magnesium chloride, 0.1 mM ethylenediaminetetraacetic acid, 3 mM adenosine triphosphate, 10 mM [ 14 C] L-glutamine (0.2 μCi, 210 mCi / mmol; Moravek Biochemicals), 300 nM Svp, 0.5 mM coenzyme A and 300 nM BPSA or BPSAΔTE but not [ 14 C] L-glutamine in advance for 30 minutes at 30 ° C As a result, the T-domains of these proteins were phosphopantetheinylated before [ 14 C] L-glutamine was added to initiate the reaction. After adding [ 14 C] L-glutamine, after various times, the reaction was stopped by adding 0.8 ml of 10% ice-cold trichloroacetic acid containing 2% bovine serum albumin. The precipitated protein was collected, washed with 10% ice-cold trichloroacetic acid and acetone, and then its radioactivity was measured. When autoradiography was performed, the reaction was stopped 15 minutes after adding [ 14 C] L-glutamine, and the protein precipitate was subjected to 10% sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis. After electrophoresis, the dried gel was exposed to an imaging plate and visualized using a BAS-2000 apparatus (FIG. 11).

完全長のBPSAを用いた場合、Svpによる4'-ホスホパンテテイニル化の有無に関わらず、L-グルタミンはBPSA上に結合していなかった。一方、BPSAΔTEを用いた場合では、Svpで4'-ホスホパンテテイニル化されたBPSAΔTEにのみL-グルタミンの結合が認められた。このことから、完全長BPSAのC末端に存在するTEドメインは、Tドメインに結合したL-グルタミン(あるいはその誘導体)の切り離しを触媒すると考えられ、また、Aドメインにより活性化されたL-グルタミンは、4'-ホスホパンテテイニル化されたTドメインに結合すると考えられる。   When full-length BPSA was used, L-glutamine was not bound on BPSA, regardless of the presence or absence of 4'-phosphopantethenylation by Svp. On the other hand, when BPSAΔTE was used, binding of L-glutamine was observed only to BPSAΔTE 4′-phosphopantetheinylated with Svp. This suggests that the TE domain at the C-terminus of full-length BPSA catalyzes the detachment of L-glutamine (or its derivatives) bound to the T domain, and L-glutamine activated by the A domain. Is thought to bind to the 4'-phosphopantetheinylated T domain.

クローン化した約6-kbのDNA断片に存在するorfの構成とBPSAのドメイン構造を示す模式図である。白抜き矢印:不完全な遺伝子、黒矢印:完全な遺伝子FIG. 2 is a schematic diagram showing the structure of orf present in the cloned DNA fragment of about 6-kb and the domain structure of BPSA. Open arrow: incomplete gene, black arrow: complete gene S. lividans 66でのbspAの発現を示した写真である。(A)チオストレプトン(50 μg/ml)を含むFB寒天培地上で生育する各形質転換体、(B)チオストレプトン(50 μg/ml)を含むYEME液体培地上で生育する各形質転換体It is the photograph which showed the expression of bspA in S. lividans 66. (A) Each transformant that grows on FB agar medium containing thiostrepton (50 μg / ml), (B) Each transformant that grows on YEME liquid medium containing thiostrepton (50 μg / ml) body PCRで増幅した各遺伝子のアガロース電気泳動パターンを示した図である。 レーン1:S. lavendulae ATCC11924、レーン2:S. lavendulae ATCC25233、レーン3:S. garyphalus (CSH5-12)、レーン4:S. coelicolor A3(2)、レーン5:S. lividans 66、レーン6:S. avermitilis K139、レーン7:S. lavendulae JCM4055、レーン8:S. lavendulae FRI-5、レーン9:陽性コントロールIt is the figure which showed the agarose electrophoresis pattern of each gene amplified by PCR. Lane 1: S. lavendulae ATCC11924, Lane 2: S. lavendulae ATCC25233, Lane 3: S. garyphalus (CSH5-12), Lane 4: S. coelicolor A3 (2), Lane 5: S. lividans 66, Lane 6: S. avermitilis K139, lane 7: S. lavendulae JCM4055, lane 8: S. lavendulae FRI-5, lane 9: positive control RNaseプロテクションアッセイの結果を示す図である。(A):プローブAによりプロテクションされたRNA、(B):プローブBによりプロテクションされたRNA、(C):プローブCによりプロテクションされたRNA、(D):RNaseプロテクションアッセイに用いた全RNAを1%ホルムアミドアガロースゲル電気泳動で検出したもの。NL(-):γ−NL非添加、NL(+):γ−NL添加It is a figure which shows the result of an RNase protection assay. (A): RNA protected by probe A, (B): RNA protected by probe B, (C): RNA protected by probe C, (D): Total RNA used in RNase protection assay 1 Detected by% formamide agarose gel electrophoresis. NL (-): γ-NL not added, NL (+): γ-NL added S. lavendulae より合成された青色素の化学的性質と構造を示した図である。 (A):構造。(B)EI-mass分析、(C)1H-NMRスペクトルIt is the figure which showed the chemical property and structure of the blue pigment synthesize | combined from S. lavendulae . (A): Structure. (B) EI-mass analysis, (C) 1 H-NMR spectrum E. coliにおいて青色素の産生を示した写真である。(1)bpsAsvpを共発現させた大腸菌BL21(DE3)株、(2)bpsAのみを発現する大腸菌BL21(DE3)株、(3)発現ベクターpET-28a(+)を保有する大腸菌BL21(DE3)株A photograph showing the production of blue pigment in E. coli . (1) E. coli BL21 (DE3) strain coexpressed with bpsA and svp , (2) E. coli BL21 (DE3) strain expressing only bpsA , (3) E. coli BL21 carrying the expression vector pET-28a (+) ( DE3) shares 発現および精製タンパク質のドデシル硫酸ナトリウムーポリアクリルアミドゲル電気泳動パターンを示した図である。レーン1:精製BPSA、レーン2:精製BPSAΔTE、レーン3:Svp、M:標準タンパク質、左数字:分子量。It is the figure which showed the expression and refinement | purification protein sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis pattern. Lane 1: purified BPSA, lane 2: purified BPSAΔTE, lane 3: Svp, M: standard protein, left number: molecular weight. In vitroにおける青色素の生成を示したグラフである。実線:BPSAおよびSvpを用いた場合、破線:BPSAのみを用いた場合Is a graph showing the production of blue pigment in an In vitro. Solid line: When BPSA and Svp are used, Broken line: When only BPSA is used BPSAのアデニル化ドメインの活性を示した図である。It is the figure which showed the activity of the adenylation domain of BPSA. BPSAアデニル化ドメインのL-グルタミンに対する活性を示した図である。 ひし形:ホロ酵素、四角:アポ酵素It is the figure which showed the activity with respect to L-glutamine of a BPSA adenylation domain. Diamond: holoenzyme, square: apoenzyme 14C標識L-グルタミンのT-ドメインへの結合能を示した図である。左:ドデシル硫酸ナトリウムーポリアクリルアミドゲル電気泳動後、クマシー染色したもの、右:泳動後、14C標識L-グルタミンをオートラジオグラフィーで検出したものFIG. 6 shows the ability of 14 C-labeled L-glutamine to bind to the T-domain. Left: After dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis, stained with Coomassie, Right: After electrophoresis, 14 C-labeled L-glutamine detected by autoradiography

Claims (10)

以下の(a)又は(b)のタンパク質:
(a)配列番号1に示すアミノ酸配列からなるタンパク質、
(b)(a)のアミノ酸配列において、1個若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなり、且つ、インジゴイジン合成能を有するタンパク質。
The following protein (a) or (b):
(A) a protein comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1,
(B) A protein comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence of (a), and having the ability to synthesize indigoidine.
請求項1に記載のタンパク質をコードする遺伝子。   A gene encoding the protein according to claim 1. 以下の(a)又は(b)のDNAからなる遺伝子:
(a)配列番号2に示す塩基配列からなるDNA、
(b)(a)の塩基配列からなるDNAと相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジエントな条件下でハイブリダイズし、且つインジゴイジン合成能を有するタンパク質をコードするDNA。
A gene comprising the following DNA (a) or (b):
(A) DNA comprising the base sequence shown in SEQ ID NO: 2,
(B) A DNA that hybridizes under stringent conditions with a DNA comprising a base sequence complementary to the DNA comprising the base sequence of (a) and encodes a protein having the ability to synthesize indigoidine.
単一モジュール型の非リボソーム型ペプチド合成酵素遺伝子である請求項2又は3記載の遺伝子。   The gene according to claim 2 or 3, which is a single-module non-ribosomal peptide synthase gene. 請求項2又は3記載の遺伝子を含有する組換えベクター。   A recombinant vector containing the gene according to claim 2 or 3. 請求項5記載の組換えベクターを含む形質転換体。   A transformant comprising the recombinant vector according to claim 5. 請求項6記載の形質転換体を培養し、培養物から請求項1記載のタンパク質を採取することを特徴とする請求項1記載のタンパク質の製造方法。   The method for producing a protein according to claim 1, wherein the transformant according to claim 6 is cultured, and the protein according to claim 1 is collected from the culture. 請求項2又は3記載の遺伝子を導入した放線菌を培養し、培養物からインジゴイジンを採取することを特徴とするインジゴイジンの製造方法。   A method for producing indigoidine characterized by culturing actinomycetes into which the gene according to claim 2 or 3 has been introduced and collecting indigoidine from the culture. 請求項2又は3記載の遺伝子及び4'−ホスホパンテテイニル基転移酵素遺伝子を導入した宿主を培養し、培養物からインジゴイジンを採取することを特徴とするインジゴイジンの製造方法。   A method for producing indigoidine, comprising culturing a host into which the gene according to claim 2 or 3 and a 4′-phosphopantetheinyltransferase gene have been introduced, and collecting indigoidine from the culture. L-グルタミンに、請求項1記載のタンパク質及び4'−ホスホパンテテイニル基転移酵素を作用させることを特徴とするインジゴイジンの製造方法。   A method for producing indigoidine, which comprises reacting the protein according to claim 1 and 4'-phosphopantetheinyl transferase with L-glutamine.
JP2006012459A 2006-01-20 2006-01-20 Blue pigment synthesis gene Pending JP2007189969A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006012459A JP2007189969A (en) 2006-01-20 2006-01-20 Blue pigment synthesis gene

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006012459A JP2007189969A (en) 2006-01-20 2006-01-20 Blue pigment synthesis gene

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007189969A true JP2007189969A (en) 2007-08-02

Family

ID=38446133

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006012459A Pending JP2007189969A (en) 2006-01-20 2006-01-20 Blue pigment synthesis gene

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2007189969A (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011108585A1 (en) 2010-03-03 2011-09-09 Jnc株式会社 Process for production of useful substance using genetically modified streptomyces ray fungus
CN108912725A (en) * 2018-06-06 2018-11-30 浙江理工大学上虞工业技术研究院有限公司 sulfonamide blue disperse dye and preparation method thereof
CN111040468A (en) * 2019-12-26 2020-04-21 杭州天马思宏数码科技有限公司 Blue temporary water-soluble reactive dye and preparation method thereof
CN111621991A (en) * 2019-02-28 2020-09-04 杭州唯铂莱生物科技有限公司 Novel antibacterial biological dye
CN111788310A (en) * 2018-01-31 2020-10-16 天津大学 Transgenic method for obtaining blue flowers by catalyzing glutamine to synthesize indigo
CN114438005A (en) * 2021-12-22 2022-05-06 福建师范大学 Construction method and application of recombinant strain for synthesizing indigo pigment
CN115725590A (en) * 2022-08-17 2023-03-03 西南大学 Application and method of OSER1 gene in improving animal fecundity or delaying reproductive senescence
CN116064363A (en) * 2023-02-07 2023-05-05 徐州合谷生命科技有限公司 Genetic engineering strain for producing blue-looking and application thereof
WO2023085954A1 (en) * 2021-11-09 2023-05-19 Victoria Link Limited Biosensor, biosensor components, and use thereof

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011108585A1 (en) 2010-03-03 2011-09-09 Jnc株式会社 Process for production of useful substance using genetically modified streptomyces ray fungus
CN111788310A (en) * 2018-01-31 2020-10-16 天津大学 Transgenic method for obtaining blue flowers by catalyzing glutamine to synthesize indigo
JP2021511810A (en) * 2018-01-31 2021-05-13 天津大学Tian Jin University Genetically modified method to catalyze the synthesis of glutamine to indigoidin to obtain blue flowers
JP7194741B2 (en) 2018-01-31 2022-12-22 天津大学 Genetic recombination method to catalyze the synthesis of glutamine to indigoidin to obtain blue flowers
US12049635B2 (en) 2018-01-31 2024-07-30 Tianjin University Transgenic method of obtaining blue flowers by catalyzing glutamine to synthesize indigo
CN108912725A (en) * 2018-06-06 2018-11-30 浙江理工大学上虞工业技术研究院有限公司 sulfonamide blue disperse dye and preparation method thereof
CN111621991A (en) * 2019-02-28 2020-09-04 杭州唯铂莱生物科技有限公司 Novel antibacterial biological dye
CN111040468A (en) * 2019-12-26 2020-04-21 杭州天马思宏数码科技有限公司 Blue temporary water-soluble reactive dye and preparation method thereof
WO2023085954A1 (en) * 2021-11-09 2023-05-19 Victoria Link Limited Biosensor, biosensor components, and use thereof
CN114438005A (en) * 2021-12-22 2022-05-06 福建师范大学 Construction method and application of recombinant strain for synthesizing indigo pigment
CN114438005B (en) * 2021-12-22 2023-10-27 福建师范大学 Construction method and application of recombinant bacterium for synthesizing indigo pigment
CN115725590B (en) * 2022-08-17 2024-04-05 西南大学 Application and method of OSER1 gene in improving animal fertility or delaying reproductive aging
CN115725590A (en) * 2022-08-17 2023-03-03 西南大学 Application and method of OSER1 gene in improving animal fecundity or delaying reproductive senescence
CN116064363A (en) * 2023-02-07 2023-05-05 徐州合谷生命科技有限公司 Genetic engineering strain for producing blue-looking and application thereof
CN116064363B (en) * 2023-02-07 2023-09-19 徐州合谷生命科技有限公司 Genetic engineering strain for producing blue-looking and application thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2007189969A (en) Blue pigment synthesis gene
Liebergesell et al. Cloning and nucleotide sequences of genes relevant for biosynthesis of poly (3‐hydroxybutyric acid) in Chromatium vinosum strain D
Takahashi et al. Cloning and characterization of a Streptomyces single module type non-ribosomal peptide synthetase catalyzing a blue pigment synthesis
CA2731760C (en) Pyripyropene a biosynthetic gene
JP5683962B2 (en) Nucleic acids and polypeptides of aminotransferases and oxidoreductases and methods of use
CN101528918B (en) Beta-alanine/alpha-ketoglutarate aminotransferase for 3-hydroxypropionic acid production
EP1706457B1 (en) Production of 3-hydroxypropionic acid using beta-alanine/pyruvate aminotransferase
WO2006132270A1 (en) Herbicide-resistant gene
JP6562950B2 (en) Dreamenol synthase and method for producing dreammenol
KR101840483B1 (en) Method for producing pyripyropene
JP2006500052A (en) Aldehyde dehydrogenase gene
CN112175980A (en) Method for improving activity of polymerase large fragment by site-directed mutagenesis and application
Ryu et al. Isoeugenol monooxygenase and its putative regulatory gene are located in the eugenol metabolic gene cluster in Pseudomonas nitroreducens Jin1
JP2011067139A (en) Recombinant vector, transformant, and method for producing 2h-pyran-2-on-4,6-dicarboxylic acid
JP5911071B2 (en) Protoyldene synthase
CN112877349B (en) Recombinant expression vector, genetically engineered bacterium containing recombinant expression vector and application of genetically engineered bacterium
JP7488649B2 (en) Polypeptide having 4-aminobenzoic acid hydroxylation activity and use thereof
KR100679759B1 (en) Transformant producing secondary metabolite modified with functional group and novel biosynthesis genes
WO2001083787A1 (en) Novel promoters and gene expression method by using the promoters
JP2001505438A (en) M. tuberculosis RNA polymerase alpha subunit
JP2002017351A (en) Phosphohexuloisomerase and its gene
Demirev et al. Identification and characterization of acetyl-CoA carboxylase gene cluster in Streptomyces toxytricini
WO2015049335A1 (en) Non-ribosomal protein synthesis pigment fusion peptides
JP7502858B2 (en) Polypeptide having 4-aminobenzoic acid hydroxylation activity and use thereof
JPWO2008013262A1 (en) L-leucine hydroxylase and DNA encoding the enzyme

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20081222

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110607

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20111018